DE3142571C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
- F16D3/30—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected in which the coupling is specially adapted to constant velocity-ratio
- F16D3/32—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected in which the coupling is specially adapted to constant velocity-ratio by the provision of two intermediate members each having two relatively perpendicular trunnions or bearings
- F16D3/33—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected in which the coupling is specially adapted to constant velocity-ratio by the provision of two intermediate members each having two relatively perpendicular trunnions or bearings with ball or roller bearings
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- Chairs For Special Purposes, Such As Reclining Chairs (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppel-Kardan-Univer
salgelenk zum Verbinden zweier Wellen, mit einem ersten
und einem zweiten Endjoch und einem dazwischenliegenden
Verbindungsjoch nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Als Stand der Technik ist hierbei bereits ein derartiges
Doppel-Kardan-Universalgelenk bekannt, welches mit einer
Zentrierverzahnung versehen ist (DE-OS 30 19 413). Diese
Zentrierverzahnungen weisen jeweils konventionellen, evol
ventenförmigen Querschnitt auf, wobei darüber hinaus indi
viduelle Ausgleichsscheiben zwischen den Überbrückungs
gliedern und den Zentrierstücken notwendig sind, um Abwei
chungen zu kompensieren. Es ergibt sich damit ein zusätz
licher konstruktiver und baulicher Aufwand.
Zum Stand der Technik zählen weiterhin Zentrierverzahnungen
mit unterschnittenen Zähnen (US-PS 38 57 256). Diese bekann
te Konstruktion ist jedoch nicht als Doppel-Kardan-Universal
gelenk mit den Merkmalen des Oberbegriffes der vorliegenden
Erfindung ausgestattet.
Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe
zugrunde, ein Doppel-Kardan-Universalgelenk nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, welches auch
dann einwandfrei und funktionssicher arbeitet, wenn re
lativ große Toleranzen der anderen Teile des Doppel-Kar
dan-Universalgelenks den Abstand der Zentrierstücke ver
ändert.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im kennzeichnenden
Teil des Anspruches 1 gelöst. Hierdurch ergibt sich der
Vorteil, daß Abweichungen im Abstand der Lagerschalen im
Verbindungsjoch, in der Konzentrizität oder Exzentrizität
der Zapfen und der Lagerschalen selbst und auch im Abstand
der Lagerschalen in den Endjochen möglich sind, ohne daß
die Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Doppel-Kardan-
Universalgelenks darunter leidet. Ebenso kann eine Abwei
chung im Abstand des Rückens der Zentrierstücke vom Teil
kreis der Zähne auftreten. Durch die besondere Form der
Zähne, Vertiefungen und Einbuchtungen können derartige
Abweichungen auftreten, ohne daß diese negativen Merkmale
die Funktionsfähigkeit nachteilig beeinflussen.
Die Erfindung führt somit zu einem Doppel-Kardan-Univer
salgelenk mit verbesserten Zentriermitteln, wobei eine
präzise, konstante Geschwindigkeit zwischen den antreiben
den und den angetriebenen Teilen erreicht wird. Darüber
hinaus ergeben sich durch die besondere Gestaltung geringe
re Reibungsverluste und ein herabgesetzter Verschleiß.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In
der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines
Doppel-Kardan-Universalgelenks;
Fig. 2 eine Seitenansicht mit teilweise aufge
brochenen und teilweise geschnittenen Be
reichen des Gelenks nach Fig. 1;
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, wobei das Univer
salgelenk um 90° gedreht ist;
Fig. 4 und 5 vergrößerte Vorderansichten der zentrie
renden Teile des Universalgelenks;
Fig. 6 eine Ansicht eines Zentriermittels des Univer
salgelenks und
Fig. 7 eine schematische Ansicht zweier Zähne des
Zentriermittels nach Fig. 6 in verschiede
nen Positionen.
In Fig. 1 ist ein Doppel-Kardan-Universalgelenk mit 10 bezeich
net und verbindet angetriebene oder antreibende Wellen oder
dgl. 12 und 14. Das Universalgelenk 10 enthält ein erstes End
joch 16, ein zweites Endjoch 18 und ein Verbindungsjoch oder
Verbindungsglied 20.
Bei dieser Anordnung hat das erste Endjoch 16 eine Basisplat
te oder einen Flansch 22, welcher direkt an der Welle 12 be
festigt ist. Jedoch kann der Flansch 22 auch getrennt ausgebil
det und an einem Flansch an der Welle 12 angeschraubt werden.
Ein Armpaar 24, 26 erstreckt sich von dem Flansch 22 aus und
weist Lagerschalen 28 und 30 auf, die in den Armen durch Spreng
ringe 32 gehalten sind. Ein erstes Kreuzstück 34 weist gegen
überliegende Zapfen 36 und 38 auf, welche drehbar von den Joch
armen 24 und 26 gehalten werden. Im vorliegenden Beispiel sind
die Zapfen 36 und 38 in den Lagerschalen 28 und 30 gehalten,
welche, wie üblich, Nadellager 40 und Abschlußdichtungen 42
aufweisen.
Das Kreuzstück 34 hat weiterhin zwei gegenüberliegende Zapfen
44 und 46, welche jeweils senkrecht zu den Zapfen 36 und 38
verlaufen. Ihre Drehachse ist jeweils senkrecht zur Drehachse
der Zapfen 36 und 38. Die Zapfen 44 und 46 sind drehbar in
Armen 48 und 50 des Verbindungsjochs 20 gehalten. Diese Arme
sitzen an einem gemeinsamen Ring 52 des Verbindungsjochs. Im
einzelnen sind die Zapfen 44 und 46 in Lagerschalen 54 und
56 gehalten, welche wiederum Nadellager 40 und Abdichtungen
42 aufweisen.
Am entgegengesetzten Ende trägt das Verbindungsjoch 20 Arme
58 und 60, welche Lagerschalen 62 und 64 mit den üblichen
Nadellagern 40 und den Abdichtungen 42 aufweisen. Die Arme 58
und 60 nehmen jeweils drehbar die Zapfen 66 und 68 eines zwei
ten Kreuzstückes 70 auf, wobei die Zapfen eine Drehachse be
sitzen, die parallel zur Achse der Zapfen 44 und 46 des ersten
Kreuzstückes 34 verläuft.
Das zweite Kreuzstück 70 hat ebenfalls gegenüberliegende Zapfen
72 und 74, welche jeweils senkrecht zu den Zapfen 66 und 68
verlaufen und jeweils zueinander senkrechte Drehachsen aufwei
sen. Diese Zapfen sind drehbar in Lagerschalen 76 und 78 gehal
ten, welche Nadellager 40 und Abdichtungen 42 aufweisen. Die
Lagerschalen sind in den Armen 80 und 82 angebracht, die sich
von einer Basisplatte oder einem Flansch des zweiten Endjochs
18 aus erstrecken. Wie der Flansch 22 kann der Flansch 84 direkt
an der Welle 14 angebracht sein oder es kann ein getrennt aus
gebildeter Flansch mit der Welle 14 verschraubt sein.
Um für das Doppel-Kardan-Gelenk 10 konstante Geschwindigkeit
zwischen der antreibenden Welle 12 und der angetriebenen Welle
14 zu erhalten, muß der Winkelversatz der Wellen gleich sein.
Genauer ausgedrückt bedeutet dies, daß die Rotationsachse des
Verbindungsjochs oder einer durch den Schnittpunkt der Rota
tionsachsen der Zapfen des ersten Kreuzstückes 34 und des
zweiten Kreuzstücks 36 gehenden Linie einen Winkel bilden
muß, welcher gleich dem Winkel ist, der von der Rotationsachse der
Welle 14 mit der gleichen Achse oder Linie gebildet wird. Anders
ausgedrückt heißt dies, daß das Verbindungsjoch auf einer Achse
rotieren muß, welche senkrecht zu einer Ebene verläuft, die den
von den beiden Wellen gebildeten Winkel halbiert. Um die gleiche
Winkelbeziehung und die konstante Geschwindigkeit zu erreichen,
sind Zentriermittel vorgesehen, die mit 86 bezeichnet sind.
Dementsprechend erstreckt sich ein gewölbtes Überbrückungsglied
oder Ansatz 88 von dem einen Ende der Arme 24 und 26 des End
jochs 16, wobei es als Ganzes mit diesen Armen verschmolzen ist.
Ein ähnliches Überbrückungsglied oder Ansatz erstreckt sich in
gleicher Weise von den Enden der Arme 80 und 82 des Endjochs 18.
Es sind zwei austauschbare Zentrierstücke 92 und 98 vorgesehen.
Eine Anzahl von kreisförmigen Vorsprüngen oder
Zahnradzähnen 104 und 106 sind an dem Zentrierstück 92 ange
bracht, und zwar sind im vorliegenden Fall zwei kreisförmige
Zähne vorhanden. Zwischen ihnen ist eine äußere, kreisförmige
Vertiefung 108 vorgesehen und ein zentraler Zahn 110 ist inner
halb einer inneren kreisförmigen Vertiefung 112 angeordnet
(Fig. 4).
Bei dem Zentrierstück 98 sind ebenfalls
Zahnradzähne 114 und 116 vorgesehen, wobei ein äußerer Zahn
118 nur teilweise vorhanden ist. Zwischen den Zähnen 116 und 118
ist eine Vertiefung 120 vorgesehen und zwischen den Zähnen 114
und 116 ist eine innere Vertiefung 122 ausgebildet. Eine zen
trale Einbuchtung 124, die den zentralen Zahn 110 aufnimmt,
wird durch den Zahn 116 gebildet (Fig. 5).
Die kreisförmigen Zähne des Zentrierstückes 92 sind um einen
halben Zahn gegenüber den Zähnen des Stückes 98 versetzt, so
daß sie ähnlich einer normalen Stirnradverzahnung ineinander
greifen können. Die Zähne haben im Querschnitt ein Evolven
tenprofil oder ein anderes passendes Profil, so daß die Zähne
des einen Ansatzes mit den Zähnen des anderen Ansatzes im
wesentlichen auf Eingriffslinien sich berühren, welche sich
auf einer Linie schneiden, die durch die Schnittpunkte der
Zapfen-Rotationsachsen der Kreuzstücke 34 und 70 sich erstreckt.
Der Teilkreisradius der Zähne 102, 106 und 110 hat sein Zentrum
an dem Schnittpunkt der Rotationsachsen der Zapfen 44 und 46
und der Teilkreisradius der Zähne 114, 116 und 118 hat sein
Zentrum an dem Schnittpunkt der Rotationsachsen der Zapfen 66
und 68. Die Zähne müssen nicht genau in der vorstehend be
schriebenen Art und Weise ineinandergreifen, und zwar hängt dies
jeweils von dem Maß an Präzision bei der Herstellung der Zähne
ab.
Die Zähne auf dem Zentrierstück sind im Schema oder in der
Konfiguration auf einem Segment einer Kugel angeordnet, deren
Mittelpunkt mit dem Schnittpunkt der Rotationsachsen der Zapfen
des jeweiligen Kreuzstücks 34 oder 70 zusammenfällt. Auf diese
Weise sind die Punkte des tatsächlichen Eingriffs der Zähne,
wo die Eingriffslinien sich schneiden, immer äquidistant von
den vorher erwähnten Rotationsachsen. Dies stellt sicher, daß der
Winkelversatz der Rotationsachsen der Wellen 12 und 14 immer gleich
bleibt und daß die Wellen immer mit konstanter Winkelgeschwindig
keit rotieren. Diese Ausgestaltung der Zentriereinrichtung nimmt
auch weniger Platz in Anspruch, so daß die Kreuzstücke näher zu
sammengedrückt werden können. Das Universalgelenk ist auf diese
Weise nicht nur kompakter, sondern die Wellen können auch mit
größerem Winkelversatz, beispielsweise etwa 45° gegen 18° ro
tieren.
Zusätzlich greifen die Zahnradzähne in einer rollenden Bewe
gung ineinander und es tritt keine Gleitbewegung wie bei be
kannten Zentriereinrichtungen auf, so daß die Reibungsverluste
vermindert sind und weniger Abnutzung auftritt. Schließlich ha
ben die zentrierenden Mittel keine sich bewegenden Teile.
Eine Zentriereinrichtung 136 nach der Erfindung ist in
Fig. 6 dargestellt. Ein Zentrierstück 138 kann an einem
Überbrückungsglied 88 angeformt sein, ist aber vorzugs
weise austauschbar zu gestalten. In einem solchen Aus
führungsbeispiel weist das Zentrierstück einen Zapfen 140
auf, der entweder in eine Bohrung im Glied 88 eingepreßt
wird, oder mit einem Gewinde versehen ist und in eine Ge
windebohrung im Glied 88, wie gezeigt, eingeschraubt wird.
In ähnlicher Weise kann ein Zentrierstück 142 einem Über
brückungsglied 90 angeformt sein, oder vorzugsweise aus
tauschbar gestaltet sein. Im letzteren Ausführungsbeispiel
weist das Zentrierteil 142 einen Zapfen 144 auf, der entweder
in eine Bohrung im Glied 90 eingepreßt, oder mit einem Gewinde
versehen, wie in Fig. 6 gezeigt, in eine Gewindebohrung im
Glied 90 eingeschraubt ist.
Die Gewindezapfen 140 und 144 können durch die Bohrungen 96
und 102 durchgesteckt und von hinten an den Überbrückungs
gliedern 88 und 90 mit Muttern befestigt sein. Wie auch die
Zentrierstücke 92 und 98, können die Zentrierstücke 138 und
142 abmontiert und ausgetauscht werden, ohne daß das ganze
Doppel-Kardan-Gelenk 10 ersetzt werden muß.
Das Zentrierstück 142 weist einen Zahn 146 auf, darin einen
zentralen, dickeren Zahn 148 und dazwischen eine kreisför
mige Vertiefung 150. Bei dem Zentrierstück 138 sind ebenfalls
ein Zahn 152, sowie ein äußerer, nur teilweise vorhandener,
Zahn 154 vorgesehen. Zwischen den Zähnen 152 und 154 ist eine
kreisförmige Vertiefung 156 vorhanden und innerhalb des kreis
förmigen Zahns 152 ist eine zentrale Einbuchtung 158 ausgebil
det, in welche der zentrale Zahn 148 eingreift.
Die Zähne 146, 148, 152 und 154 sind auf einem Kugelsegment
angeordnet, dessen Mittelpunkt mit dem Schnittpunkt der
Rotationsachsen der Zapfen des jeweiligen Kreuzstückes zu
sammenfällt.
Die Zähne der Zentrierstücke 138 und 142 sind um einen hal
ben Zahn gegeneinander versetzt, so daß sie ähnlich einer nor
malen Stirnradverzahnung ineinandergreifen können. Die Form
der Zähne unterscheidet sich jedoch entscheidend von der Form
normaler Zahnrad-Zähne. Die kreisförmigen Zähne 146 und 152
und auch der zentrale Zahn 148 sind in ihrem Mittelteil dicker
als am fuß- oder kopfseitigen Ende. Die Zähne sind am fußseitigen
Ende gegenüber dem Mittelteil hinterschnitten.
In ähnlicher Wei
se sind die kreisförmigen Vertiefungen 150 und 156 und die Ein
buchtungen 158 in der Mitte enger als am Boden und am äußeren
Ende. Wenn die Zähne 146, 148 und 152 am kopfseitigen Ende die
Form einer Evolvente oder einer Epizykloide aufweisen, so hat
der jeweilige Grundkreis einen Radius, der bis zu einem Vier
teil der Zahnhöhe kleiner ist als der Radius des Teilkreises,
wobei die Zähne vom Grundkreis bis zum Fußkreis hinterschnit
ten sind.
Die Hinterschneidungen können beträchtlich sein, ohne
die kreisförmigen Zähne in unzulässiger Weise zu schwächen.
Normalerweise werden bei dieser Form die Innenflächen der Zäh
ne nicht von anderen Zähnen berührt. Der hinterschnittene, in
nere Teil der Zähne bildet in erster Linie ein Verbindungsstück,
der den äußeren Teil der Zähne trägt, so daß der Grundkreis
außerhalb des Fußkreises auf oder in der Nähe des Teilkreises
liegt.
Ein Vorteil dieser besonderen Form der Zähne, der Vertiefun
gen und der Einbuchtung ist, daß das Zentrierstück 136 auch
dann eine zufriedenstellende Wirkung erzielt, wenn relativ
große Toleranzen der anderen Teile des Doppel-Kardan-Gelenks
den Abstand der Zentrierstücke 138 und 142 verändern. Es sind
somit Abweichungen im Abstand der Lagerschalen im Verbindungs
joch, in der Konzentrizität oder Exzentrizität der Zapfen und
der Lagerschalen selbst und auch im Abstand der Lagerschalen
in den Endjochen zulässig. Ebenso kann eine Abweichung im Ab
stand des Rückens der Zentrierstücke vom Teilkreis der Zähne
auftreten. Natürlich können sich die Abweichungen addieren
oder gegenseitig auslöschen. Durch die besondere Form der
Zähne, Vertiefungen und Einbuchtungen können solche Abweichun
gen zugelassen werden, auch wenn sie sich addieren.
Die Evolventenform des oberen Teils der Zähne ermöglicht es
dem Zentrierstück 136, auch bei größeren Abweichungen im Auf
bau eine zufriedenstellende Wirkung zu erzielen, was allerdings
einen Fehler in der genau konstanten Winkelgeschwindigkeit
der Wellen mit sich bringt. Die Epizykloidenform des oberen
Teils der Zähne gewährleistet eine präzise, konstante Geschwin
digkeit, läßt aber nur kleinere Abweichungen im Aufbau zu.
Zähne, die nur ungefähr Evolventen- oder Epizykloidenform
aufweisen, können ebenso verwendet werden, wie Zähne, deren
Form zwischen der einer Evolvente und der einer Epizykloide
liegt. Solche Formen des Teils der Zähne, der oberhalb des
im Mittelteil eines Zahnes liegenden Grundkreises liegt, wer
den hier allgemein als konventionelle Formen von Zahnrad-Zäh
nen bezeichnet.
In Fig. 7 stehen die Zentrierstücke 138 und 142 in Eingriff
und die Zähne sind in einen solchen Abstand voneinander ge
bracht, daß sich die Grundkreise der Zentrierstücke an einem
Punkt berühren, der auf der Verbindungsachse der Zentren der
Zentrierstücke liegt. Der Fuß des einen Zahns berührt den
Fuß des gegenüberliegenden Zahns am Grundkreis, wenn sie auf
der besagten Achse liegen. Werden die Zentrierstücke aus der
axial fluchtenden Anordnung in die eine Richtung bewegt, so
gleitet der Fußpunkt des ersten Zahns an der Außenfläche des
zweiten Zahns vom Grundkreis nach außen, bis der äußere Rand
des Kopfes erreicht ist, wo eine Trennung der Zähne eintritt.
Dieser Punkt liegt auf einem Schnittpunkt des Kopfkreises des
einen Zentrierstückes mit dem Grundkreis des anderen Zentrier
stücks. Werden die Zentrierstücke aus der axial fluchtenden
Anordnung in die entgegengesetzte Richtung bewegt, so gleitet
in ähnlicher Weise der Eingriffspunkt des zweiten Zahns ent
lang der Außenfläche des ersten Zahns außerhalb des Grundkrei
ses, bis der Rand des Kopfes erreicht ist.
Hierbei sollte jedoch
angemerkt werden, daß im wesentlichen zwischen den Zahnflächen
bei der Rotation des Univesalgelenks kein Gleiten auftritt,
sondern nur bei einer Winkeländerung. Tatsächlich tritt eine
Abplattung der Zähne auf, woraus geringfügiges Gleiten resul
tiert, was aber, besonders im Vergleich zu einer Zentrieranord
nung, bestehend aus Rohrstutzen und Kugel, bei welcher ausge
prägtes Gleiten beim Rotieren des Gelenks auftritt, relativ
klein ist.
Bei üblichen Stirnverzahnungen mit Evolventenform liegt die
Eingriffslinie tangential an den beiden Grundkreisen der
Zahnräder. Mit einer Zahnform nach Fig. 6 liegt die Eingriffs
linie näher an einer Senkrechten zur Verbindungsgeraden der
Mittelpunkte der Zahnräder, bei einem Zahneingriffswinkel der
gegen Null strebt und nur halb so groß ist, wie der Eingriffs
winkel der Eingriffslinie von üblichen, evolventenförmigen
Zähnen.
Dieser kleinere Eingriffswinkel läßt die Zentrierstücke
nach Fig. 6 auch noch bei größeren zulässigen Abweichungen im
Universalgelenk zufriedenstellend arbeiten. Wie in Fig. 7 gezeigt,
ist der Zahneingriffswinkel der Eingriffslinie klein, wobei die
Eingriffslinie zwischen dem Schnittpunkt des Grundkreises des
ersten Zentrierstückes mit dem Kopfkreis des zweiten Zentrier
stückes und dem Schnittpunkt des Grundkreises des zweiten Zen
trierstückes verläuft.
Tatsächlich ist die Eingriffslinie nicht
ganz gerade, sondern folgt auf der einen Seite von der Ver
bindungsgeraden der beiden Mittelpunkte der Zentrierstücke
eher dem einen Grundkreis und auf der anderen Seite eher dem
anderen Grundkreis, so daß ein flaches S entsteht. Wird ein
Gelenk, das eine Zentriereinrichtung mit üblichen, evolven
tenförmigen Zähnen besitzt, um einen großen Winkel, z. B. 45°,
abgewinkelt, so trennen sich die Zahnflächen schnell an den
Berührungspunkten der kreisförmigen Zähne voneinander.
Als Folge dessen werden große Abplattungen der Zähne notwendig,
um die Querkräfte aufzufangen, die die Zentrierstücke aus
ihrer Ausrichtung zueinander heraus bewegen wollen, woraus
eine nicht zufriedenstellende Lebensdauer resultieren kann.
Dadurch, daß der Kopf des Zahnes die Form eines üblichen Zahnrad-
Zahnes besitzt und eine Hinterschneidung aufweist, wird ein
engeres Ineinandergreifen der Zähne und ein weniger schnell er
folgendes Trennen bei größeren Winkeln, unter denen das Ge
lenk abgewinkelt wird, erreicht. Als Folge davon muß die Ab
plattung der Zähne, um die erwähnten Querkräfte aufzufangen,
nicht so groß sein. Diese geringere Abplattung der Zähne er
höht ihre Lebensdauer.
Die Berührpunkte der Zähne der Zentrierstücke liegen normaler
weise in der Ebene, welche durch die zwei Achsen der Wellen
verläuft. Diese Punkte werden sich eher verschieben, als daß
sie Kräfte aufnehmen, die senkrecht zu dieser Ebene wirken.
Kräfte, die unter einem kleineren Winkel als dem rechten Win
kel angreifen, werden zum Teil aufgenommen und zum Teil bewir
ken sie ein Verschieben der Berührpunkte. Die Zentrierstücke,
insbesondere deren Zähne, müssen sich leicht abplatten, um
diese Kräfte aufnehmen zu können und bewirken dadurch ein
sich Herausbewegen der Berührflächen aus der Ebene, die durch
die beiden Achsen der Wellen verläuft.
Diese spezielle Gestal
tung der Zähne ermöglicht den Zentrierstücken wirksamer die
jenigen Kräfte aufzunehmen, welche die beiden Wellen aus ihrer
Ausrichtung zueinander herausbewegen wollen, insbesondere dann,
wenn die Kräfte unter einem Winkel zu dieser Ebene wirken.
Tatsächlich hat man herausgefunden, daß Zentrierstücke mit
dieser speziellen Form der Zähne, der Vertiefungen und der
Einbuchtung leichter hergestellt werden können, als Zentrier
stücke mit einer herkömmlichen Zahnform.
Die Zähne, Vertiefungen und Einbuchtungen der Zentrierstücke
nach Fig. 6 können durch ein Schneidwerkzeug in Form einer
Zahnstange gefertigt werden. Jede Zahnstange wird mit ihrer
Teillinie entlang des Teilkreises des Zentrierstücks geschwenkt.
Für die Zähne der Zentrierstücke 138 und 142 nach Fig. 6 kann
die Zahnstange vom Fuß bis zur Teillinie Seitenflächen aufwei
sen, die zur Teillinie senkrecht verlaufen. Die Fläche ober
halb der Teillinie eines Zahnes kann bezüglich der darunter
liegenden Fläche einen konischen Verlauf mit einem spitzen
Winkel von 15° zeigen.
Das Zentriermittel 136 ist mit einer Manschette 160 für ein
geschlossenes Fett versehen. Diese besitzt zwei, durch einen
Zwischenraum getrennte Wulste 162 und 164, die von den Zen
trierstücken 138 und 142 gehalten werden. Zu diesem Zweck
weist das erste Zentrierstück 138 am hinteren Ende eine um
laufende Nut 166 auf und zwischen dem Zentrierstück 138 und
dem Ansatz 88 sitzt eine benachbarte Halteplatte 168. Die
Halteplatte weist einen zum Zentrierstück 138 konzentrischen
Randflansch 170 auf, welcher zusammen mit der umlaufenden Nut
166 den Wulst 162 hält. In ähnlicher Weise hat das Zentrier
stück 142 am hinteren Ende eine umlaufende Nut 172 und zwischen
dem Zentrierstück und dem Ansatz 90 sitzt ebenfalls eine Halte
platte 174. Die Halteplatte 174 besitzt einen Randflansch 176,
um den Wulst 164 der Manschette 160 zu halten.
Claims (9)
1. Doppel-Kardan-Universalgelenk zum Verbinden zweier Wellen,
mit einem ersten und einem zweiten Endjoch und einem da
zwischenliegenden Verbindungsjoch, einem ersten Kreuzstück
mit zwei fluchtenden Zapfen, die drehbar von dem ersten End
joch gehalten werden und mit zwei weiteren fluchtenden Zapfen,
die drehbar vom Verbindungsjoch gehalten sind, einem zweiten
Kreuzstück mit zwei fluchtenden Zapfen, die drehbar im zwei
ten Endjoch gehalten sind und mit zwei weiteren fluchtenden
Zapfen, die drehbar vom Verbindungsjoch gehalten sind, sowie
mit Zentriermitteln zwischen dem ersten und dem zweiten End
joch, wobei das Zentriermittel zumindest einen ersten kreis
förmigen Zahn und zumindest eine erste kreisförmige Vertie
fung aufweist, die auf einem ersten Überbrückungsglied liegen,
welches von dem ersten Endjoch getragen wird, wobei der Zahn
und die Vertiefung koaxial zu einer Mittellinie liegen, die mit
der Rotationsachse des ersten Endjochs zusammenfällt, wobei
der Zahn und die Vertiefung in der Form eines Kugelsegments
angeordnet sind, dessen Mittelpunkt der Schnittpunkt der Achsen
der Zapfen des ersten Kreuzstückes ist und wobei das Zentrier
mittel zumindest einen zweiten kreisförmigen Zahn und eine
zweite kreisförmige Vertiefung aufweist, die auf einem Über
brückungsglied liegen, welches vom zweiten Endjoch getragen
wird und die koaxial zu einer Mittellinie liegen, die mit der
Rotationsachse des zweiten Endjoches zusammenfällt und die in
der Form eines Kugelsegments angeordnet sind, dessen Mittel
punkt der Schnittpunkt der Achse der Zapfen des zweiten
Kreuzstückes ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Zahn (146) unterschnitten ist, so daß er in seinem Mittelteil im Querschnitt dicker ist, als am kopfseitigen und am fußseitigen Ende und die erste Vertiefung (150) im Quer schnitt in der Mitte enger ist, als am Boden und am äußeren Ende und
daß der zweite Zahn (152) unterschnitten ist, so daß er im Querschnitt im Mittelteil dicker ist, als am kopf- oder fuß seitigen Ende und die zweite Vertiefung (156) im Querschnitt im Mittelteil enger ist, als am Boden oder am äußeren Ende und
daß sich die Grundkreise der Verzahnungen zumindest annähernd in einem Punkt berühren, der auf der Strecke zwischen dem Mittel punkt des ersten kreisförmigen Zahns (146) und der ersten kreisförmigen Vertiefung (150) und dem Mittelpunkt des zweiten kreisförmigen Zahns (152) und der zweiten kreisförmigen Ver tiefung (156) liegt.
daß der erste Zahn (146) unterschnitten ist, so daß er in seinem Mittelteil im Querschnitt dicker ist, als am kopfseitigen und am fußseitigen Ende und die erste Vertiefung (150) im Quer schnitt in der Mitte enger ist, als am Boden und am äußeren Ende und
daß der zweite Zahn (152) unterschnitten ist, so daß er im Querschnitt im Mittelteil dicker ist, als am kopf- oder fuß seitigen Ende und die zweite Vertiefung (156) im Querschnitt im Mittelteil enger ist, als am Boden oder am äußeren Ende und
daß sich die Grundkreise der Verzahnungen zumindest annähernd in einem Punkt berühren, der auf der Strecke zwischen dem Mittel punkt des ersten kreisförmigen Zahns (146) und der ersten kreisförmigen Vertiefung (150) und dem Mittelpunkt des zweiten kreisförmigen Zahns (152) und der zweiten kreisförmigen Ver tiefung (156) liegt.
2. Doppel-Kardan-Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zähne des Zentriermittels
das Profil einer Evolvente oder einer Epizykloide aufweisen.
3. Doppel-Kardan-Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Zentrierstück (142)
einen zentralen Zahn (148) besitzt, der im Querschnitt
dicker ist, als der erste kreisförmige Zahn (146) und daß
das zweite Zentrierstück (138) eine zentrale Einbuchtung
(158) aufweist, die im Querschnitt größer ist als die zweite
kreisförmige Vertiefung (156) des zweiten Zentrierstückes (138).
4. Doppel-Kardan-Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste kreisförmige Zahn
(146) und die erste kreisförmige Vertiefung (150) auf
einem ersten Zentrierstück (142) sitzen, welches abnehm
bar am ersten Überbrückungsglied (90) befestigt ist und
daß der zweite kreisförmige Zahn (152) und die zweite
kreisförmige Vertiefung (156) auf einem zweiten Zentrier
stück (138) sitzen, das abnehmbar am zweiten Überbrückungs
glied (88) befestigt ist.
5. Doppel-Kardan-Universalgelenk nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zentrierstücke (138, 142)
Gewindezapfen (140, 144) aufweisen, die in eine Gewindebohrung im jeweiligen
Überbrückungsglied (88, 90) eingeschraubt werden, so daß die
Zentrierstücke (138, 142) austauschbar montiert sind.
6. Doppel-Kardan-Universalgelenk nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zentrierstücke (138, 142)
an dem Ende, das an das jeweilige Überbrückungsglied (88, 90)
grenzt, eine umlaufende Nut (166, 172) haben und daß durch
diese Nuten (166, 172) eine Manschette (160) gehalten wird, die an
den Enden jeweils einen damit verbundenen einstückigen Wulst
(162, 164) besitzt.
7. Doppel-Kardan-Universalgelenk nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen den Zentrierstücken
(138, 142) und dem jeweiligen Überbrückungsglied (88, 90)
eine Platte (168, 174) sitzt, die einen kreisförmigen Rand
flansch (170, 176) aufweist, die über die Nuten (166, 172)
reicht und so die Manschettenwulste (162, 164) festhält.
8. Doppel-Kardan-Universalgelenk nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Evolventenprofil von einem
Grundkreis ausgehend ausgebildet ist, dessen Radius bis zu einem
Viertel der Zahnhöhe kleiner ist, als der des Teilkreises der
Zähne.
9. Doppel-Kardan-Universalgelenk nach einem der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Flanken der Zähne (146, 152) so gestaltet sind, daß
sich die Mittelteile der Zähne (146, 152) dann berühren, wenn
diese an die Gerade gelangen, welche zwischen dem Mittel
punkt des ersten Zahns (146) und der ersten Vertiefung
(150) und dem Mittelpunkt des zweiten Zahns (152) und
der zweiten Vertiefung (156) verläuft.
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