DE3637132A1

DE3637132A1 - Drehgelenkkupplung

Info

Publication number: DE3637132A1
Application number: DE19863637132
Authority: DE
Inventors: Ivan Dipl Ing Sotirov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1986-10-31
Publication date: 1987-07-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehgelenkkupplung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Diese Art von Konstruktionen sind bekannt durch die Patent- Schriften: US 43 00 362; SU 10 21 831 in denen die Lenker kreuzweise angeordnet sind. Diese Geometrie ergibt pulsierende Änderungen der Abstände zwi schen den beiden Zentren. Das führt weiter zu axialen Verschiebungen entlang der Wellenachsen. Bei Beugung der Wellen zueinander muss sich die Lenker-Gruppe parallel an der Zentralachse hin und her verschieben. Da sie jedoch einseitig von einer Welle angetrieben wird, ist Verklemmung der axialen Bewegung allein durch die zulassigen Toleranzen der Lagerungen und die Lenkermassen unvermeidlich. Aus diesem Grund ist dieses Prinzip der bekannten Konstruk tionen nicht für hohe Drehzahlen anwendbar. Weitere Nach teil diese Konstruktionen ist der groß beanspruchte Raum, bedingt durch die Lenkeranordnung und -bewegung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lenker so auszubilden, daß sie präzise gleiche Winkelbeugung sichern aber auch die Wellenschnittpunkte mit der Gruppenachse als Festpunkte zu halten.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Konstruk tion durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe sondere darin, daß neben die präzise gleichlaufende Dreh bewegung-Übertragung und die Fixierung der Festpunkte, auch gedrängte Bauart der Drehgelenkkupplung durch nur Parallelbewegungen der Lenker erreicht ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und werden in folgenden näher beschrieben:

Fig. 1 bis 4: zeigt ein Beispiel mit Grundprinzipien,

Fig. 5: modifiziertes Beispiel,

Fig. 6 bis 9: Detail-Varianten,

Fig. 10 bis 14: Beispiel mit nicht verdrehbaren Lenkern,

Fig. 15 bis 17: Beispiel mit verdrehbaren Lenkern,

Fig. 18, 19: Variante mit zwei Lenkern,

Fig. 20 bis 23: Beispiel mit zwei verdrehbaren Lenker- Paaren,

Fig. 24 bis 31: Varianten mit Zahnprofil-Zapfen,

Fig. 32 bis 36: Gelenk-Beispiele,

Fig. 37 bis 42: Lenkervarianten.

Fig. 1 zeigt Drehgelenkkupplung bestehend aus vier zu einander dreh- und verschiebbaren röhrenförmigen Lenkern 8, 11, 14, 17, welche über ihre Lenkerenden 9-10, 12-13, 15- 16 und 18-19 und die Gelenke 21, 22, 23, 24 wie Fig. 2 zeigt, sind sie angeordnet an dem Wellenumfang 27 der Wellen 6, 7.

Die Lenker können sich nur parallel zur Zentralachse 3 zu einander und zur Wellen 6, 7 verschieben.

Fig. 3 zeigt, daß wenn sich z.B. die Welle 6 beugt, sie schiebt Lenker 8 (unten) und damit die Welle 7 (oben), damit beugt sich die Welle 7 in die andere Richtung. Lenker 11 wirkt ebenso durch ziehen von Lenker (oben) und von Welle 7 (unten). Die andere zwei Lenker halten die Wellen genau um ihre zwei Zentren 1, 2, wo die Wellen achsen 4, 5 die Zentralachse 3 schneiden.

Die Gelenke 21, 22, 23, 24 verbinden den Wellenumfang 27 mit den Lenkerenden. Sie bestehen aus Radial- und Tangen tialzapfen 20, 25. Damit ist jede Schräglage der Welle gegenüber den Lenkern möglich.

Dazu kommt die Verschiebung entlang der Radial-Zapfen 20 wenn die Wellen sich beugen und der Umfang 27 sich relativ zu dem Lenkerende nähert oder entfernt. Die Verschiebe achse fällt zusammen mit der Radialachse 31.

Fig. 5 zeigt gleiche Konstruktion mit anderen Gelenk varianten. Das Gelenk in Fig. 5 bzw. Fig. 8 besteht aus einer Hülse 34 mit radialer Bohrung 54 und Tangential- Drehzapfen 55, welche an jeweils einem Lenkerende z.B. 9 tangential gelagert ist. Am Umfang jeder Welle sind radi ale Zapfen 29 (s. auch Fig. 6) fest angebracht zum dreh en und verschieben in diesen radialen Hülsenbohrungen 54. Fig. 9 zeigt die Hülse mit Tangential-Zapfen, die gleich groß sind wie die Hülsendurchmesser.

Fig. 7 stellt Kugelvariante an Stelle der Hülse, welche in Kugelteil-Ausnehmung gelagert ist. Die Kugellagerung dieser Art hat bekanntlich Viel-Freiheitsgrad der Be wegung bzw. mehrachsig.

In Fig. 10 sind die Lenker als Vierkant-Profile 40 gestal tet. Sie verdrehen sich zueinander nicht. Dafür ist ein Lenker-Paar an der Wellenkröpfung 38 verbunden, welche drehbar in Welle 6 gelagert ist. Das andere Paar ist fest an der Welle 37 montiert. Die Gelenke sind gleich wie Fig. 5 und 8. Die Anbringung der Lenkerenden 41, 42 an der Lenker 40 zeigen Fig. 13 und 14.

Fig. 15 zeigt die Konstruktion von Fig. 1 bis 4, jedoch es sind drei Lenker. Der Wellenumfang 27 kann zwischen den Lenkerenden liegen wie Fig. 16 zeigt, oder außen wie in Fig. 17 dargestellt ist.

Fig. 18, 19 gleicht ebenso der Konstruktionen von Fig. 1 bis 4, jedoch sie besteht aus zwei zueinander drehbaren Lenkern.

Fig. 20 bis 23 zeigen verschiedene Gelenkvarianten-Anord nungen. Interressant ist auch die Lösung der Lenkeranord nung: zwei diametral gegenüberliegenden Lenkern, wie schon von Fig. 10 bis 14 bekannt, bilden ein Lenkerpaar, und sie verdrehen sich zueinander innerhalb eines nicht.

Zwei Paare 44-45 und 46-47 sind zueinander verdrehbar, wie die Zeichnungen 21, 23 zeigen. Das ist eine sparsame Kon struktion, da es so viel Raum wie zwei Rohr-Lenker einnimmt, jedoch es sind vier Lenker: zwei Halbrund- 44, 45 und zwei Halbrohr-Profile 46, 47. Dazu ein Rohrprofil 56.

Fig. 24 stellt eine Modifikation der Gelenkübertragung. Das gleicht eine Verzahnung mit nur einem Zahnrad-Zahn 58 und einer Zahn-Stangen-Lücke 59, welche die Zapfen und die Bohrungen der Gelenke ersetzen. Der Zahnrad-Zahn- Profil-Umriss stellt Drehkörper um die Zapfenachse dar. Ebenso ist die Mantelfläche der Zahnstangen-Lücke Dreh körper um die Bohrungsachse 31. Somit kann sich die Welle um zwei Achsen bezüglich der Lenker verdrehen.

Eine weitere Variante zeigt Fig. 26 mit in der Welle dreh barem 62 angebrachtem Zahnrad-Zahn 60. Hier ist sowohl der Zapfen 60 als auch die Zahnlücke 61 kein Drehkörper. Ihre Flanken übertragen den Drehmoment.

Fig. 27 bis 31 zeigen Kombinationen der Zapfen von Fig. 24, 25 mit Lenker und Wellen von Fig. 11, 21, 23.

Fig. 32 bis 35 zeigen Kombinationen der Gelenke von Fig. 1 bis 4, kombiniert mit Lenker von Fig. 21, 23 und 10, wobei die Gelenkzapfen und -bohrungen zwischen Wellen- und Lenker enden vertauscht sind.

Fig. 36 zeigt ebenso Kombination des Gelenkes von Fig. 30 in dem die Gelenkzapfen und die Bohrungen zwischen Wellen und Lenkerenden vertauscht sind.

Fig. 37 zeigt, daß die Gelenke innerhalb eines Lenkers an dere Richtungen zueinander als 180 Grad haben können. Damit liegen die Beugungswinkel beider Wellen innerhalb einer Kupplung nicht in einen Ebene. Anders ausgedrückt: Ein Lenker kann mit den beiden Wellen auf zwei beliebigen Winkelgrössen zueinander gesetzte Richtungen um die Wellen achsen und um die beiden Zentren verbunden werden, wobei die ausgewählte Winkelgröße α für alle Lenker innerhalb ei ner Kupplung gleich ist.

Fig. 37 bis 42 zeigen auch, daß wenn alle Gelenkverbindungen, welche um einer der beiden Zentren angeordnet sind, gleichen Abstand zu diesem Zentrum haben und einen Gruppen-Abstand darstellen, wobei die beiden Gruppen-Abstände nicht gleich groß sind, dann verhalten sich die Wellenbeugungs-Winkel großen umgekehrt proportional zu diesen Gruppen-Abstände a, b. Das gilt auch für Konstruktionen mit frei bewegli chen Lenkern, welche direkt die Wellen mit einfachen Gelenken verbinden, jedoch die Bewegungen unpräzise übertragen.

Claims

1. Drehgelenkkupplung zur Übertragung von gleichlaufenden Bewegungen zwischen zwei Teilen z.B. Wellen (6, 7), deren Ach sen (4, 5) eine Zentralachse (3) in zwei Zentren (1, 2) unter veränderbaren Winkeln schneiden und miteinander durch eine Anzahl von gleichlangen Lenkern (8, 11, 14, 17) kreuzweise so verbinden, daß jeder Lenker über je ein Gelenk mit den bei den Wellen (6, 7) auf zwei um 180 Grad zueinander gesetzte Richtungen um und in gleichen Abständen zu den Wellenachsen (4, 5) und die beiden Zentren (1, 2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Lenker (8, 11, 14, 17) nur parallel zur Zentralachse (3) verschiebbar zueinander sind und
- jedes Gelenk (21, 22, 23, 24) mindestens zwei zueinander ge kreuzte Drehachsen (31, 32) und eine geradlinige verschieb bare Achse (31) zur Verbindung mit dem Wellenumfang (27) hat (Fig. 1 bis 4).

2. Drehgelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Gelenkverbindungen, welche um eines der beiden Zentren (1, 2) angeordnet sind, gleichen Abstand zu diesem Zentrum haben und einen Gruppen-Abstand darstellen, wobei die beiden Gruppenabstände gleich groß sind (Fig. 1 bis 36).

3. Drehgelenkkupplung nach Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß daß die Gruppenabstände (a, b) nicht gleich sind, wobei ihr Verhältnis zueinander umgekehrt proportional zur Wellenbeugungswinkel-Größe ist (Fig. 37 bis 42).

4. Drehgelenkkupplung nach Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lenker mit den beiden Wellen (6, 7) auf zwei beliebige Winkelgrößen zueinander gesetzte Richtungen (a, b) um die Wellenachsen und um die beiden Zentren (1, 2) verbunden sind, wobei die ausgewählte Winkelgröße (α) für alle Lenker gleich ist (Fig. 37 bis 42).

5. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gelenk aus einer Hülse (34)mit radialer Bohrung (54) und Tangential-Drehzapfen (55) besteht, welche an je weils einem Lenkerende (9, 12, 41, 42) tangential gelagert sind und am Umfang jeder Welle radiale Zapfen (29, 36) fest angebracht sind zum drehen und verschieben in diesen radialen Bohrungen (54) (Fig. 5, 6, 8, 13).

6. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gelenk aus einer Hülse (34) mit radialen Bohrung (54) und Tangential-Drehzapfen (55) besteht, alle Gelenke am Um fang der Wellen (30) tangential gelagert sind and an jeweils einem Lenkerende radiale Zapfen fest angebracht sind zum drehen und verschieben in den Hülsenbohrungen (Fig. 22, 23).

7. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gelenk aus Radial- und Tangentialzapfen besteht, wel che an jeweils einem Lenkerende tangential gelagert sind und am Umfang jeder Welle Radial-Bohrungen (28) angebracht sind zur Drehung und Verschiebung um diesen Radial-Zapfen (Fig. 32, 33, 34, 35).

8. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gelenk aus Radial- und Tangentialzapfen besteht, wel che an der Wellenenden (30) tangential angebracht sind und jeder Lenkerende jeweils mit Radialbohrung (28) versehen ist zur Drehung und Verschiebung um diesen Radialzapfen auszuführen (Fig. 15 bis 33).

9. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gelenk einen Zapfen an der Welle (6, 7) angebracht darstellt, der nach außen gerichtet ist, in seinem Umriss ein Zahnrad-Zahn-Profil ist und Drehkörper um die Zapfen achse (31) darstellt, und
eine konkave Bohrung (59) am Lenkerende (63) angebracht darstellt, die ebenso nach außen gerichtet ist, ihrer Mantelfläche Zahnstangen-Lückenprofil ist, Drehkörper um die Bohrungsachse darstellt und mit dem Zapfen (58) ge paart ist (Fig. 24, 25, 27 bis 31).

10. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gelenk einen Zapfen (58) fest am Lenkerende angebracht darstellt, der nach innen gerichtet ist und in seinem Um riss ein Zahnstange-Zahnprofil ist, welcher Drehkörper um die Zapfenachse darstellt, und
eine konkave Bohrung (59) am Wellenende angebracht darstellt, die ebenso nach innen gerichtet ist, ihrer Mantelfläche Zahnrad-Lückenprofil ist, Drehkörper um die Bohrungsachse darstellt und mit dem Zapfen gepaart ist (Fig. 36).

11. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gelenk einen radial-drehbaren Zapfen (60) an der Welle angebracht darstellt, der nach außen gerichtet ist, ein Zahnrad-Zahnprofil ist und
eine konkave Bohrung (61) am Lenkerende (64) angebracht dar stellt, die ebenso nach außen gerichtet ist, ihrer Mantel fläche Zahnstangen-Lückenprofil ist und mit dem Zapfen (60) gepaart ist (Fig. 26).

12. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gelenk einen radial-drehbaren Zapfen (60) an jeweils einem Lenkerende drehbar angebracht ist, der nach innen ge richtet ist, ein Zahnstangen-Zahnprofil ist, und
eine konkave Bohrung (61) am Wellenende angebracht darstellt, die ebenso nach innen gerichtet ist, ihrer Mantelfläche Zahnrad-Lückenprofil ist und mit dem Zapfen (60) gepaart ist.

13. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gelenk aus einer Kugel mit radialer Bohrung besteht, welches in einer konkaven Teilkugel-Ausnehmung in ein Lenkerende gelagert ist und
am Umfang jeder Welle radiale Zapfen fest angebracht sind zum drehen und verschieben in diese radialen Bohrungen (Fig. 7).

14. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gelenk aus einer Kugel mit radialer Bohrung besteht, welches in einer konkaven Teilkugel-Ausnehmung gelagert ist, alle Gelenke am Umfang der Wellen angebracht sind und an jeweils einem Lenkerende radiale Zapfen fest angebracht sind zum drehen und verschieben in den Bohrungen.

15. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung aus zwei zueinander dreh- und verschiebbaren röhrenförmigen Teilen (14, 17) besteht (Fig. 18).

16. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung aus drei zueinander dreh- und verschiebbaren röhrenförmigen Teilen (11, 14, 17) besteht, und die Gelenk verbindungen an der Welle nicht verdrehbar zueinander um die Wellenachse sind (Fig. 15 bis 17).

17. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung aus vier zueinander dreh- und verschiebbaren röhrenförmigen Lenker (8, 11, 14, 17) besteht (Fig. 1 bis 5).

18. Drehgelenkkupplung nach Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung sich zusammensetzt aus:

- einem Paar Lenker als Halbrund-Profile (44, 45)
- einem Paar als Halbrohr-Profile (46, 47), welche von außen die Halbrund-Profile umfassen,
- einen Rohrförmogen Teil (56), welcher ganz von außen die Lenker umfasst, wobei je ein Lenkerpaar vier diametral gegenüberliegende Gelenkverbindungen mit der Welle aufweist (Fig. 21, 23, 38).

19. Drehgelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung aus vier Vierkantprofil-Lenker (40) besteht, welche nicht zueinander verdrehbar sind, und je ein Paar der Gelenkverbindungen mit je einer Wellenkröpfung (38) verdrehbar in der Welle (6, 7) ist, während das andere Paar (36, 37) mit der Welle (6, 7) verbunden ist (Fig. 10 bis 14, und 37).