DE3877935T2

DE3877935T2 - Hookesches kreuzgelenk.

Info

Publication number: DE3877935T2
Application number: DE8888312410T
Authority: DE
Inventors: Leslie George Fisher
Original assignee: BRD Co Ltd
Current assignee: BRD Co Ltd
Priority date: 1988-01-06
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1993-05-19
Anticipated expiration: 2008-12-30
Also published as: GB8830354D0; WO1989006324A1; GB8800196D0; GB2213559B; EP0323755A1; EP0400022A1; GB2213559A; DE3877935D1; EP0323755B1; US5106342A; BR8807874A

Description

Die Erfindung betrifft Kreuzgelenke im allgemeinen. Ein Kreuzgelenk zur Drehmomentübertragung zwischen zwei Wellen oder anderen Drehelementen, die gegeneinander winkelbeweglich sein müssen, umfaßt zwei Gelenkgabeln, die jeweils mit dem Drehelement verbunden sind und die durch ein Gelenkkreuz miteinander verbunden sind. Bei dieser Art von Kreuzgelenken, für die die vorliegende Erfindung bestimmt ist, wird jeder Zapfen in einer Lagerbüchse gelagert, die von einem Teil der Gabel gehalten wird. wobei Nadellager zwischen der Umfangsfläche des Zapfens und der Umfangs(seiten)wand der Lagerbüchse angeordnet sind. Auf solch ein Kreuzgelenk wird nachstehend als Kreuzgelenk der spezifizierten Art Bezug genommen.
In solchen Gelenken wird gewöhnlich jede Lagerbüchse mit einer Druckscheibe versehen, die zwischen der Bodenwand der Lagerbüchse und der Endfläche des darin aufgenommenen Zapfens angeordnet ist. Solch eine Druckscheibe ist notwendig um Kräfte aufzunehmen und das Entstehen von freiem Spiel entlang der Zapfenachse, d.h. transversal zum Gelenk als Ganzem, zu verhindern. Es ist ebenfalls üblich, daß eine Druckscheibe einen Randteil aufweist, der an die Enden der Nadellager anstößt, statt an die Endfläche des Zapfens, so daß das Nadellager eine vorbestimmte Position in der Lagerbüchse einnimmt, nämlich in axialer Richtung des Zapfens. Insbesondere, da das Zapfenende üblicherweise mit einer kegelstumpfförmigen Abschrägung zwischen seiner Umfangsfläche und seiner Endfläche geformt ist, stellt der Randteil der Druckscheibe sicher, daß die Nadellager bei der Anwendung nicht diese Abschrägung berühren.
Deshalb ist eine typische Form der Druckscheibe (DE-A-31 15 659) die einer flachen Scheibe aus einem geeigneten Kunststoffmaterial, das ein Mittelteil und ein Randteil mit einer größeren Dicke als das Mittelteil aufweist, wobei der Randteil die Form einer erhöhten Umfangslippe oder eines Umfangsflansches zur Anlage an den Enden der Nadellager hat. Solch eine Druckscheibe muß jedoch sorgfältig während des Zusammenbaues des Gelenks in die Lagerbüchse eingeführt werden, um sicherzustellen, daß die Lippe oder der Flansch in der richtigen Richtung verläuft, um an den Nadellagern anzuliegen. Solch ein korrekter Einbau einer Druckscheibe erfordert beträchtliche Sorgfalt bei manuellem Zusammenbau, oder verursacht zusätzliche Schwierigkeiten beim machinellen Zusammenbau durch Automaten.
Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckscheibe bereitzustellen, die die obenbeschriebenen Nachteile von bisher konventionellen Druckscheiben verringert, indem sie in der Lage ist, die obengenannten Funktionen auszuführen, gleichgültig, wie sie in der Lagerbüchse angeordnet ist.
Erfindungsgemäß wird eine Druckscheibe für eine Lageranordnung eines Kreuzgelenks der spezifizierten Art bereitgestellt, die einen Mittelteil zur Anlage an einer Endfläche des Zapfens und einen Randteil zur Anlage der Enden von Nadellagern umfaßt, wobei der Mittel- und der Randteil der Druckscheibe voneinander unterschiedliche Dicken aufweisen und symmetrisch im Querschnitt sind und durch Mittel miteinander verbunden sind, die es erlauben, daß die zwei Teile gegeneinander axial zur Lageranordnung verschiebbar sind, wobei die Teile der Scheibe funktionelle Positionen einnehmen können, unabhängig davon, welche Fläche des Mittelteils an der Endfläche des Zapfens anliegt.
Wenn sich eine erfindungsgemäße Druckscheibe in der Lageranordnung in Position befindet, ermöglicht es die Freiheit des Mittel- und des Randteils der Druckscheibe sich axial gegeneinander zu bewegen, um Positionen einzunehmen, bei denen beide Teile der Druckscheibe an der Bodenwand der Lagerbüchse anliegen können. Dann erstreckt sich der Randteil, wenn er dicker ist als der Mittelteil, genügend weit von der Bodenwand, um zu verhindern, daß die Nadellager an dem abgeschrägten Teilstück am Ende des Zapfens anliegen, während der Mittelteil der Druckscheibe wie gewöhnlich an der Endfläche des Zapfens anliegt.
Analog zu der bisher bekannten typischen Form von Druckscheiben wie oben beschrieben, ist der Randteil der erfindungsgemäßen Druckscheibe in bevorzugter Ausführung dicker als ihr Mittelteil. Die Erfindung ist jedoch auch anwendbar, wenn es die Konstruktion der Lageranordnung aus irgendwelchen Gründen erfordert, daß der Randteil der Druckscheibe dünner ist als ihr Mittelteil.
Eine erfindungsgemäße Druckscheibe ist vorzugsweise, wie die bisher bekannten Formen von Druckscheiben auch, ein einstückiges Formteil aus einem Kunststoffmaterial. Vorzugsweise sind die Mittel- und Randteile durch umfangsverteilte, relativ dünne Stege verbunden, die durch umfangsverteilte Öffnungen voneinander getrennt sind.
Diese Stege können so ausgeführt sein, daß sie sich verformen und auf diese Weise die relative axiale Verschiebung der zwei Teile der Druckscheibe ermöglichen. Es läge jedoch noch innerhalb des Erfindungsumfangs, falls das Material der Druckscheibe relativ spröde sein sollte, daß es bei der relativen axialen Verschiebung der zwei Teile der Druckscheibe bräche. Solch ein Bruch kann in einem oder mehreren schwachen Bereichen auftreten, z.B. an den Stegen wie oben erwähnt, oder in einem richtig positionierten kreisförmigen Schwachbereich.
Die Erfindung stellt auch eine Lageranordnung für ein Kreuzgelenk der spezifizierten Art bereit, wobei die Lageranordnung eine erfindungsgemäße Druckscheibe, wie oben definiert, aufweist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht ein Kreuzgelenk vor, das solche Lageranordnungen aufweist.
Die Erfindung wird nunmehr exemplarisch mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei
Figur 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Druckscheibe zeigt;
Figur 2 einen Schnitt durch einen Teil der Druckscheibe zeigt;
Figur 3 einen Teilschnitt durch einen Teil der Lageranordnung eines Kreuzgelenks zeigt, bei der die Druckscheibe in Position ist;
Figur 4 einen Aufriß eines Kreuzgelenks zeigt, das Lageranordnungen nach Figur 3 umfassen kann.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Druckscheibe ist ein einstückiges Formteil aus einem Kunststoffmaterial, das aufgrund seiner geeigneten Lagereigenschaften ausgesucht wurde. Wie für Druckscheiben bekannt, kann zum Beispiel eine geeignete Nylonqualität, möglicherweise mit einem geeigneten Füllmaterial, verwendet werden. Die Druckscheibe umfaßt einen Mittelteil 10, der die Form eines Kreisringes mit einer mittleren Öffnung 11 hat und umfangsverteilte radial verlaufende Nuten 12 in seiner Oberfläche aufweist. Die Rillen dienen als Reservoir für Schmierstoffe. Die Druckscheibe weist weiterhin einen Randteil 13 in Form eines Kreisringes mit einem äußeren Kreisumfang auf, der bei 14 abgeschrägt ist, er ist mit dem Mittelteil 10 der Scheibe durch eine Vielzahl von umfangsverteilten relativen dünnen Stegen 15 verbunden, die durch teilkreisförmige Öffnungen 16 voneinander getrennt sind. Die Stege 15 sind dünn genug, um eine geringe relative Bewegung zwischen dem Mittel- und dem Randteil der Scheibe in Richtung der Scheibendicke, d.h. axial zur Lageranordnung, in der die Scheibe verwendet werden soll, zu ermöglichen. Der Randteil 13 ist dicker als der Mittelteil 10.
Figur 3 zeigt einen Teil einer Lageranordnung für ein Kreuzgelenk. Die Anordnung umfaßt eine Lagerbüchse mit einer Bodenwand 17 und einer Umfangsseitenwand 18. Die Lagerbüchse nimmt einen Zapfen 19 des Gelenkkreuzes über dazwischenliegende Nadellager auf, wovon eines an der Stelle 20 angedeutet ist. In Figur 3 ist auch eine kegelstumpfförmige Abschrägung 21 erkennbar, die am Ende des Zapfens 19 ausgebildet ist sowie ein kreisförmiger Hinterschnitt 22, der zwischen den Innenflächen der Bodenund Seitenwände der Lagerbüchse ausgebildet ist.
In Figur 3 wird die Druckscheibe im Verwendungszustand gezeigt. Durch die Verformung der Stege 15 wurde der Randteil 13 der Druckscheibe gegenüber deren Mittelteil 10 verschoben, so daß beide Teile an der flachen Innenfläche der Bodenwand 17 der Lagerbüchse anliegen können. Der Mittelteil 10 der Druckscheibe nimmt axiale Kräfte auf, die zwischen dem Zapfen und der Lagerbüchse entstehen, während der Randteil 13 an den Enden der Nadellager 20 anliegt und sich weit genug von der Bodenwand 17 der Lagerbüchse erstreckt, um sicherzustellen, daß sie nicht mit der Abschrägung 21 auf dem Zapfen in Berührung kommen.
Figur 4 zeigt ein Beispiel eines Kreuzgelenks, das in vorteilhafter Weise Lageranordnungen aufweisen kann, die, wie oben beschrieben, mit Druckscheiben versehen sind. Das Gelenk umfaßt eine erste Gelenkgabel 25 und eine zweite Gelenkgabel 26, wobei erstere mit einem Flansch 27 mit einer Schraubverbindung zu einem Drehelement versehen ist und letztere an ein Wellenteil 28 angeschweißt ist. Die Gelenkgabeln 25, 26 werden durch ein Gelenkkreuz 29 verbunden, dessen Zapfen in von den Gabelkörpern gehaltenen Lageranordnungen gestützt werden. In Figur 4 ist ein Sicherungsring 30 erkennbar, durch den die Lagerbuchse im jeweiligen Arm der Gabel 25 gehalten wird, wobei der Sicherungsring an der Bodenwand der Lagerbüchse anliegt.
Es läge jedoch noch innerhalb des Erfindungsumfangs, falls das Material der Druckscheibe spröde sein sollte, daß die Stege 15 eher brechen als sich zu verformen, wenn der Randteil der Scheibe gegenüber deren Mittelteil verschoben wird.

Claims

1. Eine Druckscheibe für eine Lageranordnung eines Kreuzgelenks der spezifizierten Art, die einen Mittelteil (10) zur Anlage an einer Endfläche des Zapfens und einen Randteil (13) zur Anlage der Enden von Nadellagern umfaßt, wobei der Mittel- und der Randteil der Druckscheibe voneinander unterschiedliche Dicken aufweisen und im Querschnitt symmetrisch sind und durch Mittel (15) miteinander verbunden sind, die es erlauben, daß die zwei Teile (10, 13) gegeneinander axial zur Lageranordnung verschiebbar sind, wobei die Teile der Scheibe funktionelle Positionen einnehmen können, unabhängig davon, welche Fläche des Mittelteils an der Endfläche des Zapfens anliegt.

2. Druckscheibe nach Anspruch 1, die ein einstückiges Formteil aus einem Kunststoffmaterial umfaßt.

3. Druckscheibe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, deren Mittel- und Randteile (10, 13) durch umfangsverteilte Stege (15) verbunden sind, die durch umfangsverteilte Öffnungen voneinander getrennt sind.

4. Druckscheibe nach Anspruch 3, wobei die genannten Stege (15) so ausgeführt sind, daß sie sich bei der genannten relativen axialen Verschiebung der zwei Teile der Druckscheibe verformen.

5. Druckscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei deren Randteil (13) dicker ist als deren Mittelteil (10).

6. Lageranordnung für ein Kreuzgelenk der spezifizierten Art, die eine Lagerbüchse mit einer Umfangswand (18) und einer Bodenwand (17), eine Vielzahl von innerhalb der Umfangswand (18) der Lagerbüchse angeordneten Lagerwälzkörpern (20) sowie eine Druckscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche umfaßt, die innerhalb der Lagerbüchse an deren Bodenwand (17) angeordnet ist.

7. Kreuzgelenk, das zwei Gelenkgabeln (25, 26) umfaßt, die durch ein Gelenkkreuz (29), das Zapfen (19) aufweist, verbunden sind, wobei die Zapfen (19) in den Gelenkgabeln durch Lageranordnungen gehalten werden und jede Lageranordnung wie in Anspruch 6 beansprucht ausgeführt ist.