DE102010051353A1

DE102010051353A1 - Gleichlauffestgelenk und Verfahren zur Herstellung eines Gleichlauffestgelenkes

Info

Publication number: DE102010051353A1
Application number: DE102010051353A
Authority: DE
Inventors: Gregor Schaaf
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2010-11-13
Filing date: 2010-11-13
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2030-11-14
Also published as: DE102010051353B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gleichlauffestgelenk (1) mit einem Gelenkaußenteil (2), mit einem Gelenkinnenteil (3), mit einem Käfig (4) und mit mehreren Kugeln (5), wobei der Käfig (4) zwischen dem Gelenkaußenteil (2) und dem Gelenkinnenteil (3) angeordnet ist, wobei das Gelenkaußenteil (2) eine Innenumfangsfläche (10) aufweist, wobei an der Innenumfangsfläche (10) mehrere Kugellaufbahnen (11) ausgebildet sind, wobei das Gelenkinnenteil (3) eine Außenumfangsfläche (12) aufweist, wobei an der Außenumfangsfläche (12) mehrere Kugellaufbahnen (13) ausgebildet sind, wobei der Käfig (4) mehrere Fenster (14) aufweist, wobei die Kugeln (5) in den Fenstern (14) angeordnet sind, wobei die Kugeln (5) jeweils zum einen in eine Kugellaufbahn (11) des Gelenkaußenteils (2) und zum anderen in eine Kugellaufbahn (13) des Gelenkinnenteils (3) eingreifen, wobei Axialkräfte zwischen dem Käfig (4) und dem Gelenkaußenteil (2) und/oder dem Käfig (4) und dem Gelenkinnenteil (3) abgestützt sind, wobei vzw. die Kugellaufbahnen (11, 13) einen zumindest partiell einseitigen Öffnungswinkel aufweisen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zu Herstellung eines solchen Gleichlauffestgelenkes (1). Der Fertigungsaufwand und damit die Fertigungskosten des Gelenkinnenteils (3) und/oder des Gelenkaußenteils (2) sind dadurch reduziert und gleichzeitig große Beugewinkel sind dadurch ermöglicht, dass die Innenumfangsfläche (10) des Gelenkaußenteils (2) und/oder die Außenumfangsfläche (12) des Gelenkinnenteils (3) gehärtet, jedoch nach dem Härten nicht weiter materialabtragend bearbeitete Flächen sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleichlauffestgelenk mit einem Gelenkaußenteil, mit einem Gelenkinnenteil, mit einem Käfig und mit mehreren Kugeln, wobei der Käfig zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil angeordnet ist, wobei das Gelenkaußenteil eine Innenumfangsfläche aufweist, wobei an der Innenumfangsfläche mehrere Kugellaufbahnen ausgebildet sind, wobei das Gelenkinnenteil eine Außenumfangsfläche aufweist, wobei an der Außenumfangsfläche mehrere Kugellaufbahnen ausgebildet sind, wobei der Käfig mehrere Fenster aufweist, wobei die Kugeln in den Fenstern angeordnet sind, wobei die Kugeln jeweils zum einen in eine Kugellaufbahn des Gelenkaußenteils und zum anderen in eine Kugellaufbahn des Gelenkinnenteils eingreifen, wobei Axialkräfte zwischen dem Käfig und dem Gelenkaußenteil und/oder dem Käfig und dem Gelenkinnenteil abgestützt sind, wobei vorzugsweise die Kugellaufbahnen einen zumindest partiell einseitigen Öffnungswinkel aufweisen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Gleichlauffestgelenkes, wobei das Gleichlauffestgelenk ein Gelenkaußenteil, ein Gelenkinnenteil, einen Käfig und mehrere Kugeln aufweist, wobei der Käfig zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil angeordnet ist, wobei das Gelenkaußenteil eine Innenumfangsfläche aufweist, wobei an der Innenumfangsfläche mehrere Kugellaufbahnen ausgebildet sind, wobei das Gelenkinnenteil eine Außenumfangsfläche aufweist, wobei an der Außenumfangsfläche mehrere Kugellaufbahnen ausgebildet sind, wobei der Käfig mehrere Fenster aufweist, wobei die Kugeln in den Fenstern angeordnet sind, wobei die Kugeln jeweils zum einen in eine Kugellaufbahn des Gelenkaußenteils und zum anderen in eine Kugellaufbahn des Gelenkinnenteils eingreifen, wobei Axialkräfte zwischen dem Käfig und dem Gelenkaußenteil und/oder dem Käfig und dem Gelenkinnenteil abgestützt sind, wobei vorzugsweise die Kugellaufbahnen einen zumindest partiell einseitigen Öffnungswinkel aufweisen.
Gleichlauffestgelenke dienen zur Drehmomentübertragung zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle. Die Antriebswelle und die Abtriebswelle sind jeweils mit dem Gelenkinnenteil oder mit dem Gelenkaußenteil verbunden bzw. verbindbar. Die Drehmomentübertragung erfolgt über die in den Kugellaufbahnen geführten Kugeln. Die auftretenden Axialkräfte sind zwischen dem Käfig und dem Gelenkaußenteil und/oder dem Käfig und dem Gelenkinnenteil abgestützt. Das Gleichlauffestgelenk ist als Kugelfestgelenk mit einem zumindest partiell einseitigen Öffnungswinkel der Kugellaufbahnen ausgebildet. Insbesondere kann das Gleichlauffestgelenk einen einseitigen Öffnungswinkel der Kugellaufbahnen aufweisen.
Gelenke der vorstehend genannten Bauart sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Kugelfestgelenk mit einem einseitigen Laufbahn-Öffnungswinkel ist bspw. aus der DE 103 18 409 A1 bekannt. Als Beispiel für Kugelfestgelenke, bei denen zumindest unter bestimmten Stellungen ein einseitiger Laufbahn-Öffnungswinkel auftritt sind bspw. SX-Gelenke, d. h. Kugelfestgelenke, bei denen jede zweite Kugellaufbahn einen S-förmigen Verlauf aufweist. Gegenbahngelenke, VL-Gelenke und Cross-Groove-Gelenke weisen hingegen keinen einseitigen Laufbahn-Öffnungswinkel auf und sind daher für das Gebiet der vorliegenden Erfindung nicht relevant.
Bei Gleichlauffestgelenken der eingangs genannten Art ist es für eine störungsfreie Funktion wichtig, die Kugeln in der winkelhalbierenden Ebene zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle, d. h. zwischen den Drehachsen des Gelenkinnenteils und des Gelenkaußenteils zu halten. Zwischen den Kugellaufbahnen des Gelenkinnenteils und des Gelenkaußenteils existieren Kreuzungspunkte. Sowohl diese Kreuzungspunkte, als auch die Fenster des Käfigs liegen unter jedem Beugewinkel in der winkelhalbierenden Ebene zwischen der Drehachse des Gelenkinnenteils und des Gelenkaußenteils. Dies bedingt, dass die Kugellaufbahnen spiegelsymmetrisch zur winkelhalbierenden Ebene ausgebildet sind.
Der Käfig hat zum einen die Aufgabe, die drehmomentübertragenden Kugeln in einer Ebene zu halten. Die Mitten der Fenster des Käfigs liegen insbesondere in einer gemeinsamen Ebene. Der Käfig besitzt zum anderen die Aufgabe, das Gelenkinnenteil relativ zum Gelenkaußenteil zu positionieren. Vorzugsweise erfolgt die Positionierung des Gelenkinnenteils und des Gelenkaußenteils über sphärische oder annähernd sphärische Führungsflächen am Gelenkinnenteil und am Gelenkaußenteil. Diese Führungsflächen wirken mit entsprechend ausgebildeten, sphärischen oder annähernd sphärischen Außen- und Innenflächen am Käfig zusammen. Hierdurch wird eine Führung in Axialrichtung, d. h. in Richtung der Drehachsen des Gelenkinnenteils und des Gelenkaußenteils, als auch in Radialrichtung erzielt. Um ein Verklemmen des Gelenks zu vermeiden, wird die Führung meist mit Spiel versehen. Jedoch darf ein solches Spiel nicht zu groß sein, um die Steuerungsfunktion in die winkelhalbierende Ebene aufzuheben oder gar die Festgelenkfunktion auszuhebeln. Die Führungsflächen am Käfig werden auch als Käfigbahnen bezeichnet.
Damit die Kugeln möglichst exakt in den Kreuzungspunkten der Laufbahnen gehalten werden, hat es sich bewährt, die Krümmungsmittelpunkte der Kugellaufbahnen beabstandet bzw. mit einem Offset gegenüber den Käfigbahnen bzw. dem Gelenkmittelpunkt auszuführen. Dieser Offset wird in der Literatur nach dem Erfinder als „Stuber-Offset” benannt. Der Offset des Krümmungsmittelpunktes der Kugellaufbahnen des Gelenkinnenteils und der Offset des Krümmungsmittelpunktes der Kugellaufbahnen des Gelenkaußenteils müssen gegenüber dem Gelenkmittelpunkt den exakt gleichen Abstand in entgegengesetzter Richtung einnehmen. Aus der EP 1 986 742 B1 ist ein Gleichlauffestgelenk bekannt, wobei die Kugellaufbahnen mit einem Stuber-Offset axial versetzt ausgebildet sind.
Die Auslegung berücksichtigt in den meisten Ausführungen eine spielbedingte axiale Verlagerung der Bauteile im Betrieb, so dass die Offsets in den Einzelteilen nicht den entgegengesetzt gleichen Wert haben. Es gibt abhängig vom konstruktiven Spiel in den Käfigbahnen einen Vorhalt oder Korrekturwert. Im Stand der Technik sind beim Gelenkinnenteil und beim Gelenkaußenteil sehr enge Toleranzen zwischen den Käfigbahnen und den Kugellaufbahnen bzgl. des Offsets so wie geringe Toleranzen für die Größe und Form der Käfigbahnen vorgesehen. Da bei der Bearbeitung häufig mit einer zusätzlichen Aufnahmefläche bzw. Bezugsfläche gearbeitet wird, werden diese Maße über diese Aufnahme bzw. Bezugsfläche referenziert, was eine weitere Einschränkung der Fertigungstoleranzen bedeutet. Die funktionsbedingten Toleranzen im 1/100 mm-Bereich lassen sich im Stand der Technik nur durch eine Bearbeitung nach dem Härten des Bauteils erreichen. Insbesondere kann das Bauteil durch Schleifen oder Hart-Drehen bearbeitet werden.
Aus der DE 198 31 011 C1 ist ein Gleichlauffestgelenk bekannt. Das Gleichlauffestgelenk ist als Gegenbahngelenk ausgebildet. Gegenbahngelenke haben den Nachteil, dass der maximale Beugewinkel auf 40° oder weniger begrenzt ist. Das Gleichlauffestgelenk weist ein Gelenkaußenteil und ein Gelenkinnenteil für die Führung mehrerer Kugeln auf. Das Gelenkaußenteil und das Gelenkinnenteil weisen dazu jeweils mehrere Kugellaufbahnen auf. Zwischen dem Gelenkinnenteil und dem Gelenkaußenteil ist ein Käfig angeordnet. An der Außenfläche des Käfigs sind Endabschnitte ausgebildet, wobei diese Endabschnitte einen Verlauf haben, der innerhalb einer Hüllkugel liegt. Das Zentrum der Hüllkugel liegt im Schnittpunkt einer die Mitten aller Fenster zwischen den Führungsflächen enthaltenen Ebene mit der Käfiglängsachse. Der Käfig kann zusammen mit dem Gelenkinnenteil axial in das Gelenkaußenteil eingeschoben werden. Der Käfig weist zur Erleichterung der Montage einen Zylinderabschnitt mit einem Durchmesser auf, der kleiner bemessen ist als ein kreisförmiger Durchlass im Bereich einer ersten Öffnungsseite des Gelenkaußenteils.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Fertigungsaufwand und damit die Fertigungskosten des Gelenkinnenteils und/oder des Gelenkaußenteils zu reduzieren und gleichzeitig große Beugewinkel zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird nun für das Gleichlauffestgelenk dadurch gelöst, dass die Innenumfangsfläche des Gelenkaußenteils und/oder die Außenumfangsfläche des Gelenkinnenteils gehärtet, jedoch nach dem Härten nicht weiter materialabtragend bearbeitete Flächen sind.
Die Aufgabe wird nun für das Verfahren dadurch gelöst, dass die Innenumfangsfläche des Gelenkaußenteils und/oder die Außenumfangsfläche des Gelenkinnenteils gehärtet werden, jedoch nach dem Härten nicht weiter materialabtragend bearbeitet werden.
Dies hat den Vorteil, dass der Fertigungsaufwand und damit die Fertigungskosten des Gelenkinnenteils und/oder des Gelenkaußenteils reduziert sind. Der Abstand bzw. das Offset-Maß am Gelenkinnenteil wird vorzugsweise über die Lage einer Hüllkugel definiert, wobei die Hüllkugel einer Innenumfangsfläche des Käfigs entspricht. Die Hüllkugel hat an der Außenfläche des Gelenkinnenteils Kontakt. Der so gebildete Kontaktbereich liegt an der Laufbahnöffnungsseite abgewandten Seite. Das Offset-Maß am Gelenkaußenteil wird vorzugsweise über die Lage einer Pferchkugel oder eines Pferchkreises definiert. Die Pferchkugel entspricht einer Außenkugel bzw. Außenumfangsfläche des Käfigs. Die Pferchkugel hat an der Innenfläche des Außenteils Kontakt. Die Pferchkugel hat in Richtung der Laufbahnöffnungsseite an der Innenfläche des Außenteils Kontakt. Die Hüllkugel und die Pferchkugel haben an den Stellen zum Gelenkinnenteil bzw. Gelenkaußenteil Kontakt, an denen sich im Betrieb der Käfig axial abstützt. Dies ermöglicht den Ausgleich von Größenabweichungen und Formfehlern stellt die Funktion, d. h. die Symmetrie der Offsets sicher. Auf eine spanende Bearbeitung der Innenfläche des Gelenkaußenteils oder der Außenflächen des Gelenkinnenteils kann nach dem Härten der Bauteile verzichtet werden. Härteverzüge oder Ungenauigkeiten bei der Weichbearbeitung, z. B. durch Drehen, oder auf Endmaß geschmiedeter Bauteile können in Kauf genommen werden. Besonders vorteilhaft ist es, die Hüllkugel des Gelenkinnenteils als Anschlagfläche, d. h. als Referenzfläche für die Endbearbeitung der Kugellaufbahnen zu benutzen. Das gewünschte Offset-Maß am Gelenkinnenteil kann so auf einfache Weise funktionsgerecht erzeugt werden und der maßliche Kontrollaufwand kann reduziert werden. Der Pferchkreis des Gelenkaußenteils kann entsprechend als Referenzfläche bzw. Anschlagfläche für die Endbearbeitung der Kugellaufbahn des Gelenkaußenteils benutzt werden. Es kann vorteilhaft sein, diese Anschlagsfläche bzw. diese Referenzfläche nur für die Ausrichtung des Gelenkaußenteils zu benutzen und nach dem Fixieren des Gelenkaußenteils den Anschlag vor der Bearbeitung wieder zu entfernen. Für die Funktion des Gleichlauffestgelenkes ist es unerheblich, wenn der Offset am Gelenkinnenteil und der Offset am Gelenkaußenteil in der absoluten Größe in einem gewissen Rahmen schwanken, z. B. um 0,1 mm. Solange der Offset am Gelenkinnenteil und der Offset am Gelenkaußenteil gleich groß sind, ist eine Funktion des Gleichlauffestgelenkes sichergestellt. Es ist ein Messen und Zupaaren des Gelenkaußenteils und des Gelenkinnenteils mit im Wesentlichen gleichen Offsets im Rahmen des Verfahrens denkbar. Um eine optimale Anlage zwischen den Kontaktbereichen des Gelenkinnenteils zum Käfig innen und zwischen den Gelenkaußenteil zum Käfig außen zu erreichen, kann es auch vorteilhaft sein, die Flächen nicht als ideale Kugelflächen zu gestalten, sondern Querschnitte mit elliptischer Form und aus mehreren Kreissegmenten zusammengesetzte Formen zu verwenden. Dort wo in der Anmeldung die Begriffe „Innenkugel” bzw. „Innenfläche” oder „Außenkugel” bzw. „Außenfläche” genannt sind, können diese auch als kugelähnliche Fläche zum Einsatz kommen. In einer besonders kostengünstigen Ausführung kann der Entfall der Hartbearbeitung an den Führungsflächen des Gelenkinnenteils und des Gelenkaußenteils mit einem ebenfalls nicht hart bearbeiteten Käfig kombiniert werden. Durch den Entfall der Bearbeitung nach dem Härten, durch Drehen oder Schleifen kann ein erheblicher Anteil an Fertigungszeit, Werkzeugkosten und Investitionen eingespart werden. Es entfällt zudem die Entsorgung der Schleifüberreste bzw. Späne. Die Gelenkinnenteile und/oder Gelenkaußenteile können ähnlich günstig hergestellt werden, wie es bislang nur bei Bauteilen ohne funktionsbedingte axiale Abstützung möglich war, wie z. B. für Cross-Groove-Gelenke oder Gegenbahngelenke. Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Gleichlauffestgelenk und das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 bzw. dem Patentanspruch 9 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird nun eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 in einer schematischen Schnittansicht ein Gleichlauffestgelenk in einem gebeugten Zustand,
2 in einer schematischen Stirnansicht das Gleichlaufgelenk, ebenfalls in gebeugtem Zustand,
3 in einer schematischen Stirnansicht das Gleichlaufgelenk in ungebeugtem Zustand,
4 in einer schematischen Schnittansicht ein Gelenkinnenteil des Gleichlauffestgelenkes hälftig dargestellt,
5 in einer schematischen Schnittansicht das Gelenkaußenteil des Gleichlauffestgelenkes ebenfalls hälftig dargestellt,
6 in einer schematischen, geschnittenen Detaildarstellung einen Käfig,
7a in einer stark schematischen Übersichtsdarstellung eine Lagebeziehung zwischen einem Gelenkmittelpunkt, einer Hüllkugel, einer Pferchkugel und den Kugellaufbahnen des Gelenkinnenteils und des Gelenkaußenteils,
7b in einer stark schematischen Übersichtsdarstellung eine weitere mögliche Lagebeziehung zwischen dem Gelenkmittelpunkt, der Hüllkugel, der Pferchkugel und den Kugellaufbahnen des Gelenkinnenteils und des Gelenkaußenteils,
7c in einer stark schematischen Übersichtsdarstellung eine weitere Lagebeziehung zwischen dem Gelenkmittelpunkt, der Hüllkugel, der Pferchkugel und den Kugellaufbahnen des Gelenkinnenteils und des Gelenkaußenteils, und
7d eine stark schematischen Übersichtsdarstellung eine weitere Lagebeziehung zwischen dem Gelenkmittelpunkt, der Hüllkugel, der Pferchkugel und den Kugellaufbahnen des Gelenkinnenteils und des Gelenkaußenteils.
In 1 ist ein Gleichlauffestgelenk 1 gut zu erkennen. Das Gleichlauffestgelenk 1 kann bspw. radseitig in eine Gelenkwelle (nicht näher dargestellt) einer Kraftfahrzeugachse (nicht näher dargestellt) eingebaut werden. Das Gleichlauffestgelenk 1 kann bspw. maximal Betriebsbeugewinkel von mehr als 40° Grad bis hin zu bspw. 52° Grad ermöglichen.
Das Gleichlauffestgelenk 1 weist ein Gelenkaußenteil 2 auf. Dem Gelenkaußenteil 2 ist eine Drehachse A zugeordnet. Das Gelenkaußenteil 2 ist um die Drehachse A drehbar. Das Gleichlauffestgelenk 1 weist ferner ein Gelenkinnenteil 3 auf. Dem Gelenkinnenteil 3 ist eine Drehachse B zugeordnet. Das Gelenkinnenteil 3 ist um die Drehachse B drehbar. Die beiden Drehachsen A, B schneiden sich im Gelenkmittelpunkt M. Der Gelenkmittelpunkt M bildet ein Beugezentrum des Gleichlauffestgelenks 1. Im ungebeugten Zustand des Gleichlauffestgelenks 1 fallen die Drehachsen A und B zusammen.
Das Gleichlauffestgelenk 1 weist ferner einen Käfig 4 auf. Das Gleichlauffestgelenk 1 weist zudem mehrere Kugeln 5 auf. Der Käfig 4 ist zwischen dem Gelenkaußenteil 2 und dem Gelenkinnenteil 3 angeordnet. Das Gelenkaußenteil 2 weist eine glockenartige, das Gelenkinnenteil 3 zumindest zum Teil umschließende Form auf. Das Gelenkaußenteil 2 bildet eine Gelenköffnung 6. Durch die Gelenköffnung 6 kann das Gelenkinnenteil 3 in das Gelenkaußenteil 2 eingesetzt werden. Das Gelenkaußenteil 2 weist an der der Gelenköffnung 6 abgewandten Seite einen Achszapfen 7 auf. In einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels kann das Gelenkaußenteil 2 jedoch auch zwei offene Seiten aufweisen. Das Gelenkinnenteil 3 weist eine zentrale Aufnahme 8 auf, wobei die Aufnahme 8 eine Kerbverzahnung 9 aufweist.
Das Gelenkaußenteil 2 weist eine Innenumfangsfläche 10 auf. Die Innenumfangsfläche 10 ist zumindest annähernd sphärisch ausgebildet. An der Innenumfangsfläche 10 sind mehrere Kugellaufbahnen 11 ausgebildet. Das Gelenkinnenteil 3 weist eine Außenumfangsfläche 12 auf. Die Außenumfangsfläche 12 ist zumindest annähernd sphärisch ausgebildet. An der Außenumfangsfläche 12 sind mehrere Kugellaufbahnen 13 ausgebildet. Die Kugellaufbahnen 11 des Gelenkaußenteils 2 und die Kugellaufbahnen 13 des Gelenkinnenteils 3 liegen sich paarweise gegenüber.
In den sich so paarweise gegenüberliegenden Kugellaufbahnen 11, 13 ist jeweils eine drehmomentübertragende Kugel 5 angeordnet. Die Anzahl der Kugeln 5 bzw. Paare von Kugellaufbahnen 11, 13 beträgt vorzugsweise sechs, sieben oder acht kann jedoch auch kleiner oder größer sein.
Der Querschnitt der Kugellaufbahnen 11, 13 ist vorzugsweise der Kontur der Kugeln 5 angepasst. Es ist jedoch auch möglich zumindest eine der Kugellaufbahnen 11, 13 so auszugestalten, dass die zugehörige Kugel 5 über zwei Kontaktstellen gegen die jeweilige Kugellaufbahnen 11, 13 abgestützt ist. Beispielsweise kann der Querschnitt der Kugellaufbahn 11 bzw. 13 elliptisch oder gotisch ausgebildet sein.
Axialkräfte zwischen dem Käfig 4 und dem Gelenkaußenteil 2 und/oder dem Käfig 4 und dem Gelenkinnenteil 3 sind abgestützt. Die Kugellaufbahnen 11, 13 sind derart ausgeführt, dass alle Paare von Kugellaufbahnen 11, 13 des Gleichlauffestgelenks 1 einen zur gleichen Seite öffnenden Laufbahnen-Öffnungswinkel aufweisen. Hierdurch wird bewirkt, dass bei Anlegen eines Drehmoments an den Kugeln 5 sich eine Axialkraftkomponente in Richtung der sich öffnenden Kugellaufbahn 11, 13 einstellt. Die Axialkraftkomponente weist für alle Kugeln 5 des Gleichlauffestgelenks 1 in die gleiche Richtung. Der Laufbahn-Öffnungswinkel der Kugellaufbahn 11, 13 öffnet zur Seite der Gelenköffnung 6 hin. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, eine entsprechend umgekehrte Konfiguration vorzusehen, d. h. dass alle Kugellaufbahnen 11, 13 die entgegengesetzte Richtung hin öffnen.
Der Käfig 4 weist mehrere Fenster 14 auf. Die Kugeln 5 sind in den Fenstern 14 angeordnet. Die Kugeln 5 greifen jeweils zum einen in eine Kugellaufbahn 11 des Gelenkaußenteils 2 und zum anderen in die Kugellaufbahn 13 des Gelenkinnenteils 3 ein.
In 1 ist die winkelhalbierende Ebene W zwischen den Drehachsen A und B gut zu erkennen. Für die Funktion des Gleichlauffestgelenkes 1 ist es wichtig, dass die Kugeln 5 in der winkelhalbierenden Ebene W zwischen den beiden Drehachsen A und B gehalten werden. Dies bedingt, dass Kreuzungspunkte (nicht näher bezeichnet) zwischen den Kugellaufbahnen 11, 13 des Gelenkinnenteils 3 und des Gelenkaußenteils 2 existieren und sowohl diese Kreuzungspunkte, als auch die Fenster 14 des Käfigs 4 in jedem Betriebspunkt unter jedem Beugewinkel in der winkelhalbierenden Ebene W liegen. Daraus ergibt sich, dass die Kugellaufbahnen 11, 13 spiegelsymmetrisch zur winkelhalbierenden Ebene W ausgeführt sind bzw. liegen. Der Käfig 4 weist eine Innenfläche 17 und eine Außenfläche 18 auf.
Die eingangs genannten Nachteile sind nun für das Gleichlauffestgelenk 1 dadurch vermieden, dass die Innenumfangsfläche 10 des Gelenkaußenteils 2 und/oder die Außenumfangsfläche 12 des Gelenkinnenteils 3 gehärtete, jedoch nach dem Härten des Käfigs 4 nicht weiter materialabtragend bearbeitete Flächen sind.
Die eingangs genannten Nachteile sind nun für das Verfahren dadurch vermieden, dass die Innenumfangsfläche 10 des Gelenkaußenteils 2 und/oder die Außenumfangsfläche 12 des Gelenkinnenteils 3 gehärtet werden, jedoch nach dem Härten nicht weiter materialabtragend bearbeitet werden.
Hierdurch sind der Fertigungsaufwand und somit die Fertigungskosten des Gelenkinnenteils 3 und des Gelenkaußenteils 2 deutlich reduziert, da an den Innenumfangsflächen 10 des Gelenkaußenteils 2 und den Außenumfangsflächen 12 des Gelenkinnenteils 3 keine Bearbeitung nach dem Härten der Bauteile stattfindet.
Ein Krümmungsmittelpunkt M_KI der Kugellaufbahn 13 des Gelenkinnenteils 3 ist beabstandet zum Gelenkmittelpunkt M. Ein Krümmungsmittelpunkt M_KA der Kugellaufbahn 11 des Gelenkaußenteils 2 ist beabstandet zum Gelenkmittelpunkt M. Die beiden Krümmungsmittelpunkte M_KI und M_KA sind gegenüber dem Gelenkmittelpunkt M im gestreckten Zustand des Gleichlauffestgelenkes 1 entgegengesetzt, aber im Wesentlichen gleich weit beabstandet.
Die funktionelle Anforderung, einen definierten Abstand bzw. ein definiertes Offset zur exakten Positionierung der Bauteile zu halten, wird auf eine andere Weise erreicht, wie es im Folgenden anhand von 4 erläutert wird:
Eine Hüllkugel 15 ist definiert durch den unter Drehmomentübertragung entstehenden Kontaktbereich 16 zwischen der Innenfläche 17 des Käfigs 4 und der Außenumfangsfläche 12 des Gelenkinnenteils 3, wobei der Abstand des Mittelpunkts M_H der Hüllkugel 15 einen Abstand S_i zu dem Krümmungsmittelpunkt M_KI der Kugellaufbahn 13 des Gelenkinnenteils 3 aufweist.
Der Abstand des Krümmungsmittelpunktes der Außenumfangsfläche 12 relativ zum Krümmungsmittelpunkt M_KI der Kugellaufbahn 13 wird über die Lage einer Hüllkugel 15 definiert. Die Hüllkugel 15 hat an der Außenumfangsfläche 12 des Gelenkinnenteils 3 Kontakt, nämlich an einem Kontaktbereich 16. Der Kontaktbereich 16 der Außenumfangsfläche 12 ist gehärtet, jedoch nach den Härten nicht weiter materialabtragend bearbeitet. Die Hüllkugel 15 entspricht der Innenkugel (nicht näher bezeichnet) bzw. Innenfläche 17 des Käfigs 4. Die Innenfläche 17 erstreckt sich entlang der Hüllkugel 15. Die Hüllkugel 15 beziehungsweise die Außenumfangsfläche 12 hat an dem Kontaktbereich 16 Kontakt mit dem Käfig 4. Das Gelenkinnenteil 3 ist an dem Kontaktbereich 16 axial am Käfig 4 abgestützt. Besonders vorteilhaft ist es, die Hüllkugel 15 des Gelenkinnenteils 3 als Anschlagfläche, d. h. als Referenzfläche für die Endbearbeitung der Kugellaufbahnen 13 zu nutzen. Der gewünschte Offset beziehungsweise Abstand S_i kann so auf einfache Weise funktionsgerecht erzeugt werden, der maßliche Kontrollaufwand kann reduziert werden. Insbesondere kann der Kontaktbereich 16 als Referenzfläche für die Endbearbeitung der Kugellaufbahnen 13 genutzt werden.
Somit ist es möglich, auf eine spanende Bearbeitung der Außenumfangsfläche 12 des Gelenkinnenteils 3 nach dem Härten zu verzichten. Härteverzüge oder Ungenauigkeiten bei der Weichbearbeitung (z. B. durch Drehen oder auf Endmaß geschmiedeter Bauteile) können in Kauf genommen werden. Das Gelenkinnenteil 3 weist eine axial nach innen weisende Seite 19 und eine der Gelenköffnung 6 zugewandte Seite 20 auf. Die Mitte der Kugellaufbahnen 13 ist axial zur Drehachse B und in den Abstand S_i in Richtung der Seite 19 relativ zur Mitte der äußeren Hüllkugel 15 beabstandet. Der Kontaktbereich 16 ist nahe der Seite 19 und entfernt von der Seite 20 ausgebildet.
Im Folgenden wird auf 5 Bezug genommen:
Eine Pferchkugel 21 ist definiert durch einen unter Drehmomentübertragung entstehenden Kontaktbereich 22 des Gelenkaußenteils 2 mit dem Käfig 4, wobei der Krümmungsmittelpunkt M_KA der Kugellaufbahnen 11 des Gelenkaußenteils 2 um den Abstand S_A zum Mittelpunkt M_P der Pferchkugel 21 beabstandet ist.
Das Offset-Maß, d. h. der Abstand S_a wird über die Lage der Pferchkugel 21 bestimmt. Die Pferchkugel 21 wird durch die größtmögliche eingeschriebene Kugel definiert, die die Innenumfangsfläche 10 des Gelenkaußenteils 2 berührt. Die Pferchkugel 21 entspricht der Außenfläche 18 des Käfigs 4. Die Pferchkugel 21 hat an der Innenumfangsfläche 10 des Außenteils Kontakt mit dem Käfig 4. Die Pferchkugel 21 definiert einen Kontaktbereich 22 des Gelenkaußenteils 2 mit dem Käfig 4. Der Mittelpunkt M_P der Pferchkugel 21 liegt auf der Drehachse A. Der Mittelpunkt M_KA der Kugellaufbahnen 11 ist um den Abstand S_A zum Mittelpunkt M_P der Pferchkugel 21 beabstandet.
Der Mittelpunkt des Pferchkreises M_P liegt weiter im Inneren des glockenförmigen Gelenkaußenteils 2 und der Mittelpunkt M_KA der Kugellaufbahnen 11 liegt weiter in Richtung der Gelenköffnung 6, d. h. weiter außen. Der Kontaktbereich 16 zwischen dem Käfig 4 und dem Gelenkinnenteil 3 ist weiter axial innerhalb des Gelenkaußenteils 2 ausgebildet als der Kontaktbereich 22 zwischen dem Käfig 4 und dem Gelenkaußenteil 2. Der Kontaktbereich 22 liegt nahe der Gelenköffnung 6. Besonders vorteilhaft ist es, die Pferchkugel 21 als Anschlagfläche, d. h. als Referenzfläche für die Endbearbeitung der Kugellaufbahnen 11 zu benutzen. Das gewünschte Abstand SA kann so auf einfache Weise funktionsgerecht erzeugt werden, da der maßliche Kontrollaufwand reduziert werden kann. Somit ist es möglich, auf eine spanende Bearbeitung der Innenumfangsfläche 10 des Gelenkaußenteils 2 nach dem Härten zu verzichten. Härteverzögerungen oder Ungenauigkeiten bei der Weichbearbeitung (z. B. durch Drehen oder auf endmaßgeschmiedeter Bauteile können in Kauf genommen werden.
Für die Funktion des Gleichlauffestgelenkes 1 ist es unerheblich, wenn die Abstände S_i und S_A in der absoluten Größe in einem gewissen Rahmen schwanken (z. B. um 0,1 mm) solange die beiden Abstände S_i und S_A gleich groß sind. Es ist also prinzipiell ein Messen und Zupaaren von Gelenkinnenteilen 3 und Gelenkaußenteilen 2 vorstellbar. Es werden vorzugsweise mehrere Gelenkinnenteile 3 und mehrere Gelenkaußenteile 2 hergestellt, wobei Paarungen von Gelenkinnenteilen 3 und Gelenkaußenteilen 2 gebildet werden. Bei jedem Paar ist der Abstand S_i des Mittelpunkts M_H der Hüllkugel 15 zu dem Krümmungsmittelpunkt M_KI der Kugellaufbahn 13 des Gelenkinnenteils 3 im wesentlichen genauso groß ist wie der Abstand S_A des Krümmungsmittelpunkts M_KA der Kugellaufbahnen 11 des Gelenkaußenteils 2 zum Mittelpunkt M_P der Pferchkugel 21. Durch eine solche Sortierung in der Produktion wird sichergestellt, dass die Abweichung der Abstände S_i, S_A möglichst gering ist.
Bei Ausführungen mit Käfigoffset (s. u.), d. h. x₁ und x₂ ≠ 0, muss für den Fall x₁ ≠ x₂ auch S_i ≠ S_A ausgeführt sein. Auf die Regeln der Kombinationsmöglichkeiten wird später eingegangen.
Um eine optimale Anlagesituation zwischen den Kontaktbereichen 16, 22 des Gelenkinnenteils 3 zum Käfig 4 und/oder des Gelenkaußenteils 2 zum Käfig 4 zu erreichen, kann es auch vorteilhaft sein, die Kontaktbereiche 16 bzw. 22 bzw. die Hüllkugel 15 bzw. die Pferchkugel 21 nicht als ideale Kugeln zu gestalten, sondern die Querschnitte in elliptischer Form oder aus mehreren Kreissegmenten zusammengesetzt zu verwenden. Die Innenumfangsfläche 10 bzw. die Außenumfangsfläche 12 sowie die Innenfläche 17 und die Außenfläche 18 könnten durch kugelähnliche Flächen gebildet werden.
In einer besonders kostengünstigen Ausführung kann der Entfall der Außen- und Innbearbeitung an den Innenumfangsflächen 10 des Gelenkaußenteils 2 und die Außenumfangsflächen 12 des Gelenkinnenteils 3 mit einem ebenfalls nicht hartbearbeiteten Käfig 4 kombiniert werden. Ein solcher nach dem Härten nicht bearbeiteter Käfig 4 und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Käfigs 4 ist Gegenstand einer weiteren Patentanmeldung der Anmelderin.
Durch den Entfall der Innenbearbeitung bzw. Außenbearbeitung nach dem Härten durch Drehen oder Schleifen kann ein erheblicher Anteil an Fertigungszeit, Werkzeugkosten und Investitionen eingespart werden. Es entfällt außerdem die Entsorgung von Schleifüberresten, wie beispielsweise Spänen. Das Gelenkaußenteil 2 und das Gelenkinnenteil 3 können ähnlich günstig hergestellt werden, wie es bislang nur bei Bauteilen ohne funktionsbedingte axiale Abstützung möglich war, wie z. B. für Cross-Groove-Gelenke oder Gegenbahngelenke (nicht näher dargestellt).
Im Folgenden darf auf 6 eingegangen werden:
Gut zu erkennen ist der Käfig 4 mit der Innenfläche 17 und der Außenfläche 18. Die Hüllkugel 15 entspricht der Innenfläche 17 und die Pferchkugel 21 entspricht der Außenfläche 18. Gut zu erkennen ist der Käfig 4 mit einem der Fenster 14. Die Kugellaufbahnen 11 und 13 sind gestrichelt angedeutet. Unter Drehmoment tritt ein Kontakt zwischen dem Käfig 4 bzw. der Pferchkugel 21 und dem Gelenkaußenteil 2 sowie dem Gelenkinnenteil 3 bzw. Hüllkugel 15 im Wesentlichen lediglich in den Kontaktbereichen 16 und 22 auf.
Weiterhin sind in 6 der Mittelpunkt M_H der Hüllkugel 15 sowie der Mittelpunkt M_P der Pferchkugel 21 eingezeichnet. Die Hüllkugel 15 weist einen Radius r_H auf. Die Pferchkugel 21 weist einen Radius r_P auf. Ferner ist der Krümmungsmittelpunkt M_KA der äußeren Kugellaufbahnen 11 eingezeichnet. Ferner ist der Krümmungsmittelpunkt M_KI der inneren Kugellaufbahnen 13 eingezeichnet. Der Gelenkmittelpunkt ist mit M bezeichnet. Die winkelhalbierende Ebene W erstreckt sich entlang der Fenstermittelebene E_F. Die Fenstermittelebene E_F entspricht dem wesentlichen der winkelhalbierende Ebene W. Die gemeinsame Fenstermittelebene E_F der Fenster fällt mit der winkelhalbierenden Ebene W zusammen. Der Krümmungsmittelpunkt M_KI ist von den inneren Kugellaufbahnen 13 um den Radius r₁ beabstandet. Der Krümmungsmittelpunkt M_KA ist von den äußeren Kugellaufbahnen 11 um den Radius r₂ beabstandet.
Der Gelenkmittelpunkt M und der Krümmungsmittelpunkt M_P der Pferchkugel 21 sind um den Abstand x₂ beabstandet. Der Gelenkmittelpunkt M und der Krümmungsmittelpunkt M_H der Hüllkugel 15 sind um den Abstand x₁ beabstandet. Der Krümmungsmittelpunkt M_P der Pferchkugel 21 und der Krümmungsmittelpunkt M_KA der Kugellaufbahnen 11 sind um den Abstand SA beabstandet. Der Krümmungsmittelpunkt M_H der Hüllkugel 15 und der Krümmungsmittelpunkt M_KI der Kugellaufbahnen 13 sind um den Abstand S_i beabstandet. Der Betrag der Abstände x₁ und x₂ ist vorzugsweise gleich groß, kann jedoch auch ungleich sein. Die Größe der Abstände x₁ und x₂ liegt vorzugsweise im Bereich von 0 mm bis 1 mm.
Der axiale Offset bzw. Abstand S_i zwischen dem Krümmungsmittelpunkt M_KI der Kugellaufbahnen 13 des Gelenkinnenteils 3 und dem Krümmungsmittelpunkt der Außenumfangsfläche 12, d. h. dem Krümmungsmittelpunkt M_H der Hüllkugel 15 ist gleich dem axialen Offset bzw. Abstand S_A zwischen dem Krümmungsmittelpunkt M_KA und dem Krümmungsmittelpunkt M_P der Pferchkugel 21.
In alternativer Ausgestaltung können sich die Abstände x₁ und x₂ um insbesondere bis zu 0,3 mm unterscheiden. Dies setzt jedoch eine Kombination über die Lage der Krümmungsmittelpunkte M_KI und M_KA der Kugellaufbahnen 13, 11 des Gelenkinnenteils 3 und des Gelenkaußenteils 2 sowie der Krümmungsmittelpunkte M_P und M_H der Pferchkugel 21 und der Hüllkugel 15 bzw. der entsprechenden angepassten Außenumfangsfläche 12 des Gelenkinnenteils 3 und der Innenumfangsfläche 10 und des Gelenkaußenteils 2 voraus.
Generell gilt hierbei, dass die Abstände x₁ und S_i derart additiv oder subtraktiv aneinander gereiht werden können, so dass ausgehend von der gemeinsamen Fenstermittelebene E_F ein Punkt P_E im definierten Abstand zur derselben erreicht wird. In gleicher Weise können die Abstände x₂ und S_A ausgehend von der gemeinsamen Fenstermittelebene E_F derart aneinander gereiht werden, wobei der hier erreichte Punkt P_E' den gleichen Abstand zur Ebene E_F aufweist, hier jedoch auf der anderen Seite der Ebene E_F liegt (vgl. 7a bis d).
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird bei einem umgebeugten Gleichlauffestgelenk 1 folgende Beziehung eingehalten: |x₁ – x₂| ≈ |S_i – S_A| wobei sich die beiden Therme um maximal 0,5 mm unterscheiden. Im Idealfall gilt: |x₁ – x₂| = |S_i – S_A|
Ferner sind hier hierbei die Krümmungsmittelpunkte M_KI und M_KA der Kugellaufbahnen 11, 13 auf gegenüberliegenden Seiten der gemeinsamen Fenstermittelebene E_F angeordnet und weisen einen zu dieser den gleichen Abstand auf.
Der Krümmungsmittelpunkt M_H der Hüllkugel 15 fällt mit dem Krümmungsmittelpunkt (nicht näher bezeichnet) der Außenumfangsfläche 12 des Gelenkinnenteils 3 zusammen. Der Radius r_H der Hüllkugel 15 und der Radius r₃ der Außenumfangsfläche 12 des Gelenkinnenteils 3 sind ebenfalls gleich.
Der Krümmungsmittelpunkt M_P der Pferchkugel 21 fällt mit dem Krümmungsmittelpunkt (nicht näher bezeichnet) der Innenumfangsfläche 10 des Gelenkaußenteils 2 zusammen. Der Radius r_P der Pferchkugel 21 und der Radius r₄ der Innenumfangsfläche 10 des Gelenkaußenteils 2 sind ebenfalls gleich.
Die Abstände S_i und S_A sind in der Regel größer als die Abstände x₁ und x₂. Vorzugsweise liegen die Abstände S_i und S_A im Bereich 3 bis 5 mm, wohingegen die Abstände x₁ und x₂ im Bereich von 0 bis 1 mm liegen.
Die Abstände können als Vektoren definiert werden, nämlich: X₁ = M–M_H X₂ = M–M_P S_i = M_H–M_KI S_A = M_P–M_KA
Für diese Vektoren gilt: X₁ + X₂ + S_i + S_A = 0
Für die Vektoren wird die Großschreibung verwendet, für die Beträge der Vektoren werden kleine Buchstaben x verwendet.
Wird beispielsweise der Abstand S_i des Krümmungsmittelpunktes der Käfigführung am Gelenkinnenteil 3 bzw. der entsprechende Krümmungsmittelpunkt M_H der Hüllkugel 15 gegenüber der Fenstermittelebene E_F verschoben, führt dies dazu, dass sich der Kontaktbereich 22 verschiebt und somit der Vektor X₁ entsprechend verändert.
7a bis 7a zeigen mögliche Konfigurationen.
In 7a ist der häufige Fall der Abstände x₁ + S_i = x₂ + S_A dargestellt. Die Gleichheit impliziert eine Toleranz von 0,05 mm.
Bei stark entgegengesetzten Offsets der Käfigführungen können die Krümmungsmittelpunkte M_P und M_H der Pferchkugel 21 und der Hüllkugel 15 bezüglich der Fenstermittelebene E_F die Seite wechseln, wie dies in 7b anhand der Abstände x₁ und x₂ dargestellt ist. In diesem Fall gilt x₁ – S_i = x₂ – S_A, wobei die Gleichheit auch hier wieder eine Toleranz von maximal 0,05 mm beinhaltet.
Weiterhin können, wie in 7c und 7d gezeigt die Abstände x₁ und x₂, die Abstände x₁ und x₂ auf der Gleichen Seite der Fenstermittelebene E_F liegen. In diesem Fall gilt dann bezüglich der Beträge
x₁ + S_i = S_A – x₂ (vgl. 7c) bzw. S_i – x₁ = S_A + x₂ (vgl. 7d)
Wichtig ist in allen Fällen, dass die Symmetrie der Punkte P_E und P_E' zur Fenstermittelebene E_F erhalten ist.
Bezugszeichenliste

1: Gleichlauffestgelenk
2: Gelenkaußenteil
3: Gelenkinnenteil
4: Käfig
5: Kugel
6: Gelenköffnung
7: Achszapfen
8: Aufnahme
9: Kerbverzahnung
10: Innenumfangsfläche
11: Kugellaufbahn
12: Außenumfangsfläche
13: Kugellaufbahn
14: Fenster
15: Hüllkugel
16: Kontaktbereich
17: Innenfläche
18: Außenfläche
19: Seite
20: Seite
21: Pferchkugel
22: Kontaktbereich
A: Drehachse
B: Drehachse
M: Gelenkmittelpunkt
W: winkelhalbierende Ebene
S_i: Abstand
S_A: Abstand
M_H: Mittelpunkt Hüllkugel
M_KI: Krümmungsmittelpunkt Kugellaufbahn innen
M_P: Mittelpunkt Pferchkugel
M_KA: Krümmungsmittelpunkt Kugellaufbahn außen
r_H: Radius
r_P: Radius
E_F: Fenstermittelebene
r₁: Radius
r₂: Radius
r₃: Radius
r₄: Radius
r_P: Radius
r_H: Radius
x₁: Abstand M–M_H
x₂: Abstand M–M_P
S_i: Abstand M_H–M_KI
S_A: Abstand M_P–M_KA
P_E: Punkt
P_E': Punkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10318409 A1 [0004]
EP 1986742 B1 [0007]
DE 19831011 C1 [0009]

Claims

Gleichlauffestgelenk (1) mit einem Gelenkaußenteil (2), mit einem Gelenkinnenteil (3), mit einem Käfig (4) und mit mehreren Kugeln (5), wobei der Käfig (4) zwischen dem Gelenkaußenteil (2) und dem Gelenkinnenteil (3) angeordnet ist, wobei das Gelenkaußenteil (2) eine Innenumfangsfläche (10) aufweist, wobei an der Innenumfangsfläche (10) mehrere Kugellaufbahnen (11) ausgebildet sind, wobei das Gelenkinnenteil (3) eine Außenumfangsfläche (12) aufweist, wobei an der Außenumfangsfläche (12) mehrere Kugellaufbahnen (13) ausgebildet sind, wobei der Käfig (4) mehrere Fenster (14) aufweist, wobei die Kugeln (5) in den Fenstern (14) angeordnet sind, wobei die Kugeln (5) jeweils zum einen in eine Kugellaufbahn (11) des Gelenkaußenteils (2) und zum anderen in eine Kugellaufbahn (13) des Gelenkinnenteils (3) eingreifen, wobei Axialkräfte zwischen dem Käfig (4) und dem Gelenkaußenteil (2) und/oder dem Käfig (4) und dem Gelenkinnenteil (3) abgestützt sind, wobei vzw. die Kugellaufbahnen (11, 13) einen zumindest partiell einseitigen Öffnungswinkel aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenumfangsfläche (10) des Gelenkaußenteils (2) und/oder die Außenumfangsfläche (12) des Gelenkinnenteils (3) gehärtet, jedoch nach dem Härten nicht weiter materialabtragend bearbeitete Flächen sind.
Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Krümmungsmittelpunkt (M_KI) der Kugellaufbahn (13) des Gelenkinnenteils (3) beabstandet zu einem Gelenkmittelpunkt (M) ist und ein Krümmungsmittelpunkt (M_KA) der Kugellaufbahn (11) des Gelenkaußenteils (2) beabstandet zu dem Gelenkmittelpunkt (M) ist, wobei die beiden Krümmungsmittelpunkte (M_KI, M_KA) gegenüber dem Gelenkmittelpunkt (M) entgegengesetzt, aber im wesentlichen gleich weit beabstandet sind.
Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hüllkugel (15) definiert ist durch den unter Drehmomentübertragung entstehenden Kontaktbereich (16) zwischen der Innenfläche (17) des Käfigs (4) und der Außenumfangsfläche (12) des Gelenkinnenteils (3), wobei der Abstand des Mittelpunkts (M_H) der Hüllkugel (15) einen Abstand (S_i) zu dem Krümmungsmittelpunkt (M_KI) der Kugellaufbahn (13) des Gelenkinnenteils (3) aufweist, wobei der Kontaktbereich (16) der Außenumfangsfläche (12) gehärtet, jedoch nach den Härten nicht weiter materialabtragend bearbeitet ist.
Gleichlauffestgelenk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pferchkugel (21) definiert ist durch einen unter Drehmomentübertragung entstehenden Kontaktbereich (22) des Gelenkaußenteils (2) mit dem Käfig (4), wobei der Krümmungsmittelpunkt (M_KA) der Kugellaufbahnen (11) des Gelenkaußenteils (2) um den Abstand (S_A) zum Mittelpunkt (M_P) der Pferchkugel (21) beabstandet ist, wobei der Kontaktbereich (22) an der Innenumfangsfläche (10), jedoch nach den Härten nicht weiter materialabtragend bearbeitet ist.
Gleichlauffestgelenk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (17) des Käfigs (4) und/oder die Außenfläche (18) des Käfigs (4) gehärtet, jedoch nach dem Härten nicht weiter materialabtragend bearbeitete Flächen sind.
Gleichlauffestgelenk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (16) zwischen dem Käfig (4) und dem Gelenkinnenteil (3) weiter axial innerhalb des Gelenkaußenteils (2) ausgebildet ist als der Kontaktbereich (22) zwischen dem Käfig (4) und dem Gelenkaußenteil (2).
Gleichlauffestgelenk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleichlauffestgelenk (1) einen maximalen Betriebsbeugewinkel von mehr als 40° Grad, insbesondere bis zu 52° Grad ermöglicht.
Gleichlauffestgelenk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Krümmungsmittelpunkt (M_P) der Pferchkugel (21) beabstandet zum Gelenkmittelpunkt (M) ist und ein Krümmungsmittelpunkt (M_H) der Hüllkugel (15) beabstandet zu dem Gelenkmittelpunkt (M) ist.
Verfahren zur Herstellung eines Gleichlauffestgelenkes (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gleichlauffestgelenk (1) ein Gelenkaußenteil (2), ein Gelenkinnenteil (3), einen Käfig (4) und mehrere Kugeln (5) aufweist, wobei der Käfig (4) zwischen dem Gelenkaußenteil (2) und dem Gelenkinnenteil (3) angeordnet ist, wobei das Gelenkaußenteil (2) eine Innenumfangsfläche (10) aufweist, wobei an der Innenumfangsfläche (10) mehrere Kugellaufbahnen (11) ausgebildet sind, wobei das Gelenkinnenteil (3) eine Außenumfangsfläche (12) aufweist, wobei an der Außenumfangsfläche (12) mehrere Kugellaufbahnen (13) ausgebildet sind, wobei der Käfig (4) mehrere Fenster (14) aufweist, wobei die Kugeln (5) in den Fenstern (14) angeordnet sind, wobei die Kugeln (5) jeweils zum einen in eine Kugellaufbahn (11) des Gelenkaußenteils (2) und zum anderen in eine Kugellaufbahn (13) des Gelenkinnenteils (3) eingreifen, wobei Axialkräfte zwischen dem Käfig (4) und dem Gelenkaußenteil (2) und/oder dem Käfig (4) und dem Gelenkinnenteil (3) abgestützt sind, wobei vzw. die Kugellaufbahnen (11, 13) einen zumindest partiell einseitigen Öffnungswinkel aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenumfangsfläche (10) des Gelenkaußenteils (2) und/oder die Außenumfangsfläche (12) des Gelenkinnenteils (3) gehärtet werden, jedoch nach dem Härten nicht weiter materialabtragend bearbeitet werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hüllkugel (15) als Referenzfläche, insbesondere als Anschlagsfläche für die Endbearbeitung der Kugellaufbahnen (13) des Gelenkinnenteils (3) genutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pferchkugel (21) als Referenzfläche, insbesondere als Anschlagsfläche für die Endbearbeitung der Kugellaufbahnen (11) des Gelenkaußenteils (2) genutzt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzfläche zur Ausrichtung des Gelenkinnenteils (3) bzw. des Gelenkaußenteils (2) genutzt wird und das Gelenkinnenteil (3) bzw. das Gelenkaußenteil (2) in dieser Lage festgelegt wird, bevor die Endbearbeitung der Kugellaufbahnen (11, 13) vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Gelenkinnenteile (3) und Gelenkaußenteile (2) hergestellt werden, wobei Paarungen von Gelenkinnenteilen (3) und Gelenkaußenteilen (2) gebildet werden, wobei der Krümmungsmittelpunkt (M_KI) der Kugellaufbahn (13) des Gelenkinnenteils (3) und der Krümmungsmittelpunkt (M_KA) der Kugellaufbahnen (11) des Gelenkaußenteils (2) auf gegenüberliegenden Seiten einer gemeinsamen Fenstermittelebene (E_F) der Mitten der Fenster (14) angeordnet sind und zu dieser im wesentlichen den gleichen Abstand aufweisen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Paar der Abstand (S_i) des Mittelpunkts (M_H) der Hüllkugel (15) zu dem Krümmungsmittelpunkt (M_KI) der Kugellaufbahn (13) des Gelenkinnenteils (3) im wesentlichen genauso groß ist wie der Abstand (S_A) des Krümmungsmittelpunkts (M_KA) der Kugellaufbahnen (11) des Gelenkaußenteils (2) zum Mittelpunkt (M_P) der Pferchkugel (21).