DE2344326C3 - Vorform eines elastischen Universalgelenks sowie Verfahren zur Herstellung eines elastischen Universalgelenks unter Verwendung dieser Vorform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorform eines elastischen Universalgelenks nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Univcrsulgclcnks unter Verwendung dieser Vorform.

Elastische Universalgclcnkc werden konstruktiv zur Lösung von ähnlichen Aufgaben eingesetzt wie herkömmliche Kardangelenke, wenn also rotierende Wellen eine gewisse Biegung aufweisen sollen. Sie haben gegenüber Kardangelenken den Vorteil, praktisch reibungslos und wartungsfrei zu sein.

Aus der US-Patentschrift 3394970 ist ein elastisches Universalgelenk bekannt, bei dessen Herstellungwohl auch eine Vorform auftritt, wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruchs dargelegt ist. Das heißt: Diese Vorform weist zwei axial verlaufende Gabelteilc auf, die über ein Verbindungsteil zusammengehalten werden. Die Vorform wird von zylindrischen Bohrungen durchsetzt, die senkrecht zueinander angeordnet sind und sich mittig schneiden. Das hieraus

Γ)

erhaltene Universalgelenk ist nicht nur in seiner Drehmomentenkapazität stark beschränkt; es ist auch schwierig herzustellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorform der eingangs genannten Art anzugeben, die sich selbst besonders einfach herstallen läßt und die ihrerseits leicht zum fertigen Universalgelenk weiterzuverarbeiten ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) der Verbindungsteil zwei Sätze von einander zugekehrten Kammern in U-Form aufweist, von denen jeweils nur ein Schenkel mit einer Gabel verbunden ist, wobei der erste unid der zweite Satz senkrecht zueinander angeordnet sind und sich derart durchdringen, daß an den Außenkanten axial verlaufende, die beiden Gabelteile verbindende Arme verbleiben,

b) zwei sich kreuzende Bohrungen im mittleren Teil zwischen den U-förmigen Kammern in einem rohrförmigen Teil angeordnet sind, dessen eine Hälfte zur Gabel gehört, während die andere Hälfte von einem Halbzylinder begrenzt wird,

c) und daß Kupplungsglieder als Zapfen ausgebildet und fest mit den Wandungen der Bohrungen verbunden sind.

Von Vorteil ist, iyenn die federnden Kupplungsglieder jeweils aus zwei sich kreuzenden Biegegliedern aus federndem Material bestehen, die mit vier Viertclkreisgliedern in Umfangsrichtung fest verbunden sind, von denen zwei einander gegenüberliegend einen Schlitz aufweisen. Dabei sind an sich aus der US-Patentschrift 3574 277 federnde Kupplungsglieder bekannt, bei denen sich senkrecht durchsetzende Biegeglicder in einer Zylinderhülse befestigt sind

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Universalgelenks unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorform ist dadurch gekennzeichnet, daß alle die Gabelteile miteinander verbindenden Arme entfernt werden.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorform kann praktisch vollständig durch Guß erfolgen; maschinelle Nacharbeiten werden auf einem Minimum gehalten. Von besonderer Bedeutung ist, daß bis zum letzten Herstellungsschritt die Vorform in sich zusammenhängt, also einstückig ist. Daher werden keine Spannwerkzeuge, Spannvorgänge oder Justierungen mit den damit verbundenen Fehlerquellen erforderlich. Die Weiterverarbeitung der Vorform zum Endprodukt erfolgt einfach dadurch, daß die Vorform mit eingesetzten Fedcrelementen im Umfangsbereich abgeschliffen wird. Dabei werden alle Stege und Arme entfernt, die bisher die Einstückigkeit gewährleistet haben. Das Gelenk wird nun verdrehbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Vorform mit zugeordneten Kupplungsgliedern und einer Elektrode, die bei der Herstellung der Vorform Verwendung finden kann,

Fig. 2 eine Explosionsansicht des Kupplungsglieds,

Fig. 3 eine Perspektivansicht des Kupplungsglieds von Fig. 2,

Fig. 4 die Perspektivansicht eines fertiggestellten, erfindungsgemäßen Universalgelenks,

Fig. 5 die Perspektivansicht des Querteils, welches

im fertigen Universalgelenk von Fig. 4 enthalten ist.

In Fig. 4 ist ein fertiges Universalgelenk dargestellt und insgesamt mit dem BezugSieichen 10 versehen. Es hat drei Hauptteile: zwei Gabelteile 20 und 30 sowie ein dazwischenliegendes Querteil 40 mit einem senkrecht verlaufenden Teil 41 und einem waagerechten Teil 42 (vgl. Fig. 5). Die Gabelteile 20 und 30 sind mit dem Querteil 40 durch mehrere im einzelnen noch zu beschreibende federnde Kupplungsglieder 50 verbunden. Die Gabelteile 20 und 30 haben Kraftangriffsglieder 21 und 31, die im wesentlichen axial verlaufen.

In Fig. 1 ist eine bei der Herstellung des Universalgelenks von Fig. 4 verwendete Vorform gezeigt. Diese wird als einstückiger Körper 15 gegossen, in dem zwei Bohrungen 60 und 65 und zwei Sätze von Kammern 70 und 75 vorgesehen sind. Verbindungsarme 80 halten den Körper 50 einstückig zusammen. Die Bohrungen 60, 65 sind rechtwinklig zueinander; ihre Achsen fallen mit den Schwenkachsen der Universalbewegung zusammen. Die Kammern 70 und 75 sind U-förmig mit Schenkeln 71 und 76. Die Kammern 70,75 sind symmetrisch angeordnet, wobei die Achse dereinen Kammer (70) die Achse der anderen Kammer (75) unter einem Winkel von 90° schneidet. Sie sind so um die Bohrungen 60 bzw. 65 angeordnet, daß jede Kammer 70, 75 die hierzu senkrecht angeordnete Bohrung 60 bzw. 65 schneidet. Das heißt: Die Kammer 70 erzeugt einen Spalt 70' in der Bohrung 65; die Kammer 75 erzeugt einen Spalt 75' in der Bohrung 60. Die Gabelteile 20 und 30 werden durch die Tragarme 80 zusammengehalten. Die die Bohrungen 60 und 65 enthaltenden Gewinde 41 bzw. 42 sind zusätzlich an vier Punkten 90 miteinander verbunden (vgl. Fig. 5).

Es ist zwar besonders zweckmäßig, die Bohrungen 60, 65 sowie die Kammern 70, 75 gleich beim Guß mitauszubildcn. Die Bohrungen 60,65 können jedoch auch gebohrt, ausgedreht oder geräumt werden. Die Kammern 70 und 75 können bei Bedarf auch durch elektrische Erosion mit der in Fig. 1 gezeigten Elektrode 95 gebildet werden.

In Fig. 2 ist das Verfahren zur Herstellung der federnden Kupplungsglieder 50 gezeigt. Die Biegegliedcr 51 und 52 werden aus federndem Material gestanzt und chemisch gefräst, wobei die Art des verwendeten Metalls vorn jeweiligen Anwendungsfall abhängt. Das I-förmige Biegegllied 52 wird durch einen Schlitz 56 des H-förmigen Biegeglieds 51 gesteck!, wobei die Ebenen der Biegeglieder zueinander senkrecht stehen. Vier Viertelkreis.glieder, jeweils identische Paare 53 und 54, sind um die gekreuzten Biegeglieder 51 und 52 herum angeordnet. Die Viertelkreisglieder 54 haben jeweils einen axial verlaufenden Schlitz 55, der radial zentriert und so dimensioniert ι ist, daß er auf die Bewegungsspalte 70' und 75' paßt. Die Biegeglieder 51, 52 und Viertelkreisglieder 53. 54 werden dann in einem Chargenvorgang i\i dem in Fig. 3 gezeigten, als eine Einheit gebildeten, federnden Kupplungsglied 57 verlötet. Nach dem Löten wird das Kupplungsglied 57 entlang der Linie 10 durchgeschnitten. Es ergeben sich zwei der in Fig. 1 gezeigten identischen Kupplungsglieder 50. Die Enden 58 der Kupplungsglieder 50 bilden Haltestege, die die Glieder 50 his zum abschließenden Schleifvorgang zusammenhalten.

Die Kupplungsglieder 50 werden dann in die Bohrungen 60 und 65 eingesetzt, wobei, wie oben erwähnt, die Schlitze 55 mit den Spalten 70' bzw. 75' fluchteif. Der Anbau der Kupplungsglieder 50 in die einstückige Vorform 15 kann leicht mit einer automatisiertet. Anlage erfolgen. Die Kupplungsglieder 50 werden dann in den Bohrungen 60 und 65 mit einem Chargenlötvorgang befestigt. Die Vorform 15 kann im Bedarfsfall getempert werden.

Die Vorform 15 wird dann entlang ihrem Außenumfang, etwa auf die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Linie, abgeschliffen, wodurch die Haltestege 58 der federnden Kupplungsglieder 50 und die Tragarme 80 der Vorform 15 entfernt werden. Die Kammern 70 und 75 und die zugehörigen Spalte 70' und 75' sind nun Bewegungsfreiheitsräume geworden. Das gebildete Universalgelenk 10 kann ein Drehmoment in der Richtung A und/oder B übertragen, wobei sich die Kraftangriffsglieder 21 und 31 in irgendeiner Stellung in den Ebenen C-D und/oder E-F befinden können.

Das geschilderte Verfahren zur Herstellung eines reibungslosen Univcrsalgelenks kann für einen unbegrenzten Größenbereich verwendet werden. Als Anwendungsfälle kommen Minmlurkreis';! ebenso in Betracht wie große, hochbelastete Bauträger.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

b) Patentansprüche:

1. Vorform eines elastischen Universalgelenks, das aus einem einstückigen Körper hergestellt ist und ein Verbindungsteil, zwei axial verlaufende Gabelteile und zylindrische Bohrungen, die senkrecht zueinander angeordnet sind und sich mittig schneiden, aufweist, dadurch gekennzeichnet,

a) daß der Verbindungsteil (90) zwei Sätze von einander zugekehrten Kammern (70, 75) in U-Form aufweist, von denen jeweils nur ein Schenkel (71, 76) mit einer Gabel (20, 30) verbunden ist, wobei der erste und der zweite Satz senkrecht zueinander angeordnet sind und sich derart durchdringen, daß an den Außenkanten axial verlaufende, die beiden Gabelteile (20, 30) verbindende Arme (80) verbleiben,

daß zwei sich kreuzende Bohrungen (60, 65) im mittleren Teil zwischen den U-förmigen Kammern (70, 75) in einem rohrförmigen Teil angeordnet sind, dessen eine Hälfte zur Gabel (20, 30) gehört, während die andere Hälfte von einem Halbzylinder begrenzt wird,

c) und daß Kupplungsglieder (50) als Zapfen ausgebildet und fest mit den Wandungen der Bohrungen (60, 65) verbunden sind.

2. Vorform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, duü die federnden Kupplungsglieder (50) jeweils aus zwei -.ich kreuzenden Biegegliedern (51, 52) aus federndem Material bestehen, die mit vier Viertelkreisgiieden (53, 54) in Umfangsrichtung fest verbunden sind, von denen zwei (54) einander gegenüberliegend einen Schlitz (55) aufweisen.

3. Verfahren zur Herstellung eines Universalgelcnks unter Verwendung der Vorform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle die Gabelteilc (20,30) miteinander verbindenden Arme (58, 80) entfernt werden.