DE112006004069T5

DE112006004069T5 - Gleichlaufgelenk nach Art eines Gegenbahngelenkes

Info

Publication number: DE112006004069T5
Application number: DE112006004069T
Authority: DE
Inventors: Thomas Weckerling; Nader Khoshoei; Ramón Amenabar; Xabier Ureta
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2026-10-14
Also published as: US8251829B2; CN101542149A; WO2008043384A1; CN101542149B; US20100113167A1; DE112006004069B4

Abstract

Gleichlaufgelenk (1) aufweisend:
– ein Gelenkaußenteil (2), welches eine Anschlussseite (3), eine Öffnungsseite (4) und einen von einer Innenfläche (5) begrenzten Hohlraum (6) hat sowie sich auf der Innenfläche (5) zwischen dieser Anschlussseite (3) und Öffnungsseite (4) erstreckende erste äußere Kugelbahnen (7) und zweite äußere Kugelbahnen (8),
– ein Gelenkinnenteil (9), welches im Hohlraum (6) des Gelenkaußenteils (2) positioniert ist und Anschlussmittel für eine in Richtung der Öffnungsseite (4) des Gelenkaußenteils (2) verlaufende Welle (10) sowie sich auf einer Außenfläche (11) erstreckende erste innere Kugelbahnen (12) und zweite innere Kugelbahnen (13) hat,
– wobei einerseits jeweils eine erste äußere Kugelbahn (7) und eine erste innere Kugelbahn (12) ein erstes Bahnpaar (14) und andererseits jeweils eine zweite äußere Kugelbahn (8) und eine zweite innere Kugelbahn (13) ein zweites Bahnpaar (15) miteinander bilden,
– wobei bei gestrecktem Gleichlaufgelenk (1) weiter die ersten Bahnpaare (14) in einer Gelenkmittelebene (E1)...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gegenbahngelenk als Festgelenk mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1. Das Gelenk umfasst regelmäßig ein Gelenkaußenteil, ein Gelenkinnenteil, mehrere Drehmoment übertragende Kugeln sowie einen Käfig. Charakteristisch bei einem Gegenbahngelenk ist, dass verschiedenartig gestaltete Bahnpaare mit dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil gebildet sind, die Öffnungswinkel zu entgegengesetzten Seiten des Gleichlaufgelenkes bilden.
Gegenbahngelenke dieser Art sind grundsätzlich aus der DE 102 20 711 A1 bekannt, wobei dort Gelenke mit sechs Kugeln oder acht Kugeln gezeigt sind. Hier entspricht der Typ der Kugelbahnen dem an sich aus den Rzeppa-Gelenken (RF-Gelenken) sowie aus den Undercut-Free-Gelenken (UF-Gelenken) bekannten Typ. Das heißt, dass die Mittellinien der Kugelbahnen aus einheitlichen Radien (RF-Gelenk) bestehen bzw. dass diese sich aus Radien und achsparallelen Geraden (UF-Gelenk) zusammensetzen.
Bei den beschriebenen Gegenbahngelenken wechseln sich hierbei die axialen Öffnungsrichtungen der Bahnpaare über den Umfang ab, was zum betreffenden Typ des Gegenbahngelenkes führt. Diese bekannten Gegenbahngelenke waren jedoch hinsichtlich ihres Beugewinkels auf etwa 45° beschränkt, weil bei Überschreiten dieses Beugewinkels eine erste Kugel in der Gelenkbeugeebene aus den ersten Bahnpaaren austritt.
Aus der DE 103 37 612 A1 sind auch Kugelbahngelenke bekannt, bei denen die Bahnmittellinien der ersten Bahnpaare (die einen Öffnungswinkel haben, dessen Öffnungsrichtung bei gestrecktem Gelenk zum Gelenkboden hin weist) so gestaltet sind, dass der Öffnungswinkel bei Beugung des Gelenkes ab einem bestimmten Beugewinkel eine Umkehr seiner Öffnungsrichtung erfährt. Dies wird insbe sondere dadurch verwirklicht, dass die Bahnmittellinien der Kugelbahnen der ersten Bahnpaare S-förmig sind und somit jeweils einen Wendepunkt aufweisen.
Aus der DE 100 60 220 A1 sind u. a. Gegenbahngelenke bekannt, bei denen die Mittellinien der ersten äußeren Kugelbahnen nahe der Gelenköffnung einen Wendepunkt aufweisen, so dass die Mittellinien der ersten äußeren Kugelbahnen S-förmig sind. Entsprechendes gilt aufgrund der Symmetriebetrachtung für die Mittellinien der ersten inneren Kugelbahn des Gelenkinnenteiles. Der maximale Beugewinkel dieser Gegenbahngelenke konnte so weiter erhöht werden.
Schließlich sei noch auf ein Gegenbahngelenk mit einem Bahnwendepunkt verwiesen, wie es in der WO 2006/048032 beschrieben ist. Mit dem dort beschriebenen Gegenbahngelenk soll insbesondere die Reibung zwischen Kugelkäfig und Gelenkaußenteil bzw. Gelenkinnenteil reduziert werden. Dazu wird vorgeschlagen, dass die Bahnmittellinien der ersten Bahnpaare jeweils einen Wendepunkt haben und der Mittelpunktswinkel an den Wendepunkten bezogen auf die Gelenkmittelebene größer ist als 4 Grad. Hiermit ist sichergestellt, dass das Gelenk im Lebensdauerbetrieb als Gegenbahngelenk arbeitet. Als Lebensdauerbetrieb gilt ein solcher innerhalb des Lebensdauerwinkels, bei welchem die Lebensdauer des Gelenkes unter wechselnder Last schadenfrei erreicht wird.
In besonderen Anwendungsfällen sind solche Gleichlaufgelenke hohen Belastungen ausgesetzt. So kann es beispielsweise vorkommen, dass die Einbauweise so erfolgt, dass auch bei Geradeausfahrt eines Kraftfahrzeuges durch einen größeren Federweg als gewöhnlich der Fall ist, ein gewisser Beugewinkel mit dem Gleichlaufgelenk realisiert wird. Gerade für solche Anwendungsfälle ist es wichtig, einerseits große Beugewinkel zu ermöglichen, andererseits jedoch die Lebensdauer auch in großen Variationsbereichen des Beugewinkels zu gewährleisten.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Gleichlaufgelenk angegeben werden, welches sich auch mit großem Beugewinkel zuverlässig im Dauerbetrieb betreiben lässt. Dabei soll das Gleichlaufgelenk insbesondere auch den Kriterien hinsichtlich einer kleinen Bauform, einer geringen Wärmeentwicklung während des Betriebes und der Laufruhe genügen.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Gleichlaufgelenk gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 oder einem Gelenkaußenteil mit den Merkmalen des Patentanspruches 11 und einem Gelenkinnenteil gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 12. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können, und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen können. Zudem werden die Merkmale in der Beschreibung erläutert und spezifiziert, so dass sich auch hieraus ebenfalls bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung erkennen lassen.
Das erfindungsgemäße Gleichlaufgelenk weist folgende Merkmale auf:

– ein Gelenkaußenteil, welches eine Anschlussseite, eine Öffnungsseite und einen von einer Innenfläche begrenzten Hohlraum hat sowie sich auf der Innenfläche zwischen dieser Anschlussseite und Öffnungsseite erstreckende erste äußere Kugelbahnen und zweite äußere Kugelbahnen,
– ein Gelenkinnenteil, welches im Hohlraum des Gelenkaußenteiles positioniert ist und Anschlussmittel für eine in Richtung der Öffnungsseite des Gelenkaußenteiles verlaufende Welle sowie sich auf einer Außenfläche erstreckende erste innere Kugelbahnen und zweite innere Kugelbahnen hat,
– wobei einerseits jeweils eine erste äußere Kugelbahn und eine erste innere Kugelbahn ein erstes Bahnpaar und andererseits jeweils eine zweite äußere Kugelbahn und eine zweite innere Kugelbahn ein zweites Bahnpaar miteinander bilden,
– wobei bei gestrecktem Gleichlaufgelenk weiter die ersten Bahnpaare in einer Gelenkmittelebene bin zur Anschlussseite des Gelenkaußenteiles einen ersten Öffnungswinkel und die zweiten Bahnpaare in der Gelenkmittelebene hin zur Öffnungsseite des Gelenkaußenteiles einen zweiten Öffnungswinkel bilden,
– eine Kugel in jedem Bahnpaar,
– einen Käfig, der zwischen Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil ebenfalls im Hohlraum angeordnet ist und mehrere Käfigfenster aufweist, die jeweils zumindest eine Kugel aufnehmen können,
– wobei die ersten Bahnpaare jeweils eine erste Bahnmittellinie bilden, die einen ersten Wendepunkt aufweist, und
– die zweiten Bahnpaare jeweils eine zweite Bahnmittellinie bilden, die in einem Abschnitt zwischen der Gelenkmittelebene und der Anschlussseite einen von einer Kreisbahn verschiedenen Verlauf hat.

Bei dem Gleichlaufgelenk handelt es sich insbesondere um ein Gelenk nach Art eines so genannten Gegenbahngelenkes. Dabei kann insbesondere auf die einleitenden Ausführungen zum Stand der Technik und die darin enthaltenden Erläuterungen zur Definition des Gegenbahngelenkes vollumfänglich zurückgegriffen werden.
Im Hinblick auf das Gelenkaußenteil ist anzumerken, dass dies regelmäßig glockenförmig gestaltet ist, wobei die Seite, von der der Hohlraum erreichbar ist, die Öffnungsseite darstellt. Die axial gegenüberliegende Seite wird Anschlussseite genannt.
Während der Hohlraum eine Form aufweist, die im Wesentlichen der einer Glocke entspricht, sind auf dessen Innenfläche regelmäßig eine gerade Anzahl von äußeren Kugelbahnen angeordnet, beispielsweise sechs, acht, zehn oder auch zwölf, wobei sechs oder acht Kugelbahnen bevorzugt sind. Diese Kugelbahnen sind nach Art von Vertiefungen in das Gelenkaußenteil ausgehend von dem Hohlraum eingebracht. Hierbei ist nun zu beachten, dass diese Kugelbahnen zwei unterschiedliche Ausgestaltungen haben, so dass diese als erste und zweite äußere Kugelbahnen benannt sind. Bevorzugt ist dabei die Ausgestaltung, dass die ersten Kugelbahnen und die zweiten Kugelbahnen in Umfangsrichtung des Gelenkaußenteils abwechselnd angeordnet sind.
Das Gelenkinnenteil ist regelmäßig nach Art einer Nabe ausgebildet, wobei es im zentralen Bereich eine Öffnung hat, in die beispielsweise eine Welle aufgenommen werden kann, um ein Drehmoment zu übertragen. Dabei kann diese Öffnung auch zur Realisierung einer Keil-Nut-Verbindung oder dergleichen mit der Welle ausgeführt sein. Das Gelenkinnenteil weist zudem eine relativ komplex geformte Außenfläche auf, in die ebenfalls sich im Wesentlichen in einer axialen Richtung verlaufende Kugelbahnen erstrecken. Die Anzahl der inneren Kugelbahnen korrespondiert mit der Anzahl der äußeren Kugelbahnen, wobei auch die Zuordnung von den ersten und zweiten Kugelbahnen klar vorgegeben ist.
Positioniert man nun das Gelenkinnenteil im Hohlraum des Gelenkaußenteiles in einer Position, wie sie bei einem gestreckten Gleichlaufgelenk vorliegt (Beugewinkel = 0°), dann lassen sich in diversen Schnittebenen durch die Längsachse des Gelenkaußenteiles einerseits und die Kugelbahnen andererseits erkennen, dass jeweils eine erste äußere Kugelbahn und eine erste innere Kugelbahn ein Bahnpaar bilden, ebenso wie jeweils eine zweite äußere Kugelbahn und eine zweite innere Kugelbahn. Mit anderen Worten kann ein gestrecktes Gleichlaufgelenk auch als sich axial erstreckend oder als fluchtende Achsen des Gelenkaußenteils und der Welle aufweisend beschrieben werden.
Bei diesem Gegenlaufgelenk ist nunmehr eine Ebene senkrecht zur Längsachse des Gelenkaußenteiles zu betrachten, die durch den Gelenkmittelpunkt verläuft. Tangenten an den Stellen der Kugelbahnen in der Gelenkmittelebene bilden hier einen so genannten Öffnungswinkel. Mit „Öffnungswinkel" soll insbesondere zum Ausdruck gebracht werden, in welche Richtung sich der Winkel öffnet. Hierbei wird nun definiert, dass die ersten Bahnpaare einen Öffnungswinkel hin zur Anschlussseite und die zweiten Bahnpaare einen Öffnungswinkel hin zur Öffnungsseite bilden.
Zudem nehmen diese Bahnpaare jeweils eine Drehmoment übertragende Kugel auf. Grundsätzlich wird der Begriff „Kugel" als Oberbegriff für alle geeigneten Drehmoment übertragenden Körper benutzt. Der Käfig, der zwischen Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil positioniert ist, dient während des Betriebes des Gelenks wenigstens zeitweise zur Führung der Kugeln in den Bahnpaaren. Regelmäßig weist der Käfig so viele Käfigfenster auf, wie er Kugeln aufnimmt, es ist jedoch auch möglich, dass in einem Käfigfenster mehrere, insbesondere zwei, Kugeln angeordnet sind.
Um einen besonders großen Beugewinkel zu realisieren, sind nun die ersten Bahnpaare mit einem ersten Wendepunkt bezüglich ihrer Bahnmittellinie ausgeführt. Insbesondere erhält die Bahnmittellinie dadurch eine S-Form. Dabei wird insbesondere erreicht, dass Material des Gelenkaußenteiles nahe der Öffnungsseite weggenommen wird und die Kugeln über einen größeren Beugewinkel noch mit Kontakt zu dem inneren Bereich des Gelenkaußenteiles gehalten werden können.
Bei diesem besonders großen Beugewinkel, bei dem die Kugel in den ersten Bahnpaaren sehr weit nach außen verlagert wird, kommt es in entsprechender Weise zu einer sehr weit nach innen gehenden Verlagerung der Kugeln in den zweiten Bahnpaaren. Dabei konnte bezüglich bekannter Gleichlaufgelenke im Dauerhaltbarkeitsbereich unter hoher Last gelegentlich eine erhöhte Geräuschentwicklung oder sogar eine Gefahr des Bauteilversagens festgestellt werden.
Um hier Abhilfe zu schaffen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die zweiten Bahnpaare jeweils eine zweite Bahnmittellinie bilden, die in einem Ab schnitt zwischen der Gelenkmittelebene und der Anschlussseite einen von einer (einzigen) Kreisbahn verschiedenen Verlauf hat. Damit ist insbesondere gemeint, dass in diesem Bereich eine Anpassung der zweiten Bahnmittellinie vorgenommen wird, die der Form der ersten Bahnpaare nahe der Öffnungsseite entspricht. Das heißt unter anderem gegebenenfalls auch, dass mit einer Aufweitung des Gelenkaußenteiles nahe der Öffnungsseite eine entsprechend zunehmende Vertiefung der äußeren, insbesondere gegenüberliegenden, anderen Kugelbahnen im Bereich der Anschlussseite vorgenommen wird. Zu diesem Zweck ist es möglich, den üblicherweise einer einzigen Kreisbahn folgenden Verlauf der Bahnmittellinien nahe der Anschlussseite des Gelenkaußenteiles nach den bekannten Gleichlaufgelenken in dieser Weise abzuwandeln. Dabei ist möglich, dass mindestens ein weiterer Krümmungsradius und/oder ein weiterer Geradenabschnitt einen Teil der Bahnmittellinien in diesem Abschnitt bilden. Damit wird insbesondere erreicht, dass die Abnahme der Tiefe der äußeren Kugelbahn in Richtung hin zur Anschlussseite reduziert, gestoppt oder sogar (teilweise) in eine Steigerung der Tiefe abgewandelt wird.
In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass die zweite Bahnmittellinie in diesem Abschnitt wenigstens einen ersten Kreisbogenabschnitt mit einem ersten Krümmungsradius und einen zweiten Kreisbogenabschnitt mit einem zweiten Krümmungsradius aufweist. Hier ist demnach die Variante beschrieben, die ohne einen geraden Abschnitt und insbesondere mit nur genau zwei verschiedenen Kreisbogenabschnitten ausgeführt ist. Dabei erstreckt sich der erste Kreisbogenabschnitt bevorzugt über die Gelenkmittelebene hinweg, wobei sich der zweite Krümmungsradiusabschnitt tangential anschließt.
In diesem Zusammenhang ist insbesondere die Variante bevorzugt, bei der der zweite Krümmungsradius des zweiten Kreisbogenabschnittes größer als der erste Krümmungsradius ist. Dabei wird insbesondere davon ausgegangen, dass die Krümmungsradien eine gleiche Orientierung aufweisen und die Krümmungsabschnitte jeweils konkav von einer Seite der zweiten Bahnmittellinie aus gesehen sind.
Allerdings ist auch möglich, dass der zweite Kreisbogenabschnitt einen zweiten Krümmungsradius aufweist, der eine andere Orientierung als der erste Krümmungsradius hat. Damit weist die zweite Bahnmittellinie in diesem Abschnitt einen konkaven und einen konvexen Teilabschnitt auf. Gerade in diesem Fall ist bevorzugt, dass der zweite Krümmungsradius kleiner als der erste Krümmungsradius ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Gleichlaufgelenkes wird vorgeschlagen, dass die zweite Bahnmittellinie in diesem Abschnitt wenigstens einen ersten Kreisbogenabschnitt mit einem ersten Krümmungsradius und einem Geradenabschnitt aufweist. Die Herstellung eines solchen Geradenabschnitts kann unter Umständen in Hinblick auf eine Serienfertigung solcher Gleichlaufgelenke einfacher sein, wobei gleichzeitig die positiven Effekte eines höheren Umschlingungswinkels der Kugeln und/oder einer größeren Bahntiefe gewährleistet sind.
Dabei ist der Geradenabschnitt insbesondere tangential an den ersten Kreisbogenabschnitt anzuschließen.
Des Weiteren wird bevorzugt, dass ein erster Punkt mit kleinem Abstand der ersten Bahnmittellinie und ein Gelenkmittelpunkt eine erste kleinste Entfernung bilden und ein zweiter Punkt mit kleinem Abstand der zweiten Bahnmittellinie und der Gelenkmittelpunkt eine zweite kleinste Entfernung bilden, wobei folgendes Verhältnis eingehalten ist: 0,95 < zweite kleinste Entfernung/erste kleinste Entfernung < 1,0.
Bei Einhaltung dieses Verhältnisses kann insbesondere ein ausreichender Umschlingungswinkel des Gelenkaußenteiles um die Kugeln herum in der zweiten äußeren Kugelbahn gewährleistet werden, und zwar auch bei maximalem Beugewinkel. Die Punkte mit kleinem Abstand jeder Bahnmittellinie befinden sich an dem Punkt, an dem ein Kreis um den Gelenkmittelpunkt herum mit dem kleinsten Radius einen einzelnen Tangentenpunkt (= Punkte mit kleinem Abstand) mit der jeweiligen Bahnmittellinie bildet. Ein entsprechendes Verhältnis wird bezüglich der jeweiligen Grundlinien der äußeren Kugelbahnen gegeben.
Des Weiteren wird ein Gleichlaufgelenk vorgeschlagen, bei dem die zweite Bahnmittellinie in dem Abschnitt mindestens zwei Teilabschnitte mit einem stetigen Verlauf aufweist, wobei der erste Teilabschnitt anschließend zu der Gelenkmittelebene kleiner als der zweite Teilabschnitt nahe der Anschlussseite des Gelenkaußenteiles ist. Damit wird insbesondere ein Hinweis gegeben, bei welchem Beugewinkel bereits eine Abwandlung der zweiten Bahnmittellinie stattfinden wird.
Ganz besonders bevorzugt beginnt der zweite Teilabschnitt nahe der Anschlussseite in dem Bereich der Kugeln, wenn die gegenüberliegenden Kugeln am Wendepunkt der ersten äußeren Kugelbahn positioniert sind. Dabei ist insbesondere bevorzugt, dass der zweite Teilabschnitt mindestens doppelt so groß ist wie der erste Teilabschnitt.
Erfindungsgemäß findet das hier beschriebene Gleichlaufgelenk bevorzugt Einsatz in einem Kraftfahrzeug.
Da, wie bereits ausgeführt, die Bahnmittellinien im wesentlichen von der Kontur des Gelenkaußenteiles und des Gelenkinnenteiles bestimmt werden, kann die Erfindung folglich auch an den Einzelteilen nachgewiesen werden. Insofern können die Teile in entsprechender Weise charakterisiert werden.
Demgemäß betrifft ein anderer Aspekt der Erfindung ein Gelenkaußenteil für ein Gleichlaufgelenk, insbesondere für ein Gleichlaufgelenk der hier erfindungsgemäß beschriebenen Art, welches eine Anschlussseite, eine Öffnungsseite und einen von einer Innenfläche begrenzten Hohlraum hat sowie sich auf der Innenfläche zwischen dieser Anschlussseite und der Öffnungsseite erstreckende erste äußere Kugelbahnen und zweite äußere Kugelbahnen, wobei eine erste äußere Tangente an den ersten äußeren Kugelbahnen in einer Gelenkmittelebene mit einer ersten Langsachse des Gelenkaußenteiles hin zur Anschlussseite einen dritten Öffnungswinkel und eine zweite äußere Tangente an den zweiten äußeren Kugelbahnen in einer Gelenkmittelebene mit der ersten Längsachse des Gelenkaußenteiles hin zur Öffnungsseite einen vierten Öffnungswinkel bilden, wobei die zweiten äußeren Kugelbahnen jeweils eine zweite äußere Konturlinie bilden, die in einem Abschnitt zwischen der Gelenkmittelebene und der Anschlussseite einen von einer Kreisbahn verschiedenen Verlauf hat.
Während bezüglich des Gleichlaufgelenkes auf die gegenüberliegenden Kugelbahnen eines Bahnpaares in der Schnittebene des Gelenkmittelpunktes abgestellt wurde, werden hier nur die Tangente in der äußeren Kugellaufbahn und die Langsachse des Gelenkaußenteiles herangezogen. Dabei stimmt regelmäßig der dritte Öffnungswinkel nicht mit dem ersten überein, sondern stellt ein selbstständiges Merkmal des Gelenkaußenteiles dar. Zur Erläuterung sei noch darauf hingewiesen, dass mit einer Konturlinie insbesondere die Bahngrundlinie oder eine dazu parallel verlaufende Linie gemeint ist, beispielsweise die des Kugelmittelpunktes, wenn dieser die Bahngrundlinie abläuft.
Entsprechend betrifft nun ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Gelenkinnenteil für ein Gleichlaufgelenk, insbesondere nach der hier erfindungsgemäß beschriebenen Art, welches Anschlussmittel für eine in Richtung der Öffnungsseite des Gelenkaußenteiles verlaufende Welle sowie sich auf einer Außenfläche erstreckende erste innere Kugelbahnen und zweite innere Kugelbahnen hat, wobei eine erste innere Tangente an den ersten inneren Kugelbahnen in einer Gelenkmittelebene mit einer zweiten Langsachse des Gelenkinnenteiles hin zur Anschlussseite einen fünften Öffnungswinkel und eine zweite innere Tangente an den zweiten inneren Kugelbahnen in einer Gelenkmittelebene mit der zweiten Längsachse hin zur Öffnungsseite einen sechsten Öffnungswinkel bilden, wobei die zweiten inneren Kugelbahnen jeweils eine zweite innere Konturlinie bilden, die in einem Abschnitt zwischen der Gelenkmittelebene und der Öffnungsseite einen von einer Kreisbahn verschiedenen Verlauf hat.
Grundsätzlich ist hier anzumerken, dass der Verlauf der Konturlinie bezüglich des Gelenkinnenteils im wesentlichen spiegelsymmetrisch zu der des Gelenkaußenteiles ist, da beim Abbeugen eines solchen Gelenkes die entgegengesetzten Seiten von Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil mit der Kugel in Kontakt sind. In diesem Zusammenhang ist gegebenenfalls noch zu berücksichtigen, dass die Konturlinien von Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil nicht vollkommen spiegelsymmetrisch deckungsgleich sind, da hier unter Umständen geringe Abweichungen gewünscht sind, um im Betrieb eines solchen Gleichlaufgelenkes ausreichend Toleranz bzw. Spiel für die Kugeln innerhalb des Bahnpaars zu realisieren.
Die Erfindung sowie das nähere technische Umfeld werden anhand der Figuren weiter erläutert. Die Figuren zeigen insbesondere auch besonders bevorzugte Ausführungsvarianten, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Sie zeigen schematisch:
1: den grundsätzlichen Aufbau eines Gleichlaufgelenkes in Form eines Gegenbahngelenkes,
2: eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenkes mit abgebeugtem Gelenkinnenteil,
3: ein Detail aus 2,
4: eine Draufsicht auf eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenkes,
5: eine Schnittansicht durch ein Gelenkaußenteil, wie in 4 angedeutet,
6: einen Schnitt durch ein Gelenkinnenteil, wie in 4 angedeutet,
7: eine weitere Ausführungsvariante eines Gleichlaufgelenkes in Draufsicht,
8: eine Schnittansicht durch ein Gelenkaußenteil, wie in 7 angedeutet,
9: eine Schnittansicht durch ein Gelenkinnenteil, wie in 8 angedeutet,
10: ein Gelenkaußenteil gemäß einer weiteren Ausführungsvariante,
11: ein Detail aus 10, wie dort angedeutet,
12: ein Detail aus 11, wie dort angedeutet,
13: eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsvariante des Gleichlaufgelenkes,
14: eine Schnittansicht durch das Gleichlaufgelenk, wie in 13 angedeutet, und
15: eine Schnittansicht durch eine Ausgestaltung eines Käfigs,
16: eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsvariante des Gleichlaufgelenks,
17: eine Schnittansicht durch das Gelenkaußenteil, wie in 16 angedeutet,
18: eine Schnittansicht durch das Gelenkinnenteil, wie in 16 angedeutet,
19: eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsvariante des Gleichlaufgelenks,
20: eine Schnittansicht durch das Gelenkaußenteil, wie in 19 angedeutet, und
21: eine Schnittansicht durch das Gelenkinnenteil, wie in 19 angedeutet.
1 dient primär zur Veranschaulichung des grundsätzlichen Aufbaues eines Gleichlaufgelenkes 1. Dieses weist als Komponenten ein Gelenkaußenteil 2 und Kugeln 16, einen Käfig 17 sowie ein Gelenkinnenteil 9 auf, das gegebenenfalls mit einer Welle 10 verbunden werden kann. Die Drehmomentübertragung erfolgt dabei über die Kugeln 16 von den inneren Kugelbahnen hin zu den äußeren Kugelbahnen.
Das dargestellte Gelenkaußenteil 2 kann anhand einer Anschlussseite 3 und einer Öffnungsseite 4 charakterisiert werden. Ausgehend von der Öffnungsseite 4 erstreckt sich in innere Bereiche des Gelenkaußenteiles 2 ein Hohlraum 6, der hier im Wesentlichen glockenförmig gestaltet ist. Auf der Innenfläche 5 des Gelenkaußenteiles 2 sind zudem eine Mehrzahl von äußeren Kugelbahnen eingearbeitet, wobei hier bei dem Gleichlaufgelenk 1 nach Art eines Gegenbahngelenkes zwei unterschiedliche Arten von Kugelbahnen vorliegen, wie dies später noch im Detail erläutert wird. Klar erkennbar ist hier jedoch schon, dass die geschnittenen äußeren Kugelbahnen des Gelenkaußenteiles 2 oben und unten eine unterschiedliche Kontur aufweisen.
Darüber hinaus ist das Gelenkinnenteil 9 im montierten Zustand im Hohlraum 6 positioniert. Auf einer Außenfläche 11, die also in Richtung des Gelenkaußenteiles 2 gestaltet ist, sind nun entsprechend, hier „innere" genannte, Kugelbahnen eingearbeitet. Die Anordnung des Gelenkinnenteiles 9 erfolgt in der Weise, dass sich jeweils die ersten äußeren Kugelbahnen und die ersten inneren Kugelbahnen radial gegenüberliegen und somit ein erstes Bahnpaar 14 bilden. Aufgrund des gleichen Aufbaues von Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil bezüglich der ersten und zweiten Kugelbahnen, gilt entsprechendes für die zweiten Bahnpaare 15. Zur Charakterisierung des so genannten Gegenbahngelenkes wird nun die Orientierung des Öffnungswinkels eines jeden Bahnpaares herangezogen. Bei der gestreckten Position des Gleichlaufgelenkes 1 (wie hier dargestellt mit einem Beugewinkel = 0°) bilden die ersten Bahnpaare 14 (oben dargestellt) in einer Ge lenkmittelebene E1 bis zur Anschlussseite 3 des Gelenkaußenteiles 2 einen ersten Öffnungswinkel W1. Die zweiten Bahnpaare 15 (unten dargestellt) bilden dahingegen in der Gelenkmittelebene E1 bis zur Öffnungsseite 4 des Gelenkaußenteiles 2 einen zweiten Öffnungswinkel W2. Eine solche entgegengesetzte Orientierung der Öffnungswinkel W1, W2 führt dazu, dass die auf die Kugeln 16 einwirkenden Kräfte einerseits bis zur Anschlussseite 3 und andererseits bis zur Öffnungsseite 4 wirken. Damit sind eine Stabilisierung des Bewegungsablaufes und eine Führung der Kugeln 16 ohne wesentliche Beanspruchung des Käfigs 17 möglich.
Wird nunmehr das Gelenkinnenteil 9 beispielsweise über die Welle 10 abgebeugt, verlaufen die Mittelpunkte der Kugeln auf einer Bahnmittellinie in dem jeweiligen Bahnpaar. Dabei ist bezüglich des ersten Bahnpaares 14 eine erste Bahnmittellinie L1 gekennzeichnet, ebenso wie im unteren Bereich von 1 in dem zweiten Bahnpaar 15 eine zweite Bahnmittellinie L2 veranschaulicht ist. Auf die Details hinsichtlich des Abschnittes nahe der Anschlussseite 3 der zweiten Bahnmittellinie L2 wird auf die nachfolgenden Ausführungen verwiesen.
2 zeigt nun ein solches Gleichlaufgelenk 1 in einer abgebeugten Position. Insbesondere ist hier veranschaulicht, welche Lage die Komponenten des Gleichlaufgelenkes 1 einnehmen, wenn der maximale Beugewinkel W3 erreicht ist. Beim maximalen Beugewinkel W3 kommt es gerade zu einem Kontakt der Welle 10 mit dem Gelenkaußenteil 2. Dabei sollte insbesondere gewährleistet sein, dass die Kugeln 16 noch sicher in den jeweiligen Kugelbahnen geführt sind. Eine Veränderung des Beugewinkels, der also zwischen der ersten Längsachse L11 des Gelenkaußenteiles 2 und der zweiten Längsachse L12 des Gelenkinnenteiles 9 gebildet ist, führt nunmehr dazu, dass sich die Kugeln 16 in den Kugelbahnen bewegen. Hier dargestellt ist nun eine Position, wobei die oben dargestellte Kugel 16 durch die erste äußere Kugelbahn 7 des Gelenkaußenteiles 2, die erste innere Kugelbahn 12 des Gelenkinnenteiles 9 sowie gegebenenfalls auch durch den Kä17 (der ein Käfigfenster 18 zur Aufnahme der Kugeln 16 hat) geführt wird. Auf der gegenüberliegenden Seite des Gelenks wird dementsprechend eine Kugel 16 durch die zweite äußere Kugelbahn 8 des Gelenkaußenteiles 2, eine entspre chende zweite innere Kugelbahn 13 des Gelenkinnenteiles 9 sowie gegebenenfalls mit dem Käfig 17 geführt.
In einem Detail, das mit III gekennzeichnet ist, kann die Abwandlung gegenüber dem Stand der Technik nachvollzogen werden. Wie hier zu sehen, weist die zweite Bahnmittellinie einen anderen Verlauf als eine einzige Kreisbahn im Abschnitt 19 zwischen der Gelenkmittelebene E1 und der Anschlussseite 3 auf. Gestrichelt dargestellt ist hierbei der ursprünglich einer Kreisbahn folgende Verlauf der zweiten äußeren Kugelbahn 8 bzw. der zweiten inneren Kugelbahn 13.
Der mit der Erfindung erzielte Effekt wird nun insbesondere aus dem Detail in 3 deutlich. Der Kontakt der hier veranschaulichten Kugel 16 wird durch die Abänderung des Verlaufes der zweiten äußeren Kugelbahn 8 so verändert, dass der Umschlingungswinkel W5 vergrößert wird. Insbesondere erfüllen die Umschlingungswinkel in der ersten und zweiten äußeren Kugelbahn die folgende Bedingung: 0,85 < zweiter Umschlingungswinkel W5/erster Umschlingungswinkel < 1,0. Damit wird insbesondere die seitliche Führung der Kugel 16 verbessert, was bei zu übertragenden hohen Drehmomenten bei sehr großem Beugewinkel Vorteile bringt.
Obgleich auch andere Mittel bekannt sind, um die Tiefe der äußeren Kugelbahn zu vergrößern, weist die erfindungsgemäße Lösung mehrere Vorteile auf. Zum Beispiel ist es auch möglich, den Radius der zweiten Bahnmittellinie über ihre ganze Erstreckung zu vergrößern. Dies würde jedoch zu einem so genannten Radialversatz der Mitte des Radius, einer Anpassung der zweiten Bahnmittellinie nahe der Öffnungsseite führen und könnte letztendlich zu einem größeren Gelenk (ihren, um eine ausreichende Wanddicke des Gelenkaußenteils zu gewährleisten. Damit Instabilitäten besser verhindert werden und ein Gelenk mit einer sehr hohen Dauerbeanspruchungsgrenze bereitgestellt wird, wird der vorgeschlagene nicht kreisförmige Verlauf der zweiten Bahnmittellinie (und deshalb der entsprechenden Grundlinie) im gegebenen Abschnitt bevorzugt.
4 veranschaulicht eine Draufsicht von der Öffnungsseite eines Gleichlaufgelenks her. Das Gleichlaufgelenk umfasst ein Gelenkaußenteil 2 und ein Gelenkinnenteil 9, zwischen denen beabstandet und abwechselnd zueinander die ersten Bahnpaare 14 und zweiten Bahnpaare 15 angeordnet sind. Die in den Bahnpaaren positionierten Kugeln 16 werden durch den Käfig 17 in Position gehalten. Bei der hier veranschaulichten Ausführungsvariante des Gleichlaufgelenks 1 handelt es sich um eines, welches mit sechs Bahnpaaren ausgeführt ist, so dass die ersten Bahnpaare 14 und zweiten Bahnpaare 15 jeweils gegenüberliegen. Der Aufbau des Gelenkaußenteils 2 und des Gelenkinnenteils 9 wird anhand der beiden nachfolgenden Figuren veranschaulicht.
5 zeigt demnach einen Schnitt entlang der Ebene, wie sie mit V-V in 4 angedeutet ist. Das Gelenkaußenteil 2 weist demnach in dieser Schnittansicht oben eine erste äußere Kugelbahn 7 und unten eine zweite äußere Kugelbahn 8 auf. Beabstandet zu dem Bahngrund der zweiten äußeren Kugelbahn 8 ist die zweite Bahnmittellinie L2 dargestellt, deren Aufbau nun im Detail erläutert wird. Die zweite Bahnmittellinie L2 weist eine S-Form auf, wobei im Wesentlichen drei Kreisbogenabschnitte identifizierbar sind, die ineinander übergehen. Dabei ist betrachtet von dem Gelenkmittelpunkt P2 zunächst ein konvexer dritter Kreisbogenabschnitt L6, anschließend ein erster Kreisbogenabschnitt L3 und daran anschließend ein zweiter Kreisbogenabschnitt L4 ausgebildet, wobei diese Aufzählung sich ergibt in Richtung von der Öffnungsseite 4 hin zur Anschlussseite 3 des Gelenkaußenteils 2. Hierbei ist wiederum betrachtet vom Gelenkmittelpunkt P2 aus zunächst ein konvexer dritter Kreisbogenabschnitt L6 mit einem dritten Krümmungsradius R3 gebildet. Der sich daran anschließende erste Krümmungsabschnitt 3 weist einen ersten Krümmungsradius R1 auf, so dass ein konkaver erster Kreisbogenabschnitt L3 ausgeformt ist, der sich über die Gelenkmittelebene E1 hinweg erstreckt. Dabei ist der erste Krümmungsradius R1 betragsmäßig größer, aber mit einer anderen Orientierung positioniert, als der dritte Krümmungsradius R3. Der Anteil der zweiten Bahnmittellinie L2, der sich in dem Bereich zwischen der Gelenkmittelebene E1 und der Anschlussseite 3 erstreckt, ist in einen ersten Teilabschnitt 20 und einem zweiten Teilabschnitt 21 unterteilt. In dem ers ten Teilabschnitt 20 hat die zweite Bahnmittellinie L2 noch den ersten Krümmungsradius R1. Daran schließt sich nunmehr ein zweiter Krümmungsabschnitt L4 über einen zweiten Teilabschnitt 21 an, der ebenfalls konkav und mit einem zweiten Krümmungsradius R2 gebildet ist. Betragsmäßig ist in diesem Fall der zweite Krümmungsradius R2 größer als der Krümmungsradius R1.
Einen ähnlichen Aufbau hat auch die gegenüberliegende erste Bahnmittellinie L1. Folglich umfasst die erste Bahnmittellinie L1 ausgehend von der Öffnungsseite 4 betrachtet zunächst einen bezüglich des Gelenkmittelpunktes P2 konvexen Kreisbogenabschnitt mit einem Krümmungsradius R4, sowie zwei konkave Kreisbogenabschnitte mit einem Krümmungsradius R5 sowie einem Krümmungsradius R6. Die erste Bahnmittellinie L1 ist dabei so gestaltet, dass sie in etwa an der dargestellten Position einen ersten Wendepunkt P1 aufweist.
In 6 ist nunmehr das entsprechende Gelenkinnenteil 9 veranschaulicht. Die Kreisbogenabschnitte bezüglich des Gelenkinnenteils 9 entsprechen im Wesentlichen dem Aufbau des Gelenkaußenteils 2, sind jedoch aufgrund der Verdrehungen gegeneinander im Gleichlaufgelenk spiegelsymmetrisch ausgebildet. Betrachtet man beispielsweise die zweite Bahnmittellinie L2, so ist die Anordnung der Kreisbogenabschnitte in der Weise, dass ausgehend von der Öffnungsseite 4 zunächst der zweite Krümmungsradius R2 und danach der erste Krümmungsradius R1 und schließlich der dritte Krümmungsradius R3 jeweils einen Kreisbogenabschnitt der zweiten Bahnmittellinie L2 bilden. Auf der gegenüberliegenden Seite ist wiederum die erste Bahnmittellinie L1 veranschaulicht. Diese wird nun ausgehend von der Öffnungsseite 4 her mit zunächst dem sechsten Krümmungsradius R6, dann mit dem fünften Krümmungsradius R5 und schließlich mit dem vierten Krümmungsradius R4 geformt.
Nachdem nunmehr die Erfindung mit Bezug auf ein Gleichlaufgelenk veranschaulicht wurde, welches sechs Bahnpaare aufweist, veranschaulicht 7 einen entsprechenden Aufbau bei einem Gleichlaufgelenk 1 mit acht Bahnpaaren. Wiederum ist in 7 die grundsätzliche Anordnung vom Gelenkaußenteil 2, Käfig 17 und Gelenkinnenteil 9 veranschaulicht. Die damit gebildeten ersten Bahnpaare 14 und zweiten Bahnpaare 15 liegen hier nicht mehr direkt diametral gegenüber, sondern sind aufgrund der geraden Anzahl von unterschiedlichen Bahnpaaren um eine Position versetzt. Zur Veranschaulichung des Aufbaus der ersten Bahnpaare 14 und zweiten Bahnpaare 15 in einer Figur ist der Schnitt durch dieses Gleichlaufgelenk 1 abgewinkelt, wie in 7 veranschaulicht.
8 zeigt nunmehr ein entsprechendes Gelenkaußenteil 2. Nach Art eines Gegenbahngelenkes bildet eine Tangente L7 im Schnittpunkt der ersten Konturlinie L13 mit der Gelenkmittelebene E1 zusammen mit der ersten Längsachse L11 einen hin zur Anschlussseite 3 gerichteten dritten Öffnungswinkel W6. Ebenso bildet die gegenüberliegende zweite Konturlinie L14 mit einer Tangente im Schnittpunkt mit der Gelenkmittelebene E1 und der ersten Längsachse L11 einen vierten Öffnungswinkel W7, der sich hin zur Öffnungsseite 3 öffnet.
Bei der hier veranschaulichten Ausführungsvariante ist die zweite Krümmungslinie L14 nicht mit drei Kreisbogenabschnitten gebildet, sondern ausgehend von der Öffnungsseite 3 mit einem dritten Kreisbogenabschnitt L6, einem ersten Kreisbogenabschnitt L3, sowie einem Geradenabschnitt L5.
Dabei entspricht der Aufbau der äußeren Konturlinie L13 im Wesentlichen dem der ersten Bahnmittellinie aus 5, so dass hier wiederum drei Kreisbogenabschnitte gebildet sind.
Im Hinblick auf die Krümmungsradien R3 und R2 sowie die Krümmungsradien R4, R5 und R6 können erste und zweite Winkelmittelpunkte P4, P5 auf der ersten Längsachse L11 bestimmt werden, wobei diese mit einem Versatz D3 zueinander angeordnet sind, wobei diese Winkelmittelpunkte P4, P5 insbesondere auf einer Seite bezüglich des Gelenkmittelpunktes P2 angeordnet sind.
Die erste Konturlinie L13 und die zweite Konturlinie L14 entsprechen im Wesentlichen der mit dem Gleichlaufgelenk 1 gebildeten ersten Bahnmittellinie L1 und zweiten Bahnmittellinie L2, wobei jedoch kleine Unterschiede hinsichtlich des Betrages vorliegen können, um ein definiertes Spiel der Kugeln 16 in den Bahnpaaren einzustellen. Aus diesem Grund sind die Krümmungsradien hier etwas anders bezeichnet.
Wiederum ein entsprechendes Bild ergibt sich auch für das Gelenkinnenteil 9, das im Schnitt in 9 veranschaulicht ist. Dabei ist der spiegelsymmetrische Aufbau der ersten inneren Konturlinie L15 zur ersten äußeren Konturlinie L13 bzw. der zweiten inneren Konturlinie L16 zur zweiten äußeren Konturlinie L14 zu erkennen. Die erste innere Tangente L9 und die zweite innere Tangente L10 bilden jeweils mit der zweiten Längsachse L12 des Gelenkinnenteils 9 einen fünften Öffnungswinkel W8 bzw. einen sechsten Öffnungswinkel W9, die in unterschiedliche Richtungen orientiert sind, nämlich spiegelsymmetrisch zu den Öffnungswinkeln in den gleichen Bahnpaaren des Gelenkaußenteils 2. Bezüglich der unten dargestellten zweiten inneren Konturlinie L16 schließen sich folglich von der Öffnungsseite 4 her der Geradenabschnitt L2, der erste Kreisbogenabschnitt L3 und danach der dritte Kreisbogenabschnitt L6 aneinander an. Gegenüberliegend ist die erste innere Konturlinie L15 veranschaulicht, die ausgehend von der Öffnungsseite 4, wie mit Bezug auf 6 bereits erläutert, die unterschiedlichen Kreisbogenabschnitte aufweist.
Die 10 zeigt noch einmal eine Schnittansicht durch ein Gleichlaufgelenk, wobei alle in dem Hohlraum 6 des Gelenkaußenteils 2 positionierten Komponenten entfernt wurden. Mit dieser Figur sollen die erste kleinste Entfernung D1 des Gelenkmittelpunktes P2 bis zum ersten Punkt mit kleinem Abstand P3 der ersten Bahnmittellinie L1 sowie die zweite kleinste Entfernung D2 vom Gelenkmittelpunkt P2 bis zum zweiten Punkt mit kleinem Abstand P6 auf der zweiten Bahnmittellinie L2 in einer Position mit einem halben maximalen Beugewinkel W4, veranschaulicht werden. Bezüglich der ersten Entfernung D1 und der zweiten Entfernung D2 gilt insbesondere folgendes Verhältnis: 0,95 < D2/D1 < 1,0.
Das mit XI in 10 gekennzeichnete Detail findet sich in 11 wieder. Dargestellt ist dabei insbesondere der erste Punkt mit kleinem Abstand P3 bezüglich der ersten Bahnmittellinie L11, der mit dem Gelenkmittelpunkt P2 die erste kleinste Entfernung D1 definiert.
Das mit XII gekennzeichnete Detail in 10 findet sich in 12 wieder. Erkennbar ist dabei insbesondere der zweite Punkt mit kleinem Abstand P6 einer (nicht dargestellten) Kugel mit einem halben Beugewinkel W4 von der Gelenkmittelebene E1. Außerdem kann der 12 auch entnommen werden, dass die zweite äußere Kugelbahn 8 an dieser Stelle vertieft ausgeführt ist gegenüber den zuvor bekannten Varianten, was durch die Schraffur ausgedrückt sein soll.
Die 13 und 14 veranschaulichen noch einmal den zusammengesetzten Aufbau eines Gleichlaufgelenks 1 umfassend ein Gelenkaußenteil 2, einen Käfig 17 und ein Gelenkinnenteil 9, wobei acht Bahnpaare ausgebildet sind. Dabei sind regelmäßig gleiche Bahnpaare diametral gegenüberliegend ausgebildet, wie dies durch die Schnittansicht XIV-XIV in 14 gezeigt ist. In dieser Darstellung sind oben und unten nur erste Bahnpaare 14 gebildet. Zur Veranschaulichung des Käfigs 17 ist ein weiterer Schnitt XV-XV senkrecht zur ersten Langsachse des Gelenkaußenteils 2 durch den Gelenkmittelpunkt P2 in 15 dargestellt. Bei dieser Ausführungsvariante umfasst der Käfig 17 acht Käfigfenster 18, mit einer Breite D4, so dass jeweils nur eine Kugel 16 darin in einem Bahnpaar geführt wird (15).
Die 16 bis 21 sollen die folgenden vorteilhaften Abmessungen und Verhältnisse in Bezug auf solch ein Gleichlaufgelenk darstellen, das demgemäß mit mindestens einer der anderen Ausführungsvarianten der Erfindung realisiert werden kann. Die in den 16 bis 18 dargestellte Ausführungsvariante entspricht im Wesentlichen der in den 4 bis 6 dargestellten Ausführungsvariante, und die Ausführungsvariante der 19 bis 21 entspricht im Wesentlichen der in den 7 bis 9 gezeigten Ausführungsvariante. Einige Bezugszahlen in den oben angeführten Figuren oder die unten angeführten Abmessungen sind mit einem Zusatzzeichen oder anderen Apostrophen versehen, um den relevanten Gelenkteil anzudeuten, insbesondere bezieht sich "o" auf einen Außengelenkteil und "i" auf einen Innengelenkteil.

PCD A:: Teilkreisdurchmesser erste Bahnpaare
PCD B:: Teilkreisdurchmesser zweite Bahnpaare
anderer Parameter:: siehe Bezugszeichenliste

0,5 <	PCDA/R4(o)	< 1,5
3,4 <	PCD A/R6(o)	< 4,2
0,5 <	PCD A/R3(o)	< 1,5
0,7 <	PCDA/R2(o)	< 2,0
6,0 <	PCD A/D3(o)	< 90
2,6 <	PCD A/D4	< 3,2
8° <	WR4(o)	< 14°
6° <	WR2(o)	< 10°
13° <	WR6(o)	< 17°
17° <	WL5(o)	< 21°

0,5 <	PCD A/R4(i)	< 1,5
3,4 <	PCD A/R6(i)	< 4,2
0,5 <	PCD A/R3(i)	< 1,5
0,7 <	PCD A/R2(i)	< 2,0
6,0 <	PCD A/D3(i)	< 9,0
8° <	WR4(i)	< 14°
6° <	WR2(i)	< 10°
13° <	WR6(i)	< 17°
17° <	WL5(i)	< 21°

Verschiedene Bahn-PCD des ersten und zweiten Bahnpaars

0,9 < PCD A/PCD B < 1,1

Das erfindungsgemäße Gleichlaufgelenk nach Art eines Gegenbahngelenkes hat erste und zweite Bahnpaare, die einen entgegengesetzten Öffnungswinkel bilden, wobei die ersten Bahnpaare mit einem Bahnwendepunkt ausgeführt sind und die zweiten Bahnpaare jeweils eine zweite Bahnmittellinie bilden, die in einem Abschnitt zwischen der Gelenkmittelebene und der Anschlussseite einen von einer Kreisbahn verschiedenen Verlauf hat.
Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufgelenk (1) nach Art eines Gegenbahngelenkes, mit ersten und zweiten Bahnpaaren (14, 15), die einen entgegengesetzten Öffnungswinkel (W1, W2) bilden, wobei die ersten Bahnpaare (14) mit einem Bahnwendepunkt (P1) ausgeführt sind und die zweiten Bahnpaare (15) jeweils eine zweite Bahnmittellinie (L2) bilden, die in einem Abschnitt (17) zwischen der Gelenkmittelebene (E1) und der Anschlussseite (3) einen von einer Kreisbahn verschiedenen Verlauf hat.

1: Gleichlaufgelenk
2: Gelenkaußenteil
3: Anschlussseite
4: Öffnungsseite
5: Innenfläche
6: Hohlraum
7: erste äußere Kugelbahn
8: zweite äußere Kugelbahn
9: Gelenkinnenteil
10: Welle
11: Außenfläche
12: erste innere Kugelbahn
13: zweite innere Kugelbahn
14: erstes Bahnpaar
15: zweites Bahnpaar
16: Kugel
17: Käfig
18: Käfigfenster
19: Abschnitt
20: erster Teilabschnitt
21: zweiter Teilabschnitt
22: Kraftfahrzeug
E1: Gelenkmittelebene
E2: erste Bahnebene
E3: zweite Bahnebene
D1: erste Entfernung
D2: zweite Entfernung
D3: Versatz
D4: Breite
L1: erste Bahnmittellinie
L2: zweite Bahnmittellinie
L3: erster Kreisbogenabschnitt
L4: zweiter Kreisbogenabschnitt
L5: Geradenabschnitt
L6: dritter Kreisbogenabschnitt
L7: erste äußere Tangente
L8: zweite äußere Tangente
L9: erste innere Tangente
L10: zweite innere Tangente
L11: erste Längsachse
L12: zweite Längsachse
L13: erste äußere Konturlinie
L14: zweite äußere Konturlinie
L15: erste innere Konturlinie
L16: zweite innere Konturlinie
W1: erster Öffnungswinkel
W2: zweiter Öffnungswinkel
W3: maximaler Beugewinkel
W4: halber Beugewinkel
W5: Umschlingungswinkel
W6: dritter Öffnungswinkel
W7: vierter Öffnungswinkel
W8: fünfter Öffnungswinkel
W9: sechster Öffnungswinkel
WL5: Winkelabschnitt E3–L5 der zweiten Bahnmittellinie
WR2: Winkelabschnitt E3–R2 der zweiten Bahnmittellinie
WR4: Winkelabschnitt E2–R4 der ersten Bahnmittellinie
P1: erster Wendepunkt
P2: Gelenkmittelpunkt
P3: erster Punkt mit kleinem Abstand
P4: erster Winkelmittelpunkt
P5: zweiter Winkelmittelpunkt
P6: zweiter Punkt mit kleinem Abstand
R1: erster Krümmungsradius
R2: zweiter Krümmungsradius
R3: dritter Krümmungsradius
R4: vierter Krümmungsradius
R5: fünfter Krümmungsradius
R6: sechster Krümmungsradius

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10220711 A1 [0002]
- DE 10337612 A1 [0004]
- DE 10060220 A1 [0005]
- WO 2006/048032 [0006]

Claims

Gleichlaufgelenk (1) aufweisend: – ein Gelenkaußenteil (2), welches eine Anschlussseite (3), eine Öffnungsseite (4) und einen von einer Innenfläche (5) begrenzten Hohlraum (6) hat sowie sich auf der Innenfläche (5) zwischen dieser Anschlussseite (3) und Öffnungsseite (4) erstreckende erste äußere Kugelbahnen (7) und zweite äußere Kugelbahnen (8), – ein Gelenkinnenteil (9), welches im Hohlraum (6) des Gelenkaußenteils (2) positioniert ist und Anschlussmittel für eine in Richtung der Öffnungsseite (4) des Gelenkaußenteils (2) verlaufende Welle (10) sowie sich auf einer Außenfläche (11) erstreckende erste innere Kugelbahnen (12) und zweite innere Kugelbahnen (13) hat, – wobei einerseits jeweils eine erste äußere Kugelbahn (7) und eine erste innere Kugelbahn (12) ein erstes Bahnpaar (14) und andererseits jeweils eine zweite äußere Kugelbahn (8) und eine zweite innere Kugelbahn (13) ein zweites Bahnpaar (15) miteinander bilden, – wobei bei gestrecktem Gleichlaufgelenk (1) weiter die ersten Bahnpaare (14) in einer Gelenkmittelebene (E1) hin zur Anschlussseite (3) des Gelenkaußenteils (2) einen ersten Öffnungswinkel (W1) und die zweiten Bahnpaare (15) in der Gelenkmittelebene (E1) hin zur Öffnungsseite (4) des Gelenkaußenteils (2) einen zweiten Öffnungswinkel (W2) bilden, – eine Kugel (16) in jedem Bahnpaar (14, 15), – einen Käfig (17), der zwischen Gelenkaußenteil (2) und Gelenkinnenteil (9) ebenfalls im Hohlraum (6) angeordnet ist und mehrere Käfigfenster (18) aufweist, die jeweils zumindest eine Kugel (16) aufnehmen, – wobei die ersten Bahnpaare (14) jeweils eine erste Bahnmittellinie (L1) bilden, die einen ersten Wendepunkt (P1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – die zweiten Bahnpaare (15) jeweils eine zweite Bahnmittellinie (L2) bilden, die in einem Abschnitt (19) zwischen der Gelenkmittelebene (E1) und der Anschlussseite (3) einen von einer Kreisbahn verschiedenen Verlauf hat.
Gleichlaufgelenk (1) nach Patentanspruch 1, bei dem die zweite Bahnmittellinie (L2) in diesem Abschnitt (19) wenigstens einen ersten Kreisbogenabschnitt (L3) mit einem ersten Krümmungsradius (R1) und einen zweiten Kreisbogenabschnitt (L4) mit einem zweiten Krümmungsradius (R2) aufweist.
Gleichlaufgelenk (1) nach Patentanspruch 2, bei dem der zweite Kreisbogenabschnitt (L4) einen zweiten Krümmungsradius (R2) aufweist, der größer als der erste Krümmungsradius (R1) ist.
Gleichlaufgelenk (1) nach Patentanspruch 2, bei dem der zweite Kreisbogenabschnitt (L4) einen zweiten Krümmungsradius (R2) aufweist, der eine andere Orientierung als der erste Krümmungsradius (R1) hat.
Gleichlaufgelenk (1) nach Patentanspruch 4, bei dem der zweite Kreisbogenabschnitt (L4) einen zweiten Krümmungsradius (R2) aufweist, der kleiner als der erste Krümmungsradius (R1) ist.
Gleichlaufgelenk (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem die zweite Bahnmittellinie (L2) in diesem Abschnitt (19) wenigstens einen ersten Kreisbogenabschnitt (L3) mit einem ersten Krümmungsradius (R1) und einen Geradenabschnitt (L5) aufweist.
Gleichlaufgelenk (1) nach Patentanspruch 4, bei dem sich der Geradenabschnitt (L5) tangential an den ersten Kreisbogenabschnitt (L3) anschließt.
Gleichlaufgelenk (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem ein erster Punkt mit kleinem Abstand (P3) der ersten Bahnmittellinie (L1) mit einem Gelenkmittelpunkt (P2) eine erste kleinste Entfernung (D1) bildet und ein zweiter Punkt mit kleinem Abstand (P6) der zweiten Bahnmittellinie (L2) mit dem Gelenkmittelpunkt (P2) eine zweite kleinste Entfernung (D2) bildet, wobei folgendes Verhältnis eingehalten ist: 0,95 < zweite kleinste Entfernung (D2)/zweite kleinste Entfernung (D1) < 1,0.
Gleichlaufgelenk (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem die zweite Bahnmittellinie (L2) in dem Abschnitt (19) mindestens zwei Teilabschnitte mit einem stetigen Verlauf aufweist, wobei der erste Teilabschnitt (20) anschließend zu der Gelenkmittelebene (E1) kleiner als der zweite Teilabschnitt (21) nahe der Anschlussseite (3) des Gelenkaußenteils (2) ist.
Kraftfahrzeug (22) aufweisend zumindest ein Gleichlaufgelenk (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche.
Gelenkaußenteil (2) für ein Gleichlaufgelenk (1), insbesondere nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, welches eine Anschlussseite (3), eine Öffnungsseite (4) und einen von einer Innenfläche (5) begrenzten Hohlraum (6) hat sowie sich auf der Innenfläche (5) zwischen dieser Anschlussseite (3) und Öffnungsseite (4) erstreckende erste äußere Kugelbahnen (7) und zweite äußere Kugelbahnen (8), wobei eine erste äußere Tangente (L7) an den ersten äußeren Kugelbahnen (7) in einer Gelenkmittelebene (E1) mit einer ers ten Längsachse (L11) des Gelenkaußenteils hin zur Anschlussseite (3) einen dritten Öffnungswinkel (W6) und eine zweite äußere Tangente (L8) an den zweiten äußeren Kugelbahnen (7) in einer Gelenkmittelebene (E1) mit der ersten Längsachse (L12) des Gelenkaußenteils (2) hin zur Öffnungsseite (4) einen vierten Öffnungswinkel (W7) bilden, wobei die zweiten äußeren Kugelbahnen (7) jeweils eine zweite äußere Konturlinie (L14) bilden, die in einem Abschnitt (19) zwischen der Gelenkmittelebene (E1) und der Anschlussseite (3) einen von einer Kreisbahn verschiedenen Verlauf hat.
Gelenkinnenteil (9) für ein Gleichlaufgelenk (1), insbesondere nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, welches Anschlussmittel für eine in Richtung der Öffnungsseite (4) des Gelenkaußenteils (2) verlaufende Welle (10) sowie sich auf einer Außenfläche (11) erstreckende erste innere Kugelbahnen (12) und zweite innere Kugelbahnen (13) hat, wobei eine erste innere Tangente (L9) an den ersten inneren Kugelbahnen (12) in einer Gelenkmittelebene (E1) mit einer zweiten Längsachse (L13) des Gelenkinnenteils (9) hin zur Anschlussseite (3) einen fünften Öffnungswinkel (W8) und eine zweite innere Tangente (L10) an den zweiten inneren Kugelbahnen (13) in einer Gelenkmittelebene (E1) mit der zweiten Langsachse (L13) hin zur Öffnungsseite (4) einen sechsten Öffnungswinkel (W9) bilden, wobei die zweiten inneren Kugelbahnen (13) jeweils eine zweite innere Konturlinie (L16) bilden, die in einem Abschnitt (19) zwischen der Gelenkmittelebene (E1) und der Öffnungsseiteseite (3) einen von einer Kreisbahn verschiedenen Verlauf hat.