CH472596A - Einrichtung zur Verbindung zweier Wellen mittels einer Kardanwelle - Google Patents

Description

      Einrichtung        zur        Verbindung    zweier Wellen mittels einer Kardanwelle    Das Hauptpatent betrifft eine Einrichtung zur Ver  bindung zweier axialen und/oder winkligen und/oder  parallelen Verschiebungen ausgesetzter Wellen mittels  einer Kardanwelle, wobei zur Verbindung jedes der bei  den Enden der Kardanwelle mit je einem :Ende der bei  den anderen Wellen je :eine zentrierende Gelenkhebel  kupplung und jeweils mindestens drei Gelenkhebeln  dient, die über Gelenke an der einen bzw. anderen Welle  und der Kardanwelle     angreifen.     



  Bei dieser Einrichtung     sind    dabei die Gelenke der  beiden     Gelenkhebelkupplungen    als     sphärische    Gelenke  ausgebildet. Die dort zur Verwendung kommenden     Ge-          lenkhebelkupplungen    sind statisch bestimmt, d. h., bei  axialer oder     kardanischer    Bewegung der beiden Wellen  zueinander treten keine     Verspannungskräfte,    auf und  die     Rückstellkräfte    resultieren nur aus der     kardanischen     Bewegung der Kugelgelenke der Gelenkhebel.

   Bei einer  Kupplung mit vier Gelenkhebeln oder einer     sogenannten          Mehrlenkerkupplung    treten bei einer     kardanischen    Be  wegung der Wellen zueinander     Zwangskräfte    auf, die bei  der Verwendung von Gummikugelgelenken     durch    die  radiale     Einfederungsmöglichkeit        derselben    in minima  len Grenzen gehalten werden.

   Sind die Gelenkhebel wie  bei der Anordnung nach dem Hauptpatent am     Umfang          gleichsinnig    angeordnet, so tritt bei einer axialen     Bewe@-          gung    der einen Welle gegenüber der     anderen    keine       Zwangskraft    auf; es findet jedoch hierbei dann bei einer  axialen Bewegung eine minimale     Verdrehung    der Wel  len     gegeneinander    statt.

   Solche     zentrische        Gelenkhebel-          kupplungen    werden daher     zweckmässigerweise    dort an  gewandt, wo eine grosse axiale Bewegungsmöglichkeit       der    Wellen     gegeneinander    erwünscht ist. Ist eine axiale       Auslenkung    vorhanden, tritt bei     .einer    Drehmoment  übertragung infolge der Schrägstellung der Gelenkhebel  eine     Axialkräft    auf, d. h., die     Kardanwelle    muss durch  wenigstens eine der     Gelenkhebelkupplungen    axial ge  führt sein.

   Bei der im Hauptpatent beschriebenen zen  trischen     Gelenkhebelkupplung    mit gleichsinnig angeord  neten Gelenkhebeln werden bei der     Übertragung    eines  Drehmomentes je nach Drehrichtung alle     Gelenkhebel       auf Zug oder alle auf Druck beansprucht. Bei einer Zug  beanspruchung der Gelenkhebel ist, bezogen auf die bei  einer     Axialverschiebung    der Wellen auftretenden Axial  kräfte, eine stabilisierende Wirkung vorhanden, da mit  grösser werdendem Drehmoment auch die Rückwirkung  zum Zentrum grösser wird.

   Bei einer Druckbeanspru  chung dagegen wird mit grösser werdender     Axialbewe-          gung    die     auslenkende        Axialkraft    grösser. Infolge dieses  Unterschiedes bezüglich der     verschiedenen    Drehrichtun  gen sind das kritische Drehzahlverhalten und die Am  plituden für die     Axialbewegungen    verschieden.  



  In Weiterentwicklung des Gegenstandes des Haupt  patentes ist die Aufgabe gestellt, eine Einrichtung mit       Gelenkhebelkupplungen    zu schaffen, welche eine gute       kardanische    und axiale Bewegungsmöglichkeit bei zen  trischer Führung der Wellen zueinander besitzen, bei  denen jedoch bei axialen und     kardanischen        Auslenkun-          gen    keine     Axialkraft    auftritt und bei denen das kritische  Drehzahlverhalten in axialer Richtung, bezogen auf  beide Drehrichtungen, gleich ist.  



  Die Lösung der     gestellten    Aufgabe besteht erfin  dungsgemäss darin, dass wenigstens eine der beiden     Ge-          lenkhebelkupplungen    mindestens 2n Gelenkhebel auf  weist, wobei n eine ganze Zahl und grösser als 1 ist, und  dass von je zwei Gelenkhebeln der eine gegenüber dem  anderen gegensinnig angeordnet ist. Die     an    den Enden  der Gelenkhebel angeordneten Gelenke sind     zweckmä-          ssigerweise    aus gummielastischem Material bestehende  Kugelgelenke.  



  Die eine der beiden     an    den Enden der Kardanwelle  angeordneten     Gelenkhebelkupplungen    weist also wenig  stens vier Gelenkhebel auf, wobei die Hälfte derselben  gegenüber der anderen Hälfte gegensinnig     angeordnet     ist.

   Bei einer axialen     Bewegung    der Wellen gegeneinan  der werden die Gelenkhebel     ausgelenkt.    Die bei Über  tragung eines Drehmomentes     auftretenden,    durch die  Schrägstellung der Gelenkhebel bedingten     Axialkräfte     heben sich auf, so dass auf die Wellen und ihre Lagerun  gen hierdurch keine     Axialkräfte    einwirken und auch  keine     Anregung    für eine     Axialschwingng    erfolgt.

   Auch      bei einer axialen     und        kardanischen        Bewegung    der     beiden     Wellen zueinander ist der Vorteil vorhanden, dass keine  resultierende     Axialkraft    auftritt.  



  Da die     Verhältnisse,    d. h. Zug- und     Druckbean-          spruchungen    im Falle     zweier    gleicher     Gelenkhebelkupp-          lungen    auch durch Umkehrung der Drehrichtung     nicht          verändert    werden, ist     kein        Unterschied    im     kritischen     Drehzahl-Verhalten bei dieser Einrichtung bei verschie  denen Drehrichtungen vorhanden.

   Durch     geeignete    Ab  stimmung der     Länge    der Gelenkhebel und     durch    Fest  legung des Abstandes der     Anlenkpunkte    der     einzelnen     Wellen lässt sich erreichen,

   dass die     Winkelgleichlauf-          genauigkeit    bei     kardanischer        Auslenkung        wesentlich     grösser ist als bei einem normalen     Kreuzgelenk.    Bei     einer     axialen Bewegung der beiden Wellen     zueinander        treten     Zugkräfte in der einen Hälfte der     Gelenkhebel    auf     und     es erfolgt eine radiale Einfederung in den Gummikugel  gelenken.

   Eine     Axialbewegung        bedingt    aber keine     Ver-          drehbewegung    der Wellen zueinander, so dass     sich    Axial  bewegungen bei der Einrichtung nicht     mehr    der Dreh  bewegung überlagern können, wodurch eine ideale       Gleichlaufgenauigkeit    bei einer axialen     Bewegung    ge  währleistet ist. Infolge der radialen Einfederung von  Gummigelenken ist jedoch die Grösse der     axialen    Be  wegungsmöglichkeit beschränkt. In den meisten Anwen  dungsfällen, insbesondere bei Verwendung dieser Ein  richtung bei Antrieben für Schienenfahrzeuge, reicht  diese axiale Bewegungsmöglichkeit aus.  



  Ausführungsbeispiele der     erfindungsgemässen    Ein  richtung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgen  den näher erläutert. Es zeigen:  die     Fig.    1 und 2 eine erfindungsgemässe Einrichtung  mit Kupplungen mit vier Gelenkhebeln in einer     Ansicht     und in einem Schnitt entlang der     Linien        A-B    und       diel        Fig.3    eine Einrichtung mit Kupplungen mit  sechs Gelenkhebeln.  



  In den Figuren ist mit 1 die Kardanwelle und mit 2  die an- bzw. abtreibende Welle bezeichnet. Die     Welle,     2 ist in nicht dargestellten Lagern gelagert. Mit 21 ist ein  ringförmiger, mit der Welle 2 fest verbundener Körper  bezeichnet, an dessen Innenseite sphärische Gelenke an  geordnet sind, an denen die Gelenkhebel 3:1, 32 angrei  fen. Mit der Kardanwelle 1 ist in     Fig.1    ein etwa recht  eckiger Körper 11 und in     Fig.    3 ein     sternförmiger    Kör  per 111 fest verbunden. Diese Körper weisen nahe an  ihren Ecken ebenfalls sphärische     Gelenke    12 auf.

   An  den     Gelenkren    12     greifen    die anderen Enden der Ge-         lenkhebel    31 bzw. 32 an.     Die        Gelenkhebel    31 sind in  Drehrichtung der Wellen und die Gelenkhebel 32 in ent  gegengesetzter Richtung angeordnet.  



  Für die     Verbindung    einer     Kardanwelle,    mit zwei     zu     kuppelnden Wellen können je nach den     Erfordernissen     am einen Ende der Kardanwelle eine geeignete Kupplung  und am anderen Ende eine ebensolche oder eine Kupp  lung mit nur in gleicher     Richtung    angeordneten Gelenk  hebeln angeordnet sein.

   Die     Anwendung    solcher Kupp  lungen ist beispielsweise bei     elektrischen    Triebfahrzeu  gen sowohl für die Kupplung des     Grossrades        mit    dem  Treibrad, wobei die Kardanwelle     als    Hohlwelle ausge  führt ist,     als    auch für die Kupplung der Motorwelle,  die in diesem Falle     als    Hohlwelle     ausgebildet        ist,        mit     dem     Ritzel    des Getriebes möglich.

   Die     Einrichtung    kann  aber auch zur Kupplung eines     elastisch        aufgestellten     Dieselmotors mit     einem    fest     aufgestellten    elektrischen  Generator dienen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Einrichtung zur Verbindung zweier axialen und/oder winkligen und/oder parallelen Verschiebungen ausge setzter Wellen mittels einer Kardanwelle, wobei zur Ver bindung jedes der beiden Enden der Kardanwelle mit je einem Ende der beiden anderen Wellen je eine zen trierende Gelenkhebelkupplung mit jeweils mindestens drei Gelenkhebeln dient, die über Gelenke an der einen bzw.

   anderen Welle und der Kardanwelle angreifen, da durch gekennzeichnet, dass wenigsttens eine der beiden Gelenkhebelkupplungen mindestens 2n Gelenkhebel auf weist, wobei n eine ganze Zahl und grösser als 1 ist, und dass von je zwei Gelenkhebeln der eine gegenüber dem anderen gegensinnig angeordnet ist. UNTERANSPRUCH Einrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Gelenkhebel an ihren Enden aus gummielastischem Material bestehende Kugelgelenke aufweisen.

   PATENTANSPRUCH 1I Verwendung gemäss Patentanspruch II des Haupt patentes einer Einrichtung nach Patentanspruch I hie von, für die Kupplung des Grossrades mit dem Treibrad satz eines Schienentriebfahrzeuges unter Zwischenschal tung einer Kardanhohlwelle.