DE102010007227A1

DE102010007227A1 - Zapfenkreuz für Kreuzgelenk

Info

Publication number: DE102010007227A1
Application number: DE102010007227A
Authority: DE
Inventors: Paulo César SIGOLI; Mauro Moraes De Souza; Juliano Savoy; Philippe De Abreu Duque; Marcelo Adriano Do Carmo Silva; Arthur Caio Amarante Costa Paulino
Original assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Current assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2011-08-11

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zapfenkreuz für ein Kreuzgelenk, mit einem ersten und einem zweiten Zapfenpaar, wobei die Zapfenpaare in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind. Die Erfindung beinhaltet, dass das erste Zapfenpaar eine durchgehende Bohrung aufweist, dass das zweite Zapfenpaar bolzenförmig ausgestaltet ist, dass das zweite Zapfenpaar mindestens einen Kontaktbereich aufweist, dass das zweite Zapfenpaar zumindest im Bereich des Kontaktbereichs innerhalb der durchgehenden Bohrung angeordnet ist, und dass die durchgehende Bohrung und der Kontaktbereich derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass zwischen dem ersten Zapfenpaar und dem zweiten Zapfenpaar ein Presssitz besteht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zapfenkreuz für ein Kreuzgelenk, mit einem ersten Zapfenpaar, und mit einem zweiten Zapfenpaar, wobei das erste Zapfenpaar und das zweite Zapfenpaar in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind.
Als Kreuzgelenk oder Kardangelenk wird allgemein ein Gelenk bezeichnet, welches in einer sich drehenden Welle eine Abwinkelung bei gleichzeitig andauernder Kraftübertragung erlaubt. Hierfür ist ein zentrales Kreuz an zwei einander gegenüberliegenden Enden oder Zapfen über eine Gabel an einer Welle befestigt. Mit den beiden senkrecht dazu angeordneten Zapfen besteht über eine weitere Gabel ein Kontakt zur anderen Welle. Eine Welle mit einem oder mehreren Kreuzgelenken wird auch als Gelenkwelle, oft auch als Kardanwelle bezeichnet.
Das Zapfenkreuz der Offenlegungsschrift DE 1 903 093 ist beispielsweise einstückig ausgestaltet. Das Kreuz der Patentschrift US 3,103,798 besteht aus einem Grundkörper mit zwei senkrecht aufeinander stehenden durchgehenden Bohrungen für einen durchgehenden Bolzen und zwei Bolzenabschnitte. Eine ähnliche Ausgestaltung, bei welcher die Bolzenabschnitte bereits Teil des Grundkörpers sind, offenbart die Patentschrift US 6,383,081 B1 . Eine weitere Ausgestaltung für ein Zapfenkreuz lässt sich dem Patent US 3,662,569 entnehmen, wobei zwei Rundstäbe jeweils mittig eine Aussparung aufweisen, über welche sie miteinander verbunden sind.
Nachteilig am Stand der Technik ist beispielsweise, dass bei den mehrteiligen Zapfenkreuzen Spiel zwischen den einzelnen Teilen bestehen kann bzw. dass aufwändige Verbindungsmethoden angewendet werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mehrteiliges Zapfenkreuz vorzuschlagen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das erste Zapfenpaar mindestens eine durchgehende Bohrung aufweist, dass das zweite Zapfenpaar im Wesentlichen bolzenförmig ausgestaltet ist, dass das zweite Zapfenpaar mindestens einen Kontaktbereich aufweist, dass das zweite Zapfenpaar zumindest im Bereich des Kontaktbereichs innerhalb der durchgehenden Bohrung angeordnet ist, und dass die durchgehende Bohrung und der Kontaktbereich derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass zwischen dem ersten Zapfenpaar und dem zweiten Zapfenpaar zumindest im Bereich der durchgehenden Bohrung und des Kontaktbereichs zumindest ein Presssitz besteht. Die Lösung besteht somit darin, dass das Zapfenkreuz aus zwei Teilen oder Elementen besteht, welche jeweils zwei Zapfen tragen. Eines der beiden Zapfenpaare – das erste Zapfenpaar, welches sich auch als Grundkörper bezeichnen ließe – weist erfindungsgemäß eine durchgehende Bohrung oder Aussparung auf. Das andere bolzenförmig ausgestaltete Zapfenpaar – das zweite Zapfenpaar, welches sich auch als Querkörper bezeichnen ließe – befindet sich abschnittsweise in dieser Bohrung und ist mittels Presssitz befestigt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die durchgehende Bohrung und/oder der Kontaktbereich mindestens einen Abschnitt mit einer Rändelung und/oder einer Profilierung aufweist. Der Kontaktbereich oder die durchgehende Bohrung sind dabei jeweils auch mit einem solchen gerändelten oder profilierten Abschnitt versehen oder sie sind im Wesentlichen glatt ausgestaltet. In einer alternativen Ausgestaltung sind der Kontaktbereich und die Innenfläche der durchgehenden Bohrung im Wesentlichen vollständig glatt. In einer weiteren Variante verfügen die durchgehende Bohrung und der Kontaktbereich über zueinander passende Profile. Die Ausgestaltung und Abstimmung ist jedoch in jedem Fall vorzugsweise derart, dass sich ein Presssitz zwischen den Zapfenpaaren ergibt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass das erste Zapfenpaar mindestens eine Materialanhäufung aufweist, wobei die durchgehende Bohrung innerhalb der Materialanhäufung angeordnet ist. Das erste Zapfenpaar weist somit einen massiven Abschnitt auf, innerhalb dessen die durchgehende Bohrung befindlich ist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Materialanhäufung im Wesentlichen würfelförmig ausgestaltet ist. In einer Ausgestaltung sind die Kanten oder Ecken des Würfels abgerundet.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass die durchgehende Bohrung im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des ersten Zapfenpaares verläuft.
Die Erfindung wird anhand einiger in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
1: eine räumliche Darstellung des ersten Zapfenpaares eines erfindungsgemäßen Zapfenkreuzes,
2: eine räumliche Darstellung des zweiten Zapfenpaares,
3: eine räumliche Darstellung der zu einem Zapfenkreuz zusammengebauten Zapfenpaare, und
4: die seitliche Ansicht des Zapfenkreuzes der 3.
In der 1 ist ein erstes Zapfenpaar 1 dargestellt. Die beiden Zapfen liegen sich einander längs der Längsachse des ersten Zapfenpaares 1 gegenüber. Hier im Wesentlichen mittig zwischen den beiden Zapfen befindet sich eine Materialanhäufung 5, die hier im Wesentlichen würfelförmig ausgestaltet ist, wobei insbesondere die Ecken und Kanten in Richtung der Zapfen abgerundet sind. Dieser Grundkörper lässt sich vorzugsweise umformtechnisch wirtschaftlich herstellen. Senkrecht zur Längsachse des ersten Zapfenpaares 1 ist eine durchgehende Bohrung 3 vorgesehen, welche beispielsweise spanend erzeugt worden ist. Alternativ handelt es sich bei dem ersten Zapfenpaar 1 um ein Guß- oder Sinterteil. Diese durchgehende Bohrung 3 dient der Aufnahme des zweiten Zapfenpaares 2, wie es in einer Ausgestaltung in der 2 dargestellt ist. Für eine beispielhafte Herstellung eines solchen ersten Zapfenpaares 1 wird der Grundkörper zuerst in die Form – mit der würfelförmigen Materialanhäufung und den beiden Armen – gestaucht. Die durchgehend Bohrung 3 wird erzeugt und ggf. geräumt. Anschließend erfolgen Vergütung und Schleifen.
Das zweite Zapfenpaar 2 der 2 ist im Wesentlichen bolzenförmig ausgestaltet, d. h. die beiden einander längs der Längsachse gegenüber liegenden Zapfen bilden mit ihrem mittleren Abschnitt einen Stab oder ein Rohr. Dieses hier massive und zylindrische zweite Zapfenpaar 2 verfügt mittig über einen Kontaktbereich 4 für den Presssitz mit dem ersten Zapfenpaar 1, wobei für einen verbesserten Sitz eine Rändelung auf dem Kontaktbereich 4 vorgesehen ist. Alternativ verfügt der Kontaktbereich 4 über ein Profil. Das erste Zapfenpaar 1 kann dabei eine glatte durchgehende Bohrung 3 oder ebenfalls eine Profilierung aufweisen. Das zweite Zapfenpaar 2, welches sich auch als Querkörper bezeichnet lässt, wird beispielsweise erzeugt durch die Verfahrensschritte: Drehen, Abstechen von der Stange, Aufwalzen eines Profils, Vergüten und Schleifen.
Bei der Montage wird das zweite Zapfenpaar 2 in die durchgehende Bohrung 3 des ersten Zapfenpaares 1 eingebracht, bis der Kontaktbereich 3 innerhalb des ersten Zapfenpaares 1 befindlich ist. Durch die Ausgestaltung und den Abgleich aufeinander ergibt sich ein Presssitz zwischen dem ersten und dem zweiten Zapfenpaar.
Die Abbildungen 3 und 4 zeigen ein solches Zapfenkreuz. Durch den Presssitz besteht eine feste Verbindung zwischen den Zapfenpaaren und zudem ist die Montage, d. h. das Fügen, nur auf zwei Einzelteile bezogen und auch daher relativ einfach. In der 4 lässt sich insbesondere erkennen, dass die Zapfen der Paare sich jeweils auf einer Längsachse des jeweiligen Bauteils gegenüberliegen und dass die beiden Paare einen Winkel von 90° bilden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1903093 A [0003]
US 3103798 [0003]
US 6383081 B1 [0003]
US 3662569 [0003]

Claims

Zapfenkreuz für ein Kreuzgelenk, mit einem ersten Zapfenpaar, und mit einem zweiten Zapfenpaar, wobei das erste Zapfenpaar und das zweite Zapfenpaar in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zapfenpaar mindestens eine durchgehende Bohrung aufweist, dass das zweite Zapfenpaar im Wesentlichen bolzenförmig ausgestaltet ist, dass das zweite Zapfenpaar mindestens einen Kontaktbereich aufweist, dass das zweite Zapfenpaar zumindest im Bereich des Kontaktbereichs innerhalb der durchgehenden Bohrung angeordnet ist, und dass die durchgehende Bohrung und der Kontaktbereich derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass zwischen dem ersten Zapfenpaar und dem zweiten Zapfenpaar zumindest im Bereich der durchgehenden Bohrung und des Kontaktbereichs zumindest ein Presssitz besteht.
Zapfenkreuz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehende Bohrung und/oder der Kontaktbereich mindestens einen Abschnitt mit einer Rändelung und/oder einer Profilierung aufweist.
Zapfenkreuz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zapfenpaar mindestens eine Materialanhäufung aufweist, wobei die durchgehende Bohrung innerhalb der Materialanhäufung angeordnet ist.
Zapfenkreuz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialanhäufung im Wesentlichen würfelförmig ausgestaltet ist.
Zapfenkreuz nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehende Bohrung im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des ersten Zapfenpaares verläuft.