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Die Erfindung betrifft ein zentriertes Doppelkreuzgelenk, insbesondere zum Antreiben von oder für Antriebe in landwirtschaftlichen Geräten und Traktoren.
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In der
DE 39 21 242 C1 ist ein zentriertes Doppelkreuzgelenk beschrieben, bei dem zwei äußere Gelenkgabeln jeweils über ein Zapfenkreuz mit zwei inneren Gelenkgabeln, die Bestandteil eines Gehäuses sind, gelenkig verbunden sind. In dem Gehäuse ist eine Ringausnehmung gebildet, in welcher eine Führungsscheibe unter Zwischenschaltung von schwimmend angeordneten ringförmigen Führungsplatten radial verschiebbar gelagert ist. Die Führungsscheibe weist zentral einen Führungsansatz auf, der beidseitig von der Führungsscheibe vorsteht. Die äußeren Gelenkgabeln, deren Gabelarme über eine Brücke miteinander verbunden sind, besitzen jeweils einen eine Kugelfläche aufweisenden Zapfenansatz auf, der in einer Bohrung des zentralen Fuhrungsansatzes der Führungsscheibe schwenkbar gelagert ist. Die Zapfenkreuze weisen jeweils Schmierkanäle auf, mit denen Walzlager geschmiert werden, die zum Lagern des Zapfenkreuzes in den Gabelarmen dienen. Die Schmierkanäle sind jeweils mit Schmiermittelführungen in den Zapfenansätzen verbunden, wobei sich diese in die Bohrung des zentralen Führungsansatzes der Führungsscheibe öffnen. In der Führungsscheibe ist zumindest ein radial verlaufender Schmiermittelkanal vorgesehen, der die Bohrung im zentralen Führungsansatz mit der Ringausnehmung verbindet. Somit lässt sich Schmiermittel ausgehend von einem Schmiernippel, der am Zapfenkreuz vorgesehen ist, in die Ringausnehmung befördern. Nachteil ist jedoch, daß bei hohen Drehzahlen des Doppelkreuzgelenkes das Schmiermittel aufgrund der Fliehkräfte radial nach außen geschleudert wird und somit die Schmierung der Führungsscheibe und der Führungsplatten verschlechtert wird.
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Die
DE 28 02 572 C2 zeigt ebenfalls ein zentriertes Doppelkreuzgelenk, bei dem eine Führungsscheibe, die über Zentrieransätzen mit äußeren Gelenkgabeln gelenkig verbunden ist, in einer Ringausnehmung radial verschiebbar geführt ist. An dem Gehäuse ist ein Schmiernippel vorgesehen, der über einen Schmiermittelkanal direkt mit der Ringausnehmung verbunden ist. Die Wälzlager der Zapfenkreuze und die Ringausnehmung werden somit getrennt voneinander abgeschmiert. Auch hier wird das Schmiermittel aufgrund der Fliehkräfte radial nach außen gedrückt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein zentriertes Doppelkreuzgelenk mit einer Führungsscheibe zu schaffen, bei dem die Schmierung der Führungsscheibe verbessert ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein zentriertes Doppelkreuzgelenk umfassend
- – eine erste äußere Gelenkgabel mit ersten äußeren Gabelarmen,
- – eine erste Brücke, mittels der die ersten äußeren Gabelarme miteinander verbunden sind,
- – erste Zentriermittel, die der ersten Brücke zugeordnet sind,
- – eine erste innere Gelenkgabel mit ersten inneren Gabelarmen,
- – ein erstes Zapfenkreuz, welches die ersten äußeren Gabelarme mittels Wälzlager mit den ersten inneren Gabelarmen gelenkig verbindet und welches einen ersten Schmiermittelkanal zum Schmieren der Walzlager aufweist,
- – eine zweite äußere Gelenkgabel mit zweiten äußeren Gabelarmen,
- – eine zweite Brücke, mittels der die zweiten äußeren Gabelarme miteinander verbunden sind,
- – zweite Zentriermittel, die der zweiten Brücke zugeordnet sind,
- – eine zweite innere Gelenkgabel mit zweiten inneren Gabelarmen,
- – ein zweites Zapfenkreuz, welches die zweiten äußeren Gabelarme mittels Wälzlager mit den zweiten inneren Gabelarmen gelenkig verbindet,
- – eine Führungsscheibe mit einer Längsachse, mit einem ersten zentralen Zentrieransatz, der gelenkig mit den ersten Zentriermitteln der ersten äußeren Gelenkgabel verbunden ist, mit einem zweiten zentralen Zentrieransatz, der gelenkig mit den zweiten Zentriermitteln der zweiten äußeren Gelenkgabel verbunden ist, und mit Führungsflächen, über die die Führungsscheibe in einer Ringausnehmung eines Gehäuses radial verstellbar geführt ist,
- – wobei die erste innere Gelenkgabel und die zweite innere Gelenkgabel Teil des Gehäuses sind,
- – wobei der erste Schmiermittelkanal des ersten Zapfenkreuzes mit einer ersten Schmiermittelführung der ersten Zentriermittel verbunden ist und
- – wobei die Führungsscheibe mindestens einen Schmiermittelkanal aufweist, der mit der ersten Schmiermittelführung der ersten Zentriermittel verbunden ist und der zumindest in eine der Fuhrungsflächen mündet.
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Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß der Schmiermittelkanal der Führungsscheibe direkt in eine Führungsflächen mündet. Somit ist gewährleistet, daß die Führungsfläche unmittelbar geschmiert ist.
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Im Fall, daß die Führungsscheibe unmittelbar in der Ringausnehmung des Gehäuses gelagert ist, sind die Führungsflächen der Führungsscheibe in gleitender Anlage zu kreisringförmigen Dichtflächen, die die Ringausnehmung begrenzen. Durch den Schmierkanal der Führungsscheibe gelangt das Schmiermittel direkt zwischen die Fuhrungsfläche der Führungsscheibe und die Dichtfläche der Ringausnehmung.
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Im Fall, daß zwischen den Führungsflächen der Führungsscheibe und den Dichtflächen der Radialausnehmung kreisringförmige Führungsplatten vorgesehen sind, wird das Schmiermittel direkt zwischen die Führungsfläche der Führungsscheibe und eine Dichtfläche der Führungsplatte eingebracht.
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Ferner ist es aufgrund der Verbindung des ersten Schmiermittelkanals des ersten Zapfenkreuzes mit dem Schmiermittelkanal der Führungsscheibe über die erste Schmiermittelführung der ersten Zentriermittel möglich, einen gemeinsamen Schmiermittelverbund zwischen dem Zapfenkreuz und der Führungsscheibe bereitzustellen. Beim Abschmieren des ersten Zapfenkreuzes werden somit gleichzeitig die ersten Zentriermittel und die Führungsscheibe abgeschmiert.
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Für eine einfach herzustellende Ausführungsform des Schmiermittelkanals der Führungsscheibe kann vorgesehen sein, daß der Schmiermittelkanal der Führungsscheibe eine erste radial zur Längsachse verlaufende Bohrung umfaßt, die in die ringförmigen Führungsausnehmung mundet, und eine parallel zur Längsachse verlaufende zweite Bohrung umfaßt, die in mindestens eine der Fuhrungsflächen mundet.
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Eine einfache Verbindung des ersten Schmiermittelkanals des ersten Zapfenkreuzes mit der ersten Schmiermittelfuhrung der ersten Zentriermittel kann dadurch gewährleistet sein, daß der erste Schmiermittelkanal des ersten Zapfenkreuzes eine sich zur ersten Brücke öffnende Bohrung aufweisen, die mit der ersten Schmiermittelführung der ersten Zentriermittel mittels eines elastischen Schlauchs verbunden ist.
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Eine exakte Steuerung der beiden Doppelkreuzgelenke und eine lange Lebensdauer werden dadurch gewährleistet, daß in der Führungsscheibe eine zylindrische Lagerbohrung vorgesehen ist, die koaxial zur Längsachse durch den ersten Zentrieransatz und den zweiten Zentrieransatz führt, daß die ersten Zentriermittel und die zweiten Zentriermittel jeweils einen Lagerzapfen aufweisen, welcher sich koaxial zu einer Drehachse der jeweiligen äußeren Gelenkgabel erstreckt, daß je Lagerzapfen eine Lagerkugel in Form einer Kugelschicht mit einer Durchgangsbohrung, mit der sie auf dem Lagerzapfen aufsitzt und zumindest axial bezüglich der Drehachse gehalten ist und die eine kugelige Außenfläche aufweist, vorgesehen ist und daß je Lagerkugel ein Lagerring, der die Außenfläche der Lagerkugel in einer entsprechenden hohlkugeligen Bohrung allseitig schwenkbeweglich lagert und eine zylindrische Außenfläche bildet, mit der dieser in der zylindrischen Lagerbohrung der Führungsscheibe axial verstellbar einsitzt, vorgesehen ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, daß beidseitig der Führungsscheibe ringförmige Fuhrungsplatten in der Ringausnehmung angeordnet sind und die Ringausnehmung radial außen geschlossen ist, daß der Außendurchmesser der Führungsplatten größer als der innere Durchmesser der Ringausnehmung ist und kleiner als der größte Durchmesser der Ringausnehmung ist, daß der Innendurchmesser der Führungsplatte größer ist als der äußere Durchmesser der Zentrieransätze der Führungsscheibe und kleiner als der Außendurchmesser der Führungsscheibe ist und daß sich der mindestens eine Schmiermittelkanal der Führungsscheibe zumindest zu einer Führungsplatte hin öffnet.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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In der Figur ist ein erfindungsgemäßes Doppelkreuzgelenk teilweise geschnitten in einer Seitenansicht dargestellt. Das Doppelkreuzgelenk ist aus zwei einzelnen Kreuzgelenken aufgebaut, die über einen Zentriermechanismus gemäß der Erfindung miteinander so verbunden sind, daß beide Gelenke jeweils den halben Beugewinkel bei Abwinklung einer Antriebswelle zu einer Antriebswelle ubernehmen, um damit einen Gleichlauf zu gewährleisten. Beide Einzelgelenke sind im wesentlichen gleich aufgebaut.
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Das Doppelkreuzgelenk umfasst eine erste äußere Gelenkgabel 1, die zwei erste äußere Gabelarme 2 besitzt, die durch eine erste Brücke 3 an ihren freien Enden miteinander verbunden sind. Die erste Brücke 3 trägt einen ersten Lagerzapfen 4 mit der ersten Achse 5. Dieser ist auf seiner Außenfläche zylindrisch ausgestaltet. Dem ersten Lagerzapfen 4 ist eine erste Lagerkugel 6, die die Form einer Kugelschicht aufweist, entlang der ersten Achse 5 unverschieblich gehalten. Die kugelige Außenfläche der ersten Lagerkugel 6 ist mit 7 bezeichnet. Die erste äußere Gelenkgabel 1 ist über ein erstes Zapfenkreuz 10 mittels Wälzlager 11 mit der ersten inneren Gelenkgabel 8 gelenkig verbunden. Die erste innere Gelenkgabel 8 ist mit ihren beiden Gabelarmen einstuckig mit einem ersten Lagergehäuseabschnitt 9 ausgebildet.
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Das zweite Gelenk umfasst eine zweite äußere Gelenkgabel 12, die zwei zweite äußere Gabelarme 13 aufweist, von denen ebenfalls nur ein Gabelarm sichtbar ist. Die beiden zweiten Gabelarme 13 sind über eine zweite Brücke 14 miteinander verbunden. Diese zweite Brücke 14 trägt einen zweiten Lagerzapfen 15, der eine zylindrische Außenfläche aufweist und auf der zweiten Achse 16 zentriert ist. Auf dem zweiten Lagerzapfen 15 ist eine zweite Lagerkugel 17 axial entlang der zweiten Achse 16 unverschieblich gehalten. Sie besitzt eine kugelige Außenfläche 18. Die zweite äußere Gelenkgabel 12 ist über ein zweites Zapfenkreuz 21 mit den Gabelarmen 13 der zweiten inneren Gelenkgabel 19 mittels Wälzlager gelenkig verbunden, wobei diese ebenfalls einstückig mit einem zweiten Lagergehäuseabschnitt 20 ausgebildet sind.
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Der erste Lagergehäuseabschnitt 9 und der zweite Lagergehäuseabschnitt 20 sind durch Schrauben 23 lösbar miteinander verbunden. Die beiden Lagergehäuseabschnitte 9, 20 bilden zusammen eine radial außen geschlossene und radial innen offene Ringausnehmung 24, in welcher eine Führungsscheibe 25 zusammen mit einer ersten Führungsplatte 26 und einer zweiten Führungsplatte 27, die beidseitig der Führungsscheibe 25 angeordnet sind, radial verstellbar aufgenommen ist. Die Durchmesser der beiden ringförmigen Führungsplatten 26, 27 der Fuhrungsscheibe 25 und der Ringausnehmung 24 sind so aufeinander abgestimmt, daß die aufgrund der Abwinklung erforderliche Verstellung der Führungsscheibe 25 in der Ringausnehmung 24 ausgeführt werden kann, andererseits jedoch diese sicher gehalten ist. Dementsprechend ist der größte Durchmesser der Ringausnehmung 24 größer als der Außendurchmesser der beiden ringförmigen Führungsplatten 26, 27 und größer als der Außendurchmesser der Führungsscheibe 25. Der Innendurchmesser der beiden ringförmigen Führungsplatten 26, 27 ist jedoch kleiner als der Außendurchmesser der Führungsscheibe 25. Die Führungsscheibe 25 weist des weiteren einen zentralen ersten Zentrieransatz 28 und einen zweiten Zentrieransatz 29 auf, in denen eine zylindrische Lagerbohrung 30 mit einer Längsachse 31 vorhanden ist. Der erste Zentrieransatz 28 steht über eine erste Führungsfläche 32 und der zweite Zentrieransatz 29 über eine zweite Führungsfläche 33 der Führungsscheibe 25 vor. Aus diesem Grunde ist der kleinste Durchmesser der Ringausnehmung 24 größer als der Außendurchmesser der Führungsansätze 28, 29. Ferner muß entsprechend auch der Innendurchmesser der ringförmigen Führungsplatten 26, 27 ebenfalls größer bemessen sein als der Außendurchmesser der Führungsansätze 28, 29. Auf der ersten Lagerkugel 6 sitzt ein erster Lagerring 34, dessen hohlkugelige Bohrung an die kugelige Außenfläche 7 der ersten Lagerkugel 6 angepasst ist. Der erste Lagerring 34 ist außen zylindrisch gestaltet und in der Lagerbohrung 30 verschiebbar geführt. Entsprechend ist die zweite Lagerkugel 17 mit ihrer kugeligen Außenfläche 18 in einer entsprechenden hohlkugeligen Bohrung eines zweiten Lagerringes 35 aufgenommen. Der zweite Lagerring 35 ist ebenfalls in der Lagerbohrung 30 mit seiner zylindrischen Außenfläche verschiebbar aufgenommen.
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Die beiden Zapfenkreuze 10, 21 weisen jeweils vier Zapfen 36 auf, von denen jeweils zwei auf einer gemeinsamen Zapfenachse 37, 38 angeordnet sind. Die Zapfen 36 sind mittels der Walzlager 11, 22 in Bohrungen 39 der Gabelarme 2, 13, 40, 41 gelagert. Die Wälzlager 11, 22 umfassen jeweils eine Lagerbüchse 42, welche in der jeweiligen Bohrung 39 einsitzt, sowie Wälzkörper 43, die auf einer Außenfläche des jeweiligen Zapfens 36 und einer Innenfläche der jeweiligen Lagerbüchse 42 abwälzen.
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Das erste Zapfenkreuz 10 weist zur Schmierung der Wälzlager 11 einen ersten Schmiermittelkanal 44 auf, der eine Bohrung 45 umfasst, welche längs der Zapfenachse 37 zweier der Zapfen 36 verläuft. Ferner umfasst der erste Schmiermittelkanal 44 eine Bohrung 46, welche entlang der anderen Zapfenachse 38 verläuft. Die Bohrungen 45, 46 gehen jeweils von der Stirnfläche eines Zapfens 36 aus und enden in einer Stirnfläche des entfernt angeordneten Zapfens 36 und schneiden sich im Zentrum des Zapfenkreuzes 10. Einer der Zapfen 36 weist einen Schmiernippel 47 auf, der mit dem ersten Schmiermittelkanal 44 verbunden ist. Hierüber lässt sich der erste Schmiermittelkanal 44 mit Schmiermittel versorgen.
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Senkrecht zu der Ebene, die durch die beiden Zapfenachsen 37, 38 aufgespannt ist, weist das erste Zapfenkreuz 10 eine weitere Bohrung 48 auf, die zum ersten Schmiermittelkanal 44 führt und in die ein flexibler Schlauch 49 eingesetzt ist, der zu einer ersten Schmiermittelführung 50 in Form einer Durchgangsbohrung des ersten Lagerzapfens 4 führt und in diese eingesteckt ist. Die erste Schmiermittelführung 50 mündet in die Lagerbohrung 30.
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In der Führungsscheibe 25 sind Schmiermittelkanäle 51 in Form von Radialbohrungen vorgesehen, die von der Lagerbohrung 30 in die Ringausnehmung 24 führen. Nahe einer außeren Umfangsfläche 52 der Führungsscheibe 25, welche durch die Führungsflächen 32, 33 begrenzt ist, sind Durchgangsbohrungen 53 vorgesehen, die einen weiteren Teil des Schmiermittelkanals 51 bilden und achsparallel zur Längsachse 31 verlaufen sowie jeweils eine Radialbohrung des jeweiligen Schmiermittelkanals 51 schneiden. Die Durchgangsbohrungen 53 führen somit jeweils von der ersten Führungsfläche 32 zur zweiten Führungsflache 33. Somit sind die Führungsflächen 32, 33 direkt geschmiert, wobei das Schmiermittel zwischen die Führungsflächen 32, 33 und die jeweilige Oberfläche der Führungsplatten 26, 27 gelangt. Die Durchgangbohrung 53 ist hierbei auf einem Durchmesser um die Längsachse angeordnet, der gewährleistet, dass die Durchgangsbohrungen 53 in jeder Winkelposition der beiden Gelenke von den Führungsplatten 26, 27 verschlossen sind.
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Das zweite Zapfenkreuz 21 ist identisch zum ersten Zapfenkreuz 10 aufgebaut und mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei jedoch keine Verbindung zwischen dem zweiten Schmiermittelkanal 44' und der Lagerbohrung 30 vorgesehen ist.
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Ebenso ist es möglich, dass die Führungsscheibe ohne Zwischenschaltung von Führungsplatten in einer Ringausnehmung gelagert ist, wobei das Schmiermittel in diesem Fall durch die Durchgangsbohrungen zwischen die Dichtflächen und Gleitflächen der Ringausnehmung geführt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erste äußere Gelenkgabel
- 2
- erster äußerer Gabelarm
- 3
- erste Brücke
- 4
- erster Lagerzapfen
- 5
- erste Achse
- 6
- erste Lagerkugel
- 7
- kugelige Außenfläche
- 8
- erste innere Gelenkgabel
- 9
- erster Lagergehäuseabschnitt
- 10
- erstes Zapfenkreuz
- 11
- Wälzlager
- 12
- zweite äußere Gelenkgabel
- 13
- zweite äußere Gabelarme
- 14
- zweite Brücke
- 15
- zweiter Lagerzapfen
- 16
- zweite Achse
- 17
- zweite Lagerkugel
- 18
- kugelige Außenfläche
- 19
- zweite innere Gelenkgabel
- 20
- zweiter Lagergehäuseabschnitt
- 21
- zweites Zapfenkreuz
- 22
- Wälzlager
- 23
- Schraube
- 24
- Ringausnehmung
- 25
- Führungsscheibe
- 26
- erste Führungsplatte
- 27
- zweite Führungsplatte
- 28
- erster Zentrieransatz
- 29
- zweiter Zentrieransatz
- 30
- Lagerbohrung
- 31
- Längsachse
- 32
- erste Führungsfläche
- 33
- zweite Führungsfläche
- 34
- erster Lagerring
- 35
- zweiter Lagerring
- 36, 36'
- Zapfen
- 37, 37'
- Zapfenachse
- 38, 38'
- Zapfenachse
- 39, 39'
- Bohrung
- 40
- erster innerer Gabelarm
- 41
- zweiter innerer Gabelarm
- 42, 42'
- Lagerbüchse
- 43, 43'
- Wälzkörper
- 44, 44'
- erster Schmiermittelkanal
- 45, 45'
- Bohrung
- 46, 46'
- Bohrung
- 47, 47'
- Schmiermittel
- 48
- Bohrung
- 49
- Schlauch
- 50
- erste Schmiermittelführung
- 51
- Schmiermittelkanal
- 52
- Umfangsfläche
- 53
- Durchgangsbohrung
