DE3206436C2 - Gelenkkupplung - Google Patents

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, 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 er reicht werden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß zu beiden Seiten der Nut (2) des Führungsteiles (1) Führungsflächen mit einem Krümmungsradius vorgesehen sind, deren Mittelpunkte auf der Längsachse (3) des Gelenkteiles (1) angeordnet sind und daß das zweite Gelenkteil (5) ein Innenteil (7) mit einer quer zur Längsachse (3) verlaufenden Bohrung (8) aufweist und daß im Innenteil (7) zu beiden Enden der Bohrung (8) Abstützflächen, deren Radius dem der Führungsflächen entspricht, vorgesehen sind und daß in der Bohrung (8) des Innenteiles (7) mindestens drei sich gegenseitig abstützende Kraftübertragungsglieder (4) angeordnet sind.

Description

a) die getriebene Kupplungshälfte (5) eine quer zur Kupplungsachse (3) verlaufende durchgehende Bohrung (8) aufweist.

b) in der Bohrung (8) die zwei das Drehmoment übertragenden Kugeln (4, 9) frei drehbar gelager» sind und wälzbar zwischen diesen mindestens ein rotationssymmetrischer Ab-Stützkörper (10,15,16) angeordnet ist,

c) zu beiden Seiten der Nut (2) der treibenden Kuppfungshälfte (1) zum Gelenkniittelpunkt konzentrische Führungsflächen (18) angeordnet sind, an denen sich die getriebene Kupplungshälfte (5) mit Abstützflächen (19) radial abstützt, und

d) die Abstützflächen (19) mit einem den Führungsflächen (18) entsprechenden Radius gekrümmt und zu beiden Enden der Bohrung (8) angeordnet sind.

von dem einen zum anderen Gelenkteil erfolgt mittels zweier Kugein. Diese Kugeln bedingen im Kugelkopf des Gelenk-Innenteils relativ tiefe Ausnehmungen zu ihrer Aufnahme bzw. Lagerung. Eine derartige Kugel-Lagerungsanordnung hat den Nachteil, daß zwischen Kugel und Ausnehmung ein relativ großes Maß an Reibung auftritt Die Folge hiervon ist wiederum ein schlechter Wirkungsgrad. Zur nachhaltigen Bes'. itigung derartiger Mißstände ist eine entsprechende Schmierung der Wälzkörper sowie der zu diesen korrespondierenden Gleitbahnen erforderlich. Die Schmierung bzw. eine diese gewährleis:ende Vorrichtung ist aufwendig und verteuert zudem die Herstellung derartiger Gelenke. Eine solche Verteuerung ist jedoch, auch im Hinblick darauf, daß es sich bei Universal-Gelenken in der Rege! um Großserien-Produkte handelt nicht akzeptabel.

Angesichts dessen hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt eine Gelenkkupplung zu schaffen, mittels welcher eine reibungsarme Drehmomentübertragung gewährleistet ist, und weiche aus nur wenigen und einfachen Teilen besteht die wiederum eine wirtschaftliche Fertigung gestatten.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch, daß

2. Gelenkkupplung nach Vnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der getriebenen Kupplungshälfte (5) ein als Rohr ausgebildetes Innenteil (7) zugeordnet ist. weiches mittels seiner äußeren Mantelfläche fest mit der getriebenen Kupplungshälfte in Verbindung steht.

3. Gelenkkupplung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die zwei das Drehmoment übertragenden Kugeln (4, 9) untereinander gleich groß sind, und ihr Außendurchmesser dem Innendurchmesser der D'irchgangsbohrung (S) entspricht

4. Gelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei gleich großen, das Drehmoment übertragenden Kugeln (9) mindestens drei gegenüber den Kugeln (9) im Durchmesser kleinere rotationssymmetrische Abstützkörper (10,15, !6) angeordnet sind.

a) die getriebene Kupplungshälfte eine quer zur Kupplungsachse verlaufende durchgehende Bohrung aufweist

b) in der Bohrung die zwei das Drehmoment übertragenden Kugeln frei drehbar gelagert sind und wäizbar zwischen diesen mindestens ein rotationssymmetrischer Abstützkörper angeordnet ist.

c) zu beiden Seiten einer Nut der treibenden Kuppiungshälfte zum Gelenkmittelpunkt konzentrische Führungsflächen angeordnet sind, an denen sich die getriebene Kupplupgshi ^!fte mit Abstützflächen radial abstützt, und

d) die Abstützflächen mit einem den Führungsflächen entsprechenden Radius gekrümmt und zu beiden Enden der Bohrung angeordnet sind.

Πια PrfinAttnci Vwsti-ifft a'tna (~l£>lAnUlsttnnltmct mil 7u>ai σ — π σ -■

zum Verbinden mit anzuschließenden Wellen dienenden Bei dieser Lösung erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß die Führung der beiden Gelenkkupplungsteile zueinander durch ein relativ einfaches Führungsteil sowie durch das entsprechend ausgebildete Innere der getriebenen Kupplungshäifte erreicht wird. Das Obertragen des Drehmomentes selbst erfolgt einerseits durch in der Nut des Führungsteiles aufgenommene, an sich bekannte und insoweit auch bewährte Wälzkörper und andererseits durch die Anordnung wenigstens eines zusätzlichen rotationssym-

55

Kupplungshälften, wobei die eine — treibende — Kupplungshäifte eine in einer Axialebene bezüglich der Kupplungsachse sich erstreckende, um eine quer zu dieser verlaufende Achse kreisförmig gebogene und zum Kupplungsmittelpunkt hin offene Nut aufweist, in welche zwei diametral gegenüberliegende, in einer getriebenen Kupplungshäifte gelagerte Kugeln eingreifen.

In der US-PS 17 63 206 wurde bereits ein Universal-Gelenk vorgeschlagen, welches im wesentlichen aus &5 einem gabelförmigen Außenteil und einem dazu korrespondierenden, mit einem Kugelkopf versehenen Innenteil besteht. Die Übertragung des Drehmomentes Gestalt von Kugeln aufweisenden Wälzkörpers. Durch eine solche Anordnung läßt sich eine reibungsarme Kraftübertragung erzielen.

In sinnvoller Ausgestaltung des die vorliegende Erfindung tragenden Gedankens ist vorgesehen, daß der getriebenen Kupplungshäifte ein als Rohr ausgebildetes Innenteil zugeordnet ist, welches mittels seiner äußeren Mantelfläche fest mit der getriebenen Kupplungshäifte in Verbindung steht

Bei einer derartigen Ausgestaltungsweise erweist es sich von Vorteil, daß durch Verwendung eines Rohres sowie von Kugeln als Wälzkörper eine einfache und zudem wirtschaftliche Fertigung gewährleistet ist. Derartige Bauteile sind überaus kostengünstig. Sie

bieten sich nachgerade an. in einer der Erfindung zugrundeliegenden Konstruktion angewendet zu werden.

Weitere Erfindungsmerkmale bestehen alternativ darin, daß entweder die zwei das Drehmoment ~< übertragenden Kugeln untereinander gleich groß sind, und ihr Außt.!durchmesser dem Innendurchmesser der Durchgangsbohrung entspricht, oder aber, d&ß zwischen zwei gleichgroßen, das Drehmoment übertragenden Kugeln mindestens drei gegenüber diesen Kugeln " im Durchmesser kleineie rotationssymmetrische Abstützkörper angeordnet sind.

Auch die mit diesen Merknialer. ein..* gehenden Vorteile sind evident: Durch die Verwendung und Anordnung entsprechender Abstv zkörper zwischen r. den eigentlichen, der Drehmom· übertragung dienenden Wälzkörpers in Kugeh.stalt ist gewährleistet, daß bei entsprechender Drehrichr .igswahl niemals die der Drehmomentübertragung dienenden Wälzkörper gegeneinander abrollen, sondern infolge Umlenkung 2» mittels des (der) Abstützkörper(s) stets in Dreürichtung für die richtige und insoweit auch reibupgsarme Rollrichtung gesorgt ist

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt 2 >

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 gegenein- «ι ander abrollen, sondern durch die Umlenkung durch die Abstützkugel immer in Drehrichtung für die richtige reibungsarme Rollrichtung sorgt

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß als Kraftübertragungsglieder zwei Kugeln und eine zwischen beiden Kugeln angeordnete Rolle vorgesehen sind.

Auch hier ist das Prinzip der entsprechenden Rollrichtung bei Wirbelbewegung des Kreuzgelenkes erfüllt, da die beiden der Kraftübertragung dienenden Wälzkörper sich an der zwischen ihnen angeordneten Rolle abstützen. Um c ne geringere Flächenpressung an der Rolle zu erreichen, ist es möglich, daß in dieser Rolle eine Nut angeordnet ist, die dem Radius der Wälzkörper entspricht. ■»'

Bevorzugte Ausführungsbeis.piele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 ein Kreuzgelenk in Seitenansicht geschnitten,

Fig. 2 eine weitere Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Kreuzgelenkes, ίο

F i g. 3 das in F i g. 2 dargestellte Kreuzgelenk in abgewinkelter Position, teils im Schnitt dargestellt.

Fie.4 einen Ou?rschnitt des in Fig. I dargestellten Gelenkes.

Fig. 5 und 6 Innenteile des zweiten Gelenkteiles als Einzelteil im Schnitt dargestellt.

Fig. 7 und 8 eine Montagestellung des in Fig. I dargestellten Kreuzgelenkes, zusammen mit der F i g. 8 als Einschubrichtung für die Wälzkörper.

Das in Fig. 1 dargestellte Kreuzgelenk besteht im wesentlichen aus den beiden Gelenkteilen, wober 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 Kihrungsteües 1 ist das zweite Gelenkteil 5 angeordnet, welches einen Flansch 6 zum Anschluß an eine Welle besitzt Das zweite Gelenkteil 5 ist mit einem Innentei! 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 Kugeln 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 IC.

In F i g. 2 ist das Führungsteil 1 mit beiner Nut 2 zu erkennen, sowie der Flansch 6 des zweiten Gelenkteiies

5 zusammen mit seinem Innenteil "*. Im Innenteil 7 ist die Bohrung 8 angeordnet, die der Aufnahme der Kugeln 9 dient

F i g. 3 zeigt eine Darstellung des in F i g. 2 dargestellten Kreuzgelenkes in abgewinkelter Stellung. Bei Abwinkelung des Gelenkes um einen entsprechenden Beugew'nkel 11 verbleibt das Führungsteil 1 zusammen mit der Nut 2 in der entsprechenden Position und über die Kugeln 9 kann das zweite Gelenkteil 5 abgewinkelt werden. Das Innenteil 7 wird dabei relativ zu den Kugeln 9 verdreht. Diese Kinematik entspricht genau der eines üblichen Kreuzgelenkes mit einem Zapfenkreuz.

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 Abstützelel.ient 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 gesamtes Teiles möglich ist

In F i g. 5 ist ein Innenteil 7 gezeigt bei dem in der Bohrung 8 drei gleichgroße Kugeln 9 aufgenommen sind. Als Abstützelement dient eine zusätzliche Kugel 15. so daß hier einheitliche Elemente verwendet werden können.

In F i g. 6 dagegen ist in der Bohrung 8 des innenteiies 7 zur Kraftübertragung zwei Kugeln 9 vorgesehen, wtbei als Abstützelement kleinere Kugeln 16 verwendet werden. Es müssen hier über den Umfang verteilt mindestens drei kleinere Kugeln 16 angeordnet werden, damit die Kugehi 9 eine einwandfrei statische Abstützung erhalten.

Die F i g. 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 3 axial eingebracht werden. Nach Rückbeugung des zweiten Gelenkteiles 5 ist das Gelenk betriebsfertig und gleichzeitig axial gesichert.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Gelenkkupplung mit zwei zum Verbinden mit anzuschließenden Wellen dienenden Kupplungshälften, wobei die eine — treibende — Kupplungshälfte eine in einer Axialebene bezüglich der Kupplungsachse sich erstreckende, um eine quer zu dieser verlaufende Achse kreisförmig gebogene und zum Kupplungsmitte punkt hin offene Nut aufweist, in welche zwei diametral gegenüberliegende, in einer getriebenen Kupplungshäifte gelagerte Kugeln eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß