DE1750085A1 - Universalgelenk - Google Patents

Description

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Societe Anonyme DBA, 58 Avenue de la Grande Armee, Paris

Frankreich

Universalgelenk

ein
Die Erfindung bezieht sich auf/Universal- oder Kreuzgelenk, bei welchem das Drehmoment oder die Drehleistung zwischen einem inneren und äußeren Glied durch Kugeln übertragen wird, welche in geradlinigen, sich axial in der inneren Wand des äußeren Gliedes erstreckenden Nuten angeordnet sind.

Das Universal- oder Kreuzgelenk nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das innere Glied eine teilkugelförmige, konvexe, mit einem Teil der inneren, im wesentlichen zylindrischen Überfläche dos äußeren Gliedes zusammenwirkende Oberfläche und weiterhin eine zylindrische, konkave Oberfläche aufweist, deren Achse senkrecht zu der Achse des Gelenkes in ausgestrecktem Zustand liegt, und welche mit zwei diametral gegenüberliegenden und in Nuten angeordneten Ki'jaln

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wirkt, welche symmetrisch zu der axialen Symmetrieebene des Teiles der inneren Oberfläche liegen.

Bei einer bevorzugten AueiUhrungsform der Erfindung ist der Durchmesser einer jeden Kugel im wesentlichen gleich dem Itedius der kugelförmigen Oberfläche des inneren Gliedes.

Ein Universalgelenk mit den oben genannten Merkmalen kann als w im wesentlichen homo- oder gleichkinetisch für kleine Biegun&swinkel im allgemeinen kleiner als 10° betrachtet werden· Solch ein Gelenk kann jedoch vorteilhaft mit Kardangelenken verglichen werden, gegenüber welchen es den Vorteil hat, eine gewisse axiale Verschiebebewegung zuzulassen.

Weitere Vorteile des Gelenkes nach der Erfindung bestehen in seiner Einfachheit, seiner herabgesetzten Anzahl von Teilen und seiner leichten Bearbeitung.

Das äußere Glied kann durch ein Strangpressverfahren hergestellt werden, und wegen des großen Durchmessers der Kugeln kann die Behandlung der inneren Oberflächen nur aus einer Üittelfrequenz-behandlung bestehen, welche leicht durch Induktoren ausgeführt werden kann, welche parallel zu der Achse des Gliedes bewegt werden.

Das Bearbeiten des inneren Gliedes ist ebenfalls sehr leicht und einfach. Die zylinderischen Nuten können gleichseitig an

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einer mehrzahl von inneren, nebeneinander ausgerichteten Gliedern bearbeitet werden, wobei ihre Achsen parallel zueinander liegen.

Gelenk nach der .Erfindung ist von großem Interesse für das übertragen vor: hohen Lr eh mom en ten in dem Fall von übertragung soJer Jetriebewellen, welche mit kleinen Biegewinkeln arbeiten.

der Zeichnung iut die Gründung beispielsweise dargestellt.

Figur 1 zeict ein Universalgelenk nacii der Erfindung in Vorderansicht n.it weggebrochenen Teilen.

i'lgur 2 ist ein viuerschr.i tt nach der Linie 11-11 der I'igur 1.

figuren 3 und 4 sind Längsschnitte von U-Gelenken nach der Lriindung ohne eine Verleschung.

wie aus der: iigurer. 1 und 2 zu ersehen ist, enthält das Universal- oder Kreuzgelenk nacn der Erfindung ein äußeres Glied 10, v.elches die Form einer Trowel oder eines röhrenförmigen Teiles hat, welcner einteilig niit einer .eile 12 verbunden ist, und ternär ein ir.r.eres Glied 14, welcnes it» Inneren des äuüeren Gliedes 1ü angeordnet und einteilig nit einer Übertragungswelle 16 vercunden ist. Der Kopf des inneren Gliedes 14 iat mit einer kugelförmigen, konvexen Außenfläche 1-^: versehen, welche mit einem ayliiiuerisehen nandteil 2C des Üußeren Gliedes 1C zusammen wirkt. I'ie !«litte aer Krünx.ung aer l:u^ellörrä_eei. Oberfläche 18

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liegt im v/es entliehen auf der Achse des Gelenkes in auagerictttetem Zustand. Der Kopf des inneren Gliedes 14 enthält eine zylinderische, konkave Oberfläche 22, deren Achse im rechten Winkel zur Achse des Gelenkes in ausgerichtetem·Zustand, oder genauer senkrecht zur äbene der Längasymmetrie des Teiles 20 der zylindrischen Oberfläche liegt, mit welcher die kugelförmige Oberfläche 16 des inneren Kopfes zusammenwirkt.

Wie in der Zeichnung dargestellt, sind zwischen dem Inneren Glied 14 und dem äußeren Glied 10 zwei Kugeln 24 angeordnet, deren Radius im wesentlichen gleich dem der die zylindrische Oberfläche 22 bildenden Nut ist. Die Kugeln 24 sind in Nuten 26 angeordnet, welche parallel zu der Achse dee Gelenke* in ausgerichtetem Zustand symmetrisch mit Bezug auf die bymmetrieebene des zylindrischen Teiles 20 liegen.

Im Hinblick auf die Übertragung eines maximalen Drehmomentes bei einer gegebenen Härte der Kugeln 24 und Kuten 22 und 26 ist der maximal mögliche Durchmesser f(ir die Kugeln gewählt worden, welcher tatsächlich im wesentlichen gleich der Hälfte des Kadius des zylindrischen Teiles 20 ist.

Wenn das Gelenk gebogen wird, wobei die Achsen der Glieder TO und 14 in der Ebene der Figur 1 bleiben, geschieht das Biegen des Gelenkes um die die Mitten der Kugeln 24 verbindenden Achsen, wobei die Kugeln beständig in ihren Nuten 26 bleiben. Wenn Lm

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Gegensatz dazu das Biegen des Gelenkes aus der Ebene der llgur 1 heraus erfolgt,' bewegen sich die Kugeln 24 in ihren entsprechenden Nuten 26, und die kugelförmige Oberfläche 18 des Gliedes H wird in Berührung mit der zylindrischen Oberfläche 20 des äußeren Gliedes 10 gehalten.

Das Gelenk arbeitet natürlich normal selbst bei sehr kleinen axialen Verschiebungen der Welle 12 und 16, solange als der Berührungspunkt der kugelförmigen Oberfläche 18 in dem zylindrischen Teil 20 des Gliedes 10 verbleibt, wobei die Kugeln 24 in ihrer entsprechenden Nut bleiben.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Teil der zylindrischen Oberfläche, auf welchem sich die kugelförmige Oberfläche des inneren Gliedes abstützt, durch eine Oberfläche ersetzt, welche leicht kegelstumpfförmig und in Richtung nach aus* sen verjüngt ist. Wenn in solch einem Pail das innere Glied nach innen von dem äußeren Glied gedrückt wird, ist es möglich, das Spiel auszuschalten. Das kann von Interesse sein, wenn das Gelenk in einer lenksäule angeordnet wird. Bei solch einer Lenksäule werden vorzugsweise zwei Gelenke nach der Erfindung verwendet, auf welche Druckkräfte ausgeübt werden.

In den Figuren 3 und 4 sind zwei Ausführungsformen nach der Erfindung dargestellt, bei welchen das Gelenk ähnlich dem nach den Figuren 1 und 2, aber mit einer konischen oder teilkugelförmigen Fläohe versehen ist, welche mit dem inneren Glied zusammenwirkt, und es sind federnde Mittel zwischen dem inneren ..,, = ./< 009852/0870

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und äußeren Glied angeordnet, um das innere Glied gegen die konische oder teilkugelfcirmige Fläche zu drücken und ein äpiel zu verhindern.

Manche bei den figuren 3 und 4 verwendeten Bezugszeichen bezeichnen Teile, welche bereits in den Figuren 1 und 2 beschrieben worden sind.

Insbesondere bei Figur 3 arbeitet die kugelförmige Oberfläche 18 des inneren Gliedes 14 mit der inneren Oberfläche 20 des äußeren Gliedes 10 zusammen, welche mindestens bei ·&&«» 21 nahe der Endfläche 23 des äußeren Gliedes 10 konisch oder kugelförmig ist.

Die Neigung im Falle einer konischen Oberfläche 21 oder der Radius im Falle einer kugelförmigen Oberfläche 21 ist so, daß sich die Oberfläche 21 in Richtung auf das Innere des Gelenkes erweitert.

Gemäß der AusfUhrungsform nach Figur 3 enthalten die zwischen dem äußeren Glied 10 und dem inneren Glied 14 vorgesehenen elastischen Mittel einen Stapel 30 an Bellevillezwischenscheiben oder dgl., welche einerseits eine flach· Zwisohenscheibe 32 in Eingriff gegen radiale Vorsprünge 34 der inneren Wand des röhrenförmigen äußeren Gliedes und andererseits «inen kugelförmigen, axial vorspringenden Teil 36 des inneren Gliedes H unter Zwischenschaltung einer schalenförmigen Abstützscheibe

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3b in Jiin&riff halten. Eine Gummimanschette 39 ist mit beiden dargestellten Teilen verbunden.

Zur kontage des Gelenkes nach Figur 3 wird das innere Glied 14 in das äußere Glied 10 eingeiührt, die Kugeln von der Außenseite ues Gelenkes ein&eiUfct, die federnden i&Lttel eingesetzt und die letzteren durch Stanzen der Vorsprünge 34 durch ein geeignetes Werkzeug festgehalten.

Las Gelenk nach Fig. 4 enthält federnde Llittel, welche aus einer spiralförmigen Druckfeder 40 von Kegelstumpfform in abstützung ge^en ochultern 42 und 44 uestehen, welche an dem inneren und äußeren Glied 10 una 14 vorgesehen sind, jüne die Abdichtung des at-lenkes gegen Schmutz bildende Manschette 46 ist um die feder 40 herum angeordnet.

Das kontieren ues Gelenkes nach Fig. 4 kann durch Einfügen der Kugeln zwischen die beiden Glieder von der Außenseite des Gelenkes aus wie ic falle des Gelenkes nach £*ig. 3 erfolgen, es ist uLer auch ir.ot.licn und sogar vorzuziehen, die Kugeln von der Innenseite des auiseren Gelenkes 10 einzufügen.

Die Gelenke nach den Figuren 3 und 4 sind als nicht verlaschte Gelenke sehr zweckmäßig zur Verwendung bei Lenksäulen von Kraftfahrzeugen.

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Claims (8)

-8-S/p 6255 Patentansprüche

1. Universalgelenk! bei welchem das Drehmoment zwischen einem inneren und einem äußeren Glied durch Kugeln übertragen wird, welche in geradlinigen, sich axial in der inneren Wand des äußeren Gliedes erstreckenden Nuten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Glied (H) eine teilkugelförmige, konvexe, mit einem Teil der inneren im wesentlichen zylindrischen Oberfläche (20) des äußeren Gliedes (10) zusammenwirkende Oberfläche (18) und weiterhin eine zylindrische, konkave Oberfläche (22) aufweist, deren Achse senkrecht zu der Achse des Gelenkes in ausgestrecktem Zustand liegt, und welche mit zwei diametral gegenüberliegenden und in Nuten (26) angeordneten Kugeln (24) zusammenwirkt, welche symmetrisch zu der axialen Symmetrieebene des Teiles der inneren Oberfläche (20) liegen.

2. Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser eines jeden der Kugeln (24) im wesentlichen gleich dem Radius der kugelförmigen Oberfläche (18) dee inneren

* Gliedes (14) ist.

3. Universalgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der im wesentlichen zylindrischen Oberfläche (20) des äußeren Gliedes (10), mit welchem die kugelförmige Oberfläche (18) des inneren Gliedes (14) zusammenwirkt, leicht kegelstumpfförmig und nach außen hin verjüngt iet, wodurch, wenn das innere Glied nach innen von dem äußeren Glied gedruckt wird, ein radiales Spiel zwischen den beiden Gliedern ausgeschaltet wird.

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4. Universalgelenk naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der im wesentlichen zylindrischen Oberfläche (20) des äußeren Gliedes (10), mit welchem die kugelförmige Oberfläche (18) des inneren Gliedes (14) zusammenwirkt, leicht kegelstumpf förmig oder kugelförmig und nach innen verjüngt ist, wodurch wenn das innere Glied naoh außen von dem äußeren Glied gedrückt wird, ein radiales Spiel zwischen den beiden Gliedern ausgeschaltet wird.

5. Universalgelenk nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß Federmittel (30, 40) zwisohen dem äußeren Glied (10) und dem inneren Glied (14) vorgesehen sind und das letztere in Singriff gegen den verjüngten Oberfläohenttil (21) des Außengliedes (10) drücken.

6. Universalgelenk nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel (30) in dem äußeren Glied angeordnet sind.

7. Universalgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel aus Bellevillescheiben (30) oder dgl. bestehen, welche zwischen radialen Vorsprüngen (34) auf der Innenfläche des äußeren Gliedes (10) und dem inneren Glied (18, 36) angeordnet sind.

8. Universalgelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel außerhalb des Gelenkes angeordnet sind und aus einer spiralförmigen Druckfeder (40) in Eingriff gegen Schultern (42,44) bestehen, welche an dem inneren und äußeren Glied vorgesehen sind. 009852/0870