DE2309398A1

DE2309398A1 - Anordnung fuer die axialhalterung eines homokinetischen gelenks

Info

Publication number: DE2309398A1
Application number: DE19732309398
Authority: DE
Inventors: Michel Orain
Original assignee: Glaenzer Spicer SA
Current assignee: Glaenzer Spicer SA
Priority date: 1972-03-14
Filing date: 1973-02-24
Publication date: 1973-09-27
Also published as: JPS5222056B2; IT977023B; JPS49645A; DE2309398B2; GB1375350A; US3792598A; FR2176216A5; DE2309398C3

Description

Beschreibung
zum Patentgesuch

der Firma GLAENZER SPICER, 10, Rue J.-P. Timbaud, 18 Poissy (Yvelines) / Frankreich

betreffend:

"Anordnung für die Axialhalterung eines homokinetischen Gelenks"

Die Erfindung betrifft eine Axialhalterung für ein Gelenk, insbesondere ein homokinetisches Gelenk mit innerer Vorspannung.

Die Erfindung betrifft insbesondere den Aspekt des Zusammenbaus bei einem homokinetischen Gelenk mit drei Übertragungskörpern, die verwendet werden, um Drehmomente zwischen ',/eilen zu übertragen, die zwischen^einander feste oder variable •/iinkel einschließen können, welche 45° erreichen.

Bei solchen GelenKen ist die axiale Verbindung zwischen dein glockenförmigen Teil und dem gabelförmigen Teil eine delikat durchzuführende Operation. Diese Verbindung wird nämlich sichergestellt mittels eines Teiles mit drei Armen in Form eines Sterns, das in die Glocke eingeschlossen ist, und das nach Verklammerung eine Vorspannung bestimmter Größe in Axialrichtung derart ausüben muß, daß eine relative Axialversetzung zwischen Gabelteil und Glockenteil unter bestimmten Umständen nicht möglich ist, und dies unabhängig von Fertigungstoleranzen bei den Teilen, die diese Axialverbindung bilden.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welche folgende Vorteile aufweisen soll:

1) Es soll eine Axialhalterung mit gewünschter Vorspannung sichergestellt werden, die im wesentlichen nicht abhängig ist von Toleranzen bei der Ausführung in Großserie.

2) Es soll eine intensive Funktion des Gelenks zulässig sein, ohne daß die Vorspannung sich verändert oder die Teile verschleißen.

3) Der Zusammenbau und die Demontage sollen einfach und schnell erfolgen können, und von der Person, die diese Arbeitsgänge durchführt, keinen großen Kraftaufwand erfordern .

4) Es sollen einfache,leicht und ökonomisch herstellbare Teile verwendet werden.

Bei einer Anordnung für die Axialhalterung eines homokinetischen Gelenks unter sich automatisch vorspannendem Druck, welches Gelenk ein mit einer Welle verbundenes Gabelteil mit drei Rollbahnen aufweisenden Zinken umfaßt, in denen drei Übertragungskörper abrollend aufgenommen sind, die ferner dreh- und verschiebbar auf drei Zapfen sitzen, die sternartig an einem mit der anderen Welle verbundenen und zwei sphärische Kalotten aufweisenden Glockenteil angeordnet sind, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst duch ein Druckstück mit einer konkav-sphärischen Ausnehmung und drei V-förinig eingeschnittenen Fortsätzen, welches Druckstück einerseits an einer sphärischen Kalotte des Glockenteils anliegt uno andererseits in einer oder mehreren öffnungen einer Klammer geführt ist, die sternförmig ist und mit drei Armen in aie Gabelzinken eingehangen ist, durch eine zwischen die Klammer

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und eine Schulter des Druckstücks eingesetzte Druckfeder, die den Kontakt zwischen dem Gabelstückboden und einer anderen Kalotte unter Vorspannung bewirkt, durch mindestens ein Element am Druckstück, das die Klammer durchsetzen kann und in dieser geführt ist sowie an seinem Ende eine Querschnittsform komplementär zu der einen Klammeröffnung aufweist und mit einem oder mehreren Einhakvorsprüngen versehen ist für die Verriegelung des Druckstücks, solange die EinhakvorSprünge relativ zur Klarameröffnung versetzt sind, wobei die Feder gespannt gehalten ist, aber das Druckstück zur Anlage an der Kalotte bei Ausfluchtung der VorSprünge mit der Klammeröffnung infolge einer geringen Verdrehung von Druckstück und Klammer relativ zueinander bringt, welche Verdrehung hervorbringbar ist durch Abknicken des Gelenks derart, daß einer der Zapfen oder der Übertragungskörper längs einer als Gleitrampe wirkenden Flanke eines der Einschnitte geführt ist.

Dabei ist es bevorzugt, daß das Ende des Druckstückelements (15)', das als automatisch wirkendes inneres Spannglied dient, eine Enderweiterung aufweist mit polygonaler Querschnitts· form für das Einhaken an der Klammer, jedoch auslösbar ist unter Freisetzen der Vorspannfeder, während vor dem Spannen das Ende des Druckstücks außerhalb der Klammer sitzt und die Abstützung an einem Abschnitt des Gelenks ermöglicht für das 'Einklicken der Klammer an dem Gabelteil, und daß nach dem Spannen das Ende des Elements zurückgezogen ist unter Ausschluß der Gefahr des Kontakts mit diesem Gelenkabschnitt.

Die identische Form des Querschnitts am Druckstückelement und die Öffnung der Klammer können dreieckig sein, rechteckig, hexagonal oder rund mit ümfangsverzahnung.

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In einer Ausführungsforin aes üruckstücks sind die Verriegelungseleiaente gebildet von drei Fingern mit Haken, ais sich in der Klammer verhaken können.

Bei einer anderen Ausführungsform ist das Druck stück ;nit einem Zentralelement versehen sowie mit drei Fingern, welche Haken zum Einhaken in die Klammer aufweisen.

Der Kontakt zwischen dem Glockenteil und den Boden des Gabelteils kann direkt erfolgen oder über ein Reibungszwischenstück.

Eine Anordnung als Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines homokinetischen Gelenks mit einer Anordnung gemäß der Erfindung im Längsschnitt dargestellt,

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform der Kontaktgabel zwischen der Nabe und dem Boden des Gabelteils,

Fig. 3 zeigt das Gelenk nach Fig. 1 in Endansicht, wobei das Glockenteil geschnitten ist,

Fig. 4 und 5 zeigen zwei Beispiele für Polygonformen des Druckteilschwanzes,

Fig. 6 zeigt eine Art der Befestigung für die Krallen der Klammer an den Gabelzinken,

Fig. 7 zeigt die Anordnung in der Verriegelungsstellung des Druckstücks,

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Fig. 8 zeigt die Drehbewegung, mit der das Druckstück verriegelt oder entriegelt werden kann, das selbst von innen gesehen ohne Zapfen und Übertragungskörper dargestellt ist,

Fig. 9 zeigt die Position des Gabelteils, in der die Verriegelung des Druckstücks erfolgt,

Fig. 10 und 11 zeigen eine alternative Ausführungsform,

Fig. 12 zeigt eine besondere Form des Druckstücks, Fig. 13 zeigt eine weitere Form des Druckstücks, und

Fig. 14 und 15 zeigen die Verriegelung des Druckstücks auf der Klammer.

Fig. 1 zeigt im Schnitt und vollständig montiert ein homokinetisches Gelenk, das einen großen Knickwinkel zwfchen den Achsen der beiden Wellen gestattet, die von dem Gelenk miteinander gekuppelt werden. Das Gelenk umfaßt ein Gabelteil octer eine Tulpe 1 mit drei Zinken 2, welche jeweils gerade Rollbahnen 3 aufweisen, in denen sich ubertragungskörper 4 abwälzen. Diese ihrerseits drehen sich auf Achsen 5, die in Radialrichtung angeordnet sind und verbunden sind mit einer Mabe 6, welche zwei sphärische Kalotten 7 und 8 aufweist.

Die sphärische Kalotte 7 liegt an einer ebenen Partie 9 des Gabelteils 1 an, entweder direkt oder über einen Reibungskörper 10 (Fig. 2), dessen Oberfläche 11 konkav ist.

Auf der sphärischen Kalotte 8 stützt sich die sphärische •konkave Fläche 12 eines Druckstücks 13 ab, das radiale Einscnnitte 14 aufweist in Form eines V derart, daß es unter einem Winkel gegen jede der Achsen 5 (Fig. 3) auslenkbar ist.

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Das Druckstück 13 ist mit einem Element 15 versehen, das von einer Öffnung 16 geführt wird, welche in eine ela stische Klammer 17 (Fig. 3) eingebracht ist unä drei Vex- zweigungen aufweist. Das Element 15 des Druckstücks 13 v/eist eine Endverdickung gleicher Querschnittsform wie die öffnung 16 auf in der Führungszone derart, daß eine Keilführung des Druckstücks relativ zur Klammer erzielt wird, wobei jedoch eine gewisse Freiheit für Verschiebung und Oszillationen verbleibt.

Die Öffnung 16 der Klammer 17 und die Endverdickung des Elements 15 am Druckstück können dreieckig sein, wie in Fig. 3 und 4 erkennbar, oder auch hexagonal gezackt oder auch rund mit Umfangsverzahnungen, wie Fig. 5 zeigt; jede Ausschnittform, mit der eine Führung und Verklammerung der Klammer erzielbar ist, kann gewählt v/erden.

Diese Verklammerung wird erreicht mittels Krallen 18 in Verlängerung der Arme der Klammer 17, die parallel zur Achse des Druckstücks 13 zurückgebogen sind..Diese Krallen 18 der elastischen Klammer 17 sind so ausgebildet, daß sie sich in Radialrichtung in Öffnungen 19 verankern, die an jeder Zinke 2 des Gabelteils 1 vorgesehen sind (Fig. 1 und 6)

Zwischen der Klammer 17 und dem Druckstück 13 (Fig. 1) ist eine Schraubenfeder 20 oder ein anderes elastisches System äquivalenter Wirkung einge-bettet: Tellerfedern, gewellte Unterlegscheiben oder dergleichen, unter Führung durch das Element 15 des Druckstücks. Dieses elastische System stellt die Axialvorspannung auf der Nabe 6 sicher, die demgemäß axial in Position gehalten wird durch den Kontakt uer Kalotte 7 an der planen Fläche 9 des Gabelteils 1.

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Die Enden der Achsen 5, die mit der Nabe 6 verbunden sind, müssen in Ausnehmungen der Glocke 21 eingreifen, wie dies in Fig. 3 erkennbar ist.

Daraus ergibt sich, daß die Wandung des Glockenteils 21 und des Gabelteils 1 jeglichen Zugang verhindern, der genügen könnte, daß man gleichzeitig die drei Krallen 18 der Klammer 17 erfaßt und sie mit so großer Kraft anzieht, daß der Widerstand der Feder 20 überwunden wird, und zwar mit solcher Präzision, daß das Einklammern dieser Krallen in die Ausnehmungen 19 an den Zinken 2 des Gabelteils 1 ermöglicht würde (Fig. 6).

Der Zusammenbau kann aber wie folgt vorgenommen werden:

Die Fig. 7 i und 8 zeigen das homokinetische Gelenk in Vorbereitungsposition für den Zusammenbau. Die Feder 20 wird gespannt gehalten bis zum Maximum zwischen der Schulter der Endverdickung 15 am Druckstück und der Klammer 17 infolge der Winkelversetzung der dreieckigen Endverdickung am Element 15 relativ zum Loch 16 der Klammer (Fig. 8); als Anschläge dienen dabei die Winkel 22 an der dreieckigen Endverdickung des Druckstücks. Das Ende 23 des Elements 15 am Druckstück ragt dabei über die Außenfläche der Klammer 17 hinaus.

Um den Zusammenbau einfach durchzuführen genügt es, das Glockenteil 21 so anzuordnen, daß seine öffnung nach oben weist, die Klammer 17 derart einzusetzen, daß ihre Krallen sich gegenüber den Ausnehmungen 19 des Gabelteils befinden, und das letztere axial in das Glockenteil einzuschieben. Das Ende 23 des Druckstücks liegt dabei am Boden 24 des Glockenteils 21 an und hält die Klammer 17 in Axialrichtung durch die Ecken 22.

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Die Krallen 18 der Klammer 17 gleiten über aie ko-nischen Oberflächen 25 des Gabelteils bis zum Einklinken der Enden der drei Krallen 18 der Klammer in die Ausnehmungen 19, wie dies in Fig. 6 erkennbar ist.

Während der Bewegung können das Druckstück 13 und die Klammer 17 als miteinander verbunden angesehen werden, v/eil die Kraft, mit der die Feder 20 sie gegeneinander drückt, über die Zacken 22 erheblich genug ist. Daraus ergibt sich, daß die Außenflächen 26 (Fig. 7) des Druckstücks eine brauchbare Führung bilden für die Erleichterung des gleichzeitigen Einklinkens der drei Krallen der Klammer.

Das richtige Einsetzen der Klammer ergibt sich so leicht und sicher mit sehr geringem axialen Druck, der auszuüben ist, um den elastischen Widerstand in Radialrichtung der Krallen 18 der Klammer zu überwinden.

Um das Wirksamwerden der Vorspannung der Feder 20 auf die sphärische Fläche der Kalotte 8 zu erzielen genügt es, eine Abknickung des Gelenkes vorzunehmen, während der die Achsen oder Zapfen 5 oder die Übertragungskörper 4 auf die Flanken der Radialeinschnitte 14 in V-Form des Druckstücks 13 drücken, was nach Art einer Rampenführung eine VJinkelversetzung genau relativ zur Klammer 17 durchführt, wie dies in Fig. 9 erkennbar ist. Dabei geraten die Zacken 22 (Fig. 3) außer Eingriff und die Feder 20 entspannt sich bis zuia Anschlag des Druckstücks 13 an der sphärischen Kalotte C. Gleichzeitig zieht sich das Element 15 des Druckstücks zurück und läßt einen Zwischenraum zwischen seinem Ende 23 und dem Boden des Glockenteils 21, womit eine Winkelversetzung des homokinetischen Gelenks möglich wird. Die Nabe 6 wird auf diese iieuse in Axialrichtung gehalten, und zwar einerseits durch den Kontakt seiner

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sphärischen Kalotte 7 an der Fläche 9 des Gabelstücks 1, und andererseits durch das Andrücken der sphärischen Fläche

12 des Druckstücks an der sphärischen Kalotte 8.

Auf diese Weise erzielt man demgemäß eine Axialhalterung ohne Spiel mit voreinstellbarer Vorspannung und unabhängig von Abweichungen bei der Fertigung der Teile, welche diese bewirken.

Die Zerlegung erfolgt, indem man die Krallen 13 aus den Ausnehmungen 19 (Fig. 6) mittels eines Schraubenziehers herauslöst.

Das erforderliche WJadervorspannen der Feder 20 für erneute Montage des Gelenks wird vorgenommen bei abgenommenem Gabelteil 1, indem man gleichzeitig an den drei Krallen der Klammer 17 zieht längs der Achse des Glockenteils in Richtung nach außen, und danach eine geringe Verdrehung vornimmt, womit sich eine Winkelversetzung des Elements 15 am Druckstück

13 relativ zur öffnung 16 der Klammer ergibt, wie dies in strichpunktierten Linien in Fig. 8 angedeutet ist. Nach Lösen des Zuges halten die Zakcken 22 die Feder 20 gespannt in Anlage an der V/andung des dreieckigen Loches 16 an der Klammer.

Das Wiederzusammensetzen mit dem Gabelteil kann somit leicht erfolgen und ohne Kraftaufwa^l, wie oben erläutert.

Die Fig. 10 und 11 zeigen eine alternative Ausführungsform, bei der das Druckstück 27,anstatt ein Element 15 aufzuweisen (Fig. 1) , mit drei Fingern 28 versehen ist, v/elche jeweils Vorspränge 29 aufweisen und sich entweder in der Klammer 31 verhaken während des Zusammenbaus, oder gleitverschieblich sind nach der Montage in drei Löchern 30, welche in die Klammer 120° zueinander versetzt eingebracht sind. Die Finger 28 haben eine im wesentlichen rechteckige Form entsprechend der der Löcher 30 in der Klammer, wie dies in Fig. 11, 14 und 15 erkennbar ist.

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Die Funktion ist bei diesem Ausführungsbeispiel ähnlich wie zuvor beschrieben.

Fig. 12 zeigt eine andere Variante, bei der das Druckstück 32 aus der Kombination der beiden vorbeschriebenen Ausführungsformen hervorgeht, d.h. es weist ein Führungselement 33 mit einem Verhakungs vor sprung 33a an seinem Ende auf sowie drei Finger 34, deren Rolle es vornehmlich ist, als stabile Abstützungen am Boden des Glockenteils zu dienen in dem Augenblick des Einklickens der Klammer in die Zinken des Gabelteils.

Fig. 13 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die Nabe 6, welche die Achsen 5 trägt, in Axialrichtung gehalten wird durch Kalotten 7 und 7', mit einer ebenen Fläche 35 und einer sphärischen Fläche 36. Das Druckstück 37 umfaßt entweder drei Finger 28 mit Haken 29, oder ein Element oder eine Kombination eines Elements und dreier Finger, wie Fig. 7 und 12 jeweils zeigen.

Zusätzlich ist eine Führung in Radialrichtung vorgesehen, durch den Kontakt der zylindrischen Flächen 39 in den Ausnehmungen 40 des Gabelstückes.

Der Zusammenbau erfolgt in genau derselben Weise wie bei den anderen Ausführungsforemen.

Das Druckstück 13 und die Kalotten 10 und 33 können aus gehärtetem Stahl hergestellt v/erden, einem KunststoffiP.aterial, wie Nylon, oder irgendeinem anderen geeigneten Material.

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Die beschriebenen Ausführungsformen betreffen besonders homokinetische Gelenke mit drei Übertragungskörpern, aber der Gegenstand der Erfindung ist ebenso anwendbar auf Gelenke anderer Typen.

Die Anwendung ist vornehmlich vorgesehen für die Obertragung von Drehbewegungen oder für gelenkige Gestänge.

(Patentansprüche)

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Claims

Patentansprüche

f I)J Anordnung für die Axialhaltenng eines . hono^inetischen cSelenks unter sich automatisch vorspannendem Druck, welches Gelenk ein mit einer I7elle verbundenes Gabelteil rait orei Rollbahnen aufweisenden Zinken umfaßt, in denen urei üoertragungskörper abrollend aufgenommen sina, die ferner areh- und verschiebbar auf drei Zapfen sitzen, die sternartig an einem mit der anderen Welle verbundenen und zwei sphärische Kalotten aufweisenden Glockenteil angeordnet sind, gekennzeichnet durcn ein Druckstück (13) mit einer konkav-sphärischen Ausnehmung und drei V-förmig eingeschnittenen Fortsätzen (14), welches Druckstück einerseits an einer der sphärischen Kalotten des Glockenteils (21) anliegt und andererseits in einer ooer mehreren öffnungen einer Klammer (17) gefünrt ist, die sternförmig ist und mit drei Armen (18) in die cfbelzinken (2) eingehangen ist, durch eine zwischen die Klammer und eine Schulter des Druckstücks eingesetzte Druckfeder (20), die den Kontakt zwischen dem Gabelstückboden und eier anceren Kalotte unter Vorspannung bewirkt, durch mindestens ein L Iement (15) am Druckstück, das die Klammer durchsetzen kann und in dieser geführt ist sowie an seinem Ende eine Querschnittsform komplementär zu der einen Klammeröffnung (16) aufweist und mit einem oder mehreren Einhakvorsprüngen (22) versehen ist für die Verriegelung des Druckstücks, solange die Einhakvorsprünge (22) relativ zur Klammeröffnung versetzt sind, wobei die Feder gespannt gehalten ist, aber das Druckstück zur Anlage an der Kalotte (8) bei Ausfluchtung der Vorsprünge mit der Klammeröffnung infolge einer geringen Verdrehung von Druckstück und Klammer relativ zueinander bringt, welche Verdrehung hervorbringbar iät durch Abknicken des Gelenks derart, daß einer der Zapfen (5) oder der tiuertraguncfskörper (4) längs einer als Gleitrampe wirkenden Flanke eines der Einschnitte geführt ist. 309839/039 1

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2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Druckstuckelements (15) , das als automatisch wirkendes inneres Spannglied dient, eine Enderweiterung aufweist mit polygonaler Querschnittsform für das Einhaken an der Klammer, jedoch auslösbar ist unter Freisetzen der Vorspannfeder, während vor dem Spannen das Ende des Druckstücks außerhalb der Klammer sitzt und die Abstützung an einem Abschnitt des Gelenks ermöglicht für das Einklicken der Klammer an dem Gabelteil, und daß nach dem Spannen das Ende des Elements zurückgezogen ist unter Ausschluß der Gefahr des Kontakts mit diesem Gelenkabschnitt.
3) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Druckstücks dreieckig ist.
4) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Druckstücks rund ist mit einer ümfangsverzahnung.
5) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt zwischen dem Glockenteil und dem Boden des Gabelteils über ein Reibungszwischenstück erfolgt.
6) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aas Druckstück mit drei Fingern versehen ist mit Haken, die sich in der Klammer einhaken können,
7) Anoranung nach einsia uer Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß uas Druckstück mit einem raittleren Fortsatz versehen iüt sowie drei Fingern, die Haken für das Einuaken hinter die iClaiOiuer aufweisen.

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