NL8903192A - LENGTH CONNECTIVE CONNECTION SHAFT OF A universal joint shaft. - Google Patents

Description

In lengte veranderlijke verbindingsas van een kruiskoppe-lingsas.Length-adjustable connecting shaft of a universal joint shaft.

BeschrijvingDescription

De uitvinding heeft betrekking op een in lengte veranderlijke, draaimomentoverbrengende as, in het bijzonder kruiskoppelingsas, met een hol, inwendig axiaal vertand buitendeel, een daarin axiaal verschuifbaar, een bij de binnenvertanding van het buitendeel passende buitenvertan-ding bezittend binnendeel en met een in het buitendeel,op axiale afstand ten opzichte van het vertande gebied ervan, aangebrachte huls, waarin het binnendeel bij zijn verschuiving, voor de opvang van knikkrachten, glijdend geleid is.The invention relates to a longitudinally variable torque-transmitting shaft, in particular a universal joint shaft, with a hollow, internally axially toothed outer part, an axially displaceable therein, an inner toothing fitting to the inner toothing of the outer part and with an inner toothing part outer part, arranged at an axial distance from the toothed region thereof, in which the inner part is slidably guided during its displacement, for absorbing kinking forces.

Ter verbetering van de geleiding is volgens DE-PS 92 64 21 een geleidingsbus aangebracht, waarin een cilindrisch segment van het binnendeel is geleid.In accordance with DE-PS 92 64 21, a guide bush is provided for improving the guidance, in which a cylindrical segment of the inner part is guided.

Bij kruiskoppelingsassen is de , buiten- en binnenvertanding overeenkomstig de eisen met betrekking tot draaimomentoverbrenging en voor het bereiken van een minimumkwaliteit met betrekking tot de knikspeling uitgevoerd.For universal joint shafts, the external and internal gears are designed in accordance with the requirements regarding torque transmission and to achieve a minimum quality with regard to the buckling clearance.

De axiale lengte van de binnenvertanding is uitgevoerd overeenkomstig het kriterium draaimomentoverbrenging en knikspeling. Van de draaimomentoverbrenging uit is een geringere lengte vereist dan met'betrekking· tot'de knikspeling. Hiertoe zou een buitendeel met een zo lang mogelijke binnenvertanding te gebruiken zijn. Een dergelijk buitendeel is echter duur in de vervaardiging en de bereikbare geleidings-lengte is werktuigafhankelijk begrensd.The axial length of the internal gear is made in accordance with the criterion of torque transmission and buckling play. A shorter length is required from the torque transmission than with regard to the buckling clearance. For this purpose an outer part with the longest possible internal teeth could be used. However, such an outer part is expensive to manufacture and the attainable guide length is limited depending on the tool.

Hoe langer het vereiste vertande profiel is, des te groter zijn de moeilijkheden van een nauwkeurige vervaardiging. Bovendien blijkt,dat door de draaimomentoverbrenging de hoofdlast in elk geval alleen door de einden van de vertande segmenten wordt opgenomen. Aldus treedt aan de einden van de vertanding een concentratie van de vlaktedruk op. De gekozen bedekkingslengte van binnendeel en buitendeel vormt aldus een kompromis met betrekking tot de eis wat betreft draaimomentoverbrenging en knikspeling. In het bijzonder bij zware en lange scharnierassen moeten de eisen voor de verbetering van de positie van de scharnieras met betrekking tot knikspeling beslist in acht worden genomen.The longer the required toothed profile, the greater the difficulties of accurate manufacture. Moreover, it appears that the main load is in any case only absorbed by the ends of the toothed segments due to the torque transmission. Thus, a concentration of the surface pressure occurs at the ends of the teeth. The selected cover length of inner part and outer part thus forms a compromise with regard to the requirement in terms of torque transmission and buckling play. Particularly for heavy and long pivot shafts, the requirements for improving the position of the pivot shaft with regard to kink play must be observed.

Hiervan uitgaand heeft de uitvinding'tot.doel, een in lengte veranderlijke verbindingsas te verschaffen, die een verbeterde knikspelingsverhouding en daarmee een rustiger loop bij draaiing bezit.Starting from this, the object of the invention is to provide a longitudinally variable connecting shaft which has an improved buckling clearance ratio and thus a smoother running on rotation.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat de glijgeleiding tussen de buitenvertanding van het binnendeel en een overeenkomstige binnenvertanding van de huls is gevormd en dat de huls zodanig in het buitendeel is geplaatst, dat deze zich onder draaimoment in omtreksrichting meegevend instelt.This object is achieved according to the invention in that the sliding guide is formed between the outer toothing of the inner part and a corresponding inner toothing of the sleeve and in that the sleeve is placed in the outer part so that it adjusts circumferentially under torque.

Door deze uitvoering wordt bereikt, dat het ene segment kan worden uitgevoerd voor de draaimomentoverbreng-ing en de andere op een grotere afstand ten opzichte hiervan kan worden aangebracht. De in het buitendeel geplaatste huls dient voor de vergroting van de opvangbasis en leidt tot een verbetering van de knikspelingsverhouding. Hij neemt zelf praktisch niet aan de draaimomentoverbrenging deel. Verder wordt voorgesteld, dat de huls krachtover- . brengend met het buitendeél is verbonden. Hierdoor wórdt ook in omtrekszin een instelling van de huls bereikt, zodat een klemmen zelfs over de lange opvangbasis wordt voorkomen.This embodiment achieves that one segment can be designed for torque transmission and the other can be arranged at a greater distance from it. The sleeve placed in the outer part serves to increase the collection base and improves the buckling clearance ratio. He practically does not participate in the torque transmission. It is further proposed that the sleeve transmit force. is connected to the outdoor unit. This also achieves circumferential adjustment of the sleeve, so that clamping is prevented even over the long receiving base.

Het is ook denkbaar, dat op het andere inwendig vertande segment eveneens een gescheiden huls is aangebracht, die wringvast, in het bijzonder vormsluitend is verbonden met het buitendeel.It is also conceivable that on the other internally toothed segment a separate sleeve is also provided, which is connected tightly, in particular positively, to the outer part.

Bij voorkeur is voor het bereiken van de kracht-overbrengende verbinding beoogd, om de huls door krimpen, lijmen of spannen te verbinden met het buitendeel. Door een dergelijke maatregel wordt gewaarborgd, dat onder draai-momentbelasting een aanpassing in draairichting kan optreden.In order to achieve the force-transmitting connection it is preferably intended to connect the sleeve to the outer part by shrinking, gluing or tensioning. Such a measure ensures that an adjustment in the direction of rotation can occur under torque load.

Voor het bereiken van de meegevende verbinding is beoogd, dat de huls door één of meer radiaal of axiaal aangebrachte stiften met het buitendeel is verbonden. De stiften zijn overeenkomstig week, een instelling toestaand, te ontwerpen.To achieve the compliant connection, it is contemplated that the sleeve is connected to the outer part by one or more radially or axially arranged pins. The posts can be designed according to week, allowing an institution.

Verder wordt voorgesteld, dat de instelbare huls uit een materiaal met gunstige glijlagereigenschappen bestaat.It is further proposed that the adjustable sleeve consists of a material with favorable sliding bearing properties.

Voorkeursuitvoeringen van de uitvinding zijn in de tekening schematisch afgeheeld.Preferred embodiments of the invention are schematically shown in the drawing.

Hierin toont:Herein shows:

Fig. 1 een kruiskoppelingsas met de verbindingsas volgens»de uitvinding, gedeeltelijk doorgesneden,Fig. 1 a universal joint shaft with the connecting shaft according to the invention, partially cut,

Fig. 2 een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een segment van de verbindingsas op vergrote schaal,Fig. 2 is an enlarged first example of a segment of the connecting shaft,

Fig. 3 een doorsnede A-A volgens Fig. 2,Fig. 3 a section A-A according to FIG. 2,

Fig. 4 een alternatieve uitvoeringsvorm voor het bereiken van de vormsluiting met een radiale spanstift,Fig. 4 an alternative embodiment for achieving the positive closure with a radial tension pin,

Fig. 5 een bevestiging via een radiaal aangebrachte schroefdraadstift,Fig. 5 an attachment via a radially arranged threaded pin,

Fig. 6 de bevestiging via een kegelvormige uitvoering van de huls,Fig. 6 the attachment via a conical design of the sleeve,

Fig. 7 een borging door een axiaal aangebrachte stift enFig. 7 secured by an axially arranged pin and

Fig. 8 een uitvoeringsvorm met twee hulzen, die telkens door axiaal aangebrachte stiften ten opzichte van het buitendeel zijn geborgd.Fig. 8 an embodiment with two sleeves, each of which is secured by axially arranged pins with respect to the outer part.

De in Fig. 1 afgeheelde kruiskoppelingsas 1 bestaat uit de beide kruiskoppelingen 2 en 3 en de deze verbindende verbindingsas 7. Elk van beide kruiskoppelingen 2 en 3 omvat telkens met een segment van de verbindingsas 7 verbonden cardanbuisvorken 4 en twee cardanbuisvorken 5, die voorzien zijn van een flens. De beide cardanbuisvorken 4, 5 zijn via kruizen 6 draaiend beweegbaar met elkaar verbonden.The one shown in FIG. 1 universal joint shaft 1, which consists of the two universal joints 2 and 3 and the connecting shaft 7 connecting them. Each of the two universal joints 2 and 3 each comprises cardan tube forks 4 connected to a segment of the connecting shaft 7 and two cardan tube forks 5 which are provided with a flange. The two cardan tube forks 4, 5 are rotatably connected to each other via crosses 6.

De verbindingsas 7 omvat een buitendeel 9 en een binnendeel 8. Het binnendeel 8 is verschuifbaar maar wring-vast in het buitendeel 9 opgenomen. Hiertoe is het buitendeel 9 in zijn boring 15 en het binnendeel 8 op zijn buitenoppervlak 16 van vertandingen voorzien, zoals zij in combinatie met de tekeningsfiguren 2 tot 8 zijn beschreven.The connecting shaft 7 comprises an outer part 9 and an inner part 8. The inner part 8 is slidably but tightly received in the outer part 9. For this purpose, the outer part 9 in its bore 15 and the inner part 8 on its outer surface 16 are serrated, as they are described in combination with the drawing figures 2 to 8.

Scharnierassen 1 van het in Fig. 1 afgeheelde type bezitten vaak een grote lengte en moeten bovendien een grote schuifweg toelaten. Samen leidt dit tot een groot gewicht en de eis om bij de grote vrije lengte tussen de beide scharnieren 2, 3 voor een voldoende geleiding tegen knikking te zorgen. De bereikbare kwaliteit van de knikspe-ling is maatgevend voor de rustige loop van de kruiskoppe-lingsas 1.Hinge axes 1 of the device shown in FIG. 1 sectioned type often have a great length and moreover must allow a large sliding path. Together this leads to a great weight and the requirement to ensure sufficient guidance against buckling in the large free length between the two hinges 2, 3. The attainable quality of the buckling play is decisive for the smooth running of the universal joint shaft 1.

In de Pig. 2 en 3 is een eerste uitvoeringsvorm te zien, waarbij het buitendeel 9 vna de verbindingsas 7 een inwendig vertand segment 10 in zijn boring 15 bezit. De tanden van het inwendig vertande segment 10 verlopen parallel ten opzichte van de as Y-Y van de verbindingsas 7 en zijn op de omtrek verdeeld, zoals in het bijzonder in Fig.In the Pig. 2 and 3, a first embodiment can be seen in which the outer part 9 of the connecting shaft 7 has an internally toothed segment 10 in its bore 15. The teeth of the internally toothed segment 10 extend parallel to the axis Y-Y of the connecting shaft 7 and are circumferentially distributed, as in particular in FIG.

3 te zien is. De vertandingen kunnen bijvoorbeeld als evol-vente vertanding of als SAE profiel zijn uitgevoerd. Het een vast bestanddeel van het buitendeel 9 vormende vertande segment 10 is met betrekking tot zijn lengte overeenkomstig de voor een zekere draaimomentoverbrenging vereiste bedekking naar de buitenvertanding 12 in het buitenvlak 16 van het binnendeel 8 uitgevoerd. De vereiste bedekking moet voor een zekere draaimomentoverbrenging tussen het buitendeel 9 en het binnendeel 8 onder inachtneming van de toelaatbare vlaktedrukken worden ontworpen. Het is bekend, dat bij draaimomentoverbrenging slechts de eindgebieden van de vertande segmenten aan de draaimomentoverbrenging deelnemen.3 can be seen. The serrations can, for example, be designed as involute serrations or as SAE profiles. The toothed segment 10 forming a solid component of the outer part 9 is designed with respect to its length according to the coating required for a certain torque transmission to the outer toothing 12 in the outer surface 16 of the inner part 8. The required coverage must be designed for a certain torque transmission between the outer part 9 and the inner part 8, taking into account the permissible surface pressures. It is known that in torque transmission only the end regions of the toothed segments participate in the torque transmission.

In zoverre treedt aldus een concentratie in deze gebieden op. Daar bij langere vertande segmenten de kwaliteit van de geleiding niet in die mate kan worden vervaardigd, zoals bij een korte vertand segment, is volgens de uitvinding een relatief korter vertand segment 10 voor de draaimomentoverbrenging verschaft. Dit korte vertandde segment 10 is echter niet voldoende, om een goede geleiding van buitendeel 9 en binnendeel 8 ten opzichte van elkaar te bereiken ter voorkoming van het knikken. Bij verbindingsassen van het gebruikelijke type wordt daarom voor een kompromis tussen de voor de draaimoment vereiste bedekking en de voor een voldoende geleiding vereiste lengte van de vertande segmenten gekozen. Bij het voorstel volgens de uitvinding wordt echter door de plaatsing van een andere, een vertahd segment 11 bezittende huls 13 met een axiale afstand X ten opzichte het vertande segment 10 van het buitendeel 9 een goede op-vangbasis voor knikking bereikt. De huls 13 bezit eveneens een bij de buitenvertanding 12 van het binnendeel 8 passende binnenvertanding 11. De huls 13 is in een boring 18 van het buitendeel 9 bij voorkeur krachtoverbrengend opgenomen. De krachtoverbrengende inrichting laat een aanpassing van de vertande segmenten 10 en 11 toe ten opzichte van de buitenvertanding 12 van het binnendeel 8 in omtreksrichting, zodat een verklemming door de grote geleidingslengte resp. de grote afstand X van de beide vertande segmenten 10 en 11 ten opzichte van elkaar wordt voorkomen. Wanneer daarbij ook nog de huls 13 van een materiaal met goede glijdeigen-schappen is vervaardigd, worden de wrijvingsverhoudingen in de verbindingsas 7 gunstig beïnvloed.To this extent a concentration thus occurs in these areas. Since the quality of the guide cannot be manufactured to such an extent with longer toothed segments, as with a short toothed segment, according to the invention a relatively shorter toothed segment 10 is provided for the torque transmission. However, this short-toothed segment 10 is not sufficient to achieve good guidance of outer part 9 and inner part 8 relative to each other to prevent kinking. For connection shafts of the conventional type, a compromise is therefore chosen between the covering required for the torque and the length of the toothed segments required for sufficient conductivity. In the proposal according to the invention, however, the placement of another sleeve 13, which has a vertical segment 11, with an axial distance X relative to the toothed segment 10 of the outer part 9, provides a good kink collecting base. The sleeve 13 also has an internal toothing 11 matching the outer toothing 12 of the inner part 8. The sleeve 13 is preferably received in a bore 18 of the outer part 9. The force-transmitting device allows an adaptation of the toothed segments 10 and 11 relative to the outer toothing 12 of the inner part 8 in the circumferential direction, so that a clamping due to the large conduction length resp. the great distance X of the two toothed segments 10 and 11 with respect to each other is prevented. When the sleeve 13 is also manufactured from a material with good sliding properties, the friction ratios in the connecting shaft 7 are favorably influenced.

Bij het uitvoeringsvoorbeeld van de verbindingsas 7 volgens Fig. 4 is eveneens een huls 13 in een boring 18 van het buitendeel 9 geplaatst en wordt een werkzame hef-boomarm X door de afstand ten opzichte van het vertande segment 10 van het buitendeel 9 ter verbetering van de geleiding van het buitendeel 9 van de as ten opzichte van het binnendeel 8 bereikt. Voor de bevestiging van de huls 13 is een radiaal aangebrachte stift 19 verschaft, die echter zo bemeten is, dat hij praktisch niet aan de draaimomentover-brenging deelneemt.In the exemplary embodiment of the connecting shaft 7 according to FIG. 4, a sleeve 13 is also placed in a bore 18 of the outer part 9, and an active lever arm X is provided by the distance from the toothed segment 10 of the outer part 9 to improve the guidance of the outer part 9 of the shaft. relative to the inner part 8. A radially arranged pin 19 is provided for fastening the sleeve 13, but it is dimensioned in such a way that it practically does not participate in the torque transmission.

Bij het uitvoeringsvoorbeeld volgens Fig. 5 is voor de bevestiging van de huls 13 een schroefdraadstift 19 verschaft, die met zijn punt in een overeenkomstige verdieping van de huls 13 grijpt en eveneens niet aan de draaimoment-overbrenging deelneemt.In the exemplary embodiment of FIG. 5, a threaded pin 19 is provided for fastening the sleeve 13, which grips in a corresponding recess of the sleeve 13 with its tip and which likewise does not participate in the torque transmission.

Fig. 6 toont een uitvoeringsvorm met een als konus-huls uitgevoerde huls 13. De huls 13 bezit een konisch buitenoppervlak 20. De boring 18 van het buitendeel 9 is eveneens konisch uitgevoerd. De huls 13 wordt via een spanschijf 21 en via spanschroeven 22, die in schroefdraadboringen van het buitendeel 9 grijpen, vastgehouden en kan zich eveneens in omtreksrichting bij draaimomentoverbrenging door de ver-tanding 10 instellen.Fig. 6 shows an embodiment with a sleeve 13 designed as a conical sleeve. The sleeve 13 has a conical outer surface 20. The bore 18 of the outer part 9 is also conically shaped. The sleeve 13 is held via a clamping disc 21 and via clamping screws 22, which engage in threaded holes of the outer part 9 and can also adjust circumferentially during torque transmission by the toothing 10.

Fig. 7 toont een uitvoeringsvorm, waarbij een axiaal verlopende stift 19 voor een meegevende verbinding in omtreksrichting zorgt tussen het buitendeel 9 en de in de boring 18 geplaatste huls 13.Fig. 7 shows an embodiment in which an axially extending pin 19 provides a circumferential yielding connection between the outer part 9 and the sleeve 13 placed in the bore 18.

Bij het uitvoeringsvoorbeeld volgens Figuur 8 zijn twee hulzen 13, 14 aangebracht, waarvan alleen de huls 14 aan de draaimomentoverbrenging deelneemt door de verbinding via de axiaal verlopend aangebrachte grote spanstift 19, terwijl*de kleinere spanstift 19 van de huls 14 een instelling van dezelfde in omtreksrichting toelaat bij het aanliggen van een draaimoment.In the exemplary embodiment shown in Figure 8, two sleeves 13, 14 are provided, of which only the sleeve 14 participates in the torque transmission through the connection via the axially extending large clamping pin 19, while * the smaller clamping pin 19 of the sleeve 14 has an adjustment of the same circumferential direction permitting when torque is applied.

- conclusies -- conclusions -

Claims (6)

1. In lengte veranderlijke, draaimomentoverbreng-ende as, in het bijzonder kruiskoppelingsas, met een hol, inwendig axiaal vertand buitendeel, een daarin axiaal verschuifbaar, een bij de binnenvertanding van het buitendeel passnede buitenvertanding bezittend binnendeel en met een in het buitendeel, op axiale afstand ten opzichte van het vertande gebied ervan, geplaatste huls, waarin het binnendeel bij zijn verschuiving, voor de opvang van knikkrachten, glijdend geleid is,met het kenmerk, dat de glijgeleiding tussen de buitenvertanding van het binnendeel en een overeenkomstige binnenvertanding van de huls is gevormd en dat de huls zodanig in het buitendeel is geplaatst, dat hij zich onder draaimoment in omtreksrichting meegevend instelt.1. Length-changeable torque transmission shaft, in particular universal joint shaft, with a hollow internal axially toothed outer part, an axially slidable inner part, an outer toothing cut along the inner toothing of the outer part, and an axial part in the outer part distance from its toothed area, placed sleeve, in which the inner part is slidably guided during its displacement, to absorb kinking forces, characterized in that the sliding guide is between the outer toothing of the inner part and a corresponding inner toothing of the sleeve formed and that the sleeve is placed in the outer part such that it adjusts itself circumferentially under torque. 2. Verbindingsas volgens de conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de huls (13) krachtover-brengend met het buitendeel (9) is verbonden.Connecting shaft according to claims 1 or 2, characterized in that the sleeve (13) is connected to the outer part (9) for transmission. 3. As volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het inwendig vertande segment (10) van het buitendeel eveneens met een huls (14) is uitgerust, die op z'n minst wringvast, in het bijzonder vormsluitend is verbonden met het buitendeel (9).Shaft according to claim 1, characterized in that the internally toothed segment (10) of the outer part is also equipped with a sleeve (14) which is at least tightly connected, in particular positively, to the outer part ( 9). 4. Verbindingsas volgens één der conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat de huls (13) door krimpen, lijmen of spannen met het buitendeel (9) verbonden is.Connecting shaft according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the sleeve (13) is connected to the outer part (9) by shrinking, gluing or tensioning. 5. Verbindingsas volgens één der conclusies 1 of 3,met het kenmerk, dat de huls (13, 14) door één of meer radiaal of axiaal aangebrachte stiften (19) met het buitendeel (9) is verbonden.Connecting shaft according to either of Claims 1 and 3, characterized in that the sleeve (13, 14) is connected to the outer part (9) by one or more radially or axially arranged pins (19). 6. Verbindingsas volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de zich instellende huls (13) uit een materiaal met gunstige glijlagereigenschappen bestaat.Connecting shaft according to claim 1, characterized in that the adjusting sleeve (13) consists of a material with favorable sliding bearing properties.