DE3048846C2 - Kreuzgelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kreuzgelenk, welches aus zwei Gelenkgabeln oder aus zwei an einem Wellenflansch befestigbaren Zapfenlagern besteht, wobei in Bohrungen der Gelenkgabeln bzw. in den Zapfenlagern ein Zapfenkreuz gelagert ist und die Lagerung aus Wälzkörpern, einer Lagerbüchse und/oder einem Innenring besteht, und der Lagersitz im radial äußeren Bereich ein Spiel aufweist.

In der DE-OS 29 33 505 wurde bereits vorgeschlagen, ein Kreuzgelenk derart auszubilden, daß ohne besonderen zusätzlichen Aufwand eine optimale Ausnutzung der Lagerlcapazität erreicht wird. Um dies zu erreichen, ist vorgesehen, daß die Lagerbüchse oder die Bohrung, in welcher das Zapfenkreuz aufgenommen ist, ausgehend Von der die Mittellinie der Lagerzapfen enthaltenden Ebene, mindestens eine in bezug auf den Gclcnkmittelpunkt radial innen beginnende, sich radial nach außen erstreckende konische Fläche besitzt.

Wenngleich mit diesem Vorschlag der Vorteil einhergeht, daß infolge der Formänderung der Gelenk-Mitnehmeraugen am Innendurchmesser oder der Lager büchse am Außendurchmesser die elastische Verformung der Büchse unter Belastung eines Drehmomentes verbessert wird, so läßt sich ein derart ausgebildetes Kreuzgelenk unter dem Aspekt der aus der DE-OS 29 33 505 bereits bekannten Aufgabenstellung durchaus noch weiter optimieren.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung geschieht dies dadurch, daß die Lagerbüchse und/oder der Lagerring und/oder der Lagerzapfen über einen Teilbereich

ίο ihrer Länge und gleichermaßen über einen Teilbereich der Umfangsfläche ein radial nach außen zunehmendes Spiel zum benachbarten Bauteil aufweisen.

In zweckgerechter und vorteilhafter Ausgestaltung cieses die vorgeschlagene Erfindung tragenden Gedan kens sind ferner noch folgende Merkmale vorgesehen:

— zum Erzeugen des Spieles weist der Lagerzapfen eine Kegelfläche auf,

— zum Erzeugen des Spieles weist der Lagerring eine Kegeifiäche auf, und

— zum Erzeugen des Spiels weist die Lagerbüchse eine Kegelfläche auf.

Alternativ zu dem die vorliegende Erfindung tragen-

den und vorstehend schon erläuterten Erfindungsgedanken läßt sich die Erfindung auch dahingehend ausbilden, daß die Lagerbüchse einen einteilig an ihr und mit Spiel zu ihr angeordneten Innenring aufweist und Lagerbüchse sowie Innenring in ihrem radial inneren Be- reich miteinander verbunden sind.

Die beiden zueinander alternativen Erfindungsgedanken lassen sich einem weiteren Merkmal der vorgeschlagenen Erfindung zufolge noch dahingehend weiter ausgestalten, daß die Lagerbuchse und der Lagerbüch senboden gesonderte Bauteile sind.

Mit der vorgeschlagenen Erfindung geht eine Reihe von Vorteilen einher, deren wohl wesentlichster darin besteht, daß die Wälzkörper ateis einwandfrei parallel zur Zapfenmittelachse geführt zu werden vermögen, und daß durch die Formänderung eines der zur Lagerung gehörenden Bauteile eine elastische Verformung erzielbar ist, wodurch sich wiederum die Drehmomentbelastung vergrößern läßt, indem die Wälzkörper, etwa umfangsverteilt angeordnete Nadeln od. dgl., über ihre gesamte Länge gleichmäßiger belastet werden können. Von Vorteil, und zwar im Sinne einer günstigen Herstellung des gewünrxhten bzw. angestrebten Spiels sowie auch zum Erreichen eines elastischen Effektes von einem der Bauteile, ist ferner auch, daß der Lagerzapfen, der Lagerring sowie auch die Lagerbüchse mit je einer Kegeifläche versehen sind.

Vorteile ergeben sich zudem auch bei Anwendung der schon beschriebenen Alternativlösung, bei welcher sich auch die Lagerbüchse unter Drehmoment-BeIa stung elastisch verformen kann und sich mit dem Ge lenk-Mitnehmerauge bzw. mit dem Zapfenlager am Innendurchmesser anpaßt. Auch hierbei wird erreicht, daß die Nadellagerung über die gesamte Länge der einzelnen Nadeln gleichmäßiger belastet wird, wodurch sich eine optimale Ausnutzung der Lagerkapazität bzw. bei deren bereits maximaler Auslastung eine Verlängerung der Lebensdauer ergibt.

In den Zeichnungen ist die vorgeschlagene Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele dargestellt.

b5 Dabei zeigt

F i g. 1 eine Kreuzgelenkwelle, deren Enden jeweils Kreuzgelenke tragen,

F i g. 2, 3 einen mit einer konischen Fläche versehenen

Lagerzapfen mit aufgeschrumpftem Innenlagerring,

Fig.4 eine zweiteilige Lagerbüchse, deren Außendurchmesser abgeschrägt und die Büchse durch die Zentrierung im Boden geführt ist,

F i g. 5,6,7,8 eine Innenbüchse mit einer konisch nach außen verlaufenden Fläche sowie drei möglichen Ausführungsformen eines Lagerzapfens,

Fig.9, 10a, 10b, eine zylindrische Lagerbüchse mit einem Innenring sowie zwei Ausführungsformeii eines Lagerzapfens,

F i g. 11 eine zweiteilige, doppelwandige Lagerbüchse,

Fig. 12 eine doppelwandige, nach innen umgekrempelte Lagerbüchse,

Fig. 13, 14 eine Ausführungsform mit einem Innenring und Spiel zwischen Innenring und Lagerzapfen, und schließlich

Fig. 15 eine doppelwandige, nach außen umgekrempelte Lagerbüchse.

Die in F i g. 1 dargestellte Gelenkwelle umfaßt zwei koaxiale Gelenkwellenabschnitte 1 und 2, die an ihren äußeren Enden Kreuzgelenke 3 und 4 tragen. Deren Gabelarme 8 sind durch ein Zapfenkreuz 9 miteinander verbunden. Der Gelenkwellenabschnitt 1 ist an seinem inneren Ende als Vollwelle 5 und der Gelenkwellenabschnitt 2 als Hohlwelle 6 ausgebildet Ober eine Keilwellenverzahnung sind beide Wellen miteinander undrehbar, jedoch axial verschiebbar verbunden.

In F i g. 2 ist ein Teil eines Kreuzgelenkes als Einzelteil dargestellt Es besteht aus dem Gabelarm 8, in dessen Bohrung 7 die Lagerbüchse 10 aufgenommen ist. Die axiale Sicherung erfolgt dabei mittels eines Sicherungsringes 11. In der Lagerbuchse 10 sind die Wälzlager 12 einerseits in der Lagerbuchse 10 und andererseits im inneren Lagerring 13 geführt Der innere Lagerring 13 ist mit einem wesentlichen Teil seines Innendurchmessers auf dem Lagerzapfen 14 des Zapfenkreuzes 15 aufgenommen. Der Lagerzapfen weist in seinem radial äußeren Ends eine Kegelfläche 16 auf. Diese läßt unter Drehmomentbelastung eine elastische Verformung des inneren Lagerringes 13 zu. Anstelle einer Kegelfläche ist ohne weiteres auch eine ballige oder ähnliche Fläche möglich, zumal auch eine solche die gleiche Wirkung erzielt.

Fig.3 zeigt den Lagerzapfen 14 des Zapfenkreuzes 15 als Einzelteil mit dem inneren Lagerring 13 und der Kegelfläche 16, die wiederum mit dem inneren Lagerring 13 zusammenarbeitet.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig.4 dargestellt. Diese Ausführungsform weist einen Gabelarm 8 auf, in dessen Bohrung 7 eine Lagerbüchse 10 unter Zuhilfenahme eines Sicherungsringes 11 gehalten ist. Der Lagerzapfen 14 des Zapfenkreuzes 15 ist zylindrisch ausgebildet; die Wälzlager 12 laufen dabei direkt auf der zylindrischen Fläche des Lagerzapfens 14 und sind von der Lagerbüchse 10 geführt. Die Lagerbüchse 10 besitzt einen gesonderten Lagerbüchsenboden 17, über dessen zylindrischen Ansatz 18 der Innendurchmesser der Lagerbüchse 10 zentriert ist. Mit dem Außendurchmesser des Lagerbüchsenbodens 17 zentriert sich dieser in der Bohrung 7 des Gabelarmes 8. Dabei ist in dieser Ausführungsform eine Kegelfläche 19 auf dem Außendurchmesser der Lagerbüchse 10 vorgesehen.

F i g. 5 zeigt eine geschlossene Lagerbüchse 10, in deren Innerem die Wälzlager 12 aufgenommen und mittels eines inneren Lagerrin£<?s 13 zentriert sind. Dieser Lagerring 13 besitzt eine sich nach außen aufweitende Kegelfläche 20. In den Fig. 6, 7 und 8 sind mögliche Ausbildungsformen von Lagerzapfen 14 dargestellt. In F i g. 6 handelt es sich dabei um einen zylindrischen La gerzapfen 14, in F i g. 7 um einen Lagerzapfen mit einer Kegelfläche 16 und in F i g. 8 um eine ballige Fläche 21.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 bezieht sich lediglich auf eine innen und außen zylindrisch ausgebildete Lagerbüchse 10, deren Wälzlager 12 in einem ebenfalls innen und außen zylindrisch ausgebildeten inneren Lagerring 13 aufgenommen sind. Lediglich die Lagerzapfen 14 des Zapfenkreuzes 15 sind entweder, wie Fig. 10 zeigt mit einer Kegelfläche 16 versehen oder mit einer balligen Fläche 21 ausgeführt

F i g. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der im Gabelarm 8 die Lagerbüchse 10 in der Bohrung 7 mittels eines Sicherungsringes 11 fixiert ist. Auf dem Lagerzapfen 14 des Zapfenkreuzes 15 ist das Wälzlager 12 unmittelbar angeordnet Die Lagerbüchse 10 weist einen Innenring 22 auf, der im Abstand zu ihr angeordnet und mit ihr einteilig ausgebildet ist Zusätzlich ist bei dieser Lösung ein Lagerbuchsenbod'.; 17 vorgesehen. Durch die einteilige Ausbildung ist eine elastische Verformung des Innenringes 22 im Verhältnis zur Lagerbüchse 10 möglich.

Fig. 12 zeigt eine Lagerbüchse 10 mit einem Innenring 22, 'iie im Prinzip der in F i g. 11 dargestellten entspricht, jedoch mit dem Unterschied, daß der Lagerbüchsenboden 17 mit der eigentlichen Lagerbüchse 10 ein einziges Bauteil bildet. Des weiteren ist zwischen der Stirnfläche 23 des Lagerzapfens 14 und dem Lagerbüchsenboden 17 eine Stirnanlaufscheibe 24 vorgesehen. Dies« Scheibe soll eine Riefenbildung zwischen der Stirnfläche 23 und dem Lagerbüchsenboden 17 verhindern,

Fig. 13 und 14 zeigen je einen inneren Lagerring 13, der eine Kegelfläche oder ballige Fläche 27 auf seiner Innenfläche besitzt, die mit der zylindrischen Außenfläche des Lagerzapfens 14 zusammenarbeitet.

Fig. 15 entspricht im Prinzip der Fig. 12, jedodi mit dem Unterschied, daß der Innenring 22 mit dem Büchsenboden und die eigentliche Lagerbüchse über den Innenring 22 mit dem Büchsenboden verbunden ist.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kreuzgelenk, bestehend aus zwei Gelenkgabeln oder aus zwei an einem Wellenflansch befestigbaren Zapfenlagern, wobei in Bohrungen der Gelenkgabeln bzw. in den Zapfenlagern ein Zapfenkreuz gelagert, ist und die Lagerung aus Walzkörpern, einer Lagerbüchse und/oder einem Innenring besteht, und der Lagersitz im radial äußeren Bereich ein Spiel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbüchse (10) und/oder der Lagerring (13) und/oder der Lagerzapfen (14) über einen Teilbereich ihrer Länge und über einen Teilbereich der Umfangsfläche ein radial nach außen zunehmendes Spiel zum benachbarten Bauteil aufweisen.

2. Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zum Erzeugen des Spieles der Lagerzapfen (14) eine Kegeifläche (Ϊ6) aufweist.

3. Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zum Erzeugen des Spiels der Lagerring (13) eine Kegeifläche (20,27) aufweist

4. Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zum Erzeugen des Spiels die Lagerbüchse (10) eine Kugelfläche (19) aufweist.

5. Kreuzgelenk, bestehend aus zwei Gelenkgabeln oder aus zwt. an einem Wellenflansch befestigbaren Zapfenlagern, wobei in Bohr.mgen der Gelenkgabein bzw. in den Zapfenlagern ein Zapfenkreuz gelagert ist und die Lagerung aus Wf ^;2körpern und einer Lagerbüchse besteht,dadurch gekennzeichnet,

daß die Lagerbüchse (10) einen einteilig an ihr und mit Spiel zu ihr angeordneten Innenring (22) aufweist und Lagerbüchse (10) sowie Innenring (22) in ihrem radial inneren Bereich miteinander verbunden sind.

6. Kreuzgelenk nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Lagerbüchse (10) und der Lagerbüchsenboden (29) gesonderte Bauteile sind.