DE3321349A1 - Universal joint - Google Patents

Universal joint

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Abstract

In the case of a universal joint for propeller shafts, the output element is designed as a closed annular element of fibre-reinforced plastic, opposite bores are arranged in the side webs of the annular element, and the trunnion cross is mounted with one pair of trunnions in the bores and the other pair of trunnions, protruding outwards through the annular openings, in the yoke-like end of the transmission tube. The universal joint is distinguished by low weight, high mechanical stability and great angular mobility. The annular element can be produced by the winding method. <IMAGE>

Description

3 3 213 43 3 213 4

U0095.000 r 5U0095.000 r 5

KreuzgelenkUniversal joint

Die Erfindung betrifft ein Kreuzgelenk für Gelenkwellen, mit einem am Ende eines Übertragungsrohres in Gabelarmen schwenkbar gelagerten Zapfenkreuz, an welchem ein Abtriebskörper angelenkt ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Kreuzgelenkes .The invention relates to a universal joint for cardan shafts, with one at the end of a transmission tube in fork arms pivotally mounted journal cross to which an output body is articulated. The invention also relates to a method for manufacturing such a universal joint.

Bei Kreuzgelenkwellen für größere Belastungen müssen die das Zapfenkreuz lagernden Übertragungsteile so beschaffen sein, daß die bei der Drehmomentübertragung wirksamen Kräfte an den gabelartigen Übertragungsteilen sicher aufgenommen werden können, ohne das sich diese auseinanderbiegen oder anderweitig verformen. Derartige Voraussetzungen sind bei aus Stahl bestehenden Kreuzgelenken bereits durch die Materialeigenschaften dieses Werkstoffes erfüllt.In the case of universal joint shafts for greater loads, the transmission parts bearing the journal cross must be designed in this way be that the effective forces in the torque transmission on the fork-like transmission parts are safely absorbed without them bending apart or otherwise deforming. Such requirements in the case of universal joints made of steel are already due to the material properties of this material Fulfills.

Im Zuge der Gewichtseinsparung im Automobilbau ist man bestrebt, auch das Gewicht der Gelenkwellen zu verringern. In der DE-OS 28 18 167 ist eine KreuzgelenkwelleIn the course of weight savings in the automotive industry, one is strives to reduce the weight of the cardan shafts. In DE-OS 28 18 167 is a universal joint shaft

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U0095.000 ο. 5U0095.000 ο. 5

vorgeschlagen worden, deren Übertragungsrohr aus faserverstärktem Kunstharz besteht und durch Wickeln von harzgetränkten Fasern auf einem Dorn hergestellt ist. Dabei ist das Rohrende fertig ausgebildet; nach Fertigstellung des Übertragungsrohres werden in den fertigen Enden Bohrungen für die Aufnahme der Lagerbuchsen gebildet. Durch die Lagerung des Zapfenkreuzes in dem verstärkten Rohrende können zwar einerseits materialbedingte Nachteile des faserverstärkten Kunststoffes gegenüber Stahl verringert werden, der das Zapfenkreuz aufnehmende Endteil der Rohrwelle muß jedoch andererseits einen so großen Durchmesser haben, daß sich der abtreibende gabelartige Übertragungsteil innerhalb des Rohres genügend frei bewegen kann, um einen ausreichend großen Beugungswinkel zu gewährleisten. Bei einer solchen Lösung ist daher ein Rohrdurchmesser erforderlich, welcher für die zu übertragenden Drehmomente an sich im allgemeinen nicht benötigt wird. Außerdem lassen sich die beiden Zapfenkreuz-Lagerpaare nicht optimal gestalten. Ferner werden die Abtriebsgabeln mit ihren Anschlußflanschen nur metallisch ausgebildet und verhindern deshalb eine Gewichtsreduzierung. Die in der Beschreibungseinleitung der DE-OS 28 18 167 erwähnte Lösung, eine Rohrwelle aus faserverstärktem Kunstharzmaterial mit Gelenkgabeln aus Stahl zu bestücken, ist allein schon infolge der Stahl/Kunstharz-Verbindung problematisch. have been proposed whose transmission tube is made of fiber-reinforced synthetic resin and by winding resin-soaked Fibers is made on a mandrel. The pipe end is finished; after completion of the transmission tube, bores for receiving the bearing bushes are formed in the finished ends. By the storage of the cross member in the reinforced pipe end can on the one hand reduce the material-related disadvantages of fiber-reinforced plastic compared to steel the end part of the tubular shaft that receives the journal cross however, on the other hand, must have such a large diameter that the aborting fork-like transmission part can move freely enough within the tube to ensure a sufficiently large angle of deflection. With such a solution, a pipe diameter is therefore required which is suitable for the torques to be transmitted is generally not required per se. In addition, the two journal cross bearing pairs can not be optimal design. Furthermore, the output forks with their connecting flanges are only made of metal and prevent them therefore a weight reduction. The solution mentioned in the introduction to DE-OS 28 18 167, Equipping a tubular shaft made of fiber-reinforced synthetic resin material with articulated forks made of steel is all you need problematic due to the steel / synthetic resin connection.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Kreuzgelenk für Gelenkwellen zu schaffen, bei welchem die vorgenannten Nachteile nicht nur vermieden werden, sondern insbesondere auch bei geringem Gelenk-Gewicht das Übertragen_größerer Drehmomente erlaubt, ohne daß unzulässige Dreh- und Biegeverformungen an den Übertragungsteilen auftreten. Dabei soll die Gewichts-VerringerungIn contrast, the invention is based on the object of creating a universal joint for cardan shafts in which the aforementioned disadvantages are not only avoided, but also, in particular, with a low joint weight Transmission of larger torques allowed without impermissible ones Rotary and bending deformations on the transmission parts appear. The aim is to reduce weight

U0095.000 ?- 7U0095.000? - 7

natürlich keine Einschränkung der Winkelbeweglichkeit des Gelenks zur Folge haben. Darüber hinaus soll auch ein Verfahren zum Herstellen eines Kreuzgelenkes geschaffen werden, welches diese Anforderungen erfüllt.of course no restriction of the angular mobility of the Result in the joint. In addition, a method for producing a universal joint is also to be created which meets these requirements.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Abtriebskörper als ein geschlossener Ringkörper mit mehreren Stegen aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist, wobei in den Seitenstegen des Ringkörpers gegenüberliegende Bohrungen angeordnet sind und das Zapfenkreuz mit dem einen Zapfenpaar in den Bohrungen und mit dem anderen, durch die Ringöffnungen des nach außen ragenden Zapfenpaares in dem gabelartigen Rohrende gelagert ist. Im Gegensatz zum Lösungsvorschlag nach DE-OS 28 18 167 wird erfindungsgemäß auch der Abtriebskörper aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt; anstelle des üblichen Gabelkörpers wird ein geschlossener Ringkörper gebildet. Der Ringkörper läßt sich durch die Wickeltechnik nicht nur einfach und kostengünstiger als ein Gabelkörper·herstellen, sondern er hat gegenüber diesem auch eine erhöhe Stabilität hinsichtlich Verformungen infolge Übertragung höherer Drehmomente. Die Form des Ringkörpers kann entsprechend den jeweiligen räumlichen Gegebenheiten und den Anforderungen an die Winkelbeweglichkeit des Gelenks unterschiedlich sein: Bei einer Ausführungsform hat der Ringkörper im wesentlichen eine viereckige Form. Eine andere mögliche Ringform ist die einer Halbellipse. Die in den Seitenstegen des Ringkörpers einander gegenüberliegend ausgebildeten Bohrungen dienen zur Aufnahme der Lagerbuchsen, in welchen ein Zapfenpaar des Zapfenkreuzes, z.B. auf Nadeln, gelagert ist.According to the invention, this object is essentially achieved thereby solved that the output body as a closed ring body with several webs made of a fiber-reinforced Plastic is formed, with opposing bores being arranged in the side webs of the annular body and the cross member with one pin pair in the holes and with the other through the ring openings of the outwardly protruding pin pair is mounted in the fork-like pipe end. In contrast to the proposed solution According to DE-OS 28 18 167, according to the invention, the output body is also made of fiber-reinforced plastic manufactured; instead of the usual fork body, a closed ring body is formed. The ring body leaves The winding technology not only makes it easy and cheaper to produce than a fork body, but also it Compared to this, it also has greater stability with regard to deformations due to the transmission of higher torques. The shape of the ring body can be according to the respective spatial conditions and requirements to the angular mobility of the joint may be different: In one embodiment, the ring body has in essentially a square shape. Another possible ring shape is that of a semi-ellipse. The ones in the side bars of the ring body oppositely formed holes are used to accommodate the bearing bushes in which a pin pair of the cross, e.g. on needles, is mounted.

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UOO95.OOO £' 8UOO95.OOO £ '8

Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Faserverstärkung am Frontsteg aus unter einem Winkel öi - ^5° zur Querachse des Ringskörpers verlaufenden Einzelfasern oder Faserverbänden (Rovings). Durch diese Faserlage am Frontsteg des Ringkörpers werden im Hinblick auf die spätere Beanspruchung, insbesondere die Beanspruchung auf Torsion um die Längsachse, höchste Festigkeit erzielt. Zweckmäßigerweise sind im Ringkörper die- Einzelfasern oder Faserverbände in mehreren sich kreuzenden Lagen übereinander angeordnet. Der Kreuzungswinkel (i ist dabei im allgemeinen kleiner als 90°. Beim Frontsteg liegt der Kreuzungswinkel β insbesondere im Bereich von 20° bis 60°, wenngleich an Stellen starker Faserumlenkung auch hiervon abweichende Kreuzungswinkel möglich sind. Das kreuzweise Anordnen übereinanderliegender Faserlagen ist vor allem für die durch den Frontsteg des Ringkörpers laufenden Faserverbände notwendig, weil hierdurch eine gute Stabilisierung der Seitenstege gegen Verformungen unter Einwirkung starker Drehmomente erreicht wird.According to the preferred embodiment of the invention, the fiber reinforcement consists of the front web at an angle oil - ^ 5 ° to the transverse axis of the annular body single fibers or fiber associations (rovings). This fiber layer on the front web of the ring body achieves maximum strength with regard to the later stress, in particular the stress on torsion around the longitudinal axis. The individual fibers or fiber assemblies are expediently arranged one above the other in several intersecting layers in the ring body. The crossing angle (i is generally less than 90 °. With the front bar, the crossing angle β is in the range from 20 ° to 60 °, although different crossing angles are possible at points of strong fiber deflection the fiber structures running through the front bar of the ring body are necessary because this achieves good stabilization of the side bars against deformations under the action of strong torques.

Zweckmäßigerweise sind die Einzelfasern oder Faserverbände an den in den Seitenstegen befindlichen Bohrungen umgelenkt. Hierdurch wird eine gute Einbindung der Lagerbuchsen und Kraftübertragung von den Lagerbuchsen durch die Seitenstege auf den als Flansch dienenden rückseitigen Steg erreicht.The individual fibers or fiber assemblies are expediently deflected at the bores located in the side webs. This ensures good integration of the bearing bushes and power transmission from the bearing bushes reaches the side webs on the rear web serving as a flange.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreuzgelenkes ist der rückseitige Steg des Ringkörpers als Flansch ausgebildet, an welchen ein weiterer Übertragungsteil angesetzt werden kann. Dabei führen die FasernIn the preferred embodiment of the invention Universal joint, the rear web of the ring body is designed as a flange, on which a further transmission part can be set. The fibers lead

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oder Faserverbände auch diesen Flansch. Die Flanschbohrungen können unter Umlenkung der Fasern bzw. der Faserverbände schon bei der Herstellung des Ringkörpers gebildet oder aber auch nach dem Fertigstellen des Ringkörpers gebohrt werden.or fiber composites also use this flange. The flange holes can deflect the fibers or the fiber structures formed during the manufacture of the ring body or after the ring body has been completed be drilled.

Vorzugsweise ist das gabelartige Rohrende mittels eines den lichten Innenraum des Ringkörpers zwischen dem Zapfenkreuz und dem rückseitigen Steg durchgreifenden Bügel versteift. Beim Lagern des Zapfenkreuzes in gabelartigen Armen aus faserverstärktem Kunststoff an einem Ende oder an beiden Enden des Übertragungsrohres wird die erhöhte Winkelbeweglichkeit des Gelenkes (im Vergleich zu der in der DE-OS 28 18 167 vorgeschlagenen Lagerung) durch Schwächen der Lagerkonstruktion erkauft. Diese Schwächung wird durch den Bügel kompensiert, welcher die Gabelarme gegen Biegung und Torsion versteift.Preferably, the fork-like pipe end is by means of a clear interior of the ring body between the journal cross and stiffened bracket that extends through the rear bar. When storing the cross in fork-like Arms made of fiber reinforced plastic at one end or at both ends of the transmission tube will increase the Angular mobility of the joint (compared to the storage proposed in DE-OS 28 18 167) Weaknesses of the bearing construction bought. This weakening is compensated by the bracket, which the fork arms stiffened against bending and torsion.

Das Verfahren zum Herstellen des Kreuzgelenkes kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß man auf einen Wickeldorn mit einem, dem lichten Innenraum des Ringkörpers entsprechenden Querschnitt und zwei einander gegenüberliegenden und entfernbaren Seitendornen, Fasern oder Faserverbände (Rovings) unter einem Wickelwinkel je "■&* - ^5° zu einem Ringkörper aufwickelt, die Fasern oder Faserverbände vor, während oder nach dem Aufwickeln mit einem Kunstharz tränkt. Das Harz härtet sodann im Ringkörper aus, die Seitendorne werden entfernt und der Ringkörper vom Wickeldorn abgezogen. Schließlich werden in den von den Seitendornen gebildeten Bohrungen Lagerbuchsen befestigt und ein Zapfenkreuz mit dem einen Zapfenpaar in die Lagerbuchsen und mit dem anderen Zapfenpaar in das gabelartige Rohrende einsetzt. Der RingkörperThe method for producing the universal joint is characterized according to the invention in that one is on a Winding mandrel with a cross-section corresponding to the clear interior space of the ring body and two one another opposing and removable side spines, fibers or fiber assemblies (rovings) at a winding angle of "■ & * - ^ 5 ° to form an annular body, the fibers or soaking fiber assemblies with a synthetic resin before, during or after winding. The resin then hardens in the Ring body off, the side spikes are removed and the ring body pulled off the winding mandrel. Eventually be in the bores formed by the side mandrels bearing bushes attached and a journal cross with one pair of journals into the bearing bushes and with the other pair of pins in the fork-like tube end. The ring body

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kann in einer solchen Wickeltechnik einfach und kostengünstig hergestellt werden. Die Bohrungen zur Aufnahme der Lagerbuchsen werden schon bei der Herstellung gebildet, so daß die spätere Nachbearbeitung nur relativ gering ist. Wenn der Ringkörper die bevorzugte viereckige Form hat, wird er auf einem entsprechenden Vierkantdorn gewickelt. Dabei lassen sich auf einem Dorn zugleich eine größere Anzahl von Ringkörpern herstellen. Entsprechend den späteren Beanspruchungen des Ringkörpers können geeTgnete Faserwerkstoffe und Matrix-Harze sowie ein Faser-Lageplan ausgewählt werden, wobei dieser im allgemeinen für den jeweiligen Fall berechnet ist. Der Dorn ist für eine Vielzahl von Wicklungen wiederverwendbar und besteht z.B. aus verchromtem Stahl. Als Material für die Verstärkungsfasern bzw. Rovings kommen in erster Linie Glas, insbesondere das an Aluminiumoxyd und Magnesiumoxyd reiche S-Glas, oder Kohlenstoff in Betracht. In bestimmten Fällen können jedoch auch Stahldrähte und Polyamid-Fasern eingesetzt werden. Geeignete Matrix-Kunstharze sind Polyepoxyd- oder Polyesterharze.can be produced simply and inexpensively in such a winding technique. The holes for receiving the bearing bushes are already formed during manufacture, so that subsequent reworking is relatively low is. If the ring body has the preferred square shape, it is on a corresponding square mandrel wrapped. A larger number of ring bodies can be produced on one mandrel at the same time. Corresponding Suitable fiber materials and matrix resins as well as a fiber map can be used to cope with the later stresses on the ring body can be selected, this is generally calculated for the respective case. The thorn is reusable for a large number of windings and consists e.g. of chrome-plated steel. As material for the Reinforcement fibers or rovings are primarily made of glass, especially those of aluminum oxide and magnesium oxide rich S-glass, or carbon into consideration. In certain cases, however, steel wires and polyamide fibers can also be used can be used. Suitable matrix synthetic resins are polyepoxy or polyester resins.

Zweckmäßigerweise wickelt man die Fasern bzw. Faserverbände in mehreren sich kreuzenden Lagen übereinander. Der Kreuzungswinkel β übereinanderliegender Lagen im Frontsteg liegt im allgemeinen im Bereich von 20° bis 60°. Es sind jedoch auch kleinere Kreuzungswinkel möglich. Um eine gute Kraftübertragung- von den Lagerbuchsen über die Seitenstege auf den rückseitigen Flansch des Ringkörpers zu erreichen, lenkt man einen Teil der Fasern bzw. der Faserverbände beim Aufwickeln an den Seitendornen um, so daß die Raumzonen der entstehenden Bohrungen eine besondere Verstärkung erfahren.The fibers or fiber assemblies are expediently wound in several intersecting layers on top of one another. Of the The angle of intersection β of layers lying one above the other in the front web is generally in the range from 20 ° to 60 °. It however, smaller crossing angles are also possible. To ensure good power transmission from the bearing bushes to the To achieve side bars on the rear flange of the ring body, one directs part of the fibers or the Fiber associations when winding around the side spikes, so that the spatial zones of the resulting holes have a special one Experience reinforcement.

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Zweckmäßigerweise bildet man die Bohrungen in dem rückseitigen Flansch durch Umwickeln von entsprechenden Seitendornen oder durch Aufbohren nach dem Aushärten des Ringkörpers.The bores in the rear flange are expediently formed by wrapping appropriate side spikes around them or by drilling after the ring body has hardened.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben, in welcher eine Ausführungsform des Kreuzgelenkes dargestellt ist. Dabei zeigt:The invention is described in more detail below with reference to the drawing, in which an embodiment of the universal joint is shown. It shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Kreuzgelenkes,Fig. 1 is a side view of the universal joint,

teilweise im Schnitt;partly in section;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II derFig. 2 is a section along the line II-II of

Fig. 1, undFig. 1, and

Fig. 3 eine Draufsicht auf den im GelenkFig. 3 is a plan view of the in the joint

nach den Fig. 1 und 2 eingesetzten Ringkörper, teilweise im Schnitt.according to FIGS. 1 and 2 inserted ring body, partly in section.

Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform des Kreuzgelenkes 3 besteht der Abtriebskörper aus einem im wesentlichen viereckigen Ringkörper 4, wie insbesondere die in Fig. 3 gezeigte Draufsicht erkennen läßt. Die Seitenstege 4a enthalten zueinander fluchtende Bohrungen 9 für die Aufnahme der Lagerbuchsen 7a. Die Seitenstege 4a sind vorderseitig durch den Frontsteg 4b und rückseitig durch den als Flansch dienenden Steg 4c verbunden. Der Steg 4c enthält dabei zugleich Bohrungen 13 zum Anschluß an ein weiteres Übertragungsteil.In the embodiment of the universal joint 3 shown in the drawings, the output body consists of a substantially quadrangular ring body 4, as can be seen in particular from the plan view shown in FIG. 3. the Side webs 4a contain aligned bores 9 for receiving the bearing bushes 7a. The side bars 4a are on the front through the front bar 4b and on the back connected by the web 4c serving as a flange. The web 4c also contains bores 13 for connection to another transmission part.

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In den Lagerbuchsen 7b ist das eine Zapfenpaar eines Zapfenkreuzes 14, z.B. mittels Nadellager, drehbar gelagert. Mit dem anderen, aus den Öffnungen 17 des Ringkörpers 4 herausragenden Zapfenpaar ist das Zapfenkreuz 14 mit angelenktem Ringkörper 4 in den Lagerbüchsen 7a angeordnet, welche ihrerseits in Bohrungen 5a der Gabelarme 5 angeordnet sind. Die Gabelarme 5 bilden das Ende 2 eines Übertragungsrohres 1. Die Lagerbuchsen 7a sind in der Bohrung 5a mittels Fixierungsmittel 8 festgelegt. Zwischen die Gabelarme 5 ist ein U-förmiger Bügel 6 eingeschoben, welcher mit den Außenflächen seiner Schenkel an den Innenflächen der Gabelarme 5 formschlüssig anliegt. Zugleich haben die Bügelschenkel seitlich offene Bohrungen 6a, mit welchen sie die Lagerbuchsen 7a bzw. die Fixierungsmittel teilweise umgreifen. Durch diesen Eingriff des Bügels 6 an den Armen 5 und den Lagerbuchsen 7a wird die Biege- und Torsionssteifigkeit der Arme 5 entsprechend verstärkt.In the bearing bushes 7b, one pin pair is a cross member 14, e.g. by means of a needle roller bearing. With the other, from the openings 17 of the ring body 4 outstanding pin pair is the cross member 14 with articulated Annular body 4 arranged in the bearing bushes 7a, which in turn are arranged in bores 5a of the fork arms 5 are. The fork arms 5 form the end 2 of a transmission tube 1. The bearing bushes 7a are in FIG Bore 5a defined by means of fixing means 8. A U-shaped bracket 6 is inserted between the fork arms 5, which rests with the outer surfaces of its legs on the inner surfaces of the fork arms 5 in a form-fitting manner. At the same time, the bracket legs have laterally open bores 6a, with which they the bearing bushes 7a or the fixing means partially encompass. This engagement of the bracket 6 on the arms 5 and the bearing bushes 7a the flexural and torsional rigidity of the arms 5 is increased accordingly.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, erstreckt sich der Bügel 6 durch den lichten Innenraum 16 und die Öffnungen 17 des Ringkörpers 4 hindurch; im Bereich des lichten Innenraums 16 ist er in seiner Breite reduziert, damit er die Winkelbeweglichkeit des Ringkörpers 4 um die Achse 10 möglichst wenig beeinträchtigt.As can be seen from Fig. 2, the bracket 6 extends through the clear interior 16 and the openings 17 of the Ring body 4 through; in the area of the clear interior 16 it is reduced in width so that it can move angularly of the ring body 4 about the axis 10 is affected as little as possible.

Aus den Fig. 1 und 2 ist der bevorzugte Verlauf der Faserverbände 15 ersichtlich. Der Wickelwinkel 1^* , d.h. der Winkel, unter welchem die Faserverbände zur Wickelachse 10 aufgewickelt sind, beträgt bei dieser Ausführungsform im Bereich des Frontstegs 4b etwa 72°; demgemäß liegt der Kreuzungswinkel [i bei etwa 36°.From FIGS. 1 and 2, the preferred course of the fiber structures 15 can be seen. The winding angle 1 ^ *, ie the angle at which the fiber structures are wound to the winding axis 10, in this embodiment in the area of the front web 4b is approximately 72 °; accordingly, the crossing angle [i is about 36 °.

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Die Faserverbände 15 sind in den Seitenstegen am Rande der Bohrungen 9 umgelenkt. Dabei kann die Umlenkung gering sein, beispielsweise im Bereich von 0° bis 30°. Das Umlenken der Faserverbände kann aber auch über 18O° hinausgehen, so daß ein vom oberen Bereich des rückseitigen Stegs 4c kommender Roving in der Randzone der Bohrung 9 etwa um 270° umgelenkt und sodann in den unteren Bereich des Stegs Ic zurückgeführt wird (Fig. 1).The fiber structures 15 are deflected in the side webs at the edge of the bores 9. The deflection can be small be, for example in the range of 0 ° to 30 °. The deflection of the fiber structures can, however, also go beyond 180 °, so that a roving coming from the upper area of the rear web 4c in the edge zone of the bore 9 is deflected by about 270 ° and then returned to the lower region of the web Ic (Fig. 1).

Bei der dargestellten Ausführungsform des Kreuzgelenkes besteht außer dem Ringkörper 4 auch das Übertragungsrohr 1 mit dem gabelartigen Rohrende 2 aus faserverstärktem Kunststoff. Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf diese Ausführungsform beschränkt. Der aus faserverstärktem Kunststoff bestehende ringförmige Abtriebskörper 4 kann auch bei nicht aus Kunststoff bestehenden Rohrwellen 1, eingesetzt werden, etwa bei solchen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen.In the illustrated embodiment of the universal joint, in addition to the ring body 4, there is also the transmission tube 1 with the fork-like pipe end 2 made of fiber-reinforced plastic. However, the invention is by no means based on this Embodiment limited. The ring-shaped output body 4 made of fiber-reinforced plastic can even with tubular shafts 1 that are not made of plastic, can be used, for example with those made of aluminum or aluminum alloys.

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Ü0095.000Ü0095.000

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE LIST

11 ÜbertragungsrohrTransfer tube 22 RohrendePipe end 33 KreuzgelenkUniversal joint 4a4a SeitenstegeSide bars 4b4b FrontstegFront bar 4c4c rückseitiger Stegrear bridge 55 GabelarmeFork arms 5a5a BohrungenDrilling 66th Bügelhanger 7a 1
7b J
7a 1
7b J
LagerbuchsenBearing bushes
88th 99 FixierungsmittelFixatives 10 )10) BohrungenDrilling WickelachseWinding axis 12 J12 y Längsachse des RingkörpeLongitudinal axis of the ring body 1313th QuerachseTransverse axis 1414th BohrungenDrilling 1515th ZapfenkreuzConical cross 1616 Fasern/FaserverbändeFibers / fiber bandages 1717th lichter Innenraum des Ringkörpersclear interior of the ring body Öffnungen des RingkörpersOpenings of the ring body

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Claims (12)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS Kreuzgelenk für Gelenkwellen, mit einem am Ende eines Übertragungsrohres in Gabelarmen schwenkbar gelagerten Zapfenkreuz, an welchem ein Abtriebskörper angelenkt ist,Universal joint for cardan shafts, with one at the end of one Transmission tube pivotably mounted in fork arms, to which an output body is articulated, dadurch gekennzeichnet,characterized, -Uj,-Uj, daß der Abtriebskörper als ein geschlossener Ringkörper (1J) mit mehreren Stegen (1Ia, 1Jb, 1Jc) aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist, wobei in den Seitenstegen (1Ja) des Ringkörpers (1J) gegenüberliegende Bohrungen (9) angeordnet sind und das Zapfenkreuz (11J) mit dem einen Zapfenpaar in den Bohrungen (9) und mit dem anderen, durch die Ringöffnungen (17) nach außen ragenden Zapfenpaar in dem gabelartigen Rohrende (2) gelagert ist.that the output body is designed as a closed ring body ( 1 J) with several webs ( 1 Ia, 1 Jb, 1 Jc) made of a fiber-reinforced plastic, with opposing bores (9) in the side webs (1 Yes) of the ring body ( 1 J) are arranged and the journal cross (1 1 J) is mounted with one pin pair in the bores (9) and with the other pin pair protruding through the ring openings (17) outwardly in the fork-like pipe end (2). 2. Kreuzgelenk nach Anspruch 1,2. Universal joint according to claim 1, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß die Faserverstärkung am Frontsteg (1Jb) aus unter einem Winkele* = ^5° zur Querachse (12) des .Ringkörpers (1J)- verlaufenden Einzelfasern oder Faserverbänden (15) besteht.that the fiber reinforcement at the front web (1 Jb) out from under a Winkele * = ^ 5 ° to the transverse axis (12) of .Ringkörpers (1 J) - is extending single fibers or fiber associations (15). U0095.000 9 U0095.000 9 3. Kreuzgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,3. Universal joint according to claim 1 or 2, characterized in that daß die Einzelfasern oder Faserverbände (15) in mehreren, sich kreuzenden Lagen übereinander angeordnet sind.that the individual fibers or fiber assemblies (15) are arranged one above the other in several intersecting layers. 4. Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,4. Universal joint according to one of claims 1 to 3, characterized, daß die Einzelfasern oder Faserverbände (15) an den Bohrungen (9) umgelenkt sind.that the individual fibers or fiber structures (15) are deflected at the bores (9). 5. Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,5. Universal joint according to one of claims 1 to 4, characterized, daß der Ringkörper (4) im wesentlichen ein Viereck-Profil hat.that the ring body (4) essentially has a square profile Has. 6. Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,6. Universal joint according to one of claims 1 to 5, characterized in that daß der rückseitige Steg (^c) des Ringkörpers (4) als Flansch ausgebildet ist.that the rear web (^ c) of the ring body (4) as Flange is formed. UOO95.OOO η 3UOO95.OOO η 3 7. Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,7. Universal joint according to one of claims 1 to 6, characterized in that daß das gabelartige Rohrende (2) mittels eines den lichten Innenraum (16) des Ringkörpers (1I) zwischen dem Zapfenkreuz (14) und dem rückseitigen Steg (1Ic) durchgreifenden Bügel (6) versteift ist.that the fork-like pipe end (2) is stiffened by means of a bracket (6) which extends through the clear interior (16) of the ring body ( 1 I) between the journal cross (14) and the rear web ( 1 Ic). 8. Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,8. Universal joint according to one of claims 1 to 7, characterized in that daß das Übertragungsrohr (1) und das gabelartige Rohrende (2) einstückig aus faserverstärktem Kunststoff bestehen.that the transfer tube (1) and the fork-like tube end (2) consist in one piece of fiber-reinforced plastic. 9. Kreuzgelenkwelle, deren Übertragungsrohr (1) an einem oder beiden Enden (2) mit einem Kreuzgelenk (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 versehen ist.9. Universal joint shaft, the transmission tube (1) at one or both ends (2) with a universal joint (3) after a of claims 1 to 8 is provided. 10. Verfahren zum Herstellen eines Kreuzgelenks nach einem der Ansprüche 1 bis 8,10. A method for producing a universal joint according to any one of claims 1 to 8, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß man auf einen Wickeldorn mit einem dem lichten Innenraum des Ringkörpers entsprechenden Querschnitt und zwei einander gegenüberliegenden, entfernbaren Seitendornen Fasern oder Faserverbände unter einem Wickelwinkel f-= that on a winding mandrel with a cross-section corresponding to the clear interior of the ring body and two opposing, removable side mandrels, fibers or fiber assemblies at a winding angle f- = zu einem Ringkörper aufwickelt, die Fasern oder Faserverbände vor, während oder nach dem Aufwickeln mit einem ungehärteten Kunstharz tränkt, das Harz in dem Ringkörper aushärtet, die Seitendorne entfernt und dannwinds up into a ring body, the fibers or fiber assemblies before, during or after winding with an uncured synthetic resin soaks, the resin in the ring body hardens, the side spikes removed and then U0095.000 γ Η U0095.000 γ Η den Ringkörper von dem Wickeldorn abzieht, in den von den Seitendornen gebildeten Bohrungen Lagerbuchsen befestigt und schließlich ein Zapfenkreuz mit dem einen Zapfenpaar in die Lagerbuchsen und mit dem anderen Zapfenpaar in das gabelartige Rohrende einsetzt.pulls the ring body from the winding mandrel, fastened bearing bushes in the holes formed by the side mandrels and finally a journal cross with one pair of journals in the bearing bushes and with the other pair of journals in the fork-like pipe end is used. 11. Verfahren nach 10, dadurch gekennzeichnet,11. The method according to 10, characterized in that daß man die Fasern bzw. Faserverbände in mehreren, sich kreuzenden Lagen übereinander wickelt.that one wraps the fibers or fiber assemblies in several intersecting layers one on top of the other. 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that daß man einen Teil der Fasern bzw. Faserverbände beim Aufwickeln an den Seitendornen umlenkt.that one deflects part of the fibers or fiber structures when winding on the side spikes. 13· Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet,13. Method according to one of Claims 10 to 12, characterized in that daß man die Bohrungen im Flansch durch Umwickeln von Seitendornen oder durch Bohren nach dem Aushärten bildet.that you can drill the holes in the flange by wrapping side thorns or by drilling after hardening.
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