DE1283037B

DE1283037B - Kreuzgelenkkupplung

Info

Publication number: DE1283037B
Application number: DEB78083A
Authority: DE
Inventors: Stokely Raymond E
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1963-08-14
Filing date: 1964-08-13
Publication date: 1969-02-20
Also published as: US3204428A; GB1063907A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreuzgelenkkupplung, deren Gabelkörper mit Lagerbüchsen versehen sind, in die Lagerzapfen des Kreuzzapfens mittels Radialnadellagern eingesetzt sind, und bei der die an den Gabelkörpern angreifenden Zentrifugalkräfte durch den Kreuzzapfen nicht berührende Zuganker aufgenommen sind.
Es ist bekannt, die Gabelkörper einer Kreuzgelenkkupplung mit Lagerbüchsen zu versehen, in die die Lagerzapfen des Kreuzzapfens mittels Radialnadellagern eingesetzt sind. Damit können höhere Drehmomente übertragen werden. Andererseits wirken auf die Gabelkörper Zentrifugalkräfte, insbesondere bei hohen Drehzahlen, ein, welche die Gabelkörper aufzuweiten suchen und die Radialnadellager Kräften aussetzen, die eine Fehlausrichtung der Nadeln bewirken und eine rasche Zerstörung des Lagers herbeiführen.
Es ist bei einer Kreuzgelenkkupplung bekannt, die an den Gabelkörpern angreifenden Zentrifugalkräfte durch einen Zuganker aufzunehmen, der den Kreuzzapfen nicht berührt.
Trotzdem sind bei der bekannten Kreuzgelenkkupplung, von der die Erfindung ausgeht, noch Fehlausrichtungen zwischen den Gabelkörpern und dem Kreuzzapfen vorhanden, die sich einerseits aus den Herstellungstoleranzen und andererseits aus den Zentrifugalkräften sowie im Betrieb auftretenden Vibrationen und Stößen ergeben.
Demzufolge besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, bei einer Kreuzgelenkkupplung der eingangs geschilderten bekannten Art die auftretenden Zentrifugalkräfte besser aufzunehmen und die im Betrieb auftretenden, die Lebensdauer der Radialnadellager verkürzenden Kräfte zu verringern. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in sphärischen Ausnehmungen auf den Stirnseiten des Kreuzzapfens entsprechend sphärisch ausgebildete Druckstücke angeordnet sind, deren ebene Stirnflächen mit den Innenflächen der Lagerbüchsen über Axialnadellager zusammenwirken.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß sich das Druckstück gegenüber dem Kreuzzapfen bei dessen Fehlausrichtung stets parallel zur Innenfläche der Lagerbüchsen einstellen kann. Die Folge davon ist, daß die hohen auftretenden Kräfte mittels des Axialnadellagers auf verhältnismäßig große Flächen der Innenflächen der Lagerbüchsen übertragen werden. Die Paralleleinstellung des Druckstückes zur Innenfläche der Lagerbüchse erfolgt bei einer Fehlausrichtung infolge der angreifenden Zentrifugalkräfte, aber auch zum Ausgleich von Herstellungstoleranzen. Durch die Paralleleinstellung wird eine möglichst gleichmäßige Belastung des Axialnadellagers erzielt, die dadurch kleiner dimensioniert werden können. Ferner wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung ein periodisches Anschlagen, bewirkt durch Vibrationen und Stöße im Betrieb, des Kreuzzapfens gegen die Innenflächen der Lagerbüchsen wirksam verhindert.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Kreuzgelenkkupplung mit an den Enden der Gabelkörper befestigten Zugankern, und F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Kreuzgelenkkupplung mit sich durch den Kreuzzapfen erstreckenden Zugankern. Die Kreuzgelenkkupplung 10 in F i g. 1 besteht aus den beiden Gabelkörpern 11 und 12 und dem Kreuzzapfen 19.
Die Bohrungen 13 in den Gabelkörpern 11 und 12 sind mit Verschlußkappen F versehen. Die Befestigung erfolgt durch die in die Gewindebohrungen 16 eingeschraubten Schrauben 15 unter Zwischenlage einer Dichtung 17. Der äußere Abschnitt jedes Gabelkörpers ist mit einer Ausnehmung 18 und einer Schulter 18 a versehen, in welche das entsprechend ausgebildete Ende 51 des Zugankers 50 eingreift, der mittels der Schrauben 52 an den mit entsprechenden Gewindebohrungen 53 versehenen Gabelkörpern befestigt ist.
Der Kreuzzapfen 19 besitzt vier Lagerzapfenabschnitte, die alle in einer gemeinsamen Ebene liegen und sich im Winkel von 90° zueinander nach außen erstrecken. Jeder Lagerzapfen ist mit einer sehr fein bearbeiteten zylindrischen Oberfläche 20 versehen. Die Stirnseiten 21 des Kreuzzapfens 19 sind flach und rechtwinklig zur Kreuzzapfenachse ausgebildet. Ferner sind Schmierkanäle 22 zentrisch zu den Kreuzzapfenachsen angeordnet, die. mit einem Schmiernippel 23 in Verbindung stehen.
In je eine öffnung 13 der Gabelkörper ist eine zylindrische Lagerbüchse 25 eingesetzt. Zwischen der Oberfläche 20 des Kreuzzapfens und der inneren zylindrischen Oberfläche 26 der Lagerbüchse 25 befindet sich eine Anzahl von Nadeln 27. Das Nadellager wird durch einen Flansch 28 am äußeren Ende der Lagerbüchse 25, der sich mit Bezug auf die Lagerbüchse radial nach innen erstreckt, gegen eine Bewegung radial nach außen festgehalten. Zwischen dem Nadellager und dem Flansch 28 befindet sich der Druckring 29, z. B. aus Metall. In dem radial nach innen gelegenen Bereich jedes Nadellagers ist ein Ring 30 angeordnet, der in den Schulterabschnitt 25 a der Lagerbüchse 25 greift und als Innenanschlag dient. Der Ring 30 ist mit der Dichtung 31 aus Gummi verbunden. Die Lippen- 31a der Dichtung erfassen den Abschnitt 20 a des Kreuzzapfens. Ferner befinden sich in den Nuten 33 die Dichtungen 32. In den Nuten 35 liegen federnde Ringe 34, die die Lagerbüchse gegen eine radiale Verschiebung in dem Gabelkörper festhalten.
Die Zentrierung des Kreuzzapfens gegenüber den Gabelkörpern bzw. den Lagerbüchsen erfolgt durch das Druckstück 41, das mit der einer halbkugelförmigen Oberfläche 41a in eine entsprechende halbkugelförmige Ausnehmung 40 an der Stirnseite des Kreuzzapfens 19 paßt. Die ebenen Stirnflächen 42 des Druckstücks 41 wirken über das Axialnadellager 36a mit der ebenen Innenfläche 43 an der Verschlußkappe F zusammen. Die einzelnen Nadeln sind in einem Druckring angeordnet, der an dem Druckstück zentriert ist, das mit einem vorstehenden Abschnitt in den Mittelabschnitt des Druckringes greift.
In F i g. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Lagerkörper sind mit genau bearbeiteten Oberflächen 60 versehen, die mit je einer Seite 61c der Lagerbüchsen 61 zusammenpassen. Die Lagerbüchsen sind mittels Schrauben 63 an den Gabelkörpern befestigt, die sich durch Bohrungen 64 in den Lagerkörpern erstrecken. Der Kreuzzapfen 19 weist an den vier Enden fein bearbeitete zylindrische Oberflächen 20 auf und ist mit einem Mittelstück 65 versehen sowie mit einer verbreiterten Schulter 66 mit dem Abschnitt 66 a, der mit der Lagerbüchse eine Tasche 67 bildet, in der die Dichtung 31 angeordnet ist, die in der Ringnut 74 der Lagerbüchse angeordnet ist. Zwischen der Oberfläche 20 und der Lagerbüchse 61. sind die Radialnadellager 27 angeordnet.
Das Mittelstück 65 hat ein hohles zylindrisches Inncres mit einer Öffnung 68, die an der einen Seite gebildet ist und sich axial zu der Kupplung erstreckt. In die Öffnung 68 ist eine Kappe 69 einschraubbar. In einer Bohrung 70 befindet sich ein Nippel 71 zur Versorgung der Lager durch die Mittelbohrungen 22, die sich durch die Zapfenarme erstrecken und mit den Taschen 67 in Verbindung stehen.
Die Kappen 61 weisen die zylindrischen Innenflächen 72 und die ebene Stirnfläche 73 auf. In der Innenseite der Lagerbüchse ist eine innere ringförmige Nut 74 vorgesehen, in der eine ringförmige Lagerdichtung 31 zwischen dem Kreuzzapfen 19 und der Lagerbüchse 61 aufgenommen ist, die sich insbesondere für einen Betrieb bei hohen Drehzahlen eignet.
Ferner ist das Innere der Lagerbüchse mit einer ringförmigen Nut 75 zur Aufnahme einer metallischen Druckscheibe 75 a versehen. Die Druckscheibe 75 a und die Dichtung 31 dienen zur axialen Festlegung der Nadeln 27.
Zur Zentrierung des Kreuzzapfens 19 mit den Lagerbrclisen 61 sind die Druckstücke 76 vorgesehen, deren halbkugelförmige Oberfläche mit der entsprechend halbkugelförmigen Ausnehinung 77 auf der Stirnseite des Kreuzzapfens 19 zusammenwirkt. Zwischen der ebenen Stirnfläche 82 des Druckstükkes 76 und der ebenen Innenfläche 73 der Lagerbüchsen 61 ist ein Axialnadellager 78 in Form eines Druckscheibenrollenlagers angeordnet, das zur Übertragung von Kräften zwischen der Lagerbüchse und dem Kreuzzapfen bzw. dem Druckstück dient. Das Axialnadellager sitzt dabei in einer ringförmigen Nut am Außenumfang des Druckstücks.
Der Zuganker 79 besteht aus den Stangen 79 a, die in den Bohrungen 22 des Kreuzzapfens angeordnet sind und im Mittelstück 65 mit einem Verbindungsstück 80 verschraubt sind. Diese Verschraubung dient auch zur Einstellung der Stangen 79 a entsprechend der Größe der Zentrifugalkräfte. Die Schraubenköpfe 79b liegen auf der Außenseite der Lagerbüchsen 61 auf. Die Stangen 79 a und das Verbindungsstück 80 sind im Abstand von dem Kreuzzapfen und den Druckstücken angeordnet.

Claims

Patentanspruch: Kreuzgelenkkupplung, deren Gabelkörper mit Lagerbüchsen versehen sind, in die die Lagerzapfen des Kreuzzapfens mittels Radialnadellagern eingesetzt sind und bei der die an den Gabelkörpern angreifenden Zentrifugalkräfte durch den Kreuzzapfen nicht berührende Zuganker aufgenommensind, dadurch gekennzeichnet, daß in sphärischen Ausnehmungen (40,77) auf den Stirnseiten des Kreuzzapfens (19) entsprechend sphärisch ausgebildete Druckstücke (41,76) angeordnet sind, deren ebene Stirnflächen (42,82) mit den Innenflächen (43,7.1) der Lagerbüchsen (25, 61) über Axialnadellager (36a, 78) zusammenwirken.