DE681328C

DE681328C - Flexible universal joint coupling

Info

Publication number: DE681328C
Application number: DEV32515D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-01-29
Filing date: 1936-01-29
Publication date: 1939-09-22

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Universalkupplung, mit der Drehmomente elastisch übertragen werden. Die Kupplung soll gleichzeitig als Gelenk dienen, das Winkelstellungen der treibenden und getriebenen Wellen zuläßt. Es sind Kupplungen bekannt, bei denen die Drehmomente durch Druckbeanspnucbung von Gummikörpern von einem Wellenflansch zu einem kreuzartigen Zwischenteil und von diesem zum anderen Wellenflansch übertragen werden. Bei den bekannten Kupplungen dieser Art sind die Gummikörper als zylindrische Hülsen alusgebildet, so daß jeweils nur ein kleiner Ausschnitt der Hülse, etwa ein Viertelkreis, die Drehmomente unter Dmckbeanspruchung überträgt. Mit diesen Kupplungen kann man daher entweder nur verhältnismäßig geringe Drehmomente elastisch übertragen, oder man gelangt zu sehr großen Dimensionen. Ferner ergibt die Verwendung der Gummihülsen bei den vorbekannten Anordnungen je nach ihrer Stellung entweder nur die Möglichkeit zu einer axialen oder nur zu einer radialen Ver-Schiebung !unter Schubbeanspruchung des Gummikörpers. In ersterem Falle stellt sich einer radialen Verschiebung, im zweiten Falle einer axialen der starke Widerstand des Gummis gegenüber Druckbeanspruchung hinderlich entgegen. Auch hat jede Winkelstellung der Wellen Druckverformungen mindestens von Teilen der Gummikörper zur Voraussetzung. The invention relates to a universal coupling with which torques be transmitted elastically. The coupling should also serve as a joint that Angular positions of the driving and driven Waves. There are couplings known in which the torques by Druckbeanspnucbung rubber bodies of a shaft flange to a cross-like intermediate part and from this to the other Shaft flange are transferred. In the known couplings of this type are Rubber body made of aluminum as cylindrical sleeves, so that only a small section of the sleeve, about a quarter circle, the torques under compression transmits. With these couplings you can therefore either only relatively small Transmitting torques elastically, or one arrives at very large dimensions. Further results in the use of the rubber sleeves in the previously known arrangements depending on their Position either only the possibility of an axial or only a radial displacement ! under shear stress on the rubber body. In the first case there is a radial displacement, in the second case an axial the strong resistance of the rubber to compressive stress is a hindrance. Also has every angular position of the shafts compressive deformation of at least parts of the rubber body is a prerequisite.

Bei dererfindungsgeinäßenKupplung sind die übertragenden, vorzugsweise prismatisch ausgebildeten Gummiblöcke je !einerseits mit einem Druckstück, das sich an einem der Wellenflansche befindet, und andererseits mit einem Druckstück, das sich am Zwischenteil befindet, längs ebener Haftflächen verbunden, deren Ebenen im wesentlichen parallel zu den Wellenachsen verlaufen. Hierdurch wird erreicht, daß bei Winkelstellungen, insbesondere aber auch bei Achsverschiebungen der gekuppelten Wellen sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, die Gummiköorper lediglich in Schubrichtung verformt werden und daß ihr Widerstand diesen Verformungen gegenüber nur gering ist. Andererseits sind besonders bei prismatischer Ausbildung der Gummiblöcke mit der Kupplung bei geringen Außendurchmessern große Drehmomente elastisch übertragbar, da die 'die Drehmomente übertragenden Gummiblöcke auf ihrem ganzen Querschnitt gleichmäßig und in voller Höhe auf Druck beanspruchbar sind. Die erfindungsgemäße Kupplung eignet sich besonders auch dort, wo die Achsen der zu verbindenden Wellen erheblich gegeneinander verschoben sind, d.h. sich nicht in Kupplungsmitte schneiden.In the coupling according to the invention, the transmitting, preferably prismatic Rubber blocks each! On the one hand with a pressure piece that is attached to one of the shaft flanges and on the other hand with a pressure piece, which is located on the intermediate part, Connected along flat adhesive surfaces, the planes of which are essentially parallel to the Shaft axes run. This ensures that in angular positions, in particular but also with axial displacements of the coupled shafts both axially and in the radial direction, the rubber body only are deformed in the thrust direction and that their resistance to these deformations is only low. On the other hand are especially with a prismatic design of the rubber blocks with the coupling with low Outside diameters large torques can be transmitted elastically, since the 'the torques transferring rubber blocks evenly and across their entire cross-section are fully eligible for pressure. The coupling according to the invention is suitable especially where the axes of the shafts to be connected are significantly opposite one another are shifted, i.e. do not intersect in the center of the coupling.

Die Gummikörper können zusammen mitThe rubber bodies can be used together with

den Druckstücken, die die Drehmomente von den Kupplungsflanschen auf das Zwischenteil oder in umgekehrter Richtung übertragen, zu einem Aggregat zusammengefügt sein. Das Aggregat ist dann leicht in Formen serienweise herstellbar und kann mit den KJupplungsfLanschen einerseits lünd dem Zwischenteil andererseits durch Verschraubung verbunden werden. In solchen Fällen, in denen ίο eine bevorzugte Drehrichtung bekannt ist, kann man beide Gummiblöcke je eines Paares zur Kraftübertragung besonders wirksam da·· durch mit heranziehen, daß die Blöcke verschieden stark sind, so 'daß der schwächere, auf Zug beanspruchte Block trotz der größeren Nachgiebigkeit des Gummis einen großen Anteil der Momentenkräfte überträgt.the pressure pieces that transfer the torque from the coupling flanges to the intermediate part or transferred in the opposite direction, be combined to form an aggregate. That The unit can then easily be produced in series in molds and can be fitted with the coupling flanges on the one hand lünd the intermediate part on the other hand connected by screwing will. In such cases, in which ίο a preferred direction of rotation is known, one pair of both rubber blocks can be used particularly effectively for power transmission. by including that the blocks are of different strength, so that the weaker, In spite of the greater resilience of the rubber, Block took a great deal of stress on tension Share of moment forces transfers.

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand der Zeichnungen erläutert, die beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kupplung zeigt. Es stellen dar:Further details of the invention will be explained with reference to the drawings, which for example Embodiments of the coupling according to the invention shows. Put it dar:

Abb. ι eine Draufsicht mit Teilschnitt längs der Linie I-1 der Abb. 2,Fig. Ι a plan view with partial section along the line I-1 of Fig. 2,

Abb. 2 eine Vorderansicht mit teilweisein Schnitt längs der LinieTI-II der Abb. 1,Fig. 2 is a front view with partial one Section along the line TI-II in Fig. 1,

Abb. 3 einen Schnitt längs der Linie ΙΙΙ-ΙΠ der Abb. 2,Fig. 3 a section along the line ΙΙΙ-ΙΠ of Fig. 2,

Abb. 4 eine schaubildliche Darstellung des Aufbaues der Kupplung in vereinfachter Form.Fig. 4 is a diagrammatic representation of the structure of the coupling in a simplified way Shape.

Auf die miteinander zu verbindenden Wellen ι und 2 ist je ein Flansch 3 und 4 aufgesetzt, der an seinen Enden Druckstücke 5 und 6 tragt. Diese Druckstücke sind beiderseits von Gummiblöcken 7 umgeben, mit welchen sie durch Haftung verbunden sind. Jeder der Gummiblöcke ist auf seiner freien Seite an Wangen 8 festgehaftet, welche durch Bolzen 9 mit einem Paar Scheiben 10 verbunden sind, die den das Drehmoment übertragenden Zwischenteil bilden. In 'diesen Scheiben 10 sind die einander gegenüberliegenden Stellen der Druckstücke 5, welche mit der Welle 1 verbunden sind, und der Druckstücke 6, welche mit der Welle 2 verbunden sind, um 90⁰ zueinander versetzt, so daß die Flansche 3 und 4 rechtwinklig zü-, einander stehen.A flange 3 and 4 is placed on each of the shafts 1 and 2 to be connected and carries pressure pieces 5 and 6 at its ends. These pressure pieces are surrounded on both sides by rubber blocks 7, with which they are connected by adhesion. Each of the rubber blocks is stuck on its free side to cheeks 8, which are connected by bolts 9 to a pair of washers 10 which form the intermediate part transmitting the torque. In 'this discs 10 are the opposite points of the rocker 5 which are connected to the shaft 1, and the plungers 6 which are connected to the shaft 2 to 90 ⁰ offset from each other so that the flanges 3 and 4 at right angles ZÜ - to stand each other.

Der Kraftfluß bei der Drehmomentenübertragung geht nun in folgender Weise vor sich: Angenommen, die Welle 1 ist die treibende, die WeEe 2 die getriebene. Die Welle ι nimmt den kegelig aufgezogenen Flansch 3 mit, und die Druckstücke 5. übertragen durch je ein Paar Gummiblö'cke 7, von denen wieder je einer auf Druck, der andere auf Zug beansprucht wird, das Drehmoment auf die angehafteten Wangen 8. Scheibe 10 gibt das Moment an die anderen Wangenpaare 8 und unter Beanspruchung der dort angehafteten Gummiblöcke 7 an die Druckstücke 6 weiter, welche über Flansch 4 die Welle 2 antreiben. Von den an jedem Druckstück angehafteten Paar Gummiblöcken 7 wird jeweils einer auf Druck, der andere auf Zug beansprucht, beim Wechsel der Drehrichtung wechselt !entsprechend auch die Beanspruchung. Den größten Teil des Drehmomentes werden die auf Druck beanspruchten Blöcke übertragen, doch wird infolge der Haftverbindung ein gewisser Teil des Moments auch über die auf Zug beanspruchten Blöcke übertragen. Eine Achsabweichung der Wellen 1 und 2 äußert sich in einer Verschiebung der Druckstücke 5 und 6 zwischen den zugehörigen Wangen 8 in radialer Richtung, wobei die senkrecht aufeinanderstellenden Schubwege der beiden Druckstückpaare sich als Komponenten geometrisch addieren. Da bei dieser Bewegung die Gummiblöcke 7 nur auf Schub beansprucht werden, ist die Verformungskraft verhältnismäßig gering.The power flow in the torque transmission now proceeds in the following way himself: Assuming that wave 1 is the driving force, WeEe 2 is the driven one. The wave ι takes the tapered flange 3 with it, and the pressure pieces 5 transfer through A pair of rubber blocks 7 each, one of which is again under pressure and the other under tension is claimed, the torque on the attached cheeks 8. Disk 10 gives that Moment to the other pairs of cheeks 8 and under stress of those attached there Rubber blocks 7 on to pressure pieces 6, which drive shaft 2 via flange 4. One of the pair of rubber blocks 7 attached to each pressure piece is opened Pressure, which puts the other under tension, changes accordingly when the direction of rotation is changed! also the stress. Most of the torque is generated under pressure claimed blocks are transferred, but a certain part is due to the adhesive bond of the moment is also transmitted via the blocks under tension. An axis deviation of shafts 1 and 2 is expressed in a displacement of pressure pieces 5 and 6 between the associated cheeks 8 in the radial direction, the mutually perpendicular Thrust travel of the two pressure piece pairs are geometrically as components add. Since the rubber blocks 7 are only subjected to thrust during this movement, the deformation force is proportionate small amount.

Abb. 4 zeigt den Aufbau der Kupplung in vereinfachter Darstellung. Es sind hierbei Teile mit den gleichen Bezugszeichen ,benannt, die den Abb. 1 bis 3 entsprechen. Die Pfeile zeigen die Ausweichmöglichkeiten, die durch die Schubbeanspruchung der Gummiblöcke 7 sich ergeben. Der Zwischenteil iq ist hier statt als Scheibe als Kreuz ausgeführt.Fig. 4 shows the structure of the coupling in a simplified representation. There are here Parts with the same reference numerals, named, which correspond to Figs. 1 to 3. The arrows show the evasive options created by the shear stress on the rubber blocks 7 surrender. The intermediate part iq is here designed as a cross instead of a disc.

Die Kupplung eignet sich sowohl für Fahrzeuge, wie Triebwagen, Kraftwagen, Schiffe, als auch für stationäre Maschinen, bei denen große Drehmomente zu übertragen sind.The coupling is suitable for vehicles such as railcars, motor vehicles, ships, as well as for stationary machines where large torques have to be transmitted.

Ferner können entweder, wie gezeichnet, die Druckstücke 5 und 6 an den Flanschen und die Wangen 8 am Zwischenteil oder auch umgekehrt mittlere Druckstücke am Zwischenteil und äußere Wangen an den Flanschen vorgesehen sein.Furthermore, either, as shown, the pressure pieces 5 and 6 on the flanges and the cheeks 8 on the intermediate part or, conversely, middle pressure pieces on the intermediate part and outer cheeks on the flanges.

Durch Anbringung entsprechend großer Ausbohrungen in den Scheiben 10, wie bei 11 gezeigt, ist es möglich, Andruckmuttern 12 zum Festhalten der Wellenstümpfe 1 und 2 in bequemer Weise unterzubringen, ohne daß diese mit den das Drehmoment übertragenden Druckteilen in Kollision geraten. By making correspondingly large bores in the disks 10, as in 11 shown, it is possible to use pressure nuts 12 to hold the stub shafts 1 and 2 in place to accommodate in a convenient manner, without these coming into collision with the pressure parts transmitting the torque.

Die Gummiblöcke brauchen auf den beiden Seiten der Druckstücke nicht gleicht groß oder gleich stark zu sein. Ist z.B. eine bestimmte Drehrichtung der Kupplung als bevorzugt zu erwarten, so kann man die bei dieser Drehrichrung auf Zug beanspruchten Gummiblöcke schmaler machen als die anderen. Hierdurch wird erreicht, daß die Übertragung der Drehmomente zu einem größeren Teil, beispielsweise zu 50 oder mehr Prozent, den auf Zug beanspruchten Gummiblöcken zufällt. Man kann aber auch umgekehrt diese Blöcke durch stärkere Bemessung entlasten.The rubber blocks need not be the same size on both sides of the pressure pieces or to be equally strong. E.g. a certain direction of rotation of the clutch is preferred to be expected, one can claim the tension in this direction of rotation Make rubber blocks narrower than the others. This ensures that the transmission of the torques to a greater extent, for example 50 or more percent, falls to the rubber blocks under tension. But you can also vice versa relieve these blocks by larger dimensioning.

Claims

Patent claims:

ι. Universal coupling for the articulated transmission of torque with a cross-like intermediate part, onto which the moment forces from the driving shaft flange transferring elastic material under compressive stress and from which the torques under compressive stress further elastic bodies offset from the first mentioned are transferred to the driven shaft flange, whereby angular positions of the shafts with deformation of both sides with metal parts elastic bodies connected by adhesion are made possible by this characterized in that the torque transmitting, preferably prismatic trained rubber blocks each on the one hand with a pressure piece that is on a the shaft flange is located, and on the other hand with a pressure piece, which is located on the intermediate part, along flat adhesive surfaces are connected, the planes of which are substantially parallel to the shaft axes.

2. Coupling according to claim i, characterized in that a pair of rubber blocks each (7) together with a middle pressure piece (5, 6) and a pair of pressure pieces surrounding the rubber blocks (8) something that belongs together and is connected by adhesion "between rubber and pressure pieces Form unit whose pressure pieces are easily detachable on one side with a world flange on the other side are connected to the intermediate part.

3. Coupling according to claim 1 and 2, characterized in that the in one Aggregate combined rubber blocks (7) have different strengths from one another, in particular such that the blocks subject to tensile stress in the preferred direction of rotation are lower Thickness than the blocks in compression.

4. Coupling according to claim 1, characterized in that the adhesive surface planes run diagonally between the rubber blocks (7) and the pressure pieces (5, 6, 8), so that they intersect outside the central axis of the intermediate part.

For this purpose ι sheet of drawings