DE2601479B2 - Homokinetisches gelenk - Google Patents

Description

Eine derartige Abstützung besteht im allgemeinen aus abhängig von dem übertragenen Drehmoment und zwei fest mit der einen Welle verbundenen Anschlag- 60 völlig stoßfrei wirksam werden soll, so daß sich ein stücken mit Anschlagflächen in Form balliger Kalotten, geringerer Verschleiß und damit ein besseres Konstantdie in Gleitanlagen zwischen zwei nahezu ebenen und halten der Kennlinie ergibt

parallelen Anschlagflächen gehalten werden, die auf der Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

anderen Welle vorgesehen sind. Eine zwischen den daß die Achse jedes wälzbaren Paares unter eitlem beiden Anschlagstücken vorgesehene Feder übt eine 6s Winkel von Γ bis 3° zur Achsrichtung der zugehörigen Vorspannkraft aus, um die Anlage der balligen Kaloren Welle verläuft zur Erzeugung einer zum Wert des an den beiden planen Flächen zu gewährleisten. Drehmomentes proportionalen axialen Vorspannung

Diese Anordnung bietet aber folgende Schwierigkeit: zwischen den jeweils zugeordneten Anschlagflächen.

26 Ol

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß eine definierte Vorspannung zwischen den Anschlagflächen vorliegt, wodurch ein unerwünschtes Klappern im Betrieb weitgehend ausgeschaltet wird Darüber hinaus werden auch die durch Federn gegebenen Unzulänglichkeiten abgestellt, da das Vorspanmverhältnis, das einmal rechnerisch und empirisch ermittelt und in einen entsprechenden zu wählenden Winkel umgesetzt wurde, auch in «Jer Serienfabrikation sicher und fehlerfrei eingehalten werden kann und sich aurti im Laufe des Betriebs des Gelenks nicht verändert Somit ergeben sich eindeutig Vorteile gegenüber Vorspannvorrichtungen mit Feder, deren gleichbleibende Spannung für eine Serienfabrikation zu niedrigem Preis stets problematisch war.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann die Ausrichtung der Achsen der zusammenwirkenden Wälzbahnen derart vorgesehen sein, daß durch die Vorspannung bei Normalbetrieb die Anschlagflächen mit der größeren mechanischen Festigkeit belaste·. werden. Hierdurch ergibt sich vorteilhafterweise eine weitere Vergrößerung der Lebensdauer.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann bei einem homokinetischen Gelenk, dessen mit der einen Welle verbundenen zwei Anschlagstücke gleitend in einer Spannhülse gelagert sind, zwischen den Anschlagstücken und der Hülse ein spielverringernder Ring vorgesehen sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand dei in der Zeichnung dargestellten Ausführungs'oeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eines homokinetischen Gelenks,

F i g. 2 eine entsprechende Ansicht des Gelenks, in einer anderen Richtung betrachtet

Das in F i g. 1 und 2 dargestellte homokinetische Gelenk dient z. B. zur Kraftübertragung zwischen einer Hauptwelle und dem gleichzeitig als Leit- und Antriebsrad dienenden Vorderrad eines Fahrzeuges mit Vorderradantrieb. Die in der Zeichnung auf der linken Seite dargestellte Welle ist die Antriebswelle, welche über ein nicht näher dargestelltes Gleitgelenk mit dem Differentialausgang des Fahrzeugs verbunden ist Die auf der rechten Seite der Zeichnung dargestellte Welle 2 ist mit dem Achsschenkel des rechten Vorderrades des Fahrzeuges verbunden.

Ein Hülsenelement 3 ist fest auf der Welle 1 angeordnet, in welchem drei paarweise zusammenwirkende Wälzbahnen 4 ausgebildet sind, die im gezeigten Ausführungsbeispiel ebenflächig vorgesehen sind. Der Boden des Hülsenelements bildet eine nahezu ebene Anlagefläche 5. Mit dem Hülsenelement fest verbunden ist ein Element 6 mit drei sternförmig angeordneten Armen 7, weiche eine dem Hülsenboden 5 gegenüberliegende Anlagefläche 8 aufweist. Auf der Abtriebswelle 2 5s ist eine Buchse 9 mit drei sich nach innen erstreckenden Zapfen 10 vorgesehen, die an ihrem achsnächsten Abschnitt über eine zylindrische Hülse 11 miteinander verbunden sind. Auf jedem dieser Zapfen sitzt drehbar gleitend ein sphärischer Rollkörper 12. Diese Rollkörper sind entweder über Nadellager oder im Gleitsitz gelagert

An den beiden Enden der zylindrischen Hülse U sitzen pilzförmige Anschlagstücke 13 und 14. welche jeweils einerseits sich mit einer zylindrischen Führungsfläche 13a, 14a in die zylindrische Hülse erstrecken und andererseits eine äußere Anschlagfläche 13b, 146 in Form balliger Kalotten bilden, die den Boden 5 des Hülsenelementes einerseits und die Anlagefläche 8 andererseits beaufschlagen. Zwischen den zwei Radialflächen zwischen der zylindrischen Hülse und jeder Kalotte sitzen zwei Ringe 15 aus Kunststoff oder aus Stahl, die die Fabrikationsungenauigkeiten ausgleichen. Die Anschlagstücke 13 und 14 können auch von einer verhältnismäßig schwachen, zwischen ihnen vorgesehenen Feder nach außen belastet werden. Diese Feder ist jedoch nicht unbedingt erforderlich und daher in der Zeichnung nicht dargestellt Ein Schutzbalg 16 aus Elastomer umgibt das Gelenk.

Wie aus Fig.2 ersichtlich, sind die Achsen X-X zweier zusammenwirkender Wälzbahnen gegenüber der Achsrichtung Y- Y der Welle 1 geneigt, wobei der Neigungswinkel α zwischen 1 und 3° betragen kann.

Wenn, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, die Wälzbahnen ebenflächig ausgebildet sind, so genügt es, sie lediglich versetzt auszubilden, um die gewünschte Neigung zu erhalten, was keinerlei Herstellungsschwierigkeiten bietet

Die axiale Vorspannung ist auch dann möglich, wenn die Achse jedes Wälzbahnenpaares schraubenförmig verläuft. In diesem Fall bildet die Tangente an jeden Punkt der Schraube mit der Achsrichtung V- Yeinen in der vorgenannten Größenordnung liegenden Winkel.

Hierbei wird bei Drehung des Gelenks in der durch den Pfeil Fangegebenen Richtung — die der häufigsten Beanspruchung im Vorwärtsgang entspricht — aufgrund der Neigung der Wälzbahnen gegenüber der Wellenachse eine axiale Vorspannkraft erzeugt, die sich auf die Rollkörper überträgt und die ballige Kalotte 13fc gegen den Boden 5 des Hülsenelements belastet. Da diese beiden Teile für gewöhnlich aus sehr hartem Zemenrstahl bestehen und die axiale Abstützkraft stets dem Wert des übertragenden Drehmoments angepaßt ist, ergibt sich hierbei ein minimaler Verschleiß, da die am häufigsten verwendeten Drehmomente, insbesondere bei höchstem Obersetzungsverhältnis, nur einen Bruchteil des maximal möglichen Drehmoments ausmachen. Außerdem werden durch diese Anpassung der axialen Kraft an den Wert des übertragenen Drehmoments sämtliche Stoß- und Schlagwirkungen zwischen den einzelnen Bauteilen der Abstützung ausgeschlossen, so daß diese Nebenerscheinung bekannter Vorrichtungen nicht mehr gegeben ist Bei Richtungsumkehr des Drehmoments wird auch die Vorspannung in entgegengesetzter Richtung ausgeübt

Dank der zwischen der zylindrischen Hülse 11 und den Anschlagstücken 12, 14 vorgesehenen Ringe 15 wird bei einer abrupten Umkehrung des Drehmoments, was zwar selten, aber immerhin möglich ist, vor allem, wenn plötzlich der Fuß vom Gaspedal genommen wird, ein Schlaggeräusch, wie es sich bei einem Spiel der Abstützung ergeben würde, völlig vermieden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 X 2 Bei winkelförmiger Übertragung des Drehmomentes Patentansprüche: durch das sich drehende Gelenk sind die auf die Achse der einen Welle projizierten Reibungskräfte der drei

1. Homokinetisches Gelenk zwischen einem BoUkörper nicht gleichmäßig verteilt, so daß durch die Antriebs- und einem Abtriebsglied, wovon das eine 5 resultierende Kraft wechselweise axiale Belastungen Glied festmit einemdrei Paare zusammenwirkender der Abstützung auftreten können; die dann durch die Wälzbahnen begrenzenden Hülsenelement verbun- Stöße zwischen den die Anlageflachen und den die den ist und an dem anderen Güed mindestens drei balligen Kalotten bildenden Bauteilen Geräusche Zapfen angeordnet sind, welche zwischen den erzeugen.

Wälzbahnen aufnehmbare Rollkörper tragen, mk io Solche Stöße treten auf, wenn die durch die Feder emeraxialenAbstätzungdesGelenks,bestehendaus ausgeübte Vorspannung nicht hoch genug ist Dies ist jeweils fest auf der einen und anderen Welle insbesondere bei Übertragung des höchsten Drehmovorgesehenen Anschlagflächen und aus einer die mentes der Fall und bei neuer Aufbringung eines Anschlagflächen gegeneinander belastenden Vor- höheren zu übertragenden Drehmomentes ohne eine richtung, dadurch gekennzeichnet, daß 15 entsprechende Erhöhung der Vorspannkraft Hierdurch din Achse jedes Wälzbahnenpaares (4) unter einera kann sich weiterhin nachteihgerweise eine Resonanz-Winkel von 1° bis 3° zur Achsrichtung (Y-Y) der schwingung ergeben, wenn die Frequenz der axialen zugehörigen Welle verläuft zur Erzeugung einer Störbelastungen der Eigenfrequenz der axialen Abstützum Wert des Drehmoments proportionalen axialen zung nahekommt

Vorspannung zwischen den jeweils zugeordneten 20 Andererseits läßt sich jedoch die durch die Feder Anschlagflächea ausgeübte axiale Vorspannkraft nicht wesentlich erhö-

2. Homokinetisches Gelenk nach Anspruch 1. hen, da sowohl die balligen als auch die ebenen dadurch gekennzeichnet daß die Ausrichtung der Anschlagflächen der Abstützung gegenüber Anpreß-Achsen der zusammenwirkenden Wälzbahnen der- druck nur begrenzt beständig und damit auch nur art vorgesehen ist daß durch die Vorspannung bei 25 begrenzt verschleißfest sind.

Normalbetrieb die Anschlagflächen mit einer größe- Je starrer außerdem die die Vorspannung bewirkende

ren mechanischen Festigkeit belastet werden. Feder ist desto schneller wird sie zusammengedrückt

3. Homokinetisches Gelenk nach Anspruch 1 und und um so schwächer wird ihre Leistung. Die 2, dessen mit der einen Welle verbundenen zwei Fabrikationstoleranzen müssen daher entsprechend Anschlagstücke gleitend in einer Spannhülse gela- 30 enger gehalten werden, was die Herstellung kompliziert gert sind, dadurch gekennzeichnet daß zwischen den und damit versteuert

Anschlagstücken (13, 14) und der Hülse (11) ein Da somit einer gleichbleibenden Vorspannkraft durch

spielverringernder Ring (15) vorgesehen ist. die verschiedenen Faktoren G renzen gesetzt sind, führt

das Auftreten solcher Stöße zu einer Beschädigung der

35 Anschlagflächen der axialen Abstützung und damit zum

Verschleiß des Gelenks.

Die Erfindung bezieht sich auf ein homokinetisches Als Stand der Technik ist weiterhin ein Gelenk mit

Gelenk zwischen einem Antriebs- und Abtriebsglied, zwei Hälften bekannt (1. Zusatz Nr. 65 127 zur FR-PS wovon das eine Glied fest mit einem drei Paare 10 78 962). Die beiden Gelenkglieder weisen hierbei zusammenwirkender Wälzbahnen begrenzenden Hül- 40 schräg zur Achse der zugehörigen Welle verlaufende senelement verbunden ist und an dem anderen Glied Gleitbahnen auf. Diese Anordnung soll eine positive mindestens drei Zapfen angeordnet sind, welche Sperre des zweigeteilten Aufbaues bei sämtlichen zwischen den Wälzbahnen aufnehmbare Rollkörper Wellenstellungen gewährleisten. Die Schrägstellung der tragen, mit einer axialen Abstützung des Gelenks, Gleitbahn übt damit eine Art Sperrfunktion aus und bestehend aus jeweils fest auf der einen und anderen 45 trägt nicht zur Verbesserung der axialen Abstützung bei. Welle vorgesehenen Anschlagflächen und aus einer die Zum Stand der Technik zählt weiterhin ein zwischen

Anschlagflächen gegeneinander belastenden Vorrich- zwei Flächen eingespannte Gleiteinrichtung, wobei tung. zwischen dieser Einrichtung und den Flächen ein

Derartige Gelenke gestatten einen großen Arbeite- spielverringernder Ring angeordnet ist (FRPS winkel und dienen insbesondere zum Antrieb der 50 21 73 393). Diese Einrichtung ist jedoch kein homokine-Antriebsräder von Fahrzeugen mit Vorderradantrieb. tisches Gelenk zwischen einem Antriebs- und einem Zur Kraftübertragung zwischen Antriebs- und Abtriebs- A btriebsglied und weist kein Dreizapfenelement auf. welle ist bereits ein homokinetisches Gelenk bekannt Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegen-

(FR-PS 2199 825). Dieses Gelenk gestattet große Über, ein homokinetisches Gelenk der eingangs Arbeitswinkel, in der Größenordnung von 45°, wenn 55 genannten Art so auszubilden, das ein Klappern im man ihre axiale Gleitfähigkeit durch eine axiale Eetrieb bei allen auftretenden Drehmomenten einwand-Abstützung eingrenzt, die z. B. gelenkig vorgesehen sein frei vermieden wird. Dieses homokinetische Gelenk soll kann. einfach herstellbar sein, wobei die axiale Abstützkraft