DE2039965A1

DE2039965A1 - Gleichlaufgelenkkupplung

Info

Publication number: DE2039965A1
Application number: DE19702039965
Authority: DE
Inventors: Schmid Leopold F
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-08-12
Filing date: 1970-08-12
Publication date: 1972-02-17
Also published as: DE2039965B2; US3668893A; FR2074198A5; DE2039965C3; GB1291189A; JPS4836851B2; JPS473908A

Description

Leopold F. Schmid 203996b

7000 Stuttgart 1
Pischekstrasse 49

Gleichlaufgelenkkupplung

Die Erfindung betrifft eine Gleichlaufgelenkkupplung, bei der die Übertragung des Drehmomentes von einem Gelenkteil auf das andere mittels eines Gelenksterns erfolgt, der mit dem einen Gelenkteil über eine scharnierartige Lagerung und mit dem anderen Gelenkteil über zwei Nuten in Umfangsrichtung fest verbunden ist, luobei die den Gleichlauf bewirkenden Bewegungen des Gelenksterns relativ zu den beiden Gelenkteilen durch Steuerglieder Zustandekommen, die von gekrümmten Steuerbahnen bewegt werden.

Eine solche Gleichlaufgelenkkupplung ist bereits durch die USA- Patentschrift 2,432,395 bekannt geworden. Bei dieser Gleichlaufgelenkkupplung sind beide Gelenkteile gabelförmig ausgebildet und der Gelenkstern zur Übertragung des Drehmomentes von einem Gelenkteil auf das andere hat vier Arme in Form von rechtwinkelig gekreuzten Bolzen. Die den Gleichlauf bewirkenden Bewegungen des Gelenksterns relativ zu den beiden Gelenkteilen kommen durch Steuerglieder zustande, die in dem Gelenkteil gelagert sind, das mit dem Gelenkstern über zwei Nuten in Umfangsrichtung fest verbunden ist. Die Steuerglieder, die aus zwei Bolzen, zwei Kugeln und zwei Schraubenfedern bestehen, werden von zwei gekrümmten Steuerbahnen bewegt, die auf einer mit dem anderen Gelenkteil fest verschraubten Platte angebracht sind.

Diese Gleichlaufgelenkkupplung nach der USA- Patentschrift 2,432,395 konnte sich wegen ihres grossen Bauvolumens, ihres grossen Gewichtes, ihrer hohen Herstellungskosten und wegen der grossen Abdichtungsschwierigkeiten bis jetzt nicht durch-

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s-etzan.

setzen. Weitere Nachteile einer solchen Gleichlaufgelenkkupplung müssen in ihrem relativ kleinen Beugungswinkel und in der Tatsache gesehen »erden, dass es nicht möglich ist, einen lOOprozentigen Gleichlauf bei allen Beugungswinkeln zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleichlaufgelenkkupplung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die frei von den Nachteilen der vorgenannten Ausführungsform ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Steuerglieder in Bohrungen des Gelenksterns gelagert sind. Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, dass sich das Gelenkteil, mit dem der Gelenkstern über eine scharnierartige Lagerung in Umfangsrichtung fest verbunden ist, innerhalb des Gelenksterns befindet. Hierbei kann das Gelenkten als Scharnierachse mit einem zylindrischen Aussendurchmesser ausgebildet sein, die in einer Bohrung des Gelenksterns gelagert ist. Das Gelenkteil kann aber auch kugelförmig ausgebildet und mit zu/ei Lagerzapfen versehen sein, die in einer Bohrung des Gelenksterns gelagert sind.

Ausführungsbeispiels der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Fig.1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Gleichlaufgelenkkupplung in Strecklage, die als ein sogenanntes Festgelenk ausgebildet ist.

Flg.2 zeigt die Aussenanslcht einer Gleichlaufgelenkkupplung nach Fig.1.

Fig.3 zeigt einen Querschnitt durch eine Gleichlaufgelenkkupplung nach Fig.1. _v

Fig.4 zeigt einen Längsschnitt durch eine gebeugte Gleichlaufgelenkkupplung nach Fig.1.

Fig.5

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Pig.5 zeigt eine Draufsicht auf das als Scharnierachse aus-, gebildete Gelenkteil.

Fig.6 zeigt einen Längsschnitt durch eine Gleichlaufgelenkkupplung in Strecklage, die als ein sogenanntes Verschiebegelenk ausgebildet ist.

Fig.? zeigt einen Teillängsschnitt durch eine gebeugte Gleichlaufgelenkkupplung nach Fig.6.

Fig.θ zeigt einen Querschnitt durch eine Gleichlaufgelenk- -kupplung nach Fig.6.

Fig.9 zeigt eine Draufsicht auf das kugelförmig ausgebildete und mit zwei Lagerzapfen versehene Gelenkteil.

Fig.10 zeigt eine Draufsicht auf ein Verschiebestück mit

einem Teilquerschnitt durch eine Rolle zur Übertragung des Drehmomentes vom Gelenkstern auf das Gelenkteil mit den zwei Nuten.

Die in den Fig. 1 - 5 dargestellte Gleichlaufgelenkkupplung ist als ein sogenanntes Festgelenk ausgebildet, wie es beispielsweise für den Antrieb der Vorderräder eines Kraftfahrzeuges radseitig verwendet wird, während achsseitig in der Regel ein sogenanntes Verschiebegelenk verwendet wird, wie es beispielsweise die Fig. 6 - 10 zeigen. Im Gegensatz zu dem durch die USA- Patentschrift 2,432,395 gegebenen Stande der Technik, bei dem die beiden Gelenkteile etwa gleich gross sind, sind bei Gleichlaufgelenkkupplungen gemäss der Erfindung die beiden Gelenkteile verschieden gross. Das Gelenkteil, welches mit dem Gelenkstern über eine scharnierartige Lagerung in Umfangsrichtung fest verbunden ist, ist bei Gleichlaufgelenkkupplungen gemäss der Erfindung viel kleiner als das Gelenkteil, welches mit dam Gelenkstern über zwei Nuten verbunden ist, sodass im folgenden von einem inneren und einem äusseren Gelenkteil gesprochen werden soll. Das äussere Gelenkteil 1, welches im Falle eines Vorderradantriebes für ein Kraftfahrzeug fest mit einem Rad verbunden wäre, wird von der Welle 14, welche über die Verzahnung 22 fest mit dem inneren Gelenk-

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teil 6 verbunden ist, angetrieben. Die Übertragung des Drehmomentes auf das äussere Celenkteil 1 erfolgt über den Gelenkstern 5, der vier rechtwinkelig gekreuzte und mit Bohrungen versehene Arme aufweist. Die uiagrechten Arme 23 des Gelenksterns 5 sind mit einer Bohrung 13 versehen, in der das innere Gelenkteil 6, welches als Scharnierachse mit einem zylindrischen Aussendurchmesser 21 ausgebildet ist, scharnierartig gelagert ist. Die senkrecht sich erstreckenden Arme 19 sind mit einer Bohrung 20 versehen, in der die als Kugeln ausgebildeten Steuerglieder 2 gelagert sind. Die Steuerglieder 2, die durch die gekrümmten Steuerbahnen 12 und 16 bewegt werden, steuern die den Gleichlauf bewirkenden Bewegungen des Gelenksterns 5 relativ zu den beiden Gelenkteilen 1 und 6. Der Mittelpunkt des Krümmungsradius 7 ist vom Mittelpunkt 9 der Gleichlaufgelenkkupplung so weit entfernt wie der Mittelpunkt 10 des Krümmungsradius 4, wodurch der Schwenkwinkel 11 des Gelenksterns immer halb so gross wird u/ie der Schwenkwinkel 28 der Antriebswelle 14 und ein lOOprozentiger Gleichlauf bei allen Beugungswinkeln zustandekommt. Die Übertragung des Drehmomentes vom Gelenkstern 5 auf das äussere Gelenkteil 1 erfolgt über die Rollen 3, die drehbar auf den senkrechten Armen 19 gelagert Bind, und die Nuten 29 im äusseren Gelenkteil 1. Die Aussenflüche 27 der Rollen 3 ist kugelförmig wie der Grund 17 der Nuten 29, in dem der Gelenkstern 5 über seine Kugelflechen zentriert wird. Das äussere Gelenkteil 1 ist mit Ausnehmungen versehen, durch die die Bearbeitung der Nuten 17, 29 und der gekrümmten Steuerbahnen 16, sowie die Montage und Demontage des geschlitzten Federringes am Ende der Welle 14 stark erleichtert werden. Die Gummimanschette 15 verhindert den Austritt des Schmiermittels, mit dem die Gleichlaufgelenkkupplung gefüllt iet, und schützt sie vor Verschmutzung. Die Bohrung 18 ist für die Beugung der Gleichlaufgelenkkupplung erforderlich, und die Ausnehmungen 24 dienen zur Verringerung des Gewichtes des inneren Gelenkteiles 6.

Der Gelenkstern 35 weist ebenfalls vier rechtwinkelig gekreuzte und mit Bohrungen versehene Arme auf. Die wagrechten Arme 36

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des Gelenksterns 35 sind mit einer Bohrung 45 v/ersehen, in der die beiden fest mit dem kugelförmig ausgebildeten inneren Gelenkteil 34 verbundenen Lagerzapfen 37 scharnierartig gelagert sind. Auf den senkrecht sich erstreckenden Armen 41 sind über Nadellager 32 die Rollen 31 gelagert, über die das Drehmoment auf die Nuten 44 des äusseren Gelenkteiles 38 übertragen uiird. In diese Nuten 44 sind auch die Verschiebestücke 39 eingebettet, in deren kugelförmigen Innenflächen 17'. der Gelenkstern 35 über seine Kugelflächen 33 zentriert wird. Das Verschiebestück 39 ist mit Schmiernuten 42 versehen, in die das Schmiermittel, tuelches über die Öffnungen 43 seinen UJeg findet, durch die Fliehkraft gedrückt' wird. Der Rohrniet 40, welcher die beiden Lagerzapfen 37 mit dem inneren Gelenkteil 34 verbindet, dient auch als Axialsicherung für die Welle 30.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit nur wenigen und einfach herzustellenden Teilen eine .Gleichlaufgelenkkupplung geschaffen werden kann, die bei einem kleinen Bauvolumen ein grosses Drehmoment mit einem hohen Wirkungsgrad übertragen kann. Fahrversuche mit Kraftfahrzeugen, deren Vorderräder mit Gleichlaufgelenkkupplungen gemäss der Erfindung angetrieben worden sind, haben ergeben, dass eine Gleichlaufgelenkkupplung von der in den Fig. 1-5 dargestellten Grosse für einen Antriebsmotor von 110 PS Leistung verwendet werden kann. Gleichlaufgelenkkupplungen gemäss der Erfindung haben ein geringes Gewicht, einen grossen Baugunga» winkel und einen lOOprozentigen Gleichlauf bei allen Beugungswinkeln. Sie können besonders einfach zusammengebaut und zerlegt werden, wodurch Kosteneinsparungen bei der Erstmontage und im Reparaturbetrieb erzielt werden-..

Patentanspruch» s

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Claims

Patentansprüche :

Gleichlaufgelenkkupplung, bei der die übertragung des Drehmomentes ν/ο η einem Gelenkteil auf das andere mittels eines Gelenksterns erfolgt, der mit dem einen Gelenkteil über eine scharnierartige Lagerung und mit dem anderen Gelenkteil über zwei Nuten in Umfangsrichtung fest verbunden ist, wobei die den Gleichlauf bewirkenden Bewegungen des Gelenksterns relativ zu den beiden Gelenkteilen durch Steuerglieder Zustandekommen, die von gekrümmten Steuerbahnen bewegt u/erden, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerglieder (2) in Bohrungen (20) des Gelenksterns (5, 35) gelagert sind.
2. Gleichlaufgelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Gelenkteil (6, 34), mit dem der Gelenkstern (5, 35) über eine scharnierartige Lagerung in Umfangsrichtung fest verbunden ist, innerhalb des Gelenksterns (5, 35) befindet.
3. Gleichlaufgelenkkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkteil (6) als Scharnierachse mit einem zylindrischen Aussendurchmeseer (21) ausgebildet ist, die in einer Bohrung (13) des Gelenksterns (5) gelagert ist.
4. Gleichlaufgelenkkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkteil (34) kugelförmig ausgebildet und mit zwei Lagerzapfen (37) versehen ist, die in einer Bohrung (45) des Gelenksterns (35) gelagert sind.

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