DE10312880A1 - Rotational ball joint has circumferentially distributed longitudinally extending ball tracks of constant cross section in outer section for balls and recesses axially bounded by ball stop faces in inner section for balls - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein käfigloses Kugeldrehgelenk mit einem Gelenkaußenteil, einem Gelenkinnenteil und drehmomentübertragenden Kugeln. Drehgelenke dieser Art sind für kleine Beugewinkel geeignet, da die Kugeln im wesentlichen in der Mittelebene eines der Gelenkbauteile festgehalten sind und somit nicht zwangsweise auf die winkelhalbierende Ebene zwischen den Achsen von Gelenkinnenteil und Gelenkaußenteil geführt werden können. Somit erfüllen sie nicht geometrisch korrekt die Gleichlaufbedingungen eines Kugeldrehgelenkes. Für kleine Winkel, wie sie beispielsweise in Längswellen von Kraftfahrzeugen vorkommen, sind diese Gelenke aber gut geeignet.The Invention relates to a cageless Ball swivel with an outer joint part, an inner joint part and torque transmitting Balls. Swivel joints of this type are suitable for small bending angles, since the balls essentially in the central plane of one of the joint components are held and therefore not necessarily on the bisector Level between the axes of the inner joint part and outer joint part guided can be. So fulfill they are not geometrically correct the synchronism conditions of a ball swivel. For little ones Angles such as those found in the longitudinal shafts of motor vehicles but these joints are well suited.
Aus
der
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein käfigloses Gelenk bereitzustellen, das einfach aufgebaut ist und im wesentlichen die Funktion eines Festgelenkes erfüllt. Die Lösung hierfür besteht in einem Kugeldrehgelenk mit einem Ge lenkaußenteil, einem Gelenkinnenteil und drehmomentübertragenden Kugeln, wobei das Gelenkaußenteil eine innere ringförmige Hohlfläche zur axialen Festlegung des Gelenkinnenteils hat, wobei das Gelenkinnenteil mit einer äußeren kugeligen Zentrierfläche in die ringförmige Hohlfläche eingreift, wobei im Gelenkaußenteil umfangsverteilt längsverlaufende Kugelbahnen mit im wesentlichen gleichbleibendem Querschnitt für die Kugeln ausgeführt sind, und wobei im Gelenkinnenteil umfangsverteilt axial durch Kugelanschlagsflächen begrenzte Mulden für die Kugeln ausgeführt sind.The The present invention has for its object a cage-free Provide joint that is simple and essentially fulfills the function of a fixed joint. The solution to this is a ball swivel with a joint outer part, an inner joint part and torque transmitting balls, wherein the outer joint part a inner annular concavity for axially fixing the inner joint part, the inner joint part with an outer spherical Centering surface in the ring-shaped concavity engages, in the outer joint part circumferentially distributed Ball tracks with a substantially constant cross-section for the balls accomplished are, and in the inner joint part distributed circumferentially axially delimited by ball stop surfaces Troughs for the bullets executed are.
Hiermit wird ein sehr einfach aufgebautes Festgelenk bereitgestellt, bei dem Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil einstückig ausgeführt sein können. Um eine axiale Montage zu ermöglichen, muß es möglich sein, vor der Montage der Kugeln das Gelenkinnenteil um den halben Teilungswinkel des Kugelteilkreises verdreht in das Gelenkaußenteil einzuführen und dann in die übereinstimmende Winkelposition von Kugelbahnen im Gelenkaußenteil und Mulden im Gelenkinnenteil zurückzudrehen. Die Kugelbahnen im Gelenkaußenteil können hierbei im Querschnitt seitliche Erweiterungen zum Gelenkinnenteil hin aufweisen, um das Einführen der Stege zwischen den Mulden in die Kugelbahnen zu ermöglichen. Anschließend werden die Kugeln durch Überbeugen des Gelenks montiert, d. h. Gelenkinnenteil und Gelenkaußenteil werden umlaufend so weit gegeneinander abgewinkelt, daß die Mulden im Gelenkinnenteil einzeln so weit aus dem Gelenkaußenteil austreten, daß die Kugeln einzeln nacheinander eingesetzt werden können.Herewith a very simply constructed fixed joint is provided at the outer joint part and One-piece inner joint part accomplished could be. To enable axial assembly, it has to possible the inner part of the joint by half before installing the balls Pitch angle of the spherical pitch circle twisted into the outer joint part introduce and then into the matching one Angular position of ball tracks in the outer joint part and recesses in the inner joint part to turn back. The ball tracks in the outer joint part can in this case cross-sectional lateral extensions towards the inner joint part have to introduce to allow the webs between the troughs in the ball tracks. Subsequently the balls are bent over Articulated mounted, d. H. Inner joint part and outer joint part are angled around each other so far that the troughs in the inner joint part individually as far from the outer joint part emerge that the Balls can be used individually one after the other.
In einer ersten günstigen Ausführungsform haben die Kugelbahnen im Gelenkaußenteil im Längsschnitt gekrümmte, insbesondere kreisabschnittsförmige Grundlinien. Hiermit wird ein radiales Kugelspiel bei Gelenkbeugung ausgeschlossen. In einer abgewandelten Ausführungsform haben die Kugelbahnen im Gelenkaußenteil im Längsschnitt gerade Grundlinien. Die Kugelbahnen dieser Form sind wesentlich einfacher zu fertigen. Ein radiales Kugelspiel bei Gelenkbeugung wird hierbei in Kauf genommen. Für beide Ausführungsformen gilt, daß die Grundlinien der Kugelbahnen im Gelenkaußenteil zur Längsachse des Gelenkaußenteils parallel sein können bzw. mit dieser fluchten können oder diese Längsachse des Gelenkaußenteils gegebenenfalls unter wechselnden Winkeln kreuzen können. Diese letztere ergibt eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Gelenkaußenteil eines VL-Gelenks.In a first cheap Have embodiment the ball tracks in the outer joint part in longitudinal section curved, in particular circular sections Baselines. This is a radial ball play with joint flexion locked out. In a modified embodiment, the ball tracks in the outer joint part straight in longitudinal section Baselines. The ball tracks of this shape are much simpler to manufacture. A radial ball play with articulation is hereby accepted. For both embodiments applies that the baselines the ball tracks in the outer joint part to the longitudinal axis of the outer joint part can be parallel or can be aligned with this or this longitudinal axis of the outer joint part if necessary, can cross at different angles. The latter gives a certain similarity with the outer joint part a VL joint.
Die Mulden im Gelenkinnenteil setzen sich im Längsschnitt bevorzugt aus zwei Kreisradien mit dem Radius der Kugeln und einem axialen Abstand der Kugelmittelpunkte und einem Zwischenabschnitt zusammen, räumlich gesehen aus zwei mit axialem Abstand voneinander ausgebildeten Kugelschalenabschnitten. Hiermit wird eine geringe axiale Verschieblichkeit des Gelenkes eingestellt, wobei die kugelschalenförmigen Anschlagflächen ein günstiges Anschlagverhalten sicherstellen. Zentral zwischen den Kugelschalenabschnitten kann eine vertiefte Schmiermitteltasche ausgebildet sein.The Troughs in the inner joint part preferably consist of two in longitudinal section Circular radii with the radius of the balls and an axial distance of Sphere centers and an intermediate section together, seen spatially of two spherical shell sections formed at an axial distance from one another. This results in a slight axial displaceability of the joint set, with the spherical shell-shaped stop surfaces favorable stroke behavior to ensure. Can be located centrally between the spherical shell sections a recessed lubricant pocket may be formed.
Die ringförmige Hohlfläche im Gelenkaußenteil bildet vorzugsweise zwei ringförmige Kontaktflächen mit der kugeligen Zentrierfläche des Gelenkinnenteils. Hierbei kann die ringförmige Hohlfläche aus zwei gegeneinander geöffneten Konusflächen mit einer mittleren Übergangsfläche bestehen.The annular concavity in the outer joint part preferably forms two annular contact surfaces with the spherical centering surface of the inner joint part. Here, the annular hollow surface can be made of two open against each other Conical surfaces with a middle transition area exist.
Daneben kann die Zentrierfläche des Gelenkinnenteils aus zwei Kugelflächenabschnitten und einer zylindrischen Verbindungsfläche bestehen, die in eine innenkugelige Hohlfläche im Gelenkaußenteil eingreift.In addition, the centering surface of the inner joint part can consist of two spherical surface sections and a cylindrical connecting surface which fits into an inner spherical hollow surface in the outer joint part intervenes.
Sowohl für die Zentrierfläche wie für die Hohlfläche gilt, daß die Begriffe „ringförmig" und „kugelig" nur die Grundform beschreiben, wobei die Flächen tatsächlich jedoch von den Kugelbahnen des Gelenkaußenteils bzw. von den Mulden des Gelenkinnenteils unterbrochen werden. In beiden Ausführungen entstehen Schmiermittelreservoirs zwischen Hohlfläche und Zentrierfläche.Either for the centering as for the cavity applies that the Terms "ring-shaped" and "spherical" only the basic form describe, the areas indeed however, from the ball tracks of the outer joint part or from the troughs of the inner joint part are interrupted. In both versions lubricant reservoirs are created between the hollow surface and Centering.
Bei einem erfindungsgemäßen Gelenk sind das Gelenkinnenteil und das Gelenkaußenteil auf den Gelenkmittelpunkt zentriert. Das Gelenkinnenteil kann sich bei Einsatz des Gelenks in einer Längswelle in einem Kraftfahrzeug bei einem Crash unter relativ geringer Umformung der Hohlfläche axial vom Gelenkaußenteil lösen. Hierbei sollte ein an das Gelenkaußenteil anschließender Wellenabschnitt im Innendurchmesser größer sein als der Außendurchmesser des Gelenkinnenteils. Die erforderliche Axialkraft zum gewaltsamen Lösen von Gelenkinnenteil und Gelenkaußenteil voneinander wird durch die radiale Überdeckung von Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil im Bereich von Zentrierfläche und Hohlfläche bestimmt.at a joint according to the invention are the inner joint part and the outer joint part on the center of the joint centered. The inner joint part can become loose when the joint is used in a longitudinal wave in a motor vehicle in a crash with relatively little deformation the cavity axially from the outer joint part to solve. Here, a shaft section adjoining the outer joint part should be larger in the inner diameter than the outside diameter of the The inner joint part. The axial force required to release violently Inner joint part and outer joint part by the radial overlap of the outer joint part and the inner joint part in the area of the centering surface and the hollow surface.
Die Mulden im Gelenkinnenteil sollen gegenüber dem Durchmesser der Kugeln im Querschnitt im wesentlichen spielfrei sein, im Längsschnitt jedoch axiales Spiel bilden, damit eine Schmierung von Kugeln und Mulden möglich ist.The Troughs in the inner joint part should be compared to the diameter of the balls be essentially free of play in cross section, in longitudinal section however form axial play, so that a lubrication of balls and Troughs possible is.
Bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.preferred versions The invention will now be described with reference to the accompanying drawings explained.
a)
im Querschnitt
b) im Längsschnitt
in gestrecktem Zustand
c) im Längsschnitt in abgewinkeltem
Zustand;
a) in cross section
b) in longitudinal section in the stretched state
c) in longitudinal section in an angled state;
In
In
In
den
In
In
In
- 1111
- Drehgelenkswivel
- 1212
- KugelBullet
- 1313
- Kugelbahnball track
- 1414
- GelenkaußenteilOuter race
- 1515
- Muldetrough
- 1616
- GelenkinnenteilInner race
- 1717
- Gewindelochthreaded hole
- 1818
- Zapfenöffnungpin opening
- 1919
- Zapfenspigot
- 2020
- Hohlflächeconcavity
- 2121
- Kreiskonturcircular contour
- 2222
- Kreiskonturcircular contour
- 2323
- Zwischenflächeinterface
- 2424
- Zentrierflächecentering
- 2525
- Grundliniebaseline
- 2626
- Sicherungsringcirclip
- 2727
- Rohrwelletubular shaft
- 2828
- Blechhülsesheet metal sleeve
- 2929
- Rollbalgbellows
- 3030
- Spannbandstrap
- 3131
- Rohrwelletubular shaft
- 3232
- Wälzlagerroller bearing
- 3333
- elastisches Lagerelastic camp
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2003
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