DE19941142C2 - Kugelgleichlaufdrehgelenk - Google Patents
KugelgleichlaufdrehgelenkInfo
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- DE19941142C2 DE19941142C2 DE19941142A DE19941142A DE19941142C2 DE 19941142 C2 DE19941142 C2 DE 19941142C2 DE 19941142 A DE19941142 A DE 19941142A DE 19941142 A DE19941142 A DE 19941142A DE 19941142 C2 DE19941142 C2 DE 19941142C2
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kugelgleichlaufdrehgelenk umfassend
ein Gelenkaußenteil mit einer ersten Achse, das eine Innenöff nung bildet, in der im wesentlichen in Längsrichtung verlaufende erste Kugelbahnen ausgebildet sind,
ein Gelenkinnenteil mit einer zweiten Achse, das eine in der Innenöffnung des Gelenkaußenteils einsitzende Kugelnabe bildet, auf dem im wesentlichen in Längsrichtung verlaufende zweite Kugelbahnen ausgebildet sind, drehmomentübertragende Kugeln, die in jeweils einander paarweise zugeordneten ersten und zweiten Kugelbahnen geführt sind, und einen ringförmigen, zwischen Ge lenkaußenteil und Gelenkinnenteil befindlichen Kugelkäfig, der umfangsverteilte Kugelfenster aufweist, in denen die einzelnen Kugeln in einer gemeinsamen Ebene gehalten und auf die winkel halbierende Ebene zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse geführt werden, wobei zumindest die Kugelbahnen eines der Gelenkteile - Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil - einen über der Länge gleichbleibenden Bahnquerschnitt haben.
ein Gelenkaußenteil mit einer ersten Achse, das eine Innenöff nung bildet, in der im wesentlichen in Längsrichtung verlaufende erste Kugelbahnen ausgebildet sind,
ein Gelenkinnenteil mit einer zweiten Achse, das eine in der Innenöffnung des Gelenkaußenteils einsitzende Kugelnabe bildet, auf dem im wesentlichen in Längsrichtung verlaufende zweite Kugelbahnen ausgebildet sind, drehmomentübertragende Kugeln, die in jeweils einander paarweise zugeordneten ersten und zweiten Kugelbahnen geführt sind, und einen ringförmigen, zwischen Ge lenkaußenteil und Gelenkinnenteil befindlichen Kugelkäfig, der umfangsverteilte Kugelfenster aufweist, in denen die einzelnen Kugeln in einer gemeinsamen Ebene gehalten und auf die winkel halbierende Ebene zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse geführt werden, wobei zumindest die Kugelbahnen eines der Gelenkteile - Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil - einen über der Länge gleichbleibenden Bahnquerschnitt haben.
Es ist bekannt, daß die Pressungsverhältnisse in den Kugelbahnen
unter Drehmomenteinfluß und damit die Haltbarkeit von Gelenken
der vorstehend genannten Art durch die Querschnittsform der
Kugelbahnen beeinflußt werden kann. Grundsätzlich ist der örtli
che Krümmungsradius der Kugelbahnen in den lastübertragenden
Kontaktpunkten mit den Kugeln im Querschnitt durch das Gelenk
größer als der Kugelradius. Das Verhältnis der beiden Radien
wird im weiteren Konformitätszahl genannt. Sie ist definitions
gemäß stets größer 1 und nimmt umso größere Zahlenwerte an, je
geringer die Schmiegung, d. h. die Formgleichheit bzw. die Kon
formität der beiden Krümmungen im Wortsinn wird.
In den nachfolgend angeführten Veröffentlichungen sind verschie
dene Formen des Bahnquerschnitts der äußeren und inneren Kugel
bahnen an gattungsgemäßen Gelenken beschrieben:
DE-GM 18 31 827
DE-PS 11 26 199
DE-PS 11 69 727
DE-OS 16 75 240
DE-PS 24 33 349
DE 39 39 531 C1.
DE-GM 18 31 827
DE-PS 11 26 199
DE-PS 11 69 727
DE-OS 16 75 240
DE-PS 24 33 349
DE 39 39 531 C1.
Typische Bahnquerschnitte sind die Kreisbogenform, bei denen die
Kugel bei unbelastetem Gelenk in einem Punkt mit dem Bahngrund
Kontakt hat, die Form eines Ellipsenabschnitts, bei dem die
lange Achse der Ellipse die Mittelachse des Bahnquerschnitts
bildet und bei dem die Kugel bei unbelastetem Gelenk in zwei
Punkten mit Abstand zum Bahngrund Kontakt hat, und der gotische
bzw. spitzbogenförmige Querschnitt, bei dem die Krümmungsmittel
punkte der beiden Flanken des Spitzbogens zur Mittelachse des
Bahnquerschnitts versetzt sind und bei dem die Kugel bei unbela
stetem Gelenk in zwei Punkten mit Abstand zum Bahngrund Kontakt
hat. Weiter sind Bahnquerschnitte mit abgeflachtem Bahngrund
bekannt, die jeweils bei unbelastetem Gelenk einen Dreipunkt
kontakt der Kugel in der Kugelbahn erzeugen.
Gelenke mit kreisbogenförmigem Bahnquerschnitt und Ein-Punkt-
Kontakt zur Kugel haben den Vorteil, daß eine Pressungsbean
spruchung über die gesamte Höhe einer Bahnflanke stattfinden
kann, d. h. vom Bahngrund bis hoch zur Bahnkante. Hierdurch
können sich bei geeigneter Dimensionierung der Bahnkorformität
niedrigste Pressungswerte, d. h. höchstmögliche Lebensdauerwerte
einstellen. Dieses ist allerdings nur der Fall, wenn eine mög
lichst spielfreie Verbauung der Kugel in der Kugelbahn erzielt
wird (geringes radiales Spiel gegenüber Außenteil und Nabe).
Kann dieses nicht erreicht werden oder kommt es während des
Betriebes aufgrund des Einlaufverschleißes (hauptsächlich im
Käfigfenster) zu einer Zunahme des Spiels, so besteht die Gefahr
von Kantenträgern, was zu einer erheblichen Herabsetzung der
Lebensdauerwerte führen kann. Ein weiterer Nachteil der Bahn mit
kreisbogenförmigem Querschnitt ist die erhebliche Auswirkung
eines radialen Kugel-Bahn-Spieles auf das Gelenkverdrehspiel.
Gelenke mit elliptischem Bahnquerschnitt und Zwei-Punkt-Kontakt
zur Kugel sind wesentlich toleranter hinsichtlich Verdrehspiels
als die vorgenannten Gelenke. Allerdings werden die Lebensdauer
werte dieser Bahn-Kugel-Konfiguration als unzureichend angese
hen, da nur ein sehr kleiner Bereich der Bahn durch Pressung
beansprucht wird, sich somit höhere Pressungswerte als bei den
vorgenannten Gelenken einstellen müssen.
Gelenke mit kreisbogenförmigem Bahnquerschnitt mit Ein-Punkt-
Kontakt zeigen rechnerisch bessere Lebensdauerwerte als Gelenke
mit elliptischem oder spitzbogenförmigem Bahnquerschnitt mit
Zwei-Punkt-Kontakt. Ein Grund hierfür ist, daß die Hertz'sche
Druckellipse im Bahn-Kugel-Kontaktpunkt bei den erstgenannten
Gelenken größer ist, als bei den zweitgenannten Gelenken. Somit
liegen die Hertz'schen Pressungen bei der erstgenannten Bahn-
Kugel-Konfiguration niedriger als bei der zuletzt genannten
Bahn-Kugel-Konfiguration. Ein Nachteil von Gelenken mit
kreisbogenförmigen Bahnquerschnitt besteht jedoch darin, daß die
Hertz'sche Druckellipse bei Übertragung von hohen Drehmomenten
die Bahnkante erreicht, so daß Beanspruchungsüberhöhungen (Spa
nnungsspitzen) zu einer plastischen Verformung und/oder einer
deutlichen Schädigung an der Bahnkante führen können. Dies tritt
insbesondere am Gelenkaußenteil auf, da dort die Bahntiefe meist
erheblich geringer ist als am Gelenkinnenteil und somit die
Druckellipse die Bahnkanten dort früher erreicht.
Die Benennung von Bahnquerschnitt, Bahn, Bahngrund, Bahnkante
und Kugel in den vorhergehenden Absätzen im Singular ist sprach
lich vereinfachend und steht nicht der Tatsache entgegen, daß
diese an jedem Gelenk in Mehrzahl ausgeführt sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kugelge
lenke mit einer Bahnform bereitzustellen, bei der die Bahnkanten
auch bei Belastung durch hohe Drehmomente von Belastungsspitzen
weitgehend freigehalten werden. Eine allgemeine Lösung hierfür
besteht darin, daß dar Bahnquerschnitt der Kugelbahnen des ge
nannten zumindest einen Gelenkteils eine Kontur hat, die, bezo
gen auf ein kartesisches Koordinatensystem, dessen Nullpunkt im
Bahngrund liegt und dessen Y-Achse von einem Radialstrahl von
der Achse des jeweiligen Gelenkteils durch den Nullpunkt ge
bildet wird, gemäß einer Kurve mit nicht-konstantem Krümmungs
radius verläuft, deren zweite Ableitung vom Bahngrund an stetig
und monoton steigend ist und die bei drehmomentfreiem Gelenk
einen Kontakt der jeweiligen Kugel mit der Kugelbahn innerhalb
eines Bereichs von ≦ 5°, gemessen vom Bahngrund, verwirklicht.
Eine spezielle Lösung besteht darin, daß die Kugelbahnen des
genannten zumindest einen Gelenkteils einen Bahnquerschnitt
haben, der bei drehmomentfreiem Gelenk einen Kontakt der jewei
ligen Kugel mit der Kugelbahn im Bahngrund verwirklicht, und
insbesondere daß die Kugelbahnen des genannten zumindest einen
Gelenkteils einen Ellipsenquerschnitt mit radial zur Achse des
jeweiligen Gelenkteils liegender größerer Achse haben, der bei
drehmomentfreiem Gelenk einen Kontakt der jeweiligen Kugel mit
der Kugelbahn in dem im Bahngrund liegenden Scheitelpunkt der
Ellipse verwirklicht.
Der hiermit vorgeschlagene erfindungsgemäße Bahnquerschnitt mit
angenähertem oder sogar idealem Bahngrundkontakt kann die Vor
teile einer hohen Pressungsbelastung auch des Bahngrundes mit
einer herabgesetzten Spielanfälligkeit zu großen Teilen mitein
ander vereinen. Durch eine gezielte Auswahl der Bahnform (d. h.
speziell der Ellipsenabmessungen) können darüberhinaus selbst
bei großen Spielen der Kugeln in den Bahnen Bahnkantenträger
vermieden werden. Ein erfindungsgemäßer Bahnquerschnitt ist
kompatibel mit allen derzeit eingesetzten Hartbearbeitungsver
fahren (Schleifen mit Scheibe, Schleifen mit Stift, Fräsen mit
Scheibe, Fräsen mit Stift). Jede Maschine, welche derzeit zur
Fertigung von Kugelbahnen eingesetzt wird, sollte für die vor
geschlagene Bahnquerschnittsform einsetzbar sein. Zur Vermessung
der gefertigen Bahnen wird derzeit in der Serienfertigung zu
meist durch Touchieren der Bahnen mit einer Prüfkugel (Durch
messer entspricht dem Kugelsolldurchmesser) der Kontaktwinkel
sichtbar gemacht und das Fußspiel gemessen. Dieses Meßverfahren
ist auch mit der erfindungsgemäßen Bahn-Kugel-Konfiguration
möglich, einzig mit dem Unterschied, daß die hierfür zu verwen
dende Prüfkugel einen leicht größeren Durchmesser als die später
im Gelenk vorgesehene Kugeln aufweisen soll.
Eine spielfreie Verbauung ist vorzuziehen. Dies kann durch Ein
halten entsprechend enger Fertigungstoleranzen oder durch ein
Klassieren der Bauteile erreicht werden.
Die Konformitätszahl der im Querschnitt ellipsenförmigen Kugel
bahnen soll in üblichen Größenordnungen liegen und insbesondere
im Bereich des Bahngrundes unter 1,02 betragen. Das Ellipsen
verhältnis der ellipsenförmigen Bahnen soll zwischen 1,004 und
1,02 betragen. Sofern nur die Bahnen an einem der Gelenkteile -
Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil - erfindungsgemäß gestaltet
sind, ist hierfür das Gelenkaußenteil heranzuziehen.
Die Erfindung hat die Wirkung, daß bei geringeren Drehmomenten
der Kontaktwinkel zwischen der Kugel und der erfindungsgemäßen
Kugelbahn zunächst in üblicher Weise zunimmt, d. h. der Kontakt
punkt wandert vom Bahngrund die Bahnflanke hoch, wobei die Ge
genkräfte in der jeweils anderen Kugelbahn durch einen Kontakt
an einer Bahnflanke gebildet werden. Die Kugel zentriert sich
dabei zwischen sich diagonal gegenüberliegenden Flanken der
äußeren Kugelbahn und der inneren Kugelbahn. Aufgrund der vom
Bahngrund zur Bahnkante hin ansteigenden Konformitätszahl der
erfindungsgemäßen Kugelbahn wirkt sich jedoch eine weitere Dreh
momenterhöhung nur noch in geringem Ausmaße in einer Veränderung
des Kontaktwinkels aus, vielmehr nimmt im wesentlichen nur die
Tiefe der Pressungsverteilungsellipse unter der Hertz'schen
Druckellipse zu. Dagegen wird eine weitere Annäherung der
Hertz'schen Druckellipse in Richtung auf die Bahnkanten weitest
gehend gehemmt und insbesondere damit auch ein weiteres Anstei
gen der Kugel an der Flanke der erfindungsgemäßen Kugelbahn
weitestgehend unterbunden. Der effektive Kontaktwinkel an der
erfindungsgemäßen Kugelbahn wird somit der jeweils anderen Ku
gelbahn als Kontaktwinkel gleicher Größe quasi aufgezwungen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen, die Aus
führungsbeispiele umfassen, näher erläutert.
Hierin zeigt
Fig. 1 ein Rzeppa-Festgelenk (RF-Gelenk), auf das die Erfin
dung anwendbar ist, im Längshalbschnitt;
Fig. 2 ein Undercutfree-Festgelenk (UF-Gelenk), auf das die
Erfindung anwendbar ist, im Längsschnitt;
Fig. 3 ein Doppeloffset-Verschiebegelenk (DO-Gelenk), auf das
die Erfindung anwendbar ist, im Längshalbschnitt;
Fig. 4 ein Verschiebegelenk mit sich kreuzenden Bahnen (VL-
Gelenk), auf das die Erfindung anwendbar ist, im
Längshalbschnitt;
Fig. 5 ein Diagramm "Konformitätszahl über Kontaktwinkel" für
erfindungsgemäße Bahnquerschnitte (Halbschnitte) im
Vergleich mit drei Bahnquerschnitten (Halbschnitte)
nach dem Stand der Technik;
Fig. 6 ein Diagramm "Vertikalspiel über Kontaktwinkel" für
erfindungsgemäße Bahnquerschnitte (Halbschnitte) im
Vergleich mit drei Bahnquerschnitten (Halbschnitte)
nach dem Stand der Technik;
Fig. 7 eine Tabelle mit Kenngrößen für sechs erfindungsgemäße
Bahnquerschnittsformen im Vergleich mit zwei Bahnquer
schnitten nach dem Stand der Technik.
Fig. 1 zeigt ein RF-Gelenk, das im Halbschnitt die Teile Ge
lenkaußenteil 11, Gelenkinnenteil bzw. Kugelnabe 12, Kugelkäfig
13 und drehmomentübertragende Kugel 14 erkennen läßt. Das Ge
lenkaußenteil 11 ist mit einem Wellenzapfen 15 einstückig ver
bunden. In das Gelenkinnenteil 12 ist eine Steckwelle 16 eingesteckt.
Ein Faltenbalg 21 dichtet das Gelenk ab und ist auf dem
Gelenkaußenteil 11 und der Steckwelle 16 festgelegt. Im Gelenk
außenteilteil 11 ist eine äußere Kugelbahn 17 erkennbar; im
Gelenkinnenteil 12 ist eine innere Kugelbahn 18 dieser zugeord
net. Beide Kugelbahnen 17, 18 sind kreisbogenförmig gekrümmt,
wobei die Krümmungsmittelpunkte in Richtung der Achsen A1, A2 der
Gelenkbauteile gegeneinander versetzt sind. Die Kugeln 14 und
damit der Kugelkäfig 13 werden bei Abwinkelung der Längsachsen
A1, A2 um den Gelenkmittelpunkt Z aufgrund des Krümmungsversatzes
der gekrümmten Kugelbahnen 17, 18 auf die winkelhalbierende
Ebene gesteuert.
Fig. 2 zeigt ein UF-Gelenk, das die Teile Gelenkaußenteil 11,
Gelenkinnenteil bzw. Kugelnabe 12, Kugelkäfig 13 und drehmoment
übertragende Kugeln 14 erkennen läßt. Das Gelenkaußenteil ist
mit einem Wellenzapfen 15 einstückig verbunden. Das Gelenkinnen
teil 12 hat eine Innenöffnung zum Einstecken einer nicht ge
zeigten Steckwelle. Im Gelenkaußenteil 11 sind äußere Kugelbah
nen 17 erkennbar, im Gelenkinnenteil 12 innere Kugelbahnen 18,
die den erstgenannten zugeordnet sind. Beide Kugelbahnen 17, 18
sind in einem Teilbereich ihrer axialen Erstreckung kreisbogen
förmig gekrümmt. An die gekrümmten Abschnitte schließen sich
etwa achsparallele gerade Bahnabschnitt auf zueinander entgegen
gesetzten Seiten zur Mittelebene M an. Die Krümmungsmittelpunkte
der gekrümmten Abschnitte sind in Richtung der Achsen A1, A2 der
Gelenkbauteile gegeneinander versetzt. Aufgrund des Krümmungs
versatzes werden die Kugeln 14 bei Abwinkelung der Achsen A1, A2
zueinander um den Gelenkmittelpunkt Z durch die Bahnen 17, 18
auf die winkelhalbierende Ebene gesteuert.
Fig. 3 zeigt ein DO-Gelenk, an dem ein Gelenkaußenteil 11, ein
Gelenkinnenteil bzw. eine Kugelnabe 12, ein Kugelkäfig 13 und
eine drehmomentübertragende Kugel 14 zu erkennen ist. Das Ge
lenkaußenteil 11 kann mit einem Flansch verbunden werden. In das
Gelenkinnenteil 12 ist eine Steckwelle 16 eingesteckt. Ein Fal
tenbalg 21 dichtet das Gelenk ab und ist mit dem Gelenkaußenteil
11 und der Steckwelle 16 verbunden. Im Gelenkaußenteil ist eine
äußere Kugelbahn 17 erkennbar, die sich achsparallel und gerade
erstreckt. Im Gelenkinnenteil 12 ist eine Kugelbahn 18 gezeigt,
die ebenfalls gerade und achsparallel verläuft. Der Käfig 13 hat
eine äußere Kugeloberfläche 19, die in einer zylindrischen In
nenöffnung des Gelenkaußenteils 11 geführt ist, sowie eine inne
re Kugeloberfläche 20, die auf einer entsprechenden kugeligen
Außenfläche des Gelenkinnenteils 12 geführt ist. Die Mittel
punkte der beiden genannten Kugeloberflächen 19, 20 sind in
Richtung der Achsen A1, A2 der Gelenkbauteile versetzt. Der Käfig
13 und damit die Kugeln 14 werden bei Abbeugung der Achsen A1, A2
um den Gelenkmittelpunkt Z aufgrund des Versatzes der Kugelober
flächen auf die winkelhalbierende Ebene zwischen den Achsen A1,
A2 gesteuert.
Fig. 4 zeigt ein VL-Gelenk, an dem ein Gelenkaußenteil 11, ein
Gelenkinnenteil bzw. eine Kugelnabe 12, ein Kugelkäfig 13 und
eine drehmomentübertragende Kugel 14 zu erkennen ist. Das Ge
lenkaußenteil kann mit einem Flansch verbunden werden. In das
Gelenkinnenteil 12 ist eine hohle Steckwelle 16 eingesteckt.
Ein Faltenbalg 21 dichtet das Gelenk ab und ist mit dem Gelenk
außenteil 11 und der Steckwelle 16 verbunden. Im Gelenkaußenteil
11 ist eine äußere Kugelbahn 17 erkennbar, die sich unter einem
nicht erkennbaren Kreuzungswinkel zur Längsachse A des Gelenk
außenteils 11 erstreckt. Im Gelenkinnenteil 12 ist eine Kugel
bahn 18 gezeigt, die ebenfalls unter einem Kreuzungswinkel zur
Längsachse A2 des Gelenkinnenteils verläuft. Die beiden Kreu
zungswinkel sind gleich groß, jedoch entgegengesetzt zu den
Längsachsen orientiert. Der Käfig 13 hat eine äußere Kugelober
fläche 19, die in einer zylindrischen Innenöffnung des Gelenk
außenteils 11 geführt ist, sowie eine innere Kugeloberfläche 20,
die mit Abstand zur Außenfläche des Gelenkinnenteils ausgeführt
ist. Die Kugeln und damit der Käfig werden bei Abbeugung der
Achsen A1, A2 um den Gelenkmittelpunkt Z aufgrund der zueinander
entgegengesetzten Kreuzungswinkel der Kugelbahnen auf die win
kelhalbierende Ebene zwischen den Achsen A1, A2 gesteuert.
Die Querschnitte der Kugelbahnen, die für die Belastung der
Kugelbahnen bei Drehmomentübertragung von Bedeutung sind, sind
in den vorstehend beschriebenen Figuren nicht erkennbar. Bei
spiele für deren Formgebung, die auf alle der vorstehend genann
ten Gelenktypen anwendbar sind, werden in den nachstehenden
Zeichnungen vermittelt.
Fig. 5 zeigt mit prop1 . . . prop9 bezeichnete Konformitätsverläufe
von verschiedenen elliptischen Bahnformen mit Bahngrundkontakt
im Sinne der Erfindung. Es ergeben sich Konformitätsverläufe,
welche im unteren Bahnbereich eine Konformität in der Größen
ordnung von 1-1,01 aufweisen, während sie im Bereich der Bahn
kante eine Konformität bis hoch zu ca. 1,035 zeigen. Ergänzend
hierzu sind dargestellt die Konformitätsverläufe für drei Refe
renzgeometrien:
- 1. Kreisbogenquerschnittsbahn mit einer Konformität von 1,008 für Ein-Punkt-Kontakt (entspricht RF-C-Gelenk)
- 2. Elliptische Bahn mit 45° Kontaktwinkel und einer Konfor mität von 1.04 für Zwei-Punkt-Kontakt an den Bahnflanken
- 3. Elliptische Bahn mit 39° Kontaktwinkel und einer Konfor mität von 1.04 für Zwei-Punkt-Kontakt an den Bahnflanken
Fig. 6 zeigt die Anfälligkeit des Kontaktwinkels gegenüber Ver
tikalspielen. Wie bereits bekannt, führt ein Spiel in einer
Kreisbogenquerschnittsbahn zu einem wesentlich stärkeren Kon
taktwinkelanstieg als bei elliptischen Bahnen, was zu der Gefahr
von Kantenschäden führen kann. Die erfindungsgemäßen Bahnen
zeigen im niedrigen Spielbereich (aufgrund der niedrigen Konfor
mität im Bahngrund) eine der Kreisbogenquerschnittsbahn ähnlich
Charakteristik, zu größeren Spielen hin nähern sie sich jedoch
vorteilhaft der elliptischen Bahn an.
Fig. 7 führt insbesondere die Konformitätszahlen und die El
lipsenbemessungen für die vorgenannten Bahnen auf.
Claims (12)
1. Kugelgleichlaufdrehgelenk umfassend
ein Gelenkaußenteil (11) mit einer ersten Achse (A1), das eine Innenöffnung bildet, in der im wesentlichen in Längs richtung verlaufende erste Kugelbahnen (17) ausgebildet sind,
ein Gelenkinnenteil (12) mit einer zweiten Achse (A2), das eine in der Innenöffnung des Gelenkaußenteils (11) ein sitzende Kugelnabe bildet, auf dem im wesentlichen in Längsrichtung verlaufende zweite Kugelbahnen (18) ausge bildet sind, drehmomentübertragende Kugeln (14), die in jeweils einander paarweise zugeordneten ersten und zweiten Kugelbahnen (17, 18) geführt sind, und einen ringförmigen, zwischen Gelenkaußenteil (11) und Gelenkinnenteil (12) befindlichen Kugelkäfig (13), der umfangsverteilte Kugel fenster aufweist, in denen die einzelnen Kugeln (14) in einer gemeinsamen Ebene gehalten und auf die winkelhalbie rende Ebene zwischen der ersten Achse (A1) und der zweiten Achse (A2) geführt werden, wobei zumindest die Kugelbahnen (17, 18) eines der Gelenkteile (11, 12) - Gelenkaußenteil (11) und Gelenkinnenteil (12) - einen über der Länge gleichbleibenden Bahnquerschnitt haben,
wobei der Bahnquerschnitt der Kugelbahnen (17, 18) des genannten zumindest einen Gelenkteils (11, 12) eine Kontur hat, die, bezogen auf ein kartesisches Koordinatensystem, dessen Nullpunkt im Bahngrund liegt und dessen Y-Achse von einem Radialstrahl von der Achse (A1, A2) des jeweiligen Gelenkteils (11, 12) durch den Nullpunkt gebildet wird, gemäß einer Kurve mit nicht-konstantem Krümmungsradius verläuft, deren zweite Ableitung vom Bahngrund an stetig und monoton steigend ist und die bei drehmomentfreiem Ge lenk zumindest einen Kontakt der jeweiligen Kugel (14) mit der Kugelbahn (17, 18) innerhalb eines Bereichs von ≦ 5°, gemessen vom Bahngrund, verwirklicht.
ein Gelenkaußenteil (11) mit einer ersten Achse (A1), das eine Innenöffnung bildet, in der im wesentlichen in Längs richtung verlaufende erste Kugelbahnen (17) ausgebildet sind,
ein Gelenkinnenteil (12) mit einer zweiten Achse (A2), das eine in der Innenöffnung des Gelenkaußenteils (11) ein sitzende Kugelnabe bildet, auf dem im wesentlichen in Längsrichtung verlaufende zweite Kugelbahnen (18) ausge bildet sind, drehmomentübertragende Kugeln (14), die in jeweils einander paarweise zugeordneten ersten und zweiten Kugelbahnen (17, 18) geführt sind, und einen ringförmigen, zwischen Gelenkaußenteil (11) und Gelenkinnenteil (12) befindlichen Kugelkäfig (13), der umfangsverteilte Kugel fenster aufweist, in denen die einzelnen Kugeln (14) in einer gemeinsamen Ebene gehalten und auf die winkelhalbie rende Ebene zwischen der ersten Achse (A1) und der zweiten Achse (A2) geführt werden, wobei zumindest die Kugelbahnen (17, 18) eines der Gelenkteile (11, 12) - Gelenkaußenteil (11) und Gelenkinnenteil (12) - einen über der Länge gleichbleibenden Bahnquerschnitt haben,
wobei der Bahnquerschnitt der Kugelbahnen (17, 18) des genannten zumindest einen Gelenkteils (11, 12) eine Kontur hat, die, bezogen auf ein kartesisches Koordinatensystem, dessen Nullpunkt im Bahngrund liegt und dessen Y-Achse von einem Radialstrahl von der Achse (A1, A2) des jeweiligen Gelenkteils (11, 12) durch den Nullpunkt gebildet wird, gemäß einer Kurve mit nicht-konstantem Krümmungsradius verläuft, deren zweite Ableitung vom Bahngrund an stetig und monoton steigend ist und die bei drehmomentfreiem Ge lenk zumindest einen Kontakt der jeweiligen Kugel (14) mit der Kugelbahn (17, 18) innerhalb eines Bereichs von ≦ 5°, gemessen vom Bahngrund, verwirklicht.
2. Gelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kugelbahnen des genannten zumindest einen Gelenk
teils (11, 12) einen Bahnquerschnitt haben, der bei drehmo
mentfreiem Gelenk einen Kontakt der jeweiligen Kugel (14)
mit der Kugelbahn (17, 18) im Bahngrund verwirklicht.
3. Gelenk nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kugelbahnen des genannten zumindest einen Gelenk
teils (11, 12) einen Ellipsenquerschnitt mit radial zur
Achse des genannten Gelenkteils liegender größerer Achse
haben, der bei drehmomentfreiem Gelenk einen Kontakt der
jeweiligen Kugel (14) mit der Kugelbahn (17, 18) in dem im
Bahngrund liegenden Scheitelpunkt der Ellipse verwirklicht.
4. Gelenk nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ellipsenachsenverhältnis 1,004 bis 1,02 ist.
5. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Konformitätszahl im Bahngrund des Bahnquerschnittes
unbelastet ≦ 1,02 ist.
6. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
daß die Kugelbahnen (18, 17) des jeweils anderen Gelenk
teils (12, 11) - Gelenkinnenteil (12) oder Gelenkaußenteil
(11) - einen jeweils mit dem vorgenannten übereinstimmenden
Bahnquerschnitt haben.
7. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kugelbahnen (18, 17) des jeweils anderen Gelenk
teils (12, 11) - Gelenkinnenteil (12) oder Gelenkaußenteil
(11) - einen Kreisbogenquerschnitt haben.
8. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kugelbahnen (18, 17) des jeweils anderen Gelenk
teils (12, 11) - Gelenkinnenteil (12) oder Gelenkaußenteil
(11) - jeweils einen aus zwei Kreisbögen mit versetzten
Mittelpunkten mit sich kreuzenden erzeugenden Radien zu
sammengesetzten Querschnitt (gotische Form) haben.
9. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kugelbahnen (18, 17) des jeweils anderen Gelenk
teils (12, 11) - Gelenkinnenteil (12) oder Gelenkaußenteil
(11) - einen engen Ellipsenquerschnitt mit radial zu jewei
ligen Achse (A2, A1) des Gelenkteils (12, 11) liegender
größere Achse haben, in dem die Kugeln (14) einen Zweit
punktkontakt mit Abstand zum Bahngrund bzw. Scheitelpunkt
haben.
10. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gelenk ein RF-Festgelenk (Rzeppa) ist.
11. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gelenk ein UF-Festgelenk (undercut-free) ist.
12. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gelenk ein Verschiebegelenk der Bauart DO (Doppel-
Offset) oder der Bauart VL (Überkreuzbahnen) ist.
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D2 | Grant after examination | ||
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: GKN DRIVELINE INTERNATIONAL GMBH, 53797 LOHMAR, DE |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |