DE2556608C2 - Homokinetische Gelenkkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine homokinetische Gelenkkupplung mit Drehmomentübertragung durch drei Kugeln, welche mit paarweise in Meridianebenen in einem äußeren und einem inneren Gelenkkörper angeordneten, annähernd torisch ausgebildeten Laufril-Ien zusammenwirken, wobei die Kugeln in Fernsters eines Führungskäfigs gehalten sind, welcher innen und außen je eine Kugelfläche aufweist, die mit je einer komplementären Kugelfläche an der äußeren und inneren Gelenkhälfte zusammenwirkt.

Eine solche bekannte Gelenkkupplung ist in der FR-PS 14 18 233 beschrieben, bei ^ elcher insbesondere auffällt, daß die drei Kugeln bezüglich ihrer Durchmesser im Verhältnis zu den übrigen Bauteilen der Gelenkkupplung verhältnismäßig groß ausgebildet sind. Der Grund für die V/ahl großdimensionierter Kugeln liegt darin, daß folglich die in dem Führungskäfig vorzusehenden drei Fenster ebenfalls entsprechend groß ausgebildet sein müssen, so daß die zwischen den Fenstern verbleibenden Stege in der inneren und äußeren Kugelfläche des Führungskäfigs im Verhältnis zu den Fenstern kleiner bzw. schmaler sind. Darüber hinaus ist die Dicke der äußeren Kugelfläche des Führungskäfigs im Bereich der Fenster gegenüber den verbleibenden Stegen reduziert. Nur durch Wahl dieser vorstehend näher beschriebenen Abmessungen des Führungskäfigs besteht die Möglichkeit, diesen in den äußeren Gelenkkörper einsetzen zu können.

Diese Ausbildung des bekannten Führungskäfigs bedeutet aber die Anwendung zusätzlicher Arbeitsgänge und insbesondere auch im Endergebnis eine Schwächung des Führungskäfigs in seiner Stabilität.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurden bisher allgemein Gelenkkupplungen mit sechs Kugeln verwendet, so daß sich aufgrund der dann zwangsläufig vorzusehenden sechs Laufrillen im inneren und äußeren so Gelenkkörper sowie der gleichen Anzahl von Fenstern im Führungskäfig zwangsläufig ein problemloser Zusammenbau dieser Teile ergab.

Solche bekannten, mit sechs Kugeln ausgestatteten und in der US-PS 37 89 626 sowie der DE-OS 22 52 827 beschriebenen homokinetischen Gelenkkupplungen weisen den Nachteil auf, daß aufgrund der größeren Anzahl von Kugeln etc. ein erheblich größerer Arbeitsaufwand bei der Herstellung einzusetzen isL

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine homokine-

■ tische Gelenkkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche nur einen geringen Montageaufwand erfordert, der durch einfache konstruktive Maßnahmen ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer homokinetischen Gelenkkupplung gemäß Oberbegriff des Patentanspruches die äußere Gelenkhälfte eine zu einer der drei Laufri'len benachbarte und parallel zu dieser angeordnete innenliegende Nut aufweist, welche mit der Laufrille eine einen Teil der Kugelfläche der äußeren Gelenkhälfte bildende Lagerfläche einschließt, deren Breite kleiner als die Breite eines Fensters des Führungskäfigs ist

Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten homokinetischen Gelenkkupplungen genügen deshalb beim Anmeldungsgegenstand für den Zusammenbau zwei Nuten in der äußeren Gelenkhälfte sowie ein Fenster im Käfig. Eine zusätzliche Bearbeitung des Käfigs entfällt, wobei insbesondere vorteilhaft ist, daß die Abmessungen der Kugeln kleiner als bei der Gelenkkupplung gemäß FR-PS 1418 233 gewählt werden können, andererseits aber insbesondere ein größerer, mit dem äußeren Gelenkkörper zusammenwirkender Teil der Oberfläche der äußeren Kugelfläche des Führungskäfigs verbleibt

Die erfindungsg^mäße Gelenkkupplung kann insbesondere im Antrieb eines Automobiles verwendet werden, beispielsweise für einen Antrieb, welcher eine Welle eines Lenk- und Antriebsrades mit der Abtriebswelle eines Differentials verbindet.

Ein die Erfindung nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt in der Achs-Ebene durch die Gelenkkupplung,

Fig.2 einen Querschnitt gemäß Linie 11-11 in Fig. 1 und

Fig.3 bis 6 Schnitte, welche die Montage der Gelenkkupplung veranschaulichen.

Die in den Zeichnungen dargestellte Gelenkkupplung weist einen äußeren Gelenkkörper 1, welche mit einer Welle 2 einstückig ausgebildet ist, sowie einen mit einer Welle 4 verbundenen inneren Gelenkkörper 3 auf.

Im äußeren Gelenkkörper 1 ist ein kugelförmiger Hohlraum mit dem Mittelpunkt O und dem Radius R ausgebildet. In der eine Kugelfläche 5 bildenden Wandung dieses Hohlraumes sind drei torische Laufrollen 6 eingearbeitet, deren Symmetrieebene durch die Mittelinie des äußeren Gelenkkörpers hindurchgeht und welcher unter 120° zueinander angeordnet sind. Der durch den Grund dieser Laufrillen in ihrer Symmetrieebene verlaufende Schnitt ist ein Kreisbogen, dessen Mittelpunkt O₁ unterhalb der Mittellinie der Schale liegt und in bezug auf den Mittelpunkt O nach außen versetzt ist; der Radius R\ des durch den Grund der Laufrille gebildeten Kreisbogens ist folglich größer als der Radius R.

Die ebenfalls als Kugelfläche 7 ausgebildete Wandung des inneren Gelenkkörpers 3 hat ihren Mittelpunkt bei O. In dieser Kugelfläche 7 sind drei torische Laufrillen 8 eingearbeitet, deren Symmetrieebene durch die Mittellinie des inneren Gelenkkörpers hindurchgeht und die ebenfalls unter 120° zueinander angeordnet sind. Der durch Grund dieser Laufrillen in ihrer Symmetrieebene verlaufende Schnitt ist ein Kreisbogen, dessen Mittelpunkt O₂ sich beim Fluchten der beiden

Wellen 2 und 4 auf einer Geraden befindet, welche zur Mittellinie des inneren Gelenkkörpers 3 parallel und durch den Mittelpunkt O\ verläuft, wobei die beiden Mittelpunkte ein und denselben Abstand d zur gemeinsamen Mittellinie des äußeren und des inneren Gelenkköprers aufweisen und wobei die Mittelpunkte O\ und Oi zur transversalen Ebene durch den Mittelpunkt O symmetrisch angeordnet und von dieser Ebene weniger als die Hälfte der Dicke des inneren Gelenkkörpers 3 entfernt sind. Der Radius Ri des yom Grund der Hohlkehle 8 gebildeten Kreisbogens ist folglich kleiner als R. Der Radius r der erzeugenden Kreislinie der Laufrillen 8 ist gleich dem Radius der erzeugenden Kreislinie dei Laufrillen 6. Die Versetzung d ermöglicht es, die Tiefe der Laufrilien 8 im vorspringenden Bereich Z -zu vergrößern, wobei den Abschnitten 3a des inneren Gelenkkörpers 3 eine völlig ausreichende Dicke gegeben ist und die Tiefe der Laufrilien 6 an ihrem Ende K zu vergrößern, wobei den Abschnitten 1Λ des äußeren Gelenkkörpers eine völlig ausreichende Dicke zukommt.

Zwischen dem äußeren Gelenkkörper 1 :nd dem inneren Gelenkkörper 3 sind Kugeln 9 mit dem Radius r eingelegt, welche in den Fenstern 10 eines kugelförmigen Führungskäfigs 11 gehalten sind und in den torischen Laufrillen 6 bzw. 8 abrollen können. Die Kugeln befinden sich in Kontakt mit den Wänden der Hohlkehlen 6 bzw. 8, wenn die Wellen 2 und 4 koaxial sind, und ihr Mittelpunkt liegt in einer Ebene, welche senkrecht zur Mittellinie dieser Wellen steht und durch den Mittelpunkt O hindurchgeht. Aus diesem Grunde muß die Differenz zwischen den Radien R\ und /?2 annähernd gleich dem Durchmesser 2r der Kugeln 9 sein.

Die Fenster 10 weisen eine Breite auf, welche mit etwas Spiel annähernd gleich dem Durchmesser 2r der Kugeln ist. Da jedoch der Zwischenraum zwischen den Kugeln vom Einschlagswinkel der Vorderräder abhängt, ist die Länge der Fenster zur Unterbringung der Kugeln darin entsprechend groß zu wählen, um den erforderlichen Einschlagwinkel zu ermöglichen. Diese Länge ist in jedem Falle größer als die Dicke des inneren Gelenkkörpers 3, so daß deren Einbau in das Innere des Führungskäfigs ermöglicht wird.

In der iniüeren Kugelfläche 5 des äußeren Gelenkkörpers 1 ist eine innenliegende Nut Ϊ2 ausgebildet, weiche in einer Meridianebene und relativ nahe zu einer der Laufrillen 6 angeordnet ist, dergestalt, daß die Breite der zwischen dieser Laufrille und der Nut 12 vorhandenen Lagerfläche 13 wesentlich kleiner als die Breite der Fenster 10 ist, d. k, kleiner als der Durchmesser der Kugeln 9.

Der Zusammenbau der Gelenkkupplung erfolgt in der Weise, daß zuerst der innere Gelenkkörper 3 in den Führungskäfig 11 eingesetzt wird. Hierzu wird der innere Gelenkkörper senkrecht zum Führungskäfig gestellt und in einen der Fenster 10 eingesetzt, wobei einer der Ränder dieses Fensters seinerseits an einer der Laufrillen 8 zur Anlage kommt (Fig.3). Infolge der ausreichenden Tiefe der Laufrille 8 im Bereich Z kann dann der innere Gelenkkörper 3 in den Führungskäfig 11 eingeführt werden und muß nur noch geschwenkt werden, dergestalt, daß er sich völlig im Inneren des Führungskäfigs befindet.

Danach kann die Baueinheit Führungskäfig/innerer Gelenkkörper in den äußeren Gelenkkörper 1 eingesetzt werden. Hierzu wird diese Baueinheit senkrecht zum äußeren Gelenkkörper angesetzt, wobei sich die Laufrillen 8 gegenüber den Fenstern 10 befinden, und wird die Lagerfläche 13 in einer der Fenster und in die entsprechende Laufrille 8 eingefügt (Fig.4 und 5). Wegen der ausreichenden Tiefe der Laufrille.n 6 an ihrem Ende Y kann anschließend der Fühmngskäfig in den äußeren Gelenkkörper 1 eingeführt werden; er wird dann geschwenkt und gelangt so vollständig in das Innere des äußeren Gelenkkörpers 1.

Schließlich werden die Kugeln 9 an die ihnen zugeordneten Stellen verbracht, dergestalt, daß die Fenster 10 vor die Laufrilien 6 und die Laufrillen 8 vor die Fenster 10 gestellt werden, wobei der Führungskäfig 1 und der innere Gelenkkörper 3 um einen Winkel geneigt werden, welcher ausreicht, um ein Fenster 10 freizugeben, und eine Kugel 9 in dieses Fenster 10 eingelegt wird. Dieser Vorgang wird nacheinander für die beiden anderen Kugeln wiederholt (F i g. 6).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Komokinetische Gelenkkupplung mit Drehmomentübertragung durch drei Kugeln, welche mit paarweise in Meridianebenen in einem äußeren und einem inneren Gelenkkörper angeordneten, annähernd torisch ausgebildeten Laufrillen zusammenwirken, wobei die Kugeln in Fenstern eines Führungskäfigs gehalten sind, welcher innen und außen je eine Kugelfläche aufweist, die mit je einer to komplementären Kugelfläche an der· äußeren und inneren Gelenkhälfte zusammen wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Gelenkhälfte (1) eine zu einer der drei Laufrillen (6) benachbarte und parallel zu dieser angeordnete innenliegende is Nut (12) aufweist, welche mit der Laufrille eine einen Teil der Kugelfläche (5) der äußeren Gelenkhälfte bildende Lagerfläche (13) einschließt, deren Breite kleiner. als die Breite eines Fensters (10) des Führungskäfigs (11) ist