DE844235C - Universal joint with a driving and a driven joint part - Google Patents

Description

Universalgelenk mit einem treibenden und einem'getriebenen Gelenkteil Die Erfindung betrifft ein Universalgelenk mit einem treibenden und einem getriebenen Gelenkteil, die Klauen mit Wälzflächen aufweisen, zwischen denen sich Wälzkörper zur Bewegungsühertragung befinden.Universal joint with a driving and a 'driven joint part The invention relates to a universal joint with a driving and a driven one Joint part that have claws with rolling surfaces, between which rolling bodies for the transmission of movement.

Die Erfindung bat u. a. zur Aufgabe, ein derartiges Gelenk so auszubilden, daß auf das Gelenk wirkende Zug- und Druckkräfte in günstiger Weise aufgenommen werden. Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Gelenkteile eine äußere konvexe und eine innere konvexe oder konkave Kugelfläche mit einem gemeinsamen auf der Gelenkachse liegenden Mittelpunkt aufweist, der nicht mit dem entsprechenden Mittelpunkt des anderen Gelenkteils zusammenfällt, und daß die Wälzkörper sowohl in einem zwischen den Gelenkteilen angeordneten Stützkörper als auch in dem die Gelenkteile verstellbar in sich aufnehmenden Gehäuselager gelagert sind, so daß bei Verstellung der Gelenkteile das Gehäuselager und der mit ihm über die Wälzkörper verbundene Stützkörper sich unter Gleiten gegen die entsprechenden Kugelflächen und unter Einwirkung der Wälzflächen der Klauen auf die Wälzkörper selbsttätig so einstellen, daß ihre gemeinsame Mittelebene die Halbierungsebene des von den Achsen der Gelenkteile gebildeten Winkels darstellt.The invention asked, inter alia. to the task of developing such a joint in such a way that that acting on the joint tensile and compressive forces absorbed in a favorable manner will. The invention is essentially characterized in that each of the Joint parts have an outer convex and an inner convex or concave spherical surface with a common center located on the hinge axis, which does not coincides with the corresponding center of the other joint part, and that the rolling bodies both in a support body arranged between the joint parts as well as in which the joint parts are adjustably mounted in housing bearings that receive themselves are, so that when adjusting the joint parts, the housing bearing and with it over the rolling elements connected support body slide against the corresponding one Spherical surfaces and under the action of the rolling surfaces of the claws on the rolling elements set automatically so that that their common median plane is the bisector plane represents the angle formed by the axes of the joint parts.

Die Zeichnungen veranschaulichen drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes: Es zeigen Fig. i- und 2 die erste, Fig. 3 und 4 die zweite und Fig. 5 und 6 die dritte Ausführungsform.The drawings illustrate three exemplary embodiments of the subject matter of the invention: FIGS. 1 and 2 show the first, FIGS. 3 and 4 the second and FIGS. 5 and 6 the third embodiment.

Fig. 1, 3 'und 5 zeigen Längsschnitte und Fig. 2, 4 und 6 Querschnitte. Teile mit derselben Wirkungsweise sind in den verschiedenen Ausführungsformen mit 1, ja, 1b usw. bezeichnet.Figs. 1, 3 'and 5 show longitudinal sections and Figs. 2, 4 and 6 show cross sections. Parts with the same mode of operation are denoted by 1, yes, 1b etc. in the various embodiments.

In den Fig. i und 2 bezeichnet i den treibenden und 2 den getriebenen Gelenkteil, jeder, mit vier Klauen 3. Jede Klaue hat Wälzflächen4, zwischen denen rollenförmige Wälzkörper 5 angeordnet sind.In Figs. I and 2, i denotes the driving and 2 the driven Joint part, each, with four claws 3. Each claw has rolling surfaces4 between which roller-shaped rolling elements 5 are arranged.

Der Gelenkteil i hat eine äußere konvexe Oberfläche 6 und eine innere konvexe Oberfläche 7 mit gemeinsamen Mittelpunkt 8 auf der Achse des Gelenkteils i. In der gleichen Weise hat der Gelenkteil 2 eine äußere konvexe Oberfläche 9 und eine innere konvexe Oberfläche io mit gemeinsamen Mittelpunkt i t auf der Achse des Gelenkteils z. Die beiden Mittelpunkte 8 und i i sind voneinander getrennt. Bei der Ausführungsform nach Fig. i befindet sich jeder Punkt 8 bzw. i i auf derselben Seite der Quermittelebene (II-II in Fig..i) wie die zugehörigen sphärischen Flächen 6, 7 bzw. 9, i o. Die beiden inneren konvexen Oberflächen 7, io sind bei dieser Ausführungsform als Halbkugelschalen 12, 13 ausgebildet, die in Ausnehmungen 14, 15 der Gelenkteile 1, 2 eingepreßt sind. -Die Gelenkteile sind von einem Gehäuselager umgeben, das aus einem zylindrischen Teil 17 und zwei Stirnwänden 18, i9 besteht, welche mittels Flanschmuttern 20, 21 mit dem zylindrischen Teil 17 fest verschraubt sind. Der zylindrische Teil 17 hat auf der Innenseite zylindrische Oberflächen 22, 23, mit denen er gegen konvexe Oberflächen 24, 2 5 anliegt, die auf den Gelenkteilen vorgesehen sind und deren Mittelpunkt mit den Mittelpunkten 8, 11 zusammenfällt. Die Stirnwände 18, i9 sind mit konkaven Bohrungen 26, .2:7 versehen, mit denen sie gegen die konvexen Oberflächen 6, 9 der Gelenkteile anliegen. Die rollenförmigen Wälzkörper lagern mit einem Ende in einer Nut 28 im zylindrischen Teil 17.The joint part i has an outer convex surface 6 and an inner convex surface 7 with a common center point 8 on the axis of the joint part i. In the same way, the joint part 2 has an outer convex surface 9 and an inner convex surface io with a common center it on the axis of the joint part z. The two center points 8 and ii are separated from one another. In the embodiment according to FIG. I, each point 8 or ii is on the same side of the transverse center plane (II-II in Fig..i) as the associated spherical surfaces 6, 7 or 9, i o. The two inner convex surfaces 7, io are designed as hemispherical shells 12, 13 in this embodiment, which are pressed into recesses 14, 15 of the joint parts 1, 2. The joint parts are surrounded by a housing bearing, which consists of a cylindrical part 17 and two end walls 18, 19, which are firmly screwed to the cylindrical part 17 by means of flange nuts 20, 21. The cylindrical part 17 has on the inside cylindrical surfaces 22, 23 with which it rests against convex surfaces 24, 25, which are provided on the joint parts and the center of which coincides with the centers 8, 11. The end walls 18, 19 are provided with concave bores 26, .2: 7, with which they rest against the convex surfaces 6, 9 of the joint parts. The roller-shaped rolling elements are supported with one end in a groove 28 in the cylindrical part 17.

Das Gehäuselager 16 hält die Gelenkteile gegen Zug in axialer Richtung zusammen.The housing bearing 16 holds the joint parts against tension in the axial direction together.

Zwischen den Gelenkteilen ist ein Stützkörper 29 angebracht. Dieser hat im wesentlichen die Form einer doppelkonkaven Linse mit den sphärischen Oberflächen 30, 31, mit denen der Stützkörper gegen die konvexen Oberflächen 7, i o der Gelenkteile anliegt. Die anderen Enden der Wälzkörper 5 lagern in einer Nut 32 im inneren Einsatzteil.A support body 29 is attached between the joint parts. This essentially has the shape of a double concave lens with the spherical surfaces 30, 31, with which the support body against the convex surfaces 7, i o of the joint parts is applied. The other ends of the rolling elements 5 are supported in a groove 32 in the inner insert part.

Der Stützkörper 29 nimmt die auf das Gelenk in axialer Richtung wirkenden Druckkräfte auf, Die Wälzkörper 5 lagern sowohl in dem Gehäuselager 16 als auch in dem inneren Stützkörper 29. Diese beiden Teile und die Wälzkörper 5 bilden eine Einheit, die bei Drehung in der Ebene der Zeichnung (Fig. i) sich wie ein starrer Körper verhält. Liegen dabei die Mittelpunkte 8, 1 1 symmetrisch zu der Quermittelebene des Gelenks (11-11 in Fig. i), dann wird diese Einheit beim Schwenken der Gelenkwellen in der .Weise gesteuert, daß die gemeinsame Mittelebene der Wälzkörper sich immer in der Halbierungsebene des Winkels der Gelenkteile einstellt. Beim Schwenken der Gelenkteile stellen sich das Lagergehäuse 16 und der Stützkörper 29 derart ein; daß die Mittelpunkte derselben nicht mehr mit dem Schnittpunkt der Gülenkachse zusammenfallen. Da sich die beiden Lagerteile 16 und 29 um sphärische Flächen mit gemeinsamen Mittelpunkten 8 und i i bewegen, führen sie dieselben Bewegungen aus, so daß beim Schwenken der Gelenkwellen die genannte radiale Verschiebung für die beiden Lagerteile 16 und 29 gleich groß und gleichgerichtet ist. Die Wälzkörper 5 machen diese radiale Verschiebungsbewegung mit, wobei sie gleichzeitig auf den Wälzflächen abrollen und sich diesen entlang in radialer Richtung verschieben.The support body 29 absorbs the compressive forces acting on the joint in the axial direction. The roller bodies 5 are supported both in the housing bearing 16 and in the inner support body 29. These two parts and the roller bodies 5 form a unit which, when rotated in the plane of the Drawing (Fig. I) behaves like a rigid body. If the center points 8, 11 are symmetrical to the transverse center plane of the joint (11-11 in Fig. I), then this unit is controlled when pivoting the cardan shafts in the .Weise that the common center plane of the rolling elements is always in the bisection plane of the Adjusts the angle of the joint parts. When pivoting the joint parts, the bearing housing 16 and the support body 29 adjust in such a way; that the centers of the same no longer coincide with the point of intersection of the Gülenk axis. Since the two bearing parts 16 and 29 move around spherical surfaces with common centers 8 and ii, they perform the same movements, so that when the cardan shafts pivot, said radial displacement for the two bearing parts 16 and 29 is equal and in the same direction. The rolling elements 5 take part in this radial displacement movement, while at the same time they roll on the rolling surfaces and move along them in the radial direction.

Bei der in den Fig.3 und 4 gezeigten Ausführungsform hat der Stützkörperteil 2911 im wesentlichen die Form einer doppelkonvexen Linse, und die inneren sphärischen Oberflächen 7a, ioa auf den Gelenkteilen ja und 2, sind konkav. Für jeden Gelenkteil ja oder 2" liegt der Mittelpunkt 8a bzw. i ja auf der entgegengesetzten Seite der Quermittelebene (IV-IV in Fig.3) wie die zugehörigen sphärischen Flächen 6" 7- bzw. 9,1, 1 oa.In the embodiment shown in Figures 3 and 4, the support body part 2911 has essentially the shape of a double convex lens, and the inner spherical surfaces 7a, ioa on the joint parts ja and 2 are concave. For each joint part ja or 2 ″, the center 8a or i ja is on the opposite side of the transverse central plane (IV-IV in FIG. 3) as the associated spherical surfaces 6 ″, 7- or 9,1, 1 and the like.

Das Gehäuselager i 6a ist etwas anders ausgeführt als das in den Fig. i und 2 gezeigte, wirkt aber prinzipiell in derselben Weise.The housing bearing i 6a is designed somewhat differently than that in FIGS. i and 2 shown, but works in principle in the same way.

Die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Ausführungsform ähnelt im wesentlichen der in den Fig. 3 und 4 gezeigten. Es sind aber Vorrichtungen vorgesehen, um eine Verschiebung der Wälzkörper den Wälzflächen entlang in radialer Richtung zu verhindern. In dem Gehäuselager i 6b ist ein Ring 33 angebracht, der in radialer Richtung verschiebhar ist und in dem die Wälzkörper 5b in einer Nut 34 lagern. In der Nut 32b des Stützkörpers 29b ist ein anderer, auch in radialer Richtung verschiebbarer Ring 35 angebracht, gegen welchen sich die Wälzkörper mit ihren inneren Enden abstützen. Beim Schwenken der Gelenkwellen verschieben sich die Teile 16b und gib in radialer Richtung gegenüber den Ringen 33, 35, so daß die Wälzkörper zwischen den Wälzflächen rollen, ohne sich in radialer Richtung zu verschieben. Um die Einführung des Ringes 35 zu ermöglichen, ist in diesem Fall auch der Stützkörper 29b in zwei Teilen ausgeführt.The embodiment shown in FIGS. 5 and 6 is essentially similar that shown in Figs. But there are devices provided to a To prevent displacement of the rolling elements along the rolling surfaces in the radial direction. In the housing bearing i 6b, a ring 33 is attached, which can be displaced in the radial direction and in which the rolling elements 5b are supported in a groove 34. In the groove 32b of the support body 29b, another ring 35, which can also be displaced in the radial direction, is attached, against which the rolling elements are supported with their inner ends. When panning of the propeller shafts move the parts 16b and give in the radial direction opposite the rings 33, 35 so that the rolling elements roll between the rolling surfaces without moving to move in the radial direction. To enable the introduction of the ring 35, In this case, the support body 29b is also designed in two parts.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es ist z. B. nicht notwendig, daß die sphärischen Oberflächen an dem Gelenkteil i dieselben Radien wie die Oberflächen an dem Gelenkteil e haben; wesentlich ist aber, daß die Mittelpunkte 8, 11 der sphärischen Oberflächen zu der Quermittelebene symmetrisch liegen. Es ist jedoch zweckmäßig, daß die Radien der beiden Gelenkteile gleich sind; die Lagerungsteile sind dann symmetrisch in bezug auf die sphärischen Oberflächen und können bei dem Zusammenbau des Gelenks beliebig eingesetzt werden. Anstatt der sphärischen Oberflächen, z. B. 26, 27 in den Fig. 1 und 2, können z. B. auch konische Oberflächen oder andere Flächen mit Linienberührung allein in Frage kommen.The invention is not limited to the illustrated and described embodiments limited. It is Z. B. not necessary that the spherical surfaces on the Joint part i have the same radii as the surfaces on joint part e; essential but is that the centers 8, 11 of the spherical surfaces to the transverse center plane lie symmetrically. However, it is useful that the radii of the two joint parts are equal; the bearing parts are then symmetrical with respect to the spherical ones Surfaces and can at the assembly of the joint as desired can be used. Instead of spherical surfaces, e.g. B. 26, 27 in Figs. 1 and 2, e.g. B. also conical surfaces or other surfaces with line contact alone come into question.

Claims (1)

PATFNTANSPRÜCHE: 1. Universalgelenk mit einem treibenden und einem getriebenen Gelenkteil, die , Klauen mit Wälzflächen aufweisen, zwischen denen sich Wälzkörper zur Bewegungsübertragung befinden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Gelenkteile (1, 2) eine äufiere konvexe (6, 7) und eine innere konvexe (7, 1o) oder konkave (7a, 7n, i o#" i ob) Kugelfläche mit einem gemeinsamen auf der Gelenkachse liegenden Mittelpunkt (8 bzw. 1 1 ) aufweist, der nicht mit dem entsprechenden Mittelpunkt des anderen Gelenkteils zusammenfällt, und daß die Wälzkörper (5) sowohl in einem zwischen den Gelenkteilen ( 1, 2) angeordneten Stützkürper (29) als auch in dem die Gelenkteile ( 1, 2) verstellbar -in sich aufnehmenden Gehäuselager ( 16) gelagert sind, so daß hei Verstellung der Gelenkteile (1, 2) das Gehäuselager (16) und der mit ihm über die Wälzkörper (5) verbundene Stützkörper (29) sich unter (leiten gegen die entsprechenden Kugelflächen und unter Einwirkung der Wälzflächen (4) der Klauen (3) auf die Wälzkörper (5) selbsttätig so einstellen, daß ihre gemeinsame Mittelebene die Halbierungsebene des von den Achsen der Gclenkteife ( 1, 2) gebildeten Winkels darstellt. 2. 1.'niversalgclenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal5 der Stützkörper (29) im wesentlichen die Form einer doppelkonkaven Linse (30, 31) hat. 3. Universalgelenk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (29a, 29a) im wesentlichen die Form einer doppelkonvexen Linse (7 a, 1oa) .hat. 4. Universalgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittelpunkte (8, 8a, Sb, 11, 1 J a, 1 i b) beiderseits symmetrisch zu der Quermittelebene des Gelenks angeordnet sind. 5. Universalgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren konvexen Oberflächen (6, 6a, 6b, 9, 9b) der Gelenkteile gleichen Radius haben und daß die inneren sphärischen Oberflächen (7, 7a, 7b, 10, 1 oa, lob) der Gelenkteile (1, 2) ebenfalls gleichen Radius aufweisen. 6. Universalgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rollenförmig ausgebildeten Wälzkörper (5) unmittelbar in Nuten (28, 28a, 32, 32a) in dem Gehäuse und im Stützkörper gelagert sind. 7. tlniversalgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die rollenförmigen Wälzkörper (5) mit ihren Enden gegen Teile abstützen, die in dem Gehäuse (16) und dem Stützkörper (29) in radialer Richtung beweglich sind. B. Universalgelenk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (5) mit ihren äußeren Enden in einer Ndt (34) in einem im Gehäuse (16b) beweglichen Ring (33) gelagert sind, und daß sie mit ihren inneren Enden in einer Nut gelagert sind, die von dem Stützkörper (29b) und einem in diesem beweglichen Ring (35) gebildet ist.Patent claims: 1. Universal joint with a driving and a driven joint part, which have claws with rolling surfaces, between which there are rolling elements for the transmission of motion, characterized in that each of the joint parts (1, 2) a smooth convex (6, 7) and a inner convex (7, 1o) or concave (7a, 7n, io # "i ob) spherical surface with a common center point (8 or 1 1) lying on the joint axis, which does not coincide with the corresponding center point of the other joint part, and that the rolling elements (5) both in a support body (29) arranged between the joint parts (1, 2) and in which the joint parts (1, 2) are adjustable -in receiving housing bearings (16), so that the adjustment of the Joint parts (1, 2) the housing bearing (16) and the supporting body (29) connected to it via the rolling elements (5) are located under (guide against the corresponding spherical surfaces and under the action of the rolling surfaces (4) of the claws (3) on d The rolling elements (5) automatically adjust so that their common center plane represents the bisection plane of the angle formed by the axes of the joint bars (1, 2). 2. 1.'niversalgclenk according to claim 1, characterized in that the support body (29) essentially has the shape of a double-concave lens (30, 31). 3. Universal joint according to claim i, characterized in that the supporting body (29a, 29a) is essentially in the form of a double-convex lens (7a, 1oa) .hat. 4. Universal joint according to one of claims 1 to 3, characterized in that said center points (8, 8a, Sb, 11, 1 J a, 1 ib) are arranged on both sides symmetrically to the transverse center plane of the joint. 5. Universal joint according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outer convex surfaces (6, 6a, 6b, 9, 9b) of the joint parts have the same radius and that the inner spherical surfaces (7, 7a, 7b, 10, 1 oa, lob) of the joint parts (1, 2) also have the same radius. 6. Universal joint according to one of claims 1 to 5, characterized in that the roller-shaped rolling bodies (5) are mounted directly in grooves (28, 28a, 32, 32a) in the housing and in the support body. 7. universal joint according to one of claims 1 to 5, characterized in that the roller-shaped rolling bodies (5) are supported with their ends against parts which are movable in the radial direction in the housing (16) and the support body (29). B. Universal joint according to claim 7, characterized in that the rolling elements (5) are mounted with their outer ends in a Ndt (34) in a ring (33) movable in the housing (16b), and that they are mounted with their inner ends in a Groove are mounted, which is formed by the support body (29b) and a ring (35) movable in this.