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Wellengelenk zum Anschluß einer fliegenden Gelenkwelle Die Erfindung
bezieht sich auf ein Wellengelenk zum Anschluß einer fliegenden Gelenkwelle, z.
B. der Kardanwelle von Kraftfahrzeugen, das die Wellen so miteinander verbindet,
daß sie axiale Verschiebungen gegeneinander ausführen können.
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Bisher werden Gelenkwellen in der Regel durch ein Kreuzgelenk verbunden.
Da die üblichen Kreuzgelenke keine .axialen Verschiebungen der Wellen gegeneinander
zulassen, ist es üblich, in Fällen, in denen solche axialen Verschiebungen notwendig
sind, z. B. bei Kardanwellen von Kraftfahrzeugen, eine Welle aus zwei axial ineinander
verschiebbaren Teilen herzustellen. Die hierfür erforderliche Keilverzahnung ist
jedoch in der Herstellung kostspielig.
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Es gibt auch schon Wellengelenke mit sich kreuzenden Schwenkachsen,
die eine axiale Bewegung der einen Welle gegenüber der anderen zulassen. Hierbei
ist die eine Welle mit ihren Schwenkzapfen an Gleitsteinen gelagert, die in zugeordneten
axialen Führungen der anderen Welle verschiebbar und zugleich mit Kugelflächen an
diesen Führungen schwenkbar sind. Derartige Wellengelenke haben jedoch den Nachteil,
daß in ihnen Reibungswiderstände auftreten, die die Verschiebung der Wellen gegeneinander
erschweren. Außerdem ist es schwierig, die Gleitsteinführungen gegen Verschmutzen
zu schützen. Zur Verwendung von Kardanwellen von Kraftfahrzeugen, die im Fahrgestell
starker Verschmutzung ausgesetzt sind. sind derartige Wellengelenke daher nur bedingt
geeignet.
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Das Wellengelenk nach der Erfindung vermeidet diese Nachteile und
macht es entbehrlich; eine Welle aus zwei gegeneinander verschiebbaren Teilen herzustellen.
Das Wellengelenk -nach der Erfindung hat zwei Zwischenteile, die untereinander und
je mit einer der beiden Wellen schwenkbar verbunden
und so ausgebildet
sind, daß die den beiden Zwischenteilen- gemeinsame Schwenkachse rechtwinklig die
Schwenkachse zwischen dem einen Zwischenteil und der mit ihm verbundenen Welle schneidet
und parallel zu der Schwenkachse zwischen dem anderen Zwischenteil und der mit diesem
verbundenen Welle liegt, wobei diese letztere Schwenkachse die Achse der Welle rechtwinklig
kreuzt.
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Diese Gelenkverbindung ist leicht und billig herzustellen, weil ihre
Teile nur mit Zapfen und Zapfenlagern ineinandergreifen; sie überträgt bei axialen
Bewegungen. der einen Welle nur geringe axiale Kräfte auf die andere Welle. Außerdem
lassen .sich die Zapfenlager einfach und wirksam gegen Verschmutzen schützen.
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Vorzugsweise wird der eine Zwischenteil, dessen Schwenkachsen rechtwinklig
zueinander liegen, kreuzförmig gestaltet und der :andere Zwischenteil, dessen Schwenkachsen
parallel zueinander liegen, als Hohlkörper ausgebildet, so daß er den kreuzförmigen
Zwischenbeil größtenteils umgibt. Der kreuzförmige Zwischenteil hat vorzugsweise
zwei Paar Lagerzapfen, der hohle Zwischenteil ein Paar Zapfenlager für das eine
dieser Zapfenpaare und außerdem für seine Verbindung mit der zugehörigen Welle ein
Paar Zapfenlager oder ein weiteres Paar Lagerzapfen, je nachdem, ob die Welle zwei
Zapfen oder zwei Lager aufweist. Zur Herstellung ihrer Verbindung miteinander können
die Zwischenteile in sich mehrteilig, z. B. mit abnehmbaren Lagerzapfen oder geteilten
Lageröffnungen versehen sein.
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Inder Zeichnung sind Beispiele für die Ausführung des Wellengelenks
nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. I bis 3 eine schaubildliche
Ansicht, einen Grundriß und eine Seitenansicht des Wellengelenks in schematischer
Darstellung, Fig.4 einen axialen Schnitt einer praktischen Ausführungsform, Fig.
5 eine schaubildliche Ansicht der Teile des Wellengelenks nach Fig. 4 und Fig.6
und 7 entsprechende Ansichten einer anderen Ausführungsform.
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Das Wellengelenk nach Fig. I bis 3 ist zum Einbau zwischen einer angetriebenen
Welle I und einer treibenden Welle 2 bestimmt. Der Teil 3 der Welle 2 ist mit einem
Motor gekuppelt, z. B. einem Kraftfahrzeugmotor, während die Welle I mit den anzutreibenden.
Rädern verbunden ist, und zwar vorzugsweise über ein Ausgleichgetriebe.
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Die Wellen I und 2 sind so eingebaut, daß sich ihre Achsen mindestens
angenähert schneiden. Die eine Welle, z. B. die Antriebswelle 2, läuft in einem
Lager 4 um und ist mit Bunden 2a versehen, die ein axiales Gleiten der Welle im
Lager 4 verhindern. Die angetriebene Welle I kann dagegen in gewissen Grenzen axiale
Bewegungen ausführen.
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Die Gelenkverbindung, die diese axialen Bewegungen der Welle I zuläßt,
weist zwei Zwischenteile 8 und I I auf, die mit den Wellen I und 2 mit Hilfe von
Zapfen 5 (Schwenkachse x-x' zwischen Welle I und Teil I I) und 6 (Schwenkachse z-z'
zwischen Teil 8 und Welle 2) schwenkbar verbunden sind. Diese Schwenkachsen kreuzen
sich rechtwinklig zueinander. Die Teile 8 und I I sind mittels Zapfen 7 (Schwenkachse
y-y') schwenkbar aneinander gelagert.
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Die Schwenkachse y-y' ist parallel zu der Schwenkachse z-z'. Die Schwenkachse
z-z' ist zur Antriebswelle 2 seitlich versetzt, während die die beiden Zwischenteile
8 und I I miteinander verbindenden Zapfen 7 nach der anderen Seite aus der Gelenkmitte
versetzt sind, so daß innerhalb der Gelenkverbindung genügend Raum für die beiden
Zapfenpaare vorhanden ist.
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Die Wellen I und 2 sind mit den Zwischenteilen I I bzw. 8 durch an
ihren Enden befestigte Gabeln 9 und Io gelenkig verbunden. Die Ebene der Gabel Io
liegt zur Achse der -Welle 2 parallel, aber seitlich versetzt.
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Bei der Ausführung nach Fig. 4 und 5 ist der Zwischenteil I I kreuzförmig
gestaltet und trägt zwei rechtwinklig zueinander liegende Zapfenpaare 5, 5 (Schwenkachse
x-x) und 7, 7 (Schwenkachse y-y'). Die Zapfen 5 sind für die Lagerung in von der
Gabel 9 der Welle I getragenen Lagern eingerichtet. Der Zwischenteil 8 ist an seiner
dem Zwischenteil II zugekehrten Seite hohl ausgebildet. Er weist einerseits zwei
Lager I2a (Schwenkachse y-y') zur Aufnahme der Zapfen 7 und andererseits zwei Zapfen
6 (Schwenkachse z-z') auf. Die Zapfen 6 sind in von der Gabel Io getragenen Lagern
gelagert. Diese Gabel ist mittels einer mit Befestigungslöchern I4 a versehenen
Platte 14 an der Welle 2 exzentrisch zur Achse dieser Welle befestigt. Zur Verhinderung
von Axialverschiebungen der Zapfen in ihren Lagern können in die Lager eingesetzte
federnde Sprengringe 13 vorgesehen sein.
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Die Bauart nach Fig. 6 und 7 ist der Ausführung nach Fig. 4 und 5
ähnlich, jedoch sind für die Schwenkverbindung zwischen dem Zwischenteil 8 und dem
Gabelkopf io die Zapfen 6 an dem Gabelkopf io und idie Zapfenlager an dem Zwischenbeil
8 vorgesehen.
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Das Wellengelenk kann mit Anschlägen versehen sein, die die axiale
Bewegung begrenzen.