DE10223849C1 - Kreuzgelenk mit einer Wuchtanordnung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kreuzgelenk mit einer Wuchtanordnung. Die Gabelarme 3, 4 weisen auf einer gemeinsamen Bohrungsachse 10 zentriert jeweils eine Lagerbohrung 5 mit einer Nut 11 auf. Eine Zapfenkreuzgarnitur 6 umfaßt vier Zapfen 7, die sich rechtwinklig kreuzen und Lagerbüchsen 8, die jeweils einen eine Außenfläche 16 aufweisenden Boden 15 besitzen und in denen jeweils ein Zapfen 7 gelagert ist. Jeweils eine Lagerbüchse 7 ist in einer Lagerbohrung 5 aufgenommen und durch einen Sicherungsring 17, der in die Nut 11 eingreift und sich gegen die Außenfläche 16 des Bodens 15 der zugehörigen Lagerbüchse 8 abstützt, gesichert. Dieser weist radial bezogen auf die Bohrungsachse 10 einen am Boden 15 anliegenden Stützabschnitt 18 auf, an den radial nach innen auf die Bohrungsachse 10 vorstehend mindestens ein Halteabschnitt 19 angesetzt ist, der zum Stützabschnitt 18 axial versetzt und zum Boden 15, einen Freiraum 20 bildend, beabstandet ist. Ein Wuchtgewicht 22, das als an einer Stelle unterbrochener Ring gestaltet ist, ist in dem Freiraum 20 zwischen dem Boden 15 und dem mindestens einen Halteabschnitt 19 festsetzbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kreuzgelenk mit einer Wuchtanord­ nung.

In der EP 0 385 176 A1 ist eine Wuchtanordnung für Kreuzge­ lenkwellen beschrieben, bei der an der Verbindungsstelle eines Verbindungsrohres mit einem Kreuzgelenk zusammen mit diesem ein separater Befestigungsring festgelegt ist, der das Verbin­ dungsrohr in einem Teillängenabschnitt mit Abstand umgibt. Auf der Außenfläche des Befestigungsringes können individuell Wuchtgewichte durch Punktschweißung befestigt werden. Diese Ausbildung lässt jedoch insbesondere bei der Reparatur einer Gelenkwelle und dem erneuten Auswuchten keine zerstörungsfreie Demontage zu. Darüber hinaus ist für eine solche Ausbildung ein erheblicher Verfahrensaufwand zu treiben, da spezielle Einrichtungen benötigt werden, mit denen die Wuchtgewichte angeschweißt werden können. Auch eine fehlerhafte Anbringung kann nur durch eine Zerstörung korrigiert werden. Darüber hin­ aus ist die Lage der Stelle zur Anbringung der Wuchtgewichte nicht optimal, da die größte Unwucht im Kreuzgelenk selbst liegt. Darüber hinaus besteht bei kurzen Kreuzgelenkkupplun­ gen, bei denen praktisch kein Verbindungsrohr vorhanden ist, bisher nur die Möglichkeit des Entfernens von Masse durch Aus­ bohren, was jedoch den Nachteil hat, dass eine Schwächung er­ folgt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kreuzge­ lenk mit einer Wuchtanordnung zu schaffen, welche einfach und reproduzierbar herzustellen ist und auch in einfacher Weise bei Reparaturen ein Wuchten zulässt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Kreuzge­ lenk mit einer Wuchtanordnung umfassend

• - zwei Gelenkgabeln,
• - die jeweils zwei Gabelarme aufweisen, in denen jeweils auf einer gemeinsamen Bohrungsachse zentriert eine Lager­ bohrung angeordnet ist, die eine Nut aufweist,
• - eine Zapfenkreuzgarnitur
• - mit vier Zapfen, von denen jeweils zwei auf einer gemein­ samen Achse angeordnet sind und diese sich rechtwinklig kreuzen,
• - mit Lagerbüchsen, die jeweils einen eine Außenfläche auf­ weisenden Boden besitzen und in denen jeweils ein Zapfen gelagert ist,
• - wobei jeweils eine Lagerbüchse in einer Lagerbohrung aufgenommen ist,
• - einen Sicherungsring je Lagerbohrung,
• - der zur Festlegung einer Lagerbüchse dient und dazu in die Nut der Lagerbohrung eingreift und sich gegen die Außenfläche des Bodens der zugehörigen Lagerbüchse ab­ stützt,
• - der einen radial bezogen auf die Bohrungsachse äußeren und am Boden anliegenden Stützabschnitt aufweist, an den radial nach innen auf die Bohrungsachse vorstehend min­ destens ein Halteabschnitt angesetzt ist, der zum Stütz­ abschnitt axial versetzt und zum Boden, einen Freiraum bildend, beabstandet ist, und
• - ein Wuchtgewicht,
• - das als an einer Stelle unterbrochener Ring gestaltet und, in dem Freiraum zwischen dem Boden und dem mindes­ tens einen Halteabschnitt festsetzbar ist.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, dass die Wuchtgewichte dort angebracht werden, wo sich die Unwuchten bei einer Kreuz­ gelenkwelle konzentrieren. Darüber hinaus ist von Vorteil, dass im Reparaturfalle ein leichtes Wiederauswuchten möglich ist, da die Wuchtgewichte lösbar angebracht sind. Desgleichen ist es leicht möglich, beim Auswuchten die Wuchtgenauigkeit durch das Austauschen von Gewichten zu erhöhen.

Vorzugsweise sind am Stützabschnitt drei Halteabschnitte für das Halten des Wuchtgewichtes vorgesehen. Diese sind am Stütz­ abschnitt verteilt angeordnet. Zum sicheren Halten des Wucht­ gewichtes ist vorgesehen, dass jeder Halteabschnitt und das Wuchtgewicht eine erste bzw. zweite Kontaktfläche aufweisen, welche in Kontakt treten, wobei mindestens eine der Kontakt­ flächen Teil einer Kegelmantelfläche ist, welche sich von der Bohrungsachse weg der Außenfläche des Bodens annähert. Dabei können die in Kontakt tretenden Flächen hinsichtlich ihres Verlaufs so gestaltet sein, das Selbsthemmung eintritt und so­ mit ein Lösen sicher verhindert ist. Kräfte die in Richtung auf den Boden der Lagerbüchse wirken, wirken nicht auf das Wuchtgewicht, da sie über den Sicherungsring unmittelbar in die Gabelarme der zugehörigen Gelenkgabel eingeleitet werden.

Zur Festlegung weist das Wuchtgewicht bezogen auf die Boh­ rungsachse radial außen einen Befestigungsabschnitt auf, der in den Freiraum des Sicherungsringes eingreift.

Günstig ist eine Lösung, bei der das Wuchtgewicht Wuchtsegmen­ te aufweist und die Wuchtsegmente an den Befestigungsabschnitt radial auf die Bohrungsachse zu angesetzt sind. Dabei können die Wuchtsegmente einzeln von dem Befestigungsabschnitt und oder voneinander trennbar sein.

Um das Wuchtgewicht einfacher montieren zu können, weist es mindestens einen Schlitz auf, der ausgehend von der Innenkon­ tur radial nach außen bis in den Befestigungsabschnitt ver­ läuft. Wuchtgewichte mit unterschiedlichen Gewicht können auch dadurch gebildet werden, dass die Wuchtsegmente in ihrer Dicke unterschiedlich gestaltet sind oder aber in radialer Richtung bei gleichbleibender Dicke unterschiedliche Abmessungen auf­ weisen.

Eine Kreuzgelenkwelle, bei der ein Kreuzgelenk mit einer Wuchtanordnung entsprechend der Erfindung versehen ist, sowie verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten für die Wuchtgewichte sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und anhand der­ selben näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Kreuzgelenkwelle, mit einer Wuchtanord­ nung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 das Detail X von Fig. 1 im vergrößertem Maß­ stab im Schnitt,

Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 2,

Fig. 4 das Detail Y gemäß Fig. 2 im nochmals vergrö­ ßertem Maßstab bezüglich einer ersten Ausfüh­ rungsform eines Wuchtgewichtes,

Fig. 5 das Detail Y gemäß Fig. 2 im nochmals vergrö­ ßertem Zustand mit einer alternativen Ausfüh­ rungsform eines Wuchtgewichtes,

Fig. 6 die Darstellung einer Hälfte einer ersten Aus­ führungsform eines Wuchtgewichtes gemäß Fig. 4,

Fig. 7 einen Halbschnitt durch eine weitere Ausfüh­ rungsform eines Wuchtgewichtes.

Aus Fig. 1 ist eine Kreuzgelenkwelle mit einem ersten Kreuz­ gelenk 1 ersichtlich, welches eine erste Gelenkgabel 2 mit ei­ nem ersten Gabelarm 3 und einem dazu beabstandeten zweiten Ga­ belarm 4 aufweist. Durch beide verläuft jeweils eine Lagerboh­ rung 5, welche auf der Bohrungsachse 10 zentriert ist. In den beiden Gabelarmen 3, 4 sind die Lagerbüchsen 8, die auf Zapfen 7 gelagert sind, aufgenommen. Diese bilden zusammen mit einem Zapfenkreuz 6 die erste Hälfte einer Zapfenkreuzgarnitur. Das Zapfenkreuz 6 weist ferner zwei weitere Zapfen auf, die recht­ winklig zu den ersten Zapfen 7 und mit diesen in einer Ebene angeordnet sind. In der Lagerbohrung 5 befindet sich eine Nut 11. In diese ist ein Sicherungsring 9 eingesetzt, der die La­ gerbüchse 8 entlang der Bohrungsachse 10 abstützt. Die beiden weiteren Zapfen des Zapfenkreuzes, die ebenfalls Lagerbüchsen tragen, sind in den Gabelarmen einer zweiten Gelenkgabel 12 entsprechend der Anordnung, wie sie im Zusammenhang mit der ersten Gelenkgabel 2 beschrieben ist, gehalten. Die vorbe­ schriebenen Teile bilden zusammen das erste Kreuzgelenk 1. Ein dem Kreuzgelenk 1 entsprechendes zweites Kreuzgelenk 13 ist an einem der ersten Gelenkgabel 2 entfernten Ende einer Verbin­ dungswelle 14, die teleskopartig eine Längenveränderung zu­ lässt, angeordnet.

Nachfolgend wird die Wuchtanordnung zunächst anhand der Fig. 2, 3, 4 und 6 beschrieben. Aus den Fig. 2 und 3 ist der erste Gabelarm 3 der ersten Gelenkgabel 2 erkennbar, der die Lagerbohrung 5 aufweist. Diese besitzt die Bohrungsachse 10. In der Lagerbohrung 5 ist ein Zapfen 7 eines Zapfenkreuzes 6 unter Zwischenschaltung von Wälzkörpern und einer Lagerbüchse 8 aufgenommen. Die Lagerbüchse 8 besitzt einen Boden 15 mit der Außenfläche 16. In der Lagerbohrung 5 ist im Bereich des Bodens 15 eine Nut 11 umlaufend um die Bohrungsachse 10 ange­ bracht. Die Wuchtanordnung umfasst einen Sicherungsring 17, der einen Stützabschnitt 18 aufweist, der in die Nut 11 ein­ greift und sich darüber hinaus gegen die Außenfläche 16 des Bodens 15 der Lagerbüchse 8 anlegt. Hierdurch wird das Zapfen­ kreuz 6 in Richtung der Bohrungsachse 10 zwischen den beiden Gabelarmen 3, 4 der ersten Gelenkgabel 2 zentriert gehalten. Der Sicherungsring 17 ist, wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist, an einer Stelle in Umfangsrichtung offen gestaltet, so dass er durch ein geeignetes Werkzeug im Durchmesser verringert und in die Lagerbohrung 5 eingeschoben werden kann, so dass er in die Nut 11 eintritt. An dem Stützabschnitt 18 schließen sich radi­ al nach innen drei auf dem Umfang verteilte Halteabschnitte 19 an, die darüber hinaus zum Verlauf des Stützabschnittes 18 ab­ gekröpft sind, so dass sich zur Außenfläche 16 des Bodens 15 der Lagerbüchse 8 ein Freiraum 20 ergibt, der zur Bohrungsach­ se 10 hin offen ist. Der Außenfläche 16 des Bodens 15 der Lagerbüchse 8 entfernt und dieser gegenüberliegend weisen die Halteabschnitte 19 eine erste Kontaktfläche 21 auf, wie insbe­ sondere aus Fig. 4 ersichtlich, welche einen Teil einer Ke­ gelfläche darstellt, die auf der Bohrungsachse 10 zentriert ist und von der Bohrungsachse 10 weg sich der Außenfläche 16 des Bodens 15 annähert. Dem Sicherungsring 17 können Wuchtge­ wichte 22 unterschiedlichen Gewichtes zugeordnet werden. Diese Wuchtgewichte 22 sind ähnlich wie der Sicherungsring 17 ges­ taltet und weisen radial, bezogen auf die Bohrungsachse 10, außen einen Befestigungsabschnitt 24 auf, der in den Freiraum 20 eintritt. An diesen schließen radial nach innen auf die Bohrungsachse 10 zu Wuchtsegmente 25 an, die durch einen Schlitz 26 voneinander getrennt sind. In Fig. 3 ist jeweils nur eine Hälfte des Sicherungsringes 17 und des ringförmigen Wuchtgewichtes 22 dargestellt. Es sind insgesamt zwei Schlitze 26 vorgesehen, die von der Innenkontur der Wuchtsegmente 25 ausgehen und radial bis in den Befestigungsabschnitt 24 hinein verlaufen. Aus Fig. 2 ist erkenntlich, dass sich die Wucht­ segmente 25 dickenmäßig von dem Abschnitt des Wuchtgewichtes 17 unterscheiden, der die zweite Kontaktfläche 23 aufweist, die mit der ersten Kontaktfläche 21 der Halteabschnitte 19 in Kontakt tritt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, 3 und 4 verlaufen die zweite Kontaktfläche 23 und die Fläche 27, die sich gegen die Außenfläche 16 des Bodens 15 abstützt, paral­ lel.

Bei der Ausführungsform eines Wuchtgewichtes 122 gemäß Fig. 5 verläuft die zweite Kontaktfläche 123 entsprechend dem Verlauf der ersten Kontaktfläche 21 des Halteabschnittes 19 des Siche­ rungsringes 17 gegengleich in Form einer Teilkegelfläche.

Während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 und 3 die ein­ zelnen zu verwendenden Wuchtgewichte 22 sich hinsichtlich ih­ rer Masse dadurch unterscheiden können, dass sie eine unter­ schiedliche Dicke aufweisen, ist bei der Ausführungsform eines Wuchtgewichtes 222 gemäß Fig. 7 vorgesehen, dass die an den Befestigungsabschnitt 224 in radialer Richtung auf die Boh­ rungsachse 10 zu ansetzenden Wuchtsegmente 225 unterschiedli­ che radiale Abmessungen aufweisen, so dass sich Innendurchmes­ ser D1, D2 unterschiedlicher Größe ergeben.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist auch erkennbar, dass die einzelnen Wuchtsegmente 125 durch Kerben voneinander ge­ trennt sind, so dass sie entfernbar sind, um die richtige Mas­ se für die gewünschte Auswuchtqualität erzeugen zu können.

Bezugszeichenliste

1

erstes Kreuzgelenk

2

erste Gelenkgabel

3

erster Gabelarm

4

zweiter Gabelarm

5

Lagerbohrung

6

Zapfenkreuz

7

Zapfen

8

Lagerbüchse

9

Sicherungsring

10

Bohrungsachse

11

Nut

12

zweite Gelenkgabel

13

zweites Kreuzgelenk

14

Verbindungswelle

15

Boden

16

Außenfläche des Bodens

17

Sicherungsring

18

Stützabschnitt

19

Halteabschnitt

20

Freiraum

21

erste Kontaktfläche

22

,

122

,

222

Wuchtgewicht

23

,

123

zweite Kontaktfläche

24

,

124

,

224

Befestigungsabschnitt

25

,

125

,

225

Wuchtsegment

26

,

126

Schlitz

27

Fläche

Claims (7)

1. Kreuzgelenk mit einer Wuchtanordnung umfassend
zwei Gelenkgabeln (2, 12),
die jeweils zwei Gabelarme (3, 4) aufweisen, in denen jeweils auf einer gemeinsamen Bohrungsachse (10) zentriert eine Lagerbohrung (5) angeordnet ist, die eine Nut (11) aufweist,
eine Zapfenkreuzgarnitur (6)
mit vier Zapfen (7), von denen jeweils zwei auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und diese sich rechtwinklig kreuzen,
mit Lagerbüchsen (8), die jeweils einen eine Außen­ fläche (16) aufweisenden Boden (15) besitzen und in denen jeweils ein Zapfen (7) gelagert ist,
wobei jeweils eine Lagerbüchse (7) in einer Lagerboh­ rung (5) aufgenommen ist,
einen Sicherungsring (17) je Lagerbohrung (5),
der zur Festlegung einer Lagerbüchse (8) dient und dazu in die Nut (11) der Lagerbohrung (5) eingreift und sich gegen die Außenfläche (16) des Bodens (15) der zugehörigen Lagerbüchse (8) abstützt,
der einen radial bezogen auf die Bohrungsachse (10) äußeren und am Boden (15) anliegenden Stützabschnitt (18) aufweist, an den radial nach innen auf die Boh­ rungsachse (10) vorstehend mindestens ein Halteab­ schnitt (19) angesetzt ist, der zum Stützabschnitt (18) axial versetzt und zum Boden (15), einen Frei­ raum (20) bildend, beabstandet ist, und
ein Wuchtgewicht (22),
das als an einer Stelle unterbrochener Ring gestaltet und in dem Freiraum (20) zwischen dem Boden (15) und dem mindestens einen Halteabschnitt (19) festsetzbar ist.

2. Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei Halteabschnitte (19) verteilt am Stützabschnitt (18) angebracht sind.

3. Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Halteabschnitt (19) und das Wuchtgewicht (22, 122) eine erste bzw. zweite Kontaktfläche (21 bzw. 23) aufweisen, welche in Kontakt treten, wobei mindestens eine der Kontaktflächen (21, 23) Teil einer Kegelmantelfläche ist, welche sich von der Bohrungsachse (10) weg der Außen­ fläche (16) des Bodens (15) annähert.

4. Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wuchtgewicht (22, 122), bezogen auf die Bohrungs­ achse (10), radial außen einen Befestigungsabschnitt (24, 124), der in den Freiraum (20) des Sicherungsringes (17) eingreift, aufweist.

5. Kreuzgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wuchtgewicht (22, 122) Wuchtsegmente (25, 125) aufweist und dass die Wuchtsegmente (25, 125) an den Be­ festigungsabschnitt (24, 124) radial auf die Bohrungsachse (10) zu angesetzt sind.

6. Kreuzgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtsegmente (125) einzeln von dem Befestigungs­ abschnitt (124) und/oder voneinander trennbar sind.

7. Kreuzgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wuchtgewicht (22, 122) mindestens einen Schlitz (26, 126) aufweist, der ausgehend von der Innenkontur ra­ dial nach außen bis in den Befestigungsabschnitt (24, 124) verläuft.