DE972239C

DE972239C - Elastisches Gelenk

Info

Publication number: DE972239C
Application number: DEP29752A
Authority: DE
Inventors: Hermann Neidhart
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1946-06-04
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1959-06-11
Also published as: CH253318A; BE480880A; FR957495A; GB652266A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 11. JUNI 1959

p 29752 XII j 47a D

Die Erfindung befaßt sich mit elastischen Gelenken derjenigen Art, bei denen ein inneres Gelenkteil und ein koaxial dazu angeordnetes äußeres Gelenkteil ineinanderstecken und letzteres als Rohr mit polygonalem Querschnitt ausgebildet ist, wobei in den von den Ecken dieses äußeren Polygons und den Flächen des inneren Gelenkteils abgegrenzten Zwischenräumen gummielastische Körper eingesetzt sind, die an beiden Teilen anliegen und bei gegenseitiger Verdrehung der Gelenkteile elastisch verformt werden.

Bei bekannten elastischen Gelenken hat man bereits polygonale Innen- und Außenteile vorgesehen, diese jedoch so zueinander angeordnet, daß zwischen einander gegenüberliegenden Seiten elastische Gummikörper fest einvulkanisiert sind. Dadurch entsteht aber eine Federkennlinie, die in der Mehrzahl aller Anwendungsfälle solcher Gelenke nicht erwünscht ist.

Andererseits hat man für elastische Wellenkupplungen, bei denen also die elastisch gekuppelten Wellen koaxial zueinander liegen und keine besonders großen Ausschläge benötigen, auch schon vorgeschlagen, die Gummikörper lose als Zylinderwalzen zwischen dem Innen- und Außenpolygon einzulegen, und zwar so, daß sie in den von den Ecken des äußeren und den Flächen des inneren Polygons gebildeten rohrartigen Zwischenräumen liegen. Zur Bildung eines genügend großen Zwischenraums für die Aufnahme einer möglichst großen Gummiwalze sind in diesem Falle am Innenpolygon Arme angebracht, so daß dieses einen sogenannten Armstern bildet, welcher mit seinem Ende so auf die Gummiwalzen drückt, daß

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diese, unter entsprechender Abplattung und ohne nennenswert zu wandern, gegen eine der Fläche des drückenden Armendes etwa gegenüberliegende Auflagefläche des Außenpolygons gedruckt wird. Hier strebt man also danach, trotz Vorliegens einer Verschwenkungsbewegung diejenigen Verhältnisse möglichst genau nachzuahmen, die beim Zusammenpressen einer Gummiwalze zwischen planparallelen und gegeneinander bewegten Platten ίο auftreten.

Im Gegensatz dazu beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß in einem Gelenk mit seinem wesentlich größeren abzufedernden Winkelausschlag optimale Betriebsverhältnisse dann eintreten, wenn die Beanspruchung der Gummi walze demjenigen Fall ähnelt, daß die obenerwähnten planparallelen Platten nicht nur einander genähert, sondern auch in Richtung ihrer Ebenen gegeneinander verschoben werden, so daß die Gummiwalze zugleich abgeplattet als auch gerollt, insgesamt also gewalkt wird.

Zu diesem Zwecke ist nun an einem elastischen Gelenk mit einem inneren Gelenkteil und einem koaxial dazu angeordneten äußeren Gelenkteil, welch letzterer als Rohr mit polygonalem, lichtem Querschnitt ausgebildet ist, wobei in den von den Ecken dieses Polygons und Flächen des inneren Gelenkteils begrenzten Zwischenräumen gummielastische Körper eingesetzt sind, die an beiden Teilen anliegen und bei gegenseitiger Verdrehung der Gelenkteile verformt werden, gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das innere Gelenkteil die gleiche polygonale Form aufweist wie das äußere. Hierdurch bildet sich bei entsprechender Winkelstellung beider Polygone eine Vielzahl von im Querschnitt dreieckigen Zwischenräumen zum Einlegen von Gummiwalzen. Beim gegenseitigen Verdrehen der Polygone wird die Gummiwalze zwischen zwei ebenen Flächen sowohl abgeplattet als auch fortgerollt.

Hieraus resultieren wiederum ganz ausschlaggebende Vorteile gegenüber der Armsternlösung an Wellenkupplungen. Es wird der Gesamtdurchmesser eines solchen Gelenks wesentlich herabgesetzt, weil einerseits die durch die Länge der Arme bedingte große lichte Weite des Innenraums beim Gegenstand der Erfindung nicht erforderlich ist und weil andererseits wegen der bei der neuen Belastungsart der Gummiwalzen wesentlich höheren Belastbarkeit des Gummis als Werkstoff das Volumen dieser Walzen auch stark reduziert werden kann. Umgekehrt ergibt sich, daß bei gleicher Größe der Vergleichsobjekte beim Gegenstand der Erfindung ein vierfaches Arbeitsvermögen feststellbar ist.

Bei der Verwirklichung der Erfindung ist es zweckmäßig, wenn die Ecken des Polygonquerschnitts des äußeren Gelenkteils abgerundet sind. Auch empfiehlt es sich, daß das äußere Gelenk-So teil im Querschnitt mehrteilig ist.

Das erfindungsgemäße Gelenk eignet sich infolge seiner Zuverlässigkeit und des großen Winkelausschlages wegen als Federgelenk und als Schwin- | gungsdämpfer bei Maschinen, insbesondere aber für Fahrzeuge.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. E.s zeigt in perspektivisch schematischer Darstellung Fig. ι ein erstes Beispiel im Ruhezustand, Fig. 2 dasselbe Beispiel mit relativ zueinander verdrehten Gelenkteilen; in schematischer Darstellung zeigen

Fig. 3 und 4 je ein weiteres Beispiel im Ruhezustand,

Fig. 5 eine Ausführungsvariante zu Fig. 1 und Fig. 6 ein Beispiel, bei dem in ein äußeres Gelenkteil zwei innere, parallele Gelenkteile eingeschoben sind.

Im ersten Beispiel (Fig. 1 und 2) ist in das im Querschnitt quadratische Rohrstück 1 ein ebenfalls quadratischen Querschnitt besitzendes Rohrstück 2 so eingeschoben, daß dessen Diagonalen in der horizontalen und vertikalen Mittelebene des äußeren Rohrstückes 1 liegen. Infolge dieser gegenseitigen Versetzung der die Gelenkteile darstellenden Rohrstücke ι und 2 um 45 ° sind zwischen denselben vier im Querschnitt im wesentlichen dreieckförmige Zwischenräume 3 gebildet, in die je ein aus elastischer Masse, wie z. B. Gummi, bestehender Einlagewulst 4 von rundem Querschnitt lose eingelegt ist. Dadurch ist das innere Rohrstück 2 an seinen vier Umfangsseiten elastisch an den vier Einlagewülsten 4 abgestützt, die ihrerseits an je zwei Schenkeln bzw. in je einer Ecke des äußeren Rohrstückes 1 Anschlag finden. Gemäß Zeichnung ist angenommen, daß an dem über die vordere Stirnseite des äußeren Rohrstückes 1 vorspringen-. den Ende des inneren Rohrstückes 2 ein Arm 5 befestigt ist, dessen freies Ende mit dem einen Teil und das äußere Rohrstück 1 mit dem anderen Teil der gegeneinander abzufedernden zwei Teile zu verbinden ist.

Wenn am beschriebenen Gelenk durch entsprechende Krafteinwirkung der Arm 5 aus der Ruhestellung in Fig. 1 um den in Fig. 2 angegebenen Winkel und in die gezeichnete Stellung ausschwingt, so können die elastischen Einlagewülste 4 dem durch das innere Rohrstück 2 auf sie ausgeübten Druck nachgeben, indem sie dementsprechend ihre Form verändern und ein wenig sich na abwälzen, wie aus gegenseitiger Vergleichung der Fig. ι und 2 hervorgeht. Beim Nachlassen des genannten Druckes streben die Einlagewülste 4 infolge ihrer Elastizität wieder ihrer ursprünglichen Form und Lage zu, wobei der Verbindungsarm 5 demgemäß zurückschwingt. Zur Andeutung des Wälzweges sind an der linken unteren Zacke der Fig. ι und 2 die Aufliegestellen ohne Belastung (Fig. 1) und bei Belastung (Fig. 2) hervorgehoben.

Analog ist die Wirkungsweise der nachfolgend beschriebenen weiteren Ausführungsbeispiele, bei denen der vorerwähnte Verbindungsarm nicht überall gezeichnet ist.

Gemäß Fig. 3 sind als Gelenkteile ein im Querschnitt dreieckiges Rohrstück 6 mit gerundeten Kanten und ein in dieses eingeschobener Dorn 7

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vorgesehen. Der volle Dorn 7 hat ebenfalls dreieckigen Querschnitt, ist jedoch in bezug auf seine Seiten bzw. Ecken um i8o° zum Rohrstück 6 versetzt angeordnet, so daß zwischen den beiden Gelenkteilen drei im Querschnitt im wesentlichen dreieckförmige Zwischenräume 8 gebildet sind, in die je ein elastischer Einlagewulst 4 lose eingelegt ist.

Gemäß Fig. 4 sind als Gelenkteile zwei ineinandergeschobene hohle, sechskantige Rohrstücke 9 und 10 vorgesehen. Dieselben sind in bezug auf ihre Seiten bzw. Ecken derart zueinander versetzt angeordnet, daß zwischen den beiden Rohrstücken 9 und 10 insgesamt sechs Zwischenräume 11 gebildet sind, zu deren Begrenzung je zwei aneinanderstoßende Schenkel bzw. je die eine Ecke des äußeren Gelenkteiles 9 und die eine Seite des inneren Rohrstückes 10 dienen. Die sechs Ecken des äußeren Rohrstückes 9 nehmen je einen elastischen Einlagewulst 4 auf.

Das Beispiel gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 und 2 dadurch, daß das äußere Gelenkteil 1 dem Querschnitt nach aus zwei symmetrischen Hälften zusammengesetzt ist.

Diese besitzen seitliche Flansche 14 für Schrauben 15, durch welche die beiden Gelenkteilhälften lösbar miteinander verbunden sind. Diese Ausführung ermöglicht es, die Vorspannung der elastischen Einlagewülste 4 (unter entsprechender Verformung) jederzeit zu ändern, wie gemäß Fig. 5 angenommen ist. Die dadurch erreichte Formangleichung der Einlagewülste 4 an die zwischen dem äußeren und inneren Gelenkteil 1 und 2 vorhandenen, im Querschnitt dreieckförmigen Zwischenräume kann aber selbstverständlich auch durch entsprechende Wahl des Querschnittes der Einlagewülste 4 berücksichtigt werden; die Einlagewülste können vom runden abweichenden Querschnitt besitzen und auch in den vorerwähnten Beispielen mit mehr oder weniger Vorspannung eingelegt sein.

Gemäß Fig. 6 sind in dem im Querschnitt rechteckigen Rohrstück 1 zwei Rohrstücke 2 von quadratischem Querschnitt parallel zueinander und in

bezug auf ihre Seiten um 45° zu denjenigen des äußeren Rohrstückes 1 versetzt angeordnet. Infolgedessen sind zwischen dem äußeren Rohrstück 1 und den beiden inneren Rohrstücken 2 insgesamt sechs im Querschnitt im wesentlichen dreieckförmige Zwischenräume 3 gebildet, in die je ein elastischer Einlagewulst4 lose, aber z.B. unter Vorspannung eingelegt ist; zwei dieser Einlagewülste 4 dienen zum Zusammenwirken mit den einander gegenüberstehenden Seiten der beiden inneren Rohrstücke 2, denen diese zwei Einlagewülste 4 somit gemeinsam sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 492 985, 595 632, 747807,707871; britische Patentschrift Nr. 423215; USA.-Patentschriften Nr. 2179959, 2388450; französische Patentschrift Nr. 886940; Zeitschrift VDI, 29. 2. 1936, S. 245 bis 251; Zeitschrift Hansa Nr.17/18, 1955, Sonderdruck »ElastischeKupplungen« von Dr.-Ing. Walter Benz.

1. Elastisches Gelenk mit einem inneren Gelenkteil und einem koaxial dazu angeordneten äußeren Gelenkteil, welch letzteres als Rohr mit polygonalem lichtem Querschnitt ausgebildet ist, wobei in den von den Ecken dieses Polygons und Flächen des inneren Gelenkteils begrenzten Zwischenräumen gummielastische Körper eingesetzt sind, die an beiden Teilen anliegen und bei gegenseitiger Verdrehung der Gelenkteile verformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gelenkteil die gleiche polygonale Form aufweist wie das äußere.

2. Elastisches Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecken des Polygonquerschnitts des äußeren Gelenkteils abgerundet sind.

3. Elastisches Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gelenkteil (i, 6, 9) im Querschnitt mehrteilig ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen,

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