DE608727C

DE608727C - Flexible universal joint coupling, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE608727C
Application number: DEK125623D
Authority: DE
Original assignee: Kirchbach & Co
Current assignee: Kirchbach & Co
Priority date: 1932-05-27
Filing date: 1932-05-27
Publication date: 1935-01-30

Description

Die Erfindung bezieht sich auf nachgiebige Kreuzgelenkkupplungen nach Art des Patents 585 389 und kennzeichnet sich im wesentlichen durch die besondere Ausbildung und Anordnung der in das ringförmige Kupplungsgehäuse eingekapselten nachgiebigen Zwischenstücke, die die Kraftübertragung zwischen den Armkreuzen der Kupplungen vermitteln.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Umfangsausdehnung und der Querschnitt dieser Zwischenstücke im freien Zustande um so viel größer gehalten, als die entsprechenden Abmessungen der sie aufnehmenden Hohlräume des Gehäuses, daß beide Enden jedes Zwischenstückes bei der stärksten im Betriebe vorkommenden gegenseitigen Verdrehung der Armkreuze mit den anschließenden Armkreuzköpfen noch in Berührung bleiben. Dadurch wird eine hohe Vorspannung der Zwischenstücke erzielt, die auch bei Verwendung eines verhältnismäßig weichen und daher hoch elastischen Gummimaterials für die Zwischenstücke die Übertragung sehr hoher Drucke ermöglicht und damit sehr geringe Abmessungen der Kupplungen, besonders in radialer Richtung, zuläßt. Damit die den Zwischenstücken gegebene hohe Vorspannung nicht zu einer baldigen Zerstörung der in dieser Beziehung besonders an den Kanten und den der Verbindungsstücke des Kupplungsgehäuses gegenüberliegenden Stellen gefährdeten Zwischenstücke führt, werden diese an den Kanten zweckmäßig abgerundet und auf ihren ringförmigen Außen- und Innenseiten besondere Hohlkehlen vorgesehen. Die Verbindung der Hälften des die Zwischenstücke einschließenden Gehäuses erfolgt nicht wie im Falle des Hauptpatents mit Hilfe von am Außenumfang der Gehäusehälften vorgesehenen Flanschen, sondern durch Schraubbolzen, die durch die Zwischenstücke hindurchgehen. Dadurch wird es möglich, die durch die starke Vorspannung der Zwischenstücke bedingten, auf ein Auseinandertreiben der Gehäusehälften wirkenden Drucke aufzunehmen, ohne die Gehäusehälften besonders stark bemessen zu müssen, wodurch die Kupplung unnötig schwer würde.The invention relates to flexible universal joint couplings according to the type of patent 585 389 and is characterized essentially by the special design and arrangement of the flexible intermediate pieces which are encapsulated in the annular coupling housing and which convey the power transmission between the spiders of the couplings.
According to the present invention, the circumferential extent and the cross-section of these intermediate pieces in the free state is kept so much larger than the corresponding dimensions of the cavities of the housing receiving them that both ends of each intermediate piece with the strongest mutual twisting of the arm crosses with the subsequent Spider heads still remain in contact. This achieves a high bias of the intermediate pieces, which enables the transmission of very high pressures even when using a relatively soft and therefore highly elastic rubber material for the intermediate pieces and thus allows very small dimensions of the couplings, especially in the radial direction. So that the high preload given to the intermediate pieces does not lead to an early destruction of the intermediate pieces, which are endangered in this regard, especially on the edges and the points opposite the connecting pieces of the coupling housing, these are appropriately rounded at the edges and special fillets are provided on their annular outer and inner sides . The connection of the halves of the housing enclosing the intermediate pieces is not carried out, as in the case of the main patent, with the aid of flanges provided on the outer circumference of the housing halves, but rather by means of screw bolts which pass through the intermediate pieces. This makes it possible to absorb the pressures caused by the strong pretensioning of the intermediate pieces, which act on the housing halves being driven apart, without having to dimension the housing halves particularly large, which would make the coupling unnecessarily heavy.

In der Zeichnung, die die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht, zeigtIn the drawing, which illustrates the invention in one embodiment, for example, shows

Fig. ι die Kupplung nach Abnahme einer Hälfte der die elastischen Übertragungsglieder oder Zwischenstücke einschließenden Kapsel, in axialer Richtung gesehen.Fig. Ι the coupling after removing one half of the elastic transmission members or capsule enclosing intermediate pieces, seen in the axial direction.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.Fig. 2 is a section along the line II-II of Fig. 1.

Fig. 3 stellt einen der Gabelköpfe oder Armkreuze in Seitenansicht undFig. 3 shows one of the fork heads or arm crosses in side view and

Fig. 4 einen Gabelkopf in Aufsicht dar.Fig. 4 shows a fork head in plan.

Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen in Ansieht von innen bzw. von der Seite eines der elastischen Zwischenstücke.Figs. 5 and 6 illustrate in perspective from the inside or from the side of one of the elastic spacers.

Bei der dargestellten Ausführung ist angenommen, daß die Gabelköpfe, die in bekannter Weise auf die miteinander zu verbindenden Wellenenden geschoben werden. zweiarmig ausgebildet sind. Sie bestehen, wie insbesondere die Fig. i, 3 und 4 erkennen lassen, aus einer Hülse 1, die zur Sicherung der Unverdrehbarkeit gegenüber dem betreffenden Wellenende im Innern mit Nuten und Leisten versehen ist, und den am einen Ende von ihr radial nach außen vorspringenden Armen 2, 2, die einander gegenüberliegen. Die Arme sind an den äußeren Enden zu Druckkörpern 3 ausgebildet, auf deren Gestaltung weiter unten näher eingegangen werden wird. Die beiden Gabelköpfe liegen bei zusammengebauter Kupplung, wie in Fig. 1 veranschaulicht, einander kreuzweise gegenüber, und zwischen je zwei benachbarten . 20 Druckstücken 3 ist ein Gummikörper 4 zweckmäßig in Form eines Ringsektors eingefügt. Die vier Gummikörper sind in eine ringförmige Kapsel 5 eingeschlossen, die aus zwei in der Mittelebene stumpf zusammenstoßenden Hälften besteht. Die beiden Hälften werden durch vier Schraubbolzen 6 zusammengehalten. Die Schraubbolzen gehen durch in der Mitte der Gummikörper 4 vorgesehene Löcher hindurch. Die Abmessungen der Gummikörper an sich, d. h. vor dem Einbringen in die Kapsel 5, sind, besonders' in der Umfangsrichtung, erheblich größer als die Abmessungen der durch die Druckkörper 3 innerhalb der Kapsel 5 abgeteilten Hohlräume, so daß die Gummikörper in der fertig zusammengesetzten Kupplung unter starker Spannung sowohl an den Innenwandurigeri der Kapsel wie insbesondere an den Druckkörpern 3 anliegen. Die von den Gummikörpern 4 auf die Druckkörper 3 ausgeübte Spannung soll bei fertig zusammengebauter Kupplung so groß sein, daß bei der unter den stärksten im Be-■ triebe auftretenden Drehmomenten vorkommenden Winkelverdrehung der Gabelköpfe gegeneinander die jeweils entlasteten Enden der Gummikörper 4 noch in Anlage an den entsprechenden Druckkörpern 3 bleiben. Die starke Vorspannung in der Umfangsrichtung kann den Gummikörpern 4, abgesehen von entsprechender Bemessung in der Umfangsrichtung, auch dadurch erteilt werden, daß man die Körper in axialer Richtung erheblich stärker bemißt, als der axialen Breite des Hohlraumes der Kapsel S entspricht, und durch Zusammenpressen der Kapselhälften mittels der Schrauben 6 auf das Gummimaterial der Körper 4 einen entsprechenden Druck ausübt, der sich als Druckspannung in der Umfangsrichtung auf die Druckstücke 3 der Gabelköpfe äußert.In the illustrated embodiment, it is assumed that the clevises in known Way to be pushed to the shaft ends to be connected. are designed with two arms. You insist how in particular FIGS. i, 3 and 4 can be seen from a sleeve 1, which is used for securing the non-twistability with respect to the shaft end concerned with grooves inside and strips is provided, and at one end of it protruding radially outward Arms 2, 2 facing each other. The arms are formed at the outer ends to form pressure bodies 3, based on their design will be discussed in more detail below. When the coupling is assembled, the two fork heads are as shown in FIG. 1 illustrated, crosswise opposite one another, and between each two neighboring ones . 20 pressure pieces 3, a rubber body 4 is appropriate inserted in the form of a ring sector. The four rubber bodies are in an annular shape Enclosed capsule 5, the two butt colliding in the central plane Halves. The two halves are held together by four screw bolts 6. The screw bolts go through holes provided in the middle of the rubber body 4. The dimensions of the rubber body per se, i.e. H. before being introduced into the capsule 5, are, especially 'in the circumferential direction, considerably larger than the dimensions of the cavities divided by the pressure body 3 within the capsule 5, so that the rubber body in the fully assembled coupling under strong tension both on the inner wall of the capsule how in particular rest on the pressure hulls 3. The from the rubber bodies 4 to the The tension exerted by pressure hull 3 should be so great when the clutch is fully assembled be that among the strongest torques occurring in the company Angular rotation of the fork heads against each other, the respectively relieved ends the rubber body 4 still remains in contact with the corresponding pressure bodies 3. the strong bias in the circumferential direction can the rubber bodies 4, apart from Appropriate dimensioning in the circumferential direction can also be granted by the fact that the body is dimensioned considerably larger in the axial direction than the axial width of the Corresponds to the cavity of the capsule S, and by pressing the capsule halves together by means of the screws 6 exerts a corresponding pressure on the rubber material of the body 4, which is expressed as compressive stress in expresses the circumferential direction on the pressure pieces 3 of the fork heads.

Um zu vermeiden, daß bei der starken Zusammenpressung der Gummikörper aus den letzteren, besonders an den Kanten sowie in der Gegend der Verbindungsfuge zwischen den beiden Kapselhälften, nach außen vorspringende Wulste oder Falten entstehen, die erfahrungsgemäß leicht zu Beschädigungen durch Einklemmen, Reiben usw. und im Anschluß daran zu schnell fortschreitenden größeren Zerstörungen Anlaß geben können, werden einmal sämtliche Kanten der Gummikörper, wie die Fig. 5 und 6 erkennen lassen, gut abgerundet. Ferner sind auf der Innenseite bei 7 besondere quer verlaufende Hohlkehlen und ferner außen und innen je eine in der Längsrichtung, und zwar gegenüber der Fuge zwischen den beiden Kapselhälften, verlaufende Hohlkehle 8 bzw. 9 vorgesehen. Diese Ausnehmungen der Gummikörper ermöglichen auch ein Ausweichen der Gummimasse beim Einspannen in die Ringkapsel.In order to avoid that with the strong compression of the rubber body from the the latter, especially at the edges and in the area of the joint between the both capsule halves, outwardly protruding bulges or folds arise, which experience has shown easy to damage by jamming, rubbing, etc. and afterwards that can give rise to rapidly progressing greater destruction once all the edges of the rubber body, as can be seen in FIGS. 5 and 6, good rounded. Furthermore, on the inside at 7 there are special transverse fillets and one outside and one inside each in the longitudinal direction, namely opposite the joint between the two capsule halves, running grooves 8 and 9 are provided. These Recesses in the rubber body also allow the rubber mass to evade during Clamping in the ring capsule.

Die Stirnenden der Gummikörper 4 sind, wie besonders die Fig. 2 und 5 erkennen lassen, etwas nach außen gewölbt, und die anliegenden Seiten der Druckkörper weisen eine entsprechende Aushöhlung 10 (Fig. 4) auf. Die axiale Ausdehnung der Druckstücke wird, wie Fig. 2 erkennen läßt, zweckmäßig etwas geringer gehalten als die axiale Breite des Innenraumes der Kapsel 5 im fertigen Zustände, so daß ein gewisses Spiel zur Ermöglichung der gegenseitigen Winkelausschläge der miteinander gekuppelten Wellen gegeben ist.The front ends of the rubber body 4 are, as can be seen in FIGS. 2 and 5 in particular arched slightly outwards, and the adjacent sides of the pressure hulls point a corresponding cavity 10 (Fig. 4). The axial extension of the pressure pieces is, as shown in FIG. 2, expediently kept somewhat smaller than the axial width the interior of the capsule 5 in the finished state, so that a certain amount of play to enable the mutual angular deflections of the shafts coupled to one another given is.

Die äußere Umfangsfläche der Druckkörper 3 stellt im wesentlichen eine Kugelfläche dar, die konzentrisch zu einer die Innenseite der Außenwandung der Kapsel 5 bildenden Kugelfläche liegt. Der Mittelpunkt beider Kugelflächen ist mit dem Mittelpunkt der Kupplung, d.h. dem Schnittpunkt der miteinander gekuppelten Wellen, um den auch die Winkelausschläge der Wellen stattfinden, identisch. Die beiden Gabelköpfe stellen also gewissermaßen Ausschnitte aus Kugeln dar, die mit der Kugelfläche der Innenseite der Außenwand der Kapsel 5 ein Kugelgelenk bilden. Auf diese Weise wird die Zentrierung der Kupplung erreicht. Zweckmäßig läßt man aber die Außenflächen der Druckstücke 3 nicht unmittelbar an der Innenseite der Außenwand der Kapsel S anliegen, sondern durch Vermittlung besonderer Arbeitsflächen, die durch in die sogenannten Außenflächen eingelassene Stopfen 11 aus einem geeigneten Gleitmaterial gebildet werden. Hierfür findet zweckmäßig der aus mit einem fiersetztem. Kunstharz bestehende Werkstoff Verwendung, wie er zur Herstellung der Reibbeläge von Bremsen und Reibungskupplungen benutzt wird. Die Stopfen 11 werden in kurze Bohrungen der Druckkörper 3 eingetrieben und dannThe outer circumferential surface of the pressure body 3 is essentially a spherical surface which is concentric to a spherical surface forming the inside of the outer wall of the capsule 5. The middle-point of both spherical surfaces is with the center of the coupling, i.e. the intersection of the coupled shafts around which the angular deflections of the shafts take place, identical. The two fork heads represent, so to speak, excerpts from balls, with the spherical surface of the inside of the outer wall of the capsule 5 is a ball joint form. In this way, the coupling is centered. Appropriately one leaves but the outer surfaces of the pressure pieces 3 are not directly on the inside of the outer wall of the capsule S, but by arranging special work surfaces through Plug 11 made of a suitable sliding material and embedded in the so-called outer surfaces are formed. For this purpose, the one with a fiersetztem is useful. Synthetic resin Use of existing material such as that used for the manufacture of brake friction linings and friction clutches are used. The plugs 11 are in short holes the pressure body 3 driven and then

FaserstoffPulp

nach einer der Innenseite der Außenwand der Kapsel S entsprechenden Kugelfläche abgeschliffen. Man erspart auf diese Weise die genaue kugelförmige Bearbeitung der Druckkörper 3 selbst. Auch auf den beiden Stirnseiten (Fig. 3) können, um einen unmittelbaren Eingriff der Druckkörper 3 mit den Innenseiten der Kapsel S zu vermeiden, Reibkörper 12 aus dem genannten Werkstoff eingelassen sein.ground after a spherical surface corresponding to the inside of the outer wall of the capsule S. In this way, the precise spherical machining of the pressure bodies 3 themselves is saved. Also on the two end faces (Fig. 3), in order to avoid a direct engagement of the pressure body 3 with the inner sides of the capsule S, friction bodies 12 made of the material mentioned.

Die Arme 2 der Gabelköpfe ragen durch in der Innenwand der Kapsel 5 vorgesehene öffnungen 13 hindurch, die hinreichend Spielraum für die größtmögliche Verdrehung der Gabelarme gegenüber der Kapsel 5 sowie auch für die in den Axialebenen auftretenden Winkelausschläge lassen. Um die Widerstandsfähigkeit der Zwischenstücke gegen auf Zermürbung gerichtete Beanspruchungen zu erhöhen, kann es sich empfehlen, die Enden der Körper, d. h. die an den Druckstücken 3 anliegenden Teile, weniger elastisch und dafür fester zu gestalten. Das kann beispielsweise durch Einvulkanisieren von Faser- oder Gewebematerial in die betreffenden Endteile geschehen; auch kann man diese Teile härter vulkanisieren bzw. aus Hartgummi ausbilden. Ferner kann man zur Erhöhung der Festigkeit der Gummikörper diese in ihrer ganzen Ausdehnung mit Fasern, z. B. aus Baumwolle, durchsetzen.The arms 2 of the fork heads protrude through those provided in the inner wall of the capsule 5 openings 13 therethrough, which have sufficient leeway for the greatest possible rotation of the Fork arms opposite the capsule 5 as well as for those occurring in the axial planes Leave angular deflections. About resilience of the spacers against stresses aimed at attrition it may be advisable to increase the ends of the bodies, i. H. on the pressure pieces 3 adjacent parts, less elastic and therefore more solid. For example done by vulcanizing fiber or fabric material into the relevant end parts; these parts can also be vulcanized to be harder or made of hard rubber. It can also be used to increase the strength the rubber body this in its entire extent with fibers, z. B. made of cotton, push through.

Claims

Patent claims:

i. Flexible universal joint coupling, especially for motor vehicles, according to patent 585 389, characterized in that the circumferential extent and the cross-section the yielding. Intermediate pieces (4) in the free state are so much larger than the corresponding dimensions of them on receiving cavities of the housing (5) that both ends of each intermediate piece even with the strongest occurring in the company mutual twisting of the cross-arms with the subsequent cross-head en (3) still remain in contact.

2. Universal joint coupling according to claim 1, characterized in that the intermediate pieces (4) on the ring-shaped outer and inner sides with grooves which extend over their entire length and are formed into flutes Recesses (8, 9) are provided and their edges are rounded.

3. Universal joint coupling according to claim ι or 2 with on the heads of the arm crosses provided special intermediate bodies made of a different material and engaged on the inner wall of the housing, characterized in that the intermediate bodies (11, 12) extend into the crossheads (3) recessed plugs are made, which are also provided on their axially opposite sides could be.

4. Universal joint coupling according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the housing halves are held together by means of screw bolts (6) passing through the elastic intermediate pieces (4) will.

For this purpose I sheet drawings