DE19904960C1

DE19904960C1 - Anordnung eines Kreuzgelenkes und eines Zahnrades für ein Getriebe

Info

Publication number: DE19904960C1
Application number: DE19904960A
Authority: DE
Inventors: Karl Coenen; Manfred Eidam
Original assignee: GKN Walterscheid GmbH; GKN Walterscheid Getriebe GmbH
Current assignee: Walterscheid GmbH; Walterscheid Getriebe GmbH
Priority date: 1999-02-06
Filing date: 1999-02-06
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2019-02-07
Also published as: ITMI992495A0; FR2789461A1; FR2789461B1; BE1012870A5; ITMI992495A1; IT1314095B1; US6290605B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, umfassend ein Kreuzgelenk 1 mit einer um eine erste Drehachse 6 drehbaren ersten Gelenkgabel 2, mit einer um eine zweite Drehachse 7 drehbaren zweiten Gelenkgabel 3 und mit einer Zapfenkreuzgarnitur 4, mittels derer die Gelenkgabeln 2, 3 zueinander abwinkelbar verbunden sind, so daß ihre Drehachsen 6, 7 zueinander winkelverstellbar sind, sowie ein Zahnrad 5 für ein Getriebe. Um die Winkelbeugung von Kreuzgelenken einer kurz ausgeführten Gelenkwelle mit einer solchen Anordnung zu reduzieren, ist das Zahnrad 5 drehfest mit der ersten Gelenkgabel 2 verbunden und koaxial zu deren Drehachse 6 um den Mittelpunkt der Zapfenkreuzgarnitur 4 angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Kreuzgelenkes und eines Zahnrades für ein Getriebe, wobei das Kreuzgelenk eine um eine erste Drehachse drehbare erste Gelenkgabel, eine um eine zweite Drehachse drehbare zweite Gelenkgabel und eine Zapfen kreuzgarnitur, mittels derer die Gelenkgabeln zueinander abwin kelbar verbunden sind, so daß ihre Drehachsen zueinander winkel verstellbar sind, umfaßt.

Aus der US 4 289 213 ist eine Anordnung eines Kreuzgelenkes mit einer Riemenscheibe für eine Getriebe im Antriebsstrang eines Fahrzeuges bekannt. Dabei wird die getriebeseitige Gelenkgabel von einer drehfest mit dieser verbundenen und auf der Gabelachse zentriert angeordneten Riemenscheibe angetrieben. Die Riemen scheibe ist mit axialem Abstand vom Zentrum des Kreuzgelenkes angeordnet und wird ihrerseits mittels eines Zahnriemens von ei ner umlaufenden Riemenscheibe des Getriebes angetrieben. Die An ordnung der Riemenscheibe mit axialem Abstand vom Zentrum des Kreuzgelenkes führt, vor allem beim Einsatz kurzer Gelenkwellen, zu großen Beugungswinkeln, was wiederum zu erhöhtem Verschleiß führt.

Anordnungen eines Kreuzgelenkes und eines Zahnrades finden sich vornehmlich bei Gelenkwellen, die mit zumindest einem Getriebe verbunden sind. Insbesondere bei landwirtschaftlichen Geräten, wie z. B. Feldhäckslern, erfolgt der Antrieb über Gelenkwellen, die mit einem Getriebe antriebsseitig und einem Getriebe ab triebsseitig verbunden sind. Die getriebeseitigen Gelenkgabeln der Gelenke der Gelenkwelle sind hierbei mit jeweils einem aus den Getriebegehäusen herausragenden Getriebezapfen verbunden, welcher innerhalb des Getriebes als Zahnrad ausgebildet ist oder mit einem solchen verbunden ist.

Bei Feldhäckslern erfolgt die Zuführung von Häckselgut zum Häcksler durch ein Zuführsystem, das obere und untere angetrie bene Walzen umfaßt. Das Zuführsystem wird von einem Antrieb an getrieben und ist zwischen zwei Rädern einer Achse angeordnet. Die unteren Walzen des Zuführsystems sind in der Höhe festste hend, wobei die oberen Walzen in Abhänigkeit von der Häckselgut menge in der Höhe einstellbar sind. Der Antrieb der unteren Wal zen erfolgt über ein Getriebe, welches von einer Gelenkwelle an getrieben ist. Der Antrieb der oberen Walzen erfolgt entspre chend über ein weiteres Getriebe, das von einer weiteren Gelenk welle angetrieben wird. Beide Gelenkwellen sind antriebsseitig mit einem Getriebe verbunden, welches von einer Welle eines Traktors oder einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine oder eines Hydromotors angetrieben wird. Zusammen mit den oberen und den unteren Walzen sind die Getriebe zum Antrieb der Walzen, die Ge lenkwellen und das antriebsseitige Getriebe zwischen den An triebsrädern des Traktors oder der selbstfahrenden Arbeitsma schine angeordnet. Die Baulängen der Getriebewellen sind daher stark begrenzt. Jedoch müssen die oberen Walzen über einen gro ßen Bereich höhenverstellbar sein, so daß sich für die Gelenk welle zum Antrieb der oberen Walzen große Beugewinkel ergeben können. Die Lebensdauer der Gelenkwelle ist dadurch stark redu ziert.

In der US 4 303 400 ist eine Antriebsanordnung mit einem in ein Getriebe fest integriertes Gleichlauffestgelenk offenbart. Das Gleichlauffestgelenk besitzt ein auf einer ersten Achse zen triert angeordneten Außenteil mit Außenlaufrillen, ein Innenteil mit Innenlaufrillen, einen zwischen dem Außenteil und dem Innen teil angeordneten Käfig sowie Kugeln, die von dem Käfig geführt werden und zur Drehmomentübertragung in die Außenlaufrillen und die Innenlaufrillen eingreifen. Das Innenteil ist mit einer Ab triebswelle drehfest verbunden. Die Abtriebswelle ist gegenüber dem Außenteil in einer festen Stellung abgewinkelt in Lagern ge halten. Das Außenteil ist axial und drehfest mit einem Zahnrad verbunden, welches koaxial zur ersten Achse um den Mittelpunkt des Gleichlauffestgelenkes angeordnet ist. Diese Anordnung des Gleichlauffestgelenkes dient als Winkeltrieb. Das Gleichlauf festgelenk kann keine Winkelbewegungen ausführen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung aus Kreuzgelenk und Zahnrad für ein Getriebe der eingangs ge nannten Art zu schaffen, bei der gegenüber herkömmlichen Anord nungen bei Verwendung an einer Gelenkwelle bei gleicher Verstel lung der getriebeseitigen Gelenkgabeln kleinere Beugewinkel er forderlich sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zahnrad für ein Getriebe drehfest mit der ersten Gelenkgabel verbunden ist und koaxial zu deren Drehachse um dem Mittelpunkt der Zap fenkreuzgarnitur angeordnet ist.

Bei dem Einsatz einer solchen Anordnung bei einem Kreuzgelenk einer Gelenkwelle befindet sich das Gelenk mit der erfindungsge mäßen Anordnung innerhalb des Gehäuses eines Getriebes. Der Ab stand zwischen den Gelenkmittelpunkten der beiden Gelenke der Gelenkwelle ist daher im Vergleich zu einer Gelenkwelle mit Ge lenken einer herkömmlichen Anordnung, bei der die Gelenkmittel punkte außerhalb der Getriebe liegen, vergrößert. Bei gleicher paralleler Verschiebung der Drehachsen der getriebeseitigen Ge lenkgabeln zueinander ergeben sich somit für eine Gelenkwelle mit erfindungsgemäßer Anordnung geringere Beugewinkel. Durch die geringeren Beugewinkel ist die Lebensdauer solcher Gelenke er höht.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Anordnung ferner ein Getriebegehäuse umfaßt, daß die erste Ge lenkgabel, von der zweiten Gelenkgabel entfernt, einen entlang der ersten Drehachse verlaufenden Zapfen aufweist, der in einer Bohrung des Getriebegehäuses gelagert ist, daß die erste Gelenk gabel in Richtung zur zweiten Gelenkgabel glockenförmig in einen zylindrischen Abschnitt übergeht, in welchem radial verlaufende Aufnahmebohrungen für Lagerbüchsen der Zapfenkreuzgarnitur vor gesehen sind, daß auf der Umfangsfläche des zylindrischen Ab schnitts das Zahnrad angeordnet ist und daß der zylindrische Ab schnitt in einer weiteren Bohrung des Getriebegehäuses gelagert ist. Die Gelenkgabel ist somit auf beiden Seiten des Zahnrades in einem Getriebegehäuse gelagert, so daß in den Lagerungen mög lichst geringe Momente auftreten.

Um das Getriebe nach außen hin abzudichten und ggf. die Schmie rung des Kreuzgelenkes in das Schmiersystem des Getriebes einzu beziehen, ist vorgesehen, daß zwischen dem zylindrischen Ab schnitt der ersten Gelenkgabel und der zweiten Gelenkgabel oder zwischem dem zylindrischen Abschnitt der ersten Gelenkgabel und einem mit der zweiten Gelenkgabel verbundenen Wellenabschnitt eine Dichtung angeordnet ist und daß zwischen dem zylindrischen Abschnitt der ersten Gelenkgabel und der Bohrung, in der der zy lindrische Abschnitt der ersten Gabel gelagert ist, eine weitere Dichtung vorgesehen ist.

Eine günstige Ausführungsform sieht vor, daß die Dichtung zwi schen dem zylindrischen Abschnitt der ersten Gelenkgabel und der zweiten Gelenkgabel oder zwischen dem zylindrischen Abschnitt der ersten Gelenkgabel und einem mit der zweiten Gelenkgabel verbundenen Wellenabschnitt durch einen Faltenbalg gebildet ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert.

Hierin zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung an einer Gelenk welle, bei der die erste Gelenkgabel innerhalb eines Getriebegehäuses gelagert ist, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Zuführsy stems eines Feldhäckslers mit Gelenkwellen mit erfindungsgemäßen Anordnungen.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung umfassend ein Kreuzgelenk 1 mit ei ner ersten Gelenkgabel 2, einer zweiten Gelenkgabel 3 und einer Zapfenkreuzgarnitur 4 sowie ein Zahnrad 5, das um das Kreuzge lenk 1 angeordnet ist. Die erste Gelenkgabel 2 ist um die erste Drehachse 6 und die zweite Gelenkgabel 3 um die zweite Drehachse 7 drehbar angeordnet. Die erste Gelenkgabel 2 und die zweite Ge lenkgabel 3 sind mittels der Zapfenkreuzgarnitur 4 zueinander abwinkelbar verbunden, wobei sie nicht winklig zueinander darge stellt sind. Die Zapfenkreuzgarnitur 4 umfaßt ein Zapfenkreuz 8 mit ersten Zapfen 9 und zweiten Zapfen, wobei die ersten Zapfen 9 auf einer gemeinsamen Achse 10 und die zweiten Zapfen auf ei ner gemeinsamen Achse 11 liegen. Der Schnittpunkt beider Achsen 10, 11 bildet den Gelenkmittelpunkt. Die ersten Zapfen 9 sind über Wälzkörper 12 in der Lagerbüchse 13 drehbar angeordnet. Die Lagerbüchsen 13 sind in Aufnahmebohrungen 14 angeordnet, die entlang der gemeinsamen Achse 10 der ersten Zapfen 9 und radial zur Drehachse 6 der ersten Gelenkgabel 2 verlaufen. In den Auf nahmebohrungen 14 sind die Lagerbüchsen 13 durch Sicherungsringe 15 gehalten. Analog dazu sind die zweiten Zapfen über Wälzkörper drehbar in Lagerbüchsen 16 angeordnet, welche in Aufnahmebohrun gen 17 der zweiten Gelenkgabel 3 sitzen, wobei die Aufnahmeboh rungen 17 entlang der gemeinsamen Achse 11 der zweiten Zapfen und radial zur zweiten Drehachse 7 der zweiten Gelenkgabel 3 verlaufen.

Die erste Gelenkgabel 2 weist von der zweiten Gelenkgabel 3 ent fernt einen Zapfen 18 auf, der über ein Wälzlager 19 in einer Bohrung 20 eines Getriebegehäuses 21 gelagert ist. Vom Zapfen 18 in Richtung zur zweiten Gelenkgabel 3 geht die erste Gelenkgabel 2 glockenförmig in einen zylindrischen Abschnitt 22 über. Auf der Außenfläche des zylindrischen Abschnitts 22 um den Gelenk mittelpunkt ist das Zahnrad 5 angeordnet und drehfest mit der ersten Gelenkgabel 2 verbunden. Die Mittenebene des Zahnrades 5 ist dabei senkrecht zur zweiten Drehachse 7 angeordnet und ver läuft durch den Gelenkmittelpunkt. Im weiteren Verlauf des zy lindrischen Abschnitts 22 ist auf dessen Außenfläche ein Wälz lager 23 angeordnet, mittels dem die erste Gelenkgabel 2 in ei ner Bohrung 24 des Getriebegehäuses 21 gelagert ist. Nach außen hin ist innerhalb der Bohrung 24 des Getriebegehäuses 21 ein Wellendichtring 25 angeordnet, um eine Abdichtung zwischen dem Getriebegehäuse 21 und der ersten Gelenkgabel 2 im Bereich der Bohrung 24 zu gewährleisten. Die zweite Gelenkgabel 3 ist aus dem Getriebegehäuse 21 durch die Bohrung 24 hinausgeführt und mit einen Wellenabschnitt 26 einer Gelenkwelle verbunden. Um ei ne vollständige Abdichtung des Getriebeinneren nach Außen zu gewährleisten, ist ein Faltenbalg 27 vorgesehen, der mittels Spannringe 44, 45 einerseits auf der Außenfläche des zylindri schen Abschnittes 22, welcher aus der Bohrung 24 herausragt, so wie auf der Außenfläche der zweiten Gelenkgabel 3 fixiert ist.

Über ein Zahnrad 28, das hier nur teilweise dargestellt ist, läßt sich das Zahnrad 5 und damit die erste Gelenkgabel 2 an treiben. Die erste Gelenkgabel 2 ist über die Wälzlager 19, 23 um die erste Drehachse 6 drehbar gelagert. Mittels der Zapfen kreuzgarnitur 4 werden Drehmomente auf die zweite Gelenkgabel 3 übertragen, die um die abwinkelbare Drehachse 7 drehbar ist. Da durch, daß der Gelenkmittelpunkt im Inneren des Getriebegehäuses 21 angeordnet ist, lassen sich geringere Beugewinkel bei glei chem parallelen Versatz der ersten Drehachse 6 zu einer weiteren ersten Drehachse eines zweiten Gelenkes als bei herkömmlichen Anordnungen erzielen.

Fig. 2 zeigt schematisch ein Zuführsystem eines Feldhäckslers. Das Zuführsystem dient zum Zuführen von Häckselgut zu einem Häcksler. Es umfaßt zwei obere Walzen 29, 30 und zwei untere Walzen 31, 32. Die oberen Walzen 29, 30 sind von einem oberen Getriebe 33 und die unteren Walzen 31, 32 von einem unteren Ge triebe 34 angetrieben. Die beiden Getriebe 33, 34 sind jeweils über eine Gelenkwelle 35, 36 angetrieben. Die Gelenkwellen 35, 36 sind mit einem gemeinsamen Getriebe 37 verbunden, das von ei nem Antrieb 38 angetrieben ist. Die oberen Walzen 29, 30, die unteren Walzen 31, 32, das obere Getriebe 33, das untere Getrie be 34 und die Gelenkwellen 35, 36 sind zwischen Rädern 39 einer hier nicht dargestellten landwirtschaftlichen Maschine angeord net. Das Getriebe 37 ist bereichsweise ebenfalls zwischen den Rädern 39 angeordnet. Die oberen Walzen 29, 30 lassen sich in Abhängigkeit der Häckselgutmenge in der Höhe verstellen. Auf grund des geringen Abstandes zwischen dem oberen Getriebe 33 und dem Getriebe 37 können nur sehr kurze Gelenkwellen eingesetzt werden. Da die oberen Walzen 29, 30 in einem großen Bereich hö henverstellbar sein müssen, ergeben sich große Beugungswinkel für die Gelenkwelle 35. Die Gelenkwelle 35 zwischen dem oberen Getriebe 33 und dem Getriebe 37 weist daher erfindungsgemäße An ordnungen eines Kreuzgelenkes und eines Zahnrades auf. Die Ge lenke der Gelenkwelle 35 sind innerhalb der Getriebe 33, 37 an geordnet und nach außen hin durch Faltenbälge 40, 41 abgedich tet. Da zwischen dem unteren Getriebe 34 und dem Getriebe 37 keine Einstellung erforderlich ist und sich daher keine großen Beugewinkel der Gelenke 42, 43 der Gelenkwelle 36 ergeben, fin det hier eine herkömmliche Gelenkwelle Anwendung.

Bezugszeichenliste

1

Kreuzgelenk

2

erste Gelenkgabel

3

zweite Gelenkgabel

4

Zapfenkreuzgarnitur

5

Zahnrad

6

erste Drehachse

7

zweite Drehachse

8

Zapfenkreuz

9

erste Zapfen

10

Achse

11

Achse

12

Wälzkörper

13

Lagerbüchse

14

Aufnahmebohrung

15

Sicherungsring

16

Lagerbüchse

17

Aufnahmebohrung

18

Zapfen

19

Wälzlager

20

Bohrung

21

Getriebegehäuse

22

zylindrischer Abschnitt

23

Wälzlager

24

Bohrung

25

Wellendichtung

26

Wellenabschnitt

27

Faltenbalg

28

Zahnrad

29

obere Walze

30

obere Walze

31

untere Walze

32

untere Walze

33

oberes Getriebe

34

unteres Getriebe

35

Gelenkwelle

36

Gelenkwelle

37

Getriebe

38

Antrieb

39

Rad

40

Faltenbalg

41

Faltenbalg

42

Gelenk

43

Gelenk

44

Spannring

45

Spannring

Claims

1. Anordnung, umfassend ein Kreuzgelenk (1) mit einer um eine erste Drehachse (6) drehbaren ersten Gelenkgabel (2), mit einer um eine zweite Drehache (7) drehbaren zweiten Gelenkgabel (3) und mit ei ner Zapfenkreuzgarnitur (4), mittels derer die Gelenkgabeln (2, 3) zueinander abwinkelbar verbunden sind, so daß ihre Drehachsen (6, 7) zueinander winkelverstellbar sind, und ein Zahnrad (5) für ein Getriebe, das drehfest mit der er sten Gelenkgabel (2) verbunden ist und koaxial zu deren Drehachse (6) um den Mittelpunkt der Zapfenkreuzgarnitur (4) angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anordnung ferner ein Getriebegehäuse (21) umfaßt,
daß die erste Gelenkgabel (2) von der zweiten Gelenkgabel (3) entfernt einen entlang der ersten Drehachse (6) verlau fenden Zapfen (18) aufweist, der in einer Bohrung (20) des Getriebegehäuses (21) gelagert ist,
daß die erste Gelenkgabel (2) in Richtung zur zweiten Ge lenkgabel (3) glockenförmig in einen zylindrischen Ab schnitt (22) übergeht, in welchem radial verlaufende Auf nahmebohrungen (14) für Lagerbüchsen (13) der Zapfenkreuz garnitur (4) vorgesehen sind,
daß auf der Umfangsfläche des zylindrischen Abschnitts (22) das Zahnrad (5) angeordnet ist und
daß der zylindrische Abschnitt (22) in einer weiteren Boh rung (24) des Getriebegehäuses (21) gelagert ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem zylindrischen Abschnitt (22) der ersten Gelenkgabel (2) und der zweiten Gelenkgabel (3) oder zwi schen dem zylindrischen Abschnitt (22) der ersten Gelenkga bel (2) und einem mit der zweiten Gelenkgabel (3) verbunde nen Wellenabschnitt (26) eine Dichtung (27) vorgesehen ist und
daß zwischen dem zylindrischen Abschnitt (22) der ersten Gelenkgabel (2) und der Bohrung (24), in der der zylindri sche Abschnitt (22) der ersten Gelenkgabel (2) gelagert ist, eine weitere Dichtung (25) vorgesehen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung zwischen dem zylindrischen Abschnitt (22) der ersten Gelenkgabel (2) und der zweiten Gelenkgabel (3) oder zwischen dem zylindrischen Abschnitt (22) der ersten Gelenkgabel (2) und einem mit der zweiten Gelenkgabel (3) verbundenen Wellenabschnitt (26) durch einen Faltenbalg (27) gebildet ist.