WO2001051823A1 - Kreuzgelenk - Google Patents

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WO2001051823A1
WO2001051823A1 PCT/EP2001/000149 EP0100149W WO0151823A1 WO 2001051823 A1 WO2001051823 A1 WO 2001051823A1 EP 0100149 W EP0100149 W EP 0100149W WO 0151823 A1 WO0151823 A1 WO 0151823A1
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universal joint
elastomer
pins
pin
rigid
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PCT/EP2001/000149
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English (en)
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Inventor
Kurt H. Fiedler
Manfred Wöhrer
Original Assignee
Fiedler Kurt H
Woehrer Manfred
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/28—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected in which the interconnecting pivots include elastic members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/38—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another
    • F16D3/40—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another with intermediate member provided with two pairs of outwardly-directed trunnions on intersecting axes
    • F16D3/41—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another with intermediate member provided with two pairs of outwardly-directed trunnions on intersecting axes with ball or roller bearings

Definitions

  • the invention relates to a universal joint with two opposing forks which are offset by 90 ° from one another, each of which is part of one of two articulated shafts, or which can each be connected to one of two articulated shaft ends, and two offset by 90 ° to each other and forming a loose spigot pairs, which are mounted on the respective fork ends, the two pairs of pins in the plane formed by the spigot are pivotable against each other by a predetermined angle, with at least one pivot pin with its two outer connecting pins in each an elastic elastomer bushing is mounted, and at least these two elastomer bushings are connected to one another via a rigid circumferential ring, and wherein the rigid circumferential ring in the direction of the axis of the pivot pin contains radial recesses for at least two elastomer bushings, which are for receiving e the connecting pin together with the elastomer bushings are suitable, and the rigid circumferential ring is designed in such a way that it runs in
  • Universal joints form torque-transmitting connections of shafts, the axes of rotation of which do not always or temporarily align with one another during operation, but instead have a flexion angle.
  • elastic universal joints have been developed to avoid vibration transmission, particularly in motor vehicle construction. Elastic deformable elements in the
  • the universal joint reduces the transmission of axial vibrations and torque vibrations through the universal joint.
  • Elastic universal joints are therefore preferably used in the drive train and in the steering train of motor vehicles.
  • the two pairs of joint pins aligned with one another, of which one pair of joint pins is connected to one fork and the other pair of joint pins to the other fork of the universal joint, are made by elastic components decoupled from one another in such a way that, although torque transmission takes place, vibration transmission in the axial direction and in the circumferential direction [is reduced.
  • the common circumferential ring connecting all the radially projecting connecting pins is designed to be elastic. Loop-shaped reinforcement inserts made of high-strength cord thread are embedded in the elastic circumferential ring. Connect two adjacent connecting pins in the circumferential direction.
  • the object of the invention is therefore to design a universal joint of the type mentioned in such a way that an effective and reliable torque transmission between the two shafts or shaft ends is possible with a high, largely freely controllable vibration damping effect, in particular also with regard to torque vibrations.
  • This task is solved according to the invention in that the fork ends are rotatably mounted on the articulated pins forming the cross-piece in rigid pin bearings. Only by designing the journal bearings as rigid, d. H. not substantially elastically deformable pivot bearing ensures that a torsion rate is built up between the drive shaft and the output shaft in the required dimensions and thus a torque is transmitted.
  • elastomer bushings as elastic, vibration-damping elements in a universal joint has the Advantage that the vibration damping effect to be achieved can be freely influenced over a wide range by the choice of the dimensions and the material of the elastomer bushings, but a reliable emergency running property of the universal joint is retained even if the elastomer parts are destroyed.
  • the radially projecting connecting pins of the joint pins then still engage in a form-fitting manner - albeit with a certain amount of play - in the receiving bores of the rigid circumferential ring, so that even in this extreme case a high torque transmission is ensured.
  • the use of elastomer bushings also allows targeted control of the vibration-damping properties, specifically even in the axial and circumferential directions.
  • Gungsdampfungs Bark m many cases additional vibration-damping elements must While in prior art universal joints because of insufficient usually Schw be provided adjacent to the universal joint, ⁇ o twist the axial space requirement increases, the arbitrarily customizable Schwmgungsdampfung causes no additional space in the inventive shaped universal joint, either the axial direction or in terms of diameter, because the rigid circumferential ring which receives the elastomer bushings has essentially the same space requirement as the elastic circumferential bead of the known elastic universal joint.
  • journal bearings are preferably designed as roller bearings, in particular as needle bearings.
  • each connecting pin is non-rotatably connected to an inner sleeve of the elastomer bushing.
  • the elastomer bushing preferably has at its fork-side end an elastic circumferential flange, for example an O-Rmg, which forms a sealing ring between the receiving bore in the circumferential ring and the adjacent fork end.
  • a seal of the journal bearing of the joint journal which is preferably designed as a needle bearing with a permanent lubrication filling, is thus sealed off from the outside, so that loss of lubricant and the penetration of contaminants are avoided.
  • edge flanges of the elastomer bushings are advantageously arranged with a prestress acting in the longitudinal direction of the pin between the circumferential ring and the respectively adjacent fork end. This preload in the direction of the center of the joint reduces play.
  • the pre-tensioning force can be chosen larger than the force resulting from the respective bending moment.
  • FIG. 3 an axial section corresponding to FIG. 1
  • the universal joint shown in FIGS. 1 and 2 which is used, for example, in the auxiliary line or in the steering line of a motor vehicle, has two opposing forks 1, 2 which are connected to the torque-transmitting shaft ends (not shown) to be connected.
  • the fork ends 1 a and 2 a of the forks 1, 2, offset by 90 m circumferential direction, are connected to one another in an articulated manner by an axially and m circumferentially movable cross member 3.
  • the split spigot 3 has two pairs of two pivot pins 4 and 5, respectively, which are aligned with one another.
  • the two pivot pins 4, 5 of the first pair are rigidly connected to one another via a pin web 6 and are each rotatably mounted in the two fork ends 1 a of the fork 1 via a pin bearing 7 designed as a needle bearing.
  • the two aligned pivot pins 4a and 5a of the second pair which run at right angles to the pivot pins 4,5, are also rigidly connected to one another via a pin web 8 and are rotatably mounted on the fork ends 2a of the fork 2 via pin bearings 9m designed as needle bearings.
  • a connecting pin 10 which carries an elastomer bushing 11, adjoins one another radially outward.
  • the connecting pin 10 provided on its outer surface with long profiles is non-rotatably pressed into an inner ring 12 of the elastomer bushing 11 and axially positioned with a securing element 13.
  • Each elastomer bushing 11 protrudes a radial receiving bore 14 of a rigid circumferential rim 15, which thus connects all four connecting pins 10 and thus also all articulated pins 4,5 and 4a, 5a of the entire movable cross member 3 via an elastomer bushing 11.
  • Each elastomer bushing 11 has at its fork-side end an elastic edge flange 16 which projects into the gap between the end of the receiving bore 14 and the outer surface of the respectively adjacent fork end la or 2a.
  • the elastic edge flange 16 there forms a sealing ring between the receiving bore 14 and the fork end la or 2a, which seals the journal bearing 7 to the outside at the top.
  • the edge flanges 16 of the elastomer bushings 11 are arranged with a prestress acting in the longitudinal direction of the journal between the circumferential ring 15 and the respectively adjacent fork end la or 2a. This eliminates any play in the longitudinal direction of the pin and maintains a pretensioning craft which is higher than the possible force resulting from the bending moment during the operation of the universal joint.
  • Each pivot pin 4, 5 or 4a, 5a has, adjacent to each pin bearing 7, a support flange 7a that can be axially supported on the pin bearing 7. As a result, all parts of the universal joint are kept aligned with one another in the radial direction in such a way that there is an unchangeable moment center in the center of the joint.
  • Fig. 3 shows the use of the elastic universal joint described in a double universal joint.
  • One fork 1 of the elastic universal joint here forms part of a central housing 17, which is in the opposite direction to m elastic universal joint carries another, non-elastic, ie rigid universal joint 18.
  • the non-elastic universal joint 18 has a rigid journal cross 19, the joint journals 20 of which are mounted in pairs in a fork 21 of the central housing 17 and a fork 22.
  • the fork 22 is provided at its end facing the elastic universal joint with a spherical bearing 23 made of elastic dam material.
  • Gut is a ball 24 freely rotatably and pivotally embedded, which is connected to the fork 2 of the elastic universal joint.
  • rotation also takes place in the area of the ball joint 23, 24.
  • the ball joint 23, 24 effects an angle synchronization of the two interconnected universal joints. Elastic decoupling in the axial direction and in the circumferential direction is also ensured in the case of the elastic double universal joint according to FIG. 3 by the elastomer bushings 11.
  • the elastomer bushings 11 can - as shown in the drawing - be cylindrical. Instead of this, oval or square-shaped elastomer bushings made of elastically flexible elastomer are also possible in order to achieve different damping properties in the circumferential direction and in the axial direction. It is also possible to provide elongated, kidney-shaped or m-shaped recesses m of the elastomer bushing 11 in order to make the suspension effect different in different directions.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Abstract

Ein elastisches Kreuzgelenk weist zwei einander gegenüberliegende Gabeln mit um 90° in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Gabelenden (1a, 2a) auf, die durch ein bewegliches Zapfenkreuz (3) miteinander gelenkig und drehmomentübertragend verbunden sind. Jeweils zwei Gelenkzapfen (4, 5 bzw. 4a, 5a) sind paarweise starr miteinander verbunden. Jeder Gelenkzapfen (4, 5 bzw. 4a, 5a) fluchtet mit einem in axialer Richtung nach außen angeordneten Verbindungszapfen (10). Alle Verbindungszapfen (10) tragen jeweils eine Elastomerbuchse (11). Jede Elastomerbuchse (11) ist in einer Aufnahmebohrung (14) eines starren Umfangrings (15) aufgenommen. Die Elastomerbuchsen (11) bewirken eine elastische Entkoppelung in axialer Richtung und in Umfangsrichtung bei auftretenden Torsionskräften.

Description

Kreuzgelenk
Die Erfindung betrifft ein Kreuzgelenk mit zwei einander gegenüberliegenden, um 90° gegeneinander versetzten Gabeln, die jeweils Bestandteil je einer von zwei gelenkig miteinander zu verbindenden Wellen sind, oder die jeweils mit je einem von zwei gelenkig miteinander zu verbindenden Wellenenden verbindbar sind, und mit zwei um 90° gegeneinander versetzten und ein loses Zapfenkreuz bildenden Zapfenpaaren, die an den jeweiligen Gabelenden gelagert sind, wobei die beiden Zapfenpaare in der durch das Zapfenkreuz gebildeten Ebene um einen vorausbestimmten Winkelbetrag gegeneinander schwenkbar sind, wobei mindestens ein Gelenkzapfen mit seinen beiden äußeren Verbindungszapfen in je einer elastischen Elastomerbuchse gelagert ist, und zumindest diese beiden Elastomerbuchsen über einen starren Umfangsring miteinander verbunden sind, und wobei der starre Umfangsring in Richtung der Achse der Gelenkzapfen radiale Ausnehmungen für mindestens zwei Elas-tomerbuchsen enthält, die zur Aufnahme der Verbindungszapfen samt Elastomerbuchsen geeignet sind, und der starre Umfangsring so gestaltet ist, daß er ringförmig und um 90° versetzt über den Schnittpunkt der Achsen der das Zapfenkreuz bildenden Zapfenpaare verläuft .
Kreuzgelenke bilden drehmomentübertragende Verbindungen von Wellen, deren Drehachsen im Betrieb ständig oder zeitweise nicht miteinander fluchten, sondern einen Beugewinkel aufweisen. Neben den seit langen bekannten und gebräuchlichen starren Kreuzgelenken, die keine elastischen Elemente aufweisen, sind zur Vermeidung von Schwingungsübertragungen insbesondere im Kraftfahrzeugbau elastische Kreuzgelenke entwickelt worden. Elastisch verfor bare Elemente im
BESTÄΠGUNGSKOPIE Kreuzgelenk vermindern hierbei die Übertragung von axialen Schwingungen und DrehmomentSchwingungen durch das Kreuzgelenk. Elastische Kreuzgelenke werden deshalb bevorzugt im Antriebsstrang und im Lenkungsstrang von Kraftfahrzeugen eingesetzt.
Bei einem bekannten elastischen Kreuzgelenk (EP 0 563 940 Bl, Fig. 1) sind die beiden Paare von miteinander fluchtenden Gelenkzapfen, von denen das eine Gelenkzapfenpaar mit der einen Gabel und das andere Gelenkzapfenpaar mit der anderen Gabel des Kreuzgelenks verbunden ist, durch elastische Bauelemente so voneinander entkoppelt, daß zwar eine Drehmomentubertragung erfolgt, eine Schwingungsubertragung m axialer Richtung und m Umfangsrichtung [jedoch vermindert ist. Bei dem bekannten Kreuzgelenk ist der alle radial vorspringenden Verbindungszapfen verbindende gemeinsame Umfangsring elastisch ausgeführt. In den elastischen Umfangsring sind schlingenformige Verstarkungsemlagen aus hochfesten Cordfaden eingebettet, die. jeweils zwei benachbarte Verbindungszapfen m Umfangsrichtung miteinander verbinden.
Die Auswahl und Bemessung dieser schlmgenforangen Verstarkungsemlagen muß nach dem maximal zu übertragenden Drehmoment erfolgen. Daraus ergibt sich zwangsläufig die mögliche Schwingungsentkopplung m Umfangsrichtung, die somit nur sehr begrenzt möglich ist. Bei einem Bruch der schlmgen- formigen Verstarkungsemlagen, insbesondere infolge einer oftmals unvermeidbaren Überlastung, geht die Fähigkeit des Kreuzgelenks zur Drehmomentubertragung größtenteils verloren. Das Kreuzgelenk hat somit kaum Notlaufeigenschaften. Dies fuhrt beim Einsatz an einem Kraftfahrzeug im Antriebsstrang, insbesondere aber beim Einsatz im Lenkstrang zu einer Gefahrdung des Kraftfahrzeugs, seiner Insassen und anderer Verkehrsteilnehmer und muß αeshalb mit hoher Zuverlässigkeit ausgeschlossen werden. Dies ist nur möglich durch zusätzliche mechanische Fangmechanismen wie metallische Stoppvorrichtungen, Fangbugel oder dergleichen.
Bei einem bekannten Kreuzgelenk der eingangs genannten Gattung (US 1 855 640) sind alle Gelenkzapfen m allen daran angreifenden Teilen in Elastomerbuchsen gelagert, d. h. auch die beiden Gabeln greifen über Elastomerbuchsen an den Gelenkzapfen an. Dadurch ist die Drehmomentubertragung zwischen den beiden Wellen bzw. Wellenenden stark beeinträchtigt. Insbesondere ist nicht gewahrleistet, daß es zu dem gewünschten Aufbau einer Torsionsrate zwischen der jeweiligen Antriebswelle und Abtriebswelle kommt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kreuzgelenk der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß bei hoher, weitgehend frei beeinflußbarer Schwmgungsdampfungswirkung, insbesondere auch hinsichtlich Drehmomentschwingungen, eine wirksame und unter allen Betriebsbedingungen zuverlässige Drehmomentubertragung zwischen den beiden Wellen bzw. Wellenenden ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird erflndungsge- aß dadurch gelost, daß die Gabelenden an den das Zapfenkreuz bildenden Gelenkzapfen m starren Zapfenlagern drehbar gelagert sind. Nur durch die Ausbildung der Zapfenlager als starre, d. h. nicht wesentlich elastisch verformbare Drehlager wird gewährleistet, daß zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle m dem geforderten Maße eine Torsionsrate aufgebaut und somit ein Drehmoment übertragen wird.
Die Verwendung von Elastomerbuchsen als elastische, schwingungsdampfende Elemente m einem Kreuzgelenk hat den Vorteil, daß die zu erzielende schwingungsdampfende Wirkung durch die Wahl der Abmessungen und des Materials der Elastomerbuchsen einem weiten Rahmen frei beeinflußbar ist, wobei aber eine zuverlässige Notlaufeigenschaft des Kreuzgelenks auch dann erhalten bleibt, wenn die Elastomer- teile zerstört werden. Die radial vorspringenden Verbindungszapfen der Gelenkzapfen greifen dann immer noch formschlussig - wenn auch mit einem gewissen Spiel - in die Aufnahmebohrungen des starren Umfangsrmgs ein, so daß auch diesem Extremfall noch eine hohe Drehmomentubertragung sichergestellt ist. Die Verwendung von Elastomerbuchsen gestattet außerdem eine gezielte Steuerung der schwingungsdampfenden Eigenschaften, und zwar sogar gesondert m axialer Richtung und Umfangsrichtung.
Wahrend bei bekannten Kreuzgelenken wegen der im Regelfall unzureichenden Schw gungsdampfungswirkung m vielen Fallen zusätzliche schwingungsdampfende Elemente neben dem Kreuzgelenk vorgesehen werden müssen, ^ odurch sich der axiale Platzbedarf erhöht, verursacht die beliebig gestaltbare Schwmgungsdampfung beim erfmdungsgemaßen Kreuzgelenk keinen zusätzlichen Platzbedarf, und zwar weder axialer Richtung noch hinsichtlich des Durchmessers, denn der starre Umfangsring, der die Elastomerbuchsen aufnimmt, hat im wesentlichen den gleichen Raumbedarf wie der elastische Umfangswulst des bekannten elastischen Kreuzgelenks.
Vorzugsweise sind die Zapfenlager als Walzlager, insbesondere als Nadellager ausgeführt.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn jeder Verbindungszapfen undrehbar mit einer Innenhulse der Elastomerbuchse verbunden ist. Dadurch wird im Betrieb eine Verdrehung der Gelenkzapfen zueinander verhindert, so daß die beiden Zapfenstege ihren gegenseitigen Abstand beibehalten. Vorzugsweise besitzt die Elastomerbuchse an ihrem gabelseiti- gen Ende einen elastischen Umlaufflansch, etwa einem O-Rmg nachempfunden, der einen Dichtungsring zwischen der Aufnahmebohrung im Umfangsring und dem benachbarten Gabelende bildet. Damit wird eine Abdichtung des vorzugsweise als Nadellager mit einer Dauerschmierungsfullung ausgeführte Zapfenlager des Gelenkzapfens nach außen abgedichtet, so daß ein Schmiermittelverlust und das Eindringen von Verunreinigungen vermieden werden.
Vorteilhafterweise sind die Randflansche der Elastomerbuchsen mit in Zapfenlangsrichtung wirkender Vorspannung zwischen dem Umfangsring und dem jeweils benachbarten Gabelende angeordnet. Durch diese Vorspannung m Richtung zum Gelenkzentrum wird ein Spielabbau erreicht. Die Vorspannkraft kann großer gewählt werden als die aus dem jeweiligen Beugemoment resultierende Kraft.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteranspruche .
Nachfolgend werden Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung naher erläutert, die m der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
Fig. 1 Ein elastisches Kreuzgelenk einem Axialschnitt,
Fig. 2 das Kreuzgelenk gemäß Fig. 1 teilweise m einem
Schnitt längs der Linie II - II Fig. 1 und teilweise m einer Ansicht m radialer Richtung und
Fig. 3 m einem Axialschnitt entsprechend der Fig. 1 die Verwendung des elastischen Kreuzgelenks nach Fig. 1 und 2 m einem Doppelkreuzgelenk.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kreuzgelenk, das beispielsweise im Antπebsstrang oder im Lenkungsstrang eines Kraftfahrzeugs eingesetzt ist, weist zwei einander gegenüberliegende Gabeln 1,2 auf, die mit den zu verbindenden, drehmomentubertragenden Wellenenden (nicht dargestellt) o verbunden sind. Die um 90 m Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Gabelenden la bzw. 2a der Gabeln 1,2 sind durch ein axial und m Umfangsrichtung zueinander bewegliches Zapfenkreuz 3 gelenkig miteinander verbunden.
Das geteilte Zapfenkreuz 3 weist zwei Paare von jeweils zwe miteinander fluchtenden Gelenkzapfen 4 bzw. 5 auf. Die beiden Gelenkzapfen 4,5 des ersten Paares sind über einen Zapfensteg 6 starr miteinander verbunden und sind über jeweils ein als Nadellager ausgeführtes Zapfenlager 7 in den beiden Gabelenden la der Gabel 1 drehbar gelagert.
Die beiden miteinander fluchtenden Gelenkzapfen 4a und 5a des zweiten Paares, die rechtwinklig zu den Gelenkzapfen 4,5 verlaufen, sind ebenfalls über einen Zapfensteg 8 starr miteinander verbunden und über als Nadellager ausgeführte Zapfenlager 9 m den Gabelenden 2a der Gabel 2 drehbar gelagert .
An jeden Gelenkzapfen 4,5 bzw. 4a, 5a schließt sich fluchtend radial nach außen jeweils ein Verbindungszapfen 10 an, der eine Elastomerbuchse 11 tragt. Der an seiner Außenflache mit Langsprofilierungen versehene Verbindungszapfen 10 ist undrehbar einen Innenring 12 der Elastomerbuchse 11 eingepreßt und mit einem Sicherungselement 13 axial positioniert . Jede Elastomerbuchse 11 ragt eine radiale Aufnahmebohrung 14 eines starren Umfangsrmgs 15, der somit jeweils über eine Elastomerbuchse 11 alle vier Verbindungszapfen 10 und somit auch alle Gelenkzapfen 4,5 sowie 4a, 5a des gesamten beweglichen Zapfenkreuzes 3 verbindet.
Jede Elastomerbuchse 11 weist an ihrem gabelseitigen Ende einen elastischen Randflansch 16 auf, der m den Spalt zwischen dem Ende der Aufnahmebohrung 14 und der Außenflache des jeweils benachbarten Gabelendes la bzw. 2a ragt. Der elastische Randflansch 16 bildet dort einen Dichtungsring zwischen der Aufnahmebohrung 14 und dem Gabelende la bzw. 2a, der das Zapfenlager 7 nach außen oben abdichtet. Die Randflansche 16 der Elastomerbuchsen 11 sind mit m Zapfenlangsrichtung wirkender Vorspannung zwischen dem Umfangsring 15 und dem jeweils benachbarten Gabelende la bzw. 2a angeordnet. Dadurch wird jegliches Spiel m Zapfenlangsrichtung eliminiert und eine Vorspanncraft aufrechterhalten, die hoher ist als die mögliche resultierende Kraft aus dem Beugemoment im Betrieb des Kreuzgelenks.
Jeder Gelenkzapfen 4,5 bzw. 4a, 5a weist benachbart zu jedem Zapfenlager 7 einen axial am Zapfenlager 7 abstutzbaren Stutzflansch 7a auf. Dadurch werden alle Teile des Kreuzgelenks radialer Richtung so zueinander ausgerichtet gehalten, daß ein unveränderliches Momentzentrum im Gelenkzentrum besteht.
Fig. 3 zeigt die Verwendung des beschriebenen elastischen Kreuzgelenks bei einem Doppel-Kreuzgelenk. Die eine Gabel 1 des elastischen Kreuzgelenks bildet hierbei einen Teil eines Zentralgehauses 17, das m entgegengesetzter Richtung zum elastischen Kreuzgelenk ein weiteres, nicht-elastisches, d.h. starres Kreuzgelenk 18 tragt.
Das nicht-elastische Kreuzgelenk 18 weist ein starres Zapfenkreuz 19 auf, dessen Gelenkzapfen 20 paarweise m einer Gabel 21 des Zentralgehauses 17 und einer Gabel 22 gelagert sind. Die Gabel 22 ist an ihrem, dem elastischen Kreuzgelenk zugekehrten Ende mit einem Kalottenlager 23 aus elastischem Dammwerkstoff versehen. Darm ist eine Kugel 24 frei drehbar und schwenkbar eingebettet, die mit der Gabel 2 des elastischen Kreuzgelenks verbunden ist. Im Gegensatz zu einem bekannten starren Doppel-Kreuzgelenk findet infolge der elastischen Nachgiebigkeit im elastischen Kreuzgelenk eine Drehung auch im Bereich des Kugelgelenks 23, 24 statt. Das Kugelgelenk 23, 24 bewirkt eine Wmkelsynchronisierung der beiden miteinander verbundenen Kreuzgelenke. Eine elastische Entkoppelung m axialer Richtung und m Umfangsrichtung ist auch beim elastischen Doppel-Kreuzgelenk gemäß Fig. 3 durch die Elastomerbuchsen 11 gew hrleistet.
Die Elastomerbuchsen 11 können - wie in der Zeichnung dargestellt - zylindrisch ausgeführt sein. Statt dessen sind auch ovale oder eckig gestaltete Elasto erbuchsen aus elastisch nachgiebigem Elastomer möglich, um unterschiedliche Dampfungseigenschaften m Umfangsrichtung und m axialer Richtung zu erreichen. Es ist auch möglich, längliche, nierenfor ige oder m anderer Weise gestaltete Ausnehmungen m der Elastomerbuchse 11 vorzusehen, um die Federungswirkung in unterschiedlichen Richtungen unterschiedlich zu gestalten.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Kreuzgelenk mit zwei einander gegenüberliegenden, um 90° gegeneinander versetzten Gabeln (1,2), die jeweils Bestandteil je einer von zwei gelenkig miteinander zu verbindenden Wellen sind, oder die jeweils mit je einem von zwei gelenkig miteinander zu verbindenden Wellenenden verbindbar sind, und mit zwei um 90° gegeneinander versetzten und ein loses Zapfenkreuz (3) bildenden Zapfenpaaren, die an den jeweiligen Gabelenden (la,2a) gelagert sind, wobei die beiden Zapfenpaare in der durch das Zapfenkreuz (3) gebildeten Ebene um einen vorausbestimmten Winkelbetrag gegeneinander schwenkbar sind, wobei mindestens ein Gelenkzapfen (4 bzw. 5; 4a bzw. 5a) mit seinen beiden äußeren Verbindungszapfen (10) in je einer elastischen Elastomerbuchse (11) gelagert ist, und zumindest diese beiden Elastomerbuchsen (11) über einen starren Umfangsring (15) miteinander verbunden sind, und wobei der starre Umfangsring (15) in Richtung der Achse der Gelenkzapfen (4, 5, 4a, 5a) radiale Ausnehmungen für mindestens zwei Elastomerbuchsen (11) enthält, die zur Aufnahme der Verbindungszapfen (10) samt Elastomerbuchsen (11) geeignet sind, und der starre Umfangsring (15) so gestaltet ist, daß er ringförmig und um 90° versetzt über den Schnittpunkt der Achsen der das Zapfenkreuz (3) bildenden Zapfenpaare verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelenden (la,2a) an den das Zapfenkreuz (3) bildenden Gelenkzapfen (4,5; 4a, 5a) in starren Zapfenlagern (7,9) drehbar gelagert sind.
2. Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfenlager (7,9) Wälzlager sind.
3. Kreuzgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfenlager (7,9) Nadellager sind.
4. Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbindungszapfen (10) undrehbar mit einer Innen- hulse (12) der jeweils zugeordneten Elastomerbuchse (11) verbunden ist.
5. Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch
Figure imgf000012_0001
daß die Elastomerbuchse (11) einen umlaufenden elastischen Randflansch (16) aufweist, der einen Dichtungsring zwischen der Aufnahmebohrung (14) im Umfangsring (15) und den benachbarten Gabelende (la bzw. 2a) bildet.
6. Kreuzgelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Randflansche (16) der Elastomerbuchsen (11) mit m Zapfenlangsrichtung wirkender Vorspannung zwischen dem Umfangsring (15) und dem jeweils, benachbarten Gabelende
(la bzw. 2a) angeordnet sind.
7. Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gelenkzapfen (4, 5, 4a, 5a) benachbart zu jedem Zapfenlager (7) einen axial am Zapfenlager (7) abstutzbaren Stutzflansch (7a) aufweist.
8. Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als konstruktives Bestandteil eines entkoppelten Kreuzgelenkes, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Einheit des entkoppelten Kreuzgelenkes über den Gabelenden einer Seite des Zentralgehauses angeordnet ist, d. h. gegenüber dem starren Kreuzgelenk.
PCT/EP2001/000149 2000-01-13 2001-01-08 Kreuzgelenk WO2001051823A1 (de)

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EP01921264A EP1254321A1 (de) 2000-01-13 2001-01-08 Kreuzgelenk
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DE20000521U DE20000521U1 (de) 2000-01-13 2000-01-13 Kreuzgelenk
DE20017397U DE20017397U1 (de) 2000-01-13 2000-10-11 Kreuzgelenk
DE20017397.9 2000-10-11

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