DE3206436C2 - Articulated coupling - Google Patents
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Abstract
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kreuzgelenk so zu vereinfachen, das es aus wenigen einfachen Teilen besteht, so daß eine wirtschaftliche Fertigung möglich ist. Darüber hinaus soll eine reibungsarme Drehmomentübertragung er reicht werden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß zu beiden Seiten der Nut (2) des Führungsteiles (1) Führungsflächen mit einem Krümmungsradius vorgesehen sind, deren Mittelpunkte auf der Längsachse (3) des Gelenkteiles (1) angeordnet sind und daß das zweite Gelenkteil (5) ein Innenteil (7) mit einer quer zur Längsachse (3) verlaufenden Bohrung (8) aufweist und daß im Innenteil (7) zu beiden Enden der Bohrung (8) Abstützflächen, deren Radius dem der Führungsflächen entspricht, vorgesehen sind und daß in der Bohrung (8) des Innenteiles (7) mindestens drei sich gegenseitig abstützende Kraftübertragungsglieder (4) angeordnet sind.The object of the invention is to simplify a universal joint in such a way that it consists of a few simple parts, so that economical production is possible. In addition, a low-friction torque transmission should be sufficient. To solve this problem it is provided that on both sides of the groove (2) of the guide part (1) guide surfaces with a radius of curvature are provided, the centers of which are arranged on the longitudinal axis (3) of the joint part (1) and that the second joint part (5 ) has an inner part (7) with a bore (8) running transversely to the longitudinal axis (3) and that in the inner part (7) at both ends of the bore (8) support surfaces whose radius corresponds to that of the guide surfaces are provided and that in the Bore (8) of the inner part (7) at least three mutually supporting force transmission members (4) are arranged.
Description
a) die getriebene Kupplungshälfte (5) eine quer zur Kupplungsachse (3) verlaufende durchgehende Bohrung (8) aufweist.a) the driven coupling half (5) has a continuous transverse to the coupling axis (3) Has bore (8).
b) in der Bohrung (8) die zwei das Drehmoment übertragenden Kugeln (4, 9) frei drehbar gelager» sind und wälzbar zwischen diesen mindestens ein rotationssymmetrischer Ab-Stützkörper (10,15,16) angeordnet ist,b) in the bore (8) the two the torque The transferring balls (4, 9) are freely rotatable and can be rolled between them at least one rotationally symmetrical support body (10, 15, 16) is arranged,
c) zu beiden Seiten der Nut (2) der treibenden Kuppfungshälfte (1) zum Gelenkniittelpunkt konzentrische Führungsflächen (18) angeordnet sind, an denen sich die getriebene Kupplungshälfte (5) mit Abstützflächen (19) radial abstützt, undc) on both sides of the groove (2) of the driving coupling half (1) to the center of the joint arranged concentric guide surfaces (18) on which the driven coupling half (5) with support surfaces (19) is supported radially, and
d) die Abstützflächen (19) mit einem den Führungsflächen (18) entsprechenden Radius gekrümmt und zu beiden Enden der Bohrung (8) angeordnet sind.d) the support surfaces (19) are curved with a radius corresponding to the guide surfaces (18) and are arranged at both ends of the bore (8).
von dem einen zum anderen Gelenkteil erfolgt mittels zweier Kugein. Diese Kugeln bedingen im Kugelkopf des Gelenk-Innenteils relativ tiefe Ausnehmungen zu ihrer Aufnahme bzw. Lagerung. Eine derartige Kugel-Lagerungsanordnung hat den Nachteil, daß zwischen Kugel und Ausnehmung ein relativ großes Maß an Reibung auftritt Die Folge hiervon ist wiederum ein schlechter Wirkungsgrad. Zur nachhaltigen Bes'. itigung derartiger Mißstände ist eine entsprechende Schmierung der Wälzkörper sowie der zu diesen korrespondierenden Gleitbahnen erforderlich. Die Schmierung bzw. eine diese gewährleis:ende Vorrichtung ist aufwendig und verteuert zudem die Herstellung derartiger Gelenke. Eine solche Verteuerung ist jedoch, auch im Hinblick darauf, daß es sich bei Universal-Gelenken in der Rege! um Großserien-Produkte handelt nicht akzeptabel.from one joint part to the other is carried out by means of two balls. These balls condition in the ball head the inner joint part has relatively deep recesses for receiving or mounting them. Such a ball bearing arrangement has the disadvantage that a relatively large amount of space between the ball and the recess Friction occurs. This in turn results in poor efficiency. For sustainable bes'. iteration Such abuses is a corresponding lubrication of the rolling elements as well as those corresponding to them Slideways required. The lubrication or a device that guarantees this is expensive and also makes the production of such joints more expensive. Such an increase in price is, however, also in the In view of the fact that universal joints are in the rain! high-volume products are not acceptable.
Angesichts dessen hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt eine Gelenkkupplung zu schaffen, mittels welcher eine reibungsarme Drehmomentübertragung gewährleistet ist, und weiche aus nur wenigen und einfachen Teilen besteht die wiederum eine wirtschaftliche Fertigung gestatten.In view of this, the present invention has set itself the task of creating an articulated coupling, by means of which a low-friction torque transmission is guaranteed, and soft from only a few and simple parts, which in turn allow economical production.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch, daßThis object is achieved according to the invention essentially in that
2. Gelenkkupplung nach Vnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der getriebenen Kupplungshälfte (5) ein als Rohr ausgebildetes Innenteil (7) zugeordnet ist. weiches mittels seiner äußeren Mantelfläche fest mit der getriebenen Kupplungshälfte in Verbindung steht.2. Articulated coupling according to Vnspruch 1, thereby characterized in that the driven coupling half (5) has an inner part (7) designed as a tube assigned. soft by means of its outer jacket surface firmly with the driven coupling half communicates.
3. Gelenkkupplung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die zwei das Drehmoment übertragenden Kugeln (4, 9) untereinander gleich groß sind, und ihr Außendurchmesser dem Innendurchmesser der D'irchgangsbohrung (S) entspricht3. Articulated coupling according to claim 1, characterized in that the two the torque transferring balls (4, 9) are equal to each other, and their outer diameter is the inner diameter corresponds to the through-hole (S)
4. Gelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei gleich großen, das Drehmoment übertragenden Kugeln (9) mindestens drei gegenüber den Kugeln (9) im Durchmesser kleinere rotationssymmetrische Abstützkörper (10,15, !6) angeordnet sind.4. Articulated coupling according to claim 1, characterized in that between two equally large, the torque-transmitting balls (9) at least three opposite the balls (9) in diameter smaller rotationally symmetrical support bodies (10, 15,! 6) are arranged.
a) die getriebene Kupplungshälfte eine quer zur Kupplungsachse verlaufende durchgehende Bohrung aufweista) the driven coupling half has a through hole running transversely to the coupling axis having
b) in der Bohrung die zwei das Drehmoment übertragenden Kugeln frei drehbar gelagert sind und wäizbar zwischen diesen mindestens ein rotationssymmetrischer Abstützkörper angeordnet ist.b) the two balls transmitting the torque are freely rotatably mounted in the bore and at least one rotationally symmetrical support body is arranged between these, which can be controlled is.
c) zu beiden Seiten einer Nut der treibenden Kuppiungshälfte zum Gelenkmittelpunkt konzentrische Führungsflächen angeordnet sind, an denen sich die getriebene Kupplupgshi !fte mit Abstützflächen radial abstützt, undc) on both sides of a groove of the driving coupling half to the center of the joint concentric guide surfaces are arranged on which the driven coupling ! fte radially supported with support surfaces, and
d) die Abstützflächen mit einem den Führungsflächen entsprechenden Radius gekrümmt und zu beiden Enden der Bohrung angeordnet sind.d) the support surfaces with one of the guide surfaces corresponding radius are curved and arranged at both ends of the bore.
Πια PrfinAttnci Vwsti-ifft a'tna (~l£>lAnUlsttnnltmct mil 7u>ai σ — π σ -■ Πια PrfinAttnci Vwsti-ifft a'tna (~ l £> lAnUlsttnnltmct mil 7u> ai σ - π σ - ■
zum Verbinden mit anzuschließenden Wellen dienenden Bei dieser Lösung erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß die Führung der beiden Gelenkkupplungsteile zueinander durch ein relativ einfaches Führungsteil sowie durch das entsprechend ausgebildete Innere der getriebenen Kupplungshäifte erreicht wird. Das Obertragen des Drehmomentes selbst erfolgt einerseits durch in der Nut des Führungsteiles aufgenommene, an sich bekannte und insoweit auch bewährte Wälzkörper und andererseits durch die Anordnung wenigstens eines zusätzlichen rotationssym-for connecting shafts to be connected. This solution proves to be special advantageous that the leadership of the two articulated coupling parts to each other by a relatively simple guide part and by the appropriately designed Inside of the driven coupling shafts is reached. The torque itself is transmitted on the one hand by received in the groove of the guide part, known per se and to that extent also proven rolling elements and, on the other hand, by arranging at least one additional rotationally symmetrical
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Kupplungshälften, wobei die eine — treibende — Kupplungshäifte eine in einer Axialebene bezüglich der Kupplungsachse sich erstreckende, um eine quer zu dieser verlaufende Achse kreisförmig gebogene und zum Kupplungsmittelpunkt hin offene Nut aufweist, in welche zwei diametral gegenüberliegende, in einer getriebenen Kupplungshäifte gelagerte Kugeln eingreifen. Coupling halves, the one - driving - coupling halves one in an axial plane with respect to the Coupling axis extending around an axis extending transversely to this circularly curved and to the coupling center has open groove, in which two diametrically opposed, in one Engaged with the driven coupling shafts mounted balls.
In der US-PS 17 63 206 wurde bereits ein Universal-Gelenk vorgeschlagen, welches im wesentlichen aus &5 einem gabelförmigen Außenteil und einem dazu korrespondierenden, mit einem Kugelkopf versehenen Innenteil besteht. Die Übertragung des Drehmomentes Gestalt von Kugeln aufweisenden Wälzkörpers. Durch eine solche Anordnung läßt sich eine reibungsarme Kraftübertragung erzielen.In US-PS 17 63 206 a universal joint was already proposed, which consists essentially of & 5 a fork-shaped outer part and a to it corresponding inner part provided with a ball head. The transmission of torque Shape of rolling elements having balls. Such an arrangement allows a low-friction Achieve power transmission.
In sinnvoller Ausgestaltung des die vorliegende Erfindung tragenden Gedankens ist vorgesehen, daß der getriebenen Kupplungshäifte ein als Rohr ausgebildetes Innenteil zugeordnet ist, welches mittels seiner äußeren Mantelfläche fest mit der getriebenen Kupplungshäifte in Verbindung stehtIn a sensible embodiment of the concept underlying the present invention, it is provided that the driven coupling shaft is assigned an inner part designed as a tube, which by means of its outer jacket surface is firmly connected to the driven coupling shafts
Bei einer derartigen Ausgestaltungsweise erweist es sich von Vorteil, daß durch Verwendung eines Rohres sowie von Kugeln als Wälzkörper eine einfache und zudem wirtschaftliche Fertigung gewährleistet ist. Derartige Bauteile sind überaus kostengünstig. SieIn such an embodiment, it has been found to be advantageous that by using a tube as well as balls as rolling elements, a simple and also economical production is guaranteed. Such components are extremely inexpensive. she
bieten sich nachgerade an. in einer der Erfindung zugrundeliegenden Konstruktion angewendet zu werden. offer themselves just about. to be used in a construction on which the invention is based.
Weitere Erfindungsmerkmale bestehen alternativ darin, daß entweder die zwei das Drehmoment ~< übertragenden Kugeln untereinander gleich groß sind, und ihr Außt.!durchmesser dem Innendurchmesser der Durchgangsbohrung entspricht, oder aber, d&ß zwischen zwei gleichgroßen, das Drehmoment übertragenden Kugeln mindestens drei gegenüber diesen Kugeln " im Durchmesser kleineie rotationssymmetrische Abstützkörper angeordnet sind.Further features of the invention consist, alternatively, that either the two torque ~ <transmitting balls are identical in size and corresponds! Their AUSST. Diameter to the inner diameter of the through hole, or, d & ß equal between two large, the torque transmitting balls at least three over these balls "Rotationally symmetrical support bodies with a small diameter are arranged.
Auch die mit diesen Merknialer. ein..* gehenden Vorteile sind evident: Durch die Verwendung und Anordnung entsprechender Abstv zkörper zwischen r. den eigentlichen, der Drehmom· übertragung dienenden Wälzkörpers in Kugeh.stalt ist gewährleistet, daß bei entsprechender Drehrichr .igswahl niemals die der Drehmomentübertragung dienenden Wälzkörper gegeneinander abrollen, sondern infolge Umlenkung 2» mittels des (der) Abstützkörper(s) stets in Dreürichtung für die richtige und insoweit auch reibupgsarme Rollrichtung gesorgt istEven those with these Merknials. A .. * going advantages are evident: Through the use and arrangement of appropriate spacers between r. The actual rolling element used for torque transmission in spherical shape is guaranteed that, with the appropriate rotary setting, the rolling elements used for torque transmission never roll against each other, but instead, as a result of deflection 2 » by means of the support element (s), always in the direction of rotation for the correct and insofar low-friction rolling direction is provided
Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt 2 >Preferred embodiments of the invention are shown in the drawing schematically 2>
Durch die Verwendung entsprechender Abstützelemente zwischen den eigentlichen der Drehmomentübertragung dienenden Kugeln ist gewährleistet, daß durch die entsprechende Drehrichtung niemals die der Drehmomentübertragung dienenden Kugeln gegenein- «ι ander abrollen, sondern durch die Umlenkung durch die Abstützkugel immer in Drehrichtung für die richtige reibungsarme Rollrichtung sorgtBy using appropriate support elements between the actual torque transmission Serving balls is guaranteed that by the corresponding direction of rotation never the Torque transmission serving balls against one- «ι unroll other, but through the deflection through the The support ball always ensures the correct low-friction rolling direction in the direction of rotation
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß als Kraftübertragungsglieder zwei Kugeln und eine zwischen beiden Kugeln angeordnete Rolle vorgesehen sind.According to a further essential feature it is provided that two force transmission members Balls and a roller arranged between the two balls are provided.
Auch hier ist das Prinzip der entsprechenden Rollrichtung bei Wirbelbewegung des Kreuzgelenkes erfüllt, da die beiden der Kraftübertragung dienenden Wälzkörper sich an der zwischen ihnen angeordneten Rolle abstützen. Um c ne geringere Flächenpressung an der Rolle zu erreichen, ist es möglich, daß in dieser Rolle eine Nut angeordnet ist, die dem Radius der Wälzkörper entspricht. ■»'Here, too, the principle of the corresponding direction of roll is in the case of a vortex movement of the universal joint fulfilled, since the two rolling elements serving for power transmission are located on the one between them Support the roller. In order to achieve a lower surface pressure on the role, it is possible that in this role a groove is arranged which corresponds to the radius of the rolling elements. ■ »'
Bevorzugte Ausführungsbeis.piele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigtPreferred exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawings. It shows
F i g. 1 ein Kreuzgelenk in Seitenansicht geschnitten,F i g. 1 shows a cross-sectional side view of a universal joint,
Fig. 2 eine weitere Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Kreuzgelenkes, ίοFIG. 2 is a further view of the one shown in FIG Universal joint, ίο
F i g. 3 das in F i g. 2 dargestellte Kreuzgelenk in abgewinkelter Position, teils im Schnitt dargestellt.F i g. 3 the in F i g. 2 shown universal joint in an angled position, partly shown in section.
Fie.4 einen Ou?rschnitt des in Fig. I dargestellten Gelenkes.FIG. 4 shows a cross section of the one shown in FIG Joint.
Fig. 5 und 6 Innenteile des zweiten Gelenkteiles als Einzelteil im Schnitt dargestellt.Fig. 5 and 6 inner parts of the second joint part as Single part shown in section.
Fig. 7 und 8 eine Montagestellung des in Fig. I dargestellten Kreuzgelenkes, zusammen mit der F i g. 8 als Einschubrichtung für die Wälzkörper.7 and 8 show an assembly position of the universal joint shown in FIG. I, together with FIG. 8th as the direction of insertion for the rolling elements.
Das in Fig. 1 dargestellte Kreuzgelenk besteht im wesentlichen aus den beiden Gelenkteilen, wober ein Gelenkteil als Führungsteil 1 ausgebildet ist. Im Führungsteil ist eine kreisbogenförmig verlaufende Nut 2 in Richtung der Längsachse 3 verlaufend angeordnet. Die Nut 2 dient der Aufnahme der Kraftübertragungsglieder 4. Im Innenraum des Kihrungsteües 1 ist das zweite Gelenkteil 5 angeordnet, welches einen Flansch 6 zum Anschluß an eine Welle besitzt Das zweite Gelenkteil 5 ist mit einem Innentei! 7 versehen, welches bei diesem Ausführungsbeispiel als Rohr ausgebildet ist, in dessen Innenbohrung 8 die KraftübertragungsgliederThe universal joint shown in Fig. 1 consists in essential from the two joint parts, wober one Joint part is designed as a guide part 1. A groove running in the shape of an arc of a circle is located in the guide part 2 arranged to run in the direction of the longitudinal axis 3. The groove 2 is used to accommodate the force transmission members 4. This is in the interior of Kihrungsteües 1 second joint part 5 is arranged, which has a flange 6 for connection to a shaft The second Joint part 5 is with an inner part! 7 provided, which is designed as a tube in this embodiment, in its inner bore 8 the power transmission members
4 aufgenommen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind als Kraftübertragungsglieder 4 zwei Kugeln 9 verwendet worden, die in einer entsprechenden Nut 2 des Führungsteiles 1 abrollen und zwischen den beiden Kugeln 9 ist als Abstützelement eine Rolle 10 vorgesehen. Durch diese Anordnung eines dritten Elementes erhält man beim Abrollen der Kugeln 9 gegenüber der Rolle 10 entsprechende gleichsinnig gerichtete Drehrichtungen dieser Elemente 9 und IC.4 are included. In this exemplary embodiment, two balls 9 are used as force transmission members 4 been used, which roll in a corresponding groove 2 of the guide part 1 and between the two Balls 9, a roller 10 is provided as a support element. With this arrangement a third Element is obtained when rolling the balls 9 with respect to the roller 10 corresponding in the same direction directed directions of rotation of these elements 9 and IC.
In F i g. 2 ist das Führungsteil 1 mit beiner Nut 2 zu erkennen, sowie der Flansch 6 des zweiten GelenkteiiesIn Fig. 2, the guide part 1 is closed with a groove 2 recognize, as well as the flange 6 of the second joint part
5 zusammen mit seinem Innenteil "*. Im Innenteil 7 ist die Bohrung 8 angeordnet, die der Aufnahme der Kugeln 9 dient5 together with its inner part "*. In the inner part 7 is the Bore 8 arranged to accommodate the balls 9 serves
F i g. 3 zeigt eine Darstellung des in F i g. 2 dargestellten Kreuzgelenkes in abgewinkelter Stellung. Bei Abwinkelung des Gelenkes um einen entsprechenden Beugew'nkel 11 verbleibt das Führungsteil 1 zusammen mit der Nut 2 in der entsprechenden Position und über die Kugeln 9 kann das zweite Gelenkteil 5 abgewinkelt werden. Das Innenteil 7 wird dabei relativ zu den Kugeln 9 verdreht. Diese Kinematik entspricht genau der eines üblichen Kreuzgelenkes mit einem Zapfenkreuz. F i g. 3 shows an illustration of the in FIG. 2 shown universal joint in an angled position. at If the joint is angled around a corresponding flexion angle 11, the guide part 1 remains together with the groove 2 in the corresponding position and over the balls 9, the second joint part 5 can be angled will. The inner part 7 is rotated relative to the balls 9. These kinematics correspond exactly that of a conventional universal joint with a cross member.
Fig.4 zeigt einen Schnitt durch ein derartiges Gelenk, bei dem das Führungsteil 1 zusammen mit der Nut 2 zu erkennen ist, wobei in der Nut 2 die Kugeln 9 aufgenommen sind. Der Flansch 6 besitzt entsprechende Befestigungsbohrungen 12. Das zweite Gelenkteil 5 ist hier lediglich im Schnitt zu erkennen, wobei das Innenteil 7 in seiner Bohrung 8, die der Kraftübertragung dienenden Kugeln 9 aufnehmen und als Abstützelel.ient ist die Rolle 10 vorgesehen, in deren Nut 13 die Kugeln 9 abrollen. Die Stirnflächen 14 der Rolle 10 sind mit einem Radius versehen, der dem Durchmesser der Bohrung entspricht so daß auch eine Drehung des gesamtes Teiles möglich ist4 shows a section through such a joint, in which the guide part 1 together with the Groove 2 can be seen, the balls 9 in groove 2 are included. The flange 6 has corresponding fastening bores 12. The second joint part 5 is can only be seen here in section, the inner part 7 in its bore 8, which is the power transmission Take up serving balls 9 and serve as Abstützel.ient the roller 10 is provided, in the groove 13 of which the balls 9 roll. The end faces 14 of the roller 10 are provided with a radius that corresponds to the diameter of the Bore corresponds so that a rotation of the entire part is possible
In F i g. 5 ist ein Innenteil 7 gezeigt bei dem in der Bohrung 8 drei gleichgroße Kugeln 9 aufgenommen sind. Als Abstützelement dient eine zusätzliche Kugel 15. so daß hier einheitliche Elemente verwendet werden können.In Fig. 5 shows an inner part 7 in which in FIG Bore 8 three balls of the same size 9 are added. An additional ball serves as a support element 15. so that uniform elements can be used here.
In F i g. 6 dagegen ist in der Bohrung 8 des innenteiies 7 zur Kraftübertragung zwei Kugeln 9 vorgesehen, wtbei als Abstützelement kleinere Kugeln 16 verwendet werden. Es müssen hier über den Umfang verteilt mindestens drei kleinere Kugeln 16 angeordnet werden, damit die Kugehi 9 eine einwandfrei statische Abstützung erhalten.In Fig. 6, however, is in the bore 8 of the inner part 7 two balls 9 are provided for power transmission, while smaller balls 16 are used as the support element will. At least three smaller balls 16 must be distributed over the circumference here, so that the Kugehi 9 is perfectly static Get support.
Die F i g. 7 und 8 zeigen die Montage eines derartigen Gelenkes, bei dem in das Führungsteil 1 das zweite Gelenkteil. 5. um 90° verdreht, axial durch die Einschuböffnung 17 eingebracht wird, so daß anschließend durch die gleiche Einschuböffnung 17 die Kugeln 9 zusammen mit der Rolle 10 in Richtung der Längsachse 3 axial eingebracht werden. Nach Rückbeugung des zweiten Gelenkteiles 5 ist das Gelenk betriebsfertig und gleichzeitig axial gesichert.The F i g. 7 and 8 show the assembly of such a joint, in which in the guide part 1 the second Joint part. 5. rotated by 90 °, is introduced axially through the insertion opening 17, so that then through the same insertion opening 17, the balls 9 together with the roller 10 in the direction of the longitudinal axis 3 are introduced axially. After the second joint part 5 has been bent back, the joint is ready for use and secured axially at the same time.
Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings
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1983
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- 1983-02-21 GB GB08304740A patent/GB2115523B/en not_active Expired
- 1983-02-23 FR FR8302963A patent/FR2522096B1/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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