DE4205653C2

DE4205653C2 - Kreuzgelenk

Info

Publication number: DE4205653C2
Application number: DE19924205653
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl Ing Geisthoff
Original assignee: GKN Walterscheid GmbH
Current assignee: Walterscheid GmbH
Priority date: 1992-02-25
Filing date: 1992-02-25
Publication date: 1994-02-24
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: DE4205653A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kreuzgelenk mit zwei Gelenkgabeln, die jeweils zwei an einem Basisteil zur Drehachse radial versetzt angebrachte und einander gegenüberliegende Gabelarme aufweisen, und mit einem Zapfenkreuz mit vier Zapfen, von denen jeweils die zwei auf einer Achse angeordneten in Lagerbohrungen der Gabelarme einer Gelenkgabel unter Zwischenschaltung von außen zylindrischen Lagerbuchsen aufgenommen sind und die beiden Achsen sich rechtwinklig kreuzen, wobei die Gabelarme an ihrem dem Basisteil abgewandten Ende über die Länge der Lagerbohrung jeweils mit einem im Montagezustand offenen Schlitz versehen sind, in den jeweils die Lagerbuchsen mit ihrer Außenfläche hineinragen.

Ein solches Kreuzgelenk ist in der DE 32 09 658 C2 beschrieben. Das Kreuzgelenk ist für eine besonders hohe Drehmomentkapazität, wie sie beispielsweise in Walzwerks- oder Schiffsantrieben benötigt wird, ausgebildet. Die Gabelarme sind im Bereich der Lagerbohrungen geteilt, um das Zapfenkreuz und die Lagerung montieren zu können. Die Öffnung in den Gabelarmen ist im montierten Zustand des Gelenkes durch einen Bügel verschlossen.

Bei Kreuzgelenken sind für normale Anwendungen die Gabelarme im Bereich der Lagerbohrungen für die Aufnahme der Lagerbuchsen üblicherweise geschlossen ausgebildet.

Bei Kreuzgelenken der vorbeschriebenen Bauarten ergibt sich bei vorgegebener Abwinklung eine relativ große Baulänge.

Aus der US 10 03 017 ist ein Kreuzgelenk bekannt, das in einem Topf mit zwei axialen Nuten verschiebbar aufgenommen ist. Hierzu ragen zwei auf einer Achse angeordnete Zapfen des zum Kreuzgelenk gehörenden Zapfenkreuzes aus dem außen kugelig ausgebildeten Gelenkaußenteil radial in die Nuten des Topfes vor. Das Gelenkaußenteil ist im Bereich der beiden Zapfen mit Schlitzen versehen, die ausschließlich für die Montage des Zapfenkreuzes von Bedeutung sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kreuzgelenk mit reduzierter Baulänge bei ansonsten unveränderter Abwinklungsmöglichkeit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schlitze der Gabelarme beider, dem Zapfenkreuz zugehörigen Gelenkgabeln im Betriebszustand unverschlossen sind und die Lagerbuchsen mit ihren Außenflächen axial aus den Gabelarmen herausragen.

Von Vorteil bei dieser Lösung ist, daß der Schlitz, in den die Lagerbuchse hineinragt, zur Reduzierung der axialen Erstreckung genutzt wird. Die Kräfte zur Drehmomentübertragung sind auf die einzelnen Arme gerichtet. Es ergibt sich daher trotz der Schlitze keine wesentliche Reduzierung der Drehmomentkapazität.

Vorzugsweise wird die Außenfläche der Lagerbuchse von der Lagerbohrung mit einem Umschließungswinkel umschlossen, der mehr als 180°, aber weniger als 360° beträgt. Vorzugs weise liegt dieser in der Größenordnung von 200° bis 300°. In diesem Falle ergibt sich eine optimale axiale Verkürzung.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lagerbuchsen durch einen in eine rechtwinklig zur Zapfenachse verlaufende Bohrung des Basisteiles teilweise eingesetzten Stift gesichert sind.

Der Stift kann radial außerhalb der Außenfläche der Gabel arme angeordnet sein, so daß sich eine Reduzierung des Rotationsdurchmessers im Bereich der Gabelarme ergibt. Er stützt sich am Buchsenboden ab. Üblicherweise wird eine Lagesicherung der Lagerbuchsen im Bereich der Lagerbohrun gen, beispielsweise durch einen Sicherungsring oder eine Prägung vorgenommen. Diese benötigen einen größeren radialen Überstand über dem Boden der Lagerbuchsen als dies bei der nach der Erfindung vorgesehenen Sicherung der Fall ist.

Eine besonders günstige Lösung ergibt sich, wenn die Wandung der Lagerbuchse und die Durchmesser der Wälzkörper oder die Wanddicke eines Gleitlagers so bemessen sind, daß der Zapfendurchmesser maximal 75% des Außendurchmessers der Lagerbuchse beträgt.

Die Montage kann dadurch erleichtert werden, daß der Schlitz eine Breite aufweist, die größer ist als der Durchmesser der Zapfen des Zapfenkreuzes.

Eine besonders günstige Bauform ergibt sich bei Anwendung der Erfindung auf Doppelkreuzgelenke, weil sich die Reduzierung in der Baulänge gleich zweifach auswirkt. Hierzu ist vorgesehen, daß eines der Basisteile zugleich das Basisteil für die Gabelarme eines weiteren Kreuzgelenkes ist.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Einfachkreuzgelenkes,

Fig. 2 ein Schnitt II-II zu Fig. 1,

Fig. 3 eine Gelenkgabel in der Draufsicht als Einzelteil und

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Doppelgelenkes.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Einfachkreuzgelenk 1 dargestellt. Dieses Kreuzgelenk besteht aus einer ersten Gelenkgabel 2 und einer zweiten Gelenkgabel 3. Beide Gelenkgabeln 2, 3 sind jeweils aus einem Basisteil 4 und daran angebrachten Gabelarmen 6 gebildet. So weist die erste Gelenkgabel 2 die beiden Gabelarme 6a und 6b und die zweite Gelenkgabel 3 die beiden Gabelarme 6c und 6d auf. Die beiden Gelenkgabeln 2, 3 sind über ein Zapfenkreuz 7 miteinander verbunden. Das Zapfenkreuz 7 weist vier rechtwinklig zueinander stehende Zapfen 8, 9, 10, 11 auf, von denen die beiden Zapfen 8 und 9 auf einer ersten Zapfenachse 12 und die beiden Zapfen 10, 11 auf einer dazu rechtwinklig verlaufenden Zapfenachse 13 angeordnet sind.

Das Zapfenkreuz 7 weist auf den Zapfen 8,9,10,11 angeordnete Lagerbuchsen 14 auf. Die Lagerbuchsen 14 sind unter Zwischenschaltung von Wälzkörpern 19 auf den Zapfen 8 bis 11 gelagert. Die Wälzkörper 19 sind zwischen der Außenfläche 16 der Zapfen 8 bis 11 und der Innenfläche der Lagerbuchse 14 angeordnet. Die Lagerbuchsen 14 weisen eine zylindrische Außenfläche 15 mit dem Außendurchmesser D auf. Mit der Außenfläche 15 sind sie jeweils in einer Lagerbohrung 17 der Gabelarme 6 aufgenommen. Insbesondere aus Fig. 1 ist erkennbar, daß die Außenfläche 15 der Lagerbuchsen 14 nicht auf dem vollen Umfang sondern auf einem Teilumfang mit dem Umschließungswinkel A von der Lagerbohrung 17 umschlossen sind. Die Gabelarme 6 weisen also parallel zur Bohrungsachse der Lagerbohrung 17 ver laufend einen Schlitz 18 auf. Dieser hat die Breite S. Die Lagerbuchsen 14 ragen also axial aus den Gabelarmen 6 hervor. Um eine gute Unterstützung zu haben, ist die Wandung W der Lagerbuchsen 14 dick ausgebildet. Hierdurch sollen Verformungen, die unter Drehmoment auftreten können, gering gehalten werden. Im übrigen liegt der aus dem Schlitz 18 austretende Bereich nicht in der Haupt belastungsrichtung. Die Hauptbelastungsrichtung liegt in der Ebene, die in Fig. 1 als Schnittebene II-II dargestellt ist.

Vorzugsweise ist die Schlitzbreite S so gewählt, daß sie geringfügig größer ist als der Durchmesser d der Zapfen 8, 9, 10, 11, so daß eine relativ einfache axiale Montage des Zapfenkreuzes 7 erfolgen kann. Hierdurch kann eine größere Führungslänge für die Lagerbohrung 17 gewählt werden.

Die Sicherung der Lagerbuchsen 14 in den zugehörigen Lagerbohrungen 17 erfolgt durch Sicherungsstifte 20, welche jeweils in einer Ebene, die rechtwinklig zu der die Zapfenachsen 12, 13 enthaltenden Ebene verläuft, angeordnet sind. Hierzu weisen die Gelenkgabeln 2, 3 in ihrem Basisteil 4 parallel zur Drehachse 24, 24a der Gelenkgabeln 2,3 verlaufende Bohrungen 21 auf. Zum Anschluß an eine treibende oder anzutreibende Welle sind die Basisteile 4 jeweils mit einer Aufnahmebohrung 22 versehen.

In Fig. 3 ist eine Gelenkgabel 3 als Einzelteil dargestellt. Aus ihr ist die Anordnung der Schlitze 18 in den Gabelarmen 6c und 6d erkennbar. Ferner ist auch die Lage der Bohrungen 21 für die Aufnahme der Stifte ersichtlich.

In Fig. 4 ist ein Doppelkreuzgelenk dargestellt. Es besteht aus den beiden Kreuzgelenken 1a und 1b, die sich von dem Kreuzgelenk 1 gemäß den Fig. 1 bis 3 nur dadurch unterscheiden, daß sie durch eine beiden gemeinsame Doppelgabel 23 verbunden sind, welche jeweils 2 zu den beiden Kreuzgelenken 1a und 1b hin angeordnete und axial von der Doppelgabel 23 vorstehende Paare von Gabelarmen 6 aufweist.

Bezugszeichenliste

1, 1a, 1b Kreuzgelenk
2 erste Gelenkgabel
3 zweite Gelenkgabel
4 Basisteil
6, 6a-d Gabelarme
7 Zapfenkreuz
8, 9, 10, 11 Zapfen
12, 13 Zapfenachse
14 Lagerbuchse
15 Außenfläche der Lagerbuchse
16 Zapfenaußenfläche
17 Lagerbohrung
18 Schlitz
19 Wälzkörper
20 Stift
21 Bohrung für Stift
22 Aufnahmebohrung
23 Doppelgabel
24, 24a Drehachse
D Außendurchmesser der Lagerbuchse
d Zapfendurchmesser
W Wandung
S Schlitzbreite

Claims

1. Kreuzgelenk mit zwei Gelenkgabeln (2, 3), die jeweils zwei an einem Basisteil (4) zur Drehachse radial versetzt angebrachte und einander gegenüberliegende Gabelarme (6, 6a-d) aufweisen, und mit einem Zapfenkreuz (7) mit vier Zapfen (8-11), von denen jeweils die zwei auf einer Achse (12, 13) angeordneten in Lagerbohrungen (17) der Gabelarme (6, 6a-d) einer Gelenkgabel (2, 3) unter Zwischenschaltung von außen zylindrischen Lagerbuchsen (14) aufgenommen sind und die beiden Achsen (12, 13) sich rechtwinklig kreuzen, wobei die Gabelarme (6) an ihrem dem Basisteil (4) abgewandten Ende über die Länge der Lagerbohrung (17) jeweils mit einem im Montagezustand offenen Schlitz (18) versehen sind, in den jeweils die Lagerbuchsen (14) mit ihrer Außenfläche (15) hineinragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (18) der Gabelarme (6a-d) beider, dem Zapfenkreuz (7) zugehörigen Gelenkgabeln (2, 3) im Betriebszustand unverschlossen sind und die Lagerbuchsen (14) mit ihren Außenflächen (15) axial aus den Gabelarmen (6a-d) herausragen.

2. Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (15) der Lagerbuchsen (14) von der Lagerbohrung (17) mit einem Umschließungswinkel (A) umschlossen ist, der mehr als 180°, aber weniger als 360°, vorzugsweise 200° bis 300°, beträgt.

3. Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchsen (14) durch einen in eine rechtwinklig zur Zapfenachse (12, 13) verlaufende Bohrung (21) des Basisteiles (4, 23) teilweise eingesetzten Stift (20) gesichert sind.

4. Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (W) der Lagerbuchse (14) und die Durchmesser der Wälzkörper (19) oder die Wanddicke eines Gleitlagers so bemessen sind, daß der Zapfendurchmesser (d) maximal 75% des Außen durchmessers (D) der Lagerbuchse (14) beträgt.

5. Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (18) eine Breite (S) aufweist, die größer ist als der Durchmesser (d) der Zapfen (8 bis 11) des Zapfenkreuzes (7).

6. Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Basisteile zugleich das Basisteil für die Gabelarme (6) eines weiteren Kreuzgelenkes (1a bzw. 1b) ist.

7. Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Doppelkreuzgelenk mit zwei in Reihe angeordneten Kreuzgelenken (1a, 1b).