DE60221803T2

DE60221803T2 - Nockenstabzentriermechanismus

Info

Publication number: DE60221803T2
Application number: DE60221803T
Authority: DE
Inventors: Paul J. Longmont Cornay; Richard J. Loveland CASON; Pedro J. Longmont NARVAEZ
Original assignee: Drive Technologies LLC
Current assignee: Drive Technologies LLC
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2022-02-08
Also published as: KR20030077014A; US20050170897A1; WO2002063176A1; ATE370343T1; ES2291463T3; US20070191119A1; EP1366307A1; JP2004521284A; AU2002253914B2; CA2435895C; EP1366307A4; US7144325B2; US20030004002A1; JP4180921B2; US6773353B2; KR100866432B1; EP1366307B1; WO2002063176A8; US7846030B2; CA2435895A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft primär einen Zentriermechanismus. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung primär einen Zentriermechanismus für Kreuzgelenke.
2. Allgemeiner Hintergrund der Erfindung
Konstrukteure von Kreuzgelenken fanden es schwierig, Kreuzgelenke für eine konstante Geschwindigkeit zu konstruieren, die gleichzeitig bei großen Winkeln, hohen Geschwindigkeiten und hohen Belastungen betrieben werden können, und zwar aufgrund der Beschränkungen bei existierenden Zentrier- und Haltevorrichtungen für Kreuzgelenke für eine konstante Geschwindigkeit. Dies basiert auf der Schwierigkeit beim Packen robuster interner Haltevorrichtungen, die Wälzelemente verwenden, die mit typischen Antriebsstranggeschwindigkeiten betrieben werden können.
Für Hintergrundinformationen zur Erfindung siehe US-Patent 5,823,881 und alle dort genannten Bezugsquellen.
Die vorliegende Anmeldung nimmt auf alle früheren Patente und veröffentlichten Anmeldungen von Paul J. Cornay inklusive den US-Patenten 6,251,020 ; 6,139,435 ; 5,823,881 ; 5,425,676 ; die Veröffentlichung WO 00/36314 ; die Veröffentlichung WO 94/29604 ; die Veröffentlichung WO 91/00438 und alle dort zitierten Bezugsquellen Bezug.
Die EP 0 860 622 offenbart ein Kreuzgelenk, das als dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechend angesehen werden kann.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung löst die sich im Stand der Technik stellenden Probleme auf eine einfache und direkte Weise. Es wird ein Kreuzgelenk bereitgestellt, wie es in den angehängten Ansprüchen ausgeführt ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Nockenstangenzentriermechanismus einen Nockenzentriermechanismus für Kreuzgelenke auf. Die Erfindung ist deshalb von Vorteil, da sie das Kreuzgelenk mit robusten bzw. starken Komponenten in einer relativ kleinen Packung hält, während das Kreuzgelenk bei hohen Fehlausrichtungswinkeln von 0° bis 90° betrieben werden kann, während hohe Drehmomentsbelastungen bei hohen Geschwindigkeiten mit geringen Antriebsstrangstörungen übertragen werden.
Die selbsttragenden Kreuzgelenke der vorliegenden Erfindung können mit konstanten Geschwindigkeiten bei hohen Winkeln, mit hohen Geschwindigkeiten und bei hohen Drehmomentsbelastungen betrieben werden und ermöglichen Konstruktionsingenieuren die folgenden Möglichkeiten: Fähigkeit zur höheren Kraftübertragung auf Antriebsglieder (z.B. Räder, Kraftstart); mehr Möglichkeiten zur Antriebsstrangplatzierung; Motoren können mit höheren Umdrehungen pro Minute laufen, was in einem besseren Treibstoffverbrauch resultiert; und engere Wenderadien für Fahrzeuge.
KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
Für ein weiteres Verständnis der Natur, der Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung wird auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung Bezug genommen, die in Verbindung mit den nachfolgenden Zeichnungen zu lesen ist, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ohne winkligen Gelenkversatz darstellt;
2 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht der ersten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit einem winkligen Gelenkversatz darstellt;
3 eine isometrische, perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ohne winkligen Gelenkversatz darstellt;
4 eine isometrische, perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht der ersten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit einem winkligen Gelenkversatz darstellt;
5 eine Explosionsansicht der ersten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht des Zentriermechanismus der ersten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit einem winkligen Gelenkversatz darstellt;
7 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht des Zentriermechanismus der ersten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit einem winkligen Gelenkversatz darstellt;
8 eine Explosionsansicht des Zentriermechanismus der ersten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ohne winkligen Gelenkversatz darstellt;
10 eine Explosionsansicht der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
11 eine teilweise geschnittene Ansicht des Zentriermechanismus der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ohne winkligen Gelenkversatz darstellt;
12 eine teilweise geschnittene Ansicht des Zentriermechanismus der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit winkligen Gelenkversatz darstellt;
13 eine Explosionsansicht des Zentriermechanismus der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
14 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit winkligen Gelenkversatz darstellt;
15 eine Explosionsansicht der dritten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
16 eine teilweise geschnittene Ansicht des Zentriermechanismus der dritten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ohne winkligen Gelenkversatz darstellt;
17 eine teilweise geschnittene Ansicht des Zentriermechanismus der dritten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit winkligen Gelenkversatz darstellt;
18 eine Explosionsansicht des Zentriermechanismus der dritten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
19 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit winkligen Gelenkversatz darstellt;
20 eine Explosionsansicht der vierten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
21 eine teilweise geschnittene Ansicht des Zentriermechanismus der vierten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ohne winkligen Gelenkversatz darstellt;
22 eine teilweise geschnittene Ansicht des Zentriermechanismus der vierten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit winkligen Gelenkversatz darstellt;
23 eine Explosionsansicht des Zentriermechanismus der vierten Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
24 eine isometrische, perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ohne winkligen Gelenkversatz darstellt;
25 eine perspektivische Ansicht der fünften Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt, die Stellen von Abschnitten 26-26 und 27-27 zeigt;
26 eine perspektivische, partiell geschnittene Ansicht entlang einer Schnittlinie 26-26 der fünften Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ohne winkligen Gelenkversatz darstellt;
27 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht entlang einer Schnittlinie 27-27 der fünften Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
28 eine seitliche Ansicht eines Ringquadranten der fünften Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
29 eine teilweise geschnittene Ansicht entlang einer Schnittlinie 29-29 in 28 eines Ringquadranten der fünften Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
30 eine isometrische Perspektive eines Ringquadranten der fünften Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt; und
31 eine Explosionsansicht der fünften Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Kreuzgelenke 100, 200, 300, 400 und 500 weisen jeweilige Zentriermechanismen 100A, 200B, 300C, 400D zum Halten der Kreuzgelenke und zum Zwingen der zwei Verbindungshälften auf, um bei dem gleichen Winkel betrieblich zu sein, wodurch man das Gelenk mit einer konstanten Geschwindigkeit bei allen Winkeln arbeiten lässt. Jede Welle 134, 135 des Gelenks 100 ist z.B. drehbar mit dem Zentriermechanismus 100A verbunden. Eine Bewegung einer der Wellen 134, 135 mit einem Winkel relativ zur Längsachse des Verbindungsbügels 136 wird an die andere Welle 135, 134 mittels des Zentriermechanismus 100A übertragen, und der Zentriermechanismus 100A lässt die andere Welle 135, 134 sich auf die gleiche Weise mit dem gleichen Winkel relativ zur Längsachse des Verbindungsbügels 136 bewegen. Der Zentriermechanismus 100A umfasst Nockenstangen 102, 103, die innerhalb eines Nockenrohrs 101 gehalten werden, wobei eine Anordnung von Lagern eine volle Bandbreite von Bewegungen der Wellen 134, 135 bei Winkeln von 90° zulässt.
Ein Kreuzgelenk 100 kann auch mittels dem folgenden Verfahren zusammengebaut werden:
Erstens: Zusammenbau eines Zentriermechanismus 100A
Eine Lageranordnung 113 wird in und an den Boden eines Lochs 127 eines Nockenrohrs 101 gedrückt. Ein Lager 116 wird derart in das Loch 127 des Nockenrohrs 101 gedrückt bzw. gepresst, dass die Seite des Lagers 116 bündig zur Öffnung des Lochs 127 des Nockenrohrs 101 ist. Dieses Verfahren wird mit Lagern 114 und 115 in einem Loch 128 des Nockenrohrs 101 wiederholt. Zwischen Bügelohren 141 der Nockenstange 102 wird ein Würfel 105 derart eingefügt, dass ein Loch 148 mit einem Loch 143 ausgerichtet ist. Ein Stift 109 wird durch die Löcher 143 und 148 geführt. Der Stift 109 hat eine Presspassung innerhalb des Lochs 143 und einen Gleitsitz im Loch 148. Dieses Verfahren wird mit einem Würfel 106 an der Nockenstange 103 in Bügelohren 142 mit einem Stift 110 in Löchern 144 und 147 wieder holt. Die Nockenstange 102 mit dem Würfel 105 und dem Stift 109 wird in die Lager 116 und 113 innerhalb des Nockenrohrs 101 eingefügt. Der gleiche Vorgang wird mit der Nockenstange 103 und dem Würfel 106 und dem Stift 110 und den Lagern 114 und 115 innerhalb des Nockenrohrs 101 wiederholt. Ein Verbindungsbügel 104 des inneren Gelenks wird in ein Fenster 129 des Nockenrohrs 101 derart eingefügt, dass Bügelohren 137 und 138 des Verbindungsbügels 104 des inneren Gelenks über die Würfel 105 und 106 gleiten. Wenn Löcher 151 und 145 ausgerichtet sind, wird ein Stift 107 eingeführt, wodurch die Nockenstange 102 über die Stifte 107 und 109 mit dem Verbindungsbügel 104 des Innengelenks und dem Würfel 105 verbunden wird. Der gleiche Vorgang wird mit dem Verbindungsbügel 104 des Innengelenks und dem Würfel 106 und der Nockenstange 103 wiederholt, wobei sich die Stifte 108 und 110 in Löchern 146 und 152 befinden. Dies beendet den Zusammenbau des Zentriermechanismus.
Winkel 101A und 102B des Nockenrohrs 101 werden mit Winkeln 103C und 104D der Nockenstangen 102 und 103 der 7 kombiniert, um Winkel 105E und 106F des Zentriermechanismus 100A zu erzeugen. Der Winkel 105E und der Winkel 106F sind immer gleich, wenn die Nockenstange 102 innerhalb des Nockenrohrs 101 gedreht wird, was ein gleiches Ausmaß an Drehung der Nockenstange 103 innerhalb des Nockenrohrs 101 hervorruft. Mit anderen Worten, falls der Winkel 101A gleich dem Winkel 102B des Nockenrohrs 101 ist und der Winkel 103C gleich dem Winkel 104D der Nockenstangen 102 und 103 ist und wenn sich dann die Nockenstange 102 mit dem Nockenrohr 101 dreht, wodurch die Nockenstange 103 gedreht wird, dann ist der Winkel 105E gleich dem Winkel 106F. Die Summe der Winkel 105E und 106F kann von 0° bis zu einem maximalen Winkel reichen, der gleich der Summe der Winkel 101A, 102B, 103C und 104D (z.B. 90°) ist.
Ein Zusammenbau des Gelenks 100 kann auf ähnliche Weise erfolgen wie der Zusammenbau von Gelenken gemäß dem Stand der Technik.
Selbst wenn der Zentriermechanismus 100A nicht Teil eines Kreuzgelenks (wie z.B. bei Roboteranwendungen) ist, könnte er auch verwendet werden, um zwei Rohre oder Balken bzw. Träger zu verbinden und zu halten bzw. zu lagern, während die zwei Glieder winklig fehlausgerichtet sein dürfen. In einem solchen Fall wirkt der Zentriermechanismus 100A wie ein universelles Verbindungsstück. Geeignete Verbindungsmittel (wie die Bohrungen im ersten Glied und im zweiten Glied) können verwendet werden, um die erste Nockenstange mit dem ersten Glied zu verbinden und um die zweite Nockenstange mit einem zweiten Glied zu verbinden. Das erste Glied und das zweite Glied können Wellen, Rohre oder Konstruktionsglieder sein.
Das Kreuzgelenk 100 umfasst einen ersten Ring 156 und einen zweiten Ring 157, einen ersten Bügel und einen zweiten Bügel, die innerhalb des ersten Rings 156 bzw. des zweiten Rings 157 angeordnet sind, und eine erste Welle 134 und eine zweite Welle 135. Der erste Bügel (auf der linken Seite des Verbindungsbügelglieds 136 in 5) und der zweite Bügel (auf der rechten Seite des Verbindungsbügelglieds 136 in 5) werden mit einer Kopplungseinrichtung (einen kurzen Wellenglied) verbunden, wie es in 1–5 gezeigt ist. Die ersten und zweiten Bügel und die Kopplungseinrichtung sind alle Teil des Verbindungsglieds 136. Erste Stiftmittel (Stifte 164 und 166) verbinden den ersten Bügel drehbar bzw. gelenkig mit dem ersten Ring 156, zweite Stiftmittel (Stifte 165 und 167) verbinden die erste Welle 134 drehbar mit dem ersten Ring 156, dritte Stiftmittel verbinden den zweiten Bügel drehbar mit dem zweiten Ring 157 und vierte Stiftmittel verbinden die zweite Welle 135 mit dem zweiten Ring 157. Die Koppeleinrichtung (ein kurzes Wellenglied, wie in 1–5 gezeigt) verbindet den ersten Bügel mit dem zweiten Bügel. Eine Vielzahl von Lagereinrichtungen (einschließlich Lagerschalen 160, 161, 162, 163) nehmen die Stiftmittel auf. Zentriermittel 100A verbinden die erste Welle 134 mit der zweiten Welle 135; die Zentriermittel 100A weisen eine erste Nockenstange 102 auf, die drehbar an eine zweite Nockenstange 103 gekoppelt ist.
Bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in den Zeichnungen gezeigt sind, ist jede Welle eines jeden Kreuzgelenks mit einem Ring über einen Bügel verbunden, wie gezeigt. Alle gezeigten Gelenke sind symmetrisch, so dass Teile, die in den Zeichnungen nicht speziell nummeriert sind, die gleichen wie ihre nummerierten Gegenstücke auf der anderen Hälfte der Verbindungen sind.
In den 1–5 kann man am besten erkennen, dass es zwei Lagereinrichtungen in jedem Ring 156, 157 gibt, wobei die Lagereinrichtung im ersten Ring 156 die ersten und zweiten Stiftmittel aufnimmt und die Lagereinrichtung im zweiten Ring 157 die dritten und vierten Stiftmittel aufnimmt.
Wie man am besten in den 1 und 2 sieht, weist die erste Nockenstange 102 einen ersten Abschnitt 168 mit einer ersten Rotationsachse 175 und einen zweiten Abschnitt 169 auf, der gegenüber dem ersten Abschnitt versetzt ist und eine zweite Rotationsachse 176 aufweist; und die zweite Nockenstange 103 weist einen ersten Abschnitt 171 mit einer ersten Rotationsachse 177 und einem zweiten Abschnitt 170 auf, der gegenüber dem ersten Abschnitt versetzt ist und eine zweite Rotationsachse 178 aufweist.
Die Rotationsachsen 175, 176 der ersten Nockenstange 102 schneiden den Drehpunkt 172 der ersten und zweiten Stiftmittel, und die Rotationsachsen 177, 178 der zweiten Nockenstange 103 schneiden den Drehpunkt 174 der dritten und vierten Stiftmittel. Der Schnitt der Achsen 175 und 176 der Nockenstange 102 mit den Achsen 177 und 178 der Nockenstange 103 erfolgt vorzugsweise im Drehpunkt des Gelenks und der winkelhalbierenden Ebene 173 des Gelenks 100 für eine geeignete Funktion.
Das Nockenrohr 101 nimmt die Nockenstangen 102 und 103 auf und stützt sie auf eine Weise, dass beide Nockenstangen 102, 103 drehbar mit gleichen Winkeln innerhalb des Nockenrohrs 101 gehalten werden.
Die Kreuzgelenke 100, 200, 300, 400, 500 weisen jeweils eine erste Welle 134, 234, 334, 434 und 534, eine zweite Welle 135, 235, 335, 435 und 535, eine Kopplungseinrichtung 136, 236, 336, 436 und 536 zum Übertragen eines Drehmoments von der ersten Welle auf die zweite Welle, und Zentriermittel 100A, 200B, 300C, 400D und 300C auf, die die erste Welle mit der zweiten Welle verbinden, damit sich die zweite Welle mit dem gleichen Winkel relativ zu der Kopplungseinrichtung bewegen lässt, wie es die erste Welle tut, wobei die Zentriermittel eine erste Nockenstange 102, 202, 302, 402 und 302 und eine zweite Nockenstange 103, 203, 303, 403 und 303 aufweist, die drehbar an die erste Nockenstange gekoppelt ist. Jede Nockenstange 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402, 403 weist einen ersten geraden Abschnitt 168, 171, 239, 240, 343, 344, 441, 442 und einen zweiten geraden Abschnitt 169, 170, 241, 242, 345, 346, 443, 444 auf, wobei jeder gerade Abschnitt eine Längsachse aufweist und wobei die Längsachsen der zwei geraden Abschnitte einen Winkel bilden, und wobei der Winkel der ersten Nockenstange gleich dem Winkel der zweiten Nockenstange ist. Beide Nockenstange 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402, 403 werden mit gleichen Winkeln innerhalb des Nockenrohrs 101, 201, 301, 401 drehbar gehalten. Die Nockenrohre weisen Bohrungen 127, 128, 316, 317, 419, 420 auf, die die Nockenstangen bei gleichen Winkeln zueinander halten und die den gleichen Winkel repräsentieren, wie die Nockenstangenwinkel, so dass sich, wenn die gekoppelten Nockenstangen innerhalb des Nockenrohrs gedreht werden, die Achsen der ersten geraden Abschnitte der Nockenstangen selbst zueinander ausrichten können oder in Bezug aufeinander bis zu einem Winkel fehlausgerichtet sein können, der viermal so groß wie der Winkel der Nockenstange ist. Die erste Nockenstange 102, 202, 302, 402 und die zweite Nockenstange 103, 203, 303, 403 sind longitudinal mit gleichen Winkeln innerhalb des Nockenrohrs 101, 201, 301, 301 ausgerichtet.
Das Kreuzgelenk 200 ist im Wesentlichen gleich dem Kreuzgelenk 100, außer dass ein Zentriermechanismus 200B ein einzelnes Stift- und Würfelkreuzgelenk aufweist, das die Nockenstange 202 an die Nockenstange 203 koppelt. Die erste Nockenstange 202 ist drehbar an die zweite Nockenstange 203 mittels eines Stift-und-Würfel-Kreuzgelenks gekoppelt, das innerhalb des Nockenrohrs 201 gehalten wird. Das Kreuzgelenk mit Stift und Würfel des Gelenks 200 ist ähnlich zum Kreuzgelenk mit Stift und Würfel des Gelenks 100, weist jedoch einen einzelnen Würfel 207 auf. Selbst wenn der Zentriermechanismus 200B selbst nicht Teil eines Kreuzgelenks (wie z.B. bei Roboteranwendungen) ist, könnte der Zentriermechanismus 200B auch verwendet werden, um zwei Rohre oder Träger zu verbinden und zu halten, während eine winklige Fehlausrichtung der zwei Glieder zulässig ist. Das Kreuzgelenk 200 ermöglicht nicht so viel winklige Fehlausrichtung, wie es das Kreuzgelenk 100 tut.
Das Kreuzgelenk 300 weist einen Zentriermechanismus 300C zum Halten des Kreuzgelenks und zum Zwingen der zwei Verbindungshälften auf, um beim gleichen Winkel betrieblich zu sein, wodurch das Gelenk 300 mit einer konstanten Geschwindigkeit bei allen Winkeln arbeitet. Jede Welle 334, 335 des Gelenks 300 ist drehbar mit dem Zentriermechanismus 300C verbunden. Eine Bewegung einer der Wellen 334, 335 wird mit einem Winkel relativ zur Längsachse des Verbindungsbügelglieds 336 mittels des Zentriermechanismus 300C an die andere Welle 335, 334 übertragen, und der Zentriermechanismus 300C lässt die andere Welle 335, 334 sich auf die gleiche Weise mit dem gleichen Winkel relativ zur Längsachse des Verbindungsbügelglieds 336 bewegen. Der Zentriermechanismus 300C weist die Nockenstangen 302, 303 auf, die durch schräge Stangen 304, 305 und 306 gehalten werden. Eine Drehung der Nockenstange 302 entlang der Rotationsachse der schrägen Stangen 304, 305 und 306 resultiert in einer entsprechenden Rotation der Nockenstange 303 entlang der abgewinkelten Rotationsachse der schrägen Stangen 304, 305 und 306. Die Nockenstangen 302 und 303 kombinieren sich mit den schrägen Stangen 304, 305 und 306, um einen Mechanismus ähnlich einer „Schrägstiftkopplung" zu bilden. Eine Kreuzgelenk 300 kann durch das folgende Verfahren zusammengebaut werden:
Erstens: Zusammenbau des Zentriermechanismus 300C
Eine Lagerdichtungsanordnung 307 wird in den Boden eines Lochs 316 des Nockenrohrs 301 gedrückt. Dieses Verfahren wird mit einem Lager 308 in einem Loch 317 des Nockenrohrs 301 wiederholt. Eine Nockenstange 302 wird in eine Lagerdichtung 308 eingeführt. Schrägstangen 304, 305 und 306 werden in Löcher 318, 319 und 313 der Nockenstange 302 eingeführt. Eine Nockenstange 303 wird so in die Lagerdichtung 308 eingeführt, dass Druckoberflächen 320 und 321 in Berührung stehen. Dies beendet den Zusammenbau des Zentriermechanismus 300C.
Lager 309 und 310 werden in ein Loch 323 des Bügels der Welle 334 eingeführt. Dieser Vorgang wird mit Lagern 311 und 312 in ein Loch 322 des Bügels der Welle 335 wiederholt. Der Zentriermechanismus 300C wird auf die gleiche Weise in das Gelenk 300 eingebaut, wie der Zentriermechanismus 200B in das Gelenk 200 eingebaut wird. Das gleiche Zusammenbauverfahren des Gelenks 200 kann für den Zusammenbau des Gelenks 300 verwendet werden.
Winkel 301A und 302B der Schrägstangen 304, 305 und 306 zusammen mit den Winkeln 303C und 304D der Nockenstangen 302 und 303 der 17 werden kombiniert, um Winkel 305E und 306F des Zentriermechanismus 300C zu bilden. Die Winkel 305E und 306F sind immer gleich, wenn die Nockenstange 302 um die Schrägstangen 304, 305 und 306 gedreht wird, was ein gleiches Ausmaß an Drehung der Nockenstange 303 hervorruft. Mit anderen Worten, falls der Winkel 301A gleich dem Winkel 302B der Schrägstangen 304, 305 und 306 ist und dann der Winkel 303C gleich dem Winkel 304D der Nockenstangen 302 und 303 ist, wenn die Nockenstange 302 um die Schrägstangen 304, 305 und 306 gedreht wird, wodurch die Nockenstange 303 gedreht wird, dann wird der Winkel 305E gleich dem Winkel 306F sein. Die Summe der Winkel 305E und 306F kann von 0° bis zu einem Maximalwinkel reichen, der gleich der Summe der Winkel 301A, 302B, 303C und 304D (z.B. 90°) ist.
Das Kreuzgelenk 300 weist eine erste Welle 334, eine zweite Welle 335, eine Kopplungseinrichtung 336 zum Übertragen eines Drehmoments von der ersten Welle auf die zweite Welle und Zentriermittel 300C auf, die die erste Welle 334 mit der zweiten Welle 335 verbinden, damit sich die zweite Welle mit dem gleichen Winkel relativ zur Kopplungseinrichtung bewegen lässt, wie es die erste Welle tut, wobei die Zentriermittel eine erste Nockenstange 302 und eine zweite Nockenstange 303 aufweisen, die längs zur ersten Nockenstange ausgerichtet ist und drehbar mit ihr mittels einer Vielzahl von Schrägstangen 304, 305 und 306 verbunden ist. Die erste Nockenstange 302 und die zweite Nockenstange 303 sind mit gleichen Winkeln verbunden, und die Rotationsachsen der ersten Nockenstange, der Schrägstangen und der zweiten Nockenstange schneiden sich bei Drehpunkten der ersten Welle, der zweiten Welle und der halbierenden Ebene (schematisch im Kreuzgelenk 100 in 2 gezeigt) des Kreuzgelenks 300, die senkrecht zu den Rotationsachsen der Kopplungseinrichtung steht. Das Nockenrohr 301 hält die erste Nockenstange 302 und die zweite Nockenstange 303 drehbar, und die erste Nockenstange 302, die zweite Nockenstange 303 und das Nockenrohr 301 halten die erste Welle 334 und die zweite Welle 335 drehbar und verbinden sie, damit sich die zweite Welle mit dem gleichen Winkel relativ zu der Kopplungseinrichtung (Verbindungsbügelglied 336) bewegen lässt, wie es die erste Welle tut.
Ein Kreuzgelenk 400 weist einen Zentriermechanismus 400D zum Halten des Kreuzgelenks und zum Zwingen der zwei Gelenkhälften dazu, dass sie bei dem gleichen Winkel betrieblich sind, wodurch sich das Gelenk 400 mit einer konstanten Geschwindigkeit bei allen Winkeln betreiben lässt. Jede Welle 434, 435 des Gelenks 400 ist drehbar mit dem Zentriermechanismus 400D verbunden. Eine Bewegung einer der Wellen 434, 435 mit einem Winkel relativ zur Längsachse des Verbindungsbügelglieds 436 wird an die andere Welle 435, 434 mittels des Zentriermechanismus 400D übertragen, und der Zentriermechanismus 400D lässt die andere Welle 435, 434 sich auf die gleiche Weise mit dem gleichen Winkel relativ zur Längsachse des Verbindungsbügelglieds 436 bewegen.
Ein Kreuzgelenk 400 kann auch mittels dem folgenden Verfahren zusammengebaut werden:
Erstens: Zusammenbau des Zentriermechanismus 400D
Eine Lagerdichtungsanordnung 407 wird in den Boden eines Lochs 419 eines Nockenrohrs 401 gepresst. Dieses Verfahren wird mit einem Lager 408 in ein Loch 420 des Nockenrohrs 401 wiederholt. Eine Nockenstange 402 wird in die Lagerdichtungsanordnung 407 eingeführt. Ein Ball bzw. eine Kugel 404 wird in einem Sockel bzw. einer Fassung 414 der Nockenstange 402 platziert. Die Nockenstange 403 wird derart in die Lagerdichtung 408 eingeführt, dass Zahnräderzähne 415 und 416 miteinander kämmen, so dass die Kugel 404 in den Sockeln 413 und 414 eingeschlossen wird. Dies vervollständigt den Zusammenbau des Zentriermechanismus 400D.
Lager 409 und 410 werden in ein Loch 421 des Bügels einer Welle 434 eingeführt. Dieser Vorgang wird mit Lagern 411 und 412 in einem Loch 422 des Bügels einer Welle 435 wiederholt. Der Zentriermechanismus 400D auf die gleiche Weise wird in das Gelenk 400 eingebaut, wie der Zentriermechanismus 300C in das Gelenk 300 eingebaut ist. Das gleiche Zusammenbauverfahren für das Gelenk 300 kann für den Zusammenbau des Gelenks 400 verwendet werden.
Winkel 401A und 402B des Nockenrohrs 401 kombinieren sich mit Winkeln 403C und 404D des Nockenrohrs 402 und 403 der 22, um Winkel 405E und 406F des Zentriermechanismus 400D zu erzeugen. Die Winkel 405E und 406F sind immer gleich, wenn sich die Nockenstange 402 innerhalb des Nockenrohrs 401 dreht, was ein gleiches Ausmaß an Drehung der Nockenstange 403 innerhalb des Nockenrohrs 401 hervorruft. Mit anderen Worten, falls der Winkel 401A gleich dem Winkel 402B des Nockenrohrs 401 ist und dann der Winkel 403C gleich dem Winkel 404D der Nockenstangen 402 und 403 ist, wenn die Nockenstange 402 mit dem Nockenrohr 401 gedreht wird, wodurch sich die Nockenstange 403 dreht, dann wird der Winkel 405E gleich dem Winkel 406F sein. Die Winkel 405E und 406F können von 0° bis zu einem Maximalwinkel reichen, der gleich der Summe der Winkel 401A, 402B, 403C und 404D (z.B. 90°) ist.
Der Zusammenbau des Gelenks 400 kann ähnlich dem Stand der Technik sein.
Selbst wenn der Zentriermechanismus 400D nicht Teil eines Kreuzgelenks (wie z.B. bei Roboteranwendungen) ist, könnte der Zentriermechanismus 400D auch verwendet werden, um zwei Rohre oder Träger zu verbinden, während eine winklige Fehlausrichtung der zwei Glieder zulässig.
Ein Kreuzgelenk 500 unterscheidet sich von den Gelenken 100, 200, 300 und 400 in der Konstruktion der Ringe. Die Ringe (bzw. Ringanordnungen) 537 und 538 bestehen jeweils aus vier identischen Quadranten bzw. Kreissegmenten, die mit ihren Enden aneinander auf eine Weise zusammengebaut werden können, die die Ring quadranten mechanisch zusammenhält bzw. verriegelt. Dieses Verfahren der Ringkonstruktion und des Gelenkzusammenbaus kann aufgrund der folgenden Gründe vorteilhaft gegenüber anderen Verfahren sein.

1. Lageroberflächen können bearbeitet oder einstückig mit dem Ringquadranten ausgebildet werden, was das Bedürfnis nach einer Lagerschale eliminiert.
2. Zapfenstifte können einstückig mit den Bügelgliedern ausgebildet sein, was das Bedürfnis nach separaten Zapfenstiften eliminiert.
3. Eine Verwendung von Ringquadranten ermöglicht ein kompakteres und stärkeres Gelenk.
4. Ringquadranten könnten auch aus gießfähigen, spritzgussfähigen oder formbaren Kunststoffen und Metallen hergestellt werden, was Bearbeitungsvorgänge verringert bzw. eliminiert.
5. Ringquadranten könnten mittels Pressverband oder Klebstoffen bzw. Schweißen aneinander befestigt werden.

Das Kreuzgelenk 500 weist einen ersten Ring 537, der aus einer Vielzahl von Ringsegmenten 501, 502, 503, 504 hergestellt ist, die an ihren Enden auf eine Weise zusammengebaut werden, um die Ringsegmente mechanisch zusammenzuhalten, und einen zweiten Ring 538 auf, der aus einer Vielzahl von Ringsegmenten 505, 506, 507, 508 hergestellt ist, die an ihren Enden auf eine Weise zusammengebaut werden, um die Ringsegmente mechanisch zusammenzuhalten, wobei ein erster Bügel und ein zweiter Bügel innerhalb des ersten Rings bzw. des zweiten Rings angeordnet ist; und wobei eine erste Welle 534 und eine zweite Welle 535 vorgesehen sind. Erste Stiftmittel (einschließlich Stiften 511, 512) verbinden den ersten Bügel drehbar bzw. gelenkig mit dem ersten Ring 537. Zweite Stiftmittel (einschließlich Stifte 509 und 510) verbinden die erste Welle 524 drehbar mit dem ersten Ring 537. Dritte Stiftmittel verbinden den zweiten Bügel drehbar mit dem zweiten Ring 538. Vierte Stiftmittel verbinden die zweite Welle drehbar mit dem zweiten Ring. Eine Kopplungseinrichtung verbindet den ersten Bügel mit dem zweiten Bügel. Die Kopplungseinrichtung, der erste Bügel und der zweite Bügel bilden das Kopplungsbügelglied 536. Eine Vielzahl von Lagereinrichtungen nimmt die Stiftmittel auf. Die Ringsegmente 501–508 sind Quadranten, die im Wesentlichen identisch zueinander sind. Die Zentriermittel (Zentriermechanismus 300C) verbinden die erste Welle 534 mit der zweiten Welle 535. Der Zentriermechanismus 300C weist die erste Nockenstange 302 und die zweite Nockenstange 303 auf, die drehbar an die erste Nockenstange 302 gekoppelt ist. Die zweite Nockenstange 303 ist längs zur ersten Nockenstange 302 ausgerichtet und drehbar mit ihr mittels einer Vielzahl von Schrägstangen 304, 305, 306 verbunden.
Das Kreuzgelenk 500 kann mittels des folgenden Verfahrens zusammengebaut werden.
Das Kreuzgelenk 500 kann die Zentriermechanismen 100A, 200B, 300C oder 400D zur inneren Lagerung einsetzen. Die 26 zeigt das Kreuzgelenk 500 mit dem Zentriermechanismus 300C. Der Zentriermechanismus 300C ist auf die gleiche Weise in das Kreuzgelenk 500 eingebaut, wie es oben beim Zusammenbau des Kreuzgelenks beschrieben ist. Das Kreuzgelenk 500 kann auf eine Weise zusammengebaut werden, wie die Kreuzgelenke 100, 200, 300 und 400, falls die Ringquadranten 501, 502, 503 und 504 aneinander befestigt werden, um einen Ring zu bilden, sowie wenn die Ringquadranten 505, 506, 507 und 508 aneinander befestigt werden, um einen zweiten Ring zu bilden.
Falls die Zapfenstifte 509 und 510 einstückig mit der Welle 534 ausgebildet waren, die Zapfenstifte 511, 521, 519 und 529 einstückig mit dem Kupplungsbügelglied 536 ausgebildet waren und die Zapfenstifte 517 und 518 einstückig mit der Welle 535 ausgebildet waren, dann würde das Gelenk 500 mittels dem nachfolgen den Verfahren zusammengebaut werden: Der Ringquadrant 502 wird über den Zapfenstift 509 eingebaut und der Ringquadrant 504 wird über den Zapfenstift 510 eingebaut. Dieser Vorgang wird mit den Ringquadranten 501, 503, 505, 506, 507 und 508 wiederholt, die über die Zapfenstiften 511, 512, 519, 520, 517 und 518 eingebaut werden. Der Zentriermechanismus 300C wird innerhalb des Kopplungsbügelglieds 536 platziert. Die Welle 534 mit den Ringquadranten 502 und 504 wird mit dem Kopplungsbügelglied 536 an den Ringquadranten 501 und 503 befestigt, indem die Enden der Ringquadranten 502 und 504 auf die Enden der Ringquadranten 501 und 503 gedrückt werden, wie in 27 gezeigt. Dieser Vorgang wird mit dem Verbindungsbügelglied 536 und den Zapfenstiften 519, 520 und den Ringquadranten 506 und 508 zusammen mit der Welle 535 und den Zapfenstiften 517 und 518 und den Ringquadranten 505 und 507 wiederholt.
Das Kreuzgelenk 500 weist einen Zentriermechanismus 300C auf zum Halten des Kreuzgelenks und zum Zwingen der zwei Gelenkhälften dazu, mit dem gleichen Winkel betrieblich zu sein, wodurch sich das Gelenk 500 mit einer konstanten Geschwindigkeit bei allen Winkeln betreiben lässt. Jede Welle 534, 535 des Gelenks 500 ist drehbar mit dem Zentriermechanismus 300C verbunden. Eine Bewegung einer der Wellen 534, 435 mit einem Winkel relativ zur Längsachse des Verbindungsbügelglieds 536 wird auf die andere Welle 535, 534 mittels des Zentriermechanismus 300C übertragen, und der Zentriermechanismus 300C lässt die andere Welle 535, 534 auf die gleiche Weise mit dem gleichen Winkel relativ zur Längsachse des Verbindungsbügelglieds 536 bewegen.
Wie der Nockenstangen-Zentriermechanismus funktioniert:
Die Kinematik der Gelenke 100, 200, 300, 400 und 500 ist im Wesentlichen identisch zu einem Doppelkardan-Kreuzgelenk, eine Beschreibung dessen findet sich im Handbuch „Universal Joint and Drive Shaft Design", AE-7, das von der „Society of Automotive Engineers, Inc." veröffentlicht wurde. Ähnlich dem Doppelkardangelenk erfordern die Gelenke 100, 200, 300, 400 und 500 die Verwendung einer inter nen Lagerung bzw. einen Zentriermechanismus 100A, 200B, 300C, 400D, so dass die Gelenke 100, 200, 300, 400 und 500 selbststützend und selbstausrichtend sind. Die Gelenke 100, 200, 300, 400 und 500 übertragen, nicht wie das Doppelkardangelenk, eine echt konstante Geschwindigkeitsausgabe an alle betrieblichen Gelenkwinkel. Die Verwendung einer internen Lagerung ist nicht notwendig, wenn Endstützlager für die Eingangs-/Ausgangswellen (Wellen 134, 135) vorgesehen werden, wie z.B. in einem marinen Stern-Antriebssystem. Wenn jedoch lediglich ein Endlager vorgesehen ist, wie z.B. bei Antriebssträngen, Achsenantriebswellen und Lenkanwendungen, wie in der Automobilindustrie, ist die Verwendung eines inneren Lagers bzw. eines Zentriermechanismus erforderlich.
Die Zentriervorrichtungen des Gelenks 100, 200, 300, 400 und 500 haben Vorteile gegenüber anderen Zentriermechanismen, was die folgenden Dinge betrifft: Zentriervorrichtungen von Doppelkardan-Kreuzgelenken lassen das Gelenk mit einer konstanten Geschwindigkeit mit maximal lediglich zwei Gelenkwinkeln, 0° und irgendeinem Konstruktionsbetriebswinkel, arbeiten. Da die Kugel und der Sockel des Doppelkardangelenks aus der winkelhalbierenden Ebene der zwei Gelenkhälften driften, wird ein Fehler bzw. eine Ungleichheit zwischen den zwei Gelenkhälften erzeugt, die das Gelenk mit einer annähernd, jedoch nicht echt, konstanten Geschwindigkeit bei allen Winkel außer 0° und einem anderen Winkel arbeiten lässt. Die Wirkungen eines Orts und einer Funktion der Doppelkardan-Zentriervorrichtung kann dem Handbuch „Universal Joint and Drive Shaft Design" von SAE's auf Seite 112 entnommen werden. Außerdem ist es erforderlich, dass Zentriermechanismen von Doppelkardan-Kreuzgelenken lateral in Bezug auf die Mittelachse des Verbindungsbügels beweglich sind, was es erforderlich macht, dass der Verbindungsbügel größer ist. Der Zentriermechanismus der Gelenke 100, 200, 300, 400 und 500 lässt die Gelenke bei echt konstanten Geschwindigkeiten bei allen Gelenkwinkeln von 0° bis zu einer maximalen Fehlausrichtung des Gelenks betrieblich sein. Ein Betrieb bei echt konstanter Geschwindigkeit wird als Resultat erhalten, wenn man z.B. den Winkel 105E gleich dem Winkel 106F bei allen betrieblichen Gelenkwinkeln hält.
Wie der Verbindungsbügels des Doppelkardangelenks rotieren die Verbindungsbügel des Gelenks 100, 200, 300, 400 und 500 nicht mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit, wenn das Gelenk mit einem Winkel betrieben wird. Diese nicht gleichförmige Bewegung kann ein Geräusch, eine Vibration und eine Harte („noise vibration harshness, NVH") im Antriebszug erzeugen, gegen die man Einwände erheben kann. Es ist deshalb wünschenswert, ein geringes Massenträgheitsmoment beim Verbindungsbügelglied zu haben. Die Zentriermechanismen 100A, 200B, 300C, 400D des Gelenks 100, 200, 300, 400 und 500 ermöglichen die Konstruktion eines Kreuzgelenks für eine konstante Geschwindigkeit, das ein Kopplungsbügelglied mit einem geringen Massenträgheitsmoment aufweist, und zwar ohne eine hohe Gelenkfehlausrichtung zu opfern.
Die Zentriervorrichtungen 100A, 200B, 300C, 400D sind gegenüber anderen Zentriermechanismen für Kreuzgelenk vorteilhaft, da sie bei hohen Gelenkwinkeln Halt bieten, und zwar ohne seitliche Bewegung des Zentriermechanismus innerhalb des Kopplungsbügelglieds. Wenn man eine laterale Bewegung des Zentriermechanismus eliminiert, können die Konstrukteure die Masse der Kopplungsbügelglieder näher an einem Rotationszentrum des Gelenks konzentrieren, wodurch die Tragheitsanregung (Vibration) verringert wird, die durch eine ungleichförmige Bewegungscharakteristik dieser Komponente hervorgerufen wird. Beschränkungen bei einem hohen Betriebswinkel sind ein Ergebnis des großen seitlichen Versatzanforderungen der Lagermechanismen der Doppelkardangelenke, was in einer erhöhten Packgröße, größeren Betriebswinkelbeschränkungen und höheren Antriebsstrangstörungen resultiert.
Neue Merkmale der vorliegenden Erfindung weisen auf: es gibt keine laterale Bewegung des Zentriermechanismus in Bezug auf das Verbindungsbügelglied; es gibt keinen axialen Versatz des Zentriermechanismus in Bezug auf die Eingangs-/Ausgangswellen; und jede Nockenstange weist, bei allen drei Versionen, zwei Achsen in der gleichen Ebene auf, die die Nocke bilden – der Schnitt der zwei Nockenstangenachsen findet für eine saubere Funktion vorzugsweise im Drehpunkt des Gelenks und in der winkelhalbierenden Ebene des Gelenks statt.
LISTE DER TEILE:
Nachfolgend ist eine Liste exemplarischer Teile und Materialien aufgeführt, die zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind:

101: Nockenrohr (vorzugsweise aus Aluminium 6061–T6)
102: Nockenstange (8620 Stahl der Härte 60 HRC)
103: Nockenstange (8620 Stahl der Härte 60 HRC)
104: Zentriermechanismus-Verbindungsbügel (Apex-Cooper Power Tools, Teilenummer MS20271 B16)
105: Zentriermechanismuswürfel (Apex-Cooper Power Tools, Teilenummer MS20271 B16)
106: Zentriermechanismuswürfel (Apex-Cooper Power Tools, Teilenummer MS20271 B16)
107: Zentriermechanismusstift (Apex-Cooper Power Tools, Teilenummer MS20271 B16)
108: Zentriermechanismusstift (Apex-Cooper Power Tools, Teilenummer MS20271 B16)
109: Zentriermechanismusstift (Apex-Cooper Power Tools, Teilenummer MS20271 B16)
110: Zentriermechanismusstift (Apex-Cooper Power Tools, Teilenummer MS20271 B16)
111: Rückhaltestift (Fastenal Federstift, Teilenummer 28092)
112: Rückhaltestift (Fastenal Federstift, Teilenummer 28092)
113: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer B2020)
114: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer B2020)
115: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer JT2017)
116: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer JT2017)
117: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer JT2017)
118: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer JT2017)
119: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer B2020)
120: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer B2020)
121: Drucklagerbeilegscheibe (Garlock Bearing Co., Teilenummer G 12 DU)
122: Drucklagerbeilegscheibe (Garlock Bearing Co., Teilenummer G 12 DU)
123: O-Ring/Druckfeder (Apple Rubber Co., Teilenummer AS686691-118, 122, 125)
124: O-Ring/Druckfeder (Apple Rubber Co., Teilenummer AS686691-118, 122, 125)
125: Loch in Nockenstange 102
126: Loch in Nockenstange 103
127: Erstes winkliges Loch in Nockenrohr 101
128: Zweites winkliges Loch in Nockenrohr 101
129: Fenster in Nockenrohr 101
130: Erstes Stiftszugriffsloch in Nockenrohr 101
131: Zweites Stiftszugriffsloch in Nockenrohr 101
132: Lagerunterlegplatte
133: Lagerunterlegplatte
134: Eingangs-/Ausgangswelle
135: Eingangs-/Ausgangswelle
136: Kopplungsbügelglied
137: Abdeckung des Nockenrohrs 101
156: Ring
157: Ring
158: Band
159: Band
160: Nadellageranordnung
161: Nadellageranordnung
162: Nadellageranordnung
163: Nadellageranordnung
164: Zapfenstift (E9310 Sonderstahl, 60 HRC)
165: Zapfenstift (E9310 Sonderstahl, 60 HRC)
166: Zapfenstift (E9310 Sonderstahl, 60 HRC)
167: Zapfenstift (E9310 Sonderstahl, 60 HRC)
201: Nockenrohr (Aluminium 6061-T6 oder Stahl)
202: Nockenstange (E9310 Sonderstahl, 60 HRC)
203: Nockenstange (E9310 Sonderstahl, 60 HRC)
204: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer DB76557N)
205: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer B1010)
206: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer DD-76433)
207: Zentriermechanismuswürfel (Apex-Cooper Power Tools, Teilenummer MS-20271-B8)
208: Abdeckung für Nockenrohr 201
209: Drucklager (INA Bearing Co., Teilenummer AXK-0414TN)
210: Druckunterlegscheibe (INA Bearing Co., Teilenummer AS 0414)
211: Stopfendichtung
212: Innerer Schnappring
213: Lagerabstandsplatte
214: O-Ringdichtung
215: O-Ringdichtung
216: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer DB-76557N)
217: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer DB-76557N)
218: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer DB-76557N)
219: Zapfenstift (E9310 Sonderstahl, 60 HRC)
220: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer DD-76433)
221: Lagerabstandsplatte
222: Zapfenstift (E9310 Sonderstahl, 60 HRC)
224: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer DD-76433)
225: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer DD-76433)
226: Zapfenstift (E9310 Sonderstahl, 60 HRC)
227: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer B-1010)
228: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer B-1010)
230: Ring
231: Ring
232: Band
233: Band
234: Eingangs-/Ausgangswelle (Sonderstahl)
235: Eingangs-/Ausgangswelle (Sonderstahl)
236: Kopplungsbügelglied (Sonderstahl)
237: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer DD-76433)
238: Zapfenstift (E9310 Sonderstahl, 60 HRC)
301: Nockenrohr (Aluminium oder Sonderstahl)
302: Nockenstange (E9310 Sonderstahl, 60 HRC)
303: Nockenstange (E9310 Sonderstahl, 60 HRC)
304: Schrägstange (E4340 Sonderstahl, 50 HRC)
305: Schrägstange (E4340 Sonderstahl, 50 HRC)
306: Schrägstange (E4340 Sonderstahl, 50 HRC)
307: Lagerdichtung (Garlock 18DP06)
308: Lagerdichtung (Garlock 18DP06)
309: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer JT-1813)
310: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer JT-1813)
311: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer JT-1813)
312: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer JT-1813)
324: Lagerschale
325: Lagerschale
326: Lagerschale
327: Lagerschale
328: Zapfenstift
329: Zapfenstift
330: Zapfenstift
331: Zapfenstift
334: Eingangs-/Ausgangswelle
335: Eingangs-/Ausgangswelle
336: Verbindungsbügelglied
339: Ring
340: Ring
341: O-Ringdichtung
342: O-Ringdichtung
401: Nockenrohr
402: Nockenstange
403: Nockenstange
404: Kugel (Lagerstahl, 60 HRC)
407: Lagerdichtung
408: Lagerdichtung
409: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer JT-1813)
410: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer JT-1813)
411: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer JT-1813)
412: Nadellageranordnung (Torrington Bearing Co., Teilenummer JT-1813)
423: O-Ringdichtung
424: O-Ringdichtung
425: Nadellageranordnung
426: Lagerrückhaltering
426: Zapfenstift
428: Ring
434: Eingangs-/Ausgangswelle
435: Eingangs-/Ausgangswelle
436: Kopplungsbügel
437: Feder
438: Drucklager
439: Feder
440: Drucklager
501: Ringquadrant
502: Ringquadrant
503: Ringquadrant
504: Ringquadrant
505: Ringquadrant
506: Ringquadrant
507: Ringquadrant
508: Ringquadrant
509: Zapfenstift
510: Zapfenstift
511: Zapfenstift
512: Zapfenstift
513: Lagerdichtung
514: Lagerdichtung
515: Lagerdichtung
516: Lagerdichtung
517: Zapfenstift
518: Zapfenstift
519: Zapfenstift
520: Zapfenstift
534: Eingangs-/Ausgangswelle
535: Eingangs-/Ausgangswelle
536: Kupplungsbügelglied
537: Ringanordnung
538: Ringanordnung

Alle hier offenbarten Messungen wurden auf der Erde bei Normaltemperatur und Normaldruck auf Meereshöhe durchgeführt, es sei denn, es wurde anders angegeben. Alle Materialien, die verwendet werden oder verwendet werden sollen in einem Menschen sind biokompatibel, es sei denn, es ist anders angegeben.

Claims

Kreuzgelenk (100, 200, 300, 400, 500) mit: (a) einer ersten Welle und einer zweiten Welle (134, 135; 234, 235; 334, 335; 434, 435; 534, 535); (b) Kopplungsmitteln (136, 236, 336, 436, 536) zum Übertragen eines Drehmoments von der ersten Welle (134, 234, 334, 434, 534) auf die zweite Welle (135, 235, 335, 435, 535); (c) Zentriermitteln (100A, 200B, 300C, 400D), die die erste Welle (134, 234, 334, 434, 534) und die zweite Welle (134, 135; 234, 235; 334, 335; 434, 435; 534, 535) miteinander verbinden, damit sich die zweite Welle (134, 135; 234, 235; 334, 335; 434, 435; 534, 535) mit dem gleichen Winkel relativ zu den Kopplungsmitteln (136, 236, 336, 436, 536) bewegt, wie es die erste Welle (134, 234, 334, 434, 534) tut, wobei die Zentriermittel eine erste Nockenstange (102, 202, 302, 402) und eine zweite Nockenstange (103, 203, 303, 403) aufweisen, deren jeweils eines Ende (168, 171; 239, 240; 343, 344; 441, 442) mit einem Zapfen zur Rotation in der ersten Welle bzw. der zweiten Welle gelagert ist, und deren anderes Ende (169, 170; 241, 242; 245, 346; 443, 444) mit einem Zapfen zur Rotation in einem Nockenrohr (101, 201, 301, 401) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (175, 177) der Rotation der Nockenstangen in den Wellen mit einem ersten Nockenstangenwinkel und einem zweiten Nockenstangenwinkel (103C, 104D; 203C, 204D; 303C, 304D; 403C, 404D) zu der jeweiligen Achse (176, 178) der Rotation der Nockenstangen in dem Nockenrohr geneigt sind, dass die erste Nockenstange und die zweite Nockenstange sich gemeinsam in dem Nockenrohr drehen; und dass der erste Nockenstangenwinkel und der zweite Nockenstangenwinkel gleich sind.
Kreuzgelenk (100, 200, 300, 400, 500) nach Anspruch 1, wobei das Nockenrohr (101, 201, 301, 401) Bohrungen (127, 128; 316, 317; 419, 420) aufweist, die die Nockenstangen (102, 103; 202, 203; 302, 303; 402, 403) bei gleichen Winkeln (101A, 102B; 203A, 204B; 303A, 304B; 403A, 404B) relativ zueinander halten, und die die gleichen sind wie die Nockenstangenwinkel (103C, 104D; 203C, 204D; 303C, 304D; 403C, 404D), so dass sich, wenn sich die gekoppelten Nockenstangen innerhalb des Nockenrohrs drehen, die Achsen (175, 177) der Enden (168, 171; 239, 240; 343; 344) der Nockenstangen in den Wellen selbst zueinander ausrichten können oder sich in Bezug zueinander bis zu einem Winkel fehlausrichten können, der viermal so groß wie der Nockenstangenwinkel (103C, 104D; 203C, 204D; 303C, 304D; 403C, 404D) ist.
Kreuzgelenk (100, 200, 300, 400, 500) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Nockenrohr (101, 201, 301, 401) die erste Nockenstange (102, 202, 303, 402) und die zweite Nockenstange drehbar hält, und wobei die erste Nockenstange (102, 202, 303, 402), die zweite Nockenstange (103, 203, 303, 403) und das Nockenrohr (101, 201, 301, 401) die erste Welle (134, 234, 334, 434, 534) und die zweite Welle drehbar halten, dass sich die zweite Welle (135, 235, 335, 435, 535) mit dem gleichen Winkel relativ zu den Kopplungsmitteln bewegen lässt, wie es die erste Welle (134, 234, 334, 434, 534) tut.
Kreuzgelenk (100, 200, 300, 400, 500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit (a) ersten (156, 230, 340, 428, 537) und zweiten (157, 231, 339, 429, 538) Ringen; (b) einem ersten Bügel und einem zweiten Bügel (136, 236, 336, 436, 536), die innerhalb des ersten bzw. zweiten Rings angeordnet sind; (c) der ersten Welle und der zweiten Welle (134, 135; 234, 235; 334, 335; 434, 435; 534, 535); (d) ersten Stiftmitteln (164, 166; 219, 222; 511, 512), die den ersten Bügel und den ersten Ring drehbar miteinander verbinden; (e) zweiten Stiftmitteln (165, 167; 226, 238; 427; 509, 510), die die erste Welle und den ersten Ring drehbar miteinander verbinden; (f) dritten Stiftmitteln (329, 331), die den zweiten Bügel und den zweiten Ring drehbar miteinander verbinden; (g) vierten Stiftmitteln (328, 330), die die zweite Welle und den zweiten Ring miteinander verbinden; (h) einer Kopplungseinrichtung (136), die den ersten Bügel und den zweiten Bügel miteinander verbindet; und (i) einer Vielzahl von Lagermitteln (160–163; 220, 224, 225, 237; 324–327; 425), die die Stiftmittel aufnehmen.
Kreuzgelenk (500) nach Anspruch 4, wobei jeder Ring (537, 538) eine Vielzahl von Ringsegmenten (501–504, 505–508) aufweist, die durchgehend auf eine Weise aneinander angebracht sind, dass sie die Ringsegmente gemeinsam mechanisch zurückhalten.
Kreuzgelenk (500) nach Anspruch 5, wobei die Ringsegmente (501–504, 505–508) Viertelkreise sind.
Kreuzgelenk (100) nach Anspruch 6, wobei die Viertelkreise im Wesentlichen identisch zueinander sind.
Kreuzgelenk (100, 200, 300, 400, 500) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei es in jedem Ring Lagermittel gibt, wobei die Lagermittel (160–163; 220, 224, 225, 237; 425) in dem ersten Ring (156, 230, 340, 428, 537) die ersten Stiftmittel und die zweiten Stiftmittel (164–167; 219, 222, 226, 238; 427; 509–512) aufnehmen, und wobei die Lagermittel (324–327) in dem zweiten Ring (157, 231, 339, 429, 538) die dritten Stiftmittel und die vierten Stiftmittel (328–331) aufnehmen.
Kreuzgelenk (100, 200, 300, 400, 500) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die ersten Stiftmittel und die zweiten Stiftmittel (164–167; 219, 222, 226, 238; 427; 509–512) Drehmitten (172) aufweisen, und wobei die dritten Stiftmittel und die vierten Stiftmittel (328–331) Drehmitten (174) aufweisen, wobei die erste Nocken stange (102, 202, 302, 402) Achsen (175, 176) der Rotation aufweist und die zweite Nockenstange (103, 203, 303, 403) Achsen (177, 178) der Rotation aufweist, und wobei die Achsen (175, 176) der Rotation der ersten Nockenstange die Drehmitten (172) der ersten Stiftmittel und der zweiten Stiftmittel schneiden, und wobei die Achsen der Rotation (177, 178) der zweiten Nockenstange die Drehmitten (174) der dritten Stiftmittel und der vierten Stiftmittel schneiden.
Kreuzgelenk (100, 200, 300, 400, 500) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei beide Nockenstangen bei gleichen Winkeln (101A, 102B; 203A, 204B; 303A, 304B; 403A, 404B) innerhalb des Nockenrohrs (101, 201, 301, 401) drehbar gehalten werden.
Kreuzgelenk (300, 500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Nockenstange (303) längs mit der ersten Nockenstange (302) durch eine Vielzahl von Schrägstangen (304–306) ausgerichtet ist und drehbar mit der ersten Nockenstange (302) durch eine Vielzahl von Schrägstangen (304–306) verbunden ist.
Kreuzgelenk (300, 500) nach Anspruch 11, wobei die erste Nockenstange (302) und die zweite Nockenstange (303) bei gleichen Winkeln (301A, 302B) verbunden sind, wobei die Kopplungsmittel (336) eine Drehachse aufweisen, wobei es eine halbierende Ebene (173) des Kreuzgelenks gibt, die senkrecht zu der Drehachse der Koppelmittel steht, und wobei jeweilige Drehachsen der ersten Nockenstange, der Schrägstangen und der zweiten Nockenstange sich bei den Drehpunkten (172, 174) der ersten Welle und der zweiten Welle (34,35) und der halbierenden Ebene (173) schneiden.
Kreuzgelenk (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste Nockenstange (102, 202) drehbar durch eine Stift- (107–110) und Würfelkreuzgelenk (105, 106; 207) an die zweite Nockenstange (103, 203) gekoppelt ist, die innerhalb des Nockenrohrs (101; 201) gelagert ist.
Kreuzgelenk (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: die erste Nockenstange (102, 202, 302, 402) einen ersten Abschnitt (168; 239; 343; 441) mit einer ersten Achse (175) der Rotation und einen zweiten Abschnitt (169; 241; 345; 443) mit einer zweiten Achse (176) der Rotation aufweist; die zweite Nockenstange (103, 203, 303, 403) einen ersten Abschnitt (171; 240; 344; 442) mit einer ersten Achse (177) der Rotation und einen zweiten Abschnitt (170; 242; 346; 444) mit einer zweiten Achse (178) der Rotation aufweist; wobei die ersten Stiftmittel und die zweiten Stiftmittel (164–167; 219, 222, 226, 238; 427; 509–512) Drehmitten (172) aufweisen und die dritten Stiftmittel und die vierten Stiftmittel (328–331) Drehmitten (174) aufweisen; die Achsen (175, 176) der Rotation der ersten Nockenstange einander bei den Drehmitten (172) der ersten Stiftmittel und der zweiten Stiftmittel schneiden, und die Achsen der Rotation (177, 178) der zweiten Nockenstange sich bei den Drehmitten (174) der dritten Stiftmittel und der vierten Stiftmittel schneiden; die Koppelmittel (136, 236, 336, 436, 536) eine Längsachse aufweisen; die Längsachse der Koppelmittel die Achsen (175, 176) der Rotation der ersten Nockenstange schneiden, wo sie sich schneiden; und die Längsachse der Koppelmittel die Achsen (177, 178) der Rotation der zweiten Nockenstange schneiden, wo sie sich schneiden.