DE3131481A1

DE3131481A1 - Kreuzgelenk

Info

Publication number: DE3131481A1
Application number: DE19813131481
Authority: DE
Inventors: Miloslav 5203 Much-Kranüchel Petrzelka; Herbert Ing.(grad.) 5202 Hennef Taureg
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Automotive GmbH
Priority date: 1981-08-08
Filing date: 1981-08-08
Publication date: 1983-02-24
Also published as: GB2102894A; BR8203981A; ES272870Y; IT8205183A0; IT1157555B; IT8207021V0; SE8203330L; FR2511097A1; ES272870U; JPS5828018A

Description

U0065.000 - St/He ^v Seite

■ve·??}

Ireuz gelenk

Die Erfindung betrifft ein Kreuzgelenk, bestehend aus zwei Gelenkgabeln, wobei in jeder zwei Bohrungen einer Gelenkgabel unter Zwischenschaltung einer eine zylindrische Innenfläche aufweisende Lagerbüchse ein Zapfenkreuz mit zylindrischen Lagerzapfen gelagert ist.

Es sind Kreuzgelenke bekannt, bei denen die Lagerbüchsen (z.B. DE-PS 11 22 781) so ausgebildet sind, daß die Lagerflächen der Zapfen zu denjenigen der Lagerbüchsen im unbelasteten Zustand der Gelenkwelle nicht parallel sind. Es ergibt sich so ein von der Gelenkmitte nach außen größer werdender Spalt zwischen Zapfen und Büchse. Nachteilig ist hierbei, daß bei Ausbildung eines konischen Zapfens dieser in der Herstellbarkeite sehr schwierig zu schleifen ist oder daß bei Verwendung einer Büchse

UOO65.OOO - St/He *·' Seite

mit konischen Flächen auf der Innenseite ein Hinterschnitt entsteht, der ebenfalls nur unter schwierigen Bedingungen herzustellen ist«

Des weiteren ist bekannt, z.B. DE-OS 27 37 557, daß die auf ein Zapfenlager wirkende Belastung unter einer Anzahl von Lagernadeln aufgeteilt werden kann, so daß die Lagereigenschaften der Kreuzgelenkkupplung verbessert werden und die Betriebslebensdauer erhöht wird. Hierzu wird der Lagerzapfen geringfügig elliptisch geschliffen, so daß eine Mehrzahl von Lagernadeln, die zwischen den Lagerzapfen und der Lagerbuchse wirkenden Betriebslage aufnehmen. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß auch diese Herstellungsart nicht ohne Schwierigkeiten durchzu^- führen ist_? um eine einwandfreie elliptische Lauffläche auf den Lagerzapfen aufzubringen»

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kreuzgelenk so auszubilden, daß ohne besonderen zusätzlichen Montage- oder Fertigungsaufwand die optimale Ausnutzung der Lagerkapazität erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß mindestens ein Teil der Außenfläche der Lagerbüchse oder mindestens ein Teil der Innenfläche der Bohrung in der das Zapfenkreuz aufgenommen ist, ausgehend von der die Mittellinien der Lagerzapfen enthaltenden Ebene, in Bezug auf den Gelenkmittelpunkt eine radial innen beginnende, sich radial nach außen erstreckende konische Abschrägung besitzt.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung, daß durch die Formänderung der Gelenkmitnehmeraugen am Innendurchmesser oder der Lagerbüchse am Außendurchmesser die elastische Verformung der

U0065.000 - St/He "·' Seite

- 6-

Büchse vergrößert wird, so daß die Drehmomentbelastung optimiert wird.

Nach einer weiteren wesentlichen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß bei Anordnung der Abschrägung auf der Lagerbüchse die Abschrägung zu beiden Seiten des Umfangs der Lagerbüchse hin verlaufend ist, wobei die Fläche radial innen einen größeren Abstand zur Mittelachse der Büchse besitzt als radial außen.

Vorteilhaft ist hierbei, daß die Lagerbüchse sich unter der Belastung des Drehmomentes elastisch verformen kann und sich dem Gelenkmitnehmerauge am Innendurchmesser anpaßt. Es wird dabei erreicht, daß die Nadellagerung.über die gesamte Länge der einzelnen Nadeln gleichmäßiger belastet werden. Es läßt

sich hierbei eine optimale Ausnutzung der Lagerkapazität erreichen bzw. bei maximaler Auslastung eine Verlängerung der Lebensdauer.

Desgleichen wird eine elastische Verformung der Büchse unter Belastung des Drehmomentes erreicht, wenn nach einem weiteren Merkmal vorgesehen ist, daß bei Anordnung der Fläche in der Bohrung der Gelenkgabel, diese in der Innenfläche der Bohrung zu beiden Seiten des Umfangs hin angeordnet ist, wobei die Fläche radial außen einen größeren Abstand zur Mittelachse der Bohrung besitzt als radial innen.

Da nicht jeweils eine einzige Drehrichtung des Gelenkes vorgesehen ist, sondern in bestimmten Fällen auch eine entgegengesetzte Drehung der Gelenkwelle erwünscht ist, ist nach einem weiteren wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß zwei Abschrägungen vorhanden sind, die diametral entgegengesetzt angeordnet sind.

UOO65.OOO - St/He *·' Seite 7

Bei Ausführungen, bei denen die Abschrägung auf der Außenfläche der Lagerbüchse angeordnet ist, wird zur einfachen Herstellung, beispielsweise durch spanlose Formgebung, vorgesehen, daß die Abschrägungen einen Radius besitzen, der größer ist als der Radius der Außenfläche der Lagerbüchse.

Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß die Abschrägungen einen Radius besitzen, der kleiner ist als der Radius der Bohrung der Gelenkgabel. Hierbei ist von Vorteil, daß bei Anordnung der Abschrägung in der Bohrung der Gelenkgabel auch hier die einfache Herstellung einer derartigen Abschrägung durch spanlose Formgebung erreicht werden kann.

Um weiterhin eine Ausführung mit rotationssymmetrischen Bauteilen zu gewährleisten, ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß der Mittelpunkt des Erzeugungsradius der konischen Absehrägung auf der der Lagerzapfen enthaltenden Achse angeordnet ist.

Damit gewährleistet ist, daß die elastische Verformung über den gesamten Bereich des Beugewinkels des Gelenkes wirksam ist, ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß die Absehrägung sich über einen Wirkbereich des Umfangs der Büchse oder Bohrung erstreckt, der größer ist als der doppelte Betrag des maximalen Gelenkbeugewinkels.

Damit einen Montage ohne besondere Positionierung der Lagerbüchse erfolgen-kann und auch eine Verwendung der Büchse während des Betriebes sich nicht nachteilig auswirkt, ist vorgesehen, daß die Absehrägung sich über den gesamten Umfang erstreckt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind, in den

UOO65.OOO - St/He '·' Seite 8

Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt.

Fig. 1 eine Kreuzgelenkwelle deren Enden Kreuzgelenke tragen

Fig. 2 und 3 eine Lagerbüchse als Einzelteil dargestellt

Fig. 4 einen Teil einer Gelenkgabel mit einer Bohrung im Schnitt dargestellt

Fig. 5 die in Fig. 4 dargestellte Gelenkgabel in Draufsicht.

Die in Fig. 1 gezeigte Gelenkwelle umfaßt zwei koaxiale Gelenk-"wellenabschnitte 1 und 2, die.an ihren äußeren Enden Kreuzgelenke 3 und 4 tragen, deren Gabelarme 8 durch ein Zapfenkreuz 9 verbunden sind. Der Gelenkwellenabschnitt 1"ist an seinem inneren Ende als Vollwelle 5 und der Gelenkwellenabschnitt 2 als Hohlwelle 6 ausgebildet. Über eine Keilwellenververzahnung sind Vollwelle 5 und Hohlwelle 6 miteinander undrehbar, jedoch axial verschiebbar verbunden.

In Fig. 2 und 3. ist eine Lagerbüchse 7 als Einzelteil dargestellt. In der zylindrischen Innenbohrung 10 rollen die Nadeln des Nadellagers ab, wobei die Lagerbüchse 7 mit ihrem Außenumfang 11 in einer Bohrung einer Gelenkgabel gelagert ist. Die Lagerbüchse 7 ist auf Ihrer Außenfläche 11 mit einer konischen Fläche versehen. Diese Fläche beginnt radial innen und verläuft nach radial außen in Richtung des Lagerbüchsenbodens 13 in

UOO65.OOO - St /He '·' Seite

Richtung auf die Ebene 14 zu, die die Mittellinien der Lagerzapfen bzw. auf der Lagerbüchsen beinhaltet. Die Abschrägung erstreckt sich über den Umfang der Außenfläche 11 in einem Bereich 15, der größer ist als die doppelte Gelenkabwinkelung»

In Fig. 4 und 5 ist ein Teil eines Gabelarmes 8 gezeigt, bei dem die das Zapfenkreuz aufnehmende Bohrung 16 eine konische Abschrägung 12 aufweist, die sich über einen Teil der Innenbohrung 16 des Gabelarmes erstreckt. Diese Abschrägung 12 erstreckt sich wiederum über einen Umfangsbereich 15, der größer ist als der doppelte Beugewinkel des Kreuzgelenkes. Die konische Abschrägung 12 verläuft in der Bohrung 16 von radial innen nach radial außen, wobei der Abstand der Fläche zur Mittellinie 17 radial außen am größten ist. Es ist dabei gewährleistet, daß unter Drehmomentbelastung die Büchse sich elastisch verformt und daher die Belastung des Nadellagers radial außen abnimmt und die einzelnen Nadeln werden daher innen stärker belastet, so daß letztlich eine gleichmäßigere Belastung des Nadellagers •auftritt und die Lagerkapazität optimal ausgenutzt wird.

U0065.000 - St/He '·' Seite 10

■ AO-

BEZUGSZEICHENLISTE

1	Gelenkwellenabschnitt
2	Gelenkwellenabschnitt
3	Kreuzgelenke
	' Kreuzgelenke
5	Vollwelle
6	Hohlwelle
7	Lagerbüchse
8	Gabelarme
9	Zapfenkreuz
10	zylindrische Innenbohrung
11	Außenumfang
12	Abschrägungen
13	Lagerbüchsenboden
14	Ebene
15	Umfangsbereich
16	Bohrung
17	Mittellinie

Claims

Uni-Cardan AktJerfgeiells&fiaitf : : : 03. August 1981 Alte Lohma-rer St*r.*^9 " ** "" '" St/He Siegburg '" UO065.0O0

313H81

Patentansprüche

Kreuzgelenk, bestehend aus zwei Gelenkgabeln oder aus zwei an einem Wellenflansch befestigbaren Zapfenlagern, wobei in jeweils zwei Bohrungen unter Zwischenschaltung einer eine •zylindrische Innenfläche aufweisenden Lagerbüchse ein Zapfenkreuz mit zylindrischem Lagerzapfen gelagert ist, dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens ein Teil der Außenfläche (11) der Lagerbüchse (7) oder mindestens ein Teil der Innenfläche der Bohrung (16) in der das Zapfenkreuz (9) aufgenommen ist, ausgehend von der die Mittellinien der Lagerzapfen enthaltenden Ebene (14), in Bezug auf den Gelenkmittelpunkt eine radial innen beginnende, sich radial nach außen erstreckende konische Abschrägung (12) besitzt.
2. Kreuzgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß bei Anordnung der Abschrägung (12) auf der Lagerbüchse ■ ■ (T) die Abschrägung zu beiden Seiten des Umfangs der Lagerbüchse hin verlaufend ist, wobei die Abschrägung (.12) radial innen einen größeren Abstand zur Mittelachse (14) der Lagerbüchse (7) besitzt als radial außen.

-I&

U0065.000 - St/He '·' Seite ,
3. Kreuzgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß bei Anordnung der Abschrägung (12) in der Bohrung (16) der Gelenkgabel (8) diese in der Innenfläche der Bohrung" (16) zu beiden Seiten des JJmfangs hin angeordnet ist, wobei die Abschrägung (12) radial nach außen einen größeren Abstand zur Mittelachse (17) der Bohrung (16) besitzt als radial innen.
4. Kreuzgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß zwei Abschrägungen (12) vorhanden sind, die diametral entgegengesetzt angeordnet sind.
5. Kreuzgelenk nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Abschrägungen (12) einen Radius besitzen, der größer ist als der Radius der Außenfläche (J. 1) der Lagerbüchse (7).
6. Kreuzgelenk nach Anspruch 1 und 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Abschrägungen (12) einen Radius besitzen, der kleiner ist als der Radius der Bohrung (16) der Gelenkgabel (8).
7. .Kreuzgelenk-~nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Mittelpunkt des Erzeugungsradius der konischen Abschrägung (12) auf der der Lagerzapfen enthaltenden Achse (14) angeordnet ist.

_{: βΛ} -β * « αϊ no *·*

UOO65.OOO - St/He '·* Seite
8. Kreuzgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Abschrägung (12) sich über einen Wirkbereich (15) des Umfangs (11, 16) der Büchse (7) oder Bohrung (16) erstreckt, der größer ist als der doppelte Betrag des maximalen Gelenkbeugewinkels.
9. Kreuzgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Abschrägung (12) sich über den gesamten Umfang erstreckt.