DE2225499B2

DE2225499B2 - Gleichlaufdrehgelenk

Info

Publication number: DE2225499B2
Application number: DE2225499A
Authority: DE
Inventors: Kei Aichi Kimata (Japan)
Original assignee: Toyo Bearing Manufacturing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1971-05-25
Filing date: 1972-05-25
Publication date: 1973-09-20
Also published as: FR2139068A1; AU4266372A; FR2139068B1; SE387418B; US3802221A; IT958046B; GB1378691A; CA953524A; JPS5234699B1; DE2225499C3; CH565330A5; AT317620B; DE2225499A1

Description

der Kugeln 5. In ein am vorderen Ende mit einem F i g. 6 und 7 gezeigte. Zusätzlich wird die Axialbehohlen Teil 7 versehenen Führungskäfig 5 sind drei wegung des Kupplungsteils 1 und des zentralen Teils 3 Löcher 8 von gleichem Durchmesser *ie die Kugeln 5 durch Schnappringe 9 und 10 bewirkt,
gebohrt, welche den Führungsrillen4 im äußeren Fig. 10 zeigt auf die Kugel5 wirkende Kräfte,

zylindrischen Kupplungsteil 1 entsprechen. Die Ku- 5 wenn der Käfig 6 des Gelenks nach der ersten in geln 5 befinden sich in den Löchern 8 des Käfigs 6 F i g. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform mit einem und passen in die Führungsrillen 4 des Kupplungs- Drehmoment belastet ist. Die Kugel 5 wird tangential teils 1 zur Kraftübertragung zwischen dem Kupp- zum Wälzkreis durch das Loch 8 in dem Käfig 6 mit lungsteil 1 und dem Käfig 6. Der Käfig 6 ist längs der einer Kraft gepreßt, welche ausgedrückt wird durch Führungsrillen 4 im Kupplungsteil 1 mit Hilfe der io Fr = (Drehmoment/3)/Wälzkreisradius.
Kugeln axial beweglich. Die Elemente sind auch in Wenn Ft in Komponenten aufgelöst wird, befindet

einem gewissen Ausmaß in bezug auf die Achse des sich eine Kraft Fa am Berührungspunkt zwischen Kupplungsteils 1 winklig verschiebbar. Der Käfig 6 der Kugel 5 und dem Kupplungsteil 1 und die andere kann an eine Antriebswelle und das Kupplungsteil 1 Kraft Fp am Berührungspunkt zwischen der Kugel an eine getriebene Welle angeschlossen werden oder 15 und dem zentralen Teil 3, so daß ein Drehmoment umgekehrt, wobei ein Drehmoment von der Antriebs- übertragen wird.

welle auf die getriebene Welle übertragen werden Fig. 11 und 12 zeigen Kräfte, die auf eine Kugel

kann. wirken, wenn ein Drehmoment auf die zweite Aus-

Wie in F i g. 1, 2 gezeigt ist. ist eine Manschette 14 führungsform (F i g. 4 und 5) bzw. die dritte Ausum das offene Ende des Kupplungsteils 1 befestigt 20 führungsform (F i g. 6 und 7) ausgeübt wird. Die und verhindert das Abgleiten des Käfigs 6. Eine bieg- zweite Ausführungsform ist hinsichtlich der Besame Abdeckmanschette 11 aus Gummi od. dgl. ist rührungskraft zwischen dem Kupplungsteil und der vorgesehen, um den Gelenkteil des Kupplungsteils 1 Kugel die vorteilhafteste.

und Käfigs 6 zu bedecken, wobei die beiden Enden Wenn in F i g. 1 der Käfig 6 um einen Winkel Θ in

der Abdeckmanschette 11 fest gegen die entsprechen- as der Papierebene in bezug auf das Kupplungsteil verden Teile 1, 6 mittels Klemmringen 12, 13 gehalten schoben wird, dann werden die Kugeln 5, wie in werden. F i g. 13 gezeigt, längs der Führungsrille 4 von A

Die Abdeckmanschette hält nicht nur den Gelenk- nach A' bzw. B nach B' bewegt. Bei O' ist der Schnittteil staubfrei, sondern dient auch als Abdichtungsglied punkt zwischen der Achse des winklig versetzten für das darin eingeschlossene Fett. Wie ersichtlich, 30 Käfigs 6 und der Mittelebene der Löcher bezeichnet.

SrgetielU * ^§' * ^ ⁹ ^ *"* *"**'** ^AbdeckunS Da OB = WW, ÖÖ' = 4 (see Θ - 1) = e und

Eine zweite Ausführungsform ist in F i g. 4 und 5 ~QÄ — R see Θ = R 4- le. Wenn das Kupplungsteil

beschrieben. Bei dieser Ausführungsform sind die mit einer Winkelgeschwindigkeit von ω gedreht wird,

inneren und äußeren Umfangsflächen einer ringförmi- 35 wird der Punkt O' mit einer Winkelgeschwindigkeit

gen Aushöhlung, d. h. die innere Umfangsfläche von 3 ω um O gedreht.

eines äußeren zylindrischen Kupplungsteils 1 und die F i g. 14 im ein Schnitt längs der Linie A'-B' der äußere Umfangsfläche eines zentralen Teils3 mit drei Fig. 13 und zeigt die Umfangsgeschwindigkeiten axial verlaufenden, parallelen Führungsrillen 4 bzw. 4' der Punkte A' und O'. Das momentane Bewegungsversehen. Die Führungsrillen 4' und die Kugeln 5 *o Zentrum des Käfigs 6 liegt im Punkt O, da OO' = e stehen in Winkelberührung miteinander. und δ/Ρ = R + 2e, O"A' = R. Daraus folgt, daß

F i g. 6 und 7 zeigen eine dritte Ausführungsform, der Käfig 6 sich um sein momentanes Bewegungs-

bei welcher die Führungsrillen an der inneren Um- Zentrum O" mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit ω

fangsfläche des äußeren zylindrischen Kupplungsteils 1 bewegt wie das äußere zylindrische Kupplungsteil 1.

weggelassen sind und statt dessen die Führungs- 45 Das Gelenk hält infolge der Tatsache, daß das mo-

rillen 4' in dem zentralen Teil tiefer gemacht sind, um mentane Bewegungszentrum des Käfigs 6 von der

die Drehmomentübertragung zwischen dem Käfig Achse des Kupplungsteils 1 abweicht, konstante Ge-

und einer an das zentrale Teil 3 angeschlossenen ge- schwindigkeit aufrecht.

triebenen Welle zu bewirken. Zusätzlich stehen die Soweit beschrieben, weist das Gelenk ein Kupp-

Führungsrillen 4' und Kugeln 5 in Wi.ikelberührung 50 lungsteil 1 mit einem zentralen Teil 3 auf, das im

zueinander. zentralen Bereich der hohlen Bohrung 2 desselben

in F i g. 8 ist ein Verdrehglied 6 am Umfang mit befestigt ist, um eine ringförmige Aushöhlung vorzuzwei Reihen von Löchern 8 versehen, und zentrale sehen. Das Kupplungsteil hat axial verlaufende Teile sind in dem Mittelbereich des hohlen Teils be- parallele Führungsrillen, die in einer oder beiden festigt. Zwei äußere zylindrische Kupplungsteile 1, 55 inneren und äußeren Umfangsflächen 4 und 4' der deren innere Umfangsflächen mit Führungsrillen4 ringförmigen Aushöhlung vorgesehen sind; ferner parallel zu den zentralen Teilen 3 versehen sind, sind weist das Gelenk einen Käfig 6, in dessen hohlen von den entgegengesetzten Enden eines Käfigs einge- Teil 7 Löcher 8 gebohrt sind, und Kugeln 5 auf, die seizt. In diesem Fall ist eines der äußeren Teile mit in die Führungsrillen 4, 4' und Löcher 8 eingesetzt einer Antriebswelle und das andere mit einer getrie- 60 sind, wobei die Anordnung so ist, daß Kraftüberbenen Welle verbunden. Zusätzlich können die Füh- tragung zwischen dem äußeren zylindrischen Kupprungsrillen in den zentralen Teilen oder in beiden lungsteil 1 und dem Käfig 6 durch die Kugeln 5 beäußeren Teilen und den zentralen Wellen gebildet wirkt wird. Daher ist es möglich, den Käfig zur Einsein, stellung axial zu bewegen, oder die Achse in bezug auf

In Fig. 9 sind Käfige 6 von den gegenüberliegen- 65 das Kupplungsteil winklig zu verschieben,

den Enden eines äußeren zylindrischen Kupplungs- Da ferner die ringförmige Aushöhlung durch das

teils 1 und zentralem Teil 3 eingesetzt und die Aus- Kupplungsteil und das zentrale Teil begrenzt ist, welche

bildung der Führungsrillen ist die gleiche wie die in zu einem Stück miteinander verbunden sind, ist es

nicht nötig, getrennt ein Halteglied und ein inneres Glied vorzusehen, so daß der Aufbau des Gelenks vereinfacht werden kann. Sogar wenn die Führungsrillen in einer der Innen- und Außenflächen der ringförmigen Aushöhlung weggelassen sind, ist es möglich, Kraftübertragung zwischen dem Käfig und dem Kupplungsteil zu bewirken. Als Folge wird die Herstellung und der Zusammenbau der Teile vereinfacht, was die Herstellungskosten des Gleichlaufdrehgelenkes herabsetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung Hesteht Patentansprüche: nun darin, eine Kupplung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sic hinsichtlich der Herstel-

1. Gleichlaufdrehgelenk, mit einem äußeren lung und der Montage wesentlich einfacher ist
zylindrischen Kupplungsteil mit zylindrischer Boh- 5 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gerung und drei axial verlaufenden, parallelen Füh- löst, daß das äußere Kupplungsteil einen zapfeaförmirungsrillen für drei in Umfangsrichtung in gleichem gen, in Achsrichtung verlaufenden, zentralen Teil hat, Abstand zueinander angeordneten, das Drehmo- das zusätzlich oder ausschließlich axial verlaufende ment übertragenden Kugeln, die mit Aussparungen Führungsrillen für die das Drehmoment übertragende des anderen Kupplungsteiles zusammenwirken, io Kugeln aufweist, und daß das andere Kupplungsteil dadurch gekennzeichnet, daß das äu- als Führungskäfig für die das Drehmoment übertraßere Kupplungsteil (1) einen zapfenförmigen, in genden Kugeln ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich Achsrichtung verlaufenden, zentralen Teil (3) hat, der Vorteil eines sehr einfach aufgebauten Gleichlaufdas zusätzlich oder ausschließlich axial verlaufende drehgelenkes, welches auch in der Montage keine Führungsrillen (4) für die das Drehmoment über- 15 Schwierigkeiten bereitet.

tragenden Kugeln (5) aufweist, und daß das andere Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von

Kupplungsteil als Führungskäfig (S) für die das in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen Drehmoment übertragenden Kugeln ausgebildet näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt
ist. Fig. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausfüh-

2. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, da- ao rungsform eines Gleichlaufdrehgelenks,

durch gekennzeichnet, daß das äußere Kupplungs- F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in

teil (1) und das zapfenförmige Teil (3) aus einem Fig. 1,

Stück sind. f- i g. 3 einen Teilschnitt in größerem Maßstab der

3. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, da- ersten Ausführungsform,

durch gekennzeichnet, daß für die Anwendung als 25 F i g. 4 einen Längsschnitt einer zweiten Aus-Doppelgelenkkupplung zwei äußere Kupplungs- führungsform des Gleichlaufdrehgelenks,
teile (1) durch einen gemeinsamen Käfig (6) oder F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in

zwei Käfig-Kupplungsteile (6) durch ein gemein- F i g. 4,

sames äußeres Kupplungsteil (I) mit einem zentra- F i g. 6 einen Längsschnitt einer dritten Aus-

len, zapfenförmigen Teil (3) verbunden sind. 30 führungsform des Gleichlaufdrehgelenks,

F i g. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der F i g. 6,
F i g. 8 einen Längsschnitt eines Gleichlaufdreh-

gelenks als Doppelgelenkkupplung,

35 F i g. 9 einen Längsschnitt eines Gleichlaufdrehgelenks als Doppelgelenkkupplung in anderer Ausführungsform,

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleichlaufdreh- Fig. 10 eine Darstellung, welche das Verhältnis

gelenk, mit einem äußeren zylindrischen Kupplungs- der Kräfte zeigt, die auf eine Kugel des Gleichlaufteil mit zylindrischer Bohrung und drei axial verlau- 40 drehgelenks der ersten Ausführungsform wirken,
fenden, parallelen Führungsrillen für drei in Umfangs- F i g. 11 eine Darstellung, welche das Verhältnis

richtung in gleichem Abstand zueinander angeordne- der Kräfte zeigt, die auf eine Kugel des Gleichlauften, das Drehmoment übertragenden Kugeln, die mit drehgelenks der zweiten Ausführungsform wirken,
Aussparungen des anderen Kupplungsteiles zusam- F i g. 12 eine Darstellung, welche das Verhältnis

menwirken. 45 der Kräfte zeigt, die auf eine Kugel des Gleichlauf-

Bei einem bekannten Gleichlaufdrehgelenk dieser drehgelenks der dritten Ausführungsform wirken,
Art (deutsches Gebrauchsmuster 1 613 839) sind im F i g. 13 die Lagebeziehung zwischen Kugeln und

äußeren zylindrischen Kupplungsteil Nuten vorge- einem Verdrehglied,

sehen, in welche drei Leisten eingeschoben sind. Diese F i g. 14 einen Schnitt nach der Linie A'-B' der

Leisten sind zu einem gleichseitigen Dreieck zusam- 50 F i g. 13.

men gefügt, wobei an den Stoßstellen jeweils die Bei der ersten in F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausfüh-

Kugeln angeordnet sind. Es ergibt sich hierdurch ein rungsform besitzt ein äußeres zylindrisches Kupprelativ hoher baulicher Aufwand, welcher sich auch lungsglied 1 eine zylindrische Bohrung 2. Es ist ein auf die Montage ungünstig auswirkt. zentraler Teil 3 im mittleren Bereich der Bohrung 2

Als Stand der Technik ist weiterhin eine axial ver- 55 befestigt, um eine ringförmige Aushöhlung zu erhalten, schiebbare und winkelbewegliche Gleichgang-Gelenk- Die Innenumfangsfläche des Kupplungsteils 1, d. h. wellenkupplung bekannt (deutsche Patentschrift die Außenumfangsfläche der ringförmigen Aushöh-370), bei welcher die Kugeln in Umfangsrich- lung, ist mit drei axial verlaufenden, parallelen tung des Käfigs etwas verlängerten Öffnungen ange- Führungsrillen 4 versehen, die gleiche Winkelabstände ordnet sind. Auch diese bekannte Kupplung ist sehr 60 haben.

aufwendig aufgebaut, so daß sie hohe Herstellungs- Der Querschnitt jeder Führungsrille 4 ist, wie in

kosten aufweist. F i g. 3 gezeigt, durch einen Teil einer Ellipse, eine

Zum Stand der Technik zählt weiterhin eine Dop- Mehrzahl Bögen, eine Parabel, eine Hyperbel, oder pelgelenkkupplung (britische Patentschrift 329 900), eine Kombination davon erzeugt, so daß die Führungsderen zentrales Teil die Form von zwei Kugeln auf- 65 rillen 4 die Kugeln 5 winklig berühren,
weist, in deren Aussparungen weitere Kugeln ange- Somit berühren die Führungsrillen 4 und die

ordnet sind. Auch diese bekannte Doppelgelenkkupp- Kugeln 5 einander an zwei Punkten, und der Krümlung ist sehr aufwendig aufgebaut. mungsradius der Rillen 4 ist größer als der Radius