DE3242946C2 - Variable length universal joint shaft - Google Patents

Variable length universal joint shaft

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DE3242946C2 DE19823242946 DE3242946A DE3242946C2 DE 3242946 C2 DE3242946 C2 DE 3242946C2 DE 19823242946 DE19823242946 DE 19823242946 DE 3242946 A DE3242946 A DE 3242946A DE 3242946 C2 DE3242946 C2 DE 3242946C2
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Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreuzgelenkwelle zu schaffen, bei der das Drehmoment im Bereich des Schiebestückes über Mitnehmerbolzen übertragen wird und bei der gewährleistet ist, daß an beiden Wellenteilen etwa die gleiche Belastung (Flächenpressung) eintritt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mittellinien der Mitnehmerbolzen auf einem Kreisdurchmesser angeordnet sind, der kleiner ist als der sich rechnerisch ergebende Durchmesser innerhalb des Schiebeteils. Hierdurch wird erreicht, daß im inneren Wellenteil, in dem die höheren Kräfte auftreten, eine größere Anlagefläche für die Mitnehmerbolzen zur Verfügung steht.The invention is based on the object of creating a universal joint shaft in which the torque in the area of the sliding piece is transmitted via driving pins and in which it is ensured that approximately the same load (surface pressure) occurs on both shaft parts. This object is achieved according to the invention in that the center lines of the driving pins are arranged on a circular diameter which is smaller than the arithmetically resulting diameter within the sliding part. This ensures that in the inner shaft part, in which the higher forces occur, a larger contact surface is available for the driving pins.

Description

Die Erfindung betrifft eine längenveränderliche Kreuzgelenkwelle, bestehend aus einem zylindrischen inneren Wellenteil, einem rohrförmig ausgebildeten äußeren Wellenteil und aus zylindrischen Mitnehmerbolzen, die zwischen Anschlägen verschiebbar in axial verlaufenden Nuten gehalten sind, wobei die Nuten durch zylindrisch gekrümmte Flächenabschnitte an der Innenseite des Außenteils sowie an der Außenseite des Inncnteils gebildet sind und je einer Nut am Außenteil eine entsprechende am Innenteil zugeordnet ist.The invention relates to a variable-length universal joint shaft, consisting of a cylindrical one inner shaft part, a tubular outer shaft part and cylindrical drive pins, which are held displaceably between stops in axially extending grooves, the grooves through cylindrically curved surface sections on the inside of the outer part and on the outside of the inner part are formed and a corresponding groove on the inner part is assigned to each groove on the outer part.

Das DE-GM 18 84 810 beschreibt eine längsverschiebbare Verbindung zwischen telcskopartig ausgebildeten Wclleiileilcn. bei der zur Übertragung des Drehmomentes stabförmig ausgebildete Mitnehmer mit kreisrundem Querschnitt angeordnet sind, die in in beiden Wellentcilen vorgesehenen zueinander korrespondierenden Führungsrillcn mit im wesentlichen prismatischem Querschnitt zwischen Anschlägen schwimmend gehalten sind.DE-GM 18 84 810 describes a longitudinally displaceable Connection between telescope-like shaped cables. when transferring the Torque rod-shaped drivers are arranged with a circular cross-section, which in both Guiding grooves which correspond to one another and have an essentially prismatic shape are provided for shaft sections Cross-section are kept floating between stops.

ίο Die beschriebene Ausführung hat den Nachteil, daß aufgrund der sich konstruktiv einstellenden unterschiedlichen Hebelarme der Anlagenlinien der Mitnehmer am inneren und am äußeren Wellenteil unterschiedliche Flächenpressungen auftreten, die wiederum Differanzen im sich einstellenden Verschleiß hervorrufen. Die Lebensdauer der Wellenverbindung wird hierdurch bedingt, durch das Verschleißvcrhalten des ungünstiger belasteten Wellenteiles bestimmtίο The embodiment described has the disadvantage that due to the different lever arms of the attachment lines of the carriers that are set up in terms of construction Different surface pressures occur on the inner and outer shaft parts, which in turn are differences in the resulting wear. This increases the service life of the shaft connection due to the wear behavior of the unfavorable loaded shaft part determined

Des weiteren ist es bekannt, bei zwei ineinandergesteckten und axial zueinander verschiebbaren umlaufenden Wellen, daß die Mitnehmer hinsichtlich des Kreisquerschnittes mit mehr als der Hälfte ihres Umfangs in einer der beiden Wellen gelagert sind, um ein Herausfallen der Mitnehmer zu verhindern (DE-PS 4 35 284).Furthermore, it is known, with two nested and axially displaceable circumferential Waves that the driver in terms of the circular cross-section with more than half of its circumference are mounted in one of the two shafts to prevent the drivers from falling out (DE-PS 4 35 284).

Bei der beschriebenen Ausführung wird jedoch die Lastverteilung nicht berücksichtigt, so daß es zu einer einseitigen Überlastung der Mitnehmer mit den sich daraus ergebenden Nachteilen kommen kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine längenveränderliche Kreuzgelenkwelle zu schaffen, bei der an beiden Wellcnteilen innerhalb des die Längenveränderung bei Drehmomentübertragung ermöglichenden Schiebestückes an beiden Wellenteilen etwa die gleiche Belastung und damit etwa ein gleichmäßiges Verschleißverhalten gewährleistet ist.In the embodiment described, however, the load distribution is not taken into account, so that there is a one-sided overload of the driver with the resulting disadvantages can come. The invention is based on the object of creating a variable-length universal joint shaft in which on both shaft parts within the length change in torque transmission possible Sliding piece on both parts of the shaft approximately the same load and thus approximately even wear behavior is guaranteed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Nuten so ausgebildet sind, daß die Mittellinien der Mitnehmcrbolzen auf einem Durchmesser Do angeordnet sind, der kleiner ist als das arithmetische Mittel, gebildet aus dem Außendurchmesser (Da) des inneren Wellcntcils und dem Innendurchmesser (Di) des äußeren Wellenteils so, daß die auf die Mitnehmerbolzen einwirkenden Flächenpressungen in den Nuten beider Wcllcnteile annähernd gleich groß sind.According to the invention, this object is achieved in that the grooves are designed so that the center lines of the driving pins are arranged on a diameter Do which is smaller than the arithmetic mean, formed from the outer diameter (Da) of the inner shaft portion and the inner diameter (Di) of the outer shaft part in such a way that the surface pressures acting on the driving pins in the grooves of both shaft parts are approximately the same.

Durch die Verschiebung des die Mittellinien der Mitnehmcrbolzen verbindenden Durchmessers in den Bereich des inneren Wcllenteiles wird erreicht, daß dem Mitnehmerbolzen am inneren Wellenteil mehr Anlagefläche als am äußeren Wellenteil ?ur Verfügung steht.By shifting the diameter connecting the center lines of the drive pins into the area of the inner shaft part it is achieved that the driving pin has more contact surface on the inner shaft part than is available on the outer part of the shaft.

Gleichzeitig gewährleistet die Ausführung eine etwa gleiche Lebensdauer der beiden zusammenarbeitenden Wellenteile.At the same time, the execution ensures an approximately equal service life of the two working together Shaft parts.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bestehen die Mitnehmcrbolzen aus zwei koaxialen Zylindern, wobei die Zylinder über eine mit einem geringeren Durchmesser als die Zylinder versehene Stange in einem Abstand zueinander gehalten sind.According to a further feature of the invention, the driving pins consist of two coaxial cylinders, the cylinders in one via a rod provided with a smaller diameter than the cylinder Are kept at a distance from each other.

Die derartig ausgebildeten Mitnehmerbolzen sind in bO der Lage, bei großen Drehmomenten sich einstellende elastische Verformungen mitzumachen, ohne daß ein durch die elastischen Verformungen hervorgerufenes Verklemmen der Mitnehmerbolzen in den Nuten möglich ist. Die Endprofilicrung der Zylinder vermeidet dah5 bei ein Auftreten von Kantenpressungen an den Zylinderenden und damit eine Überlastung des Werkstoffes.The driver pins designed in this way are able to set themselves at high torques in bO to take part in elastic deformations without one caused by the elastic deformations Jamming of the driving pins in the grooves is possible. The end profile of the cylinder avoids this when edge pressure occurs at the cylinder ends and thus an overload of the material.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Nuten in der Radialen mit einem Freistic'n versehen.In a further embodiment of the invention, the grooves are provided with a free key in the radial direction.

Diese Ausführung hat den Vorteil, daß innerhalb des Freistiches ein größerer Fettvorrat für eine Dauerichmierung eingelagert werden kann.This design has the advantage that within the undercut there is a larger supply of grease for permanent lubrication can be stored.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die im Querschnitt kreisbogenförmig ausgebildeten Nuten einen größeren Durchmesser auf als die Mitnehmerbolzen. In a further embodiment of the invention, they have a circular arc shape in cross section Grooves have a larger diameter than the driving pins.

Bei dieser Ausführung whd eine erhöhte Kantenpressung und dadurch hervorgerufene Aufwerfungen an den Rändern vermieden.In this design, there is increased edge pressure and the resulting distortions at the edges are avoided.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bestehen die Mitnehmerbolzen vorzugsweise aus einem mit einem gleitfähigen Kunststoff beschichteten Melallkern.According to a further feature of the invention, the driving pins preferably consist of one with a sliding plastic coated metal core.

Durch die Beschichtung mit einem gleitfähigen Kunststoff erfahren die Mitnehmerbolzen bei Belastung eine gute Anpassung an die Nutenform und eine bessere Möglichkeit, sich an durch hohe Drehmomente einstellende elastische Verwindungen anzupassen.As a result of the coating with a slidable plastic, the drive pins experience a load a good adaptation to the groove shape and a better way of adjusting to high torques to adapt elastic torsions.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Oberfläche des gleitfähigen Kunststoffes mit Schmiertaschen versehen und in den axialen Endbereichen der Mitnehmerbolzen im Axialschnitt abgerundet lusgebildet In a further embodiment of the invention, the surface of the slidable plastic is provided with lubrication pockets provided and rounded lus-formed in the axial end areas of the driving pin in the axial section

Die Schmiertaschen ermöglichen die Einlagerung eines Fettvorrates um z. B. eine Lebensdauerschmierung zu bewirken.The lubrication pockets allow the storage of a supply of grease to z. B. a lifetime lubrication to effect.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Oberfläche des gleitfähigen Kunststoffes mit einer negativen Kreuzrändelung versehen.In a further embodiment of the invention, the surface of the sliding plastic is negative Cross knurling provided.

Diese Ausführung ermöglicht eine einfache und billige Anbringung der Schmiertaschen auf der Oberfläche des gleitfähigen Kunststoffes.This design enables the lubrication pockets to be attached to the surface in a simple and inexpensive manner the sliding plastic.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing. It shows

F i g. 1 einen Halbschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schiebeteil einer Kreuzgelenkwelle,F i g. 1 shows a half section through a sliding part of a universal joint shaft according to the invention,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Schiebeteil einer Kreuzgelenkwelle,F i g. 2 a cross section through the sliding part of a universal joint shaft,

Fig.3 ei.;en Schnitt durch den Schiebeteil einer Kreuzgelenkwelle mit den möglichen Nutenausbildungen, Fig. 3 egg. ; a section through the sliding part of a universal joint shaft with the possible groove designs,

Fig.4 eine Ausbildungsform eines Mitnehmerbolzens mit Endprofilierung,4 shows an embodiment of a driving pin with end profile,

Fig.5 eine mit einer negativen Kreuzrändelung und Endprofilierung versehene OberfHchenpartie eines Mitnehmerbolzens.Fig. 5 one with a negative cross knurling and Surface section of a driving pin provided with an end profile.

Das in F i g. 1 dargestellte Schiebeteil einer Kreuzgelenkwelle besteht im wesentlichen aus einem inneren Wellenteil 2, mit dem eic Flansch 1 fest verbunden ist. An den Flansch t ist ein Kreuzgelenk H (nicht dargestellt) angebaut.The in Fig. 1 shown sliding part of a universal joint shaft consists essentially of an inner one Shaft part 2, with which flange 1 is firmly connected. A universal joint H (not shown) is attached to the flange t cultivated.

Das innere Wellenteil 2 ist mit gleichmäßig auf den Umfang verteilt angeordneten Nuten 12 versehen, in denen MitnehmerDolzen 8, die in Fig. 1 als durch eine Stange 4 im Abstand zueinander gehaltene Zylinder 5 gebildet sind, zwischen Anschlägen 3 und 3a axial gehalten. Das äußere Wellenteil 6 ist mit zu den Nuten 12 des inneren Wellenteils 2 korrespondierenden Nuten 13 versehen, in denen das innere Wellenteil 2 über die Mitnehmer 8 drehfest zum äußeren Wellentei! 6 gehalten ist. Das äußere Wellenteil 6 ist ebenfalls mit einem Flansch 7 fest verbunden, der der Aufnahme eines weiteren Kreuzgelenkes 11 (nicht dargestellt) dient.The inner shaft part 2 is provided with grooves 12 distributed evenly around the circumference, in those driver pins 8, which are shown in Fig. 1 as by a Rod 4 spaced apart cylinders 5 are formed, held axially between stops 3 and 3a. The outer shaft part 6 has grooves 13 corresponding to the grooves 12 of the inner shaft part 2 provided, in which the inner shaft part 2 via the driver 8 rotatably to the outer shaft part! 6 held is. The outer shaft part 6 is also firmly connected to a flange 7, which is to accommodate another Universal joint 11 (not shown) is used.

In F i g. 2 ist dps Schiebeteil nach F i g. 1 entsprechend Schnitt A-B als Halbschnitt dargestellt. Der Durchmesser, der die Mittelpunkt der Mitnehmerkörper 8 verbindenden Kreises, ist hier derart nach innen verlagert.In Fig. 2 is the sliding part according to FIG. 1 shown as a half section corresponding to section AB. The diameter of the circle connecting the center point of the driver bodies 8 is here shifted inwards in this way.

daß sich im inneren Wellenteil für die Mitnehmerbolzen eine größere Anlagefläche bildet als in den Nuten 13 des äußeren Wtllenteiles6.that a larger contact surface is formed in the inner shaft part for the driving pin than in the grooves 13 of the outer shell of the 6.

Fig.3 zeigt die Lage bzw. die Abmessung des die Mittelpunkte der Mitnehmerbolzen 8 verbindenden Durchmessers Do im Verhältnis zu dem Außendurchmesser Da des inneren Wellenteiles 2 und dem Innendurchmesser Di des äußeren Wellenteiles 6. Der obenliegendc Mitnehmerbolzen 8 in Fig.3 ist in Nuten 12,3 shows the position or the dimensions of the diameter Do connecting the center points of the driver pins 8 in relation to the outer diameter Da of the inner shaft part 2 and the inner diameter Di of the outer shaft part 6 ,

ίο 13 gehalten, die jeweils in ihrer Mitte mit je einem Freistich 9 versehen sind. Diese Freistiche 9 geben die Möglichkeit, einen größeren Fettvorrat für eine Langzeitschmierung innerhalb der Nuten 12,13 anzuordnen. Die rechtsseitig angeordneten Nuten in Fig.3 sind mit einem größeren Durchmesser 18 versehen als er dem Durchmesser der Mitnehmerbolzen 8 entspricht. Hierdurch wird in den Randzonen des inneren Wellenteiles 2 und des äußeren Wellenteils 6 die Bildung von Aufwürfen verhindert.ίο 13 held, each in their middle with an undercut 9 are provided. These undercuts 9 allow a larger supply of grease for long-term lubrication to be arranged within the grooves 12,13. The grooves arranged on the right in Fig. 3 are marked with a larger diameter 18 provided than it corresponds to the diameter of the driving pin 8. Through this the formation of bulges in the edge zones of the inner shaft part 2 and the outer shaft part 6 prevented.

In Fig.<r ist ein Mitnehmerbolzen 8 dargestellt, der mit einer Beschichtung aus einem g:--J,tfähigen Kunststoff 16 versehen ist, und zur Vermeidur-g schädlicher Kantenpressung in den axialen Endbereichen 17 der Mitnehmerbolzen 8 im Axialschnitt abgerundet zusgebildet ist. Zur Anbringung von Schmiertaschen ist der Kunststoff mit einer negativen Kreuzrändelung versehen, die als Einzelheit χ in F i g. 5 abgebildet istIn Fig. <R a drive pin 8 is illustrated, with a coating of a g: - is provided J, tfähigen plastic 16, and Vermeidur-g harmful edge pressure in the axial end regions 17 of the drive pin 8 is zusgebildet rounded in axial section. To attach lubrication pockets, the plastic is provided with negative cross knurling, which is shown as a detail χ in FIG. 5 is shown

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1 Flansch1 flange

2 innerer Wellenteil2 inner shaft part

3 Anschlag
3a Anschlag
3 stop
3a stop

4 Stange4 rod

5 Zylinder5 cylinders

6 äußerer Wellenteil6 outer shaft part

7 Flansch7 flange

8 Mitnehmerbolzen
9 Freistich
8 driving pins
9 undercut

10 Nut mit vergrößertem Durchmesser10 Groove with enlarged diameter

11 Kreuzgelenk11 universal joint

12 Nut im inneren Wellenteil12 groove in the inner part of the shaft

13 Nut im äußeren Wellenteil
14 Kreuzrändelung
13 Groove in the outer part of the shaft
14 cross knurling

15 Metallkern15 metal core

16 Kunststoffbeschichtung16 plastic coating

17 axialer Endbereich17 axial end area

18 vergrößerter Nutdurchmesser18 enlarged groove diameter

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Lär.genveränderliche Kreuzgelenkwelle, bestehend aus einem zylindrischen inneren Wellenteil, einem rohrförmig ausgebildeten äußeren Wcllenteil und aus zylindrischen Mitnehmerbolzen, die zwischen Anschlägen verschiebbar in axial verlaufenden Nuten gehalten sind, wobei die Nuten durch zylindrisch gekrümmte Flächenabschniite an der Innenseite des Außenteils sowie an der Außenseite des Innenteils gebildet sind und je einer Nut am Außenteil eine entsprechende am Innenteil zugeordnet ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (12,13) so ausgebildet sind, daß die Mittellinien der Mitnehmerbolzen (8) auf einem Durchmesser (Do) angeordnet sind, der kleiner ist als das arithmetische Mittel, gebildet aus dem Außendurchmesser (Da) des inneren Wellenteils (2) und dem Innendurchmesser (Di) de* äußeren Wellenteils (6), so daß die auf die Mitnehnicrbolzen (S) einwirkenden Flächenpressungen in den Nuten (12,13) beider Wellenteile (2,6) annähernd gleich groß sind.1. Lär.genveränderliche universal joint shaft, consisting of a cylindrical inner shaft part, a tubular outer shaft part and cylindrical driving pins, which are held between stops in axially extending grooves, the grooves being formed by cylindrically curved surface sections on the inside of the outer part and on the Outside of the inner part are formed and each groove on the outer part is assigned a corresponding groove on the inner part. characterized in that the grooves (12, 13) are designed so that the center lines of the driving pins (8) are arranged on a diameter (Do) which is smaller than the arithmetic mean, formed from the outer diameter (Da) of the inner shaft part (2) and the inner diameter (Di) of the outer shaft part (6), so that the surface pressures acting on the Mitnehnicrbolzen (S) in the grooves (12,13) of both shaft parts (2,6) are approximately the same. 2. Längenveränderliche Kreuzgelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerbolzen (8) aus zwei koaxialen Zylindern (5) bestehen und die Zylinder (5) über eine mit einem geringeren Durchmesser als die Zylinder (5) versehene Stange (4) in einem Abstand zueinander gehalten sind.2. Variable-length universal joint shaft according to claim 1, characterized in that the driving pin (8) consist of two coaxial cylinders (5) and the cylinder (5) has one with one smaller diameter than the cylinder (5) provided rod (4) held at a distance from one another are. 3. Länger 'eränderiiehe Kreuzgelenkwclle nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (12, 13) in der Radialen mit einem Freistich (9) versehen sind.3. Change longer than the universal joint the claims 1 and 2, characterized in that the grooves (12, 13) in the radial with a Undercut (9) are provided. 4. Längenveränderliche Kreüzgelenkwelle nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt kreisbogenförmig ausgebildeten Nuten (12, 13) einen größeren Durchmesser aufweisen als die Mitnehmerbolzen (8).4. Length-variable cross joint shaft according to claims 1 and 2, characterized in that that the grooves (12, 13), which have a circular arc shape in cross section, have a larger diameter have than the driving pin (8). 5. Längenveränderliche Kreuzgelenkwclle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerbolzen (8) aus einem mit einem glcitfähigcn Kunststoff (16) beschichteten Metallkcrn (15) bestehen. 5. Variable-length universal joint according to claim 1, characterized in that the driving pin (8) consist of a metal core (15) coated with a smooth plastic (16). 6. Längenveränderliche Kreuzgelenkwclle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des gleitfähigen Kunststoffes (16) mit Schmiertaschen versehen ist, und in den axialen Endbereichen (17) der Mitnehmerbolzen (8) im Axialschnitt abgerundet ausgebildet ist.6. Variable-length universal joint according to claim 5, characterized in that the surface of the slidable plastic (16) is provided with lubrication pockets, and in the axial end regions (17) the driving pin (8) is rounded in axial section. 7. Längenveränderliche Kreuzgelenkwelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des gleitfähigen Kunststoffes (16) mit einer negativen Kreuzrändelung (14) versehen ist.7. Variable length universal joint shaft according to claim 5, characterized in that the surface of the sliding plastic (16) is provided with negative cross knurling (14).
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