DE1916445A1 - Drehelastische Gelenkwelle - Google Patents

Drehelastische Gelenkwelle

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Publication number
DE1916445A1
DE1916445A1 DE19691916445 DE1916445A DE1916445A1 DE 1916445 A1 DE1916445 A1 DE 1916445A1 DE 19691916445 DE19691916445 DE 19691916445 DE 1916445 A DE1916445 A DE 1916445A DE 1916445 A1 DE1916445 A1 DE 1916445A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cardan shaft
torsionally flexible
centering
axial
rubber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19691916445
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English (en)
Inventor
Martin Dretschy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Barkas Werke VEB
Original Assignee
Barkas Werke VEB
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Publication date
Application filed by Barkas Werke VEB filed Critical Barkas Werke VEB
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/76Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members shaped as an elastic ring centered on the axis, surrounding a portion of one coupling part and surrounded by a sleeve of the other coupling part

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Description

  • prehelastische Gelenkwelle Die Erfindung betrifft eine drehelastische Gelenkwelle', insbesondere zur stoßdämpfenden Übertragung von Drehmomenten bei gleichzeitigem Vorhandensein eines Beugungswinkels und axialen Längenänderungen unter Last sowie hohen Betriebsdrehzahlen.
  • Es sind drehelastische Gelenkwellen bekannt, bei denen Gummielemente unterschiedlicher Querschnittsform zur stoßdämpfenden Übertragung von Drehmomenten Verwendung finden. Diese icönnen so gestaltet sein, daß sie sowohl für die Drehmomentübertragung in Achsrichtung des antreibenden Wellenteiles als auch bei sich schneidenden Wellen geeignet sind. Infolge ihrer meist auch in axialer Richtung vorhandenen Elastizität können sie darüber hinaus auch in Grenzen axiale Längendifferenzen ausgleichen.
  • Der bei den vorzugsweise als Gummi-Metallverbindungen ausgebildeten Gummielementen infolge des Vulkanisationsprozesses notwendigerweise vorhandene Rundlauffehler zwischen den Bestimmflächen setzt der natürlichen Drehzahleignung Grenzen.
  • Es sind deshalb auch drehelastische Gelenkwellen bekannt geworden, die sich einer Zwangszentrierung bedienen.
  • So ist beispielsweise eine bekannte Ausführung mit einer mit dem Gehäuse fest verbundenen Zentrierkugel ausgerüstet, von der unter Linienberührung das mit einer zylindrischen Bohrung versehene axialverschiebbare Gegenstück geführt wird.
  • In besonderen Grenzfällen werden drehelastische Gelenkwellen auch ohne Zwangszentrierung für höhere Drehzahlen eingesetzt, wobei eine hohe radiale Steifheit der Gummielemente und deren genaues Dustieren notwendig sind.
  • Diese drehelastischen Gelenkwellen haben den Nachteil, daß sie nicht alle geforderten Freiheitsgrade aufweisen oder in gewissen Richtungen an sich notwendige Elastizitäten einschränken müssen, um für hohe Drehzahlen brauchbar zu sein. Ferner verlangen sie bestimmte Ausführungsformen der elastischen Glieder und erheblichen Dustieraufwand oder rufen beim Auftreten von Verdrehung, Beugung und axialer Bewegung Zwangskräfte im Gummielement und an den Zentrierteilen hervor, die die Lebensdauer der beteiligten Elemente herabsetzen. So hat die obenerwähnte Kugelzentrierung den Nachteil, daß bei Beugung und axialer Verschiebung infolge der radialen Wegkomponente des axialbeweglichen Nabenteiles des Gummielementes erhebliche innere Querkräfte auftreten, was diese Zentrierung nur für kleine Abmessungen des Gummielementes bedingt geeignet macht.
  • Auch die in bezug auf optimale Elastizität und Ausnutzung der Werkstoffestigkeit wünschenswerte Ausbildung der Gummielemente konnte bei bisher ausgeführten oder vorgeschlagenen Konstruktionen nicht realisiert werden, weil insbesondere auf Grund der Auslegung der bisher bekanntgewordenen Zentrierungen Kompromißlösungen gefunden werden mußten.
  • Die Erfindung hat den Zweck, diesen Nachteilen entgegenzuwirken und stellt sich die Aufgabe, eine drehelastische Gelenkwelle zu schaffen, die in Umfangrichtung und in axialer Richtung größtmögliche Elastizität aufweist, für hohe Drehzahlen geeignet ist, den elastischen Werkstoff optimal ausnutzt und geringstmöglichen Fertigungsaufwand erfordert.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch eine drehelastische Gelenkwelle gelöst, die in an sich bekannter Weise mit Gummielementen ausgerüstet ist, deren Querschnitt durch Hyperbeln 3. Grades begrenzt wird. Zur weitgehenden Vermeidung von schädlichen Zugspannungen bei Gelenkbeugung und axialer Verschiebung ist der anvulkanisierte Außenring des Gummielementes segmentförmig unterteilt, wobei dessen keglige Außenfläche bei der Montage des Gummielementes in das Gehäuse eine radiale Druckvorspannung des Gummikörpers bewirkt. Diese Auslegung des Gummielementes hat den Vorteil, neben konstanten Scherspannungen infolge des zu übertragenden Drehmomentes eine größtmögliche axiale Verschiebung bei dadurch hervorgerufener kleinstmöglicher zusätzlicher Beanspruchung des Gummikörpers zu ermöglichen. Dieses Gummielement ist für- die Übertragung hoher Drehzahlen ungeeignet, sofern keine Zentrierungseinrichtung vorhanden ist. Erfindungsgemäß wird -eine Zentrierung vorne schlagen, die durch ein in der Nabe des Gummielementes unverschiebbar befestigtes Gelenklager gebildet wird, das bei axialer Verschiebung auf einem mit dem Gehäuse fest verbundenen Zentrierzapfen gleiten kann.
  • Die Erfindung wird anhand eines dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Es zeigen: Fig. 1: Schnittdarstellung des Gelenkes ohne Beugung und ohne Längsverschiebung Fig. 2: Schnittdarstellung des gebeugten Gelenkes ohne Längsverschiebung Fig. 3: Schnittdarstellung des gebeugten Gelenkes mit Längsverschiebung Ausgehend von der Strecklage des dargestellten Gelenkes, entsprechend Fig. 1 ist in Fig. 2 zunächst der Zustand dargestellt, wie er sich beim Beugen des Gelenkes ergibt. Dabei bleibt die Schwerpunktlage der Nabe 3 erhalten. Es verschränken sich lediglich die Ringe des Gelenklagers 6. Die durch eine Beugung hervorgerufenen Zug- und Druckspannungen im Gummikörper 4 erzeugen ein Rückstellmoment um den Gelenkmittelpunkt M, das aber infolge der rotationssymmetrischen Ausbildung des Gummielementes, bestehend aus Nabe 3, Gummikörper 4 und Außenring 5, eine zusätzlichen Querkräfte auf die Zentriereinrichtung zur Folge hat. Etwa doch vorhandene Querkräfte sind auf die Fertigungsfehler der Einzelteile zurückzuführen und auch schon in der Strecklage zu verzeichnen, Die bei dieser Zentrierung vorhandenen Gleitflächen innerhalb des Gelenklagere 6 und zwischen Gelenklager 6 und Zentrierzapfen 2 haben größtmögliche Verschleißfestigkeit und Lebensdauer zur Folge. Diese Gleitflächen sind abgedichtet und stehen mit einem Schmiermittelvorratsraum 9, durch den hohlgebohrten Zentrierzapfen 2 gebildet, in Verbindung. Bei zusätzlicher Axialverschiebung gemäß Fig. 3 kommt es zu rotationssymmetrischen Spannungsverlagerungen im Gummikörper 4, wodurch wiederum keinerlei radiale Zusatzkräfte auf die Gleitflächen von Zentrierzapfen 2 und Gelenklager 6 ausgeübt werden. Das Gehäuse 1 ist zusammen mit dem Zentrierzapfen 2 über Befestigungsschrauben 7 mit der Antriebswelle 8 verbunden. De 2 der in jeder Figur dargestellten drehelastischen Gelenke bilden den Erfindung gegenstand.

Claims (1)

Patentansprüche
1. Drehelastische Gelenkwelle, insbesondere zur s dämpfenden Übertragung von Drehmomenten bei bei gleichzeitigem Vorhandensein von Beugungswinkeln und axialen Längenveränderungen unter Last sowie hohen Betriebsdrehzahlen, vorzugsweise durch zwei zur Gelenkwellenmitte spiegelbildlich angeordnete drehelasti@ Einzelgelenke gebildet, und dadurch gekennzeichnet, daß radial vorgespannte Gummi-Metallverbindungen, bestehend aus einer Nabe (3), Gummikörper (4) und einem Außenring (5), mit beliebiger Federsteife in tangentialer, radialer und axialer Richtung als Rotationshyperboloid gleicher Scherspannung @ng ausgebildet, das Drehmoment übertragen und gleichzeitig Axial- und Winkelbewegungen aufnehmen, wobei jeweils ein Gelenklager (6) so angeordnet ist, daß auch bei Längsverschiebung eine querkraftfreie Zentrierung der durch den elastischen Gummikörper (4) verbundenen Gel@ teile von An- und Abtriebsseite und damit gleichzeitig die Eignung der drehlastischen Gelenkwelle für liebig hohe Drehzahlen gewährleistet ist.
20 Drehelastische Gelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen innerhalb des Gelenl<lagers (6) sowie zwischen Gelenklager (6) und Zentrierzapfen (2) abgedichtet sind und mit einem Schmiermittelvorratsraum (9), vorzugsweise durch den hohlgebohrten Zentrierzapfen (2) gebildet, in Verbindung stehen.
DE19691916445 1969-02-07 1969-03-31 Drehelastische Gelenkwelle Pending DE1916445A1 (de)

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DD13772469 1969-02-07

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DE1916445A1 true DE1916445A1 (de) 1970-09-24

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0081640A1 (de) * 1981-12-14 1983-06-22 Thyssen Industrie Ag Doppelachsantrieb für Schienentriebfahrzeuge

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0081640A1 (de) * 1981-12-14 1983-06-22 Thyssen Industrie Ag Doppelachsantrieb für Schienentriebfahrzeuge

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