DE911562C

DE911562C - Winkelkupplung fuer Wellen mit sich schneidenden Achsen

Info

Publication number: DE911562C
Application number: DES20674A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Suess
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-10-26
Filing date: 1950-10-26
Publication date: 1954-05-17

Description

Winkelkupplung für Wellen mit sich schneidenden Achsen Im Maschinenbau ist oftmals die Aufgabe gestellt, Transmissionswellen zu verlegen, die von der Geraden abweichen.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, eine Winkelkupplung für Wellen mit sich schneidenden Achsen zu schaffen, die unter Wahrung gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle für einen beliebig großen Winkel ausgeführt werden kann. Die Erfindung läßt sich auf allen technischen Anwendungsgebieten, bei denen Drehmomente mit Wellen in ungeradem Wellenstrang zu übertragen sind, anwenden.
Gemäß der Erfindung sind auf einem die Wellenachsen berührenden Kreisbogen innerhalb eines Gehäuses doppelkegelförmige Radscheiben angeordnet, die mit Oberflächenverzahnung oder als Reibräder in kraftschlüssiger Verbindung miteinander stehen, wobei die Drehachsen benachbarter Radscheiben den Kreisbogen berühren.
Einzelheiten der Erfindung werden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es stellt dar Abb. I eine Winkelkupplung im Längsschnitt, Abb. 2 eine Ansicht auf eine der doppelkegelförmigen Radscheiben, Abb. 3 einen Schnitt gemäß Linie A-A in Abb. I, Abb. 4 eine Ansicht auf den zentralen Lagerzapfen der Abb. I, Abb.5 eine Ausführungsform mit besonderer Stützzunge für die Zentrierkugel, Abb. 6 eine Seitenansicht auf die in Abb. 5 gezeigte Stützzunge, Abb.7 eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes bei S-förmigem Kraftstrang, Abb.8 eine Doppelwinkelkupplung mit zwischengefügter gerader Kupplung, Abb. 9 eine schematische Ausführungsform für sich kreuzende Wellen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. I wird der Kraftstrang, welcher die An- und Abtriebswellen II und I2 miteinander verbindet, über einen Kreisbogen I3 mit dem Radius R geschlossen. Die Verbindung vermitteln doppelkegelförmige Radscheiben I4, I5, I6, die an den kegeligen Seitenflächen verzahnt sind und auf der Innenseite des Bogens im Eingriff miteinander stehen. Abb.2 zeigt die Oberflächenverzahnung I7, beispielsweise eine gerade Verzahnung für die Radscheibe 16.
Die Wellenräder I8, I9 tragen einseitig entsprechende Oberflächenverzahnung auf ihren stirnseitigen Kegelflächen. Während die Welle I2 frei drehbar nach außen tritt, ist die Welle II von einem Rohr 2o umgeben, welches im Raum feststeht und die Welle II ganz oder auf einer gewissen Strecke einhüllt.
Mit 2I sind Zentrierkugeln bezeichnet, die in Punkten 22 des Kreisbogens I3 angeordnet sind und auf einem beträchtlichen Teil ihrer Oberfläche von den Kugelpfannen 2I' (Abb. 2) der ihnen benachbarten Radscheiben umschlossen sind. Die Zentrierkugeln 2I sind frei drehbar.
Das Rohr 20 ist mit Gewinde 23 in einen endseitig offenen Rohrkrümmer 24 eingeschraubt. Beim Zusammenbau der Winkelkupplung werden abwechselnd Zentrierkugeln 2I und Radscheiben 16, 15, 14 usw. in den Rohrkrümmer 24 eingefügt, bis in das andere offene Ende des Rohrkrümmers das Flanschlager I9 eingesetzt wird. Das Wellenrad I9 ist in einem Arm 25 gelagert.
Auf diese Weise läßt sich mit Hilfe des Spannbügels 28 und seiner beiden Endmuttern 29 das ganze Übertragungssystem zusammenspannen. Dabei stützt sich gemäß Abb.3 der Spannbügel 28 auf Stützen 30 ab, die auf den Rohrkrümmer 24 in Abständen angebracht sind und dem Querschnittsprofil des Spannbügels entsprechend mit Ausnehmungen versehen sind.
Bei dieser Anordnung nach Abb. I muß jede zweite Radscheibe geführt sein, vorzugsweise mit Kugellager 31. Zur Ermöglichung eines einfachen Einbaus erhält der Rohrkrümmer 24 an der Stelle des Kugellagers 3I eine Teilfuge 2o. Auch die Radscheibe I5 kann längs geteilt sein, wobei die beiden Hälften durch Bolzen 32 vereinigt sind.
Je nach dem Neigungswinkel, den die beiden Wellen II und 12 miteinander einschließen, werden mehr oder weniger Radscheiben eingefügt.
Die Winkelkupplung kann auch mit anderen Zwischenlagern als in Abb. I dargestellt ausgebildet werden. Gemäß Abb. 5 ist das Gehäuse bei 32 und 33 geteilt und trägt in dem Zwischenraum 34 zwischen den Radscheiben 35, 36 eine Stützzunge 37, die sich keilförmig in den Zwischenraum 34 hinein erstreckt und jenen Teil der Zentrierkugel 38 umschließt, der sonst freiliegt. Die Kugel 38 ist so in ihrer Lage fixiert. Die Zungen 37 können Schmierlöcher 39 zur Schmierung der Zentralkugel 38 enthalten (Abb.6). Die Schmierung des ganzen Systems kann jedoch auch durch ein im Krümmergehäuse vorhandenes ölbad erfolgen. Diese Ausführung kommt vor allem für einteilige Gehäuserohrkrümmer mit stumpfem Winkel zwischen den Wellen in Betracht.
Abb. 7 zeigt die Verwirklichung des Erfindungsgedankens bei einem S-förmigen Kraftstrang. Mit 4I ist eine Antriebswelle bezeichnet, die in einem zweiarmigen Hebel 42 gelagert ist, während die Lagerung der Abtriebswelle 43 durch den ebenfalls zweiarmigen Hebel 44 bewirkt wird. Über die Diagonale der Gelenkpunkte 45, 46 ist eine das mittlere Lager für die doppelkegelige Radscheibe 47 tragende Strebe 48 geführt. Die Zwischenradscheiben 49, 5o sind gegenüber der mittleren Radscheibe 47 einerseits und gegenüber den auf die Wellen aufgekeilten Endscheiben 5I, 52 andererseits durch Zentrierkugeln 53 in ihrer relativen Lage fixiert. Die Spannschrauben 54, 55 sichern den Zusammenhang des ganzen Systems. Bei der Ausführungsform nach Abb.7 weisen die Radscheiben keine Verzahnung auf. Es handelt sich also bei dieser Ausführung um ein offenes Reibradgetriebe. Durch Lockerung einer der Spannschrauben 54, 55 kann das Getriebe auch ausgeschaltet werden.
Abb.8 zeigt eine Doppelwinkelkupplung, deren beide Teile um 36o° relativ gegeneinander während des Betriebes drehbar sind. Bei Hintereinanderschaltung mehrerer solcher Systeme können alle Wellen Schwenkbewegungen beliebig ausführen. Die Doppelwinkelkupplung ist zu diesem Zwecke an der Übergangsstelle der Bogen geteilt. Die beiden Gehäusekrümmer sind etwas verlängert und erhalten konische Ansätze 6o. Ein zweiteiliger Ring 6I mit entsprechender konischer Innennut hält die beiden Flanschenden zusammen.
Abb. 9 veranschaulicht schematisch die Verwendungsmöglichkeit des Erfindungsgegenstandes. Unter Aufrechterhaltung einer gleichförmigen Winkelgeschwindigkeit im ganzen Wellenstrang kann die Drehbewegung von einer Antriebswelle 7o über eine rechtwinklige Winkelkupplung 7I auf eine lotrecht stehende Welle 72 übertragen werden, deren Drehbewegung über eine Doppelwinkelkupplung nach Abb. 8, deren Hälften mit 73 und 74 bezeichnet sind, weitergeleitet werden, die ihrerseits das Drehmoment unter einem Winkel schräg in die Welle 75 abgibt, worauf eine Übertragung der Drehbewegung über die Winkelkupplung 76 an die Abtriebswelle 77 erfolgen kann. Dabei kann an allen denjenigen Stellen, an denen die offene Konstruktion gemäß Abb. 7 gewählt wird, ein Drehmoment aus dem System abgeleitet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Winkelkupplung für Wellen mit sich schneidenden Achsen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem die Wellenachsen berührenden Kreisbogen innerhalb eines Gehäuses doppelkegelförmige Radscheiben (I4, I5, I6) angeordnet sind, die mit Oberflächenverzahnung (I7) oder als Reibräder (47, 5o, 52) in kraftschlüssiger Verbindung miteinander stehen, wobei die Drehachsen benachbarter Radscheiben den Kreisbogen (I3) berühren.
2. Winkelkupplung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in den Achsenschnittpunkten (22) benachbarter Radscheiben Zentrierkugeln (2I) angeordnet sind, die in Kugelpfannen (2I') der Radscheiben (I4, I5, I6) liegen.
3. Winkelkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zentrierkugeln (38) auf ihrer der Eingriffsseite der Radscheiben (35, 36) abgewandten Seite auf vorzugsweise keilförmige Zungen (37) des Gehäuses abstützen.
4. Winkelkupplung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Antriebs- und Abtriebswelle (II, I2) in das Gehäuse abschließenden Flanschlagern geführt sind und daß das Gehäuse aus einem ein- oder mehrteiligen Rohrkrümmer (24) besteht, welcher die hintereinandergereihten doppelkegelförmigen Radscheiben (I4, I5, I6) gehäuseartig umschließt, wobei die Verspannung der Radscheiben und Zentrierkugeln gegeneinander durch einen auf die Flanschlager wirkenden Spannbügel (28) erfolgt.
5. Winkelkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannbügel (28) am äußeren Umfang des Rohrkrümmers (24) angeordnet und über Stützfüße (3o) desselben hinweggeführt ist.
6. Winkelkupplung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschlager um einen zum ganzen System zentralen Zapfen (27) schwenkbar miteinander verbunden sind.
7. Winkelkupplung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne, vorzugsweise hintereinanderfolgend jede zweite der Radscheiben (I5) in radialer Richtung im Gehäuse mittels Kugellager (3I) abgestützt ist.
8. Winkelkupplung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Teilfugen (2o) des Gehäuses (24) an den Sitzen der Kugellager (3I).
9. Doppelwinkelkupplung, bestehend aus zwei Kupplungen nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines S-förmigen Kraftstranges zwischen die Endradscheiben der beiden Winkelkupplungen ein gelagertes doppelkegelförmiges Kraftübertragungsglied (47) eingefügt ist. Io. Doppelwinkelkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Radscheiben (5o) zur Abnahme einer Drehbewegung ausgebildet sind, beispielsweise eine für die -Ableitung eines Riementriebes geeignete Oberfläche aufweisen. i i. Doppelwinkelkupplung nach Anspruch g oder io, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenstoßenden Gehäuseenden konische Ansätze (6o) aufweisen, die durch einen zweiteiligen Ring (61) mit doppelkonischer Innennut zusammengehalten sind.