DE19802587C1

DE19802587C1 - Gleichlaufgelenk

Info

Publication number: DE19802587C1
Application number: DE19802587A
Authority: DE
Inventors: Werner Jacob
Original assignee: GKN Loebro GmbH
Current assignee: GKN Driveline Deutschland GmbH
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 1999-07-01
Anticipated expiration: 2018-01-24
Also published as: US6149524A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufgelenk, mit einem Außen teil, das einen Hohlraum aufweist, in dessen Innenfläche Außen laufrillen in Meridianebenen bezüglich der Außenteillängsachse angeordnet sind, mit einem im Hohlraum des Außenteils angeord neten Innenteil, das in seiner Außenfläche in Meridianebenen um seine Innenteillängsachse entsprechend den Außenlaufrillen um fangsverteilt Innenlaufrillen aufweist und wobei ein Abschnitt der Außenfläche als kugelige Lagerfläche gestaltet ist, mit ei nem hohlen Käfig, der eine Hohlkugelteilfläche zur gleitbeweg lichen Abstützung an der kugeligen Lagerfläche des Innenteils und ferner radial offene Fenster aufweist, mit Kugeln, von denen jeweils eine in einem Fenster des Käfigs aufgenommen ist und nach außen in eine Außenlaufrille und nach innen in eine Innen laufrille ragt.

Bei einem derartigen, in der DE 42 08 786 C1 beschriebenen Gleichlaufgelenk verlaufen die von einer Stirnseite des Innen teiles ausgehenden Innenlaufrillen mit abnehmendem Querschnitt zur anderen Stirnseite und werden von dem Käfig überdeckt. Sie sind ferner über die gesamte Länge bearbeitet, bzw. auf Endmaß spanlos hergestellt. Der Käfig gleitet mit einer Hohlkugelteil fläche auf einer kugeligen Lagerfläche des Innenteiles.

Die nachveröffentlichte DE 196 38 779 C1 zeigt in den begleiten den Figuren ein Gleichlaufgelenk mit einem Außenteil, einem Innenteil, einem dazwischen angeordneten Käfig zur Führung von Kugeln, die sich in Eingriff zu Laufrillen des Innenteils und Außenteils befinden, und ein Steuerelement. Das Innenteil weist in der Stirnseite eine Ausnehmung auf. Die Laufrillen sind bis zur Kante zwischen der Ausnehmung und der Stirnseite geführt und enden in einem Schmiermittelreservoir.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Gleichlaufgelenk hinsichtlich der Gleitverhältnisse zwischen Kä fig und Innenteil zu verbessern, um auch dann, wenn Stoßbela stungen auftreten, eine einer hydrodynamischen Reibung zumindest nahekommende Schmierung zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Gleichlaufgelenk, mit einem Außenteil, das einen Hohlraum aufweist, in dessen In nenfläche Außenlaufrillen in Meridianebenen bezüglich der Außen teillängsachse angeordnet sind, mit einem im Hohlraum des Außen teils angeordneten Innenteil, das in seiner Außenfläche in Meri dianebenen um seine Innenteillängsachse entsprechend den Außen laufrillen umfangsverteilt Innenlaufrillen aufweist, die sich ausgehend von einer ersten Stirnseite des Innenteiles über die gesamte Länge desselben bis zu einer zweiten Stirnseite fortset zen und zu dieser und zu einer von der zweiten Stirnseite aus gehenden zentralen Ausnehmung offen sind und die ausgehend von der ersten Stirnseite nur über einen ersten Abschnitt als Lauf bahnen für die jeweils zugehörige Kugel dienen und deren zur zweiten Stirnseite hin verlaufender zweite Abschnitt gegenüber dem ersten Abschnitt einen veränderten Querschnitt und/oder eine davon abweichende Oberflächenbeschaffenheit aufweist, wobei ein Abschnitt der Außenfläche als kugelige Lagerfläche gestaltet ist, mit einem hohlen Käfig, der eine Hohlkugelteilfläche zur gleit beweglichen Abstützung an der kugeligen Lagerfläche des Innen teils und ferner radial offene Fenster aufweist, mit Kugeln, von denen jeweils eine in einem Fenster des Käfigs aufgenommen ist und nach außen in eine Außenlaufrille und nach innen in eine Innenlaufrille ragt, gelöst.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß ein relativ großes Schmiermittelreservoir in dem Bereich zur Verfügung gestellt ist, der einer Gleitreibung unterliegt. Bei der Bewegung von Kä fig und Innenteil bei Abwinklung und Rotation des Gelenkes zu einander, werden die miteinander in Kontakt tretenden Flächen jeweils mit Schmiermittel ausreichend versorgt. Das bei Rotation unter Fliehkrafteinwirkung stehende Fett wird in diesen Bereich der Hohlkugelteilfläche des Käfigs geleitet.

Der zweite Abschnitt der Innenlaufrillen wird als Schmiermittel vorratsraum und Öffnung zur Hohlkugelteilfläche, um das Schmier mittel mit dieser in Kontakt zu bringen, genutzt. Da die Kugeln mit dem zweiten Abschnitt der Innenlaufrillen nicht in Kontakt kommen, ist dieser auch nicht auf Endmaß bearbeitet. Dies bedeu tet, daß nur der erste Abschnitt der Innenlaufrillen durch span lose Bearbeitung, z. B. durch Prägen auf Endmaß, hergestellt zu werden braucht. Damit ist nur ein geringer Oberflächenanteil der Prägeoperation zu unterwerfen, so daß geringe Umformkräfte er forderlich sind.

Um die funktionsmäßige Trennung zwischen beiden Abschnit ten noch zu unterstützen, ist zwischen diesen eine Nut vorhan den, die sich in Umfangsrichtung erstreckt. Bei der Prägung des ersten Abschnittes verdrängtes Material kann in die Nut entwei chen.

Für die Verbindung des Innenteils mit einer Welle ist diese mit einer auf der Innenteillängsachse zentrierten Durchgangsbohrung mit einer Verzahnung versehen. Der Durchmesser der Ausnehmung ist größer bemessen als der Durchmesser der Durchgangsbohrung. Für den Fall der Ausbildung des Innenteiles einteilig mit einer Welle, ist diese mit einer entsprechenden Vertiefung der Ausneh mung um die Welle herum versehen.

Zur weiteren Verbesserung der Reibverhältnisse, in Annäherung zu einer hydrodynamischen Schmierung ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, daß in der Lagerfläche des Innenteils mindestens ei ne Schmiernut angeordnet ist, welche als Ringabschnitt um die Innenteillängsachse in den zwischen zwei benachbarten Innen laufrillen verbleibenden Stegen angeordnet und zu den benachbar ten Innenlaufrillen seitlich und zur Hohlkugelteilfläche des Kä figs offen ist.

Um zu gewährleisten, daß das Schmiermittel in den Bereich zur Hohlkugelteilfläche hin gehalten wird, ist eine Kappe vorgese hen. Diese ist im Bereich der zweiten Stirnseite angeordnet und übergreift den Käfig außen teilweise. Sie weist eine innerhalb der Ausnehmung liegende Wandung auf, die mit Abstand zur äußeren Begrenzung der Ausnehmung angeordnet ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Gleichlaufgelenk im Längs schnitt im ungebeugten Zustand und

Fig. 2 ein Detail aus Fig. 1, welches einen Halbschnitt nur durch ein Innenteil und einen Käfig im ver größerten Maßstab zu Fig. 1 darstellt.

Bei der nachfolgenden Beschreibung wird auf beide Figuren gleichzeitig Bezug genommen. Das Außenteil 1 ist als Blechteil gestaltet und weist einen Hohlraum 2 auf. Zur Innenfläche 4 hin sind Außenlaufrillen 5 offen, welche, von einer ersten Öffnungs seite des Außenteiles 1 ausgehend, in Meridianebenen, die um die Außenteillängsachse 3 umfangsverteilt sind, verlaufen. Das Au ßenteil 1 weist einen Flansch 6 auf. Im Hohlraum 2 des Außen teils 1 ist ein Innenteil 7 aufgenommen. Das Innenteil 7 besitzt die Innenteillängsachse 8, die, da Innenteil 7 und Außenteil 1 sich in der gestreckten Lage befinden, übereinstimmen. Das In nenteil 7 besitzt eine Durchgangsbohrung 9 mit einer Verzahnung 10 zum Anschluß einer mit gestrichelten Linien teilweise ange deuteten Welle 11. Das Innenteil 7 weist in seiner Außenfläche entsprechend den Außenlaufrillen 5 im Außenteil 1 umfangsver teilte und in Meridianebenen um die Innenteillängsachse 8 ver laufende Innenlaufrillen 12 auf. Die Innenlaufrillen 12 starten von einer ersten Stirnseite 13, an der sich die Stirnfläche 14 befindet und auf der die Innenteillängsachse 8 senkrecht steht. Die Innenlaufrillen 12 weisen ausgehend von der ersten Stirnsei te 13 einen ersten Abschnitt 16 auf, der von einem in Richtung zur zweiten Stirnseite 15 folgenden zweiten Abschnitt 17 durch eine Nut 18 getrennt ist. Im Bereich der zweiten Stirnseite 15 befindet sich eine auf der Innenteillängsachse 8 zentrierte Ausnehmung 21, die im Durchmesser größer bemessen ist als die Durchgangsbohrung 9. Der zweite Abschnitt 17 der Innenlaufrillen 12 ist zur zweiten Stirnseite 15 und zur Ausnehmung 21 hin of fen. Zur zweiten Stirnseite 15 hin ist das Innenteil 7 außen mit einer kugeligen Lagerfläche 19 versehen, deren Zentrum auf dem Gelenkbeugezentrum O, um welches das Innenteil 7 zum Außenteil 1 abgebeugt werden kann, liegt. Während die Innenlaufrillen 12, von denen mehrere auf dem Umfang des Innenteiles 7 verteilt an geordnet sind, mit ihrem ersten Abschnitt 16 auf Endmaß geprägt sind und eine entsprechend glatte Oberfläche aufweisen, ist für den zweiten Abschnitt 17 keine weitere Bearbeitung vorgesehen. Der erste Abschnitt 16 jeder Innenlaufrille 12 dient als Lauf bahn für eine Kugel 26. Im Bereich der Lagerfläche 19 ist ferner eine Schmiernut 20 vorgesehen. Diese verläuft durch die Stege, die zwischen zwei auf dem Umfang aufeinander folgenden Innen laufrillen 12 gebildet sind. Sie verläuft im wesentlichen als Ringnut um die Innenteillängsachse 8, wobei sie jedoch durch die Innenlaufrillen 12 unterbrochen ist. Die dadurch entstehenden Abschnitte der Schmiernut 20 in den Stegen sind seitlich zu den benachbarten Innenlaufrillen 12 offen. Es können jedoch auch je nach Belastungsverhältnissen mehrere solcher Schmiernuten vor handen sein.

Die Lagerfläche 19 dient zur Lagerung eines Käfigs 22. Dieser liegt mit einer Hohlkugelteilfläche 23 in seinem Hohlraum gleit beweglich auf der Lagerfläche 19 auf. Der Käfig 22 ist entspre chend den Innenlaufrillen 12 und Außenlaufrillen 5 mit umfangs verteilten Fenstern 25 versehen, wobei in jedem Fenster 25 eine Kugel 26 aufgenommen ist. Die umfangsverteilt angeordneten Ku geln 26 führen das Innenteil 7 zum Außenteil 1 in radialer Rich tung und lassen eine Abwinklung desselben zum Außenteil 1 zu. Darüber hinaus halten sie über die Formgebung der Innenlaufril len 12 und Außenlaufrillen 5 den Käfig 22 mit seiner Hohlkugel teilfläche 23 in Kontakt zur kugeligen Lagerfläche 19 und mit seiner Außenfläche 24 auf Abstand zur Innenfläche 4 des Außen teils 1. Des weiteren wird die Baueinheit aus Käfig 22, Kugeln 26 und Innenteil 7 zum Außenteil 1 durch ein Steuerelement 30 und ein Stützelement 27 zentriert, wobei das Stützelement 27 mit einem Flanschabschnitt 28 am Flansch 26 des Außenteiles 1 fest gelegt ist und eine Stützfläche 29 aufweist, die als Hohlkugel teilfläche gestaltet ist, deren Zentrum im Gelenkbeugezentrum 0 liegt. Das Steuerelement 30 besitzt eine kugelige Haltefläche 31, deren Zentrum ebenfalls auf dem Beugezentrum O zentriert ist und ferner eine Anlagefläche 32, mit der es an der zur Stirnsei te 13 hin angeordneten Stirnfläche 14 verschiebbar abgestützt ist. Ferner ist eine Kappe 33 im Bereich der zweiten Stirnseite 15 angeordnet. Diese Kappe 33 weist einen ersten Kappenabschnitt 34 auf, mit welchem sie die Außenfläche 24 des Käfigs 22 zumin dest teilweise übergreift. Sie weist ferner einen zweiten Kap penabschnitt 35 auf, der eine zylindrische Wandung bildet, die mit radialem Abstand zur Begrenzung der Ausnehmung 21 angeordnet ist, so daß zwischen Kappe 33, Innenteil 7 und dem Käfig 22 ein Schmiermittelreservoir gebildet ist, wobei die zweiten Abschnit te 17 der Innenlaufrillen 12 mit genutzt werden und dazu dienen, das Schmiermittel zum Bereich zur Hohlkugelteilfläche 23 des Käfigs 22 zu leiten. Dabei gelangt auch Schmiermittel in die Schmiernut 20, deren in den Stegen befindlichen Abschnitte zu den zweiten Abschnitten 17 und zur Hohlkugelteilfläche 23 hin offen sind. Dabei kann die Schmiernut 20 zur Begünstigung einer dynamischen Schmierung Radiusübergänge aufweisen, so daß zwi schen der Lagerfläche 19 und der hohlkugeligen Teilfläche 23 ein Keil gebildet wird, in den Schmiermittel eintreten kann.

Bezugszeichenliste

1

Außenteil

2

Hohlraum

3

Außenteillängsachse

4

Innenfläche

5

Außenlaufrillen

6

Flansch

7

Innenteil

8

Innenteillängsachse

9

Durchgangsbohrung

10

Verzahnung

11

Welle

12

Innenlaufrille

13

erste Stirnseite

14

Stirnfläche

15

zweite Stirnseite

16

erster Abschnitt

17

zweiter Abschnitt

18

Nut

19

Lagerfläche

20

Schmiernut

21

Ausnehmung

22

Käfig

23

Hohlkugelteilfläche

24

Außenfläche

25

Fenster

26

Kugel

27

Stützelement

28

Flanschabschnitt

29

Stützfläche

30

Steuerelement

31

Haltefläche

32

Anlagefläche

33

Kappe

34

erster Kappenabschnitt

35

zweiter Kappenabschnitt
OBeugezentrum

Claims

1. Gleichlaufgelenk,
mit einem Außenteil (1), das einen Hohlraum (2) aufweist, in dessen Innenfläche (4) Außenlaufrillen (5) in Meridian ebenen bezüglich der Außenteillängsachse (3) angeordnet sind,
mit einem im Hohlraum (2) des Außenteils (1) angeordneten Innenteil (7), das in seiner Außenfläche in Meridianebenen um seine Innenteillängsachse (8) entsprechend den Außen laufrillen (5) umfangsverteilt Innenlaufrillen (12) auf weist, die sich ausgehend von einer ersten Stirnseite (13) des Innenteiles (7) über die gesamte Länge desselben bis zu einer zweiten Stirnseite (15) fortsetzen und zu dieser und zu einer von der zweiten Stirnseite (15) ausgehenden zen tralen Ausnehmung (21) offen sind und die ausgehend von der ersten Stirnseite (13) nur über einen ersten Abschnitt (16) als Laufbahnen für die jeweils zugehörige Kugel (26) dienen und deren zur zweiten Stirnseite (15) hin verlaufender zweite Abschnitt (17) gegenüber dem ersten Abschnitt (16) einen veränderten Querschnitt und/oder eine davon abwei chende Oberflächenbeschaffenheit aufweist, wobei ein Ab schnitt der Augenfläche als kugelige Lagerfläche (19) ge staltet ist,
mit einem hohlen Käfig (22), der eine Hohlkugelteilfläche (23) zur gleitbeweglichen Abstützung an der kugeligen La gerfläche (19) des Innenteils (7) und ferner radial offene Fenster (25) aufweist,
mit Kugeln (26), von denen jeweils eine in einem Fenster (25) des Käfigs (22) aufgenommen ist und nach außen in eine Außenlaufrille (5) und nach innen in eine Innenlaufrille (12) ragt.

2. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Abschnitten (16, 17) eine Nut (18) vorhanden ist.

3. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (7) eine auf der Innenteillängsachse (8) zentrierte Durchgangsbohrung (9) mit einer Verzahnung (10) aufweist, und daß die Ausnehmung (21) einen größeren Durch messer besitzt als die Durchgangsbohrung (9).

4. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lagerfläche (19) des Innenteils (7) mindestens eine Schmiernut (20) angeordnet ist, welche als Ringab schnitt um die Innenteillängsachse (8) in den zwischen zwei benachbartnen Innenlaufrillen (12) verbleibenden Stegen an geordnet und zu den benachbarten Innenlaufrillen (12) seit lich und zur Hohlkugelteilfläche (23) des Käfigs (22) offen ist.

5. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kappe (33) vorgesehen ist, welche im Bereich der zweiten Stirnseite (15) angeordnet ist, den Käfig (22) au ßen teilweise übergreift und eine innerhalb der Ausnehmung (21) liegende Wandung aufweist, die mit Abstand zur radial äußeren Begrenzung der Ausnehmung (21) angeordnet ist.