DE2600501A1

DE2600501A1 - Gleichlaufgelenkkupplung

Info

Publication number: DE2600501A1
Application number: DE19762600501
Authority: DE
Inventors: Leopold F Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-01-08
Filing date: 1976-01-08
Publication date: 1977-07-14

Description

Gleichlaufgelenkkupplung
Die Erfindung betrifft eine Gleichlaufgelenkkupplung, bei der die Übertragung des Drehmomentes über drei in Umfangsrichtung gleichmässig verteilte und mit einer Kugel fläche versehenen Rollen erfolgt, die mit dem inneren Kupplungsteil drehbar und radial verschiebbar verbunden sind, und die in gerade und @chsparallel verlaufende Nuten des äusseren Kupplungsteiles eingreifen, und bei der die zur Erzielung des Gleichlaufs während einer Winkelbewegung notwendige radiale Verschiebung der Rollen mittels eines Federelementes erfolgt, welches die Rollen konstant an den Grund der geraden und achsparallel verlaufenden Nuten des äusseren Kupplungsteiles andrückt.
Gleichlaufgelenkkupplungen der vorgenannten Art haben den Nachteil, dass bei Winkelbewegungen, also beim Beugen des Gelenkes, die drei das Drehmoment übertragenden Rollen in rascher Folge radial verschoben werden und zwar so, dass sie zweimal während jeder Umdrehung des Gelenkes zwei Extremlagen einnehmen. In einer dieser Extremlagen nähert sich die Rolle der mitte des inneren Kupplungsteiles um ein gewisses maß, während sie sich in der anderen Extremlage um das Dreifache dieses maßes von dieser mitte weg bewegt hat. Bei einer für ein maximales Betriebsdrehmoment von 150 mkp dimensionierten Gleichlaufgelenkkupplung heutiger Bauweise ergibt sich schon bei einem Beugungswinkel von 200 ein maß für diese radial nach aussen erfolgende Bewegung der Rolle, das bei etwa 3 mm liegt.
Da sich dieses maß näherungsweise so verändert wie die Quadrate der Beugungswinkel, und da man noch grössere Winkelbewgungen berücksichtigen muss, können Gleichlaufgelenkkupplungen der eingangs beschriebenen Art nur dann funktionstüchtig sein und eine lange Lebensdauer haben, wenn es gelingt, das Federelement so zu dimensionieren, dass es ein genügend grosses Arbeits Arbeitsvolumen hat, und so anzuordnen, dass beim Übertragen der Federkraft auf die rotierenden Rollen keine Reibung entsteht.
Nach dem heutigen Stande der Technik werden diese beiden Voraussetzungen nur von einer Gleichlaufgelenkkupplung nach der DT-PS 2 355 766 erfüllt. Aber diese Ausführungsform hat den Nachteil, dass sie nur mit Rollen verwirklicht werden kann, die über einen mit ihnen fest verbundenen Zapfen im inneren Kupplungsteil gelagert sind, und nicht, wie es in den meisten Anwendungsfällen erforderlich wäre, mit Rollen, die zur Lagerung im inneren Kupplungsteil mit einer Bohrung versehen sind.
Die in der US-PS 3,613,396 und in der DT-OS 2 216 345 beschriebenen Ausführungsformen erfüllen diese Voraussetzungen nicht, weil die dort vorgeschlagenen Federelemente nur ein kleines Arbeitsvolumen haben, und weil die Federkraft nicht in der mitte oder nahe der mitte der Drehachse der Rollen angreift sondern weit aussen. Es entsteht daher ein grosses Bremsmoment, welches die Rollen am Drehen behindert und Erwärmung, Verschleise und einen schlechten Wirkungsgrad verursacht. Diesen beiden Ausführungsformen haftet aber auch noch ein anderer Nachteil ar, der aus den Figuren 2 und 3 der Zeichnung der US-PS 3,613,396 gut zu ersehen ist, weil sie zeigen, dass infolge der Federkraft und der besonderen Gestaltung des äusseren Kupplungsteiles und der Rollen sogenannte Kantenträger entstehen. Es ist gut zu erkennen, dass die Rollen nur mit ihrer äusseren Kante den Aussenbereich der Nut im äusseren Kupplungsteil berühren, was bei der grossen Federkraft und dem flachen Klemmwinkel an der Berührungsstelle zu einem Verklemmen der Rollen führt, sodass sie sich nicht drehen können. Hierdurch entstehen weitere grosse Reibungsverluste und ein entsprechend grosser Verschleiss.
Schliesslich muss noch auf die Cefahr hingewiesen werden, dass bei einem Bruch der filigranen und einer hohen und ausserdem hochfrequenten Beanspruchung ausgesetzten Federelemente Bruchstücke ungehindert zwischen die Rollen und deren Laufbahnen gelangen können, was eine Zerstörung der Gleichlaufgelenkkupplung zur Folge hätte.
Der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleichlaufgelenkkupplung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die frei von den vorgenannten Nachteilen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungagemäss dadurch gelöst, daes das Federelement innerhalb eines Hohlraumes der Rollen angeordnet ist, wobei das Federelement als Schraubenfeder ausgebildet ist, und die Übertragung der Federkraft mit Hilfe eines zentral angeordneten und sich in Richtung der Längsachse der Schraubenfeder erstreckenden Endes der Schraubenfeder erfolgt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe auf eine besonders einfache Weise gelöst wird, dass ein leicht und billig herstellbares Federelement mit einem grossen Arbeitsvolumen ohne zusätzlichen Raumbedarf und völlig abgskapseit untergebracht wurde, und dass die Übertragung der Federkraft auP die rotierenden Rollen keine Reibungsverluste verursacht, weil sie genau in der mitte der Drehachse der Rollen erfolgt.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der ein Beispiel für eine mögliche Ausführungsform dargestellt ist. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Gleichlaufgelenkkupplung gemäss der Erfindung für eine Gelenkwelle zur Übertragung der Antriebskraft von der Antriebsquelle auf die Antriebsachse eines Lastkraftwagens im Maßstab 1 : 1; Fig.2 einen Querschnitt durch eine Gleichlaufgelenkkupplung nach Fig.1 im maßstab 1 : 2 und Fig. 3 eine Seitenansicht einer Gelenkwelle mit zuei erfindungegemässen Gleichlaufgelenkkupplungen nach Fig. 1 f2r die Übertragung der Antriebskraft von der Antriebsquelle auf die Antriebs@chse eines Lastkr@ftwagens im Maßstab 1 : 10.
Die Die Übertragung des Drchmomentes srfolgt über drei in Umfangerichtung gleichmässig verteilte Rollen 3, die mit einer Kugelfläce 4 verschen eind, und dis mit dem inneren Kupplungsteil 2 drehbar und radi@l verschisbbar verbunden sind. Diese Rollen 3 greifen in gerade und schsparallel verlaufende Nuten 8 des äusseren Kupplungsteiles 1 ein und wurden von einem rederelement 6 konstant an den Grund 9 der Nuten 8 angedrückt, Des Federelement 6 befindet sich innerhalb eines Hohlraumes 5 der Rollen 3 und ist als Schraubenfeder ausgebildetq Da di. Übertragung der Feerkraft mit Hilfe eines zentral angeordneten und sich; in Richtung der Längsachse der Schraubenfeder eretrekkindern Endes 7 der Schraubenfeder erfolgt, und da dieses Ende 7 genau in der Mitte der Drehachse der rotierenden Rollen 3 liegt, entstehen keine Reibungsverluste. Das äussere Kupplungs teil 1 weist an beiden Enden je einen Flansch auf, wobei der Flansch 17 zur festen Verbindung mit dem An- oder Abtrisbsflansch 19, 20 und der Flansch 18 zur festen Verbindung mit dem Ring 12 für die Befestigung des Rollbalges 14 dient. Die feste Verbindung des Ringes 12 mit dem Flansch 18 kommt durch das Umbördeln 23 des Ringendes um den Flansch 18 zustande.
Gleichlaufgelenkkupplungen gemäss der Erfindung eignen sich bsonders gut für Gelenkwellen zur Übertragung der Antriebskraft von der AntriEbsquelle 21 auf die Antriebsachse 22 eines Kraftfahrzeuges, weil sis kleiner, leichter und billiger sind als die heute für einen solchen Zweck allgemein verwendeten Kreuzgelenke. Solch Gelenkwellen mit zwei Gleichlaufgelenkkupplungen gemäss der Erfindung, wie sie in Fig.3 dargestellt sind, haben ausserdem den Vorteil, dass ihr mittelstück 10 gleichförmig umläuft, wogegen das mittelstück der heute ausnahmslos für einen solchen Zweck verwendeten Gelenkwellen ungleichförmig umläuft. Durch die drei Federelemente 6, die ein grosses Arbeitavolumen haben, wird auch bei den hohen Drehzahlen solcher Gelenkwellen, die bei Lastkraftwagen bis zu 3000 U/min und bei Personenkraftwagen bis zu 7000 U/min ansteigen können, eine exakte Zentrierung und damit eine gute Laufruhe erreicht.
P a t e n t a n s p r ü c h e: L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: Gleichleufgelenkkupplung, bei der die Übertragung des Drehmomentes über drei in Umfangsrichtung gleichmässig verteilte und mit einer Kugelfläche versehenen Rollen erfolgt, die mit dem inneren Kupplungsteil drehbar und radial verschiebbar verbunden sind, und die in gerade und achsparallel verlaufende Nuten des äusseren Kupplungsteiles eingreifen, und bei der die zur Erzielung des Gleichlaufs während einer Winkelbewegung notwendige radiale Verschiebung der Rollen mittels eines Federelementes erfolgt, welches die Rollen konstant an den Grund der geraden und achsparallel verlaufenden Nuten des äusseren Kupplungsteiles andrückt, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Federelement (6) innerhalb eines Hohlraumes (5) der Rollen (3) angeordnet ist.
2. Gleichlaufgelenkkupplung nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Federelement (6) als Schraubenfeder ausgebildet ist, und dass die Übertragung der Federkraft mit Hilfe eines zentral angeordneten und sich in Richtung der Längsachss der Schraubenfeder erstreckenden Endes (7) der Schraubenfeder erfolgt.