DE3203139C2 - Winkelbewegliches Gleichlaufgelenk - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein winkelbewegliches Gleichlaufgelenk für die Verbindung zweier unter einem Winkel zueinander angeordneter Wellen. Um den Fertigungsaufwand zu verringern und größere Beugewinkel zu ermöglichen, ist an einem Ende einer Welle eine Gelenkgabel (2) befestigt, in der eine um eine Achse schwenkbare Koppel (10) mit einer Ausnehmung (11) angeordnet ist. In die Ausnehmung (11) der Koppel (10) greift ein am Ende der anderen Welle (12) quer zur Wellenachse angeordneter mit zylindrischer Mantelfläche (14) ausgebildeter Bolzen (13) ein. Zur Zentrierung der Wellen (1, 12) ist am Ende der einen Welle (1) eine Zentrierkugel (16) und am gegenüberliegenden Ende der anderen Welle (12) eine Aufnahme (17) für die Zentrierkugel (16) vorgesehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein winkelbewegliches Gleichlaufgelenk nach dem Obergriff des Anspruches 1.

Es ist ein solches Gleichlaufgelenk mit einem zentralen Kupplungselement bekannt, bei dem an einem Wellenende eine Gabel zur Aufnahme eines Kardangelenkkreuzes vorgesehen ist, an dessen freien Zapfen das zentrale Kupplungselement befestigt ist Diese als Hohlkörper ausgebildete Koppel ist mit einer rechteckigen Ausnehmung versehen, in die ein mit der anderen Welle verbundener, beidseitig überstehender Bolzen eingreift, wobei die überstehenden Teile auf Wälzlagern abgestützte Kulissensteine tragen. An einem Wellenende ist ein Zentrierkugel und am anderen Wellenende eine Aufnahme für die Kugel vorgesehen (GB-PS 10 28 271). Dieses bekannte Gelenk weist einen komplizierten Aufbau mit einer Vielzahl von Einzelteilen auf. Außerdem baut dieses Gelenk in axialer Richtung sehr breit.

Weiterhin ist ein Wellengelenk bekannt, bei dem an einem Wellenende ein topfförmiges Teil ausgebildet ist, in dem eine um einen durchgehenden Bolzen schwenkbare, als zylindrische Hülse ausgebildete Koppel angeordnet ist, die am freien Ende zwei diametral gegenüberliegende Längsschlitze aufweist, in die die beiden Zapfen des Bolzens am Ende der zweiten Welle eingreifen (GB-PS 6 92 868).

Infolge der topfförmigen Ausbildung des einen Wellenendes ist die Hülse nur begrenzt im durchgehenden Bolzen schwenkbar. Dieses bekannte Gelenk ermöglicht somit nur relativ kleine Beugewinkel. Wegen der Anordnung der Längsschlitze in der Hülse zur Aufnahme des Bolzens des anderen Wellenendes ist es nicht möglich, den Schwenkpunkt dieses Bolzens bis in den Bereich der Schwenkachse zwischen Hülse und topfförmigem Teil zu verlegen, so daß dieses bekannte Gelenk in axialer Richtung relativ lang baut. Auch ist dieses bekannte Gelenk nur zur Übertragung geringerer Drehmomente geeignet, weil die Übertragungsflächen zwischen den Zapfen bzw. Bolzen und der als Koppelglied dienenden Hülse relativ klein und leicht verformbar sind. Wesentlich ist jedoch, daß dieses bekannte Gelenk eine Vielzahl von Getriebefreiheitsgraden aufweist, so daß dieses nicht als rein winkelbewegliches Gleichlaufgelenk angesehen werden kann.

Die gleichen Nachteile sind auch bei einer weiteren bekannten Wellenverbindung mittels einer über die Wellenenden geschobenen Hülse gegeben, bei der die zylindrische Hülse um einen radialen Bolzen mit geringen Bewegungsmöglichkeiten befestigt ist (US-PS 14 91 186). Am überstehenden Ende ist die Hülse mit diametral gegenüberliegenden Schlitzen versehen, in die die Zapfen eines mit der zweiten Welle verbundenen Bolzens eingreifen. Nachdem die Hülse nur mit geringem Spiel die Wellenenden übergreift, ist hier nur eine äußerst geringe Bewegungsmöglichkeit der Wellenenden, also ein äußerst geringer Beugewinkel gegeben.

Ferner ist eine Wellenverbindung bekannt, bei der in der Gabel des einen Wellenendes diametral gegenüber-

liegende Schlitze vorgesehen sind, in die die auf einem mit dem anderen Wellenende verbundenen Zapfen aufgesetzten Wälzlageraußenringe eingreifen (GB-PS 7 78 887). Auch hier handelt es sich nicht um ;in Winkelversatz ausgleichendes, homokinetisches, selbstzentrierendes Wellengelenk. Schließlich sind auch Wellengelenke bekanntgeworden, bei denen an jedem Wellenende eine das Gelenk umgebende und in eine entsprechende Fläche des anderen Wellenendes eingreifende Kugelfläche vorgesehen ist (FR-PS 7 87 925, FR-PS 22 44 377).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein winkelbewegliches Gleichlaufgelenk zu schaffen, das nur einen geringen Fertigungsaufwand bei geringer Zahl von Einzelteilen erfordert, einen einfachen Aufbau aufweist, einen kürzeren axialen Bauraum benötigt und größere Beugewinkel ermöglicht

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Maßnahmen gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist die Koppel um zwei in den Wangen der Gelenkgabel angeordnete Drehbolzen um eine Achse senkrecht zu den Wangen schwenkbar und der Bolzen im Bereich zwischen den Drehbolzen angeordnet. Damit ist die Anzahl der Teile reduziert und dtr axiale Bauraum verkürzt. Aufgrund der schwenkbaren Anordnung der Koppel und der zylindrischen Ausbildung des am anderen Wellenende befestigten Bolzens können sich diese Teile beim Umlauf der Wellen entsprechend einstellen, so daß ein Gleichgang entsteht. Dabei lassen sich relativ große Beugewinkel erzielen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigt

F i g. 1 perspektivische Ansichten der beiden Teile eines Gleichlaufgelenkes,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch das Gleichlaufgelenk nach F i g. 1 und

F i g. 3 einen Längsschnitt durch das Gleichlaufgelenk nach Fig. 1 in einer um 90° gegenüber dem Schnitt nach F i g. 2 versetzten Ebene.

An dem Ende der Welle 1 ist drehfest mit dieser eine Gelenkgabel 2 verbunden, die in den Wangen 3 und 4 miteinander fluchtende Bohrungen 5 und 6 aufweist. Diese Bohrungen 5 und 6 dienen zur Aufnahme von Drehbolzen 7 und 8 einer um die Achse 9 schwenkbar in der Gelenkgabel 2 angeordneten Koppel 10. Die Drehbolzen 7 und 8 können entweder fest mit der Koppel 10 verbunden und mit Spiel in den Bohrungen 5 und 6 der Wangen 3 und 4 schwenkbar angeordnet sein oder fest mit den Wangen 3 und 4 verbunden sein und mit Spiel in Bohrungen der Koppel 10 eingreifen. Zur Verringerung der Reibung können dabei auch jeweils Wälzlager auf den Drehbolzen 7 und 8 aufgesetzt sein.

Die aus Blech oder dgl. gefertigte und rahmenartig ausgebildete Koppel JO besitzt eine Ausnehmung 11, in die der mit dem Ende der zweiten Welle 12 fest verbundene Bolzen 13 eingreift. Dieser quer zur Achse der Welle 12 angeordnete Bolzen 13 weist eine zylindrische Mantelfläche 14 mit einer Mittelachse 15 auf und paßt spielfrei zwischen die parallel zur Achse 9 verlaufenden Gleitflächen der Ausnehmung 11 der Koppel 10.

Zur Zentrierung der beiden Wellen 1 und 12 ist am Ende der Welle 1 eine Zentrierkugel 16 und am Ende der Welle 12 eine entsprechende Aufnahme 17 für die Zentrierkugel 16 vorgesehen. Seim dargestellten AusführunesbeisDiel ist die Aufnahme 17 unmittelbar in den Bolzen 13, und zwar als Hohlkugelfläche oder Kugelkalotte, eingearbeitet.

Die Schwenkachse 9 der Koppel 10 ist gegenüber dem Krümmungsmittelpunkt 18 der Zentrierkugel 1€ um den Betrag »a« axial versetzt In gleicher Weise ist die Mittelachse 15 der zylindrischen Mantelfläche 14 des Bolzens 13 um den Betrag »a» gegenüber dem Krümmungsmittelpunkt 18, der gleichzeitig die Drehache 19 für das Gleichlaufgelenk definiert, axial versetzt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Achsen 9 und 15 einen betragsmäßig gleichen aber entgegengesetzten Achsversatz zum Krümmungsmittelpunkt 18 bzw. der durch diesen definierten Drehachse 19 aufweisen. Es kann dabei im Gegensatz zum dargestellten Ausführungsbeispiel eine Vertauschung der Versatzrichtung der Achsen 9 und 15 vorgenommen werden.

Um einen größeren Beugewinkel der beiden Wellen zu erreichen, sind Teile des Bolzens 13 und der Koppel 10 abgerundet und ausgespart. Diese Ausparungen können als Hohlkugel und Hohlkegelflächen ausgebildet werden.

Gegenüber dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist als konstruktive Änderung z. B. möglich, die Zentrierkugel 16 an der Welle 12 und die Aufnahme 17 an der Welle 1 vorzusehen.

Weiterhin ist es möglich, auf den Bolzen 13 Wälzlager aufzusetzen, deren Mantelflächen an den parallel zur Achse verlaufenden Gleitflächen der Ausnehmung 11 der Koppel zur Anlage kommen.

Um eine einbaufertige zentrierende Einheit zu schaffen, können Halteelemente vorgesehen werden, die den Bolzen 13 in der Koppel 10 fixieren.

Statt der Zentrierung durch die Zentrierkugel 16 und die entsprechende Aufnahme 17 kann an einer der Wellen 1 bzw. 12 eine die Koppel 10, den Bolzen 13 sowie eine weitere an der anderen Welle angeordnete Kugelfläche übergreifende und mit dieser zusammenwirkende Kugelfläche vorgesehen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Winkelbewegliches Gleichlaufgelenk für die Verbindung zweier unter einem Winkel zueinander angeordneter und über ein Gelenk gegeneinander zentrierter Wellen mit an einem gabelförmig ausgebildeten Ende einer Welle um eine Achse quer zur Wellenachse schwenkbar befestigter, einen einteiligen Hohlkörper bildender Koppel und mit einem am Ende der anderen Welle quer zur Wellenachse verlaufenden mit zylindrischer Mantelfläche ausgebildeten Bolzen, der in den zentrischen Hohlraum der Koppel eingreift und an deren parallel zu ihrer Schwenkachse verlaufenden ebenen Gleitflächen, die Seitenwände des zentrischen Hohlraums bilden, die zylindrische Mantelfläche des Bolzens anliegt, wobei die Schnittpunkte der Schwenkachse der Koppel im Bezug auf die Gabel und der Mittelachse des Bolzens mit den jeweiligen Wellenachsen zum Mittelpunkt des Zentriergelenkes den gleichen axialen Abstand haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppel (10) um zwei in den Wangen (3, 4) der Gelenkgabel (2) angeordnete Drehbolzen (7,8) um eine Achse (9) senkrecht zu den Wangen (3, 4) schwenkbar ist und daß der Bolzen

(13) im Bereich zwischen den Drehbolzen (7,8) angeordnet ist.

2. Winkelbewegliches Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbolzen (7, 8) fest mit der Koppel (10) verbunden sind und drehbar in Bohrungen (5,6) in den Wangen (3,4) eingreifen.

3. Winkelbewegliches Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbolzen (7, 8) fest mit den Wangen (3,4) verbunden sind und drehbar in Bohrungen in der Koppel (10) eingreifen.

4. Winkelbewegliches Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Drehbolzen (7, 8) Wälzlager aufgesetzt sind.

5. Winkelbewegliches Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Bolzen (13) Wälzlager aufgesetzt sind, deren Mantelflächen die zylindrische Mantelfläche

(14) bilden.

6. Winkelbewegliches Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zentrierung der Wellen (1,12) am Ende der einen Welle (1) eine Zentrierkugel (16) und am gegenüberliegenden Ende der anderen Welle (12) eine Aufnahme (17) für die Zentrierkugel (16) vorgesehen ist.

7. Winkelbewegliches Gleichlaufgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (17) in dem Bolzen (13) eingearbeitet ist.

8. Winkelbewegliches Gleichlaufgelenk nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (17) hohlkugelig ausgebildet ist.

9. Winkelbewegliches Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (9) der Koppel (10) und die Mittelachse (15) der zylindrischen Mantelfläche (14) des Bolzens (13) gegenüber dem Krümmungsmittelpunkt (18) des Zentriergelenkes (16,17) in entgegengesetzten Richtungen axial versetzt sind.

10. Winkelbewegliches Gleichlaufgelenk nach ei-

nem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einer der Wellen (1 bzw. 12) eine die Koppel (10), den Bolzen (13) sowie eine an der anderen Welle (12 bzw. 1) angeordnete Kugelfläche übergreifende und mit der letztgenannten Kugelfläche zusammenwirkende Kugelfläche vorgesehen ist.