DE2164432C2

DE2164432C2 - Gleichlaufdrehgelenk

Info

Publication number: DE2164432C2
Application number: DE19712164432
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: 1973-09-27
Also published as: DE2164432A1; SU862841A3; AU462411B2; SE379841B; JPS5425174B2; IT1018014B; DE2164432B2; YU35474B; JPS5431135B2; JPS5260357A; BR7209085D0; YU82972A; CS158594B2; ES401430A2; ATA350972A; CH576592A5; AT329384B; JPS4869931A; AU4177072A; PL83561B1

Description

D;« Eriinduna betrifft 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 /wischen den beiden Gclcnkkörpern angeordneten Käfig, der die Kugeln 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 an geordneten Steuerkörpers geführt ist, wobei die Mittelpunkte von Kugelfläche und Hohlkugelfläche des Käfigs mit gleichem Abstand auf verschiedenen Seiten der die Kugelmittelpunkte enthaltenden Ebene liegen.

Bei einem derartigen Gleichlaufdrehgelenk ist nach dem Hauptpatent 2 114 536 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.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Gleichlaufdrehgelenk so weiter auszugestalten, daß es bei geringstmöglichem Bauaufwand, d. h. nur durch Anpassung der ohnehin erforderlichen Mittel geeignet ist, zumindest unter Beugung als Festgeknk eingesetzt zu werden. Es gibt nämlich eine Reihe von Einsatzfällen für Gleichlaufdrehgelenkc (z. B. bei einem Hinterradantrieb von Kraftwagen, bei dem die Halbachsen unter Pfeilung stehen), bei denen sich diese stets unter Beugung befinden.

Darüber hinaus hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die Steuerkörper von Axialkräften freizuhalten und des weiteren das Gelenk so auszubilden, daß es auch bei gestreckter Lage zur Aufnahme von Axialkräftcn in zumindest einer Hauptrichtung geeignet ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, da; Gleichlaufdrehgelenk so weiter auszugestalten, dal dieses bei geringem Bauaufwand als Schiebegelenk kupplung für geringe Schiebewege cinsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge löst, daß, wie an sich bekannt, der innere Gelenk körper in seiner Achsrichtung seitlich der die Kugel mittelpunkte enthaltenden Ebene kugelig ausgebilde ist. daß er einen Kugeldurchmesser aufweist, de

dem der Slcuerkörper entspricht, und daß bei Ausbildung als Fcslgelenkkupplung die Mittelpunkte der seitlichen Kugelflächen mit dem Mittelpunkt der Kusicilüclie der Sleuerkörper identisch sind oder daß bei Ausbildung als Schiebegelenkkupplung mindestens ein Mittelpunkt einer seitlichen Kugelfläche des iniK ren Gelenkkörpers auf der Achse des inneren Gelenkkörpers in Richtung der anderen seitlichen Kugelfläche versetzt angeordnet ist.

Von Vorteil bei dieser Lösung ist, daß orr-.e zusiii/iK-hi'ii Aufwand, d.h. lediglich durch Anpassung de; ohnehin vorhandenen Mittel die Weiterbildung aN Festgelenk- und als Schiebegele kkupplung für genüge Schiebewege möglich ist.

ierner ist von Vorteil, daß zusätzliche Halleele-HKiHe, die die Lage der Steuerkörper gegenüber dem ir.iiv-ren Gelenkteil fixieren sollen, entbehrlich sind.

Weiter ist von Vorteil, daß die Axialkraft nicht

tli.rjli die Steuerkörper geleitet wird.

;s sind Gleichlaufdrehgelenke bekannt, bet denen tk: Käfig mit seiner Hohlkugelfläche auf der kuge-UiVη Außenfläche des inneren Gelenkkörpers angeordnet ist (deutsche üffenlegungsschrift 2 044 701). hierbei wirkt die kugelige Außenfläche als Steuer-IV.ehe, um den Käfig in die homokinetische Ebene ■/■■; führen.

t'ra zu erreichen, daß der Schiebeweg unter Beugung auf eine bestimmte Größe oder Null bein enzt ist, ist nach der Erfindung vorgesehen, daß i!er Innendurchmesser des Käfigs seitlich seines ί lohlkugelteils mindestens auf einer Seite etwa gleich dem Außendurchmesser des inneren Gelenkkörpers ist.

Um zu gewährleisten, daß das Gelenk in gestreckter Anordnung als in einer Richtung wirkendes Festgelenk ersetzbar ist, und zwar ohne weitere Fixiermittel, ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß der Innendurchmesser des Käfigs auf einer Seite seines Hohlkugelteils kleiner ist als der Außendurchmesser des inneren Gelenkkörpers.

Um zu erreichen, daß auch bei gestreckter Lage das Gelenk als Fcstgelenk mindestens in einer Richtung einsetzbar ist, ist vorgesehen, daß der Käfig oder der innere Gelenkkörpcr einen Einstich je geforderter Kraftrichtung zur Aufnahme eines Federringes aufweist.

Soll das Gelenk, bei dem der innere Gelenkkörper mit einer Umfangsnut versehen ist, als Schiebegelenkkupplung für geringen Schiebeweg eingesetzt werden, so ist des weiteren nach der Erfindung vorgesehen, daß der bzw. die Steuerkörper um eine dem Versatz der Mittelpunkte entsprechende Strecke, ausgehend vom radialfedernden Ring, verkürzt sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Gleichlaufdrehgelenks nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 ein Gelenk mit kugeliger Ausbildung des inneren Gelenkkörpcrs (Festgelenk unter Beugung), Fig. 2 eine Feslgelenkkupplung, bei der die Hohlkugel des Käfigs die Außenteilkugel des inneren Gelenkkörpers zumindest teilweise überdeckt und mit Einstich für einen Federring,

Fig. 2 a eine Einzelheit X gemäß Fig. 2 im vergrößerten Maßstab,

F i g. 3 eine Fcstgelenkkupplung, bei der in Abänderung zu der gemäß Fig.2 eine Stufe am inneren Gelenkkörper zur Einführung eines federnden Rinues vorhanden ist.

Fig. 4 eine Festgelenkkupplung, bei der in Abänderung zu der gemäß Fig. 2 der innere Gelenkkörper mit einer Umfangsnut zur Aufnahme eines federnden Ringes versehen ist,

Fig. 5 eine Schiebegelenkkupplung mit begrenztem Schiebeweg und einem federnden Ring, vergleichbar dem gemäß F i g. 3, und

Fig. 6 eine Schiebegelenkkupplung mit begrenztem Schiebeweg und einer Umfangsnut mii federndem Ring, vergleichbar der Ausbildung gemäß F i g. 4.

Die Zeichnung zeigt axiale Halbschnitie durch die Stege zwischen zwei benachbarten Rillen; Fenster, Kugeln und Rillengrund sind gestrichelt und versetzt gezeichnet.

Das Gelenk gemäß Fig. 1 weist einen äußeren Gelenkkörper 1 auf, dessen Innenraum mil über den Umfang verteilten Rillen 5 zur Aufnahme von Kugeln 4 zur Drehmomentübertr" ;ung versehen ist und dessen Innenraum darüber hinr.us hohlkugelartig ausgebildet ist, wobei die Hohlkugel 3 zur Aufnahme des mit einer Außenkugel versehenen Käfigs 2 dient. Der Käfig2 weist in korrespondierender Lage zu den Ri'.cn5 Fenster auf, in denen die Kugeln4 aufgenommen sind. Der Käfig 2 ist des weiteren mit einer zylindrischen Bohrung 12,12« versehen, die sich über die axiale Länge des Käfigs erstreckt, sowie mit einer Hohlkugel 7, in der Stcuerkörpero sich abstützen, die andererseits auf den Siegen 8 des mit Rillen, die zu denen des äußeren Gelenkkörpers 1 korresspondieren. versehenen inneren Gelenkkörpers 11 aufliegen. Der Durchmesser der zylindrischen Bohrung 12. 12a entspricht etwa dem Außendurchmesser des inneren Gelenkkörpers 11. so daß der innere Gelenkkörper 11 in den Käfig 2 von beiden Seiten axial eingeführt werden kann. Der irncre Gelenkkörper 11 weist darüber hinaus seitlich der die Mittelpunkte der Kugeln 4 enthaltenden Ebene Kugelflächen 9, IO auf. Bei Beugung der Achsen von äußerem Gelenkkörper 1 und innerem Gelenkkörper II zueinander liegen die seitlichen Teilkugeln 9,10 des inneren Gelenkkörpers 11 in der Hohlkugel 7 des Käfigs 2 an. Eine Verschiebung zwischen innerem Gelenkkörper 11 und äußerem Gelenkkörper 1 ist dann nicht mehr möglich. Das Gelenk ist unter Beugung ein Festgelenk.

Das Gelenk gemäß Fig. 2 ist auch in gestreckier Lage als Festgelenk einsetzbar.

Der wesentliche Unterschied zum Gelenk gemäß F i g 1 ist darin zu sehen, daß die Hohlkugel 7 des Käfigs 2 auf einer Seite, und zwar auf der der Welle 13 des inneren Celenkkörpers 11 abgerundeten Seite, den Gelenkkörper bzw. dessen i'eilkugel IO i'uch schon bei gestreckter Lage zumindest teilweise umfaßt. Aus diesem Grunde ist die zylindrische BoIi-ίι5 rung 12 des Kätigs2 auf dieser Seile im Durchmesser kleiner als der Atißentliirchinesscr des inneren Cielenkkörpers 11. Auf der anderen Seite ist der Durchmesser der zylindrischen Bohrung 12 α des Kiifies etwa gleich dem AiilJendurchmesser des inneren Go Gelenkkörpcrs 11. Dieses Maß muß mindestens auf einer Seite der zylindrischen Bohrung 12 des Käfigs vorhanden sein, um das Gelenk zusammenbauen zu

können.

Damit jedoch das Gelenk in der Lage isi. auch (>5 in Richtung dieser Bohrung 12 ₍/ Axialkräfte bei gestreckter Lage aufnehmen zu können, ist in der Bohrung 12α ein Hinsiich 14 vorhanden, dessen eine Kante 16 en· a parallel zur Oberfläche der I'eilkugel 9

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verläuft und zu dieser einen Abstand aufweist, der der Hohlkugel 7 des Käfigs 2 ist der innere Gelcnketwa der Dicke des einzuführenden federnden Ringes körper 11 mit einer Umfangsnut20 versehen, die in 15 entspricht. Der Ring 15 ist so bemessen, daß sein ihrer Tiefe so bemessen ist, daß der in ihr befindliche freier Durchlaßdurchmesser D im eingebauten Zu- federnde Ring21 für das Montieren so zusammenstand des Ringes 15 kleiner ist als der Außcndurch- 5 gedrückt werden kann, daß er mit seinem Außenmcsscr des inneren Gclcnkkörpers II. Diese Erfor- umfang innerhalb der Kontur des inneren Gclcnkdcrnifsc müssen in gleicher Weise auch bei einem körpers 11 liegt. Im zusammengebauten Zustand Ring mit rundem oder rechteckigem Querschnitt liegt sein äußerer Umfang in der Hohlkugel 7 des erfüllt sein. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Fest- Käfigs2 an und ist dieser in seiner Form angepaßt, gelenk ist in Abwandlung zu Fig. 2 ein Ring 17 io Der Steuerkörper6 stützt sich axial an einer Seitenmit einer kugeligen Außenfläche 18 vorgesehen, die fläche des Ringes 21 ab. Durch diese Anordnung der der Hohlkugel 7 des Käfigs 2 angepaßt ist. ist bei geringen Axialkräften möglich, die Funktion Innerer Gclenkkörper 11 und Steuerkörpero sind der seitlichen Teilkugelflächen 9, IO auf den Ring21 abgesetzt (Stufe 19). Die zur Achse des inneren Gc- zu übertragen, so daß für diesen Fall die seitlichen lenkkörpcrs 11 parallel verlaufende Kante der Stufe 15 Teilkugelflächen entbehrlich sind.
19 weist in gestreckter Lage des Gelenks zur Boh- Fig. 5 zeigt eine Schiebegelenkkupplung. Die Anrungswandung der Bohrung 12« einen Abstand auf, Ordnung und Ausbildung von Käfig 2 und Ring 17 der geringfügig größer ist als die größte Dicke des entsprechen im wesentlichen der in F i g. 3 dargc-Ringes 17. Die Breite der Stufe 19 und der Ring 17 stellten. Lediglich der innere Gelenkkörper 11 isl sind so bemessen, daß der Ring 17 mit einer Seite 20 anders ausgebildet. Die axiale Erstreckung des inncan der rechtwinklig zur Achse des inneren Gelenk- ren Gelcnkkörpers 11 wurde dadurch verkürzt, daß körpers 11 verlaufenden Kante der Stufe 19 so an- der Mittelpunkt 22 der Teilkugelflächc 10 von dieser liegt, daß nur ein möglichst geringes Axialspiel der weg, ausgehend vom Mittelpunkt 23 der Hohlkugel 7 Gclcnktcile zueinander vorhanden ist. Der Ring 17 des Kaligsll bzw. der Außenkugel des Steuerkörmit seiner kugeligen Oberfläche tritt stellvertretend 25 pers6, um eine durch die Verschiebung bestimmte an die Stelle der Teilkugel 9 der Ausbildungen nach Strecke X auf der Achse des inneren Gelenkkörpcrs den Fig. 1 und2. 11 versetzt angeordnet ist. Der innere Gelenkkörper

bs ist auch möglich, die andere Teiikugel 10 durch kann daher gegenüber dem Steuerkörper 6 h™

einen solchen Ring 17 zu ersetzen. Ring 17 und die Käfig 2 axial bewegt werden.

Teilkugel 9,10 haben die gleiche Wirkung. Um ein 30 F i g. 6 zeigt ebenfalls eine Schiebegelenkkupplung,

radiales Ausweichen des Ringes 17 nach innen unter die im wesentlichen dem Aufbau des Festgelenks

größerer Axialkraft zu vermeiden, ist es möglich, in gemäß F i g. 4 entspricht. Der Mittelpunkt 22 der

den nach Entspannung des Ringes 17 im Einbau- Teilkugelfläche 10 ist genau wie bei der Schicbcge-

zustand zwischen diesem und der parallel zur Achse lenkkupplung nach F i g. 5 auf der Achse des inneren

des inneren Gelenkkörpers 11 verlaufenden Kante der 35 Gelenkkörpers 11 um einen bestimmten Betrag A",

Stufe 19 vorhandenen freien Raum Sicherungsstüeke ausgehend vom Mittelpunkt 23 der Hohlkugel 7 des

einzulegen. Käfigs 2 bzw. der Außenkugel des Steuerkörpers 6,

Bei dem in F i g. 4 dargestellten Festgelenk ist der von der Teilkugelfläche 10 weg "ersetzt. Infolge der Durchmesser der zylindrischen Bohrung 12 des vorhandenen Umfangsnut20 mit Ring 21 ist es erKäfigs 2 über die ganze Länge des Käfigs 2 gleich 40 forderlich, den Steuerkörper 6, ausgehend vom Ring und entspricht etwa dem Außendurchmesser des 21, um den Versatz X der Mittelpunkte 22 und 23 inneren Gelenkkörpcrs 11. In der Nähe eines Endes zu kürzen.

Hierzu 1 Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. 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 xo seiner Außenfläche Kugelrillen aufweist, die den Kugelrillen des äußeren Gclenkkörpers gegenüberliegen, sich ebenfalls mindestens mit ihrer Hauptrichtung parallel zu seiner Achse erstrecken und jeweils gemeinsam mit der zugehörigen Kugelrille des äußeren Gelcnkkörpers eine Kugel aufnehmen, und mit einem zwischen den beiden Gelenkkörpern ungeordneten Käfig, der die Kugeln in einer zu seiner Achse im rechten Winkel stehenden Ebene hält, und mit einer an ao 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 Tiit gleichem Abstand auf verschiedenen Seiten der die Kugelmittelpunkte enthaltenden Ebene liegen, wobei 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, nach Patent 2 114 536, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, der innere Gelenkkörper (11) in seiner Achsrichtung seitlich der die Kugelmittelpunkte enthaltenden Ebene kugelig ausgebildet ist, daß er einen Kugeldurchmesser aufweist, der dem der Steuerkörper (6) entspricht, und daß bei Ausbildung als Festgelenkkupplung die Mittelpunkte (22) der seitlichen Kugelflächen (9, 10) mit dem Mittelpunkt (23) der Kugelfläche der Steuerkörper (6) identisch sind oder daß bei Ausbildung als Schiebegelenkkupplung mindestens ein Mittelpunkt (22) einer seitlichen Kugelfläche (10) des inneren Gelenkkörpers (11) auf der Achse des inneren Gelenkkörpers (11) in Richtung der anderen seitlichen Kugelfläche (9) versetzt angeordnet ist.

2. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Käfigs (2) seitlich seines Hohlkugelteils (7) mindestens auf einer Seite etwa gleich dem Aiißendurchmesser des inneren Gelenkkörpers (11) ist.

3. Gleiclilaufdrehgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Käfigs (2) auf einer Seite seines Hohlkugelteils (7) kleiner ist als der Außendurchmesser des inneren Gelenkkörpcrs (11) (F i g. 2, 3, 5).

4. Gleichlaufdrehgelcnk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß " der Käfig (2) oder der innere Gelenkkörper (11) einen Einstich (14; 19; 20) je geforderter Kraftrichtung zur Aufnahme eines Federringes (15; 17; 21) auf-5 Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung als Schiebegelenkkupplung der Steuerkörper (6) um eine dem Versatz der Mittelpunkte (22 und 23) entsprechende Strecke (A"), ausgehend vom Ring (21), verkürzt ist (F i g. 6).