DE3206435A1 - Winkelbeweglische gelenkwellenkupplung - Google Patents

Description

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Winkelbewegliche Gelenkwellenkupplung

Die Erfindung betrifft eine winkelbewegliche Gelenkwellenkupplung, bei der zur Drehmomentübertragung in Umfangsrichtung mindestens drei gleichmäßig verteilte Kugeln vorgesehen sind, die in Öffnungen des inneren Gelenkkörpers radial verschiebbar gelagert sind und in Nuten des äußeren Gelenkkörpers geführt sind.

Es sind Gelenke dieser Art bekannt (z.B. DE-PS 2 225 499, DE-PS 2 634 581), bei denen nachteilig ist, daß ein Teil der auftretenden Reibung Gleitreibung ist, so daß sich dies negativ auf den Wirkungsgrad des Gelenkes auswirkt. Darüber hinaus sind die Baugrößen abhängig von den verwendeten Kugeln, denn die Konstruktion ist abhängig von den zu übertragenden Drehmomenten, die dann den Kugeldurchmesser bestimmen.

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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Gelenk zu schaffen, bei dem die auftretende Reibung überwiegend als rollende Reibung auftritt, wobei des weiteren, unabhängig von der Drehraomentkapazität, eine variable Gestaltung der Baudurchmesser erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß sich jede Kugel auf der der Gelenkdrehachse zugewandten Seite an einer im Hohlraum des inneren Gelenkkörpers angeordneten und durch die Kugeln selbst gehaltenen Zentralkörper abstützt, wobei die Stützpunkte in der gemeinsamen Kugelmittelebene liegen.

Vorteilhaft ist hierbei, daß von den Drehmomentübertragungskugeln die Bewegungen auf die Zentralkugel übertragen wird und durch die jeweils gegenläufige Bewegung der größte Teil in eine rollende Reibung umgesetzt werden kann. Darüber hinaus kann ein Gelenk konstruiert werden, bei dem die Drehmomentkapazität durch die Kugel zwar berücksichtigt wird, jedoch kann die Zentralkugel derart variabel gestaltet werden, so daß damit der Außendurchmesser des Gelenkes den entsprechenden Einbauverhältnissen angepaßt werden kann.

Der Zentralkörper führt gegenüber dem Gelenkmittelpunkt, d.h. der Schnittpunkt der An- und Abtriebsachse eine kleine exzentrische Bewegung aus, so daß die durch die Gelenkbeugung verursachte Mittelpunktverlagerung der Kugeln, zumindest teilweise ausgeglichen wird. Die Größe der Mittelpunktverlagerung ist vom jeweiligen Beugewinkel abhängig.

Darüber hinaus ist vorgesehen, daß der Zentralkörper als Kugel ausgebildet ist.

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Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Öffnungen des inneren Gelenkkörpers Bohrungen sind, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Kugel entspricht und deren Mittelachse die Gelenkdrehachse so schneidet, daß ein Hohlraum zur Aufnahme der Zentralkugel im inneren Gelenkkörper entsteht.

Vorteilhaft ist hierbei, daß die Fertigung sehr einfach ist, denn es braucht lediglich im inneren Gelenkkörper für je einen Wälzkörper eine Öffnung durch z.B. Bohren hergestellt werden, und man erhält gleichzeitig, in dem man tief genug bohrt, den Innenraum für die Zentralkugel.

Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß zum Spielausgleich und zur Geräuschdämpfung zwischen den einzelnen Kugeln Polster z.B. aus Kunststoff oder Gummi angeordnet sind.

Gelenke dieser Art können Anwendung als Antriebsgelenke, Lenkungsgelenke bei Maschinenantrieben sowie bei schnellaufenden Längswellen in der Kraftfahrzeugtechnik finden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt;

Fig. 1 einen Schnitt in axialer Richtung der winkelbeweglichen Gelenkkupplung

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Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie I-I des in Fig. 1 dargestellten Gelenkes

Fig. 3 die Kugeln mit dem inneren Gelenkkörper als Einzelheit

Fig. 4 schematisch das Prinzip der Kugeln.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Gelenk besteht im wesentlichen aus dem äußeren Gelenkkörper l_f in dessen Hohlraum 2 der innere Gelenkkörper 3 aufgenommen ist. Der innere Gelenkkörper 3 ist mit der Antriebswelle 4 einstückig ausgebildet. Zur Drehmomentübertragung dienen die Kugeln 5, die einerseits in den Rillen 6 des äußeren Gelenkkörpers 1 und andererseits in Ausnehmungen 7 des .inneren Gelenkkörpers 3 aufgenommen sind. Die Rillen 6 des äußeren Gelenbkkörpers 1 verlaufen in axialer Richtung parallel zur Mittelachse 8 des Gelenkes. Die Ausnehmungen 7 des inneren Gelenkkörpers 3 weisen einen den Kugeln 5 entsprechenden Durchmesser auf. Die Kugeln 5 sind in diesen Ausnehmungen 7 so gehalten, daß sie sich radial verschieben können. Im Zentrum des inneren Gelenkkörpers 3 befindet sich eine Zentralkugel 9, auf der die der Drehmomentübertragung dienenden Kugeln 5 abgestützt sind. Der Hohlraum 10, der die Zentralkugel 9 aufnimmt, wird dadurch geschaffen, daß die einzelnen Ausnehmungen 7 für die drehmomentübertragenden Kugeln 5 bis über das Zentrum hinaus verlaufen.

Zur Abdichtung des Hohlraumes 2 gegenüber der Atmosphäre"ist einerseits eine feste Abdichtung und andererseits eine Dichtungsmanschette 11 vorgesehen.

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Fig. 3 zeigt den inneren Gelenkkörper 3, in dessen Ausnehmungen 7 die der Drehmomentübertragung dienenden Kugeln 5 aufgenommen sind. Im Hohlraum 11 ist die Zentralkugel 9 angeordnet, auf der sich die übrigen Kugeln 5 im Punkt 12 abstützen. In Fig. 4 ist die Funktionsweise zu erkennen. In den Rillen 6 des äußeren Gelenkkörpers 1 sind die Kugeln 5 aufgenommen. Durch den inneren Gelenkkörper 3 werden die Kugeln über die Ausnehmungen 7 geführt, wobei sie sich an der Zentralkugel 9 abstützen. Bei Beugung des Gelenkes um den Winkel (^ bewegt sich die eine Kugel in Richtung 13 und die entgegengesetzt angeordnete Kugel in Richtung 14. Dabei rollen die Kugeln 5 in Richtung der gezeigten Pfeile in den Rillen 6 des äußeren Gelenkkörpers ab, wobei die Zentralkugel 9 jeweils die entgegengesetzte Drehrichtung ausführt. Dabei rollt jeweils eine Kugel 5 auf der Zentralkugel ab, so daß eine rollende Reibung entsteht.

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BEZUGSZEICHENLISTE

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 äußerer Gelenkkörper Hohlraum innerer Gelenkkörper Antriebswelle Kugeln Rillen Ausnehmungen Mittelachse Zentralkugel Hohlraum Manschette Abstutzungspunkt Richtung Richtung

Claims (4)

Uni-Cardan Aktiengesellschaft " *' ** *17. Februar 1982 Alte Lohmarer Straße 59 St/Nb Siegburg U0054.000 Patentansprüche

1.) Winkelbewegliche Gelenkwellenkupplung, bei der zur Drehmomentübertragung in Umfangsrichtung mindestens drei gleichmäßig verteilte Kugeln vorgesehen sind, die in Öffnungen des inneren Gelenkkörpers radial verschiebbar gelagert sind und in Nuten des äußeren Gelenkkörpers geführt sind, dadurch gekennzeichnet,

daß sich jede Kugel (5) auf der der Gelenkdrehachse (8) zugewandten Seite an einer im Hohlraum (10) des inneren Gelenkkörpers (3) angeordneten und durch die Kugeln (5) selbst gehaltenen Zentralkörper (9) abstützt, wobei die Stützpunkte in der gemeinsamen Kugelmittelebene liegen.

2. Gelenkwellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zentralkörper (9) als Kugel ausgebildet ist.

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3. Gelenkwellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Öffnungen (7) des inneren Gelenkkörpers (3) Bohrungen sind, deren Innendurchmesser deifl Äußendurchmesser der Kugel (5) entspricht und deren Mittelachse die Gelenkdrehachse (8) so schneidet, daß ein Hohlraum (10) zur Aufnahme der Zentralkugel (9) im inneren Gelenkkörper (3) entsteht.

4. Gelenkwellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zum Spielausgleich und zur Geräuschdämpfung zwischen den einzelnen Kugeln Polster_; z.B. aus Kunststoff oder Gummi^ angeordnet sind.