Kreuzgelenk. Kreuzgelenke besitzen normalerweise kei nen Gleichgang, das heisst bei Drehung der einen Welle eilt im Verlaufe einer Umdre hung wechselweise die eine Welle voraus und die andere Welle nach. Man hat infolgedes sen schon versucht, Universalgelenke mit Gleichgang zu schaffen. In allen bekannten Fällen wurde vom Kreuzgelenk üblicher Art grundsätzlich abgegangen, indem man zu sätzliche Kugelgelenke verwendete, und zwar Zwiebelschalengelenke, bei denen also min destens zwei konzentrische, lagerhaltig inein ander verpasste Kugelgelenke vorliegen. Diese Konstruktionen genügen den gestellten An forderungen in mehrfacher Hinsicht nicht. Einerseits lassen sich mehrere konzentrische Kugelgelenke für die Praxis überhaupt nicht genau herstellen, und wenn dies gelingt, sind die Gestehungskosten untragbar gross.
Dar über hinaus besitzen die einzelnen Gelenke eine Vielzahl von Teilen und sind auch nicht so ausgebildet, dass sie für die Praxis wirk lich in Betracht kommen können. Nach dieser bekannten Konstruktion ist zwischen dem kugelig ausgebildeten Ende der einen Welle und dem kugelschalenförmig ausgebildeten Ende der andern Welle, eine an ihrer Innenseite und Aussenseite kugelig ausgebildete Schale angeordnet, die an zwei einander gegenüberliegenden Enden offen ist. Die Kugelschale der zweitgenannten Welle ist über zwei gleichachsige Bolzen gelenkig mit der Zwischenschale verbunden; desglei chen ist die Kugel der einen Welle über einen sie durchsetzenden Bolzen mit der Zwischen schale verbunden.
Der Bolzen der einen Welle und die Bolzen der andern Welle ste hen zueinander senkrecht. Da nun bei Ver- schwenkung der beiden Hauptwellen in der einen Ebene die Zwischenschale nur den hal ben Schwenkweg ausführen darf, ist ein Steuerungsglied vorgesehen. Dieses ist eben falls kugelschalenförmig ausgebildet und schliesst die eine Öffnung der Zwischenschale ab, wobei es um seine Mittelachse innerhalb der Zwischenschale verdrehbar ist.
Die schlie- ssende Schale besitzt einen nach aussen ge richteten Bolzen, der in eine Ausnehmung der Schale der einen Hauptwelle eingreift und einen nach innen gerichteten Bolzen, der in eine Ausnehmung der Kugel der andern Welle eingreift. Die beiden Bolzen liegen im gleichen Abstand von der Mittellinie der bei den gestreckten Hauptwellen, und zwar bei Strecklage der beiden Wellen mit ;fieser Mit tellinie in einer Ebene.
Da mehrere ineinanderliegende Kugel gelenke, wie eingangs erwähnt, in der Ferti gung sehr teuer sind, ist bei der vorliegen den Erfindung die Verwendung von Kugel gelenken zielbewusst verlassen. Die vorlie gendeErfindung betrifft vielmehr ein Kreuz gelenk mit senkrecht zueinander stehenden Gelenkachsen, bei welchem Gelenk zur Er zeugung gleicher Winkelgeschwindigkeit der beiden Wellen ein bei gegenseitiger Ver- schwenkung derselben in einer Ebene den halben Schwenkweg ausführendes, an der einen Hauptwelle angelenktes Zwischenglied und eine dieses bei Verschwenkung um des sen Gelenkachse im Winkelmittel zwischen den beiden Hauptwellen haltende Steuerungs einrichtung vorgesehen sind.
Die vorliegende Erfindung besteht dabei darin, dass das Zwi schenglied als die beiden Kreuzgelenkzapfen umfassender und den einen dieser Zapfen tragender Zwischenring ausgebildet ist, und dass das dem Zwischenring und der einen Hauptwelle gemeinsame Gelenk sowie der eine Zapfen der beiden Kreuzgelenkzapfen gleichachsig sind.
Die beiliegende Zeichnung zeigt beispiels weise Ausführungsformen des Kreuzgelenkes gemäss der Erfindung, und zwar zeigt: Fig. 1 ein Kreuzgelenk im Schnitt gemäss der Längsachse der gestreckten Hauptwellen, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie A-B in Fig. 1, Fig. 3 das Ende der einen Hauptwelle samt Zwischenring im Aufriss, Fig. 4 den gleichen Teil in Stirnansicht. Fig. 4a, 4b und 4e einen Einzelteil im Aufriss und in Draufsicht, Fig. 5a und 5b einen weiteren Einzelteil in Draufsicht und im Aufriss mit teilweisem Schnitt, Fig.
G das Kreuzgelenk in gleicher An sicht wie Fig. 1, jedoch bei nur geschnitte nem Gehäuse, im abgewinkelten Zustand, Fig. 7 das Ende der einen Hauptwelle samt umfassendem Gehäuse im Längsschnitt, Fig. 8 eine weitere Ausführungsform des Kreuzgelenkes im Schnitt nach Linie C-1) der Fig. 9, Fig. 8a einen Einzelteil im Schrägriss, Fig. 9 einen Schnitt nach Linie E-F der Fig, 8, Fig. 10 einen Schnitt nach Linie G-H der Fig. 8, Fig.
Na den Zwischenring für sich allein in Draufsicht im Sinne der Fig. 8, Fig. 11 das Kreuzgelenk in einem der Fig. 8 entsprechenden Schnitt bei gegenein ander abgewinkelten Wellen, Fig. 12 eine weitere Ausführungsform des Kreuzgelenkes im Längsschnitt und in der Ebene der Querachse des Gehäuses, Fig. 13 einen gleichen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des Gelenkes, Fig. 14 einen zum Schnitt der Fig. 12 senkrecht stehenden Längsschnitt, Fig. 15 einen Schnitt bei abgewinkeltem Gelenk, Fig. 16 das gelenkseitige Ende der einen Hauptwelle für sich allein in einem der Fig. 14 entsprechenden Schnitt, Fig. 17 und 18 einen Einzelteil, Fig. 19 eine Stirnansicht des Gehäuses der Fig. 7, Fig. 20 das Gehäuse der Fig.
7 im Längsselinitt, mit Zwischenring in der Lage, in der dieser in (las Gehäuse eingeführt wird.
Das Gelenk dient der Verbindung der beiden Hauptwellen 1 und 2. Die Haupt welle 2 ist an ihrem freien Ende als das ei-entliche Gelenk umfassendes und schüt zendes einteiliges Gehäuse 3 ausgebildet. Dieses Gehäuse 3 ist gemäss Fig. 1 bis 7 teil weise hohlkugelförmig ausgebildet, ohne dass aber dieser Hohlkiwelteil den Bestandteil eines Kugelgelenkes darstellt.
Im übrigen ist die Innenwandung des Gehäuses 3 an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit Aus- nehmungen 4 versehen (Fig. 7, 10, 19 und 20), in welchen der Zwischenring 5 je mit zwei einander gegenüberliegenden, kreis bogenförmigen Führungsflächen 6 gelagert ist (Fig. 4, 10 und 10a). Die kreisbogenför migen Ausnehmungen 4 gehen gegen die offene Stirnseite des Gehäuses 3 hin in eine rechteckige Rinne über, wie Fig. 20 zeigt.
Der Abstand der beiden parallelen Rinnen- flanken 60 ist dabei so gross wie der Abstand der parallelen Seite 61 des Zwischenringes 5 (Fig. 19 und 2'0), so dass der Zwischen ring, -wie aus Fig. 20 ersichtlich, in der einen Lage von der Stirnseite her in das Gehäuse 3 eingeführt und nach dem Einführen um 90 in der Zeichenebene der Fig. 20 gedreht wer den kann. Er ist also nach dem Einführen und Verdrehen gegen achsiale Verschiebun gen gesichert, weil die Ausnehmungen 4 überhalbkreisförmig verlaufen.
Im Zwischenring 5 ist mittels Büchsen',' ein Vierkantzapfen 8 verdrehbar gelagert, welcher den Ringraum des Zwischenringes durchsetzt und dessen Längsachse senkrecht steht zur Gelenkachse des Gelenkes 4, 6. In den Ringraum des Zwischenringes 5 ragt das kugelförmig ausgebildete Ende 9 der einen Hauptwelle 1. Die Kugel stellt auch hier wiederum keinen Bestandteil eines Kugel gelenkes dar. Die Kugel besitzt eine doppel keilförmige Ausnehmung 10 mit in der Mitte liegendem Scheitel (Fig. 1), welche von dem Vierkantzapfen 8 durchsetzt ist. Der Ab stand der zueinander parallelen Wandungen der Ausnehmung 1.0 entspricht der Stärke des Vierkantzapfens B.
Senkrecht zum Vier kantzapfen 8 sind die Kugel 9 und der Vier kantzapfen 8 von einem weiteren Zapfen 11 durchsetzt, welcher in seiner ganzen Länge innerhalb der Kugel 9 liegt, an seinem einen Ende einen Kopf 12 besitzt und mit seinem andern Ende in Gewindeeingriff mit der Ku gel 9 steht, so dass die Kugel durch den Zap fen 11 gegen Verspreizung in Richtung des letzteren gesichert ist. Die eine Hauptwelle 1 ist also zunächst einmal um die Achse des Zapfens 11 verschwenkbar, und zwar in der Zeichenebene der Fig. 1. Die Verschwenkung ist durch die doppelkeilförmige Ausnehmung 1.0 ermöglicht. Die Längsachse des Zapfens 11 ist identisch mit der Achse des Gelenkes 4, 6, welches der Zwischenring 5 und das Ge häuse 3 gemeinsam haben.
Infolgedessen kann bei Verschwenkung der einen Haupt welle 1 in der Zeichenebene der Fig. 1 diese Welle sich auch um die Achse des Gelenkes 4, 6 drehen. Die Verschwenkung der einen Hauptwelle 1 in der Zeichenebene Fig. 2 ist ermöglicht durch die Büchsen 7 des Bolzens 8, welche verdrehbar am Zwischenring 5 ge lagert sind.
Würde man sich vorstellen., dass die an dere Hauptwelle 2 unmittelbar starr am Zwi schenring 5 angreifen würde, so würde ein übliches, normales Kreuzgelenk vorliegen., das aber keinen Gleichgang besitzt. Die vor liegende Konstruktion unterscheidet sich von dem üblichen Kreuzgelenk dadurch, dass der die Kreuzgelenkzapfen 8, 11 umfassende Ring 5 als Zwischenring ausgebildet ist, wel cher für sich an das Gehäuse 3 der andern Hauptwelle 2 aasgelenkt ist.
Durch diese Konstruktion ist der Gleichgang gewährlei stet; es muss nur dafür Sorge getragen sein, dass der Zwischenring 5 bei Verschwenkung der einen oder andern Welle 1 bezw. 2 in der Zeichenebene der Fig. 1 stets im Winkelmit tel zwischen den beiden Wellen 1 und 2 ge halten bezw. jeweils in dieses Winkelmittel gebracht wird. Zu diesem Zweck ist eine be sondere Steuerungseinriehtung vorgesehen.
welche auf den Zwischenring 5 in solcher Weise einwirkt, dass er bei Verschwenkung der einen oder andern Hauptwelle 1 bezw. 2 in der Zeichenebene der Fig. 1 jeweils die Hälfte des gesamten Schwenkweges zurück legt. Es sei noch bemerkt, dass die Längs achsen des Gelenkes 4, 6, des Zapfens 8 und des Zapfens 11 sich in einem einzigen Punkt 13 schneiden.
Zur Steuerung des Zwischenringes 5 ist dieser mit einem Bügel 14 versehen, welcher mit seinen parallelen Armen 15 zu beiden Seiten an dem Zwischenring 5 aasgelenkt ist. Zu diesem Zweck besitzt der Zwischenring 5 an seinen beiden Stirnseiten keilförmige Aus nehmunben 16 von einer der Dicke der Arme 1.3 entsprechenden Tiefe, so dass die Arme 15 über die beiden Stirnseiten des Zwischenrin ges 5 nicht vorstehen. Im Bereiche der Aus- nehmunben 16 sind die Arme 15 mit Hilfe von Schrauben 17 an dem Zwischenring gelenkig befestigt.
Die Gelenkachse des Bü gels ist identisch mit der Achse des Zapfens 11 bezw. der Achse des Gelenkes 4, 6. Der Bügel 14 wird durch einen Kugelgelenkteil einer Gabel 18 umfasst, welche einen Fortsatz des kugelförmigen Endes 9 der einen Haupt welle darstellt.
Das Gehäuse 3 ist an zwei einander ge benüberliegenden Seiten mit kreisrunden Öff nungen 19 (Fig. 7) versehen, welche zum Einsetzen von Deckeln 20 ausgebildet sind. Die Deckel können mit Hilfe von Schrauben 21 (Fig. 5a) auf dem Gehäuse befestigt wer den. Jeder Deckel 20 trägt exzentrisch einen Mitnehmerzapfen 22, der bei aufgesetztem Deckel ?0 nach innen gerichtet ist. Die Zap fen ?? sind dazu bestimmt, in die einen Schlitze ?3 von Stenerungsplatten 24 (Fig. und 4e) einzugreifen. Diese Steuerungsplat ten besitzen je einen weiteren Schlitz 25, der dem Eingriff eines Bolzens 26 dient. Die Bolzen 26 sind an den Armen 15 des Bügels 14 starr befestigt.
Die beiden Schlitze 23 und 25 liegen in gleichem Abstand vom Punkt 29 der Steuerungsplatten 24, durch den in der Gelenklage nach Fig. 1 und 2 die Achsen der Bolzen 11 und 17 gehen.
Da die Steuerungsplatten 24 dazu be stimmt sind, den Zwischenring 5 in einer Mittellage zu halten, bezw. ihn in diese zu verbringen, müssen sie mit dem Zwischenring 5 in Eingriff stehen. Zu diesem. Zweck sind die beiden Steuerungsplatten 24 mit Mitneh mern 27 versehen, welche in Schlitze 28 (Fig. 3 ) des Zwischenringes 5 eingreifen.
Die Wirkungsweise ist wie folgt: Wird die eine Hauptwelle 1 in der Zei chenebene der Fig. 2 verschwenkt, so gleitet die Gabel 18 der Kugel 9 an dem Bügel 14, ohne diesen zu bewegen. Es erfolgt daher keine Beeinflussung der Lage des Zwischen- ringes 5. Die Welle 1 dreht sich bei dieser Verschwenkung um die Längsachse des Vier kantzapfens B.
Erfolgt jedoch eine Verschwenkung der einen Hauptwelle 1 in der Zeichenebene der Fig. 1, so wird durch die Gabel 18 der Bügel 1-1- mitgenommen. Bei dieser Verschwenkung dreht sich die Welle 1 uni die Achse des Bolzens 11; da der Bügel 14 bleichachsig mit dem Bolzen 11 an dem Zwischenring 5 befestigt. ist, so führt er also denselben Schwenkwinkel aus wie die Welle 1. Durch den Bügel 14 werden jedoch über die Zapfen 26 die Steuerungsplatten 24 beeinflusst. Da die Bolzen 22 fest sind, so werden die Steue rungsplatten 24 mit der Achse der Bolzen ?? als Drehachse verschwenkt.
Die Mitnehmer 7 der Steuerungsplatten 24 liegen nun auf einer Linie, die das :Mittel 29 (Fig. 4e) des Abstandes der Schlitze 23 und ?5 schneidet. Der Erfolg ist der, dass die Steurungsplatten 24 über die Mitnehmer 297 den Zwischenring, 5 mitnehmen, aber nur um die Hälfte des je- ,veili-en Schwenkweges des Bügels 14 bezw. der Welle 1.
Der Zwischenring 5 wird also jeweils im Mittel zwischen den beiden Wel len 1 und 2 gehalten bezw. in dieses Mittel verbracht. Bei dieser Verschwenkung dreht sich der Zwischenring :5 um die Achse seines Gelenkes 4, 6.
Es findet also, mit andern \Vorten -ausgedrückt, bei einer Verschwen- kun- der Welle 1. in der Zeichenebene der Fig. 1 eine Verdrehung der Kugel 9 um die Achse des Zapfens<B>11</B> und ausserdem noch eine, der Hälfte des Schwenkweges entspre chende Verdrehung des Zwischenringes 5 um die Achse dessen Gelenkes 4. 6 statt.
Da durch wird der Gleichgang des Gelenkes be dingt. Würde der Zwischenring 5 nicht je weils im Winkelmittel zwischen den beiden Hauptwellen 1 und 2 gehalten werden, so würde sieh. bei bestimmter Lage eine Sper rung ergeben.
Das Gelenk gemäss der Ausführungsform der Fig. 8 bis<B>11</B> unterscheidet sieh vom Ge lenk der vorgeschriebenen Figuren lediglich durch die Art der Steuerungseinrichtung. Gemäss Fig. 8 bis 11 sind die Arme 1 5 des Bügels 14 an ihren Enden verbreitert und überhalbkreisförmig ausgebildet. Die Kreis segmente 30 sind in entsprechenden, über halbkreisförmigen Ausnehmungen 31 von Schlitten 3,2 geführt, welche an zwei innern Seiten des Zwischenringes 5 senkrecht zu des sen Mittelebene verschiebbar geführt sind. Im übrigen sind die Kreissegmente 30 ver drehbar am Gehäuse 3 gelagert.
Zu diesem Zweck ist das Gehäuse 3 von Bolzen 33 durchsetzt, welche den Zwischenring 5 (Fig.10a) in gekrümmten Schlitzen 34 durch setzen. Diese Schlitze haben die Aufgabe, eine Verschwenkung des Zwischenringes 5 trotz des Vorhandenseins der Bolzen 33 zu ermöglichen. Die Bolzen 33 greifen in die Segmente 30 ein, und zwar in solcher Weise, dass der Abstand der Bolzen 33 vom Kreis mittelpunkt 35 des Segmentes 30 in kon struktiv bestimmtem Verhältnis zu dem Ab stand von der Gelenkachse des Gelenkes 4, 6 steht.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist wie folgt: Bei Verschwenkung in der Zeichenebene Fig. 8 wird der Bügel 14, wie oben beschrie ben, mitgenommen. Da die Achsen der Bol zen 33 des Bügels 14 exzentrisch gegenüber der Achse des Zapfens 11 liegen, darüber hinaus die Achsen der Bolzen 33 sich in be stimmtem abstand von der Achse des Zap fens 11 bezw. des Gelenkes 4, 6 wie vom Kreismittel der Segmente 30 befinden, so wird, ähnlich wie oben, der Zwischenring 5 nur den halben Schwenkweg der Welle 2 aus führen. Die Segmente 30 drehen sich in den überhalbkreisförmigen Ausnehmungen 31 der Schlitten 32, die dabei gleichzeitig in ihren Führungen verschoben werden.
Die Ausführungsformen nach den Fig. 12 bis 18 unterscheiden sich von den erläuterten Ausführungsformen ebenfalls nur durch die Art der Steuerung. Die Innenseite des Ge häuses 3 ist in diesem Falle hohlkugelförmig ausgebildet. Zwischen der Kugel 9 lind der hohlkugelförmigen Innenwandung des Ge häuses 3 ist ein Kugelsegment 36 angeord- net, welches mittels eines Ringansatzes 37, der kugelförmige Oberfläche besitzt, an der hohlkugelförmigen Innenwandung des Ge häuses 3 anliegt. Mit seiner einen Seite stützt sich das Kugelsegment 36 über den von Ku geln gebildeten Ring 38 an der einen Stirn seite des Zwischenringes 5 ab.
Wie aus Fig. 13 ersichtlich, kann an Stelle des Rin ges 38 ein Ringansatz 39 des Segmentes 36 treten, der sich an dem Zwischenring 5 ab stützt. Das Segment 36 trägt zwei Zapfen 40 und 41, welche bei gestrecktem Gelenk in der durch die Längsachsen der beiden Hauptwel len 1 und 2 und die Achse des Zapfens 11 bestimmten Ebene liegen. Der Zapfen 40 steht in Richtung des Gehäuses 3 über die Oberfläche des Segmentes 36 vor und greift verdrehbar in ein Gleitstück 42 ein, welches in einer gekrümmten Längsnut 43 der Innen wandung des Gehäuses 3 geführt ist. Die Längsnut 43 liegt in derselben Ebene wie die Zapfen 40 und 41 bei gestreckten Wellen.
In ähnlicher Weise steht der Zapfen 41 in der andern Richtung über die Oberfläche des Segmentes 36 vor und trägt verdrehbar ein Gleitstück 44, welches in einer gekrümm ten Nut 45 der Kugel 9 geführt ist. Die Nut 4.5 liegt ebenfalls in der Ebene der Zapfen 40 und 41, wenn beide Wellen gestreckt sind. Die Zapfen 40 und 41 liegen. zu beiden Sei ten in je gleichem Abstand von der Längs mittelachse des Gelenkes bezw. der gestreck- ten Wellen 1 und 2. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist wie folgt: Beim Verschwenken der Welle 1 in der Zeichenebene der Fig. 12 erfolgt eine Beein flussung des Segmentes 36 nicht. Lediglich das Gleitstück 44 gleitet dabei in der zuge hörigen Nute 45.
Wird dagegen die Welle 1 in der Zeichenebene der Fig. 14 verschwenkt, dann wird das Gleitstück 44 durch die Längsnut 45 mitgenommen, mit der Wir kung, dass das Segment 36 um seine geo metrische Mitte verdreht und der Segment zapfen 40 mit seinem Gleitstück 42 in der Nut 43 nachgezogen wird. Die Schwenkbewegung zwischen den bei den Hauptwellen in der Zeichenebene der Fig. 14 wird nur zum einen Teil, und zwar zur Hälfte, auf das Segment 36 übertragen. Bei der Verschwenkung beider oder einer der beiden Hauptwellen gleitet das Gleitstück 4..1 in der Nut 45 und das Gleitstück 42 in der Nut 43.
Zufolge dieses Gleitens erfährt das Segment 36 auch eine Verdrehung um die -Mittelachse der Hauptwelle 2. Da sich somit die Versehwenkung der beiden Hauptweilen zum einen Teil in einer Verdrehung des Seg mentes 36 ausdrückt, so kann der Schwenk weg des Segmentes 36 um die Achse der Bol zen 11 bezw. 52 ebenfalls nur einen Teil des Schwenkweges der beiden Hauptwellen aus machen.
Deshalb, weil die beiden Bolzen 40 und 41 bei gestreckten Wellen je in gleichem Abstand von der Mittellängsachse der 'Welle 2 liegen und auch in einer Ebene, die diese Mittellängsachse schneidet, drückt sich der Schwenkweg der beiden Wellen zur einen Hälfte in einer Verdrehung des Segmentes 36 und zur andern Hälfte in einer Verschwen- kung des Segmentes 36 aus. Diese Verschwen- kung des Segmentes 36 wird über den Kugel ring 38 bezw. über den Ringansatz 39 der Fig. 13 auf den Zwischenring 5 übertragen, der somit stets im Winkelmittel zwischen den beiden Wellen gehalten wird.
Der Vorteil der Steuerungseinrichtung ge mäss Fig. 12 bis 18 besteht darin, dass sie eine Bauart mit geringerem Durchmesser des Gelenkes zulässt. Die Steuerungseinrichtung ist darüber hinaus ausserordentlich einfach. Wenn auch eine Führung des Segmentes 36 an der hohlkugelförmigen Oberfläche des Ge häuses 3 vorliegt, so ist deshalb noch nicht, wie bei den Gleichganggelenken bekannter Art, ein Zwiebelschalen-Kugelgelenk vorhan den, das heisst also ein Kugelgelenk mit min destens zwei konzentrischen Kugellagern.
Das Segment 36 hat keine Schubkräfte, son dern nur Verspreizungsdrücke aufzunehmen, die zudem im wesentlichen die Gleitstücke 42 und 44 übernehmen. Eine besonders günstige Anordnung ist darin zu erblicken, dass das Segment 36 nur mit dem kugelflächenförmi- gen Ring 37 an der innern Oberfläche des Gehäuses 3 geführt ist. Damit sind vor allen Dingen die Schmierung gesichert, die Her stellung vereinfacht und die Reibung ver ringert.
Da das Rubelsegment 36 zwischen den beiden Hauptwellen 1 und 2 liegt, so müssen auch Vorkehrungen getroffen sein, um das Gelenk zusammenbauen zu können. Deshalb besteht das Gehäuse 3, wie aus Fig. 16 er sichtlich, aus den beiden Teilen 46 und 47, die durch Schraubenbolzen, für die entspre chende Bohrungen 48 vorgesehen sind, zu sammengehalten werden können.
Die geteilte Anordnung des Gehäuses 3 macht es möglich, den Zwischenring 5 in be sonderer Weise lagern zu können. Die beiden Teile 46 und 47 haben an gegenüberliegen den Seiten je eine halbkreisförmige Ausneh- mung 49, die sieh bei zusammengesetzten Teilen zu kreisrunden Öffnungen ergänzen. In diese sind Lagerbüchsen 50 eingesetzt, welche zwecks Haltens derselben am Um fang Ringansitze 51 tragen, die in entspre chende Nuten in der Wandung der Ausneh- mungen 49 eingreifen. Die Lagerbüchsen 50 stellen die Lager für die Zapfen 52 des Zwi schenringes 5 dar.
Der Zwischenring 5 besitzt an. der äussern Stirnseite sich kegelförmig erweiternde Aus- nehmun.gen, welche die Abwinkelung der Welle 1 zulassen. Da bei der Abwinkelung ; der Welle 1. in der Zeichenebene der Fig. 12 der Zwischenring 5 nicht mitgenommen wird, sondern stehen bleibt, so ist die Ausnehmung 53 in dieser Ebene und seitlich davon tiefer, als in der Zeichenebene des Schwenkbereiches der Fig. 14, da bei der Verschwenkung in der Zeichenebene der Fig. 1.4 der Zwischen ring 5 mitgenommen tvird.
Die erläuterten Konstruktionen entspre chen in jeder Weise den Anforderungen, die nach allen Rielitungen hin. an ein technisch einwandfreies Kraftübertragungsgelenk ge stellt werden. Die Bauweise ist einfach, < las Gelenk besteht aus relativ wenig Einzeltei len, die im Serienbau leicht und billig herzu stellen sind. Das Auseinandernehmen und Wiederzusammensetzen des Gelenkes sowie das Auswechseln von einzelnen Teilen kann mit wenigen Griffen und ohne besondere Werkzeuge vorgenommen werden.
Der Ab- winkelungsbereich beträgt 45 von der Mit tellinie aus, es liegt mathematisch genauer Winkelgleichgang vor.
Universal joint. Universal joints normally have no synchronism, which means that when one shaft rotates, one shaft alternately rushes ahead and the other behind in the course of one revolution. As a result, attempts have already been made to create universal joints with synchronism. In all known cases, the universal joint of the usual type was basically abandoned by using additional ball joints, namely onion skin joints, in which there are at least two concentric ball joints that are in stock inein other missed. These constructions do not meet the requirements in several respects. On the one hand, several concentric ball joints cannot be produced precisely at all for practical use, and if this succeeds, the production costs are prohibitively high.
In addition, the individual joints have a large number of parts and are not designed so that they can really be considered in practice. According to this known construction, a spherical shell on its inside and outside is arranged between the spherical end of one shaft and the spherical shell-shaped end of the other shaft, which shell is open at two opposite ends. The spherical shell of the second-mentioned shaft is articulated to the intermediate shell by means of two coaxial bolts; desglei chen the ball of one shaft is connected to the intermediate shell via a bolt penetrating it.
The bolts of one shaft and the bolts of the other shaft are perpendicular to each other. Since the intermediate shell is only allowed to carry out half the pivoting path when the two main shafts are pivoted in one plane, a control element is provided. This is also designed in the shape of a spherical shell and closes off one opening of the intermediate shell, wherein it can be rotated about its central axis within the intermediate shell.
The closing shell has an outwardly directed bolt which engages in a recess in the shell of one main shaft and an inwardly directed bolt which engages in a recess in the ball of the other shaft. The two bolts are at the same distance from the center line of the straight main shafts, with the two shafts in the extended position with the mean center line in one plane.
Since several nested ball joints, as mentioned above, are very expensive to manufacture, the use of ball joints is purposefully left in the present invention. Rather, the present invention relates to a cross joint with mutually perpendicular joint axes, in which joint, to generate the same angular speed of the two shafts, an intermediate member which is hinged to one main shaft and which is hinged to one of the main shafts and which at mutual pivoting of the same in one plane executes half the pivoting path Pivoting around the joint axis sen in the angular mean between the two main shafts holding control device are provided.
The present invention consists in that the inter mediate member is designed as the two universal joint pins encompassing and the intermediate ring carrying one of these pins, and that the joint common to the intermediate ring and one main shaft and one pin of the two universal joint pins are coaxial.
The accompanying drawing shows, for example, embodiments of the universal joint according to the invention, namely: FIG. 1 shows a universal joint in section along the longitudinal axis of the extended main shafts, FIG. 2 shows a section along line AB in FIG. 1, FIG. 3 shows the end of the a main shaft including an intermediate ring in elevation, FIG. 4 the same part in an end view. 4a, 4b and 4e show an individual part in elevation and in plan view, FIGS. 5a and 5b show a further individual part in plan view and in elevation with partial section, FIG.
G the universal joint in the same view as FIG. 1, but with only cut housing, in the angled state, FIG. 7 the end of a main shaft including the housing in longitudinal section, FIG. 8 another embodiment of the universal joint in section along line C. 1) of Fig. 9, Fig. 8a shows an individual part in an oblique view, Fig. 9 shows a section along line EF of Fig. 8, Fig. 10 shows a section along line GH of Fig. 8, Fig.
Well, the intermediate ring alone in plan view in the sense of FIG. 8, FIG. 11 the universal joint in a section corresponding to FIG. 8 with shafts angled against each other, FIG. 12 another embodiment of the universal joint in longitudinal section and in the plane of the transverse axis 13 shows the same section through a further embodiment of the joint, FIG. 14 shows a longitudinal section perpendicular to the section in FIG. 12, FIG. 15 shows a section with an angled joint, FIG. 16 shows the joint-side end of one main shaft for itself only in a section corresponding to FIG. 14, FIGS. 17 and 18 an individual part, FIG. 19 an end view of the housing of FIG. 7, FIG. 20 the housing of FIG.
7 in the longitudinal line, with an intermediate ring in which it is inserted into the housing.
The joint serves to connect the two main shafts 1 and 2. The main shaft 2 is designed at its free end as a one-piece housing 3 that encompasses and protects the egg-entliche joint. According to FIGS. 1 to 7, this housing 3 is partially designed in the shape of a hollow sphere, but without this hollow connector part being part of a ball joint.
In addition, the inner wall of the housing 3 is provided with recesses 4 on two opposite sides (FIGS. 7, 10, 19 and 20), in which the intermediate ring 5 is mounted with two opposite, circular arc-shaped guide surfaces 6 (FIG . 4, 10 and 10a). The circular arc-shaped recesses 4 merge towards the open end face of the housing 3 into a rectangular groove, as shown in FIG. 20.
The distance between the two parallel channel flanks 60 is as great as the distance between the parallel side 61 of the intermediate ring 5 (FIGS. 19 and 20), so that the intermediate ring, as can be seen from FIG Position introduced from the end face into the housing 3 and rotated after the introduction by 90 in the plane of FIG. 20 who can. He is so secured after the insertion and rotation against axial Verschiebun conditions because the recesses 4 extend over a semicircle.
In the intermediate ring 5, a square pin 8 is rotatably mounted by means of bushes ',' which penetrates the annular space of the intermediate ring and whose longitudinal axis is perpendicular to the joint axis of the joint 4, 6. The spherical end 9 of one main shaft 1 protrudes into the annular space of the intermediate ring 5 Again, the ball is not part of a ball joint. The ball has a double wedge-shaped recess 10 with an apex in the middle (FIG. 1) through which the square pin 8 passes. The distance from the mutually parallel walls of the recess 1.0 corresponds to the thickness of the square pin B.
Perpendicular to the square pin 8, the ball 9 and the square pin 8 are penetrated by a further pin 11, which is located in its entire length within the ball 9, has a head 12 at one end and at its other end in threaded engagement with the Ku gel 9 stands so that the ball is secured by the Zap fen 11 against spreading in the direction of the latter. The one main shaft 1 is therefore initially pivotable about the axis of the pin 11, specifically in the plane of the drawing in FIG. 1. The pivoting is made possible by the double-wedge-shaped recess 1.0. The longitudinal axis of the pin 11 is identical to the axis of the joint 4, 6, which the intermediate ring 5 and the Ge housing 3 have in common.
As a result, when pivoting the one main shaft 1 in the plane of the drawing in FIG. 1, this shaft can also rotate about the axis of the joint 4, 6. The pivoting of a main shaft 1 in the plane of FIG. 2 is made possible by the bushings 7 of the bolt 8, which are rotatably superimposed on the intermediate ring 5 GE.
If one were to imagine that the other main shaft 2 would attack directly and rigidly on the intermediate ring 5, a conventional, normal universal joint would be present, but which has no synchronization. The present construction differs from the usual universal joint in that the ring 5 encompassing the universal joint pin 8, 11 is designed as an intermediate ring, which is articulated to the housing 3 of the other main shaft 2 by itself.
Through this construction, the synchronism is guarante; it only has to be ensured that the intermediate ring 5 respectively when pivoting one or the other shaft 1. 2 in the plane of FIG. 1 always hold in Winkelmit tel between the two shafts 1 and 2 ge respectively. is brought into this angular mean. A special control unit is provided for this purpose.
which acts on the intermediate ring 5 in such a way that when one or the other main shaft 1 is pivoted, it resp. 2 in the plane of the drawing in FIG. 1 covers half of the entire pivoting path. It should also be noted that the longitudinal axes of the joint 4, 6, the pin 8 and the pin 11 intersect at a single point 13.
To control the intermediate ring 5, it is provided with a bracket 14, which is articulated with its parallel arms 15 on both sides of the intermediate ring 5. For this purpose, the intermediate ring 5 has at its two end faces wedge-shaped from take 16 of a depth corresponding to the thickness of the arms 1.3, so that the arms 15 do not protrude over the two end faces of the Zwischenrin ges 5. In the area of the recess 16, the arms 15 are articulated to the intermediate ring with the aid of screws 17.
The hinge axis of the Bü gel is identical to the axis of the pin 11 BEZW. the axis of the joint 4, 6. The bracket 14 is surrounded by a ball-and-socket joint part of a fork 18 which is an extension of the spherical end 9 of a main shaft.
The housing 3 is provided on two mutually opposite sides with circular Publ openings 19 (FIG. 7), which are designed for the insertion of covers 20. The cover can with the help of screws 21 (Fig. 5a) attached to the housing who the. Each cover 20 carries an eccentric driving pin 22 which, when the cover? 0 is on, is directed inwards. The cones ?? are intended to engage in one of the slots? 3 of the staging plates 24 (FIGS. and 4e). These Steuerplat th each have a further slot 25 which is used to engage a bolt 26. The bolts 26 are rigidly attached to the arms 15 of the bracket 14.
The two slots 23 and 25 are equidistant from point 29 of the control plates 24 through which the axes of the bolts 11 and 17 pass in the hinge position according to FIGS. 1 and 2.
Since the control plates 24 are to be true to keep the intermediate ring 5 in a central position, respectively. To spend it in this, they must be in engagement with the intermediate ring 5. To this. Purpose, the two control plates 24 are provided with Mitneh numbers 27, which engage in slots 28 (Fig. 3) of the intermediate ring 5.
The mode of operation is as follows: If the one main shaft 1 is pivoted in the drawing plane of FIG. 2, the fork 18 of the ball 9 slides on the bracket 14 without moving it. The position of the intermediate ring 5 is therefore not influenced. The shaft 1 rotates around the longitudinal axis of the square pin B. during this pivoting process.
If, however, one main shaft 1 is pivoted in the plane of the drawing in FIG. 1, then the bracket 1-1- is carried along by the fork 18. During this pivoting, the shaft 1 rotates uni the axis of the bolt 11; since the bracket 14 is attached to the intermediate ring 5 with the pin 11 in a pale-axial manner. is, it therefore performs the same pivoting angle as the shaft 1. However, the bracket 14 influences the control plates 24 via the pins 26. Since the bolts 22 are fixed, the control plates 24 are with the axis of the bolts ?? pivoted as the axis of rotation.
The drivers 7 of the control plates 24 now lie on a line which intersects the means 29 (FIG. 4e) of the distance between the slots 23 and 5. The success is that the control plates 24 take the intermediate ring 5 with them via the drivers 297, but only by half of the respective pivoting path of the bracket 14 respectively. of wave 1.
The intermediate ring 5 is held respectively on the average between the two Wel len 1 and 2. spent in this agent. During this pivoting, the intermediate ring rotates: 5 around the axis of its joint 4, 6.
In other words, when the shaft 1 is pivoted, there is a rotation of the ball 9 around the axis of the pin 11 in the plane of the drawing in FIG. 1 and also another rotation , half of the pivot path corre sponding rotation of the intermediate ring 5 about the axis of the joint 4. 6 instead.
Since the synchronism of the joint is due to be. If the intermediate ring 5 were not ever held in the angular center between the two main shafts 1 and 2, then you would see. result in a lock in certain situations.
The joint according to the embodiment of FIGS. 8 to 11 differs from the joint of the prescribed figures only by the type of control device. According to FIGS. 8 to 11, the arms 1 5 of the bracket 14 are widened at their ends and have a semicircular shape. The circular segments 30 are guided in corresponding, semicircular recesses 31 of carriage 3.2, which are guided on two inner sides of the intermediate ring 5 perpendicular to the sen center plane. In addition, the circular segments 30 are rotatably mounted on the housing 3 ver.
For this purpose, the housing 3 is penetrated by bolts 33, which put the intermediate ring 5 (Fig.10a) in curved slots 34 through. These slots have the task of allowing the intermediate ring 5 to pivot in spite of the presence of the bolts 33. The bolts 33 engage in the segments 30, in such a way that the distance between the bolts 33 from the circle center 35 of the segment 30 in a constructively determined relationship to the distance from the joint axis of the joint 4, 6 stands.
The operation of this device is as follows: When pivoting in the plane of the drawing Fig. 8, the bracket 14, as described above ben, taken. Since the axes of the Bol zen 33 of the bracket 14 are eccentric with respect to the axis of the pin 11, in addition, the axes of the bolts 33 are at a certain distance from the axis of the pin 11 BEZW. of the joint 4, 6 are located as from the circle center of the segments 30, then, similar to the above, the intermediate ring 5 will only lead half the pivoting path of the shaft 2. The segments 30 rotate in the over-semicircular recesses 31 of the carriages 32, which are simultaneously displaced in their guides.
The embodiments according to FIGS. 12 to 18 also differ from the explained embodiments only in the type of control. The inside of the Ge housing 3 is hollow spherical in this case. A spherical segment 36 is arranged between the ball 9 and the hollow spherical inner wall of the housing 3, which segment rests against the hollow spherical inner wall of the housing 3 by means of an annular shoulder 37 which has a spherical surface. With its one side, the ball segment 36 is supported on the ring 38 formed by Ku rules on one end of the intermediate ring 5.
As can be seen from Fig. 13, a ring extension 39 of the segment 36 can occur instead of the Rin total 38, which is supported on the intermediate ring 5 from. The segment 36 carries two pins 40 and 41 which lie in the plane defined by the longitudinal axes of the two Hauptwel len 1 and 2 and the axis of the pin 11 when the joint is extended. The pin 40 projects in the direction of the housing 3 over the surface of the segment 36 and engages rotatably in a slider 42 which is guided in a curved longitudinal groove 43 of the inner wall of the housing 3. The longitudinal groove 43 lies in the same plane as the pins 40 and 41 in straight shafts.
Similarly, the pin 41 projects in the other direction over the surface of the segment 36 and rotatably carries a slider 44 which is guided in a curved groove 45 of the ball 9. The groove 4.5 is also in the plane of the pin 40 and 41 when both shafts are straight. The pins 40 and 41 are located. on both sides BEZW at the same distance from the longitudinal center axis of the joint. of the elongated shafts 1 and 2. The mode of operation of this device is as follows: When the shaft 1 is pivoted in the plane of the drawing in FIG. 12, the segment 36 is not influenced. Only the slide 44 slides in the associated groove 45.
If, on the other hand, the shaft 1 is pivoted in the plane of the drawing in FIG. 14, the slider 44 is carried along through the longitudinal groove 45, with the effect that the segment 36 rotates about its geometric center and the segment pin 40 with its slider 42 in the groove 43 is tightened. The pivoting movement between the two main shafts in the plane of the drawing in FIG. 14 is only partially transmitted, namely half, to segment 36. When both or one of the two main shafts is pivoted, the slide 4... 1 slides in the groove 45 and the slide 42 in the groove 43.
As a result of this sliding, the segment 36 also experiences a rotation around the -center axis of the main shaft 2. Since the misalignment of the two main shafts is expressed in part by a rotation of the segment 36, the pivoting away of the segment 36 around the axis of the Bol zen 11 respectively. 52 also make only part of the pivoting path of the two main shafts.
Because the two bolts 40 and 41 each lie at the same distance from the central longitudinal axis of the shaft 2 when the shafts are elongated and also in a plane that intersects this central longitudinal axis, half of the pivoting path of the two shafts is expressed in a rotation of the segment 36 and the other half in a pivoting of the segment 36. This pivoting of the segment 36 is respectively about the ball ring 38. Transferred via the ring shoulder 39 of FIG. 13 to the intermediate ring 5, which is thus always held in the angular center between the two shafts.
The advantage of the control device according to FIGS. 12 to 18 is that it allows a design with a smaller diameter of the joint. The control device is also extremely simple. If there is also a guide of the segment 36 on the hollow spherical surface of the Ge housing 3, an onion-shell ball joint is not available, as is the case with the constant-velocity joints of the known type, i.e. a ball joint with at least two concentric ball bearings.
The segment 36 has no shear forces, son countries only absorb expansion pressures, which also take over the sliders 42 and 44 substantially. A particularly favorable arrangement can be seen in the fact that the segment 36 is guided on the inner surface of the housing 3 only with the spherical ring 37. Above all, this ensures lubrication, simplifies manufacture and reduces friction.
Since the ruble segment 36 lies between the two main shafts 1 and 2, precautions must also be taken in order to be able to assemble the joint. Therefore, there is the housing 3, as shown in Fig. 16 it clearly, from the two parts 46 and 47, which can be held together by bolts, for the corre sponding holes 48 are provided.
The split arrangement of the housing 3 makes it possible to be able to store the intermediate ring 5 in a special way. The two parts 46 and 47 each have a semicircular recess 49 on opposite sides, which, when the parts are assembled, add up to circular openings. Bearing bushes 50 are inserted into these bearing bushes which, for the purpose of holding them, carry ring seats 51 around the circumference, which engage in corresponding grooves in the wall of the recesses 49. The bearing bushes 50 represent the bearings for the pins 52 of the inter mediate ring 5.
The intermediate ring 5 has. the outer end face conically widening recesses which allow the shaft 1 to be bent. As at the angling; the shaft 1. in the plane of the drawing of FIG. 12, the intermediate ring 5 is not carried along, but remains standing, the recess 53 is deeper in this plane and laterally thereof than in the plane of the drawing of the pivoting area of FIG. 14, since during the pivoting 1.4 the intermediate ring 5 is taken along in the drawing plane of FIG. 1.4.
The explained constructions correspond in every way to the requirements according to all guidelines. be placed on a technically perfect power transmission joint. The construction is simple, <the joint consists of relatively few individual parts that are easy and cheap to manufacture in series production. The dismantling and reassembly of the joint as well as the replacement of individual parts can be done with a few movements and without special tools.
The angular range is 45 from the center line, there is mathematically exact angular synchronism.