DE1168177B

DE1168177B - Winkel- und/oder laengsbewegliches homokinetisches Wellengelenk

Info

Publication number: DE1168177B
Application number: DEB44442A
Authority: DE
Inventors: Andrea Bellomo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Filing date: 1957-04-27
Publication date: 1964-04-16

Description

Winkel- und/oder längsbewegliches homokinetisches Wellengelenk Die Erfindung bezieht sich auf ein winkel- und/oder längsbewegliches homokinetisches Wellengelenk mit übertragungskugeln, die in sich kreuzenden Laufrillen in der der einen Welle zugeordneten Kupplungsnabe und der der anderen Welle zugeordneten Kupplungshülse geführt werden.
Bei den bekannten Wellengelenken dieser Art sind im allgemeinen zur Führung der Kugeln Käfige vorgesehen, die bei der Drehmomentübertragung insbesondere bei sich vergrößernder Winkelanstellung der beiden Wellen zum Verklemmen neigen und erhebliche Reibungsverluste verursachen. Außerdem bedingen derartige Kugelkäfige oder ähnliche Führungseinrichtungen einen erheblichen konstruktiven Aufwand und erschweren die Montage und Demontage.
Bei bekannten Gleichgang-Kardangelenken dieser Art ohne zusätzliche Führungseinrichtungen ist die Herstellung der Kugellaufrillen außerordentlich kompliziert und aufwendig und erfordert eine hohe Genauigkeit in der gegenseitigen. Ausrichtung der Ril' len. So weisen die Laufrillen bei einem bekannter) Wellengelenk auf der Nabe die Form rechtsgängiger Schrauben und in der Hülse die Form linksgängiger Schrauben auf.
Weiterhin ist bei den bekannten Wellengelenken im allgemeinen nur eine geringe Winkelanstellung und keine oder nur eine geringe Axialverschiebun-a möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein baulich einfaches winkel- und/oder längsbewegliches Wellengelenk mit frei ohne Führungskäfig in den Laufrillen beweglichen Kugeln zu schaffen, das mit hohem Wirkungsgrad große Drehmomente übertragen kann.
Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung ein homokinetisches Wellengelenk der eingangs genannten Bauart in der Weise ausgebildet, daß bei fluchtenden Wellen die geometrischen Achsen von zwei benachbarten Rillen der Nabe in einer gemeinsamen zur Achse der Nabe parallelen Ebene liegen oder wenig von dieser Ebene abweichen und daß die geometrischen Achsen von zwei benachbarten Rillen der Hülse in einer gemeinsamen zur Achse der Hülse parallelen Ebene liegen oder wenig von dieser Ebene abweichen.
Die achsparallele Anordnung der Laufrillen sowohl im Nabenteil als auch im Hülsenteil vereinfacht die Herstellung des Wellengelenkes ganz erheblich, da diese Rillen mit einfachen translatorisch bewegten Werkzeugen präzise herstellbar sind.
Außerdem wird durch diese Anordnung der Rillei) eine gegenüber den bekannten Wellengelenken grö-C ßere Axial- und Winkelverstellung ohne Klemmen ermöglicht.
In dem erfindungsgemäßen Wellengelenk überlappen die geometrischen Achsen der Laufrillen der Nabe die geometrischen Achsen der Laufrillen der Hülse bei relativer Drehung der Teile um 1800 bezüglich der Montagestellung. Dadurch wird eine gleichzeitige Bearbeitung der Laufrillen von Nabe und Hülse, insbesondere durch Bohren ' ermöglicht, wobei in einem Arbeitsgang gleichzeitig mehrere oder alle Rillenpaare von in Arbeitsstellung nicht einander zugeordneten Rillen von Nabe und Hülse hergestellt werden können, deren Achsen in der Bearbeitungsstellung parallel zueinander verlaufen.
Die Einzelheiten eines Wellengelenks nach der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. Dabei zeigt F i g. 1 eine axiale Ansicht eines Wellengelenks mit vier übertragungskugeln und festem Gelenkmittelpunkt, F i g. 2 einen Schnitt des Wellengelenkes längs der in F i g. 1 mit 39 bezeichneten vertikalen Mittelebene, F i g. 3 einen Schnitt der Kupplungshülsen in der gleichen, in F i g. 1 mit 39 bezeichneten Vertikalebene, F i g. 4 einen Schnitt in der in F i g. 1 mit 40 bezeichneten Horizontalebene, , F i g. 5 eine axiale Ansicht einer anderen Ausführungsfonn des Wellengelenkes, F i g. 6 eine Radialansicht der Kupplungsnabe des in F i g. 5 dargestellten Wellengelenkes, . F i g. 7 einen Schnitt der Kupplungshülse in der in F i g. 5 mit 41 bezeichneten Vertikalebene, F i g. 8 eine axiale Ansicht einer anderen Ausführungsform der Wellenkupplung mit sechs Übertragungskugeln, Fig. 9 eine axiale Ansicht einer Abwandlung der in F i g. 8 dargestellten Wellenkupplung, F i 10 eine schematische Ansicht einer axial bewegfichen, aus den Wellengelenken gemäß F i g. 8 und 9 gebildeten Kupplung.
Gemäß F i g. 1 bis 4 wird die teilkugelig ausgebildete Kupplungsnabe 1 von der entsprechend kugelig ausgebildeten Kupplungshülse 2 umgriffen, wobei vier übertragungskugeln je an der Kreuzungsstelle zwischen einer Laufrille der Kupplungsnabe und der Kupplungshülse eingesetzt sind.
Die Achsen der Laufrillen, die mit einem Paar benachbarter Kugeln zusammenwirken, z. B. mit den Kugeln 3 und 6 oder den Kugeln 8 und 9, liegen in einer Ebene 7 bzw. 10, die parallel zur Achse der fluchtenden Wellen verlaufen oder von dieser Ebene nur wenig abweichen. Die mit 7 bzw. 10 bezeichneten Ebenen liegen parallel zueinander und symmetrisch zur Achse der fluchtenden Wellen. Die Achsen der Laufrillen sind gerade ausgebildet.
Weiterhin überlappen die geometrischen Achsen der Laufriffen der Nabe die geometrischen Achsen der Laufrillen der Hülse bei relativer Drehung der Teile um 1801 bezüglich der Montagestellung, so daß eine gleichzeitige Bearbeitung der Laufrillen auf der Kupplungsnabe und der Kupplungshülse ermöglicht wird. Hierfür laufen die in der gleichen Ebene 7 liegenden Rillen 11 und 12 der Kupplungsnabe 1 in einem Punkt 13 (F i g. 2) und die Achsen der entsprechenden Rillen 14 und 15 der Kupplungshülse in einem Punkt 16 (F i g. 3) zusammen, der symmetrisch zu dem Punkt 13 in Bezug auf die durch den Mittelpunkt der übertragungskugeln gehenden Querebene ist.
Die in der Ebene 10 liegenden Rillen sind in gleicher Weise wie die in der Ebene 7 liegenden Rillen ausgerichtet. Andererseits laufen die Rillen der Kupplungsnabe von der Achse aus in einer Richtung und die Rillen der Kupplungshülse in entgegengesetzter Richtung auseinander, wie dies aus F i g. 1. ersichtlich ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 bis 7 verlaufen die Riffen 22, 23, 27 und 28 der Kupplungsnabe parallel zueinander und gleichachsig mit den ebenfalls parallel zueinander verlaufenden Rillen 29. 30, 24 und 25 der Kupplungshillse, wenn die Kupplungsnabe um eine der Achse 26 gemäß F i g. 4 entsprechende Achse um 1801 gedreht ist.
Um ein Einsetzender Kupplungsnabe in die Kupplungshillse zu ermöglichen, sind Kupplungsnabe und Kupplungshülse mit Ausnehmungen 17, 18 (F i g. 1) ausgestattet. Diese kugelförmig gestalteten Ausschnitte 17 und 18 wirken z. T. wie eine Zentrierung 9 zwischen Kupplungsnabe und Kupplungshülse, da durch sie radiale Verschiebungen parallel zu den Ebenen 7 und 10, Radialverschiebungen senkrecht zu den Ebenen 7 und 10 dagegen durch die übertragungskugeln selbst verhindert werden. Der Durchmesser 20 der Kupplungsnabe 1 (F i g. 4) ist kleiner als der Durchmesser der Einführungsöffnung der Kupplungshülse.
F i g. 8 zeigt eine Wellenkupplung mit sechs paarweise angeordneten Übertragungskugeln, die hierbei auch die gegenseitige Zentrierung zwischen Kupplungsnabe und Kupplungshillse bewirken. Zwischen der Kupplungsnabe 36 und der Kupplungshülse 37 liegt ein Ringraum 4, der relative Axial- und Winkelversetzungen zwischen den beiden Kupplungsteilen zuläßt. Ebenso wie bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen liegen die einem benachbarten Kugelpaar zugeordneten Laufrillen, z. B. die Laufriffen 31 und 32 mit ihren Achsen auf einer zur Achse der fluchtenden Wellen parallelen Ebene 33. Die je einem Kugelpaar zugeordneten Ebenen 33, 34 und 35 verlaufen parallel zur Achse der fluchtenden Wellen im gleichen radialen Abstand von dieser und schneiden sich unter gleichen Winkeln.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können die Laufrillen von Kupplungshülse und Kupplungsnabe gleichzeitig hergestellt werden. wenn die Kupplungsnabe gegenüber der Kupplungshülse um eine Querachse um 180' verdreht wird.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 laufen die Achsen von zwei Laufriffen der Kupplungsnabe auf jeder der Ebenen 5, 19 und 21 parallel zueinander. In diesem Falle muß dei Drehung der Kupplungsnabe um 1801 um eine zur Ebene 5 rechtwinkelige und in der Ebene der Kugeln liegende Achse 38 erfolgen.
Auch bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 8 und 9 laufen die Achsen der Laufrillen von Kupplungsnabe und Kupplungshülse in entgegengesetzter Richtung auseinander.
Die Wellengelenke gemäß F i g. 8 und 9 könnten auch mit vier übertragungskugeln entsprechend der Anordnung nach Fig. 1 hergestellt werden, wobei jedoch die symmetrischen Scheitelpunkte 13 und 16 der Achse der fluchtenden Wellen etwas genähert bzw. von der Achse entfernt werden müßten, damit Kupplungsnabe und Kupplungshülse durch die Übertragungskugeln selbst zentriert werden. Außerdem ist ein Ringraum zwischen der Kupplungsnabe und der Kupplungshülse entsprechend dem Raum 4 gemäß F i g. 8 erforderlich, wobei jedoch die in F i g. 1 mit 17 und 18 bezeichneten kugelförmigen Zonen wegfallen könnten.
Unter Benutzung der in den F i g. 1 bis 9 beschriebenen Kupplungselernente kann auch eine Wellenkupplung hergestellt werden, die lediglich axiale Verschiebungen zuläßt, wobei diese Axialverschiebungen mit geringem Gleitwiderstand vorgenommen werden können, während durch die Kupplungselernente ein Drehmoment übertragen wird. Zu diesem Zweck können zwei oder mehrere Kupplungen gemäß den Ausführungsbeispielen nach F i g. 1 bis 9 mit nur einer einzigen Kupplungsnabe entsprechend F i g. 10 zusammengebaut werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Winkel- und/oder längsbewegliches homokinetisches Wellengelenk mit übertragungskugeln, die in sich kreuzenden Laufriffen in der der einen Welle zugeordneten Kupplungsnabe und der der anderen Welle zugeordneten Kupplungshülse geführt werden, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, daß bei fluchtenden Wellen die geometrischen Achsen von zwei benachbarten Rillen(11, 12) der Nabe in einer gemeinsamen zur Achse der Nabe parallelen Ebene(7; 10) liegen oder wenig von dieser Ebene abweichen und daß die geometrischen Achsen von zwei benachbarten Rillen der Hülse (14, 15) in einer gemeinsamen zur Achse der Hülse parallelen Ebene (7; 10) liegen oder wenig von dieser Ebene abweichen.
2. Wellengelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrischen Achsen der Laufrillen (11, 12) der Nabe die geometrischen Achsen der Laufriffen der Hülse (14, 15) bei relativer Drehung der Teile um 1801' bezüglich der Montagestellung überlappen. 3. Wellengelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Nabe und Hülse ein Ringraum (4) vorgesehen ist, der relative Winkel- und Axialbewegungen zwischen diesen Teilen zuläßt.
In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1113 353; britische Patentschriften Nr. 441718, 505 535, 518 838, 611364, 696 831; USA.-Patentschriften Nr. 1975 758, 2 313 279, 2 319 100, 2 321448, 2 322 570, 2 325 460, 2 538 546, 2 578 763, 2 578 764.