DE1264271B - Kraftuebertragungswelle - Google Patents

Description

• Kraftübertragungswelle Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungswelle, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit an den Enden von Wellenzügen angeordneten Kardan- bzw. Universalgelenken und elastischem, zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Gelenke angeordnetem, unter Vorspannung stehendem Ringkissen, innerhalb dessen axialer Erstreckung der Gelenkpunkt liegt. Derartige Kraftübertragungswellen sind an sich bekannt.
• Insbesondere ist eine Kraftübertragungswelle mit den eingangs herausgestellten Merkmalen bekannt, bei der mehrere Ringkissen die Zentrierung des Gelenkes und der daran angeschlossenen Wellenteile übernehmen. Die einzelnen Ringkissen sind bei dieser Konstruktion von geringerer axialer Erstreckung als ihre Dicke, wobei die übertragung der in den Wellenzügen vorhandenen bzw. zu erzeugenden Drehmomente über die Stimseiten dieser Kissen erfolgt. Diese Ausbildung bedingt, daß die Kissen außer durch die durch sie hindurchgeleiteten Drehmomente auch durch die dezentrierenden, auf das Gelenk wirkenden Kräfte auf Schub beansprucht werden. Es ist deshalb nachteilig, weil bei derartigen Schubbeanspruchungen die Rückstellkräfte, welche einen elastischen Stoff, wie Gummi, aus dem die Kissen gewöhnlich bestehen müssen, erzeugen kann, geringer sind als bei Druckbeanspruchungen. Das bedingt bei der bekannten Anordnung dann sehr harte Kissen, die die Möglichkeit, elastisch die zu übertragenden Drehmomente aufzunehmen und weiterzugeben, stark herabsetzen.
• Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, Ringkissen als Zylindermantel mit gegenüber der Ringdicke wesentlich vergrößerter, axialer Erstreckung auszubilden, um dadurch die Kräfte über die axialen Seiten des Kissens zu übertragen. Ein solches Kissen wird durch die Drehmomente auf Schub- und bei Auftreten von dezentrierenden Kräften, also Radialkräften, auf Druck beansprucht. Bei der vorbekannten Anordnung ist indessen ein Kreuzgelenk nicht verwirklicht, es handelt sich also nicht um ein Universalgelenk.
• Ferner ist schon eine Kraftäbertragungswelle bekanntgeworden, bei der mehrere radial hintereinandergeschaltete Ringkissen zwischen zylindrischen Mantelflächen von zwei axial ineinanderliegenden Töpfen angeordnet sind, die an die Enden der miteinander verbundenen Wellenzüge angeschlossen sind. Aber auch bei dieser Anordnung handelt es sich mangels eines Kreuzgelenkes nicht um kardanische oder mittels eines Universalgelenkes aneinander angeschlossene Wellenzüge. Auch ist hier wie in der eingangs beschriebenen bekannten Ausführungsform vorgesehen, die axiale Erstreckung der Ringkissen nicht wesentlich größer als deren Breite auszuführen.
• Insgesamt gesehen können,'wie die Entwicklung von Kraftübertragungswellen gezeigt hat, Vorschäge, welche die Ausbildung von Kardan- bzw. Universalgelenken betreffen, nicht ohne weiteres auf Wellenkupplungen ohne Kreuzgelenke betreffende Probleme und umgekehrt übertragen werden, weil bei der Ausbildung von Kardangelenken stets besondere Schwierigkeiten bestehen, die Ringkissen in dem Gelenk selbst unterzubringen, ohne daß dadurch das Gelenk als solches geschwächt wird, was zu ganz erheblichen Abmessungen des Gelenkes führen muß.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen mit einem zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Gelenke einer Kraftübertragungswelle angeordneten und unter Vorspannung stehenden Ringkissen versehenen Wellenzug einerseits in seinen normalerweise zu erwartenden Abmessungen mit dem Ziel, ihn in den üblichen Kleinwagen einbauen zu können, zu vermindern und andererseits diesen Wellenzug so auszubilden, daß er sich für die preisgünstige Massenfertigung eignet.
• Diese Aufgabe löst die Erfindung gemäß ihrem Grundgedanken durch eine Kombination von nach obigen an sich bekannten Merkmalen: a) Das Ringkissen ist als Zylindermantel mit gegenüber der Ringdicke wesentlich vergrößerter axialer Erstreckung ausgebildet; b) das Ringkissen ist zwischen den zylindrischen Mantelteilen von zwei koaxial ineinanderliegenden Töpfen angeordnet, die an den Enden der miteinander verbundenen Wellenzüge angeschlossen sind. Gegenüber den vorbekannten Vorschlägen ergibt sich zunächst bei der erfindungsgemäßen Kraftübertragung eine erhebliche Verminderung der radialen Abmessungen des Kardangelenks und eine günstigere Beanspruchungsweise des Ringkissens, wie sie oben im einzelnen erläutert worden ist. Insbesondere wird aber durch die topfartige Ausbildung und die Anordnung des Ringkissens zwischen diesen Töpfen ein sehr einfacher Aufbau des Kardangelenks bzw. Universalgelenks ermöglicht, der demzufolge für die billige Massenfertigung solcher Wellenzüge besonders geeignet ist. Besonders wesentlich ist die unter diesen Umständen erreichte einfache und wirksame Torsionselastizität und Schallisolierung bei der Kraftübertragungswelle für den Kraftfahrzeugbau, insbesondere den Bau von kleinen und Kleinlieferwagen, ohne, daß die normale Funktion der Kardan- oder Universalgelenke innerhalb des Wellenzuges beeinträchtigt wird.
• Praktisch wird die Erfliidung gemäß einem weiteren ihrer Merkmale. am besten so verwirklicht, daß der innere der beiden Töpfe mit dem Gabelende des Kardangelenkes und der äußere Topf mit dem anschließenden Wellenzug verschraubt sind, wobei die Schrauben auf gegeneinander winkelig versetzten Lochkreisteilungen sitzen. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß sich die Wellentöpfe soweit wie möglich ineinanderschieben lassen, weil die Schrauben auf den gegeneinander winkelig versetzten Lochkreisteilungen ein nahes Aneinanderrücken der Außenseite des inneren Topfes an die Innenseitedes äußeren Topfes ermöglichen. Außerdem hat die Anordnung gegeneinander winkelig versetzter Lochkreisteilungen den Vorzug, daß, falls das Ringkissen abgeschett wird, die Schraubenköpfe ineinander eingreifen und eine vorübergehende Antriebsverbindung im Gelenk herstellen.
• Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Abbildungen beschrieben, von denen F i g. 1 einen teilweisen Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung, F i g. 2 einen Teilschnitt durch F i g. 1 und F i g. 3 und 4 axiale Schnitte durch andere Ausführungsformen der Erfindung wiedergeben.
• In F i g. 1 ist eine Kraftübertragungswelle, die insbesondere für Kraftfahrzeuge ausgebildet und geeignet ist, dargestellt, und diese Kraftübertragungswelle weist eine gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel hohl ausgebildete angetriebene Welle - 1 auf, die an ihrem einen Ende ein Universalgelenk 2 besitzt, das durch eine -übliche Gleitnutkupplung 4 gekuppelt ist und an ihrem anderen Ende 3 ein weiteres Universal- oder Kardangelenk 7 aufweist. Dieses Kardangelenk 7 dient zur Verbindung einer angetriebenen Welle, 5 mit der Welle 1. Zwischen dem Eingang des Kardangelenkes 7 am Ende 3 der Welle 1, der durch gegenüber dem Flansch 6 mit Hilfe von Schrauben 13, welche auf einem Lochkreis verteilt angebracht sind, mit der Welle 1 verbundenen Topf 9 gegeben ist, und einem weiteren Topf 8, welcher seinerseits über Schrauben 11 auf einem diesen zugeordneten Lochkreis in einem Flansch 12 mit der Welle 5 verbunden ist, ist ein unter Vorspannung stehendes Ringkissen 10 eingebracht, innerhalb dessen axialer Erstreckung, wie aus F i g. 1 ohne nähere Erläuterung entnommen werden kann, der Gelenkpunkt liegt.
• Aus F i g. 1 und aus den F ig. 2 bis 4 ist ersichtlich, daß das Ringkissen 10 als Zylindermantel mit gegenüber der Ringdicke wesentlich vergrößerter Erstrekkung ausgebildet ist und daß das Ringkissen 10 zwischen den zylindrischen Mantelteilen der beiden koaxial ineinanderliegenden Töpfe 8 und 9 angeordnet ist, die an die Enden 3 und 5 der miteinander verbundenen Wellenzüge angeschlosen sind.
• Das Ringkissen 10 besteht aus elastischem Werkstoff, beispielsweise aus Gummi, und bildet dadurch .ein weitgehend elastisches, durch das Gelenk dezentrierende Kräfte auf Druck und durch die übertragenden Drehmomente auf Schub beanspruchtes Polster.
• Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, den äußeren der beiden koaxial zueinander angeordneten Töpfen 9 mit einer zentralen Öff- nung zu versehen, welche einem Teil 6a des Flansches 6 anliegt. Auch der Topf 8 besitzt eine zentrale öffnung, welche einem Absatz 14a eines Zentrierringes 14 anliegt, der seinerseits in einer zentrischen, ringförmigen Nut im Innenumfang des Flansches 12 liegt. Diese Ausbildung des Universalgelenkes sichert eine exakte radiale Zentrierung der beiden Töpfe.
• Beide Töpfe weisen aufrecht stehende Zungen 15 auf, welche eine Drehung der Schrauben 11 bzw. 13, auf denen selbstsperrende Muttern sitzen, verhindern. Dabei sind die Schrauben auf gegeneinander winkelig versetzten Lochkreisteilungen angebracht. Wie ersichtlich, lassen sich dadurch die beiden Töpfe sehr weit koaxial ineinanderschieben, und es entsteht für den Fall, daß das Ringkissen 10 abgeschert wird, eine Kupplung der Wellen 1 und 5 über die dann zur Anlage gelangenden Köpfe der Schrauben 11 bzw. 13.
• Aus F i g. 2 ergibt sich, daß das Ringkissen 10, wenn es auf dem Inneren der beiden Töpfe angebracht wird, zunächst trapezförmige Gestalt besitzt. Beim Zusammenbau des Topfes 9 mit dem auf ihm beispielsweise aufgekitteten Ringkissen 10 entsteht dann die aus F i g. 3 ersichtliche Form, d. h. eine erhebliche Zusammenpressung und dadurch Vorspannung des Ringkissens.
• Fig. 4 zeigt einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt und veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der das Ringkissen 10 im zusammengebauten Zustand nochmals komprimiert wird. Zunächst wird ein Ring aus elastischem Werkstoff, wie Kautschuk, welcher das Ringkissen 10 bildet, zwischen dem Außenumfang des Topfes 9 und der inneren Oberfläche eines dünnen zylindrischen Schalengliedes 16--zusammengepreßt und dann mit diesen beiden Gliedern verkittet. Das Schalenglied 16 wird nach der Verkittung in den größeren Topf 8 eingepreßt, d. h., es sitzt dann mit Preßsitz in diesem.
• Obwohl bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform das Ringkissen 10 an einem rückwärtigen oder treibenden Ende der Antriebswelle angeordnet ist, um dort bei dem Geräuschweg von den angetriebenen Hinterrädern des Fahrzeuges her zu unterbrechen, kann es selbstverständlich, falls dies gewünscht wird, auch an anderen Stellen der Kraftübertragungswelle angebracht werden, z. B. an dem vorderen oder getriebenen Ende der Antriebswelle 1. In einem übertragungssystem mit zweiteiliger Antriebswelle kann das Ringkissen 10 erforderlichenfalls auch in mittiger Anordnung zwischen den beiden Wellen, welche zusammen die Übertragungswelle bilden, angeordnet werden.
• Der in dem nachfolgenden Schutzbegehren unter 2. aufgeführte Anspruch ist ein echter Unteranspruch.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Kraftübertragungswelle, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit an den Enden von Wellenzügen angeordneten Kardan- bzw. Universalgelenken und elastischem, zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Gelenke angeordnetem, unter Vorspannung stehendem Ringkissen, innerhalb dessen axialer Erstreckung der Gelenkpunkt liegt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, an sich bekannter Merkmale: a) Das Ringkissen (10) ist als Zylindermantel mit gegenüber der Ringdicke wesentlich vergrößerter axialer Erstreckung ausgebildet; b) das Ringkissen (10) ist zwischen den zylindrischen Mantelteilen von zwei koaxial ineinanderliegenden Töpfen (8, 9) angeordnet, die an den Enden (3, 5) der miteinander verbundenen Wellenzüge angeschlossen sind.
2. 2. Kraftübertragungswelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere der beiden Töpfe (9) mit dem Gabelende des Kardangelenkes und der äußere Topf (8) mit dem anschließenden Wellenzug (5) verschraubt ist, wobei die Schrauben (11, 13) auf gegeneinander winkelig versetzten Lochkreisteilungen sitzen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 598 694, 672 591, 679 315, 680 988, 759 573, 865 711; - französische Patentschrift Nr. 709 337; britische Patentschrift Nr. 679 965; USA.-Patentschrift Nr. 2 067 284.