DE3131000A1

DE3131000A1 - Kreuzgelenk

Info

Publication number: DE3131000A1
Application number: DE19813131000
Authority: DE
Inventors: Miloslav 5203 Much Petrzelka; Herbert Ing.(grad.) 5202 Hennef Taureg
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1981-08-05
Filing date: 1981-08-05
Publication date: 1983-02-24
Also published as: SE8203329L; US4512679A; FR2511098A1; IT8205171A0; ES272786Y; IT8207000V0; FR2511098B1; GB2103305B; JPS5828019A; BR8203980A; GB2103305A; IT1157546B; ES272786U

Description

Kreuzgelenk

Die Erfindung betrifft ein Kreuzgelenk, bestehend aus zwei Gelenkgabeln oder aus zwei an einem Wellenflansch befestigbaren Zapfenlagern, wobei in jeweils zwei Bohrungen unter Zwischenschaltung einer eine zylindrische Innenfläche aufweisenden Lagerbüchse ein Zapfenkreuz mit zylindrischen Lagerzapfen gelagert ist.

Es sind Kreuzgelenke bekannt, bei denen die Lagerbüchsen (z.B. DE-PS 11 22 781) so ausgebildet sind, daß die Lagerflächen der Zapfen zu denjenigen der Lagerbüchsen im unbelasteten Zustand der Gelenkwelle nicht parallel sind. Es ergibt sich so ein von der Gelenkmitte nach außen größer werdender Spalt zwischen Zapfen und Büchse. Nachteilig ist hierbei, daß bei Ausbildung

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H.

eines konischen Zapfens dieser in der Herstellbarke-it sehr schwierig zu schleifen ist oder daß bei Verwendung einer Büchse mit konischen Flächen, auf der Innenseite ein Hinterschnitt entsteht, der ebenfalls nur unter schwierigen Bedingungen herzustellen ist.

Des weiteren ist bekannt, (z.B. DE-OS 27 37 557), daß die auf ein Zapfenlager wirkende Belastung unter einer Anzahl von Lagernadeln aufgeteilt werden kann, so daß die Lagereigenschaften der Kreuzgelenkkupplung verbessert werden können und die Betriebslebensdauer erhöht wird. Hierzu wird der Lagerzapfen geringfügig elliptisch geschliffen, so daß eine Mehrzahl von Lagernadeln die zwischen den Lagerzapfen und der Lagerbuchse wirkenden Betriebskräfte aufnehmen. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß auch diese Herstellungsart nicht ohne Schwierigkeiten durchzuführen ist, um eine einwandfreie elliptische Lauffläche auf den Lagerzapfen aufzubringen.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Kreuzgelenk so auszubilden, daß' "ohne besonderen zusätzlichen Montageoder Fertigungsaufwand die optimale Ausnutzung der Lagerkapazität erreicht wird, Schäden von der Gelenkgabel oder Lagerbüchse bei der Montage verhinder werden, wobei insgesamt keine zusätzlichen Herstellungskosten auftreten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß mindestens ein Teil der Außenfläche der Lagerbüchse oder mindestens ein Teil der Innenfläche der Bohrung, in der das Zapfenkreuz aufgenommen ist, ausgehend von der Mittelachse des Kreuzgelenkes, in Bezug auf den Gelenkmittelpunkt radial innen beginnende, sich radial nach außen erstreckende konisch oder zylindrisch verlaufende Vertiefungen besitzt.

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Vorteilhaft ist bei dieser Ausgestaltung, daß durch die Formänderung der Gelenkmi.tnehmeraugen am Innendurchmesser oder der Lagerbüchse am Außendurchmesser die elastische Verformung der Büchse vergrößert wird, so daß die Drehmomentbelastung optimiert wird. Außerden bilden die Vertiefungen eine Einführschräge, die eine leichtere und genauere Montage gestatten, wobei dies keinen Einfluß auf die Herstellkosten hat. Als Vertiefung kann ohne weiteres eine Rändelung vorgesehen werden.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß bei Anordnung der Vertiefungen auf der Lagerbüchse die Vertiefung radial innen einen größeren Abstand zur Mittelachse der Lagerbüchse besitzt als radial außen.

Vorteilhaft ist hierbei, daß die Lagerbüchse sich unter der Belastung des Drehmomentes elastisch verformen kann uns sich dem Gelenkmitnehmerauge am Innendurchmesser anpaßt. Es wird dabei erreicht, daß die Nadellagerung über die gesamte Länge der einzelnen Nadeln gleichmäßiger belastet werden. Es läßt sich hierbei eine optimale Ausnutzung der Lagerkapazität erreichen bzw. bei maximaler Auslastung eine Verlängerung der Lebensdauer.

Desgleichen wird eine elastische Verformung der Büchse unter Belastung des Drehmomentes erreicht, wenn nach einem weiteren Merkmal vorgesehen ist, daß bei Anordnung der Fläche in der Bohrung der Gelenkgabel die Vertiefung radial außen einen größeren Abstand zur Mittelachse der Bohrung besitzt als radial innen.

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Da nicht jeweils eine einzige Drehrichtung des Gelenkes vorgesehen ist, sondern in bestimmten Fällen auch eine entgegengesetzte Drehung der Gelenkwelle erwünscht ist, ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß zwei Abschrägungen vorhanden sind, die diametral entgegengesetzt angeordnet sind.

Damit gewährleistet ist, daß die elastische Verformung über den gesamten Bereich des Beugewinkels des Gelenkes wirksam ist, ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß die Vertiefungen sich über einen Wirkbereich des ümfangs der Büchse oder Bohrung erstreckt, der mindestens so groß ist als der doppelte Betrag des maximalen Gelenkbeugewinkels.

Damit eine Montage ohne besondere Positionierung der Lagerbüchse erfolgen kann und auch eine Verdrehung der Büchse während des Betriebes sich nicht nachteilig auswirkt, ist vorgesehen, daß die Vertiefungen sich über den gesamten Umfang erstrecken.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Kreuzgelenkwelle, deren Enden Kreuzgelenke tragen

Fig. 2 u. 3 eine Lagerbüchse, als Einzelteil dargestellt

Fig. U einen Teil einer Gelenkgabel mit einer Bohrung, im Schnitt dargestellt

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Fig. 5 die in Fig. 4 dargestellte Gelenkgabel in Draufsicht.

Die in Fig. 1 gezeigte Gelenkwelle umfaßt zwei koaxiale Gelenkwellenabschnitte 1 und 2,· die an ihren äußeren Enden Kreuzgelenke 3 und 4 tragen, deren Gabelarme 8 durch ein Zapfenkreuz verbunden sind. Der Gelenkwellenabschnitt 1 ist an seinem inneren Ende als Vollwelle 5 und der Gelenkwellenabschnitt 2 als Hohlwelle 6 ausgebildet. Über eine Keilwellenverzahnung sind Vollwelle 5 und Hohlwelle 6 miteinander undrehbar, jedoch axial verschiebbar verbunden.

In Fig. 2 und 3 ist eine Lagerbüchse 7 als Einzelteil dargestellt. In der zylindrischen Innenbohrung 10 rollen die Nadeln des Nadellagers ab, wobei die Lagerbüchse 7 mit ihrem Außenumfang 11 in einer Bohrung einer Gelenkgabel gelagert ist. Die' Lagerbüchse 7 ist auf ihrer Außenfläche 11 mit einer konischen, mit Vertiefungen 12 ausgestatteten Fläche versehen. Diese Fläche beginnt radial innen und verläuft nach radial außen in Richtung des Lagerbüchsenbodens 13 in Richtung auf die Ebene zu, die die Mittellinien der Lagerzapfen bzw. auf der Lagerbüchsen beinhaltet. Die Abschrägung 12 erstreckt sich über den Umfang der Außenfläche 11 in einem Bereich 15, der größer ist als die doppelte Gelenkabwinkelung.

In Fig. 4 und 5 ist ein Teil eines Gabelarmes 8 gezeigt, bei dem die das Zapfenkreuz aufnehmende Bohrung 16 eine konische Vertiefung 12 aufweist, die sich über einen Teil der Innenbohrung 16 des Gabelarmes erstreckt. Diese Vertiefungen 12 erstrecken sich wiederum über einen Umfangsbereich 15, der größer ist als der doppelte Beugewinkel des Kreuzgelenkes. Die koni-

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sehe Vertiefungen 12 verlaufen in der Bohrung 16 von radial nach innen nach radial außen, wobei der Abstand der Fläche zur Mittellinie 17 radial außen am größten ist. Es ist dabei gewährleistet, daß unter Drehmoraentbelastung die Büchse sich elastisch verformt und daher die Belastung des Nadellagers auftritt und die Lagerkapazität optimal ausgenutzt wird.

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BEZUGSZEICHENLISTE

1	Gelenkwellenabschnitt
2	Gelenkwellenabschnitt
3	Kreuzgelenke
4	Kreuzgelenke
5	Vollwelle
6	Hohlwelle
7	Lagerbüchse
8	Gabelarme
9	Zapfenkreuz
10	zylindrische Innenbohrung
11	Außenumfang
12	Vertiefungen
13	Lagerbüchsenboden
14	Ebene
15	Umfangsbereich der Fläche 12
16	Bohrung
17	Mittellinie

40.

Leerseite

Claims

Uni-Cardan Aktiengesellschaft..: :Ι*\.Ι··Ι "ι 03» August 1981 Alte Lohmarer Str. 59 "..*...* °..°\„° %.· .:. St/He Siegburg UOO64.OOO

Patentansprüche

Kreuzgelenk, bestehend aus zwei Gelenkgabeln oder aus zwei an einem Wellenflansch befestigbaren Zapfenlagern, wobei in jeweils zwei Bohrungen unter Zwischenschaltung einer eine zylindrische Innenfläche aufweisenden Lagerbüchse ein Zapfenkreuz mit zylindrischen Lagerzapfen gelagert ist, dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens ein Teil der Außenfläche (11) der Lagerbüchse (7) oder mindestens ein Teil der Innenfläche der Bohrung (16) in der das Zapfenkreuz (9) aufgenommen ist, ausgehend von der Mittelachse des Kreuzgelenkes (1¹O, in Bezug auf den Gelenkmittelpunkt radial innen beginnende, sich radial nach außen erstreckende konisch oder zylindrisch verlaufende Vertiefungen (12) besitzt.
2. Kreuzgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß bei Anordnung der Vertiefungen (12) auf der Lagerbüchse (7) die Vertiefung (12) radial innen einen größeren Abstand zur Mittelachse (1-4) der Lagerbüchse (7) besitzt als radial außen.

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3· Kreuzgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß bei Anordnung der Vertiefungen (12) in der Bohrung (16) der Gelenkgabel (8) die Vertiefung (12) radial außen einen größeren Abstand zur Mittelachse (17) der Bohrung (16) besitzt als radial innen.
4. Kreuzgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Vertiefungen (12) sich über einen Wirkbereich (15) des ümfangs (11, 16) der Büchse (7) oder Bohrung (16) erstrecken, der mindestens so groß ist als der doppelte Betrag des maximalen Gelenkbeugewinkels.
5. Kreuzgelenk nach Anspruch 1, . . . dadurch gekennzeichnet,

daß die Vertiefungen (12) sich über den gesamten Umfang erstrecken.