DE3142571C2 - - Google Patents

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DE3142571C2
DE3142571C2 DE19813142571 DE3142571A DE3142571C2 DE 3142571 C2 DE3142571 C2 DE 3142571C2 DE 19813142571 DE19813142571 DE 19813142571 DE 3142571 A DE3142571 A DE 3142571A DE 3142571 C2 DE3142571 C2 DE 3142571C2
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Warren Walter Defiance Ohio Us Weible
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Zeller Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/30Hooke'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
    • F16D3/32Hooke'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
    • F16D3/33Hooke'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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • 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.
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.
DE19813142571 1981-04-15 1981-10-27 Doppel-kardan-universalgelenk Granted DE3142571A1 (de)

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