DD157359A5

DD157359A5 - Kreuzgelenk

Info

Publication number: DD157359A5
Application number: DD80223412A
Authority: DD
Inventors: Miloslav Petrzelka; Werner Krude
Original assignee: Uni Cardan Ag
Priority date: 1979-08-28
Filing date: 1980-08-20
Publication date: 1982-11-03
Also published as: GB2057633B; DE2934630C2; FR2464403B1; US4371357A; GB2057633A; IT8007008V0; BR8004827A; JPS5635819A; JPS6215626U; IT1200980B; DE2934630A1; IT8005190A0; FR2464403A1

Abstract

Waehrend das Ziel der Erfindung in der Bereitstellung eines wirtschaftlich herstellbaren und hohe Gebrauchswerteigenschaften aufweisenden Kreuzgelenkes liegt, besteht die Aufgabe darin, durch eine gezielte Bearbeitung des Zapfens eines Zapfenkreuzes die Lastverteilung auf die Walzkoerper der Lagerung zu verbessern und dadurch die Lebensdauer zu erhoehen. Als Loesung ist nunmehr ein Kreuzgelenk, bestehend aus zwei Gelenkgabeln oder aus zwei an einem Wellenflansch sich befestigbaren Zapfenlagern, wobei in jeweils zwei Bohrungen einer Gelenkgabel unter Zwischenschaltung einer eine zylindrische Innenflaeche aufweisenden Lagerbuechse ein Zapfenkreuz mit zylindrischen Lagerzapfen gelagert ist,vorgesehen, wobei sich dieses Kreuzgelenk erfindungsgemaess dadurch auszeichnet, dass die Zapfen, ausgehend von der Stirnseite des Zapfens, eine Innenbohrung aufweisen, deren Mittellinie mit der Zapfenachse identisch ist. DD#AP

Description

Berlin, den 23.6.1930 57 565/27

Kreuzgelenk

Αηγ/endungsgebiet₁.der JBrf indung

Die Erfindung betrifft ein Kreuzgelenk, bestehend aus zwei Gelenkgabeln oder aus zwei an einem Wellenflansch befestigbaren Zapfenlagern, wobei in jeweils .zwei Bohrungen einer Gelenkgabel unter Zwischenschaltung einer eine zylindrische Innenfläche aufweisenden Lagerbüchse ein Zapfenkre-uz mit zylindrischen Lagerzapfen gelagert ist»

Charakteristik der ^bekannt en technischen _;Losimg_en

Es sind Kreuzgelenke bekannt, bei denen die Lagerbüchsen (z, B, DE-PS 1 122 781) so ausgebildet sind, daß die Lagerflächen der Zapfen zu denjenigen der Lagerbüchsen im unbelasteten Zustand der Gelenkwelle nicht parallel sind« Es ergibt sich so .ein von der Gelenkmitte nach außen größer werdender Spalt zwischen Zapfen und. Büchse_β Nachteilig ist hierbei, daß bei Ausbildung eines konischen Zapfens dieser in der Herstellbarkeit sehr schwierig zu schleifen ist oder daß bei Verwendung einer Büchse mit konischen Flächen auf der Innenseite ein Hinterschnitt entsteht, der ebenfalls nur unter schwierigen Bedingungen herzustellen ist«.

Des weiteren ist bekannt (z_e.B* DE-OS 2 737 557), daß die auf ein Zapfenlager wirkende Belastung' unter einer Anzahl von Lagernadeln aufgeteilt werden kann, so daß die Lagereigenschaften der Kreuzgelenkkupplung verbessert werden und die Betriebslebensdauer erhöht wird« Hierzu wird der Lagerzapfen geringfügig elliptisch geschliffen, .so daß eine Mehrzahl von

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Lagernadeln die zwischen, den Lagerzapfen und der Lagerbuchse wirkenden Betriebskräfte aufnehraen_e Es ist ohne weiteres einzusehen, daß auch diese Herstellungsart nicht ohne Schwierigkeiten durchzuführen ist, um eine einwandfreie elliptische Lauffläche auf den Lagerzapfen aufzubringen»

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines wirtschaftlich herstellbaren und hohe Gebrauchswerteigenschaften aufweisenden Kreuzgelenk«

Darlegung _des Xiesens der ^Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kreuzgelenk zu schaffen, bei dem durch eine gezielte Bearbeitung der Zapfen eines Zapfenkreuzes die Lastverteilung auf die Wälzkörper der Lagerung verbessert und dadurch bedingt die Lebensdauer erhöht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Zapfen, ausgehend von der Stirnfläche des Zapfens, eine Innenbohrung aufweisen, deren Mittellinie mit der Zapfenachse identisch ist.

Vorteilhaft ist hierbei, daß der Zapfen des Zapfenkreuzes sich unter der Belastung des Drehmomentes elastisch verformen kann und sich dein Gelenkmitnehmer auge im Innendurchmesser anpaßt. Es wird dabei erreicht, daß die Hadellagerung über die gesamte Länge der einzelnen IiadeIn gleichmäßiger belastet werden. Es läßt sich hierhei eine optimale Ausnutzung der Lagerkapazität erreichen bzw» bei maximaler Auslastung eine Verlängerung der Lebensdauer. Pur die elastische Verformung des Zapfens ist es unerheblich, welche Drehrichtung das Ge-

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lenk während.des Betriebes ausführt.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Bohrung einen Durchmesser aufweist, der so groß ist, daß die noch verbleibende Wandstärke des Zapfens gleich oder größer als die Wandstärke der Lagerbüchse, jedoch kleiner als die dreifache Wandstärke der Lagerbüchse ist«

Vorteilhaft ist, daß bei gezielt ausgeführten Bohrungen in den Zapfen positive Einflüsse auf die Kraftverteilung im Lagergehäuse erreicht werden, so daß keine unterschiedlichen Werkst of fanliäufungen auftreten, im Gegenteil, durch den gezielt angeordneten Werkstoff wird der Spannungs- und Kraftverlauf optimiert«

Des v/eiteren ist vorgesehen, daß die Bohrung eine Tiefe aufweist,· die mindestens der Tiefe der zylindrischen Innenfläche in der Lagerbüchse entspricht·

Bei einer weiteren Ausführungsform ist nach einem wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß die Bohrung sich zur Stirnfläche des Zapfens hin konisch erweitert, wobei der Konus einen Konuswinkel ß aufweist, der kleiner als 5°* jedoch gleich öder größer als 0,5° ist« Die Größe des· Winkels wie auch der Durchmesser der Bohrung wird nach den maximalen Betriebsmomenten der Antriebswelle festgelegt»

Des weiteren ist vorgesehen, daß die Bohrung zur Zapfenkreuzmitte hin zylindrisch ausgebildet ist und zur Stirnfläche des Zapfens hin konisch verläuft, wobei die konische Erweiterung eine Länge aufweist, die der Länge entspricht, in. die der

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Zapfen in die Bohrung der Gelenkgabel hineinragt» Die restliche Bohrungstiefe bei dieser Ausgestaltung bleibt' zylindrisch, und die Spannungsverteilung wird über das aus der Bohrung der Gelenkgabel hinausragende Büchsenteil beeinflußt werden*

Aus führung sb e isjpi eJL

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden· In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Pig« 1 : eine Kreuzgelenkwelle, deren Enden Kreuzgelenke tragen;

Fig. 2: ein Zapfenkreuz in einer Bohrung einer Gelenkgabel aufgenommen, als Einzelteil geschnitten dargestellt.

Die in Pig. 1 gezeigte Gelenkwelle umfaßt zwei koaxiale Gelenkwellenabschnitte 1 und 2, die an ihren äußeren Enden Kreuzgelenke 3 und 4 tragen, deren Gabelarme 8 durch' ein Zapfenkreuz 9 verbunden sind· Der Gelenkwellenabschnitt 1 ist an seinem inneren Ende als Vollwelle 5 und der Gelenkwellenabschnitt '2 als Hohlwelle 6 ausgebildet· Über eine Keilwellenverzahnung sind Yollwelle 5 und Hohlwelle 6 miteinander nicht -drehbar, jedoch axial verschiebbar verbunden«

In Pig* 2 ist ein Teil eines Kreuzgelenkes als Einzelteil dargestellt, wobei es sich im einzelnen um den Gabelarm handelt ₉ in dessen Bohrung 7 die Lagerbüchse 10 aufgenommen

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ist. In der zylindrischen Innenbohrung der Lagerbüchse 10 wird der Zapfen 11 des Zapfenkreuzes 9 über eine Wälzlagerung 12 geführte Die Stirnseite 13 des Zapfens 11 stützt sich unter Zuhilfenahme einer Stirnanlaufscheibe 14 am Büchsenboden 15 der Lagerbüchse 10 ab* "

Der Zapfen 11 des Zapfenkreuzes 9 besitzt, ausgehend von seiner Stirnseite 13? eine in Richtung auf den Gelenkmittelpunkt zu verlaufende Bohrung 16* Die Mittellinie 17 dieser Bohrung 16 ist mit der._; Zapfenmittellinie identische Der, Durchmesser 18 der Bohrung 16 ist so gewählt worden, daß für die Wanddicke des Zapfens 11 gilt:

3S.

Die Bohrung 16 des Zapfenkreuzes 9 ist mit einer Bohrungstiefe 1-g versehen, deren Länge der iCiefe 1 der Innenbohrung der Lagerbüchse 10 entspricht«

Mir die Bohrungstiefe 1^ gilt:

1-g = 1·

Die konische Erweiterung der Bohrung 16 verläuft unter einem Winkel ß , für den die Formel gilt:

5° > ß > 0_s5°*

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Der Knotenpunkt A, bei dem die konische Fläche in die zylindrische Fläche der Bohrung 16 übergeht, wird durch-die in die Bohrung 7 des Gabelarmes 8 hineinragende Länge 1 des Zapfenkreuzes 9 bestimmt« Yon diesem Knotenpunkt A ausgehend verläuft die Bohrung 16 nach außen konische Die restliche Boiirungstiefe bleibt zylindrisch, wobei für diese Restlänge gilt:

¹R ¹B - \

Claims

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Erfindung s ans'oruch

1e Kreuzgelenk, bestehend aus zwei Gelenkgabeln oder aus zwei an einem Wellenflansch sich befestigbaren Zapfenlager^ wobei in jeweils zwei Bohrungen einer Gelenkgabel unter Zwischenschaltung einer.eine zylindrische Innenfläche- aufweisenden Lagerbüchse ein Zapfenkreuz mit zylindrischen Lagerzapfen gelagert ist_s gekennzeichnet 'dadurch, daß die Zapfen (11), ausgehend von der Stirnseite (13). des Zapfens (11), eine Innenbohrung (16) aufweisen, deren Mittellinie (17) mit der Zapfenachse identisch ist«
2. Kreuzgelenk nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Bohrung (16) einen Durchmesser- (d) aufweist, der so groß ist, daß die noch verbleibende Wandstärke (Sn.) des Zapfens (11) gleich oder größer als die einfache Wandstärke (Sv.) der Lagerbüchse (10), jedoch kleiner als die dreifache Wandstärke (S-™) der Lagerbüchse (10) ist«, · —

3β Kreuzgelenk nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß : die Bohrung (16) eine Tiefe (Ig) aufweist,·die mindestens der Tiefe (1) der zylindrischen Innenfläche in der Lagerbüchse (10) entspricht.

4» -Kreuzgelenk nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Bohrung (16) sich zur Stirnseite (13) des Zapfens (11) hin konisch erweitert, wobei der Konus einen Konus-Winkel, (ß) aufweist, der kleiner als 5°» jedoch gleich oder größer als 0,5° ist.

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Kreuzgelenk nach den Punkten 1 und 4* gekennzeichnet dadurch, daß die Bohrung (16) zur Zapfenkreuzmitte hin zylindrisch ausgebildet ist und zur Stirnseite (13) des Zapfens (11) hin konisch verläuft, wobei die konische Erweiterung eine Länge (1 ) aufweist, die der Länge entspricht j die der Zapfen (-11) in die Bohrung (7) des Gabelarmes (8) hineinragt·

Hieriü l·