DE3209620C2 - Doppel-Gelenkkupplung - Google Patents

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Doppelkardangelenk so zu gestalten, daß eine hydraulische Steuerung geschaffen wird, bei der keine Schwingungsanregung z.B. durch Ungleichförmigkeit des Mittelteiles auftritt und eine axiale Dämpfung sowie eine Dämpfung bei Winkelschlag der einen Gelenkseite zur anderen Gelenkseite erreicht wird. Darüber hinaus soll ein einheitliches Gelenk geschaffen werden, bei dem ohne großen Mehraufwand ein Winkelausgleich oder ein Radialversatz aufgefangen weden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Zapfen (4) in einer winkelbeweglichen Führung (5) eines Kolbens (6) aufgenommen ist und daß die Kolben (6) in Zylindern (7) verschiebbar gelagert sind, wobei jeweils ein Zylinder (7) der einen Gelenkseite mit dem entsprechenden diametral gegenüberliegenden Zylinder (7) der anderen Gelenkseite über einen Verbindungskanal (8) zusammenarbeitet und daß die Kanäle (8) und die Zylinder (7) mit einem Medium (9) gefüllt sind.

Description

— jeder Zapfen (4) in einer winkelbeweglichen Führung (5) eines Kolbens (6) aufgenommen ist,

— die Kolben (6) in Zylindern (7) axial zur Mittelachse des Mittelstückes (1) verschiebbar angeordnet sind, wobei jeweils ein Zylinder (7) der einen Gelenkseite mit dem diametral gegenüberliegenden Zylinder (7) der anderen Gelenksei:e über einen Verbindungskanal (8) zusammenarbeitet, und

— der Verbindungskanai (S) sowie die Zylinder (7) mit einem kompressiblen oder inkompressiblen fluidartigen Medium (9) gefüllt sind.

2. Doppel-Gelenkkupplung, bestehend aus einem zentralen Mittelstück, zwei mi,* jeweils einer Antriebswelle verbundenen, drehfest und schwenkbar im Mittelstück gelagerten Wellenköpfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenköpfe als kugelschalenförmige Drehkolben (2a, Za) ausgebildet sind, die je zwei sich ir. ^iner ersten Schwenkebene komplementär verändernde Vi>rdränp"ngsräume begrenzen, daß in den kugelschalenförmigen Drehkolben je ein scheibensegmentförmigcr Dr--|hkolben (2b, Zb) gelagert ist, der je zwei in einer zweiten, rechtwinklig zur ersten Schwenkebene sich komplementär verändernde Verdrängungsräume begrenzt, wobei jeweils zwei diametral oder direkt gegenüberliegende Verdrängungskammern einander gegenüberliegender Drehkolben, welche in derselben Schwenkebene bewegbar sind, durch Kanäle (8) miteinander verbunden sind und die Verdrängungsräume und die Kanäle mit einem kompressiblen oder inkompressiblen fluidartigen Medium gefüllt sind.

3. Doppel-Gelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mittelteile der Gelenksterne (2, 3) in Axialrichtung über elastische Elemente (10) am Mittelstück (1) abstützen.

4. Doppel-Gelenkkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumina aller Zylinder (7) bzw. Verdrängungsräume gleich groß sind.

5. Doppel-Gelenkkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Zylinders (7) bzw. des Verdrängungsraumes der einen Gelenkseite im Verhältnis zum Volumen des Zylinders (7) bzw. des Verdrängungsraumes der jeweils anderen Gelenkseite unterschiedlich groß ist.

In der DE-OS 23 27 372 wurde bereits ein homokinetisches und mechanisch zwangsgesteuertes Gelenk vorgeschlagen, das seinem Typ nach ein sog. Doppel-Tripodegelenk ist Das Mittelteil dieses Gelenkes ist zwar nicht schwingend, jedoch ist es winkelschlagempfindlich und überdies auch nicht schwingungsdämpfend.

Der Vorschlag nach DE-PS 5 22 831 benutzt ebenfalls eine mechanische Zwangssteuerung. Dabei läuft das Mittelteil ungleichförmig vsm, d. h. ohne jegliche Schwingungsdämpfung. Die Universalgelenk-Verbindung nach diesem Vorschlag wirkt sogar schwingungserregend.

In der US-PS 41 91 032 wurde schließlich schon ein Mechanismus zur rotativen Energie-Übertragung vorgeschlagen. Bei diesem Mechanismus sind in den WeI-leakupplungen Kammern vorgesehen, die mit einem Fluid gefüllt sind und bei Drehbewegung unter Abwinkelung ihr Volumen verändern. Hierbei wird das Fluid zwischen korrespondierenden Kammern ausgetauscht. Bei diesem Vorschlag handelt es sich also um eine Art Pumpmechanismus, wie er in an sich bekannter Weise in F!ügei2elienpumpen öd. dgl. üblich ist.

Ausgehend von den aus diesen Lösungsvorschlägen ersichtlichen funktioneilen Grenzen und zum Teil auch Nachteilen, hat sich demgegenüber die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Doppel-Gelenkkupplung so auszubilden, daß eine hydraulische Steuerung geschaffen wird, bei -welcher keinerlei Schwingungsanregung, z. B. durch Ungleichförmigkeit des Mittelteiles, auftritt und eine axiale Dämpfung sowie eine Dämpfung bei Winkelschlag der einen Gelenkseite zur anderen Gelenkseite erreicht wird. Darüber hinaus soll ein in sich einheitliches Gelenk geschaffen werden, bei welchem ohne großen Mehraufwand ein Winkelausgleich oder ein Radialversatz aufgefangen werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe bevorzugt dadurch, daß

jeder Zapfen in einer winkelbeweglichen Führung eines Kolbens aufgenommen ist,
die Kolben im Zylinder a-iial zl,- Mittelachse des Mittelstückes verschiebbar angeordnet sind, wobei jeweils ein Zylinder der einen Gelenkseite mit dem diametral gegenüberliegenden Zylinder der anderen Gelenkseite über einen Verbindungskanal zusammenarbeitet, und

der Verbindungskanal sowie die Zylinder (7) mil einem kompressiblen oder inkompressiblen fluidartigen Medium gefüllt sind.

Die Erfindung betrifft eine Doppel-Gelenkkupplung, bestehend aus einem zentralen Mittelstück und zwei mit jeweils einer Antriebswelle verbundenen Gelenksternen, wobei jeder dieser Gelenksterne mindestens drei radiale Zapfen aufweist, und die Gelenksterne drehfest und schwenkbar mit dem Mittelstück verbunden sind.

Bei dieser Doppel-Gelenkkupplung erweist es sich so von Vorteil, daß keine Ungleichförmigkeit in der Bewegungsübertragung auftritt. Die Steuerkräfte werden hydraulisch übertragen.

Vorteilhaft ist auch, daß eine Dämpfung der Antriebsseite zur Abtriebsseite hin erfolgt, weil auftretende Schwingungen, z. B. Axialstöße und Winkelschlag, durch das in den Kanälen befindliche Medium aufgefangen bzw. absorbiert werden.

Eine derartige Doppel-Gelenkkupplung, bestehend aus einem zentralen Mittelstück, zwei mit jeweils einer Antriebswelle verbundenen, drehfest und schwenkbar im Millclslik'k gctagi'rti'ii Wdleiiküpfeu ist in wi'ilerrr Ausgestaltung des die vorliegende lirfinduiig trügenden Gedankens ferner auch dadurch gekennzeichnet, d;iU die Wellenköpfe als kugclschalcnförmigc Drohkolben ausgebildet sind, die je zwei sich in einer ersten Schwenkebene komplementär verändernde Verdrängungsräume begrenzen, daß in den kugclschalenförmigen Drehkolben je ein scheibensegmentförmiger Dreh-

kolben gelagert ist, der je zwei in einer zweiten, rechtwinklig zur ersten Schwenkebene sich komplementär verändernde Verdrängungsräume begrenzt, wobei jeweils zwei diametral oder direkt gegenüberliegende Verdrängungskammern einander gegenüberliegender Drehkolben, welche in derselben Schwenkebene bewegbar sind, Kanäle miteinander verbunden sind und die Verdrängungsräume und die Kanäle mit einem kompressiblen odei inkompressiblen fluidartigen Medium gefüllt sind.

Weitere erfindungsrelevante Merkmale lassen sich den anderen Unteransprüchen entnehmen, wobei diese Merkmale zudem anhand der Zeichnungen noch im einzelnen beschrieben sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt Dabei zeigt

F i g. 1 eine Doppel-Gelenkkupplung mit hydraulischer Steuerung in perspektivischer Darstellung,

Fig.2 und 3 eine andere Doppel-Gelenkkupplung, 2c· die mit dem Prinzip der hydraulischen Steuerung nech F i g. 1 arbeitet, wobei die Schnittdarstellung nach F i g. 3 derjenigen nach F i g. 2 entspricht, jedoch um 90° gedreht angeordnet,

F i g. 4 und 5 jeweils eine mechanisch starre Alternative zum elastischen Element zur axialen Abstützung.

Die in F i g. 1 dargestellte Doppel-Gelenkkupplung besteht im wesentlichen aus dem Mittelteil 1 und den Gelenksternen 2 und 3. Die Zapfen 4 der Gelenksterne 2,3 sind in winkelbeweglichen Führungen 5 aufgenommen. Diese besitzen an ihrem anderen Ende jeweils einen Kolben 6, der in einem Zylinder 7 axial beweglich aufgenommen ist. Der Zylinder 7 ist dabei über einen Kanal 8 mit einem weiteren Zylinder 7 der anderen Gelenkseite verbunden. In den Kanälen 8 und den Zylindem 7 ist ein Medium 9 aufgenommen, das von fester, flüssiger oder gasförmiger Konsistenz sein kann. Die elastischen Elemente 10 dienen zum Ausgleich von Orbitalfehlern.

Beim Abwinkein des Gelenksternes 3 erfolgt über das inkompressible Medium 9 ein Ausgleich auf den Gelcnkstern 2, so daß bei gleichbemessenen Zylindern 7 die beiden Gelenksterne 2 und 3 jeweils den gleichen Beugewinkel ausführen. Das Abwinkein erfolgt in gleichgerichtetem Sinne, weil die Zylinder 7 via Kanal diametral gegenüberliegend verbunden sind.

In Fig.2 ist eine weitere Ausführungsform einer Doppel-Gelenkkupplung dargestellt. Dieses weist gegenüber der Lösung nach F i g. 1 den Unterschied auf, daß die Drehkolben 2a, 26, bzw. 3a, 3b kreisförmig verlaufen und mit den Kanälei 8 verbunden sind. Im Prinzip handelt es sich hier jedoch um eine ähnliche Kupplung wie die in Fi g. 1 bereits dargestellte. Beim Verbinden der Kanäle 8 diametral zueinander, erhält man eine Doppel-Gelenkkupplung, bei welcher sich die An- und Abtriebswelle schneiden; werden hingegen die Kanäle 8 gleichsinnig miteinander verbunden, so erhält man eine Doppel-Gelenkkupplung, bei welcher die An- und Abtriebswelle parallel zueinander versetzt sind.

F i g. 3 zeigt einen um 90° gegenüber F i g. 2 versetz· &o ten Schnitt. Die Drehkoiben 2a, 2b bzw. 3a, 3b verlaufen hier kreisförmig und münden in entsprechenden Kanälen.

F i g. 4 zeigt ein mechanisch starres Axialabstützungsclement 10. Die Aufnahme der Gelenksterne 2, 3 wird es durch dieses Element 10 abgestützt, so daß derTripode- bzw. Orbitalfehler ausgeglichen wird. Bei diesem Element kann es sich um eine gerade Fläche 12 der Aufnahme der Gelenksterne 2, 3 handeln. In einem solchen Falle muß die Außenkontur des starren Elementes JO einer der Orbitalbewegung als Aufnahme des Gelenksternes 2,3 entsprechende Fläche 13 aufweisen.

In F i g. 5 besitzt das starre Element 10 eine kugelförmige Fläche 13. In diesem Falle muß die Aufnahme des Gelenksternes 2, 3 eine Fläche 12 aufweisen, die der Orbitalbewegung der Gelenksterne 2, 3 entspricht, um ein Klemmen zu verhindern.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Doppel-Gelenkkupplung, bestehend aus einem zentralen Mittelstflck und zwei mit jeweils einer Antriebswelle verbundenen Gelenksternen, wobei jeder dieser Gelenksterne mindestens drei radiale Zapfen aufweist, und die Gelenksterne drehfest und schwenkbar mit dem Mittelstück verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß