DE3048846A1 - "kreuzgelenk" - Google Patents

Description

üni-Cardan Aktiengesellschaft 19. Dezember 1980

Alte Lohmarer Str. 59 St/He

5200 Siegburg U0060.000

Kreuzgelenk

Die Erfindung betrifft ein Kreuzgelenk, uestehend aus zwei Gelenkgabel oder aus zwei an einem Wellenflansch befestigbaren Zapfenlagern, wobei in Bohrungen der Gelenkgabeln bzw. in den Zapfenlagern, ein Zapfenkreuz gelagert ist und die Lagerung aus Wälzkörpern gegebenenfalls einer Lagerbüchse und/oder eines Innenringes besteht.

Es sind Kreuzgelenke bekannt, bei denen die Lagerbüchsen (z.B. DE-PS 11 22 781) so ausgebildet sind, daß die Lagerflächen der Zapfen zu denjenigen der Lagerbüchsen im ungelasteten Zustand der Gelenkwelle nicht parallel sind. Es ergibt sich so ein von der Gelenkmitte nach außen größer werdender Spalt zwischen Zapfen und Büchse. Nachteilig ist hierbei, daß die Nadeln nicht mehr exakt geführt werden können und da die Wälzkörper direkt mit diesen Flächen in Verbindung stehen, ist die Gefahr einer Verkantung sehr groß.

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Des weiteren ist bekannt (z.B. DE-OS 27 37 557), daß die auf ein Zapfenlager wirkende Belastung unter einer Anzahl von Lagernadeln aufgeteilt werden kann, so daß die Lagereigenschaften der Kreuzgelenkkupplung verbessert werden und die Betriebslebensdauer erhöht wird. Hierzu wird der Lagerzapfen geringfügig elliptisch geschliffen, so daß eine Mehrzahl von Lagernadeln, die zwischen den Lagerzapfen und der Lagerbüchse wirkenden Betriebskräfte aufnehmen. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß auch diese Herstellungsart nicht ohne Schwierigkeiten durchzuführen ist, um eine einwandfreie elliptische Lauffläche auf den Lagerzapfen aufzubringen.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kreuzgelenk so auszubilden, daß ohne besonderen Mehraufwand die optimale Ausnutzung der Lagerkapazität erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Lagerbüchse und/oder der Lagerring und/oder der Lagerzapfen über einen Teilbereich ihrer Länge und/oder Umfangsfläche ein radial nach außen zunehmendes Spi-^l zum benachbarten Bauteil aufweisen.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung, daß die Wälzkörper stets einwandfrei parallel zur Zapfenmittelachsn geführt werden und daß durch die Formänderung eines der zur Lagerung gehörenden Bauteile eine elastische Verformung erreicht wird, so daß die Drehmomentbelastung optimiert wird, in dem die Wälzkörper über ihre gesamte Länge gleichmäßiger belastet werden.

Um eine günstige Herstellung des gewünschtes Spieles und damit verbunden einen elastischen Effekt eines der Bauteile zu erreichen ist nach einem wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß zur Erzeugung des Spiels der Zapfen eine Kegelfläche aufweist, oder

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daß zur Erzeugung des Spiels der Lagerring eine Kegelfläche
aufweist oder daß zur Erzeugung des Spiels die Lagerbüchse eine Kegelfläche aufweist.

Alternativ ist zur Lösung dieser Aufgabe nach einer zweiten
Ausführungsform vorgesehen, <iaß die Lagerbuchse und der Innenring einteilig und mit Spiel zueinander angeordnet sind und in ihrem radial inneren Bereich miteinander verbunden sind.

Vorteilhaft ist hierbei, daß die Lagerbüchse selbst sich unter Belastung des Drehmomentes elastisch verformen kann und sich
mit dem Gelelkmitnehmerauge bzw. dem Zapfenlager am Innendurchmesser anpaßt. Auch hierbei wird erreicht, daß die Nadellagerung über di2 gesamte Länge änr einzelnen Nadeln gleichmäßiger belastet wird. Es wird damit erreicht, daß die optimale Ausnutzung der Lagerkapazität vorhanden ist, bzw. bei bereits maximaler Auslastung der Lagerkapazität eine Verlängerung der Lebensdauer erreicht wird.

Nach einem v/eiteren Merkmal ist vorgesehen, daß die Lagerbüchse und der Lagerbüchsenboden getrennte Bauteile sind. Hierbei ist von Vorteil, daß durch Trennung des Lagerbüchsenbodens von der eigentlichen Lagerbüchse eine einfache Herstellung erreicht
wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Kreuzgelenkwelle, deren Enden Kreuzgelenke tragen

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Fig. 2 und einen mit einer konischen Flächen versehenen La-Fig. 3 gerzapfen mit aufgeschrumpftem Innenlagerring

Fig. 4 eine zweiteilige Lagerbüchse_f deren Außendurchmesser abgeschrägt ist und die Büchse durch die Zentrierung im Boden geführt ist

Fig. 5, 6, eine Innenbüchse mit einer konisch nach außen
7 und 8 verlaufenden Fläche sowie drei mögliche Ausführungsformen eines Lagerzapfens

Fig. 9, 10 u. eine zylindrische Lagerbüchse mit einem Innen-Fig. 11 ring sowie zwei Ausführungsformen eines Lagerzapfens

Fig. 11 eine zweiteilige doppelwandige Lagerbüchse

Fig. 12 eine doppelwandige Lagerbüchse nach innen umgekrempelt

Fig. 13 eine Lagerbüchse mit einem Innenring, wobei das Spiel zwischen Innenring und Lagerbüchse vorgesehen ist, der im Büchsenboden zentriert ist

Fig. 14 u. eine Ausführungsform mit einem Innenring, bei
Fig. 15 dem das Spiel zwischen Innenring und Lagerzapfen vorhanden ist.

Fig. 16 eine der Fig. 13 entsprechende Ausführungsform
aber ohne Zentrierung im Büchsenboden

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Fig. 17 eine doppelwand ige Lagerbüchse nach außen umgekrempelt.

Die in Fig. 1 gezeigte Gelenkwelle umfaßt zwei koaxiale Gelenkwellenabschnitte 1 und 2, die an ihren äußeren Enden Kreuzgelenke 3 und 4 tragen, deren Gabelarme 8 durch ein Zapfenkreuz verbunden sind. Der Gelenkwellenabschnitt 1 ist an seinem inneren Ende als Vollwelle 5 und der Gelenkwellenabschnitt 2 als Hohlwelle 6 ausgebildet. Über eine Keilwellenverzahnung sind Vollwelle 5 und Hohlwelle 6 miteinander undrehbar, jedoch axial verschiebbar verbunden.

In der Fig. 2 ist ein Teil eines Kreuzgelenkes als Einzelteil dargestellt. Es besteht aus dem Gabelarm 8, in dessen Bohrung 7 die Lagerbüchse 10 aufgenommen ist, wobei die axiale Sicherung über einen Sicherungsring 11 erfolgt. In der Lagerbüchse 10 sind die Wälzlager 12 einerseits in eier Lagerbüchse 10 und andererseits im inneren Lagerring 13 geführt. Der innere Lagering 13 ist mit einem wesentlichen Teil seines Innendurchmessers auf dem Lagerzapfen 14 des Zapfenkreuzes 15 aufgenommen. Der Lagerzapfen weist in seinem radial äußeren Ende eine Kegelfläche 16 auf. Diese Kegelfläche 16 bewirkt, daß unter Drehmomentbelastung der innere Lagerring 13 eine elastische Verformung zuläßt. Anstatt einer Kegelfläche ist ohne weiteres auch eine ballige oder ähnliche Fläche möglich, da diese die gleiche Wirkung erzielen.

Die Fig. 3 zeigt den Lagerzapfen 14 des Zapfenkreuzes 15 als Einzelteil mit dem inneren Lagerring 13 und der Kegelfläche 16, die mit dem inneren Lagerring 13 zusammenarbeitet.

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Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt, die einen Gabelarm 8 aufweist, wobei wiederum in der Bohrung 7 eine Lagerbuchse 10 unter Zuhilfenahme eines Sicherungsringes 11 gehalten ist. Der Lagerzapfen 14 des Zapfenkreuzes 15 ist zylindrisch ausgeführt, wobei die Wälzlager 12 direkt auf der zylindrischen Fläche des Lagerzapfens 14 verlaufen und von der Lagerbüchse 10 geführt werden. Die Lagerbuchse 10 besitzt einen von ihr getrennten Lagerbüchsenboden 17, über dessen zylindrischen Ansatz 18 der Innendurchmesser der Lagerbüchse 10 zentriert ist. Mit dem Außendurchmesser des Lagerbüchsenbodens 17 zentriert sich dieser in der Bohrung 7 des Gabelarmes 8, wobei in dieser Ausführungsform eine Kegelfläche 19 auf dem Außendurchmesser der Lagerbüchse 10 vorgesehen ist.

Fig. 5 zeigt eine geschlossene Lagerbüchse 10, in deren Innendurchmesser die Wälzlager 12 aufgenommen sind und mittels eines inneren Lagerringes 13 zentriert werden. Der innere Lagerring 13 besitzt eine nach außen sich aufweitende Kegelfläche 20. In den Fig. 6, 7 und 8 sind mögliche zu verwendende Lagerzapfen 14 gezeigt, wobei es sich in Fig. 6 um einen zylindrischen Lagerzapfen 14 handelt. Fig. 7 zeigt einen Lagerzapfen mit einer Kegelfläche 16 und in der Fig. 8 ist dagegen eine ballige Fläche . 21 vorgesehen.

Das Ausführungsbeispiel in Fig. 9 bezieht sich lediglich auf eine innen- und außenzylindrisch ausgefüllte Lagerbüchse 10, deren Wälzlager 12 in einer ebenfalls innen- und außen ausgeführten zylindrischen inneren Lagerring 13 aufgenommen sind, lediglich die Lagerzapfen 14 des Zapfenkreuzes 15 sind entweder wie Fig. 10 zeigt mit einer Kegelfläche 16 versehen oder mit einer balligen Fläche 21 ausgeführt.

Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der sich im Gabelarm 8 die Lagerbuchse 10 in der Bohrung 7 mittels eines Si-

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cherungsring^s 11 fixiert ist. Auf dem Lagerzapfen 14 des Zapfenkreuzes 15 befindet sich direkt das Wälzlager 12. Die Lagerbuchse 10 weist einen Innenring 22 auf, der im Abstand zur Lagerbüchse 10 angeordnet ist und mit dieser einteilig ausgebildet ist. Zusätzlich ist ein Lagerbüchsenboden 17 vorgesehen. Durch diese einteilige Ausführungsform ist eine elastische Verformung des Innenringes 22 im Verhältnis zur Lagerbüchse 10 möglich.

Fig. 12 zeigt eine Lagerbüchse 10 mit einem Innenring 22, im Prinzip wie in Fig. 11 dargestellt_f jedoch mit dem Unterschied, daß der Lagerbüchsenboden 17 mit der eigentlichen Lagerbüchse 10 einteilig ausgeführt ist. Des weiteren ist zwischen der Stirnfläche 23 des Lagerzapfens 14 und dem Lagerbüchsenboden eine Stirnanlaufscheibe 24 vorgesehen, die eine Riefenbildung zwischen der Stirnfläche 23 und dem Lagerbüchsenboden 17 verhindern soll.

Fig. 13 bezieht sich auf einen Gabelarm 8, in dessen Bohrung 7" wiederum eine Lagerbüchse 10 aufgenommen ist, wobei zwischen Lagerbüchse 10 und dem Wälzlager 12 zusätzlich ein Innenring 25 angeordnet ist. Die Außenfläche des Innenringes ist an der radial äußeren Seite mit einer Kegelfläche 26 versehen, und kann elastisch in axialer und radialer Richtung verformen. Der Innenring ist durch Zentrierung im Büchsenboden innen geführt.

Fig. 14 und 15 zeigen einen inneren Lagerring 13, der eine Kegelfläche oder ballige Fläche 27 auf seiner Innenfläche besitzt, die mit der zylindrischen Außenfläche des Lagerzapfens 14 zusammenarbeitet.

Fig. 16 zeigt eine Ausführungsform im Prinzip wie in Fig. 13 dargestellt, mit dem Unterschied, daß der Innenring im Büchsenboden nicht geführt ist.

Fig. 17 entspricht im Prinzip der Fig. 12, mit dem Unterscheid, daß der Innenring 22 mit dem Büchsenboden und die eigentliche Lagerbüchse über den Innenring 22 mit dem Büchsenboden verbunden ist.

Claims (6)

1. Uni-Cardan Aktiengesellschaft. .* : :: : 19. Dezember 1980 Alte Lohmarer Str. 59"*' ** * " " " *" St/He Siegburg U0060.000

   Patentansprüche

   Kreuzgelenk, bestehend aus zwei Gelenkgabel oder aus zwei an einem Wellenflansch befestigbaren Zapfenlagern, wobei in Bohrungen der Gelenkgabeln bzw. in den Zapfenlagern, ein Zapfenkreuz gelagert ist und die Lagerung aus Wälzkörpern gegebenenfalls einer Lagerbüchse und/oder eines Innenringes besteht,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Lagerbüchse (10) und/oder der Lagerring (13) und/ oder der Lagerzapfen (14) über einen Teilbereich ihrer Länge und/oder ümfangsflache ein radial nach außen zunehmendes Spiel zum benachbarten Bauteil aufweisen.
2. 2. Kreuzgelenk nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß zur Erzeugung des Spiels der Lagerzapfen (14) eine Kegelfläche (16) aufweist.

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3. 3. Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Spiels der Lagerring (13) eine Kegelfläche (20, 26, 27) aufweist.
4. 4. Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Spiels die Lagerbüchse (10) eine Kegelfläche (19) aufweist.
5. 5. Kreuzgelenk, bestehend aus zwei Gelenkgabeln oder aus zwei an einem Wellenflansch befestigbaren Zapfenlagern, wobei in Bohrungen der Gelenkgabeln bzw. in den Zapfenlagern ein Zapfenkreuz gelagert ist und die Lagerung aus Wälzkörpern gegebenenfalls einer Lagerbüchse und/oder eines Innenringes besteht,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Lagerbuchse (10) und der Innenring (13) einteilig und mit Spiel zueinander angeordnet sind und in ihrem radial inneren Bereich miteinander verbunden sind.
6. 6. Kreuzgelenk nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbüchse (10) und der Lagerbüchsenboden (17) getrennte Bauteile sind.