DE594250C - Universalgelenk, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Universalgelenk, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem die Übertragung der Bewegung von der einen Welle zur andern über zwei Reihen von in einem Zwischenkörper angeordneten Gummiblöcken erfolgt.

Bei bekannten Universalgelenken sind die beiden Enden der Wellen unmittelbar in einen Gummiblock eingebettet. Es werden daher sämtliche von der treibenden auf die angetriebene Welle übertragenen Kräfte unmittelbar durch den Gummiblock weitergeleitet. Infolgedessen muß der Gummikörper so' große Beanspruchungen aufnehmen, daß sehr schnell eine Gefügeänderung des Gummiblocks eintritt, was für den weiteren Betrieb des Gummiblocks nachteilig ist. Ein weiterer Mangel der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß zwischen der antreibenden und ao der getriebenen Welle keine nennenswerte axiale Verschiebung stattfinden kann.

Auch bei anderen bekannten Vorrichtungen, deren ,treibende-und angetriebene Welle mit bügelartigen, gummibewehrten Ansätzen versehen sind, ist eine gegenseitige axiale Verschiebung der Welle nicht möglich.

Der sich daraus ergebende Nachteil ist nach' der Erfindung dadurch behoben, daß die Gummiblöcke in dem frei spielenden Zwischenträger mit ihren Längsachsen im wesentlichen parallel zu den Längsachsen der durch das Gelenk miteinander verbundenen Wellen angeordnet sind. Auf diese Weise ist erreicht, daß eine ausreichende Axialbewegung zwischen den Wellen stattfinden kann, wenn, wie bei einem Universalgelenk, die Verwendung von Keilen vermieden werden soll.

Zweckmäßig ist jeder Gummiblock mit einem nachgiebigen Kern und einer nachgiebigen Außenhülse versehen. Das hat gegenüber den bekannten Vorrichtungen den Vorteil zur Folge, daß der Gummi, wenn überhaupt, nur selten unter Spannung steht.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel dargestellt.

Fig. ι ist eine Draufsicht auf das Universalgelenk nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie 3-3 in Fig. i.

Fig. 4 veranschaulicht eine Seitenansicht eines zum Teil im Schnitt dargestellten Universalgelenks nach der Erfindung.

Fig. S zeigt das in Fig. 4 dargestellte Universalgelenk in einer anderen Stellung.

Fig. 6 ist die Draufsicht' auf eines der bei dem Universalgelenk verwendeten elastischen Zwischenglieder.

Fig. 7 zeigt in größerem Maßstab einen

Teilquerschnitt durch den elastischen Block.

An der antreibenden Welle ist ein Flansch 9

befestigt, während an der angetriebenen Welle ein Flansch 10 o. dgl. festgemacht ist. An

jedem Flansch 9 bzw. 10 sind mittels Schrauben, Bolzen 12 o. dgl. mehrere Armen befestigt Zwischen den Flanschen 9 und 10 ist ein Träger 13 angeordnet, der ails zwei gleichen Preßstücken besteht. Diese Preßstücke sind durch Nieten 14 o.dgl. zusammengehalten. Jedes Preßstück 13 weist eine Vertiefung auf, die mit einer entsprechenden Vertiefung des anderen Preßstückes ein Gehäuse 15 bildet, sobald die Preßstücke miteinander verbunden sind. Im ganzen sind vier derartiger Gehäuse vorhanden. Die Gehäuse 1.5 dienen zur Aufnahme von elastischen Körpern 16 und \-erhindern eine Ver-Schiebung der elastischen Körper 16 unter dem Einfluß von Stoßen und Schlägen, die über die Flansche 9 und 10 auf die elastischen Körper 16 übertragen werden. Die an den Flanscheng und ϊο befestigten Teilen sind in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise durch die Mitte von abwechselnd aufeinanderfolgenden elastischen Körpern 16 hindurchgeführt. Die Arme 11 sind an dem mittleren Teil des nachgiebigen Körpers 16 durch die Schraubenbolzen 12 befestigt. An dem Arm 11 sind Ansätze vorgesehen, gegen welche die elastischen Körper 16 durch die Schrauben 12 gepreßt werden.

Der nachgiebige Block 16 ist mit einer äußeren Hülse 17 f Fig. 6 und 7) versehen, die aus mehreren Gewebe- und Gummischichten besteht. An der Hülse 17 ist ein aus Gummi bestehendes Zwischenglied iS befestigt. Ein mittlerer Kern 19 besteht aus mehreren abwechselnd angeordneten Gewebe- und Gummi- oder zweckmäßig Drahtgewebe- und Gummischichten, die miteinander verbunden sind. Der Durchmesser des inneren Kernes 19 ist etwas kleiner als der äußere Durchmesser des Armes n, der durch die Innenöffnung des Kerns 19 hindurchgesteckt werden muß. Es hat sich herausgestellt, daß hierdurch der Arm 11 nicht nur sehr fest in der Innenöffnung des Kerns 19 gehalten werden kann, sondern auch mit einer gewissen Pressung in das aus Gummi bestehende Zwischenglied 18 eingesetzt werden kann.

Es hat sich ferner als wichtig herausgestellt, daß die äußere Hülse 17 einen äußeren Durchmesser erhält, der etwas größer ist als der innere Durchmesser der in dem Träger 13 gebildeten Gehäuse 15. Die äußere Hülse 17 ist beim Ausführungsbeispiel nicht vollkommen starr, sondern in ausreichender Weise zusammenpreßbar, so daß beim Einzwängen der Hülse 17 in die im Durchmesser kleineren -Trägergehäuse 15 gleichzeitig die aus Gummi bestehenden Zwischenglieder 18 des Blockes 16 unter eine gewisse Vorspannung gesetzt werden.

Damit die elastischen Blöcke 16 in dem Träger 13, in dem sie festgehalten werden, frei bewegt werden können, sind die Gehäuse 15 nach beiden Seiten hin offen und mit ringförmigen, nach innen ragenden Flanschen 20 versehen, die über das äußere Ende der äußeren Hülse 17 der elastischen Körper 16 hinausragen. Diese Flansche 20 verhindern eine Verschiebung oder ein Herausgleiten der elastischen Körper 16 während des Betriebes der Kupplung.

Die den Träger 13 bildenden Preßstücke sind mit Flanschen 21 versehen, welche die Konstruktion verstärken und gleichzeitig Ausstrahlflächen darstellen, damit die durch die Trägheitsverluste in der Gummimasse der Blöcke während des Betriebes wenigstens theoretisch entstehenden geringen Wärmemengen abgeleitet oder verteilt werden können.

Sind die antreibende und die angetriebene Welle vollkommen gleichgerichtet (Fig. 4), an denen die Flansche 9 und 10 befestigt sind, dann nehmen die elastischen Körper 16 und der Träger 13 die aus dieser Figur ersichtliche Lage ein. Bei diesem Betriebszustand stehen die elastischen Körper 16 infolge der Bauart des Gelenkes unter einer Vorspannung, jedoch sind die Körper 16 keinerlei Beanspruchungen unterworfen, welche die Körper ver- drehen könnten. Wird jedoch die angetriebene Welle, an welcher der Flansch 10 befestigt ist, in eine Schräglage zur antreibenden Welle gebracht, an welcher der Flansch 9 befestigt ist, dann nehmen die einzelnen Teile die aus den Fig. 2 und 3 ersichtliche Lage ein. Die elastischen Körper 16 sind (hauptsächlich winklig) in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise verdreht. Dabei werden sie nur sehr wenig (hauptsächlich in der Längsrichtung) verformt.

Wenn die antreibende und die angetriebene Welle winklig und in der Längsrichtung zueinander verschoben sind, wie Fig. 5 zeigt, dann werden die mittleren Kerne 19 der elastischen Körper 16 durch die an dem angetriebenen Flansch 10 und an dem antreibenden Flansch 9 befestigten Teile 11 vorwärts gestoßen. Auf diese Weise ist die relative Längsverschiebung zwischen den Wellen durch sämtliche elastische Körper aufgenommen.

Bei der Entwicklung der neuen Kupplung stellte sich heraus, daß die elastischen Körper 16 höchst befriedigende Ergebnisse lieferten, wenn in dem zwischen dem Kern 19 und der Hülse 17 eingeschalteten Gummizwischenglied 18 eine ringförmige Nut 32 vorgesehen ist. Bei Verwendung einer derartigen Nut arbeitet das Gummizwischenglied 18 besser. Es stellte sich heraus, daß das Zwischenglied 18 sich während des Betriebes der Kupplung freier ausdehnte und zusammenpreßte, ohne

daß der Gummi selbst beschädigt wurde. Es würde jedoch auch gefunden, daß bei Verwendung einer Nut, welche die mit strichpunktierter Linie in Fig. 7 dargestellte Form aufweist, die beim Betrieb des Gummis in der Kupplung erzeugten Spannungen ein Brechen des Gummis an den nahe dem Kern 19 gelegenen Stellen zur Folge hatte. Gab man jedoch der Nut die in Fig. 7 mit der Ziffer 32 bezeichnete Form, so konnten die Spannungen ausgeglichen werden und ein gleichmäßiges Arbeiten der ganzen Gummimasse in dem elastischen Körper 16 erzielt werden. Die in Fig. 7 mit der Ziffer 32 bezeichnete Kurve gibt die Gewähr, daß an allen Stellen von der Befestigungsstelle des Körpers 16 am Kern 19 aus bis zu der Stelle der größten Tiefe der Nut 32 eine im wesentlichen gleichmäßige Gummimasse an dem elastischen Körper 16 vorhanden ist. Mit anderen Worten, die Gummiblöcke sind nahe der Kerne 19 stärker und an ihrem Umfang schwächer ausgebildet. Der Unterschied in der Stärke gleicht den Flächenunterschied der wachsenden Umf angsflächen der Gummiblöcke aus.

Obgleich die beste Form dieser Nuten auf empirischem Wege festgestellt worden ist und in den Zeichnungen diese Form so angenähert wie möglich dargestellt worden ist, könnte die Regel mathematisch dadurch bestimmt werden, daß, wenn der Gummiblock als aus mehreren konzentrischen: Ringen gleicher Stärke angesehen wird, jeder Ring die gleiche Gummimasse wie jeder andere Ring enthalten muß. Die Nuten müssen, an beiden Enden des Blockes eine solche Form haben, daß jeder der aufeinanderfolgenden Ringe diese bestimmte und gleichmäßige Gummimasse enthält.

Der innere Kern 19 wird zweckmäßig aus mehreren Schichten hergestellt, die aus Drahtgewebe, zweckmäßig Messingdrahtgewebe, bestehen.

Zur sicheren Befestigung des elastischen Körpers 16 in dem Träger 13 wird eine äußere Hülse 17 verwendet, mit deren Hilfe der Block fest in den Träger 13 eingepaßt werden kann, ohne daß eine relative Bewegung zwischen dem elastischen Block und dem Träger 13 möglich wäre.

Zweckmäßig wird die äußere Hülse 17 zusammenpreßbar ausgeführt, damit sie sich besser in den Träger einbringen läßt. Die Zusammenpreßbarkeit der äußeren Hülse ist ferner deswegen von Wichtigkeit, damit ein Block verwendet werden kann, dessen Umfang größer ist als der innere Umfang der Gehäuse 15.

Die Verwendung einer zusammenpreßbaren äußeren Hülse 17 und eines dehnungsfähigen inneren Kerns 19 trägt dazu bei, ein Gleiten zwischen dem Träger 13 und der äußeren Hülse sowie dem Kern 19 und den Armen 11 zu verhindern.

Zweckmäßig besteht der Träger 13 aus zwei Stahlpreßstücken, von denen jedes mit vier um je 90° zueinander versetzten Gehäusen versehen ist. Die Mittelpunkte dieser Gehäuse haben sämtlich den gleichen Abstand von dem Mittelpunkt des Trägers. Jedes der beiden Preßstücke ist durch nach innen gerichtete, am Umfang vorgesehene Flansche verstärkt, die zwischen den Gehäusen angeordnet sind und die auch die Ausstrahlfläche der Preßstücke vergrößern. Alle Gehäuse des Trägers 13 liegen in der gleichen Ebene. Sie haben alle den gleichen Abstand von einer gemeinsamen Achse. Hierdurch ist jeder elastische Block 16 in dem Träger 13 in bezug auf die anderen in dem Träger 13 angeordneten Teile festgehalten, so daß alle antreibenden und getriebenen Zapfen der treibenden und getriebenen Wellen in bestimmter Weise zentriert sind und während des Betriebes in jeder Winkellage bei Aufrechterhaltung ihrer vollen Betriebsbedingungen gehalten werden. Mittels eines derartigen Trägers können die elastischen Körper in dem Träger derart angeordnet werden, daß alle auf das Universalgelenk ausgeübten Beanspruchungen auf alle elastischen Körper verteilt werden; wird z. B. in dem Fall, in dem bei der Antriebswelle zwei Universalgelenke Verwendung finden, ein Stoß in Achsrichtung ausgeübt, dann wird jedes Blockpaar in jedem der Universalgelenke in einem solchen Maße beansprucht, daß die Ausstoßung des Blockpaares ein Viertel des Betrages der gesamten Relativendbewegung der Wellen ausmacht.

Um eine freie Luftzirkulation um die elastischen Blöcke 16 herum sowie die Formveränderung der Blöcke 16 zu ermöglichen, sind beide Enden der Gehäuse 15 offen und mit Ringflanschen 20 versehen. Ohne die Verwendung der Ringflanschen 20, welche die Ränder der elastischen Körper 16 umgreifen, würden die elastischen Körper 16 bei einem Stoß in Achsrichtung gegenüber den miteinander verbundenen Wellen aus. der Vorrichtung heraus verschoben werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Universalgelenk, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem die Übertragung der Bewegung von der einen Welle zur andern über zwei Reiben von in einem Zwischenkörper angeordneten Gummiblöcken erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiblöcke (16) in dem frei spielenden Zwischenträger (13) mit ihren Längsachsen im wesentlichen parallel zu

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   den Längsachsen der durch das Gelenk miteinander verbundenen Wellen angeordnet sind.
2. 2. Universalgelenk nacli Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zwischenträger (13) mehrere schalenförmig^ Ansätze (15) vorgesehen sind, in denen die Gummiblöcke (16) unter Druckspannung gehalten werden.
3. 3. Universalgelenk nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schalenförmigen Ansätze (15) an dem Zwischenträger (13) im gleichen Abstand voneinander angeordnet und mit Flanschen (20) versehen sind, die zum Festhalten der Gummiblöcke (16) dienen.
4. 4. Universalgelenk nach den Ansprüchen 2 und 3, bei dem jeder Gummiblock zwischen einem inneren Kern und einer äußeren Hülse eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die treibende und die getriebene Welle mit den nachgiebigen Gummiblöcken (16) zentral zu den schalenförmigen Ansätzen (15) und unabhängig von dem Zwischenträger (13) verbunden sind.
5. 5. Universalgelenk nach den Ansprü* eben ι bis 4, bei dem die Gabelköpfe der Wellen mit seitlichen und einander gegenüberliegenden Annen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Arme (11) sowie durch mittlere Öffnungen der Gummiblöcke (16) Bolzen (12) hindurchgeführt sind, die zur Befestigung der Arme an den in dem Zwischenträger (13) festgehaltenen Gummiblöcken dienen.
6. 6. Universalgelenk nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kern (19) oder die äußere Hülse (17) der Gummiblöcke (16) oder beide Teile aus nachgiebigem Baustoff, zweckmäßig in Form von einzelnen Gummi- und Drahtgewebe- oder Segeltuchschichten bestehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen