DE3203085C2

DE3203085C2 - Gleichlaufgelenk

Info

Publication number: DE3203085C2
Application number: DE3203085A
Authority: DE
Inventors: Jochen Dr.-Ing. 5206 Neukirchen Balken; Klaus Prof. Dr.-Ing. Ehrlenspiel; Josef Dipl.-Ing. 8000 München Hafner
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1982-01-30
Filing date: 1982-01-30
Publication date: 1984-10-18
Also published as: DE3203085A1

Abstract

Gleichlaufgelenk zwischen zwei Wellen, bei dem an einem mit der ersten Welle verbundenen Flanschteil unter einem spitzen Winkel mindesten ein Zapfen fest angebracht ist, der in einem Schlitz eines zugehörigen Zapfens geführt ist, der am Flanschteil der zweiten Welle angeordnet ist. Um ein Gleichlaufgelenk zu schaffen, das bei relativ geringen Außenabmessungen zur Übertragung größter Drehmomente bei relativ großen Beugungswinkeln zwischen treibender und angetriebener Welle geeignet ist und dabei auch geringe Reibungsverluste und Verschleiß aufweist, wird nach der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, den oder die mit einem Schlitz (9) versehenen Zapfen (10) der zweiten Welle (3) drehbeweglich anzuordnen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gleichlaufgelenk nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein solches Gleichlaufgelenk ist durch die US-PS 26 17 277 bekannt Bei dieser bekannten Ausführung sind die zylindrischen Zapfen fest mit den jeweiligen Wellen verbunden, so daß sich die jeweiligen Zapfenpaare meist punktförmig berühren und im Betrieb auseinander gleiten, wodurch einerseits hohe Flächenpressungen an den Berührungspunkten und außerdem Reibungsverluste und Verschleiß entstehen. Dies kann leicht zu bleibenden Verformungen an einzelnen Stellen der Zapfen führen, die ein einwandfreies und ruckfreies Arbeiten des Gelenkes in Frage stellen.

Zur Vermeidung dieser Nachteil?-· ist es bekanntgeworden, auf die Zapfen der einen Welle Steine oder dgl. dreh- und verschiebbar zu setzen, die in entsprechend ausgenommene Gleitbahnen der Schlitzflächen geschlitzter, fest mit der anderen Welle verbundener Zapfen eingreifen (DE-PS 5 68 825 und DE-OS 27 23 721). Bedingt durch die aufgesetzten Wälzkörper wird der Durchmesser der Zapfen in bestimmten Fällen so gering, daß die zu übertragenden Drehmomente zu einer Verformung der Zapfen führen. Ein solches Gelenk ist somit nicht für die Übertragung größerer Drehmomente geeignet und es baut in seinen Außenabmessungen sehr groß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gleichlauigelenk der eingangs genannten Art zu schaffen, des bei relativ geringen Außenabmessungen zur Übertragung größter Drehmomente bei relativ großen Winkeln zwischen treibender und angetriebener Welle geeignet ist und das dabei auch geringe Reibungsverluste und Verschleiß aufweist

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Erfindungsgemäß ist somit erreicht, daß sich die mit Schlitzen versehenen Zapfen um die jeweilige Längsachse drehen, d. h. sich so einstellen können, daß jederzeit eine Linienberührung bei zylindrischer Ausbildung der Zapfen oder gar eine Flächenberührung bei im Querschnitt rechteckigen Zapfen /.wischen den Zapfen der einen Welle und den mit Schlitzen versehenen Zapfen der anderen Welle vorliegt. Die Zapfen können da-

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jei relativ stark ausgeführt werden, so daß das Gelenk F i g. 3 und 4 je eine perspektivische Ansicht der bei-

tur Übertragung größerer Drehmomente geeignet ist den Wellenteile des Gleichlaufgelenkes nach F i g. 1.

Die Zahl der Zapfen kann beliebig sein. Eine Begren- Fig.5 einen Querschnitt durch ein etwas abgewan-

sung ist nur durch den verfügbaren Bauraum gegeben. deltes Gleichlaufgelenk, wobei die Ebene I-I wiederum

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfin- 5 um 60° in die Zeichenebene gedreht gezeichnet ist, und Jungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen be- Fig. 6 einen Schnitt 11-11 nach F ig. 5 schrieben. Das in den Zeichnungen dargestellte Gleichlaufge-Die Ansprüche 2 und 3 beziehen sich auf die Anord- lenk 1 dient zum Antrieb zwischen einer Welle 2 und nung der Zapfen an der Welle. Es ist sowohl eine Innen- einer Welle 3. Beide Wellen 2 und 3 sind über das als auch eine Außenabstützung möglich. Die beidendige io Gleichlaufgelenk 1 so miteinander verbunden, daß die Abstützung mindestens einer Zapfenreihe nach An- Winkelgeschwindigkeit zwischen den beiden Wellen bei spruch 4 hat den besondere;, Vorteil, daß das Drehmo- beliebigem Beugewinkel zwischen den Wellen immer ment auf die Zapfen über beide Enden übertragen wird, gleich ist. Am Ende der Welle 2 ist ein Flanschteil 4 und so daß insgesamt größere Drehmomente übertragen am gegenüberliegenden Ende der Welle 3 ein Flanschwerden können. Diese beidseitige Abstützung wird ge- is teil 5 befestigt. Am freien Ende 6 des Flanschteils 4 sind maß Anspruch 5 dadurch erreicht, daß ein mit einer der gleichmäßig unter einem Winkel von 120° am Umfang Wellen fest verbundener Lagerkörper den oder die zu- verteilt und unter einem Neigungswinkel λ zur Längsgehörigen Zapfen übergreifend, Lagerungen für die ra- achse des Flanschteiles 4 geneigt mit intern inneren Endial äußeren Zapfenenden bildet Zur drehbaren Abstüt- de 7 drei zylindrischen Zapfen 8 befestigt, die — im zung der Zapfen können nach Anspruch 6 Gleit- oder 20 zusammengebauten Zustand des Gleichlaufgelenkes — Wälzlager vorgesehen werden. in die Schlitze 9 in den drei Zapfen 10 d: Flanschteiles 5

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eingreifen. Diese mit Schützen 9 versehenen Zapfen 10 das Gleichlaufgelenk nach Anspruch 7 so ausgebildet, sind ebenfalls am Umfang gleichmäßig verteilt und undaß sich die eine Welle in axialer Richtung an dei zwei- ter dem Neigungswinkel α zur Längsachse des Flanschten Welle abstützend angeordnet ist Dies kann gemäß 25 teilesS mit ihren inneren Enden 11 in Bohrungen 12 des den Ansprüchen 8 und 9 dadurch erreicht werden, daß Flanschtet 5 eingesetzt angeordnet Das Flanschteil 5 die eine Welle eine kugelförmige Endfläche aufweist, die weist zusätzlich einen glockenförmig und die Zapfen 10 entweder in eine hohlkugel- oder eine hohlkegelförmige übergreifend ausgebildeten Lagerkörper 13 aus, der mit Aufnahme der zweiten Welle eingreift Bohrungen 14 zur Aufnahme der äußeren Enden 15 der

Zur Schaffung eines Festgelenkes ist eine zweite axia- 30 Zapfen 10 versehen ist. Die Zapfen 10 sind sowohl am Ie Stützfläche notwendig. Dies kann nach Anspruch 10 inneren Ende 11 als auch am äußeren Ende 15 drehbe-

dadurch erreicht werden, daß der die Zapfen einer der weglich in den entsprechenden Bohrungen 12 bzw. 14

Wellen übergreifend« Lagerkörper eine kugelige Flä- gelagert Für diese Lagerung können Wälz- oder Gleit-

che aufweist, die mit einer an der anderen WsIIe ange- lager vorgesehen werden.

ordneten Kugelfläche zusammenwirkt Die Krüm- 35 Das Flanschteil 4 weist eine kugelig ausgebildete

mungsmittelpunkte der kugeligen Flächen der beiden Endfläche 16 auf, die im zusammengebauten Zustand in

Wellen fallen dabei nach Anspruch 11 mit den Krüm· eine entsprechende hohlkugelig ausgebildete Aufnahme

mungsmittelpunkten der kugelförmigen Endflächen zu- 17 am Flanschteil 5 eingreift. Auf diese Weise erfolgt

sammen. eine axiale Abstützung der beiden Wellen 2 utid 3.

V/ie in der Ansprüchen 12 und 13 gekennzeichnet, 4o Im Betrieb treibt die Weile 2 über die Zapfen 8 die

können die Winkel der Zapfen zur Drehachse der jewei- Welle 3 an. Die Zapfen 8 bewegen sich dabei beim Um-

ligen Welle untereinander gleich oder verschieden groß lauf in den Schlitzen 9 der Zapfen 10. Die Zapfen 10 sind

ausgebildet sein. Dabei muß jedoch der Neigungswinkel dabei in der Lage, sich so um ihre Längsachse einzustel-

a eines zusammenwirkenden Zapfenpaares jeweils len, daß die Zapfen 8 bei zylindrischer Ausbildung jeder-

gleich sein. Die einzelnen Zapfenpaare dagegen können 45 zeit über eine Linie mit den Seitenflächen 18 der Schlit-

mit unterschiedlichen Neigungswinkel ausgeführt wer- ze 9 in den Zapfen 10 in Berührung sind. (Bei Zapfen mit

den. Die Neigungswinkel α werden derart ausgeführt rechteckigem Querschnitt liegen die Zapfen sogar über

daß größere Neigungswinkel für größere Beugewinkel eine Fläche an den Seitenflächen der Schlitze an.)

des Gelenkes benutzt werden, während kleinere Nei- Die Zapfen 8 können als Schmiedeteil oder dgl. ein-

gungswinkel für Gelenke mit Axialverschiebung Vcr- 50 stückig mit dem Flanschteil 4 ausgebildet oder getrennt

wendung finden. und dann in entsprechende Bohrungen eingepreßt wer-

Wenn escus Platzgründen möglich ist, können gemäß den. In ähnlicher Weise kann der Lagerkörper 13 ein- Anspruch 14 auf den Zapfen der ersten Welle drehbe- stückig mit dem Flanschteil 5 oder getrennt gefertigt

weglich oder längs des Zapfens verschiebbar Wälzkör- und dann daran befestigt werden,

per aufgesetzt werden. Dadurch wird die gleitende Be- 55 Durch eine nicht näher dargestellte Dichtungsman-

wegung zwischen den Zapfen in eine Wälzbewegung schette, die am Mantel des Lagerträgers 13 und auf der

umgewandelt, wodurch die Reibungsverluste noch wei- Welle 2 befestigt ist, kann eine wirksame Abdichtung

ter reduziert werden. Besondere konstruktive Ausfüh- gegen Schmutz und dgl. erreicht werden,

rungsbeispiele für diesen Gedanken sind in den Anspü- Beim Ausführu/ysbeispiel nach F i g. 5 ist auf jedem

chen 15 bis 18 beschrieben. 60 am Flanschteil 4 der Welle 1 befestigten Zapfen 8 ein

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen an- mit einer Bohrung 19 versehener Wälzkörper 20 dreh-

hand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zei- beweglich und längs des Zapfens 8 verschiebbar aufge-

gen setzt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel handelt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Gleichlauf- es sich beim Wälzkörper 20 um eine Kugel, die mit ihrer

gelenkes, b5 Mantelfläche 21 die (ntsprechend rillenförmig ausgebil-

F i g. 2 einen Querschnitt durch das Gleichlaufgelenk deten Seitenflächen 18 eines Schlitzes 9 in den Zapfen

nach F i g. 1, wobei die Erine I-I um 60° in die Zeichen- 10 berührt. Damit findet zwischen den Zapfen 8 und den

ebene gedreht gezeichnet ist, Seitenflächen 18 der Schlitze 9 eine Wälzbewegung

statt, so daß bei einem solchen Gleichlaufgelenk die Gleitreibung noch weiter reduziert ist. Insbesondere bei größeren Abmessungen des Gleichlaufgelenkes ist es ohne weiteres möglich, zwischen den Wälzkörpern 20 und den Zapfen 8 ein geeignetes Wälzlager anzuordnen, um die Gleitanteile noch weiter zu reduzieren.

Statt der vorstehend beschriebenen Ausführungen können auch andere Anordnungen getroffen werden. So ist es möglich, statt der drei Zapfenpaare auch nur ein oder zwei oder mehr als drei vorzusehen. Der Neigongswinkel α kann für jedes Zapfenpaar eines Gleichlaufgelenkes unterschiedlich ausgebildet werden. Auch ist es nicht notwendig, die einzelnen Zapfen in der gleichen Axialebene des Flanschteiles anzuordnen. Es ist auch ein axialer Versatz der Zapfen möglich.

Es läßt sich auch eine Ausführung denken, bei der die Zapfen 8 nicht am inneren Ende, sondern am äußeren Ende abgestützt sind.

Zur Schaffung eines Festgelenkes kann auch am zweiten Flanschteile eine Glocke angeordnet sein, die den Lagerträger am anderen Flanschtcil umfaßt oder in diesen eingreift.

Bei einem Gleichlaufgelenk mit Wälzkörpern auf den Zapfen können statt der mit einer zentralen Bohrung versehenen Kugeln auch andere Wälzkörperarten mit teilweise sphärischer Oberfläche, z. B. Zylinderrollen oder Pendelrollen oder dgl. verwendet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Glt-tchlaufgelenk zwischen zwei Wellen, bei dem an einem mit der ersten Weile verbundenen s Flanschteil unter einem spitzen Winkel mindestens ein Zapfen fest angebracht ist, der in einem Schlitz eines zugehörigen Zapfens geführt ist, der an einem Flanschteil der zweiten Welle unter einem gleichgroßen spitzen Winkel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die mit einem Schlitz (9) versehenen) Zapfen (10) der zweiten Welle (3) drehbeweglich um ihre Längsachse angeordnet ist bzw. sind.

2. Gleichzeitig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (8,10) jeweils an dem radial innen liegenden Ende (7, 11) am Flanschteil (4, S) abgestützt sind.

3. Gleichlauf gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne i. daß die Zapfen (8,10) jeweils an dem radial äußeren Ende abgestützt sind.

4. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (10) einer der Wellen (3) sowohl an dem radial inneren (U) als auch dem radial äußeren Ende (15) abgestützt sind.

5. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer der Wellen (3) fest verbundener Lagerkörper (13) den oder die zugehörigen Zapfen (10) übe/greifend, Lagerungen für die radial äußer« ". Enden (15) der Zapfen (10) bildet.

6. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Zapfen (10) über Wälz- oder Gleitlager in ihren Aufnahmebohrungen (12,14) abgestützt sind.

7. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Welle (2) in axialer Richtung an der zweiten Welle (3) sich abstützend angeordnet ist

8. Gleichlaufgelenk r.ach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Welle (2) eine kugelförmige Endfläche (16) aufweist, die in eine hohlkugelförmige Aufnahme (17) der zweiten Welle (3) eingreift.

9. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Welle

(2) eine kugelförmige Endfläche (16) aufweist, die in eine hohlkegelförmige Aufnahme der zweiten Welle

(3) eingreift.

10. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zapfen (10) einer der Wellen (3) übergreifende Lagerkörper (13) eine kugelige Fläche aufweist, die mit einer an der anderen Welle (2) angeordneten Kugelfläche zusammenwirkt.

11. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsmittelpunkte der kugeligen Flächen der beiden Wellen (2, 3) mit dem Krümmungsmittelpunkt der kugelförmigen Endfläche(16) der Welle (2) zusammenfallen. bo

12. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis II, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungswinkel aller Zapfen (8 bzw. 10) zur Längsachse der Wellen (2,3) an beiden Wellen (2,3) gleich groß sind.

13. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 b5 bis 11. dadurch gekennzeichnet, daü die einzelnen Zapfen (8 bzw. 10) der ersten (2) bzw. zweiten Welle (31 Daarweise unter unterschiedlichen Neigungswin

keln angeordnet sind.

14. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Zapfen (8) der ersten Welle (2) drehbeweglich und längs des Zapfens (8) verschiebbar Wälzkörper (20) aufgesetzt sind.

• 15. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 14. dadurch gekennzeichnet, daß als Wälzkörper (20) mit einer zentralen Bohrung (19) ausgebildete Kugeln ε Mf den Zapfen (8) aufgesetzt sind.

16. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Wälzkörper (20) mit einer zentralen Bohrung (19) ausgebildete Zylinderrollen auf den Zapfen (8) aufgesetzt sind.

17. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderrollen an den Enden kugelförmig ausgebildet sind.

18. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (18) der Schlitze (9) in den Zapfen (10) der Mantelform der Wätekörner (20) angepaßt sind.