DE2164431B2

DE2164431B2 - Gleichlaufdrehgelenk

Info

Publication number: DE2164431B2
Application number: DE19712164431
Authority: DE
Inventors: Sobhy Labib 5210 Troisdorf Girguis
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Automotive GmbH
Priority date: 1971-12-24
Filing date: 1971-12-24
Publication date: 1972-12-28
Also published as: CS158580B2; DE2164431C2; ATA351072A; SE368856B; IT1045133B; JPS5216186B2; SU668624A3; BR7209079D0; AU462412B2; AT327694B; JPS4869932A; DE2164431A1; CH575084A5; AU4177172A

Description

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fensterflächen des Käfigs, die in einer Ebene, die rechtwinklig zur Achse des Käfigs verläuft, liegen und dem Mittelpunkt der Außenkugel des Käfigs am nächsten sind, durch radial in den
Hohlraum des Käfigs hineinragende Vorsprünge verlängert sind und sich mindestens über einen Teil der Länge dieser Fensterflächen erstrecken.
Von Vorteil bei dieser Lösung ist, daß bei einem Schiebegelenk. bei dem Käfig und Steuerkörper eine Einheit bilden und bei dem der innere Gelenkkörper gegenüber dieser Einheit eine Axialbewegung ausführt, extreme Beugewinkel erreicht werden können, ohne daß die Funktionssicherheit des Gelenkes nachteilig beeinflußt wird, d. h. die Kugeln festgeklemmt werden können bzw. die Innenkanten der Fensterflächen beschädigt werden und daß alle Kugeln an der Kraftübertragung beteiligt sind. Ferner wird durch den gewählten Aufbau ein Gelenk geschaffen, das eine gute Steuerung infolge der großen Hebelarme gewährleistet.
Der Erfindung lag also die Erkenntnis zugrunde, daß der Raum der Kugelrillen zusätzlich zu nutzen ist Bei den bekannten Gelenken mit einem Versatz der Mittelpunkte von Hohl- und Außenkugel des Käfigs gegenüber der die Kugelmittelpunkte enthaltenden Ebene erfordert die Montage des inneren Gelenkkörpers eine Ausdrehung des Käfigs bis in den Bereich der Fenster, wodurch in Fenstermitte Einführungsausnehmungen entstehen, welche die Fensterhöhe verringern (deutsche Patentschrift 1 297 415).
Bei dieser Art von Gelenk ist es nicht möglich, bei einem großen Versatz der vorgenannten Mittelpunkte große Beugewinkel zu erreichen. Die Erfindung schlägt also einen zu der bekannten Lehre entgegengesetzten Weg vor.
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Schiebegelenkkupplung für große Beugewinkel mit Vorsprüngen an den Fensterflächen im Längsschnitt, F i g. 2 einen Querschnitt durch den Käfig und den zugeordneten inneren Gelenkkörper.
Die Schiebegelenkkupplung besteht im wesentlichen aus dem äußeren Gelenkkörperl, der einen axial sich erstreckenden Hohlraum aufweist, der mit über seinen Umfang verteilten Rillen 2 zur Aufnahme von Kugeln 3 versehen ist, einem inneren Gelenkkörper 4. der mit auf seinem äußeren Unfang verteilten Rillen 5 versehen ist und einem Käfigs, der eine der Anzahl der Rillen 2 bzw. 5 entsprechende Anzahl von Fenstern 7 aufweist, in denen in den Rillen 2 und 5 angeordnete Kugeln 3 zur Drehmomentübertragung aufgemommen sind.
Ferner weist der äußere Gelenkkörper 1 eine Hohl- kugel auf, in der die Außenkuge18 des Käfigs 6 gelagert ist.
Der Käfig 6 weist ebenfalls eine Hohlkuge19 auf, in der Steuerkörper 10 gelagert sind, die auf den zwischen zwei benachbarten Rillen 5 des inneren Gelenkkörpers 4 befindlichen Stegen verschiebbar angeordnet sind. Die Mittelpunkte der Außenkugel 8 bzw.
Hohlkugel des äußeren Gelenkkörpers 1 und der Hohlkugel 9 des Käfigs 6 liegen auf verschiedenen Seiten der die Kugelmittelpunkte enthaltenden Ebene.
Um einen großen Beugewinkel zu erreichen, ist der Hohlraum des Käfigs 6 in seinem Bereich neben den SteuerkörpernlO kegelig (Kegelll) erweitert ausgebildet. Insbesondere bei Gelenken mit großem Versatz der Mittelpunkte von Außenkugel 8 und Hohlkugel 9 des Käfigs 6 entsteht in dem Bereich des Käfigs6, in dem sich die Fenster 7 befinden, eine starke Erweiterung infolge der relativ großen axialen Erstreckung des Käfigs 6 in diesem Bereich.
Der Kegelwinkel des Kegels 11 ist gleich dem Beugewinkel, da der Käfig 6 nur den halben Beugewinkel ausführt, um die Kugeln 3 in die homokinetische Ebene zu bewegen. Um ein sicheres Führen der Kugeln 3 auch im Erweiterungsbereich des Kegels 11 des Käfigs 6 zu gewährleisten, sind die Fenster flächen 12, die dem Mittelpunkt 15 der Außenkugel 8 des Käfigs 6 am nächsten sind, mit einem Vorsprung 13 versehen, der radial in den Hohlraum (Kegel 11) des Käfigs 6 hineinragt und sich mindestens über einen Teil der Länge der Fensterflächen 12 (in Umfangsrichtung des Käfigs 6 gesehen) erstreckt.
Länge und Form der Vorsprünge 13, auch in Richtung der Achse des Käfigs 6, ergeben sich aus dem erforderlichen Abmaß und der Form der Rücksprünge 14 zwischen zwei Fenstern 7 bzw. Vorsprünge 13, die durch den Raumbedarf der zwischen zwei Kugelrillen 5 des inneren Gelenkkörpers 4 befindlichen Stege 16 bei Beugung und Verschiebung des inneren Gelenkkörpers 4 gegenüber dem äußeren Gelenkkörper 1 bzw. Käfig 6 bestimmt sind.
Der Käfig 6 ist am Außenumfang, d. h. im Bereich seinerAußenkugel 8 mit einer sich etwa über die Breite der Fenster 7 erstreckenden Umfangsnut versehen, die so in ihrer Tiefe bemessen ist, daß der Käfig 6 in einer um 900 gegenüber dem äußeren Gelenkkörper 1 gedrehten Stellung in denselben eingeführt werden kann. Der Vorsprung 13 an der Fensterfläche 12 bietet noch den Vorteil, daß über die Länge der Fensterfläche 12 (in Umfangsrichtung des Käfigs 6) die Fensterhöhe annähernd gleich bleibt. Der Käfig 6 wird also nicht geschwächt.

Claims

Patentanspruch: Gleichlaufdrehgelenk mit einem äußeren Gelenkkörper, der einen Hohlraum besitzt und in seiner Innenfläche Kugelrillen aufweist, die sich mindestens mit ihrer Hauptrichtung parallel zu seiner Achse erstrecken, einem in dem Hohlraum angeordneten inneren Gelenkkörper, der in seiner Außenfläche Kugelrillen aufweist, die den Kugelrillen des äußeren Gelenkkörpers gegenüberliegen, sich ebenfalls mindestens mit ihrer Hauptrichtung parallel zu seiner Achse erstrecken und jeweils gemeinsam mit der zugehörigen Kugelrille des äußeren Gelenkkörpers eine Kugel aufnehmen, und mit einem zwischen den beiden Gelenkkörpern angeordneten Käfig, der die Kugeln in Fenstern in einer zu seiner Achse im rechten Winkel stehenden Ebene hält und mit einer an seiner Außenseite vorgesehenen Kugelfläche in der Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers und mit einer an seiner Innenseite vorgesehenen Hohlkugelfläche auf einer Kugelfläche eines als besonderes Bauteil am inneren Gelenkkörper angeordneten Steuerkörpers geführt ist, wobei die Mittelpunkte von Ku-Kugelfläche und Hohlkugelfläche des Käfigs mit gleichem Abstand auf verschiedenen Seiten der die Kugelmittelpunkte enthaltenden Ebene liegen, wobei die Kugelrillen des inneren Gelenkkörpers durch den Steuerkörper hindurchverlaufen, nach Patentanmeldung P 21 14 536.8-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fensterflächen (12) des Käfigs(6), die in einer Ebene liegen, die rechtwinklig zur Achse des Käfigs verläuft, und dem Mittelpunkt(15) der Außenkugel (8) des Käfigs am nächsten sind, durch radial in den Hohlraum des Käfigs hineinragende Vorsprünge (13) verlängert sind und sich mindestens über einen Teil der Länge dieser Fensterflächen erstrecken.

Die Erfindung berifft ein Gleichlaufdrehgelenk mit einem äußeren Gelenkkörper, der einen Hohlraum besitzt und in seiner Innenfläche Kugelrillen aufweist, die sich mindestens mit ihrer Hauptrichtung parallel zu seiner Achse erstrecken, einem in dem Hohlraum angeordneten inneren Gelenkkörper, der in seiner Außenfläche Kugelrillen aufweist, die den Kugelrillen des äußeren Gelenkkörpers gegenüberliegen, sich ebenfalls mindestens mit ihrer Hauptrichtung parallel zu seiner Achse erstrecken und jeweils gemeinsam mit der zugehörigen Kugelrille des äußeren Gelenkkörpers eine Kugel aufnehmen, und mit einem zwischen den beiden Gelenkkörpern angeordneten Käfig, der die Kugeln in Fenstern in einer zu seiner Achse im rechten Winkel stehenden Ebene hält und mit einer an seiner Außenseite vorgesehenen Kugelfläche in der Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers und mit einer an seiner Innenseite vorgesehenen Hohlkugelfläche auf einer Kugelfläche eines als besonderes Bauteil am inneren Gelenkkörper angeordneten Steuerkörpers geführt ist, wobei die Mittelpunkte von Kugelfläche und Hohlkugelfläche des Käfigs mit gleichem Abstand auf verschiedenen Seiten der die Kugelmittelpunkte enthaltenden Ebene liegen, wobei die Kugelrillen des inneren Gelenkkörpers durch den Steuerkörper hindurchverlaufen.

Bei einem derartigen Gleichlaufdrehgelenk ist nach der Hauptpatentanmeldung P 2114536.8-12 vorgesehen, daß sowohl bei Verwendung als Fest- als auch als Schiebegelenkkupplung die Kugelrillen des inneren Gelenkkörpers mit zumindest dem wesentlichen Teil ihrer radialen Tiefe innerhalb des Steuerkörpers angeordnet sind.

Es sind folgende Bedingungen für ein derartiges Gelenk bei Vergrößerung des Beugewinkels zu berücksichtigen: ein großer Beugewinkel erfordert einen entsprechend großen Bewegungsraum des inneren Gelenkkörpers gegenüber dem Käfig, d.h. der Hohlraum des Käfigs muß vergrößert werden.

Der Käfig bewegt sich bei einem Gelenk, wie es als bekannt vorausgesetzt ist, gegenüber dem inneren Gelenkkörper um den Mittelpunkt der Hohlkugel des Käfigs. Bei einem Gelenk mit großem Versatz des Mittelpunktes der Hohlkugel des Käfigs und des Mittelpunktes der Außenkugel des Käfigs gegenüber der die Mittelpunkte der Kugeln enthaltenden Ebene führt dazu, daß der Käfig einseitig eine relativ größere axiale Erstreckung aufweist. Daraus ergibt sich, daß der Hohlraum des Käfigs mit wachsendem Abstand vom Mittelpunkt seiner Hohlkugel weiter werden muß.

Da sich die Fenster zur Aufnahme der Kugeln in diesem Bereich des Käfigs befinden, ist eine Verringerung der Dicke des Käfigs und damit der Fensterhöhe die Folge. Ferner ist zu berücksichtigen, daß bei Beugung des Gelenkes die Anlage der Kugeln an einer Fensterfläche sich in radialer Richtung verschiebt, zudem wechselt noch die Anlage der Kugeln an den Fensterflächen, d. h. die Kugel liegt über einen Teil einer Umdrehung des Gelenkes an der der Hohlkugel des Käfigs nächstliegenden und über einen weiteren Teil der Umdrehung an der der Hohlkugel des Käfigs entfernt liegenden Fensterfläche an.

Betroffen von der Verkleinerung der Fensterhöhe ist im wesentlichen die der Hohlkugel des Käfigs entfernt liegende Fensterfläche. Ein Abweichen zu einem kleinen Versatz der Mittelpunkte von Hohl- und Außenkugel des Käfigs beidseitig der die Kugelmittelpunkte enthaltenden Ebene würde zu einer Verschlechterung der Steuerung des Gelenkes führen, und zwar infolge der kleineren Hebelarme. Eine Verringerung der Fensterfläche kann aber auch dazu führen, daß die Innenkante der der Hohlkugel des Käfigs entfernt liegenden Fensterfläche oberhalb des Mittelpunktes der Kugeln liegt, so daß diese eingeklemrnt werden können und damit das Gelenk funktionsunfähig wird.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, das Gleichlaufdrehgelenk nach dem Hauptpatent (-anmeldung) so weiterauszugestalten, daß eine Vergrößerung des Beugewinkels unter Beibehaltung eines relativ großen Versatzes der Mittelpunkte von Hohl-und Außenkugel des Käfigs beidseitig der die Kugelmittelpunkte enthaltenden Ebene möglich ist, ohne daß die Führung der Kugeln durch den Käfig nachteilig beeinflußt wird.