DE7535718U

DE7535718U - Gelenkverbindungsstueck zur uebertragung von drehbewegungen

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Publication number: DE7535718U
Application number: DE7535718U
Authority: DE
Original assignee: JAEGGI GEORG WOLFWIL (SCHWEIZ)
Current assignee: JAEGGI GEORG WOLFWIL (SCHWEIZ)
Priority date: 1975-11-10
Filing date: 1975-11-10
Publication date: 1976-10-14

Description

VERBEX AG., CH-4600 O 1 t e η

Gelenkverbindungsstück zur übertragung von Drehbewegungen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gelenkverbindungsstück zur Übertragung von Drehbewegungen, insbesondere eine Gleichlauf-Gelenkwelle.

Aus der DT-PS 1 300 373 ist eine Universal-Gelenkkupplung mit verschieblichen Kugeln für die Verbindung einer antreibenden Welle und einer getriebenen Welle bekannt. Die DT-OS 1 750 739 offenbart ein Kupplungs- bzw. Gelenkverbindungsstück zur übertragung von Drehbewegungen, bei dem die den Antrieb übertragenden Elemente aus einer Reihe von Kugeln bestehen. Ferner ist aus der DT-AS 1 800 012 ein homokinetisches Gelenk mit zwei gabelförmigen, drehmoraentübertragenden Bauteilen bekannt, die um 90° gegeneinander versetzt und durch vier Kugeln miteinander verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Gelenkverbindungsstück die Drehmomentübertragung ohne Wälzkörper zu bewirken.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß das Gelenkverbindungsstück mit torsionssteifen, lamellenartigen Federelementen ausgerüstet ist und daß die Abwinkelung des Gelenkes durch Deformation der Federelemente aufnehmbar ist. Eine Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein torsionssteifes, faltenbalgartiges Federelement, das aus einer Mehrzahl von Einzelscheiben zusammengesetzt ist, die wechselseitig am Außendurchmesser bzw. am Innen-

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durchmesser verbunden sind. Vorteilhaft besteht jede Einzelscheibe aus durch jeweils äußere und innere Zwischenstege getrennte Federlamellen und sind benachbarte Einzelscheiben wechselseitig durch äußere und innere Distanzringe auf Abstand gehalten. In einer bevorzugten Ausführungsform als Gleichlauf-Gelenkwelle zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß auf der Differential-Seite ein torsionssteifes Federelement zur übertragung des Drehmoments mit Längen- und Winkelausgleich sowie auf der Rad-Seite ein die Winkel vom Radeinschlag und Aufhängung übernehmendes, torsionssteifes Federelement angeordnet sind und eine das Drehmoment auf die Rad-Seite übertragende Zwischenwelle differential-seitig in Längsrichtung verschiebbar und rad-seitig im Drehpunkt des Gelenks fest gelagert ist. Dabei wird die Abwinkelung des Gleichlaufgelenkes dur-ih Deformation der einzelnen Lamellen aufgenommen. Der Winkel der Einzelscheiben, der durch den Einschlag der Vorderachse verursacht wird, ist um das Verhältnis der Anzahl der Einzelscheiben des Federelementes kleiner. Diese elastische Verformung kann entweder durch Zugdruck, Biegung oder Torsion der einzelnen Elemente aufgenommen werden. Als Werkstoff kommen sämtliche Materialien in Betracht, die bei den gegebenen Abmessungen des Elementes das vorgeschriebene Drehmoment und die entsprechende elastische Deformation für die Abwinkelung aufnehmen können.

Die technische Lehre der Erfindung vermittelt eine Reihe von Vorteilen. Es gibt kein Ausschlagen und keinen Verschleiß der einzelnen Teile, da sämtliche Einzelscheiben fest miteinander verbunden sind. Da kein Spiel mehr vorhanden ist, sind Vibrationen vermieden. Es erübrigt sich jegliche Wartung, da keine Schmierung nötig ist. Sondermaschinen für die Hersteilung der kostspieligen Laufbahnen der Wälzkörper sind entbehrlich.

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Da auf genaue Fabrikationstoleranzen verzichtet werden kann, ist die Herstellung preisgünstig.

Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung theoretisch und praktisch in verschiedenen Ausführungsformen beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein faltenbalyartiges Federelement nach

der Erfindung in schematischer Darstellung;

Fig. 2 ein praktisches Aunführungsbeispiel eines Federelements nach der Erfindung;

Fig. 3 den Zusammenhang des homokinetischen Gesetzes;

Fig. 4-8 verschiedene Ausführungsformen und andere Einzelheiten der Lamellen;

Fig. 9 eine Gleichlauf-Gelenkwelle nach der Erfindung in einer Ausführungsform;

Fig. 9 a die Gelenkverbindungsstücke der Gleichlauf-Gelenkwelle nach Fig. 9 in abgewinkelter Stellung und

Fig. 10 eine abgewandelte Ausführungform einer

Gleichlauf-Gelenkwelle nach der Erfindung.

Jedes Federelement 1 setzt sich, wie am besten den Fig. 1 und 2 entnommen werden kann, aus einer Mehrzahl von Einzelscheiben 2 zusammen. Die Einzelscheiben 2 sind wechselseitig am Außendurchmesser bzw. am Innendurchmesser mittels Distanzringen 3 faltenbalgartig verbunden. Jede Einzelscheibe 2 besteht aus durch jeweils äußere und innere Zwischenringe 4,5 getrennte Federlamellen 6. Jedes Federelement 1 besitzt an seinen beiden Enden je ein am Innendurchmesser angeordnetes Anschlußstück 7 bzw. 8. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist das Federelement 1 torsions-

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steif.

In Fig. 9 ist eint- Gleichlaufgelenkwelle mit zwei Gelenkverbindunusstücken nach eier Erfindung dargestellt. Auf der Differentialseite 9 ist ein torsionssteifes Federelement 1 zur übertragung des Drehmoments mit Längen- und Winkel-Ausgleich und auf der Radseite 10 ein die Winkel von Radeinschlag und Aufhänqunj übernehmendes, torsionssteifes Federelement Τ angeordnet. Eine das Drehmoment auf die Radseite übertragende Zwischenwelle 11 ist radseitig in einem kugelförmigen Gelenk 12, 13 radial und axial ortsfest gehalten, wie sich am besten aus Fig. 9 a ergibt. Differentialseitig ist die Zwischenwelle 11 gleichfalls in einem kugelförmigen Gelenk 14, 15 gehalten, jedoch zum Ausgleich von Montagefehlern und Motorschwingungen über eine Gleithülse 16 längsver schieblich in einer Führung 17. Jedes Federelement 1 bzw. V ist an seinen Enden mit je einem Ringflansch 20, 21 bzw. 18, 19 verbunden.

Der Winkel der Einzelscheiben 2, der durch den Einschlag der Vorderachse verursacht wird, ist um das Verhältnis der Anzahl der Scheiben des Federelements kleiner. Es besteht folgender Zusammenhang:

.-x_ = Einschlag -

• ρ Anzahl Scheiben pro

^ '- <' ^ ^v"^v- ' ' Federelement

,\ ^_x. = Teilv/inkel der Scheiben

Ähnlich verhält es sich mit dem differentialseitigen Element. Der Gesamthub verteilt sich wiederum proportional zur Anzahl

und Durchbiegung der Scheiben.

!-' = Längenausdehnung

p = Anzahl Scheiben pro L_j ρ λ '■--) Federelement

Λ Ή = Durchbiegung der Scheiben

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Da im allgemeinen auf dem differential-seitigen Gelenk neben dem Längenausgleich ein zusätzlicher Winkel der Aufhängung besteht, überlagern sich diese beiden Verformungen im Federelement. Die Federstahlscheiben bzw. -lamellen 6 haben den Vorteil, aufgrund ihrer Formgestaltung hohe Drehmomente zu übernehmen. Die dünnwandige Ausführung ermöglicht den Einzelscheiben 2 ein müheloses Aufnehmen der Teilwinkel Δ °^ bzw. Durchbiegungen i\ K · Das Prinzip kann am besten mit einer Anzahl aufeinandergeschichteter Tellerfedern verglichen werden. Damit das Federelement zum Abwinkein elastisch wird, werdsn mehrere dünnwandige Lamellen 6 aneinandergereiht und über äußere und innere Zwischenringe 4,5 miteinander verlötet, wie dies in Fig. 1 schematisch dargestellt ist.

Der Zusammenhang des homokinetischen Gesetzes ist aus Fig. ersichtlich, in welcher bedeuten:

AO = Symmetrie-Ebene

BZ = Achse Drehmoment Eingang CZ = Achse Drehmoment Ausgang = Einschlag

= Teil- <^I cro Scheibenelement

Der Nachweis kann wie folgt erbracht werden:

- BC entspricht der Länge BC wenn

i>~ = 0 ist, d. h. wenn kein Einschlag vorliegt.

- BZ = CZ, da das Zentrum Z in der Mitte von BC¹ liegt.

Bei Einschlag i%. entsteht BC und Z' verschiebt sich auf der Symmetrie-Ebene AO.

Bogen BZ' = CZ'

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infolgedessen kann folgender Zusammenhang gemacht werden:

BZ'	CZ'	. BZ'	ι-	CZ¹	. P
BO	CO	BO	J	CO	- \
		α ^

Der Gleichlauf kann aber auch, wie folgt, erklärt werden: Die einzelnen Scheiben lassen praktisch keine Deformation zu, da eine hohe Steifigkeit im Querschnitt besteht. Man kann daher behaupten, daß die Drehung /\ CL'zwischen Eingang und Ausgang des Gelenkes unbedeutend und unabhängig vom Einschlag rA^ bleibt.

Die Ausführungsform nach Fig. 10 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 9 lediglich dadurch, daß die Glelthülse λ»" J

Polytetrafluorathylen ^fO^ik 14" und das kugelförmige Gelenk 12' auso bestehen. W N?

In Fig. 4 ist eine Lamelle 6' in einer Sternform dargestellt und in Fig. 5 die Lamelle 6¹' in einer abgewandelten Sternform. Fig. 6 zeigt eine ringförmige Lamelle 6¹¹¹, deren Deformationsfähigkeit durch kreisförmige Ausstanzungen 22 des Ringes erhöht ist.

In Fig, 7 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt. Die Einzelscheiben 2' kennen unmittelbar benachbart nebeneinander angeordnet werden. Die Einzelscheiben 2' sind durch entsprechend abgestufte lamellenartige Federelemente 1' mittels gegeneinander einwärts verlaufender Abschrägungen 23 an ihren Umfangsrändern deformierbar gestaltet. Fig. 8 zeigt zwei benachbarte Lamellen, die an ihren Kontaktstellen mit übereinstimmenden Wulsten 23 versehen sind.

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Claims

vom 10. 11. 1965 36 301 A Neue Schutzansprüche

1. Gelenkverbindungsstück zur übertragung von Drehbewegungen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wellen (10,11) mittels eines faltenbalgartigen Federe leinen te s (1), das aus einer Mehrzahl von Einzelscheiben (2) zusammengesetzt ist, die wechselseitig am Auß«=ndurchmesser bzw. Innendurchmesser verbunden sind, wobei jede Einzelscheibe (2) aus getrennten Federlamellen

(6) besteht.

2. Gelenkverbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die FederlameIlen (6) durch jeweils äußere und innere Zwischenringe (4,5) voneinander getrennt sind.

3. Gelenkverbindurgsstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Einzelscheiben (2) wechselseitig durch äußere und innere Distanzringe (3) auf Abstand gehalten sind.

4. Gelenkverbindungsstück nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (10,11) zusätzlich über ein kugelförmiges Gelenk (12,13) verbunden sind.

5. Gelenkverbindungsstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (15) des Kugelgelenks über eine Gleithülse (16), die sich in einer Führung (17) befindet, mit der Welle (9) verbunden ist.

6. Gelenkverbindungsstück nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleithülse., (14)..und der kugelförmige Gelenkteil (12) ausYie hergestellt sind.

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7. Gelenkverbindungsstück nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch eine Sternform der Lamellen (Fig. 4 und 5) .

8. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche Ibis 6, gekennzeichnet durch ringförmige Lamellen, die mit kreisförmigen Ausstanzungen (22) versehen sind.

9. Gelenkverbindungsstock nach einem der Ansprüche 1-8, gekennzeichnet durch eine Lötverbindung der Lamellen an

-. ihren Kontaktstellen.

10. Gelenkverbindungsstück nach einem der Ansprüche 1- 8, gekennzeichnet durch eine Schweißverbindung der Lamellen an ihren Kontaktstellen.

11. Gelenkverbindungsstück nach einem der Ansprüche 1 - 8, gekennzeichnet durch eine ISlxetverbindung der Lamellen an ihren Kontaktstellen.

12. Gelenkverbindungsstück nach einem der Ansprüche 1- B, gekennzeichnet durch eine Schraubverbindung der Lamellen an ihren Kontaktstellen.

13. Gelenkverbindungsstück nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Lamellen an ihren Kontaktstellen mit übereinstimmenden Wulsten versehen sind (Fig. 8).

14. Gelenkverbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Einzelscheiben (2) mit lamellenairtigen Federelementen (1), die gegeneinander einwärts verlaufende Abscnrägungen (23) aufweisen, verbunden sind.

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