DE3209658C2

DE3209658C2 - Kreuzgelenk

Info

Publication number: DE3209658C2
Application number: DE19823209658
Authority: DE
Inventors: Walter Ing.(grad.) 4400 Münster Bischoff; Gerd Ing.(Grad.) Sehlbach; Heinz 4300 Essen Strathmann
Original assignee: Gelenkwellenbau GmbH
Current assignee: Spicer Gelenkwellenbau GmbH
Priority date: 1982-03-17
Filing date: 1982-03-17
Publication date: 1984-11-29
Also published as: DE3209658A1

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache axiale Montage bei einem Kreuzgelenk beizubehalten, wobei das übertragbare Drehmoment und die aufnehmbaren Axialkräfte erhöht werden. Zur Lösung ist vorgesehen, daß jeder Gabelarm (8) ein Ausschnitt (11) aufweist, in der ein entsprechendes Paßstück (14) angeordnet ist und daß die Gelenkgabel (9) und das Paßstück (14) durch eine Spannvorrichtung miteinander verspannt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kreuzgelenk, bestehend aus zwei Gelenkgabeln mit Gabclaugen, in denen ein Zapfenkreuz mit zylindrischen Lagerzapfen in Wälzoder Gleitkörper enthaltenden hohlzylindrischen Lagerbüchsen gehalten und axial fixiert ist, wobei in jedem Gabelarm einer Gelenkgabel außerhalb und auf der der anderen Gelenkgabel zugewandten Seite der die Mittellinien der Lagerzapfen enthaltenden Ebene ein Ausschnitt vorgesehen ist, dessen lichte Weite mindestens so groß ist wie der Durchmesser der Lagerzapfen und in dem mindestens ein ihn ausfüllendes Paßstück angeordnet ist, das mit dem Gabelarm durch eine Spannvorrichtung verspannt ist, wobei die Weite des Ausschnittes kleiner ist als der Außendurchmesser der Lagerbüchse und das Paßstück einen Kragen aufweist, der auf der der Gelenkgabel zugewandten Seite einen Vorsprung besitzt, der in eine entsprechende Ausnehmung der Gclcnkgabel eingreift, wobei als Spannvorrichtung die Ausnehmung im Abstand zum Ausschnitt angeordnet ist. und wobei die nächstliegcnde, in Richtung der Seitenfläche des Ausschnitts verlaufende Fläche eine Steiguiig aufweist, die mit einer entsprechenden Spannflächc des Vorsprungs am Paßstück zusammenarbeitet

Es sind bereits Konstruktionen dieser Art bekannt (z. B. US-PS 39 58 431), bei denen die Gelenkgabel geteilt lsi Nachteilig ist jedoch hierbei, daß der Gelenkarm in Kraftrichtung geteilt ist, so daß Probleme mit der Sicherung dieser Teile zueinander auftreten. Die Teilung des Gabelarmes in Kraftrichtung gibt zur weiteren Erhöhung der Drehmomentkapazität keine wesentlichen Möglichkeiten, so daß andere Lösungen angestrebt werden müssen.

Des weiteren sind Kreuzgelenke bekannt (z. B. DE-AS 25 55 677), bei denen jede Gelenkgabel eines Kreuzgelenkes einteilig ausgebildet ist Das Zapfenkreuz kann jedoch nur durch Einfädeln in den Gabelarm montiert werden, wozu es eines bestimmten Verhältnisses zwischen Zapfen und Zapfenkreuzkörper bedarf. Es sind nämlich im Verhältnis längere Zapfen in bezug auf den Zapfenkreuzkörper erforderlich, so daß eine nachteilige Auswirkung auf die Drehmomentkapazität gegeben ist.

Außerdem ist nur eine kleine Bauhöhe des Zapfenkreuzes möglich, da Sicherungselemente auf der Außenseite der Gelenkgabel untergebracht werden müssen.

Na':h einer weiteren bekannten Konstruktion (US-PS 21 32 816) it ein Gelenk vorgeschlagen, das eine offene

jo Gelenkgabcl aufweist, die durch einen Bügel verschlossen wird.

Der Bügel ist derart ausgebildet, daß er bei Verspannung mittels einer Schraube mit einer zur Mittellinie der Lagerbüchse gerichteten Vorspannkraft beaufschlagt wird. Der Bügel soll dabei aus einem besonders biegsamen Metall hergestellt werden.

Die Erfordernisse, die an die Steifigkeit eines Gelenkes bzw. der Gelenkgabeln zu stellen sind, werden bei dieser Konstruktion jedoch nicht berücksichtigt.

Das Gelenk ist daher zur Übertragung großer Drehmomente nicht geeignet, da sich unter Belastung Verformungen einstellen, die die Lebensdauer insbesondere der Gelenkkreuzlagerung stark herabsetzen.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein

Kreuzgelenk derart auszubilden, daß eine einfache axiale Montage des Zapfenkreuzes in die Ge'enkgabel beibehalten werden kann, wobei eine Erhöhung der Übertragungsfähigkeit der Drehmomentkapazität und der Axialkräfte gewährleistet ist, bei gleichzeitiger Vereinfachung und Verbesserung der Sicherung der Lagerbuchse unter Ausnutzung des vorhandenen Bauraumes. Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Außenflächen des Ausschnitts etwa rechtwinklig zu der die Mittellinie der Zapfen enthalten-

^r)5 den Ebene angeordnet sind und der Kragen des Paßstückes sowie der Vorsprung und die Ausnehmung der Spannvorrichtung innerhalb der senkrecht zur Achse des in diesem Gabelarm gelagerten Zapfens verlaufenden äußeren Seitenfläche des Gabelarms angeordnet sind.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung, daß der Zapfen des Zapfcnkrcuzes eine große Umschlingung besitzt bei optimaler Ausnutzung des Rotationsdurchmessers.
Von Vorteil ist weiterhin, daß die Lagerbüchse aufgrund der Sprci/.ung der ausgeschnittenen Gelenkgabcl praktisch kraftfrei eingeschoben werden kann und durch die Anbringung des Paßstückes verspannt wird. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, daß eine Lagerab-

Stützung erzielt werden kann, die auch beim Reversierbetrieb z. B. eines Walzenantriebes ihre günstige Wirkung beibehält.

Bei der Verwendung eines derartigen Paßstückes ist es möglich, die zur Fixierung notwendigen Mittel innerhalb der Wandstärke des Gelenkarme·, zu integrieren. Es verringert sich dadurch die Unfallgefahr und eine kompaktere Bauweise wird ermöglicht. Durch' den in die Ausnehmung hineingreifenden Vorsprung werden die im Betrieb auftretenden Kräfte aufgefangen, so daß keine Gefahr einer Aufweitung der Gelenkgabel besteht

Um eine leichte Montierbarkeit des Kreuzgelenkes zu erreichen, ist nach einem weiteren wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß das Paßstück mit der Gelenk- 1 gabel lösbar aber fest verbunden ist, z.B.'durch Verschrauben.

Ik weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spannfläche in der Ausnehmung mit einer Verzahnung oder einer mit Steigungen versehenen Verriegelungsvorrichtung versehen ist.

Hierdurch wird ein exaktes Ineinandergreifen des Paßstückes in den Gabelarm ermöglicht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gabelarme mit je zwei Ausnehmungen zur Aufnahme der den Paßstücken zugeordneten Vorsprünge versehen sind.

Durch diese Ausführung wird auch in axialer Richtung jede Verspannung der Gabelarme vermieden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Gelenkwelle, deren Enden Kreuzgelenke tragen, im Halbschnitt,

F i g. 2 einen Gabelarm einer Gelenkgabcl mit einem j5 offenen Ausschnitt,

F i g. 2a eine Draufsicht auf ein Paßstück,

Fig.3 einen Gebelarm mit einem eingesetzten Paßstück,

F i g. 4 eine erfindungsgemäße Gelenkgabel im Halbschnitt.

Die in Fig. 1 gezeigte Gelenkwelle umfaßt zwei koaxiale Gelenkabschnitte 1 und 2, die an ihren äußeren Enden Kreuzgelenke 3 und 4 tragen. Der Gelcnkwellenabschnitt 1 ist als Welle 5 und der Gelcnkwellcnabschnitt 2 als Hohlwelle 6 ausgebildet. Über eine Keilwellenverzahnung 7 sind die Welle 5 und die Hohlwelle 6 miteinander drehfest, jedoch axial verschiebbar verbunden.

In F i g. 2 ist ein Gabelarm 8 einer Gelenkgabel 9 der Gelenkwelle nach F i g. 1 gezeigt, wobei in der Bohrung 10 das eigentliche Zapfenkreuz mit seinen Zapfen aufgenommen wird. Der Gabelarm 8 besitzt einen Ausschnitt 11, der außerhalb der die Mittellinien des Zapfens enthaltenden Ebene 12 angeordnet ist. Der Ausschnitt 11 dient zur Aufnahme eines Paßstückes 14, welches mit Schrauben in den Schraubenlöchern 13 verschraubt wird.

In der F i g. 2a ist ein Paßstück 14 in der Draufsicht dargestellt. Die Zuspannung der Gelenkgabel 9 beim ω Einsetzen des Paßstückes erfolgt durch das Zusammenwirken der Seitenflächen 17 am Ausschnitt Il mit der Spannfläche 17a des Vorsprunges 18 am Spannstück 14.

Fig.3 zeigt wiederum einen Gabelann 8, in dessen Ausnehmung 11 ein Paßstück 14 eingesetzt und mit dem h^r> Gabelarm 8 über die Schrauben 15 verschraubt ist. Zur besseren Fertigung und paßgerechter Montage besitzt der Ausschnitt 11 und dementsprechend auch das Paßstück 14 mit Radien versehene Konturen.

Fig.4 zeigt eine Gelenkgabel 9 im Querschnitt, wobei die Bohrung 10 zur Aufnahme eines Zapfenkreuzes bestimmt ist und der Ausschnitt 11 zweite Ausnehmungen 16 aufweist, deren zur Seitenfläche des Ausschnitts Il nachstliegende Seitenfläche 17 eine Steigung aufweist, so daß durch diese Steigung eine Spannvorrichtung zusammen mit der entsprechenden $p£nnfläche 17a des Paßstückes 14 entsteht Hierdurch wini eine vor der Montage aufgeweitete Bohrung zusammengezogen und sowohl die Lagerbuchse gesichert als auch die Rundheit der Bohrung 10 wieder hergestellt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kreuzgelenk, bestehend aus zwei Gelcnkgabeln mit Gabelaugen, in denen ein Zapfenkreuz mit zylindrischen Lagerzapfen in Wälz- oder Gleitkörper enthaltenden hohlzylindrischen Lagerbüchsen gehalten und axial fixiert ist, wobei in jedem Gabelarm einer Gelenkgabel außerhalb und auf der der anderen Gelenkgabel zugewandten Seite der die Mittellinien der Lagerzapfen enthaltenden Ebene ein Ausschnitt vorgesehen ist, dessen lichte Weite mindestens so groß ist wie der Durchmesser der Lagerzapfen und in dem mindestens ein ihn ausfüllendes Paßstück angeordnet ist, das mit dem Gabelarm durch eine Spannvorrichtung verspannt ist, wobei die Weite des Anschnittes kleiner ist als der Außendurchriesser der Lagerbuchse und das Paßstück einen Kragen aufweist, der auf der der Gelenkgabel zugewandten Seite einen Vorsprung besitzt, der in eine entsprechende Ausnehmung im Abstand zum Ausschnitt angeordnet ist, und wobei die nächstliegende, in Richtung der Seitenfläche des Ausschnitts verlaufende Fläche eine Steigung aufweist, die mit einer entsprechenden Spannfläche des Vorsprungs am Paßstück zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen des Ausschnitts (11) etwa rechtwinklig zu der die Mittellinie der Zapfen enthaltenden Ebene (12) angeordnet sind und der Kragen (19) des Paßstückes (14) sowie der Vorsprung (18) und die Ausnehmung (16) der Spannvorrichtung innerhalb der senkrecht zur Achse des in diesem Gabelarm (8) gelagerten Zapfens verlaufenden äußeren Seitenfläche des Gabelarms angeordnet sind.

2. Kreuzgelenk nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Paßstück (14) mit der Gelenkgabel (9) durch Verschrauben verbunden ist.

3. Kreuzgelenk nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Spannflächc (17) in der Ausnehmung (16) mit einer Verzahnung oder einer mit Steigungen versehenen Verriegelungsvorrichtung versehen ist.

4. Kreuzgelenk nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkarme (8) mit je zwei Ausnehmungen (16) zur Aufnahme der den Paßslücken (14) zugeordneten Vorspi ünge (18) versehen sind.