DE1087913B

DE1087913B - Double joint for shafts with strong angular deflection, especially for front wheel drive shafts in motor vehicles

Info

Publication number: DE1087913B
Application number: DEG21852A
Authority: DE
Inventors: Herbert Neuschild
Original assignee: Gelenkwellenbau GmbH
Current assignee: Gelenkwellenbau GmbH
Priority date: 1957-04-08
Filing date: 1957-04-08
Publication date: 1960-08-25

Description

Doppelgelenk für Wellen mit starkem Winkelausschlag, -insbesondere für Vorderrad-Antriebswellen in Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppelgelenk, das für Antriebswellen geeignet ist, die einem starken Winkelausschlag ausgesetzt sind, wie z. B. Vorderrad-Antriebswellen in Kraftfahrzeugen. Die gabelförmigen Wellenenden dieses Gelenks nehmen zwischen sich ein mit senkrecht zueinander stehenden Nuten versehenes Herzstück auf.Double joint for shafts with strong angular deflection, in particular for front wheel drive shafts in motor vehicles The invention relates to a Double joint that is suitable for drive shafts that have a strong angular deflection are exposed, such as B. Front wheel drive shafts in motor vehicles. The fork-shaped Shaft ends of this joint take between them a mutually perpendicular Grooved centerpiece.

Bei den bekannten Gelenken dieser Art liegt die Gabelseitenfläche unmittelbar an den seitlichen Nutenwandungen an, wodurch sich bei Winkelneigung ein erheblicher Verschleiß ergibt. Dies führt nach kürzerer oder längerer Zeit zu einem unerwünschten »Schlagen« der Gelenke.In the known joints of this type, the fork side surface is located directly on the side walls of the groove, which results in an angle inclination significant wear results. This leads to after a shorter or longer period of time an undesirable "beating" of the joints.

Es sind ferner bereits Gelenke bekanntgeworden, bei denen die Reibung durch Zwischenschalten von Kugeln zwischen die entsprechend ausgebildeten Gabelteile herabgesetzt wird. Diese Kugeln sind jedoch einem starken Verschleiß unterworfen, da sie bei jedem Beugungswinkel des Gelenks zur Übertragung des Drehmomentes dienen. Außerdem ist der Beugungswinkel dieser Gelenke beschränkt, da bei einer zu starken Beugung die Gabelseitenflächen nicht mehr von allen auf den Umfang verteilten Kugeln gleichmäßig gut abgestützt würden. Die Übertragung des vollen Drehmomentes ist also bei einer starken Beugung nicht möglich.There are also already known joints in which the friction by interposing balls between the appropriately designed fork parts is reduced. However, these balls are subject to heavy wear, because they serve to transmit the torque at every flexion angle of the joint. In addition, the flexion angle of these joints is limited because one is too strong Bending the fork side surfaces no longer from all the spheres distributed over the circumference would be evenly supported. The transmission of the full torque is therefore not possible with strong flexion.

Um die Nachteile der bekannten Gelenke dieser Art zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, zwischen den seitlichen Nutenwandungen und den gegenüberliegenden Gabelseitenflächen in an sich bekannter Weise Kugeln vorzusehen, die durch einen Käfig gehalten sind und von denen die äußeren in der gestreckten Lage des Gelenkes über die Gabelenden hinausragen. Hierdurch erzielt man eine gleichmäßige Verteilung der Kugeln über die Nutenwandungen bzw. über die Gabelseitenflächen. Ferner wird erreicht, daß selbst bei starker Winkelbeugung das volle Drehmoment übertragen werden kann, da in diesem Falle die Gabelseitenfläche noch durch eine der äußeren Kugeln abgestützt wird.In order to avoid the disadvantages of the known joints of this type proposed according to the invention, between the lateral groove walls and the to provide balls in a manner known per se on opposite fork side surfaces, which are held by a cage and of which the outer in the stretched Position of the joint protrude beyond the fork ends. This achieves a uniform Distribution of the balls over the groove walls or over the fork side surfaces. It is also achieved that the full torque even with strong angular flexion can be transferred, since in this case the fork side surface is still through a the outer balls is supported.

Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Gelenk erhebliche axiale Schubkräfte aufnehmen. Durch die Ausbildung der Kugellagersegmente als Axiallager ergibt sich außerdem ein geringer Verschleiß und eine große Lebensdauer.In addition, the joint according to the invention can be substantial axial Absorb shear forces. By designing the ball bearing segments as axial bearings there is also little wear and tear and a long service life.

Bei der praktischen Ausführung ist das außen zylindrische Herzstück mit einer Ummantelung, z. B. einem aufgezogenen Rohrstück, versehen, dessen Enden durch Gummimanschetten mit den Wellen verbunden sind. Die Nuten im Herzstück sind zweckmäßig mit die Laufflächen für die Kugeln bildenden Schalensegmenten versehen.In the practical version, the centerpiece is cylindrical on the outside with a sheath, e.g. B. a drawn-up pipe section, the ends of which are provided are connected to the shafts by rubber sleeves. The grooves in the centerpiece are appropriately provided with the running surfaces for the balls forming shell segments.

Die drei Hauptbestandteile des Gelenks, die beiden Gabeln und das Herzstück, geben dem Gelenk einen solchen Zusammenhalt, daß außer der Winkelbeugung keine andere seitliche oder axiale Bewegung stattfinden kann. Damit das Gelenk erhebliche axiale Schubkräfte aufnehmen kann, werden die Kugelbahnen als Hochschulterlagerbahnen ausgeführt. Die Kugeln werden vorteilhaft so angeordnet, daß eine Kugel nicht ständig im Eingriff ist, sondern erst bei mehr als 15° Winkelbeugung belastet wird, so daß das Gelenk auch dann das volle Drehmoment übertragen kann. Das erfindungsgemäße Gelenk hat nur einen kleinen Raumbedarf, während zugleich die Winkelbeugung in beiden Ebenen bis* zu 40° und mehr betragen kann.The three main components of the joint, the two forks and the At the heart, give the joint such a cohesion that apart from the angular flexion no other lateral or axial movement can take place. So that the joint is significant Can absorb axial shear forces, the ball tracks are called university bearing tracks executed. The balls are advantageously arranged so that one ball is not constantly is engaged, but is only loaded at more than 15 ° of angular flexion, so that the joint can then transmit the full torque. The inventive Joint only takes up a small amount of space, while at the same time angular flexion in both Levels up to * up to 40 ° and more.

Schutz wird lediglich für die Kombination sämtlicher Merkmale des Hauptanspruchs begehrt.Protection is only given for the combination of all features of the Main claim desired.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Doppelgelenkes gemäß der Erfindung dargestellt; und zwar zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, Fig. 2 die Draufsicht, Fig.3 einen Querschnitt durch die Mitte des Gelenkes, Fig.4 eine Seitenansicht des Herzstückes, Fig. 5 die Draufsicht auf das Herzstück, Fig.6 und 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gelenkes und Fig. 8 bis 10 ein Ausführungsbeispiel für den Kugelkäfig.In the drawing is an embodiment of a double joint shown according to the invention; namely, Fig. 1 shows a side view, in part in section, FIG. 2 the top view, FIG. 3 a cross section through the center of the joint, FIG. 4 is a side view of the frog, FIG. 5 is a plan view of the frog, 6 and 7 a further embodiment of the joint and FIGS. 8 to 10 a Exemplary embodiment for the ball cage.

Die beiden Wellen 1 und 2 sind an ihren Enden gabelförmig ausgebildet, und zwar besitzt die Welle 1 die beiden Gabelzinken 3 und 4, die Welle 2 die Gabelzinken 5 und 6. Diese Zinken ragen in Nuten 7 und 8 bzw. 9 und 10 eines Herzstückes 11, das somit in zwei Ebenen, die senkrecht zueinander stehen, von den-Zinken umfaßt wird. Die Seitenflächen dieser Nuten sind als Laufflächen für Kugeln 12 ausgebildet, ebenso aber auch die Seitenflächen aller Gabelzinken 3, 4 bzw. 5, 6. jede Zinke weist somit auf jeder Seite ein Kugellagexsegment auf. Gehalten werden die Kugeln eines jeden Segmentes durch einen Kugelkäfig 13.The two shafts 1 and 2 are fork-shaped at their ends, namely, the shaft 1 has the two fork prongs 3 and 4, the shaft 2 the fork prongs 5 and 6. These prongs protrude into grooves 7 and 8 or 9 and 10 of a frog 11, that in two planes, which are perpendicular to each other, of the-prongs includes will. The side surfaces of these grooves are designed as running surfaces for balls 12, but also the side surfaces of all fork tines 3, 4 or 5, 6, each tine thus has a ball positionx segment on each side. The balls are held of each segment by a ball cage 13.

Wie insbesondere aus Fig.1 hervorgeht, ist bei jedem Käfig eine Kugel 12a so angeordnet, daß sie bei geradliniger Lage des Gelenkes nicht im Eingriff ist. Erst bei mehr als 15° Winkelbeugung wird diese Kugel 12a belastet, so daß das volle Drehmoment auch bei großer Schräglage einwandfrei übertragen wird.As can be seen in particular from FIG. 1, there is a ball in each cage 12a arranged so that they do not engage when the joint is in a straight line is. Only at more than 15 ° of angular flexion is this ball 12a loaded, so that the full torque is transmitted properly even at great inclinations.

Ein solches Gelenk kann gegen Schmiermittelverluste undgegenVerschmutzungdurcheinekugelförmige Verschalung oder durch eine elastisch verformbare Manschette od. dgl. - nicht dargestellt - abgedichtet werden.Such a joint can protect against loss of lubricant and against contamination by a spherical Covering or by an elastically deformable sleeve or the like - not shown - be sealed.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 und 7 ist dasHerzstück 11 zylindrisch ausgebildet und in gleicher Weise wie nach Fig. 1 bis 5 mit den vier Nuten 7, 8 und 9, 10 für die Gabelzinken 3, 4 und 5, 6 versehen. Dieses Herzstück ist mit einer staubabdichtenden Ummantelung, z. B. einem warm aufgezogenen Rohrstück 14, ausgerüstet. Zwischen den Enden dieses Rohrstückes 14 und den Wellen 1 und 2 sind Gummimanschetten 15 und 16 od. dgl. angeordnet. Hierbei kann eine Nachschmierung durch eine axiale Bohrung einer Welle oder über ein Schmiernippel od. dgl. am Umfang der Ummantelung 14 erfolgen.In the embodiment of Figures 6 and 7, the heart piece is 11 cylindrical and in the same way as in FIGS. 1 to 5 with the four Grooves 7, 8 and 9, 10 are provided for the forks 3, 4 and 5, 6. This centerpiece is covered with a dust-proof jacket, e.g. B. a warmly wound piece of pipe 14, equipped. Between the ends of this pipe section 14 and the shafts 1 and 2 Rubber sleeves 15 and 16 or the like are arranged. Relubrication can be used here by an axial bore in a shaft or via a grease nipple or the like on the circumference the casing 14 take place.

Wie in Fig. 6 auf der linken Hälfte angedeutet ist, können die Kugeln 12 in den Nuten unter Zwischenschalten von ganzen Schalensegmenten 17 gelagert sein. Statt dieser ganzen Schalensegmente können aber auch nach dem rechten Teil der Fig.6 auch Halbschalensegmente 18 vorgesehen werden.As indicated in Fig. 6 on the left half, the balls can 12 be stored in the grooves with the interposition of entire shell segments 17. Instead of all of these shell segments, however, according to the right-hand part of FIG half-shell segments 18 are also provided.

In Fig. 8 bis 10 ist ein Ausführungsbeispiel für einen Kugelkäfig 13 dargestellt, und zwar zeigt Fig. 8 einen Ouerschnitt nach der LinieA-B der Fig. 9, Fig. 9 eine Draufsicht und Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie G-D der Fig. 9. Dieser Käfig 13 ist als Blechpreßteil hergestellt, wobei die Kugeln 12 von seitlichen Stegen 19 und abgebogenen Lappen 20 geführt sind. DieKugelkäfige können auch aus Kunststoff, z. B. aus Polyamid, hergestellt sein.In Fig. 8 to 10 is an embodiment of a ball cage 13, namely Fig. 8 shows a cross-section along the line A-B of Fig. 9, FIG. 9 a plan view and FIG. 10 a section along the line G-D of FIG. 9. This cage 13 is made as a pressed sheet metal part, the balls 12 from the side Web 19 and bent tabs 20 are performed. The ball cages can also be made from Plastic, e.g. B. made of polyamide.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Double joint for shafts with strong angular deflection, especially for front-wheel drive shafts of motor vehicles, the fork-shaped Shaft ends between them are provided with grooves that are perpendicular to one another Record frog, characterized in that between the lateral groove walls. and the opposite fork side surfaces balls in a known manner (12) are provided, which are held by a ball cage (13) and of which the outer (12a) protrude beyond the fork ends in the extended position of the joint.

2. Joint according to claim 1, characterized in that the outer cylindrical heart (11) with a sheath, e.g. B. a pulled-on pipe section (14) is provided, the ends of which are connected to the shafts (1, 2) by rubber sleeves (15, 16) (Fig. 7).

3. Joint according to claims 1 and 2, characterized in that the Grooves (7, 8, 9, 1 (k) of the frog with the running surfaces for the balls (12) forming: Shell segments (17 or 18) are provided (Fig. 6).

4. Joint according to claim 1, characterized in that the guide cages (13) are pressed from sheet metal and are provided with lateral webs (19) and bent tabs (20). Considered publications: German Patent Nos. 617 356, 608 686, 424 819; French Patent Nos. 663 965, 445 937, 330 400; USA. Pat. No. 1,343,358.