DE2240436C3 - Drehgelenkkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehgelenkkupplung mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs I genannten Merkmalen. Solche Drehgelenkkupplungen sind aus der DE-OS 20 44 701 bekannt.

Bei der bekannten Kupplung ist die Manschette einerseits mit einer Schelle um das nichtringförmige Kupplungsteil gespannt, während sie mit ihrem anderen Ende stirnseitig an dem ringförmigen Kupplungsteil anliegt und von innen mit einem Spreizring in einem Außengehäuse des letzteren gehalten ist. Der Boden, der das ringförmige Kupplungsteil nach hinten abschlieöt, ist einstückig mit dem letzteren ausgebildet.

Eine im Prinzip ähnliche Konstruktion zeigt die DE-AS 2121417. bei der das Manschettenende am ringförmigen Kupplungsteil auf das letztere von außen aufgespannt ist.

Bei Kupplungert der eingangs genannten Gattung werden wegen der starren metallischen Kupplungsglieder, die an der Momentehübertfägurtg teilnehmen. Vibrationen oder Geräusche übertragen, besonders bei der Anwendung in Kraftfahrzeugen. Zur Dämpfung der Ausbreitung solcher störenden Erscheinungen hat man häufig elastische Zwischenglieder in Serie mit der Kupplung geschaltet, was sich allerdings aus den obengenannten Druckschriften nicht entnehmen ICIOt. aber dem Fachmann bekannt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehkupplung der

eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die Dichtungsmanschette zugleich der Dämpfung der Vibrations- und Geräuschausbreitung dient, ohne daß dabei erhebliche Mehrkosten für die Fertigung der Einzelteile oder deren Montage anfallen.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich abs dem Patentanspruch 1; die Unteransprüche definieren sich als zweckmäßig erkannte Ausführungsformen, wobei sich die Bedeutung der beanspruchten Merkmale aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen entnehmen läßt.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt ein homokinetisches Gelenk vom »Drehbein-Typ«, versehen mit einer ersten Ausführungsform der isolierenden Schutzanordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie II-IIderFig. 1,

F i g. 3 ist eine Darstellung ähnlich der nach F i g. 1 für eine abweichende Ausführungsform der Schutzanordnung gemäß der Erfindung bei einem Gelenk gleichen Typs,

F i g. 4 ist ein Längsschnitt durch ein homokinetisches Gelenk mit Schub-Kugeln, wobei eine Schutzvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist,

F i g. 5 ist ein Schnitt nach Linie V-V der F i g. 4,

F i g. 6 zeigt teilweise im Längsschnitt, teilweise in Draufsicht eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes bei einem Geienk vom Typ der Fig. 4,

F i g. 7 ist eine teilweise längsgeschnittene Seitenansicht einer Schub-Kugel-Kupplung mit einer Schutzan-Ordnung gemäß der Erfindung, und

F i g. 8 ist ein Schnitt nach Linie VIII-VIII nach F i g. 7.

Man erkennt in Fig. 1 und 2 ein verschiebliches,

homokinetisches Gelenk für die Verbindung zwischen einer Welle 1 und einer Platte 2, die beispielsweise fest verbunden ist mit einer zweiten, nicht dargestellten und koaxial zur Platte angeordneten Welle. Dieses Gelenk umfaßt im wesentlichen ein Dreibein-Stück 3 mit Zapfen 4, die sich radial um 120" zueinander versetzt erstrecken und jeweils einen drehbaren Schubstein 5 tragen, der zusammenwirkt mit einer Rollenbahn 6 in einer Schale 7 aus gehärtetem Stahl. Das Dreibein-Stück 3 ist fest verbunden mit der Welle 1 durch Aufschieben auf Nuten 8, die am Ende der Welle eingearbeitet sind.

Die aus dem Dreibein-Stück 3 und der Schale 7 bestehende Baugruppe ist eingeschlossen in einer Abdichtmanschette aus synthetischem oder natürlichem Kautschuk oder einem anderen weichelastischen oder plastischen entsprechenden Material oder aus einem Verbundmaterial, beispielsweise einem Elastomer, verstärkt durch ein Gewebe. Die Manschette ist mit dem Bezugszeichen 9 gekennzeichnet. Sie umfaßt einen Kragen 10, dessen Ende 11 mittels eines Ringes 12 in Nuten 13 eingepreßt ist, die in der Welle 1 eingearbeitet sind; der Kragen 10 weist ferner Falten 14 und 15 auf. die es ihm ermöglichen, den erforderlichen Deformationen während der Funktion des Gelenks zu folgen. Der Kragen 10 wird verlängert durch eine Schürze 16, welche die Schale 7 des Gelenks umfaßt. Diese ist in

M Axialrichtung gehalten durch die Anschlagflächen 18 und 19. Schließlich wird die Manschette durch einen Boden 20 geschlossen, so daß sich eine Art Sack ergibt.
Die Schürze 16 der Manschette wird auf die Schale 7

aufgespannt durch ein Metallgehäuse 21, beispielsweise aus tiefgezogenem Blech, und bei 22 und 23 derart gebördelt, daß der von der Schürze ausgeübte Druck die Drehung der Schale 7 relativ zum Gehäuse 21 verhindert, das der Form der Schale angepaßt ist. Das Gehäuse 21 ist ferner umgeflanscht zur Ausbildung eines Flansches 24, der von Löchern 25 durchsetzt ist für die Verbindung mit der Platte 7 mit Hilfe der Bolzen 26.

Da die Manschette 9 vollständig das eigentliche Gelenk umschließt, kann sie mit Schmiermittel gefüllt werden mit dem Aufbau auf der Platte 2. Ferner ist es nicht N»rforderlich, die Dichtheit in der Ebene des Gelenks zwischen dem Flansch 24 und der Platte 2 vorzusehen.

Die Elastizität des Bodens 20 der Manschette verhindert, daß bei einer Schiebebewegung des Gelenks das Innere unter Ober- oder Unterdruck gesetzt wird. Ein in das Gehäuse 21 eingearbeitetes Luftloch 27 gestattet, daß der Boden 20 frei seine Gleichgewichtslage einnehmen kann.

Die Manschette stellt dank ihrer Schürze !6 zwischen der Schale 7 und dem Gehäuse 21 eine elastische Verbindung mit stoßdämpfender Funktion zwischen den beiden genannten Organen dar, und damit auch zwischen der Welle 1 und der Platte 2.

Die Schale 7 kann in die Manschette eingesetzt werden entweder während des Spritzens der letzteren, indem die Schale 7 in üblicher Weise in die zu diesem Zweck besonders ausgebildete Form eingesetzt wird, oder nach dem Spritzen durch Aufspreizen des Endes 11 des Kragens 10, quer zu dem die Schale 7 einsetzbar ist. Das Dreibein-Stück 3 kann in die Manschette 9 in der gleichen Weise eingesetzt werden, indem es durch das Ende 11 hindurchgeführt wird.

Das Gehäuse 21 kann ebenfalls um die Schürze 16 der Manschette 9 herum entweder bei deren Formung oder als letzter Arbeitsgang angebracht werden. Im letzteren Fall wird es zunächst auf die Schürze 16 aufgeschoben und dann in Radialrichtung verformt, um das Einklemmen unter Druck der Schürze auf die Schale 7 zu bewirken.

Die Schürze 16 der Manschette kann, wenn man dies wünscht, Ausnehmungen aufweisen, von denen nur eine als Beispiel bei 28 in Fig. 2 dargestellt ist, um die elastische Verbindung zwischen Schale 7 und Gehäuse 21 weicher zu gestalten, ohne die Drehmomentübertra gungskapazität zu verringern, und um das Einsetzen der Schale 7 in dem Fall zu erleichtern, wo dies nach der Formung der Manschette geschieht. Ferner kann die Schürze 16 während ihrer Formung Einsätze 29 aus dünnen Metallblättern erhalten (ein einziger solcher Einsätze is( in Fig. 2 dargestellt), mit dem Ziel, die Drehmomentübertragungskapazität durch die Schürze zu verbessern, ohne wesentlich deren Elastizität zu verringern.

Das Gelenk nach F i g. 3 ist vom gleichen Typ wie in F i g. 1 und 2 dargestellt, doch bildet hier das Teil 3a mit den drei Zapfen 4a, auf denen die Schub-Steine 5a sitzen, einen Teil der Welle la. In diesem Ausführungsbeispiel besteht wegen der verbesserten Herstellbarkeit die Manschette 9a aus zwei Teilen, wobei die Schürze, welche die Schale 7a umschließt, In zwei Abschnitte 16a und \%b unterteilt ist. Die Partie 16a verlängert den Kragen 10a der Manschette, während die Partie 166 von dem weichen Boden 20a geschlossen wird. In diesem 6i Fall wird das Gehäuse 21a auf den Partien 16a und 166 der Schürze durch Wulst.6 30 eingeschnürt, Welche den Druck auf die Partien 16a und 16/> der Manschettenschürze auf die Schale 7a sicherstellen.

Fig.4 und 5 zeigen ein homokinetisches Schub-Kugel-Gelenk mit einer Welle 31, auf der kraftschlüssig und formschlüssig mit Hilfe der Nuten 32 ein Kronenring 33 befestigt ist zur Aufnahme von Kugeln 34, die von einem Schiebering 35 gehalten werden und zusammenwirken mit Rollbahnen 36 in einer Schale 37, vorzugsweise aus gehärtetem Stahl. Die Abdichtmanschette 38 ist bei 39 auf der Welle 31 festgespannt. Sie umfaßt eine Schürze 40, welche die Schale 37 in analoger Weise einspannt, wie oben für die Schürze 16 der Manschette 9 und die Schale 7 unter Bezugnahme auf F i g. 1 und 2 erläutert wurde. Diese Schürze 40 wird auf der dem Kragen 39 gegenüberliegenden Seite durch einen weichen Boden 41 geschlossen, analog dem Boden 20 der Schürze 16 aus F i g. 1 und 2. Die Schale 37 ist mit Vertiefungen 42 versehen, in denen die Schürze 40 durch das Gehäuse 43 eingeklemmt wird, das seinerseits Wellungen 44 aufweist, und — wie das Gehäuse 21 in Fig. 1 und 2 — einen Flansch -IS ausbildet als Verbindungsmittel beispielsweise riit einer (nicht dargestellten) Platte, analog der Platte 2 aus F i g. 1 und 2.

Das Gehäuse 43 wird beim Zusammenbau des Gelenkt in Radialrichtung eingeschnürt, um auf die Schürze 40 der Abdichtmanschette aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk Druck auszuüben, und auf diese Weise eine wirksame Verbindung zu erhalten, ohne die Elastizität und die stoßdärr.pfenden Eigenschaften zu beeinträchtigen, welche durch die Schürze bewirkt werden.

Fig.6 zeigt den gleichen Gelenktyp mit einer Manschette 46, deren Schürze 47 ebenfalls zwischen der Schale 37, welche die Rollbahnen 36 der Kugeln 34 trägt. und dem Gehäuse 43a eingeklemmt ist. Diese Schürze besitzt jedoch keinen Boden, sondern die Abdichtung wird sichergestellt durch den Bodenteil 48, den das Gehäuse aufweist. Ein Nabenteil 49 mit Rilhn ist ;>uf den Boden 48 des Gehäuses bei 50 punktverschweißt und ermöglicht die Verbindung des Gehäuses mit einer (nif '.H dargestellten) Übertragungswelle.

F i g. 7 und 8 zeigen eine Schub-Kupplung mit Kugeln für die Verbindung zwischen einem Kolben 51 und einem anderen (nicht dargestellten) Organ, das verbunden ist mit einem rohrförmigen Gehäuse 52. Der Kolben 51 umfaßt Nuten 53. in denen in Axialrichtung Kugeln 54 verschieblich sind, weiche andererseits mit Rollbahnen 55 zusammenwirken, die eingearbeitet sind in eine Schale 56, welche außen Ausbauchungen 57 entsprechend den Rollbahnen aufweist. Diese Schale wird elastisch mit dem Gehäuse 52 verbunden durch die zwischengeschaltete Schürze 58 einer Abdichtmanschettc 59, deren Kragen 60 auf den Kolben 51 mittels eines Ringes 61 gepreßt ist. während ihr anderes Ende geschlossen wird dsrch einen Boden 62, verbunden mit der Schürze 58 durch Falten 63, welche die Volumenän derung der Manschette bei einer Axialverschiebung des Kolbens ermöglichen. Das Gehäuse 52 umfaßt die Ausbauchungen 6» entsprechend den Ausbauchungen 57 der Schale 56, was einen Drehantrieb ermöglicht, ohne die Elastizität und die stoßdämpfenden Eigenschaften zu beeinträchtigen, weiche zwischen den beiden Teilen hergestellt werden sollen.

Man erkennt unter Berücksichtigung der erläuterten Ausführungsbeispiele, daß die besondere Anbringung der Schürze der Abdichtmanschette es ermöglicht, Vibrationen bei mechanischen Kupplungen zu dämpfen und infolgedessen Geräusche zu isolieren. Die Herstel-

lungskosten bei Massenfertigung der Kupplungen werden erheblich herabgesetzt infolge der Einfachheit des Zusammenbaus der Teile, aus denen sie aufgebaut sind, und der einfachen Herstellung der Funktionsteile; die Schale aus hochfestem Stahl kann sehr kurz und von einem Profil abgetrennt sein, während das Gehäuse von einem einfachen Blechtiefziehteil gebildet wird.

Die erreichte Abdichlwirkung ist vollkommen und Über- oder Unterdrücke im Inneren werden vermieden. Schließlich kann in der Mehrzahl der Fälle der Zusammenbau der Kupplungen sehr leicht erfolgen in der Serienherstellung, wobei die Schmierstoffüllurig von vornherein vorgesehen wird.

Falls das Gehäuse, welches die Abdichtmanschette auf der Schale des eigentlichen Gelenks festhält, einen

Flansch umfaßt, können die Bolzen, welche den Flansch mit der Platte oder einem analogen Eilement verbinden, daß das angetriebene oder antreibende Organ ist, ersetzt werden durch Nieten oder durch eine Schwel· ßung des Flansches auf die Platte oder ein analoges Element. In gleicher Weise körinte bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.6 das Gehäuse mit einem Umfangsflansch versehen werden, durch den die Verbindung mit dem entsprechenden angetriebenen oder antreibenden Element bewirkt würde; ferner körtrite die Abdichtmänschette an derri Gehäuse Öder auch an der Schale oder auch an beiden Teilen gleichermaßen anhaftend ausgebildet werden durch an sich bekannte Mittel;

Hierzu 3 Blatt Zeichnuncea

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Drehgelenkkupplung mit einem ersten — antreibenden oder angetriebenen — Kupplungsteil, mit einem zweiten — angetriebenen oder antreibenden — Kupplungsteil, das relativ zu dem ersten axial- oder winkelbeweglich ist, mit Drehmomente zwischen beiden Kupplungsteilen übertragenden Kupplungselementen, von denen eines im wesentlichen ringförmig und form- und/oder kraftschlüssig mit einem der Kupplungsteiie verbunden ist, und mit einer Abdichtmanschette, deren eines Ende mit dem einen Kupplungsteil und deren anderes mit dem anderen Kupplungsteil abdichtend verbunden ist, wobei das ringförmige Kupplungselement auf seiner dem anderen Kupplungsteil abgewandten Seite durch einen Boden abgedichtet verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Manschettenendc (16, 16a, 40, 47, 58) zwischen dem ringförmigen Kupplungselement (⁷, 7a. 37, 56) und dem ihm zugeordneten Kupplungsteil (21, 21a, 43, 43a, 64) als momentübertragendes Zwischenglied eingespannt angeordnet ist.

2. Gelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abdichtende Boden durch die Verlängerung (20, 41, 62) der Manschette als Sack ausgebildet ist.

3. Gelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abdichtende Boden aus einem der Manschette (9a) gleichen Material besteht und einen Kragen (16i>) aufweist, der in gleicher Weise wie das Ende der Mansi_nette zwischen dem einen Kupplungsteil (21 a) und dem ringförmigen Teil (7a) eingeklemmt ist.

4. Gelenkkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Metallplättchen (29) in das zwischen dem ringförmigen Teil (7) und dem zugeordneten Kupplungsteil (21) eingeklemmte Ende (16) der Manschette (9) eingebettet sind.