DE9202412U1 - Cardan shaft - Google Patents
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Anmelderin: Centa-AntriebeApplicant: Centa-Antriebe
Kirschey GmbH
Bergische Str. 7Kirschey GmbH
Bergische Str. 7
5657 Haan / RhId5657 Haan / RhId
BezeichnungDesignation
der Erfindung: Gelenkwelleof the invention: Cardan shaft
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkwelle zur Verbindung zweier Wellen mittels einer Zwischenwelle, deren beide Enden mit jeweils einem Ende der beiden anderen Wellen mittels einer Gelenkhebelkupplung verbunden sind, die je mindestens drei Gelenkhebel aufweist, die mit je einem elastischen Gelenk an einer Welle und an der Zwischenwelle angreifen.The invention relates to a cardan shaft for connecting two shafts by means of an intermediate shaft, both ends of which are connected to one end of the other two shafts by means of a joint lever coupling, which has at least three joint levers each, which engage one shaft and the intermediate shaft with an elastic joint each.
Eine Gelenkwelle dieser Art ist in der CH-PS 436 869 beschrieben, deren Wesen darin besteht, daß Anzahl und Länge der Gelenkhebel der beiden Gelenkhebelkupplungen voneinander verschieden sind, wobei außerdem die Gelenke der Gelenkhebelkupplung mit der größeren Zahl von Gelenkhebeln eine harte kardanische Elastizität aufweisen und demgegenüber die Gelenke der Gelenkhebelkupplung mit der geringeren Zahl von Gelenkhebeln eine weiche kardanische Elastizität. Dadurch soll sich durch die axial härtere Gelenkhebelkupplung eine gute axiale Führung der Zwischenwelle und gleichzeitig eine gute axiale BeweglichkeitA cardan shaft of this type is described in CH-PS 436 869, the nature of which is that the number and length of the articulated levers of the two articulated lever couplings are different from one another, whereby the joints of the articulated lever coupling with the larger number of articulated levers have a hard cardanic elasticity and, in contrast, the joints of the articulated lever coupling with the smaller number of articulated levers have a soft cardanic elasticity. This is intended to ensure good axial guidance of the intermediate shaft and, at the same time, good axial mobility due to the axially harder articulated lever coupling.
Centa-Antriebe Kirschey GmbHCenta Drives Kirschey GmbH
ohne große Rückstellkräfte der fest gelagerten Wellen zueinander durch die am anderen Ende der Zwischenwelle angeordnete axial weichere Gelenkhebelkupplung ergeben. Die Gelenkhebel weisen an ihren Enden Kugelgelenke auf.without large restoring forces of the fixed shafts to each other thanks to the axially softer articulated lever coupling arranged at the other end of the intermediate shaft. The articulated levers have ball joints at their ends.
Die unterschiedliche Gestaltung der beiden Gelenkhebelkupplungen hinsichtlich Zahl und Länge der Gelenkhebel sowie die ebenfalls erforderlichen, in ihrer kardanischen Härte voneinander verschiedenen Gelenke bedingen nicht nur zwei insgesamt also völlig verschiedenartige Kupplungen an derselben Gelenkwelle, sondern auch die Anschlußglieder an den beiden von der Zwischenwelle miteinander zu verbindenden Wellenenden müssen ebenfalls zwangsläufig voneinander abweichend konstruiert sein.The different design of the two articulated lever couplings in terms of the number and length of the articulated levers as well as the joints that are also required and differ from one another in terms of their cardanic hardness not only require two completely different couplings on the same universal joint shaft, but also the connecting links on the two shaft ends that are to be connected to one another by the intermediate shaft must necessarily be designed differently from one another.
- Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gelenkkupplung der entsprechend den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen verfügbar zu machen, die einen wesentlich geringeren konstruktiven, herstellungstechnischen und montagebedingten Aufwand erfordert, dabei zugleich aber alle an eine Gelenkwelle gestellten Anforderungen unter Verwendung einfacher Bauteile zuverlässig erfüllt.- Based on this, the invention is based on the object of making available a universal joint coupling corresponding to the features specified in the preamble of claim 1, which requires significantly less construction, manufacturing and assembly effort, but at the same time reliably meets all the requirements placed on a universal joint shaft using simple components.
Eine Kupplung, die diese Aufgabe löst, ist mit der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Gelenke sowohl an den Wellen bzw. an mit ihnen zu verbindenden Naben als auch an der Zwischenwelle mittels im wesentlichen sekantial angreifender Anlenkbolzen befestigt sind und daß jedes Gelenk ein zylindrisches elastisches Lager aufweist.A coupling which achieves this object is characterized by the invention in that all joints are fastened to the shafts or to the hubs to be connected to them as well as to the intermediate shaft by means of pivot bolts which engage essentially secantally and in that each joint has a cylindrical elastic bearing.
Centa-Antriebe Kirschey GmbH -.*.,.Centa-Drives Kirschey GmbH -.*.,.
"Im wesentlichen sekantial" bedeutet im Rahmen der Erfindung in erster Linie eine Abgrenzung zu herkömmlichen axialen Anordnungen mit paralleler Ausrichtung zur Systemachse, "im wesentlichen sekantial" kann und soll auch Anordnungen umfassen, die man im technischen Sprachgebrauch mit radial bzw. tangential bezeichnet. Wesentlich ist, daß die Achsen der Anlenkbolzen bzw. der zylindrischen Lager exakt in Radialrichtung zum System (radial) oder mehr oder weniger dazu parallel versetzt (tangential bzw. sekantial) verlaufen.In the context of the invention, "essentially secantial" means primarily a distinction from conventional axial arrangements with a parallel alignment to the system axis, "essentially secantial" can and should also include arrangements that are referred to in technical terms as radial or tangential. It is essential that the axes of the pivot pins or the cylindrical bearings run exactly in the radial direction to the system (radial) or more or less parallel to it (tangential or secantial).
Die Anlenkbolzen können direkt in den Mantel der dickwandigen Zwischenwelle eingeschraubt sein oder, wenn diese aus einem nur dünnwandigen Rohr besteht, können ihre beide Enden mit je einem Ringkörper zur Aufnahme der Anlenkbolzen versehen sein. Hierbei können die Ringkörper alternativ auf den Mantel der Zwischenwelle aufgebracht oder in das dünnwandige Rohr der Zwischenwelle eingebracht sein. Möglich ist auch eine Verbindung der Zwischenwelle über Naben mit den daran anzuschließenden Enden der Gelenkhebel.The linkage bolts can be screwed directly into the casing of the thick-walled intermediate shaft or, if this consists of a thin-walled tube, both ends can be provided with a ring body to accommodate the linkage bolts. The ring bodies can alternatively be attached to the casing of the intermediate shaft or inserted into the thin-walled tube of the intermediate shaft. It is also possible to connect the intermediate shaft to the ends of the articulated levers that are to be connected to it via hubs.
Für eine besonders einfache Anbringung der Gelenke an den Wellen kann eine vorteilhafte Anordnung derart getroffen sein, daß jede Nabe mit einer der Zahl der an sie anzuschließenden Gelenkhebel entsprechenden Zahl von axial gerichteten Tragarmen zur Aufnahme je eines Anlenkbolzens versehen ist, wobei die Tragarme vorzugsweise einstückig-stoffschlüssig an den Naben angeformt sind.For a particularly simple attachment of the joints to the shafts, an advantageous arrangement can be made such that each hub is provided with a number of axially directed support arms corresponding to the number of articulated levers to be connected to it, each for receiving a linkage bolt, wherein the support arms are preferably integrally formed on the hubs.
Bei größtmöglicher Verringerung der Zahl unterschiedlicher Bauteile ist entsprechend der Erfindung eine Gelenkkupplung geschaffen, die aus einer geringstmöglichen Zahl voneinander ver-With the greatest possible reduction in the number of different components, the invention creates an articulated coupling that consists of the smallest possible number of
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schiedener Bauteile besteht und zudem nur elastische Gelenke einfachster Art, nämlich zylindrische Gummilager, an sämtlichen Gelenkhebel-Gelenken aufweist.various components and also has only the simplest kind of elastic joints, namely cylindrical rubber bearings, on all articulated lever joints.
Das Gelenkwellensystem ist in günstiger Weise drehsteif und radial steif. Da die Achsen der Gelenke sämtlich in Sekantialrichtung des Systems angeordnet sind, äußern sich axiale und winkelige Verlagerungen der über die Zwischenwelle miteinander verbundenen Wellenenden in rotierenden und/oder oszillierenden Drehbewegungen der elastischen Lager um ihre jeweilige Längsachse. Die zylindrischen Lager sind bei diesen Belastungen drehweich und stark verformbar und erlauben daher dem Gesamtsystem eine erhebliche axiale bzw. winkelige Verlagerbarkeit bei geringen axialen und winkeligen, zur Auslenkung der Gelenkhebel proportionalen Rückstellkräften. Demgegenüber werden die Gelenke entsprechend der CH-PS 436 869 in der Hauptsache kardanisch belastet, also nicht um ihre Achse drehend. Die Gelenkwelle nach der Erfindung ist deshalb bezüglich ihrer ausgleichenden Funktion leistungsfähiger und im übrigen extrem verschleiß- und wartungsarm.The cardan shaft system is torsionally and radially rigid in a favorable way. Since the axes of the joints are all arranged in the secantial direction of the system, axial and angular displacements of the shaft ends connected to one another via the intermediate shaft are expressed in rotating and/or oscillating rotary movements of the elastic bearings around their respective longitudinal axes. The cylindrical bearings are torsionally flexible and highly deformable under these loads and therefore allow the entire system to be displaced considerably axially or angularly with low axial and angular restoring forces proportional to the deflection of the joint levers. In contrast, the joints according to CH-PS 436 869 are mainly subjected to cardanic loads, i.e. do not rotate around their axis. The cardan shaft according to the invention is therefore more efficient in terms of its balancing function and is also extremely wear-resistant and low-maintenance.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the drawings. In the drawings:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Gelenkwelle entsprechend der Erfindung,Fig. 1 is a side view of a cardan shaft according to the invention,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittangabe H-II in Fig. 3,Fig. 2 is a sectional view corresponding to section H-II in Fig. 3,
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Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht in Richtung der Angabe III-III in Fig. 2.Fig. 3 is a partially sectioned view taken in the direction of line III-III in Fig. 2.
Jede insgesamt mit 10 bezeichnete Gelenkwelle zur Verbindung zweier als solcher nicht dargestellter Wellen weist zur Verbindung mit diesen zwei Naben 11, zwei Gelenkhebelkupplungen 12 und eine Zwischenwelle 13 auf.Each universal joint shaft, designated as a whole with 10, for connecting two shafts not shown as such has two hubs 11, two universal joint couplings 12 and an intermediate shaft 13 for connection to these.
Jede der beiden gleichgestalteten Gelenkhebelkupplungen umfaßt beim Ausführungsbeispiel vier Gelenkhebel 14. Jeder Gelenkhebel 14 ist mit jeweils einem seiner beiden Enden an einer Nabe 11 einerseits und an der Zwischenwelle 13 andererseits gelenkig befestigt. Dies geschieht jeweils über ein Gelenk 15 mit einem zylindrischen elastischen Lager 16. Dieses besteht aus zwei dünnen Metallringen 17 und 18, zwischen denen ein Gummikörper 19 einvulkanisiert ist. Das Gummi-Metall-Element 16 ist unter hoher radialer Vorspannung zwischen einer Lagerhülse 20 und einem Gelenkhebelauge 21 eingespannt. Jede Verlagerung eines Gelenkhebels 14 gegenüber der Lagerhülse 20 vollzieht sich deshalb unter rein elastischer Verformung des Gummikörpers 19 des Gummi-Metall-Elementes 16.In the embodiment, each of the two identically designed articulated lever couplings comprises four articulated levers 14. Each articulated lever 14 is attached in an articulated manner with one of its two ends to a hub 11 on the one hand and to the intermediate shaft 13 on the other. This is done via a joint 15 with a cylindrical elastic bearing 16. This consists of two thin metal rings 17 and 18, between which a rubber body 19 is vulcanized. The rubber-metal element 16 is clamped under high radial preload between a bearing sleeve 20 and an articulated lever eye 21. Every displacement of an articulated lever 14 relative to the bearing sleeve 20 therefore takes place with purely elastic deformation of the rubber body 19 of the rubber-metal element 16.
Zur Befestigung der jeweiligen Gelenke an den Naben 11 bzw. an der Zwischenwelle 13 dienen schraubbare Anlenkbolzen 22, die sämtlich sekantial in die Naben 11 und in die Zwischenwelle 13 eingeschraubt sind. An den Naben 11 sind hierzu axial gerichtete Tragarme 23 vorgesehen, an denen die Lagerhülsen 20 von den Schraubbolzen 22 undrehbar gehalten sind.Screwable linkage bolts 22 are used to fasten the respective joints to the hubs 11 and the intermediate shaft 13, respectively. All of these bolts are screwed secantially into the hubs 11 and the intermediate shaft 13. For this purpose, axially directed support arms 23 are provided on the hubs 11, on which the bearing sleeves 20 are held non-rotatably by the screw bolts 22.
Beim Ausführungsbeispiel besteht die Zwischenwelle 13 aus einem dünnwandigen Rohr. Zur Aufnahme der Gewindeschäfte derIn the embodiment, the intermediate shaft 13 consists of a thin-walled tube. To accommodate the threaded shafts of the
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Anlenkbolzen 22 ist deshalb an jedem Ende der Zwischenwelle jeweils ein auf sie aufgeschweißter Ringkörper 24 vorgesehen. Selbstverständlich ist auch an den Ringkörpern 24 die jeweilige Lagerhülse 20 für das Gummi-Metall-Element 16 undrehbar gehalten. Abweichend von der dargestellten Ausführungsform kann ein Ringkörper 24 alternativ innen im dünnwandigen Rohr der Zwischenwelle 13 befestigt sein. Die Ringkörper 24 können geschweißt, geklebt oder klemmschlüssig an der Zwischenwelle 13 befestigt sein. Auch ist es möglich, eine dickwandige Zwischenwelle 13 zu verwenden, in deren Wand der Schraubbolzen 22 direkt eingeschraubt wird. Schließlich können auch Naben, etwa nach Art der Naben 11, zum Anschluß der Gelenkhebelkupplung an die Zwischenwelle vorgesehen sein.Therefore, a ring body 24 welded onto the articulation bolt 22 is provided at each end of the intermediate shaft. Naturally, the respective bearing sleeve 20 for the rubber-metal element 16 is also held non-rotatably on the ring bodies 24. In contrast to the embodiment shown, a ring body 24 can alternatively be fastened inside the thin-walled tube of the intermediate shaft 13. The ring bodies 24 can be welded, glued or clamped to the intermediate shaft 13. It is also possible to use a thick-walled intermediate shaft 13, into the wall of which the screw bolt 22 is screwed directly in. Finally, hubs, such as the type of hubs 11, can also be provided for connecting the articulated lever coupling to the intermediate shaft.
Fig. 1 veranschaulicht mit punktierten Linien die Bewegung der Gelenkhebel 14, wenn in Richtung der Systemachse 25 die beiden über die Gelenkwelle 10 miteinander zu verbindenden Wellen aufeinander zurücken. Jeder der beim Ausführungsbeispiel insgesamt acht Gelenkhebel 14 schwenkt dabei um die Längsachse seiner beiden sekantial montierten zylindrischen Gelenke 15. Folglich werden die Gummikörper 19 der Gummi-Metall-Elemente drehend beansprucht. Dies ist im wesentlichen auch der Fall bei radialem oder Winkelversatz zwischen den Wellen.Fig. 1 uses dotted lines to illustrate the movement of the articulated levers 14 when the two shafts that are to be connected to one another via the articulated shaft 10 move toward one another in the direction of the system axis 25. Each of the eight articulated levers 14 in the embodiment in total pivots about the longitudinal axis of its two secantally mounted cylindrical joints 15. Consequently, the rubber bodies 19 of the rubber-metal elements are subjected to rotational stress. This is essentially also the case with a radial or angular offset between the shafts.
Die im wesentlichen sekantiale Anordnung sämtlicher Gelenke schafft eine leicht zu montierende, radial steife und drehsteife Gelenkwelle mit hervorragenden ausgleichenden Eigenschaften hinsichtlich axialem oder Winkelversatz der beiden mittels der Gelenkwelle zu kuppelnden Wellen. Den Begriff "im wesentlichen sekantial" veranschaulichen die Fig. 2 und 3 besonders gut. Aus Fig. 2 wird deutlich, daß die Achsen sämtli-The essentially secantial arrangement of all joints creates an easy-to-assemble, radially rigid and torsionally rigid universal joint shaft with excellent compensating properties with regard to axial or angular misalignment of the two shafts to be coupled by means of the universal joint shaft. The term "essentially secantial" is illustrated particularly well in Fig. 2 and 3. It is clear from Fig. 2 that the axes of all
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eher Anlenkbolzen 12 und der elastischen Lager 16 lotrecht zur System-Längsachse 25 verlaufen. Der Abstand der sekantial an der Zwischenwelle 13 angreifenden Anlenkbolzen 22 von einer dazu parallelen Längsmittelebene des Systems ist dabei gering; die Achsen könnten auch - bei geringfügiger Verkürzung der Gelenkhebel - exakt radial angeordnet sein. Die Orientierung der Achsen an den Naben 11 befestigten Anlenkbolzen kann bezogen auf das System eher mit tangential bezeichnet werden, weil hier der Abstand zur jeweils parallelen Längsmittelebene des Systems beträchtlich größer ist.rather, the articulation bolts 12 and the elastic bearings 16 run perpendicular to the system's longitudinal axis 25. The distance between the articulation bolts 22, which engage secantally on the intermediate shaft 13, and a parallel longitudinal center plane of the system is small; the axes could also be arranged exactly radially - with a slight shortening of the articulated levers. The orientation of the axes of the articulation bolts attached to the hubs 11 can be described as tangential in relation to the system, because here the distance to the parallel longitudinal center plane of the system is considerably greater.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9202412U DE9202412U1 (en) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Cardan shaft |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE9202412U DE9202412U1 (en) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Cardan shaft |
Publications (1)
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| DE9202412U1 true DE9202412U1 (en) | 1992-04-16 |
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Family Applications (1)
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| Country | Link |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1382870A3 (en) * | 2002-07-16 | 2004-09-01 | Carl Freudenberg KG | Elastic coupling |
| EP2019059A2 (en) | 2007-07-26 | 2009-01-28 | Voith Patent GmbH | Drum drive unit, in particular drive unit for winding or unwinding a coil drum |
-
1992
- 1992-02-25 DE DE9202412U patent/DE9202412U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1382870A3 (en) * | 2002-07-16 | 2004-09-01 | Carl Freudenberg KG | Elastic coupling |
| US7104892B2 (en) | 2002-07-16 | 2006-09-12 | Carl Freudenberg Kg | Coupling |
| EP2019059A2 (en) | 2007-07-26 | 2009-01-28 | Voith Patent GmbH | Drum drive unit, in particular drive unit for winding or unwinding a coil drum |
| DE102007034829A1 (en) | 2007-07-26 | 2009-01-29 | Voith Patent Gmbh | Drum drive unit, in particular drive unit for winding or unwinding a winding drum |
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