DE2921292A1

DE2921292A1 - Kraftuebertragendes verbindungselement

Info

Publication number: DE2921292A1
Application number: DE19792921292
Authority: DE
Inventors: Michel Orain
Original assignee: Glaenzer Spicer SA
Current assignee: Glaenzer Spicer SA
Priority date: 1978-05-26
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1979-11-29
Also published as: GB2027846B; DE2921292C2; FR2426831B1; FR2426831A1; IT1118708B; JPS54155340A; IT7968117A0; US4253776A; GB2027846A

Description

GLAENZER SPICER
F-78301 Poissy

Kraftübertragendes Verbindungselement

Die Erfindung bezieht sich auf kraftübertragende Verbindungselemente und Verbindungen.

Bei vielen industriellen Anwendungszwecken, insbesondere in Kraftfahrzeugbau, wird eine motorische Kraft von einem Antriebsorgan auf ein Abtriebsorgan über eine aus sich drehenden Wellen bestehende Kraftleitung übertragen. Zur leichteren Fertigung, Montage und Wartung wie auch aus Normungsgründen ist es häufig erforderlich, die Kraftleitung in mehrere Wellenabschnitte zu unterteilen, die dann mit Elementen verbunden werden, die die Obertragung von Drehmomenten gestatten. Diese Elemente müssen gleichzeitig eine feste Verbindung wie auch eine radiale Zentrierung der zu verbindenden Glieder der Kraftleitung gewährleisten. Normalerweise ist das eine zweier zu verbindender Elemente als Flansch ausgebildet.

Diese kraftübertragenden Elemente müssen völlig austauschbar und leicht zu montieren sein, eine zuverlässige übertragung wechselnder Drehmomente gestatten und eine vollkommene Zentrierung ohne Spiel gewährleisten. Bekannte Elemente dieser Art, die diesen Anforderungen genügen, und in Großserie zu einem verhältnismäßig

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niedrigen Preis fertigbar sind, weisen eine ringförmige Zentrierschulter auf und eine durchgehende, im wesentlichen ebene Anlagefläche, die von einer bestimmten Anzahl umfangsmäßig verteilter Löcher zur Aufnahme von Schraubbolzen durchsetzt ist.

Diese allgemein übliche Ausbildung ist mit folgenden Schwierigkeiten verbunden:

Um eine Austauschbarkeit und leichte Montage zu gewährleisten, muß der Durchmesser der Löcher um einige Zehntel Millimeter größer sein als der Bolzendurchmesser. Die Drehmomentübertragung darf, um wirklich zuverlässig zu sein, nur durch Haftreibung der ringförmigen Anlageflächen erfolgen und somit über die Klemmkraft der Bolzen; diese muß daher sehr hoch sein, um jegliche Gefahr einer relativen Gleitbewegung der einander beaufschlagenden Flächen zu verhindern, da eine solche Verschiebung zur Korrosion sowie zur Lockerung der B olzen unter der Einwirkung wechselnder Drehmomente führen würde. Man muß daher eine große Anzahl Bolzen mit großem Durchmesser vorsehen, was einerseits die Herstellungs- und Montagekosten erhöht und andererseits den Durchmesser und damit den Raumbedarf der Flansche vergrößert, so daß diese Flanschverbindungen in einer beschränkten Einbaustelle nicht verwendbar sind.

Um eine vollkommene, gegenseitige radiale Zentrierung zu erhalten und die Austauschbarkeit der Elemente zu gewährleisten, müssen die zylindrischen Schultern mit sehr engen Eingriff stoleranzen hergestellt werden, was bei der Herstellung in Großserienfertigung gewisse Schwierigkeiten aufwirft und damit die Kosten wesentlich erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungselement zu schaffen, das unter wirtschaftlicheren Bedingungen zuverlässiger arbeitet als die bekannten Elemente.

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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verbindungselement zur Kraftübertragung vor, welches gekennzeichnet ist durch eine kleine Anzahl paarweiser Anlageflächen, die jeweils paarweise ausgehend von der Anschlußfläche des Verbirtlungselements konvergieren und sich vom Verbindungselement axial nach außen erstrecken in Form zweier Seitenflanken einer rinnenförmigen Vertiefung oder Erhebung mit jeweils trapezförmigen, zu einer durch die Drehachse des Elements verlaufenden Ebene symmetrischen Querschnitt , wobei je zwei benachbarte Anlageflächen-Paare zwischen sich einen Winkelabstand aufweisen.

Ist das Verbindungselement in Form eines im wesentlichen ebenen Flansches ausgebildet, dann lassen sich die Anlageflächen-Paare auf sehr einfache Weise in Kaitformgebungsverfahren gleichzeitig herstellen. Die beiden Flächen jeden Paares bilden dann die Seitenflächen eines gegenüber der Hauptfläche des in allen Punkten im wesentlichen gleiche Dicke aufweisenden Flansches erhabenen Profils.

Ist das Verbindungselement ein ohne Bodenteil ausgebildetes Hülsenelement eines Gelenks in Tripod-Bauart, dann weist die Anschlußfläche des Hülsenelements eine drei Ausbuchtungen beschreibende Hohlkehle auf, in welcher ein Wulst eines Dichtungs· elements aufnehmbar ist und zwischen ι Anlageflächen-Paare ausgebildet sind.

en elements aufnehmbar ist und zwischen deren Ausbuchtung drei

Die sich aus zwei Verbindungselementen ergebende Verbindungsvorrichtung wirkt lediglich über die Anlageflächen-Paare zusammen, welche durch Klemmorgane axial gegeneinander anpreßbar sind.

Ist das eine Element das Hülsenelement eines Tripod-Gelenks, dann ist der Dichtungswulst durch das andere, mit einem Luftloch ausgebildete Element anpreßbar.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 teilweise im Schnitt nach Linie 1-1 in

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Verbindungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung als Kupplung für ein Kardangelenk;

einen Teilschnitt nach Linie 2-2 in Fig.l;

eine Draufsicht auf ein Verbindungselement in Achsrichtung nach Linie 3-3 in Fig.l;

Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4
und	5

jeweils in einem schematischen Schnitt die Herstellung des Elements nach Fig. 3;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer anderen_s zur Befestigung von Lagerträgern an der Gelenkgabel eines Kardangelenks dienenden Ausführungsform der Verbindungsvorrichtung, teilweise im Schnitt nach Linie 6-6 in Fig. 7;

Fig. 7 einen Schnitt nach Linie 7-7 in Fig. 8; Fig. 8 einen Teilschnitt nach Linie 8-8 in Fig. 7;

Fig. 9 einen Axialschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Verbindungsvorrichtung als Anschlußkupplung für das Hülsenelement eines Tripod-Gelenks;

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Fig. 10 einen Teilschnitt nach Linie 10-10 in Fig.9; Fig. 11 einen Schnitt nach Linie 11-11 in Fig.10;

Fig. 12 einen Axialschnitt durch eine abgewandelte

Ausführungsform der in Fig. 9 gezeigten Verbindungsvorrichtung nach Linie 12-12 in Fig.13;

Fig. 13 eine Draufsicht in Achsrichtung auf das in

Fig 12 linke Element der Vorrichtung;

Fig. 14 einen Teilschnitt nach Linie 14-14 in

Fig. 13;

Fig. 15 einen Axial-Haibschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Verbindungsvorrichtung nach Fig. 12 bis 14;

Fig. 16 einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Verbindungsvorrichtung für ein Gelenk in Tripot-Bauart;

Fig. 17 einen Teilschnitt nach Linie 17-17 in Fig.16;

Fig. 18 eine Draufsicht in Achsrichtung, in Fig. 16

nach rechts gesehen, auf das Hülsenelement des Gelenks;

Fig. 19

und 20 jeweils einen Teilschnitt durch eine weitere

Ausführungsform der Verbindungsvorrichtung.

Fig. 1 bis 3 zeigen die Verbindung eines Kardangelenks 1 mit einer Transmissionswelle oder Nabe 2, deren Achse mit X-X bezeichnet ist. Die Welle 2 und ein Gabelstück 3 des Gelenks sind jeweils mit einem Endflansch 4 und 5 in Form im wesentlichen ebener₅ zur Achse X-X senkrechter Scheiben mit parallelen Flächen ausgebildet.

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Der Flansch 4 weist vier identische, gleichmäßig über seinen Umfang verteilte, vertiefte Hohlprägungen bzw. Vertiefungen 6 auf. Geometrisch gesehen ist jede Vertiefung 6 in Form einer Rinne mit gleichförmigem Trapezprofil ausgebildet, die symmetrisch zu einer durch die Achse X-X gehenden Ebene verläuft. Diese Rinne öffnet sich in den Umfang des Flansches und erstreckt sich über eine radiale Länge von 10 bis 30 % des Flanschdurchmessers.

Die Seitenflanken 7 und 9 der Vertiefung 6 schließen zu einer zur Hauptebene P des Flansches senkrechten Ebene den gleichen WinkelOtein. Der Boden 10 der Vertiefung ist von einem mittigen Rundloch 11 durchsetzt. In Draufsicht (Fig. 3) gesehen verlaufen die Seitenflanken 7 und 9 parallel zu dem die Mitte O¹ des Loches mit dem Mittelpunkt 0 des Flansches verbindenden Radius R. Die vier Vertiefungen 6 liegen mit ihren Boden 10 alle in einer zur Ebene P parallelen Ebene Q.

Die Dicke des Flansches ist an allen Punkten im wesentlichen gleich. Die übergänge zwischen den einzelnen Flächen sind abgerundet.

Der Flansch 5 der Gelenkgabel 3 ist an seinem Umfang mit entgegengesetzten Hohlprägungen bzw. Vertiefungen 6 ausgebildet, die gegenüber seiner Stirnfläche erhaben sind und nicht, wie beim Flansch 4, zurückweichen. Während beim Flansch 4 die Anlageflächen 7a, 9a die Innenflächen der Seitenflanken 7 und 9 der Vertiefungen 6 sind, sind die Anlageflächen 7b und 9b des Flansches 5 die Außenflächen der Seitenflanken 7 und 9 der Vertiefungen 6.

Die verbundenen Flansche 4 und 5 (Fig. 2) beaufschlagen sich lediglich in den Flächen 7a, 9a und 7b, 9b, während zwischen den einander gegenüberliegenden ebenen Flächen der Flansche ein Abstand d verbleibt.

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Durch die Löcher 11 erstrecken sich mit Spiel Schraubbolzen 12 mit Muttern 12a und pressen die Flansche axial zusammen durch Beaufschlagung der Profilböden 10 auf entgegengesetzten Seiten. Die sich ergebende starre Kupplung gestattet die übertragung sehr hoher Drehmomente. Bei einem Reibungskoeffizienten Metall-Metall von 0,1 und einem WinkelOi = 30°, ist die zur übertragung eines gegebenen Drehmoments erforderliche axiale Klemmkraft der Bolzen nachweislich 22 mal kleiner als bei klassischen Flanschkupplungen miteinander beaufschlagenden, ebenen Ringflächen. Die Anzahl der Bolzen läßt sich daher z.B. von 8 auf vier verringern und der Durchmesser der Bolzen im Verhältnis 11:1 verkleinern, d.h. statt Bolzen mit 16mm Durchmesser lassen sich Bolzen mit nur 5mm Durchmesser verwenden.

In der Praxis verwendet man zur Wahrung einer gleichförmigen und stetigen Kraftleitung, bei der das Drehmoment nicht der einzige zu berücksichtigende Parameter ist, Bolzen mit 8mm Durchmesser, was eine vollkommene Betriebssicherheit gewährleistet.

Obwohl sich mit abnehmendem Winkel&ein größeres Drehmoment übertragen läßt, soll dieser Winkel vorzugsweise nicht sehr viel kleiner als 30° gewählt werden, da sonst Nachteile auftreten: Die auf die Anlageflächen 7a, 9a, 7b, 9b wirkenden Andruckkräfte schnellen hoch und lönnen zu bleibenden Verformungen oder gar zum Bruch führen. Bei einem sehr kleinen Winkel OL machen sich Fertigungsfehler stark bemerkbar und tragen noch zusätzlich dazu bei, daß sich der Druck auf einzelne Stellen konzentriert. Es besteht dann die Gefahr eines Rückens und Festfressens, wenn nicht alle Schrauben gleichzeitig arretiert werden, wobei es bekanntlich praktisch schon fast unmöglich ist, auch nur vier Schraubbolzen gleichzeitig festzuziehen. Die Anlageflächen werden dadurch beschädigt und gewährleisten dann nicht mehr die gewünschte Zentrie rung. Eine Verringerung des Winkels (X bedingt außerdem eine höhere Anzahl von Vertiefungen 6 und verteuert damit die Fertigung. In der Praxis wird daher ein Winkel CX von 15°-45° gewählt.

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Die Vertiefungen 6 lassen sich auf sehr wirtschaftliche Weise im Kaltformgebungsverfahren herstellen. Wie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich, verwendet man eine Matrize 13 (für den Flansch 4) bzw. 14 (für den Flansch 5) und einen Stempel 15, 16 entsprechend dem für die Flanschstirnfläche gewünschten Profil. Das heißt, die Matrize 13 weist vier Ausnehmungen 17 auf, während die Matrize 14 vier Erhöhungen 18 aufweist. Die Stempel erzeugen mit Präzision die Anlageflächen 7a, 9a und 7b, 9b und verformen den zunächst ebenen Flansch nach der entsprechenden Matrize. Am Ende eines Arbeitshubs des Stempels wird durch ein im Stempel elastisch geführtes Rückholelement 19, 20 ein Loch 11 in jede Vertiefung 6 gestanzt. Diese Löcher werden mit einem gegenüber den Schraubbolzen etwas größeren Durchmesser gestanzt, aber ohne Präzision, da sie lediglich zur Aufnahme der Schraubbolzen dienen. Sie werden daher nur roh gestanzt.

Diese Verformung erfolgt im Kaltverfahren an Werkstücken mit Flanschen, die durch Wärmebehandlung bereits ihre Endhärte erlangt haben. Die Oberflächenhärte der Anlageflächen 7a, 9a erhöht sich dadurch und es besteht keine Gefahr eines Abscherens oder einer Rißbildung im Metall. Da alle Vertiefungen jeden Flansches gleichzeitig geformt werden, ist eine vollkommene Positionierung der Flankenpaare 7a, 9a oder 7b und 9b und damit eine absolute Austauschbarkeit dar Flansche gewährleistet.

Die Formwerkzeuge lassen sich durch Schleifen nach erfolgter Härtung und Stabilisierung in vollkommener Geometrie herstellen und können diese regelmäßige Geometrie mit hoher Wiedergabegenauigkeit auf alle als Negativabdruck erhältlichen Flansche reproduzieren.

Die dabei etwa auftretenden Verschiebungen sind gering und der Verschleiß vernachlässigbar; die Werkzeuge sind keinen übermäßigen Beanspruchungen ausgesetzt und zeigen keine durch Materialermüdung—bedingte Bruchneigung. In der Praxis lassen sich zehntausende_yon_ Flanschen herstellen, ehe die aktiven Flächen des

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Werkzeuges, die ja lediglich den Anlageflächen 7a, 9a und 7b, 9b einerseits und den Anlageflächen der Bolzen 12 und der Mutter 12< andererseits entsprechen, scharf geschliffen werden müssen. Dieses Nachschleifen der Werkzeuge ist angesichts des einfachen Profils leicht durchzuführen, da die Flanken 7a und 9a einer Ausnehmung parallel verlaufen und jeweils zwei gegenüberliegende Ausnehmungen auf einer Verlängerung liegen.

Die Flansche 4 und 5 lassen sich dann mit Hilfe dieser Vertiefungen 6 auf klassischen Werkzeugmaschinen einspannen, welche Anlagewangen mit zu den Flanken der Vertiefungen komplementären, paarweisen Schrägflächen aufweisen, z.B. in einer Bohrmaschine, welche die Bohrungen in den Laschen des Gabelstücks 3 des Kardangelenks herstellt, und auf den Tisch einer Drehbank zur Innenbearbeitung der Welle oder Nabe 2. Neben einer Zeitersparnis ergibt sich auch eine Einsparung des normalerweise zur Einspannung und Zentrierung auf Werkzeugmaschinen erforderlichen Materials.

Bei Verwendung der Vorrichtung zur Verbindung eines Kardangelenks erfordert die Bauhöhe der Gelenkgabel 3 auch häufig eine im Gegensatz zur gezackten Darstellung unregelmäßige Verteilung der vier Vertiefungen 6 über den Umfang des Flansches mit einem abwechselnden Winkel abstand von ca. 80 und 100°.

Bei bestimmten Metallen und bestimmten Arbeitsstellungen kann es bei der Herstellung der Vertiefungen 6 im Flansch 4 vorkommen, daß der Stempel 15 Wülste erzeugt, die in Fig. 4 gestrichelt angedeutet sind. Der Stempel 15 wird daher mit Aussparungen 15a versehen und der Stempel 16 wird entsprechend anders ausgebildet, wie Fig. 5 gestrichelt zeigt, um in dem anderen Flansch 5 ringförmige Ausnehmungen zu erzeugen, die diese Wülste aufnehmen können. Dies gewährleistet, daß sich die beiden Flansche ausschließlich in ihren Anlageflächen 7a, 9a und 7b, 9b beaufschlagen.

Fig. 6 bis 8 zeigen ein Kardangelenk mit mindestens einem mit abnehmbaren Lagerträgern 22 versehenen Gabelstück 21. Die Lager- -

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träger weisen jeweils eine plane Anschlußfläche 23 in Kreissegmentform mit zwei vorspringenden Erhebungen 24 auf. Jede Erhebung 24 erstreckt sich radial zum Kreissegmentbogen der Fläche 23 und besitzt ein durchgehend gleichbleibendes Querschnittsprofil in Form eines gleichschenkligen Trapezes, ähnlich den Vertiefungen 6 nach Fig. 1 bis 3.

Die Grundfläche jeder trapezförmigen Erhebung des Lagerträgers ist von einem mittigen Loch 25 zur Aufnahme eines Schraubbolzens durchse-tzt. Die schrägen Seitenflanken 26, 27 jeder Erhebung sind, in Draufsicht gesehen (Fig. 7), parallel ausgerichtet und verlaufen nach erfolgter Verbindung des Lagerträgers am Gabelstück symmetrisch zu der Radialebene, die den den Mittelpunkt des Gabelstückes mit dem Mittelpunkt des Loches 25 verbindenden Radius Rl einschließt.

Die Gelenkgabel 21 weist am Ende jeden Schenkels eine plane Anschlußfläche 28 auf, die mit zwei zu den Erhebungen 24 im wesentlichen komplementären Vertiefungen 29 ausgebildet ist, die von Schrägflanken 30 und 31 begrenzt sind. Durch den Boden jeder Vertiefung 29 erstreckt sich ein Gewindeloch 32.

Zur Herstellung der Verbindung werden die Flächen 26 und 27 der Erhebungen 24 gegen die Flächen 31 und 30 der Vertiefungen 29 in Anlage gebracht, wobei zwischen den einander gegenüberliegenden ebenen Bereichen der Flächen 23 und 28 ein Spiel d_ verbleibt (Fig. 6 und 8). Die sich mit Spiel durch die Löcher 25 erstreckenden Kopfschrauben 33 werden in die Gewindebohrungen 32 eingeschraubt, um den für die Kraftübertragung erforderlichen, verhältnismäßig geringen Anklemmdruck herzustellen. Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 gestattet diese Verbindung die übertragung großer, wechselnder Drehmomente ohne Schlupf und Spiel, wobei eine völlige Austauschbarkeit gewährleistet ist. Die Schrägflanken können im Kaltformgebungsverfahren oder in maschineller Bearbeitung hergestellt werden.

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Fig. 9 bis 11 zeigen eine weitere Anwendungsform der Vorrichtung zur Verbindung des Hülsenelements 34 eines Gelenks in Tripod-Bauart mit einer Welle 35. Letztere ist an ihrem freien Ende mit einem Flansch 4a ausgebildet, analog dem Flansch 4 nach Fig.l, welcher aber nur drei Schrägflanken-Paare 7b, 9b zur Anlage aufweist; diese Schrägflanken begrenzen um 120° versetzt angeordnete Erhebungen 36 und werden nicht im Kaltformgebungsverfahren, sondern maschinell hergestellt.

Die Änschlußflache 37 des Hülsenelements 34 weist drei Vertiefungen 38 mit ebenfalls maschinell hergestellten Schrägflanken 7a - 9a auf. Lediglich die Schrägflanken 7a, 9a und 7b, 9b gelangen zwischen dem Flansch 48 und demHülsenelement in Anlage. Durch die die Erhebungen 36 axial durchsetzenden Löcher 40 im Flansch erstrecken sich frei drei Schrauben 39, die in die Gewindebohrungen im Boden der Vertiefungen 38 eingeschraubt werden, um die erforderliche axiale Anpressung zu erzeugen.

In Umfangsrichtung sind die Vertiefungen 38 in den zwischen den Wälzbahnen 42 gelegenen Bereichen des Hülsenelementes ausgebildet. Sie können aber auch in axialer Verlängerung der Wälzbahnen vorgesehen sein, so daß die Schrauben in umgekehrter Richtung einführbar sind.

Fig. 12 bis 14 zeigen eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 9, bei der die die Schraubbolzen aufnehmenden Löcher entfallen und die axiale Haltekraft durch eine überwurfmutter 43 gewährleistet wird, welche auf das Bodenteil 44 des Hülsenelements 34 aufschraubbar ist. Die Mutter besteht vorzugsweise aus tiefgezogenem Blech, und ihr Gewinde wird im Kaltwälzverfahren hergestellt. Sie beaufschlagt mit einem vor dem Festziehen nach innen umgeschlagenen Ende die Rückseite des Flansches 4a. Das andere Ende der Mutter 43 wird nach erfolgtem Eingriff in eine Nut 45 des Hülsenelementes umgeschlagen, so daß jegliche Gefahr einer Lösung der Mutter ausgeschlossen ist.

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Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 12 und 13 sind die Erhebungen 36 und die Vertiefungen 38 am Hülsenelement und am Flansch ausgebildet.

Fig. 15 zeigt eine weitere Variante dieser Ausführungsform, bei der die Mutter 43 auf einem Umfangsgewinde des Flansches 4a sitzt. Das eine Ende der Mutter ist in die Nut 45 des Hülsenelements umgeschlagen, während sie mit ihrem anderen Ende nur an einer Stelle in eine Vertiefung 46 auf der Rückseite des Flansches arretierend eingreift.

Gelenke in Tripod-Bauart sind meist so konzipiert, daß sie einen auf Lebenszeit das Schmiermittel einschließenden, dichten Hohlraum umschließen,.und werden als "lebenslang geschmiert" geliefert. Fig. 16 bis 18 zeigen, wie sich diese Forderung mit der Verbindungsvorrichtung nach Fig. 9 bis 11 vereinbaren läßt, wenn das Gelenkhülsenelement 34a selbst keinen Boden hat, d.h. sich die Wälzbahnen für die Rollkörper des Tripod-Elements von einem Ende des Hülsenelements zum anderen erstrecken.

Die Anschlußfläche 37 des Hülsenelements weist eine mittige Ausnehmung 85 mit drei Rundausbuchtungen mit einem Winkelabstand von 120° auf, die den drei Wälzbahnen 42 für das Tripod-Element entsprechen. Eine in der Fläche 37 ausgebildete Nut oder Ausnehmung 46 beschreibt annähernd den Umriß der Ausnehmung 85 und weist daher ebenfalls drei Ausbuchtungen und drei Vertiefungen auf. Die drei Vertiefungen 38 (oder als Variationsmöglichkeit die Erhebungen) zum Anschluß und Zentrieren sind jeweils auf der gegenüberliegenden Seite jeder der drei Ausbuchtungen ausgebildet. Der Mittelbereich 47 des fest mit der Welle 35 ausgebildeten Flansches 4b ist hohl und weist eine als Luftloch dienende Durchbohrung 48 auf. Seine Anschlußfläche 49 entspricht in axialer Draufsicht in etwa der Fläche 37 des Hülsenelements und umschließt ebenfalls eine Ausnehmung mit drei Ausbuchtungen 50, die in Fig. 18 gestrichelt eingezeichnet sind.

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Eine weiche Membran 51 aus Elastomer ist zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen 37 und 49 des Hülsenelements und des Flansches angeordnet. Diese Membran greift mit einem Wulst 52 in eine Nut 46 des HUl senel ements ein, und ihre umlaufende Anlagedicke ist größer als der Abstand d_ zwischen den verbundenen Elementen 34a und 4b. Dadurch ist eine vorbestimmte, gleichförmige und gleichbleibende Anpreßkraft der Membran gewährleistet. Die dichte Kammer wird auf bekannte Weise durch einen am anderen Ende des HUlsenelements und der Welle des Tripod-Elements 54 befestigten Balg 53 geschlossen.Dank des Luftloches 48 kann sich die Membran im Laufe der Längs- und Querbewegungen des Gelenks frei verformen.

In keinen der beschriebenen Anwendungsfälle sind auf einem Umfang mehr als vier Paare schräger Anlageflächen 7a - 9a erforderlich, denn eine höhere Anzahl würde keinen zusätzlichen Vorteil mit sich bringen. Die Verbindung ist somit isostatisch oder mindestens leicht hyperstatisch. Wenn außerdem, wie in den Zeichnungen gezeigt, die beiden Anlageflächen jeden Paares in Draufsicht gesehen parallel sind, müssen mindestens drei Paare vorgesehen werden. In der Praxis sieht man daher drei oder vier Anlageflächen-Paare auf einem Umfang vor.

Wie aus Fig. 19 und 20 ersichtlich, ist es auch möglich, zwei Elemente miteinander zu verbinden, die beide entweder mit Vertiefungen oder VorsprUngen ausgebildet sind. Zwischen diesen einander gegenüberliegenden vorspringenden oder zurUckweichenden Profilen brauchen 1 ed ig! ich Elemente 55, 56 entsprechender Form mit Schrägflächen 57 eingesetzt zu werden, um die Mitnahmekräfte von einer schrägen Anlagefläche des einen Elements auf die entsprechende schräge Anlagefläche des anderen Elements zu übertragen, ohne daß zwischen anderen Flächen der Vorrichtung irgendeine Anlage erfolgt.

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Claims

Patentansprüche :

fl .j KraftUbertragendes Verbindungselement, gekennzeichnet durch eine kleine Anzahl paarweiser Anlageflächen (7a - 9a, 7b - 9b) die jeweils paarweise ausgehend von der Anschlußfläche des Verbindungselements (4, 5; 21, 22; 34, 4a; 34d, 4b) konvergieren ut.d sich vom Verbindungselement axial nach außen erstrecken in Form zweier Seitenflanken einer rinnenförmigen Vertiefung oder Erhebung (6) mit jeweils trapezförmigen und zu einer durch die Drehachse (X-X) des Elements verlaufenden Ebene (R, R¹) symmetrischen Querschnitt, wobei je zwei benachbarte Anlageflächen-Paare zwischen sich einen Winkelabstand aufweisen.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (7a - 9a, 7b - 9b) jeden Paares sich vom Umfang der Elemente ausgehend über eine Länge von 10 % bis 30 % des Außendurchmessers des Elements (4, 5; 21, 22; 34, 4a; 34a, 4b) erstrecken.

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3. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen zu einer Senkrechten zur Anschlußfläche einen Winkel^ von 15° bis 45° einschließen.

4. Verbindungselement mit Rotationssymmetrie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen-Paare (7a - 9a, 7b - 9b) in Umfangsrichtung des Elements (4, 5; 34, 4a; 34a, 4b) mit gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnet sind.

5. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in Form eines im wesentlichen ebenen Flansches, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Anlageflächen-Paar (7a - 9a, 7b - 9b) die Seitenflächen eines gegenüber der Hauptfläche des in allen Punkten im wesentlichen gleiche Dicke aufweisenden Flansches (4, 5) erhabenen Profils (6) bilden.

6. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den zwei Anlageflächen (7a - 9a, 7b - 9b) jeden Paares ein Loch (11; 25 - 32; 40 - 41) zur Aufnahme eines Schraubbolzens vorgesehen ist.

.Verbindungsei etnent mit Rotationssymmetrie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es vier Anlageflächen-Paare aufweist, von denen sich jeweils zwei Paare diametral gegenüberliegen.

8. Verbindungselement mit Rotationssymmetrie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es drei mit einem Winkelabstand von 120° ausgebildete Anlageflächen-Paare aufweist.

9. Verbindungselement nach Anspruch-8 in Form eines ohne Boden ausgebildeten Hülsenelements eines Gelenks nach Tripod-Bauart dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfläche (37) des Hülsenelements (34a) eine drei Ausbuchtungen (46) beschreibende Hohlkehle aufweist, in welcher ein Wulst (52) eines Dichtungselements (51) aufnehmbar ist, und daß zwischen den Ausbuchtungen drei

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Anlageflächen-Paare (7b - 9b) ausgebildet sind.

10. Verbindungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet_s daß das Dichtungselement (51) eine Membran aus Elastomer ist.

11. Verbindungsvorrichtung zur Kraftübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei Verbindungselementen (4, 5; 21, 22; 34, 4a; 34a, 4b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche besteht, welche lediglich an den paarweisen Anlageflächen (7a 9a, 7b - 9b) zusammenwirken, die durch Klemmorgane (12 - 12a; 33; 39; 43) axial gegeneinander anpreßbar sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elemente durch eine überwurfmutter (43) gegeneinander anpreßbar sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (43) gegenüber den beiden Elementen drehgesperrt befestigbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, deren eines Element das Hülsenelement eines Gelenks in Tripod-Bauart nach einem der Ansprüche 9 und 10 ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (52) durch das andere, ein Luftloch (48.) aufweisende Element (4b) anpreßbar ist.

Patentanwälte

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