DE2702940C2 - Teleskopierendes Universalgelenk - Google Patents

Teleskopierendes Universalgelenk

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein teleskopierendes Universalgelenk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Praxis angewendete Universalgelenke sind gewöhnlich feststehender Bauart, während notwendige Längenänderungen gewöhnlich durch Keilverzahnungsverbindungen aufgenommen werden.
Man hat auch schon versucht, Universalgelenke teleskopierend zu gestalten und die Anschlagseinrichtungen im Gelenk selbst anzubringen (DE-OS 23 61 875). Sowohl die äußere als auch die innere Gelenkhälfte weisen Kugelflächen auf, die als Anschiagseinrichtungen miteinander kooperieren. Als drehmomentübertragende Körper sind Kugeln vorgesehen, die ohne die Hilfe eines Käfigs oder anderer Mittel in zwei entgegengesetzten Nuten in Eingriff stehen. Wenn ein großes Drehmoment übertragen werden soll, müssen große Kugeln und damit große Nuten verwendet werden; dadurch bleiben aber nur kleinflächige Anschlagsoberflächen Übrig, die zudem in einem ungünstigen Druckwinkel angeordnet sind, wodurch die Gefahr des Klemmens auftritt. Die Konstruktion ist deshalb später abgeändert worden (US-PS 40 00 629).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein teleskopierendes Universalgelenk zu schaffen, das gute drehmomentübertragende Eigenschaften aufweist und auch größere aixale Kräfte aufzunehmen ermöglicht, ohne daß es zu Schwingungen und Geräuschbildungen
im Universalgelenk kommt
Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst Die Unteransprüche beziehen sich auf Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Die drehmomentübertragenden Körper (Kugeln) werden durch eine Positioniereinrichtung an der einen Gelenkhälfte gehalten, während die Nuten, in denen die drehmomentübertragenden Körper eingreifen, achsparallel verlaufen können, mit der Folge eines entsprechend hohen, zu übertragenden Drehmomentes. Die Anschlagsoberflächen können relativ achsnah angebracht sein, d. h. mit günstigen Druckwinkeln.
Ausführungsbeispieie der Erfindung werden anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt
F i g. 1 einen Antriebswellenzug mit einem längsgeschnittenen teleskopischen Universalgelenk,
F i g. 2 einen Längsschnitt durch ein weiteres teleskopierendes Universalgelenk und
F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsiorra eines teieskopierenden Universalgelenks.
In F i g. 1 ist ein Antriebswellenzug 130 zwir :±en einem Getriebe 27 und einem Kardan- oder Kreuzgelenk 140 gezeigt Eine Hohlwelle 131 ist mittels einer Keilzahnverbindung 132 mit dem Getriebe 27 verbunden. Die Hohlwelle 131 bildet einen Teil eines teleskopierenden Universalgelenks 133. Das Universalgelenk 133 weist eine mit der Hohlwelle 131 verbundene äußere antreibbare Gelenkhälfte 134, eine innere getriebene Gelenkhälfte 135 und Kugein 136 auf, die in Nuten 137 in der äußeren Gelenkhälfte 134 und Nuten 138 in der inneren Gelenkhälfte 135 zur Drehmomentübertragung zwischen diesen Teilen angeordnet sind. Die Konstruktion umfaßt ferner einen Käfig 139 als Positioniereinrichtung für die Kugeln 136, die in den Nuten 137,138 eingreifen. Der Käfig 139 und die innere Gehäusehälfte 135 weisen aufeinander gleitende Oberflächen der Krümmung R 1 auf. An der äußeren Gehäusehälfte ist ferner eine Oberfläche 148 der Krümmung R 2 vorgesehen, die mit uner entsprechenden Oberfläche des Käfigs 147 zusammenwirkt
Das Universalgelenk 133 umfaßt eine Anschlagseinrichtung zur Begrenzung der axialen, nach auswärts gerichteten Relativverschiebung. Diese Anschlagseinrichtung umfaßt ein axial bewegliches Teil 141 an der äußeren Gelenkhälfte 134, das durch eine Feder 142 axial nach innen gegen den Käfig 139 gedrängt wird. Der Käfig 139 besitzt eine bogenförmige Oberfläche 143 (Krümmung R 3), die an einer mit ihr zusammenwirkenden Oberfläche 144 anliege und durch einen O-förmigen Ring 144a in einer Nut im Teil 141 abgedichtet wird. Das Teil 141 und die äußere Geienkhälfte 134 umfassen zusammenwirkende Schultern 145,146, um die axiale Auswärtsbewegung desTeiis 141 zu begrenzen. Diese Konstruktion bildet sowohl eine Anschlagseinrichtung zur Begrenzung der axiaien Auswärtsbewegung als auch eine Dichtung für dem Schmierstoff im Universalgelenk, wodurch das Erfordernis für eine Haube entfällt. Die Anschlagseinrichtung zur Begrenzung der axialen Einwärtsbewegung weist komplementäre Oberflächen 147, 148 auf dem Käfig 139 und der äußeren Gelenkhälfte 134 auf.
Das in F i g. 2 gezeigte Universalgelenk 150 weist eine äußere Gelenkhälfte 151, eine innere Gelenkhälfte 152, Kugeln 153 in Nuten 145,155 in der äußeren und inneren Gelenkhälfte 151, 152 und einen Käfig 156 auf. Die Anschlagseinrichtung zu: 3egrenzung der axialen Auswärtsbewegung umfaßt ein axial bewegliches Teil 157 auf der äußeren Gelenkhälfte 151, das durch eine Feder 158 axial nach innen gedrängt wird. Das Teil 157 besitzt eine Oberfläche 159 (Krümmung R 5), die an einer komplementären, bogenförmigen Oberfläche 160 an einem Teil 161 der Gelenkhälfte 152 anliegt Wie bei dem Gelenk gemäß F i g. 1 begrenzen zusammenwirkende Schultern an der äußeren Gelenkhälfte 151 und am Teil
157 die relative axiale Auswärtsbewegung. Alternativ dazu können die zusammenwirkenden Schultern an den Teilen 15ί, 157 weggelassen werden, wenn die Feder
158 genügend steif gemacht wird, um die axiale Bewegung des Teils 157 relativ zur äußeren Geienkhälfte 151 zu begrenzen.
Die Anschlagseinrichtung zur Begrenzung der axialen Einwärtsbewegung weist einen Anschlag 162 an der äußeren Gelenkhälfte 151 auf, der an einer bogenförmigen Oberfläche 163 (Krümmung R 4) der inneren Gelenkhälfte 152 anliegen kann.
Bei dem teleskopierenden Universalgelenk 165 nach F i g. 3 ist der grundsätzliche Aufbau nach der US-PS 31 06 077 gegeben: eine äußere Geleiühälfte 166. eine innere Gelenkhälfte 167, eine PositioniervLrfrichtung als Zwischenteil 168, die in die äußere Gehäusehälfte 166 eingesetzt und axial auf der inneren Gehäusehälfte 167 verschiebbar ist und Kugeln 169, die in Nuten 170,171 in der äußeren und der inneren Gehäusehälfte 166 bzw. 167 angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform weist die Anschlagseinrichtung zur Begrenzung der axialen Auswärtsbewegung zusammenwirkende Oberflächen auf der inneren Gelenkhälfte (167) und der Positioniervorrichtung 168 auf.
Die Anschlagseinrichtung zur Begrenzung der axialen Auswärtsbewegung weist ein Anlenkungsringelement 176 auf der inneren Gehäusehälfte 167 auf, das eine konkave Oberfläche 177 besitzt die mit einem verschiebbaren Ring 178 mit einer komplementären konvexen Oberfläche 179 zusammenwirkt Bei einer axiaien Verschiebung der inneren Gelenkhälfte 167 wird die Positioniereinrichtung 168 der Kugeln 169 gegenüber der inneren Geienkhälfte 167 verschoben, bis der Ring 178 η der Positioniereinrichtung 168 anstößt Alsdann kommen die Oberflächen 177, 179 zur Wirkung und ermöglichen eine Schwenkung des Gelenks mit R 8 in der Endlage. Die Anschlagseinrichtung zur Begrenzung der axialen Einwärlsbewegung umfaßt eine bogenförmige Oberfläche 180 auf der inneren Gelenkhälfte 167, die mit einer Abdeckung 181 auf der äußeren Gelenkhälfte 166 zusammenarbeitet und eine Drehung mit R 9 ermöglicht
Hierzu ! Blatt Zeichnungen

Claims (4)

  1. Patentansprüche:
    l.Teleskopierendes Universalgelenk
    mit einer treibenden Gelenkhälfte, mit einer getriebenen Gelenkhälfte, die relativ zur treibenden Gelenkhälfte schwenkbar gelagert und axial verschieblich ist,
    mit drehmomentübertragenden Körpern (136; 153; 168,169) zwischen der treibenden und der getriebenen Gelenkhälfte und zur Übertragung von Drehmoment, auch wenn die Gelenkhälften sich axial zueinander bewegen und relativ zueinander schwenken,
    wobei die drehmomentübertragenden Körper (136; 153; 169) in Antriebseingriff mit Nuten (137, 154, 170) stehen, die einer der Gelenkhälften angehören, und in Antriebseingriff mit Nuten (138, 155, 171) stehen, die «Scr anderen Gelenkhälfte angehören,
    and mit An&Magseinrichtungen zur Begrenzung der axialen, nach auswärts gerichteten Relatiwerschiebung zwischen den Gelenkhälften, wobei die Anschlagseinrichtungen ein Paar von Anschlagsober-Flächen aufweisen, die sich an der Außenseite der einen Gelenkhälfte befinden und einander berühren, um die relative axiale Verschiebung zwischen den Gelenkhälften zu begrenzen,
    wobei die Anschlagsoberflächen zueinander kontinuierlich Kontakt aufrechterhalten, wenn sich das Gelenk während der Hubbegrenzung dreht,
    wobei ferner mindestens eine Anschlagsoberfläche des Paares der Aaschlagioberflächen eine im wesentlichen sphärische oder teils sphärische Gestalt aufweist und
    mindestens eine Anschlagsoberfläche des Paares der zusammenwirkenden Oberflächen (144,159,179) eine Oberfläche ist, die der einen — treibenden oder getriebenen — Gelenkhälfte angehört und die andere Oberfläche (143,160,177) des Paares der zusammenwirkenden Oberflächen der anderen — treibenden oder getriebenen — Gelenkhälfte zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
    daß die drehmomentübertragenden Körper (136, 153,169) während der axialen Relativbewegung der Gelenkhälften zueinander eine relativ konstante Länge mit Bezug auf die eine Gelenkhälfte (135,152, 166) einnehmen und sich axial mit Bezug auf die andere Gelenkhälfte (134,151,167) bewegen, und
    daß die eine Oberfläche (143, 160, 179) des Paares der Anschlagsoberflächen (143, 144; 159, 160; 179, 177) der einen Geienkhälfte (152) oder einer Positioniereinrichtung (139,168) für die drehmomentübertragenden Körper zugeordnet ist und die andere Oberfläche (144,159,177) von der anderen Gelenk-Siälfte (134, 151, 167) getragen wird, wobei eine Oberfläche (144,159,179) des Paares der Anschlagsflächen den Relativbewegungen der Gelenkhälften zueinander entsprechend eine begrenzte axiale oder kombinierte axiale und radiale Bewegung relativ zur Gelenkhälfte ausführen kann, welche die relativ bewegliche Oberfläche trägt.
  2. 2. Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberfläche (144; 159) des Paares der Anschlagsflächen in axialer Richtung relativ zur Gelenkhälfte (134; 151), die sie trägt, in Gleitführung geführt ist, und daß diese Oberfläche (144; 159) axial in ständigen Kontakt mit der anderen Oberfläche (143; 160) des Paares gedrängt wird, um einen dichtungsartigen Abschluß zwischen den Gelenkhälften zu bewirken.
  3. 3. Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gelenkhälfte ein Außenteil (134,151) mit axial verlaufenden Nuten (137,154) und die andere Gelenkhälfte ein Innenteil (135,152) aufweist, sowie Kugeln (136,153) in den Nuten des Außenteils und einer Aufnahmevorrichtung des Innenteils, ferner einen Kugelkäfig (139, 156), oer mit den Kugeln zusammenarbeitet und mit diesen in Eingriff steht, daß sich Käfig (139,156) und Kugeln (136,153) im wesentlichen einheitlich mit dem Innenteil (135,152) bewegen, wenn sich dieses axial bezüglich des Außenteils verschiebt, und
    daß die Anschlagseinrichtung zur Begrenzung der axialen, nach auswärts gerichteten Relatiwerschiebung eine vom Innenteil (152) oder vom Käfig (139) getragene sphärische Oberfläche (144,160) und eine kooperierende Oberfläche (143, 159) auf dem Außenteil aufweist
  4. 4. Universalgelenk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gelenkhälfte ein äußeres Gehäuseteil (166) mit Aufnahmevorrichtungen für Kugeln (169) und die andere Gelenkhälfte ein Innenteil (167) mit Aufnahmevorrichtungen für die Kugeln (169) aufweist, ferner eine Positioriervorrichtung zum Führen der Kugeln (169) in Form von Segmenten (168), die im Innenteil axial verschiebbar geführt sind und im Gehäuseteil bei Abwinkelung des Gelenks verschwenkbar sind, und
    daß die Vorrichtung zum Begrenzen der axialen, nach auswärts gerichteten Relatiwerschiebung komplementäre Oberflächen (177, 179) zwischen dem Innenteil und der Positioniervorrichtung (168) oder zwischen dem Außenteil und dem Innenteil aufweist
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