Steckwellen, Kardan-Gelenkwellen

178 179 Anwendungsrichtlinien Berechnungsunterlagen Technischer Anhang Technischer Anhang  Service-Telefon Ausland  + 49 (0) 71 42 / 353-0  Service-Telefon Inland*  0 1 8 0 – 3 – 4 3 5 3 6 5 * 9Cent/Min.  Katalog  Ersatzteile  Gelenkwellen-Berechnung  Einbau- und Wartungshinweise  www.elbe-group.com 7. Anwendungsgrundlagen für Doppel-Gelenkwellen in Lenkachsen Die Doppel-Gelenkwellen der Baureihen 0.400.5 und 0.500.3 sind ausschließlich für den Einsatz in Lenktriebachsen bestimmt. 7.1 Kinematische Verhältnisse Wie aus nachstehender Skizze hervorgeht, wird beim Betätigen der Lenkung das Achs- system um die Drehzapfenmitte D geschwenkt. Das Doppelgelenk knickt dabei in seinen beiden Gelenkdrehpunkten A und B ein. Nachdem Welle II axial befestigt ist, muss sich Welle I in Richtung S einschieben. Dadurch ergeben sich ungleiche Gelenkbeu- gungswinkel ß 1 und ß 2 , und damit auch eine ungleichförmige Abtriebsbewegung. Diese Ungleichförmigkeit kann jedoch insge- samt sehr klein gehalten werden, wenn man die Gelenkmitte C um den Ausgleichswert X zur Festseite hin versetzt. Dadurch wird bei einem bestimmten Beugungswinkel (= Gleich- laufwinkel ß x ) ein vollständiger Gleichlauf er- reicht, d. h., es ergeben sich gleichgroße Ge- lenkbeugungswinkel ß 1 und ß 2 . Als Gleichlaufwinkel wird zweckmäßigerwei- se ß x = 30° bis 35° gewählt. A = Gelenkdrehpunkte B C = Mitte des Doppelgelenks D = Drehzapfenmitte a = Abstand eines Gelenkdreh- punktes von Mitte Doppelgelenk e = Einschub der Loswelle X = Mittenversatz beim Einbau ß x = Gleichlaufwinkel ß = Gesamt-Beugungswinkel ß 1 = Beugungswinkel der ß 2 Einzelgelenke } } 7.2 Mittenversatz X und max. Einschub e Der für einen möglichst gleichförmigen Ab- trieb erforderliche Mittenversatz X kann in Ab- hängigkeit von Abstand a und dem Gleichlauf- winkel ß x errechnet werden: Baureihe 0.500 , Gleichlaufwinkel ß x = 32° Nachstehend der errechnete Mittenversatz x für die einzelnen Baugrößen: Baureihe 0.400 , Gleichlaufwinkel ß x = 35° 7.3 Dimensionierung von Doppel- Gelenkwellen Die Ermittlung der erforderlichen Gelenkgrö- ße erfolgt zweckmäßigerweise über das max. mögliche Drehmoment. Dies kann einmal das Antriebsmoment sein, errechnet aus Motorlei- stung, Getriebeübersetzungen und Lastvertei- lung, oder auch das Reifenrutschmoment, das sich aus der zulässigen Achslast, dem stat. Reifenradius und Reibwert µ ergibt. Der jeweils niedrigere Wert stellt das max. Be- triebsdrehmoment dar, anhand dessen die er- forderliche Gelenkgröße ausgewählt werden kann. Die auf diese Weise bestimmte Doppel- gelenkwelle weist eine ausreichende Lebens- dauer auf, da die Zeitanteile größter Belas- tung in der Regel klein sind. 7.4 Belastung der Wellenlager Doppel-Gelenkwellen ohne Zentrierung müs- sen an beiden Wellenhälften unmittelbar ne- ben dem Gelenk gelagert werden, wobei eine Wellenhälfte axial fest, die andere dagegen axial beweglich sein muss. Bei der Moment- übertragung entstehen Zusatzkräfte, die bei der Bemessung der Wellenlager berücksichti- gt werden müssen. Gelenkgröße 0.408 0.409 0.411 0.412 Beugungswinkel ß° 50 50 50 50 x [mm] 1,5 1,7 2,0 2,2 Gelenkgröße 0.509 0.510 0.511 0.512 0.513 0.515 0.516 0.518 Beugungswinkel ß° 42 | 47 | 50 42 | 47 42 | 47 42 | 47 42 | 47 42 | 47 42 | 47 x [mm] 1,3 | 1,3 | 1,6 1,5 | 1,6 1,6 | 1,7 1,7 | 1,8 1,9 | 2,0 2,1 | 2,2 2,2 | 2,3 Der Einschub e bei Beugungswinkel ß wird, ebenfalls in Abhängigkeit von Abstand a und Gleichlaufwinkel ß x , folgendermaßen errechnet: Baureihe 0.500 , Gleichlaufwinkel ß x = 32° Nachstehend der max. Einschub e für die einzelnen Baugrößen: Baureihe 0.400 , Gleichlaufwinkel ß x = 35° Gelenkgröße 0.408 0.409 0.411 0.412 Beugungswinkel ß° 50 50 50 50 e [mm] 6,5 7,2 8,3 9,2 Gelenkgröße 0.509 0.510 0.511 0.512 0.513 0.515 0.516 0.518 Beugungswinkel ß° 42 | 47 | 50 42 | 47 42 | 47 42 | 47 42 | 47 42 | 47 42 | 47 e [mm] 4,5 | 6,0 | 7,9 5,2 | 6,9 5,8 | 7,8 6,1 | 8,1 6,7 | 9,0 7,3 | 9,7 7,8 | 10,5 X = – a a cos ß x 2 ( ) ßx 2 e = 2 a ß 2 ß 2 ß 2 ßx 2 cos –1 sin 2  +  cos 2 – sin 2 · cos 2