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Universalgelenk, insbesondere für die Antriebswellen von Kraftfahrzeugen.
Die Erfindung bezieht sieh auf ein Gelenk, insbesondere für die Antriebswellen von Kraftfahrzeugen, bei dem die Abstützung der Wellen in der einen Richtung I durch Scharniere, in der dazu senkrecht stehenden Richtung II durch einen Zapfen der einen Welle bewirkt wird, der von einer Aussparung der andern Welle getragen ist.
Bei den bekannten Gelenken dieser Art ist der zur Abstützung der beiden Wellen dienende Zapfen immer nur als Kugelzapfen ausgebildet worden, der durch einen verhältnismässig schwachen Hals mit einer der Wellen verbunden wird. Dies hat den Nachteil, dass der Zapfen bei gelegentlichen Überlastungen des Gelenkes, z. B. beim Herausschaffen des Fahrzeuges aus schwierigem Gelände, zu stark federt oder sogar zu Bruch geht. Dadurch werden die Betriebsverhältnisse des Gelenkes erschwert oder dessen Wirkung überhaupt in Frage gestellt. Ausserdem ist zwischen dem Kugelzapfen und der ihn tragenden Aussparung nur eine Punktberührung möglich, die bei stärkerer Inanspruchnahme des Gelenkes bleibende Formänderungen an den Oberflächen zur Folge hat.
Demgegenüber besteht das Neue der Erfindung darin, dass der Zapfen als sich in Richtung I erstreckender prismatischer Körper ausgebildet und unter Vermittlung eines kugeligen, in der Richtung I nach beiden Seiten offenen Gelenksteines in der Aussparung gelagert ist. Dadurch wird das Widerstandsmoment des Zapfenhalses auf ein Vielfaches desjenigen hinaufgesetzt, das bei den bekannten Kugelzapfen zu erreichen ist. Ein solcher Zapfen kann daher unter gelegentlichen Überlastungen weder durchfedern noch brechen. Wird der prismatische Zapfen unter Vermittlung eines nach beiden Seiten offenen Gelenksteines in dieser Aussparung gelagert, so bleiben die erwünschten Bewegungsverhältnisse des Gelenkes erhalten, wobei an die Stelle der Punkt-eine Linien-oder Flächen- berührung tritt.
Der prismatisehe Zapfen lässt also im Verein mit dem zugehörigen Gelenkstein eine Abstützung der beiden Wellen zu, die nicht nur fester, sondern auch viel weniger dem Verschleiss ausgesetzt ist, als die bisher bekannte Abstützung.
Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt : Fig. 1 eine Ansicht des Gelenkes, teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie IN-IL in Fig. 1, Fig. 3 die Ansicht einer zweiten Ausführung, teilweise im Schnitt und Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in t Fig. 3.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 sind die Enden der Treibwellen 1, 2 mit parallelen, ebenen Flächen 1 a, 2 a versehen, die in entsprechenden Ausnehmungen der U-förmigen Bügel 3, 4 stecken. Die Bügel umgreifen sich gegenseitig und sind durch zwei gleichachsige Zapfen 5, 6 in der Art eines Scharnieres miteinander verbunden. An den Bügeln 3, 4 sind die Wellenenden 1 a, 2 a durch die Zapfen 7, 8 angelenkt, die zu den Zapfen 5, 6 senkrecht stehen. Das Wellenende 2 a trägt nun einen sich in Richtung I sieh erstreckenden, prismatischen Zapfen 9 von kreisförmigem Querschnitt, der in einem nach beiden Seiten offenen Gelenkstein 12 ruht. Dieser Gelenkstein ist kugelig ausgebildet und in einer zur Welle 1 gleichachsigen Zylinderpfanne 11 der Gabel 10 gelagert.
Der Gelenkstein 12 wird unter Vermittlung des Zapfens 9 von der im Radkörper fest gelagerten Welle 2 getragen.
Schwingen die beiden Wellen 1, 2 in der Zeiehenebene der Fig. 1 aus (Richtung 11), so wird, da die Bügel 3, 4 in diesem Falle ein Ganzes bilden, der Zapfen 9 die beiden Wellen 1, 2 gegeneinander abstützen. Dabei stellt sich die Achse der Scharnierzapfen 5, 6 jeweils selbsttätig in die Winkel- halbierende der Wellen 1, 2 ein.
Der Zapfen 9 dreht sich in dem Gelenkstein 12, während der Gelenkstein 12 in der Zylinderpfanne 11 entlanggleitet, ohne hiebei ein Drehmoment übertragen zu können.
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Schwingen die Wellen 1, 2 in der dazu senkrechten Ebene aus (Richtung 1), so werden sich, da jetzt die Wellenenden 1 a, 2 a mit ihren Bügeln 3, 4 jeweils ein Ganzes bilden, die Wellen 1, 2 über die
Zapfen 5, 6 aneinander abstutzen, wobei der Gelenkstein 12 sich in der Zylinderpfanne 11 verdreht und der Zapfen 9 aus diesem seitlich etwas hervortritt. Während einer Umdrehung der Wellen 1, 2 wechseln sich somit diese beiden Abstützungen periodisch ab, und es ist klar, dass bei entsprechender
Lagerung der getriebenen Welle 2 im Radkörper die treibende Welle 1 vollständig frei zwischen Rad und Rahmen hängen kann.
Zweckmässig wird dabei die Lenkachse L des Rades durch den Mittelpunkt 0 des kugeligen Gelenksteines 12 des Zapfens 9 gelegt. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 ist der gleiche Gelenkaufbau beibehalten. Das Wellenende 2 a ist hier jedoch mit einem prismatischen Zapfen 14 von rechteckigem Querschnitt versehen, der in einem Schlitz des Gelenk- steines 16 steckt. Der Gelenkstein 16 ist als Kugel ausgebildet und in einer entsprechenden Kugelpfanne 15 der Gabel 10 geführt. Der Gelenkstein wird hier von der Welle 1 getragen, die z. B. im Radkörper fest gelagert ist. Im Gegensatz zu dem vorhergegangenen Ausführungsbeispiel gleitet der Zapfen 14 im Sehlitz des Gelenksteines 16, während sich der letztere in der Kugelpfanne 15 dreht.
Dadurch ist nicht nur eine Flächenberührung zwischen dem Zapfen 14 und dem Gelenkstein 16, sondern auch eine Fläthenberührung zwischen dem Gelenkstein. M und der Gabel 10 erreicht. Der Gelenkstein 16 ist seitlich auf die Breite b der Gabel 10 abgenommen, so dass er nach einer Schwingung im
Sinne l'seitlich aus der Pfanne 15 herausgenommen werden kann. Die Lichtweite der Pfanne h ist naturgemäss grösser zu halten als die Breite b der Gabel 10.
Bei diesen Ausführungen können die Gelenksteine auch aus Gründen des einfachen Zusammenbaues oder der einfachen Herstellung geteilt ausgeführt werden. Für die Gelenksteine wird ein gleitfähiger Werkstoff verwendet, der gegebenenfalls schmierlos gehalten werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Universalgelenk, insbesondere für die Antriebswellen von Kraftfahrzeugen, bei dem die Abstützung der Wellen in der einen Richtung (I) durch Scharniere, in der dazu senkrecht stehenden Richtung (II) durch einen Zapfen der einen Welle bewirkt wird, der von einer Aussparung der andern Welle getragen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (9 bzw. 14) als sich in der Richtung (I) erstreckender prismatischer Körper ausgebildet und unter Vermittlung eines kugeligen, in der Richtung (I) nach beiden Seiten offenen Gelenksteines (12 bzw. 16) in der Aussparung (11 bzw. 15) gelagert ist.