DE1262694B - Universal joint - Google Patents

Description

Universalgelenk Die Erfindung betrifft ein Universalgelenk aus zwei gabelförmigen Körpern, drehmomentübertragenden Kugeln und zwei axial fluchtenden, mittels einer einstellbaren Spannvorrichtung miteinander verbundenen scheibenförnügen Elementen, die als Kugelsitze ausgebildet sind, welche rechtwinklig zueinander in einem Abstand vom Kugelmittelpunkt liegen, der dem Kugelradius entspricht.Universal joint The invention relates to a universal joint consisting of two fork-shaped bodies, torque-transmitting balls and two axially aligned, Scheibenförnügen interconnected by means of an adjustable tensioning device Elements that are designed as ball seats, which are at right angles to each other in a distance from the center of the sphere that corresponds to the radius of the sphere.

Es ist ein Universalgelenk bekannt, bei dem die drehmomentübertragenden Kugeln in radialen Bohrungen eines Käfigs in radialer Richtung verschiebbar angeordnet sind, der in den Gabelkörpern sitzt. Die Kugeln werden mittels einer Spannvorrichtung an die Kreiskante von Bohrungen gedrückt, .die in den Gabelkörpern angebracht sind und einen kleineren Durchmesser als den Kugeldurchmesser aufweisen. Die Spannvorrichtung besteht aus zwei scheibenförmigen Elementen, die verschiebbar in einer axialen Bohrung des Käfigs angeordnet sind und kegelförmige Stirnflächen aufweisen, die als -Kugelsitze ausgebildet sind. Nachteilig ist dabei, daß zwischen den Kugeln und den scheibenförmigen Elementen nur eine Punktberührung stattfindet, die das zu übertragende Drehmoment des Universalgelenks.-- stark herabsetzt. Ferner sind die Kugeln in dem Käfig radial verschiebbar, so daß sie stets ein Spiel gegenüber der radialen Bohrung des Käfigs aufweisen. Schließlich ist die Anlage der Kugeln an den Kreiskanten der Bohrung in den Gabelkörpern nachteilig.It is a universal joint known in which the torque transmitting Balls in radial bores of a cage arranged displaceably in the radial direction that sits in the fork bodies. The balls are by means of a jig pressed against the circular edge of bores, .which are made in the fork bodies and have a diameter smaller than the ball diameter. The jig consists of two disc-shaped elements that slide in an axial bore of the cage are arranged and have conical end faces, which are called ball seats are trained. The disadvantage here is that between the balls and the disk-shaped Elements only a point contact takes place, which the torque to be transmitted of the universal joint - greatly reduced. Furthermore, the balls in the cage are radial displaceable so that they always have a game with respect to the radial bore of the cage exhibit. Finally, the balls are in contact with the circular edges of the hole disadvantageous in the fork bodies.

Es ist zwar bekannt, die Kugelsitze zweier scheibenförmiger Elemente als flächige Anlage auszubilden. Die auf diese Weise als Lagerschalen ausgebildeten scheibenförmigen Elemente sind an ihrer Teilfuge miteinander verschraubt. Nachteilig ist somit, daß der Kugeldurchmesser und die Abmessungen des Kugelsitzes sowie die der Teilfuge von vornherein genau zu bemessen sind. Bei Verschleißerscheinungen wird jedoch die Kugel im Kugelsitz lose. Eine Nachstellmöglichkeit ist nicht vorgesehen.Although it is known, the ball seats of two disc-shaped elements to be designed as a flat system. The trained in this way as bearing shells disc-shaped elements are screwed together at their parting line. Disadvantageous is thus that the ball diameter and the dimensions of the ball seat as well as the the parting line must be precisely dimensioned from the outset. If there are signs of wear however, the ball becomes loose in the ball seat. An adjustment option is not provided.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein Universalgelenk der eingangs geschilderten Art derart auszubilden, daß größere Drehmomente übertragen werden können und ein Spiel zwischen den Bauteilen vollständig vermieden ist. Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die scheibenförmigen Elemente so ausgebildet sind, daß sie die das Drehmoment übertragenden Kugeln linienförmig berühren.The object on which the invention is based is therefore a universal joint of the type described in such a way that larger Torques can be transmitted and a game between the components completely is avoided. The stated object is achieved according to the invention in that the disc-shaped elements are designed so that they transmit the torque Touch the balls in a line.

Durch die Linienberührung zwischen den Kugeln und den scheibenförmigen Elementen wird das zu übertragende Drehmoment vergrößert. Durch entsprechende Einstellung der scheibenförmigen Elemente kann ein völlig spielfreier Kugelsitz vermittelt werden, insbesondere auch eine bestimmte Vorspannung, so daß die Lebensdauer des Gelenks erhöht wird. Schließlich ist auch der Zusammenbau des erfindungsgemäßen Universalgelenks sehr einfach.Due to the line contact between the balls and the disk-shaped ones Elements, the torque to be transmitted is increased. With the appropriate setting the disc-shaped elements can be given a completely backlash-free ball seat, in particular, a certain preload, so that the life of the joint is increased. Finally, there is also the assembly of the universal joint according to the invention very easy.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Kugeln mit den Gabeln fest verbunden. Dadurch ist der Sitz jeder einzelnen Kugel genau fixiert. Diese Maßnahme trägt auch zur Erleichterung der Montage bei.In a further advantageous embodiment of the invention, the balls firmly connected to the forks. As a result, the seat of each individual ball is precise fixed. This measure also helps to facilitate assembly.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht des Universalgelenkes, teilweise im Schnitt, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in F i g. 1, F i g. 3 eine Kugel in Anlage mit den scheibenförmigen Elementen in einem Schnitt gemäß F i g. 1 und F i g. 4 einen der F i g. 3 ähnlichen Schnitt mit einem Kugelsitz in einer anderen Ausführung.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows F i g. 1 is a side view of the universal joint, partly in section, F i g. 2 shows a section along line 2-2 in FIG. 1, Fig. 3 a ball in attachment with the disk-shaped elements in a section according to FIG. 1 and F i g. 4th one of the F i g. 3 similar section with a ball seat in a different design.

In den F i g. 1 bis 3 besteht das Universalgelenk aus den beiden gabelförmigen Körpern 10 und 16 mit den Armen 12,14 und 18, 20, in denen die jeweils diametral gegenüberliegenden Bohrungen 22, 24 und 26, 28 angeordnet sind, in denen die drehmomentübertragenden Kugeln 30, 32, 34 und 36 befestigt sind.In the F i g. 1 to 3, the universal joint consists of the two fork-shaped ones Bodies 10 and 16 with arms 12,14 and 18, 20, in which each is diametrically opposite bores 22, 24 and 26, 28 are arranged, in which the torque-transmitting Balls 30, 32, 34 and 36 are attached.

Die Einstellvorrichtung 38 besteht aus zwei axial fluchtenden scheibenförmigen Elementen 40 und 42, die das Drehmoment aufnehmen und im wesentlichen quadratisch ausgebildet sind. Die Kugelsitze der scheibenförmigen Elemente 40, 42 sind mit 44 -bzw. 46 bezeichnet. Die Spannvorrichtung besteht aus einem Bolzen 48 mit Schraubenkopf 52 und aus einer Einstellmutter 50, die nach dem Durchstecken des Bolzens durch axiale Bohrungen in den beiden Elementen 40 und 42 auf das Bolzenende aufgeschraubt wird. Zwischen den Elementen 40 und 42 liegt ein mit Öl oder Schmiermittel getränkter Abstandsring, der z. B. aus Filz besteht. Jeder Kugelsitz 44 und 46 der Elemente 40 und 42 ist mit einer zylindrischen Oberfläche a gemäß F i g. 3 versehen. Der Radius c der zylindrischen Oberflächen entspricht dem Radius d der Kugeln. Dadurch ist eine ständige linienförmige Berührung der Kugel an ihrem Kugelsitz aufrechterhalten und ein Spiel in jeder Bewegungsrichtung vermieden. Um eine maximale Torsionsfestigkeit des Universalgelenkes zu vermitteln, sind anschließend an die zylindrische Oberfläche a zwei sphärische Oberflächen e vorgesehen, die den Radius f aufweisen, der dem Kugelradius d entspricht.The adjusting device 38 consists of two axially aligned disc-shaped elements 40 and 42 which absorb the torque and are essentially square. The ball seats of the disc-shaped elements 40, 42 are 44 -bzw. 46 designated. The clamping device consists of a bolt 48 with a screw head 52 and an adjusting nut 50 which, after the bolt has been pushed through, is screwed onto the end of the bolt through axial bores in the two elements 40 and 42. Between the elements 40 and 42 is a soaked with oil or lubricant spacer ring z. B. consists of felt. Each ball seat 44 and 46 of the elements 40 and 42 is provided with a cylindrical surface a as shown in FIG. 3 provided. The radius c of the cylindrical surfaces corresponds to the radius d of the balls. As a result, constant linear contact with the ball on its ball seat is maintained and play is avoided in every direction of movement. In order to provide the universal joint with maximum torsional strength, two spherical surfaces e are provided next to the cylindrical surface a, which have the radius f, which corresponds to the spherical radius d.

Es findet ebenfalls eine linienförmige Berührung zwischen dem Kugelsitz und der Kugel statt, wenn sich gemäß F i g. 4 die zylindrische Oberfläche a über die gesamte Länge des Kugelsitzes 44 bzw. 46 erstreckt. Diese Ausbildung ist jedoch in vielen Fällen nicht so günstig, da durch die größere Materialabtragung die Elemente 40, 42 geschwächt werden.There is also a linear contact between the ball seat and the ball take place if, according to FIG. 4 over the cylindrical surface a the entire length of the ball seat 44 or 46 extends. However, this training is in many cases not so cheap, because the elements are removed due to the greater amount of material removed 40, 42 are weakened.

Die Vorspannung zwischen den Kugeln und den scheibenförmigen Elementen 40, 42 kann in weiten Grenzen zur Ausschaltung von Gelenkspiel verändert werden, indem die Mutter 50 entsprechend angezogen wird, so daß die Elemente 40 und 42 mit den zylindrischen Oberflächen a auf die Kugeln drücken. Bei einer Nachstellung von Zeit zu Zeit kann somit das Universalgelenk stets spielfrei gehalten werden. Zur Befestigung der Kugeln 30; 32, 34 und 36 in den Bohrungen der Gabelarme können die Kugeln, die ein entsprechendes übermaß aufweisen, in die Bohrungen eingepreßt werden. Bei einem Bohrungsdurchmesser von etwa 7,5 mm und einemKugeldurchmesser von etwa 7,9 mm ist die Mittelebene e der Kugel etwa um 0,5 mm in die Bohrung hineingepreßt. Das beim Einpressen verdrängte Material 58 wird durch den von einem Preßstempel oder einem Gesenk aufgebrachten Druck an die Kugeloberfläche zur Anlage gebracht, so daß die Kugel sicher befestigt ist. Andererseits kann die Kugel auch von der Außenseite des Gabelarms her eingepreßt werden oder in der Bohrung verschweißt werden.The preload between the balls and the disc-shaped elements 40, 42 can be changed within wide limits to eliminate joint play, by tightening the nut 50 accordingly so that the elements 40 and 42 with press the cylindrical surfaces a onto the balls. With an adjustment of The universal joint can therefore always be kept free of play from time to time. To the Attachment of the balls 30; 32, 34 and 36 in the holes of the fork arms can the Balls, which have a corresponding oversize, are pressed into the bores. With a bore diameter of about 7.5 mm and a ball diameter of about 7.9 mm, the center plane e of the ball is pressed into the bore by about 0.5 mm. The material 58 displaced during the pressing is carried out by a press ram or a die brought pressure to bear on the surface of the sphere, so that the ball is securely attached. On the other hand, the ball can also be used by the Outside of the fork arm are pressed in or welded in the bore.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Universalgelenk aus zwei gabelförmigen Körpern, drehmomentübertragenden Kugeln und zwei axial fluchtenden, mittels einer einstellbaren Spannvorrichtung miteinander verbundenen scheibenförmigen Elementen, die als Kugelsitze ausgebildet sind, welche rechtwinklig zueinander in einem Abstand vom Kugelmittelpunkt liegen, der dem Kugelradius entspricht, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die scheibenförmigen Elemente (40, 42) so ausgebildet sind, daß sie die das Drehmoment übertragenden Kugeln (30) linienförmig berühren. Claims: 1. Universal joint made of two fork-shaped bodies, torque-transmitting balls and two axially aligned, adjustable by means of one Clamping device interconnected disc-shaped elements, which are called ball seats are formed which are at right angles to each other at a distance from the center of the sphere lie, which corresponds to the spherical radius, d a d u r c h g e - indicates that the disc-shaped elements (40, 42) are designed so that they the the torque touch the transferring balls (30) in a line. 2. Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (30) mit den Gabeln (12,14,18, 20) fest verbunden sind. ln Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 637 718; USA.-Patentschriften Nr. 1705 731, 1913 045, 3107506. 2. Universal joint according to claim 1, characterized in that the balls (30) are firmly connected to the forks (12,14,18, 20). References considered: British Patent No. 637,718; U.S. Patents Nos. 1705 731, 1913 045, 3107506.