DE1888833U - Drehgelenk. - Google Patents
Drehgelenk.Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
- F16D3/202—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
- F16D3/205—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part
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Description
E/Bä München-Pullach, 2. Januar 1964
SOGIi)TS AIOIIME AEDEEA CITROEH, 117 ä 167, Quai Andre Citroen,
Paris XY e, Prankreich
Drehgelenk
Die Neuerung "betrifft ein Drehgelenk zur winkerbewegliehen Kupplung
von zwei Wellen, das eine Übertragung von Drehbewegungen ohne Geschwindigkeitsänderung gestattet« Die Neuerung bezieht
sich insbesondere auf ein Drehgelenk, bei dem die zwischen der treibenden und getriebenen Welle befindliche Antriebsverbindung
in einer auf einer der Wellen senkrecht stehenden Ebene zu liegen kommt und nicht auf einer Ebene, die eine Halbierende des
Jlächenwinkels zwischen den Ebenen darstellt, die auf den beiden Wellen senkrecht stehen.
Es ist eine Bauart von mit gleicher Geschwindigkeit übertragenden
Drehgelenken bekannt, bei der das mit der getriebenen oder treibenden Yfelle fest "verbundene Antriebs- oder Mitnahmeglied durch
drei starre Lagerzapfen oder Achsstummel gebildet wird, die in einer zur genannten Achse senkrecht stehenden Ebene zueinander
unter Winkeln von jeweils 120° angeordnet sind. Auf diesen Zapfen sind, mit oder ohne eine axiale Verschiebungsmöglichkeit frei
drehbare sphärische Verbindungsstücke angeordnet, die zwischen flächen eingreifen, die einerseits zueinander und andererseits
zu einer die Wellenachse beinhaltenden Ebene parallel sind*
Diesen bekannten Gelenken haftet der Hachteil an, daß die treibende
Welle äur getriebenen Wellekeiien wesentlichen Winkel einnehmen
kann.
Die Neuerung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Drehgelenk zu
schaffen, das es unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile gestattet,
die gegensätzlichen Anforderungen hinsichtlich leichten Gewichts, geringer Größenausdehnung, günstigen Verhaltens der
Wälzo"berflächen und niedrigen Herstellungspreises in Übereinstimmung
zu bringen.
Ein Merkmal der Neuerung besteht darin, daß bei einem Drehgelenk zur winkelbeweglichen Verbindung von zwei Wellen, bei dem das Ende
der ersten Welle oder ein mit ihr verbundener Kopf drei radial
nach aussen vorstehende, unter einem Winkel von 120° symmetrisch zueinander angeordnete Lagerzapfen aufweist, die jeweils sphärische
Körper tragen, die zweite Welle eine Backe trägt, welche
drei zylindrische Aussparungen aufweist, deren Achsen zueinander und zur zweiten Welle parallel sind, und daß in diesen zylindrischen
Aussparungen die sphärischen Körper gleitend gelagert sind. Ein derartiges Gelenk, das keinen gemeinsamen Mittelpunkt hat,
weist dennoch den Vorteil auf, daß es mit gleicher Geschwindigkeit oder ohne Geschwindigkeitsänderung überträgt.
Gemäß einem zweiten Merkmal der Neuerung erhalten zur Verbesserung
der Schmierung einerseits die Lagerzapfen eine spezielle Ausbildung, während andererseits das Gelenk durch eine dichte Hülle abgeschlossen
wird, so daß eine SehmiermittelreeervÄ .3 gebildet wird.
Diese und weitere, wesentliche Merkmale und Vorteile der Neuerung
gehen noch besser aus der folgenden Besehreibung und den beigefügten
Zeichnungen hervor, in denen einige Ausführungsformen der
Neuerung vsransehaulicht sind. ' .
In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein ohne Geschwindigkeitsänderung
übertragendes Gelenk gemäß der vorliegenden Neuerung;
!Pig» 2 eine Stirn- und eine Seitenansicht einer Ausführung
form des dreischenkligen Bauteiles des treibenden Gliedes;
Mg. 3 eine Stirn- und eine Seitenansicht einer zweiten
Ausführungsform des dreischenkligen Bauteiles des treibenden Gliedes;
Fig. 4 und 5 zwei Beispiele für das Profil der in den
zylindrischen Laufbahnen beweglichen Rollen;
Jig. 6 und 7 eine Schnitt- und eine Stirnansicht des getriebenen Gliedes des neuerungsgemäßen Gelenks;
I1Xg. 8 eine die Laufbahn bildende Büchse;
Fig. 9 einen mit der Rolle ausgestatteten Lagerzapfen im Längsschnitt;
Fig.10 eine Stirnansieht des in der Backe angeordneten
dreischenkligen Bauteils;
Fig.11 eine Sehnittansicht einer am Ausgang des Getriebekastens
befindlichen Anordnung, die den Zusammenbau einer Bremsscheibe mit einem Gelenk gemäß der
Neuerung veranschaulicht;
Fig.12 das dreischenklige Bauteil mit einer darauf befindlichen
Rolle anderer Bauart und
Fig.13 eine Rolle gemäß Fig. 12 in Einzeldarstellung.
Das den Gegenstand der vorliegenden Neuerung bildende und in Fig.
dargestellte Gelenk mit einer der Eingangsdrehzahl gleichen Ausgangsdrehzahl enthält im wesentlichenen ein treibendes Glied 1 und
ein getriebenes Glied 2. Die Bezeichnung "treibend" oder "getrieben"
hinsichtlich dieser Glieder oder von Tifellen wurde nur der
Einfachheit halber gewählt, da die treibenden und getriebenen Glie
der ohne weiteres ihre Rolle vertauschen können.
Das treibende oder Antriebsglied 1 wejsfc eine Welle 3 auf, die an
ihrem äusseren Ende 4 drei lauf- oder Lagerzapfen 5 "besitzt, welche
jeweils eine Rolle oder ein Kugelgelenk 6 tragen das sich darauf drehen und verschieben kann. Die drei Zapfen 5 sind in
einer senkrecht zur Antriebswelle 3 stehenden Ebene um 120 gegeneinander
versetzt und legen den Schnittpunkt 7 dieser Ebene mit der Welle 3 fest.
Diese Zapfen können entweder einstückig mit der Welle 3 ausgeführt
sein, oder auf dieser mittels Ausnehmungen befestigt sein (vergleiche Fig. 2). Sie können überdies auf dem äusseren Ende der
Welle fest aufgeschrumpft oder aufgepresst sein, (Mg. 3). Die ■
als Übertragungsglieder dienenden Sollen oder Kugelgelenke 6 weisen sphärische Oberflächen auf, die im Querschnitt geringfügig
verändert sind, damit sie an vorbestimmten Berührungslinien an den Gleitbahnen zur Anlage kommen, so daß die örtlich auftretenden
Komponenten der Reibungs- oder Gleitkräfte vermindert werden. Die Pig. 4 und 5 zeigen die Rollen- oder Kugelgelenke im
senkrechten Schnitt und lassen erkennen, daß deren Rundung so verändert ist, daß sich nicht mehr als eine Berührungszone (vergl.
Fig. 4^ oder nicht mehr als zwei Berührungszonen (vergl. Mg, 5)
ergeben. Diese Zonen sind durch ■■ Schraffierungslinien veranschaulich
Die Mittelpunkte der Rollen-oder Kugelgelenke 6 befinden sich auf
der an früherer Stelle erläuterten, senkrecht zur Welle 3 stehenden
Ebene.
Eine auf der getriebenen Welle 9 befindliche Backe 10 nimmt die drei Antriebsrollen oder -gelenke 6 auf. Diese Backe hat die Form
eines Hohlzylinders, in dessen Innenwand 11 die drei zylindrischen
Gleitbahnen 12 ausgespart sind, welche zur Achse der Welle 9 paral
IeI verlaufen und um diese Achse mit einem gegenseitigen Winkelabstand
von 120° verteilt angeordnet sind. Diese drei Gleitbahnen
sind in Längsrichtung offen, so daß die Antriebszapfen 5 eingeführt
werden können.
Das erhebliehen mechanischen Kräften ausgesetzte Antriebsgieid 10
wird vorzugsweise durch Guß oder aus einem massiven Stahlguß stück
hergestellt. In "bestimmten Anwendungsfällen jedoch, oder wenn auf
leichtes Gewicht oder günstige Wärmeabgabe Wert gelegt wird,kann
die in den Fig. 6 und 7 veranschaulichte Ausführungsform verwendet
werden.
In diesem Beispiel sind die zylindrischen Gleitbahnen 12 so aus
einem Gehäuse 10 aus Leichtmetall, (beispielsweise Aluminium) herausgearbeitet, daß sie zylindrische ^aufbüchsen 13 aus sehr hartem
Stahl, wie beispielsweise Wälzlagerstahl, aufnehmen können, (sh.
Fig. 8). Um eine Bewegung oder Verschiebung der Büchsen 13 in ihrem
Sitz 12 zu verhindern, sind diese an den Enden mit Vorsprüngen oder
Nasen 14 versehen, die im Boden der Backe 10, oder, falls vorhanden, in einem Deekel oder einer Kappe verankert sind.
Die Fig. 9, 10 und 11 zeigen nähere Einzelheiten der zur Verbesserung
der Schmierung der Anordnung getroffenen Maßnahmen. Die die
Rollen- oder Kugelgelenke 6 tragenden Zapfen 5 weisen an ihrem Mittelabschnitt
abgeflachte Oberfläehenteile oder Hüten 15 auf, wahrem
das freie Ende 16 nicht bearbeitet und zylindrisch ist.
Die Rolle oder das Kugelgelenk β begrenzt daher zusammen mit der
Abplattung 15 eine Tasche, in der sich das Schmiermittel so ansammeln
kann, äaß es die Zentrifugalkraft wegen der reibenden Berührung
zwischen der Rolle und dem sie tragenden Zapfen nur sehr langsam herausschleudern kann.
Die in Fig. 11 dargestellte, am Ausgang des Getriebekastens vorgesehene
Anordnung gestattet die Kombin»ation einei* besonders vorteil·
haften Ausbildungsform der Feuerung mit einer Bremsscheibe 25.
Die Ausgangswelle 17 endigt in einem im wesentlichen kreisförmigen
Plansch 18, der um seine Achse herum verteilt,dmÖffnungen
19 aufweist, in denen sich Schraubenbolzen 20 befinden. Mit diesen Bolaen 20 ist der schalenförmige Teil 21 der Bremsscheibe 25,■
ein Deckel 22 und die Backe 25 des getriebenen Gliedes an der Welle
befestigt. Diese Anordnung hat den orteil, daß insbesondere die Scheibe sehr schnell ausgebaut werden kann.
Das Gelenk ist gegen den Austritt von Schmiermittel und den Zutritt
von Staub durch eine abdichtende Schutzhülle 24 aus ^ummi
oder ähnlichem Material geschützt. Diese Hülle 24 ist als !Faltenbalg
ausgebildet, der an der Backe 23 durch einen Endwulst 27
befestigt ist, we~lcher in eine an der Backe befindliche TJmfangsnut
28 eingreift, während er an der Radwelle durch einen Stutzen befestigt ist, der sich zwischen zwei durch die Bunde 31 und 32
festgelegten Grenzstellungen verschieben kann.
Die Rillen oder Windungen 33 des Balgens nehmen in ihren Durchmessern
in Richtung auf das Rad zu ab, so daß sich im Betrieb eine sehr günstige Schmierung ergibt. Die Zentrifugalkraft wirtbauf die
auf der Innenwand der Hülle abgelagerten Schmiermittelteilchen ein und entleert jede der Rillen oder Windungen in die benachbarte
Rille oder Windung, die den größeren durchmesser besitzt.
Im Endzustand konzentriert sich das Schmiermittel im Inneren der
Backe, d.h. in der Mtzzone, wobei die Hülle vollständig entleert
ist. Dadurch wird eine Beanspruchung der Hülle ganz vermieden und die Gefahr vermindert, daß das Schmiermittel entweicht, falls die
elastische Hülle durchlöchert wird. Es ist daher ersichtlich, daß die Verwendung dickflüssiger oder konsistenter Schmiermittel vorteilhaft
ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der
sind die Bohrungen der Rollen 6 mit einem Material ausgekleidet, das einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist. Dieses Material kann beispielsweise als Hülse oder Ring 34 ausgebildet sein, de
in die lagerbohrung der Rolle eingepresst ist, oder auf den die Rolle aufgeschrumpft ist. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad
des Gelenks bei größeren Winkeln zwischen den Wellen und das Verhalten der aufeinandergleitenden Zapfen- und Rollenflächen verbessert
werden. Weiter wird dadurch die unter Drehmoment-beanspruchung
auftretende axiale Verschiebekraft geringer.
Die gemäß der vorliegenden Neuerung ausgeführten Drehgelenke bieten
zahlreiche Vorteile. Sie sind fast frei von Spiel, das dadurch vorgegeben ist, daß sich die Rollen mit geringer Reibung in ihren
Laufbahnen einstellen können. Durch die Herstellung des Antriebsgliedes aus mehreren Bauteilen, die aus einem Metall bestehen, das
sich von dem aus Aluminium oder einer Leichtmetalllegierung bestehenden
Körper unterscheidet, ergibt sieh geringes Gewicht und
eih großes Widerstandsvermögen. Die Erforschung der Schmierungsprobleme führt zu abgedichteten Anordnungen, die als Vorratsraum
für das Schmiermittel dienen und somit eine lange Lebensdauer
und Betriebssicherheit garantieren.
Es ist klar, daß diese Universalgelenke in allen mechanischen Vorrichtungen Verwendung finden können, die einen winkelbeweglichen
Antrieb erfordern, wenn auch das spezielle Anwendungsgebiet die Kraftübertragung von Kraftfahrzeugen ist.
Alle beschriebenen und gezeigten Einzelheiten sind neuerungswesentlich.
Claims (16)
1. Drehgelenk zur winkerbeweglichen Verbindung von zwei Wellen, "bei dem das Ende der ersten Welle oder ein mit ihr verbundener
Kopf drei radial nach aussen vorstehende, in einer zu dieser Welle senkrechten Ebene unter Zentriwinkeln von 120° symmetrisch
zueinander angeordnete Lagerzapfen aufweist, die jeweils sphärische Körper tragen, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Welle
eine Backe (10)/, welche drei zylindrische Aussparungen aufweist,
deren Achsen zueinander und zur zweiten Welle parallel sind und
daß in diesen zylindrischen Aussparungen die sphärischen Körper
(6) gleitend gelagert sind.
2. Drehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zapfen (5) als getrennte Bauteile ausgeführt und in dem Wellenende
oder in dem Kopf befestigt sind.
3. Drehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zapfen (5) einstückig mit dem Ende der Welle (3) oder dem Kopf ausgeführt sind.
4. Drehgelenk nach Anspruch 1, 2.oder 3>
dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Zapfen (5) mindestens eine Ausnehmung oder Abplattung~(15),aufweisen, die sich
im mittleren Teil ihrer Länge befindet, während ihr äusserer^in
der Eiahe des freien Endes gelegener Teil im ganzen Bereich des Umfanges
zylindrisch ausgebildet ist.
5. .Drehgelenk nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß sich
4ede Ausnehmung oder Abplattung nach innen mindestens so weit fort
setzt, daß eine nach innen offene Tasche zwischen der Bohrung des
Körpers (6) -and der Ausnehmung oder Abp'Isfctung des Zapfens (5)
entsteht* -
6. Drehgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lagerbohrung der als Sollen ausgebildeten sphärischen Körper (6) mit einem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten ausgekleidet ist«
7. Drehgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Hülse oder ein Ring (34) aus einem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten
in die Bohrung der Rolle (6) eingepresst oder die Rolle auf diese Hülse oder diesen Ring aufgeschrumpft ist.
8. Drehgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet,
daß die als Rollen ausgebildeten sphärischen Körper (6) drehbar und versehieblieh auf den Zapfen (5) gelagert
sind und daß die äusseren TJmfangs flächen der Rollen so ausgebildet
sind, daß sie jeweils nur in einer oder in mehreren Wälzbahnen an den zylindrischen Aussparungen der Backe (10) zur Anlage
gelangen. -■ -^.
9. Drehgelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der B-olle (6), gesehen in einer die Drehachse der
Rolle enthaltenden Schnittebene, kleiner ist als der Radius der
Zylindrischen Aussparungen der Backe (10).
10. Drehgelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rolle (6), gesehen in einer die Drehachse der Rolle enthaltenden Schnittebene, einen im wesentlichen dem Radius der zylindrischen
Aussparung der Backe (10) gleichen Radius aufweist und daß die
Rolle im wesentlichen in der Mitte ihrer axialen ErStreckung zylindrisch
oder so ausgebildet ist, daß sie in diesem Bereich/1 -
- TO-
nicht zur Anlage an der zylindrischen Aussparung gelangt.
11. Drehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Backe (10) aus einem leichten Material, beispielsweise Aluminium besteht, und daß die im wesentlichen zylindrischen Innenräume von
in axialer Dichtung geschlitzten,aus hartem Material, beispielsweise
Wälzlagerstahl bestehenden Hülsen (13), welche in Hohlräumen der Backe angeordnet sind, die zylindrischen Aussparungen bilden,
in denen die sphärischen Körper bzw. die Rollen gleitend gelagert sind.
12. Drehgelenk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Hülsen (13), Ansätze oder Nasen (14) aufweisen, die am Boden oder
einem Deckel der Backe (10) verankert sind.
13. Drehgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das der ersten Welle zugekehrte Ende der Backe
durch eine elastische Hülle gegen die erste Welle abgedichtet ist.
14. Drehgelenk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Hülle aus einem Faltenbalg (24) besteht, der einerseits
am Umfang der Backe befestigt ist,'und andererseits die erste Welle mit einer Hülse umgreift,
15. Drehgelenk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der
Durchmesser der Palten oder Rillen (33) des Balges (24) mit zunehmendem
Abstand von der Backe abnimmt.
16. Drehgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Backe eine Bremsscheibe (25) verbunden ist»
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