DE8620330U1 - Universal joint for a cardan shaft - Google Patents
Universal joint for a cardan shaftInfo
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Description
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Das aus der DE-PS 28 25 556 bekannte Kreuzgelenk weist zu diesem Zweck eine durch das Zapfenkreuz hindurchreichende und als
Federhülse ausgebildete Stange auf, mit der die beiden Gelenkgabeln
zusänunengespannt werden, wodurch das Gelenk bestrebtFor this purpose, the universal joint known from DE-PS 28 25 556 has a cross-shaped pivot pin which extends through the pivot cross and serves as
A rod formed as a spring sleeve, with which the two joint forks are clamped together, whereby the joint strives
O fO f
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches Kreuzgelenk |according to the preamble of claim 1. Such a universal joint |
ist bekannt aus der DE-PS 28 25 556. |is known from DE-PS 28 25 556. |
auch zum Antrieb von Schwermaschinen, z.B. Walzwerken verwen- |also used to drive heavy machinery, e.g. rolling mills |
det. Die dort zu übertragenden Leistungen und Drehmomente füh- |The power and torque to be transmitted there leads to |
&Ggr; ren zu beträchtlichen Abmessungen und Gewichten. Andererseits | &Ggr; lead to considerable dimensions and weights. On the other hand |
führt der bei Walzwerken häufige Walzenwechsel zu umfangreichen jThe frequent roll changes in rolling mills lead to extensive j
geben, wenn das an dem einen Walzenende aufgesteckte Gelenkwel- . j.if the universal joint fitted to one end of the roller. j.
lenende, der sogenannte Treffer, während des Walzenwechsels die jü zuvor eingenommene Höhen- Und Winkellage beibehält, also nicht lenende, the so-called hit, maintains the previously assumed height and angle position during the roller change , i.e. not
nach unten abkippt* % tilts downwards* %
ist/ seine Strecklage einzunehmen. In einer weiteren Ausführungsform wird die bekannte Hälteeinrichtung erst wirksam/ wenn das angrenzende Maschinenbauteil, also z.B. die Wälze, vom Gelenk abgenommen ist* Während des Betriebes ist die Beügefähigkeit des Gelenks nicht beeinträchtigt« Die bekannte Einrichtung zur Schwenkunterdrückung hat jedoch den Nachteil, daß die zentral angeordnete Feder nicht so stark sein kann, um eine sehr J schwere Gelenkhälfte in der gewünschten Montagelage zu halten. Nachteilig sind ferner die verschleiSbehaffceten wahrend des Betriebs aufeinander gleitenden Bauteile. | is to assume its extended position. In a further embodiment, the known holding device only becomes effective when the adjacent machine component, e.g. the roller, is removed from the joint. During operation , the joint's ability to bend is not impaired. However, the known device for swivel suppression has the disadvantage that the centrally arranged spring cannot be strong enough to hold a very heavy joint half in the desired assembly position. Another disadvantage is the wear-prone components that slide against one another during operation. |
Bekannt ist ferner aus der DE-PS 27 33 942 eine Gelenkbauart, bei der ein zentral angeordneter Dorn von der einen Gelenkgabel durch das Zapfenkreuz hindurch in die andere Gelenkgabel hineinragt. In dieser zweiten Gelenkhälfte ist ein Ring mit kegeliger Bohrung über einen Betätigungszylinder axial auf das ebenfalls kegelige Ende des Domes aufschiebbar. Diese Vorrichtung erlaubt zwar das sichere Festhalten der freihängenden Gelenkhälfte/ jedoch nur in absoluter Strecklage. Wird also ein Walzenwechsel bei gebeugter Gelenkwelle vorgenommen, so ist die bekannte Vorrichtung nicht anwendbar. |A joint design is also known from DE-PS 27 33 942, in which a centrally arranged mandrel extends from one joint fork through the cross pin into the other joint fork. In this second joint half, a ring with a tapered bore can be pushed axially onto the end of the mandrel, which is also tapered, via an actuating cylinder. This device allows the freely suspended joint half to be held securely, but only in the absolutely extended position. If a roller change is carried out with the joint shaft bent, the known device cannot be used. |
Aus der DE-PS 29 26 710 ist ein Kreuzgelenk bekannt, bei dem (j ebenfalls die beiden Gelenkgabeln durch eine das Zapfenkreuz durchdringende Stange verbunden sind. Das eine Ende dieser Stange ist gelenkig mit einer Scheibe verbunden, die ihrerseits in einer zur Kupplungsachse senkrecht stehenden Ebene beweglich ist und axial über einen druckmittelbetätigten Kolben festgehalten werden kann. Diese Bauart ist sehr aufwendig und weist eine Vielzahl von Bauteilen auf, die der Verschmutzung von außen und dem Verschleiß unterworfen sind. A universal joint is known from DE-PS 29 26 710 in which the two joint forks are also connected by a rod penetrating the cross. One end of this rod is connected in an articulated manner to a disk, which in turn is movable in a plane perpendicular to the coupling axis and can be held axially by a pressure-medium-operated piston . This design is very complex and has a large number of components that are subject to external contamination and wear.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kreuzgelenk, zu schaffen mit einer einfachen und dennoch zuverlässigen Haltevorrichtung, mit der die freihängende Gelenkgabel in jeder Winkellage blockiert werden kann, ohne im Ruhezustand die freie Beweglichkeit zu behindern. ...The invention is therefore based on the object of creating a universal joint with a simple yet reliable holding device with which the freely suspended joint fork can be blocked in any angular position without hindering free mobility in the resting state. ...
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Zur Losung dieser Aufgabe ist gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 in der einen Gelenkgabel zentral eine KoI-ben-Zyii'ftder-Einheit vorgesehen/ mit einem zur Gelenkmitte hin beweglichen Glied, weiches bei Beaufschlagung der Kolben-Zylin-' der-Einheit mit Druckmedium gegen die Stirnfläche eines weite ren Organes gedrückt wird, das seinerseits an einem der übrigen Elemente des Kreuzgelenks befestigt ist. Sowohl die Stirnfläche des beweglichen Gliedes der Kolben-Zylinder-Einheit als auch die Stirnfläche des anderen Organes sind kugelig ausgeführt, wobei der Kugelmittelpunkt mit dem Mittelpunkt des Kreuzgelenks f\ zusammenfallt. Eine Berührung des axial beweglichen Gliedes der Kolben-Zylinder-Einheit mit der entsprechenden Gegenfläche findet nur nach Vollzug eines bestimmten Hubes statt, während in Ruhelage die freie Beweglichkeit beider Gelenkgabeln gewährleistet ist. Die Sicherung der einen freien Gelenkhälfte gegen Verdrehung bzw. Abkippen beruht auf ReibiJchluß zwischen den sich berührenden Flächen unter der Wirkung des Druckes in der Kolben-Zylinder-Einheit. To solve this problem, according to the characterizing features of claim 1, a piston-cylinder unit is provided centrally in one of the joint forks, with a member that can move towards the center of the joint and that, when the piston-cylinder unit is subjected to pressure medium, is pressed against the front face of another member that is in turn attached to one of the other elements of the universal joint. Both the front face of the movable member of the piston-cylinder unit and the front face of the other member are spherical, with the center of the sphere coinciding with the center of the universal joint. The axially movable member of the piston-cylinder unit only comes into contact with the corresponding counter surface after a certain stroke has been completed, while in the rest position the free mobility of both joint forks is guaranteed. The securing of one free joint half against twisting or tipping is based on frictional engagement between the contacting surfaces under the effect of the pressure in the piston-cylinder unit.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Anspruch 2 festgehalten. Der kugelig ausgebildeten Stirnfläche des beweglichen Gliedes der Kolben-Zylinder-Einheit steht dort eine kugelige Stirntlache einer Stange gegenüber, die in der anderen O Gelenkhälfte befestigt ist Und sich durch eine Bohrung im Zapfenkreuz hindurch erstreckt. Gemäß Anspruch 3 kann die kugelige Gegenfläche für das bewegliche Glied der Kolben-Zylinder-Einheit auf einer Stegplatte gebildet sein, die an den zur einen Gelenkgabel hin gerichteten Stirnseiten der Lageraugen der anderen Gelenkgabel befestigt ist. Bei dieser Ausführungsform kann ein Zapfenkreüz ohne zentrale !Bohrung verwendet werden. Es ist gemäß Anspruch 4 ferner möglich, das bewegliche Glied der Kolben-Zylinder-Einheit als Stange auszubilden, die sich durch das mit Bohrung versehene Zapfenkreuz hindurch erstreckt und auf eine entsprechende kugelige Gegenfläche am A preferred embodiment of the invention is set out in claim 2. The spherical front surface of the movable member of the piston-cylinder unit is opposed there by a spherical front surface of a rod which is fastened in the other half of the joint and extends through a hole in the cross member. According to claim 3, the spherical counter surface for the movable member of the piston-cylinder unit can be formed on a web plate which is fastened to the front sides of the bearing eyes of the other joint fork facing towards one joint fork . In this embodiment , a cross member without a central hole can be used. According to claim 4, it is also possible to design the movable member of the piston-cylinder unit as a rod which extends through the cross member provided with a hole and onto a corresponding spherical counter surface on the
Gründe der änderen Gelenkgäbel stoßt. Eine weitete Ausführungsforrii der Erfindung kann darin bestehen, das Zapfenkroüz an der" der Kolben-Zylinder-Einheit zugewandten Seite mit einer Kugelfläche zu versehen> auf die das bewegliche Glied der Kolben-Zylinder-Einheit drückt. Der Vorzug dieser Ausführungsform besteht darin, daß das freie Gelenk bei entsprechender Drehlage der Gelenkwelle gegen Abkippen nach unten über das Zapfenkreuz gesichert werden kann, während eine freie Beweglichkeit in horizontaler Ebene für Montage- oder Reparaturarbeiten erhalten bleibt. Die Unteransprüche 6 bis 9 betreffen weitere konstruktive Ausgestaltungen. A further embodiment of the invention can consist in providing the journal cross on the side facing the piston-cylinder unit with a spherical surface onto which the movable member of the piston- cylinder unit presses. The advantage of this embodiment is that the free joint can be secured against tipping downwards via the journal cross when the universal joint shaft is in the appropriate rotational position, while free mobility in a horizontal plane is maintained for assembly or repair work. Subclaims 6 to 9 relate to further structural embodiments.
Anhand der Zeichnung werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung nachstehend näher erläutert. Es zeigenSome embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. They show
Figur 1 ein Kreuzgelenk mit kugeliger Gegenfläche auf einer das Zapfenkreuz durchdringenden Stange, die auf der anderen Gelenkgabel befestigt ist;Figure 1 a universal joint with a spherical counter surface on a rod penetrating the cross pivot and attached to the other joint fork;
Figur 2 ein Kreuzgelenk mit kugeliger Gegenfläche auf einer an der anderen Gelenkgabel befestigten Stegplatte;Figure 2 a universal joint with a spherical counter surface on a web plate attached to the other joint fork;
Figur 3 ein Kreuzgelenk mit beweglicher Stange und einer kuge-(&Lgr; ligen Gegtenflache an der anderen Gelenkgabel;Figure 3 a universal joint with a movable rod and a spherical counter surface on the other joint fork;
Figur 4 ein Kreuzgelenk mit einer kugeligen Gegenfläche am Zapfenkreuz.Figure 4 a universal joint with a spherical counter surface on the pin cross.
In allen Figuren sind die einander entsprechenden Teile mit denselben Positionsnummern versehen. In all figures, the corresponding parts are provided with the same position numbers.
Die Figur 1 zeigt ein Kreuzgelenk 1, bestehend aus einer ersten Gelenkgabel 2, die an eiaer Welle 5 befestigt ist, einer zweiten Gelenkgabel 3 mit einem daran befestigten sogenannten Tref-Figure 1 shows a universal joint 1, consisting of a first joint fork 2, which is attached to a shaft 5, a second joint fork 3 with a so-called striker attached to it.
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fer 6 sowie einem beide Gelenkgabeln verbindenden Zapfenkreuz 4. Die Gelenkgabel 2 weist eine zentral in der Kupplungsachse angeordnete Kolben-Zylinder-Einheit 7 auf mit einem beweglichen Glied 8, das sich bei Zufuhr von Druckmittel durch eine Zuleitung 23 zur Gelenkraitte 13 hin bewegen kann. Die andere Gelenkgabel 3 weist eine zentral angeordnete Stange 11 auf, die durch eine Bohrung 12 im Zapfenkreuz 4 hindurch bis nahe an die Stirnfläche des beweglichen Gliedes 8 der Kolben-Zylinder-Einheit 7 ragt, diese aber in der dargestellten Ruhelage nicht berührt. Sowohl die Stirnfläche 10 der Stange 11 als auch die fer 6 and a cross pin 4 connecting both joint forks. The joint fork 2 has a piston-cylinder unit 7 arranged centrally in the coupling axis with a movable member 8 which can move towards the joint 13 when pressure medium is supplied through a supply line 23. The other joint fork 3 has a centrally arranged rod 11 which projects through a bore 12 in the cross pin 4 up to close to the front face of the movable member 8 of the piston-cylinder unit 7, but does not touch it in the rest position shown. Both the front face 10 of the rod 11 and the
r r Stirnfläche 9 des beweglichen Gliedes 8 sind kugelig ausgeführt, wobei die beiden Berührflächen 9 und 10 denselben Kugelradius aufweisen, dessen Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt 13 des Kreuzgelenks 1 zusammenfällt. Bei Zufuhr von Druckmittel über die Zuleitung 23 zur Kolben-Zylinder-Einheit 7 wird das bewegliche Glied 8 über die kugelige Stirnfläche 9 mit großer Kraft auf die Stirnseite 10 der Stange 11 gedruckt. Dadurch wird mittels Reibschluß zwischen den Berührungsflächen die Gelenkgabel 3 in der momentan vorhandenen Lage festgehalten. Wird die nicht dargestellte Walze nunmehr aus dem Treffer 6 herausgezogen, so trifft das Wellenende der neu eingeschobenen Walze den Treffer 6 in exakter Montageposition vor. Der Druck in der Druckmittelzuleitung 23 kann nunmehr abgebaut werden, so daß sich das be-The front face 9 of the movable member 8 is spherical, with the two contact surfaces 9 and 10 having the same spherical radius, the center of which coincides with the center 13 of the universal joint 1. When pressure medium is supplied via the supply line 23 to the piston-cylinder unit 7, the movable member 8 is pressed with great force onto the front face 10 of the rod 11 via the spherical front face 9. As a result, the joint fork 3 is held in its current position by means of friction between the contact surfaces. If the roller (not shown) is now pulled out of the hitch 6, the shaft end of the newly inserted roller hits the hitch 6 in the exact assembly position. The pressure in the pressure medium supply line 23 can now be reduced, so that the
C wegliche Glied 8 über eine dazu vorhandene Rückzugfeder 24 in die Ruhelage bewegen kann. Die froie Beweglichkeit der Gelenkgabeln 2 und 3 ist dann wieder hergestellt. In der Kolben-Zylinder-Einheit 7 ist das bewegliche Glied 8 als Zylinder ausgeführt, der über einem feststehenden Kolben 22 verschiebbar angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß die dem hohen Druckmitteldruck ausgesetzten Dichtflächen zwischen Zylinder und Kolben auf der Innenseite angeordnet sind, so daß die Außenfläche des beweglichen Gliedes 8 nur eine Führ^ srfsf lache ist unöl lediglich gegien Verschmutzung abgedichtet we^en muß, Die Rückaugfeder 24 ist! als !tfellerfediBir ausgebildet* es kann jedoch aücli eine andere Feder Verwendete werden. C movable member 8 can move into the rest position via a return spring 24 provided for this purpose. The free mobility of the joint forks 2 and 3 is then restored. In the piston-cylinder unit 7, the movable member 8 is designed as a cylinder which is arranged so as to be displaceable above a fixed piston 22. This has the advantage that the sealing surfaces between the cylinder and the piston which are exposed to the high pressure medium are arranged on the inside, so that the outer surface of the movable member 8 is only a guide surface and only needs to be sealed against contamination. The return spring 24 is designed as a spring spring, but another spring can also be used.
H in rit » ii» H in rit » ii»
ii ii ilii il il I) " ii ii ilii il il I) "
Bei dem in Figur 2 dargestellten Kreuzgelenk ist die mit der Kolben-Zylinder-Einheit 7 versehene eine Gelenkgabel 2 mit dem Treffer 6 verbunden, die andere Gelenkgabel 3 ist an der Welle 5 befestigt. Der kugeligen Stirnfläche 9 des beweglichen Gliedes 8 steht einer kugeligen Gegenfläche 10 gegenüber, die an einer Stegplatte 15 angeordnet ist. Diese Stegplatte 15 stellt eine Brücke dar zwischen den der einen Gelenkgabel 2 zugewandten Stirnseiten der an der anderen Gelenkgabel 3 befindlichen Lageraugen 16 zur Aufnahme der Lager für das zapfenkreuz 4. Der Hittelpunkt der Kugelfläche 10 an der Stegplatte 15 ( fällt wiederum mit dem Hittelpunkt 13 des Kreuzgelenks zusammen. Diese Bauausführung ermöglicht die Verwendung eines Zapfenkreuzes ohne eine zentrale Bohrung. Die Anordnung der Kolben-Zylinder-Einheit 7 in der mit dem Treffer 6 verbundenen einen Gelenkgabel 2 hat den Vorteil, daß eventuelle Wartungsund Hontagearbeiten an der Kolben-Zylinder-Einheit bei abgenommener Walze (nicht dargestellt) von der offenen Trefferseite aus vorgenommen werden können.In the universal joint shown in Figure 2, one joint fork 2 provided with the piston-cylinder unit 7 is connected to the hitch 6, the other joint fork 3 is fastened to the shaft 5. The spherical front surface 9 of the movable member 8 is opposite a spherical counter surface 10 which is arranged on a web plate 15. This web plate 15 represents a bridge between the front sides of the bearing eyes 16 on the other joint fork 3 facing one joint fork 2 for receiving the bearings for the journal cross 4. The center point of the spherical surface 10 on the web plate 15 ( in turn coincides with the center point 13 of the universal joint. This design enables the use of a journal cross without a central bore. The arrangement of the piston-cylinder unit 7 in the joint fork 2 connected to the hit 6 has the advantage that any maintenance and assembly work on the piston-cylinder unit can be carried out from the open hit side when the roller (not shown) is removed.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 ist das bewegliche Glied 8 der in der einen Gelenkgabel 2 angeordneten Kolben-Zylinder-Einheit 7 als Stange 20 ausgebildet, die sich durch eine Bohrung 12 im Zapfenkreuz 4 hindurch erstreckt und auf eine kuge-( lige Gegenfläche 21 an der anderen Gelenkgabel 3 wirkt.In the embodiment according to Figure 3, the movable member 8 of the piston-cylinder unit 7 arranged in one joint fork 2 is designed as a rod 20 which extends through a bore 12 in the cross member 4 and acts on a spherical counter surface 21 on the other joint fork 3.
In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der die kugelige Gegenfläche 10 für die Stirnfläche 9 des beweglichen Gliedes 8 nicht an einem mit der anderen Gelenkgabel 3 verbundenen Organ angeordnet ist, sondern unmittelbar auf der der Kolben-Zylinder-Einheit 7 zugewandten Seite des Zapfenkreuzes 4. Wird beispielsweise das Kreuzgelenk 1 vor dem Abziehen der nicht dargestellten Walze vom Treffer 6 in die gezeichnete Drehlage gebracht und das bewegliche Glied 8 durch Druckbeaufschlagung über die Zuleitung 23 auf die kugelige Fläche 10 gedrückt/ so wird zwar die eine Gelenkgabel 2 mit demFigure 4 shows a further embodiment of the invention, in which the spherical counter surface 10 for the front surface 9 of the movable member 8 is not arranged on a member connected to the other joint fork 3, but directly on the side of the cross member 4 facing the piston-cylinder unit 7. If, for example, the universal joint 1 is brought into the rotational position shown before the roller (not shown) is pulled off the hitch 6 and the movable member 8 is pressed onto the spherical surface 10 by applying pressure via the supply line 23, then one joint fork 2 is connected to the
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Treffer 6 durch Reibung zwischen den Flächen 9 und 10 am Abkippen nach unten gehindert, aber es findet dadurch keine Blockierung zwischen den beiden Gelenkgabeln 2 und 3 in der anderen Ebene statt. Vielmehr läßt sich die eine Gelenkgabel 2 mit dem Treffer 6 um die vertikale Achse 14 in horizontaler Ebene mittels der Zapfenkreuzlagerung der Gelenkgabel 3 verschwenken. Diese Anordnung bringt ebenfalls Vorteile, insbesondere für die Wartung und Repartur des Treffers 6 oder der durch diesen hindurch zugänglichen Kolben-Zylinder-Einheit 7.Hit 6 is prevented from tipping downwards by friction between the surfaces 9 and 10, but this does not result in a blockage between the two joint forks 2 and 3 in the other plane. Rather, one joint fork 2 with the hit 6 can be pivoted around the vertical axis 14 in the horizontal plane by means of the cross pivot bearing of the joint fork 3. This arrangement also has advantages, in particular for the maintenance and repair of the hit 6 or the piston-cylinder unit 7 accessible through it.
25.07.1986 DK/Py25.07.1986 DK/Py
0340k/ll-170340k/ll-17
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Claims (1)
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DE19868620330 DE8620330U1 (en) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Universal joint for a cardan shaft |
Publications (1)
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DE8620330U1 true DE8620330U1 (en) | 1988-11-03 |
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Family Applications (1)
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DE19868620330 Expired DE8620330U1 (en) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Universal joint for a cardan shaft |
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DE (1) | DE8620330U1 (en) |
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1986
- 1986-07-29 DE DE19868620330 patent/DE8620330U1/en not_active Expired
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