DE537340C - Nachgiebige Kreuzgelenkkupplung, insbesondere fuer die Kardanwellen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Kraftübertragung vom Motor auf die Hinterräder erfolgte bei Kraftfahrzeugen früher allgemein durch sogenannte Kreuzgelenkkupplungen (Kardangelenke). Diese Kupplungen werden schon seit einer Reihe" von Jahren vielfach durch sogenannte Gelenkscheibenkupplungen ersetzt, bei denen die miteinander zu verbindenden Wellen durch Vermittlung von Armsternen oder Gabelköpfen an versetzt zueinander Hegenden Stellen an eine Scheibe aus durch Gewebeeinlagen verstärktem Gummi o. dgl. angeschlossen werden. Diese Gelenkscheiben werden neuerdings immer mehr durch Kupplungen ersetzt, bei denen die Armsterne oder Gabellcöpfe der beiden Wellen durch Laschen miteinander verbunden werden, die in quer zur Wellenachse liegenden Ebenen liegen und durch von einem Drahtseilring umschlungene

so Gummikörper gebildet werden, in die Augen für die Aufnahme der Anschlußbolzen der Armsterne oder Gabelköpfe eingebettet sind. Man hat solche Verbindungslaschen, die auf die bei Gelenkkupplungen auftretenden besonderen Beanspruchungen zugeschnitten sind und deshalb bei verhältnishmäßig geringer Raumbeanspruchung und kleinem Gewicht sehr hohe Kräfte übertragen können, auch bereits in eine gemeinsame Gummi-Scheibe eingebettet und solche Scheiben in der Art der gewöhnlichen nachgiebigen Gelenkscheiben benutzt.

Diese Gelenkverbindungen haben sich sehr gut bewährt; sie lassen aber im allgemeinen nur kleine Winkelausschläge der gekuppelten Wellen, etwa bis zu 5⁰, nach der einen oder anderen Seite der Wellenachse zu, da bei größeren Ausschlägen die Seile der Verbindungslaschen sehr ungünstig abgebogen und infolgedessen schnell zerstört werden. Es werden aber in vielen Fällen, insbesondere dann, wenn die Kardanwelle sehr kurz ist, größere Winkelausschläge verlangt. Besonders bei den neuerdings in Aufnahme kommenden Vorderradantrieben, wo das Ausgleichgetriebe zwischen den Vorderrädern sitzt und die Verbindungswellen vom Getriebe zu den Rädern beim Federn mit auf und ab schwingen müssen, ist wegen der geringen Länge der Wellen mit sehr großen Winkelausschlägen zu rechnen.

Um diesen Verhältnissen Rechnung zu tragen, sieht die Erfindung die Vereinigung des Scheiben- oder Laschengelenkes mit dem altbekannten Kreuzgelenk vor, und zwar in der Weise, daß der die Gelenkzapfen der auf den Wellenenden sitzenden Gabelköpfe aufnehmende Teil aus einem vorzugsweise in einer quer zur Achse liegenden Ebene unterteilten nachgiebigen Ringkörper besteht.

Zu bemerken ist noch, daß es bekannt ist, die einander gegenüberliegenden Enden zweier Wellen mit Hilfe eines nachgiebigen Ringkörpers zu verbinden, der durch einen im Querschnitt U-förmigen Gummiring gebildet wird. Die Wellenenden sind aber bei diesem Gelenk mit den Flanschen des Gummiringes unmittelbar durch die Anschlußbolzen ver-

bunden, also nicht wie im vorliegenden Falle durch Vermittlung der von der alten Kreuzgelenkkupplung her übernommenen Gelenke. In der Zeichnung, die die Erfindung beispielsweise in einer Ausführungsform veranschaulicht, stellt

Fig. ι einen Axialschnitt durch die neue Kupplung dar, und zwar ist der Schnitt durch die obere Hälfte um 90° gegen den durch die untere Hälfte versetzt.

Fig. 2 ist ein Schnitt quer zur Achse in der Ebene nach Linie 11-11 der Fig. 1.

Fig. 3 stellt die beiden Gabelköpfe des Kreuzgelenkteils schaubildlich dar.

Fig. 4 veranschaulicht die Verbindung der die Gelenkzapfen der Gabelköpfe aufnehmenden Kappen mit den nachgiebigen Ringen gleichfalls in schaubildlicher Darstellung.
Fig. S und 6 stellen weitere Ausführungsformen dar.

Auf den miteinander zu verbindenden Wellen 1,2 sind die Gabelköpfe i^a, 2° aufgekeilt. Diese haben die bei den alten Kreuzgelenkkupplungen übliche Form. Sie greifen mit ihren Gelenkzapf en 3 in die Bohrungen von Kappen 4 ein, die mit Hilfe von Schraubbolzen 5 zwischen zwei nachgiebigen Ringen 6, 7 befestigt sind. Die Stirnflächen der Kappen 4 sind eben ausgebildet, so daß sie sich den Innenflächen der Ringe 6 und 7 anpassen. Die Abmessungen sowie der Abstand der Anschlußbolzen 5 werden zweckmäßig so g6wählt, daß die Bolzen in die Augen der üblichen Gelenkscheiben bzw. Verbindungslaschen passen. Die Köpfe und Muttern der Bolzen 5 setzen sich auf Verstärkungsbleche 8 auf, die, wie Fig. 1 erkennen läßt, die Ringe 6 und 7 auch vom Umfange her umfassen.

Die Ringe 6, 7, von denen übrigens nicht unbedingt zwei vorhanden zu sein brauchen, können, wie bereits erwähnt, entweder nach Art der bekannten nachgiebigen Gelenkscheiben aus durch Gewebeeinlagen verstärktem Gummi hergestellt sein oder aber auch aus Gummischeiben bestehen, in die Verbindungslaschen eingebettet sind, die in der oben angedeuteten Art ausgebildet sind. Die Bolzen 5 werden dann durch die Augen der:

Verbindungslaschen geführt. Übrigens können die nachgiebigen Ringe 6, 7 auch durch entsprechende Gruppen von Verbindungslaschen der erwähnten Art ersetzt werden, wie sie bei Gelenkkupplungen gleichfalls üblich sind.

Erwähnt sei noch, daß bei der altbekannten Kreuzgelenkkupplung der die Lager für die Gelenkzapfen der Gabelköpfe enthaltende Teil nicht nur die Aufgabe der Kraftübertragung, sondern gleichzeitig auch die der Zentrierung der Wellenenden hatte. Eine solche Zentrierung vermag aber der nachgiebige Ringkörper 6, 7 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht zu bewirken. Die Aufgabe der Zentrierung des Gelenkes wird nun in einfacher Weise dadurch gelöst, daß einer der Gabelköpfe, im vorliegenden Falle der mit i^a bezeichnete rechte, auf dem inneren Ende mit einem Fortsatz 9 versehen ist, der außen eine Kugelfläche aufweist, die in eine an dem inneren Ende des anderen Gabelkopfes 2° vorgesehene, zweckmäßig zylindrisch ausgebildete Sitzfläche 10 faßt. Der Mittelpunkt der Kugelfläche muß natürlich in der Wellenachse und gleichzeitig in den durch diese gehenden Achsen der Gelenkzapfen 3 liegen. Da die Kappen 4 symmetrisch ausgebildet und angeordnet sind, ergibt sich beim Einbau ohne weiteres die richtige· Lage des Gabelstückes 2^fl zu der Kugelfläche des Zentrierungsansatzes 9; das ist auch unbedingt . erforderlich, da bei größeren Winkelausschlägen und unrichtiger Lage des Kugelmittelpunktes ganz erhebliche Zerrbeanspruchungen in den Gelenken auftreten können.

Bei der Ausführung nach Fig. 5, die die Kupplung in Richtung der Achse gesehen darstellt, ist der nachgiebige Ringkörper, der hier mit 12 bezeichnet ist, reifenförmig ausgebildet, und die die Gelenkzapfen auf- go nehmenden Kappen 4 sind mit Hilfe der Bolzen S von innen an dem Reifen. 12 befestigt. Der letztere besteht zweckmäßig aus einer vulkanisierten Bandwicklung. Diese Ausführung bietet gegenüber der Verwendung von zusammen vulkanisierten Geweberingscheiben den Vorteil, daß es durch Benutzung eines Bandes mit besonders ausgeprägter Kette möglich ist, die fast ausschließlich in der Umfangsrichtung auftretenden, durch die Kupplung übertragenen Kräfte wirksam aufzunehmen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 sind die Kappen 4 der beiden Gabelköpfe i^a, 2" durch Laschen 11 miteinander verbunden, die durch Bolzen 5 an die Kappen angeschlossen sind. Als Verbindungslaschen finden zweckmäßig die eingangs erwähnten Laschen Verwendung, wie sie bei Gelenkkupplungen zur Verbindung der Anschlußbolzen der Gelenkklauen bekannt sind. Derartige Laschen bestehen aus einem ringförmig gewickelten Stahldrahtseil, das in Gummi eingebettet ist und auf den Enden die zur Aufnahme der Anschlußbolzen dienenden Buchsen einschließt.

Zu vermerken ist noch, daß die bisher bekannten Kardangelenke insofern einen theoretischen Fehler aufweisen, als die Winkelgeschwindigkeiten infolge der relativ starren Anordnung in den beiden äußeren Winkelstellungen des Gelenkes erheblich verschieden

sind. Dieser Übelstand kommt bei dem neuen, der Erfindung gemäß ausgebildeten Gelenk in Fortfall, da hier die starre Verbindungsstrecke von den Gabelzapfen des einen Gelenkes zu denen des anderen wegfällt und durch eine elastische Strecke ersetzt ist. Es kommt damit auch die durch den Eingriff von Metall auf Metall bedmgte harte Arbeitsweise in Wegfall. Natürlich weist das neue

ίο Gelenk auch alle durch die Elastizität der Verbindung bedingten Vorteile der üblichen Gelenkscheiben- und elastischen Laschenkupplungen auf.

Die Bohrungen der Kappen 4 werden

iS außen zweckmäßig geschlossen, so daß ein Raum zur Unterbringung von Schmiermitteln entsteht. Diese Fettkammern können mit Schmier nipp ein ausgerüstet sein, so daß man das Fett mit· Hilfe einer Fettpresse in einfachster Weise in die Schmierkammern drücken kann.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι . Nachgiebige Kreuzgelenkkupplung, insbesondere für die Kardanwellen von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß der die Gelenkzapfen (3) der Gabelköpfe (i^a, 2") der zu verbindenden Wellencnden aufnehmende Teil aus einem nachgiebigen Ringkörper (6, 7) besteht.
2. 2. Kreuzgelenkkupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkappen (4), die zur Aufnahme der Gelenkzapfen (3) dienen, je mit zwei zum Befestigen der nachgiebigen Ringkörper dienenden Bohrungen für die Bolzen (5) versehen sind und daß der Abstand zwischen den Bohrungen dem der Buchsenlöcher der Gelenkscheiben bzw. Verbindungslaschen üblicher Bauart entspricht.
3. 3. Kreuzgelenkkupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der nachgiebige Ringkörper aus einem einheitlichen Reifen (12) besteht, an dem die die Gelenkzapfen (3) aufnehmenden ⁴S Kappen (4) von innen her befestigt sind.
4. 4. Kreuzgelenkkupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper aus mehreren Laschen (11) zusammengesetzt ist, die mit ihren Enden an den die Gelenkzapfen (3) aufnehmenden Kappen (4) angeschlossen sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen