DE1213679B

DE1213679B - CV joint

Info

Publication number: DE1213679B
Application number: DER31655A
Authority: DE
Inventors: Willi Zeidler
Original assignee: Rheinmetall GmbH
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Publication date: 1966-03-31

Description

Gleichlaufwellengelenk Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleichlaufwellengelenk mit einander umfassenden Kugelschalen und gemeinsamem Kugelmittelpunkt, wobei die Kugelschalen in Richtung des zu übertragenden Drehmoments über Wälzkörper miteinander gekoppelt sind. Zu diesem Zweck weisen die Kugelschalen Schlitze auf, in denen die zumeist in einem im Innern des Gelenks vorgesehenen Führungsstück gelagerten Wälzkörper angeordnet sind.Constant velocity shaft joint The invention relates to a constant velocity shaft joint with spherical shells encompassing each other and a common center of the sphere, the Ball sockets in the direction of the torque to be transmitted with one another via rolling elements are coupled. For this purpose, the spherical shells have slots in which the mostly mounted in a rolling element provided in the interior of the joint are arranged.

Die Herstellung solcher Gelenke erfordert eine große Präzision, da. alle Gelenkteile zwar leicht beweglich, doch spielfrei zusammenarbeiten müssen. Schon ein geringes Spiel zwischen den Wälzkörpern und Schlitzwandungen führt zu raschem Verschleiß, insbesondere der Wälzkörper. Auch können Deformierungen der Schlitzwandungen entstehen, die eine Wälzbewegung der Wälzkörper verhindern, so daß zwischen diesen und den Schlitzwandungen nur noch Gleit- bzw. Reibbewegungen stattfinden, wodurch das Gelenk sehr bald unbrauchbar ist.The manufacture of such joints requires great precision because . all joint parts can be moved easily, but must work together without play. Even a small amount of play between the rolling elements and slot walls leads to rapid wear, especially of the rolling elements. Deformations of the slit walls can also occur, which prevent the rolling elements from rolling, so that only sliding or rubbing movements take place between them and the slit walls, so that the joint is soon unusable.

Selbst im Neuzustand des Wellengelenks ist die Wälzbewegung der Wälzkörper oftmals in Frage gestellt, da diese mit Paßsitz in den Schlitzen angeordnet sind, die übereinanderliegenden Schlitzwandungen der einzelnen Schalen sich dagegen in Längsrichtung gegenläufig zueinander bewegen und in Drehrichtung wechselweise an den Wälzkörpern anliegen.Even when the universal joint is new, the rolling motion of the rolling elements is still there often questioned because these are arranged with a snug fit in the slots, the overlapping slit walls of the individual shells, on the other hand, are in Move longitudinally in opposite directions and alternately in the direction of rotation are in contact with the rolling elements.

Zur Vermeidung von Gleit- und Reibbewegungen ist bereits ein Wellengelenk bekannt, bei dem konische Wälzkörper in Schlitzen zwischen einander diametral gegenüberliegenden Laufbahnen der Gelenkteile angeordnet sind. Dieses Gelenk weist jedoch keine einander umfassenden Kugelschalen im Sinne der Erfindung auf, sondern die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß jeweils ein Arm des treibenden einem Arm des getriebenen Wellenteils in Umfangsrichtung benachbart ist. Um ein einwandfreies Arbeiten dieses Gelenks zu erzielen, muß bei der Herstellung ebenfalls mit äußerster Sorgfalt und hoher Präzision gearbeitet werden, da auch bei dieser Bauart eine geringe Vergrößerung des vorhandenen Spiels einen schnellen Verschleiß und damit die Unbrauchbarkeit des Gelenks zur Folge hat.There is already a universal joint to avoid sliding and rubbing movements known in which conical rolling elements in slots between diametrically opposite one another Raceways of the joint parts are arranged. However, this joint does not face each other comprehensive spherical shells within the meaning of the invention, but the arrangement is here so taken that one arm of the driving one arm of the driven shaft part is adjacent in the circumferential direction. To ensure that this joint works properly to achieve, must also with the utmost care and high in the production Precision work, since this type of construction also has a low magnification the existing game wear and tear quickly and thus become unusable of the joint.

Die geschilderten Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß für jede Drehrichtung gesondert mindestens zwei Wälzkörper vorgesehen sind und daß die Schlitze in den Schalen derart bemessen und angeordnet sind, daß die Wälzkörper jeweils an den der Drehrichtung entgegengesetzt liegenden Schlitzwandungen der Kugelschalen einer Gelenkseite sowie an den in Drehrichtung gelegenen Schlitzwandungen der anderen Gelenkseite unter Vorspannung anliegen. Hierdurch wird einmal ein in beiden Drehrichtungen spielfrei arbeitendes Gelenk geschaffen und zum anderen eine einwandfreie Wälzbewegung der Wälzkörper ermöglicht, wodurch eine lange Lebensdauer des Gelenks erzielt wird, da Gleit- und Reibbewegungen zwischen den Wälzkörpem und den Schlitzwandungen praktisch nicht mehr auftreten können.The disadvantages outlined are avoided according to the invention by that at least two rolling elements are provided separately for each direction of rotation and that the slots in the shells are dimensioned and arranged such that the rolling elements in each case on the slit walls of the spherical shells that are opposite to the direction of rotation one side of the joint as well as on the slit walls in the direction of rotation of the other On the joint side under pretension. This results in one in both directions of rotation Creation of a backlash-free joint and, on the other hand, a flawless rolling motion the rolling element enables a long life of the joint to be achieved, because sliding and friction movements between the rolling elements and the slit walls are practical can no longer occur.

Vorteilhaft bestehen die Wälzkörper in an sich bekannter Weise aus konischen Stiften, wodurch die unterschiedlichen Wege der Schlitzwandungen in den äußeren Schalen gegenüber denen der inneren Schalen in etwa ausgeglichen werden.The rolling elements are advantageously made in a manner known per se conical pins, whereby the different paths of the slot walls in the outer shells compared to those of the inner shells are roughly balanced.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 ein Wellengelenk im Längsschnitt und F i g. 2 den Querschnitt dazu.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely FIG. 1 shows a cardan joint in longitudinal section and FIG. 2 the cross-section for this.

Bei dem in F i g. 1 im Längsschnitt dargestellten Wellengelenk ist mit 1 der Anschlußzapfen der Antriebswelle, mit 2 der Anschlußzapfen der Abtriebswelle bezeichnet. Der Zapfen 1 weist eine Kugelschale 3 auf, die von einer an dem Abtriebszapfen sitzenden Kugelschale 4 umfaßt wird. Ferner ist auf dem Antriebszapfen eine weitere Kugelschale 5 befestigt, welche die Schale 3 umgreift. Die Innenflächen der Kugelschalen sind jeweils an dem dem Zapfen abgewendeten Ende zylindrisch ausgedreht, so daß sich die Schalen übereinanderschieben lassen. In der inneren Schale 3 ist eine Kugel 6 gelagert, die als Halterung und Führung der die übertragung des Drehmoments bewirkenden Wälzkörper 7 dient und zu diesem Zweck eine ringförn-üge Führungsnut 8 aufweist. Die Kugel wird durch einen Ring 9 gehalten, der nach Einführung der Kugel in die innere Schale an dieser befestigt wird. Ebenso ist ein solcher Haltering 9' in der zylindrischen Ausdrehung der äußeren Schale 5 vorgesehen, um ein Auswandern der Kugelschalen aus dem gemeinsamen Kugelmittelpunkt zu verhindern. Im Bereich der Wälzkörper weisen die Kugelschalen ferner Schlitze 10 auf, in denen die Wälzkörper angeordnet sind. Das Herausschleudern der Wälzkörper wird durch einen Mantel 11 verhindert, der das Gelenk umgibt und aus Metall oder Kunststoff bestehen kann.In the case of the one shown in FIG. 1, shown in longitudinal section, the universal joint is denoted by 1 of the connecting pin of the drive shaft, with 2 of the connecting pin of the output shaft. The pin 1 has a ball socket 3 which is surrounded by a ball socket 4 seated on the output pin. Furthermore, a further spherical shell 5 is attached to the drive pin, which surrounds the shell 3 . The inner surfaces of the spherical shells are each turned out cylindrically at the end facing away from the pin, so that the shells can be pushed over one another. In the inner shell 3 , a ball 6 is mounted, which serves as a holder and guide for the rolling elements 7 effecting the transmission of the torque and has an annular guide groove 8 for this purpose. The ball is held by a ring 9 which is attached to the inner shell after the ball has been inserted into the latter. Such a retaining ring 9 'is also provided in the cylindrical recess of the outer shell 5 in order to prevent the spherical shells from migrating out of the common center of the sphere. In the area of the rolling elements, the spherical shells also have slots 10 in which the rolling elements are arranged. The hurling out of the rolling elements is prevented by a jacket 11 which surrounds the joint and which can be made of metal or plastic.

F i g. 2 zeigt nun die besondere Anordnung und Ausbildung der Schlitze. Die Wälzkörper 7 dienen zur übertragung des Drehmoments in Richtung des Pfeiles P, während die in den Schlitzen 10' angeordneten Wälzkörper 7' die übertragung in Richtung des Pfeiles F vornehmen. Der Einfachheit und der besseren übersichtlichkeit wegen sind in der Zeichnung nur insgesamt vier Wälzkörper dargestellt, in der Praxis wird man jedoch mehr Wälzkörper vorsehen, beispielsweise sechs oder acht.F i g. 2 now shows the special arrangement and design of the slots. The rolling elements 7 serve to transmit the torque in the direction of the arrow P, while the rolling elements 7 ′ arranged in the slots 10 ′ carry out the transmission in the direction of the arrow F. For the sake of simplicity and clarity, only a total of four rolling elements are shown in the drawing, but in practice more rolling elements will be provided, for example six or eight.

Wie in F i g. 2 zu erkennen ist, liegen die in der Drehrichtung P gesehenen rückwärtigen Schlitzwandungen 12 der Antriebsschalen 3 und 5 satt an den Wälzkörpern 7 an, während zwischen diesen und den in Drehrichtung gelegenen Schlitzwandungen IX ein Luftspalt verbleibt. In bezug auf die Schlitze in der Antriebsschale 4 ist die satte Anlage umgekehrt, und zwar liegen hier die in Drehrichtung vorderen Schlitzwandungen 13 satt an den Wälzkörpern 7 an, während zu der rückwärtigen Schlitzwandung 13' ein Luftspalt verbleibt. Die an den Wälzkörpern anliegenden, d. h. tragenden Schlitzwandungen 12 und 13 sind geschliffen.As in Fig. 2, the rear slot walls 12 of the drive shells 3 and 5, seen in the direction of rotation P, lie snugly against the rolling elements 7 , while an air gap remains between these and the slot walls IX located in the direction of rotation. With regard to the slots in the drive shell 4, the full contact is reversed, namely here the slot walls 13 at the front in the direction of rotation lie fully against the rolling elements 7 , while an air gap remains at the rear slot wall 13 '. The resting on the rolling elements, d. H. supporting slot walls 12 and 13 are ground.

Für die übertragung des Drehmoments in Richtung des Pfeiles P' dienen die Wälzkörper 7**. In bezug auf die Drehrichtung ist hier zwischen den Wälzkörpern und den Schlitzwandungen die gleiche Anordnung getroffen, so daß die Wälzkörper für beide Drehrichtungen spielfrei und unter einer gewissen Vorspannung in dem Gelenk angeordnet sind.Serve for the transmission of the torque in the direction of the arrow P ' the rolling elements 7 **. With regard to the direction of rotation, this is between the rolling elements and the slit walls made the same arrangement, so that the rolling elements backlash-free for both directions of rotation and with a certain preload in the joint are arranged.

Zur besseren übersicht sind die an den Wälzkörpern anliegenden tragenden Schlitzwandungen durch eine stärker ausgezogene Linie gekennzeichnet und ist der Luftspalt zwischen den Wälzkörpern und den nicht tragenden Schützwandungen übertrieben groß dargestellt. Hierdurch wird aber auch deutlich, daß die sich im Betrieb in axialer Richtung gegenläufig zueinander bewegenden Schlitzwandungen 12 und 13 nur im Sinne eines Abwälzens auf die Wälzkörper einwirken. Die Abwälzbewegung wird noch dadurch begünstigt, daß die Wälzkörper konisch gestaltet sind, wodurch die unterschiedlichen Wege der Schlitzwandungen in den äußeren Schalen gegenüber denen der inneren Schalen in etwa ausgeglichen werden.For a better overview, the load-bearing slot walls resting on the rolling elements are marked by a more drawn-out line and the air gap between the rolling elements and the non-load-bearing protective walls is shown in an exaggerated manner. This also makes it clear, however, that the slot walls 12 and 13 , which move in opposite directions in the axial direction during operation, only act on the rolling elements in the sense of rolling. The rolling movement is further promoted by the fact that the rolling elements are conical, so that the different paths of the slot walls in the outer shells compared to those of the inner shells are approximately compensated for.

Claims

1. A constant velocity universal joint with one another comprehensive spherical shells and common sphere center, said spherical shells in the direction of the coupled torque to be transmitted over arranged in slots of the shells rolling elements to each other, d a d u rch g e - indicates that for each direction of rotation separately at least two rolling elements are provided and that the slots in the shells are dimensioned and arranged in such a way that the rolling elements bear bias against the opposite direction of rotation of the slit walls of the spherical shells on one side of the hinge and against the slit walls in the direction of rotation of the other side of the hinge.

2. constant velocity shaft joint according to claim 1, characterized in that the rolling elements consist of conical pins in a manner known per se. Documents considered: Swiss Patent No. 214 967; French patent specification No. 911967.