DE3131481A1 - UNIVERSAL JOINT - Google Patents

UNIVERSAL JOINT

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DE3131481A1
DE3131481A1 DE19813131481 DE3131481A DE3131481A1 DE 3131481 A1 DE3131481 A1 DE 3131481A1 DE 19813131481 DE19813131481 DE 19813131481 DE 3131481 A DE3131481 A DE 3131481A DE 3131481 A1 DE3131481 A1 DE 3131481A1
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bearing bush
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Miloslav 5203 Much-Kranüchel Petrzelka
Herbert Ing.(grad.) 5202 Hennef Taureg
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Uni Cardan AG
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Description

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Ireuz gelenkCross joint

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.The invention relates to a universal joint consisting of two joint forks, wherein in each two bores of a joint fork with the interposition of a cylindrical inner surface bearing bush having a journal cross with cylindrical bearing journals is stored.

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 BüchseUniversal joints are known in which the bearing bushes (e.g. DE-PS 11 22 781) are designed so that the bearing surfaces of the The journals are not parallel to those of the bearing bushes in the unloaded state of the cardan shaft. It turns out to be one of the center of the joint, the gap between the pin and the bushing becomes larger towards the outside. The disadvantage here is that when training a conical pin this is very difficult to grind in the manufacturability or that when using a sleeve

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mit konischen Flächen auf der Innenseite ein Hinterschnitt entsteht, der ebenfalls nur unter schwierigen Bedingungen herzustellen ist«with conical surfaces on the inside an undercut is created, which can also only be produced under difficult conditions «

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»It is also known, for example DE-OS 27 37 557, that the load acting on a journal bearing can be divided among a number of bearing needles, so that the bearing properties of the universal joint coupling are improved and the service life is increased. For this purpose, the bearing pin is ground slightly elliptically so that a plurality of bearing needles take up the operating position acting between the bearing pin and the bearing bush. It is easy to see that this type of production cannot be carried out without difficulty ? to apply a perfect elliptical running surface to the bearing journal »

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.Proceeding from this, it is the object of the invention to design a universal joint so that without special additional assembly or Production effort the optimal utilization of the storage capacity is achieved.

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.To solve this problem it is provided according to the invention that at least part of the outer surface of the bearing bush or at least part of the inner surface of the bore in which the cross member is received, starting from which the center lines of the bearing journal containing plane, with respect to the joint center point, a radially inward beginning, extending radially has outwardly extending conical bevel.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung, daß durch die Formänderung der Gelenkmitnehmeraugen am Innendurchmesser oder der Lagerbüchse am Außendurchmesser die elastische Verformung derThe advantage of this design is that the change in shape of the joint driver eyes on the inner diameter or the bearing bush the elastic deformation of the

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Büchse vergrößert wird, so daß die Drehmomentbelastung optimiert wird.Bushing is enlarged so that the torque load is optimized will.

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.According to a further essential embodiment it is provided that when the bevel is arranged on the bearing bush the The bevel extends on both sides of the circumference of the bearing bush, the surface being larger radially inward The distance to the center axis of the bushing is considered to be radially outside.

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 läßtThe advantage here is that the bearing bush is under the Load of the torque can elastically deform and adapt to the joint driver eye on the inner diameter. It will achieved that the needle bearing.over the entire length the individual needles are loaded more evenly. It leaves

sich hierbei eine optimale Ausnutzung der Lagerkapazität erreichen bzw. bei maximaler Auslastung eine Verlängerung der Lebensdauer.In this way, optimal utilization of the storage capacity can be achieved or an extension of the service life at maximum utilization.

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.Likewise, elastic deformation of the bushing is achieved under the load of the torque, if after another Feature is provided that when the surface is arranged in the bore of the joint fork, this in the inner surface of the bore is arranged on both sides of the circumference, the surface radially outwardly at a greater distance from the central axis of the Bore has as radially inside.

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.Since not a single direction of rotation of the joint is provided is, but in certain cases an opposite rotation of the PTO shaft is desired, is after a Another essential feature provided that two bevels are present, which are arranged diametrically opposite are.

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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.For designs in which the bevel on the outer surface the bearing bush is arranged, is provided for simple production, for example by non-cutting shaping, that the Chamfers have a radius that is greater than the radius the outer surface of the bearing bush.

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.According to a further feature it is provided that the bevels have a radius which is smaller than the radius of the Bore of the joint fork. The advantage here is that when the bevel is arranged in the bore of the joint fork as well Here the simple production of such a bevel can be achieved by non-cutting shaping.

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.In order to continue to ensure a design with rotationally symmetrical components, a further feature is provided, that the center of the generating radius of the conical recess is arranged on the axis containing the bearing pin is.

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.This ensures that the elastic deformation over the entire area of the articulation angle of the joint is effective, a further feature is provided that the bevel extends over an effective area of the circumference of the bushing or bore which is greater than twice the amount of the maximum Joint flexion angle.

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. This allows assembly without special positioning of the bearing bush can be done and also a use of the sleeve during the operation does not have a disadvantageous effect, it is provided that the recess extends over the entire circumference.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind, in denPreferred embodiments according to the invention are in the

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Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt.Drawings shown schematically.
It shows.

Fig. 1 eine Kreuzgelenkwelle deren Enden Kreuzgelenke tragenFig. 1 shows a universal joint shaft the ends of which carry universal joints

Fig. 2 und 3 eine Lagerbüchse als Einzelteil dargestelltFig. 2 and 3 show a bearing bush as an individual part

Fig. 4 einen Teil einer Gelenkgabel mit einer Bohrung im Schnitt dargestellt4 shows part of a joint fork with a bore shown in section

Fig. 5 die in Fig. 4 dargestellte Gelenkgabel in Draufsicht. FIG. 5 shows the joint fork shown in FIG. 4 in a plan view.

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.The propeller shaft shown in Fig. 1 comprises two coaxial propeller shaft sections 1 and 2, which have universal joints 3 and 4 at their outer ends, the fork arms 8 of which are supported by a cross member 9 are connected. The propeller shaft section 1 ″ is at its inner The end is designed as a solid shaft 5 and the articulated shaft section 2 as a hollow shaft 6. Are about a spline Solid shaft 5 and hollow shaft 6 connected to one another so that they cannot rotate but are axially displaceable.

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 inIn Fig. 2 and 3, a bearing bush 7 is shown as a single part. The needles of the needle bearing roll in the cylindrical inner bore 10, the bearing bush 7 with its outer circumference 11 is mounted in a bore of a joint fork. the Bearing bush 7 is on its outer surface 11 with a conical Surface. This surface begins radially inward and runs radially outward in the direction of the bearing bush bottom 13 in FIG

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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»Direction towards the plane 14, which contains the center lines of the bearing journals or on the bearing bushes. The bevel extends over the circumference of the outer surface 11 in one area 15, which is greater than twice the joint deflection »

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.In Fig. 4 and 5 part of a fork arm 8 is shown at the bore 16 receiving the journal cross has a conical bevel 12 which extends over part of the inner bore 16 of the fork arm extends. This bevel 12 in turn extends over a circumferential area 15 which is larger is than twice the flexion angle of the universal joint. The conical bevel 12 extends in the bore 16 from the radial inside radially outward, the distance between the surface and the center line 17 being greatest on the radially outward side. It is guaranteed that under torque load, the bushing deforms elastically and therefore the load on the needle bearing decreases radially on the outside and the individual needles are therefore more heavily loaded inside, so that ultimately a more even load on the needle bearing • occurs and the storage capacity is optimally used.

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BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE LIST

11 GelenkwellenabschnittPropshaft section 22 GelenkwellenabschnittPropshaft section 33 KreuzgelenkeUniversal joints ' Kreuzgelenke'Universal joints 55 VollwelleSolid shaft 66th HohlwelleHollow shaft 77th LagerbüchseBearing bush 88th GabelarmeFork arms 99 ZapfenkreuzConical cross 1010 zylindrische Innenbohrungcylindrical inner bore 1111 AußenumfangOuter circumference 1212th AbschrägungenBevels 1313th LagerbüchsenbodenBearing bush bottom 1414th Ebenelevel 1515th UmfangsbereichScope 1616 Bohrungdrilling 1717th MittellinieCenter line

Claims (9)

Uni-Cardan AktJerfgeiells&fiaitf : : : 03. August 1981 Alte Lohma-rer St*r.*^9 " ** "" '" St/He Siegburg '" UO065.0O0Uni-Cardan AktJerfgeiells & fiaitf::: August 03, 1981 Alte Lohma-rer St * r. * ^ 9 " ** ""'" St / He Siegburg'"UO065.0O0 313H81313H81 PatentansprücheClaims 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,Universal joint consisting of two joint forks or two journal bearings which can be fastened to a shaft flange, in each case two bores with the interposition of a one • bearing bushing having a cylindrical inner surface and a cross member is mounted with a cylindrical bearing journal, characterized in that 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.that at least part of the outer surface (11) of the bearing bush (7) or at least part of the inner surface of the Bore (16) in which the journal cross (9) is received, starting from the one containing the center lines of the bearing journals Plane (14), in relation to the center of the joint has a conical bevel (12) beginning radially inward and extending radially outward. 2. Kreuzgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,2. Universal joint according to claim 1,
characterized, 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.that when the bevel (12) is arranged on the bearing bush ■ ■ (T) the bevel on both sides of the circumference of the bearing bush runs towards, the bevel (.12) radially inwardly at a greater distance from the central axis (14) of the Bearing bush (7) has as radially outside. -I&-I & U0065.000 - St/He '·' Seite ,U0065.000 - St / He '·' side, 3. Kreuzgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,3. Universal joint according to claim 1,
characterized, 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.that with the arrangement of the bevel (12) in the bore (16) of the joint fork (8) this in the inner surface of the bore " (16) is arranged on both sides of the circumference, where the bevel (12) radially outwardly has a greater distance from the central axis (17) of the bore (16) than radially Inside. 4. Kreuzgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,4. universal joint according to claim 1,
characterized, daß zwei Abschrägungen (12) vorhanden sind, die diametral entgegengesetzt angeordnet sind.that two bevels (12) are present, which are arranged diametrically opposite one another. 5. Kreuzgelenk nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,5. universal joint according to claim 1 and 2,
characterized, daß die Abschrägungen (12) einen Radius besitzen, der größer ist als der Radius der Außenfläche (J. 1) der Lagerbüchse (7).that the bevels (12) have a radius which is greater than the radius of the outer surface (J. 1) of the bearing bush (7). 6. Kreuzgelenk nach Anspruch 1 und 3,
dadurch gekennzeichnet,6. Universal joint according to claim 1 and 3,
characterized, daß die Abschrägungen (12) einen Radius besitzen, der kleiner ist als der Radius der Bohrung (16) der Gelenkgabel (8).that the bevels (12) have a radius which is smaller than the radius of the bore (16) of the joint fork (8th). 7. .Kreuzgelenk-~nach Anspruch 1,7. Universal joint ~ according to claim 1, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der Mittelpunkt des Erzeugungsradius der konischen Abschrägung (12) auf der der Lagerzapfen enthaltenden Achse (14) angeordnet ist.that the center of the generating radius of the conical bevel (12) is arranged on the axis (14) containing the bearing journal. : βΛ -β * « αϊ no *·* : βΛ -β * «αϊ no * · * UOO65.OOO - St/He '·* SeiteUOO65.OOO - St / He '* * Page 8. Kreuzgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,8. Universal joint according to claim 1,
characterized, 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.that the bevel (12) extends over an effective area (15) the circumference (11, 16) of the sleeve (7) or bore (16) extends, which is greater than twice the amount of the maximum joint flexion angle. 9. Kreuzgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,9. universal joint according to claim 1,
characterized, daß die Abschrägung (12) sich über den gesamten Umfang erstreckt. that the bevel (12) extends over the entire circumference.
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