DE2636085B1

DE2636085B1 - Gleichlaufdrehgelenk

Info

Publication number: DE2636085B1
Application number: DE2636085A
Authority: DE
Inventors: Hans-Heinrich Welschof
Original assignee: Loehr and Bromkamp GmbH
Current assignee: GKN Driveline Deutschland GmbH
Priority date: 1976-08-11
Filing date: 1976-08-11
Publication date: 1978-01-12
Also published as: JPS5647414B2; FR2361573A1; US4156353A; BR7704894A; FR2361573B1; GB1556911A; IT1082049B; JPS5348150A; DE2636085C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelerik mit 4u einem äußeren Gelenkkörper, der einen kugeligen Hohlraum aufweist, in dessen Innenflächen Rillenflächen angebracht sind, einem in dem äußeren Gelenkkörper angeordneten inneren Gelenkkörper, der in seiner Außenfläche eine der Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechende Anzahl von Rillen aufweist, wobei jeweils eine Rille des äußeren und inneren Gelenkkörpers gemeinsam eine Kugel aufnehmen, die in Fenstern eines radial zwischen innerem und äußerem Gelenkkörper angeordneten Käfigs gehalten werden, und daß jeweils zwei zusammenarbeitende Rillen des inneren und äußeren Gelenkkörpers zur Steuerung der Kugeln in die Winkelhalbierende Ebene in Richtung der Öffnung des äußeren Gelenkkörpers maulförmig erweitert sind und der Käfig mit seiner kugeligen Außenfläche im Hohlraum des äußeren und mit seiner kugeligen Innenfläche auf der kugeligen Außenfläche des inneren Gelenkkörpers geführt ist.

Es sind Gelenke dieser Art bekannt (z. B. DT-PS 22 670), bei denen die kugelige Außenfläche des inneren Gelenkkörpers eine gleich große Überdekkungsfläche der entsprechenden, mit ihr zusammenarbeitenden Kugelfläche des Käfigs aufweist. Nachteilig ist hierbei, daß die Schmierung dieser Führungsfläche nicht immer gewährleistet ist und daß bei Abreißen des h5 Schmierfilms die Gefahr der Beschädigung bzw. sogar der Ausfall des Gelenkes durch übermäßige Reibung besonders groß ist.

Darüber hinaus ist von Nachteil, daß zur Erreichung einer gehärteten Oberfläche des inneren Gelenkkörpers aufgrund der unterschiedlichen Rillentiefen und der damit verbundenen unregelmäßigen Werkstückgeometrie lediglich ein teures und aufwendiges Warmbadhärten zur Erzielung eines verzugsriß- und spannungsfreien Werkstückes möglich ist.

Des weiteren wurde bisher bei derartigen Gelenken zur Ermöglichung eines Zusammenbaus vorgeschlagen, ein Fenster des Käfigs, der im zusammengebauten Zustand mit nur geringerem Spiel mit seiner Außenfläche an der Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers und mit seiner Innenfläche an der Außenfläche des inneren Gelenkkörpers anliegt, in Umfangsrichtung so zu verlängern, daß der Steg des inneren Gelenkkörpes in dieses Fenster eingeführt und so der innere Gelenkkörper in den Käfig montiert werden kann oder daß anstatt der Verlängerung eines Käfigfensters einer der Stege des inneren Gelenkkörpers axial kürzer ausgebildet ist als die restlichen Stege und als die Länge des zugehörigen Käfigfensters. Diese Konstruktionen weisen erhebliche Nachteile auf, da einerseits eine Schwächung des Käfigs auftritt und dadurch die Lebensdauer und Betriebssicherheit verringert wird oder andererseits durch die Verkürzung eines der Stege nur eine unwirtschaftliche und schwierige Fertigung möglich ist.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Festgelenk zu schaffen, bei dem durch eine verbesserte Schmierung größere axiale Kräfte aufgenommen werden können und dessen innerer Gelenkkörper sich wirtschaftlich härten läßt; darüber hinaus soll auch bei Verwendung eines fertigungstechnisch einfachen Käfigs eine einfache Montage gewährleistet sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der innere Gelenkkörper, ausgehend von der Teilkugelfläche, in Richtung auf die offene Stirnseite des äußeren Gelenkkörpers derart verkleinert ist, daß die Rillen des inneren Gelenkkörpers eine etwa konstante Tiefe aufweisen.

Verteilhaft bei dieser Ausbildung ist, daß keine Kanten, durch die der Schmierfilm am Käfig abreißt, vorhanden sind, sondern durch die rotationssymmetrische Abdrehung des inneren Gelenkkörpers bildet sich in der Nähe der tragenden Fläche der Hohlkugel des Käfigs ein mit einem stumpfen Winkel versehener Übergang, so daß sich ein Schmierkeil und somit ein Schmierfilm gut aufbauen kann. Ein Herausziehen des inneren Gelenkkörper in Richtung seiner Welle ist durch die maulförmig zueinander verlaufenden Kugelrillen des inneren und äußeren Gelenkkörpers nicht möglich.

Eine weitere Verstärkung des Käfigs wird durch die verkürzten gleichlangen Käfigfenster erreicht.

Weiter ist von Vorteil, daß durch die gleichbleibende Tiefe der Kugelrillen auch eine gleichmäßige Fräs- und Schleiftiefe vorhanden ist, die eine verkürzte Bearbeitungszeit mit sich führt. Durch diese gleichbleibende Tiefe der Tillen, ist ein Induktionshärten erst möglich.

Darüber hinaus ist günstig, daß nur der Teil des inneren Gelenkkörpers in Richtung seiner Welle ist werden braucht, der zur Führung des Käfigs notwendig ist. Diese geschliffenen Partien benötigen auch nur einen in der Herstellung teueren Kantenbruch. Die Kantenbrüche dienen der Einführung des Fettes sowie der Verhinderung einer Materialverdrängung (Hochdrücken), "wodurch der Käfig an seiner Führungsfläche klemmen kann.

Durch die Kontur des inneren Gelenkkörpers sind zu seiner Montage in den Käfig ungleich lange Käfigfenster nicht mehr erforderlich. Der innere Gelenkkörper läßt sich auch bei gleichen Käfigfenstern einfädeln. Vorteilhaft ist einerseits, daß die Fensterlänge des Käfigs und somit die Schleiflänge verkürzt werden kann, andererseits können alle Fenster mit dem gleichen Werkzeug gefertigt werden. Dies hat eine Verringerung der Herstellungskosten und eine Erhöhung der Stabilität des Käfigs zur Folge.

Des weiteren ist vorgesehen, daß der teilkugelige Flächenbereich jeweils des inneren bzw. des äußeren Gelenkkörpers sich maximal über zwei Drittel der Bogenlänge der zugehörigen Kugelfläche des Käfigs erstreckt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 ein Gleichlaufdrehgelenk nach Ansicht, halb im Schnitt, F i g. 2 die wesentlichen Teile der F i g. 1, im Schnitt,

Fig.3 eine Ansicht des Käfigs, teils im Schnitt dargestellt und der innere Gelenkkörper um 90° verdreht und teilweise in den Käfig eingesetzt,

Fig.4 die Anordnung der Fig.3 in Seitenansicht, wobei der Käfig geschnitten dargestellt ist.

Das in F i g. 1 und 2 dargestellte Gleichlaufdrehgelenk besteht im wesentlichen aus dem äußeren Gelenkkörper 1, welcher in seinem hohlen Innenraum mit Rillen 2 versehen ist, dem inneren Gelenkkörper 3, welcher in seiner Außenwand ebenfalls Rillen 4 aufweist, Wälzkörper 5, weiche in jeweils zwei einander gegenüberliegende Rillen 2 und 4 aufgenommen sind, sowie einem Käfig 6, welcher die Kugeln 5 durch die Fenster 7 (Fig.3) führt. Die Kugelrillen 2, 4 verlaufen in Meridianebenen in bezug auf die jeweilige Achse des zugehörigen Gelenkkörpers, jeweils eine Rille 2 und eine Rille 4 des äußeren Gelenkkörpers 1 bzw. inneren Gelenkkörpers 3 bilden eine maulförmige Öffnung zur Steuerung der Kugeln 5 in die Gleichlaufebene. Der der Halterung der Kugeln 5 dienende kugelschalenförmige Käfig 6 ist bei einem Festgelenk, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, mit seinem inneren Hohlraum 8 auf der äußeren Kugelfläche 9 und mit seiner Außenkugel 10 in der Innenfläche 11 des äußeren Gelenkkörpers geführt. Der innere Gelenkkörper 3 weist eine Bohrung 12 mit einem Zahnprofil auf, in der eine Welle 13 drehfest montiert

Die Drehmomentübertragung von der Welle 13 auf den Achszapfen 14 erfolgt über innere Gelenkkörper 3, Kugeln 5, auf den äußeren Gelenkkörper 1. Das Gelenk besitzt zur Abdichtung gegen herauslaufendes Schmiermittel und Eindringen von Staub und Schmutz einen Faltenbalg 15.

Der innere Gelenkkörper 3 ist auf seiner der Öffnung des äußeren Gelenkkörpers 1 zugewandten Seite kegelig abgeschrägt. Die Kugelfläche 16 steht mit dem inneren Hohlraum 8 des Käfigs 6 nicht in Berührung, in diesem Freiraum kann sich ein sehr guter Schmierkeil aufbauen. Die Oberfläche der Kegelfläche 16 ist in unbearbeitetem Zustand. Der äußere Gelenkkörper 1 besitzt auf seiner der Öffnung entgegengesetzten Seite ebenfalls eine Fläche 17, die rotationssymmetrisch zur Mittelachse 18 verläuft, die mit der Käfigaußenkugel 10 keinen Berührungskontakt besitzt. Die Flächen 16 und 17, auch wenn sie mit dem Käfig 6 in Kontakt stehen wurden, übertragen aufgrund der speziellen Rillenanordnung keine axialen Abstützkräfte.

In F i g. 3 und 4 ist die Montage des inneren Gelenkkörpers 3 in den Käfig 6 gezeigt. Aufgrund der eng zusammengepaßten Teile können weder der innere Gelenkkörper 3 unmittelbar axial in den Käfig 6 noch der Käfig 6 unmittelbar axial in den äußeren Gelenkkörper 1 eingesetzt werden. Aus diesem Grund hat es sich als zweckmäßig erwiesen, zunächst den inneren Gelenkkörper 3 in den Käfig 6 einzubauen und anschließend diese aus den Käfig 6 und den inneren Gelenkkörper 3 bestehende Unterbaugruppe in den äußeren Gelenkkörper 1 einzusetzen. Gemäß Fig.3 und 4 wird der auf der einen Seite im Durchmesser verkleinerte (Kegelfläche 16) innere Gelenkkörper 3 in ein Fenster 7 des Käfigs 6 derart eingesetzt, daß der innere Gelenkkörper 3 auf herkömmliche Weise in den Käfig 6 eingebaut werden kann, d.h. durch das Einführen eines Steges 19 kommen die gegenüberliegenden Stege 20 von dem des Fensters 7 gegenüberliegenden Käfigabschnittes 21 frei, so daß die Stege 20 in den Käfig eingeführt werden können.

Wenn der innere Gelenkkörper 3 in den Käfig 6 eingesetzt und so verdreht worden ist, daß er koaxial zum Käfig 6 steht, wird die aus dem Käfig 6 und dem inneren Gelenkkörper 3 bestehende Unterbaugruppe in den äußeren Gelenkkörper 1 eingesetzt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gleichlaufdrehgelenk mit einem äußeren Gelenkkörper, der einen kugeligen Hohlraum aufweist, in dessen Innenfläche Rillen angebracht sind, einem in dem äußeren Gelenkkörper angeordneten inneren Gelenkkörper, der in seiner Außenfläche eine der Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechende Anzahl von Rillen aufweist, wobei jeweils eine Rille des äußeren und inneren Gelenkkörpers gemeinsam eine Kugel aufnehmen, die in Fenstern eines radial zwischen innerem und äußerem Gelenkkörper angeordneten Käfigs, welcher innen und außen konzentrische Kugelflächen aufweist, gehalten werden, und daß jeweils zwei zusammenarbeitende Rillen des inneren und äußeren Gelenkkörpers zur Steuerung der Kugeln in die Winkelhalbierende Ebene in Flichtung der Öffnung des äußeren Gelenkkörpers maulförmig erweitert sind und der Käfig mit seiner kugeligen Außenfläche im Hohlraum des äußeren und mit seiner kugeligen Innenfläche auf der kugeligen Außenfläche des inneren Gelenkkörpers geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Gelenkkörper (3), ausgehend von der Teilkugelfläche (9), in Richtung auf die offene Stirnseite des äußeren Gelenkkörpers (1) derart verkleinert ist, daß die Rillen (4) des inneren Gelenkkörpers eine etwa konstante Tiefe aufweisen.

2. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der teilkugelige Flächenbereich (9, 11) jeweils des inneren (3) bzw. des äußeren Gelenkkörpers (1) sich max. über zwei Drittel der Bogenlänge der zugehörigen Kugelfläche (8,10) des J5 Käfigs (6) erstreckt.