DE102013223102A1 - Kardangelenk - Google Patents
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Abstract
Ein Joch zum Aufnehmen einer Welle enthält einen Bund. Der Bund definiert einen Wellenschlitz, in den die Welle eingeführt werden kann. Eine erste Klemmnase geht von dem Bund aus und weist ein erstes abgekantetes Ende auf, das in Richtung des Wellenschlitzes abgekantet ist. Eine zweite Klemmnase geht von dem Bund aus und weist ein zweites abgekantetes Ende auf, das von dem Wellenschlitz weg abgekantet ist.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Diese Offenbarung bezieht sich auf Kardangelenke.
- HINTERGRUND
- Kardangelenkkupplungen oder Kardangelenke ermöglichen die Übertragung einer Drehbewegung zwischen starren Strukturen wie etwa Stangen, die eine Winkelverlagerung dazwischen aufweisen. Die Kardangelenkkupplung kann eines oder mehrere Scharniere enthalten, die durch einen Querschaft verbunden sind.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Es wird ein Joch zur Aufnahme einer Welle geschaffen. Das Joch enthält einen Bund und kann ein Paar von dem Bund ausgehender Flügel enthalten. Durch den Bund ist ein Wellenschlitz definiert. Von dem Bund geht eine erste Klemmnase aus, die ein erstes abgekantetes Ende aufweist. Von dem Bund geht eine zweite Klemmnase aus, die ein zweites abgekantetes Ende aufweist. Das erste abgekantete Ende ist in Richtung des Wellenschlitzes abgekantet. Dagegen ist das zweite abgekantete Ende von dem Wellenschlitz weg abgekantet. Das Paar Flügel, der Bund, die erste Klemmnase und die zweite Klemmnase können als einteiliges, einheitliches Element gebildet sein.
- Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung einiger der besten Ausführungsarten und anderer Ausführungsformen der Erfindung, die allein durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, bei Betrachtung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische isometrische Ansicht eines Kardangelenks; -
2 ist eine schematische isometrische Ansicht eines Jochs von dem Kardangelenk aus1 ; -
3 ist ein schematischer Teilquerschnitt des Jochs und eines Klemmbolzens entlang der Linie 3-3 aus1 ; -
4 ist ein schematischer Teilquerschnitt eines alternativen Jochs und Klemmbolzens entlang eines ähnlichen Blicks wie die Linie 3-3 aus1 ; -
5 ist ein schematischer Teilquerschnitt des Kardangelenks aus1 entlang der Linie 5-5; und -
6 ist ein schematischer Teilquerschnitt ähnlich dem in5 Gezeigten, wobei die Welle aber nur teilweise in das Joch eingeführt ist. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Wo es möglich ist, entsprechen gleiche Bezugszeichen anhand der Zeichnungen überall in den mehreren Figuren gleichen oder ähnlichen Komponenten.
1 zeigt eine isometrische Ansicht einer Kardangelenkkupplung oder eines Kardangelenks10 , die bzw. das zum Übertragen einer Drehbewegung verwendet werden kann. Das Kardangelenk10 kann wie etwa mit einem Querbolzen (nicht gezeigt) mit einem anderen ähnlichen Gelenk verbinden oder kann mit anderen Strukturen verbinden. - Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf Kraftfahrzeug- oder Fahrzeuganwendungen beschrieben werden kann, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet die breitere Anwendbarkeit der Erfindung. Der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt, dass Begriffe wie etwa ”über”, ”unter”, ”nach oben”, ”nach unten” usw. zur Beschreibung der Figuren verwendet sind und keine Einschränkungen an den Schutzumfang der wie durch die beigefügten Ansprüche definierten Erfindung darstellen. Irgendwelche Zahlenbezeichnungen wie etwa ”erstes” oder ”zweites” dienen nur zur Veranschaulichung und sollen den Schutzumfang der Erfindung in keiner Weise einschränken.
- Merkmale, die in einer Figur gezeigt sind, können mit in irgendwelchen der Figuren gezeigten Merkmalen kombiniert, für sie ersetzt oder durch sie geändert werden. Sofern nicht etwas Anderes angegeben ist, schließen keine Merkmale, Elemente oder Beschränkungen irgendwelche anderen Merkmale, Elemente oder Beschränkungen wechselweise aus. Irgendwelche in den Figuren gezeigten spezifischen Konfigurationen sind nur veranschaulichend und die spezifischen gezeigten Konfigurationen sind keine Beschränkung der Ansprüche oder der Beschreibung.
- Das Kardangelenk
10 enthält ein Joch12 , einen Bolzen oder Klemmbolzen14 und eine Welle16 , die eine Antriebswelle oder eine Abtriebswelle sein kann. Der Klemmbolzen14 ist mit dem Joch12 in Eingriff und zum Halten der Welle16 an dem Joch12 konfiguriert. Der Klemmbolzen14 wirkt mit einer durch die Welle16 definierten Whistle-Notch-Kerbe18 zusammen, um die Welle16 an dem Joch12 zu halten. Alle Abschnitte des Jochs12 können aus einer einzelnen, einheitlichen, einteiligen Pressung gebildet sein. - Nun in
2 und3 und weiter anhand von1 sind zusätzliche Ansichten von Abschnitten des Kardangelenks10 gezeigt.2 zeigt eine isometrische Ansicht des Jochs12 und3 zeigt eine Teilquerschnittsansicht des Jochs12 und des Klemmbolzens14 entlang der Linie 3-3 aus1 . Es wird angemerkt, dass die Welle16 in2 oder3 nicht gezeigt ist. - Das Joch
12 enthält einen Bund20 und ein Paar Flügel22 , die eine U-förmige Öffnung23 definieren, die auf der gegenüberliegenden Seite des Jochs12 von der Welle16 von dem Bund20 ausgehen. Die Flügel22 können mit einem oder mehreren Drehzapfen oder Zapfen (nicht gezeigt) zusammenwirken, die sich innerhalb der U-förmigen Öffnung23 befinden. Die Drehzapfen oder Zapfen können an einem anderen Gelenk, an einem anderen Joch oder in einer anderen Welle befestigt sein. - Der Bund
20 definiert einen Wellenschlitz24 , in den die Welle16 eingeführt wird oder mit dem sie in Eingriff gebracht wird. Der Wellenschlitz24 definiert um das Äußere des Wellenschlitzes24 einen verzahnten Abschnitt25 . Der verzahnte Abschnitt25 wirkt mit einem Keilprofil zusammen, das an der Welle16 gebildet ist, um eine Drehbewegung zwischen der Welle16 und dem Joch12 zu übertragen. Der Wellenschlitz24 ist in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der U-förmigen Öffnung23 und zu den Drehzapfen oder Zapfen, die zwischen den Flügeln22 verbinden würden, teilweise offen. Wie in den Figuren gezeigt ist, ist der Wellenschlitz24 nach oben oder vertikal offen und definiert die U-förmige Öffnung einen Zwischenraum für die horizontalen Zapfen. - Von dem Bund
20 geht eine erste Klemmnase26 aus und von dem Bund20 geht eine zweite Klemmnase28 , allgemein auf einer gegenüberliegenden Seite des Wellenschlitzes24 , aus. Die erste Klemmnase26 weist ein erstes abgekantetes Ende32 auf und die zweite Klemmnase28 weist ein zweites abgekantetes Ende34 auf. Das erste abgekantete Ende32 ist in Richtung des Wellenschlitzes24 abgekantet, so dass Abschnitte des ersten abgekanteten Endes32 den verzahnten Abschnitt25 definieren. - Anders als das erste abgekantete Ende
32 ist das zweite abgekantete Ende34 von dem Wellenschlitz24 weg abgekantet. Somit ist das zweite abgekantete Ende34 in Bezug auf den Wellenschlitz24 auf der Außenseite des Bunds20 . Die Flügel22 , der Bund20 , die erste Klemmnase26 und die zweite Klemmnase28 sind als ein einteiliges, einheitliches Element gebildet. Somit kann das Joch12 ohne Beschränkung durch Pressen gebildet werden. Alternativ kann das Joch12 durch Gießen gebildet werden oder aus einem Knüppel maschinell bearbeitet werden. Das gezeigte Joch12 kann eine maschinelle Nachbearbeitung nach dem Pressen nutzen, um einige der Endmerkmale wie etwa den verzahnten Abschnitt25 zu bilden. - Um den Klemmbolzen
14 zu befestigen, ist durch die erste Klemmnase26 ein erstes Bohrloch oder eine erste Bohrung30 definiert und ist durch die zweite Klemmnase28 ein zweites Bohrloch oder eine zweite Bohrung31 definiert. Die erste Bohrung30 und die zweite Bohrung31 sind im Wesentlichen koaxial. Allerdings wird angemerkt, dass die erste Bohrung30 und die zweite Bohrung31 nicht denselben Durchmesser zu haben brauchen und eine Senkung36 enthalten können oder im Wesentlichen an den Durchmesser des Klemmbolzens14 angepasst sein können. - Das zweite abgekantete Ende
34 definiert einen Gewindeabschnitt38 . In Konfigurationen mit der Senkung36 kann der Gewindeabschnitt36 in Richtung der Einführung des Klemmbolzens14 über die Senkung36 hinausgehen. Der Gewindeabschnitt38 wirkt mit dem Klemmbolzen14 zusammen, um den Klemmbolzen14 mit dem Joch12 in Eingriff zu bringen. Wie in3 gezeigt ist, verläuft der Gewindeabschnitt38 der zweiten Bohrung31 nicht in den verzahnten Abschnitt25 des Wellenschlitzes24 . - Der Klemmbolzen
14 ist so konfiguriert, dass er durch die Whistle-Notch-Kerbe18 der Welle16 geht, wenn er mit dem Gewindeabschnitt38 der zweiten Bohrung31 in Eingriff ist. Die erste Bohrung30 und die zweite Bohrung31 sind im Wesentlichen koaxial mit einer Achse39 des Klemmbolzens14 . - Nun in
4 und weiter anhand von1 –3 ist eine Querschnittsansicht eines anderen Jochs112 und Klemmbolzens114 , die mit einer Welle (nicht gezeigt) ähnlich der in1 gezeigten Welle16 zusammenwirken können, gezeigt.4 ist entlang eines ähnlichen Blicks wie der der in1 gezeigten Linie 3-3 genommen, so dass das Joch112 aus4 mit dem in3 gezeigten Joch12 verglichen und ihm gegenübergestellt werden kann. - Das Joch
112 enthält einen Bund120 und eine von dem Bund120 ausgehende U-förmige Öffnung (nicht getrennt mit Bezugszeichen versehen, auf der gegenüberliegenden Seite des Blicks aus4 ). Ein Paar Flügel122 definieren die U-förmige Öffnung, die einen Drehzapfen halten kann. Der Bund120 definiert einen Wellenschlitz124 , in den die Welle eingeführt wird oder mit dem sie in Eingriff gebracht wird. Der Wellenschlitz124 definiert um das Äußere des Wellenschlitzes124 einen gezahnten Abschnitt125 . Der gezahnte Abschnitt125 wirkt mit einem an der Welle gebildeten Keilprofil zusammen, um eine Drehbewegung zwischen der Welle und dem Joch112 zu übertragen. - Von dem Bund
120 geht eine erste Klemmnase126 aus und von dem Bund120 geht eine zweite Klemmnase128 , allgemein auf einer gegenüberliegenden Seite des Wellenschlitzes124 , aus. Die erste Klemmnase126 weist ein erstes abgekantetes Ende132 auf und die zweite Klemmnase128 weist ein zweites abgekantetes Ende134 auf. Die Flügel122 , der Bund120 , die erste Klemmnase126 und die zweite Klemmnase128 sind als einteiliges, einheitliches Element gebildet und können z. B. durch Pressen gebildet werden. - Das erste abgekantete Ende
132 ist wie bei dem in3 gezeigten Joch12 in Richtung des Wellenschlitzes124 abgekantet, so dass Abschnitte des ersten abgekanteten Endes132 den verzahnten Abschnitt125 definieren können. Anders als das zweite abgekantete Ende34 des Jochs12 ist das zweite abgekantete Ende134 des Jochs112 ebenfalls in Richtung des Wellenschlitzes124 abgekantet. Somit befindet sich das zweite abgekantete Ende134 in Bezug auf den Wellenschlitz124 auf der Außenseite des Bunds120 . - Um den Klemmbolzen
114 zu befestigen, ist durch die erste Klemmnase126 ein erstes Bohrloch oder eine erste Bohrung130 definiert und ist durch die zweite Klemmnase128 ein zweites Bohrloch oder eine zweite Bohrung131 definiert. Die erste Bohrung130 und die zweite Bohrung131 sind im Wesentlichen koaxial. - Die zweite Klemmnase
128 definiert einen Gewindeabschnitt138 . Der Gewindeabschnitt138 wirkt mit dem Klemmbolzen114 zusammen, um den Klemmbolzen114 mit dem Joch112 in Eingriff zu bringen. Wie in4 gezeigt ist, muss der Gewindeabschnitt138 der zweiten Bohrung131 möglicherweise in den verzahnten Abschnitt125 des Wellenschlitzes124 verlaufen, um ausreichenden Gewindeeingriff mit dem Klemmbolzen114 zu ermöglichen. - Der Klemmbolzen
114 ist so konfiguriert, dass er durch eine Whistle-Notch-Kerbe (nicht gezeigt) der Welle geht, wenn er mit dem Gewindeabschnitt138 der zweiten Bohrung131 in Eingriff ist. Die erste Bohrung130 und die zweite Bohrung131 sind im Wesentlichen koaxial mit einer Achse139 des Klemmbolzens114 . - Wie in
3 und4 gezeigt ist, ist die Achse139 des Klemmbolzens114 in dem Joch112 verhältnismäßig höher als die Achse39 des Klemmbolzens14 in dem Joch12 . Dadurch, dass sich der Gewindeabschnitt38 und das zweite abgekantete Ende34 auf der Außenseite des Wellenschlitzes24 befinden, senkt das Joch12 die Klemmschraube14 ab. Der verhältnismäßig niedrigere Ort des Klemmbolzens14 in dem Joch12 gegenüber dem Joch112 ermöglicht ebenfalls, dass die Whistle-Notch-Kerbe18 an der Welle16 tiefer ist. Wie in4 gezeigt ist, muss die zweite Bohrung131 (im Vergleich zu der zweiten Bohrung31 des Jochs12 ) höher sein, um eine ausreichende Entfernung für den Eingriff mit dem Klemmbolzen114 bereitzustellen, wenn das zweite abgekantete Ende134 in Richtung des Wellenschlitzes124 abgekantet ist. - Nun in
5 und6 und weiter anhand von1 –4 sind zwei Teilquerschnittsansichten des Kardangelenks10 gezeigt.5 und6 sind mit dem entlang der Linie 5-5 aus1 geschnittenen Joch12 gezeigt, wobei der Klemmbolzen14 und die Welle16 aber als Ganzes gezeigt sind.5 zeigt das vollständig zusammengesetzte Kardangelenk10 . -
6 zeigt das Kardangelenk10 , wenn der Klemmbolzen14 eingeführt worden ist, bevor die Welle16 mit dem Wellenschlitz24 in Eingriff gebracht worden ist, so dass die Welle16 nicht richtig in den Wellenschlitz24 eingeführt ist. Während der Montage muss die Welle16 in der Weise in den Wellenschlitz24 eingeführt werden, dass der verzahnte Abschnitt25 mit dem Keilprofil an der Welle16 in Eingriff gelangt. Daraufhin kann der Klemmbolzen14 durch die erste Bohrung30 , durch die Whistle-Notch-Kerbe18 und durch die zweite Bohrung31 eingeführt werden, um die Welle16 mit dem Joch12 zu verriegeln. - Wie in
5 und6 gezeigt ist, kann die Achse39 des Klemmbolzens14 mit einer Oberseite der Welle16 im Wesentlichen zusammenfallen. Die tiefe Whistle-Notch-Kerbe18 und das zweite abgekantete Ende34 ermöglichen, dass der Klemmbolzen14 auf die gezeigte Höhe abgesenkt wird. - In dem gezeigten Kardangelenk
10 weist die Whistle-Notch-Kerbe18 eine Kerbtiefe auf, die gleich oder größer einer Hälfte des Durchmessers des Klemmbolzens14 ist. Allerdings können einige Konfigurationen den Klemmbolzen14 nicht so weit in die Welle16 absenken. - Das Joch
12 des Kardangelenks10 enthält einen in dem Bund20 gebildeten Freischnitt40 . Der Freischnitt40 ist ferner in5 durch eine Vollkörperlinie41 dargestellt, die einen Abschnitt des Bunds20 repräsentiert, der entfernt worden ist (oder nie enthalten war), um den Freischnitt40 zu bilden. Der Freischnitt40 ist dem Wellenschlitz24 gegenüberliegend von der ersten Klemmnase26 und der zweiten Klemmnase28 gebildet und ist ebenfalls den Flügeln22 gegenüberliegend oder von ihnen weg weisend gebildet. - Der Freischnitt
40 entfernt Abschnitte des Bunds20 , die ansonsten, wie durch die Vollkörperlinie41 in5 dargestellt ist, einen Teil des gezahnten Abschnitts25 definieren würden. Somit steht weniger von dem Wellenschlitz24 und von dem gezahnten Abschnitt25 zu Verfügung, um die Welle16 zu erfassen und zu halten, wenn der Klemmbolzen14 wie in6 gezeigt vor der Welle16 eingeführt wird. Somit verringert der Freischnitt40 die Möglichkeiten der Fehlmontage des Kardangelenks10 . - Die richtige Montage des Kardangelenks
10 vermeidet die in6 gezeigte Bedingung, da die Welle16 und das Joch12 nicht zusammenbleiben. Falls die Welle16 allerdings teilweise in den Wellenschlitz24 eintreten kann, können die Zähne an der Welle16 den gezahnten Abschnitt25 ergreifen oder packen und das (falsche) Aussehen oder Gefühl vermitteln, dass das Kardangelenk10 vollständig zusammengesetzt worden ist. - Der Freischnitt
40 kann eine Unterschnittebene42 definieren, die in dem nächsten Abschnitt des Freischnittes40 in Richtung der durch die Flügel22 gebildeten U-förmigen Öffnung23 ist. In der in5 und6 gezeigten Konfiguration fällt die Unterschnittebene42 mit einem Rand der ersten Bohrung30 , der der U-förmigen Öffnung23 gegenüberliegt, im Wesentlichen zusammen. Somit ist die Fähigkeit der Welle16 , in den Wellenschlitz24 eingeführt und darin gehalten zu werden, nachdem der Klemmbolzen14 bereits mit dem Joch12 in Eingriff gebracht worden ist, weiter verringert. - Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren dienen zur Unterstützung und Beschreibung der Erfindung, wobei der Schutzumfang der Erfindung aber allein durch die Ansprüche definiert ist. Obwohl einige der besten Ausführungsarten und andere Ausführungsformen der beanspruchten Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, gibt es verschiedene alternative Entwürfe, Konfigurationen und Ausführungsformen, um die in den beigefügten Ansprüchen definierte Erfindung zu verwirklichen.
Claims (10)
- Joch zum Aufnehmen einer Welle, wobei das Joch umfasst: einen Bund; einen Wellenschlitz, der durch den Bund definiert ist; eine erste Klemmnase, die von dem Bund ausgeht und ein erstes abgekantetes Ende aufweist, wobei das erste abgekantete Ende in Richtung des Wellenschlitzes abgekantet ist; und eine zweite Klemmnase, die von dem Bund ausgeht und ein zweites abgekantetes Ende aufweist, wobei das zweite abgekantete Ende von dem Wellenschlitz weg abgekantet ist.
- Joch nach Anspruch 1, das ferner umfasst: einen Freischnitt, der in dem Bund dem Wellenschlitz gegenüberliegend von der ersten Klemmnase und der zweiten Klemmnase gebildet ist.
- Joch nach Anspruch 2, wobei das Joch mit einem Bolzen zusammenwirkt und ferner umfasst: eine erste Bohrung, die durch die erste Klemmnase definiert ist; und eine zweite Bohrung, die durch die zweite Klemmnase definiert ist und die im Wesentlichen koaxial mit der ersten Bohrung ist, wobei das zweite abgekantete Ende einen Gewindeabschnitt definiert, der mit dem Bolzen zusammenwirkt, um den Bolzen mit dem Joch in Eingriff zu bringen.
- Joch nach Anspruch 3, das ferner umfasst: einen gezahnten Abschnitt, der um das Äußere des Wellenschlitzes definiert ist, wobei der Gewindeabschnitt der zweiten Bohrung nicht in den gezahnten Abschnitt verläuft.
- Joch nach Anspruch 4, wobei der Freischnitt eine Unterschnittebene definiert, die mit einem Rand der ersten Bohrung, der dem Paar Flügel gegenüberliegt, im Wesentlichen zusammenfällt.
- Joch nach Anspruch 5, wobei die erste Bohrung eine Bolzenachse definiert, die mit einer Oberseite der Welle im Wesentlichen zusammenfällt.
- Joch nach Anspruch 6, das ferner umfasst: ein Paar Flügel, die der Unterschnittebene gegenüberliegend von dem Bund ausgehen, wobei das Paar Flügel, der Bund, die erste Klemmnase und die zweite Klemmnase ein einteiliges, einheitliches Element sind.
- Kardangelenk, das umfasst: eine Welle, die eine Whistle-Notch-Kerbe aufweist; ein Joch, das enthält: einen Bund; ein Paar Flügel, die von dem Bund ausgehen und die eine U-förmige Öffnung definieren; einen durch den Bund definierten Wellenschlitz; eine erste Klemmnase, die von dem Bund ausgeht und die ein erstes abgekantetes Ende aufweist, wobei das erste abgekantete Ende in Richtung des Wellenschlitzes abgekantet ist; eine zweite Klemmnase, die von dem Bund ausgeht und die ein zweites abgekantetes Ende aufweist, wobei das zweite abgekantete Ende von dem Wellenschlitz weg abgekantet ist, und wobei das Paar Flügel, der Bund, die erste Klemmnase und die zweite Klemmnase ein einteiliges, einheitliches Element sind; eine erste Bohrung, die durch die erste Klemmnase definiert ist; und eine zweite Bohrung, die durch die zweite Klemmnase definiert ist und die im Wesentlichen koaxial mit der ersten Bohrung ist, wobei das zweite abgekantete Ende einen Gewindeabschnitt definiert, der mit dem Bolzen zusammenwirkt, um den Bolzen mit dem Joch in Eingriff zu bringen; einen Bolzen, der dafür konfiguriert ist, mit dem Gewindeabschnitt der zweiten Bohrung in Eingriff zu gelangen und durch die Whistle-Notch-Kerbe der Welle zu verlaufen.
- Kardangelenk nach Anspruch 8, das ferner umfasst: einen Freischnitt, der in dem Bund dem Wellenschlitz gegenüberliegend von der ersten Klemmnase und der zweiten Klemmnase gebildet ist und von der durch das Paar Flügel definierten U-förmigen Öffnung wegweist.
- Kardangelenk nach Anspruch 9, wobei die erste Bohrung einen Bolzendurchmesser definiert, und wobei die Whistle-Notch-Kerbe eine Kerbtiefe definiert, die gleich oder größer einer Hälfte des Bolzendurchmessers ist.
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