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Die
Erfindung betrifft ein Universalgelenk und insbesondere ein Universalgelenk,
das einer größeren Torsionskraft widerstehen kann.
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Verschiedenartige
Universalgelenke zum Bereitstellen einer Übertragungskraft
von einem Antrieb auf ein anzutreibendes Element existieren. Die 9 bis 13 zeigen
ein konventionelles Universalgelenk 90, das ein Paar von
Gabelelementen 93 und 95 und ein parallel-epipides
Kupplungsstück 91 aufweist. Das Gabelelement 95 weist
ein Krafteinleitungselement 96 auf und das andere Gabelelement 93 weist
ein Kraftauslassende 97 zum Kuppeln mit einer Fassung auf.
Das Kupplungsstück 91 weist ein erstes Durchgangsloch 98,
das sich durch ein Paar entgegengesetzter Seiten erstreckt, und
ein zweites Durchgangsloch 99 auf, welches sich durch ein
anderes Paar entgegengesetzter Seiten und orthogonal zu dem anderen
Seitenpaar, aber mit einem Abstand von dem ersten Durchgangsloch 98 erstreckt.
Das Kupplungsstück 91 ist mit dem Gabelelement 93 mittels
eines ersten Stifts 92 gelenkig gekuppelt, der sich durch
zueinander ausgerichtete Stiftlöcher 930 in einem
Armpaar 932 des Gabelelements 93 und das erste
Kupplungsloch 98 des Kupplungsstücks 91 erstreckt.
Außerdem ist das Kupplungsstück 91 mit dem
Gabelelement 95 mittels eines zweiten Stifts 94 schwenkbar
gekuppelt, der sich durch zueinander ausgerichtete Stiftlöcher 950 in
einem Armpaar 952 des Gabelelements 95 und das
zweite Durchgangsloch 99 des Kupplungsstücks 91 erstreckt.
Die Schwenkachse des ersten Stiftes 91 überschneidet sich
nicht mit der Schwenkachse des zweiten Stiftes 94. Der
Arbeitswinkelbereich des Universalgelenks ist weiter, wenn das Gabelelement 95 manuell
von dem Krafteinlassende 96 angetrieben wird. Die Weite T
zwischen den Armen 952 des Gabelelements 95 ist im
Wesentlichen gleich der Breite des Kupplungsstücks 91.
Der Abstand L zwischen der Mitte O1 des ersten
Stiftes 92 zu einer Endfläche des Kupplungsstücks 91 ist
ungefähr gleich der Hälfte der Weite T. Der Abstand
L von der Mitte O2 des zweiten Stiftes 94 zu
der anderen Endfläche des Kupplungsstücks 91 ist
ungefähr gleich der Hälfte der Weite T.
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Jedoch ändert
sich der Abstand A1 von der Mitte O2 des zweiten Stiftes 94 zu der
Mitte O1 des ersten Stiftes 92 in
der Längsrichtung X des Gabelelements 91 während
der Betätigung kontinuierlich derart, dass das Gabelelement 95 bezüglich
des anderen Gabelelements 93 kontinuierlich auf- und abgeschwenkt
wird, welches mit einer Fassung zum Antreiben eines Befestigungsmittels
oder dergleichen gekuppelt ist. Als Ergebnis kann dieses Universalgelenk 90 nur
bei manueller Betätigung arbeiten; das heißt,
dieses Universalgelenk 90 ist nicht für Hochgeschwindigkeitsbetätigungen
mit einem Elektrowerkzeug geeignet.
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Ein
anderer Nachteil des Universalgelenks 90 ist, dass jeder
Arm 932, 952 anfällig ist, durch die Torsinn
während der Betätigung einer an einem Abschnitt
H zwischen jeder Endfläche des Kupplungsstücks 91 und
einer Bodenfläche zwischen den Armen 932, 952 deformiert
oder sogar beschädigt zu werden. Ein Weg, um Schaden an
den Armen 932 und 952 zu vermeiden, ist es, einen
abgerundeten Bereich 934 am Boden jedes Armes 932, 952 vorzusehen.
Jedoch können die abgerundeten Bereiche 934, 954 nicht
effektiv die Torsionswiderstandseigenschaften der Arme 932 und 952 verbessern.
Als Ergebnis, sind die Arme 932 und 952 weiter
anfällig, sich zu deformieren oder sogar an den Abschnitten
H beschädigt zu werden.
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US Patentnummer 5,062,730 offenbart
eine Kreuzgelenkverbindung, die ein Paar von Verbindungskörpern
aufweist, die zylindrische Nabenabschnitte und Gabelabschnitte aufweisen.
Die Nabenabschnitte sind an einen Triebschaft und einen Antriebsschaft
jeweils gekuppelt. Jeder Gabelabschnitt weist ein Paar von Armen
auf, die zueinander ausgerichtete Lagerlöcher aufweisen,
in welche Hülsenelemente kraftschlüssig eingesetzt
sind. Ein Kupplungselement weist ein rechteckiges Segment und vier Stifte
auf. Jeder Stift ist gleitend in eines der Hülsenelemente
eingesetzt und wird dann durch eine Druckmaschine in eines der vier
Stiftlöcher jeweils in vier Seiten des Segments unter Kraftaufwändung
eingesetzt. Eine derartige Kreuzgelenkverbindung kann nicht einer
hohen Torsinn widerstehen, da Lü cken zwischen dem Kupplungsstück
und den Armen der Gabelabschnitte existieren. Außerdem
ist der Arbeitswinkelbereich der Kreuzgelenkverbindung relativ klein.
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Es
besteht daher ein Bedarf für ein Universalgelenk mit verbesserter
Torsionskraftfähigkeit wobei ein größerer
Arbeitswinkelbereich bereitgestellt wird.
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Die
Erfindung löst diesen Bedarf und andere Probleme im Gebiet
der Kraftübertragung, indem in einer bevorzugten Ausführungsform
eine Kreuzgelenkverbindung bereitgestellt wird, die erste und zweite
Gabelelemente aufweist. Das erste Gabelelement weist ein Krafteinlassende
auf und das zweite Gabelelement weist ein Kraftauslassende auf.
Das erste Gabelelement weist ferner ein Kupplungsende mit zwei einander
zugewandten ersten Innenflächen und einer ersten Zwischenfläche
auf, die zwischen den ersten Innenflächen liegt und diese
miteinander verbindet. Das zweite Gabelelement weist ferner ein zweites
Kupplungselementende mit zwei einander zugewandten zweiten Innenflächen
und einer zweiten Zwischenfläche auf, die zwischen den
zweiten Innenflächen angeordnet ist und diese miteinander
verbindet. Ein Kupplungsstück ist schwenkbar mit dem ersten
und dem zweiten Arm gekuppelt, was dem ersten und dem zweiten Gabelelement
ermöglicht, jeweils um zwei Schwenkachsen, die senkrecht
zueinander angeordnet sind, geschwenkt zu werden. Das Kupplungsstück
weist entgegengesetzte erste und zweite Flächen auf, die
gleitend an den ersten Innenflächen des ersten Gabelelements
anliegen, entgegengesetzte dritte und vierte Flächen auf,
die senkrecht zu den ersten und zweiten Flächen angeordnet
sind und gleitend an den zweiten Innenflächen des zweiten
Gabelelements anliegen, und entgegengesetzte fünfte und
sechste Flächen auf, die senkrecht zu den ersten, zweiten,
dritten und vierten Flächen angeordnet sind. Die Weite
zwischen den ersten und zweiten Flächen ist im Wesentlichen
gleich zu dem Abstand zwischen den ersten Armen und im Wesentlichen
gleich der Weite zwischen der dritten und vierten Fläche,
das heißt im Wesentlichen gleich mit dem Abstand zwischen
den zweiten Armen. Jede der ersten, der zweiten, der dritten und
der vierten Fläche hat eine Länge zwischen derjenigen
der fünften und der sechs ten Fläche. Die Länge
ist größer als 0,6 mal der Weite und kleiner als
der Abstand der einen der beiden Gelenkachsen von jeder der ersten und
der zweiten Zwischenflächen. Die Kreuzgelenkverbindung
mit einem derartigen Kupplungsstück kann einer höheren
Torsinn während der Betätigung widerstehen.
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Das
Torsionsvermögen der Kreuzgelenkverbindung gemäß der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist größer,
wenn die Länge von jeder der ersten, der zweiten, der dritten
und vierten Flächen größer als 0,75 mal
der Weite und kleiner als 0,95 mal des Abstands von jeder der beiden
Gelenkachsen zu jeder der ersten und der zweiten Zwischenflächen
ist.
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In
der bevorzugtesten Ausführungsform weist das Kupplungsstück
ferner eine abgefaste Fläche an jeder der beiden entgegengesetzten
Seiten von jeder der fünften und der sechsten Fläche
auf. Jede abgefaste Fläche an der fünften Fläche
weist ein Teilstück auf, welches sich zwischen der dritten und
vierten Fläche erstreckt und jede abgefaste Fläche
an der sechsten Fläche weist ein Teilstück auf, das
sich zwischen der ersten und der zweiten Fläche erstreckt.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung
zeigen:
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1 in
Perspektivansicht eine bevorzugte Ausführungsform der Kreuzgelenkverbindung
gemäß der Erfindung,
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2 in
einer Perspektivexplosionsansicht das Kreuzverbindungsgelenk aus 1,
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3 in
einer Querschnittsansicht das Kreuzverbindungsgelenk aus 1 gemäß der Schnittlinien
3-3 in 1,
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4 eine
Querschnittsansicht der Kreuzgelenkverbindung aus 1 gemäß der
Schnittlinien 4-4 in 1,
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5 eine
Querschnittsansicht der Kreuzgelenkverbindung aus 1 gemäß der
Schnittlinie 5-5 in 4,
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6 eine
Querschnittsansicht der Kreuzgelenkverbindung aus 1 gemäß der
Schnittlinie 6-6 in 3,
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7 eine
Teilschnittansicht der Kreuzgelenkverbindung aus 1,
wobei zwei Gabelelemente der Kreuzgelenkverbindung aufeinander ausgerichtet
sind,
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8 eine
Teilschnittansicht der Kreuzgelenkverbindung aus 1,
wobei die Gabelelemente der Kreuzgelenkverbindung einen Winkel zwischen einander
einschließen,
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9 in
einer perspektivischen Explosionsansicht eine konventionelle Kreuzgelenkverbindung,
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10 in
einer perspektivischen Ansicht, die Kreuzgelenkverbindung aus 9 und
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11 eine
Teilschnittansicht der Kreuzgelenkverbindung aus 9.
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Eine
Kreuzgelenkverbindung gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist in den 1 bis 8 der Zeichnungen
dargestellt und mit 100 bezeichnet. Die Kreuzgelenkverbindung 100 weist
ein erstes Gabelelement 10a und ein zweites Gabelelement 10b auf.
In der bevorzugten gezeigten Ausführungsform weist das
erste Gabelelement 10a ein Kupplungsende 19 und
ein Krafteinlassende 11a in der Form einer Fassung auf
zum Kuppeln mit einem Elektrowerkzeug mit hohen Umdrehungszahlen bei
der Betätigung. Andere Formen des Krafteinlassendes 11a können
vorgesehen sein. Das zweite Gabelelement 10b weist ein
Kupplungsende 19 und ein Kraftauslassende 11b in
der Form eines Antriebsansatzes zum Kuppeln mit einer Fassung auf.
Andere Formen des Kraftauslassendes 11b können
vorgesehen sein. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform
sind die Kupplungsenden 19 des ersten Gabelelementes 10a und
des zweiten Gabel elements 10b identisch. Daher ist die
Beschreibung eines der Kupplungsenden 19 ausreichend.
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In
der gezeigten bevorzugtesten Ausführungsform weist das
Kupplungsende 19 ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten
Armen 12, die aufeinander ausgerichtete Gelenklöcher 17 haben,
und einander zugewandte Innenflächen 13 auf, die
von einer Zwischenfläche 14 dazwischen miteinander
verbunden sind. Jeder Arm 12 weist ferner zwei entgegengesetzte
Seitenflächen 15 auf, zwischen welche sich eine
der Innenflächen 13 erstreckt. Eine Ausnehmung 16 in
Form einer kantenbrechenden, konkaven Einbuchtung in Linsenform (1, 2)
ist zwischen jeder Seitenfläche 15 des Armes 12 und
der betreffenden Innenflächen 13 des Armes 12 ausgebildet.
Jede Ausnehmung 16 ist wenigstens etwa in der Mitte zwischen
der Zwischenfläche 14 eines Paares von Armen 12 und
deren freien Enden angeordnet und eine Schwenkachse erstreckt sich
durch die Schwenklöcher 17 hindurch. Während der
Kraftübertragung nehmen die Ausnehmungen 16 von
jedem Gabelelement 10a, 10b die Arme 12 des anderen
Gabelelements 10b, 10a auf. Daher kann der Winkel
zwischen dem ersten Gabelelement 10a und dem zweiten Gabelelement 10b größer
sein. Daher ist der Arbeitswinkelbereich der Gelenkverbindung 100 gemäß der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung größer
als der einer konventionellen Kreuzgelenkverbindung. Jedes Schwenkloch 17 weist
ein Außenende mit einem größeren Aufnahmeabschnitt 18 in
Form einer großen Abfasung auf, der einen Außendurchmesser
größer als der des Schwenkloches 17 hat.
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In
der bevorzugten, gezeigten Ausführungsform ist das Kupplungsstück 30 ein
Parallelepipid, das zwei entgegengesetzte erste und zweite Flächen 35,
entgegengesetzte dritte und vierte Flächen 36, die
senkrecht zu der ersten und der zweiten Fläche 35 angeordnet
sind, und fünfte und sechste Flächen 38 und 39 aufweist,
die senkrecht zu der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten
Fläche 35 und 36 sind. Ein Positionierungsloch 32 ist
in der fünften Fläche 38 definiert. In
der bevorzugtesten, gezeigten Ausführungsform ist das Positionierungsloch 31 ein Schraubloch
mit Innengewinde. Das Kupplungsstück weist ferner zwei
erste Stiftlöcher 31a auf, die sich einwärts
von der jeweiligen ersten oder zweiten Fläche 35 erstrecken.
Die ersten Stiftlöcher 31a sind aufeinander ausgerichtet
und münden in das Positionierungsloch 32. Das
Kupplungsstück weist ferner zwei zweite Stiftlöcher 31b auf,
die sich einwärts von der jeweiligen dritten oder vierten
Fläche 36 erstrecken. Die zweiten Stiftlöcher 31b sind
aufeinander ausgerichtet und stehen mit dem Positionierungsloch 32 in
Verbindung. Das Positionierungsloch 32 mündet
in jedes der Stiftlöcher dort, wo diese einander kreuzen.
Eine erste Zentralachse erstreckt sich durch die aufeinander ausgerichteten
ersten Stiftlöcher 31a und schneidet sich mit
und ist orthogonal zu einer zweiten Zentralachse ausgerichtet, die
sich durch die zweiten Stiftlöcher 31b erstreckt.
Die Weite (6) zwischen der ersten Fläche
und der zweiten Fläche 35 ist im Wesentlichen
gleich zu dem Abstand zwischen den Innenflächen 13 des
ersten Gabelelements 10a. Daher liegen die ersten Seitenflächen 35 gleitend
an den Innenflächen 13 des ersten Gabelelements 10a an.
Die Weite (6) zwischen der dritten und
der vierten Fläche 36 ist im Wesentlichen gleich
der Weite zwischen der ersten und der zweiten Fläche 35 und
ist im Wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Innenflächen 13 des
zweiten Gabelelements 10b. Daher liegen die erste und vierte Fläche 36 gleitend
an der Innenfläche 13 des zweiten Gabelelements 10b an.
Der Abstand von der ersten Zentralachse zu der fünften
und der sechsten Fläche 38 und 39 des
Kupplungsstücks 30 ist durch L (7)
dargestellt, welcher im Wesentlichen gleich dem Abstand von der
zweiten Zentralachse zu jeder der fünften und der sechsten
Fläche 38 und 39 des Kupplungsstücks 30 der
gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist. Und zwar ist
die Länge des Kupplungsstücks 30 zwischen
der fünften und sechsten Fläche 38 und 39 gleich
2L und jede der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten
Flächen 35 und 36 weist eine Länge
(2L) zwischen der fünften und der sechsten Fläche 38 und 39 auf.
Eine abgefaste Fläche 34 ist zwischen jeder der
beiden entgegengesetzten Seiten von jeder der fünften und
der sechsten Fläche 38 und 39 des Kupplungsstücks 30 ausgebildet.
In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform hat jede der
abgefasten Flächen 34 an der fünften Fläche 38 eine
Länge, die sich zwischen der dritten und der vierten Fläche 36 erstreckt, und
jede der abgefasten Flächen 34 an der sechsten
Fläche 39 weist eine Länge auf, die sich
zwischen der ersten und zweiten Fläche 35 erstreckt.
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Der
Abstand von der ersten Zentralachse zu der Zwischenfläche 34 von
jedem Gabelelement 10a, 10b ist durch R angegeben,
welcher im Wesentlichen gleich dem Abstand von der zweiten Zentralachse
zu der Zwischenfläche 14 von jedem Gabelelement 10a, 10b in
der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist. H repräsentiert
einen Abschnitt von jedem Arm 12 zwischen der Zwischenfläche 14 von
jedem Gabelelement 10a, 10b und einer der fünften
und der sechsten Fläche 38 und 39. Das
Verhältnis von T (Dicke des Kupplungsstücks),
L und R ist wie folgend: 0,6·T < L < R
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Die
Kreuzgelenkverbindung 100 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung weist ein Kupplungsstück 30 auf,
das einer großen Torsinn widerstehen kann, da die Abschnitte
H der Arme 12 des ersten und des zweiten Gabelelements 10a und 10b nicht
gegen die erste, die zweite, die dritte und die vierte Fläche 35 und 36 anschlagen
und relativ klein sind. Die Kreuzgelenkverbindung 100 gemäß der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist ein größeres
Torsionsvermögen auf, wenn der folgende Zusammenahng erfüllt
ist: 0,75·T < L < 0,95·R.
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Ein
erster Stift 20a erstreckt sich durch das Schwenkloch 17 in
einem der Arme 12 des ersten Gabelelements 10a und
durch eines der ersten Stiftlöcher 31a des Kupplungsstücks 30 in
das Positionierungsloch 32 des Kupplungsstücks 30 hinein.
Ein zweiter Stift 20b erstreckt sich durch das Schwenkloch 17 des
zweiten Arms 12 des ersten Gabelelements 10a und
durch das andere erste Stiftloch 31a des Kupplungsstücks 30 in
das Positionierungsloch 32 des Kupplungsstücks 30 hinein.
Daher ist das erste Gabelelement 10a bezüglich
des Kupplungsstücks um eine erste Schwenkachse schwenkbar,
die von dem ersten und dem zweiten Stift 20a und 20b definiert
wird. Die erste Schwenk achse stimmt mit der ersten Zentralachse überein
und erstreckt sich durch das erste Stiftloch 31a hindurch.
Ein dritter Stift 20c erstreckt sich durch das Schwenkloch 17 in
einem der Arme 12 des zweiten Gabelelements 10b und
durch eines der zweiten Stiftlöcher 31b des Kupplungsstücks 30 in
das Positionierungsloch 32 des Kupplungsstückes 30.
Ein vierter Stift 20d erstreckt sich durch das Schwenkloch 17 des
anderen Armes 12 des zweiten Gabelelements 10b hindurch und
in das andere zweite Stiftloch 31b des Kupplungsstücks 30 in
das Positionierungsloch 32 des Kupplungsstücks 30.
Daher ist das zweite Gabelelement 10b bezüglich
des Kupplungsstücks 30 um eine zweite Schwenkachse
schwenkbar, die von dem dritten und dem vierten Stift 20c und 20d definiert
wird. Die zweite Schwenkachse stimmt mit der zweiten Zentralachse überein,
die sich durch die zweiten Stiftlöcher 31b hindurch
erstreckt. Außerdem ist die zweite Schwenkachse senkrecht
zu und kreuzt sich mit der ersten Schwenkachse.
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In
der gezeigten bevorzugtesten Ausführungsform sind der erste,
der zweite, der dritte und der vierte Stift 20a, 20b, 20c und 20d identisch
zueinander ausgebildet, so dass ein einfacher Austausch ermöglicht
wird. Jeder der ersten, zweiten, dritten und vierten Stifte 20a, 20b, 20c und 20d weist
ein Innenende 21 mit einer seitlichen Nut 22 an
einem Außenrand daran und einen seitlichen Kupplungsabschnitt 23 als
Abflachung auf, der im Wesentlichen einen quadratischen Querschnitt
hat. Der erste, der zweite, der dritte und der vierte Stift 20a, 20b, 20c und 20d sind
an ihrem freien Ende 21 zweiseitig abgeflacht, wobei die
Abflachungen einander schneidenförmig kreuzen und einen
rechten Winkel einschließen, so dass die vier Stifte entlang
ihrer Schneiden aufeinandertreffen (5). Die
Stifte können durch jedes geeignete Verfahren einschließlich, aber
nicht darauf beschränkt, Spanungstechniken, Walzen, Gießen,
Spritzgießen usw. hergestellt sein. Jeder Kupplungsabschnitt 23 ist
an dem Außenumfang des Innenendes 21 des betreffenden
Stiftes 20a, 20b, 20c, 20d angeordnet
und ist dem Positionierungsloch 31 des Kupplungsstücks 30 zugewandt (3).
Jeder von dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten Stift 20a, 20b, 20c und 20d weist
ein sich konisch vergrößerndes Außenende 24 (Kopf)
auf, das kraftschlüssig in dem Aufnahmeabschnitt 18 des
jeweiligen Arms 12 des ersten oder zweiten Gabelelements 10a und 10b aufnehmbar
ist, so dass das Außenende 24 sich nicht über
die Außenfläche des Arms 12 hinaus erstreckt.
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Ein
Kupplungselement 40 ist in dem Positionierungsloch 32 des
Kupplungsstücks 30 montiert. In der gezeigten,
bevorzugten Ausführungsform weist das Kupplungselement 40 ein
Außengewinde 46 zum Verschrauben mit dem Innengewinde
des Positionierungslochs 32 auf. Das Kupplungselement weist
ferner ein Innenende 41 mit einem kreisförmigen
Eingriffssackloch 42 auf, das von einem kreisringförmigen,
axialen Ringbund 44 umgrenzt wird. Ferner weist das Kupplungselement 40 ein
Außenende 43 auf, das ein hexagonales Imbusloch 45 zum Kuppeln
mit einem hexagonalen Stift, Schlüssel oder dergleichen
aufweist, so dass das Kupplungselement 40 in dem Positionierungsloch 32 des
Kupplungsstücks 30 zwischen einer Eingriffsposition,
in der es mit seinem Ringbund 44 den einander zu einer
Ringnut ergänzenden Nuten 22 des ersten, des zweiten, des
dritten und des vierten Stifts 20a, 20b, 20c und 20d in
Eingriff steht und in eine Löseposition bewegbar ist, in
der es von dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten
Stift 20a, 20b, 20c und 20d freigekommen
ist. Speziell stehen, wenn das Kupplungselement 40 in der
Eingriffsposition ist, die Kupplungssektionen 23 des ersten,
des zweiten, des dritten und des vierten Stifts 20a, 20b, 20c und 20d in Eingriff
mit dem Einkupplungsloch 42 des Innenendes 41 des
Einkupplungselement 41, wobei der Außenringbund 44 des
Innenendes 41 des Kupplungselements 40 in Eingriff
mit den Nuten 22 des ersten, zweiten, dritten und vierten
Stiftes 20a, 20b, 20c und 20d steht.
Daher werden der erste, der zweite, der dritte und der vierte Stift 20a, 20b, 20c und 20d sicher
von dem Kupplungselement 40 miteinander gekuppelt, so dass
ein Loskuppeln des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten
Stiftes 20a, 20b, 20c und 20d aus
dem Kupplungsstück 30 verhindert wird. Andererseits
werden, wenn das Kupplungselement 40 in seine Löseposition
bewegt ist, die Kupplungssektionen 23 des ersten, des zweiten,
des dritten und des vierten Stifts 20a, 20b, 20c und 20d von dem
Kupplungsloch 42 des Innenendes 41 des Kupplungselements 40 losgekuppelt,
wobei der Ringbund 44 des Innenendes 41 des Kupplungselements 40 aus
der Nut 22 des ersten, des zweiten, des dritten und des
vierten Stiftes 20a, 20b, 20c und 20d freigekommen
ist. Daher sind der erste, der zweite, der dritte und der vierte
Stift 20a, 20b, 20c und 20d von
dem Kupplungselement 40 in dessen Löseposition
losgekuppelt und können daher zur Reparatur oder für
einen Auswechselzweck entfernt werden.
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Nun,
da die Basiskonstruktion der Kreuzgelenkverbindung 100 der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erklärt
worden ist, können der Betrieb und einige der Vorteile
der Kreuzgelenkverbindung 100 dargelegt und gewürdigt
werden. Wenn das Krafteinlassende 11a des ersten Gabelgelenkelements 10a mit
einem Elektrowerkzeug gedreht wird, wird die Kraft zu dem zweiten
Gabelgelenk 10b zum Antreiben einer Fassung zum Festziehen/Loslösen
eines Befestigungselements oder dergleichen übertragen.
Die Ausnehmung 16 der Arme 12 von einem des ersten
und des zweiten Gabelelements 10a und 10b kann
die Arme 12 des anderen Gabelelements 10a oder 10b während
der Kraftübertragung aufnehmen, was einen größeren
Arbeitswinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Gabelelement 10a und 10b erlaubt.
Die abgefasten Flächen 34 des Kupplungsstücks 30 vergrößern
ferner den Arbeitswinkelbereich der Kreuzgelenkverbindung gemäß der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, indem ein Kontakt
mit den Zwischenflächen 14 des ersten und des
zweiten Gabelelements 10a und 10b verhindert wird.
Der Winkel θ (8) zwischen dem ersten Gabelelement 10a und
dem zweiten Gabelelement 10b kann größer
als 40° sein. Das Universalgelenk 100 gemäß der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann mit Hochgeschwindigkeits-Elektrogeräten
aufgrund des zuverlässigen Eingriffs zwischen den Kupplungsabschnitten 23 des
ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Stiftes 20a, 20b, 20c und 20d und
dem Kupplungsloch 42 des Innenendes des Kupplungselements 40 und
des verlässlichen Eingriffs zwischen dem Ringbund 44 des
Innenendes des Kupplungselements 40 und der Nuten 22 des
ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Stifts 20a, 20b, 20c und 20d verwendet
werden. Es ist ersichtlich, dass die Kupplungsabschnitte 23 des ersten,
des zweiten, des dritten und des vierten Stiftes 20a, 20b, 20c und 20d zusammen
einen zylindrischen Querschnitt (siehe 5) ausbilden.
Ein ungewünschtes Loskuppeln des ersten, des zweiten, des
dritten und des vierten Stiftes 20a, 20b, 20c und 20d von
dem Kupplungsstück 30 wird verhindert, selbst
wenn die Kreuzgelenkverbindung 100 mit einer hohen Drehzahl
betätigt wird und daher einer hohen Zentrifugalkraft ausgesetzt
ist. Daher bilden das Kupplungsstück 30, das Kupplungselement 40,
die Kupplungsenden 19 des ersten und des zweiten Gabelelements 10a und 10b,
und der erste, der zweite, der dritte und der vierte Stift 20a, 20b, 20c und 20d zusammen
eine verlässliche Gelenkvorrichtung.
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Nachdem
nun die Basis-Ausführungsform der Erfindung erläutert
worden ist, sind dem gewöhnlichen Fachmann viele Änderungen
und Variationen ersichtlich. Beispielsweise können die
Kupplungsenden 19 des ersten und des zweiten Gabelelements 10a und 10b unterschiedliche
Gestalt haben. Ähnliches gilt für die Stifte 20a, 20b, 20c und 20d,
die ebenfalls unterschiedliche Gestalt aufweisen können.
Das Krafteinlassende 11a des ersten Gabelelements 10a kann
manuell oder über ein Kupplungselement betrieben werden,
wenn dies gewünscht wird.
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Die
Kreuzgelenkverbindung 100 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung kann einer hohen Torsinn
während der Betätigung und aufgrund des Bereitstellens
des Kupplungsstücks 30 widerstehen. Eine Deformation
oder eine Beschädigung der Arme 12 des ersten
und des zweiten Gabelelements 10a und 10b wird
herabgesetzt. Die Lebensdauer der Kreuzgelenkverbindung wird daher verlängert.
Durch die abgefasten Flächen 34 des Kupplungsstücks
werden ein Kontakt mit den Zwischenflächen 14 des
ersten und des zweiten Kupplungselements 10a und 10b vermieden
und daher der Arbeitswinkelbereich der Kreuzgelenkverbindung 100 gemäß der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vergrößert.
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Die
Kreuzgelenkverbindung gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann schnell und verlässlich ohne ein Risiko
des Loslösens der Stifte 20a, 20b, 20c und 20d zusammengebaut
werden. Außerdem kann die Kreuzgelenkverbindung 100 gemäß der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit Hochdrehzahlelektrowerkzeugen
verwendet werden und in einem großen Arbeitswinkelbereich
angewendet werden ohne zu wackeln. Wenn eine Wartung erforderlich
ist, kann die Kreuzgelenkverbindung 100 gemäß der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schnell auseinandergebaut
werden, um ein einfaches und schnelles Auswechseln der gebrochenen
oder beschädigten Teile zu ermöglichen, ohne dass
die gesamte Kreuzgelenkverbindung 100 entsorgt werden muss.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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