DE3014790A1

DE3014790A1 - Zwischenlageranordnung

Info

Publication number: DE3014790A1
Application number: DE19803014790
Authority: DE
Inventors: Jacques Mangiavacchi
Original assignee: Glaenzer Spicer SA
Current assignee: Glaenzer Spicer SA
Priority date: 1979-04-24
Filing date: 1980-04-17
Publication date: 1980-10-30
Also published as: JPS566924A; FR2455210B1; IT8067640A0; US4364613A; GB2054800A; ES490802A0; DE3014790C2; ES8101213A1; JPH0434005B2; FR2455210A1; IT1128769B; GB2054800B

Description

"Zwischenlageranordnung"

Die Erfindung betrifft eine Zwischenlageranordnung für einen Gelenkwellenzug.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Transmissionszüge, die mittels Kardangelenken miteinander gelenkig verbunden sind.

Wenn ein Transmissionszug dazu dient, weit voneinander entfernte Teile zu kuppeln, und mit hoher Drehzahl umlaufen soll, ist es notwendig, Zwischenlager vorzusehen, welche den Wellenzug nahe den Gelenken abstützen.

Bei herkömmlichen Transmissionslinien,bestehend im allgemeinen aus einer Halbtransmission und aus einer vollständigen Transmission, welche miteinander durch ein Kardangelenk gelenkig verbunden sind, stützt gewöhnlich ein Zwischenlager den Wellenzug nahe dem Gelenk ab, wie dies in der FR-PS 1 102 771 beschrieben ist.

Die üblicherweise verwendeten Zwischenlager bestehen im allgemeinen aus einem Rollenlager, eingebettet in einen Kautschuktopf, wobei das Rollenlager auf einem genuteten, an ein Rohr angeschweißten Fortsatz montiert ist, Vielehe letztgenannte Baugruppe einen Teil der Halbtransmission bildet.Die Verbindung mit dem zweiten gelenkigen Abschnitt des Transmissionszuges wird realisiert über eine Brücke oder einen Kupplungskopf, der eine Innennutung aufweist und auf die Nutung des genuteten Fortsatzes aufgeschoben wird sowie durch ein Kardangelenk, dessen einer Kopf verbunden ist mit der Kupplungsbrücke

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und dessen anderer Kopf gleitbeweglich am Ende einer genuteten Welle sitzt, die zu der Transmission gehört.

Diese herkömmliche Anordnung weist zahlreiche Nachteile auf. Die Anordnung der Kupplungsbrücke oder des Kupplungskopfes direkt auf den Nuten des Stumpfes nämlich führt beinahe notwendigerweise zu einer Exzentrierung der Brückenzentrierung sowie zu einem Fehler der senkrechten Lage des Plateaus der letzteren, welche Fehler auf den üblichen Herstellungstoleranzen beruhen, welche man nur reduzieren kann, wenn erheblich die Kosten der Transmission gesteigert werden. Daraus ergibt sich, daß die gemeinsamen Wirkungen der Exzentrierung und des Perpendikularitätsfehlers eine Exzentrierung des Kardangelenks bewirken, die umso größer ist, je größer die freie Traglänge des Gelenks relativ zum Plateau der Brücke ist. Diese Exzentrierung der Masse des Kardangelenks bewirkt eine Unwucht, welche Vibrationen beim Umlauf der Transmission hervorruft.

Diese Unwucht, die geoemtrisch durch die Kupplung der Halbtransmission mit der Transmission bei der Montage eines mit einem solchen Wellenzug versehenen Fahrzeuges eingeführt wird, kann manchmal einen Wert erreichen, der zehnmal höher ist als die Toleranz der Auswuchtung, die vorher an diesen Elementen vorgenommen wird, und diese Unwucht bleibt auch, unabhängig von der Sorgfalt, mit der diese Auswuchtung vorgenommen wird.

Verschiedene Lösungen wurden bereits vorgeschlagen, um diese Nachteile zu beheben. So hat man versucht, die Halbtransmission vorher mit einer Zusatzmasse auszuwuchten, mittels der die Masse des Gelenkes simuliert werden sollte, mittels dem die Transmission angekoppelt werden muß. Gemäß einer weiteren Lösung wurde vorgeschlagen, vorher die Kupplungsbrücke auf dem Stumpf zu montieren, danach die Zentrierung des Plateaus der Brücke einzuarbeiten, und so die Exzentrierung und den Perpendikularitätsfehler, hervorgerufen durch die Nutenkupplung, auszugleichen.

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Schließlich und gemäß einer dritten Lösung wurde vorgeschlagen, eine gleichzeitige Auswuchtung der beiden die
Transmission bildenden Elemente nach ihrer Kupplung vorzunehmen; diese Lösung führt jedoch zu erheblichen Problemen hinsichtlich der Handhabung oder erfordert eine besondere
Konzeption der Zwischenlager. Alle diese Lösungen sind unbefriedigend und kostspielig.

In diesem Zusammenhang ist zum Stand der Technik beispielsweise auf das Lager hinzuweisen, daß in der FR-PS
822 031 offenbart ist. Dort ist das Rollenlager auf einem
Zwischenkupplungsstück montiert, das eines der Köpfe des
Kardangelenks bildet, mittels dem die gelenkige Verbindung zwischen den Wellen der Transmission hergestellt wird. Diese Anordnung ist zwar besser als die Anordnung nach FR-PS
1 102 771, die oben genannt wurde, in dem Sinne, daß sie
eine vorherige Auswuchtung einer Halbwelle ermöglicht, die danach gleitbeweglich auf den Nuten des Zwischenstücks montiert wird. Diese Gleitnuten jedoch führen Abweichungen von der Zentrierung ein infolge des für die Verschiebebewegung unabdingbaren Spiels. Ferner ermöglicht der Kardangelenkkopf, eingebettet in das Lager, nicht die Aufrechterhaltung einer eventuellen vorherigen Auswuchtung der zweiten Halbwelle,, und es ist erforderlich, die gesamte Baugruppe nach der Montage erneut auszuwuchten.

Ferner ist der US-PS 2 857 974 eine Anordnung bekannt, bei der nur ein Abschnitt der Welle demontierbar ist, und
infolgedessen getrennt auswuchtbar ist, während der andere Abschnitt undemontierbar an dem. Kupplungsstück verbunden
bleibt mittels eines Kardangelenks und deshalb mit dem
letzteren gemeinsam ausgewuchtet werden muß, was diesen Arbeitsgang kompliziert. Ferner ist es erforderlich, daß nach der Montage der beiden Wellenabschnitte und des Kupplungsstückes die Auswuchtung der gesamten Baugruppe wiederholt
werden muß.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lageranordnung für einen Gelenkwellenzug zu schaffen, der es gestattet, einerseits die Elemente der Transmission vor der Kupplung auszuwuchten und andererseits diesen Auswuchtzustand zu konservieren, nachdem die Kupplung erfolgt ist, und zwar ohne komplementäre Justage.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Patentanspruch 1. Vorzugsweise bestehen die lösbaren Verbindungsmittel mit dem zweiten Element im wesentlichen aus einem Plateau mit einer Zentrierung und aus Befestigungsbolzen.

Dank der Verwendung einerseits einer an einem Enden genuteten Manschette und andererseits lösbarer Verbindungsmittel, wie einem Plateau mit Zentrierabschnitt und Bolzen auf der anderen Seite des Lagers, ist es möglich, gemäß der Erfindung die beiden Wellenabschnitte der Transmission unabhängig voneinander auszuwuchten und sie danach zu kuppeln, ohne diese unabhängigen Auswuchtugen zu stören, welche schließlich die Gesamtbaugruppe ebenfalls ausgewuchtet lassen.

In einer Variante kann das Brückenplateau, das oben genannt wurde, ersetzt werden durch einen Kopf des Kardangelenkes, wenn dieses eine Bauart aufweist, bei der die Lagerböcke Schuhe aufweisen derart, daß die Lagerböcke demontierbar sind, und Mittel besitzen, die ihre Zentrierung auf dem. Kopf sicherstellen, womit die Auswuchtung des betreffenden Teils der gekuppelten Transmission sichergestellt wird.

Die Rollenlager und die genutete Hülse werden Seite an Seite auf dem zylindrischen Teil des Kupplungsstückes montiert und in Axialrichtung auf dem letzteren blockiert, entweder mittels Einbördeln eines Kragens der Hülse in eine Nut, die in das Ende des zylindrischen Abschnitts eingearbeitet ist, oder mittels einer Mutter, die an die Hülse angebördelt ist, und einer Schraube, welche das Kupplungsstück durch eine Zentralbohrung durchsetzt, welche in das Kupplungsstück eingearbeitet ist.

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Die Anordnung gemäß der Erfindung gestattet es, sehr erheblich die freie Traglänge des Kardangelenkzentrums, angekuppelt an das Kupplungsstück, relativ zu dem Zentrum des Lagers zu verringern. Diese Verringerung der Axialabmessung führt notwendigerweise zu einer Gewichtsverringerung des neuartigen Zwischenlagers. Darüber hinaus bietet die Tatsache, daß das Kupplungsstück gleichzeitig die Stützfläche des Rollenlagers des Zwischenlagers trägt sowie auch die Zentriermittel für das Kardangelenk, das an das Kupplungsstück angekuppelt ist, die Möglichkeit, gleichzeitig diese Lagerfläche, die Zentrierung und, gegebenenfalls, die Anschlagfläche des Plateaus senkrecht zur Achse des Kupplungsstückes zu fertigen, was zur Folge hat, jede Exzentrierung und jeden Fehler der Perpendikularität zu unterdrücken sowie gleichzeitig das Vorhandensein irgendwelcher Unwuchten zu vermeiden.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert.

Fig. T zeigt eine Anordnung des Zwischenlagers in herkömmlicher Weise für einen Gelenkwellenzug,

Fig. 2 zeigt eine Anordnung des Zwischenlagers

gemäß der Erfindung für einen Gelenkwellenzug entsprechend dem nach Fig. 1, und

Fig. 3 zeigt einen maßstäblich vergrößerten Axialschnitt durch die Zwischenlageranordnung gemäß der Erfindung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.

Ein herkömmlicher Gelenkwellenzug ist in Fig. 1 dargestellt und besteht im allgemeinen aus zwei Transmissionselementen, nämlich einer Halbtransmission 1 und einer Transmission 2, die gelenkig an den Enden miteinander verbunden sind durch ein Kardangelenk 3, wobei der Wellenzug abgestützt wird durch ein Zwischenlager 4 nahe dem Gelenk. Das Zwischenlager besteht im allgemeinen aus einer Blechhalterung 5, in die ein Topf 6 aus weichem, elastischem Material, wie Kautschuk, eingesetzt ist, welcher ein Kugel-

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oder Rollenlager 7 enthält.

Die Halbtransmission 1 umfaßt ein Transmissionsrohr 8, an dessen Ende ein zylindrischer, genuteter Stumpf 9 eingesetzt und eingeschweißt ist. An der Peripherie des zylindrischen Stumpfes 9 sind nacheinander ein Lagertragabschnitt 10, auf dem der Innenring des Lagers 7 angeordnet ist, und Nuten 11 eingearbeitet, die am Ende des Stumpfes 9 auslaufen und zusammenwirken mit komplementären Nuten, die eingearbeitet sind in die Bohrung einer Kupplungsbrücke 12, die auf das genutete Ende des Stumpfes 9 aufgeschoben ist. Die Brücke 12 ist mittels Bolzen 13 an die Brücke 14 eines Kopfes 15 des Kardangelenks 3 angeschraubt, dessen anderer Kopf 16 gleitbeweglich auf einer genuteten Transmissionswelle 17 der Transmission 2 sitzt.

Man erkennt, daß bei dieser bekannten Bauart eines Gelenkwellenzuges, das oder die Kugellager 7 des Lagers 4 wie auch die Kupplungsbrücke 12 beide nacheinander auf den genuteten Fortsatz am Stumpf 9 der Halbtransmission 1 aufgesetzt sind, wobei die Kupplungsbrücke 12 eingeschoben ist zwischen dem Rollenlager des Lagers 4 und dem Kardangelenk 3, das an die genannte Brücke angekoppelt ist. Daraus ergibt sich eine erhebliche Traglänge L zwischen dem Zentrum des Kardangelenks 3 und der Mittelebene des Tragabschnitts 10 des Rollenlagers 7, welches die Transmission abstützt und hält.

Mit der Lageranordnung gemäß der Erfindung, die in Fig. 2 dargestellt ist, wird diese Traglänge in erheblicher Weise verringert. Gemäß der Erfindung nämlich sind das Rollenlager des Lagers und die Kupplungsbrücke nicht mehr am Ende der Halbtransmission hintereinander angeordnet, sondern im Gegenteil überlagert, in dem Sinne, daß die Kupplungsbrücke einen zylindrischen Tragabschnitt aufweist, auf dem das Rollenlager des Lagers montiert ist derart, daß der Abstand zwischen diesem. Tragabschnitt und der Anschlagfläche der Brücke erheblich verringert werden kann und gleichzeitig auch die freie Traglänge für das Kardangelenk.

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Anhand der in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform erkennt man, daß hier der Transmissionszug wiederum eine Halbtransmission 21 umfaßt, die gelenkig angekoppelt ist an eine Transmission 2 über ein Kardangelenk 3, wobei der Wellenzug nahe diesem Gelenk abgestützt wird von einem herkömmlichen Lager 4. Dieses Lager 4 umfaßt in an sich bekannter Weise einen Blechsupport 5 und einen Gummitopf 6, der in den Support eingesetzt ist und in dessen Innerem ein Rollenlager 7 untergebracht ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik hingegen umfaßt die Kupplungsbrücke 22 ein Plateau 23, das in Richtung seiner Achse um einen zylindrischen Fortsatz 24 verlängert ist. An dessen Peripherie sind eine glatte zylindrische Lagertragfläche 20 zur Aufnahme des Innenringes des Rollenlagers 7 von Lager 4 angearbeitet sowie Nuten 25, die sich in Längsrichtung erstrecken und am Ende des Fortsatzes 24, abgewandt dem Plateau 23, münden.

Außerdem besteht die Halbtransmission 21 aus einem Transmissionsrohr 18, an dessen Ende eine Manschette 19 eingebettet und angeschweißt ist. Diese besteht im wesentlichen aus einer Hülse, deren Bohrung Nuten 26 komplementär zu den Nuten 25 der Kupplungsbrücke 22 aufweist; die Hülse 19 läßt sich auf den Fortsatz 24 der Brücke aufschieben.

Wie man leichter der vergrößerten Darstellung nach Fig. oberhalb der Achse entnehmen kann, wird zunächst das Rollenlager 7 auf dem mittleren Tragabschnitt 20 der Brücke 22 montiert,und danach wird die Hülse 19 auf das genutete Ende der Brücke 22 derart aufgeschoben, daß die Nuten 26 der Hülse in die Nuten 25 der Brücke eingreifen und in Wirkverbindung gelangen. Wenn diese Montage fertiggestellt ist, wild die Baugruppe in Akialrichtung festgelegt, indem ein Kragen 27, der von der Hülse 19 einspringt, in eine Nut 28 eingebördelt wird, die in ümfangsrichtung auf der Peripherie des betreffenden Endes der genuteten Partie der Brücke 22 vorgesehen ist. Das Transmissionsrohr 18 der Halbtransmission 21 wird schließlich auf einen zylindrischen Abschnitt mit peripherer Zentrierung der Hülse 19 aufgeschoben und schließlich mittels einer gürtelartigen Schweißnaht 29 an dieser Hülse festgelegt.

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Es versteht sich, daß das Plateau 23 der Kupplungsbrücke 22 eine Zentrierung 30 aufweist, mittels der präzise die Brücke 14 des Kopfes des Kardangelenks 3 relativ zu der Kupplungsbrücke 22 positioniert werden kann.

In einer Variante, die weiter die freie Traglänge L des Kardangelenkes 3 relativ zum Lager 4 zu reduzieren gestattet, liegt es im Rahmen der Erfindung und ist es im unteren Teil der Fig. 3 unterhalb der Achslinie dargestellt, daß als Kupplungselement nicht eine Brücke verwendet wird, wie oben beschrieben wurde, sondern ein Kopf 31 des Kardangelenks, das dann eine Bauart aufweist, bei der die Lager demontierbar sind (nicht dargestellt), so daß die Halbtransmission und die Transmission, welche den Wellenzug bilden, gelenkig miteinander verbunden werden.

Gemäß der Erfindung wird der Gelenkkopf mit abnehmbaren Lagerböcken in ganz bestimmter Weise ausgeführt, um ihn an das Zwischenlager 4 anzupassen und an das hülsenförmige Teil 36, das an das Ende des Rohres 18 der Halbtransmission 21 angeschweißt ist. Dieser Kopf umfaßt insbesondere eine zylindrische Verlängerung 32, auf deren Peripherie nebeneinander eine glatte zylindrische Tragfläche 23 für das oder die Rollenlager 7 des Zwischenlagers 4 sowie Nuten 34 eingearbeitet sind, die in Längsrichtung orientiert sind und am Ende der Verlängerung münden; diese Nuten dienen zur Wirkverbindung mit komplementären Nuten 35, die in das Innere der Bohrung des Teiles 36 eingearbeitet sind, welches dazu bestimmt ist, an das Ende des Rohres 18 der Halbtransmission 2t angeschweißt zu werden.

Nach Montage der Rollenlager des Stützlagers und der genuteten Hülse auf der Verlängerung des Gelenkkopfes können die Teile in Axialrichtung wie zuvor blockiert werden, das heißt, mittels Bördelung eines Kragens der Hülse in das Innere einer Nut, eingearbeitet auf der Peripherie des Endes dieser Verlängerung, oder auch mittels einer Anordnung, die im unteren Teil der Fig. 3 dargestellt ist. Hier ist ein

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Zugbolzen 37 vorgesehen, der den Kopf 31 von einer Seite zur anderen durch eine Zentralbohrung 38 in Axialrichtung durchsetzt, und eine Mutter 39 ist in das hintere Ende der Hülse 36 eingebettet und wird an Ort und Stelle gesichert durch eine Bördelung 40. Es versteht sich, daß diese Art und Weise der Axialblockierung nicht nur verwendbar ist, wenn die Ausführungsform wie zuletzt beschrieben unmittelbar unter Verwendung des Kardangelenkkopfes erfolgt, sondern auch dann, wenn eine Kupplungsbrücke wie weiter oben beschrieben verwendet wird, unter der Voraussetzung natürlich, daß eine Zentralbohrung durch die Brücke vorgesehen wird.

Man erkennt, daß mit der erstgenannten Blockierweise unter Einbördelung eines Kragens der Hülse in eine Nut des Kupplungselements dieses letztere nicht mehr demontierbar ist, nachdem die Hülse an das Ende des Rohres der Halbtransmission angeschweißt worden ist. Die zweite Montageart der Teile dagegen, ermöglicht offensichtlich,den Zugbolzen 37 aus der Mutter 39 herauszuschrauben und damit von der Hülse zu lösen, die an das Ende des Transmissionsrohres angeschweißt ist, womit das Kupplungselement demontiert werden kann und gegebenenfalls auch die Rollenlager, um beispielsweise die letzteren zu ersetzen.

Bei der Montage des Zwischenlagers gemäß der Erfindung, wenn das Kupplungselement eine Brücke ist (oberer Teil der Fig. 3), liegt die Verringerung der freien Traglänge 11 zwischen dem. Zentrum des Kardangelenks und dem Zentrum des Zwischenlagers in der Größenordnung von 20% gegenüber der herkömmlichen Montageart nach Fig. 1.

Mit der Montage des Lagers in der zuletzt beschriebenen Variante, wenn also das Kupplungselement ein Kopf des Kardangelenks mit demontierbaren Lagerböcken ist (unterer Teil der Fig. 3), kann die Verringerung der freien Traglänge L des Kardangelenkzentrums relativ zum Zentrum des Zwischen-

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lagers 35% betragen, wobei die letztgenannte Bauweise darüber hinaus eine erhebliche Gewichtsersparnis der Baugruppe in Höhe des Lagers ermöglicht, weil mehrere Teile wegfallen können, insbesondere eine große Anzahl von Schraubenbolzen.

Diese Verringerungen der freien Traglänge des Kardangelenks relativ zum Zentrum des Zwischenlagers zusätzlich zu der Tatsache, daß die Lagertragflächen direkt auf dem Kupplungselement realisiert werden und infolgedessen in einem einzigen Arbeitsgang mit dem letzteren gefertigt werden, haben eine erhebliche Verringerung der Exzentrizitäten und der Fehler in der Ausfluchtung der Teile zur Folge, die nahe dem Zwischenlager angeordnet sind, womit nahezu vollständig die Unwuchten beseitigt werden, die durch die Kupplung der Halbtransmission mit der Transmission eingeführt werden könnten.

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L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche

M)) Zwischenlageranordnung, insbesondere für einen Gelenkwellenzug mit mindestens einem ersten Element, das ein mit einer genuteten Ausnehmung versehenes Ende aufweist und mit einem zweiten, mit dem ersten gekuppelten Element, welche Anordnung einen Topf aus weichem, elastischen Material zur Absorption von Vibrationen umfaßt, mindestens ein in dem Topf untergebrachtes Rollenlager sowie ein Kupplungsstück, das in dem Rollenlager aufgenommen ist und an einer Seite mit einem genuteten Stumpf versehen ist zum Einfügen in das hohle genutete Ende des ersten Elements, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende im wesentlichen eine Hülse (19, 36) umfaßt, die im Inneren genutet ist und an das Ende des ersten Elements (21) angefügt ist und daß auf der dem genuteten Fortsatz (24, 32) abgewandten Seite das Kupplungsstück lösbare Verbindungsmittel mit dem zweiten Element (2) aufweist.
2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Verbindungsmittel mit dem zweiten Element (2) im wesentlichen von einem Plateau (23) mit einer Zentrierfläche (30) und Schraubbolzen (13) gebildet sind.
3) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Verbindungsmittel mit dem zweiten Element im wesentlichen von einem Kopf (31) eines Kardangelenks mit lösbaren, mit Absätzen versehenen Lagerböcken und diesen Lagerböcken selbst gebildet sind.

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4) Anordnung nach, einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollenlager (7) und die genutete Hülse

(19) Seite an Seite auf dem zylindrischen Fortsatz (24) des Kupplungsstücks angeordnet sind, und daß die Hülse einen Kragen

(27) umfaßt, der in eine Nut (28) gebördelt ist, welche am Ende des zylindrischen Fortsatzes angeordnet ist, so daß die Kragenbördelung die Axialblockierung der montierten Teile bildet.
5) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollenlager (7) und die Hülse (36) Seite an Seite auf dem zylindrischen Fortsatz (32) des Kupplungsstückes montiert sind, das eine Zentralbohrung (38) aufweist, welche das Kupplungsstück von einer zur anderen Seite durchsetzt, und daß die montierten Teile in Axialrichtung gegeneinander blockiert sind mittels einer Schraube (37), die die Zentralbohrung des Kupplungsstücks durchsetzt, und durch eine Mutter (39), die auf die Hülse aufgebördelt ist und in die die Schraube (37) eingeschraubt ist.

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