CH646761A5 - Doppelgelenk. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE

Doppelgelenk, bei dem ein äusseres Glied (1) mit einem inneren Glied (2) über ein Käfigelement (7) zusammengesetzt ist, das eine äussere (5) und eine innere (6) sphärische Oberfläche aufweist und diese Oberflächen mit einer entsprechenden inneren (3) und äusseren (4) sphärischen Oberfläche des äusseren resp. inneren Gliedes im Eingriff stehen, und das Käfigelement Kugeln (9) aufweist, die in Nuten (10,11) im äusseren und im inneren Glied gleiten, wobei die Nuten (10,11) derart ausgebildet sind, dass deren B asisflächen sich j eweils im wesentlichen entlang einer sphärischen Oberfläche (12,13) erstrecken, die derart exzentrisch zueinander angeordnet sind, dass deren Krümmungsmittelpunkte sich an zwei Punkten A und B befinden, die den gleichen Abstand zum Mittelpunkt (O) des Doppelgelenkes aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen (5,6) des Käfigelementes (7) derart exzentrisch zueinander angeordnet sind, dass deren Krümmungsmittelpunkte sich bei oder in den Punkten A und B befinden und die damit im Eingriff stehende innere und äussere Oberfläche (3,4) des äusseren (1) resp. inneren (2) Gliedes entsprechend angeordnet sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Doppelgelenk, bei dem ein äusseres Glied mit einem inneren Glied über ein Käfigelement zusammengesetzt ist, das eine äussere und eine innere sphärische Oberfläche aufweist und diese Oberflächen mit einer entsprechenden inneren und äusseren sphärischen Oberfläche des äusseren resp. inneren Gliedes im Eingriff stehen, und das Käfigelement Kugeln aufweist, die in Nuten im äusseren und im inneren Glied gleiten, wobei die Nuten derart ausgebildet sind, dass deren Basisflächen sich jeweils im wesentlichen entlang einer sphärischen Oberfläche erstrecken, die derart exzentrisch zueinander angeordnet sind, dass deren Krümmungsmittelpunkte sich an zwei Punkten A und B befinden, die den gleichen Abstand zum Mittelpunkt des Doppelgelenkes aufweisen.

Ein solches Doppelgelenk, das beispielsweise in Motorfahrzeugen eingesetzt wird, ist vorbekannt und weist, wie weiter unten anhand der Zeichnung näher erläutert werden wird, einige Nachteile auf, insbesondere in bezug auf die Kugeln des Kugellagers , die entweder in bestimmten Stellungen herausspringen können oder stark abgenutzt werden und dadurch unangenehme Geräusche erzeugen können oder bei einem Motorfahrzeug einen grossen Wendekreis verursachen.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein Doppelgelenk anzugeben, das die oben angegebenen Nachteile vermeidet. Ein solches Gelenk ist im einzigen Patentanspruch definiert.

Die Erfindung wird nun anhand einer Zeichnung von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt im Schnitt und in Seitenansicht ein vorbekanntes Doppelgelenk,

Fig. 2 zeigt im Schnitt und in Seitenansicht das Gelenk von Fig. 1 in eingeschlagener Stellung,

Fig. 3 zeigt im Schnitt und in Seitenansicht ein erfindungsge-mässes Ausführungsbeispiel, und

Fig. 4 zeigt im Schnitt und in Seitenansicht das erfindungsge-mässe Doppelgelenk gemäss Fig. 3 in eingeschlagener Stellung.

In den Fig. 1 und 2 ist ein vorbekanntes Doppelgelenk dargestellt, worin das äussere Glied a und das innere Glied b über ein Käfigelement g ineinander angeordnet sind, wobei das Käfigelement eine äussere sphärische Oberfläche e und eine innere sphärische Oberfläche f aufweist, die mit einer inneren sphärischen Oberfläche c des äusseren Gliedes d und mit einer äusseren sphärischen Oberfläche d des inneren Gliedes b im Eingriff stehen. Das Käfigelement g weist eine Anzahl Kugeln i auf, die in Fenstern h angeordnet sind, und in Nuten j, k laufen, die an der inneren sphärischen Oberfläche c und auf der äusseren sphärischen Oberfläche d angebracht sind. Um dem Gelenk die Eigenschaft der konstanten Geschwindigkeit zu geben, sind die Nuten j, k derart versetzt angeordnet, dass deren Bodenflächen jeweils entlang einer sphärischen Oberfläche 1, m verlaufen, die derart exzentrisch zueinander angeordnet sind, dass deren Krümmungsmittelpunkte sich an zwei Punkten A und B befinden, die den gleichen Abstand zum Mittelpunkt O des Doppelgelenkes aufweisen.

Üblicherweise sind die sphärischen Flächen sowohl des Käfigelementes als auch des inneren und des äusseren Gliedes konzentrisch mit einem gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt am Gelenkmittelpunkt O ausgebildet. Eine solche Anordnung bringt jedoch einige Nachteile. So wird die Nute j am äusseren Glied a zunehmend flacher gegen die Basisseite des Gliedes hin, so dass im abgewinkelten Zustand der beiden Glieder a und b gemässFig.2die Kugel i auf der Unterseite in dieser Figur gegen das flache Ende der Nute j nach rechts gedrückt wird und Gefahr läuft, herausgedrückt zu werden. Dazu kommt noch, falls die beiden Glieder abgewinkelt sind, dass die inneren und äusseren Oberflächen des Käfigelementes und die Basisfläche der Nuten an ihren Enden abgenutzt werden und dadurch unerwünschte Geräusche erzeugen. Ferner befindet sich der Krümmungsmittelpunkt der inneren sphärischen Fläche c des äusseren Gliedes am Gelenkmittelpunkt O, so dass der Durchmessern der Öffnung des äusseren Gliedes vergleichsweise klein wird, und es dadurch beim Abwinkein des inneren Gliedes b dazu kommt, dass die am inneren Gliede befestigte Welle p an dieser Öffnung anstösst und daher der Beugewinkel a vergleichsweise klein wird, so dass im Falle eines Motorfahrzeuges der Wendekreis gross wird.

Die neue Konstruktion gemässdenFig.3und4 vermeidet diese Nachteile. Man erkennt das äussere Glied 1 und das innere Glied 2 sowie das Käfigelement 7 mit der sphärischen äusseren Oberfläche 5 und der inneren sphärischen Oberfläche 6, die mit der inneren sphärischen Oberfläche 3 des äusseren Gliedes, resp. der äusseren sphärischen Oberfläche 4 des inneren Gliedes in Berührung stehen. Das Käfigelement weist eine Anzahl Kugeln 9 auf, die in jeweiligen Fenstern 8 angeordnet sind und in Nuten 10 und 11 in der inneren, resp. äusseren sphärischen Oberfläche 3 und 4 gleiten. Deren Basisflächen sind wie beim vorhergehenden Beispiel derart exzentrisch angeordnet, dass ihre Krümmungsmittelpunkte sich an zwei Punkten A und B befinden, die den gleichen Abstand zum Mittelpunkt O des Doppelgelenkes aufweisen.

Im Unterschied zum vorhergehenden, vorbekannten Beispiel gemäss den Fig. 1 und 2 sind die Oberflächen 5 und 6 des Käfigelementes 7 derart exzentrisch zueinander angeordnet, dass sich ihre Krümmungsmittelpunkte bei oder in den beiden Punkten A und B befinden und dass die dazu gehörigen sphärischen Oberflächen des inneren, resp. äusseren Gliedes entsprechend exzentrisch angeordnet sind. Man erkennt ferner eine Welle 14, die am äusseren Glied befestigt ist und eine Welle 15, die am inneren Glied befestigt ist, wobei das Gelenk eine Kraftübertragung mit konstanter Geschwindigkeit bewirkt.

Im folgenden soll die Arbeitsweise des erfindungsgemässen Doppelgelenkes näher erläutert werden: Falls sich eines der Glieder 1,2 in Drehbewegung befindet, wird das andere auch in eine Drehbewegung versetzt, so dass eine Kraftübertragung zwischen den zwei Gliedern 1 und 2 stattfindet. Durch die exzentrische Anordnung sowohl der Nuten 10 und 11 als auch der Reibungsflächen am Käfigelement bzw. an den beiden Gliedern kann eine Kraftübertragung mit konstanter Geschwindigkeit erfolgen. Dadurch, dass die Basisflächen 12 und 13 der Nuten 10 und 11 im wesentlichen konzentrisch zu den sphärischen Oberflächen 3 und 4 der beiden Glieder angeordnet sind, weisen die Nuten 10 und 11 im wesentlichen eine gleichbleibende Tiefe über

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deren gesamte Länge auf, so dass die Kugeln 9 nicht daraus gedrückt werden, falls das Gelenk abgewinkelt wird.

Zusätzlich ergibt sich dadurch, dass der Krümmungsmittelpunkt der inneren sphärischen Oberfläche 3 des äusseren Gliedes 1 bei oder in Punkt A befindet, der exzentrisch bezüglich des

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Gelenkmittelpunktes O ist, die Öffnung des äusseren Gliedes vergleichsweise gross gemacht werden kann, wodurch ein vergleichsweise grosser Beugewinkel a zwischen den beiden Wellen 14 und 15 erhalten wird und dementsprechend ein kleiner 5 Wendekreis erzielt werden kann im Falle eine Motorfahrzeuges.

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1 Blatt Zeichnungen