DE572853C - Universal joint, especially for the drive device of the steering wheels of motor vehicles - Google Patents

Description

Es sind Kardangelenke bekannt, die insbesondere zum Antrieb der Lenkräder von Kraftfahrzeugen dienen und mit einer Vorrichtung versehen sind, um gleiche Winkelgeschwindigkeiten zwischen der treibenden und der getriebenen Welle zu erzielen. Die bekannten Kardangelenke beanspruchen indessen viel Raum, um sie in der Mitte der Lenkräder derart unterzubringen, daß die Schwenkachse in die Mittelebene des Rades zu liegen kommt.Cardan joints are known that are used in particular to drive the steering wheels of Serve motor vehicles and are provided with a device to equal angular velocities to achieve between the driving and the driven shaft. The known cardan joints, however, demand a lot Space to accommodate them in the center of the steering wheels in such a way that the pivot axis in the The center plane of the wheel comes to rest.

Zur Vermeidung dieses Nachteils behandelt die Erfindung ein Kardangelenk, bei welchem eine Welle Gabelenden besitzt, die Zapfen tragen, welche über ein Ausgleichglied mit einem senkrecht zu den Zapfen stehenden Arm verbunden sind, welch letzterer in einer Ausnehmung des Kopfes der anderen Welle geführt ist und der bei einem Verschwenken der Welle gegeneinander vermittels des Ausgleichgliedes aus seiner Mittellage um die Hälfte des Winkels abgelenkt wird, der der Verschwenkung der Welle entspricht. Das Ausgleichglied besteht dabei aus einer die Enden des Armes umfassenden Schale, deren mittlere Ausdrehung durch ein Glied ergänzt ist, das zwei symmetrisch zur Achse der Schalen angeordnete Zapfen trägt, von denen der eine in einem Ausschnitt der Gabel der einen Welle, der andere in einem Ausschnitt des Kopfes der anderen Welle spielt.To avoid this disadvantage, the invention deals with a universal joint in which a shaft has fork ends, which carry pins, which via a compensating member with are connected to an arm perpendicular to the pin, the latter in a recess the head of the other shaft is guided and when the shaft is pivoted against each other by means of the compensating member from its central position by half the angle is deflected, which corresponds to the pivoting of the shaft. The compensating link consists while from a shell encompassing the ends of the arm, its central recess is supplemented by a link which has two pins arranged symmetrically to the axis of the shells one of which is in a section of the fork of one shaft, the other in one Section of the head of the other wave plays.

Die Achsen sämtlicher Zapfen wie auch des Armes gehen dabei durch den Mittelpunkt des-Gelenkes. The axes of all pins as well as the arm go through the center of the joint.

Auf der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführung der Erfindung dargestellt.The drawing shows, for example, an embodiment of the invention.

Die Abb. 1 und 2 veranschaulichen schematisch ein einfaches Kardangelenk.Figs. 1 and 2 schematically illustrate a simple universal joint.

Die Abb. 3 und 4 sind zwei zueinander senkrechte Schnitte durch ein einfaches Kardangelenk mit seinem selbsttätigen Ausgleichglied.Figs. 3 and 4 are two mutually perpendicular sections through a simple universal joint with its automatic compensating link.

Die Abb. 5 und 6 sind Schnitte, welche die möglichen Verstellungswinkel eines doppelten Gelenkes mit gemeinsamer Achse und ein einfaches Gelenk von gleicher Größe mit Ausgleich vergleichsweise zeigen.Figs. 5 and 6 are sections showing the possible angle of adjustment of a double Joint with a common axis and a simple joint of the same size with compensation show comparatively.

Entsprechend den Abb. 1 und 2 ist die Welle g mit der Gabel e verbunden und die Welle h mit der Gabel/. Die Gabeln e, f stehen unter sich mittels des Armkreuzes k in Verbindung. Die Gabel f ist an der Verbindungsstelle mit dem Armkreuz k mit Kulissen j versehen, welche in der Verlängerung der Welle "h liegen und in welchen die Drehzapfen des Armkreuzes k verstellbar sind.According to Figs. 1 and 2, the shaft g is connected to the fork e and the shaft h with the fork /. The forks e, f are connected to one another by means of the cross k . The fork f is provided at the junction with the spider k with scenes j , which are in the extension of the shaft "h and in which the pivot pins of the spider k are adjustable.

Wenn man das Armkreuz k mittels des Hebels i um die Achse a, b dreht, so muß die Gabel f sowie die Welle h in bezug auf die Gabel e der Welle g entsprechend dem Winkel, · den die Wellen h, g unter sich bilden, vor- oder nacheilen. Es folgt hieraus gleichzeitig, daß bei einer bestimmten Verstellung des Armkreuzes k in den Kulissen der Gabel f. das Vor- oder Nacheilen der Gabel f gegenüber e. umgekehrt proportional wird zu dem durch die Achsen h und g gebildeten Winkel.If the spider k is rotated around the axis a, b by means of the lever i , the fork f and the shaft h with respect to the fork e of the shaft g must correspond to the angle that the shafts h, g form with each other, to lead or lag. It follows from this at the same time that with a certain adjustment of the spider k in the scenes of the fork f, the lead or lag of the fork f compared to e. becomes inversely proportional to the angle formed by axes h and g.

In Abb. 3 und 4 bilden die Welle 1 und ihre Enderweiterung 2 die erste Gabel eines einfachen Kardangelenkes, während der Kugelkopf 3 und die Welle 6 die zweite Gabel bilden. Die Schale des Armkreuzes 4, die Zapfen 8 und 9 und der Arm 5 bilden das Armkreuz eines einfachen Kardangelenkes.In Fig. 3 and 4, the shaft 1 and their End extension 2 the first fork of a simple universal joint, while the ball head 3 and the shaft 6 form the second fork. The shell of the cross 4, the pegs 8 and 9 and the arm 5 form the spider of a simple universal joint.

Gemäß der Erfindung ist, um eine Verschiebung eines Armkreuzes in seiner Gabel zu ermöglichen, der Kugelkopf 3 mit einem Ausschnitt 12 versehen, in welchem der Arm 5 des Armkreuzes sich verschieben kann. Um den Arm 5 in die Halbierungsebene der beiden Wellen 1, 6 zu verlegen, ist die Schale des Armkreuzes 4 ausgedreht und mit dem Glied 7 ergänzt, welches einen aktiven Zapfen 10 und einen passiven Zapfen 11 trägt. Diese Zapfen sind symmetrisch in bezug auf die Achse des Ausgleichgliedes 7 angeordnet. Die Achsen dieser beiden Zapfen bilden mit der Achse der Welle ι gleiche Winkel, deren Scheitel mit dem Zentrum des Kugelkopfes 3 zusammenfallen, damit bei der Bewegung des Ausgleichgliedes keine Klemmungen vorkommen. Der Kugelkopf 3 ist mit einem Ausschnitt 13' versehen, in welchem der aktive Zapfen 10 sich verschiebt und sich relativ verdreht. Die schalenförmige Erweiterung 2 hat einen Ausschnitt 14, in welchem der passive Zapfen 11 sich verschiebt und verdreht.According to the invention is to move a spider in his fork allow the ball head 3 to be provided with a cutout 12 in which the arm 5 of the The spider can move. Around arm 5 in the bisection plane of the two Laying waves 1, 6 is the shell of the spider 4 turned out and supplemented with the member 7, which has an active pin 10 and carries a passive pin 11. These pins are symmetrical with respect to the axis of the Compensating member 7 arranged. The axes of these two pins form with the axis of the Wave ι the same angle, the apex coincide with the center of the ball head 3, so that no jamming occurs when the compensating link is moved. The ball head 3 is with a cutout 13 ' provided, in which the active pin 10 shifts and rotates relatively. the cup-shaped extension 2 has a cutout 14 in which the passive pin 11 shifts and twists.

Bei einem Schwenken der Welle 6 um die Achse A, B, was einer Schiefstellung der Welle 6 gegenüber der Welle 1 gleichkommt, wird der Kugelkopf 3 das Ausgleichglied 7 verdrehen, indem der aktive Zapfen 10 im Ausschnitt 13 gleitet. Wäre der passive Zapfen 11 nicht da, so würde das Glied 7 seine Drehung nicht an die Schale des Armkreuzes 4 übertragen können; ist aber der passive Zapfen an Ort und Stelle, so wird eine Rotation des Gliedes 7 eine Verdrehung der Schale 4 und des damit verbundenen Armes 5 hervorrufen, und zwar um einen Winkel gleich der Hälfte des Winkels, den die beiden Wellen 1, 6 untereinander bilden, d. h. um denjenigen Winkel, der den Arm 5 in die Halbierungsebene der Wellen 1, 6 zurückwirft. Das Ausgleichglied 7 dreht sich genau um die Hälfte des Winkels der Wellen 1, 6, weil die aktiven und passiven Zapfen 10,11 bezüglich der Achse 7 symmetrisch liegen. Durch Abänderung der Lage dieser Zapfen in bezug auf die Achse des Ausgleichgliedes kann (so wie bei einem Hebel) jedes Verhältnis zwischen Ausgleich und Winkel der treibenden und getriebenen Wellen erzielt werden.When the shaft 6 is pivoted about the axes A, B, which is equivalent to a misalignment of the shaft 6 with respect to the shaft 1, the spherical head 3 will rotate the compensating member 7 in that the active pin 10 slides in the cutout 13. If the passive peg 11 were not there, the member 7 would not be able to transmit its rotation to the shell of the spider 4; but if the passive pin is in place, a rotation of the member 7 will cause a rotation of the shell 4 and the arm 5 connected to it, namely by an angle equal to half the angle formed by the two shafts 1, 6 with one another , ie by that angle which throws the arm 5 back into the bisection plane of the shafts 1, 6. The compensating member 7 rotates by exactly half the angle of the shafts 1, 6 because the active and passive pins 10, 11 are symmetrical with respect to the axis 7. By changing the position of these journals with respect to the axis of the compensating member, any relationship between the balancing and the angle of the driving and driven shafts can be achieved (as in the case of a lever).

Abb. 5 zeigt ein doppeltes Kardangelenk und Abb. 6 ein einfaches Gelenk von gleicher Größe mit Ausgleich; die Abbildungen lassen erkennen, daß die möglichen Verstellungswinkel des einfachen Kardangelenkes gemäß der Erfindung bedeutend größer sein können als beim doppelten Gelenk.Fig. 5 shows a double universal joint and Fig. 6 shows a simple joint of the same size with compensation; the figures show that the possible adjustment angles of the simple Universal joint according to the invention can be significantly larger than the double Joint.

Beim doppelten Gelenk ist der Verstellungswinkel dadurch begrenzt, daß die Gabeln um mehr als die Hälfte des möglichen Verstellungswinkeis außerhalb der Achse a, b verlängert werden müssen, damit die gemeinschaftliche Achse des Gelenkes in diesen Gabeln eingebaut werden kann.With the double joint, the adjustment angle is limited by the fact that the forks have to be lengthened by more than half the possible adjustment angle outside the axis a, b so that the common axis of the joint can be installed in these forks.

Im einfachen Gelenk wird dadurch Platz gewonnen, daß die Achse c, d senkrecht zur Welle ι bleibt und die Achse 5 mit der Schale 4 den Bewegungen des Kugelkopfes 3 folgt, und zwar die Hälfte seiner Drehung mitmacht.In the simple joint, space is gained in that the axis c, d remains perpendicular to the shaft ι and the axis 5 with the shell 4 follows the movements of the spherical head 3, and indeed participates in half of its rotation.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: i. Kardangelenk, insbesondere für die Antriebsvorrichtung der Lenkräder von Kraftfahrzeugen, mit einer Vorrichtung zur Erzielung gleicher Winkelgeschwindigkeiten zwischen der treibenden und der getriebenen Welle,. dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelenden (2) der einen Welle (1) Zapfen (8,9) tragen, die über ein Ausgleichglied (4, 7) mit einem senkrecht zu den Zapfen (8, 9) stehenden Arm (5) verbunden sind, der in einer Ausnehmung (12) des Kopfes (3) der anderen Welle (6) geführt ist, und der bei einem Verschwenken der Wellen gegeneinander vermittels des Ausgleichgliedes aus seiner Mittellage um die Hälfte des Winkels abgelenkt wird, der der Verschwenkung der Wellen entspricht.i. Universal joint, in particular for the drive device of the steering wheels of Motor vehicles, with a device for achieving the same angular speeds between the driving and the driven shaft. characterized in that the Fork ends (2) of one shaft (1) carry pins (8, 9) that have a compensating member (4, 7) are connected to an arm (5) which is perpendicular to the pin (8, 9) and which is guided in a recess (12) of the head (3) of the other shaft (6), and the upon pivoting of the shafts against each other by means of the compensating member its central position is deflected by half the angle that the pivoting of the Waves. 2. Kardangelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichglied aus einer die Enden des Armes (5) umfassenden Schale (4) besteht, deren mittlere Ausdrehung durch ein Glied (7) ergänzt ist, das zwei symmetrisch zur Achse der Schalen (4,7) angeordnete Zapfen trägt, von denen der eine (11) in einem Ausschnitt (14) der Gabel (2) der einen Welle (1), der andere (10) in einem Ausschnitt (13') des Kopfes (3) der anderen Welle (6) spielt.2. Cardan joint according to claim 1, characterized in that the compensating member consists of a shell (4) encompassing the ends of the arm (5), the middle of which The recess is supplemented by a link (7) that is two symmetrical to the axis of the shells (4,7) carries arranged pins, one of which (11) in a cutout (14) the fork (2) of one shaft (1), the other (10) in a cutout (13 ') of the head (3) the other wave (6) plays. 3. Kardangelenk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen sämtlicher Zapfen (8, 9, 10, 11) und des Armes (5) durch den Mittelpunkt des Gelenkes gehen.3. Cardan joint according to claims 1 and 2, characterized in that the Axes of all pins (8, 9, 10, 11) and the arm (5) through the center of the Joint go. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings