DE2848125A1

DE2848125A1 - Gelenkkupplung, insbesondere fuer gelenkwellen zum antrieb der vorderraeder eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE2848125A1
Application number: DE19782848125
Authority: DE
Inventors: Leopold F Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-11-06
Filing date: 1978-11-06
Publication date: 1980-05-14

Description

Gelenkkupplung, insbesondere für Gelenkwellen
zum Antrieb der Vorderräderweines Kraftfahrzeuges Die Erfindung betrifft eine Gelenkkupplung, insbesondere für Gelenkwellen zum Antrieb der Vorderräder eines Kraftfahrzeuges, bei der das Drehmoment über drei in Umfangsrichtung gleichmässig verteilte und mit einer Kugelfläche versehenen Rollen übertragen wird, die auf drei radial aus dem inneren Kupplungsteil herauswachsenden Zapfen drehbar und radial verschiebbar gelagert sind und in Nuten des äusseren Kupplungsteiles eingreifen.
Da bei den bis jetzt bekanntgewordenen Ausführungsformen solcher erstmals in der US- PS 2,910,845 beschriebenen und als homokinetisch bezeichneten Gelenkkupplungen der maximale Beugungswinkel bei etwa 250 liegt, und da es eine echte Bereicherung des Standes der Technik wäre, wenn man dieses einfache und robuste Gelenksystem, das bei Gelenkwellen zum Antrieb der Vorderräder eines Kraftfahrzeuges bereits differentialseitig als Verschiebegelenk verwendet wird, auch radseitig verwenden könnte, wo ein sogenanntes Festgelenk mit einem Beugungswinkel von 450 erforderlich ist, hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Gelenkkupplung der eingangs beschriebenen Art so zu gestalten, dass sie bis zu 500 gebeugt werden und als ein sogenanntes Festgelenk ausgebildet sein kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Planebene, auf der die Mittelpunkte der Kugelflächen der drei das Drehmoment übertragenden Rollen liegen, im äusseren Kupplungsteil tieferliegend angeordnet ist als der Schwenkmittelpunkt der Gelenkkupplung, und dass die Nuten des äusseren Kupplungsteiles, in die die drei Rollen eingreifen, gekrümmt sind.
Diese Diese tieferliegende Anordnung der Mittelpunkte der Kugelflächen der drei das Drehmoment übertragenden Rollen kommt durch eine Neigung der drei radial aus dem inneren Kupplungsteil herauswachsenden Zapfen um einen Winkel zustande, sodass die Mittellinien der drei Zapfen auf einem Kegelmantel liegen, dessen Kegelspitze im Schwenkmittelpunkt der Gelenkkupplung liegt.
Der Mittelpunkt des Krümmungsradius der drei gekrümmten Nuten des äusseren Kupplungsteiles liegt im Schwenkmittelpunkt der Gelenkkupplung, welcher mit Hilfe eines axial aus dem inneren Kupplungsteil herauswachsenden Distanzbolzens zustandekommt, dessen Stirnseite mittels einer Axialkraft, beispielsweise der Kraft einer auf die Welle einwirkenden Feder, an eine gekrümmte Fläche des äusseren Kupplungsteiles angedrückt ist.
Diese erfindungsgemässe Gestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass unter Verwendung von schon millionenfach bewährten, einfachen und robusten Einzelteilen eines bis jetzt nur für Verschiebegelenke mit einem kleinen Beugungswinkel verwendeten Gelenksystems eine als ein sogenanntes Festgelenk ausgebildete Gelenkkupplung mit einem grossen Beugungswinkel geschaffen wird, sodass sie für Gelenkwellen zum Antrieb der Vorderräder eines Kraftfahrzeuges radseitig verwendet werden kann. Gelenkkupplungen gemäss der Erfindung können billig hergestellt werden und haben ein kleines Bauvolumen. Sie sind infolge der wenigen und robusten Einzelteile besonders funktionstüchtig und sicher, was für Vorderradantriebe deswegen von grosser Bedeutung ist, weil der Bruch einer radseitigen Gelenkkupplung die Lenkunfähigkeit des Kraftfahrzeuges zur Folge haben könnte.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt: Fig.1 einen Teillängsschnitt durch eine Gelenkkupplung gemäss der Erfindung in Strecklage, in dem zum leichteren Verständnis auch die untere Rolle so dargestellt ist, als läge sie in der Zeichenebene, Fig.2 Fig.2 die Anordnung nach Fig.1 in der gleichen Darstellungsweise, jedoch in gebeugtem Zustand, Fig.3 einen Querschnitt durch eine Anordnung nach Fig.1, bei dem die geneigten Rollen wieder so dargestellt sind, als lägen sie in der Zeichenebene, und Fig.4 einen Teillängsschnitt durch ein äusseres Kupplungsteil, das so gestaltet ist, wie es für eine radseitige Gelenkkupplung einer Gelenkwelle zum Antrieb der Vorderräder eines Kraft fahrzeuges üblich ist.
Die erfindungsgemässe Gelenkkupplung besteht aus einem äusseren Kupplungsteil 1 und einem inneren Kupplungsteil 12. Die Übertragung des Drehmomentes erfolgt über drei in Umfangsrichtung gleichmässig verteilte und mit einer Kugelfläche versehenen Rollen 5, die auf drei radial aus dem inneren Kupplungsteil 12 herauswachsenden Zapfen 2 drehbar und radial verschiebbar gelagert sind und in Nuten 6 des äusseren Kupplungsteiles 1 eingreifen.
Die Mittelpunkte 14 der Kugelflächen der drei Rollen 5 liegen auf einer Planebene 3, welche im äusseren Kupplungsteil 1 um das Maß 4 tieferliegend angeordnet ist als der Schwenkmittelpunkt 13 der Gelenkkupplung. Diese tieferliegende Anordnung der Mittelpunkte 14 der Kugelflächen der drei das Drehmoment übertragenden Rollen 5 kommt durch eine Neigung der drei radial aus dem inneren Kupplungsteil 12 herauswachsenden Zapfen 2 um einen Winkel 15 zustande, sodass die Mittellinien der drei Zapfen 2 auf einem Kegelmantel liegen, dessen Kegelspitze im Schwenkmittelpunkt 13 der Gelenkkupplung liegt.
Diese für die Erfindung kennzeichnende axiale Versetzung der Mittelpunkte 14 der Kugelflächen der Rollen 5 gegenüber dem Schwenkmittelpunkt 13 um das Mass 4 kann natürlich auch über andere konstruktive Maßnahmen erreicht werden. So ist es beispielsweise möglich, die drei Zapfen 2 senkrecht zur Mitte der Welle 8 stehend anzuordnen, sodass ihre Mittellinien nicht auf einem Kegelmantel sondern auf der Planebene 3 liegen und sich mit ihr decken.
Die Die drei Nuten 6 des äusseren Kupplungsteiles 1, welche einen kreisrunden Querschnitt mit dem Halbmesser 18 haben, sind gekrümmt und der Mittelpunkt ihres Krümmungsradius 19 liegt im Schwenkmittelpunkt 13 der Gelenkkupplung. Da die drei das Drehmoment übertragenden Rollen 5 auf den Zapfen 2 radial verschiebbar gelagert sind, wäre es möglich, den Krümmungsradius 19 auch grösser oder kleiner als gezeichnet auszuführen, sodass sich der Mittelpunkt des Krümmungsradius 19, der in Fig.4 identisch mit dem Schwenkmittelpunkt 13 der Gelenkkupplung ist, entweder unterhalb oder oberhalb dieses Schwenkmittelpunktes 13, in Längsrichtung um das Mass 4 von der Planebene 3 entfernt liegend, befinden würde. Über eine solche Veränderung der Lage des Mittelpunktes des Krümmungsradius 19 relativ zum Schwenkmittelpunkt 13 der Gelenkkupplung ist dem Konstrukteur die Möglichkeit einer Einflussnahme auf die Funktion der Gleichförmigkeit der Übertragung der Drehbewegung gegeben.
Der Schwenkmittelpunkt 13 der Gelenkkupplung kommt mit Hilfe eines axial aus dem inneren Kupplungsteil 12 herauswachsenden Distanzbolzens 10 zustande, dessen Stirnseite 11 mittels einer Axialkraft 7, beispielsweise der Kraft einer auf die Welle 8 einwirkenden Feder, an eine gekrümmte Fläche 9 des äusseren Kupplungsteiles 1 angedrückt ist. 16 ist der maximale Beugungswinkel, der bis zu 500 betragen kann. 17 und 20 sind Abschrägungen mit einem Winkel, welcher dem maximalen Beugungswinkel 16 entspricht.
Patentansprüche:

Claims

Gelenkkupplung, insbesondere für Gelenkwellen zum Antrieb der Vorderräder eines Kraftfahrzeuges Patentansprüche: Q Gelenkkupplung, insbesondere für Gelenkwellen zum Antrieb der Vorderräder eines Kraftfahrzeuges, bei der das Drehmoment über drei in Umfangsrichtung gleichmässig verteilte und mit einer Kugelfläche versehenen Rollen übertragen wird, die auf drei radial aus dem inneren Kupplungsteil herauswachsenden Zapfen drehbar und radial verschiebbar gelagert sind und in Nuten des äusseren Kupplungsteiles eingreifen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Planebene (3), auf der die Mittelpunkte (14) der Kugelflächen der drei das Drehmoment übertragenden Rollen (5) liegen, im äusseren Kupplungsteil (1) tieferliegend (4) angeordnet ist als der Schwenkmittelpunkt (13) der Gelenkkupplung, und dass die Nuten (6) des äusseren Kupplungsteiles (1), in die die drei Rollen (5) eingreifen, gekrümmt sind.
2. Gleichlaufgelenkkupplung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die tieferliegende Anordnung (4) der Mittelpunkte (14) der Kugelflächen der drei das Drehmoment übertragenden Rollen (5) durch eine Neigung der dreiuradialaus dem inneren Kupplungsteil (12) herauswachsenden Zapfen (2) um einen Winkel (15) zustandekommt, sodass die Mittellinien der drei Zapfen (2) auf einem Kegelmantel gelmantel liegen, dessen Kegelspitze im Schwenkmittelpunkt (13) der Gelenkkupplung liegt.
3. Gleichlaufgelenkkupplung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Mittelpunkt des Krümmungsradius (19) der drei gekrümmten Nuten (6) des äusseren Kupplungsteiles (1) im Schwenkmittelpunkt (13) der Gelenkkupplung liegt.
4. Gleichlaufgelenkkupplung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schwenkmittelpunkt (13) der Gelenkkupplung mit Hilfe eines axial aus dem inneren Kupplungsteil (12) herauswachsenden Distanzbolzens (10) zustandekommt, dessen Stirnseite (11) mittels einer Axialkraft (7), beispielsweise der Kraft einer auf die Welle (8) einwirkenden Feder, an eine gekrümmte Fläche (9) des äusseren Kupplungsteiles (1) angedrückt ist.