DE102010019684A1

DE102010019684A1 - Gelenkanordnung für einen Hydraulikzylinder oder dergleichen

Info

Publication number: DE102010019684A1
Application number: DE102010019684A
Authority: DE
Inventors: Dr. Schweigert Arndt; Eduard Beresch; Christian Dittner; Ahmed Hafit
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2011-11-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung zum Verbinden eines Hydraulikzylinders oder dergleichen mit einer damit zusammenwirkenden Struktur, umfassend einen Gelenkbolzen (4), dessen beide Bolzenenden (8, 10) mit einer ersten Gelenkseite verbunden sind, und dessen zwischen den Bolzenenden liegender Mittenbereich mit der zweiten Gelenkseite verbunden ist. Um über die Gelenkanordnung Kräfte in mehr als zwei Richtungen übertragen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Gelenkanordnung ein Gelenkkreuz (2) mit zwei sich rechtwinklig kreuzenden Gelenkbolzen (4, 6) aufweist, deren erster Gelenkbolzen (4) über an seinen Bolzenenden (8, 10) angeordnete Radiallager (12, 14) mit der ersten Gelenkseite verbunden ist, und deren zweiter Gelenkbolzen (6) über an seinen Bolzenenden (16, 18) angeordnete Radiallager (20, 22) einerseits und axial zwischen diesen Radiallagern (20, 22) angeordneten Axiallagern (24, 26) andererseits mit der zweiten Gelenkseite verbunden ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung zum Verbinden eines Hydraulikzylinders oder dergleichen mit einer damit zusammenwirkenden Struktur, umfassend einen Gelenkbolzen, dessen beide Bolzenenden mit einer ersten Gelenkseite verbunden sind, und dessen zwischen den Bolzenenden liegender Mittenbereich mit der zweiten Gelenkseite verbunden ist. Die Begriffe ”erste Gelenkseite” und ”zweite Gelenkseite” sind jeweils einer der über die Gelenkanordnung miteinander verbundenen Strukturen zugeordnet.
Hintergrund der Erfindung
Im allgemeinen werden für die Anbindung eines Hydraulikzylinders an eine damit zusammenwirkende Struktur jeweils Einlager- oder Zweilagersysteme mit einem Gelenkbolzen verwendet, der beispielsweise an seinen Bolzenenden fest eingespannt ist und dessen Mittenbereich den mit einem Gelenkkopf zusammenwirkenden Gelenkbolzen bildet, oder umgekehrt. Dabei kommen sowohl Gleitlager als auch Wälzlager zur Verwendung. Derartige Gelenkanordnungen sind in der Lage, große Radialkräfte, beispielsweise in Zug- und Druckrichtung des Hydraulikzylinders zu übertragen, üblicherweise jedoch nicht dazu, Kräfte in mehr als zwei Richtungen oder nennenswerte Axialkräfte zu übertragen, wie sie beispielsweise bei Hydraulikzylindern in Wellenkraftwerken (z. B. PELAMIS WAFE POWER) auftreten.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gelenkanordnung der eingangs genannten Art vorzustellen, über die Kräfte in mehr als zwei Richtungen und insbesondere auch Axialkräfte übertragen werden können.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Umgestaltung des im allgemeinen als reines Radiallager ausgebildeten Mittenbereiches des bekannten Gelenkbolzens in einer Weise, dass dort auch Kräfte in anderen Richtungen übertragen werden können, die oben genannte Aufgabe gelöst werden kann.
Die Erfindung geht daher aus von Gelenkanordnung zum Verbinden eines Hydraulikzylinders oder dergleichen mit einer damit zusammenwirkenden Struktur, umfassend einen Gelenkbolzen, dessen beide Bolzenenden mit einer ersten Gelenkseite verbunden sind, und dessen zwischen den Bolzenenden liegender Mittenbereich mit der zweiten Gelenkseite verbunden ist. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Gelenkanordnung ein Gelenkkreuz mit zwei sich rechtwinklig kreuzenden Gelenkbolzen aufweist, deren erster Gelenkbolzen über an seinen Bolzenenden angeordnete Radiallager mit der ersten Gelenkseite verbunden ist, und deren zweiter Gelenkbolzen über an seinen Bolzenenden angeordnete Radiallager einerseits und axial zwischen diesen Radiallagern angeordneten Axiallagern andererseits mit der zweiten Gelenkseite verbunden ist.
Der erste Gelenkbolzen entspricht damit dem herkömmlichen Gelenkbolzen, welcher nur Radialkräfte übertragen kann. Der zweite Gelenkbolzen tritt an die Stelle des ursprünglichen Mittenbereiches des bekannten Gelenkbolzens, und er erweitert die Fähigkeit der Gelenkanordnung, Kräfte aufzunehmen, um weitere Kraftrichtungen, wie anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert wird.
Gelenkkreuze sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Sie dienen im allgemeinen dazu, Drehmomente über geknickte oder achsversetzte Wellen zu übertragen. Dabei ist jeweils eines der beiden Achsstummelpaare mit einer einer ersten Gelenkseite zugeordneten Wellengabel und das andere Achsstummelpaar mit einer der anderen Gelenkseite zugeordneten Wellengabel gelenkig verbunden.
Aus der DE 10 2005 019 692 A1 ist auch bereits ein Kreuzgelenk bekannt, bei welchem die den Wellenstummeln zugeordneten Radiallager jeweils in so genannten Gelenkkreuzbüchsen geführte, direkt auf den Wellenstummeln laufende Rollen umfassen. Zusätzlich ist jeder Wellenstummel bzw. Zapfen stirnseitig über ein als Schrägkugellager ausgebildetes, zumindest zwei Wälzkörper umfassendes Axiallager an dem Boden der Gelenkkreuzbüchse abgestützt, axial geführt und zentriert. Diese Anordnung ist konstruktiv sehr aufwendig und zudem auf eine Konstruktion beschränkt, bei der die Radiallager in Gelenkkreuzbüchsen angeordnet sind. Durch die an den Stirnseiten der Wellenstummel angeordneten Axiallager vergrößern sich außerdem die Bauabmessungen in Richtung der Gelenkbolzenachsen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Radiallager jeweils als herkömmliche, reibungsarme Wälzlager ausgebildet, die auf die Bolzenenden aufgesetzt werden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Axiallager als Axial-Pendelrollenlager ausgebildet sind, die Kräfte in Achsenrichtung des zweiten Gelenkbolzens aufnehmen können. Die Radiallager und die Axiallager weisen dabei jeweils Innenringe und Außenringe auf, an deren Laufbahnen Wälzkörper abrollen. Die kostenintensive Ausbildung von Wälzkörperlaufbahnen an den Bolzenenden, so wie nachteilig bei dem Kreuzgelenk der DE 10 2005 019 692 A1 vorgesehen, entfällt damit.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einer Ausführungsform näher erläutert. Die einzige Zeichnungsfigur zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Gelenkkreuz mit einem ersten Gelenkbolzen und einem diesen ersten Gelenkbolzen kreuzenden zweiten Gelenkbolzen.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die Figur zeigt ein Gelenkkreuz 2 mit einem ersten Gelenkbolzen 4 und einem diesen kreuzenden zweiten Gelenkbolzen 6 sowie zugeordneten Wälzlager, die nachstehend beschrieben werden.
Der erste Gelenkbolzen 4 entspricht in seiner Funktion dem aus herkömmlichen Schwenkgelenklagern für Hydraulikzylinder bekannten Gelenkbolzen, dessen beide Bolzenenden 8 bzw. 10 über zugeordnete Radiallager 12 bzw. 14 mit einer ersten, nicht dargestellten Gelenkseite verbunden sind. Die Radiallager 12 bzw. 14 sind als doppelreihige Zylinderrollenlager ausgebildet.
Der den ersten Gelenkbolzen 4 in dessen Mittenbereich kreuzende zweite Gelenkbolzen 6 ist über an dessen Bolzenenden 16 bzw. 18 angeordnete Radiallager 20 bzw. 22 mit der der zweiten Gelenkseite zugeordneten Struktur verbunden, wie nicht im einzelnen dargestellt ist. Die Radiallager 20 bzw. 22 können Kräfte in zu den Kraftaufnahmerichtungen der Radiallager 12, 14 senkrecht stehenden Richtungen aufnehmen und sind hier ebenfalls als doppelreihige Zylinderrollenlager ausgebildet.
Jeweils axial zwischen den Radiallagern 20, 22 sind auf dem zweiten Gelenkbolzen 6 Axiallager 24 bzw. 26 angeordnet, die vergleichsweise große, in Richtung der Längsachse 28 des zweiten Gelenkbolzens 6 auftretende Kräfte aufnehmen und weiterleiten können.
Die an den Bolzenenden 16, 18 des zweiten Gelenkbolzens 6 angeordneten Lager 20, 22 sind als reine Radial-Wälzlager ausgebildet, die keine Axialkräfte aufnehmen müssen. Zur Aufnahme von Axialkräften dienen die Axiallager 24, 26. Diese sind vorzugsweise als Axial-Pendelrollenlager ausgebildet.
Bezugszeichenliste

2: Gelenkkreuz
4: Gelenkbolzen
6: Gelenkbolzen
8: Bolzenende
10: Bolzenende
12: Radiallager
14: Radiallager
16: Bolzenende
18: Bolzenende
20: Radiallager
22: Radiallager
24: Axiallager
26: Axiallager
28: Längsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005019692 A1 [0008, 0009]

Claims

Gelenkanordnung zum Verbinden eines Hydraulikzylinders oder dergleichen mit einer damit zusammenwirkenden Struktur, umfassend einen Gelenkbolzen, dessen beide Bolzenenden mit einer ersten Gelenkseite verbunden sind, und dessen zwischen den Bolzenenden liegender Mittenbereich mit der zweiten Gelenkseite verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkanordnung ein Gelenkkreuz (2) mit zwei sich rechtwinklig kreuzenden Gelenkbolzen (4, 6) aufweist, deren erster Gelenkbolzen (4) über an seinen Bolzenenden (8, 10) angeordnete Radiallager (12, 14) mit der ersten Gelenkseite verbunden ist, und deren zweiter Gelenkbolzen (6) über an seinen Bolzenenden (16, 18) angeordnete Radiallager (20, 22) einerseits und axial zwischen diesen Radiallagern (20, 22) angeordneten Axiallagern (24, 26) andererseits mit der zweiten Gelenkseite verbunden ist.
Gelenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radiallager (12, 14; 20, 22) jeweils als Wälzlager ausgebildet sind.
Gelenkanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Axiallager (24, 26) als Axial-Pendelrollenlager ausgebildet sind.