DE551391C - Kardangelenk, insbesondere fuer Kraftwagen mit Lenkradantrieb - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein insbesondere für Kraftwagen mit Lenkradantrieb bestimmtes Kardangelenk, bei welchem drei bekannte Einrichtungen und eine neue Einrichtung vereinigt sind. Die bisher nur je für sich angewendeten Einrichtungen bestehen darin, daß

a) das Ende der treibenden Welle durch einen Längsspalt in zwei federnde Schenkel zerlegt ist,

b) an den Enden der federnden Schenkel Pfannen vorgesehen sind, die je eine volle Kugel nicht ganz zur Hälfte aufnehmen und cj die andere Hälfte jeder Vollkugel nicht ganz in einer Pfanne liegt, die als Vertiefung in der sonst ebenen Innenfläche eines an seiner Außenfläche zylindrischen Steines vorgesehen ist, dessen Achse durch den Mittelpunkt der Kugel geht.

Bei der Vereinigung dieser Merkmale ergibt sich für jeden Stein die Möglichkeit, sich um seine Achse so weit zu drehen, daß er mit dem benachbarten Schenkel der zerlegten Welle in Berührung kommt. Ist dies der Fall, so können Stöße von der Welle, statt durch die Kugel hindurch, unmittelbar auf den Stein übertragen werden. Zur Verhütung solcher Vorkommnisse dient eine gemäß der Erfindung hinzugefügte federnde Blech-Scheibe, die sich mit ihren gebogenen Enden gegen die ebene Innenfläche je eines der Steine legt und 'die ihrerseits auf einer Abstufung der Schenkelenden durch eine Feder gehalten wird.

Durch die Vereinigung aller vier Merkmale ist ein Kardangelenk geschaffen, bei welchem durch gleichsinnige Längsverschiebung der beiden Steine ein Längenausgleich und ferner durch gegensinnige Verschiebung der beiden Steine eine Änderung der Winkellage zwischen dem getriebenen Teil und dem treibenden Teil um eine zur Verbindungslinie der beiden Kugelmitten rechtwinklige Achse zugelassen ist. Die Änderung der Winkellage um eine durch die beiden Kugelmitten gehende Achse wird durch die als Gelenkstücke dienenden Kugeln zugelassen. Die federnden Schenkel schließen jegliches Spiel bei den Gelenkbewegungen aus, und die Blechscheibe verhütet das Zusammenschlagen der Schenkel der Achse mit je einem der Steine.

Damit die beiden Schenkel, die ja nicht nur auswärts federn, sich nicht mit ihren Enden parallel zur Schlitzebene ein wenig gegeneinander verschieben, sind die beiden Wellenschenkel mit je zwei Vorsprüngen versehen, zwischen die einEntlastungskeil greift.

Zur näheren Erläuterung des Erfindungsgegenstandes ist in

Abb. ι ein Längsschnitt des Kardangelenkes, geführt durch die beiden Kugelmitten, dargestellt.

Abb. 2 ist der gebrochene Schnitt nach der Linie II-II der Abb. i.

Abb. 3 ist ein übertrieben gezeichneter, durch die Mitte der einen Kugel geführter schematischer Querschnitt, genommen nach der Linie III-III der Abb. i. Diese Darstellung hat den Zweck, zu erläutern, in welcher Weise ein auf Drehung des Steines hinwirkendes Kräftepaar auftritt. ίο Abb. 4 ist die Hinteransicht auf die Blattfeder,

Abb. 5 der Querschnitt nach der Linie V-V der Abb. 4 und

Abb. 6 das Stanzstück, aus welchem die Feder durch Pressen erzeugt wird.

In das rohrförmige Mittelstück α der Achse ist mit einem zapfenartigen Ansatz b° ein Endstück b eingeschweißt, das durch einen Längsschnitt c in zwei federnde Schenkel b¹ und b² zerlegt ist. Die Enden dieser Schenkel weisen auf der Außenseite je eine halbkugelige Pfanne auf, in der eine Stahlkugel d halb versenkt liegt. Die Pfanne reicht mit ihrem Rand nicht ganz bis zu der durch iden Kugelmittelpunkt M gelegten, zum Pfannenrand parallelen Ebene.

Die andere Hälfte der Kugel reicht in eine halbkugelige Pfanne eines Steines e, deren Begrenzungsebene, die zugleich die innere Begrenzungsebene des Steines ist, ebenfalls ein wenig am Kugelmittelpunkt M vorbeigeht, so daß zwischen dem Pfannenrand des Wellenschenkels und der ebenen Begrenzungsfläche des Steines e ein schmaler Spalt f frei bleibt, der den Zweck hat, die unmittelbare Berührung dieser beiden Teile zu verhüten, so daß alle Druckbeanspruchungen sich durch die Kugel hindurch übertragen.

Die Steine e sind außen nach einem HaIbzylinder, d. h. im Querschnitt nach einem Halbkreis, abgegrenzt, und zwar geht die Zylinderachse A-A durch den Kugelmittel*· punkt M. Mit dieser Fläche sind die Steine in je einer halbzylindrischen Längsnut g der Kalotte h verschiebbar geführt.

Die Kalotte ist an einem Ende durch eine mittels einer Feder i gespannte Manschette k abgeschlossen, die am einen Rande bei / mit der Kalotte und am anderen Rande bei m mit dem Wellenendstück b verbunden ist. Am andern Ende ist die Kalotte an den anzutreibenden Teil, z.B. eine Radnabe»', angeschlossen.

In das Ende des Spaltes c ist eineAbstandsscheibe η eingelegt, die die Aufgabe hat, die geringste zugelassene Spaltweite festzulegen. Über diese Scheibe greift ein Entlastungskeil 0, der sich zwischen je zwei Vorsprüngep jedes Wellenschenkels legt und die Aufgabe hat, zu verhüten, daß die Wellenschenkel sich infolge ihrer Federungsfähigkeit parallel zur Ebene des Spaltes c gegeneinander verschieben.

Auf die Vorsprünge p ist diese umschließend eine federnde Blechscheibe q gesteckt, die sich mit ihren abgebogenen, entsprechend dem Kugelumfang ausgenommenen Enden q¹ und q² gegen die ebene Innenfläche je eines Steines e legt. An ihrem Platz wird die Scheibe q durch die ohnehin erforderliche, gegen den angeschlossenen Teil m' sich stützende Kegelfeder r gehalten.

Offensichtlich ist Längsverschiebung der Welle a, b gegen die Kalotte h in der Weise möglich, daß sich die beiden Steine e gleichsinnig in ihren Führungsnuten g verschieben. Ebenso leicht ist einzusehen, daß eine Verschwenkung dieser beiden Teile gegeneinander um eine durch die beiden -Kugelmitten M-M gehende Achse möglich ist. Indessen ist auch eine gegenseitige Verschwenkung um eine zur Linie M-M rechtwinklige Querachse N-N (Abb. 2) zugelassen. In diesem Fall verschieben sich die beiden Steine e, e gegensinnig in ihren Nuten g, wobei der Abstand der Kugelmitten M-M sich ein wenig vergrößert. Diese Abstandsvergrößerung wird in der Weise ausgeglichen, daß die beiden Wellenschenkel b¹ und b², die mit Anfangsspannung gegen die Abstandsscheibe η hin zusammengedrückt sind, auseinanderfedern, so daß an keiner Stelle Spiel eintritt. Die durch den Spalt c getrennten Wellenschenkel b¹ und b- und ihre soeben erläuterte Wirkungsweise sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Wesentlich für die Erfindung ist die Verwendung der Steine, durch welche erreicht wird, daß die Kugeln nicht nur mit ihrer inneren, sondern auch mit ihrer äußeren Hälfte satt aufliegen; ebenso liegen die Steine satt auf ihren Führungsflächen. Infolgedessen ist es zulässig, für alle diese Teile von der Verwendung von Werkstoff höchster Güte abzusehen, also z. B. für die Kalotte Gußstahl zu verwenden, statt sie als Gesenkschmiedestück auszubilden, was eine sehr beträchtliche Ersparnis bei den Herstellungskosten bedeutet.

Indessen ist zu beachten, daß die Steine um ihre Längsachse A-A sowohl innerhalb der Nut g als auch um die Kugeln e herum drehbar sind. Eine auf Herbeiführung dieser Drehung hinwirkende, allerdings sehr kleine Kraft tritt tatsächlich auf, wie sich aus der Abb. 3 ergibt. Der Wellenschenkel b¹ überträgt an der Kante B eine Kraft P auf die Kugel; dieser Kraft wirkt eine Kraft P' entgegen, die an der Kante C des Steines e angreift. Die Kraft P' ist ein wenig kleiner als die Kraft P, weil sie in einem etwas größeren Abstand von der Wellenmitte angreift und

die Drehmomente einander gleich sind. Indessen ist der Unterschied geringfügig. Sie bilden also zusammen ein Kräftepaar mit dem sehr kleinen Hebelarm /, nämlich der Weite des Trennungsspaltes zwischen dem Steine und dem Pfannenrand des Wellenschenkels. Dieses geringfügige Drehmoment hat das Bestreben, die Kugel aus ihren beiden Pfannen herauszuwälzen. Infolgedessen wirkt von der Kugelmitte her auf die Kante C eine ein wenig schief gerichtete Kraft, deren in den Umfang des Steines e fallende Komponente den Stein im Sinne des eingetragenen Pfeiles zu drehen strebt, freilich mit einer sehr geringen Kraft, die aber immerhin noch größer ist als die durch beste Schmierung heruntergesetzte Reibung zwischen den glatten Berührungsflächen.

Dieser Verdrehung der Steine wirken die umgebogenen Ränder q¹ und q- des Bleches q entgegen. Auf diese Weise werden die Spalte f frei gehalten, so daß eine Gewähr dafür geboten ist, daß keine schlagartigen Stöße unmittelbar zwischen dem Wellenschenkel und dem Stein übertragen werden, ohne durch die Kugel zu gehen.

Die bereits erläuterten Kräfte P haben das Bestreben, die beiden Wellenschenkel gegeneinander zu verschieben. Diesem Bestreben wirkt der Entlastungskeil ο entgegen.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Kardangelenk, insbesondere für Kraftwagen mit Lenkradantrieb, gekennzeichnet durch die Vereinigung der drei an sich, bekannten Teilea, b,e und des an sich neuen Teiles d:

   a) Zerlegung des Endes der treibenden Welle (b) in zwei federnde Schenkel (b¹, b²) durch, einen Längsspalt (c).

   b) Pfannen an den Enden der federnden Schenkel, die je eine Vollkugel (d) nicht ganz zur Hälfte aufnehmen,

   c) auf jeder Vollkugel je ein Stein (e) mit einer Pfanne in der ebenen Innenfläche, die die andere Hälfte der Vollkugel nicht ganz aufnimmt, und einer zylindrischen Außenfläche, deren Achse (A-A) durch den Mittelpunkt (M) der Kugel geht,

   d) eine federnde Blechscheibe (q), die sich mit ihren gebogenen Enden (q¹, <7²) gegen die ebene Innenfläche je eines der Steine (e) legt, und die auf einer Abstufung der Schenkelenden durch eine Feder fr) gehalten wird.
2. 2. Kardangelenk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zwischen j e zwei Vorsprünge (p) der beiden Wellenschenkel (b^l, b'²) greifenden Entlastungskeil (c). S₀

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen