DE1600198A1 - Kreuzgelenkkupplung - Google Patents

Description

• Kreuzgelenkkupplung Kreuzgelenkkupplung mit einer das Drehmoment Übertragenen Mitnehmerscheibe (Oldham-Scheibe), für die beispielsweise Verwendun'g in hydraulischen Pumpen und Motoreng bei welchen die gegenüberliegenden Klauen des treibenden und des getriebenen Teiles in analoge radiale Ausnehmungen der h-;itnehmerscheibe eingreifen* Bei der Übertragung von Drehmomenten koaxial angeordneter Wellen oder sonstiger Maschinenelemente, wird an die benötigte Kupplung oft die Forderung nach Ausgleich von mitunter unvermeidbaren Achsversatzes gestellt.
• Bei einer großen Anzahl von Kupplungen wird diese Forderung durch elastisch verformbare Körper erfüllt, die als unmittelbare Übertragungsglieder wirken. Diese Kupplungen sind aber durch ihre Abmessungen in ihrer Anwendbarkeit begrenzt. Eine andere, wesentlich kleinere bauende Kupplungsart ist die Oldham-Kupplung. Bei dieser Kupplung greifang eine Scheibe mit je zwei um 900 versetzte Nuten und je zwei Klauen des treibenden und des getriebenen Teiles ineinander.
• Die maximal mögliche Kraftübertragung dieser Kupplung, wird in ersterLinie durch die zulässige Flächenpressung zwischen Klauen und Nuten bestimmt. Der Ausgleich des Achsversatzes ist durch die mögliche Gleitbewegung der Klauen, in den Nuten der Kuppelscheibe gegeben.
• Bei einer weiteren Art der Oldham-Kupplung trägt die Kuppelscheibe Klauen, während der treibende und der getriebene Teil Nuten tragen. Bei einer anderen Ausführungsform dieser Oldham-Kupplungen ist die Kuppelscheibe ringförmig ausgebildet und die Nuten sind in Form eines Kreuzes eingearbeitet.
• Allen diesen Arten haftet aber folgender Nachteil an: Diel bei evtl» vorhandenem Achsversatzt auftretende Gleitbewegungl des treibenden und des getriebenen Teils, in den Nuten) erfordert ein bestimmtes klindestspiel zwischen den bewegten Teilen. Dieses Spiel muß außerdem noch auf mögliche Temperaturdifferenzen der Funktionsteile Rücksicht nehmen.
• Mit zunehmender Größe -die-ses. Spielst tritt aber der Fall ein, daß sich an Stelle der gesamten KlauenhÖhe, nur die äußerste Kante der Klauen an die entsprechende Nut der Kuppelscheibe anlegen.
• An Stelle der der Rechnung zu Grunde gelegten Flächenpressung, tritt immer nur bestenfalls Linienberührung auf. Überlagert wird dieser Zustand noch in weiterer neativer Weise, in den Fälleng wo beide Achsen nicht nur seitlich zueinander versetzt sind, sondern dort, wo diese auch noch einen gewissen Winkel zueinander bilden* Theoretisch tritt nur dann noch Punktberührung zwischen den Klauen und den Nuten auf, Die Folce ist, daß meist viel höhere als vorgesehene Flächenpressungen vorhanden sind, die wiederum als Ursache für das Fressen von Klauen und Nut auftreten.
• Es sind weiterhin Kupplungen bekannt, deren Oldham-Scheibe aus mehreren Einzelteilen besteht, welche durch einen Ring-zusammengehalten werden.
• Zwischen den Trennfiguren der Einzelteile sind dabei federnde Elementet z,B. Gummirolleii angeordnet oder aber diese Einzelteile werden durch Federelemente zusa:rflnengehalten bzw. miteinander verbunden. Dieser Ausführung haftet außer dem vorher Genanntenp der Nachteil der wesentlich größeren Abmessungen und des durch viele Einzelteile bedingten komplizierten Aufbaues an. Es ist auch eine Kupplung bekanntg die neben dem Ausgleich von Längen- und Höhenunterschieden eine bestimmte -,Jinkelstellung der zu kuppelnden 15ellenenden zuläßt. Hierbei -reifen an Stiften der Kupplungshälften befestigte zylindrische Gleitstücke in radiale Führungsschlitze einer Liiitnehmerscheibe ein, Bei dieser Ausführung wird zwar die vorgeschriebene Flächenpressung auf Grund einer gleichmäßigen Anlage der das Drehmoment Übertragenden Flächen nicht überschritten, jedoch ist auch diese AusfÜhrung notwendig und ergibt größere Abmessungen.
• Schließlich ist auch ein Kreuzgelenk bekannt, welches ein kugelförmiges VerbindungsstÜck mit um 900 gegeneinander versetzte Ausschnitte aufweist. In diese Ausschnitte greifen zweiteilige BÜgel der zu veTbindendan Wellen ein. Dieses Prinzip der kommt Oldham-Kupplung sehr nahe. BÜgel*und Verbindungsstück sind mit einer Ausnehmung versehen, welche zur Aufnahme von Kugeln dient, wobei der Querschnitt der Ausnehmung größer ist-als der Durchmesser der Kugeln. Außerdem ist die Ausnehmung gekrÜmmtg wobei der Krümmungsradius dem des Verbindungsstückes entspricht. Mit diesem Kreuzgelenk wird bezwecktg die zentrische Lage der Bügel beider Wellen inbezug auf das VerbindungsstÜck zu sichern. Gewährleistet wird dies durch den Arbeitsdruck (Drehmoment), wodurch die Kugeln stets im tiefsten Teil der Ausnehmung,. auch bei Abnutzung (Ver.schleiß) der Ausnehmung, gehalten werden. Diese Ausführung ist gegenüber einer Oldham-Scheibe sehr aufwendig und gewährleistet außerdem nicht die Übertragung der durch das Drehmoment auftretenden Kräfte auf große Flächen zu verteilen, um eine in bestimmte4,1 Grenzen liegende Flächenpressung zu sichern. Auf die Lebensdauer und die Laufeigenschaften einer der'artigen Oldham-Kupplung ist dies von entsdheidender Bedeutung* Die ErfindunG stellt sich daher die Aufgabe, eine Kreuzgelenkkupplung mit einer das Drehmoment übertragenden Mitnehmerscheibe unter Vermeidung der Genannten Nachteile zu schaffen, welche aus wenig einfachen Teilen besteht, keine Ve--TrÖßcrung geFenüber der bekannten Oldham-Kupplung mit sich brin-t- und bei -.,.,elcher in jedem Fall die an der Kraftübertrajung beteili#7ten Flächen voll wirksam anliegen, um eine in bestimmten Grenzen liegende Pressung. dieser beanspruchten Teile einzuhalten. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Kreuzgelerik-kupplung zwischen den das Drehmoment aufnehmenden bzw. übertragenden Flächen der Ä-,l#'.itnehmerscheibe und der in diese eingreifenden Klauen des treibenden und des getriebenen Teiles PendelkörTer angeordnet sind, die sich bei der Drehbewegun- der Kreuzgelenkkupplungen vollständig an die jeweilige Gegenfläche anlegen. Die Pendelkörper sind dabei in ei.-.er Nut- der Klauen oder der M".-itnehmerscheibe angeordnet und #,z.,eisen beispielsv.eise den Querschnitt eines Kreisabschnittes auf. Der die plane Anlagefläche aufweisende Teil der Fe,.,.,--,elkörrer ragt; u-- ein besti:7m-

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  der in sie eingreifende Teil des Pende lkörpers. Die Pendelkörper besitzen die Form einer Scheibenfeder oder einer Kugelkalotte, Beide Ausführungsmögliclikeiten der PendelkÖrper gestatüen eine sichere Anlage der an der KraftÜbertragung beteiligten Flächen bei beliebigem Spiel zwischen den Klauen und den Ausnehmungen der Li`Gric#Iiiiier.scheibee Außerdem wird ein Ausgleich von evtl. vorhai.i#"enei-"i seitlichen Achs-7,rerse.tz des treibenden und des getriebenen Teiles erreicht. Bei Von Pendelkörpern mit der Iorm einer Kugelkalotte , ist selbst, bei eineE'- 'tJfinke-lVlirsatz der Achsen des treibenden und des getriebenen Teiles noch ein volles Anlicgen der Funktionsflächen für die Kraftübertragung gewährleittet, Die, erf Ausführung besteht aus lijenig einf achen Teilen und e--i-.m#ögli--ht daher eine wirtschaftliche J1.--erstellung sovie eine kurzzeitige Hontage. Außerdam tritt go-,enÜber der beimiiii--K»ieri c-;idhairL-Ku-Pplung heine der äußeren Abmaß-- ein. erreichte günstige --ülächenlressung all den -rär die verantwort-Ilichen Fuanktionsflächen wird bei -uten Üaufeigensch;aften eine hohe Lebensdauer der Kupplung .."aci;folr,#end wird der Erfir-dungsEsgenstand an Ausführungsbeispienäh erlUtite2:-tv wobei in der folgendes dargestellt ist. der Kre#u7,ße.lei,--k-1--upplunfz i lu- t A - 1, _# 0 d e r, B FU--:. 2 einen Längsschiiitt derselb3ng 7#II0bei die Pend--1kÖr##er die Elcrri einer i##`Cheibenfeder .Zeisen. ebe-# falls taL,#en t-b Pende- I kbx#c)er-n in F o r,- -Z s Lc I _- U 0- 11:a 10 t -,t,- 0

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  und Flächen 14; 15p der Klauen 6; 7 des treibenden '2eiles 10 ist je ein PendelkÖrper 161 17 zur KraftÜbertragung angeordnet. Die gleiche Anordnung von Pendelkörpein 181 19 erfolgt zwischen Anlageflächen 201 21 der Ausnehmungen 41 5 und Flächen 221 23 der Klauen 8; 9 des getriebönen Teiles 11. Die FendelkÖrper 16 bis 19 weisen halbkreisförmige querschnitte auf und sind als Scheibenfeder (Fig, 2) oder als Kugelkalotte (Fig. 3) ausgebildet. Die Pendelkörper 16 bis 19 sind mit ihrer gewölbten Fläche in einer geeigneten beispielsweise analogen Ausnehmung der Klauen 6 bis 9 beweglich angeordnet. Die ebene Fläche der l'endelkörper 16 bis 19 stützt sich dabei gegen die Anlagefläche 12; 13; 20; 21 der Mitnel=erscheibe lo Es ist auch möglich die Ausnehmungen fÜr die Pendelkörper 16 bis» 19 in der lUitnehmerscheibe 1, also umgekehrt*vorzunehmen, Bei Verwendung einer Iviitnehmerscheibe 1 fÜr eine Drehrichtung, liegen die Pendelkörper 161 19 sowie 17; 18 an den einander zugewandten Anlageflächen 12; 21 sowie 13; 20 an. Macht sich der Einsat*z für beide Drehrichtungen erforderlich# dann ist auch zwischen den-direkt anliegenden Flächen der Klauen 6 bis 9 und der Mitnehmerscheibe 11 d.h. an den den Pendelkörpern 16 bis 19 abgewandten Flächen der Klauen 6 bis 9, jeweils ein weiterer PendelkÖrper anzuordnen, Bei einer Verwendung der Erfindung für hydraulische Geräte, z.B. für eine Radialkolbenpumpe, bildet ein Antriebsknüppel das treibende Teil 10, während ein Kolbenträger das getriebene Teil 11 darstellt. Über den Antriebsknüppel erfolgt die Eingabe des zu. Übertragenden Drehmomentes, wodurch die Klauen 6; 7 den Pendelkörper ld,; 17 mit; seiner ebenen Fläche an den Anlageflächen 12, 13 der Ausnehmung 2; 3 zur Anlage bringt. Die Drehrichtung ist dabei entgegen dem Uhrzeigersinn, wie der dargestellte Pfbil zeigt (Fig. 1). Die Übertragung des Drehmomentes von de'r hIitnehmerscheibe 1 auf die Klauen 8; 9 des getriebenen Teiles.119 erfolgt Über weitere Pendelkörper 18; 1-ge Da die Pendelkörper 6 bis 9 ein vollständiges Anliegen an die Anlageflächen 12; 13; 20; 21 der Ausnehmung 2 bis 5 der Mitnehmerscheibe 1 gewährleisten, erfolgt die KraftÜbertragung nicht durch Linien- oder Flächenberührung# wodurch die Flächenpregsung an diesen Stellen in Zulässigen-Grenzen gehalten vierden kain. Das Auftreten von Fressern in der Ausnehmung oder an den Klauen wird dadurch weitestgehend vermieden.
• Die Pendelkör-.,)er lö bis 19 bestehen beis-piels#veise, aus einer Alu-Mehrstoffbronze, oder aus einem Plastvier'xi-stoff z.B. M.iramid -hart. Es ist auch mÖglich, jeden anderen üblicI'----ail '_'zleiblag.erwer£'#--stoff für die Pendelkörper 16 bis 19 zu venvenden.

Claims (1)

1. PatentansprÜche 1. Krauz.geleiikl#-up.#i)lung mit einer da-c Drehitioment übertraL.-enden für die beispielsweise Venven,lung in 't-iyd:c"#-,ulischeri PUU:Pell und A-otoren, bei welcher -eizüberlieGlende Klauen des treibenden und Ües in analoGe radiale Ausi-.LelI-munt--en der eingraifen, dadurch cekennzeichriet, daß de.--. das jiraxiE#o,.-.lent aufnehmenden bZw. übertra-,rende--,. bis 15- 20 bis 23) der 1.iitnehmerschmeibe (1) und der 4-.»i.# --,7iese Klauen (6,- 7; 8; 9) dri#,s und des getriebenen I#-eiles (10; 11) Fel,dell*U##I- 18- 18) angeordnet; sinde die sich bei der der i#,i-,-u;:gelc-,nlcliu#pplung an die jeweilige Gegenfläche anlegen. _v-11-uig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet9 2. zAut der 1.lauen daß die (1-0 bis 19) in einer (6 bis 9) oder dr--.z# (1) ant:eordne-u*- sind u-iid beispiels-.#ip-2-isc-, Llken eines !Zreisa'csc*.,U'1--#Lttes aufweisen, der die plane aufweise.,Aie Toil dür rendelhö--Der (16 bis 19) um ein bestiu...tes *..aß aus der -u-t- dieser 1-e""dc-lizörper (16 bis 19) ung nach Ansz prucb 1 und 29 dadurc, die Ullt Zur de-- Z#uersch--;it-#- 0 x, 4* KreuzgelenkkupplunC. Nacht Anspruch 1 bis 3, dadurch i-"#l,:eiuizeicliiielL-1, da.E die -t:endelkörper (16 bis 19) die Form einer Scheibenfeder oder die einer 1-,u-.-el-L kalorte aufweisen.