DE3206436A1 - UNIVERSAL JOINT - Google Patents
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Kreuzgelenk, bestehend aus zwei zur Verbindung mit anzuschließenden Wellen dienenden Gelenkteilen, wobei ein Gelenkteil ein Führungsteil, insbesondere mit einer kreisförmigen sich im wesentlichen in Richtung der Längsachse des Kupplungsteiles erstreckenden und um eine quer zu dieser Längsachse verlaufenden Achse gebogenen Nut aufweist, in welche mindestens zwei diametral gegenüberliegende, dem zweiten Gelenkteil zugeordnete Kraftübertragungsglieder, wie Kugeln, eingreifen.The invention relates to a universal joint consisting of two joint parts used to connect to shafts to be connected, wherein a hinge part is a guide part, in particular with a circular extending substantially in the direction of the Has the longitudinal axis of the coupling part and bent about an axis extending transversely to this longitudinal axis groove, in which at least two diametrically opposite force transmission members, such as balls, assigned to the second joint part, intervention.
Es sind Kreuzgelenke dieser Art bekannt (z.B. US-PS 1,836,095), bei denen die Kinematik zwar ebenfalls einem Kreuzgelenk entspricht, jedoch sind die beiden Gelenkteile über einen mit Nuten versehen Stern und einer entsprechenden Anzahl von Kugeln versehen. Die Funktion dieses Gelenkes ist nur gewährleistet, durchUniversal joints of this type are known (e.g. US-PS 1,836,095), in which the kinematics also correspond to a universal joint, however, the two hinge parts are provided with a grooved star and a corresponding number of balls. The function of this joint is only guaranteed by
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die große Anzahl von Bauteilen, so daß sich dieses Gelenk nur schwierig und unwirtschaftlich herstellen läßt.the large number of components, so that this joint is difficult and uneconomical to manufacture.
Des weiteren ist ein Universalgelenk bekannt (z.B. US-PS 1,763,206) , bei dem ein gabelförmiges Teil und ein Innenteil verwendet wird und zur Drehmomentübertragung zwei Kugeln verwendet werden. Durch die Führung der Kugeln in entsprechenden Ausnehmungen des Innenteiles sind große Reibungen zu erwarten,; so daß schließlich nur einer schlechter Wirkungsgrad erreicht werden kann. Diese Nachteile können lediglich durch eine entsprechende Schmierung der Wälzkörper sowie der Gleitbahnen verhindert werden.Furthermore, a universal joint is known (e.g. US-PS 1,763,206) in which a fork-shaped part and an inner part and two balls are used to transmit torque. By guiding the balls in appropriate In the recesses of the inner part, great friction is to be expected; so that ultimately only one achieves poor efficiency can be. These disadvantages can only be prevented by appropriate lubrication of the rolling elements and the slideways will.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kreuzgelenk so zu vereinfachen, das es aus wenigen einfachen Teilen besteht, so daß eine wirtschaftliche Fertigung möglich ist. Darüber hinaus soll eine reibungsarme Drehmomentübertragung erreicht werden. Starting from this, the object of the invention is to simplify a universal joint in such a way that it consists of a few simple parts, so that an economical production is possible. In addition, a low-friction torque transmission should be achieved.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daßTo solve this problem it is provided that
a) zu beiden Seiten der Nut des Führungsteiles Führungsflächen mit einem Krümmungsradius vorgesehen sind, deren Mittelpunkte auf der Längsachse des Gelenkteiles angeordnet sind.a) guide surfaces on both sides of the groove of the guide part are provided with a radius of curvature, the centers of which are arranged on the longitudinal axis of the joint part.
b) das zweite Gelenkteil ein Innenteil mit einer quer zur Längsachse verlaufenden Bohrung aufweist.b) the second joint part has an inner part with a transverse to the longitudinal axis having extending bore.
c) im Innenteil zu beiden Enden der Bohrung Abstützflächen, deren Radius dem der Führungsflächen entspricht, vorgesehen sind.c) in the inner part at both ends of the bore support surfaces, their Radius that corresponds to the guide surfaces are provided.
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d) in der Bohrung des Innenteiles mindestens drei sich gegenseitig abstützende Kraftübertragungsglieder angeordnet sind.d) in the bore of the inner part at least three mutually supporting force transmission members are arranged.
Vorteilhaft bei dieser Ausbildung ist, daß die Führung der bef? * den Gelenkteile zueinander durch 'das Führungsteil und dem Innea-" teil des zweiten Gelenkteiles erreicht wird. Die Drehmomentubes** tragung selbst erfolgt einerseits durch die Wälzkörper, die in/"* der Nut des Führungsteiles aufgenommen sind, wobei durch die An-. Ordnung eines zusätzlichen Wälzkörpers zwischen den beiden Ku-*. geln eine reibungsarme Kraftübertragung erreicht wird. Diese *··* Reibung ist deshalb gering, da bei Anordnung von mindestens drjei. Elementen im Gegensatz zu zwei Wälzkörpern ein Abrollen möglich ist.The advantage of this training is that the leadership of the bef? * the joint parts to each other by 'the guide part and the inner " part of the second joint part is reached. The torque ubes ** bearing itself takes place on the one hand by the rolling elements, which are received in / "* of the groove of the guide part, whereby by the. Order of an additional rolling element between the two Ku- *. a low-friction power transmission is achieved. These *··* Friction is therefore low, since with an arrangement of at least three. Elements in contrast to two rolling elements, rolling is possible.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß als Innenteil ein Rohr vorgesehen ist, welches über die Außenmantelfläche mit dem zweiten Gelenkteil verbunden ist.According to a further essential feature it is provided that a tube is provided as the inner part which extends over the outer jacket surface is connected to the second joint part.
Von Vorteil ist hierbei, daß durch die Verwendung eines Rohres sowie der Kugeln als Wälzkörper eine einfache wirtschaftliche Fertigung gewährleistet ist, da es sich um kostengünstige, einfache Bauteile handelt, die in einer solchen Konstruktion verwendet werden können.The advantage here is that by using a tube and the balls as rolling elements, a simple economical one Manufacturing is guaranteed because it is inexpensive, simple components that are used in such a design can be.
Des weiteren ist vorgesehen, daß als Kraftübertragungsglieder drei gleich große Kugeln vorgesehen sind, deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Bohrung entspricht oder daß als Kraftübertragungsglieder zwei in Nuten aufgeführte gleich große Kugeln und zwischen beiden mindestens drei kleinere als Abstützkörper dienende Kugeln vorgesehen sind.Furthermore, it is provided that three balls of equal size are provided as force transmission members, the outer diameter of which corresponds to the inner diameter of the bore or that as power transmission members two balls of the same size listed in grooves and at least three smaller balls between the two as support bodies serving balls are provided.
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Durch die Verwendung entsprechender Abstützelemente zwischen den eigentlichen der Drehmomentübertragung dienenden Kugeln ist gewährleistet, daß durch die entsprechende Drehrichtung niemals die der Drehmomentübertragung dienenden Kugeln gegeneinander ^7"; rollen, sondern durch die umlenkung durch die Abstützkugel immer ; in Drehrichtung für die richtige reibungsarme Rollrichtung ** ** sorgt, ,****.By using corresponding supporting elements between the actual torque transmission serving balls is ensured that by the corresponding rotational direction never the torque transmission serving balls against each other ^ 7 "; rolling, but by the deflection by the supporting ball always, in the rotational direction for the right-friction rolling direction * * ** cares,, ****.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß a*Ls·**According to a further essential feature it is provided that a * Ls **
Kraftübertragungsglieder zwei Kugeln und eine zwischen beiden Kugeln angeordnete Rolle vorgesehen ist.Force transmission members two balls and a roller arranged between the two balls is provided.
Auch hier ist das Prinzip der entsprechenden Rollrichtung bei Winkelbewegung des Kreuzgelenkes erfüllt, da die beiden der Kraftübertragung dienenden Wälzkörper sich an der zwischen ihnen angeordneten Rolle abstützen. Um eine geringere Flächenpressung an der- Rolle zu erreichen, ist es möglich, daß in dieser Rolle eine Nut angeordnet ist, die dem Radius der Wälzkörper entspricht.Here, too, the principle of the corresponding roll direction is fulfilled with angular movement of the universal joint, since the two of the Rolling bodies used for power transmission are supported on the roller arranged between them. To a lower surface pressure To achieve on the role, it is possible that a groove is arranged in this role, which corresponds to the radius of the rolling elements is equivalent to.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.Preferred embodiments according to the invention are shown schematically in the drawings.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 ein Kreuzgelenk in Seitenansicht geschnitten1 shows a cross-sectional side view of a universal joint
Fig. 2 eine weitere Ansicht des in Fig. 1 dargestellten KreuzgelenkesFIG. 2 is a further view of the one shown in FIG Universal joint
Fig. 3 das in Fig. 2 dargestellte Kreuzgelenk in abgewinkelter Position, teils im Schnitt dargestellt 3 shows the universal joint shown in FIG. 2 in an angled position, partly shown in section
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«f.«F.
Fig. 4 einen Querschnitt des ift flg". 1 dargestelltenFig. 4 shows a cross section of the ift flg ". 1 shown
GelenkesJoint
Fig. 5 u. Innenteile des zweiten Gelenkteiles als Einzel-Fig. 6 teil im Schnitt dargestelltFig. 5 and inner parts of the second joint part as a single fig. 6 part shown in section
Fig. 7 u. eine Montagestellung des in Fig. 1 dargestell-Fig. 8 ten Kreuzgelenkes,, zusammen mit der Fig. 8 alsFig. 7 and an assembly position of the illustrated in Fig. 8 th universal joint ,, together with FIG. 8 as
Einschubrichtung für die Wälzkörper.Insertion direction for the rolling elements.
Das in Fig. 1 dargestellte Kreuzgelenk besteht im wesentlichen aus den beiden Gelenkteilen, wobei ein Gelenkteil als Führungsteil 1 ausgebildet ist. Im Führungsteil ist eine kreisbogenförmig verlaufende Nut 2 in Richtung der Längsachse 3 verlaufend angeordnet. Die Nut 2 dient der Aufnahme der Kraftübertragungsglieder 4. Im Innenraum des Führungsteiles 1 ist das zweite Gelenkteil 5 angeordnet, welches einen Flansch 6 zum Anschluß an eine Welle besitzt. Das zweite Gelenkteil 5 ist mit einem Innenteil 7 versehen, welches bei diesem Ausführungsbeispiel als Rohr ausgebildet ist, in dessen Innenbohrung 8 die Kraftübertragungsglieder 4 aufgenommen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind als Kraftübertragungsglieder 4 zwei Kugeln 9 verwendet worden, die in einer entsprechenden Nut 2 des Führungsteiles 1 abrollen und zwischen den beiden Kugen 9 ist als Abstützelement eine Rolle 10 vorgesehen. Durch diese Anordnung eines dritten Elementes erhält man beim Abrollen der Kugeln 9 gegenüber der Rolle 10 entsprechende gleichsinnig gerichtete Drehrichtungen dieser Elemente 9 und 10.The universal joint shown in Fig. 1 consists essentially of the two joint parts, with one joint part as a guide part 1 is formed. In the guide part, a groove 2 running in the shape of an arc of a circle runs in the direction of the longitudinal axis 3 arranged. The groove 2 is used to accommodate the force transmission members 4. In the interior of the guide part 1, the second joint part 5 is arranged, which has a flange 6 for connection to owns a shaft. The second joint part 5 is provided with an inner part 7, which in this embodiment is a tube is formed, in the inner bore 8, the force transmission members 4 are received. In this embodiment are two balls 9 have been used as power transmission members 4, which roll in a corresponding groove 2 of the guide part 1 and a roller 10 is provided as a support element between the two balls 9. This arrangement of a third element when the balls 9 roll with respect to the roller 10, corresponding directions of rotation of these elements in the same direction are obtained 9 and 10.
In Fig. 2 ist das Führungsteil 1 mit seiner Nut 2 zu erkennen, sowie der Flansch 6 des zweiten Gelenkteiles 5 zusammen mit sei-In Fig. 2 the guide part 1 can be seen with its groove 2, as well as the flange 6 of the second joint part 5 together with its
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nem Innenteil 7. Im Innenteil 7 ist die Bohrung 8 angeordnet, die der Aufnahme der Kugeln 9 dient.nem inner part 7. In the inner part 7, the bore 8 is arranged, which is used to hold the balls 9.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung des in Fig. 2 dargestellten Kreuz*; gelenkes in abgewinkelter Stellung. Bei Abwinkelung des Gelenke« um einen entsprechenden Beugewinkel 11 verbleibt das Führungs- ** teil 1 zusammen mit der Nut 2 in der entsprechenden Position unS" über die Kugen 9 kann das zweite Gelenkteil 5 abgewinkelt wer-,"*' den. Das Innenteil 7 wird dabei relativ zu den Kugeln 9 ver- ~- dreht. Diese Kinematik entspricht genau der eines üblichen .-·. Kreuzgelenkes mit einem Zapfenkreuz.FIG. 3 shows an illustration of the cross * shown in FIG. 2; joint in an angled position. When the joint is bent by a corresponding flexion angle 11, the guide part 1 remains together with the groove 2 in the corresponding position and the second joint part 5 can be bent over the balls 9. The inner part 7 is then added to the beads 9 ~ comparable relative - turns. This kinematics corresponds exactly to that of a conventional .- ·. Universal joint with a cross.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch ein derartiges Gelenk, bei dem das Führungsteil 1 zusammen mit der Nut 2 zu erkennen ist, wobei in der Nut 2 die Kugeln 9 aufgenommen sind. Der Flansch 6 besitzt entsprechende Befestigungsbohrungen 12. Das zweite Gelenkteil 5 ist hier* lediglich im Schnitt zu erkennen, wobei das Innenteil 7 in seiner Bohrung 8, die der Kraftübertragung dienenden Kugeln 9 aufnehmen und als Abstützelement ist die Rolle 10 vorgesehen, in deren Nut 13 die Kugeln 9 abrollen. Die Stirnflächen 14 der Rolle 10 sind mit einem Radius versehen, der dem Durchmesser der Bohrung entspricht, so daß auch eine Drehung des gesamten Teiles möglich ist.Fig. 4 shows a section through such a joint, in which the guide part 1 can be seen together with the groove 2, wherein in the groove 2 the balls 9 are received. The flange 6 has corresponding fastening bores 12. The second joint part 5 can only be seen here in section, with the inner part 7 in its bore 8 serving for power transmission Take up balls 9 and the roller 10 is provided as a support element, in the groove 13 of which the balls 9 roll. The end faces 14 of the roller 10 are provided with a radius which corresponds to the diameter of the bore, so that a rotation of the entire part is possible.
In Fig. 5 ist ein Innenteil 7 gezeigt, bei dem in der Bohrung 8 drei gleichgroße Kugeln 9 aufgenommen sind. Als Abstützelement dient eine zusätzliche Kugeln 15, so daß hier einheitliche Elemente verwendet werden können.In FIG. 5, an inner part 7 is shown in which the bore 8 three balls 9 of the same size are added. An additional ball 15 serves as a support element, so that here uniform elements can be used.
In Fig. 6 dagegen ist in der Bohrung 8 des Innenteiles 7 zur Kraftübertragung zwei Kugeln 9 vorgesehen, wobei als Abstützelement kleinere Kugeln 16 verwendet werden. Es müssen hier über den Umfang verteilt mindestens drei kleinere Kugeln 16 angeord-In Fig. 6, however, is in the bore 8 of the inner part 7 to Power transmission is provided with two balls 9, smaller balls 16 being used as the support element. It must be over here at least three smaller balls 16 distributed around the circumference
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4b.4b.
net werden, damit die Kugeln 9 eine einwandfreie statische Abstützung erhalten.net, so that the balls 9 a proper static support obtain.
Die Fig. 7 und 8 zeigen die Montage eines derartigen Gelenkes, bei dem in das Führungsteil 1 das zweite Gelenkteil 5 um 90° verdreht, axial durch die Einschuböffnung 17 eingebracht wird, so daß anschließend durch die gleiche Einschuböffnung 17 die Kugeln 9 zusammen mit der Rolle 10 in Richtung der Längsachse axial eingebracht werden. Nach Rückbeugung des* zweiten Gelenkteiles 5 ist das Gelenk betriebsfertig und gleichzeitig axial gesichert.7 and 8 show the assembly of such a joint, in which the second joint part 5 in the guide part 1 by 90 ° rotated, is introduced axially through the insertion opening 17, so that then through the same insertion opening 17 the balls 9 together with the roller 10 in the direction of the longitudinal axis be introduced axially. After bending back the * second joint part 5, the joint is ready for use and at the same time axial secured.
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