DE2252827A1

DE2252827A1 - Gleichlaufgelenk

Info

Publication number: DE2252827A1
Application number: DE2252827A
Authority: DE
Inventors: Erich Aucktor; Hans-Heinrich Welschof
Original assignee: Loehr and Bromkamp GmbH
Current assignee: GKN Driveline Deutschland GmbH
Priority date: 1972-10-27
Filing date: 1972-10-27
Publication date: 1974-05-09
Also published as: US3879960A; FR2205141A5; CA990093A; SU557773A3; GB1444894A; ES419746A1; IT996848B; BR7308397D0; DE2252827C3; DD107760A5; SU568384A3; CA1091463B; GB1443800A; ES443494A1; DE2252827B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufgelenk mit Drehmomentübertragung durch Kugeln, die mit paarweise in Meridianebenen in einem inneren Gelenkkörper und einem äußeren Gelenkkörper angeordneten Rillen zusammenwirken und in Fenstern eines Käfigs geführt sind, der innen und außen je eine Kugelfläche aufweist, die mit einer entsprechenden Kugelfläche am inneren bzw. äußeren Gelenkkörper zusammenwirkt.

Solche Gleichlaufgelenke werden insbesondere bei Anwendungsfällen eingesetzt, bei denen eine große Beugewinkelbeweglichkeit erforderlich ist.

Gemäß einer ersten Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung bei einem Gleichlaufgelenk der eingangs beschriebenen Art mit in Längsrichtung nicht hinterschnittenen Rillen vorgesehen, daß der Rillengrund der Rillen im Längsschnitt gesehen aus mindestens zwei axial aneinander anschließenden Kurven unterschiedlichen Verlaufs zusammengesetzt ist.

Bei einem bekannten Gleichlaufgelenk der eingangs beschriebenen Art (Fig. 5 der US-PS 2 046 584) folgen die Rillenkontu- '

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ren in Längsrichtung der Rillen gesehen Geraden, die zur Achsrichtung des Gelenkes so geneigt sind, daß die Geraden je eines Rillenpaares nach einer Seite hin auseinanderlaufen, und die Rillen also hinterschnittfrei sind. Bei großen Beugewinkeln ist bei diesen bekannten Gleichlaufgelenken keine ausreichende Rillentiefe vorhanden, so daß zwischen den Kugeln und den Rillenwänden bei Übertragung eines vorbestimmten Drehmomentes eine zu große Pressung auftreten kann.

Gemäß einer zweiten Lösung der Aufgabe ist nach der Erfindung bei einem Gleichiaufgelenk der eingangs genannten Art, bei dem die Rillen in Längsrichtung kreisbogenförmig verlaufen und paarweise/entgegengesetzten Seiten der Gelenkmittelebene um gleiche Abstände versetzte Krümmungsmittelpunkte haben, vorgesehen, daß die Krümmungsmittelpunkte der Rillen auf einer Parallelen zur Gelenkdrehachse (bei gestrecktem Gelenk) liegen und die Abstände der Krümmungsmittelpunkte von der Gelenkmittelebene mindestens ebenso groß sind wie der Abstand der Stirnfläche des äußeren Gelenkkörpers von der Gelenkmittelebene.

Bei einem weiteren bekannten Gleichlaufgelenk der eingangs genannten Art (Fig. 3 der US-PS 2 046 584) verlaufen die Rillen in Längsrichtung kreisbogenförmig und die beiden Rillen Jedes Rillenpaars haben nach entgegengesetzten Seiten der Gelenkmittelebene um gleiche Abstände versetzte Krümmungsmittelpunkte, die auf der Gelenkachse liegen. Die kreisbogenförmigen Rillen sind also bei diesem bekannten Gleichlaufgelenk in ihrer Längsrichtung hinterschnitten.

Die Ausbildung der Rillen bei dem Gleichlaufgelenk nach der Erfindung gewährleistet, daß auch bei großen Beugewinkeln eine ausreichende Rillentiefe vorhanden ist. Außerdem sind die Rillen des Gleichlaufgelenkes nach der Erfindung wirtschaftlich durch spanlose Herstellungsverfahren, wie Sintern oder Kaltfließpressen, herstellbar. Dies war bei den bisher üblichen Gleichlaufgelenken

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mit in Längsrichtung der Rillen hinterschnittenem Rillenverlauf nicht möglich. Dort werden die Rillen ebenso wie bei dem aus der genannten US-PS bekannten Gleichiaufgelenk durch Zerspanen hergestellt.

Das Gleichlaufgelenk nach der zweiten Lösung läßt sich sowohl spanlos als auch durch Zerspanen herstellen. Besonders zweckmäßig ist eine Herstellung der Rillen im inneren Gelenkkörper durch Sintern oöar* Kaltfließpressen und der Rillen im äußeren Gelenkkörper durch Zerspanen, wobei die Rillen im äußeren Gelenkkörper an diejenigen im inneren Gelenkkörper angepaßt werden.

Die Erfindung ist mit weiteren Einzelheiten im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. T ein Gleichlaufgelenk nach einer ersten Lösung gemäß der Erfindung im Axialschnitt;

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab den Rillenverlauf des Gelenkes nach Fig. 1;

Fig. 3 und 4 abgewandelte Rillenverläufe des Gelenks nach Fig. 1 und

Fig. 5 einen Axialschnitt durch ein Gleichlaufgelenk nach einer zweiten Lösung gemäß der Erfindung.

Das Gleichlaufgelenk nach Fig. 1 umfaßt einen mit einer Welle 1 einstückigen äußeren Gelenkkörper 2 und einen auf einer Welle 3 befestigten'inneren Gelenkkörper 4. In den beiden Gelenkkörpern 2 und 4 sind in Meridianebenen paarweise einander zugeordnete Rillen 5 und 6 angeordnet. In je einem Rillenpaar 5, 6 läuft eine zur Drehmomentübertragung zwischen den beiden Gelenkkörpern 2 und 4 dienende Kugel 7. Die Kugeln 7 sind in einem Käfig 8 ge-

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führt, der mit einer äußeren Kugelfläche 9 in einer inneren Kugelfläche 10 des äußeren Gelenkkörpers und mit einer Hohlkugelfläche 11 an einer äußeren Kugelfläche 12 · des inneren Gelenkkörpers 4 geführt ist. Der Mittelpunkt dieser Kugelflächen fällt mit der Gelenkmitte zusammen. Der Grund der Rille 5 ist aus einem Kreisbogenstück 12 und einem daran anschlueßenden, achsparallel verlaufenden geraden Stück 13 zusammengesetzt. Ebenso ist der Grund der Rille 6 aus einem Kreisbogenstück 14 und einem daran anschließenden, achsparallelen geraden Stück 15 zusammengesetzt. Die Anordnung ist so getroffen, daß sich der jeweils von zwei Rillen^ gebildete Spalt zur einen axialen Seite hin erweitert. Die Mittelpunkte der Kreisbogenstücke sind auf den Achsen der zugeordneten Gelenkkörper bei gestrecktem Zustand des Gelenkes so gegeneinander versetzt, daß die Kugeln bei Beugung des Gelenks stets in der Winkelhalbierenden Ebene des Beugewinkels liegen. Dies ist deutlicher aus den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 bis 4 erkennbar. In Fig. 2 ist der Rillenverlauf des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 noch einmal in vergrößertem Maßstab herausgezeichnet. Mit e ist der axiale Versatz der beiden Krümmungsmittelpunkte der Kreisbogenstücke bezeichnet, der zu beiden Seiten hin gleich groß sein muß, damit die beschriebene Lage der Kugeln bei Beugung des Gelenkes sichergestellt wird.

Auch bei den Ausführungen nach den Fig* 3 und 4 sind gleiche Teile wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist der Grund der Rillen 29 und 30 im äußeren Gelenkkörper 2 und im inneren Gelenkkörper 4 von zwei aneinander anschließenden geraden Stücken 31, 32 und 33, 34 gebildet. Die geraden Stücke 31, 33 haben gegenüber der Gelenkachse des gestreckten Gelenkes gleich große, jedoch entgegengesetzte Neigung. An die geneigten geraden Stücke 31 und 33 schließen sich bei beiden Rillen auf gleicher axialer Höhe achsparallele Gerade Stücke 32, 34 an. Die Berührpunkte der beiden geneigten geraden Stücke 31, 33 mit der Kugel 7 sind gegenüber der Gelenk-

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mitte um einen Abstand f versetzt, wodurch bei dieser Ausführung die Steuerung der Kugeln 7 in die Winkelhalbierende Ebene des Gelenkbeugewinkels erzielt wird.

Bei der Ausführung nach Fig. 4 sind die Konturen des Rillengrundes der beiden Rillen 39 und 40 in dem äußeren Gelenkkörper 2 und im inneren Gelenkkörper 4 durch drei aneinander anschließende gerade Stücke 41, 42, 43 und 44, 45, 46 gebildet. Jeweils zwischen zwei achsparallelen geraden Stücken 41 und 43 bzw. 44 und 46 ist dabei ein gegenüber der Gelenkachse geneigtes gerades Stück 42, 45 angeordnet. Die beiden geneigten geraden Stücke 42, 45 sind wie bei der Ausführung nach Fig. 3 entgegengesetzt geneigt, und ihr Berührungspunkt mit der Kugel 7 ist um die Strecke f gegenüber der Gelenkmitte axial versetzt, um die Steuerung der Kugeln bei Gelenkbeugung in die Winkelhalbierende Ebene des Beugewinkels zu erreichen.

Die Rillen der gezeigten Gelenke sind in Längsrichtung der Rillen gesehen frei von Hinterschneidungen, so daß sie von einer Seite her zum Beispiel durch Kaltfließressen oder Sintern hergestellt werden können.

Das Gleichlaufgelenk nach Fig. 5 umfaßt einen äußeren Gelenkkörper 54 mit dem Anschlußwellenteil 51 und einem inneren Gelenkkörper 55 mit dem Anschlußwellenteil 52.

Die Gelenkkörper 54 und ^ sind zueinander durch den Kugelkäfig 56 kugelig zentriert, der gegenüber dem inneren Gelenkkörper 55 und dem äußeren Gelenkkörper 54 schwenken kann, und zwar um den gemeinsamen Mittelpunkt 57. Das Drehmoment zwischen den Gelenkkörpern 54 und ^ wird durch sechs Kugeln 58 übertragen, die im Käfig 56 und in kreisbogenförmigen Rillen 49 und 50 der Gelenkkörper geführt sind. Nun ist bei einem gebeugten Gelenk erst dann gleichförmige Drehbewegung zwischen den Wellen 1 und 2 gewährleistet, wenn die Kugeln 58 in eine Ebene gesteuert werden,

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die den Beugewinkel zwischen den Wellen 1 und 2 halbiert. Um diesen Steuereffekt zu erreichen, haben die kreisbogenförmigen Rillen 49 des äußeren Gelenkkörpers 54 ihren Krümmungsmittelpunkt 59 und die kreisbogenförmigen Rillen des Innenkörpers ihren Krümmungsmittelpunkt 60 auf einer Parallelen 13 zur Achse des Anschlußwellenteils 52.

Die Abstände g der Krümmungsmittelpunkte 59» 60 zur Gelenkmittelebene E sind gleich groß und so gewählt, daß die Normalen 61 und 62 in den Berührungspunkten der Kugeln 58 mit den Rillen 49, 50 einen Konvergenzwinkel von etwa 22° bilden und daß sie gleich oder größer sind als der Abstand der Stirnfläche 64 des äußeren Gelenkkörpers 54 von der Gelenkmittelebene E.

Die Rillen 49, 50 des beschriebenen Gleichlaufgelenkes sind frei von Hinterschneidung, so daß sie beispielsweise durch Kaltfließpressen oder Sintern hergestellt werden können.

Ansprüche;

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Claims

Ansprüche

Gleichiaufgelenk mit Drehmomentübertragung durch Kugeln, —. , -Meridianebenen in

die mit paarweise m/einem inneren Gelenkkörper und einem äuße-

ihrer ren Gelenkkörper angeordneten Rillen zusammenwirken, welche in /

Längsrichtung nicht hinterschnitten sind,, und in Fenstern eines Käfigs geführt sind, der innen und außen je eine Kugelfläche aufweist, die mit einer entsprechenden Kugelfläche am inneren bzw. äußeren Gelenkkörper zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet , daß der Rillengrund der Rillen (5,6; 29, 30; 39» 40) im Längsschnitt gesehen aus mindestens zwei axial aneinander anschließenden Kurven (12,13; 14,15; 31,32; 33,34; 41-43; 44-46) unterschiedlichen Verlaufs zusammengesetzt ist.
2. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurven (31,32; 33,34; 41-43, 44-46) gleichartig sind.
3. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurven von zwei Geraden (31,32; 33,34) unterschiedlicher Neigung zur Gelenkachse gebildet sind.
4. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine (32; 34) der beiden Geraden (31,32; 33,34) achsparallel verläuft.
5. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Kurven von drei Geraden (41-43;44-46) gebildet sind.
6. Gleichiaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurven von einem Kreisbogenstück (12; 14) und einer Geraden (13; 15) gebildet sind.

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7. Gleichlaufgelenk mit Drehmomentübertragung durch Kugeln, die mit paarweise in Meridianebenen in einem inneren Gelenkkörper und einem äußeren Gelenkkörper angeordneten Rillen zusammenwirken, welche in Längsrichtung kreisbogenförmig verlaufen und paarweise nach entgegengesetzten Seiten der Gelenkmittelebene um gleiche Abstände versetzte Krümmungsmittelpunkte haben, und in Fenstern eines Käfigs geführt sind, der innen und außen ^e eine Kugelfläche aufweist, die mit einer entsprechenden Kugelfläche am inneren bzw. äußeren Gelenkkörper zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet , daß die Krümmungsmittelpunkte (59, 60) auf einer Parallelen (63) zur Gelenkdrehachse (bei gestrecktem Gelenk) liegen und die Abstände (g) der Krümmungsmittelpunkte von der Gelenkmittelebene/mindestens ebenso groß sind wie der Abstand der Stirnfläche (64) des Mußeren Gelenkkörpers (54) von der Gelenkmittelebene.

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