DE20023744U1 - Kugelgleichlaufgelenk als Gegenbahngelenk - Google Patents

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Abstract

Kugelgleichlaufgelenk (11) in Form eines Gegenbahngelenkes, umfassend ein Gelenkaußenteil (12) mit Außenbahnen (19), ein Gelenkinnenteil (14) mit Innenbahnen (20), drehmomentübertragende Kugeln (16), die in Bahnpaaren aus Außenbahnen und Innenbahnen aufgenommen sind, die jeweils auf die Gelenklängsachse A bezogen nach außen gekrümmt sind, und einen Kugelkäfig (17) mit Käfigfenstern (18), in denen die Kugeln in einer gemeinsamen Ebene E gehalten sind und bei Gelenkbeugung auf die Winkelhalbierende Ebene geführt werden,
erste Außenbahnen (191) bilden mit ersten Innenbahnen (201) erste Bahnpaare, deren erste Steuerwinkel β1 sich in einer ersten axialen Richtung R1 öffnen und in denen erste Kugeln (161) gehalten sind,
zweite Außenbahnen (192) bilden mit zweiten Innenbahnen (202) zweite Bahnpaare, deren zweite Steuerwinkel β2 sich in einer zweiten axialen Richtung R2 öffnen und in denen zweite Kugeln (162) gehalten sind, wobei die Steuerwinkel β1, β2 als Winkel zwischen den Tangenten an die Kugelkontaktpunkte in den Bahnpaaren definiert sind,...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kugelgleichlaufgelenk mit axialer Verschiebbarkeit.
  • Die häufigste Form von Verschiebegelenken sind sogenannte VL-Gelenke (cross grooves joints) nach der DE 31 02 871 C2 , bei denen die Mittellinien der Außenbahnen und der Innenbahnen jeweils entgegengesetzte Kreuzungswinkel mit der Gelenklängsachse bilden und in parallel zur Gelenklängsachse liegenden Ebenen oder auf einer Zylindermantelfläche um die Gelenklängsachse liegen.
  • Aus der US 3 133 431 sind Verschiebegelenke bekannt, bei denen die Mittellinien der Außenbahnen und der Innenbahnen gleich große entgegengesetzte Schnittwinkel mit der Gelenklängsachse bilden, d. h. in Ebenen, die die Gelenklängsachse selber enthalten, liegen.
  • Beide vorgenannten Gelenktypen sind Geradbahngelenke.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verschiebegelenk für große Beugewinkel und relativ kleine Verschiebewege bereitzustellen.
  • Die Lösung hierfür besteht in einem Gleichlaufdrehgelenk in Form eines Gegenbahngelenkes, umfassend ein Gelenkaußenteil mit Außenbahnen, ein Gelenkinnenteil mit Innenbahnen, drehmomentübertragende Kugeln, die in Bahnpaaren aus Außenbahnen und Innenbahnen aufgenommen sind, die jeweils auf die Gelenklängsachse A bezogen nach außen gekrümmt sind, und einen Kugelkäfig mit Käfigfenstern, in denen die Kugeln in einer gemeinsamen Ebene E gehalten sind und bei Gelenkbeugung auf die winkelhalbierende Ebene geführt werden, erste Außenbahnen bilden mit ersten Innenbahnen erste Bahnpaare, deren erste Steuerwinkel β1 sich in einer ersten axialen Richtung öffnen und in denen erste Kugeln gehalten sind, zweite Außenbahnen bilden mit zweiten Innenbahnen zweite Bahnpaare, deren zweite Steuerwinkel β2 sich in einer zweiten axialen Richtung öffnen und in denen zweite Kugeln gehalten sind, wobei die Steuerwinkel β1, β2 als Winkel zwischen den Tangenten an die Kugelkontaktpunkte in den Bahnen definiert sind, das Gelenkaußenteil und das Gelenkinnenteil sind relativ zueinander axial verschiebbar, die ersten Steuerwinkel β1 und zweiten Steuerwinkel β2 ändern sich bei relativer axialer Verschiebung gegensinnig, der axiale Verschiebeweg Vmax ist auf das Einhalten eines Minimalwertes von mindestens 8° für die jeweils kleineren Steuerwinkel β1, β2 begrenzt, wobei der axiale Verschiebeweg nach einer ersten Lösungsform durch ein Anschlagen der Stirnkanten des Gelenkinnenteils an einer sphärischen Innenfläche des Kugelkäfigs begrenzt wird und nach einer zweiten Lösungsform durch ein Anschlagen von Umfangskanten im Gelenkaußenteil an der sphärischen Außenfläche des Kugelkäfigs begrenzt wird. Als axialer Verschiebeweg wird hierbei jeweils ein Weg von mindestens 0,8 mm, der vorzugsweise mehr als 1,0 mm ausmacht, betrachtet. Dies liegt deutlich über dem Axialspiel von Festgelenken, das im Vergleich hierzu höchstens 0,5 mm beträgt.
  • Ein erfindungsgemäßes Gelenk stellt mit dem Verschiebeweg Mittel zur Axialschwingungsentkopplung dar und trägt somit zur Verbesserung des NVH-Verhaltens (noise, vibration, harshness) bei. Die Bauweise ermöglicht eine Entfeinerung bei der Bearbeitung der Oberflächen. Die Bahngestaltung schafft ein Gelenk mit Axialzentriereigenschaften.
  • Die Bahnen sind hier insbesondere als gekrümmt verlaufende Bahnen nach Art von Rzeppa-Gelenken oder UF-Gelenken ausgeführt. Hierdurch wird auch bei größeren Beugewinkeln noch eine wirksame Kugelsteuerung durch ausreichend große Steuerwinkel erzielt.
  • Ebenso ist durch die Beschränkung des axialen Verschiebeweges sichergestellt, daß die Steuerwinkel nicht infolge der Axialverschiebung zu klein werden. Die Anschläge zur Begrenzung des axialen Verschiebeweges können alleine zwischen Gelenkaußenteil und Käfig oder alleine zwischen Gelenkinnenteil und Käfig oder zwischen beiden Paarungen gleichzeitig wirksam werden, jeweils abgestellt auf das gestreckte Gelenk, bei dem die Längsachsen von Gelenkinnenteil und Gelenkaußenteil zusammenfallen. Da der Kugelkäfig gegenüber dem Gelenkinnenteil und dem Gelenkaußenteil radial freigestellt ist, ist das Gelenk besonders reibungsarm. Aufgrund der Gegenbahnformation ist weiterhin sichergestellt, daß das Gelenk axial selbstzentrierend ist und daß die auf den Käfig einwirkenden Kräfte in Grenzen gehalten werden. Die Kugelumschlingung durch die Bahnen im Querschnitt ist bei einem Gelenk dieser Bauart ebenfalls sehr günstig.
  • Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
  • In den Zeichnungen sind Gegenbahnfestgelenke erfindungsgemäßen Gelenken gegenübergestellt; beide werden nachstehend im einzelnen beschrieben.
  • Es zeigen
  • 1 ein Gegenbahnfestgelenk nach dem Stand der Technik mit Rzeppa-Bahnen
    • a) im Längsschnitt durch ein Gegenbahnpaar
    • b) in einem abgeknickten Längsschnitt durch einen Käfigsteg;
  • 2 ein Gegenbahnfestgelenk mit hinterschnittfreien (UF)-Bahnen
    • a) im Längsschnitt durch ein Gegenbahnpaar
    • b) in einem abgeknickten Längsschnitt durch einen Käfigsteg;
  • 3 ein erfindungsgemäßes Gelenk in einer ersten Ausführung mit Rzeppa-Bahnen in einem abgeknickten Längsschnitt durch einen Käfigsteg;
  • 4 die Einzelheit X aus 3 in vergrößerter Darstellung
    • a) in axialer Mittelstellung des Gelenks
    • b) bei maximaler axialer Verschiebung des Gelenks;
  • 5 eine vergrößerte Einzelheit eines Gelenks ähnlich dem nach 3 bei maximaler axialer Verschiebung
    • a) in einer ersten Abwandlung
    • b) in einer zweiten Abwandlung;
  • 6 ein erfindungsgemäßes Gelenk in einer zweiten Ausführung mit Rzeppa-Bahnen in einem abgeknickten Längsschnitt durch einen Käfigsteg;
  • 7 die Einzelheit X aus 6 in vergrößerter Darstellung
    • a) in axialer Mittelstellung des Gelenks
    • b) bei maximaler axialer Verschiebung des Gelenks;
  • 8 ein erfindungsgemäßes Gelenk in einer dritten Ausführung mit Rzeppa-Bahnen in einem abgeknickten Längsschnitt durch einen Käfigsteg;
  • 9 die Einzelheit X aus 8 in vergrößerter Darstellung
    • a) in axialer Mittelstellung des Gelenks
    • b) bei maximaler axialer Verschiebung des Gelenks;
  • 10 ein erfindungsgemäßes Gelenk in einer vierten Ausführung mit Rzeppa-Bahnen in einem abgeknickten Schnitt durch einen Käfigsteg;
  • 11 die Einzelheit X aus 10 in vergrößerter Darstellung
    • a) in axialer Mittelstellung des Gelenks
    • b) bei maximaler axialer Verschiebung des Gelenks;
  • 12 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Gelenkes als Längsschnitt durch ein Gegenbahnpaar unter Weglassung des Kugelkäfigs
    • a) bei maximaler Axialverschiebung in einer ersten Richtung
    • b) in axialer Mittelstellung des Gelenks
    • c) in maximaler Axialverschiebung in der zweiten Richtung.
  • Die 1 und 2 betreffen Gelenke, die nur zum Vergleich und zur Vervollständigung der Beschreibung dienen. Diese werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Ein Gelenk 11 umfaßt ein Gelenkaußenteil 12 mit angeformtem Zapfen 13, ein Gelenkinnenteil 14 mit Einstecköffnung 15 für eine Welle, Kugeln 161 , 162 und einen Kugelkäfig 17, in dessen Käfigfenstern 18 die Kugeln gehalten sind. Die Gelenke sind als Gegenbahngelenke ausgeführt, d. h. erste Kugelaußenbahnen 191 im Gelenkaußenteil 12 und erste Kugelinnenbahnen 201 im Gelenkinnenteil 14, die erste Kugeln 161 halten, verlaufen axial gegensinnig zu zweiten Kugelaußenbahnen 192 im Gelenkaußenteil 12 und zweiten Kugelinnenbahnen 202 im Gelenkinnenteil 14, die zweite Kugeln 162 halten. Die ersten Bahnpaare 191 , 201 haben Steuerwinkel, die sich in einer ersten Richtung R1 öffnen; die zweiten Bahnpaare 192 , 202 haben Steuerwinkel, die sich in einer zweiten Richtung R2 öffnen. Die Gegenbahnformation entsteht dadurch, daß die Krümmungsmittelpunkte der Kugelaußenbahnen 191 , 192 im Gelenkaußenteil über dem Umfang abwechselnd in entgegengesetzte axiale Richtung zur Gelenkmittelebene E versetzt sind und ebenso die Krümmungsmittelpunkte der Kugelinnenbahn 201 , 202 im Gelenkinnenteil 14 über dem Umfang abwechselnd in entgegengesetzte axiale Richtung zur Gelenkmittelebene E versetzt sind. Die Gelenkmittelebene ist durch die Mittelpunkte der Kugeln definiert. Der Kugelkäfig 17 hat eine sphärische Außenfläche 21, die in einer sphärischen Innenfläche 22 des Gelenkaußenteils 12 geführt ist. Der Käfig hat weiter eine sphärische Innenfläche 23, in der eine sphärische Außenfläche 24 des Gelenkinnenteils 14 geführt ist. Durch diese Konfiguration werden die Gelenke zu Festgelenken. Die Bahnmittellinien 91 , 101 der Bahnen 191 , 201 ebenso wie die Bahnmittellinien 92 , 102 der Bahnen 192 , 202 schneiden sich bei gestrecktem Gelenk in der Gelenkmittelebene E. Während in 1 die Mittellinien 9, 10 der Bahnen reine Kreisbögen sind, werden in 2 die Mittellinien 9, 10 der Bahnen durch Kreisbögen mit anschließender achsparalleler Tangente gebildet.
  • In 3 ist ein Gelenk 113 gezeigt, das weitgehend mit dem nach 1 übereinstimmt. Einander entsprechende Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Dies gilt insbesondere für die gezeigten Außenbahnen 191 und Innenbahnen 201 ebenso wie für die nicht gezeigten Außenbahnen 192 und Innenbahnen 202 . Auf abweichende Einzelheiten, die mit dem Index 3 belegt sind, wird nachstehend eingegangen. Bei diesem Gelenk hat nämlich die sphärische Außenfläche 213 des Kugelkäfigs 173 radialen Abstand zur sphärischen Innenfläche 223 des Gelenkaußenteils 123 . Weiterhin hat die sphärische Innenfläche 233 des Kugelkäfigs 173 radialen Abstand zur sphärischen Außenfläche 243 des Gelenkinnenteils 143 . Hieraus ergibt sich, wie nachfolgend noch im einzelnen beschrieben, eine relative Axialverschieblichkeit zwischen Gelenkaußenteil 123 und Gelenkinnenteil 143 , bei der sich der Kugelkäfig 173 jeweils auf den halben Weg einstellt.
  • In 4a sind in der vergrößerten Einzelheit X die gleichen Einzelheiten wie in 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei auf die vorherige Beschreibung Bezug genommen wird.
  • In 4b ist die vergrößerte Einzelheit X in veränderter Stellung, wobei die Gelenkmittelebene in ihrer relativen Lage zum Gelenkaußenteil 123 willkürlich als Bezugsebene EB gesetzt ist. Demgegenüber ist das Gelenkinnenteil 143 um den Verschiebeweg VI axial nach rechts geschoben, während der Kugelkäfig 173 um den halb so großen Verschiebeweg VC nach rechts verschoben ist. In dieser Position schlägt eine Innenkante 253 des Gelenkaußenteils 123 an der Außenfläche 213 des Kugelkäfigs 173 an, während gleichzeitig eine Außenkante 263 des Gelenkinnenteils 143 an der Innenfläche 233 des Kugelkäfigs 173 anschlägt. Eine Außenkante 273 des Kugelkäfigs und eine zweite Außenkante 283 des Gelenkinnenteils bilden entsprechende Anschläge bei entgegengesetztem gleichgroßem Verschiebeweg. Mit α1 ist am Kugelkäfig 173 der Winkel zwischen der Mittelebene des Kugelkäfigs und der Berührungslinie mit der Kante 253 eingezeichnet und mit α2 der Winkel zwischen der Mittelebene des Kugelkäfigs und der Berührungslinie mit der Kante 263 . Der Radius der Innenfläche 223 am Gelenkaußenteil ist mit RO und der Radius der Fläche 213 am Kugelkäfig ist mit RC eingezeichnet.
  • In 5a ist ein Ausschnitt eines abgewandelten erfindungsgemäßen Gelenkes ähnlich der Darstellung nach 4b gezeigt. Hierbei sind gleiche Teile mit gleichen Ziffern belegt, jedoch durch den Index 4 gekennzeichnet. Infolge abgewandelter Radienverhältnisse berührt nur eine Umfangskante 264 des Gelenkinnenteils 144 die Innenfläche 234 des Kugelkäfigs 174 , während in dieser axialen Anschlagposition die Außenfläche 214 des Kugelkäfigs 174 noch radiales Spiel gegenüber der Innenkante 254 des Gelenkaußenteils 124 hat. Eine zweite Außenkante 284 des Gelenkinnenteils bildet einen entsprechenden Anschlag bei entgegengesetztem gleichgroßem Verschiebeweg. Mit α ist hier am Kugelkäfig 174 , der Winkel zwischen der verschobenen Mittelebene und einem Radius durch die Berührkante bezeichnet.
  • In 5b ist ein Ausschnitt eines abgewandelten erfindungsgemäßen Gelenkes ähnlich der Darstellung nach 4b gezeigt.
  • Hierbei sind gleiche Teile mit gleichen Ziffern belegt, jedoch durch den Index 5 gekennzeichnet. Infolge abgewandelter Radienverhältnisse berührt nur eine Umfangskante 255 des Gelenkaußenteils 125 die Außenfläche 215 des Kugelkäfigs 175 , während in dieser axialen Anschlagposition die Innenfläche 235 des Kugelkäfigs 175 noch radiales Spiel gegenüber der Außenfläche 235 des Gelenkinnenteils 145 hat. Eine Außenkante 275 Kugelkäfigs bildet einen entsprechenden Anschlag bei entgegengesetztem gleichgroßem Verschiebeweg. Mit α ist hier am Kugelkäfig 174 der Winkel zwischen der verschobenen Mittelebene und einem Radius durch die Berührkante bezeichnet.
  • 6 ist ein Gelenk 116 gezeigt, das weitgehend mit dem nach 1 übereinstimmt. Einander entsprechende Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Dies gilt insbesondere für die gezeigten Außenbahnen 191 und Innenbahnen 201 ebenso wie für die nicht gezeigten Außenbahnen 192 und Innenbahnen 202 . Auf abweichende Einzelheiten, die mit dem Index 6 belegt sind, wird nach stehend eingegangen. Bei diesem Gelenk ist nämlich die sphärische Außenfläche 216 des Kugelkäfigs 176 radial zentriert in einer innenzylindrischen Innenfläche 226 des Gelenkaußenteils 126 , hat jedoch axiales Spiel gegenüber zwei anschließenden innenkonischen Anschlagflächen 296 , 306 . Weiterhin hat die Innenfläche 236 des Kugelkäfigs 176 radialen Abstand zur sphärischen Außenfläche 246 des Gelenkinnenteils 146 . Hieraus ergibt sich wie nachfolgend noch im einzelnen beschrieben eine relative Axialverschieblichkeit zwischen Gelenkaußenteil 126 und Gelenkinnenteil 146 , bei der sich der Kugelkäfig 176 jeweils auf den halben Weg einstellt.
  • In 7a sind in der vergrößerten Einzelheit X die gleichen Einzelheiten wie in 6 mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei auf die vorherige Beschreibung Bezug genommen wird.
  • In 7b ist die vergrößerte Einzelheit in veränderter Stellung gezeigt, wobei die Gelenkmittelebene in ihrer relativen Lage zum Gelenkaußenteil 126 willkürlich als Bezugsebene EB gesetzt ist. Demgegenüber ist das Gelenkinnenteil 146 um den Verschiebeweg VI axial nach rechts geschoben, während der Kugelkäfig 176 um den halb so großen Verschiebeweg VC nach rechts verschoben ist. In dieser Position schlägt eine Innenkante 256 des Gelenkaußenteils 126 an der Außenfläche 216 des Kugelkäfigs 176 an, während gleichzeitig eine Außenkante 263 des Gelenkinnenteils 143 an der Innenfläche 233 des Kugelkäfigs 173 anschlägt. Eine Außenkante 276 des Kugelkäfigs und eine zweite Außenkante 286 des Gelenkinnenteils bilden entsprechende Anschläge bei entgegengesetztem gleichgroßem Verschiebeweg. Mit α ist am Kugelkäfig 173 der Winkel zwischen der Mittelebene des Kugelkäfigs und der Berührungslinie mit der Kante 253 eingezeichnet. Der Radius der Fläche 216 am Kugelkäfig ist mit RC eingezeichnet.
  • 8 ist ein Gelenk 116 gezeigt, das weitgehend mit dem nach 1 übereinstimmt. Einander entsprechende Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Dies gilt insbesondere für die gezeigten Außenbahnen 191 und Innenbahnen 20, ebenso wie für die nicht gezeigten Außenbahnen 192 und Innenbahnen 202 . Auf abweichende Einzelheiten, die mit dem Index 8 belegt sind, wird nachstehend eingegangen. Bei diesem Gelenk ist nämlich die sphärische Außenfläche 218 des Kugelkäfigs 178 radial in der sphärischen Innenfläche 228 des Gelenkaußenteils 128 zentriert. Weiterhin hat die Innenfläche 238 des Kugelkäfigs 178 radialen Abstand zur sphärischen Außenfläche 248 des Gelenkinnenteils 148 . Hieraus ergibt sich wie nachfolgend noch im einzel nen beschrieben eine relative Axialverschieblichkeit zwischen Gelenkaußenteil 128 und Gelenkinnenteil 148 , bei der sich der Kugelkäfig 178 jeweils auf den halben Weg einstellt.
  • In 9a sind in der vergrößerten Einzelheit X die gleichen Einzelheiten wie in 8 mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei auf die vorherige Beschreibung Bezug genommen wird.
  • In 9b ist die vergrößerte Einzelheit X in veränderter Stellung gezeigt, wobei die Gelenkmittelebene in ihrer relativen Lage zum Gelenkaußenteil 128 willkürlich als Bezugsebene EB gesetzt ist. Demgegenüber ist das Gelenkinnenteil 148 um den Verschiebeweg VI axial nach rechts geschoben, während der Kugelkäfig 178 um den halb so großen Verschiebeweg VC nach rechts verschoben ist. In dieser Position schlägt eine Außenkante 268 des Gelenkinnenteils 128 an der Innenfläche 238 des Kugelkäfigs 178 an. Eine zweite Außenkante 288 des Gelenkinnenteils bildet einen entsprechenden Anschlag bei entgegengesetztem gleichgroßem Verschiebeweg. Mit α ist am Kugelkäfig 178 der Winkel zwischen der Mittelebene des Kugelkäfigs und der Berührungslinie mit der Kante 268 eingezeichnet. Der Radius der Außenfläche 248 am Gelenkinnenteil ist mit RI und der Radius der Innenfläche 218 am Kugelkäfig ist mit RC eingezeichnet.
  • In 10 ist ein Gelenk 1110 gezeigt, das weitgehend mit dem nach 1 übereinstimmt. Einander entsprechende Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Dies gilt insbesondere für die gezeigten Außenbahnen 191 und Innenbahnen 201 ebenso wie für die nicht gezeigten Außenbahnen 192 und Innenbahnen 202 . Auf abweichende Einzelheiten, die mit dem Index 10 belegt sind, wird nachstehend eingegangen. Bei diesem Gelenk ist nämlich die sphärische Außenfläche 2110 des Kugelkäfigs 1710 radial zentriert in der innenzylindrischen Innenfläche 2210 des Gelenkaußenteils 1210 . Weiterhin ist die sphärische Außenfläche 2410 des Gelenkinnenteils 1410 in der innenzylindrischen Innenfläche 2310 des Kugelkäfigs 1710 zentriert. Hieraus ergibt sich wie nachfolgend noch im einzelnen beschrieben eine relative Axialverschieblichkeit zwischen Gelenkaußenteil 1210 und Gelenkinnenteil 1410 , bei der sich der Kugelkäfig 1710 jeweils auf den halben Weg einstellt.
  • In 11a sind in der vergrößerten Einzelheit X die gleichen Einzelheiten wie in 10 mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei auf die vorherige Beschreibung Bezug genommen wird.
  • In 11b ist die vergrößerte Einzelheit X in veränderter Stellung gezeigt, wobei die Gelenkmittelebene in ihrer relativen Lage zum Gelenkaußenteil 1210 willkürlich als Bezugsebene EB gesetzt ist. Demgegenüber ist das Gelenkinnenteil 1410 um den Verschiebeweg VI axial nach rechts geschoben, während der Kugelkäfig 1710 um den halb so großen Verschiebeweg VC nach rechts verschoben ist. In dieser Position schlägt eine Innenkante 2510 des Gelenkaußenteils 1210 an der Außenfläche 2110 des Kugelkäfigs 1710 an. Eine Außenkante 2710 des Kugelkäfigs bildet einen entsprechenden Anschlag bei entgegengesetztem gleichgroßem Verschiebeweg. Mit α ist am Kugelkäfig 1710 der Winkel zwischen der Mittelebene des Kugelkäfigs und der Berührungslinie mit der Kante 253 eingezeichnet. Der Radius der Fläche 2110 am Kugelkäfig ist mit RC eingezeichnet.
  • In 12 sind unter Verwendung der bereits in 1 eingeführten Bezugsziffern an einem vereinfacht dargestellten Gelenk unter Weglassung des Käfigs Gelenkaußenteil 12, Gelenkinnenteil 14 und Kugeln 16 bezeichnet. In allen drei Darstellungen ist die durch die Kugelmittelpunkte definierte Mittelebene als Gelenkmittelebene E bezeichnet, d. h. eine neue künstliche Bezugsebene ist nicht eingeführt. Die Bahnen 19, 20 sind nur durch ihre Bahngrundlinien und ihre Bahnmittellinien 9, 10 bezeichnet. Die Bahnkanten sind ebenfalls vereinfachend weggelassen. Die Lage der Kugeln ist durch die Schnittpunkte der Bahnmittellinien 9, 10 definiert. Durch die Relativverschiebung von Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil zueinander, die mit Vmax bezeichnet ist, verschieben sich die Krümmungsmittelpunkte der Bahnmittellinien 9, 10 gegeneinander, wodurch sich zugleich die Steuerwinkel zwischen den einander zugeordneten Bahnmittellinien 9, 10 gegensinnig ändern. Der Minimalabstand der Krümmungsmittelpunkte von der Gelenkmittelebene E ist mit Q min, der Maximalabstand der Krümmungsmittelpunkte von der Gelenkmittelebene E mit Q max bezeichnet. Den Steuerwinkeln β zwischen den genannten Bahnmittellinien entsprechen die Winkel zwischen den senkrecht auf den Tangenten in den Schnittpunkten der Bahnmittellinien stehenden Radien. Jeweils die Hälfte dieser Winkel zwischen den Radien ist mit βmax/2, βmin/2 bezeichnet. Die Axialverschiebung soll so weit beschränkt sein, daß βmin/2 den Wert 4°, der kleinste Steuerwinkel βmin somit 8° nicht unterschreitet.

Claims (6)

  1. Kugelgleichlaufgelenk (11) in Form eines Gegenbahngelenkes, umfassend ein Gelenkaußenteil (12) mit Außenbahnen (19), ein Gelenkinnenteil (14) mit Innenbahnen (20), drehmomentübertragende Kugeln (16), die in Bahnpaaren aus Außenbahnen und Innenbahnen aufgenommen sind, die jeweils auf die Gelenklängsachse A bezogen nach außen gekrümmt sind, und einen Kugelkäfig (17) mit Käfigfenstern (18), in denen die Kugeln in einer gemeinsamen Ebene E gehalten sind und bei Gelenkbeugung auf die Winkelhalbierende Ebene geführt werden, erste Außenbahnen (191 ) bilden mit ersten Innenbahnen (201 ) erste Bahnpaare, deren erste Steuerwinkel β1 sich in einer ersten axialen Richtung R1 öffnen und in denen erste Kugeln (161 ) gehalten sind, zweite Außenbahnen (192 ) bilden mit zweiten Innenbahnen (202 ) zweite Bahnpaare, deren zweite Steuerwinkel β2 sich in einer zweiten axialen Richtung R2 öffnen und in denen zweite Kugeln (162 ) gehalten sind, wobei die Steuerwinkel β1, β2 als Winkel zwischen den Tangenten an die Kugelkontaktpunkte in den Bahnpaaren definiert sind, das Gelenkaußenteil (12) und das Gelenkinnenteil (14) sind relativ zueinander axial verschiebbar, die ersten Steuerwinkel β1 und die zweiten Steuerwinkel β2 ändern sich bei relativer axialer Verschiebung gegensinnig, der axiale Verschiebeweg Vmax ist auf das Einhalten eines Minimalwertes von mindestens 8° für die jeweils kleineren Steuerwinkel β1, β2 begrenzt, der axiale Verschiebeweg wird durch ein Anschlagen der Stirnkanten (26, 28) des Gelenkinnenteils (14) an einer sphärischen Innenfläche (23) des Kugelkäfigs (17) begrenzt.
  2. Kugelgleichlaufgelenk (11) in Form eines Gegenbahngelenkes, umfassend ein Gelenkaußenteil (12) mit Außenbahnen (19), ein Gelenkinnenteil (14) mit Innenbahnen (20), drehmomentübertragende Kugeln (16), die in Bahnpaaren aus Außenbahnen und Innenbahnen aufgenommen sind, die jeweils auf die Gelenklängsachse A bezogen nach außen gekrümmt sind, und einen Kugelkäfig (17) mit Käfigfenstern (18), in denen die Kugeln in einer gemeinsamen Ebene E gehalten sind und bei Gelenkbeugung auf die winkelhalbierende Ebene geführt werden, erste Außenbahnen (191 ) bilden mit ersten Innenbahnen (201 ) erste Bahnpaare, deren erste Steuerwinkel β1 sich in einer ersten axialen Richtung R1 öffnen und in denen erste Kugeln (161 ) gehalten sind, zweite Außenbahnen (192 ) bilden mit zweiten Innenbahnen (202 ) zweite Bahnpaare, deren zweite Steuerwinkel β2 sich in einer zweiten axialen Richtung R2 öffnen und in denen zweite Kugeln (162 ) gehalten sind, wobei die Steuerwinkel β1, β2 als Winkel zwischen den Tangenten an die Kugelkontaktpunkte in den Bahnpaaren definiert sind, das Gelenkaußenteil (12) und das Gelenkinnenteil (14) sind relativ zueinander axial verschiebbar, die ersten Steuerwinkel β1 und die zweiten Steuerwinkel β2 ändern sich bei relativer axialer Verschiebung gegensinnig, der axiale Verschiebeweg Vmax ist auf das Einhalten eines Minimalwertes von mindestens 8° für die jeweils kleineren Steuerwinkel β1, β2 begrenzt, der axiale Verschiebeweg wird durch ein Anschlagen von Umfangskanten (25, 27) im Gelenkaußenteil (12) an der sphärischen Außenfläche (21) des Kugelkäfigs (17) begrenzt.
  3. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (22) des Gelenkaußenteils (12) innenzylindrisch ist.
  4. Gelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangskanten (25, 27) durch zwei Innenkonen (29, 30) im Gelenkaußenteil (12) erzeugt sind, die über einen Innenzylinder (31) verbunden sind.
  5. Gelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (23) des Kugelkäfigs (17) innenzylindrisch ist.
  6. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkäfig (17) in einer axialen Stellung des Gelenkes bei gleich großen Steuerwinkeln β1 = β2 axiales Spiel gegenüber dem Gelenkaußenteil (12) und dem Gelenkinnenteil (14) hat.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011038719A1 (de) * 2009-09-30 2011-04-07 Neumayer Tekfor Holding Gmbh Verschiebegelenk

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