DE10036203C2

DE10036203C2 - Zapfenkreuzgarnitur mit Zentrierelement

Info

Publication number: DE10036203C2
Application number: DE10036203A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Gille
Original assignee: Spicer Gelenkwellenbau GmbH
Current assignee: Spicer Gelenkwellenbau GmbH
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2001-11-29
Anticipated expiration: 2020-07-25
Also published as: DE10036203A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zapfenkreuzgarnitur zur Verbindung zweier Gelenkgabeln eines Kreuzgelenks, welche ein Zapfenkreuz mit vier Zapfen, von denen jeweils zwei Zapfen eine gemeinsame Achse aufweisen, je Zapfen eine Lagerbüchse, sowie Wälzkörper, die die Lagerbüchsen auf den Zapfen drehbar lagern, umfaßt.

Die US 3,204,428 betrifft ein Kreuzgelenk mit einem Zapfenkreuz und Lagerungen, welche eine Lagerbüchse umfassen, sowie zwei Gelenkgabeln, welche durch das Zapfenkreuz und die Lagerungen zueinander abwinkelbar gehalten sind. Um zu verhindern, daß bei hohen Drehzahlen sich die Lage des Zapfenkreuzes verändert, ist vorgeschlagen, entweder die freien Enden der Arme der Gelenkga beln über eine Brücke miteinander zu verbinden oder über eine Zugstange, welche durch jeweils Bohrungen durch zwei auf einer Achse zentrierte Zapfen des Zapfenkreuzes und die Lagerbohrungen für die Zapfen in den Gabelarmen außen verschließende Deckel hindurchgeführt sind, zueinander zu verspannen. Ferner sind in den Zapfenstirnflächen hohlkugelige Ausnehmungen vorhanden, in denen jeweils ein Lagerelement in Form eines Kugelabschnittes schwengbeweglich gelagert ist. Dessen ebene Fläche ist dem La gerdeckel zugewandt und an diesem unter Zwischenschaltung eines Wälzlagers abgestützt, um das Zapfenkreuz zu zentrieren. Durch die Lagerung in Verbindung mit dem Lagerelement in Form eines Kugelabschnitts sollen Zwängungen vermieden werden, die unter Drehmoment entstehen können. Die Zentrierung wird ausschließlich durch die Brücken oder die Zuganker bestimmt. Häufig steht für diese jedoch nicht der erforderliche Bauraum zur Verfügung. Eine Selbstzentrierung ist nicht möglich. Die Toleranzen sind durch die vorgenommene Spieleinstellung am Zuganker bzw. durch die Herstellungstoleranzen der Brücke und der entsprechenden Mittel an den Gabelarmen bestimmt.

Aus der DE 44 39 998 A1 ist eine Zapfenkreuzgarnitur bekannt, die ein Zapfenkreuz mit vier Zapfen, je Zapfen eine Lagerbüchse, die mittels Wälzkörper auf dem Zapfen drehbar gelagert ist, und ferner je Zapfen ein Federelement umfaßt. Dieses ist einerseits gegen die Bodeninnenfläche der Lagerbüchse und andererseits gegen den Zapfen abgestützt. Die Anlagefläche des Federelementes ist ballig, so daß der Kontakt zur Bodeninnenfläche punktförmig ausgebildet ist. Das Federelement besteht aus einem hochfesten Kunststoff. Durch den Einsatz des Federelementes soll eine durch die Montage bedingte Toleranz ausgeglichen und gleichzeitig ein elastisches Ausweichen des Zapfens in der Lagerbüchse zugelassen werden.

Aus der DE 197 18 896 A1 ist ein Kreuzgelenk bestehend aus einer ersten Gelenkgabel, einer zweiten Gelenkgabel und einem Zapfen kreuz mit in zwei zueinander senkrecht stehenden Achsen angeord neten Paaren von Zapfen, auf denen die Gelenkgabeln über in deren Lageraugen eingebaute Lagerungen schwenkbar gelagert sind, bekannt. Die Lagerungen umfassen Lagerbüchsen und Wälzkörper. Die Lagerungen und das Zapfenkreuz bilden die üblicherweise als Zapfenkreuzgarnitur bezeichnete Baueinheit.

Für schwere Gelenkwellen mit einem Durchmesser größer als 200 mm sind die heute üblicherweise geforderten Wuchtqualitäten nur für Drehzahlen bis 2000 Umdrehungen/Minute zu gewährleisten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zapfenkreuzgar nitur zu schaffen, die eine verbesserte, insbesondere selbst tätige Zentrierung in Verbindung mit den Gelenkgabeln auch bei höheren Drehzahlen bewirkt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Zapfen kreuzgarnitur zur Verbindung zweier Gelenkgabeln eines Kreuzge lenkes, umfassend

- ein Zapfenkreuz mit vier Zapfen, von denen jeweils zwei auf einer gemeinsamen Achse zentriert angeordnet sind und die jeweils eine zylindrische Außenfläche und eine Stirnfläche besitzen, wobei die beiden Achsen senkrecht zueinander verlaufen und jeder Zapfen eine auf der entsprechenden Achse zentriert angeordnete von der Stirnfläche ausgehende Bohrung aufweist,
- je Zapfen eine Lagerbüchse, welche einen zylindrischen Mantel und einen Boden, der diesen an einem Ende abschließt und eine der zugehörigen Stirnfläche des Zapfens gegen überliegende Bodeninnenfläche aufweist,
- Wälzkörper, die die Lagerbüchse auf dem zugehörigen Zapfen drehbar lagern, und
- je Zapfen ein Zentrierelement, das in die Bohrung einge setzt ist und das ein Federelement und ein Druckelement mit einer Anlagefläche und einen Verbindungskanal zum Durch tritt von Schmiermittel aufweist, wobei das Federelement gegen den Zapfen abgestützt ist und das Druckelement beauf schlagt, wobei ferner die Anlagefläche über die Stirnfläche hervorsteht, mit der Bodeninnenfläche in Anlage ist und aus einem Gleitlagerwerkstoff besteht.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß die Zentrierelemente aufgrund der Vorspannung durch die Federelemente auch bei einer fliehkraftbedingten Verformung der Gelenkgabeln einer Kreuzge lenkwelle mit den Bodeninnenflächen der Lagerbüchsen in Anlage bleiben. Dadurch wird die Zapfenkreuzgarnitur relativ zur Gelenkgabel auf der Drehachse der Kreuzgelenkwelle genau zen triert gehalten. Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden die geforderten Wuchtgüten (Q 16) auch für Drehzahlen bis 4000 Um drehungen/Minute erreicht.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist jedes Zentrierelement ein Gehäuse auf, in welchem das Druckelement axial verlagerbar sitzt und von dem Federelement beaufschlagt ist. Bei einer Ver schiebung der Gabelschenkel einer Gelenkgabel von der Drehachse der Kreuzgelenkwelle weg, verlagern sich die Druckelemente, bedingt durch die auf sie einwirkenden Federkräfte, nach außen und bleiben in Anlage mit den Bodeninnenflächen der Lagerbüch sen, die mit den Gabelschenkeln verbunden sind.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, daß das Gehäuse des Zentrierelementes rohrförmig aus gebildet ist, an einem Ende einen von der anderen Achse des Zap fens nach außen verlaufenden ersten Kragen und an seinem anderen Ende einen nach innen auf die Zapfenachse zu verlaufenden zwei ten Kragen aufweist und in die Bohrung auf der Achse zentriert eingesetzt ist, wobei sich der erste Kragen gegen die Stirn fläche des Zapfens abstützt und ferner der zweite Kragen das Federelement stützt. Dabei ist in Konkretisierung der Erfindung vorgesehen, daß zwischen der Umfangsfläche des Druckelementes und dem Gehäuse ein ringförmiger Spalt vorhanden ist und daß der Verbindungskanal durch eine Sacklochbohrung, welche von der dem Gehäuse zugewandten Seite des Druckelementes auf der Achse zen triert angeordnet ist, sowie zumindest eine mit dieser kommuni zierenden Querbohrung dargestellt ist, die ihrerseits mit dem ringförmigen Spalt kommuniziert.

Vorzugsweise ist die Anlagefläche des Druckelementes ballig ausgebildet und deren Kontakt mit der Bodeninnenfläche auf der Achse des Zapfens zentriert angeordnet und punktförmig. Durch diese konstruktive Ausgestaltung ist eine Relativbewegung zwi schen dem Druckelement und der Lagerbüchse auf ein Minimum her abgesetzt.

In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Anlagefläche des Druckelementes eben und der Kontakt zwischen dieser und der Bodeninnenfläche der Lagerbüchse flächig ist. Auf diese Weise wird die axiale Kraft zwischen der Lagerbüchse und dem Druckelement auf eine größere Fläche verteilt, so daß die Wärmeentwicklung und der Verschleiß pro Flächeneinheit minimiert ist.

Eine alternative Ausführungsform sieht vor, daß das Druckelement einen zylinderförmigen Abschnitt sowie einen Bund mit einer ringförmigen Bundfläche besitzt, daß ferner die Bohrung des Zapfens benachbart zu dessen Stirnfläche eine Ausnehmung mit einer Schulter besitzt, daß ferner der Außendurchmesser des zylinderförmigen Abschnittes des Druckelementes dem Durchmesser der Bohrung des Zapfens angepasst ist und daß die Bundfläche gegen das Federelement und dieses wiederum gegen die Schulter abgestützt ist.

Dabei ist der Verbindungskanal des Druckelementes als Durch gangsbohrung dargestellt, die auf der Achse zentriert angeordnet ist und die Stirnfläche mit der Anlagefläche verbindet, und das Druckelement besitzt zumindest eine in der Anlagefläche angeord nete, von der Durchgangsbohrung zur Umfangsfläche des Bundes verlaufende Nut.

Weiterhin ist in der Umfangsfläche des Druckelementes eine um laufende Ringnut vorgesehen, in der ein Dichtring angeordnet ist, der zur Bohrungswandung hin abdichtet.

Durch die genannten Merkmale wird ermöglicht, daß Schmiermittel durch den Verbindungskanal und die Nuten in die Ausnehmung der Bohrung des Zapfens gelangt. Insbesondere bei Druckelementen mit ebener Anlagefläche und flächigem Kontakt zur Bodeninnenfläche der Lagerbüchse bietet sich der Vorteil, daß das Schmiermittel auf jeden Fall in diese Kontaktzone gelangt und somit die Rei bung zwischen den beiden Bauteilen auf ein Minimum begrenzt. Dies hat zur Folge, daß der Verschleiß des Druckelementes reduziert und damit die Standzeit erhöht wird. Auch bei hohen axia len Vorspannungskräften und hohen Drehmomenten der Antriebswelle hält die Lagerbüchse relativ zum zugehörigen Zapfen ihre vor bestimmte Position ein.

In Konkretisierung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das bei einer Schwenkbewegung der Lagerbüchse um die Achse relativ zum Zapfen entstehende Reibmoment zwischen der Anlagefläche des Druckelementes und der Bodeninnenfläche der Lagerbüchse geringer ist, als das Reibmoment zwischen dem Druckelement und dem Feder element sowie zwischen letzterem und dem Zapfen. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Schwenkbewegung ausschließlich zwischen dem Druckelement und der Lagerbüchse auftritt. Das Druckelement dreht sich gegenüber dem Federelement und dem Zap fen bei Betrieb der Antriebswelle nicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Zentrierelement eine ringfürmige Scheibe aufweist, die einer seits gegen die Bundfläche und andererseits gegen das Feder element abgestützt ist. Diese Scheibe gewährleistet, daß der Kontakt zwischen der Bundfläche und dem Federelement flächig ist. Ohne die Scheibe könnte es zu unerwünschten Setzungser scheinungen zwischen dem Federelement und dem Druckelement kom men.

Es ist ferner vorgesehen, daß das Druckelement aus Gleitlager werkstoff besteht. Dabei enthält der Gleitlagerwerkstoff als Basismaterial mindestens einen thermoplastischen Kunststoff und als Zusatzmaterial zumindest Carbonfasern und/oder Polytetra fluorethylen (PTFE) und/oder Carbon. Durch Carbon und PTFE werden die Temperaturbeständigkeit und die Verschleißfestigkeit des Basismaterials gesteigert. Außerdem weist PTFE gute Gleiteigen schaften auf, was sich reibmindernd auf die Kontaktzone zwischen der Bodeninnenfläche und der Anlagefläche auswirkt.

In Konkretisierung ist das Federelement, welches gegen das Ge häuse einerseits und gegen das Druckelement andererseits abgestützt ist, eine Tellerfeder oder ein Paket von Tellerfedern.

Ferner sind die in den Achsen der Zapfen zentriert verlaufenden Bohrungen als Durchgangsbohrungen ausgebildet, denen im Schnitt punkt der Achsen ein Schmiernippel zugeordnet, ist. Mittels des an die Zapfenkreuzgarnitur angeschlossenen Schmiernippels können durch die in den Achsen zentriert verlaufenden Bohrungen in den vier Zapfen, sowie durch die Bohrungen in den Druckelementen hindurch die Wälzlager mit Fett versorgt werden. Die Versorgung der Wälzlager mit Fett verringert deren Verschleiß und erhöht somit die Lebensdauer.

Ein wesentlicher Vorteil der beschriebenen Erfindung ist, daß die Zentrierelemente nachträglich in bestehende Zapfenkreuzgar nituren eingesetzt werden können.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen Halblängsschnitt einer Kreuzgelenkwelle,

Fig. 2 die Seitenansicht einer Zapfenkreuzgarnitur gemäß Fig. 1, teilweise geschnitten,

Fig. 3 den Längsschnitt eines Zentrierelementes gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 einen Zapfen gemäß Fig. 1 mit einem einfachen Zentrierelement.

Aus Fig. 1 ist eine Kreuzgelenkwelle 1 ersichtlich, welche zwei Kreuzgelenke 2, 3 sowie eine beide Kreuzgelenke 2, 3 verbindende und eine Veränderung des Abstandes zwischen diesen zulassende Welle 4 besitzt. Die beiden Kreuzgelenke 2, 3 sind auf einer Drehachse x zentriert ausgerichtet. Jedes von ihnen umfaßt eine erste Gelenkgabel 5, 6, die jeweils mit der Welle 4 fest verbun den ist, und eine zweite Gelenkgabel 7, 8, die durch Anschluß mittel beispielsweise mit einem Getriebe verbunden werden kann, sowie eine Zapfenkreuzgarnitur 9, 9' auf der die erste Gelenkga bel 5, 6 und die zweite Gelenkgabel 7, 8 schwenkbar gelagert sind.

Aus Fig. 2 ist eine Zapfenkreuzgarnitur 9 ersichtlich, die ein Zapfenkreuz 10 mit vier Zapfen 11, die jeweils eine zylindri sche Außenfläche und eine Stirnfläche 12 besitzen, umfaßt. Dabei sind jeweils zwei Zapfen 11 auf einer gemeinsamen Achse y, z zentriert angeordnet. Die beiden Achsen y, z liegen in einer Ebene und schneiden sich rechtwinklig. Bei einer konstruktiven Variante der Zapfenkreuzgarnitur 9 können die beiden Achsen y, z auch sich senkrecht mit Abstand kreuzend angeordnet sein.

Weiterhin ist auf jedem Zapfen 11 eine Lagerbüchse 13 in der Achse y, z zentriert mittels Wälzkörper 14 schwenkbar gelagert, welche einen zylindrischen Mantel 15 und einen Boden 16 aufweist, der den zylindrischen Mantel 15 an einem Ende abschließt und der ferner eine der Stirnfläche 12 des Zapfens 11 gegenüberliegende Boden innenfläche 17 besitzt. Die einer Achse y, z zugeord neten Lagerbüchsen 13 sind in den Lageraugen 18 der beiden Ga belschenkel 19 einer Gelenkgabel 5, 6, 7, 8 aufgenommen und in Richtung der Zapfenachsen y, z festgelegt. Zwischen der Bodenin nenfläche 17 der Lagerbüchse 13 und der Stirnfläche 12 des Zap fens 11 ist auf der Achse y, z zentriert eine ringförmige An laufscheibe 21 zur Verringerung von Reibung angeordnet. Diese besitzt Schmiernuten, die sich von ihrer zentralen Bohrung 20 zu ihrem Außenumfang erstrecken.

In den Zapfen 11 des Zapfenkreuzes 10 sind auf den Achsen y, z zentrierte Bohrungen 22 vorgesehen, in denen jeweils ein Zen trierelement 23 einsitzt. Dabei sind die Bohrungen 22 der Zapfen 11 vorzugsweise als Durchgangsbohrungen ausgebildet und in ihrem Schnittpunkt an einen Schmiernippel 24 zur Fettversorgung ange schlossen.

In Fig. 3 ist ein Zentrierelement 23 ersichtlich. Jedes Zen trierelement 23 besitzt ein Gehäuse 25, welches rohrförmig aus gebildet ist und an seinem ersten Ende einen von der Achse y, z nach außen verlaufenden ersten Kragen 26 und an seinem zweiten Ende einen nach innen auf die Zapfenachse y, z zu verlaufenden zweiten Kragen 27 aufweist. Der Außendurchmesser des rohrförmi gen Gehäuses 25 entspricht dem Durchmesser der Bohrung 22 des Zapfens 11. Das Zentrierelement 23 kann somit auf der Achse y, z zentriert in die Bohrung 22 des Zapfens 11 bündig eingesetzt werden und stützt sich mittels des ersten Kragens 26 gegen die Stirnfläche 12 des Zapfens 11 ab.

In dem rohrförmigen Gehäuse 25 ist ein Federelement 28 in Form eines Pakets von Tellerfedern, das sich gegen den nach innen verlaufenden zweiten Kragen 27 abstützt, sowie ein auf der Achse y, z zentriertes und axial verlagerbares Druckelement 29 aufge nommen.

Das Druckelement 29 besitzt ein erstes Ende 30, welches auf dem Federelement 28 aufliegt und ein zweites Ende 31, welches ballig ausgebildet ist und sich gegen die Bodeninnenfläche 17 der La gerbüchse 13 abstützt. Dabei tritt das Druckelement 29 mit sei nem balligen zweiten Ende 31 durch die zentrale Bohrung 20 in der Anlaufscheibe 21 durch. Das Federelement 28 wird bei der Montage des Kreuzgelenks 2, 3 vorgespannt. Dies bewirkt, daß durch die bei einer Rotation der Welle auftretenden Fliehkräfte, welche eine Verlagerung der Gabelschenkel 19 von der Drehachse x weg zur Folge haben, die Druckelemente 29, beaufschlagt durch das Federelement 28, in Anlage mit den Bodeninnenflächen 17 der Lagerbüchsen 13 bleiben. Durch die ballige Ausbildung der An lagefläche 42 ist die Kontaktfläche zwischen dem Druckelement 29 und der Bodeninnenfläche 17 der Lagerbüchse 13 minimiert und durch die Anordnung auf der Achse y, z des Zapfens 11 zentriert. Dadurch bleibt die Wärmeentwicklung an der Anlagefläche 42 auf grund von Reibung bei einer Schwenkbewegung der Lagerbüchse 13 um den Zapfen 11 gering und der Verschleiß ist minimiert.

Ferner weist das Druckelement 29 an seinem zweiten Ende 31 einen zylindrischen Absatz 33 auf, so daß ein ringförmiger Spalt 36 zwischen der Außenfläche des zweiten Endes 31 des Druckelementes 29 und dem Gehäuse 25 ausgebildet ist. Ein Sicherungsring 32 si chert das Druckelement 29 in axialer Richtung gegen ein Heraus rutschen aus dem Gehäuse 25 bei der Montage. An seinem ersten Ende 30 ist das Druckelement 29 mit einer auf der Achse y, z zentrierten ersten Bohrung 34 versehen, die durch eine zweite Bohrung 35 mit dem ringförmigen Spalt 36 verbunden ist, wobei die erste Bohrung 34 mit der Bohrung 22 des Zapfens 11, in die das Zentrierelement 23 eingesetzt ist, kommuniziert. Dadurch wird eine Versorgung der Wälzkörper 14 mit Schmiermittel er möglicht und der Verschleiß wird herabgesetzt.

Die Abmaße des Gehäuses 25, des Federelementes 28 in Form eines Pakets von Tellerfedern, des Druckelementes 29 und der Anlauf scheibe 21 sind so dimensioniert, daß bei unter Vorspannung auf den Zapfen 11 montierter Lagerbüchse 13 ein Spalt zwischen dem ersten Kragen 26 des Gehäuses 25 und der Lagerbüchse 13 ausge bildet ist.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des Zentrierelementes 23 ohne Gehäuse. Das Zentrierelement 23 umfaßt ein Druckelement 29, ein Federelement 28 und eine ringförmige Scheibe 37.

Das Druckelement 29 ist auf einer der Achsen y, z zentriert angeordnet und besitzt einen zylinderförmigen Abschnitt 38 mit einer umlaufenden Ringnut 39, einen Bund 40 mit einer Bundfläche 41, eine Anlagefläche 42 mit Nuten 43, eine Stirnfläche 44 sowie einen Verbindungskanal 34. Dieser ist in Form einer Durchgangs bohrung gestaltet, welche auf der Achse y, z zentriert angeord net ist und die Stirnfläche 44 mit der Anlagefläche 42 verbin det.

Das Druckelement 29 besteht aus einem Gleitlagerwerkstoff mit einem thermoplastischen Kunststoff als Basismaterial sowie Car bon und/oder PTFE als Zusatzmaterial. Dabei dienen Carbon und PTFE dazu, die Gleiteigenschaften des Basiswerkstoffes zu ver bessern. Außerdem erhöht insbesondere PTFE die Verschleißfestig keit und die Temperaturbeständigkeit des Drehelementes 29.

Die auf der Achse y, z angeordnete Bohrung 22 weist benachbart zur Stirnfläche 12 des Zapgens 11 eine Ausnehmung 45 mit einer Schulter 46 auf.

Das Zentrierelement 23 ist in die Bohrung 22 des Zapfens 11 eingesetzt. Dabei ist das Druckelement 29 mit seiner Bundfläche 41 gegen die ringförmige Scheibe 37, diese wiederum gegen das Federelement 28 und dieses gegen die Schulter 46 des Zapfens 11 abgestützt. Die Scheibe 37 besteht aus einem hochfesten Stahl und dient zum einen als Distanzring zum Ausgleich von ferti gungsbedingten Maßtoleranzen und zum anderen verhindert sie, daß es - bedingt durch die hohen Axialkräfte - zu Setzungserschei nungen zwischen dem Federelement 28 und dem weicheren Druck element 29 kommt.

Der zylinderförmige Abschnitt 38 des Druckelementes 29 ist im Übergangsbereich zur Stirnfläche 44 konisch ausgebildet, um eine Montage in die Bohrung 22 des Zapfens 11 zu erleichtern. Aus dem gleichen Grund ist auch die Bohrungswandung der Bohrung 22 im Übergangsbereich zur Schulter 46 konisch ausgebildet.

In die Ringnut 39 ist ein Dichtring 47 eingesetzt, der den Spalt zwischen dem Druckelement 29 und der Bohrungswandung abdichtet und gleichzeitig als Montageerleichterung bei Überkopfmontage des Zentrierelementes 23 in die Bohrung 22 dient.

Durch die Abdichtung zwischen dem Druckelement 29 und der Boh rungswandung gelangt Schmiermittel durch den Verbindungskanal 34 und die Nuten 43 in die Ausnehmung 45. Dabei dient es dazu die Reibungskräfte zwischen der Anlagefläche 42 und der Bodeninnen fläche 17 zu minimieren; danach gelangt das Schmiermittel durch Schmiernuten in der ringförmigen Anlaufscheibe 21 zu den Wälz körpern. Die ringförmige Anlaufscheibe 21 ist zwischen der Bodeninnenfläche 17 und der Stirnfläche 12 angeordnet, um die Reib verhältnisse zwischen diesen Bauteilen zu optimieren und die Wälzkörper zu halten. Die Anlaufscheibe 21 besitzt eine Bohrung 20, durch die das Druckelement 23 hindurchtaucht.

Der Vorteil dieses Zentrierelementes 23 liegt darin begründet, daß der Verschleiß des Druckelementes 29 minimiert ist. Dies hat den positiven Effekt, daß das Druckelement 29 mit hohen Ver spannungskräften durch das Federelement 28 beaufschlagt werden kann. Bei einer Verlagerung der Gabelschenkel 19 in Richtung von der Drehachse x weg, welche durch die drehzahlabhängigen Flieh kräfte bewirkt wird, bewegen sich die Druckelemente 29, durch die Federelemente 28 beaufschlagt, ebenfalls von der Drehachse x weg. Die Anlageflächen 42 bleiben dabei mit den Bodeninnen flächen 17 in Kontakt. Auf diese Weise wird die Zapfenkreuzgar nitur relativ zur Gelenkgabel auf der Drehachse zentriert gehal ten. Geforderte Wuchtgüten (Q 16) können damit auch für Dreh zahlen bis 4000 Umdrehungen/Minute erreicht werden.

Bezugszeichenliste

1

Kreuzgelenkwelle

2

Kreuzgelenk

3

Kreuzgelenk

4

Welle

5

erste Gelenkgabel

6

erste Gelenkgabel

7

zweite Gelenkgabel

8

zweite Gelenkgabel

9

,

9

' Zapfenkreuzgarnitur

10

Zapfenkreuz

11

Zapfen

12

Stirnfläche

13

Lagerbüchse

14

Wälzkörper

15

zylindrischer Mantel

16

Boden

17

Bodeninnenfläche

18

Lagerauge

19

Gabelschenkel

20

Bohrung

21

Anlaufscheibe

22

Bohrung

23

Zentrierelement

24

Schmiernippel

25

Gehäuse

26

erster Kragen

27

zweiter Kragen

28

Federelement

29

Druckelement

30

erstes Ende

31

zweites Ende

32

Sicherungsring

33

zylindrischer Absatz

34

Verbindungskanal/erste Bohrung

35

zweite Bohrung

36

ringförmiger Spalt

37

Scheibe

38

zylinderförmiger Abschnitt

39

Ringnut

40

Bund

41

Bundfläche

42

Anlagefläche

43

Nut

44

Stirnfläche

45

Ausnehmung

46

Schulter

47

Dichtring
x Drehachse
y Achse
z Achse

Claims

1. Zapfenkreuzgarnitur (9) zur Verbindung zweier Gelenkgabeln (5, 7; 6, 8) eines Kreuzgelenkes (2, 3) umfassend
ein Zapfenkreuz (10) mit vier Zapfen (11), von denen jeweils zwei Zapfen (11) auf einer gemeinsamen Achse (y, z) zentriert angeordnet sind und die jeweils eine zylindrische Außenfläche und eine Stirnfläche (12) besitzen, wobei die beiden Achsen (y, z) senkrecht zu einander verlaufen und jeder Zapfen (11) eine auf der entsprechenden Achse (y, z) zentriert angeordnete von der Stirnfläche (12) ausgehende Bohrung (22) aufweist,
je Zapfen (11) eine Lagerbüchse (13), welche einen zylindrischen Mantel (15) und einen Boden (16), der diesen an einem Ende abschließt und eine der zugehöri gen Stirnfläche (12) des Zapfens (11) gegenüberliegen de Bodeninnenfläche (17) aufweist,
Wälzkörper (14), die die Lagerbüchse (13) auf dem zugehörigen Zapfen (11) drehbar lagern, und
je Zapfen (11) ein Zentrierelement (23), das in die Bohrung (22) eingesetzt ist und das ein Federelement (28) und ein Druckelement (29) mit einer Anlagefläche (42) und einen Verbindungskanal (34) zum Durchtritt von Schmiermittel aufweist, wobei das Federelement (28) gegen den Zapfen (11) abgestützt ist und das Druckelement (29) beaufschlagt, wobei ferner die Anlagefläche (42) über die Stirnfläche (12) des Zapfens (11) hervorsteht, mit der Bodeninnenfläche (17) in Anlage ist und aus einem Gleitlagerwerkstoff besteht.

2. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zentrierelement (23) ein Gehäuse (25) aufweist, in welchem das Druckelement (29) axial verlagerbar sitzt und von dem Federelement (28) beaufschlagt ist.

3. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (25) des Zentrierelementes (23) rohrförmig ausgebildet ist, an einem Ende einen von der Achse (y, z) des Zapfens (11) nach außen verlaufenden ersten Kragen (26) und an seinem anderen Ende einen nach innen auf die Achse (y, z) zu verlaufenden zweiten Kragen (27) aufweist und in die Bohrung (22) des Zapfens (11) auf der Achse (y, z) zen triert eingesetzt ist,
wobei der erste Kragen (26) gegen den Zapfen (11) abge stützt ist und ferner der zweite Kragen (27) das Feder element (28) stützt.

4. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (42) des Druckelementes (29) ballig ausgebildet ist und daß deren Kontakt mit der Bodeninnen fläche (17) auf der Achse (y, z) des Zapfens (11) zentriert angeordnet und punktförmig ist.

5. Zapfenkreuzgarnitur nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Umfangsfläche des Druckelementes (29) und dem Gehäuse (25) ein ringförmiger Spalt (36) vorhanden ist und daß der Verbindungskanal (34) durch eine erste Bohrung, welche von der dem Gehäuse (25) zugewandten Seite (30) des Druckelementes (29) auf der Achse (y, z) zentriert angeord net ist, sowie zumindest eine mit dieser kommunizierenden zweiten Bohrung (35) dargestellt ist, die ihrerseits mit dem ringförmigen Spalt (36) kommuniziert.

6. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckelement (29) einen zylinderförmigen Ab schnitt (38) sowie einen Bund (40) mit einer ringför migen Bundfläche (41) besitzt,
daß ferner die Bohrung (22) benachbart zur Stirnfläche (12) eine Ausnehmung (45) mit einer Schulter (46) besitzt,
daß ferner der Außendurchmesser des zylinderförmigen Abschnittes (38) dem Durchmesser der Bohrung (22) an gepaßt ist und
daß die Bundfläche (41) gegen das Federelement (28) und dieses gegen die Schulter (46) abgestützt ist.

7. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (34) des Druckelementes (29) als Durchgangsbohrung dargestellt ist, die auf der Achse (x, y) zentriert angeordnet ist und die die Stirnfläche (44) mit der Anlagefläche (42) verbindet, und daß das Druckelement (29) zumindest eine in der Anlagefläche (42) angeordnete, von der Durchgangsbohrung zur Umfangsfläche des Bundes (40) verlaufende Nut (43) besitzt.

8. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (42) des Druckelementes (29) eben und der Kontakt zwischen dieser und der Bodeninnenfläche (17) der Lagerbüchse (13) flächig ist.

9. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umfangsfläche des Druckelementes (29) eine um laufende Ringnut (39) vorgesehen ist, in der ein Dichtring (47) angeordnet ist, der zur Bohrungswandung hin abdichtet.

10. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Schwenken der Lagerbüchse (13) um die Achse (x, y) relativ zum Zapfen (11) entstehende Reibmoment zwi schen der Anlagefläche (42) und der Bodeninnenfläche (17) geringer ist, als das Reibmoment zwischen dem Druckelement (29) und dem Federelement (28) sowie zwischen letzterem und dem Zapfen (11).

11. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierelement (23) eine ringförmige Scheibe (37) aufweist, die einerseits gegen die Bundfläche (41) und andererseits gegen das Federelement (28) abgestützt ist.

12. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (29) aus Gleitlagerwerkstoff besteht.

13. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitlagerwerkstoff als Basismaterial mindestens einen thermoplastischen Kunststoff enthält.

14. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitlagerwerkstoff neben dem Basismaterial zu mindest Carbonfasern und/oder Polytetrafluorethylen (PTFE) und/oder Carbon enthält.

15. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (28) eine Tellerfeder oder ein Paket von Tellerfedern umfaßt.

16. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (22) als Durchgangsbohrungen ausgebildet sind, denen im Schnittpunkt der Achsen (y, z) ein Schmier nippel (24) zugeordnet ist.