DE1245227B - Gleichlaufdrehgelenk - Google Patents

Gleichlaufdrehgelenk

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Publication number
DE1245227B
DE1245227B DEL51821A DEL0051821A DE1245227B DE 1245227 B DE1245227 B DE 1245227B DE L51821 A DEL51821 A DE L51821A DE L0051821 A DEL0051821 A DE L0051821A DE 1245227 B DE1245227 B DE 1245227B
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DE
Germany
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joint
cage
joint body
spherical surface
constant velocity
Prior art date
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Pending
Application number
DEL51821A
Other languages
English (en)
Inventor
Gaston Devos
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GKN Driveline Deutschland GmbH
Original Assignee
Loehr and Bromkamp GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Loehr and Bromkamp GmbH filed Critical Loehr and Bromkamp GmbH
Publication of DE1245227B publication Critical patent/DE1245227B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D3/226Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part
    • F16D3/227Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part the joints being telescopic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)

Description

  • Gleichlaufdrehgelenk Die Erfindung bezieht sich auf homokinetische Universalgelenke, die im folgenden Gleichlaufdrehgelenke genannt werden.
  • Bei Gleichlaufdrehgelenken wird das Drehmoment durch Kugeln übertragen, die zwischen einem inneren und einem äußeren Gelenkkörper in Führungsrillen dieser Gelenkkörper angeordnet sind. Um in jeder Winkelstellung des Gelenkes Gleichlauf zu erhalten, müssen die Kugeln jeweils so geführt werden, daß sie alle bei jedem Beugungswinkel in einer den Beugungswinkel des Gelenkes halbierenden Ebene, der sogenannten Gleichlaufebene, angeordnet sind.
  • Damit die Kugeln stets sicher in derselben Ebene gehalten sind, hat es sich in der Praxis seit langem als zweckmäßig erwiesen, die Kugeln nicht nur in den Führungsrillen, sondern außerdem in Fenstern eines zwischen den beiden Gelenkkörpern angeordneten Käfigs zu halten. Diese Fenster sind so gestaltet, daß die Kugeln sich in der vom Käfig festgelegten Ebene radial und in Umfangsrichtung bewegen können.
  • Um die Kugeln beim Beugen des Gelenkes zwangsweise in die Gleichlaufebene zu führen, besteht die Möglichkeit, die Führungsrillen so in den beiden Gelenkkörpern anzuordnen, daß Flanken der Führungsrillen die Kugeln in die Gleichlaufebene steuern.
  • Die zweite Möglichkeit besteht darin, den Käfig mit Hilfe einer gesonderten Führungsfläche jeweils in die Gleichlaufebene zu schwenken. Diese Mög- lichkeit erfordert jedoch einen relativ komplizierten Aufbau des Gelenkes mit zusätzlichen Bauteilen.
  • Die dritte Möglichkeit besteht schließlich darin, den Käfig als sogenanntes Offset-Gelenk auszubilden, bei dem der Käfig mit einer äußeren Kugelfläche in einer sphärischen Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers und mit einer inneren Kugelfläche auf einer äußeren Kugelfläche des inneren Gelenkkörpers geführt ist und bei dem zum Erreichen der in die Gleichlaufebene steuernden Offset-Wirkung der Mittelpunkt der äußeren Kugelfläche nach der einen Seite und der Mittelpunkt der inneren Kugelfläche nach der anderen Seite symmetrisch zum Gelenkmittelpunkt versetzt ist. Die Führungsrillen in beiden Gelenkkörpern verlaufen geradlinig und achsparallel. Bei dieser Ausführungsform mit Offset-Käfig übernimmt die Keilwirkung der verschieden dicken Käfigwand die Führung der Kugeln in die Gleichlaufebene. Um die gewünschte Steuerwirkung erhalten zu können, ist also ein relativ dicker Käfig erforderlich. Dabei wird die Käfigwand trotzdem an dem einen Käfigende wegen der zulaufenden Keilform der Käfigwand dünn. In der Praxis hat man wegen dieser Nachteile seit der Konzeption des Offset-Gelenkes im wesentlichen nur die erste Mög- lichkeit mit Steuerung durch die Führungsrillen oder gelegentlich die zweite Möglichkeit mit Steuerung durch eine Hilfssteuerfläche benutzt.
  • Ebenfalls wurde bekannt, daß man ein Gleichlaufdrehgelenk so teleskopisch ausführen kann, daß der innere Gelenkkörper gegenüber dem äußeren Gelenkkörper verschiebbar ist. Hierzu wird die äußere Kugelfläche des Käfigs nicht mehr wie bei den bisher bekannten Festgelenken in einer sphärischen Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers, sondern in einer Zylinderfläche geführt, in der der Käfig in Achsrichtung der Zylinderfläche verschiebbar ist. Bei einem bekannten Verschiebegelenk erstrecken sich die Führungsrillen gemäß der oben erstgenannten Möglichkeit zum Steuern des Käfigs in die Gleichlaufebene längs Schraubenlinien, und der Käfig ist als gleichmäßig schmale Kugelschale ausgebildet.
  • Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß die obengenannten Nachteile der Steuerung eines Käfigs in die Gleichlaufebene durch Offset-Ausbildung des Käfigs gegenüber den erreichbaren Vorteilen zurücktreten, wenn man ein Gleichlaufgelenk mit Offset-Käfig als Verschiebegelenk -mit zylindrischer Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers ausbildet. Dabei kann die nur linienhafte Berührung des Käfigs an der inneren Zylinderfläche des äußeren Gelenkkörl)ers völlig zufriedenstellend die erforderliche Steuerung des mit keilförrniger Wand ausgebildeten Offset-Käfigs übernehmen. Bei den bekannten Ausführungsforinen eines Gleichlaufgelenkes mit Offset-Käfig hat man bisher stets eine sphärische Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers als zur Steuerung erforderlich angesehen.
  • Das Gelenk gemäß der Erfindung bietet den Vorteil einer besonders einfachen Ausbildung der Führungsrillen. Diese Führungsrillen müssen geradlinig sein -, da eine kreisbogenförmige Ausbildung keine Verschiebung des Gelenkes ermöglichen würde. Diese geradlinigen Führungsrillen verlaufen bei den Verschiebegelenken gemäß der Erfindung parallel zur Achse der zylindrischen Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung in teilweise geschnittener Längsansicht und in Stimansicht, wobei der Längsschnitt der F i g. 1 nach der Linie 14 der F i g. 2 genommen ist; F i g. 3 und 4 zeigen den bei der Ausführungsform der F i g. 1 und 2 zur Anwendung kommenden Käfig in einer Stirnansicht und in einer Seitenansicht.
  • Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Gelenkkupplung besitzt einen äußeren Gelenkkörper 1 sowie einen inneren Gelenkkörper 3. Der äußere Gelenkkörper 1 besteht aus einem Stück mit einem Wellenstummel 5, und der innere Gelenkkörper 3 ist durch eine Keilverbindung mit einem anderen Wellenstummel 7 starr verbunden. Genauso gut könnten jedoch auch alle Gelenkkörper und die Wellen oder Wellenstummel aus verschiedenen Bauteilen bestehen, die in üblicher Weise aneinander befestigt sind.
  • Das Drehmoment des sich drehenden Gelenkes wird zwischen dem äußeren Gelenkkörper 1 und dem inneren Gelenkkörper 3 durch drei Kugeln 9 übertragen. Ebensogut kann jedoch auch eine andere Kugelzahl vorgesehen sein.
  • Die Kugeln 9 greifen einerseits in an der zylindrisehen Innenfläche 10 des äußeren Gelenkkörpers 1 vorgesehene Längsrillen 12 und andererseits in an der sphärischen Außenfläche 14 des inneren Gelenkkörpers 3 vorgesehene Längsrillen 16 ein. Diese Längsrillen erstrecken sich jeweils längs der Achse C-C des gestreckten Gelenkes bzw., was gleichbedeutend ist, jeweils längs der Achse des äußeren Gelenkkörpers 1 und des inneren Gelenkkörpers 3.
  • Die Kugeln werden in Fenstern 18 eines Käfigs 20 in einer gemeinsamen Ebene gehalten. Die Fenster 18 sind, wie man in F i g. 2 bei 22 und in F i g. 4 erkennen kann, so langgestreckt ausgebildet, daß sich jede Kugel 9 in ihrem Fenster 18 in Umfangsrichtung des Käfigs bewegen kann. Außerdem kann sich die Kugel radial bewegen, während sie in Längsrichtung des Käfigs gehalten ist.
  • Mit A-A ist die durch den Mittelpunkt des Gelenk-es gehende Mittelebene des gestreckten Gelenkes bezeichnet. Man erkennt aus den F i g. 1 und 4, daß die sphärische Außenfläche 30 des Käfigs 20, die in der zylindrischen Innenfläche 10 des äußeren Gelenkkörpers 1 geführt ist, einen Kreismittelpunkt D hat, der in der Darstellung der F i g. 1 symmetrisch zum Gelenkmittelpunkt AO um den gleichen Betrag nach links versetzt ist, wie der Mittelpunkt E der sphärischen Innenfläche 32 des Käfigs, die auf der äußeren Kugelfläche 14 des inneren Gelenkkörpers 3 geführt ist, nach rechts versetzt ist. Durch dim symmetrische Offset-Ausbildung wird der Käfig beim Beugen des Gelenkes automatisch in die den Beugungswinkel halbierende Gleichlaufebene ge- schwenkt, wodurch auch die Kugeln9 automatisch in diese Gleichlaufebene geführt werden. Eine zusätzliche Steuerwirkung der achsparallelen Führungsrillen tritt dabei nicht auf und ist auch nicht erforderlich.
  • Die Führungsrillen haben bei den gezeigten Ausführungsbeispielen einen halbzylindrischen Rillenboden 36 bzw. 38. Mit 40 ist eine nach innen weisende Schulter an einem Ende der zylindrischen Innenfläche 14 des äußeren Gelenkkörpers bezeichnet, welche den Verschiebeweg des Gelenkes nach dieser Seite begrenzt. Bei der Verschiebung in der anderen Richtung erfolgt der Anschlag ebenfalls an dem äußeren Gelenkkörper.
  • Eine gewisse Schwierigkeit besteht in der Montage des Gelenkes. Man geht so vor, daß man zunächst den Käfig20 auf den inneren Gelenkkörper3 aufschiebt und dann dieses Aggregat in den zylindrisehen Innenraum des äußeren Gelenkkörpers 1 einführt. Dabei ist ein Einschieben in einer der Betriebsstellung entsprechenden Lage, in der die Fenster 18 des Käfigs den Führungsrillen 12 im äußeren Gelenkkörper gegenüber liegen, zunächst nicht möglich. Statt dessen führt man zunächst das Aggregat aus Käfig und innerem Gelenkkörper in einer um den halben Abstand der Fenster verdrehten Stellung in den zylindrischen Innenraum des äußeren Gelenkkörpers ein, so daß die Stege 50 zwischen den Fenstern 18 des Käfigs gegenüber den Führungsfillen 12 zu liegen kommen. Diese Art der Einführung wird dadurch möglich, daß der Käfig an seiner Außenseite am Ort der Fenster bei 52 weiter zurückgenommen ist, als es allein durch das Bohren der Fenster erfolgen würde. Nach dem Einführen wird das Aggregat aus Käfig und innerem Gelenkkörper so gedreht, daß die Fenster gegenüber den Führunasrillen zu liegen kommen. Erst dann werden die Kugeln unter maximalem Beugen des Gelenkes in die beiden zusammenwirkenden Führungsrillen und ihr Fenster eingeführt. Zur näheren Erläuterung sind mit F die drei Radien gezeigt, auf denen die Kugeln bzw. die Fenster in der Betriebsstellung des Gelenkes angeordnet sind. Beim Einschieben wird das Aggregat aus Käfig und innerem Gelenkkörper um den Halbierungswinkel a des von zwei benachbarten Radien F eingeschlossenen Winkels 2 a verdreht gehalten.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: Gleichlaufdrehgelenk mit Drehmomentübertragung durch Kugeln, die zwischen einem inneren und einem äußeren Gelenkkörper in geradlinig achsparallel verlaufenden Führungsrillen dieser beiden Gelenkkörper angeordnet und in Fenstern eines zwischen den beiden Gelenkkörpern angeordneten Käfigs gehalten sind, der mit einer äußeren Kugelfläche in einer Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers und mit einer inneren Kugelfläche auf einer äußeren Kugelfläche des inneren Gelenkkörpers geführt ist und dessen äußere Kugelfläche nach der einen Seite und dessen innere Kugelfläche nach der anderen Seite symmetrisch zum Gelenkmittelpunkt versetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (10) des äußeren Gelenkkörpers (1) in an sich bekannter Weise zylindrisch ausaebildet ist. C In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 1287 546, 1360 767; USA.-Patentschriften Nr. 2 046 584, 2 618 942.
DEL51821A 1964-10-08 1965-10-08 Gleichlaufdrehgelenk Pending DE1245227B (de)

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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19819615A1 (de) * 1998-05-04 1999-11-18 Gkn Loebro Gmbh Gleichlaufverschiebegelenk mit Demontagesicherung

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US2046584A (en) * 1934-08-08 1936-07-07 Alfred H Rzeppa Universal joint
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FR1360767A (fr) * 1963-03-29 1964-05-15 Loehr & Bromkamp Gmbh Articulation à déplacement synchronisé

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