NL8401659A

NL8401659A - Koppelingsinrichting.

Info

Publication number: NL8401659A
Application number: NL8401659A
Authority: NL
Original assignee: Wright Barry Corp
Priority date: 1983-06-08
Filing date: 1984-05-24
Publication date: 1985-01-02
Also published as: CH665690A5; IT1177748B; GB2141208A; US4518368A; FR2547376A1; GB2141208B; IT8448253A0; IL71781A; JPH034770B2; DE3419456A1; GB8413164D0; FR2547376B1; IL71781A0; IT8448253A1; JPS59226717A; CA1216436A

Description

- S''*

jT

N 0. 32532 1 *

Koppelingsinrichting

De onderhavige uitvinding heeft in hoofdzaak betrekking op buigzame mechanische aandrijfkoppelingsinrichtingen, en meer in het bijzonder op een verbeterde koppeling met gelijkblijvende snelheid.

Vele mechanische aandrijfkoppelingsinrichtingen zijn ontworpen 5 voor het overbrengen van een draaiende beweging met een gelijkblijvende snelheidsverhouding tussen twee assen, terwijl de onderlinge standen van de assen kunnen variëren. Inrichtingen die in staat zijn om deze taak uit te voeren worden in het algemeen verbindingen of koppelingen met gelijkblijvende snelheid of homokinetische verbindingen of koppe-10 lingen genoemd. Voor een analyse van homokinetische koppelingen wordt verwezen naar Gilmartin, M.J., c.s.; "Displacement Analysis of Spatial 7R Mechanisms Suitable for Constant Velocity Transmission Between Parallel Shafts"; Transactions of the ASME; Journal of Mechanical Design; Volume 101; October 1979; biz. 604-613. Er bestaat de laatste 15 jaren een toenemende vraag naar dergelijke koppelingen van wege de verbreide toepassing van dergelijke koppelingen. Deze worden bijvoorbeeld gebruikt met verschillende soorten industriële machines, omvattende toepassingen als "robotics", alsmede voor door een motor aangedreven voertuigen, omvattende auto’s, vaartuigen, luchtvoertuigen zoals heli-20 copters, e.d.. Meer onlangs is een aanzienlijk belang voor dergelijke koppelingen ontwikkeld bij voorwielaandrijving in automobielen, zodat koppel van de motor met een gelijkblijvende snelheid aan de voorwielen geleverd kan worden.

Een bijzonder type koppeling dat aanzienlijke belangstelling on-25 dervonden heeft is het soort dat gebruik maakt van kogels om een aandrijvende as aan een aangedreven as op werkzame wijze te koppelen. Dergelijke koppelingen worden ontvouwd in (1) Miller, Fred F.; "Constant Velocity Universal Ball Joints - Their Applications in Wheel Drives”;

Society of Automotive Engineers, Technical Paper Series; no. 650010, 30 1965, blz. 63-75; (2) Girguis, S. L., c.s.; "Constant Velocity Joints and Their Applications"; Society of Automotive Engineers, Technical Paper Series; no. 780098, 1978; blz. 1-17; en (3) de Amerikaanse octrooiaanvrage 185.028.

Kogelverbindingen worden typisch verdeeld in twee soorten, de vas-35 te kogelverbindingen die in het bijzonder het met betrekking tot de hoek uit lijn liggen tussen aandrijfassen en aangedreven assen opnemen, en de plunjerachtige kogelverbindingen, die typisch axiaal niet in lijn 8401659 2 ' r_ * liggen opnemen en vaak enig met betrekking tot de hoek niet in lijn liggen van de assen opnemen. De vaste kogelverbindingen leggen vaak de einden van de assen vast zodat geen van beiden axiaal beweegbaar is. De plunjerachtige kogelverbindingen zijn anderzijds typisch ontworpen om 5 in onderlinge eindbeweging van ten minste één as langs de as daarvan te voorzien. Beide typen kunnen gebruikt worden om een aandrijfas met een belasting te koppelen. Bij bijvoorbeeld voor of achter aangedreven stelsels met onafhankelijke ophanging, wordt de motor aan het aandrijf-wiel gekoppeld door een tussenliggende as. Een vaste verbinding is ty-10 pisch aanwezig bij het buitenliggende einde van de tussenliggende as dichterbij het aangedreven wiel om aanzienlijk uit lijn liggen met betrekking tot de hoek op te nemen, terwijl een plunjerachtige verbinding typisch aanwezig is bij het binnenliggende eind, dichterbij de motor, waar een geringer uit lijn liggen met betrekking tot de hoek plaats-15 vindt, terwijl de lengte van de tussenliggende as tussen de verbindingen kan variëren door telescoperende belastingen die op de koppeling opgebracht worden.

De kogelverbindingen volgens de stand der techniek gebruikt in voor of achter aangedreven ophangstelsels zijn typisch zodanig ontwor-20 pen dat de aandrijfassen en aangedreven assen altijd om assen draaien die elkaar snijden en de kogels die de aandrijfassen en aangedreven assen koppelen liggen radiaal op afstand van en zijn langs de omtrek verdeeld om het snijpunt van de assen. De kogels zijn beweegbaar in bolvormig gekromde groeven zodat de aandrijfassen en aangedreven assen 25 scharnierend ten opzichte van elkaar kunnen bewegen om het gemeenschappelijke snijpunt van de assen. Ten einde gelijkblijvende snelheid tussen de aandrijfassen en de aangedreven assen te handhaven moeten de ko-gelgroeven zodanig geconstrueerd worden dat de harten van alle aan-drijfkogels in een gemeenschappelijk vlak liggen (dit wordt soms het 30 "homokinetisch" vlak genoemd) dat zich uitstrekt door het gemeenschappelijke snijpunt van de draaiïngsassen en dit altijd halveert.

Het soort ontwerp van de kogelgroef bepaalt of de koppeling een vaste verbinding of een plunjerachtige verbinding is. Vaste verbindingen leggen normaliter de einden van de aandrijfassen en de aangedreven 35 assen vast zodat deze niet wezenlijk in de bijbehorende axiale richtingen daarvan zullen bewegen, maar met betrekking tot de hoek ten opzichte van elkaar kunnen bewegen om een punt liggend bij het snijpunt van de twee draaiïngsassen in het homokinetische vlak. Onderlinge axiale beweging van de aandrijforganen en het aangedrevenorgaan is bij. de 40 plunjerachtige verbinding echter mogelijk. De plunjerachtige verbindin- 8401655 «, * 3 gen zijn eveneens typisch in staat enig met betrekking tot de hoek uit lijn liggen op te nemen.

Door het ontwerp van vele kogelverbindingen vereisen deze verhoudingsgewijs nauwe vervaardigingstoleranties, en zijn dienovereenkomstig 5 de vervaardigingskosten van deze verbindingen verhoudingsgewijs hoog.

Verder wekt het metaal-op-metaal contact tussen de verschillende bewegende delen wrijving en warmte en bijgevolg energieverliezen op en brengt geluid en trillingen over. Vaak zal speling aanwezig zijn als reactie op geringe tegengestelde koppels.

10 De duurzaamheid van de kogelverbindingen volgens de stand der techniek is in aanzienlijke mate afhankelijk van de afmeting van de verbinding, juiste metallurgische toepassing, nauwgezette regeling van de vervaardigingstolerantie, juiste smering, en ongeschondenheid van de stofhulsafdichting die passende smering in de verbinding handhaaft.

15 Passende smering is kritisch voor het bedrijf van een koppeling bij de koppelingen volgens de stand der techniek die beschreven zijn.

Bij toepassingen van koppelingen zoals bij voor aangedreven ophangstel-sels, waarbij tijdens normaal bedrijf een gering uit lijn liggen met betrekking tot de hoek aanwezig is, zal de verbinding niet noodzake-20 lijkerwijs direkt falen bij het defect raken van de stofhulsafdichting zolang deze verhoudingsgewijs snel vervangen wordt. Het smeermiddel kan echter gemakkelijk opdrogen en/of verontreinigd raken hetgeen tot een vervroegd falen van de verbinding leidt.

In de Amerikaanse octrooiaanvrage 185.028 ingediend op naam van 25 Robert R. Peterson, wordt een verbeterd soort koppeling met kogelver-binding getoond, hierna voor het gemak de "koppeling met kogelverbin-ding volgens Peterson" genoemd, die alle smeervereisten ter zijde stelt, in hoofdzaak alle wrijving en warmte tussen de verschillende la-geroppervlakken uit de weg ruimt, in aanzienlijke mate vermogensverlies 30 vermindert, het opwekken of overbrengen van geluid en trillingen wezenlijk uit de weg ruimt, vereisten met betrekking tot de vervaardigingstoleranties vermindert, economischer te vervaardigen is, en speling bij gering wisselend moment in hoofdzaak uit de weg ruimt.

De voorkeursuitvoering van de koppeling met kogelverbinding vol-35 gens Peterson omvat een aandrijforgaan, draaibaar om een eerste as en een aangedreven orgaan draaibaar om een tweede as. Een overgangsorgaan draait met het aandrijforgaan om de eerste as en omvat een eerste veelheid van groeven radiaal op afstand liggend van en langs de omtrek verdeeld om de eerste as. Een tweede overgangsorgaan draait met het aange-40 dreven orgaan om de tweede as en omvat een tweede overeenkomstige veel- 8401659 4 * > * heid van groeven, elk radiaal tegenover een overeenkomstige groef van de eerste veelheid aangebracht op een wederzijds tegenover elkaar geplaatste wijze. Een overeenkomstige veelheid van groeven is elk geplaatst in een overeenkomstige van de groeven van de eerste veelheid 5 van groeven en de tegenoverliggende groef van de tweede veelheid van groeven. Een gelamineerd lagermiddel, omvattende afwisselende lagen veerkrachtig en niet uit te breiden materialen, is aangebracht tussen het aandrijforgaan en het eerste overgangsorgaan. Het gelamineerde lagermiddel draagt, samengedrukt, moment overgebracht van het aandrijfor-10 gaan over naar het aangedreven orgaan en draagt in afschuiving, afschuivende beweging tussen het aandrijforgaan en het eerste overgangsorgaan over. Een tweede gelamineerd lagermiddel, omvattende afwisselende lagen veerkrachtige en niet uit te breiden materialen, is aangebracht tussen het aandrijforgaan en het tweede overgangsorgaan. Het 15 tweede gelamineerde lagermiddel draagt, samengedrukt, koppelbelastingen overgebracht van het aandrijforgaan over naar het aangedreven orgaan en draagt een afschuiving, afschuivende beweging tussen het aangedreven orgaan en het tweede overgangsorgaan over. In de voorkeursuitvoering van de koppelingsinrichting van het vaste verbindingstype, zijn de eer-20 ste en tweede gelamineerde lagermiddelen ontworpen om zich in afschuiving te bevinden in reactie op onderling uit lijn liggen met betrekking tot de hoek tussen het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan ten opzichte van de bijbehorende draaiïngsassen daarvan.

Het is een algemeen doeleinde van de onderhavige uitvinding om in 25 een verbetering ten opzichte van de koppeling met kogelverbinding volgens Peterson te voorzien.

Het is meer in het bijzonder een doeleinde van de onderhavige uitvinding om in een koppelingsverbindingsamenstel te voorzien dat vele voordelen van de koppeling met kogelverbinding volgens Peterson heeft.

30 Het is een ander doeleinde van de onderhavige uitvinding om in een koppelingsverbindingsamenstel te voorzien met een groter vermogen tot het overdragen van koppeling dan een vergelijkbare koppeling met kogelverbinding volgens Peterson.

Het is een ander doeleinde van de onderhavige uitvinding om in een 35 koppelingsverbindingsamenstel te voorzien, dat minder zwevende organen vereist dan aanwezig in de koppeling met kogelverbinding volgens Peterson om dezelfde koppelingsbelasting te dragen.

Het is bovendien een doeleinde van de onderhavige uitvinding om in een verbeterd koppelingsverbindingssamenstel te voorzien van het soort 40 dat elastomere lagers gebruikt met minder elastomere delen voor een be- 8401659 . < 5 paalde belasting met moment dan bij de koppeling met kogelverbinding volgens Peterson*

Deze en andere doeleinden worden verwezenlijkt door een koppe-lingsinrichting omvattende een aandrijforgaan aangebracht voor draaiing 5 om een eerste as, een aangedreven orgaan aangebracht voor draaiing om een tweede as, en een veelheid van tussenliggende zwevende organen langs de omtrek op afstand liggend om de eerste en tweede assen welke het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan koppelen zodat de eerste en tweede assen elkaar in een gemeenschappelijk punt neigen te snijden.

10 Elk van de zwevende organen is in één richting langwerpig en heeft (1) een langwerpige hartlijn die zich radiaal ten opzichte van de eerste en tweede assen uitstrekt door het gemeenschappelijke punt en in een gemeenschappelijk vlak ligt met de verlengde hartlijnen van de andere zwevende organen, (2) een uitwendig radiaal einde begrensd door een 15 convex bolvormig eindoppervlak met een krommingsmidden dat samenvalt met het gemeenschappelijke punt, en (3) een inwendig radiaal einde begrensd door een concaaf bolvormig eindoppervlak met een krommingsmidden dat samenvalt met het gemeenschappelijk punt. De koppelingsinrichting omvat eveeneens eerste middelen voor het koppelen van het inwendige ra-20 diale einde van elk van de zwevende organen aan het aandrijforgaan of het aangedreven orgaan, waarbij het eerste middel lagermiddelen omvat geplaatst tussen elk zwevend orgaan en het ene orgaan. Tweede middelen zijn aanwezig voor het koppelen van het uitwendig radiale einde van elk van de zwevende organen met het andere van het aandrijforgaan en het 25 aangedreven orgaan, waarbij het tweede middel lagermiddelen omvat aangebracht tussen elk zwevend orgaan en het andere van het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan. Het lagermiddel van het eerste en tweede middel draagt samengedrukt koppel overgebracht tussen het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan over en neemt in afschuiving onderlinge 30 scharnierbeweging tussen het aandrijforgaan en de aangedreven organen op om het gemeenschappelijke punt wanneer het met betrekking tot de hoek niet in lijn liggen plaatsvindt.

Andere doeleinden van de uitvinding zullen gedeeltelijk duidelijk zijn en gedeeltelijk hierna verduidelijkt worden. De inrichting omvat 35 dienovereenkomstig de inrichting die bestaat uit de constructie van combinatie van elementen en inrichting van delen, die als voorbeeld in de onderstaande gedetailleerde beschrijving aangegeven worden.

Voor een meer volledig begrip van de aard en de doeleinden van de onderhavige uitvinding wordt verwezen naar de onderstaande gedetail-40 leerde beschrijving in samenhang met de bijgaande tekeningen, waarin: 8401659

> V

6 j fig. 1 een radiaal dwarsdoorsnede aanzicht is van de voorkeursuitvoering van de koppelingsinrichting volgens de onderhavige uitvinding; fig. 2 een dwarsdoorsnede aanzicht is genomen langs de lijn II-II uit fig. 1; 5 fig. 3 een dwarsdoorsnede aanzicht is, gedeeltelijk opengewerkt, genomen langs de lijn III-III in fig. 1; fig. 4 een perspectivisch aanzicht is van het zwevend orgaan van de koppelingsinrichting afgeheeld in fig. 1; fig. 5 gedeeltelijk axiaal dwarsdoorsnede aanzicht is overeenkom-10 stig aan dat van fig. 2 en dat de deformatie van de bolvormige lagers in reactie op met betrekking tot de hoek niet in lijn liggen tussen het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan toont; fig. 6 een alternatieve uitvoering van het zwevende orgaan is; fig. 7 een andere alternatieve uitvoering van het zwevende orgaan 15 is; en fig. 8 bovendien en andere uitvoering van het zwevende orgaan is. De in fig. 1-4 afgeheelde voorkeursuitvoering van de koppelingsinrichting omvat een aandrijforgaan 10, welke typisch een as 12 bevat, die op passende wijze aangebracht is voor draaiing om een as 14 op een 20 wijze die algemeen bekend is in de stand der techniek. Aandrijfor- gaan 10 omvat een einddeel 16 dat als een geheel gevormd aan as 12 af-gebeeld is, hoewel opgemerkt moet worden dat het einddeel afzonderlijk gemaakt kan worden van één of meer elementen passend bevestigd aan de as 12 zodat het einddeel met de as draait, coaxiaal om de draaiings-25 as 14. Het einddeel 16 omvat een veelheid van jukdelen 18 die zich bij voorkeur op gelijke afstand bevinden van en met een gelijke hoek aangebracht zijn om de as 14 ten einde de symmetrische inrichting die in fig. 2 afgeheeld is te geven. Opgemerkt wordt dat hoewel drie van dergelijke jukdelen 18 afgebeeld zijn, enig aantal in een gelijke hoek 30 liggend verband en met op gelijke afstand liggend verband om de as 14 aanwezig kan zijn, zoals hierna duidelijker zal worden. Elk jukdeel 18 omvat bij voorkeur een sleuf 19 begrenst door een radiaal inwendig oppervlak omvattende een convexe bolvormige zitting 20 en twee evenwijdig op afstand liggende armen 22 die zich van de inwendige oppervlakte zit-35 ting radiaal naar buiten uitstrekken. Van het bolvormige oppervlak van de zitting 20 ligt het midden van de kromming bij het punt 24 en is gecentreerd op een radiaal gerichte as 26. De armen 22 van elk jukdeel zijn voorzien van wederzijds tegenover elkaar liggende evenwijdige platte oppervlakken 28, bij voorkeur op gelijke afstand liggend van te-40 genoverliggende zijden van de bijbehorende radiale as 26, waarbij elk 8401659 * - < 7 plat oppervlak in een vlak evenwijdig aan het vlak ligt begrensd door de as 14 en de radiale lijn 26 die overeenkomt met het onderhavige juk-deel.

Het aangedreven orgaan 30 omvat een as 32 op passende wijze voor 5 draaiing aangebracht om as 34, eveneens op een wijze die algemeen bekend is in de stand der techniek, zodat de as 34 bij voorkeur coaxiaal is met de draaiingsas 14 van het aandrijforgaan 10 wanneer het aandrijf orgaan en de aangedreven organen in lijn liggen. Hoewel de voorkeur suitvoering beschreven is met de rotatieassen van het aandrijfor-10 gaan en de aangedreven organen coaxiaal in lijn liggend zullen deze evengoed werken wanneer de assen met betrekking tot de hoek tussen nul en tenminste 30°C uit lijn liggen. Aandrijforgaan 30 omvat een cilindrisch komvormig einddeel 36 dat als een geheel gevormd is met de as 32, hoewel opgemerkt moet worden dat het cilindrische komvormige 15 einddeel afzonderlijk uit één of meer elementen vervaardigd kan worden die passend bevestigd zijn aan as 32 zodat het einddeel met de as draait. Het einddeel 36 is open bij het einde 38 daarvan dat tegenover as 32 ligt ten einde op een werkzame wijze het einddeel 16 van het aandrijforgaan 10 te ontvangen* Het open einde 38 van deel 36 omvat een 20 radiaal naar binnen .gerichte rand 40 die coaxiaal is met as 34 en voorzien is van een veelheid van groeven of sleuven 42 die met een gelijke hoek op afstand liggen om as 34, elk overeenkomend met een sleuf 19 van een jukdeel 18 van het aandrijforgaan 10. Elke sleuf 42 is voorzien van een bolzitting 44 op het radiaal buiten liggende beneden oppervlak en 25 wederzijds tegenover elkaar liggende vlakke evenwijdige zijden 46. Zitting 44 is gecentreerd ten opzichte van de overeenkomstige radiale lijn 26 en het midden van de kromming daarvan valt samen met punt 24 indien de koppeling zich in een niet belaste toestand bevindt. De evenwijdige platte zijden 46 bevinden zich op gelijke afstand van de over-30 eenkomstige radiale lijn 26 en zijn aangebracht in vlakken evenwijdig aan het vlak begrensd door as 34 en de bijbehorende radiale lijn 26.

Een veelheid van zwevende organen 50, overeenkomend met het aantal jukdelen 18 en sleuven 42, koppelen het aandrijforgaan 10 en het aangedreven orgaan 30. Elk zwevend orgaan is in één richting verlengd ten 35 einde een verlengde hartlijn te begrenzen die coaxiaal is met de bijbehorende radiale lijn 26 en in een vlak ligt met de hartlijnen van de andere organen 50 wanneer draaiingsassen 14 en 34 in lijn liggen. Het uitwendige radiale einde 52 van elk zwevend orgaan 50 wordt begrensd door een convex bolvormig eindoppervlak waarvan het midden van de krom-40 ming samenvalt met punt 24 ten einde wezenlijk te paren met bolvormige 8401659 8 *

S V

zitting 44 aanwezig in de bijbehorende sleuf 42. Het inwendige radiale einde 54 van elk zwevend orgaan wordt begrensd door een concaaf bolvormig eindoppervlak waarvan eveneens het midden van de kromming samenvalt met punt 24 ten einde in hoofdzaak te paren met de bolvormige zit-5 ting 20 van het bijbehorende jukdeel 18.

Elk zwevend orgaan 50, dat in de figuren 1-4 af geheeld is, omvat eveneens een paar cilindrische oppervlakken 56 die diametraal tegenover elkaar liggen en bij ten minste elk eind van het orgaan aanwezig, en zich bij voorkeur over de hele lengte van het orgaan uitstrekken. De 10 krommingsas van elk cilindrisch oppervlak is coaxiaal met de verlengde hartlijn van het orgaan 50, en bijgevolg coaxiaal met de bijbehorende radiale lijn 26. Zoals afgebeeld zijn de zijoppervlakken 58 aangebracht tussen de cilindrische oppervlakken 56 niet cilindrisch, en bij voorkeur plat (zie fig. 3 en 4).

15 Een overgangsorgaan 60 (in fig. 3 in doorsnede getoond) is aange bracht tussen elk cilindrisch oppervlak 56 van elk zwevend orgaan 50, en de platte zijde 46 van elke sleuf 42 bij het uitwendig radiale einde van elk zwevend orgaan 50, en tussen"elk cilindrisch oppervlak 56 en de tegenoverliggende platte zijde 28 van het jukdeel 22 bij het inwendig 20 radiale einde van elk zwevend orgaan 50. Elk overgangsorgaan 60 omvat een concaaf cilindrisch zittingoppervlak 62 met ongeveer dezelfde, zij het iets grotere, krommingsstraal (aangezien oppervlak 62 op een grote afstand van lijn 26 ligt) dan het cilindrische oppervlak 56, zodat de eerste paart met de laatste en scharnierend is om radiale lijn 26. Elk 25 overgangsorgaan 60 omvat eveneens een plat oppervlak 64 aan de zijde daarvan die tegenover het cilindrische zittingoppervlak 62 ligt en ligt op een wederzijds tegenover elkaar liggende wijze tegenover de platte zijde 28 van het jukdeel 22, of tegenover de platte zijde 46 van elke sleuf 42.

30 Lagermiddelen zijn aanwezig om samengedrukt moment te dragen, overgedragen tussen het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan en om onderlinge scharnierende beweging van het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan om het punt 24 op te nemen. Meer in het bijzonder is een bolvormig gelamineerd lager 70 (afgebeeld in fig. 1 en 2) aanwezig tus-35 sen elk convex bolvormig eindoppervlak 52 van elk zwevend orgaan 50 en de bijbehorende concave bolvormige zitting 44 van elke sleuf 42, en tussen elk concaaf bolvormig eindoppervlak 54 van elk zwevend orgaan 50 en de bolvormige zitting 20 van elk jukdeel 18. Een cilindrisch gelamineerd lager 72 (zie fig. 1 en 3) is aanwezig tussen elk concaaf cilin-40 drisch oppervlak 62 van het overgangsorgaan 60 en het tegenoverliggende 8401659 9 convex cilindrisch oppervlak 56 van het zwevende orgaan 50. Tot slot is een plat gelamineerd lager 74 aanwezig tussen het platte oppervlak 64 van elk overgangsorgaan 60 en de tegenoverliggende platte zijde 28 van jukdeel 22, of de tegenoverliggende platte zijde 46 van elke sleuf 42.

5 Elk gelamineerd lager omvat bij voorkeur wisselende lagen veerkrachtig elastomeer materiaal en een niet uit te breiden materiaal. Elk lager is bij voorkeur een lagereenheid met "hoge druk laminaat" en wordt bij voorkeur door hechten bevestigd aan de tegenoverliggende lageropper-vlakken, en neemt dienovereenkomstig in hoofdzaak de vorm van die op-10 pervlakken aan. Bij voorkeur zijn de veerkrachtige lagen van elk laminaat vervaardigd van een elastomeer materiaal, zoals een rubbersoort of bepaalde kunststoffen, terwijl de niet uit te breiden lagen bijvoorbeeld van een gewapend kunststofsoort, metaal of metaallegering, zoals roestvast staal, vervaardigd zijn. De afwisselende lagen van elk lami-15 naat zijn op enige passende wijze aan elkaar en aan tegenover elkaar liggende lageroppervlakken bevestigd, zoals met een passend hechtend bindmiddel.

Het bijzondere ontwerp van elk van de beschreven gelamineerde la-germiddelen is in aanzienlijk mate afhankelijk van het beoogde ge-20 bruikt. De afmeting, dikte en het aantal lagen van elk lager en de af-schuifmodulus van elke laag elastomeer materiaal hangt bijvoorbeeld van de onderhavige drukbelastingen die verwacht worden en van de mate van het met betrekking tot de hoek uit lijn liggen tussen orgaan 10 en 30 dat aanvaard kan worden, af. De voordelen van dergelijke lagers zijn 25 beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.208.889. In het algemeen kunnen door het gebruik van dergelijke legereenheden ongewenste trillingen ten minste gedeeltelijk gedempt worden en kunnen geluid, alsmede door trillingen opgewekte slijtage en spanning verminderd worden. Verder voorziet door de veerkrachtigheid van het elastomere materiaal, elk 30 lager in elkaar tegenwerkende herstelkrachten voor ongelijkmatige sa-mendrukking en afschuifbelastingen. Het is eveneens van belang dat het gebruik van dergelijke gelamineerde lagers kostbare behoeften die samenhangen met het voorzien in smering tussen de verschillende lageroppervlakken wegneemt. Verder vermindert het gebruik van elastomere la-35 gers de kansen van catastrofaal falen.

Tijdens bedrijf wordt een momentbelasting van het aandrijfor-gaan 10 naar het aangedreven orgaan 30 overgebracht ten einde het orgaan 10 om de draaiingsas 14 te draaien. Deze momentbelasting wordt in druk gedragen door de platte lagers 74 en de cilindrische lagers 72 te-40 gengesteld aan de richting van draaiing van orgaan 10. Enig met betrek- 8401659 c 10 O- w king tot de hoek uit lijn liggen dat plaatsvindt tussen de organen 10 en 30 zal de twee organen om het gemeenschappelijk punt 24 doen draaien. Deze beweging, die het meest duidelijk in fig. 5 afgebeeld is, zal in afschuiving plaatsvinden door bolvormige lagers 70 en platte la-5 gers 74. Deze scharnierende beweging wordt in afschuiving gedragen door de bolvormige gelamineerde lagers 70 en platte lagers 74 wanneer de assen 12 en 32 om de assen daarvan draaien. In dit opzicht zijn alle bolvormige lagers (d.w.z. zowel die aangebracht nabij het radiaal inwendige einde als radiaal uitwendige einde van de zwevende organen) bij 10 voorkeur ontworpen om met betrekking tot de hoek gebalanceerde veer-waarden te hebben om het gemeenschappelijk punt 24 in elk vlak begrensd door de draaiingsassen 14 en 34 en de bijbehorende radiale lijn 26 (zoals aangegeven door pijl 80 in fig. 2). Op een overeenkomstige wijze Zijn bij voorkeur alle platte lagers 74 bij voorkeur voorzien van geba-15 lanceerde veerwaarden met betrekking tot de hoek om het gemeenschappelijke punt 24 in elk vlak begrensd door draaiingsassen 14 en 34 en de bijbehorende radiale lijn 26 ten einde in een koppeling met gelijkblijvende snelheid te voorzien, waardoor de verlengde assen van elk zwevend orgaan in het homokinetische vlak zullen blijven wanneer het uit lijn 20 liggen met betrekking tot de hoek plaatsvindt. De veerwaarde met betrekking tot de hoek van het bijbehorende stel bolvormig of platte lagers worden als gebalanceerd beschouwd wanneer de afzonderlijke veerwaarde van elk lager bepaald wordt als een functie van de afstand van het lager tot het gemeenschappelijke punt 24 zodat het het zwevende or-25 gaan in het homokinetische vlak blijft onafhankelijk van afwijkingen van de koppeling. In het algemeen is het produkt van de veerconstante en de afstand van het in het midden liggende punt 24 ongeveer voor alle bolvormige lagers gelijk en voor alle platte lagers eveneens ongeveer gelijk. Door de aard van de gelamineerde lagermiddelen (om in herstel-30 kracht te voorzien indien onderworpen aan belastingen van dit soort), zullen de assen terug axiaal in lijn neigen te bewegen. De axiale standen van de assen zullen dus hersteld worden door de herstelkrachten aanwezig in elk van de platte lagers 24 en bolvormige lagers 70 in reactie op afschuiving.

35 Uiteindelijk zal aan elk axiaal niet in lijn liggen van hetzij or gaan 10 hetzij orgaan 30, waarbij de assen 14 of 34 ten opzichte van elkaar neigen te verplaatsen van het punt 24, weerstand geboden worden door het samendrukken van de bolvormige lagers 70. Begrepen moet worden dat hoewel een deel van de constructie in fig. 1-5 beschreven is als 40 het deel van het aandrijforgaan en een ander deel van de constructie 8401659 t 11 beschreven is als het aangedreven orgaan, de koppeling met deze delen omgekeerd evengoed zou werken. Verder kunnen verscheidene veranderingen in de uitvoering beschreven in fig. 1-5 gemaakt worden, zonder buiten het bereik van de uitvinding te geraken.

5 Het zwevende orgaan kan bijvoorbeeld andere gedaanten aannemen dan die afgebeeld en beschreven aan de hand van fig. 1-4. In fig. 6 is bijvoorbeeld het zwevende orgaan 50A getoond als een cilinder met rechte hoeken met één einde gevormd met het convexe bolvormige oppervlak 52A en het andere einde daarvan gevormd met het concave bolvormige opper-10 vlak 52B, waarbij elk eindoppervlak gecenterd is om de langwerpige hartlijn van het orgaan 50A. In deze uitvoering strekt het cilindrisch zijoppervlak 56A van het orgaan zich over 360° om het orgaan uit.

In fig. 7 omvat het zwevende orgaan 5QB een eerste cilindrisch deel 90 aangebracht bij het radiaal buiten liggende einde van het or-15 gaan en bijgevolg voorzien van het convexe bolvormige eindoppervlak 52B en een tweede cilindrisch deel 92 aangebracht bij het radiaal binnen liggende einde van het orgaan en bijgevolg voorzien van het concave bolvormige eindoppervlak 54B, waarbij elk bolvormig oppervlak gecentreerd is om de verlengde hartlijn van het orgaan. Het eerste cilindri-20 sche einddeel 90 heeft een kleinere diameter in dwarsdoorsnede dan het tweede cilindrische einddeel 92, zodat de cilindrische en platte lagers (d.w.z. groter in oppervlak) bij het radiaal binnen liggende einde kleiner zijn dan de overeenkomstige cilindrische en platte lagers bij het radiaal binnen liggende einde ten einde grotere belastingen op te 25 nemen. Opgemerkt moet worden dat veranderingen in de afmetingen van de lagers, overgangsorganen, en jukdelen van het aandrijforgaan ten opzichte van de overeenkomstige delen van het aandrijforgaan verwezenlijkt worden ten einde het zwevende orgaan 50B op te nemen.

Een andere alternatieve constructie van het zwevende orgaan is in 30 fig. 8 bij 50C getoond. Het orgaan 50C is als een afgeknot kegelvormig orgaan gevormd, met een grotere diameter in dwarsdoorsnede bij het radiaal binnen liggende einde daarvan (gevormd met het concave bolvormige oppervlak 54C) dan bij het radiaal buiten liggende einde daarvan (gevormd met het convexe bolvormige oppervlak 52C) zodat een groter belas-35 tingsgebied bij het radiaal binnen liggende einde aanwezig is. Opgemerkt moet worden dat uitsluitend de gedaante van de overgangsorganen veranderd hoeft te worden om het orgaan 50C op te nemen. Een concaaf afgeknot kegelvormig oppervlak kan bijvoorbeeld vervangen worden door het concave cilindrische oppervlak 62 van het overgangsorgaan 60 dat in 40 fig. 3 afgebeeld is. In dit geval zal de dikte van het overgangsorgaan 8401659 12 van het radiaal binnen liggende einde daarvan afnemen naar het radiaal buiten liggende einde zodat het platte oppervlak 64 bevestigd aan het onderhavige platte lager 74 nog steeds aanwezig is.

De uitvinding heeft verscheidene voordelen. Door het gebruik van 5 de verlengde zwevende organen kunnen grotere momentbelastingen gedragen worden dan bij de koppeling met kogelverbinding volgens Peterson met een aantal kogels dat gelijk is aan het aantal zwevende organen volgens het onderhavige ontwerp. Verder zijn minder zwevende organen bij het onderhavige ontwerp nodig dan bij de koppeling met kogelverbinding voΙ-ΙΟ gens Peterson voor het dragen van dezelfde momentbelasting. Tot slot zijn voor een bepaalde momentbelasting minder elastomere delen vereist bij de onderhavige uitvinding waardoor een meer doelmatig ontwerp met betrekking tot de ruimte verwezenlijkt kan worden dan bij de koppeling met kogelverbinding volgens Peterson.

15 Tot slot kan, hoewel de voorkeursuitvoering die in de tekeningen afgeheeld is een koppeling met vaste verbinding is, een plunjerachtige verbinding gemakkelijk verwezenlijk worden. Bijvoorbeeld kan een veelheid van platte lagers, één verbonden met elk zwevend orgaan, opgenomen zijn in de constructie om beweging van êên van de assen in de richting 20 van de draaiingsas daarvan op te nemen. Meer in het bijzonder kan de bolvormige zitting 44 vervangen worden door een plat oppervlak bij het radiaal buiten liggende einde van elke sleuf 42. Een extra overgangsor-gaan met een plat oppervlak dat tegenover het uitwendig radiale platte oppervlak van elke sleuf ligt en een plat gelamineerd lager aangebracht 25 tussen deze twee platte oppervlakken kan toegevoegd worden. Het extra overgangsorgaan dat samenwerkt met elke sleuf 42 kan voorzien zijn van een bolvormig oppervlak tegenover het platte oppervlak daarvan en gelijk zijn aan de bolvormige zitting 44 zodat het paart met het bolvormige lager 70. Bij een dergelijke inrichting zal elk extra plat lager 30 aanwezig bij het radiaal buiten liggende einde van elke sleuf gericht zijn in een vlak loodrecht op de twee platte lagers 74 aangebracht bij de zijden van de overeenkomstige sleuf, en evenwijdig aan de hartlijn 34 van de as 32 van het orgaan 30 zodat de assen 12 en 32 onderling beweegbaar zijn in de richting van as 34.

35 Aangezien bepaalde andere wijzigingen uitgevoerd kunnen worden bij de onderhavige inrichting zonder buiten het bereik van de onderhavige uitvinding te geraken, wordt beoogd dat alle materie van bovenstaande beschrijving of in de bijgaande tekeningen afgebeeld op een illustratieve en niet beperkende wijze uitgelegd wordt.

8401659

Claims

1. Koppelingsinrichting omvattende in combinatie: een aandrijforgaan aangebracht voor draaiing om een eerste as; een aangedreven orgaan aangebracht voor draaiing om een tweede 5 as; met het kenmerk, dat deze bovendien omvat een veelheid van tussenliggende zwevende organen langs de omtrek verdeeld om de eerste en tweede assen welke het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan koppelen zodat de eerste en tweede assen elkaar in 10 een gemeenschappelijk punt neigen te snijden wanneer deze axiaal uit lijn liggen, waarbij elk van de zwevende organen in één richting verlengd is en omvat (1) een verlengde as die zich radiaal ten opzichte van de eerste en tweede assen uitstrekt door het gemeenschappelijke punt en in een gemeenschappelijk vlak liggend met de langwerpige assen 15 van de andere zwevende organen, (2) een radiaal buiten liggend eind begrensd door een convex bolvormig eindoppervlak waarvan het midden van de kromming samenvalt met het gemeenschappelijke punt, en (3) een radiaal binnen liggend eind begrensd door een concaaf bolvormig eindoppervlak waarvan het midden van de kromming samenvalt met het eerste ge-20 meenschappelijke punt; eerste middelen voor het koppelen van het radiaal binnen liggende einde van elk van de zwevende organen aan één van de aandrijforganen en aangedreven organen, waarbij het eerste middel lagermiddelen omvat aangebracht tussen elk zwevend orgaan en het ene orgaan; en 25 tweede middelen voor het koppelen van het radiaal buiten liggende einde van elk van de zwevende organen met het andere van de aandrijforganen en aangedreven organen, waarbij het tweede middel omvat lagermiddelen aangebracht tussen elk zwevend orgaan en het andere van de aandrijforganen en aangedreven organen; 30 waarbij het lagermiddel van de eerste en tweede middelen in samen- drukking een moment draagt overgebracht tussen het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan en onderlinge scharnierende beweging tussen het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan om het gemeenschappelijk punt opneemt.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het lager- middel omvat eerste gelamineerde lagermiddelen, tweede gelamineerde lagermiddelen, en derde gelamineerde lagermiddelen, waarbij de eerste en tweede gelamineerde lagermiddelen in staat zijn in afschuiving onderlinge draaiende beweging tussen elk van de zwevende organen en het aan-40 drijforgaan op te nemen om de overeenkomstige verlengde hartlijn en 8401659 • * tussen elk van de zwevende organen en het aangedreven orgaan om de overeenkomstige verlengde hartlijn, waarbij de tweede en derde gelamineerde lagermiddelen in staat zijn in afschuiving onderlinge scharnierende beweging van het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan te dra-5 gen om het gemeenschappelijke punt en waarbij de eerste en derde gelamineerde lagermidd.elen in staat zijn in samendrukking moment te dragen overgebracht tussen het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het eerste gelamineerde lagermiddel omvat, cilindrische gelamineerde lagers, die 10 elk een krommingsas hebben coaxiaal met de verlengde as van één van de zwevende organen, waarbij het tweede lagermiddel omvat bolvormig gelamineerde lagers, één aangebracht nabij elk van de bolvormige eindopper-vlakken van de radiaal binnen en buiten liggende einden van elk van de zwevende organen en met een krommingsmidden dat samenvalt met het ge-15 ineenschappelijke punt, en waarbij het derde lagermiddel omvat platte gelamineerde lagers geplaatst tussen elk van de zwevende organen en het aandrijforgaan en elk van de zwevende organen en het aangedreven orgaan en gericht in een vlak in hoofdzaak evenwijdig aan het vlak begrensd door de verlengde as van het bijbehorende zwevende orgaan en de eerste 20 en tweede assen.

4. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het eerste middel omvat een overgangsorgaan aangebracht tussen elk cilindrisch gelamineerd lager en één van de overeenkomstige platte gelamineerde lagers. 25 f

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat elk van de zwevende organen cilindrisch is en elk van de cilindrische gelamineerde lagers aangebracht is tussen een overgangsorgaan en een zwevend orgaan.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat elk van de . 30 cilindrische zwevende organen een eerste cilindrisch deel omvat aangebracht bij het radiaal binnen liggende einde en een tweede cilindrisch deel omvat geplaatst bij het radiaal buiten liggende einde, waarbij de eerste en tweede cilindrische delen verschillende diameters hebben.

7. Inrichting volgens conclusie 6, waarbij de diameter van het 35 eerste cilindrische deel groter is dan de diameter van het tweede cilindrische deel.

8. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat elk van de cilindrische zwevende organen omvat een paar cilindrische oppervlakken omvat diametraal tegenover elkaar liggend en in aanraking met één van 40 de cilindrische gelamineerde lagers, en niet cilindrische oppervlakken 84 0 1 6 5 9 geplaatst tussen het paar cilindrische oppervlakken.

9. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat elk van de cilindrische zwevende organen omvat een cilindrisch oppervlak aangebracht om het orgaan en in aanraking met de diametraal tegenoverlig- 5 gende cilinderische gelamineerde lagers.

10. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat elk van de zwevende organen afgeknot kegelvormig is en elk van de cilindrische gelamineerde lagers tussen een overgangsorgaan en een zwevend orgaan aangebracht is.

11. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het ge meenschappelijke vlak het homokinetische vlak is, zodat de inrichting een koppeling met gelijkblijvende snelheid is.

12. Koppelingsinrichting met gelijkblijvende snelheid omvattende in combinatie: 15 een aandrijforgaan aangebracht voor draaiing om een eerste as; een aangedreven orgaan aangebracht voor draaiing om een tweede as; met het kenmerk, dat deze bovendien omvat een veelheid van tussenliggende organen zwevend ten opzichte van 20 het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan en langs de omtrek op afstand aangebracht om de eerste en tweede assen en het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan koppelend zodat de eerste en tweede as elkaar neigen te snijden bij een gemeenschappelijk punt indien axiaal uit lijn liggend, waarbij elk van de zwevende organen in eên richting verlengd 25 is en een verlengde hartlijn heeft die zich radiaal ten opzichte van de eerste en tweede assen uitstrekt door het gemeenschappelijke punt en in een gemeenschappelijk vlak ligt met de verlengde hartlijnen van de andere zwevende organen; middelen voor het koppelen van elk van de zwevende organen aan het 30 aandrijforgaan en het aangedreven orgaan, welke middelen omvat lager-middelen aangebracht tussen elk orgaan en het aandrijforgaan en het aangedreven orgaan, waarbij de lagermiddelen in samendrukking moment dragen overgebracht tussen het aandrijforgaan en aangedreven orgaan en onderlinge scharnierende beweging tussen het aandrijforgaan en aange-35 dreven orgaan om het gemeenschappelijke punt opnemen. -ooo- 8401659