DE637176C - Joint for connecting two mutually inclined shafts, especially for the steering wheel drive - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein solches Gelenk zum Verbinden zweier gegeneinander geneigten Wellen, insbesondere für den Lenkradantrieb von Fahrzeugen, das aus drei durch Zwischenstücke verbundenen Zapfenpaaren besteht und bei dem zum Bilden eines zweiteiligen Führungsgelenkes eine kugelförmige Verlängerung der einen Welle in eine hohlzylinderförmige Verlängerung der anderen Welle eingreift. Bei den bisherigen Gelenken dieser Art, bei denen die beiden Teile des Führungsgelenkes als starre Verlängerungen der beiden Wellen ausgebildet sind, tritt bei einem Ausschlag einer Welle senkrecht zu der durch die Achsen beider Wellen· gelegten Ebene ein ungünstiges Spreizen und Zwängen an den Eingriffsflächen zwischen den beiden Teilen des Führungsgelenkes und damit eine starke Beanspruchung und Abnutzung beider Gelenkteile ein.The invention relates to such a joint for connecting two against each other inclined shafts, especially for the steering wheel drive of vehicles, consisting of three there is a pair of pins connected by intermediate pieces and in which to form a two-part guide joint a spherical extension of a shaft into a hollow cylindrical extension of the another shaft engages. In the previous joints of this type, in which the two Parts of the guide joint are designed as rigid extensions of the two shafts occurs when a wave deflects perpendicular to that through the axes of both Waves · laid plane an unfavorable spreading and forcing on the engagement surfaces between the two parts of the guide joint and thus a heavy load and wear on both joint parts.

Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, die mittler kugelförmigen Verlängerung der einen Welle in Eingriff stehende Verlängerung der anderen Welle statt hohlzylinderförmig senkrecht zu der erwähnten Ebene als ebenflächiges Gabelstück auszubilden, was aber den Nachteil hat, daß die Eingriffsfläche sehr klein ist und daher die spezifischen Drücke sehr hoch sind. Eine andere bekannte Anordnung, bei der die Führungskugel auf der zapfenförmig ausgebildeten Verlängerung ihrer Welle verschiebbar angeordnet ist und durch eine Feder in Berührung mit den Führungsflächen der Verlängerung der anderen Welle gehalten werden muß, hat wieder die Nachteile, daß beim Verschieben der Kugel eine erhebliche Reibung zwischen ihr und dem Zapfen und damit die Gefahr eines Einfressens infolge radialer Komponenten der beim Anschlagen der Wellen übertragenen Kräfte vorhanden und die Verwendung einer Feder an gefährdeter und unzugänglicher Stelle erforderlich ist.It has therefore already been proposed that the mean spherical extension of the one shaft engaging extension of the other shaft instead of a hollow cylindrical shape to form perpendicular to the mentioned plane as a flat fork piece, but this has the disadvantage that the engagement surface is very small and therefore the specific pressures are very high. Another well-known Arrangement in which the guide ball on the peg-shaped extension its shaft is slidably arranged and by a spring in contact with the Guide surfaces of the extension of the other shaft must be kept, has again the disadvantages that when moving the ball there is considerable friction between it and the pin and thus the risk of galling due to radial components the forces transmitted when the shafts strike and the use of a Spring is required in a vulnerable and inaccessible place.

Um diese Nachteile zu vermeiden, besteht das Neue der Erfindung darin, daß der eine Teil des Führungsgelenkes auf seiner Welle senkrecht zu der durch die Achse dieser Welle und die des mittleren Zapfenpaares gelegten Ebene frei schwenkbar ist. Diese neue Ausbildung ergibt den wesentlichen Vorteil,To avoid these disadvantages, the novelty of the invention is that the one Part of the guide joint on its shaft perpendicular to that through the axis of this shaft and the plane laid by the middle pin pair is freely pivotable. This new one Training gives the essential advantage

daß das Gelenk in der durch die Achse der mit dem schwenkbaren Führungsteil versehenen Welle und die Achse des mittleren Zapfenpaares gelegten Ebene die Rückstqlp kräfte aufnehmen, dagegen, beim Ausschlag!!^ einer Welle senkrecht zu dieser Ebene dej-' schwenkbar gelagerte Führungsteil frei ausschwenken kann, so daß eine ungünstige Beanspruchung und Abnutzung beider Teile des ίο Führungsgelenkes vermieden wird. Es kann daher auch der eine Führungsteil den anderen kugelförmig ausgebildeten Führungsteil zum Erzielen eines geringen spezifischen Flächendruckes mit einer hohlzylinderförmigen Verlängerung umfassen, ohne daß ein gefährliches Spreizen und Zwängen zwischen den Flächen des Hohlzylinders und der Kugel verursacht wird.that the joint in the through the axis of the provided with the pivotable guide part Shaft and the axis of the middle pin pair laid level the Rückstqlp absorb forces, on the other hand, at the rash !! ^ a wave perpendicular to this plane dej- ' pivotable guide part can pivot freely, so that an unfavorable stress and wear of both parts of the ίο guide joint is avoided. It can therefore also the one guide part to the other spherical guide part Achieving a low specific surface pressure with a hollow cylindrical extension include without a dangerous spreading and constraint between the surfaces of the hollow cylinder and the ball caused.

Ein Ausführungsbeispiel des Gelenkes gemaß der Erfindung ist in den Zeichnungen (Fig. ι bis 4) dargestellt.An embodiment of the joint according to the invention is shown in the drawings (Fig. Ι to 4) shown.

Abb. ι veranschaulicht das Gelenk mit gleichlaufenden Wellen,Fig. Ι illustrates the joint with co-rotating shafts,

Abb. 2 dasselbe Gelenk, gegenüber Abb. ι jedoch 90⁰ um die gemeinsame Wellenachse gedreht.Fig. 2 the same joint, compared to Fig. Ι but rotated 90 ⁰ about the common shaft axis.

In Abb. 3 und 4 sind die Gelenke entsprechend den Abb. 1 und 2, jedoch mit zueinander geneigten Wellen dargestellt, die den Winkel α einschließen.In Fig. 3 and 4, the joints are shown in accordance with Figs. 1 and 2, but with mutually inclined shafts that enclose the angle α .

Das Gelenk besteht aus drei Zapfenpaaren, die in für den Anschluß der Wellen α und b ausgebildeten Zwischenstücken gelagert sind. Das auf dem Mittelstück 7 angebrachte mittlere Zapfenpaar 1, 2 ist im zweiten Mittelstück 8 bei 9 und 10 drehbar gelagert, wodurch die Mittelstücke 7 und 8 schwenkbar miteinander verbunden sind. Die Mittelstücke 7 und 8 sind zum Zusammenbauen zweiteilig. Die beiden Wellen α und b sind mittels der äußeren daran angebrachten Zapfenpaare 3, 4 und 5, 6 in den Lagern 11, 12 und 13, 14 der Mittelstücke 7 und 8 schwenkbar gelagert. Die in die Achse der äußeren Zapfenpaare 3, 4, 5, 6 gelegte Ebene ist in jeder Lage des Gelenkes senkrecht zu der Achse des mittleren Zapfenpaares 1, 2. An den gegen die Mitte verlängerten Enden der Wellen α, b sind die Führungsteile angebracht, die im veranschaulichten. Beispiel aus einer Kugel 25 und der zugehörigen Führungshülse 26 bestehen. Die Verlängerung 27 der Welle α trägt schwenkbar auf dem Bolzen 28 mittels der Gabel 29 das Führungsstück 30, dessen Ende als Kugel 25 ausgebildet ist. Die halbkugelförmige Verlängerung 26 der Welle l· ist mit einem Hohlraum 35 ausgestattet, dessen vorderer Teil eine zylindrische Führung 36 bildet, deren Achse genau in derjenigen der Welle b liegt. In diese Führung 36 greift die Kugel 25 des Führungsstückes 30 der Welle a mit entsprechendem Spielraum gegen die Welle b ein. Um die tätigen Führungsflächen vor Verunreinigungen zuThe joint consists of three pairs of pins, which are mounted in intermediate pieces designed for connecting the shafts α and b. The middle pin pair 1, 2 attached to the middle piece 7 is rotatably mounted in the second middle piece 8 at 9 and 10, whereby the middle pieces 7 and 8 are pivotably connected to one another. The middle pieces 7 and 8 are in two parts for assembly. The two shafts α and b are pivotably mounted in the bearings 11, 12 and 13, 14 of the center pieces 7 and 8 by means of the outer pin pairs 3, 4 and 5, 6 attached to them. The plane laid in the axis of the outer pin pairs 3, 4, 5, 6 is perpendicular to the axis of the middle pin pair 1, 2 in every position of the joint. The guide parts are attached to the ends of the shafts α, b which are extended towards the center, those illustrated in. Example consist of a ball 25 and the associated guide sleeve 26. The extension 27 of the shaft α carries the guide piece 30, the end of which is designed as a ball 25, pivotably on the bolt 28 by means of the fork 29. The hemispherical extension 26 of the shaft 1 is provided with a cavity 35, the front part of which forms a cylindrical guide 36, the axis of which lies exactly in that of the shaft b. In this guide 36, the ball 25 of the guide piece 30 of the shaft a engages with a corresponding clearance against the shaft b . To protect the operating guide surfaces from contamination

netzen, ist die Führung- von einer ledernen ;|il|itzhülle 38 umgeben. Die Arbeitsweisenet is the lead of a leather one ; | il | itzhülle 38 surrounded. The way of working

Gelenkes ist folgende:
^; "'"' In der durch Abb. 1 und 2 veranschaulichten Wellenlage wird die Drehbewegung der Welle α gleichförmig auf die Welle b übertragen, wobei sich die einzelnen Gelenkteile in bezug aufeinander in Ruhe befinden. Durch die Neigung der Wellen α und b aus der Lage nach Abb. 1 in diejenige von Abb. 3, wodurch die Wellen einen Winkel α einschließen, drehen sich die beiden Mittelstücke 7 und 8 um das mittlere Zapfenpaar 1, 2. Hierbei gleiten die Führungsflächen, der Hülse 26 auf der Kugel 25 und drehen sich um die Kugel, da die Mittelpunkte von Kugel und Führungsfläche in der Achse des sich drehenden Zapfenpaares liegen. Die Bedingungen für gleichmäßige Bewegungsübertragung sind vollkommen erfüllt. Werden nun die Wellen a, b bei der Lage nach Abb. 2 um einen Winkel β nach Abb. 4 gegeneinander geneigt, so drehen sich die Wellen um die äußeren Zapfenpaare 3, 4 und 5, 6, wobei die Mittelstücke 7 und 8 in, Ruhe bleiben und der Mittelpunkt der Kugel einen Bogen von ο go nach O₁ beschreibt, da die Verlängerung 27 der Welle α und der Bolzen 28 das Führungsstück 30 mit der Kugel 25 mitnimmt. Die Führungshülse 26 bleibt durch die innere Zylinderfläche mit der Kugel 25 in Berührung und zwingt so die Welle b zum Ausschwenken. In dieser Stellung der Wellen α und b liegt jedoch der Mittelpunkt der Kugel 25 nicht mehr in der Symmetrieachse I, I, sondern ist von ihr um e entfernt, wodurch aber die Neigung der Welle b gegenüber der Symmetrieachse I, I nicht gleich mit jener der Welle α ist. Der entstandene Winkelunterschied γ ist jedoch so verschwindend klein, daß er auf die gleichmäßige Bewegungsübertragung keinen merklichen Einfluß hat.Joint is the following:
^; "'"' In the shaft position illustrated by Fig. 1 and 2, the rotational movement of the shaft α is transmitted uniformly to the shaft b , the individual joint parts being at rest with respect to one another. Due to the inclination of the waves α and b from the position according to Fig. 1 to that of Fig. 3, whereby the waves enclose an angle α, the two middle pieces 7 and 8 rotate around the middle pin pair 1, 2. Here, the guide surfaces slide , the sleeve 26 on the ball 25 and rotate around the ball, since the centers of the ball and guide surface lie in the axis of the rotating pin pair. The conditions for an even transmission of motion are completely fulfilled. If the shafts a, b are now inclined to each other in the position according to Fig. 2 by an angle β according to Fig. 4, the shafts rotate around the outer pin pairs 3, 4 and 5, 6, with the middle pieces 7 and 8 in, Remain calm and the center of the ball describes an arc from ο go to O ₁ , since the extension 27 of the shaft α and the bolt 28 take the guide piece 30 with the ball 25 with it. The guide sleeve 26 remains in contact with the ball 25 through the inner cylindrical surface and thus forces the shaft b to pivot out. In this position of the waves α and b , however, the center of the ball 25 is no longer in the axis of symmetry I, I, but is away from it by e , whereby the inclination of the shaft b with respect to the axis of symmetry I, I is not the same as that of the Wave α is. However, the resulting angle difference γ is so negligibly small that it has no noticeable influence on the uniform transmission of motion.

Das um den Bolzen 28 auf der Welle a schwenkbar angeordnete Führungsstück 30 mit der Kugel 25 ermöglicht die Neigung der Wellen gegeneinander, ohne ein Spreizen und no Einreiben der Führungsflächen 36 und 25 hervorzurufen, wenn der Kugelmittelpunkt außerhalb der Drehachse des Zapfenpaares i, 2 liegt. In der durch die Achse des Zapfenpaares 1, 2 und diejenige der Welle a gelegten Ebene kann eine Kraft übertragen werden, während die Führungskugel 25 senkrecht hierzu schwingen kann, wodurch die erwähnte Wirkung erzielt wird.The guide piece 30 with the ball 25, which is pivotably arranged around the bolt 28 on the shaft a, enables the shafts to be inclined relative to one another without causing the guide surfaces 36 and 25 to spread or rub in when the center of the ball is outside the axis of rotation of the pin pair i, 2. In the plane laid by the axis of the pin pair 1, 2 and that of the shaft a , a force can be transmitted, while the guide ball 25 can oscillate perpendicular thereto, whereby the mentioned effect is achieved.

Die beschriebene baulich einfache Führung ist betriebssicher und viel leichter herstellbar als Führungen bekannter Art.The structurally simple guide described is operationally reliable and much easier to manufacture known as guided tours.

Die beschriebene und in den Abb. ι bis 4 abgebildete Ausbildung der Führung ist nur als Beispiel zu betrachten, da seine Einzelheiten im Rahmen der Erfindung geändert werden können.The training of the guide described and shown in Figs. Ι to 4 is only to be considered as an example, since its details changed within the scope of the invention can be.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: i. Gelenk zum Verbinden zweier gegeneinander geneigten Wellen, insbesondere für den Lenkradantrieb von Fahrzeugen, das aus drei durch Zwischenstücke verbundenen Zapfenpaaren besteht und bei dem zum Bilden eines zweiteiligen Führungsgelenkes eine kugelförmige Verlängerung der einen Welle in eine hohlzylinderförmige Verlängerung der anderen Welle eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil des Führungsgelenkes auf seiner Welle senkrecht zu der durch die Achse dieser Welle und die des mittleren Zapfenpaares (1, 2) gelegten Ebene frei schwenkbar ist.i. Joint for connecting two mutually inclined shafts, in particular for the steering wheel drive of vehicles, which consists of three connected by intermediate pieces There is pin pairs and in which a spherical extension to form a two-part guide joint one shaft engages in a hollow cylindrical extension of the other shaft, characterized in that that the one part of the guide joint on its shaft perpendicular to that through the axis of this shaft and the of the middle pin pair (1, 2) laid plane is freely pivotable. 2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Führungsteil (25 oder 26) auf dem Ende seiner Welle durch Bolzen (28) und eine das Wellenende (27) umschließende Gabel (29) gelagert ist.2. Joint according to claim 1, characterized in that the pivotable Guide part (25 or 26) on the end of its shaft by bolts (28) and a the shaft end (27) enclosing fork (29) is mounted. Hierzu ι Blatt ZeichnungenFor this purpose ι sheet of drawings