DE7535718U

DE7535718U - JOINT CONNECTION PIECE FOR TRANSMISSION OF ROTATING MOTIONS

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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 ηVERBEX AG., CH-4600 O 1 t e η

Gelenkverbindungsstück zur übertragung von DrehbewegungenArticulated connector for the transmission of rotary movements

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gelenkverbindungsstück zur Übertragung von Drehbewegungen, insbesondere eine Gleichlauf-Gelenkwelle. The invention relates to an articulated connection piece for the transmission of rotary movements, in particular a constant velocity universal joint shaft.

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.From DT-PS 1 300 373 is a universal joint coupling with movable balls for the connection of a driving Shaft and a driven shaft known. DT-OS 1 750 739 discloses a coupling or articulated connector for the transmission of rotary movements, in which the elements transmitting the drive consist of a number of balls exist. Furthermore, from DT-AS 1 800 012 a constant velocity joint with two fork-shaped, torque transmitting components known, which are offset from one another by 90 ° and are connected to one another by four balls.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Gelenkverbindungsstück die Drehmomentübertragung ohne Wälzkörper zu bewirken.The invention is based on the object of an articulated connector to effect the torque transmission without rolling elements.

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-The object is achieved according to the invention in that the joint connector with torsionally rigid, lamellar spring elements is equipped and that the angling of the joint by deformation of the spring elements is recordable. One embodiment of the invention is featured by means of a torsion-resistant, bellows-like spring element, which is composed of a plurality of individual disks, which alternate on the outside diameter or on the inside

H. 10.76H. 10.76

— 2 —- 2 -

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.diameter are connected. Each individual disc is advantageous made of spring lamellas separated by outer and inner intermediate webs and are adjacent individual disks alternately kept at a distance by outer and inner spacer rings. In a preferred embodiment as a constant velocity universal joint shaft The invention is characterized in that a torsionally rigid spring element on the differential side for the transmission of the torque with length and angle compensation as well as on the wheel side the angle from the wheel lock and suspension-taking over, torsionally rigid spring element are arranged and an intermediate shaft transmitting the torque to the wheel side on the differential side in the longitudinal direction movable and fixed on the wheel side in the pivot point of the joint is. The angular deflection of the constant velocity joint is recorded by the deformation of the individual lamellae. the The angle of the individual discs, which is caused by the impact of the front axle, is the ratio of the number of Individual discs of the spring element are smaller. This elastic deformation can either be due to tensile pressure, bending or torsion of the individual elements are included. All materials come into consideration as the material, which with the given dimensions of the element absorb the prescribed torque and the corresponding elastic deformation for the deflection be able.

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.The technical teaching of the invention provides a number of advantages. There is no knocking out and no wear and tear of the individual parts, as all the individual panes are firmly connected to one another. Since there is no more game, there are Avoid vibrations. There is no need for any maintenance as no lubrication is required. Special machines for manufacturing the expensive raceways of the rolling elements can be dispensed with.

l*i H. 10.76l * i H. 10.76

Da auf genaue Fabrikationstoleranzen verzichtet werden kann, ist die Herstellung preisgünstig.Since precise manufacturing tolerances can be dispensed with, production is inexpensive.

Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung theoretisch und praktisch in verschiedenen Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The invention is theoretical in the description below and practically in various embodiments by way of example explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein faltenbalyartiges Federelement nachFig. 1 shows a belly-like spring element

der Erfindung in schematischer Darstellung;the invention in a schematic representation;

Fig. 2 ein praktisches Aunführungsbeispiel eines Federelements nach der Erfindung;2 shows a practical exemplary embodiment of a Spring element according to the invention;

Fig. 3 den Zusammenhang des homokinetischen Gesetzes;3 shows the context of the homokinetic law;

Fig. 4-8 verschiedene Ausführungsformen und andere Einzelheiten der Lamellen;Figures 4-8 various embodiments and others Details of the slats;

Fig. 9 eine Gleichlauf-Gelenkwelle nach der Erfindung in einer Ausführungsform;9 shows a constant velocity universal joint shaft according to the invention in one embodiment;

Fig. 9 a die Gelenkverbindungsstücke der Gleichlauf-Gelenkwelle nach Fig. 9 in abgewinkelter Stellung undFig. 9 a the articulated connecting pieces of the constant velocity universal joint shaft according to Fig. 9 in an angled position and

Fig. 10 eine abgewandelte Ausführungform einer10 shows a modified embodiment of a

Gleichlauf-Gelenkwelle nach der Erfindung.Constant velocity universal joint shaft according to the invention.

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-As can best be seen in FIGS. 1 and 2, each spring element 1 is composed of a plurality of individual disks 2 together. The individual disks 2 are alternately on the outside diameter or connected at the inner diameter by means of spacer rings 3 like bellows. Each individual disc 2 consists of through outer and inner intermediate rings 4.5 separate spring lamellas 6. Each spring element 1 has a connecting piece 7 and 8, respectively, arranged on the inner diameter at both of its ends. Due to this configuration, the spring element 1 is torsion

U. 10.78U. 10.78

steif.stiff.

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.In Fig. 9 there is a constant velocity universal joint shaft with two joint connecting pieces shown after an invention. A torsionally rigid spring element 1 is located on the differential side 9 for the transmission of the torque with length and angle compensation and on the wheel side 10 a torsionally stiff spring element which takes over the angles of wheel lock and suspension Τ arranged. An intermediate shaft 11 which transmits the torque to the wheel side is spherical on the wheel side Joint 12, 13 held in place radially and axially, as can best be seen from FIG. 9 a. Differential side the intermediate shaft 11 is also held in a spherical joint 14, 15, but to compensate for assembly errors and engine vibrations via a sliding sleeve 16 longitudinally slidable in a guide 17. Each spring element 1 or V is at its ends with an annular flange 20, 21 or 18, 19 connected.

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:The angle of the individual panes 2, which is caused by the impact of the Front axle is caused is smaller by the ratio of the number of discs of the spring element. It consists of the following Context:

.-x_ = Einschlag -.-x_ = impact -

• ρ Anzahl Scheiben pro• ρ number of slices per

^ '- <' ^ ^v"^v- ' ' Federelement ^ '- <' ^ ^v " ^v - '' spring element

,\ ^_x. = Teilv/inkel der Scheiben , \ ^ _x . = Partial angle of the discs

Ähnlich verhält es sich mit dem differentialseitigen Element. Der Gesamthub verteilt sich wiederum proportional zur AnzahlThe situation is similar with the element on the differential side. The total stroke is again distributed proportionally to the number

und Durchbiegung der Scheiben.and deflection of the panes.

!-' = Längenausdehnung! - '= linear expansion

p = Anzahl Scheiben pro L_j ρ λ '■--) Federelementp = number of washers per L_j ρ λ '■ -) spring element

Λ Ή = Durchbiegung der ScheibenΛ Ή = deflection of the panes

- 5 14.10.76 - 5 14.10.76

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.Since there is generally an additional angle of the suspension in addition to the length compensation on the differential-side joint, these two deformations are superimposed in the spring element. The spring steel disks or lamellae 6 have the advantage of absorbing high torques due to their shape. The thin-walled design enables the individual disks 2 to easily absorb the partial angles Δ ° ^ or deflections i \ K · The principle can best be compared with a number of disc springs stacked on top of one another. So that the spring element becomes elastic for bending, several thin-walled lamellas 6 are strung together and soldered to one another via outer and inner intermediate rings 4, 5, as is shown schematically in FIG. 1.

Der Zusammenhang des homokinetischen Gesetzes ist aus Fig. ersichtlich, in welcher bedeuten:The connection of the homokinetic law is shown in Fig. can be seen in which mean:

AO = Symmetrie-EbeneAO = plane of symmetry

BZ = Achse Drehmoment Eingang CZ = Achse Drehmoment Ausgang = EinschlagBZ = axis torque input CZ = axis torque output = Impact

= Teil- <^I cro Scheibenelement= Partial <^ I cro disc element

Der Nachweis kann wie folgt erbracht werden:Evidence can be provided as follows:

- BC entspricht der Länge BC wenn- BC corresponds to length BC if

i>~ = 0 ist, d. h. wenn kein Einschlag vorliegt.i> ~ = 0, i.e. H. if no impact is present.

- BZ = CZ, da das Zentrum Z in der Mitte von BC¹ liegt.- BZ = CZ, since the center Z is in the middle of BC ¹ .

Bei Einschlag i%. entsteht BC und Z' verschiebt sich auf der Symmetrie-Ebene AO.At impact i%. BC arises and Z 'shifts on the symmetry plane AO.

Bogen BZ' = CZ'Arc BZ '= CZ'

u.10.76and 10.76

infolgedessen kann folgender Zusammenhang gemacht werden:as a result, the following connection can be made:

BZ'BZ ' CZ'CZ ' . BZ'. BZ ' ι-ι- CZ¹ CZ ¹ . P . P. BOBO COCO BOBO JJ COCO - \ - \ α ^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.The synchronism can also be explained as follows: The individual disks practically do not allow any deformation, as there is a high degree of rigidity in the cross-section. One can therefore claim that the rotation / \ CL 'between the entrance and exit of the joint remains insignificant and independent of the impact rA ^.

Die Ausführungsform nach Fig. 10 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 9 lediglich dadurch, daß die Glelthülse λ»" JThe embodiment of FIG. 10 differs from that according to FIG. 9 only in that the smoothing sleeve λ »" J

Polytetrafluorathylen ^fO^ik 14" und das kugelförmige Gelenk 12' auso bestehen. W N?Polytetrafluorethylene ^ fO ^ ik 14 "and the spherical joint 12 'consist of. WN?

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. 4 a lamella 6 'is shown in a star shape and in Fig. 5 the lamella 6 ¹ ' in a modified star shape. Fig. 6 shows an annular lamella 6 ¹¹¹ , the deformation capacity of which is increased by circular punchings 22 of the ring.

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.In Fig. 7 a modified embodiment is shown. The individual disks 2 'know immediately adjacent to one another to be ordered. The individual disks 2 'are by means of appropriately stepped lamellar spring elements 1' mutually inwardly extending chamfers 23 designed deformable at their peripheral edges. 8 shows two adjacent lamellae which are provided with matching beads 23 at their contact points.

53f?1i53f? 1i

^π Η.10.76 ^π Η.10.76

Claims

from November 10, 1965 36 301 A New claims for protection

1. Articulated connector for the transmission of rotary movements, characterized in that two shafts (10, 11) by means of a bellows-like Federe linen te s (1), which is composed of a plurality of individual discs (2), which are alternately on Outer «= n diameter or inner diameter are connected, each individual disc (2) being made up of separate spring lamellae

(6) exists.

2. Articulated connector according to claim 1, characterized in that that the FederlameIlen (6) are separated from each other by outer and inner intermediate rings (4,5).

3. Joint connection piece according to claim 1 or 2, characterized characterized in that adjacent individual disks (2) are mutually spaced by outer and inner spacer rings (3) are held.

4. Articulated connector according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the shafts (10,11) are additionally connected via a spherical joint (12,13).

5. Articulated connector according to claim 4, characterized in that that the shell (15) of the ball joint via a sliding sleeve (16) which is located in a guide (17), is connected to the shaft (9).

6. joint connector according to claim 4 or 5, characterized in that the sliding sleeve., (14) .. and the spherical Joint part (12) are made of Yie.

^53571^ 53571

U.10.76

7. Joint connector according to one of claims 1-6, characterized by a star shape of the lamellae (Fig. 4 and 5).

8. Articulated connection according to one of claims Ibis 6, characterized by means of annular lamellae which are provided with circular cut-outs (22).

9. Articulated connecting stick according to one of claims 1-8, characterized by a soldered connection between the lamellae

-. their contact points.

10. Joint connector according to one of claims 1- 8, characterized by a welded connection of the lamellas at their contact points.

11. Articulated connector according to one of claims 1 - 8, characterized by an ISlxet connection of the slats their contact points.

12. Joint connector according to one of claims 1- B, characterized by a screw connection of the lamellas at their contact points.

13. Articulated connector according to one of claims 1-12, characterized in that adjacent lamellae are provided with matching beads at their contact points (Fig. 8).

14. Articulated connector according to claim 1, characterized in that adjacent individual disks (2) are connected to lamellar-like spring elements (1) which have bevels (23) which run inwardly towards one another.

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