DE2530670A1 - Universalgelenk - Google Patents

Description

• Universalgelenk Die Erfindung bezieht sich auf ein Universalgelenk zur Kraftübertragung zwischen treibenden und angetriebenen Teilen, die sich um unter einem veränderlichen Winkel zueinander geneigten Achsen drehen, wobei die Kraftübertragung zwischen diesen Teilen mittels einer Anzahl vorspringender Arme erfolgt, die von einem dieser Teile abstehen und in Ausnehmungen eines das andere Teil bildenden Gehäuses eingreifen.
• Diese Ausnehmungen können z.B. durch Auskleidung mit einem Elastomermaterial, wie Gummi, oder Anbringung von Blattfedernabgefedert sein oder sie können mit federndem Material belegt sein, das mittels eines Elastomers am Gehäuse haftet. Die Arme können an ihren Enden Rollen aufweisen, welche in die Ausnehmungen eingreifen.
• Eines der Teile kann das treibende und das andere das angetriebene Teil sein.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Universalgelenk der genannten Art zu schaffen, bei dem das die abstehenden Arme aufweisende Teil mit dem Gehäuse in Fluchtung gehalten wird und in einem großen Winkelbereich variabel ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arme von einem Rotationskörper des einen Teils abstehen und die Oberfläche dieses Rotationskörpers eine zylindrische Innenfläche des anderen Teils zwischen deren Ausnehmungen berührt. Vorzugsweise besitzt das erfindungsgemäße Gelenk eine Welle mit einem kugeligen Ende, von dem mehrere Arme radial abstehen, und ein Teil oder Gehäuse, das dieses kugelige Ende umgibt und eine zylindrische Innenfläche mit einer Anzahl Ausnehmungen aufweist, in welche die Arme hineinragen, wobei das kugelige Ende mit den Flächen des Gehäuses zwischen den Ausnehmungen in Berührung steht.
• Bei dieser Anordnung werden die beiden Teile miteinander in Fluchtung gehalten, da ihre Achsen bezüglich einander geneigt sind und das kugelige Ende längs der Innenfläche des Gehäuses gleitet.
• Bei einigen Anwendungen des Gelenks ist es erwünscht, diese Gleitbewegung zu verhindern. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist daher ein Lager vorgesehen, das axial von dem Ende des Gehäuses absteht, gegen das der Rotationskörper drückt, und/oder ein am Gehäuse angebrachter und die Welle innerhalb des Rotationskörpers umgebender Ring, der mit der Oberfläche des Rotationskörpers in Berührung steht.
• Die Erfindung sieht auch einen Antrieb vor, bei dem eine Welle an jedem Ende mit je einem erfindungsgemäß ausgebildeten Gelenk versehen ist. Eines dieser Gelenke kann eine Gleit- oder Tauchbewegung zwischen den beiden das Gelenk bildenden Teilen zulassen, während das andere mittels eines Lagers und eines Ringes an einem derartigen Gleiten gehindert werden kann. Eine solche Anordnung kann beispielsweise als Antrieb zwischen einem Getriebekasten oder Differential und dem Rad eines Kraftfahrzeugs dienen, wobei das feste Gelenk -getriebekastenseitig vorgesehen und die volle Tauchbewegung am radseitigen Ende ausgeführt werden kann oder umgekehrt.
• Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die schematische Zeichnung beispeilsveise näher beschrieben; es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt; Fig. 2 einen Querschnitt einer Ausführungsform nach der Linie II-II von Fig. 1; Fig. 3 einen Längsschnitt einer abgevandelten AusfUhrungsform der Erfindung.
• Gemäß Fig. 1 und 2 weist eine Welle 1 an einem Ende einen kugelförmigen Vorsprung 2 auf, vobei der Mittelpunkt der kugel auf der Achse der Welle 1 liegt. Letztere kann das Antriebselement des Gelenks bilden; ihr der Kugel entgegengesetztes Ende 3 ist daher so geformt, daß es mit einer Antriebswelle verbunden werden kann.
• Die Kugel 2 weist eine Anzahl (bei dem gezeigten Beispiel zvei) radial vorstehende Arme 4 auf, deren Achsen in einer durch den Mittelpunkt der Kugel 2 quer zur Achse der Welle 1 verlaufenden Ebene liegen. Jeder Arm 4 trägt eine frei drehbare Rolle 5.
• Die kugel 2 wird ton einem nachstehend als Gehause 6 genannten Teil umgeben, in dessen zylindrischer Innenfläche 9 mehrere axial verlaufende Ausnehmungen 7 vorgesehen sind, deren Anzahl derjenigen der Arme 4 entspricht. Die konstante Breite dieser Ausnehmungen ist derart, daß die Rollen 5 in sie eindringen können. Zwischen den Ausnehmungen befinden sich VorsprUnge 8 mit konkaver Innenfläche, die gemeinsam die zylindrische Fläche 9 bilden, deren Radius im wesentlichen demjenigen der Kugel 2 entspricht. Auf diese Weise steht die Kugel mit dieser zylindrischen Oberfläche in linienförmiger Berührung.
• Der kontakt zwischen den Rollen 5 und den Ausnehmungen 7 ist vorteilhafterveise federnd, z.B. durch Auskleidung dar'lsnkhmungenmit Gummi oder einem anderen Elastomer oder einem federnden Material, das am Gehäuse mittels eines Elastomeren befestigt wird., Wenn sich die Welle 1 dreht, drücken die Rollen 5 an die Seiten der Ausnehmungen 7 und treiben das Gehäuse 6 an. Der Winkel zwischen der Achse der Welle 1 und derjenigen des Gehäuses 6 kann in einem beträchtlichen Ausmaß variieren, ohne diese Antriebsverbindung zu beeinträchtigen. Wenn sich der Winkel ändert, gleitet die Kugel 2 längs der zylindrischen Oberfläche 9, wie in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet, 90 daß zwischen den beiden Teilen eine volle Tauchbewegung zustandekommt.
• Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform wird eine solche Tauchbewegung verhindert; die Kugel 2 ist bezüglich des Gehäuses 6 ortsfest gelagert. In dieser Ausführungsform sind drei vorstehende Arme vorgesehen.
• Das von der Welle 1 entfernt liegende Ende des Gehäuses 6 ist durch eine Platte 10 abgeschlossen, von dem koaxial zum Gehäuse 6 ein Lager 11 herausragt, dessen hohlkugelige Endfläche 12 im wesentlichen denselben Radius wie die Kugel 2 aufweist und so angeordnet ist, daß sie mit der Oberfläche der Kugel in Berührung steht.
• Das andere Ende des Gehäuses 6 ist offen, um den Durchtritt der Welle 1 zuzulassen. An diesem offenen Ende ist mittels der Arme 13 eines Armsterns ein Ring 14 angebracht, dessen hohlkugelige Innenfläche 15 einen Radius aufweist, der demjenigen der Kugel entspricht. Diese Fläche ist so angeordnet, daß sie mit der Kugel in Berührung steht, welche auf diese Weise in ihrer Stellung zwischen dem Lager 11 und dem Ring 14 gelagert und festgehalten wird. Die Oberfläche 12 des Lagers 11 sowie die Fläche 15 des Rings. 14 bilden Kugelabschnitte, deren Radius im wesentlichen gleich demjenigen der kugel mit gemeinsamem Mittelpunkt ist.
• Die Teile bzw. VorsprUnge 8 zwischen den Ausnehmungen 7 verlaufen konisch bei 16 vom Rand des Ringes 14 zum Ende des Gehäuses hin, wodurch eine maximale relative Neigung zwischen der Welle 1 und dem Gehäuse 6 ermöglicht wird.
• Universalgelenke der beschriebenen Art eignen sich insbesondere zur Anwendung als Vorderradantriebswellen von Kraftfahrzeugen, wo große Neigungswinkel vorzusehen sind.
• Eine hierfUr geeignete Anordnung weist eine Welle auf, die an einem Ende, beispielsweise am Antriebsende, ein Gleitgelenk gemäß Fig. 1 und 2 und am anderen oder dem Abtriebsende ein festes Gelenk gemäß Fig. 3 besitzt.
• Zur Befestigung der Kugel bezüglich des Gehäuses können auch andere Mittel als in Fig. 3 gezeigt verwendet werden; so könnte z.B. die Kugel in einer größeren Kugel im Zylinder angeordnet, durch einen Stift an der Endplatte des Zylindera angebracht oder mittels Belleville-Beilagscheiben od. dgl. gesichert sein.
• Die Erfindung ist seLbstverständlich nicht auf die beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, die abgewandelt werden könnten, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
• - Ansprche ==== === =====

Claims (6)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e Universal gelenk zurKraftübertragung zwischen treibenden und angetriebenen Teilen, die sich um unter einem veränderlichen Winkel zueinander geneigten Achsen drehen, wobei die Kraftübertragung zwischen diesen Teilen mittels einer Anzahl vorspringender Arme erfolgt, die von einem dieser Teile ab stehen und in Ausnehmungen eines das andere Teil bildenden Gehäuses eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme von-einem Rotationskörper des einen Teils abstehen und die Oberfläche dieses Rotationskörpers eine zylindrische Innenfläche des anderen Teils zwischen deren Ausnehmungen berührt.
2. 2.- Gelenk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Welle mit einem kugeligen Ende, von dem mehrere Arme radial abstehen, und ein Teil oder Gehäuse, das dieses kugelige Ende umgibt und eine zylindrische Innenfläche mit einer Anzahl Ausnehmungen besitzt, in welche die Arme hineinragen, wobei das kugelige Ende mit den Flächen des Gehäuses zwischen den Ausnehmungen in Berührung steht.
3. 3. Gelenk nach Anspruch b oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Gleitbewegung zwischen den beiden Teilen verhindert wird.
4. 4. Gelenk nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Lager, das axial von dem Ende des Gehäuses absteht, gegen das der Rotationskörper drückt und/oder einen am Gehäuse angebrachten und die Welle innerhalb des Rotationskörpers umgebenden Ring, der mit der Oberfläche des Rotationskörpers in Berührung steht.
5. 5. Antrieb, gekennzeichnet durch eine Welle mit je einem gemäß den vorhergehenden Ansprüchen ausgebildeten Gelenk an beiden Enden.
6. 6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Gleitbewegung zwischen Gelenkwelle und Gelenkgehäuse an einem Ende unterbunden ist.