DE3007348A1 - Wellenkupplung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE Dipl.-Phys. JÜRGEN WEISSE . Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

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Patentanmeldung

Ilie Chivari, Berliner Straße 1, D-4690 Herne 2

Wellenkupplung

Die Erfindung betrifft eine Wellenkupplung, welche einen Knickwinkel zwischen den zu kuppelnden Teilen zuläßt, enthaltend: eine erste Kupplungshälfte, eine zweite Kupplungshälfte, ein Zwischenglied zwischen der ersten und der zweiten Kupplungshälfte, eine erste Lenkeranordnung mit allseits beweglich angelenkten Lenkern, welche die erste Kupplungshälfte mit dem Zwischenglied verbindet, und eine zweite Lenkeranordnung mit allseits beweglich angelenkten Lenkern, welche die zweite Kupplungshälfte mit dem Zwischenglied verbindet.

Eine solche Wellenkupplung ist beispielsweise bekannt durch die US-PS 4 040 270, Fig. 12 und 13.

Bei der bekannten Wellenkupplung sind drei Zwischenglieder in Form zueinander konzentrischer und drehbeweglich

aufeinander gelagerter Ringe vorgesehen. Jeder dieser Ringe ist über einen einzigen Lenker mit der ersten

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Kupplungshälfte und über einen anderen, dem ersten Lenker diametral gegenüberliegenden Lenker mit der zweiten Kupplungshälfte verbunden. Die den drei Zwischengliedern zugeordneten Lenkerpaare sind in der Ruhestellung, d.h. wenn die beiden zu kuppelnden Wellen miteinander fluchten, um 120 gegeneinander winkelversetzt. Die Lenker sind dort über Kugelgelenke allseits beweglich an den Kupplungshälften bzw. an den Zwischengliedern angelenkt. Bei einer anderen Ausführungsform der Kupplung nach US-PS 4 040 270 (Fig. 14) erfolgt die allseits bewegliche Anlenkung über Gummikörper.

Die Kupplung nach der US-PS 4 040 270 gestattet in kinematisch einwandfreier Weise bei winkeltreuer übertragung der Drehbewegung von einer Welle auf die andere einen Radialversatz der Wellen. Die allseits bewegliche Anlenkung der Lenker läßt auch einen Knickwinkel zwischen den Achsen der zu kuppelnden Wellen zu.

Bei der bekannten Kupplung erfolgt die Drehmomentübertragung von der einen Kupplungshälfte über einen Lenker, den Ring und den auf der anderen Seite des Ringes angeordneten anderen Lenker auf die andere Kupplungshälfte. Dabei ist für die Kinematik und die Drehmomentübertragung wesentlich, daß drei Ringe drehbar aufeinander gelagert sind. Das erfordert in der Praxis eine relativ aufwendige Lagerung.

Eine andere bekannte Wellenkupplung mit einem Zwischenglied, das mit der antriebsseitigen und der abtriebsseitigen Kupplungshälfte über je eine Lenkeranordnung verbunden ist, ist Gegenstand der FR-PS 1 475 431. Bei dieser bekannten Wellenkupplung besteht jede Lenkeranordnung aus drei um jeweils 120 gegeneinander winkel-"" versetzten Lenkern. Die antriebsseitige Kupplungshälfte ist ein topfförmiger Körper, an dessen Rand die drei

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Lenker der einen Lenkeranordnung angelenkt sind. Das Zwischenglied ist ein Ring, der innerhalb des topfförmigen Körpers sitzt und mit diesem über die Lenker verbunden ist. Die Lenker erstrecken sich im wesentliehen in ümfangsrichtung. Sie sind über Gummikalotten allseits beweglich angelenkt. Der das Zwischenglied bildende Ring ist mit der scheibenförmigen, innerhalb des Ringes angeordneten abtriebsseitigen Kupplungshälfte ebenfalls über drei um 120 gegeneinander versetzte, sich im wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckende Lenker miteinander verbunden.

Diese bekannte Kupplung gestattet keinen Radialversatz. Die übertragung einer Drehbewegung bei einem Knickwinkel zwischen antriebsseitiger und abtriebsseitiger Umlauf achse ist nur näherungsweise homokinetisch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfach aufgebaute Wellenkupplung zu schaffen, welche in kinematisch einwandfreier Weise bei homokinetischer Übertragung der Drehbewegung einen Knickwinkel zwischen den Umlaufachsen der zu kuppelnden Teile zuläßt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

(a) die erste Lenkeranordnung von einem Paar von diametral einander gegenüberliegenden Lenkern

gebildet ist,
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(b) die zweite Lenkeranordnung von einem Paar von diametral einander gegenüberliegenden Lenkern gebildet ist und

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(c) je ein Lenker des einen Paares in Axialrichtung gesehen fluchtend mit einem Lenker des anderen Paares angeordnet ist und

(d) die diametral einander gegenüberliegenden Lenker sich von dem Zwischenglied aus jeweils im gleichen Drehsinn im wesentlichen in Umfangsrichtung erstrecken.

Die erfindungsgemäße Wellenkupplung gestattet eine kinematisch einwandfreie, homokinetische übertragung der Drehbewegung auch bei einem Knickwinkel zwischen den Umlaufachsen der zu kuppelnden Teile. Bei einem solchen Knickwinkel entfernen sich die Kupplungshälften auf der einen Seite weiter voneinander, während sie sich auf der gegenüberliegenden Seite einander stärker annähern. Diese Abweichungen werden dadurch ausgeglichen, daß die Lenker sich mit ihren an den Kupplungshälften angelenkten Enden aus ihrer Radialebene nach außen bzw. nach innen herausbewegen. Dabei tritt in der Axialprojektion eine Verkürzung der Lenker ein. Dieser "Verkürzung" wird durch eine Schwenkbewegung der Lenker und des Zwischenglieds Rechnung getragen. Es bleibt somit auch bei Auftreten eines Knickwinkels die winkeltreue Übertragung der Drehbewegung erhalten.

Im Gegensatz zu der Kupplung nach der US-PS 4 040 ist bei der Wellenkupplung nach der Erfindung auf beiden Seiten des Zwischenglieds über die axial fluchtenden ™ Lenker jeweils eine unmittelbare Verbindung zwischen den Kupplungshälften hergestellt.

Bei jedem Zwischenglied erfolgt eine Drehmomentübertragung über zwei parallel wirkende Lenker.

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WO

Es sind keine besonderen Vorkehrungen zur Lagerung von Ringen aufeinander erforderlich, wie das bei der US-PS 4 040 270 der Fall ist.

Die Kupplung kann so ausgebildet werden, daß sie auch einen Radial- und/oder Äxialversatz der Wellen auszugleichen vermag.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt einer Wellenkupplung längs der Linie C-D von Fig. 2.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt der Wellenkupplung längs der Linie A-B von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Endansicht einer anderen, für hohe Drehzahlen geeigneten Ausführungsform einer Wellenkupplung in Richtung des Pfeiles S von Fig. 4 gesehen, und

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt dieser Wellenkupplung längs der Linie E-F von Fig. 3.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht einer vereinfachten Wellenkupplung in der Richtung des Pfeils K von Fig. 6 gesehen.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt längs der Linie G-H von Fig. 5.

Die Kupplung von Fig. 1 und 2 enthält eine erste Kupplungshälfte 10 und eine zweite Kupplungshälfte 12. Die erste Kupplungshälfte 10 enthält bei dem darge-

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AO

stellten Ausführungsbeispiel eine Nabe 14 mit einem Flansch 16. Ebenso enthält die zweite Kupplungshälfte 12 eine Nabe 18 und einen dem Flansch 16 zugewandten Flansch 20. Zwischen den Kupplungshälften 10 und 12 sitzen zwei Zwischenglieder 22 und 24. Das Zwischenglied 22 ist ein langgestreckter Teil, der sich (in der Ruhestellung bei fluchtenden Wellen) senkrecht zur Umlaufachse 26 erstreckt und in der Mitte eine Kröpfung 28 aufweist. Das Zwischenglied 24 ist ebenfalls ein langgestreckter Teil, der sich gekreuzt zu dem Zwischenglied 22 senkrecht zur Umlaufachse 26 erstreckt und in der Mitte eine Kröpfung 30 entgegengesetzt zur Kröpfung 28 aufweist. Die Zwischenglieder 22 und 24 greifen mit den Kröpfungen 28 bzw. 30 umeinander, so daß ihre Enden, z.B. 32 und 34, in einer gemeinsamen Ebene liegen.

An dem Flansch 16 sitzen vier Zapfen, von denen in Fig. nur zwei Zapfen 36 und 38 zu sehen sind. Die Zapfen und 38 liegen hinter der Papierebene von Fig. 2, die durch die Linie A-B in Fig. 1 wiedergegeben wird. Zwei weitere Zapfen liegen symmetrisch zu den Zapfen 36 und 38 vor der Papierebene. Die Anordnung ist praktisch die gleiche, wie sie in Fig. 1 für die zweite Kupplungshälfte 12 dargestellt ist. Der Flansch 20 der zweiten Kupplungshälfte 12 trägt vier Zapfen 40,42,44,46 (Fig. 1), von denen in Fig. 2 die Zapfen 42 und 46 sichtbar sind. Die beiden weiteren Zapfen der ersten Kupplungshälfte fluchten mit den Zapfen 40 und 44. Jeder der Zapfen 36,38, der beiden nicht sichtbaren weiteren Zapfen und der Zapfen 40,42,44,46 weist eine kugelförmige Wulst 48 auf.

An den Enden, z.B. 32 und 34, der Zwischenglieder 22 und 24 sitzen auf beiden Seiten Paare von fluchtenden *" Zapfen. In Fig. 2 sind das Paar von Zapfen 50,52 am Ende 3 2 des Zwischenglieds 22 und das Paar 54,56 am

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Ende 34 des Zwischenglieds 24 sichtbar. An den gegenüberliegenden Enden der Zwischenglieder 22 und sitzen in gleicher Weise die Paare von fluchtenden Zapfen 58,60 bzw. 62,64, wobei angenommen ist, daß die Zapfen 58 und 62 auf die erste Kupplungshälfte 10 hin gerichtet sind. Die Zapfen 50,52, 54,56,58,60,62 und 64 weisen an ihren Enden je eine sphärische Wulst 66 auf, die in der gleichen Radialebene liegt wie die sphärische Wulst 48 am Zapfen der benachbarten Kupplungshälfte.

Das Zwischenglied 22 ist mit der ersten Kupplungshälfte 10 durch eine Lenkeranordnung von zwei diametral einander gegenüberliegenden, allseits beweglich angelenkten Lenkern, nämlich dem Lenker 68 (Fig. 2) und einem in Fig. 2 nicht sichtbaren, mit dem Lenker 70 in Fig. fluchtenden Lenker verbunden. Die diametral einander gegenüberliegenden Lenker erstrecken sich von dem Zwischenglied 22 aus jeweils im gleichen Drehsinn, nämlich entgegen dem Uhrzeigersinn, in Umfangsrichtung. Das Zwischenglied 22 ist weiterhin mit der zweiten Kupplungshälfte 12 über eine zweite Lenkeranordnung von zwei diametral einander gegenüberliegenden, allseits beweglich angelenkten Lenkern 70 und 72 verbunden.

Dabei fluchtet in Axialrichtung gesehen jeweils ein Lenker des einen Paares mit einem Lenker des anderen Paares, d.h. beispielsweise fluchtet der Lenker 68 mit dem Lenker 72. In ähnlicher Weise ist das zweite Zwischenglied 24 mit der ersten Kupplungshälfte 10 über eine Lenkeranordnung von zwei diametral einander gegenüberliegenden Lenkern, nämlich dem Lenker 74 in Fig. 2 und einem in den Figuren nicht sichtbaren, mit dem Lenker 76 von Fig. 1 fluchtenden Lenker, verbunden. Das zweite Zwischenglied 24 ist mit der zweiten

Kupplungshälfte 12 über eine zweite Lenkeranordnung verbunden, die aus den diametral einander gegenüberliegenden,

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allseits beweglich angelenkten Lenkern 76 und 78 besteht. Auch hier erstrecken sich die diametral einander gegenüberliegenden Lenker von dem Zwischenglied 24 aus im gleichen Drehsinn, nämlich im Uhrzeigersinn, in ümfangsrichtung. Auch hier fluchtet in Axialrichtung gesehen jeweils ein Lenker des einen Paares mit einem Lenker des anderen Paares, also beispielsweise der Lenker 74 mit dem Lenker 78.

Die beiden Zwischenglieder 22 und 24 sind durch einen Bolzen 80 um eine zentrale Achse, die in der dargestellten Ruhestellung mit der Umlaufachse 26 zusammenfällt, drehbeweglich miteinander verbunden.

Die Lenker 68,70,72,74,76,78 usw. sind jeweils über Gummikalotten allseits beweglich mit den Kupplungshälften 10,12 bzw. den Zwischengliedern 22,24 verbunden. Die Art der Verbindung ist nachstehend anhand des Lenkers 7 2 näher beschrieben. Die übrigen Lenker sind in gleicher Weise ausgebildet.

Der Lenker 72 weist ein brillenförmiges Gehäuse auf, das zwei zylindrische Kammern 82 und 84 bildet. Das Gehäuse 80 bildet auf einer Seite radial nach innen vorstehende Ränder 86,88, welche die ansonsten durchgehenden Kammern 82 bzw. 84 unter Freilassung von öffnungen 90 bzw. 92 begrenzen. Durch die öffnung 92 ragt der Zapfen 52 des Zwischenglieds 22 in die Kammer 84 hinein, so daß die sphärische Wulst 66 zentral

3" in der Kammer 84 sitzt. Von der anderen Seite her ragt der Zapfen 42 der zweiten Kupplungshälfte 12 in die Kammer 82, so daß die sphärische Wulst 48 des Zapfens 42 zentral in der Kammer 82 und in der gleichen Radialebene wie die Wulst 66 des Zapfens 52 sitzt. Eine

Gummikalotte 94 sitzt in der Kammer 82 in dem Ringraum zwischen der Wandung der Kammer 82 und der sphärischen

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Wulst 48. Sie ist in diesen Ringraum eingepreßt und liegt auf einer Seite an dem Rand 86 an, während sie auf der anderen Seite durch einen Ring 96 gehalten wird, der durch einen Sprengring 98 gesichert ist.

In ähnlicher Weise ist eine Gummikalotte 100 in der Kammer 84 in dem Ringraum zwischen der Wandung der Kammer 84 und der spährischen Wulst 66 vorgesehen.

Über diese Gummikalotten 94 und 100 und die Zapfen 42 bzw. 52 ist der Lenker 72 elastisch und allseits beweglich an der Kupplungshälfte 12 bzw. dem Zwischenglied 22 angelenkt.

Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:

Beim Antreiben der ersten Kupplungshälfte 10 erfolgt die Kraftübertragung z.B. über den Zapfen 36, den Lenker 68, den Zapfen 50, den damit fluchtenden Zapfen 52, den mit dem Lenker 68 in Axialrichtung gesehen fluchtenden Lenker 72 und den Zapfen 42 auf die zweite Kupplungshälfte 12. In entsprechender Weise wird die Kraft am entgegengesetzten Ende des Zwischenglieds direkt über die Zapfen 58,60, Lenker 70 und Zapfen auf die zweite Kupplungshälfte 12 übertragen. Das Zwischenglied 22 wird dabei auf Torsion um einen Radius 102 beansprucht. In gleicher Weise erfolgt eine direkte Kraftübertragung über die mit dem Zwischenglied 24 verbundenen Lenker, z.B. 74 und 78.

Der Zapfen 80 verhindert eine Unstabilität, die infolge der Fliehkraft bei unbelasteter Wellenkupplung eintreten könnte, wenn sich ein Zwischenglied 22 oder 24 aus seiner Mittelstellung herausbewegt.

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Bei einem Knickwinkel zwischen der Umlaufachse der ersten Kupplungshälfte 10 und der umlaufachse der zweiten Kupplungshälfte 12, durch welchen beispielsweise die zweite Kupplungshälfte 12 in Fig. 2 etwas im Uhrzeigersinn verschwenkt ist, sind die Flansche 16 und 20 im oberen Teil von Fig. 2 etwas weiter auseinandergezogen, während sie sich im unteren Teil von Fig. stärker einander nähern, als dies in der dargestellten Ruhestellung der Fall ist. Das wird durch eine Schwenkbewegung der Lenker in der Papierebene von Fig. 2 ausgeglichen: Oben schwenkt Lenker 68 entgegen dem Uhrzeigersinn, und Lenker.72 schwenkt im Uhrzeigersinn. Unten schwenkt Lenker 74 entgegen dem Uhrzeigersinn, und Lenker 78 schwenkt im Uhrzeigersinn, und zwar im gleichen Maße wie die oberen Lenker 68,72. Um sich diesen Vorgang zu veranschaulichen ist zu beachten, daß Fig. 2 eine "Momentaufnahme" darstellt und die Lenkerpaare 68,72 und 74,78 nach einer 180 -Drehung ihre Funktionen vertauschen. Es ist weiter zu beachten, daß die Lenker sich nicht radial erstrecken, wie aus Fig. 1 erkennbar ist.

Durch die Verschwenkung der Lenker in der Papierebene von Fig. 2 würde eine scheinbare Verkürzung der Lenker bei Betrachtung in Axialrichtung, d.h. in der Darstellung von Fig. 1 stattfinden. Dieser Verkürzung wird durch eine Schwenkbewegung des Zwischenglieds 22 oder 24 und des Lenkers in Fig. 1 Rechnung getragen. Wenn beispielsweise der Lenker 72 in Fig. 2 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird und sich dadurch in Längsrichtung gesehen,

also in der Darstellung von Fig. 1, verkürzt, dann wird dieser scheinbaren Verkürzung durch eine Schwenkbewegung des Zwischenglieds 22 entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 1 Rechnung getragen, d.h. der Zapfen 52 nähert sich in Umfangsrichtung dem Zapfen 42. Der entgegen

dem Uhrzeigersinn verschwenkte Lenker 68 erfährt die

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gleiche scheinbare Verkürzung, die in gleicher Weise durch die Schwenkbewegung des Zwischengliedes 22 ausgeglichen wird. Der Zapfen 50 nähert sich dabei in ümfangsrichtung dem Zapfen 36. Die Winkellage der Zapfen 36 und 42 zueinander bleibt dabei unverändert.

In gleicher Weise erfolgt der Ausgleich am entgegengesetzten Ende des Zwischenglieds 22. Dort wird der Lenker 70 im Uhrzeigersinn und der damit axial fluchtende, an der ersten Kupplungshälfte 10 angelenkte Lenker entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, und zwar um die gleichen Winkel wie die Lenker 68 und 72. Es erfolgt eine scheinbare Verkürzung der Lenker. Dem wird dadurch Rechnung getragen, daß das Zwischenglied 22 entgegen

Ί5 dem Uhrzeigersinn verdreht wird und sich dabei beispielsweise der Zapfen 60 des Zwischenglieds in Umfangsrichtung dem Zapfen 44 der zweiten Kupplungshälfte 12 nähert. Die gegenseitige Winkellage der an den beiden Kupplungshälften 10,12 vorgesehenen Zapfen bleibt dabei unverändert.

Es erfolgt also eine homokinetische Übertragung der Drehbewegung.

In gleicher Weise erfolgt die Bewegungsübertragung mittels der an dem zweiten Zwischenglied angelenkten Lenker. Die Lenker, z.B. 70 und 72, sind an dem Zwischenglied 22 so angelenkt, daß sie sich beide von diesem Zwischenglied entgegen dem Uhrzeigersinn etwa in Umfangsrichtung erstrecken. An dem Zwischenglied 24 sind alle Lenker, z.B. 76 und 78, so angelenkt, daß sie sich von diesem Zwischenglied 24 im Uhrzeigersinn von Fig. 1 etwa in Umfangsrichtung erstrecken.

In ähnlicher Weise gestattet die Kupplung bei homo-

kinetischer übertragung der Drehbewegung auch einen

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Radialversatz der Wellen.

Es sei einmal angenommen, daß sich bei feststehender Kupplungshälfte 10 die Kupplungshälfte 12 parallel nach unten in Fig. 2 bewegt wird. Bei einer solchen Bewegung wird z.B. der Zapfen 42 des Lenkers 7 2 nach unten bewegt, während der in Ruhestellung damit fluchtende Zapfen 36 des Lenkers 68 an seiner Stelle verbleibt. Die Zapfen 50 und 52 bleiben aber fluchtend, und die Abstände der Zapfen 36,50 bzw. 42,52 bleiben durch die Lenker 68 und 72 vorgegeben. Es erfolgt eine Ausgleichsbewegung einmal in Form einer Schwenkbewegung der Lenker um die Zapfen und zum anderen in Form einer Schwenkbewegung des Zwischenglieds 22 um eine zu seiner Längsrichtung senkrechte, in der Papierebene von Fig. liegende Achse. Die Abwärtsbewegung des Zapfens 4 2 gegen den Zapfen 52 wird dadurch kompensiert, daß sich einmal der Lenker 7 2 entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 1 um den Zapfen 52 verschwenkt und außerdem das Zwischenglied 22 und der Lenker 7 2 sowie damit auch der Lenker 68 eine Ausgleichsbewegung aus ihren Ebenen, z.B. der Papierebene von Fig. 1 heraus ausführen. Die Zapfen 36 und 42 bleiben dabei in der Papierebene von Fig. 2.

Ähnlich ist das Verhalten der Kupplung bei einem Radialversatz in horizontaler Richtung in Fig. 1.

Die Kupplung gestattet also auch bei einem Radialversatz ^O eine winkeltreue oder homokinetische Übertragung der Drehbewegung.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ist eine erste Kupplungshälfte mit 104 und eine zweite Kupplungshälfte

^OJ mit 106 bezeichnet. Zwischen den beiden Kupplungshälften

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sind ein erstes Zwischenglied 108 und ein zweites Zwischenglied 110 angeordnet.

Die erste Kupplungshälfte 104 enthält eine Nabe 112 mit vier radialen Armen, die jeweils um 90° gegeneinander winkelversetzt sind und von denen in dem Schnitt von Fig. 4 nur der Arm 114 sichtbar ist. Die zweite Kupplungshälfte 106 enthält eine Nabe 116 mit vier radialen Armen 118,120,122 und 124, die in Fig. 3 erkennbar sind und von denen in dem Schnitt von Fig. nur der Arm 118 sichtbar ist.

Die Zwischenglieder 108 und 110 enthalten Ringe 126 bzw. 128. Der Ring 126 weist einen Lageransatz 130 auf der einen Seite und einen gleichartigen Lageransatz 132 auf der diametral gegenüberliegenden Seite auf, wobei in dem Schnitt E-F von Fig. 3 nur der Lageransatz 130 sichtbar ist. Der Ring 128 weist einen Lageransatz 134 auf der einen Seite und einen gleichartigen Lageransatz 136 auf der diametral gegenüberliegenden Seite auf. Die Lageransätze 134 und 136, die in dem Schnitt von Fig. 4 nicht sichtbar sind, sind in gleicher Weise aufgebaut wie der noch zu beschreibende Lageransatz 130.

Der Arm 114 endet in einem zylindrischen, an beiden Enden offenen Gehäuse 138. Auf der einen Seite bildet das Gehäuse 138 einen nach innen vorstehenden Rand 140. Zentral in dem Gehäuse 138 sitzt eine Achse oder ein Zapfen 142 mit einer Wulst 144 in der Mitte. In dem Ringraum zwischen der Innenwandung des Gehäuses 138 und der Achse 142 ist eine Gummikalotte 146 angeordnet.

Die Gummikalotte 146 ist in den Ringraum eingepreßt, bis sie an dem Rand 140 zur Anlage kommt. Auf der

gegenüberliegenden Seite wird die Gummikalotte 146 von einem in das Gehäuse 138 eingesetzten Ring 148

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gehalten, der von einem Sprengring 150 gesichert ist. Auf diese Weise ist die Achse 142 elastisch und allseits beweglich in dem Gehäuse 138 gelagert.

Die Enden der Achsen 142 ragen zu beiden Seiten aus dem Gehäuse 138 heraus. Jedes der Enden weist einen abgeflachten Abschnitt 152,154 mit einander gegenüberliegenden Planflächen und einen Gewindeabschnitt 156,158 auf. Auf jedem der abgeflachten Abschnitte 152 und 154 sitzt ein laschenartig ausgebildeter Lenker 160,162, welcher jeweils mit einem Durchbruch 163 zwischen der durch die Abflachung gebildeten Schulter und einer auf den Gewindeabschnitt 156,158 aufgeschraubten Mutter 164,166 gehalten ist. Die Durchbrüche 163 bilden dabei gerade Kanten, welche an den Planflächen anliegen, wodurch die Lenker undrehbar mit den Achsen 142 verbunden sind. Jeder der Arme 114 und 118, 120,122,124 der Kupplungshälften 104,106 trägt eine in dieser Weise aufgebaute Lageranordnung, die in Fig. 4 generell mit 168 bezeichnet ist. In Fig. 4 sieht man die Lageranordnung 168 der Kupplungshälfte 104. Es sind an den übrigen Armen der Kupplungshälfte 104 noch drei weitere solche Lageranordnungen vorgesehen, die in den Figuren nicht sichtbar sind. In Fig. 3 sind die Lageranordnungen 170,172,174 und 176 sichtbar, die an den Armen 118,120,122 bzw. 124 sitzen. Die Arme und Lageranordnungen an der ersten Kupplungshälfte 104 sind in Axialrichtung S gesehen fluchtend hinter den Armen 118,120,122,124 und Lageranordnungen 170,172,174,176 angeordnet.

Die Lageransätze 130 und 132 des ersten Zwischenglieds 108, von denen nur der Lageransatz 130 im einzelnen beschrieben wird, enthalten in Axialrichtung nach beiden Seiten des Ringes 126 sich erstreckende Arme 178,180. Die axialen Arme 178,180 tragen an ihren

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Enden je eine Lageranordnung 182 bzw. 184 nach Art der Lageranordnung 168. Dabei sind die Längen der Arme 178 und 180 so gewählt, daß die Lageranordnungen 182 und 184 der Lageransätze 130,132 und 134, 136 der Zwischenglieder 108 bzw. 110 in den gleichen Ebenen und auf den gleichen Teilkreisen liegen wie die Lageranordnungen 168 u.a. und 170,172,174,176 der ersten und zweiten Kupplungshälfte 104 bzw. 106.

Es ist nun, wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, die Achse 142 jeweils einer Lageranordnung, z.B. 168, der ersten Kupplungshälfte 104 durch ein Paar von laschenartigen Lenkern 160,162 mit der in Fig. 4 linken Lageranordnung des benachbarten Lageransatzes eines Zwischenglieds, in dem Beispiel des Zwischenglieds 110, verbunden. Dabei sind die Lenker in der beschriebenen Weise undrehbar an der Achse dieser Lageranordnung befestigt.

in gleicher Weise sind die in Fig. 4 rechten Lageranordnungen, z.B. 184, der Lageransätze 130,132,134,136 der Zwischenglieder 108,110 über Paare von laschenartigen Lenkern 186,188 bzw. 190,192 bzw. 194,196 bzw. 198,200 mit den benachbarten Lageranordnungen 172,176,170 bzw. 174 verbunden.

Die Zwischenglieder 108,110 sind im Bereich der Lageransätze 130,132 bzw. 134,136 über bogenförmige Gleitflächen 202,204 bzw. 206,208 auf dem Ring 128 bzw. 126 des jeweils anderen Zwischenglieds 110 bzw. 108 drehbar gelagert.

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Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist im Prinzip die gleiche wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2. Die Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ist jedoch besonders geeignet für Wellenkupplungen, die bei hohen Drehzahlen arbeiten müssen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 bilden nämlich die Lenker das Gehäuse für die Lagerung. Dieses Gehäuse ist auf Zapfen gelagert, die von der Kupplungshälfte bzw. dem Zwischenglied nach jeweils einer Seite vorstehen. Dadurch erhalten die Lenker eine relativ große Masse, so daß bei hohen Drehzahlen hohe Zentrifugalkräfte wirksam sind. Diese hohen Zentrifugalkräfte wirken einseitig auf die Zapfen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 sind die Verhältnisse in dieser Hinsicht wesentlich günstiger: Die Gehäuse für die Lageranordnungen sitzen fest an den Kupplungshälften oder Zwischengliedern. Die Lenker sind relativ leichte Laschen. Diese Laschen sitzen symmetrisch zu beiden Seiten der Lageranordnungen. Die Massen und damit die Zentrifugalkräfte sind in zwei Hälften aufgeteilt, die auf je ein aus der Lageranordnung herausragendes Ende der Achse wirken. Es wirken so nur die halben Kräfte an einem kürzeren Arm. Dadurch kann die Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 auch bei Drehzahlen eingesetzt werden, bei denen bei anderen Kupplungen die Fliehkräfte Probleme mit sich bringen. Wenn die Kupplung nach Fig. 3 und 4 auch einen Radial-

^O versatz der Wellen zulassen soll, müssen die Gleitflächen 202 und 204 entfallen.

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' Fig. 5 und 6 zeigen eine vereinfachte Ausführung der Wellenkupplung. Bei dieser vereinfachten Ausführung ist statt zweier Zwischenglieder mit zugehörigen Lenkeranordnungen nur ein Zwischenglied 210 vorgesehen. Das Zwischenglied 210 bildet einen Ring 212 mit diametral einander gegenüberliegenden, radial nach außen ragenden Armen 214 und 216. Der Arm 214 trägt ein Paar von fluchtenden, axialen Zapfen 218,220 auf gegenüberliegenden Seiten mit Wülsten 222 und 224. Die Wülste 222,224 sind von je einer Gummikalotte 226,228 umgeben, die in einer zylindrischen Ausnehmung 230,232 je eines Lenkers 234 bzw. 236 sitzt. Die Gummikalotten 226 und 228 sind jeweils zweiteilig und um die Wülste 222 und 224 herumgesetzt. Die Enden der Gummikalotten,

•5 z.B. der Gummikalotte 226, sind durch im wesentlichen konische Blechteile 238,240 mit abgewinkelten Rändern und 244 abgedeckt, wobei der Rand 242 jeweils einen radialen Flansch und der Rand 244 einen axialen Kragen bildet. Der Blechteil 240 liegt mit dem Rand 242 an einem

*^u radial einwärts vorstehenden Rand 246 des Lenkers 234 an. Der Rand 242 des Blechteils 238 wird durch einen in die Ausnehmung 230 eingesetzten Ring 248 gehalten, der durch einen Sprengring 250 gesichert ist.

In gleicher Weise sind die Lenker 234 und 236 an Zapfen 252 bzw. 254 der (nicht dargestellten) ersten bzw. zweiten Kupplungshälfte elastisch angelenkt.

Auf der diametral gegenüberliegenden Seite sind an dem

Arm 216 Zapfen 256 und 258 angebracht, an denen in der gleichen Weise, wie oben beschrieben wurde, Lenker 260 bzw. 262 elastisch angelenkt sind. Diese Lenker 260,262 sind in nicht dargestellter Weise ähnlich wie die

Lenker 234 und 236 an der ersten bzw. der zweiten 35

Kupplungshälfte angelenkt.

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Es ist zweckmäßig, das Zwischenglied 210 zentriert zu halten, um eine Auswärtsbewegung unter dem Einfluß der Fliehkraft bei Leerlauf auszuschließen. Beim Arbeiten unter Last erfolgt eine Zentrierung durch die übertragenen Drehmomente.

Wenn nur ein Knickwinkel zwischen den Wellenachsen aber kein Radialversatz auftritt, kann die Zentrierung durch eine zwischen den Kupplungshälften angeordnete, feststehende Lagerung erfolgen. Wenn auch ein Radialversatz auftritt, kann das Zwischenglied 210 elastisch an die Mittellage gefesselt sein. Das ist in Fig. 5 durch die Federn 264 und 266 angedeutet.

Das Zwischenglied 210 ist mit dem Ring 212 und dem zentralen Durchbruch 268 so ausgebildet worden, daß sich eine Welle dort hindurcherstrecken kann. Auch bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2 können die Zwischenglieder als an- oder aufeinander gelagerte Ringe ausgebildet sein, die den Durchtritt einer zentralen Achse oder Welle gestatten.

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Leerseite

Claims (7)

1. Patentansprüche

   λ.) Wellenkupplung, welche einen Knickwinkel zwischen

   den zu kuppelnden Teilen zuläßt, enthaltend: 10

   eine erste Kupplungshälfte,

   eine zweite Kupplungshälfte,

   ein Zwischenglied zwischen der ersten und der zweiten Kupplungshälfte,

   eine erste Lenkeranordnung mit allseits beweglich angelenkten Lenkern, welche die erste Kupplungshälfte mit dem Zwischenglied verbindet und

   eine zweite Lenkeranordnung mit allseits beweglich angelenkten Lenkern, welche die zweite Kupplungshälfte mit dem Zwischenglied verbindet, 25

   dadurch gekennzeichnet, daß

   (a) die erste Lenkeranordnung von einem Paar von diametral einander gegenüberliegenden

   Lenkern (68...) gebildet ist,

   (b) die zweite Lenkeranordnung von einem Paar von diametral einander gegenüberliegenden Lenkern

   (70,72) gebildet ist und
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   Cc) je ein Lenker (68) des einen Paares in

   Axialdichtung gesehen fluchtend mit einem Lenker (72) des anderen Paares angeordnet ist und

   (d) die diametral einander gegenüberliegenden

   Lenker (68..,10,12) sich von dem Zwischenglied (22) aus jeweils im gleichen Drehsinn im wesentlichen in Umfangsrichtung erstrecken. 10
2. 2. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   (a) zwei Zwischenglieder (22,24) um die Umlaufachse (26) gegeneinander winkelversetzt angeordnet

   sind und

   (b) jedes Zwischenglied (22,24) über ein erstes Paar von diametral einander gegenüberliegenden Lenkern (68...;74. . .) mit der ersten

   Kupplungshälfte (10) und über ein zweites Paar von diametral einander gegenüberliegenden, in Axialrichtung gesehen fluchtend mit den Lenkern des ersten Paares angeordneten Lenkern (7O,72;76,78) mit der zweiten Kupplungs

   hälfte (12) verbunden ist.
3. 3. Wellenkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenglieder (22,24) um eine zentrale

   Achse (26) drehbeweglich miteinander verbunden sind.
4. 4. Wellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker jeweils über Gummikalotten (94,100) allseits beweglich

   mit den Kupplungshälften (10,12) bzw. dem Zwischenglied (22,24) verbunden sind.

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5. 5. Wellenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

   (a) jeder Lenker (72) ein Gehäuse (80) bildet,

   in welchem Gummikalotten (94,100) gehaltert

   sind,

   (b) an den Kupplungshälften (10,12) bzw. den Zwischengliedern (22,24) Zapfen (42,52) sitzen, welche in die Gehäuse (80) der

   betreffenden Lenker (72) hineinragen und

   in den Gummikalotten (94,100) gehalten sind.
6. 6. Wellenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

   (a) an den Kupplungshälften (104,106) bzw. den Zwischengliedern (108,110) Gehäuse (138) gebildet sind, in welchen Gummikalotten (146) gehaltert sind,

   (b) in den Gummikalotten (146) jeweils eine Achse oder ein Zapfen (142) elastisch gehaltert ist, der zu beiden Seiten axial aus dem Gehäuse (138) herausragt, und

   (c) die herausragenden Enden der Zapfen (142)

   an den Kupplungshälften (104,106) und Zwischengliedern (108,110) durch je einen

   laschenartig ausgebildeten Lenker (160,162) miteinander verbunden sind.

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7. 7. Wellenkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet/ daß

   (a) an den Enden der Zapfen (142) Paare von

   5 gegenüberliegenden Planflächen vorgesehen

   sind und

   (b) die laschenartig ausgebildeten Lenker (160,162) mit Durchbrüchen (163) auf den

   10 Zapfen (142) sitzen, wobei diese Durchbrüche

   (163) gerade Kanten bilden, welche an den Planflächen anliegen.

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