DE19960375C2 - Homokinetisches Gelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem homokinetischen Gelenk mit zwei Gelenkhälften, deren gegenseitige Drehmitnahme durch Mitnehmerkugeln erfolgt, die jeweils in im wesentlichen quer zur Umlaufrichtung in beiden Gelenkhälften ausgebildeten Ku­ gelrillen sitzen, wobei die Gelenkhälften an den einander zu­ gewandten Enden Gelenkzapfen aufweisen, die von einer sie um­ gebenden Hülse mit Hilfe von an deren Enden vorgesehenen ringförmigen Gleitflächen in bestimmtem axialen Abstand zuei­ nander gehalten sind, die Kugelrillen stirnseitig zentrisch in den Gelenkzapfen ausgebildet sind und die Hülse die in einer Ebene zwischen den Gelenkzapfen angeordneten Mitnehmer­ kugeln radial abstützt.

Homokinetische Gelenke finden als Antriebselemente zur Über­ tragung von Rotationsbewegungen Verwendung, insbesondere in Anwendungsfällen, in welchen eine gleichförmige Umlenkung der Drehbewegung bei zueinander verschränkten Gelenkhälften ge­ fordert ist. In den allermeisten Fällen sind dabei die beiden Gelenkhälften ineinander geschoben, d. h. ein Teil der einen Gelenkhälfte umgibt einen Teil der anderen Gelenkhälfte mit radialem Abstand. Beispielsweise bei dem Rzeppa-Gelenk liegen die Mitnehmerkugeln zwischen diesen ineinander geschobenen Teilen der Gelenkhälften, wobei die Mitnahme durch Querrillen in diesen beiden Teilen erfolgt.

Aufgrund der axial ineinander geschobenen Gelenkhälften be­ steht ein Nachteil dieser bekannten homokinetischen Gelenk­ verbindungen darin, daß sie einen vergleichsweise großen ra­ dialen Bauraum benötigen, wobei zusätzlicher Platzbedarf für die bei diesen Gelenktypen unverzichtbare Schutzmanschette notwendig ist, um ein Eindringen von Schmutz in das empfind­ liche Gelenk zuverlässig zu verhindern.

Aus der US-A-2,286,182 ist bereits eine homokinetische Ge­ lenkwelle der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei welcher die Gelenkhälften an den einander zugewandten Enden jeweils einen Gelenkzapfen aufweisen, die von einer sie umgebenden Hülse mit Hilfe an deren Enden vorgesehene ringförmige Gleitflächen in bestimmtem axialen Abstand zueinander gehal­ ten sind, wobei die Kugelrillen stirnseitig zentrisch in dem Gelenkzapfen ausgebildet sind und die Hülse die in einer Ebene zwischen den Gelenkzapfen angeordneten Mitnehmerkugeln radial abstützt.

Die stirnseitige Anordnung der Mitnehmerkugeln zwischen den beiden nicht ineinander geschobenen Gelenkhälften ermöglicht eine erhebliche Verringerung des radialen Bauraums des Ge­ lenks, womit auch eine erhebliche Verringerung des Gewichts des Gelenks einhergeht.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gelenks liegt in seiner einfachen Herstellung. Da die beiden Gelenkhälften identisch ausgebildet werden können und keine Bearbeitung hohlkugelförmiger oder hohlzylindrischer Teile notwendig ist, lassen sich die Herstellungskosten erheblich senken.

Auch die Montage der Gelenkwelle wird erheblich vereinfacht, da die Mitnehmerkugeln durch die aufgesteckte Hülse am Her­ ausfallen gehindert werden. Zudem ist eine Zerlegung des Ge­ lenks in Einbaulage möglich, da die Gelenkhälften nicht axial auseinandergezogen zu werden brauchen.

Ferner sorgen die an den Enden der Hülsen vorgesehenen Gleit­ flächen im Zusammenwirken mit den wenigstens in diesem Be­ reich kugelförmig ausgebildeten Gelenkzapfen für eine wirk­ same Abdichtung des Gelenkinneren vor Staub und Feuchtigkeit. Ggf. kann ein zusätzlicher Abstreifring vorgesehen sein, der Schmutz und Feuchtigkeit bereits am Erreichen der Gleitflä­ chen hindert.

Bei einem Verschwenken der beiden Gelenkhälften zueinander stellen sich die zylindrische Hülse sowie die an jeweils drei Stellen, nämlich einer Kugelrille an der ersten Gelenkhälfte, einer Kugelrille an der zweiten Gelenkhälfte und der Hülse, abgestützten Mitnehmerkugeln automatisch in die winkelhalbie­ rende Stellung und ermöglichen so eine gleichlaufende Über­ tragung der Drehbewegung. Somit stellt sich das Gelenk als homokinetisches Gelenk dar.

Nachteilig bei den bekannten Ausführungsformen ist das gerin­ ge übertragbare Drehmoment.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein homokinetisches Gelenk der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbes­ sern, daß es eine höhere Belastbarkeit aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem homokinetischen Gelenk der eingangs beschriebenen Art die Gelenkzapfen stirnseitig von der Kugelform abweichend in Richtung des anderen Gelenkzapfens erhöht ausgebildet sind und die Kugelrillen entsprechend tiefer in der Oberfläche ausgebildet sind. Die tiefere Ausbildung der Kugelrillen insbesondere in abgewinkelter Gelenkstellung erlaubt dabei größere Kontaktwinkel mit Bezug auf die Tangentialrichtung oder, bei zumindest teilweise kreisförmiger Querschnittsform der Kugelrillen, eine Vergrößerung der Kontaktflächen. Es verbleibt auch mehr Material zwischen den Kugelrillen, so daß auch die Belastbarkeit des Gelenkzapfens zunimmt.

Das erfindungsgemäße homokinetische Gelenk besitzt zweckmäßi­ gerweise wenigstens zwei, vorzugsweise drei oder vier, ggf. auch mehr Mitnehmerkugeln, sofern sich auf der Stirnseite des Gelenkzapfens eine entsprechende Anzahl an Kugelrillen unter­ bringen läßt.

Da zwei Kugeln zwar die Übertragung eines Drehmoments ermög­ lichen, nicht jedoch eine Selbsteinstellung der Hülse in al­ len Drehwinkelstellungen, sollte diese Anordnung nur bei fe­ ster Lagerung der Gelenkzapfen gewählt werden. Bei drei oder mehr Mitnehmerkugeln mit der entsprechenden Anzahl von Kugel­ rillen ist eine Selbsteinstellung der Hülse über den gesamten Schwenkbereich, der unter normalen Umständen ungefähr bis 45° reicht, gewährleistet, und auch das maximal übertragbare Drehmoment nimmt mit der Anzahl an Mitnehmerkugeln zu.

Vorzugsweise ist in jedem Gelenkzapfen eine der Anzahl der Mitnehmerkugeln entsprechende Anzahl von Kugelrillen in sternförmiger Anordnung vorgesehen, wobei der Mittelpunkt der Sternanordnung auf der jeweiligen Gelenkachse liegen. Während des Umlaufens des Gelenks führen die Mitnehmerkugeln eine hin- und hergehende Bewegung in den ihnen zugeordneten Kugel­ rillen in den beiden Gelenkzapfen aus.

Die Querschnittsform der Kugelrillen kann kreisförmig, ellip­ tisch, gotisch oder prismatisch sein, wobei die genaue Form von den Anforderungen an die Gelenkwelle bestimmt ist. So bieten kreisförmige Kugelrillen einen besonders großflächigen Kontakt, der die Übertragung hoher Drehmomente erlaubt, wäh­ rend von der Kreisform abweichende Querschnittsformen der Ku­ gelrillen beispielsweise dazu geeignet sind, neben den Kon­ taktstellen als Schmiermittelzufuhr zu dienen. Durch die Querschnittsform der Kugelrillen bestimmt sich auch der Druckwinkel zwischen den Mitnehmerkugeln und den Wandungen der Kugelrillen, der ebenfalls das übertragbare Drehmoment durch das Gelenk beeinflußt.

Die Gleitflächen an den Enden der Hülsen, die mit den Kugel­ flächen der Gelenkzapfen zusammenwirken, sind vorzugsweise hohlkugelförmig oder hohlkegelförmig ausgebildet. Die hohlku­ gelförmigen Gleitflächen eignen sich zur Übertragung großer Drehmomente, die aufgrund des unterhalb von 90° liegenden Kontaktwinkels zwischen den Mitnehmerkugeln und den Kugelril­ len zum Aufbau entsprechend hoher Axialkräfte zwischen den Gelenkhälften führen, die über die Gleitflächen von der Hülse aufgenommen werden müssen. Die Gleitfähigkeit der Gleitflä­ chen kann durch eine Beschichtung oder durch den Einsatz von Dichtringen verbessert werden, wobei letztere eine verbes­ serte Schmierung der Kontaktflächen zwischen den Gelenkzapfen und den Gleitflächen ermöglichen.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der axiale Abstand der Gleitflächen in der Hülse auf ein bestimmtes Maß festlegbar ist. Hierzu kann ent­ weder die Hülse geteilt oder wenigstens eine Gleitfläche kann an einem separaten Teil ausgebildet sein, das in die Hülse einsetzbar ist. Die axiale Festlegung erfolgt in letzterem Fall durch Einrollen, Einpressen und anschließendes Sichern oder Verschweißen der Hülse, wobei zur Ausbildung eines axial einstellbaren Abstandes auch die Festlegung mit Hilfe eines Gewindes denkbar ist. Die axiale Einstellbarkeit des Abstan­ des der beiden Gleitflächen zueinander erlaubt es, das homo­ kinetische Gelenk unabhängig von seiner Drehrichtung spiel­ frei einzustellen, was bei bekannten homokinetischen Gelenken nur mit einer erheblichen fertigungstechnischen Aufwand erreichbar ist, für bestimmte Anwendungen mit hoher gefor­ derter Präzision jedoch unerläßlich ist.

Bei einem besonders einfachen Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung kann der Innendurchmesser der Hülse dem Durchmesser der Gelenkzapfen entsprechen, wobei auch der vorzugsweise ring­ förmige radiale Anlagebereich der Kugeln unmittelbar an der Hülse ausgebildet sein kann. Es ist jedoch denkbar, den ring­ förmigen Anlagebereich an einem Ringelement auszubilden, das in die Hülse eingesetzt ist. Damit lassen sich auch Ausfüh­ rungsformen realisieren, bei welchen der Umkreis der Mitneh­ merkugeln kleiner als der Durchmesser der Gelenkzapfen ist. Umgekehrt ist es denkbar, bei Mitnehmerkugeln mit entspre­ chend großem Durchmesser deren Umkreis größer zu wählen als den Durchmesser der Gelenkzapfen, wobei die Mitnehmerkugeln entweder in einer Umfangsnut im Inneren der Hülse laufen oder die Gleitflächen an einem Einsatz mit entsprechend verringer­ tem Durchmesser ausgebildet sind.

Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf Ausführungsbeispiele der Erfindung eingegangen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines homokineti­ schen Gelenks;

Fig. 2a-c Stirnansichten der Gelenkzapfen der Ge­ lenkhälften mit zwei, drei bzw. vier Laufrillen;

Fig. 3a-d Schnittdarstellungen von Kugelrillen mit verschiedenen Querschnittsformen;

Fig. 4a-c Längsschnitte von Gelenken mit unter­ schiedlichen Mitnehmerkugeln;

Fig. 5a + b geschnittene Detailansichten der Ab­ stützung zwischen Gelenkzapfen und Hülse;

Fig. 6a-d Schnittdarstellungen unterschiedlicher Verschlußvarianten des Gelenks;

Fig. 7 eine Ansicht einer Gelenkhälfte mit stirnseitig von der Kugelform abwei­ chendem Gelenkzapfen;

Fig. 8 einen Querschnitt eines Gelenks mit stirnseitig erweiterten Gelenkzapfen.

Das in Fig. 1 dargestellte homokinetische Gleichlaufgelenk 10 besteht aus zwei als Wellen ausgebildeten Gelenkhälften 12a, 12b, die an ihren aneinander zugewandten Enden Gelenkzapfen 14a, 14b aufweisen, Mitnehmerkugeln 16, die zwischen den bei­ den Gelenkzapfen 14a, 14b in einer Ebene in winkelhalbieren­ der Stellung zwischen den Gelenkhälften 12a, 12b angeordnet sind, und einer Gelenkhülse 18, welche die Mitnehmerkugeln 16 radial außen abstützt und die beiden Gelenkzapfen 14a, 14b mit Hilfe sich radial nach innen verjüngender Gleitflächen 20a, 20b in bestimmtem axialen Abstand zueinander hält.

Die gegenseitige Mitnahme zwischen den Gelenkhälften 12a, 12b erfolgt mit Hilfe in den einander zugewandten Stirnseiten der Gelenkzapfen 14a, 14b ausgebildeter Kugelrillen 22a, 22b, 24a, 24b, die quer zur Umlaufrichtung zentrisch um den Mit­ telpunkt des jeweiligen Gelenkzapfens 14a bzw. 14b ausgebil­ det sind.

Jeder Mitnehmerkugel 16 ist an beiden Gelenkzapfen 24a, 24b jeweils eine Kugelrille zugeordnet, auf deren genauere Aus­ bildung noch im Zusammenhang mit Fig. 2a-c und Fig. 3a-d eingegangen wird.

Bei einem Verschränken der beiden Gelenkhälften 12a, 12b zu­ einander stellen sich die Gelenkhülse und die von ihr radial abgestützten Mitnehmerkugeln 16 automatisch in die winkelhal­ bierende Stellung und ermöglichen so eine gleichlaufende Übertragung der Drehbewegung zwischen den beiden Gelenkhälf­ ten 12a, 12b unabhängig von der Drehwinkelstellung. Der maxi­ mal mögliche Verschränkungswinkel zwischen den Gelenkhälften 12a, 12b beträgt normalerweise bis 45°, kann jedoch bei der Verwendung von mehr als zwei Kugeln zur Erhöhung des über­ tragbaren Drehmoments eingeschränkt sein.

Das Gleichlaufgelenk 10 ist mit einer Fettfüllung versehen, die für normale Anwendungsfälle als Lebensdauerschmierung ausgelegt ist. Bedingt durch den konstruktiven Aufbau des Ge­ lenks 10, bei welchem die Gleitflächen 20a, 20b unmittelbar mit den hinteren Kugelflächen der Gelenkzapfen 14a, 14b zusammenwirken, ist für normale Anwendungsfälle keine zusätzli­ che Abdichtung notwendig. Ggf. kann an den Außenflanken der Gleitflächen 20a, 20b noch ein zusätzlicher Dichtring vorge­ sehen sein, der Schmutz am Erreichen der Gleitflächen 20a, 20b hindert. Selbstverständlich ist auch der Einsatz einer beispielsweise als Faltenbalg ausgebildeten Manschette zwi­ schen den Gelenkhälften 12a, 12b denkbar, wenn das Gelenk 10 an einer besonders starken Verschmutzung ausgesetzten Stelle zum Einsatz kommt.

Die Baugröße des Gelenks 10 ist abhängig vom verlangten Dreh­ moment, liegt aber in jedem Fall deutlich unter den Abmessun­ gen bekannter Gleichlaufgelenke mit ineinander geschobenen Gelenkhälften.

Da eine metallische Abdichtung des Gelenkinneren vorgesehen werden kann, ist bei entsprechender Schmierung ein Einsatz bei Temperaturen von bis zu 500°C möglich.

Eine spielfreie Ausbildung des Gelenks 10 auch bei Umkehr der Drehrichtung ist ohne weiteres möglich, worauf im Zusammen­ hang mit Fig. 6a-d noch näher eingegangen wird.

Im einfachsten Ausführungsfall besitzt das Gelenk 10 zwei Mitnehmerkugeln 16, wobei in diesem Fall entsprechend der Darstellung in Fig. 2a die jeweils zugeordneten Kugelrillen 22a, 24a eine durchgängige, die Mittelachse der Gelenkhälften 12a, 12b schneidende Rille bilden. Bei der Verwendung von nur zwei Mitnehmerkugeln, die grundsätzlich zur Übertragung eines bestimmten Drehmoments ausreichen, ist jedoch keine Selbst­ einstellung der Hülse 18 gewährleistet, so daß diese Ausfüh­ rungsform nur bei fest gelagerten Gelenkhälften 12a, 12b Verwendung finden sollte. Bei drei, vier oder mehr Mitnehmerku­ geln hingegen ist eine Selbsteinstellung der Hülse 18 im ge­ samten Schwenkbereich ermöglicht. Bei drei Mitnehmerkugeln 16 ergibt sich eine sternförmige Anordnung von drei Kugelrillen 26 in der Stirnseite jedes Gelenkzapfens (siehe Fig. 2b), wo­ bei die Kugelrillen in gleichem Winkelabstand zueinander quer zur Umlaufrichtung liegen und der Mittelpunkt der sternförmi­ gen Anordnung auf der Drehachse der Gelenkhälfte liegt. In Fig. 2c ist die wiederum sternförmige Ausbildung von Kugel­ rillen 28 an der Stirnseite des Gelenkzapfens für den Fall dargestellt, daß vier Mitnehmerkugeln 16 zwischen den beiden Gelenkzapfen 14a, 14b angeordnet werden. Diese Anordnung er­ laubt die Übertragung hoher Drehmomente, zieht jedoch bei größeren Durchmessern der Mitnehmerkugeln unter Umständen be­ reits eine Beschränkung des maximal möglichen Schwenkwinkels zwischen den Gelenkhälften 12a, 12b nach sich.

Von wesentlicher Bedeutung für die Höhe des übertragbaren Drehmoments und die Leichtgängigkeit des Gelenks 10 ist auch die Querschnittsform der in den Gelenkzapfen 14a, 14b ausge­ bildeten Kugelrillen. Als Beispiel ist in Fig. 3a ein kreis­ förmiger, in Fig. 3b ein elliptischer, in Fig. 3c ein goti­ scher und in Fig. 3d ein prismatischer Querschnitt gezeigt, wobei auch Mischformen dieser dargestellte Beispiele ohne weiteres denkbar sind. Die Kreisform gemäß Fig. 3a bietet den Vorteil einer großflächigen Anlage der Mitnehmerkugeln 16 an den Flanken der Kugelrillen, was sich positiv auf das über­ tragbare Drehmoment auswirkt. Niedrigere Reibwiderstände er­ geben sich bei den eher punktuell ausgebildeten Anlagen zwi­ schen den Mitnehmerkugeln und den Kugelrillen gemäß der Quer­ schnittsformen nach Fig. 3b-d, wobei in diesen Fällen die von den Mitnehmerkugeln nicht ausgefüllten Rillenquerschnitte für die Schmiermittelzufuhr genutzt werden können. Selbstver­ ständlich ist es auch möglich, bei der in Fig. 3a dargestell­ ten Kreisform eine Schmiermittelnut vorzusehen.

In Fig. 4a-c sind drei Ausführungsbeispiele von Gelenken 30, 32, 34 dargestellt, bei welchen wie in dem in Fig. 1 dar­ gestellten Ausführungsbeispiel der Durchmesser der Gelenkzap­ fen 14a, 14b gleich dem Innendurchmesser der Hülsen 36 ge­ wählt ist. Im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsbeispiel sind die Gleitflächen jedoch nicht nach in­ nen um die Gelenkzapfen gebogen, sondern eine erste Gleitflä­ che 38a ist unmittelbar hohlkugelförmig im Inneren der Hülse 36 ausgebildet, während eine zweite, am anderen Ende der Hül­ se 36 vorgesehene Gleitfläche 38b an einem Einsatzteil 40 vorgesehen ist, das in die Hülse 36 eingeschoben und mit die­ ser verschweißt ist (siehe auch Fig. 6d). Bei dem in Fig. 4a dargestellten Gelenk 30 ist der. Durchmesser der Mitnehmerku­ geln 16 so gewählt, daß deren Umkreis gleich dem Durchmesser der Gelenkzapfen 14a, 14b ist. Die Mitnehmerkugeln 16 laufen daher unmittelbar in einem Anlagebereich 42 am Inneren der Hülse 36.

Bei dem in Fig. 4b dargestellten Gelenk 32 kommen kleinere Mitnehmerkugeln 44 zum Einsatz, wodurch sich bei unveränder­ tem Gelenkzapfen 14a, 14b bei entsprechend angepaßten Kugel­ rillen ein deutlich kleinerer Umkreis der Mitnehmerkugeln 44 ergibt. Für die radiale Abstützung ist daher ein Stützring 46 in die Hülse 36 eingefügt, der schwimmend gelagert ist und daher bei einer Einstellung des Gelenkspiels beim Einschieben des Einsatzstückes 40 eine mittige Position zwischen den bei­ den Gelenkzapfen 14a, 14b annehmen kann.

Bei dem in Fig. 4c dargestellten Gelenk 34 ist der Durchmes­ ser der Mitnehmerkugeln 48 gegenüber dem in Fig. 4a gezeigten Gelenk 30 vergrößert, wodurch sich ein größerer Umkreisdurch­ messer ergibt. Es ist daher bei unveränderten Gelenkzapfen 14a, 14b mit wiederum angepaßten Kugelrillen notwendig, eine Ringnut 50 in der Hülse 36 mittig zwischen den Gelenkzapfen 14a, 14b vorzusehen, um die radiale Abstützung der Mitnehmer­ kugeln 48 zu ermöglichen.

In Fig. 5a und Fig. 5b sind zwei verschiedene Ausführungsbei­ spiele für die an den Enden der Gelenkhülse vorgesehenen Gleitflächen dargestellt. In Fig. 5a ist eine hohlkugelför­ mige Gleitfläche 52 dargestellt, die eine großflächige Anlage an der Kugelfläche des Gelenkzapfens 14a ermöglicht. Zur Rei­ bungsverminderung ist die Gleitfläche 52 mit einer Beschich­ tung 54 versehen. In Fig. 5b ist ein Gelenk mit einer hohlke­ gelförmigen Gleitfläche 56 dargestellt, die zu einer kleine­ ren Kontaktfläche führt. Die Hohlkegelfläche 56 ist wiederum mit einer Beschichtung 58 versehen, um die Reibungsverluste zu vermindern.

Dem Verschluß der Hülsen der homokinetischen Gelenke kommt besondere Bedeutung zu, da durch ihn einerseits das Gelenk­ spiel einstellbar ist, d. h. der genaue axiale Abstand zwi­ schen den beiden Gelenkzapfen 14a, 14b, und zum anderen durch ihn die bei steigendem Drehmoment zunehmenden Axialkräfte, die infolge der schrägen Kontaktwinkel zwischen den Mitneh­ merkugeln und den Flanken der Kugelrillen zwangsläufig ent­ stehen, aufzunehmen sind. Grundsätzlich besteht die Möglich­ keit, die Gelenkhülsen teilbar auszuführen, wodurch sich je­ doch der konstruktive Aufwand erhöht.

Besonders einfache Verschlüsse für die hier beschriebenen Ge­ lenke sind in Fig. 6a-d dargestellt. Hierbei wird ein Ein­ satzstück 40, wie es bereits im Zusammenhang mit Fig. 4a-c angesprochen worden ist, abschließend in die Gelenkhülsen eingesetzt und axial in bestimmten Abstand zu der Gleitfläche am gegenüberliegenden Ende der jeweiligen Hülse festgelegt. Die axiale Festlegung kann beispielsweise mit Hilfe eines Ge­ windes 60 (Fig. 6a) durch Einrollen des Hülsenendes (Fig. 6b), durch Einpressen des Einsatzstückes 40 in die Hülse und anschließendes Sichern (siehe Fig. 6c) oder durch Einfügen des Einsatzstückes 40 und anschließendes Verschweißen mit der Hülse (siehe Fig. 6d) bewerkstelligt werden. Besonders vor­ teilhaft ist die Verbindung über ein Gewinde, wie beispiel­ haft in Fig. 6a dargestellt, da sich hierbei der axiale Ab­ stand der Gleitflächen des Gelenks auch noch nachträglich korrigieren läßt.

Um möglichst tiefe Kugelrillen 22, 24 in den Gelenkzapfen 14a, 14b vorsehen zu können und hohe übertragbare Drehmomente zu erreichen, können die Gelenkzapfen 14a, 14b stirnseitig auch von der Kugelform abweichend zu der jeweils anderen Ge­ lenkhälfte hin erweitert sein, wie dies in Fig. 7 anhand ei­ ner Gelenkhälfte 62 veranschaulicht ist, die einen "eiförmi­ gen" Gelenkzapfen 64 aufweist. Dadurch liegen die nach wie vor zentrisch ausgebildeten Kugelrillen tiefer in der Ober­ fläche des Gelenkzapfens 64, so daß zwischen den Kugelrillen 66 mehr Material vorhanden ist und dementsprechend höhere Kräfte aufgenommen werden können. Der dem Wellenabschnitt 68 zugewandte Bereich des Gelenkzapfens 64 muß jedoch auch bei der in Fig. 7 gezeigten Gelenkhälfte 62 kugelförmige ausgebildet sein, um mit hohlkugelförmigen oder hohlkegelförmigen Gleitflächen am Inneren der Hülse beim Verschwenken der Ge­ lenkhälften zueinander zusammenwirken zu können.

In Fig. 8 ist ein homokinetisches Gelenk 70 mit zwei Gelenk­ zapfen 72a, 72b gezeigt, deren stirnseitige Erweiterungen 74a, 74b den gesamten Bereich abdecken, in welchem die Kugel­ rillen 76a, 76b zentrisch um die Gelenkzapfenmittelpunkte 78a, 78b angeordnet sind.

Um trotz der stirnseitigen Erweiterungen 74a, 74b keine Be­ schränkungen bezüglich des möglichen Verschwenkwinkels der beiden Gelenkhälften zueinander zu erhalten, ist eine Gelenk­ hülse 80 vorgesehen, die Aussparungen 82a, 82b aufweist, in welche die Erweiterungen 74a, 74b beim Verschwenken auswei­ chen können. Im übrigen entspricht das Gelenk 70 den zuvor beschriebenen Varianten mit kugelförmigen Gleitflächen 84a, 84b, wobei die erste Gleitfläche 84a an einem Einsatzstück 86 ausgebildet ist, das über ein Gewinde 88 in die Hülse 70 ein­ geschraubt ist.

Die beschriebenen Gelenke eignen sich für jede Art der Umlen­ kung von Drehbewegungen mit dem Vorteil des Gleichlaufs und der insbesondere bei einstellbarem axialen Abstand zwischen den Gleitflächen ermöglichten Spielfreiheit. Die beschriebe­ nen Gelenke eignen sich daher für die verschiedensten Anwen­ dungsfelder, beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich und im Getriebebau, aber auch im chemischen Apparatebau oder Ofen­ bau. Neben ihrer möglichen spielfreien Präzision spielen hierbei auch ihre Unempfindlichkeit gegen hohe Temperaturen und gegen äußere Einflüsse eine wesentliche Rolle.

Die beschriebenen Gelenke eignen sich ferner für Einsatzzwec­ ke mit gelagerten oder freien Gelenkhälften, und auch die Ge­ lenkhülsen können feststehend oder frei mitdrehend ausgeführt sein.

Claims (13)

1. Homokinetisches Gelenk (10; 30; 32; 34) mit zwei Gelenk­ hälften (12a, 12b; 62), deren gegenseitige Drehmitnahme durch Mitnehmerkugeln (16; 44; 48) erfolgt, die jeweils in im wesentlichen quer zur Umlaufrichtung in beiden Ge­ lenkhälften ausgebildeten Kugelrillen (22a, 22b, 24a, 24b; 26; 28) sitzen, wobei die Gelenkhälften (12a, 12b; 62) an den einander zugewandten Enden Gelenkzapfen (14a, 14b; 64) aufweisen, die von einer sie umgebenden Hülse (16; 36) mit Hilfe von an deren Enden vorgesehenen ring­ förmigen Gleitflächen (20a, 20b; 38a, 38b; 52; 56) in be­ stimmtem axialen Abstand zueinander gehalten sind, die Kugelrillen (22a, 22b, 24a, 24b; 26; 28) stirnseitig zen­ trisch in den Gelenkzapfen (14a, 14b; 64) ausgebildet sind und die Hülse (18; 36) die in einer Ebene zwischen den Gelenkzapfen (14a, 14b; 64) angeordneten Mitnehmerku­ geln (16; 44; 48) radial abstützt, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gelenkzapfen (64) stirnseitig von der Kugel­ form abweichend in Richtung des anderen Gelenkzapfens er­ höht und die Kugelrillen (66) entsprechend tiefer in der Oberfläche ausgebildet sind.

2. Homokinetisches Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens zwei, drei oder vier Mitnehmer­ kugeln (16; 44; 48) vorgesehen sind.

3. Homokinetisches Gelenk nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in jedem Gelenkzapfen (14a, 14b; 64) eine der Anzahl der Mitnehmerkugeln (16; 44; 48) entsprechende Anzahl von Kugelrillen (22, 24; 26; 28) in sternförmiger Anordnung vorgesehen ist, deren Mittelpunkte auf der je­ weiligen Drehachse der Gelenkhälfte (12a, 12b; 62) lie­ gen.

4. Homokinetisches Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelrillen (22, 24; 26; 28) wenigstens abschnittsweise kreisförmige, elliptische, gotische und/oder prismatische Querschnittsformen besit­ zen.

5. Homokinetisches Gelenk nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen an den Enden der Hülsen hohlkugelförmig (20a, 20b; 38a, 38b; 52) oder hohlkegelförmig (56) ausgebildet sind.

6. Homokinetisches Gelenk nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der axiale Abstand der Gleitflächen in der Hülse (18; 36) auf ein bestimmtes Maß festlegbar ist.

7. Homokinetisches Gelenk nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der axiale Abstand zwischen den Gleitflä­ chen (38a, 38b) z. B. mit Hilfe eines Gewindes (60) ein­ stellbar ist.

8. Homokinetisches Gelenk nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (18; 36) feststehend angeordnet ist.

9. Homokinetisches Gelenk nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Hülse (18; 36) dem Durchmesser der Gelenkzapfen (14a, 14b; 64) entspricht.

10. Homokinetisches Gelenk nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Anlage­ bereich (42) der Mitnehmerkugeln (16) an der Hülse (18) ringförmig ausgebildet ist.

11. Homokinetisches Gelenk nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der ringförmige Anlagebereich an einem Ringeinsatz (46) ausgebildet ist, der in die Hülse (36) eingesetzt ist.

12. Homokinetisches Gelenk nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlagebereich einen den Mitneh­ merkugeln (44) angepaßten Querschnitt besitzt.

13. Homokinetisches Gelenk nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk von einer Gummimanschette umgeben ist.