DE2318629B2 - Zentriervorrichtung für eine drehelastische Wellenkupplung - Google Patents

Description

Bei einer bekannten Zentriervorrichtung dieser Art ist zwischen dem hülsenförmigen Teil und dem rotationssymmetrischen Zapfen ein elastischer stoßdämpfender Ring angebracht (US-PS 22 45 764), der zwischen zwei Rippen des hülsenförmigen Teiles eingeklemmt ist und eine öffnung aufweist, durch die der Zapfen hindurchragt. An den Seitenflächen des Ringes liegt der Zapfen mit zwei konischen Flanschen an. Diese verhältnismäßig aufwendige Konstruktion erfordert eine schwierige Montage.

Bei einer anderen bekannten Zentriervorrichtung (US-PS 33 93 536) ist ein elastisches Stützteil aus einer länglichen Gleitlagerbuchse vorgesehen, die mit einer Gummischicht an der Innenwand des hülsenförmigen Teiles befestigt ist. Der Gummischicht ist eine Dichtlippe angeformt, die durch ein Federelement gegen einen zylindrischen Zapfen der ersten Welle gedrückt wird. Die Gummischicht ist an dem hülsenförmigen Teil und der Gleitlagerbuchse anvulkanisiert. Die Zentrierung erfolgt durch die Gleitlagerbuchse und die Gummischicht. Da die Länge der Gummischicht erheblich größer ist als ihre radiale Dicke, ist eine Fehlausrichtung zwischen dem hülsenförmigen Teil und dem Zapfen nur begrenzt und gegen den verhältnismäßig hohen Widerstand der gesamten Gummischicht möglich. Dies rührt daher, daß das Gummielement bei einer Fehlausrichtung von der Gleitlagerbuchse entweder radial zusammengedrückt oder radial gestreckt wird.

Zur Ermöglichung größerer Schwenkwinkel kann bei der bekannten Wellenkupplung eine Kugelgelenklagerung vorgesehen sein, bei der sphärische Flächen an dem Gummielement und an einem zusätzlich benötigten Zwischenteil vorgesehen sind. Anstelle der Verformung eines Gummipolsters übernehmen die sphärischen Flächen die Anpassung an den jeweiligen Winkel. Zusätzlich ist auch hier eine Lippendichtung vorhanden, die jedoch an der Zentrierung nicht beteiligt ist.

Bei einer anderen ein Zylindergelenklager verwendenden bekannten Universalkupplung zum Einsatz in dem Lenkgestänge eines Fahrzeuges (US-PS 31 64 974) ist in dem hülsenförmigen Teil des einen Wellenendes eine Klemmvorrichtung angeordnet, in die das flach ausgebildete Ende der anderen Welle eingesetzt wird, so daß Verdrehungen nicht möglich sind. Die beiden Wellenenden sind durch einen Querstift gegen axiale Verlagerungen gesichert. Der Querstift führt durch eine Bohrung des flach ausgebildeten Wellenendes hindurch, die mit einem im Querschnitt dreieckförmigen Gummiring zur Dämpfung der Übertragung von Stoßen auf das Lenkrad ausgekleidet ist Dieser Ring soll außerdem der Zentrierung des flach ausgebildeten Wellenendes um die Achse des Querstifts bei Winkelauslenkungen dienen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und billige Zentriervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die leicht zu montieren ist und gleichzeitig abdichtend wirkt

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs.

Eine Verschwenkung des Zapfens, bezogen auf den hülsenförmigen Teil, wird unter Verformung des Ringes ermöglicht Da der Ring den Zapfen radial führt und zentriert, liegt sein Innenrand sehr nahe am oder im kinematischen Zentrum der Winkelbewegung. Wenn das hülsenförmige Teil und der Zapfen einen Winkel miteinander bilden, bildet der (fiktive) Mittelpunkt des Ringes das Bewegungszentrum, so daß der Ring die Funktion der üblicherweise verwendeten Kugelgelenke übernehmen kann. Außerdem kann der Ring als Dichtungsteil für Schmiermittel verwendet werden, ohne daß es zusätzlicher Konstruktionselemente bedarf. Die erfindungsgemäße Zentriervorrichtung kommt mit einer Mindestzahl von Teilen aus, deren Oberflächen keine engen Toleranzen besitzen und die leicht montiert werden können.

Im folgenden sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Axialschnitt einer mit der erfindungsgemäßen Zentriervorrichtung ausgestatteten Wellenkupplung und

F i g. 2 einen Schnitt ähnlich demjenigen der F i g. 1 durch eine andere Ausführungsform.

Gemäß F i ig. 1 ist eine Zentriervorrichtung 10 für eine Kupplung 12 vorgesehen, die im wesentlichen axial zwischen den Enden zweier Wellen 14, 16 beliebiger Konfiguration angeordnet und mit diesen verbunden ist. Der Anschluß der Wellen 14, 16 an die Kupplung 12 kann in jeder beliebigen Befestigungstechnik erfolgen. Die Wellen 14, 16 sind mit den Endbereichen 18, 20 der Kupplung 12 verbunden. Zwischen den Endbereichen 18, 20 erstreckt sich ein flexibles Element 22 zur Übertragung von Drehmomenten. Das flexible Element 22 ist vorzugsweise als elastisches Verbindungsglied derart ausgebildet wie in der DE-OS 21 32 918 beschrieben. Bei einem solchen Verbindungsglied sind mehrere mit gegenseitigem Abstand konzentrisch angeordnete Schraubenfedern mit zueinander entgegengesetzt gerichteten Windungen in eine etwa hohlzylindrische Matrix aus elastischem Werkstoff, vorzugsweise Gummi, haftend eingebettet. Beispiele anderer flexibler Elemente und Endbereiche sind in den US-Patentschriften 33 47 061 und 36 21674 beschrieben.

Von einem Endbereich 18 steht das hülsenförmige Teil 24 ab, dessen Inneres wie eine birnenförmig erweiterte Hülse 26 ausgebildet ist. Das Teil 24 kann auch an den Endbereich 18 angesetzt sein. In der Hülse 26 ist eine Ringnut 28 angeordnet, die dazu dient, den elastischen Ring 30 festzuhalten. Eine derartige Ringnut 28 zur Aufnahme des Ringes 30 wird wegen ihrer Einfachheit bevorzugt, obwohl sich grundsätzlich auch andere

konstruktive Mittel eignen, den Ring 30 festzulegen. Der Ring 30 ist komplementär zur Ringnut 28 oder den ändert ■ gewählten Haltemitteln ausgebildet. Er erstreckt sich radial aus der Hülsenwandung heraus. Der Ring 30, ist im Querschnitt dreieckig und weist rnit einer Spitze nach innen.

Für den Ring 30 können verschieden.: elastomere Materialien wie Kunststoff, Gummi oder Polyurethan verwendet werden. Das Material darf nicht spröde sein. Es ist halbhart und ergibt bevorzugt eine Shore H arte von mindestens 90 bei 25°C auf der Α-Skala des Härteprüfers. Ein derartiges Material kann beispielsweise ein Polyurethan sein.

Von dem gegenüberliegenden Eiidbereich 20 steht ein Zapfen 32 axial ab, welcher durch den elastischen Ring 30 hindurch in die Hülse 26 ragt. Der Zapfendurchmesser ist geringfügig größer als der Innendurchmesser des Ringes 30. Dies führt dazu, daß der Ring 30 bei eingesetztem Zapfen 32 verformt wird. Der Ring 30 führt bei gegenseitiger Schwenkbewegung der Wellen 14, 16 den Zapfen 32. Vorzugsweise wird ein Schmiermittel in die Hülse 26 eingebracht, bevor der Zapfen 32 eingesetzt wird. Dies ist jedoch nicht unbedingt nötig. Der Ring 30 wirkt neben seiner Führungsfunktion zusätzlich als Dichtung, indem er das Schmiermittel in der Hülse 26 zurückhält und das Eindringen von Schmutz verhindert.

An dieser Stelle sollten noch einmal die besonderen Vorteile beim Zusammenbau der Zentriervorrichtung 10 erwähnt werden, die sich durch die Erfindung ergeben. Es genügt, den Ring 30 in die Ringnut 28 einzusetzen, Schmiermittel in die Hülse 26 einzubringen und den Zapfen 32 durch den Ring 30 hindurchzuschieben. Ineinander eingreifende und ineinander einrastende Teile, wie sie normalerweise bei Zentriervorrichtungen mit Kugelgelenken verwendet werden, und bei denen eine Vormontage der Vorrichtung durchgeführt werden muß, bevor die Endbereiche und das flexible Element zusammengesetzt werden, sind nicht vorhanden. Nach der Erfindung können die Endbereiche, das Zentrierteil und das flexible Element gleichzeitig zusammengesetzt werden. Das Zentrierteil wird lediglich als Blindeinsatz montiert.
Wenn eine flexible Kupplung 12 mit der Zentriervorrichtung 10 ausgerüstet werden soil, werden die Endbereiche 18, 20 der Kupplung 12 an die Enden der Wellen 14,16 angesetzt. Die Wellen 14,16 sind axial frei und können sich zueinander im Winkel verschwenken, wodurch das flexible Element 22 verformt wird. Dabei wird der hülsenförmige Teil 24 gegenüber dem Zapfen 32 im Winkel versetzt, da dieser Teil 24 und der Zapfen 32 an ihren zugehörigen Endbereichen 18, 22 starr befestigt sind. Der Ring 30 wird in Anpassung an die Relativbewegung zwischen dem Teil 24 und dem Zapfen 32 verformt. Der Ring 30 führt den Zapfen 32 weiterhin auch während seiner Verformung und bildet dabei zwangsläufig ein gemeinsames Rotationszentrum für die Wellen 14 und 16. Die birnenförmige Innenkontur der Hülse 26 ist in Anpassung an die Taumelbewegung des Zapfeneiides während der Winkelauslenkung gewählt.

In F i g. 2 ist eine Ausführungsform einer Zentriervorrichtung 34 für eine Wellenkupplung dargestellt, die ähnlich derjenigen der F i g. 1 ausgebildet ist. In die Hülse 36 ragt der mit dem entsprechenden Kupplungsendbereich ein Stück bildende Zapfen 38 hinein. Die Zentriervorrichtung 34 arbeitet mit dem elastischen Ring 40 in der oben schon anhand von F i g. 1 erläuterten Weise.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch-Zentriervorrichtung für eine zwei Wellen mit einem drehelastischen Element verbindende WeI-lenkupplung, bei welcher ein koaxial an einer ersten Welle vorgesehener rotationssymmetrischer Zapfen in die axiale öffnung eines an einer zweiten Welle vorgesehenen hülsenförmigen Teiles hineinragt und von einem direkt an ihm anliegenden, in dem hülsenförmigen Teil befestigten elastischen Ring drehbar geführt ist, dadurchgekennzeichnet, daß der Ring (30, 40) dreieckigen Querschnitt hat, abdichtet und aus halbhartem Material besteht, und daß der Zapfen (32, 38) wie bekannt zylindrisch ist.

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