DE2240436A1

DE2240436A1 - Schutzanordnung fuer drehkupplungen

Info

Publication number: DE2240436A1
Application number: DE2240436A
Authority: DE
Inventors: Michel Orain
Original assignee: Glaenzer Spicer SA
Current assignee: Glaenzer Spicer SA
Priority date: 1972-02-18
Filing date: 1972-08-17
Publication date: 1973-08-23
Also published as: DE2240436B2; GB1376005A; US3817057A; IT958471B; DE2240436C3; JPS4893839A; JPS5212864B2; FR2172580A5

Description

Beschreibung
zum Patentgesuch

der Firma Glaenzer Spicer, 10, rue Jean-Pierre Timbaud, Poissy (Yvelines) / Frankreich

betreffend:

"Schutzanordnung für Drehkupplungen"

Die Erfindung betrifft eine einstückige isolierende Schutzanordnung für mechanische leistungsübertragende Drehkupplungen, wie homokinetische Universalgelenke oder Schiebekupplungen, welche eine elastische Manschette aufweisen, die das für die Funktion erforderliche Schmiermittel enthält, und das Eindringen von Fremdkörpern, wie insbesondere Staub oder Schlamm, in den Mechanismus verhindert, ohne dessen erforderliche Bewegungsfreiheit zu beeinträchtigen.

Derartige Kupplungen umfassen allgemein ein antreibendes und ein angetriebenes Organ, von denen mindestens eines eine Welle ist, die eine gewisse Beweglichkeit in Winkel- und/^oder Axialrichtung besitzt sowie zwischen den Organen Kupplungselemente, deren mindestens eines aus einem im allgemeinen ringförmigen Teil besteht, das bewegungsschlüssig mit dem anderen antreibenden oder angetriebenen Organ verbunden ist.

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Bei solchen Kupplungen ist die elastische Manschette oder der Balg an beiden Enden mittels Kragen, Wulsten oder anderen abdichtenden Befestigungseinrichtungen festgelegt, einerseits an dem Kupplungselement in Ringform, andererseits an der Welle, die eine gewisse Beweglichkeit aufweisen soll.

Derartige mechanische Kupplungen haben infolge ihrer Starrheit flen Nachteil, daß Vibrationen oder Geräusche übertragen werden, die häufig durch die Quelle der zu übertragenden Energie erzeugt werden, insbesondere, wenn es sich dabei um einen Explosionsmotor handelt. Das hat dazu geführt, eine elastische Verbindung in Serie mit der Kupplung zu schalten, um die Ausbreitung dieser Vibrationen und Geräusche zu dämpfen und herabzusetzen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für die oben beschriebenen Drehkupplungen eine Abdichtmanschette zu schaffen, die gleichzeitig der Dämpfung von Vibrationen und Geräuschen dient, und weitere Vorteile aufweist, wie vollständige Abdichtung, leichter Zusammenbau, Verringerung des Leckrisikos und insbesondere Senkung der Herstellungskosten der gesamten Baugruppe.

Diese Aufgabe wird bei einer Drehkupplung des eingangs beschriebenen Typs dadurch gelöst, daß das mit dem ringförmigen Teil verbundene Manschettenende sich über einen erheblichen Abschnitt dieses Teils erstreckt und an diesem abgedichtet mittels eines, im übrigen keine Berührungspunkte zu dem ringförmigen Teil aufweisenden Gehäuses festgeklemmt ist, das verbindbar ist mit dem antreibenden oder angetriebenen Organ, dessen Bewegung auf das ringförmige Teil übertragen werden soll, und daß das ringförmige Teil an seiner in Verlängerung des an ihm festgeklemmten Manschettenendes liegenden Seite durch einen Boden abdichtend verschließbar ist.

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Auf diese Weise kann der Abschnitt der Manschette, der zwischen das ringförmige Kupplungsteil und das Gehäuse eingebettet ist, eine dämpfende Wirkung auf Vibrationen und Geräusche zwischen den angetriebenen und den antreibenden Organen ausüben. Darüber hinaus bildet die Manschette zusammen mit dem abdichtenden Boden einen Schmiermittelhalteraum, der vollkommen dicht ist, und mit Schmiermittel gefüllt werden kann, und zwar vor dem Einbau der Kupplung in die jeweilige mechanische Anordnung, deren Teil sie bilden soll.

Der abdichtende Boden kann von einer Verlängerung der Manschette selbst gebildet werden, so daß sich eine Art Sack ergibt, in dessen Innerem die Kupplungselemente eingeschlossen sind. Der Boden kann auch unabhängig von der Manschette hergestellt sein, und zwar aus einem mit deren Material identischen oder zu diesem analogen Material, und einen Kragen aufweisen, der zwischen das ringförmige Kupplungsteil und das Festklemmgehäuse geklemmt ist, in der gleichen Weise wie das entsprechende Ende der Manschette.

Gemäß einer weiteren AusführungsVariante kann der Boden einen integrierenden Bestandteil des Gehäuses bilden,- und seinerseits ein Mittel zur Befestigung des Gehäuses an dem antreibenden oder angetriebenen Organ darstellen, dessen Bewegung auf das ringförmige Kupplungsteil zu übertragen ist.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden, in denen verschiedene bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt sind.

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Fig. 1 zeigt im Längsschnitt ein homokinetisches Gelenk vom "Dreibein-Typ", versehen mit einer ersten Ausführungsform der isolierenden Schutzanordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 ist eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 1 für eine abweichende Ausführungsform der Schutzanordnung gemäß der Erfindung bei einem Gelenk gleichen Typs,

Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch ein homokinetisches Gelenk mit Hub-Kugeln, wobei eine Schutzvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung vorgesfeen ist,

Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 zeigt teilweise im Längsschnitt, teilweise in Draufsicht eine weitere Ausführungsform des Er* findungsgegenstandes bei einem Gelenk vom Typ der Fig. 4,

Fig. 7 ist eine teilweise langsgeschnitteoe Seitenansicht einer Schub-Kugel-Kupplung mit einer Schutzanordnung gemäß der Erfindung, und

Fig. 8 ist ein Schnitt nach Linie VIII-VIII nach Fig. 7. .

Man erkennt in Fig. 1 und 2 ein verschiebliches, homokinetisches Gelenk für die Verbindung zwischen einer Welle 1 und einer Platte 2, die beispielsweise fest verbunden ist mit einer zweiten, nicht dargestellten, und koaxial zur Platte angeordneten Welle. Dieses Gelenk umfaßt im wesentlichen ein Dreibein-Stück 3 mit Zapfen 4, die sich radial um 120° zueinander versetzt erstrecken, und jeweils einen drehbaren Schubstein 5 tragen, der zusammenwirkt mit einer Rollenbahn 6 in

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einer Schale 7 aus gehärtetem Stahl. Das Dreibein-Stück 3 ist fest verbunden mit der Welle 1 durch Aufschieben auf Nuten 8, die am Ende der Welle eingearbeitet sind.

Die aus dem Dreibein-Stück 3 und der Schale 7 bestehende Baugruppe ist eingeschlossen in einer Abdichtmanschette aus

synthetischem oder natürlichem Kautschuk" oder einem anderen ι weichelastischen oder plastischen entsprechenden Material oder aus einem Verbundmaterial, beispielsweise einem Elastomer, verstärkt durch ein Gewebe. Die Manschette ist mit dem Bezugszeichen 9 gekennzeichnet. Sie umfaßt einen Kragen 10, dessen Ende 11 mittels eines Ringes 12 in Nuten 13 eingepreßt ist, die in der Welle 1 eingearbeitet sind; der Kragen .10 weist ferner Falten 14 und 15 auf, die es ihm ermöglichen, den erforderlichen Deformationen während der Funktion des Gelenks zu folgen. Der Kragen 10 wird verlängert durch eine Schürze 16, welche die Schale 7 des Gelenks umfaßt. Diese ist in Äxialrichtung gehalten durch die Anschlagflächen 18 und 19. Schließlich wird die Manschette durch einen Boden 20 geschlossen, so daß sich eine Art Sack ergibt.

Die Schürze 16 der Manschette wird auf die Schale 7 aufgespannt durch ein Metallgehäuse 21, beispielsweise aus tiefgezogenem Blech, und gebördelt bei 22 und 23 derart, daß der von der Schürze ausgeübte Druck die Drehung der Schale 7 relativ zum Gehäuse 21 verhindert, das der Form der Schale angepaßt ist. Das Gehäuse 21 ist ferner umgeflanscht zur Ausbildung eines Flansches 24, der von Löchern 25 durchsetzt ist, für die Verbindung mit der Platte 7 mit Hilfe der Bolzen 26.

Da die Manschette 9 vollständig das eigentliche Gelenk umschließt, kann sie mit Schmiermittel gefüllt werden mit dem Aufbau auf der Platte 2. Ferner ist es nicht erforderlich, dir Dichtheit in der Ebene des Gelenks zwischen dem Flansch 24 und der Platte 2 vorzusehen.

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Ein weiterer Vorteil liegt in der Elastizität des Bodens 20 der Manschette, die verhindert, daß bei einer Schiebebewegung des Gelenks das Innere unter über- oder Unterdruck gesetzt wird. Ein in das Gehäuse 21 eingearbeitetes Luftloch 27 gestattet, daß der Boden 20 frei seine Gleichgewichtslage einnehmen kann.

Die Manschette stellt dank ihrer Schürze 16 zwischen der Schale 7 und dem Gehäuse 21 eine elastische Verbindung mit stoßdämpfender Funktion zwischen den beiden genannten Organen dar, und damit auch zwischen der Welle 1 und der Platte 2.

Die Schale 7 kann in die Manschette eingesetzt werden entweder während des Spritzens der letzteren, indem die Schale 7 in üblicher Weise in die zu diesem Zweck besonders ausgebildete Form eingesetzt wird, oder nach dem Spritzen durch Aufspreizen des Endes 11 des Kragens 10/ quer zu dem die Schale 7 einsetzbar ist. Das Dreibein-Stück 3 kann in die Manschette 9 in der gleichen Weise eingesetzt werden, indem es durch das Ende 11 hindurchgeführt wird.

Das Gehäuse 21 kann ebenfalls um die Schürze 16 der Manschette 9 herum entweder bei deren Formung oder als letzter Arbeitsgang angebracht werden. Im letzteren Fall wird es zunächst auf die Schürze 16 aufgeschoben und dann in Radialrichtung verformt, um das Einklemmen unter Druck der Schürze auf die Schale 7 zu bewirken.

Die Schürze 16 der Manschette kann, wenn man dies wünscht, Ausnehmungen aufweisen, von denen nur eine als Beispiel bei in Fig. 2 dargestellt ist, um die elastische Verbindung zwischen Schale 7 und Gehäuse 21 weicher zu gestalten, ohne die Drehmomentübertragungskapazität zu verringern, und um das Einsetzen der Schale 7 in dem Fall zu erleichtern, wo dies nach

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der Formung der Manschette geschieht. Ferner.kann die Schürze 16 während ihrer Formung Einsätze ,29 aus dünnen Metallblättern erhalten (ein einziger solcher Einsätze ist in Fig. 2 dargestellt) , mit dem Ziel, die Drehmomentübertragungskapazität durch die Schürze zu verbessern, ohne wesentlich deren Elastizität zu verringern.

Das Gelenk nach Fig. 3 vom gleichen Typ wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, doch bildet hier das Teil 3a mit den drei Zapfen 4a, auf denen die Schub-Steine 5a sitzen, einen Teil der Welle la. In diesem Ausführungsbeispiel besteht wegen der verbesserten Herstellbarkeit die Manschette 9a aus zwei Teilen, wobei die Schürze, welche die Schale 7a umschließt, in zwei Abschnitte 16a und 16b unterteilt ist. Die Partie 16a verlängert den Kragen 10a der Manschette, während die Partie 16b von dem weichen Boden 20a geschlossen wird. In diesem Fall wird das Gehäuse 21a auf den Partien 16a und 16b der Schürze durch Wulste 30 eingeschnürt, welche den Druck auf die Partien 16a und 16b der Manschettenschürze auf die Schale 7a sicherstellen.

Fig. 4 und 5 zeigen ein homokinetisches Schub-Kugel-Gelenk mit einer Welle 31, auf der kraftschlüssig und formschlüssig mit Hilfe der Nuten 32 ein Kronenring 33 befestigt ist zur Aufnahme von Kugeln 34, die von einem Schiebering 35 gehalten werden und zusammenwirken mit Rollbahnen 36 in einer Schale 37, vorzugsweise aus gehärtetem Stahl. Die Abdichtmanschette 38 ist bei 39 auf der Welle 31 festgespannt. Sie umfaßt eine Schürze 4O, welche die Schale 37 in analoger Weise einspannt, wie oben für die Schürze 16 der Manschette 9 und die Schale 7 unter Bezugnahme auf Fig. 1 und2 erläutert wurde. Diese Schürze 40 wird , auf der dem Kragen 39 gegenüberliegenden Seite durch einen weichen Boden 41 geschlossen, analog dem Boden 20 der Schürze 16 aus Fig. 1 und 2. Die Schale 37 ist mit Vertiefungen 42 versehen,

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In denen die Schürze 40 durch das Gehäuse 43 eingeklemmt wird, das seinerseits Wellungen 44 aufweist, und - wie das Gehäuse in Fig. 1 und 2 - einen Flansch 45 ausbildet,als Verbindungsmittel, beispielsweise mit einer (nicht dargestellten) Platte, analog der Platte 2 aus Fig. 1 und 2.

Das Gehäuse 43 wird beim Zusammenbau des Gelenks in Radialrichtung eingeschnürt, um auf die Schürze 40 der Abdichtmanschette aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk Druck auszuüben, und auf diese Weise eine wirksame Verbindung zu erhalten, ohne die Elastizität und die stoßdämpfenden Eigenschaften zu beeinträchtigen, welche durch die Schürze bewirkt werden.

Fig. 6 zeigt den gleichen Gelenktyp mit einer Manschette 46, deren Schürze 47 ebenfalls zwischen der Schale 37, welche die Rollbahnen 36 der Kugeln 34 trägt, und dem Gehäuse 43a eingeklemmt ist. Diese Schürze besitzt jedoch keinen Boden, sondern die Abdichtung wird sichergestellt durch den Bodenteil 48, den das Gehäuse aufweist. Ein Nabenteil 49 mit Rillen ist auf den Boden 48 des Gehäuses bei 50 punktverschweißt und ermöglicht die Verbindung des Gehäuses mit einer (nicht dargestellten) Übertragungswelle .

Fig. 7 und 8 zeigen eine Schub-Kupplung mit Kugeln für die Verbindung zwischen einem Kolben 51 und einem anderen (nicht dargestellten) Organ, das verbunden ist mit einem rohrförmigen Gehäuse 52. Der Kolben 51 umfaßt Nuten 53, in denen in Axialrichtung Kugeln 54 verschieblich sind, welche andererseits mit Rollbahnen 55 zusammenwirken, die eingearbeitet sind in eine Schale 56, welche außen Ausbauchungen 57 entsprechend den Rollbahnen aufweist. Diese Schale wird elastisch mit dem Gehäuse verbunden durch die zwischengeschaltete Schürze 58 einer Abdichtmanschette 59, deren Kragen 60 auf den Kolben 51 mittels eines Ringes 61 gepreßt ist, während ihr anderes Ende geschlossen wird

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durch einen Boden 62, verbunden mit der Schürze 58 durch Falten 63, welche die Volumenänderung der Manschette bei einer Axialverschiebung des Kolbens ermögliche. Das Gehäuse 52 umfaßt die Ausbauchungen 64, entsprechend den Ausbauchungen 57 der Schale 56, was einen Drehantrieb ermöglicht, ohne die Elastizität und die stoßdämpfenden Eigenschaften zu beeinträchtigen, welche zwischen den beiden Teilen hergestellt werden sollen.

Man erkennt unter Berücksichtigung der erläuterten Ausführungsbeispiele, daß die besondere Anbringung der Schürze der Abdichtmanschette gemäß der Erfindung es ermöglicht, Vibrationen bei mechanischen Kupplungen zu dämpfen und infolgedessen Geräusche zu isolieren. Die Herstellungskosten bei Massenfertigung der Kupplungen werden erheblich herabgesetzt infolge der Einfachheit des Zusammenbaus der Teile, aus denen sie aufgebaut sind, und der einfachen Herstellung der Punktionsteile; die Schale aus hochfestem Stahl kann sehr kurz sein und von einem Profil abgetrennt sein, während das Gehäuse von einem einfachen Blechtiefziehteil gebildet wird.

Die erreichte Abdichtwirkung ist vollkommen und Überoder Unterdrücke im Inneren werden vermieden. Schließlich kann in der Mehrzahl der Fälle der Zusammenbau der Kupplungen sehr leicht erfolgen in der Serienherstellung, wobei die Schmierstoffüllung von vornherein vorgesehen wird.

Man erkennt, daß zahlreiche Abwandlungen vorgesehen werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen. Falls das Gehäuse, welches die Abdichtmanschette auf der Schale des eigentlichen Gelenks festhält, einen Flansch umfaßt, können die Bolzen, welche den Flansch mit der Platte oder einem analogen

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Element verbinden, das das angetriebene oder antreibende Organ ist, ersetzt werden durch Nieten oder durch eine Schweißung des Flansches auf die Platte oder ein analoges Element. In gleicher Weise könnte bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 das Gehäuse mit einem Umfangsflansch versehen werden,durch den die Verbindung mit dem entsprechenden angetriebenen oder antreibenden Element bewirkt würde; ferner könnte die Abdichtmanschette an dem Gehäuse oder auch an der Schale oder auch an beiden Teilen gleichermaßen anhaftend ausgebildet werden durch an sich bekannte Mittel.

(Patentansprüche)

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Claims

M 2240438 Patentansprüche

1) J Einstückige isolierende Schutzanordnung für mechanische Leistung übertragende Drehkupplungen mit einem antreibenden und einem angetriebenen Organ, deren eines von einer eine gewisse Axial- und/oder Winkelbeweglichkeit aufweisenden Welle gebildet ist, und mit zwischen diesen Organen angeordneten Kupplungenselementen, deren mindestens eines aus einem im allgemeinen ringförmigen Kupplungsteil besteht, das bewegungsschlüssig mit dem anderen, angetriebenen oder antreibenden Organ verbunden*ist, sowie mit einer Abdichtmanschette, deren Enden abgedichtet verbunden sind einerseits mit dem ringförmigen Teil, andererseits mit der Beweglichkeit aufweisenden Welle, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem ringförmigen Teil (7, 7a, 37, 56) verbundene Manschettenende (16, 16a, 40, 47, 58) sich über einen erheblichen Abschnitt dieses Teils erstreckt und an diesem abgedichtet mittels eines, im übrigen keine Berührungspunkte zu dem ringförmigen Teil aufweisenden Gehäuses (21. 21a. 43. 43a. 64) festgeklemmt ist, das verbindbar ist mit dem antreibenden oder angetriebenen Organ (2, 49), dessen Bewegung auf das ringförmige Teil übertragen werden soll, und daß das ringförmige Teil an seiner in Verlängerung des an ihm festgeklemmten Manschettenendes liegenden Seite durch einen Boden (20, 20a, 41, 48, 62) abdichtend verschließbar ist.

2) Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abdichtende Boden gebildet wird durch die Verlängerung der Manschette und mit dieser einen Sack ausbildet, in dem die Elemente der Kupplung eingeschlossen sind.

3) Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeihnet, daß der abdichtende Boden aus einem identischen oder analogen Material wie das der Manschette beseteht und einen Kragen (16b) aufweist, der in ähnlicher Weise wie das entsprechende Ende der Manschette zwischen dem Gehäuse QiIa) und dem ringförmigen Teil (7a) eingeklemmt ist.

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4) Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß der abdichtende Boden (48) ein integrierender Teil des Gehäuses (43a) ist.

5) Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Flansch (24, 45, 48) aufweist, der mittels Bolzen, Nieten oder Schweißung mit dem entsprechenden Organ verbunden ist.

6) Schutzanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der einen integrierenden Teil des Gehäuses (43a) bildende abdichtende Boden (48)an dem angetriebenen oder antreibenden Organ (49) festgeschweißt ist.

7) Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Metallplättchen (29), deren Form ganz oder teilweise an die Umfangsform des im wesentlichen ringförmigen Teils der Kupplung angepaßt sind, in das zwischen dem Teil und dem Gehäuse eingeklemmte Ende der Manschette (16) eingebettet sind.

8) Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse durch Eindrücken auf dem Manschettenende festgeklemmt ist, das auf dem im wesentlichen ringförmigen Kupplungsteil sitzt.

9) Schutzanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse Wellungen (44) in Richtung seiner Mantellinien aufweist.

10) Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtmanschette eine an dem ringförmigen Teil oder an dem Gehäuse oder an beiden während des Zusammenbaus zum Anhaften gebrachte Schürze aufweist.

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