DE2736709C3 - Gleichlauf-Wellen-Kreuzgelenk - Google Patents

Description

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Die Erfindung erstreckt sich auf ein Gleichlauf-Wellen-Kreuzgelenk mit zwei an den Enden von mit einem Kreuzgelenk miteinander verbundenen Wellen angeordneten, gekröpften Anschlußstücken, die mittels zweier gekröpfter Kardankörper sowie einem Achskörper miteinander verbunden sind.

Es ist bereits bekannt, zum Verbinden von Wellen mit unterschiedlichen Achsrichtungen und konstanter Winkelgeschwindigkeit Wellen-Kreuzgelenke in doppelter Ausführung mit einer in Richtung senkrecht zur Winkelhalbierenden zwischen den Achsrichtungen beider Wellen angeordneten Zwischenwelle auch in Form eines relativ kurzen Zwischenstücks zu verwenden. Ferner sind homokinetische Kardangelenke in zahlreichen Ausführungen bekannt, die jedoch meistens Gleitflächen enthalten und dadurch bei größeren Knickwinkeln einen relativ ungünstigen Wirkungsgrad besitzen. Alle diese vorbekannten Gleichlauf-Wellen-Kreuzgelenke lassen ferner keine größeren Umlenkungswinkel zwischen den Wellen als etwa 40° zu.

In einer älteren französischen Patentschrift ist schließlich auch bereits ein homokinetisches Gelenk zum Verbinden zweier Wellen beschrieben worden, bei dem eine Anzahl einseitig angeordneter Paare von Vorsprüngen an den Wellen-Enden über eine gleiche Anzahl von Lenker-Paaren und ein Knotenstück miteinander verbunden sind und die Lenker-Paare an ihren beiden Enden um zwei zueinander senkrecht stehende und durch den Schnittpunkt beider Wellen-Achsen verlaufende Achsen in den Vorsprüngen der Wellen-Enden und in dem Knoten-Stück drehbar gelagert sind.

Bei dieser Druckschrift handelt es sich jedoch um ein reines sogenanntes »Papier-Patent« ohne praktische Verwertbarkeit. Das geht schon klar aus der darin enthaltenen Behauptung hervor, daß ein solches Gelenk »bis zu Knickwinkeln größer als 90°« funktionsfähig sein soll! Die in der Patentschrift außerdem empfohlene Verwendung »von mindstens drei Paaren« der Vorsprünge an den Wellen-Enden und der Lenker bei einem Gelenk würde sogar jedes Auslenken der durch ein derartiges Gelenk verbundenen Wellen aus ihrer Strecklage kinematisch unmöglich machen!

Aber auch ein Kreuzgelenk nach der französischen Patentschrift mit nur einem Lenker-Paar wäre mit einem schwerwiegenden, seine Funktion behindernden Mangel behaftet. Ganz abgesehen davon, daß dieses mit der allein offenbarten Ausführung mit lauter Gleitlagern einen ungünstigen Wirkungsgrad besitzen würde, befinden sich nämlich bei diesem die Lenker und das Knotenstück bei in Strecklage stillstehenden durch das Gelenk verbundenen Wellen in einem labilen Zustand, so daß eine erhebliche Gefahr einer Verdrehung um die beiden Schwenkachsen besteht, die das Gelenk gegen ein erneutes Anlaufen der Wellen blockieren würde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gleichlauf-Wellen-Kreuzgelenk der bekannten Grundkonzeption zu schaffen, das eine möglichst kleine Baulänge aufweist, bis zu sehr großen Knickwinkeln von etwa 80 ° zwischen den zu verbindenden Wellen z. B. an Stelle von Kegeltrieben auch im Dauerbetrieb praktisch verwendbar ist, einen völlig sicheren Wiederanlauf nach jedem Stillstand der Wellen bei beliebigen Knickwinkeln gewährleistet und gleichzeitig einen sehr hohen Wirkungsgrad besitzt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Ausgestaltung mit den Merkmalen a) bis c) des Hauptanspruches gelöst worden.

Bei einem solchen Gleichlauf-Wellen-Kreuzgelenk wirken die verschiedenen Gestaltungsmerkmale dahingehend zusammen, daß dieses zum Übertragen auch von höheren Drehmomenten zwischen zwei mit konstanter Winkelgeschwindigkeit zu betreibenden Wellen bis zu sehr großen Knickwinkeln von etwa 80° bei geringster Baulänge und hohem Übertragungs-Wirkungsgrad praktisch verwendbar ist. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ermöglicht die Verwendung von nur zwei einseitig gekröpften Wellen-Anschlußstücken einen mit anderen Gelenk-Bauformen nicht erreichbaren kinematischen Freigang aller Bauteile des Gelenks zu extrem großen Knickwinkeln zwischen den Wellen. Dieser kinematische Freieang

läßt sich jedoch nur durch die gleichzeitige Verwendung von zum Übertragen großer Biegemomente geeigneter Wälzlager mit entsprechend geringen Reibungsverlusten für alle Drehzapfen des Gelenkes praktisch ausnutzen. Das dritte Merkmal sorgt schließlich für die erforderliche Betriebssicherheit des erfindungsgemäßen Gelenkes, da durch dieses ein unbehindertes Wiederanlaufen der durch das Gelenk verbundenen Wellen nach jedem Stillstand gewährleistet wird.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung mit drei Figuren näher erläutert. Von diesen zeigt im einzelnen

Fig. 1 ein Gleichlauf-Wellen-Kreuzgelenk nach der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie H-II in Fig. 1, und

Fig. 3 ein gleichartiges Kreuzgelenk in Draufsicht mit einer beispielsweisen Ausführungsform der Vorrichtung zum Halten des Kardankörpers ^:.n seiner den Wiederanlauf sichernden Lage.

Das in der Zeichnung veranschaulichte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gleichlauf-Wellen-Kreuzgelenkes, das sich vor allem für größere Knickwinkel zwischen den Wellen bis zu etwa 80° eignet, weist an den Enden der beiden durch das Gelenk verbundenen Wellen 1 und 2 nach einer Seite gekröpfte Anschlußstücke 16,16' auf, die über zwei unter sich gleiche ebenfalls nach einer Seite gekröpfte Kardankörper 17,17' und einen Achskörper 21 dreh-

fest miteinander verbunden sind. Alle Lagerungen sowohl der Zapfen 18,18' in den Anschlußstücken 16, 16' als auch der Zapfen des Achskörpers 21 in den augenförmigen Teilen der Kardankörper 17,17' sind als zum Übertragen größerer Biegemomente geeignete Wälzlager 20, 20' bzw. 25, 25' vorzugsweise in Form zweireihiger Ring-Schrägkugellager oder als Kegel-Rollenlager ausgebildet, die auch im Dauerbetrieb mit hohen Biegemomenten belastbar sind. Um die Kardankörper 17,17' auch bei der in Fig. 1 dargestellten Strecklage der Wellen 1 und 2 in ihrer Lage mit senkrecht zur Wellenachse verlaufenden Schwenkachsen 8, 9 zu halten, ist an mindestens einem der Anschlußstücke 16, 16' eine elastisch wirkende Halteeinrichtung angeordnet. Diese besteht bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Rollkörpern 22, 22', die unter der Kraft einer Druckfeder 23 mit Umfangs-Einbuchtungen 24, 24' am Zapfen 18' zusammenwirken. Als Austausch für die Halteeinrichtung gemäß Merkmal (c) können die das zweite Schwenkachsen-Paar 8, 9 bildenden Zapfen des Achskörpers 21 jedoch auch gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 2 einfach um ein geringes Maß symmetrisch zum Wellen-Knickpunkt 7 achsparallel versetzt angeordnet werden, um in Verbindung mit einer gegen Längsbewegungen starren Lagerung der Wellen 1 und 2 das Achsenpaar 8, 9 bei allen möglichen Knickwinkeln zwischen den Wellen in seiner senkrechten Lage zu den Wellenachsen zu stabilisieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gleichlauf-Wellen-Kreuzgelenk mit zwei an den Enden von mit einem Kreuzgelenk drehfest ·> miteinander verbundenen Wellen angeordneten, gekröpften Anschlußstücken, die mittels zweier gekröpfter Kardankörper sowie einem Achskörper miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß: ίο

a) die Kardankörper (17, 17') je ein Zapfenende (18, 18') und je einen ösenkopf- (19, 19') aufweisen, wobei jeweils ein Zapfenende (18,18') in einem der ösenköpfe (16", 16'") der Wellenanschlußstücke (16,16') gelagert r> ist und die ösenköpfe (19, 19') Lagerungen (25, 25') des sie verbindenden Achskörpers (21) darstellen in der Weise, daß die Achsen (5, 6) der Zapfen (18, 18') und die Achsen (8, 9) des Achskörpers senkrecht aufeinander stehen,

b) die Lagerungen (20, 20', 25, 25') in den ösenköpfen (16", 16'") der Wellenanschlußstücke (16,16') sowie der Kardankörper (17, 17') aus zum Übertragen von Biegemomen- 2^r> ten geeigneten Wälzlagern, vorzugsweise doppelreihigen Schrägkugellagern (20, 20', 25, 25') bestehen,

c) in mindestens einem der Zapfen (18,18') der Kardankörper (17, 17') Umfangseinbuch- J<> tungen (24, 24') vorgesehen sind, in die eine Haltevorrichtung (26) mit federnd angedrückten Rollkörpern (22, 22') eingreift und die Achsen (8,9) des Achskörpers (21) auch bei Stillstand des Kreuzgelenkes in einer den r> Knickwinkel zwischen den Wellen (1, 2) halbierenden und auf der Wellenebene senkrecht stehenden Ebene hält.

2. Gleichlauf-Wellen-Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ach- w sen (8, 9) der Zapfen des Achskörpers (21) um ein gleiches geringes Maß zum Wellen-Knickpunkt (7) achsparallel versetzt angeordnet und die Wellen (1,2) gegen Längsbewegungen starr gelagert sind. 4^ri