DE1146709B - Coupling for torque transmission - Google Patents

Description

Kupplung zur Drehmomentübertragung Für die Übertragung kleiner Drehmornente sind Wellenkupplungen bekannt, welche Winkeländerungen der beiden Wellen erlauben. Die kraftschlüssige Verbindung der beiden Wellen erfolgt dabei durch einen ringförmig angeordneten Satz von Kugeln, die einerseits inVertiefungen der einenWellennabe sitzen und die andererseits in gerade, in axialer Richtung verlaufende, im Querschnitt halbkreisförmige Rinnen der Büchse der anderen Welle eingreifen. Es ist bekannt, den Krümmungsradius der Rinnen größer als den Kugelradius zu wählen; auch ist bekannt, eine den Kugelradius überschreitende Rinne durch kreisförinige- Flächen zu erhalten, 'zwischen welche ein gerades oder ebenes Stückeingeschaltet ist.Coupling for torque transmission For the transmission of small torques shaft couplings are known which allow angle changes of the two shafts. The force-fit connection of the two shafts is made by a ring arranged set of balls, which on the one hand in recesses of one shaft hub sit and the other hand in a straight, axial direction, in cross section engage semicircular grooves in the sleeve of the other shaft. It is known, to choose the radius of curvature of the grooves larger than the radius of the sphere; it is also known to obtain a groove exceeding the spherical radius through circular surfaces, 'between which a straight or flat piece is inserted.

Die erwähnte Kupplungsbauart ist in der Praxis nicht mehr brauchbar, wenn es sich um die Übertragung sehr großer Drehmomente handelt, beispielsweise beim Antrieb von Walzwerken und ähnlichen Maschinen des Schwermaschinenbaues. Da die Arbeitsunterbrechung beim Walzwerkbetrieb sehr kostspielig ist, muß die Kupplung übe#r lange Arbeitszeiten zuverlässig sein. Es liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe, zugrunde, bei der Übertragung großer Drehmomente die Weiterleitung der Momente durch mehr als zwei sich diametral gegenüberliegende Kugeln gleichmäßig erfolgen zu lassen, wenn die beiden Wellen einen Winkel einschließen.The coupling type mentioned is no longer usable in practice, when it comes to the transmission of very large torques, for example in the drive of rolling mills and similar heavy machinery. There the work interruption in the rolling mill operation is very costly, the clutch must be reliable over long working hours. It is therefore the object of the invention when transmitting large torques, the transmission of the torques through to allow more than two diametrically opposed balls to be made evenly, when the two waves form an angle.

Die, erfindüngsgemäße Lösung bei einer Kupplung der erwähnten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Rinne zur Erzielung der erforderlichen größten Winkeländerung einen einzigen Krümmungsradius K aufweist, der größer als der Kugelradius ist, wobei dieser Krümmungsradius aus der Gleichung hervorgeht. Hierbei bedeutet R den Roll- oder Walzkreis, r den Kugelradius und a den maximalen Neigungswinkel.The solution according to the invention for a coupling of the type mentioned is characterized in that each channel has a single radius of curvature K which is greater than the spherical radius, this radius of curvature from the equation, in order to achieve the required greatest change in angle emerges. Here, R means the rolling or rolling circle, r the spherical radius and a the maximum angle of inclination.

Die Kugeln haben einen Durchmesser in Höhe von 10 bis 201/o des Rollkreisdurchmessers, was für die Praxis genügt. Die Kugeln bestehen aus einem hochbelastbaren Stahl. Für die Rinnenbüchse kommt die gleiche Härte des Stahls in Betracht. Die Oberflächen der Kugeln und der Rinnen sind gehärtet.The balls have a diameter of 10 to 201 / o of the pitch circle diameter, which is sufficient for practice. The balls are made of heavy-duty steel. The same hardness of the steel comes into consideration for the gutter bushing. The surfaces of the balls and the grooves are hardened.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Kupplung dargestellt.In the drawing, an embodiment of the coupling is shown.

Fig. 1 zeigt eine teilweise, in einem Längsschnitt gezeichnete Seitenansicht der Kupplung; Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab den Eingriff der Kugeln in die Bilchsenrinnen bei im Winkel zueinander verlaufenden Wellen. Von den miteinander zu kuppelnden Wellen ist die eine Welle 1 mit einer Büchse 2 fest verbunden, während die andere Welle 3 eine etwa kugelförmige Nabe 4 aufweist. Ein Kranz von Kugeln 5 ruht drehbar in Vertiefungen 6 der Wellennabe 4. Die Wellenbüchse 2 ist innen mit einer der Kugelzahl entsprechenden Anzahl von Rinnen 7 versehen, die gerade und parallel der Achse der Welle 1 verlaufen.Fig. 1 shows a partially drawn side view of the coupling in a longitudinal section; Fig. 2 shows, on an enlarged scale, the engagement of the balls in the gullet channels in the case of shafts extending at an angle to one another. Of the shafts to be coupled to one another, one shaft 1 is firmly connected to a bushing 2, while the other shaft 3 has an approximately spherical hub 4. A ring of balls 5 rests rotatably in recesses 6 in the shaft hub 4. The inside of the shaft bushing 2 is provided with a number of grooves 7 corresponding to the number of balls, which run straight and parallel to the axis of the shaft 1 .

Der Radius des Rollkreises, auf dem die Mittelpunkte der Kugeln 5 liegen, ist mit R, der Kugelradius mit r und der Krümmungsradius der einzelnen Rinne 7 mit K bezeichnet.The radius of the pitch circle on which the center points of the balls 5 lie is denoted by R, the radius of the sphere with r and the radius of curvature of the individual channel 7 with K.

Wenn die beiden Wellen 1, 3 in axialer Richtung übereinstimmen, ohne daß ein Drehmoment übertragen wird, liegen sämtliche Kugeln 5 in den zugehörigen Rinnen 7 mit einem äußerst geringem Spiel. Bei Übertragung eines Drehmomentes erfolgt die Kraftiibertragung durch sämtliche Kugeln 5. If the two shafts 1, 3 coincide in the axial direction without a torque being transmitted, all the balls 5 are in the associated grooves 7 with an extremely small amount of play. When a torque is transmitted, the force is transmitted through all of the balls 5.

Schließen die Wellen 1, 3 den beispielsweise in Fig. 1 eingezeichneten Winkel a ein, dann ergeben sich die in Fig. 2 dargestellten Antriebsverhältnisse. Beispielsweise sind drei in der eingezeichneten Drehrichtung aufeinanderfolgende Kugeln in Berührung mit dtn zugehörigen Rinnen. Die drei Berührungspunkte sind in Fig. 2 mit a, b und c bezeichnet. In der gleichen Weise erfolgt die Kraftübertragung durch die drei Kugeln, die in Fig. 2 nicht dargestellt sind und die den im Eingriff befindlichen Kugeln diametral gegenüberliegen. Der Rollweg der einzelnen Kugel innerhalb einer Rinne verläuft von einer Rinnenka-nte schräg zur Längsrichtung der Rinnen durch deren tiefsten Punkt bis zum anderen Rinnenrand. Auf diesem Rollweg liegen die in Fig. 2 eingezeichneten Berührungspunkte a, b, c. Diese, Rollwege. aller Kugeln werden nur erhalten, wenn die Rinnen einen bestimmten Krümmungsradius aufweisen, der sich rechnerisch nach &r in der Beschreibungseinleitung angegebenen Gleichung ermitteln läßt.If the shafts 1, 3 enclose the angle a drawn in, for example, in FIG. 1 , then the drive ratios shown in FIG. 2 result. For example, three balls following one another in the direction of rotation shown are in contact with the associated grooves. The three points of contact are labeled a, b and c in FIG. 2. In the same way, the force is transmitted through the three balls, which are not shown in FIG. 2 and which are diametrically opposite the balls in engagement. The rolling path of the individual balls within a channel runs from one channel edge at an angle to the longitudinal direction of the channels through their lowest point to the other edge of the channel. The contact points a, b, c shown in FIG. 2 lie on this taxiway. These, taxiways. of all balls are only obtained if the grooves have a certain radius of curvature, which can be determined arithmetically according to & r in the introduction to the description.

Eine Kupplung, die auf Grund- der vorstehenden Angaben gebaut wurde, vermag gegenüber den bekannten Kupplungen ähnlicher Bauart auch große Drehmomente über lange Arbeitszeiten zuverlässig zu Übertragen.A coupling that was built on the basis of the above information, is also capable of high torques compared to the known clutches of a similar design Reliable transmission over long working hours.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH-Kupplung zur Drehmomentübertragung, welche Winkeländerungell der beiden Wellen erlaubt, mit einem ringförmig angeordneten Satz von Kugeln, die einerseits in Vertiefungen der Wellennabe und andererseits in gerade, in axialer Richtung verlaufende, im Querschnitt halbkreisförmige Rinnen der Büchse der anderen Welle eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rinne zur Erzielung dor erforderlichen größten Winkeländierung einen einzigen Krümmungsradius (K) aufweist, de;r größer als der Kugelradius ist, wobei dieser Radius aus der Gleichung hervorgeht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 90 016, 862 233; französische Patentschriften Nr. 1004 153, 1155 058, 1166 284, 1186 498; britische Patentschriften Nr. 112 402, 441718; USA.-Patentschnft--n Nr. 1103 716, 1394 7Q1, 1620285, 1763206, 2136947, 2432216, 2653456, 2809504. PATENT CLAIM coupling for torque transmission, which allows the angular change of the two shafts, with a ring-shaped set of balls which, on the one hand, engage in depressions in the shaft hub and, on the other hand, in straight, axially extending grooves of semicircular cross-section in the sleeve of the other shaft, characterized that each channel has a single radius of curvature (K), de; r greater than the spherical radius, this radius from the equation, in order to achieve the greatest angular change required emerges. Considered publications: German Patent Nos. 90 016, 862 233; French Patent Nos. 1 004 153, 1155 058, 1166 284, 1186 498; British Patent Nos. 112,402, 441,718; USA.-Patent Schnft - n No. 1103 716, 1 394 7Q1, 1620285, 1763206, 2136947, 2432216, 2653456, 2809504.