DE4404534C2 - Kugelkupplung - Google Patents
KugelkupplungInfo
- Publication number
- DE4404534C2 DE4404534C2 DE19944404534 DE4404534A DE4404534C2 DE 4404534 C2 DE4404534 C2 DE 4404534C2 DE 19944404534 DE19944404534 DE 19944404534 DE 4404534 A DE4404534 A DE 4404534A DE 4404534 C2 DE4404534 C2 DE 4404534C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ball
- coupling
- rings
- receiving grooves
- coupling according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
- F16D7/04—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type
- F16D7/06—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with intermediate balls or rollers
- F16D7/08—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with intermediate balls or rollers moving axially between engagement and disengagement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Kugelkupplung mit zwei koaxial zueinander
angeordneten, gegeneinander gegen die Rückstellkraft eines drehelastischen
Verbindungselementes begrenzt verdrehbaren Kupplungshälften sowie mit
zwei den jeweiligen Kupplungshälften zugeordneten, axial federbelasteten
zylindrischen Kupplungsringen, die an den zueinander weisenden Stirnflächen
Kugelaufnahmenuten für Kupplungskugeln aufweisen, die den Abstand der
Kupplungsringe drehmomentabhängig variieren.
Derartige Kugelkupplungen sind an sich bekannt. Beispielsweise ist im
Zusammenhang mit einem Richtungs-Drehschieber-Lenkventil in der DE 39 34 468 A1
eine derartige Kugelkupplung beschrieben. Zwei koaxial zueinander
angeordnete zylindrische Kupplungsringe weisen an den zueinander weisenden
Stirnflächen Kugelaufnahmenuten auf. Die Kupplungsringe sind in
Axialrichtung federbelastet, so daß sie aufeinandergedrückt werden. In den
Kugelaufnahmenuten sind Kupplungskugeln eingesetzt. Um die
Kupplungsringe relativ zueinander verdrehen zu können, müssen die
Kupplungskugeln aus den Kugelaufnahmenuten herausbewegt werden, was
gleichzeitig bedeutet, daß die beiden Kupplungsringe axial voneinander
wegbewegt werden müssen. Aufgrund der Vorspannung ist eine
entsprechende Federkraft zu überwinden, um die Kupplungsringe voneinander
wegzubewegen. Diese Federkraft muß sich aus dem auf die Ringe wirkenden
Drehmoment ergeben.
In der DE 27 32 241 A1, der DE 29 49 990 A1, der DE 30 04 991 A1 und
der DE 30 21 315 A1 sind sogenannte Überlastkupplungen offenbart, bei
welchen Kugeln als Drehmoment-Übertragungskörper zwischen zwei Ringen
angeordnet sind, welche nach Auftreten eines unzulässig hohen
Drehmomentes gegeneinander eine freie Drehbarkeit aufweisen, so daß die
Kupplungsfunktion aufgehoben ist.
In der "Zeitschrift Metalworking Production, September 21, 1960, Seiten
78/79" oben ist offenbart, einige Traktorteile aus Sintermetallen herzustellen,
beispielsweise verschiedene Hülsen, Abstandshalter, Übertragungs- und
Lagerringe.
Derartige vorbekannte Kugelkupplungen werden im Stand der Technik aus
zylindrischen Stahlhülsen hergestellt, in welche die Kugelaufnahmenuten
durch spanende Verfahren im Bereich der jeweiligen Stirnflächen ausgebildet
werden. Da aber gerade diese Stirnflächen besondere Härteeigenschaften
aufweisen müssen, müssen besondere Werkzeuge verwendet werden.
Darüber hinaus ist es aufgrund der vergleichsweise geringen Durchmesser der
Kupplungsringe schwierig, asymmetrisch liegende Kugelaufnahmenuten
auszubilden. Es sind daher Kugelkupplungen bekannt, bei denen in den
Stirnflächen der Kupplungsringe jeweils mindestens vier sich
gegenüberliegende Kugelaufnahmenuten ausgebildet sind, die sich durch die
Verwendung von Fräsen oder Sägen mittelpunktsymmetrisch auf den
Stirnflächen ergeben haben.
Die Ausbildung asymmetrisch liegender Kugelaufnahmenuten erfordert
besonders aufwendige Fertigungsverfahren, so daß die Kugelkupplungen über
die Maßen verteuert werden und nicht mehr im Sinne eines Massenbauteils
wirtschaftlich sinnvoll verwendet werden können.
Darüber hinaus können die Kugelaufnahmenuten aufgrund der vergleichsweise
geringen Wandstärken der Kupplungsringe nur mit im wesentlichen planen
Nutflächen ausgebildet werden, so daß unter Umständen zusätzliche
Sicherungen zur Vermeidung radialer Kugelbewegungen erforderlich sind.
Auch dadurch werden die Kugelkupplungen hinsichtlich ihres Einsatzbereiches
beschränkt und der wirtschaftliche Aufwand zur Herstellung von
Kugelkupplungen wird insgesamt erhöht.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Kugelkupplung der gattungsgemäßen Art hinsichtlich ihrer Funktionsqualität,
ihrer Einsatzmöglichkeiten und des wirtschaftlichen Aufwandes bei der
Fertigung zu verbessern und hinsichtlich der Herstellung zu vereinfachen.
Als technische Lösung dieser Aufgabe wird die gattungsgemäße
Kugelkupplung dadurch weitergebildet, daß die Kupplungsringe wenigstens im
Stirnflächenbereich aus einem im wesentlichen als pulverförmiger
Ausgangsstoff formbaren und anschließend zu einem einstückigen Formteil
verdichtbaren Material bestehen und die Kugelaufnahmenuten bei dem
Formvorgang gebildet werden.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es nunmehr möglich, die
Kugelaufnahmenuten auch in beliebiger Weise asymmetrisch anzuordnen,
wodurch die mechanische Stabilität der im Stirnflächenbereich
aufeinanderliegenden Kugelkupplungsringe erhöht werden kann. Weiterhin
sind anschließende, im wesentlichen spanende Bearbeitungsverfahren
überflüssig, so daß die Herstellung vereinfacht und der wirtschaftliche
Aufwand zur Herstellung von Kugelkupplungen in der erfindungsgemäßen Art
verringert sind.
Mit Vorteil wird angegeben, daß die Kupplungsringe wenigstens im
Stirnflächenbereich aus Sintermetall bestehen. Alternativ wird vorgeschlagen,
daß die Kupplungsringe wenigstens im Stirnflächenbereich aus Keramik
bestehen. Die Erfindung umfaßt Kupplungsringe aus solchen Materialien, die
im wesentlichen als pulverförmiger Ausgangsstoff formbar und anschließend
zu einem einstückigen Formteil verdichtbar sind. Pulverförmig soll im Sinne der
Erfindung als Oberbegriff für den Ausgangszustand des Materials verwendet
werden, wobei auch körnige Ausbildungen, Granulate oder beispielsweise
auch pastöse Ausbildungen umfaßt sind. Diese Ausgangsmaterialien lassen
sich vorverdichtet in Formen einfüllen und anschließend zu einem einstückigen
Formteil verdichten, beispielsweise durch Schmelzen, Backen und dergleichen.
Sofern die gewünschten Eigenschaften beispielsweise bezüglich der
Oberflächenhärte erreichbar sind, können auch andere Materialien,
beispielsweise Kunststoffe und dergleichen verwendet werden, soweit sie die
obigen Randbedingungen erfüllen.
Gemäß einem Vorschlag der Erfindung werden die Kugelaufnahmenuten
V-förmig ausgebildet. In vorteilhafter Weise können die Kugelaufnahmenuten mit
einer Kugelführungsoberfläche ausgebildet sein, vorzugsweise einer Kerbe,
einer Rinne oder dergleichen. Gemäß einem Vorschlag der Erfindung sind die
Nuten nur in einem radialen Bereich der Stirnflächen ausgebildet, der schmaler
ist als die Kupplungsringsstärke. Auf diese Weise werden die
Kugelaufnahmenuten als Senken gebildet, die die Kugeln hinsichtlich ihrer
radialen Bewegung führen können.
In vorteilhafter Weise werden auf den Stirnflächen der Kupplungsringe drei
Kugelaufnahmenuten ausgebildet. Dadurch wird eine hohe Standstabilität der
auf den Kugeln stehenden Kupplungsringe gewährleistet. In vorteilhafter
Weise sind die drei Nuten im gleichen Winkelabstand zueinander auf den
Stirnflächen angeordnet.
Mit Vorteil weisen die Kupplungsringe an dem den Kugelaufnahmenuten
entgegengesetzten Ende eine Befestigungsvorrichtung zur Anordnung an einer
Baugruppe der Übertragungsvorrichtung auf. In vorteilhafter Weise ist der
Kupplungsring einstückig mit der Baugruppe der Übertragungsvorrichtung
ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Kugelkupplung zeichnet sich durch einfache
Herstellbarkeit von Kupplungsringen auch mit komplizierten
Kugelaufnahmenutenausbildungen aus. Sie ist somit wirtschaftlich und einfach
herstellbar, zumal weitere Bearbeitungsvorgänge zur Anordnung von
Kugelaufnahmenuten entfallen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit der
asymmetrischen Kugelaufnahmenutenanordnung und -ausbildung.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Übertragungsvorrichtung
mit einer erfindungsgemäßen Kugelkupplung;
Fig. 2 eine Schnittansicht in Richtung II-II gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 eine Schnittansicht in Richtung III-III gemäß Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine Kugelkupplung 1 in Funktionsstellung im Bereich einer
Übertragungsvorrichtung. Derartige Übertragungsvorrichtungen werden
beispielsweise bei Servolenkungen eingesetzt. Schematisch umfaßt die im
Ausführungsbeispiel gezeigte Übertragungsvorrichtung eine Außenwelle 2 und
eine Innenwelle 3, welche mittels eines Torsionsstabes 4 miteinander
verbunden und relativ zueinander verdrehbar sind. An dem der Innenwelle 3
zugewandten Ende der Außenwelle 2 ist ein Kupplungsring 5 ausgebildet. An
der Innenwelle 3 ist ein Kupplungsring 6 angeordnet. Zu diesem Zwecke ist
ein Federelement 7 im Bereich der Befestigung 8 an der Innenwelle 3
angeordnet. Das andere Ende des Federelementes 7, im Ausführungsbeispiel
ein Metallfaltenbalg, ist an dem Kupplungsring 6 befestigt. Zwischen den
beiden Kupplungsringen 5 und 6 sind Kugeln 9 angeordnet. Die Positionierung
ergibt sich aus den Fig. 2 und 3.
Aufgrund der in axialer Richtung wirkenden Federkraft des Federelementes 7
werden die Kupplungsringe 5 und 6 axial zueinander vorgespannt, so daß
zumindest die Federkraft überwunden werden muß, um die Kupplungsringe 5
und 6 voneinander weg zu bewegen. Dabei stehen die Kupplungsringe auf den
Kugeln 9 auf. Die Kugeln 9 sind, wie sich insbesondere aus den Fig. 2 und
3 ergibt, in Kugelaufnahmenuten 10, 11 eingesetzt. In der Stirnfläche der
Außenwelle 2 sind im wesentlichen V-förmige Kugelaufnahmenuten 10
ausgebildet, die in einen jeweils gleichen Winkelabstand 12 zueinander
angeordnet sind. Die am Kupplungsring 6 ausgebildeten Kugelaufnahmenuten
11 sind nur in einem radialen Bereich der Stirnfläche ausgebildet, so daß sie
im wesentlichen Senken bilden. Die Kugeln sind somit in ihrer radialen
Bewegung eingeschränkt.
Die Kupplungsringe können als Zusatzbauteile oder auch in integraler
Bauweise mit den Baugruppen der Übertragungsvorrichtung ausgebildet
werden. Werden die Außenwelle 2 und die Innenwelle 3 relativ zueinander
verdreht, so wird durch die in den Kugelaufnahmenuten angeordneten Kugeln
das Drehmoment in eine gegen die Kraft des Federelementes 7 wirkende
Axialkraft umgeformt. Dadurch kann die relative Verdrehbarkeit der
Baugruppen der Übertragungsvorrichtung kraftabhängig definiert eingestellt
werden. Übersteigt das Drehmoment die Federkraft des Federelementes 7,
wird der Kupplungsring 6 axial vom Kupplungsring 5 wegbewegt, wobei sich
die Kugeln im wesentlichen aus den Kugelaufnahmenuten herausbewegen.
Läßt das Drehmoment nach, werden die Kupplungsringe im wesentlichen in
ihre Neutralposition zurückgestellt.
Aufgrund der Ausbildung von drei Kugelaufnahmenuten, die im gezeigten
Ausführungsbeispiel in einem Winkel von jeweils 120° zueinander angeordnet
sind, wird eine hohe Stabilität der Kupplungsringanordnung bewirkt, so daß es
praktisch nicht zu Kippmomenten kommt. Durch die beispielsweise aus
Sintermetall bestehenden Kupplungsringe lassen sich ohne Nachbearbeitung
und ohne großen wirtschaftlichen Aufwand beliebige
Kugelaufnahmenutformen bilden.
Bezugszeichenliste
1 Kugelkupplung
2 Außenwelle
3 Innenwelle
4 Torsionsstab
5 Kupplungsring
6 Kupplungsring
7 Federelement
8 Befestigung
9 Kugel
10 Kugelaufnahmenut
11 Kugelaufnahmenut
12 Winkel
2 Außenwelle
3 Innenwelle
4 Torsionsstab
5 Kupplungsring
6 Kupplungsring
7 Federelement
8 Befestigung
9 Kugel
10 Kugelaufnahmenut
11 Kugelaufnahmenut
12 Winkel
Claims (13)
1. Kugelkupplung mit zwei koaxial zueinander angeordneten, gegeneinander
gegen die Rückstellkraft eines drehelastischen Verbindungselementes
begrenzt verdrehbaren Kupplungshälften sowie mit zwei den jeweiligen
Kupplungshälften zugeordneten, axial federbelasteten zylindrischen
Kupplungsringen (5, 6), die an den zueinander weisenden Stirnflächen
Kugelaufnahmenuten (10, 11) für Kupplungskugeln (9) aufweisen, die
den Abstand der Kupplungsringe drehmomentabhängig variieren,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungsringe (5, 6) wenigstens im Stirnflächenbereich aus
einem im wesentlichen als pulverförmiger Ausgangsstoff formbaren und
anschließend zu einem einstückigen Formteil verdichtbaren Material
bestehen und die Kugelaufnahmenuten (10, 11) bei dem Formvorgang
gebildet werden.
2. Kugelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Federbelastung durch ein an einem der Kupplungsringe angeordnetes
torsionssteifes elastisches Element erfolgt, welches seinerseits an einer
den Kupplungsring durchragenden Welle befestigt ist.
3. Kugelkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
torsionssteife, elastische Element ein Metallfaltenbalg ist.
4. Kugelkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungsringe (5, 6) wenigstens im
Stirnflächenbereich aus Sintermetall bestehen.
5. Kugelkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungsringe (5, 6) wenigstens im
Stirnflächenbereich aus Keramik bestehen.
6. Kugelkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kugelaufnahmenuten (10, 11) V-förmig
ausgebildet sind.
7. Kugelkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kugelaufnahmenuten (10, 11)
Kugelführungsoberflächen aufweisen.
8. Kugelkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kugelführungsoberfläche durch eine Kugelführungskerbe gebildet ist.
9. Kugelkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kugelaufnahmenuten (10, 11) wenigstens
teilweise eine Breite aufweisen, die kleiner als die Wandstärke der
Kupplungsringe (5, 6) ist.
10. Kugelkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß in jedem der Kupplungsringe (5, 6) drei
Kugelaufnahmenuten (10, 11) ausgebildet sind.
11. Kugelkupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
jeweils drei Kugelaufnahmenuten in gleichem Winkel zueinander
angeordnet sind.
12. Kugelkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplungsringe (5, 6) an dem den
Kugelaufnahmenuten (10, 11) entgegengesetzten Ende eine
Befestigungsvorrichtung aufweisen.
13. Kugelkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Kupplungsringe (5, 6) an
einem Funktionsbauteil einer Übertragungsvorrichtung angeformt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944404534 DE4404534C2 (de) | 1994-02-12 | 1994-02-12 | Kugelkupplung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944404534 DE4404534C2 (de) | 1994-02-12 | 1994-02-12 | Kugelkupplung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4404534A1 DE4404534A1 (de) | 1995-08-17 |
DE4404534C2 true DE4404534C2 (de) | 1997-03-20 |
Family
ID=6510129
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944404534 Expired - Fee Related DE4404534C2 (de) | 1994-02-12 | 1994-02-12 | Kugelkupplung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4404534C2 (de) |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD92612A (de) * | ||||
US2038009A (en) * | 1934-08-29 | 1936-04-21 | Fed Bearings Co Inc | Ball bearing |
US2569531A (en) * | 1947-02-04 | 1951-10-02 | Gen Motors Corp | Ball-bearing structure |
US3782794A (en) * | 1972-12-08 | 1974-01-01 | Textron Inc | Antifriction bearing |
DE2732241A1 (de) * | 1977-07-16 | 1979-01-25 | Eller Vertriebs Ingbuero | Verstellantrieb mit ueberlastschaltvorrichtung |
DE2949990A1 (de) * | 1979-12-12 | 1981-06-19 | Hilti AG, 9494 Schaan | Reibkupplung zum uebertragen eines begrenzten drehmomentes |
DE3004991A1 (de) * | 1980-02-11 | 1981-08-20 | Hilti AG, 9494 Schaan | Ueberlastkupplung zum uebertragen eines begrenzten drehmomentes |
DE3021315A1 (de) * | 1980-06-06 | 1981-12-24 | Röchling-Burbach-Weiterverarbeitung GmbH, 6620 Völklingen | Sicherheitskupplung |
JP2532612B2 (ja) * | 1988-10-17 | 1996-09-11 | 東海ティーアールダブリュー株式会社 | 回転式方向制御弁 |
AU634735B2 (en) * | 1988-12-26 | 1993-03-04 | Wing Highcera Co. Ltd. | Ceramic bearing and manufacturing method |
DE4233602C2 (de) * | 1992-10-06 | 1996-01-25 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung eines dichten Si¶3¶N¶4¶-Werkstoffes sowie dessen Verwendung |
-
1994
- 1994-02-12 DE DE19944404534 patent/DE4404534C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4404534A1 (de) | 1995-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69419531T2 (de) | Wellenanordnung mit veraenderlicher laenge | |
DE10023602C2 (de) | Kugelhülsengelenk | |
DE19952245A1 (de) | Teleskopwelle | |
DE2160573B2 (de) | Vorrichtung zur Dämpfung von Stoßen und Schwingungen | |
DE4208786C1 (en) | Synchronised fixed joint assembly - has guide surfaces on inner joint section and guide element, with centres on joint movement centre | |
DE10324224A1 (de) | Betätigungseinrichtung für ein Schaltgetriebe | |
DE10343685B4 (de) | Fahrzeuglenksäulenanordnung | |
DE3315658A1 (de) | Kugelgelenk, insbesondere spurstangengelenk | |
DE1916578B2 (de) | Lenkgestänge für Kraftfahrzeuge | |
DE19922325C1 (de) | Schaltmuffenträger | |
EP3313712B1 (de) | Axialkugelgelenk | |
DE102010036277B4 (de) | Kupplungskörper für ein Gangrad eines Schaltgetriebes sowie Gangrad mit Kupplungskörper | |
EP0010594B1 (de) | Drehelastische Kupplung, insbesondere Lenksäulenkupplung für Kraftfahrzeuge | |
DE4404534C2 (de) | Kugelkupplung | |
DE3048340C2 (de) | Winkelbewegliche Gelenkkupplung | |
DE1045183B (de) | Huelsenfoermige Gummimetallfeder mit nierenfoermigen Ausnehmungen fuer elastische Kupplungen | |
EP2507536B1 (de) | Schaltelement für ein schaltgetriebe | |
DE102020003225A1 (de) | Kupplungshülse, Getriebeanordnung und Fahrzeug | |
DE60014946T2 (de) | Einwegkupplung | |
EP1282784B1 (de) | Synchronkörper einer synchronisiereinrichtung | |
DE3101671A1 (de) | Elastische gestaengekupplung, insbesondere fuer schaltgestaenge an kraftfahrzeugen | |
DE2657821C2 (de) | Gleichlaufdrehgelenk | |
DE4108218C2 (de) | Kreuzgelenk für Lenkwellen in Kraftfahrzeugen | |
DE102016211671A1 (de) | Schalteinheit und Schaltvorrichtung mit der Schalteinheit | |
DE2141261A1 (de) | Mechanisch synchronisiertes schaltgetriebe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |