DE3111145C2 - Zapfenkreuz für ein Kardanwellenkreuzgelenk - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zapfenkreuz für eine Gelenkwelle. Die höchste Beanspruchung der Zapfen tritt bei der Drehmomentübertragung im Bereich des Übergangs zwischen zwei Zapfen auf, wo der Querschnitt in einem schmalen Grat ausläuft. Gemäß der Erfindung wird dieser Bereich in der Form einer Hohlkehle - z.B. als zylindrische Mantelfläche oder als eine gewölbte Torusfläche - ausgerundet, so daß die Spannungslinien in tieferliegende Zonen abgedrängt werden und somit Bereiche größeren Querschnitts zum Tragen herangezogen werden. Zapfenkreuze ohne zentrale Bohrung erhalten höhere Übertragungsfähigkeit, bei Zapfenkreuzen mit Bohrung wird Festigkeitsverlust mit dieser Maßnahme ausgeglichen.

Description

a) die Hohlkehle (8) durch spanabhebende Bearbeitung unter Anschneiden des massiven Kernstückes (2) hergestellt ist,

b) die Hohlkehle (8) aus einer zylindrischen, den Übergangsbereich zwischen zwei Zapfen (3, 4, 5, 6) beidseits der Mittelebene verbreiternden Mantelfläche besteht.

2. Zapfenkreuz nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein entlang der Drehachse verlaufende Bohrung (7) im Kernstück (2) des Zapfenkreuzes (1).

Die Erfindung betrifft ein Zapfenkreuz für ein Kardanwellenkreuzgelenk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei bekannten Zapfenkreuzen dieser Art (DE-AS 25 56 769 und DE-OS 15 75 839) sind die Hohlkehlen durch die Formgebung des Zapfenkreuzrohlings hergestellt. Die Fläche der Hohlkehle hat etwc die Gestalt eines Teils der Mantelfläche eines Hyperboloids, wobei der kleinste Radius dieser Fläche etwa den größten bearbeiteten Durchmesser zweier benachbarter Zapfen annähernd tangiert. Es hat sich gezeigt, daß die Festigkeit eines solchen Zapfenkreuzes den Anforderungen nicht immer genügt, so daß es notwendig ist, zu größeren Dimensionen für das Kreuzgelenk überzugehen. Die größeren Dimensionen sind aber bei vielen Anwendungsfällen konstruktiv nicht unterzubringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zapfenkreuz der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei gegebenen Hauptabmessungen eine erhöhte Festigkeit besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Durch das Anschneiden des massiven Kernstückes entsteht ein zwischen zwei Zapfen beidseits der Mittelebene verbreiterter Übergangsbereich in Form eines Abschnitts aus einer zylindrischen Mantelfläche. In der Mittelebene hat das erfindungsgemäße Za^fenkrsuz zwar den ^!eichen ^u^r^htptt wie die bekannten Zapfenkreuze, jedoch erstreckt sich dieser Querschnitt anders als bei den bekannten Zapfenkreuzen von der Mittelebene aus in unveränderter Form und Größe im Bereich des Kernstückes axial nach beiden Seiten. Es hat sich erwiesen, daß diese Abwandlung im Bereich des Kernstückes oder der Hohlkehle einen erheblichen Gewinn an Festigkeit mit sich bringt.

Insbesondere gehen von dem Bereich der Mittelebene keine Dauerbrüche mehr aus.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zapfenkreuzes weist eine entlang der Drehachse verlaufende Bohrung auf. Es hat sich gezeigt, daß gerade bei Zapfenkreuzen mit einer Bohrung trotz des Materialwegfalls durch die Bohrung ein bedeutender Festigkeitsgewinn erzielt wird. Dies ist offensichtlich darauf zurückzuführen, daß der Ring, der bei einer solchen Ausführung die Zapfen trägt, in erster Näherung nicht stellenweise den Querschnitt einer Halbkreisfläche, sondern den eines Rechtecks aufweist

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. In dieser zeigt

F i g. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Zapfenkreuzes, und

F i g. 2 einen Teilschritt nach II-1I (F i g. 1).
Die F i g. 1 stellt das Zapfenkreuz 1 dar mit dem Kernstück 2 und den vier Zapfen 3,4,5,6 sowie einer zentralen Bohrung 7. Erkenntlich ist die besonders tief eingeschnittene Hohlkehle 8 zwischen den Zapfen 3,4,5 und 6. Die Pfeile 9,9a zeigen die Haupt-Belastungsrichtungen in den Zapfen.

Die F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch das Kernstück 2

im Bereich der Hohlkehle 8. Der Übergangsbereich zwischen zwei Zapfen ohne die erfindungsgemäße Maßnahme hat die Kontur 10. Innerhalb dieses von der Kontur 10 eingeschlossenen Querschnittes liegt die am höchsten beanspruchte Zone. Durch die zylindermantelförmige Hohlkehle 8 mit Radius R werden Zonen größeren Querschnittes im Kernstück 2 an der Zugspannungsbeanspruchung beteiligt. Diese Hohlkehle 8 liegt näher am Zentrum des Zapfenkreuzes 1 und schneidet einen bestimmten Bereich des massiven Kernstückes 2 aus. Es wird also bewußt Material abgetragen. Dadurch wird der Übergangsbereich zwischen zwei Zapfen 3, 4, 5,6 verbreitert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Zapfenkreuz für ein Kardanwellenkreuzgelenk, das durch Gesenkschmieden hergestellt ist, bestehend aus einem Kernstück (2) und mehreren Zapfen (3, 4, 5, 6), deren Achsen im wesentlichen in einer Ebene liegen, wobei am Kernstück (2) — in Richtung der Drehachse gesehen — die Außenkontur am Obergang zwischen zwei benachbarten Zapfen (3,4, 5,6) nach Art einer Hohlkehle (8) gerundet ausgebildet ist wobei die Hohlkehle (8) einen so tiefen Bereich des massiven Kernstückes (2) ausschneidet, daß ihr Radius (R) den größten bearbeiteten Durchmesser zweier benachbarter Zapfen (3, 4, 5, 6) wenigstens annähernd tangiert, dadurch gekennzeichnet, daß