DE10060120A1

DE10060120A1 - Kugelgleichlaufgelenk als Gegenbahngelenk

Info

Publication number: DE10060120A1
Application number: DE10060120A
Authority: DE
Inventors: Werner Krude
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2002-06-13
Anticipated expiration: 2020-12-05
Also published as: US20020098894A1; US20040180725A1; US6709337B2; JP2002181066A; DE10060120B4; JP4071489B2; US7001281B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kugelgleichlaufgelenk in Form eines Gegenbahngelenkes, umfassend ein Gelenkaußenteil mit Außenbahnen, ein Gelenkinnenteil mit Innenbahnen, drehmomentübertragende Kugeln, die in Bahnpaaren aus Außenbahnen und Innenbahnen aufgenommen sind, die jeweils auf die Gelenklängsachse bezogen nach außen gekrümmt sind, und einen Kugelkäfig mit Käfigfenstern, in denen die Kugeln in einer gemeinsamen Ebene gehalten sind und bei Gelenkbeugung auf die winkelhalbierende Ebene geführt werden. Erste Außenbahnen bilden mit ersten Innenbahnen erste Bahnpaare, deren erste Steuerwinkel sich in einer ersten axialen Richtung öffnen und in denen erste Kugeln gehalten sind. Zweite Außenbahnen bilden mit zweiten Innenbahnen zweite Bahnpaare, deren zweite Steuerwinkel sich in einer zweiten axialen Richtung öffnen und in denen zweite Kugeln gehalten sind, wobei die Steuerwinkel als Winkel zwischen den Tangenten an die Kugelkontaktpunkte in den Bahnpaaren definiert sind. Das Gelenkaußenteil und das Gelenkinnenteil sind relativ zueinander axial verschiebbar. Die ersten Steuerwinkel und die zweiten Steuerwinkel ändern sich bei relativer axialer Verschiebung gegensinnig. Der axiale Verschiebeweg ist auf das Einhalten eines Minimalwertes von mindestens 8 DEG für die jeweils kleineren Steuerwinkel begrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgleichlaufgelenk mit axialer Verschiebbarkeit.

Die häufigste Form von Verschiebegelenken sind sogenannte VL- Gelenke (cross grooves joints) nach der DE 31 02 871 C2, bei denen die Mittellinien der Außenbahnen und der Innenbahnen je weils entgegengesetzte Kreuzungswinkel mit der Gelenklängsachse bilden und in parallel zur Gelenklängsachse liegenden Ebenen oder auf einer Zylindermantelfläche um die Gelenklängsachse liegen.

Aus der US 3133431 sind Verschiebegelenke bekannt, bei denen die Mittellinien der Außenbahnen und der Innenbahnen gleich große entgegengesetzte Schnittwinkel mit der Gelenklängsachse bilden, d. h. in Ebenen, die die Gelenklängsachse selber enthalten, liegen.

Beide vorgenannten Gelenktypen sind Geradbahngelenke.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neu artiges Verschiebegelenk für große Beugewinkel und relativ klei ne Verschiebewege bereitzustellen.

Die Lösung hierfür besteht in einem Gleichlaufdrehgelenk in Form eines Gegenbahngelenkes, umfassend ein Gelenkaußenteil mit Au ßenbahnen, ein Gelenkinnenteil mit Innenbahnen, drehmomentüber tragende Kugeln, die in Bahnpaaren aus Außenbahnen und Innenbahnen aufgenommen sind, die jeweils auf die Gelenklängsachse A bezogen nach außen gekrümmt sind, und einen Kugelkäfig mit Kä figfenstern, in denen die Kugeln in einer gemeinsamen Ebene E gehalten sind und bei Gelenkbeugung auf die winkelhalbierende Ebene geführt werden, erste Außenbahnen bilden mit ersten Innen bahnen erste Bahnpaare, deren erste Steuerwinkel β₁ sich in einer ersten axialen Richtung öffnen und in denen erste Kugeln gehal ten sind, zweite Außenbahnen bilden mit zweiten Innenbahnen zweite Bahnpaare, deren zweite Steuerwinkel β₂ sich in einer zweiten axialen Richtung öffnen und in denen zweite Kugeln ge halten sind, wobei die Steuerwinkel β als Winkel zwischen den Tangenten an die Kugelkontaktpunkte in den Bahnen definiert sind, das Gelenkaußenteil und das Gelenkinnenteil sind relativ zueinander axial verschiebbar, die ersten Steuerwinkel β₁ und zweiten Steuerwinkel, β₂ ändern sich bei relativer axialer Ver schiebung gegensinnig, der axiale Verschiebeweg V_max ist auf das Einhalten eines Minimalwertes von mindestens 8° für die jeweils kleineren Steuerwinkel β begrenzt. Als axialer Verschiebeweg wird hierbei ein Weg von mindestens 0,8 mm, der vorzugsweise mehr als 1,0 mm ausmacht, betrachtet. Dies liegt deutlich über dem Axialspiel von Festgelenken, das im Vergleich hierzu höch stens 0,5 mm beträgt.

Ein erfindungsgemäßes Gelenk stellt mit dem Verschiebeweg Mittel zur Axialschwingungsentkopplung dar und trägt somit zur Ver besserung des NVH-Verhaltens (noise, vibration, harshness) bei. Die Bauweise ermöglicht eine Entfeinerung bei der Bearbeitung der Oberflächen. Die Bahngestaltung schafft ein Gelenk mit Axi alzentriereigenschaften.

Die Bahnen sind hier insbesondere als gekrümmt verlaufende Bah nen nach Art von Rzeppa-Gelenken oder UF-Gelenken ausgeführt. Hierdurch wird auch bei größeren Beugewinkeln noch eine wirksame Kugelsteuerung durch ausreichend große Steuerwinkel erzielt.

Ebenso ist durch die Beschränkung des axialen Verschiebeweges sichergestellt, daß die Steuerwinkel nicht infolge der Axialver schiebung zu klein werden. Die Anschläge zur Begrenzung des axialen Verschiebeweges können alleine zwischen Gelenkaußenteil und Käfig oder alleine zwischen Gelenkinnenteil und Käfig oder zwischen beiden Paarungen gleichzeitig wirksam werden, jeweils abgestellt auf das gestreckte Gelenk, bei dem die Längsachsen von Gelenkinnenteil und Gelenkaußenteil zusammenfallen. Da der Kugelkäfig gegenüber dem Gelenkinnenteil und dem Gelenkaußenteil radial freigestellt ist, ist das Gelenk besonders reibungsarm. Aufgrund der Gegenbahnformation ist weiterhin sichergestellt, daß das Gelenk axial selbstzentrierend ist und daß die auf den Käfig einwirkenden Kräfte in Grenzen gehalten werden. Die Kugel umschlingung durch die Bahnen im Querschnitt ist bei einem Ge lenk dieser Bauart ebenfalls sehr günstig.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung von Ausführungsbeispielen.

In den Zeichnungen sind Gegenbahnfestgelenke erfindungsgemäßen Gelenken gegenübergestellt; beide werden nachstehend im ein zelnen beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 ein Gegenbahnfestgelenk nach dem Stand der Technik mit Rzeppa-Bahnen

a) im Längsschnitt durch ein Gegenbahnpaar,
b) in einem abgeknickten Längsschnitt durch einen Käfigsteg;

Fig. 2 ein Gegenbahnfestgelenk mit hinterschnittfreien (UF)- Bahnen

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Gelenk in einer ersten Ausfüh rung mit Rzeppa-Bahnen in einem abgeknickten Längsschnitt durch einen Käfigsteg;

Fig. 4 die Einzelheit X aus Fig. 3 in vergrößerter Darstel lung

a) in axialer Mittelstellung des Gelenks,
b) bei maximaler axialer Verschiebung des Gelenks;

Fig. 5 eine vergrößerte Einzelheit eines Gelenks ähnlich dem nach Fig. 3 bei maximaler axialer Verschiebung

a) in einer ersten Abwandlung,
b) in einer zweiten Abwandlung;

Fig. 6 ein erfindungsgemäßes Gelenk in einer zweiten Aus führung mit Rzeppa-Bahnen in einem abgeknickten Längsschnitt durch einen Käfigsteg;

Fig. 7 die Einzelheit X aus Fig. 6 in vergrößerter Darstel lung

Fig. 8 ein erfindungsgemäßes Gelenk in einer dritten Aus führung mit Rzeppa-Bahnen in einem abgeknickten Längsschnitt durch einen Käfigsteg;

Fig. 9 die Einzelheit X aus Fig. 8 in vergrößerter Darstel lung

Fig. 10 ein erfindungsgemäßes Gelenk in einer vierten Aus führung mit Rzeppa-Bahnen in einem abgeknickten Schnitt durch einen Käfigsteg;

Fig. 11 die Einzelheit X aus Fig. 10 in vergrößerter Dar stellung

Fig. 12 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Gelen kes als Längsschnitt durch ein Gegenbahnpaar unter Weglassung des Kugelkäfigs

a) bei maximaler Axialverschiebung in einer ersten Richtung,
b) in axialer Mittelstellung des Gelenks,
c) in maximaler Axialverschiebung in der zweiten Richtung.

Die Fig. 1 und 2 betreffen Gelenke, die nur zum Vergleich und zur Vervollständigung der Beschreibung dienen. Diese werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Ein Gelenk 11 umfaßt ein Gelenkaußenteil 12 mit angeformtem Zapfen 13, ein Gelenkinnen teil 14 mit Einstecköffnung 15 für eine Welle, Kugeln 16 ₁, 16 ₂ und einen Kugelkäfig 17, in dessen Käfigfenstern 18 die Kugeln gehalten sind. Die Gelenke sind als Gegenbahngelenke ausgeführt, d. h. erste Kugelbahnen 19 ₁ im Gelenkaußenteil 12 und erste Kugelinnenbahnen 20 ₁ im Gelenkinnenteil 14, die erste Kugeln 16 ₁ halten, verlaufen axial gegensinnig zu zweiten Kugelbahnen 19 ₂ im Gelenkaußenteil 12 und zweiten Kugelinnenbahnen 20 ₂ im Gelenkin nenteil 14, die zweite Kugeln 16 ₂ halten. Die ersten Bahnpaare 19 ₁, 20 ₁ haben Steuerwinkel, die sich in einer ersten Richtung R₁ öffnen; die zweiten Bahnpaare 19 ₂, 20 ₂ haben Steuerwinkel, die sich in einer zweiten Richtung R₂ öffnen. Die Gegenbahnformation entsteht dadurch, daß die Krümmungsmittelpunkte der Außenbahnen 19 ₁, 19 ₂ im Gelenkaußenteil über dem Umfang abwechselnd in ent gegengesetzte axiale Richtung zur Gelenkmittelebene E versetzt sind und ebenso die Krümmungsmittelpunkte der Kugelinnenbahn 20 ₁, 20 ₂ im Gelenkinnenteil 14 über dem Umfang abwechselnd in entge gegengesetzte axiale Richtung zur Gelenkmittelebene E versetzt sind. Die Gelenkmittelebene ist durch die Mittelpunkte der Ku geln definiert. Der Kugelkäfig 17 hat eine sphärische Außen fläche 21, die in einer sphärischen Innenfläche 22 des Gelenk außenteils 12 geführt ist. Der Käfig hat weiter eine sphärische Innenfläche 23, in der eine sphärische Außenfläche 24 des Gelen kinnenteils 14 geführt ist. Durch diese Konfiguration werden die Gelenke zu Festgelenken. Die Bahnmittellinien 9 ₁, 10 ₁ der Bahnen 19 ₁, 20 ₁ ebenso wie die Bahnmittellinien 9 ₂, 10 ₂ der Bahnen 19 ₂, 20 ₂ schneiden sich bei gestrecktem Gelenk in der Gelenkmittel ebene E. Während in Fig. 1 die Mittellinien 9, 10 der Bahnen reine Kreisbögen sind, werden in Fig. 2 die Mittellinien 9, 10 der Bahnen durch Kreisbögen mit anschließender achsparalleler Tangente gebildet.

In Fig. 3 ist ein Gelenk 11 ₃ gezeigt, das weitgehend mit dem nach Fig. 1 übereinstimmt. Einander entsprechende Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Dies gilt insbesondere für die gezeigten Außenbahnen 19 ₁ und Innenbahnen 19 ₂ ebenso wie für die nicht gezeigten Außenbahnen 19 ₂ und Innenbahnen 20 ₂. Auf abwei chende Einzelheiten, die mit dem Index 3 belegt sind, wird nach stehend eingegangen. Bei diesem Gelenk hat nämlich die sphäri sche Außenfläche 21 ₃ des Kugelkäfigs 17 ₃ radialen Abstand zur sphärischen Innenfläche 22 ₃ des Gelenkaußenteils 12 ₃. Weiterhin hat die sphärische Innenfläche 23 ₃ des Kugelkäfigs 17 ₃ radialen Abstand zur sphärischen Außenfläche 24 ₃ des Gelenkinnenteils 14 ₃. Hieraus ergibt sich, wie nachfolgend noch im einzelnen beschrie ben, eine relative Axialverschieblichkeit zwischen Gelenkaußen teil 12 ₃ und Gelenkinnenteil 14 ₃, beider sich der Kugelkäfig 17 ₃ jeweils auf den halben Weg einstellt.

In Fig. 4a sind in der vergrößerten Einzelheit X die gleichen Einzelheiten wie in Fig. 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei auf die vorherige Beschreibung Bezug genommen wird.

In Fig. 4b ist die vergrößerte Einzelheit X in veränderter Stellung, wobei die Gelenkmittelebene in ihrer relativen Lage zum Gelenkaußenteil 12 ₃ willkürlich als Bezugsebene E_B gesetzt ist. Demgegenüber ist das Gelenkinnenteil 14 ₃ um den Verschiebe weg VI axial nach rechts geschoben, während der Kugelkäfig 17 ₃ um den halb so großen Verschiebeweg VC nach rechts verschoben ist. In dieser Position schlägt eine Innenkante 25 ₃ des Gelenkaußen teils 12 ₃ an der Außenfläche 21 ₃ des Kugelkäfigs 17 ₃ an, während gleichzeitig eine Außenkante 26 ₃ des Gelenkinnenteils 14 ₃ an der Innenfläche 23 ₃ des Kugelkäfigs 17 ₃ anschlägt. Eine Außenkante 27 ₃ des Kugelkäfigs und eine zweite Außenkante 28 ₃ des Gelenkin nenteils bilden entsprechende Anschläge bei entgegengesetztem gleichgroßem Verschiebeweg. Mit α₁ ist am Kugelkäfig 17 ₃ der Winkel zwischen der Mittelebene des Kugelkäfigs und der Berüh rungslinie mit der Kante 25 ₃ eingezeichnet und mit α₂ der Winkel zwischen der Mittelebene des Kugelkäfigs und der Berührungslinie mit der Kante 26 ₃. Der Radius der Innenfläche 22 ₃ am Gelenkaußen teil ist mit RO und der Radius der Fläche 21 ₃ am Kugelkäfig ist mit RC eingezeichnet.

In Fig. 5a ist ein Ausschnitt eines abgewandelten erfindungs gemäßen Gelenkes ähnlich der Darstellung nach Fig. 4b gezeigt. Hierbei sind gleiche Teile mit gleichen Ziffern belegt, jedoch durch den Index 4 gekennzeichnet. Infolge abgewandelter Radien verhältnisse berührt nur eine Umfangskante 26 ₄ des Gelenkinnen teils 14 ₄ die Innenfläche 23 ₄ des Kugelkäfigs 17 ₄, während in dieser axialen Anschlagposition die Außenfläche 21 ₄ des Kugelkä figs 17 ₄ noch radiales Spiel gegenüber der Innenkante 25 ₄ des Gelenkaußenteils 12 ₄ hat. Eine zweite Außenkante 28 ₄ des Ge lenkinnenteils bildet einen entsprechenden Anschlag bei ent gegengesetztem gleichgroßem Verschiebeweg. Mit α ist hier am Kugelkäfig 17 ₄ der Winkel zwischen der verschobenen Mittelebene und einem Radius durch die Berührkante bezeichnet.

In Fig. 5b ist ein Ausschnitt eines abgewandelten erfindungs gemäßen Gelenkes ähnlich der Darstellung nach Fig. 4b gezeigt.

Hierbei sind gleiche Teile mit gleichen Ziffern belegt, jedoch durch den Index 5 gekennzeichnet. Infolge abgewandelter Radien verhältnisse berührt nur eine Umfangskante 25 ₅ des Gelenkaußen teils 12 ₅ die Außenfläche 21 ₅ des Kugelkäfigs 17 ₅, während in dieser axialen Anschlagposition die Innenfläche 23 ₅ des Kugelkä figs 17 ₅ noch radiales Spiel gegenüber der Außenfläche 23 ₅ des Gelenkinnenteils 14 ₅ hat. Eine Außenkante 27 ₅ Kugelkäfigs bildet einen entsprechenden Anschlag bei entgegengesetztem gleichgroßem Verschiebeweg. Mit α ist hier am Kugelkäfig 17 ₄ der Winkel zwi schen der verschobenen Mittelebene und einem Radius durch die Berührkante bezeichnet.

Fig. 6 ist ein Gelenk 11 ₆ gezeigt, das weitgehend mit dem nach Fig. 1 übereinstimmt. Einander entsprechende Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Dies gilt insbesondere für die gezeig ten Außenbahnen 19 ₁ und Innenbahnen 19 ₂ ebenso wie für die nicht gezeigten Außenbahnen 19 ₂ und Innenbahnen 20 ₂. Auf abweichende Einzelheiten, die mit dem Index 6 belegt sind, wird nachstehend eingegangen. Bei diesem Gelenk ist nämlich die sphärische Außen fläche 21 ₆ des Kugelkäfigs 17 ₆ radial zentriert in einer innen zylindrischen Innenfläche 22 ₆ des Gelenkaußenteils 12 ₆, hat je doch axiales Spiel gegenüber zwei anschließenden innenkonischen Anschlagflächen 29 ₆, 30 ₆. Weiterhin hat die Innenfläche 23 ₆ des Kugelkäfigs 17 ₆ radialen Abstand zur sphärischen Außenfläche 24 ₆ des Gelenkinnenteils 14 ₆. Hieraus ergibt sich wie nachfolgend noch im einzelnen beschrieben eine relative Axialverschieblich keit zwischen Gelenkaußenteil 12 ₆ und Gelenkinnenteil 14 ₆, bei der sich der Kugelkäfig 17 ₆ jeweils auf den halben Weg einstellt.

In Fig. 7a sind in der vergrößerten Einzelheit X die gleichen Einzelheiten wie in Fig. 6 mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei auf die vorherige Beschreibung Bezug genommen wird.

In Fig. 7b ist die vergrößerte Einzelheit in veränderter Stel lung gezeigt, wobei die Gelenkmittelebene in ihrer relativen Lage zum Gelenkaußenteil 12 ₆ willkürlich als Bezugsebene E_B ge setzt ist. Demgegenüber ist das Gelenkinnenteil 14 ₆ um den Ver schiebeweg VI axial nach rechts geschoben, während der Kugelkä fig 17 ₆ um den halb so großen Verschiebeweg VC nach rechts ver schoben ist. In dieser Position schlägt eine Innenkante 25 ₆ des Gelenkaußenteils 12 ₆ an der Außenfläche 21 ₆ des Kugelkäfigs 17 ₆ an, während gleichzeitig eine Außenkante 26 ₃ des Gelenkinnenteils 14 ₃ an der Innenfläche 23 ₃ des Kugelkäfigs 17 ₃ anschlägt. Eine Außenkante 27 ₆ des Kugelkäfigs und eine zweite Außenkante 28 ₆ des Gelenkinnenteils bilden entsprechende Anschläge bei ent gegengesetztem gleichgroßem Verschiebeweg. Mit α ist am Kugelkä fig 17 ₃ der Winkel zwischen der Mittelebene des Kugelkäfigs und der Berührungslinie mit der Kante 25 ₃ eingezeichnet. Der Radius der Fläche 21 ₆ am Kugelkäfig ist mit RC eingezeichnet.

Fig. 8 ist ein Gelenk 11 ₈ gezeigt, das weitgehend mit dem nach Fig. 1 übereinstimmt. Einander entsprechende Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Dies gilt insbesondere für die gezeig ten Außenbahnen 19 ₁ und Innenbahnen 19 ₂ ebenso wie für die nicht gezeigten Außenbahnen 19 ₂ und Innenbahnen 20 ₂. Auf abweichende Einzelheiten, die mit dem Index 8 belegt sind, wird nachstehend eingegangen. Bei diesem Gelenk ist nämlich die sphärische Außen fläche 21 ₈ des Kugelkäfigs 17 ₈ radial in der sphärischen Innen fläche 22 ₈ des Gelenkaußenteils 12 ₈ zentriert. Weiterhin hat die Innenfläche 23 ₈ des Kugelkäfigs 17 ₈ radialen Abstand zur sphäri schen Außenfläche 24 ₈ des Gelenkinnenteils 14 ₈. Hieraus ergibt sich wie nachfolgend noch im einzelnen beschrieben eine relative Axialverschieblichkeit zwischen Gelenkaußenteil 12 ₈ und Gelenkin nenteil 14 ₈, bei der sich der Kugelkäfig 17 ₈ jeweils auf den halben Weg einstellt.

In Fig. 9a sind in der vergrößerten Einzelheit X die gleichen Einzelheiten wie in Fig. 8 mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei auf die vorherige Beschreibung Bezug genommen wird.

In Fig. 9b ist die vergrößerte Einzelheit X in veränderter Stellung gezeigt, wobei die Gelenkmittelebene in ihrer relativen Lage zum Gelenkaußenteil 12 ₈ willkürlich als Bezugsebene E_B ge setzt ist. Demgegenüber ist das Gelenkinnenteil 14 ₈ um den Ver schiebeweg VI axial nach rechts geschoben, während der Kugelkä fig 17 ₈ um den halb so großen Verschiebeweg VC nach rechts ver schoben ist. In dieser Position schlägt eine Außenkante 26 ₈ des Gelenkinnenteils 12 ₈ an der Innenfläche 23 ₈ des Kugelkäfigs 17 ₈ an. Eine zweite Außenkante 28 ₈ des Gelenkinnenteils bildet einen entsprechenden Anschlag bei entgegengesetztem gleichgroßem Verschiebeweg. Mit α ist am Kugelkäfig 17 ₈ der Winkel zwischen der Mittelebene des Kugelkäfigs und der Berührungslinie mit der Kante 26 ₈ eingezeichnet. Der Radius der Außenfläche 24 ₈ am Gelen kinnenteil ist mit RI und der Radius der Innenfläche 21 ₈ am Kugelkäfig ist mit RC eingezeichnet.

In Fig. 10 ist ein Gelenk 11 ₁₀ gezeigt, das weitgehend mit dem nach Fig. 1 übereinstimmt. Einander entsprechende Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Dies gilt insbesondere für die gezeigten Außenbahnen 19 ₁ und Innenbahnen 19 ₂ ebenso wie für die nicht gezeigten Außenbahnen 19 ₂ und Innenbahnen 20 ₂. Auf abwei chende Einzelheiten, die mit dem Index 10 belegt sind, wird nachstehend eingegangen. Bei diesem Gelenk ist nämlich die sphä rische Außenfläche 21 ₁₀ des Kugelkäfigs 17 ₁₀ radial zentriert in der innenzylindrischen Innenfläche 22 ₁₀ des Gelenkaußenteils 12 ₁₀. Weiterhin ist die sphärische Außenfläche 24 ₁₀ des Gelenkinnen teils 14 ₁₀ in der innenzylindrischen Innenfläche 23 ₁₀ des Kugelkä figs 17 ₁₀ zentriert. Hieraus ergibt sich wie nachfolgend noch im einzelnen beschrieben eine relative Axialverschieblichkeit zwi schen Gelenkaußenteil 12 ₁₀ und Gelenkinnenteil 14 ₁₀, bei der sich der Kugelkäfig 17 ₁₀ jeweils auf den halben Weg einstellt.

In Fig. 11a sind in der vergrößerten Einzelheit X die gleichen Einzelheiten wie in Fig. 10 mit gleichen Bezugszeichen verse hen, wobei auf die vorherige Beschreibung Bezug genommen wird.

In Fig. 11b ist die vergrößerte Einzelheit X in veränderter Stellung gezeigt, wobei die Gelenkmittelebene in ihrer relativen Lage zum Gelenkaußenteil 12 ₁₀ willkürlich als Bezugsebene E_B gesetzt ist. Demgegenüber ist das Gelenkinnenteil 14 ₁₀ um den Verschiebeweg VI axial nach rechts geschoben, während der Kugel käfig 17 ₁₀ um den halb so großen Verschiebeweg VC nach rechts verschoben ist. In dieser Position schlägt eine Innenkante 25 ₁₀ des Gelenkaußenteils 12 ₁₀ an der Außenfläche 21 ₁₀ des Kugelkäfigs 17 ₁₀ an. Eine Außenkante 27 ₁₀ des Kugelkäfigs bildet einen ent sprechenden Anschlag bei entgegengesetztem gleichgroßem Ver schiebeweg. Mit α ist am Kugelkäfig 17 ₁₀ der Winkel zwischen der Mittelebene des Kugelkäfigs und der Berührungslinie mit der Kante 25 ₃ eingezeichnet. Der Radius der Fläche 21 ₁₀ am Kugelkäfig ist mit RC eingezeichnet.

In Fig. 12 sind unter Verwendung der bereits in Fig. 1 einge führten Bezugsziffern an einem vereinfacht dargestellten Gelenk unter Weglassung des Käfigs Gelenkaußenteil 12, Gelenkinnenteil 14 und Kugeln 16 bezeichnet. In allen drei Darstellungen ist die durch die Kugelmittelpunkte definierte Mittelebene als Gelenk mittelebene E bezeichnet, d. h. eine neue künstliche Bezugsebene ist nicht eingeführt. Die Bahnen 19, 20 sind nur durch ihre Bahngrundlinien und ihre Bahnmittellinien 9, 10 bezeicht. Die Bahnkanten sind ebenfalls vereinfachend weggelassen. Die Lage der Kugeln ist durch die Schnittpunkte der Bahnmittellinien 9, 10 definiert. Durch die Relativverschiebung von Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil zueinander, die mit V max bezeichnet ist, verschieben sich die Krümmungsmittelpunkte der Bahnmittellinien 9, 10 gegeneinander, wodurch sich zugleich die Steuerwinkel zwischen den einander zugeordneten Bahnmittellinien 9, 10 gegen sinnig ändern. Der Minimalabstand der Krümmungsmittelpunkte von der Gelenkmittelebene E ist mit Q min. der Maximalabstand der Krümmungsmittelpunkte von der Gelenkmittelebene E mit Q max bezeichnet. Den Steuerwinkeln β zwischen den genannten Bahn mittellinien entsprechen die Winkel zwischen den senkrecht auf den Tangenten in den Schnittpunkten der Bahnmittellinien stehen den Radien. Jeweils die Hälfte dieser Winkel zwischen den Radien ist mit β_max/2, β_min/2 bezeichnet. Die Axialverschiebung soll so weit beschränkt sein, daß β_min/2 den Wert 4°, der kleinste Steuer winkel β_min somit 8° nicht unterschreitet.

Claims

1. Kugelgleichlaufgelenk (11) in Form eines Gegenbahngelenkes, umfassend ein Gelenkaußenteil (12) mit Außenbahnen (19), ein Gelenkinnenteil (14) mit Innenbahnen (20), drehmoment übertragende Kugeln (16), die in Bahnpaaren aus Außenbahnen und Innenbahnen aufgenommen sind, die jeweils auf die Ge lenklängsachse A bezogen nach außen gekrümmt sind, und einen Kugelkäfig (17) mit Käfigfenstern (18), in denen die Kugeln in einer gemeinsamen Ebene E gehalten sind und bei Gelenkbeugung auf die winkelhalbierende Ebene geführt wer den,
erste Außenbahnen (19 ₁) bilden mit ersten Innenbahnen (20 ₁) erste Bahnpaare, deren erste Steuerwinkel β₁ sich in einer ersten axialen Richtung R₁ öffnen und in denen erste Kugeln (16 ₁) gehalten sind,
zweite Außenbahnen (19 ₂) bilden mit zweiten Innenbahnen (20 ₂) zweite Bahnpaare, deren zweite Steuerwinkel β₂ sich in einer zweiten axialen Richtung R₂ öffnen und in denen zwei te Kugeln (16 ₂) gehalten sind, wobei die Steuerwinkel β als Winkel zwischen den Tangenten an die Kugelkontaktpunkte in den Bahnpaaren definiert sind,
das Gelenkaußenteil (12) und das Gelenkinnenteil (14) sind relativ zueinander axial verschiebbar,
die ersten Steuerwinkel β₁ und die zweiten Steuerwinkel β₂ ändern sich bei relativer axialer Verschiebung gegensinnig, der axiale Verschiebeweg V_max ist auf das Einhalten eines, Minimalwertes von mindestens 8° für die jeweils kleineren Steuerwinkel β begrenzt.

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkäfig (17) in einer axialen Stellung des Ge lenkes bei gleich großen Steuerwinkeln β₁ = β₂ axiales Spiel gegenüber dem Gelenkaußenteil (12) und dem Gelenkinnenteil (14) hat.

3. Gelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Verschiebeweg durch ein Anschlagen der Stirnkanten (26, 28) des Gelenkinnenteils (14) an einer sphärischen Innenfläche (23) des Kugelkäfigs (17) begrenzt wird.

4. Gelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (22) des Gelenkaußenteils (12) innen zylindrisch ist.

5. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Verschiebeweg durch ein Anschlagen von Um fangskanten (25, 27) im Gelenkaußenteil (12) an der sphäri schen Außenfläche (21) des Kugelkäfigs (17) begrenzt wird.

6. Gelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangskanten (25, 27) durch zwei Innenkonen (29, 30) im Gelenkaußenteil (12) erzeugt sind, die über einen Innenzylinder (31) verbunden sind.

7. Gelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (23) des Kugelkäfigs (17) innenzylin drisch ist.