DE3715439A1

DE3715439A1 - ELASTIC DRIVE SHAFT DRIVE

Info

Publication number: DE3715439A1
Application number: DE19873715439
Authority: DE
Inventors: Laszlo Dipl Ing Tikk; Janos Dipl Ing Mohacsi; Tibor Dipl Ing Horvath; Laszlo Dipl Ing Dr Goher; Gyula Dipl Ing Dr Cser; Joszef Dipl Ing Szedlacsek; Tivadar Dipl Ing Garamvoelgyi
Original assignee: AUTOIPARI KUTATO FEJLESZTOE; Autoipari Kutato es Fejleszto Vallalat
Current assignee: AUTOIPARI KUTATO FEJLESZTOE; Autoipari Kutato es Fejleszto Vallalat
Priority date: 1986-05-20
Filing date: 1987-05-08
Publication date: 1988-01-28
Also published as: GB8711512D0; HUT45591A; GB2191266A

Abstract

A resilient articulated driving shaft assembly, comprises two elastic clutches interconnected by a shaft, at least one of said clutches (2) having connecting elements on both sides, a claw disc (5) with frontal claws on each side of said clutch, power-transmitting elastic insert bodies (41) arranged between the claws (9), said bodies being united into one (13) by way of a central ring (40) therebetween, one of the claw discs (5) having a central journal (10) with a spherical head (33), while the other claw disc (5) has a centralising sleeve (22) with a spherical seat (34) for co-operation with said head (33), and a shaft (19) for interconnecting the clutches and consisting of two halves and permitting a restricted relative axial displacement. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elastischen Gelenkwellenantrieb mit ela stischen Kupplungen und Kugelgelenkzentrierung zur Übertragung von hohen Drehmomenten in der Größenordnung von 1000 Nm. Ein wichtiges Verwen dungsgebiet der Erfindung bedeuten Bremsstandeinrichtungen für Hochlei stungs-Verbrennungsmotoren der Schwerkategorie.The invention relates to an elastic drive shaft drive with ela couplings and ball joint centering for the transmission of high Torques in the order of 1000 Nm. An important use Area of application of the invention mean brake stand devices for high performance heavy duty internal combustion engines.

Auf dem Gebiet der Maschinenindustrie, der Kraftfahrzeugproduktion und der Arbeitsmaschinen erhöht sich die Drehzahl der Motoren und der Verbren nungsmotoren mit hohem Drehmoment als Folge fortlaufender Entwicklung, was gesteigerte Anforderungen an die die antreibende Kraftmaschine und die Arbeitsmaschine verbindenden Kupplung bzw. Antriebswelle stellt. Insbesonde re die Verbindung einer Verbrennungskraftmaschine und einer Arbeitsmaschine kann Schwierigkeiten bedeuten, weil der Kolbenmotor wegen seines begrenz ten Massenausgleichs in jedem Betriebszustand Schwingungen erregt und im allgemeinen federnd abgestützt ist. Die Eigenschwingungen des Kolbenmotors führen an der angeschlossenen Antriebswelle zu großen Winkelausschlagsfeh lern, wodurch die Kupplung in erhöhtenn Maße beansprucht wird. Beim Prüflauf eines Kolbenmotors auf dem Probestand bzw. Bremsstand ist eine Kupplung erforderlich, die schnell am Schwungrad des Motors angeschlossen werden kann.In the field of machine industry, motor vehicle production and Working machines increase the speed of the engines and the combustion high torque motors as a result of ongoing development, which increased demands on the driving engine and the Coupling machine or drive shaft connecting machine. In particular re the connection of an internal combustion engine and a work machine can cause difficulties because of the limited piston engine Th mass balance excites vibrations in every operating state and in is generally resiliently supported. The natural vibrations of the piston engine lead to large angular deflection errors on the connected drive shaft Learn, whereby the clutch is stressed to an increased extent. At the A test run of a piston engine on the test stand or brake stand is one Clutch required that quickly connected to the engine flywheel can be.

Zielsetzung der Erfindung ist es, eine Antriebswelle zu schaffen, die für die Übertragung großer Drehmomente bei hoher Drehzahl geeignet ist und bedeu tende Winkelausschläge und Koaxialfehler zwischen den Achsen der gekuppel ten Maschinen überbrückt.The aim of the invention is to provide a drive shaft for the Transmission of high torques at high speeds is suitable and meaningful angular deflections and coaxial errors between the axes of the coupling bridged machines.

Aus der HU-PS 186 991 ist eine elastische Antriebswelle bekannt, die zur Übertragung hoher Drehmomente geeignet ist und aufgrund einer elastischen Zwischenlage einen bedeutenden Winkelausschlag zuläßt. Die Zwischenlage ist ein elastischer Körper, der aus einem Innenring und mehreren daran radial angeordneten, kreisbogenförmigen Momentübertragungskörpern mit einer Zy lindermantelfläche besteht, die zwischen den Halbklauen einer Stirnklauen kupplung angeordnet sind. Die momentübertragenden Seitenflächen der Klauen sind ebenfalls Zylindermantelflächen. Bei der zur Überbrückung von großen Winkelausschlägen geeigneten Ausbildung ist die auf den Zylindermantelflä chen aufliegende Fläche der elastischen Momentübertragungskörper tonnenar tig ausgebildet.From the HU-PS 186 991 an elastic drive shaft is known for Transmission of high torques is suitable and due to an elastic Liner allows a significant angular deflection. The liner is an elastic body consisting of an inner ring and several radial arranged, circular arc-shaped torque transmission bodies with a Zy Lindmantelfläche exists between the half-claws of a forehead claws clutch are arranged. The moment transmitting side surfaces of the claws are also cylindrical surfaces. When bridging large Suitable training for angular deflections is that on the cylinder surface Chen lying surface of the elastic torque transmission body tonnesar trained.

Die elastischen Momentübertragungskörper und die anschließenden Flächen können geometrisch auch zum Zentrieren geeignet sein; sie gewährleisten aber die Orientierung bzw. Zentrierung, d. h. Einbettung der einer starken Schwingung ausgesetzten schweren Kupplunghälften mit großem Durchmesser nicht.The elastic torque transmission bodies and the adjoining surfaces can also be geometrically suitable for centering; they ensure but the orientation or centering, d. H. Embedding the one strong Heavy coupling halves with large diameter exposed to vibration Not.

Über die obige Zielsetzung hinaus besteht ein weiteres Ziel der Erfindung darin, eine Antriebswelle zu schaffen, die keiner gesonderten Lagerung am Maschinenfundament bedarf, sondern deren Bettung von der Kupplung selbst getragen wird, wodurch ein kurzer axialer Raumbedarf zwischen der angetrie benen Arbeitsmaschine und der antreibenden Kraftmaschine besteht.In addition to the above objective, there is another objective of the invention in creating a drive shaft that no separate storage on Machine foundation required, but its bedding from the coupling itself is carried, which means a short axial space between the drive benen working machine and the driving engine.

Die Erfindung betrifft also einen elastischen Gelenkwellenantrieb, der zwei elastische Kupplungen und eine diese verbindende Welle aufweist; beide Kupp lungen der Antriebswelle weisen ineinanderragende Stirnklauenscheiben auf und zwischen den Stirnklauen sind sich auf den Seitenflächen der Stirnklauen abstützende elastische Kraftübertragungskörper vorgesehen, welche über ei nen inneren Zentralring zu einem einzigen Körper zusammengefaßt sind. Wei terhin weisen die eine Kupplungscheibe einen zentralen Kugelbolzen und die daran angeschlossene andere Kupplungscheibe eine daran angepaßte Zentrier hülse mit Kugelpfanne auf und die Klauenkupplungen sind über eine aus zwei Teilen bestehende, eine begrenzte Längenveränderung zulassende, zweckmäßig über eine Rippenwelle-Rippenhülse-Verbindung aneinander angeschlossene Welle miteinander verbunden.The invention thus relates to an elastic drive shaft drive, the two has elastic couplings and a shaft connecting them; both dome Lungs of the drive shaft have intermeshing end claw washers and between the forehead claws are on the side surfaces of the forehead claws supporting elastic force transmission body is provided, which via egg NEN inner central ring are combined into a single body. Wei terhin have a clutch plate a central ball pin and other clutch disc connected to it an adapted centering sleeve with ball socket and the claw couplings are one out of two Share existing, allow a limited length change, appropriate connected to each other via a rib shaft-rib sleeve connection Shaft connected together.

Zur leichten Montierbarkeit weist die eine Kupplungscheibe einen Zylinderbol zen auf, auf dem ein Ring mit äußerer Kugelfläche befestigt ist, an der über eine innere Kugelfläche ein Ring mit zylindrischer Außenfläche angepaßt ist, der in der Zentrierhülse der anderen Kupplungscheibe mittels eines Siche rungsringes befestigt ist, wobei der vorerwähnte Ring mit äußerer Kugelflä che über eine Klemmscheibe und eine Schraube in der Stirnbohrung des Bol zens der Kupplungscheibe befestigt ist.One clutch disc has a cylinder bolt for easy assembly zen on, on which a ring with an outer spherical surface is attached, on the an inner spherical surface is adapted to a ring with a cylindrical outer surface, that in the centering sleeve of the other clutch disc by means of a safety is fixed ring, the aforementioned ring with outer Kugelflä che over a clamping disc and a screw in the end bore of the bolt zens the clutch disc is attached.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeich nung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is based on an embodiment with the help of the drawing tion explained in more detail. In the drawing shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Antriebswelle, Fig. 1 shows a longitudinal section through the drive shaft,

Fig. 2 eine Ansicht des elastischen Momentübertragungskörpers und Fig. 2 is a view of the elastic torque transmission body and

Fig. 3 einen Achsenschnitt durch den Körper aus Fig. 2. Fig. 3 is an axial section through the body from Fig. 2.

Der dargestellte Gelenkwellenantrieb 1 weist zwei flexible elastische Kupp lungen 2 auf, die über eine Rippenwelle 3 und eine Rippenhülse 4 zu einer Antriebswelleneinheit zusammengefaßt sind. An den elastischen Kupplungen 2 sind Stirnklauen ausgebildet. Die elastischen Kupplungen 2 werden jeweils von zwei Klauenscheiben 5, deren Klauen 9 ineinandergreifen, und einem Kupplungstern 13 zwischen den Klauen 9 gebildet. Die Klauenscheiben 5 wei sen eine aufliegende Stirnfläche 8, Gewindebohrungen 6 und einen Leit flansch 7 zum Anschließen an der angetriebenen bzw. antreibenden Maschine auf. Der Leitflansch 7 ist an einer Bolzenscheibe 11 ausgebildet, die in einer Bohrung 12 der Klauenscheibe über eine Schrumpfverbindung befestigt ist. An der Bolzenscheibe 11 ist ein Bolzen 10 ausgebildet, auf dem ein Ring 14 mit äußerer Kugelfläche 33 angeordnet ist, der mittels einer Klemmscheibe 16 und einer in der Gewindebohrung 15 des Bolzens 10 eingeschraubten Schraube 17 befestigt ist. An die Kugelfläche 33 des Ringes 14 ist die Ku gelpfanne 34 eines Pfannenringes 35 angepaßt. Der Pfannenring 35 ist in einer Bohrung 32 einer Zentrierhülse 22 mit Hilfe einer Innenschulter 36 derselben, eines in einer Kreisnut 38 angeordneten Sicherungsringes 39 und eines Distanzringes 37 befestigt.The drive shaft drive 1 shown has two flexible elastic couplings 2 , which are combined via a rib shaft 3 and a rib sleeve 4 to form a drive shaft unit. End claws are formed on the elastic couplings 2 . The elastic couplings 2 are each formed by two claw washers 5 , the claws 9 of which interlock, and a coupling star 13 between the claws 9 . The claw washers 5 have an overlying end face 8 , threaded holes 6 and a guide flange 7 for connection to the driven or driving machine. The guide flange 7 is formed on a bolt washer 11 which is fastened in a bore 12 of the claw washer via a shrink connection. A bolt 10 is formed on the bolt disk 11 , on which a ring 14 with an outer spherical surface 33 is arranged, which is fastened by means of a clamping disk 16 and a screw 17 screwed into the threaded bore 15 of the bolt 10 . On the spherical surface 33 of the ring 14 , the Ku gel pan 34 of a pan ring 35 is adapted. The pan ring 35 is secured in a bore 32 of a centering sleeve 22 by an inner shoulder 36 of the same, one arranged in a circular groove 38 retaining ring 39 and a spacer ring 37th

Die äußere Mantelfläche 31 der Zentrierhülse 22 ist über eine Schrumpfver bindung in die Bohrung 12 der einen Klauenscheibe 5 eingepaßt. Die Zentrier hülse 22 weist einen Leitflansch 7 zum Ausrichten des Anschlußelementes auf. Die Kugelgelenkverbindung des Ringes 14 und des Pfannenringes 35 er möglicht einen großen Winkelausschlag zwischen den die flexible Kupplung 2 bildenden beiden, mit ihren Klauen 9 ineinandergreifenden Klauenscheiben 5.The outer lateral surface 31 of the centering sleeve 22 is fitted via a Schrumpfver connection in the bore 12 of a claw plate 5 . The centering sleeve 22 has a guide flange 7 for aligning the connecting element. The ball-and-socket connection of the ring 14 and the socket ring 35 enables a large angular deflection between the two, which form the flexible coupling 2 , and which engage with their claws 9 claw plates 5 .

An der Stirnfläche 8 bzw. dem Leitflansch 7 der jeweils inneren Klauenschei be 5 der flexiblen Kupplung 2 ist eine Mitnehmerscheibe 21 mit ihrer Stirn fläche 23 angeschlossen und mit durch ihre Bohrungen 24 hindurchgeführten, in die Gewindebohrungen 6 eingeschraubten Schrauben 25 befestigt.On the end face 8 or the guide flange 7 of the respective inner claw plate 5 of the flexible coupling 2 , a driving plate 21 is connected with its end face 23 and fastened with screws 25 which are passed through its bores 24 and screwed into the threaded bores 6 .

An dem Anschlußflansch 20 der einen Mitnehmerscheibe 21 ist eine Rohrwelle 19 angepaßt und durch Schweißen befestigt. Von dem anderen Ende der Rohr welle 19 wird die Rippenwelle 3 gebildet, deren Rippen 18 - zur Ermögli chung der axialen Bewegung - in den Nuten 27 der Bohrungen 26 der Rippen hülse 4 geführt sind. Der Anschlußmantel 30 der Rippenhülse 4 ist in die Bohrung 29 der anderen Mitnehmerscheibe 21 eingepaßt. Am Anschlußflansch 20 dieser Mitnehmerscheibe 21 ist der Außenringbund 28 der Rippenhülse 4 angeschlagen und beide sind entlang einer Kreisnaht zusammengeschweißt.On the connecting flange 20 of the drive plate 21 , a tubular shaft 19 is adapted and fastened by welding. From the other end of the tube shaft 19 , the rib shaft 3 is formed, the ribs 18 - to enable the axial movement - in the grooves 27 of the bores 26 of the rib sleeve 4 are guided. The connection jacket 30 of the rib sleeve 4 is fitted into the bore 29 of the other drive plate 21 . The outer ring collar 28 of the rib sleeve 4 is struck on the connecting flange 20 of this driving disk 21 and both are welded together along a circular seam.

In Fig. 2 ist der Kupplungstern 13 in der Vorderansicht dargestellt, dessen Material ein polymerisierter Kunststoff ist, dessen Elastizitätsfaktor einen Wert von 200 bis 1500 kp/cm² aufweist. Der Kupplungstern 13 enthält einen Kreisring 40 und daran gleichmäßig verteilte tonnenförmige Einsatzkörper 41, deren Achse radial zum Kreisring 40 verläuft und deren tonnenartigen Flä chen 42 an die abstützenden Zylindermantelflächen der Klauen 9 der Klauen scheiben 5 angepaßt sind. Der Krümmungsradius der erwähnten Stützflächen ist zu dem in die gleiche Ebene der tonnenartigen Fläche 42 des Ein satzkörpers 41 fallenden Krümmungsradius gleich.In FIG. 2, the clutch star is shown in the front view 13, the material is a polymerized plastic whose coefficient of elasticity has a value of from 200 to 1500 kp / cm ^2. The clutch star 13 contains a circular ring 40 and there evenly distributed barrel-shaped insert body 41 , the axis of which extends radially to the circular ring 40 and whose barrel-like surfaces 42 are adapted to the supporting cylindrical lateral surfaces of the claws 9 of the claw discs 5 . The radius of curvature of the support surfaces mentioned is the same as the radius of curvature falling in the same plane of the barrel-like surface 42 of a set body 41 .

Der Kreisring 40 weist einen schmaleren Kopfbund 43 auf, der die Einsatz körper 41 mit dem Kreisring 40 vereinigt. Die Breite der Einsatzkörper 41 überschreitet die Breite des Kopfbundes 43 um 1/4 bis 1/3. Durch diese kon struktive Lösung, weiterhin durch die tonnenartige Form der Flächen 42 ist gewährleistet, daß die beiden Klauenscheiben 5, die Einsatzkörper 41 teil weise deformierend, teilweise drehend, einen großen Winkelausschlag durch führen können. The circular ring 40 has a narrower collar 43 , which combines the insert body 41 with the circular ring 40 . The width of the insert body 41 exceeds the width of the headband 43 by 1/4 to 1/3. This con structive solution, further by the barrel-like shape of the surfaces 42 ensures that the two claw washers 5 , the insert body 41 partially deforming, partially rotating, can cause a large angular deflection.

Die konstruktive Lösung der Kugelgelenkverbindung gewährleistet eine leichte Montierbarkeit; die Kugelpfannen sind in gut bearbeitbaren und leicht einfaß baren Elementen ausgebildet.The constructive solution of the ball joint connection ensures an easy one Mountability; the ball pans are easily editable and easy to frame baren trained elements.

Der Bolzen der Bolzenscheibe kann auch unmittelbar an der Klauenscheibe ausgebildet werden, ähnlicherweise auch die Zentrierhülse.The bolt of the bolt washer can also be directly on the claw washer are formed, similarly also the centering sleeve.

An der Stirnfläche der Klauenscheiben können derartige Leitflansche ausge bildet werden, an denen die Rohrwelle bzw. die Rippenhülse unmittelbar an geordnet werden kann.Such guide flanges can be formed on the end face of the claw washers are formed on which the tubular shaft or the rib sleeve directly on can be ordered.

Anstatt der Rippenwelle-Rippenhülse-Verbindung kann auch eine andere der artige Wellenverbindung verwendet werden, die eine axiale geringe Bewegung gewährleistet und zugleich keinen Winkelausschlag zwischen den miteinander verbundenen Elementen ermöglicht.Instead of the rib shaft-rib sleeve connection, another one of the like shaft connection are used, the axial small movement guaranteed and at the same time no angular deflection between the two connected elements.

Claims

Elastic propeller shaft drive with two elastic couplings and a shaft connecting them, characterized in that an elastic coupling ( 2 ) provided with connection elements is arranged at both ends, the claw washers ( 5 ) provided with interlocking end claws ( 9 ), and between the claws ( 9 ) via a central ring ( 40 ) to a single body ( 13 ) combined elastic force transmission insert body ( 41 ), and that the one claw washer ( 5 ) has a central pin ( 10 ) with ball head ( 33 ) and the other claw washer ( 5 ) have a matching centering sleeve ( 22 ) with a ball socket ( 34 ) and the elastic couplings ( 2 ) via a two-part, limited axial length change, preferably via a rib shaft-rib sleeve connection ( 3 , 4 ) connected shaft are connected.