DE2157372A1

DE2157372A1 - Übertragungsgelenk

Info

Publication number: DE2157372A1
Application number: DE19712157372
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. M Antrag
Original assignee: Glaenzer Spicer SA
Current assignee: Glaenzer Spicer SA
Priority date: 1970-12-04
Filing date: 1971-11-19
Publication date: 1972-06-08
Also published as: DE2157372C3; GB1328034A; DE2157372B2; BR7107681D0; IT940974B; SE377712B; US3748869A; FR2116738A5

Description

Beschreibung
zum Patentgesuch

der Firma Societe Anonyme dite: GLAENZER SPICER, 10, rue J.P. Timbaud, Poissy (Yvelines) / Frankreich

betreffend:
"Übertragungsgelenk"

Die Erfindung betrifft ein Übertragungsgelenk, bei dem sparisehe Übertragungskörper auf Zapfen gleit- oder rollengelagert und in einander gegenüberliegenden zylindrischen Nuten aufgenommen sind. _N .■ -

Bei diesen übertragungsgelenken, die beispielsweise aus der DT-AS 1 194 205 bekannt sind, wird das Drehmoment von der antreibenden Welle, die mit den Zapfen einstückig ausgebildet ist, auf die abgetriebene Welle übertragen, die einstückig ist mit einem Glockenteil, in welches die zylindrischen Nuten eingearbeitet sind. Die Übertragungskörper bewirken dabei die Drehmomentübertragung. Dieses Drehmoment leitet sich ab von den Kräften, die jeden Übertragungskörper gegen die zylindrischen Nuten, die einander gegenüberliegen, drückt, je nach der Richtung des Drehmomentes. Damit das Abrollen der Übertragungskörper sich unter den günstigsten Bedingungen vollziehen kann, ist ein gewisses Spiel zwischen der gegenüberliegenden Nut und der Außenfläche des übert-ragungskörpers unerläßlich, ohne welches Spiel die Verschieblichkeit des Übertragungskörpers in dem Nutenpaar viel zu sehr behindert würde.

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Dieses Spiel ist gleich der Differenz zwischen dem Zylinderdurchmesser, eingeschrieben in die beiden einander gegenüberliegenden Nuten, und dem Durchmesser des sphärischen Abschnitts des Übertragungskörpers, und dieses Spiel kann Ursache für die folgenden Nachteile sein:

(1) Winkelspiel der übertragung kann sich als Schlag bei der Richtungsumkehr des Drehmomentes bemerkbar machen. In diesem Fall wird der Kontakt zwischen einer der Nuten und dem Übertragungskörper unterbrochen, und es erfolgt ein heftiger Aufschlag zwischen der anderen Nut und dem Übertragungskörper.

(2) Sobald das zußbertragende Drehmoment gegen Null geht, ist der Kontakt zwischen dem Übertragungskörper und der Nut nicht mehr sichergestellt, und wenn beispielsweise das Glockenteil mit den Nuten auf eine Baugruppe aufgesetzt ist, die intensiven Schwingungen unterworfen ist, ergibt sich ein Klappern infolge einer Aufeinanderfolge von Stoßen zwischen den Übertragungskörpern und den Nuten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Übertragungsgelenk der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem diese Nachteile des Spieles, das erforderlich ist, um eine freie Verschieblichkeit des Übertragungskörpers in den zylindrischen Nuten zu gewährleisten, vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Übertragungskörper in einer Äguatorialebene in zwei symmetrische Teilstücke quer zur Zapfenachse unterteilt sind, und zwischen den einander zugekehrten Seiten der Teilstücke eine elastisches Element angeordnet ist.

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Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung zeigt sich, daß - sobald das zu übertragende Drehmoment Null oder sehr klein ist - die beiden Teilstücke voneinander im Abstand gehalten werden, und die Baugruppe aus den beiden Teilstücken zwischen den Kanten der beiden gegenüberliegenden Nuten blockiert ist, so daß ein Aufschlagen oder Klappern zwischen Übertragungskörper und Nuten unterbunden ist. Wenn ein Drehmoment jedoch übertragen ist, nähern sich die beiden Teilstücke einander wieder und komprimieren das elastische Organ derart, daß sich aus den beiden Teilstücken wieder eine sphärische Außenoberfläche ergibt.

In einer ersten Ausführungsform sind die beiden einander gegenüberliegenden Seiten der beiden Teilstücke eben und parallel zueinander, während das elastische Organ so ausgebildet ist, daß es unter einem vorgegebenen Druck quasi unverformbar wird, und einen starren Kontakt zwischen den beiden Teilstücken in der Drehmomentübertragungsstellung sicherstellt.

Bei einer anderen Ausführungsform ist das elastische Organ in zwei Ringnuten eingeschlossen, die in den einander zugekehrten Seiten der beiden Teilstücke ausgebildet sind. Die beiden letzteren gelangen, sobald ein Drehmoment zu übertragen ist, miteinander in direkten Kontakt über die die Ringnuten begrenzenden Wandungen.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch einen Zapfen des bekannten Universalgelenks,

Fig. 2 und 3 zeigen in ähnlicher Darstellung eine Ausfuhr ungs form gemäß der Erfindung in Ruhe- bzw. in Übertragungssteilung,

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Fig. 4 zeigt in ähnlicher Darstellung eine abgewandelte Ausfuhrungsform des Erfindungsgegenstandes, wobei im rechten Teil die Ruhestellung und in der linken Hälfte der Figur die Arbeitsstellung unter Drehmomentbelastung dargestellt sind,

Fig. 5 und 6 zeigen in Seitenansicht die beiden

in der Ausführungsform nach Fig. 4 anwendbaren elastischen Organe, und

Fig. 7 und 8 zeigen in analoger Darstellung wie Fig. 4 weitere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes .

Die Erfindung soll angewandt werden auf ein Universalgelenk oder Übertragungsgelenk, von dem ein Ausschnitt in Fig. 1 dargestellt ist. Ein sphärischer Übertragungskörper 1 ist drehbar gelagert auf einem Zapfen 2, wobei ein Rollenlager oder (nicht dargestellte) Gleitlager vorgesehen sein können, während die sphärische Außenfläche 4 in zwei zylindrischen Nuten 5 und 8 rollend aufgenommen ist, die einander gegenüber in einem Glockenteil 6 angeordnet sind.

Bei einem solchen Gelenk wird das Drehmoment zwischen der antreibenden Welle 9, die mit dem Zapfen 2 verbunden ist, und der abgetriebenen Welle (nicht dargestellt), die mit dem Glockenteil 6 verbunden ist, über Übertragungskörper 1 und gegebenenfalls die Rollen 3, falls solche vorgesehen sind, übertragen.

Das Drehmoment wirkt sich aus in Form von Kräften F, die auf den Übertragungskörper 1 bei 4 zur Einwirkung gegen die Nut 5 gebracht werden. Damit das Abrollen des Übertragungskörpers 1 unter den günstigsten Bedingungen erfolgen kann, ist ein Spiel 7 unerläßlich, das zwischen der gegenüberliegenden Nut 8 und dem Übertragungskörper 1 vorhanden ist.

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Das Spiel 7, das gleich ist dem Unterschied zwischen dem Durchmesser des Zylinders, der von den beiden Nuten 5 und 8 definiert ist, und dem Außendurchmesser des Übertragungskörpers 1 in dessen sphärischem Abschnitt kann die Ursache für die folgenden Nachteile sein:

(1) Winkelspiel bei der übertragung kann sich auswirken als Schlag bei der Drehrichtungsumkehr. In diesem Fall wird der Kontakt beispielsweise zwischen der Nut 5 und dem Übertragungskörper 1 unterbrochen, während ein heftiger Aufschlag zwischen der anderen Nut 8 und dem Übertragungskörper 1 erfolgt.

(2) Sobald das zu übertragende Drehmoment Null wird, ist die Verbindung zwischen Übertragungskörper und Nut nicht mehr gewährleistet, und falls das Glockenteil 6 beispielsweise der Bestandteil einer Baugruppe ist, die heftigen Schwingungen unterworfen wird, ergibt sich ein Klappern infolge aufeinanderfolgender Stöße zwischen dem Übertragungskörper 1 und den Nuten 5 bzw. 8.

Gemäß der Erfindung ist der Übertragungskörper 1 (siehe Fig. 2) in zwei Teilstücke Io und 11 zueinander symmetrisch unterteilt längs einer Äquatorialebene, die sich senkrecht zur Achse des Zapfens 2 erstreckt, und ein elastisches Organ 12 ist zwischen die einander zugekehrten Seiten 10a und 11a der Teilstücke Io und 11 eingebettet.

Bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform sind die Seiten loa und 11a eben und parallel zueinander, während das elastische Organ 12 von einem oder mehreren Sprengringen gebildet wird. Dieses Organ 12 spreizt die beiden Teilstücke Io und 11 voneinander, solange kein Drehmoment zu übertragen ist, während die Kanten 13, 14 bzw. 15, 16 der Nuten 5 und 8 die beiden Teilstücke in den Nuten halten.

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Sobald von dem Gelenk ein Drehmoment zu übertragen ist, wird eine der Größe P entsprechende Kraft von dem Zapfen 2 (Fi.g 3) auf die Teilstücke lo, 11 ausgeübt, die sich an die Nut 5 anlegen. Die resultierenden Pl und P 2 der sich ergebenden Flächenpressung längs der Berührungszone zwischen den Teilstücken und der Nut 5 sind geneigt bezüglich der gemeinsamen Äquatorialebene für die beiden Teilstücke, und hat die Tendenz, diese einander zu nähern, wobei das elastische Organ 12 komprimiert wird. Deshalb erscheint auch wieder das Spiel bei 17 und 18 zwischen den Teilstücken und der Nut 8, so daß das normale Rollen der Teilstücke unter Belastung auf der Nut 5 ohne Reibung an der Nut 8 erfolgen kann.

Bei Fig. 2 und 3 erkennt man, daß je nach der Größe des zu übertragenden Drehmomentes das elastische Organ etwa, wenn es sich um einen Sprengring 12 handelt, solange komprimiert wird, bis es unverformbar wird (Fig. 3) und starren Kontakt zwischen den beiden Teilstücken Io und 11 bewirkt.

Die Fig. 4,5 und 6 zeigen. Aisführungsformen des elastischen Organs 12 in gegenüber Fig. 2 und 3 abgewandelter Form. Das elastische Organ 12 kann durch einei Wellenring vom Typ 19 oder 2o (Fig. 5 und 6) gebildet werden. Die Abschnitte in Fig. 4 zeigen rechts und links den Wellenring 19 in Ruhestellung bzw. in zusammengedrückter Stellung bei übertragung eines Moments.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die einander zugekehrten Seiten loa und 11a der Teilstücke Io bzw. 11 jeweils eine Nut 21 bzw. 22 aufweisen, die kreisförmig symmetrisch einander gegenüberliegen.

Der Grund der Nuten 21 und 22 ist abgerundet zur Aufnahme eines torischen Ringes 23aus Elastomer, welcher hier das elastische Organ bildet.

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In Ruhestellung (rechter Teil der Fig. 7) ist der Ring 23 zwischen den beiden Teilstücken eingelagert und sehr gering komprimiert.

Sobald ein Drehmoment zu übertragen ist (linker Abschnitt der Fig. 7) wird der Ring 23 teilweise breitgedrückt und die nicht ausgenommenen Abschnitte der Seiten loa und 11a gelangen in Kontakt miteinander derart, daß eine direkte starre Verbindung zwischen den beiden Teilstücken geschaffen wird.

Abgesehen davon ist bei dieser Ausführungsform die Stellung der Teilstücke Io und 11 bezüglich des Glockenteils 6 sowohl in Ruhestellung wie auch bei Übertragung eines Drehmomentes exakt dieselbe wie bei dem Universalgelenk nach Fig. 2 und 3.

Schließlich zeigt Fig. 8 noch eine weitere Ausführungsform, bei der die einander zugekehrten Seiten loa und 11a der Teilstücke des Übertragungskörpers jeweils Ringnuten 24 und 25 mit ebenem Bodenabschnitt aufweisen, in welche Nuten ein Ring 26 mit rechteckigem Querschnitt eingebettet ist, welcher Ring beispielsweise aus geschäumtem Elastomer besteht.

In Ruhestellung (rechter Teil der Fig. 8) befindet sich der Ring 26 zwischen den beiden Teilstücken und ist sehr wenig komprimiert.

Sobald ein Drehmoment zu übertragen ist (linker Abschnitt der Fig. 8) wird der Ring 26 verformt und füllt im wesentlichen den Raum zwischen den beiden Teilstücken innerhalb der Nuten 24 und 25 aus, derart, daß diejenigen Abschnitte der Seiten loa und lla, die nicht durch die Nuten ausgenommen sind, miteinander in Kontakt gelangen und eine direkte starre Verbindung zwischen den Teilstücken sichergestellt ist.

(PatentansDrüche)

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Claims

Patentansprüche

In Übertragungsgelenk, bei dem sphärische übertragungskörper auf Zapfen . gleit- oder rioIlen-gelagert und ineinander gegenüberliegenden zylindrischen Nuten aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungskörper in einer Äquatorialebene in zwei symmetrische Teilstücke (Io, 11) quer zur Zapfenachse unterteilt sind, und daß zwischen den einander zugekehrten Seiten der Teilstücke eine elastisches Element (12) angeordnet ist.
2) Übertragungsgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Seiten der Teilstücke parallele Ebenen sind, und daß das elastische Organ unter vorgegebener Druckbeanspruchung quasi - unverformbar wird, und starren Kontakt zwischen den beiden Teilstücken in der Drehmomentübertragungsstellung sicherstellt.
3) Übertragungsgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Organ aus mindestens einem Sprengring besteht.
4) Übertragungsgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Organ durch mindestens eine Wellenscheibe gebildet ist.
5) übertragungsgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Organ in zwei Ringnuten in den einander zugekehrten Seiten der Teilstücke eingebettet ist, die in der Drehmomentübertragungsstellung in direkten Kontakt miteiander bringbar sind, indem die die Nuten begrenzenden Wandungen einander berühren.

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6) Übertragungsgelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Organ von einem Ring aus Elastomer-Material gebildet ist.

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