DE2742384C2

DE2742384C2 - Gleichlaufdrehgelenk

Info

Publication number: DE2742384C2
Application number: DE2742384A
Authority: DE
Inventors: Peter 5202 Hennef Harz; Werner Dipl.-Ing. 5206 Neunkirchen Krude
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Automotive GmbH
Priority date: 1977-09-21
Filing date: 1977-09-21
Publication date: 1983-08-04
Also published as: IT1103046B; JPS5750976B2; FR2404147A1; DE2742384A1; JPS5447947A; GB2004623B; IT7807051V0; GB2004623A; US4249395A; IT7805234A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk mit einem äußeren Gelenkkörper, in dessen Innenwand Rillen zur Aufnahme der der Drehmomentübertragung dienenden Wälzkörper, insbesondere Kugeln angeordnet sind, einem im Hohlraum des äußeren Gelenkkörpers angeordneten inneren Gelenkkörper, der auf seiner Außenfläche umfangsverteilt einer der Anzahl der Rillen des äußeren Gelenkkörpers entsprechende Anzahl von Ausnehmungen zur Aufnahme der Drehmomentübertragungselementen aufweist und wobei zur Steuerung der Kugeln in die Winkelhalbierende Ebene ein im inneren Gelenkkörper im Gelenkmittelpunkt gelagertes, in einer durch die Gelenkmitte verlaufenden Nut eines Steuerhebels zentriert und radial verschiebbar gehaltenes Führungselement vorgesehen ist, wobei der Steuerhebel zur Steuerung des Führungselementes kugelige Führungsflächen aufweist.

Es sind ähnliche Gelenke bereits bekannt (z. B. US-PS 19 47Ö46), die aufgrund ihrer aufwendigen Konstruktion nur unwirtschaftlich herzustellen sind. Es sind zur Steuerung der Kugeln im inneren und äußeren Gelenkkörper Rillen vorgesehen, es ist jedoch zusätzlieh zur Steuerung noch für jede Kugel ein einzelnes Element erforderlich, welches durch entsprechende Ausnehmungen Hindurchgreift. Nachteilig ist jedoch, daß lediglich ein Festgelenk auf diese Weise konstruiert werden kann! Außerdem ist jede Kugel;mit mehreren

ίο Flächen in Berührung, so daß eine erhöhte Reibung zu erwarten ist

Darüber hinaus sind Gelenke bekannt (z.B. US-PS 24 62 700), die zwar aus zwei Gelenkhälften bestehen und mit einem zentralea Steuerhebel versehen sind, jedoch; ist dieFührungder Wälzkörper in die Winkelhalbierende Ebene sehr schwierig und nur durch zusätzliche Führungsteile möglich. Der eine Gelenkkörper wird auch bei diesem Gelenk von dem zweiten umschlossen, so daß auch hier nur ein Festgelenk ausgebildet werden kann. Darüber hinaus können bei

der Gestaltung der Gelenkkörper nur Wälzkörper, die gegebenenfalls nadeigelagert sind, verwendet werden.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein

konstruktionsmäßig einfaches Gleichlaufdrehgelenk zu

schaffen, bei dem ein Steuerhebel zur Verminderung der Reibungsverluste mit langen, symmetrischen Versätzen

versehen ist wobei die Baulänge des Gslenkes nicht vergrößert werden braucht

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß das Führungselement aus zwei scheibenförmigen Blechteilen besteht die zur Mittelachse hin zusammengefügt sind, so daß eine umlaufende Führungsrille gebildet wird, und daß der in sich starre Steuerhebel mit seinen an den Enden vorgesehenen Führungsflächen im äußeren und inneren Gelenkkörper geführt ist und daß die Ausnehmungen des inneren Gelenkkörpers in axialer Richtung eine Breite, die dem Durchmesser der Kugeln und eine Länge, die mindestens dem Kugeldurchmesser entspricht, aufweisen und daß der Steuer-

hebel im äußeren Gelenkkörpt? axiafi fhiert ist und in der Bohrung der Welle verschiebbar gelagert ist.

Bei dieser Ausbitdung ist von Vorteil, daß durch die Verwendung verhältnismäßig einfacher Teile, eine Ausbildung als Fest- und Verschiebegelenk möglich ist.

+5 Der Steuerhebel ist mit kugeligen Führungsflächen versehen, die einen entsprechenden Abstand von der Gelenkmitte besitzen, so daß aufgrund der großen Hebelarme sowie der kleinen Radien der Führungsflächen, eine geringe Reibung vorhanden ist. Des weiteren ist vorteilhaft, daß der innere Gelenkkörper mit seiner Außenfläche nicht im Hohlraum des äußeren Gelenkkörpers geführt ist, auch dies führt zu verhältnismäßig geriiigen Reibungsverlusten.
Vorteilhaft ist weiter, daß durch die in Achsrichtung entsprechend langen Ausnehmungen, eine Verschiebung des inneren Gelenkkörpers zum äußeren Gelenkkörper möglich ist. Der Steuerhebel wird in der Innenbohrung des inneren Gelenkkörpers geführt und kann somit ebenfalls die relative Verschiebung mitmachen. Bei dieser Ausbildung ist gewährleistet, daß durch einfache Mittel ohne zusätzliche Bauteile aus einem Festgelenk ein Verschiebegelenk ausgebildet wird.

Des weiteren ist vorgesehen, daß zur vereinfachten Herstellung, der Hohlraum des äußeren Gelenkkörpers

e>5 zylindrisch ausgebildet ist und der Rillengrund der Rillen kreisförmig verläuft, wobei der Erzeugungsradius der Rillen mit dem Gelenkmittelpunkt identisch ist.
Vorteilhaft ist hierbei, daß bei Verwendung von

entsprechend langen Ausnehmungen des inneren Gelenkkörpere for die Aufnahme der Kugeln ein Verschiebegelenk konstruiert werden kann.

Bei Fixierung des Steuerhebels sowohl im äußeren Gelenkkörper als auch im inneren Gelenkkörper durch eine kugelige Führungsfläche, die mit den kugeligen Flächen des Steuerhebels zusammenarbeiten, ist gewährleistet, daß bei einem Gelenk eine Verschiebung nicht mehr stattfinden kann. Es wird somit ohne weiteres zusätzliche Bauteile, die Ausbildung als Festgelenk erreicht

Um ein herstellungsmäßig einfaches und kostengünstiges Gelenk zu erreichen, ist einerseits vorgesehen, da£(. der Steuerhebel aus zwei im wesentlichen gleiche, als Tiefziehteile ausgebildete Blechkörper besteht, die durch eine Schraubverbindung fest aber lösbar miteinander verbunden sind und andererseits, daß das Führungselement aus zwei Blechteilen besteh^ die eine Führungsrille bilden und zur Mittelachse hin zusammengefügt sind.

Da der innere Gelenkkörper mit einem Hohlraum versehen ist, ist bei einem weiteren wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß das Führungselement eine umlaufende Führungsrille für die Aufnahm! der Kugeln aufweist Hierdurch ist die Herstellung eines einfachen Führungselementes gewährleistet, bei dem lediglich zwei Blechscheiben zusammengefügt werden, die dann auf ihrem Umfang eine Führungsrille bilden.

Bevorzugte Ausführungsbeiispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen sclhematisch dargestellt Es zeigt

·' F i g. 1 ein Verschiebegelenk, dessen äußerer Gelenkkörper einen zylindrischen Hohlraum besitzt wobei der Führungshebel lediglich im äußeren Gelenkkörper geführt ist

F i g. 2 ein Gleichlauffestgelenk, im Prinzip wie F i g. 1 dargestellt, mit dem Unterschied, daß der Steuerhebel sowohl im äußeren wie auch im inneren Gelenkkörper durch einen Sicherungsring fixiert ist

F i g. 3 ein Gleichlauffestgelenk, bei dem der innere Gelenkkörper mit seiner äußeren Kugelfläche im kugeligen Hohlraum des äußeren Gelenkkörpers geführt ist

F i g. 4 einen Steuerhebel mit einem Führungselement in vergrößerten Maßstab, wobei der Steuerhebel aus zwei miteinander verschraubten Einzelteilen besteht,

Fig.5 einen Steuerhebel mit einem Führungselement, im Prinzip wie in F i g. 4 dargestellt, jedoch mit dem Unterschied, daß die beiden Teile des Steuerhebels verschweißt sind.

Das in F i g. 1 dargestellte Gleichlaufdrehgelenk besteht im wesentlichen aus dem äußeren Gelenkkörper 1, dessen geschlossenes Ende mit einem beispielsweise Flansch 2 zur Befestigung an ein Antriebs- oder Abtriebsteil vorgesehen ist. Im zylindrischen Hohlraum 3 des äußeren Gelenkkörpers 1 sind über dem Umfang gleichmäßig verteilte Rillen 4 zur Aufnahme der der Drehmomentübertragung dienenden Kugeln 5 angeordnet. Der Rillengrund 6 der Rillen 4 verläuft kreisbogenförmig mit einem Erzeugungsradius, der mit dem Mittelpunkt 7 des Gelenkes identisch ist Der äußere Gelenkkörper 1 nimmt in seinem Innenraum den inneren Gelenkkörper 8 auf, jedoch ist dieser in einem Abstand zum zylindrischen Hohlraum 3 des äußeren Gelenkkörpers 1 angeordnet Der innere Gelenkkörper 8 ist mit dem rohrförmigen Wellenteil 9 einstückig ausgebildet. Der mit einer äußeren Kugelfläche 10 versehene innere Gelenkkörper 8 besitzt über seinem Umfang verteilt, axial verlaufende Ausnehmungen 11, die zur Aufnahme der Kugeln 5 dienen und zur Übertragung des. Drehmomentes vom inneren Gelenkkörper 8 auf den äußeren Gelenkkörper 1 dieneti. Die Ausnehmungen 11 besitzen" in axialer Richtung⁵ eine Breite, die dem Durchmesser der Kugeln 5 entspricht In axialer Richtung besitzen die Ausnehmungen eine Länge, die dem Kugeldurchmesser vermehrt um den Schiebeweg entspricht Von innen her sind die Kugeln 5

ίο in einer Rille eines Führungselementes 12, welches aus zwei Blechteilen zusammengesetzt ist, ausgenommen. Die Rille des Führungselementes 12 verläuft in Umfangsrichtung des Gelenkes, das bedeutet, daß der Rillenverlauf des Führungselementes 12 im rechten Winkel zu den Rillen 4 des äußeren ,Gelenkkörpers 1 angeordnet ist Das Führungselement 12 ist mit seinem Innenteil in einer Nut 13 eines Steuerstiftes 14 radial beweglich aufgenommen, wobei die Mitte der Nut 13 und die Mitte der Rille des Führurigselementes; 12 durch

den Gelenkmittelpunkt^; 7 verlauferi. 'DeiSteuersiift 14 besteht aus zwei Hälften, die in etwa' symmetrisch verlaufen, wobei die der Nut 13 ab^swandien Enden 15, kugelige Außenflächen 16 besitzen; B^i einem Gelenk, welches relative Verschiebungen zwischen dem äußeren Gelenkkörper 1 und dem inneren Gelenkkörper 8 ausführen kann, wie dies z. B. in Fig. 1 gezeigt ist'wird der Steuerstift 14 mit seinem dem äußeren Gelenkkörper 1 zugewandten Ende 15 mit dessen kugeliger Außenfläche 16 in einem Befestigungselement 17 axial unverschiebbar fixiert Dazu ist vorgesehen, daß das Befestigungselement 17 einen der äußeren Kugelfläche 16 des Steuerstiftes 14 entsprechenden kugeligen Innenraum 18 zur Aufnahme besitzt Das dem äußeren Gelenkkörper 1 entgegengesetzte Ende 15 des Steuer-

J5 stiftes 14 ist in einer Bohrung 19 des rohrförmigen Wellenteiles 9 axial verschiebbar aufgenommen und dient zur Führung des Führungselementes 12, während der relativen Verschiebung zwischen dem inneren Gelenkkörper 8 und dem äußeren Gelenkkörper 1. Die Bohrung 19 des rohrförmigen Wellenteilej 9 eijlspricht im Durchmesser der kugeligen Außenfläche 16 des Steuerstiftes 14. Die beiden Hälften des Steuerstiftes 14 sind in ihrem Mittelbereich durch eine Verschraubung miteinander fixiert, so daß sie jederzeit lösbar sind. Zur

i) Abdichtung des Gelenkinnenraumes gegenüber der Atmosphäre dient ein Faltenbalg 20.

In F i g. 2 ist ein Gelenk gezeigt, welches im Prinzip dem in F i g. 1 dargestellten entspricht Es handelt sich hierbei jedoch um ein Festgelenk, bei dem der innere

j" Gelenkkörper 8 zum äußeren Gelenkkörper 1 relativ keine Verschiebung zueinander ausführen kann. Diese Unverschiebbarkeit der beiden Gelenkkörper zueinander wird dadurch erreicht daß das dem äußeren Gelenkköfper 1 abgewandte Ende 15 des Steuerstiftes

η 14 mit seiner kugeligen Außenfläche 16 von je einem Sicherungsring 21 fixiert wird. Diese Sicherungsringe 21 sind in dem rohrförmigen Wellenteil 9 in dessen Bohrung 19 in Nuten aufgenommen. Durch diese Sicherungsringe 21 und dem Befestigungselement 17 des äußeren Gelenkkörpers 1, daß in seinen Innenrauni kugelförmig ausgebildet ist, ist gewährleistet, daß die Gelenkkörper keine Verschiebung zueinander ausführen können, ohne daß sonstige Änderungen am eigentlichen Gelenk vorgenommen werden müssen.

bS In Fig.3 dagegen ist ein Gelenk als Festgelenk ausgebildet, wobei die Merkmale im Prinzip wie die des in F i g. 1 gezeigten Gelenkes angeordnet sind, jedoch mit dem Unterschied, daß der Hohlraum Η« äiin»»n

Gelenkkörpers 1 mit einer kugeligen innenfläche 22 versehen ist. Diese kugelige Innenfläche 22 entspricht dem Durchmesser der kugeligen Außenfläche 10 des inneren Gelenkkörpers 8. Durch diese Maßnahme wird der innere Gelenkkörper 8 im Hohlraum 22 des äußeren Gelenkkörpers 1 geführt und damit axial unverschiebbar gehalten.

In Fig.4 ist ein Steuerstift 14 gezeigt, in dessen Nut 13 das Führungselement 12 aufgenommen ist. Der Steuerstift 14 setzt sich aus zwei Hälften 14a und 14b zusammen. Im Zentrum des Steuerstiftes 14 werden beide Hälften durch eine Distanzbüchse 23 auf dem gewünschten Abstand zueinander gehalten und durch

die Befestigungsschraube 24 miteinander lösbar fixiert. In F i g. 5 dagegen ist der dargestellte Steuerstift 14 in seinem Zentrum mit einem Distanzstück 25 verschweißt, wobei in dessen Mittelbohrung ein Bolzen einer Distanzscheibe 26, die mit dem zweiten Teil des Steuerstiftes 14 verschweißt ist, eingreift. Die Befestigung erfolgt durch einen in einer Nut des Bolzens eingreifenden Sicherungsring 27. Bei der Festlegung der Breite der Nut 13 muß immer gewährleistet sein, daß das Führungselement 12 radial verschiebbar aufgenommen wird, dies ist zur Funktion des Gelenkes unbedingt notwendig.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gleichlaufdrehgelenk mit einem äußeren Gelenkkörper, in dessen Innenwand Rillen zur Aufnahme der der Drehmomentübertragung. dienenden Wälzkörper, insbesondere Kugeln angeordnet sind, einem im Hohlraum des äußeren Gelenkkörpers angeordneten. inneren Gelenkkörper, der auf seiner Außenfläche umfangsverteilt einer der Anzahl der Rillen des äußeren Gelenkkörpers entsprechende Anzahl von Ausnehmungen zur Aufnahme der Drehmomentübertragungselementen aufweist und wobei zur Steuerung der Kugeln in die Winkelhalbierende Ebene.ein im inneren Gelenkkörper im Gelenkmittelpunkt gelagertes, in einer durch die Gelenkmitte verläufenden Nut eines Steuerhebels zentriert und radial verschiebbar gehaltenes Führungselement vorgesehen ist, wobei der Steuerhebel zur Steuerung des Führungselementes kugelige Führungsflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (12) aus zwei scheibenförmigen Biechteiien besteht, die zur Mittelachse hin zusammengefügt sind, so daß eine umlaufende Führungsrille gebildet wird, und daß der in sich starre Steuerhebel (14) mit seinen an den Enden vorgesehenen Führungsflächen (16) im äußeren (1) und inneren Gelenkkürper (8) geführt ist und daß die Ausnehmungen (11) des inneren Gelenkkörpers (8) in axialer Richtung eine Breite, die dem Durchmesser der Kugeln (5) und eine Länge, die mindestens dem Kugetdurchmesser entspricht, aufweisen und djß der Steuerhebel (14) im äußeren Gelenkkörper (1) axial fixiert istrjid in der Bohrung (19) der Welle (9) verschiebbar gelagert ist.

2. Gleichlaufdrehgelenk nash Ar:eruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (3) des äußeren Gelenkkörpers (1) zylindrisch ausgebildet ist und daß der Rillengrund (6) der Rillen (4) kreisförmig verläuft, wobei der Erzeugungsradius der Rillen (4) mit dem Gelenkmittelpunkt (7) identisch ist.

3. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (14) aus zwei im wesentlichen gleichen, als Tiefziehteile ausgebildeten Blechkörpern besteht, die durch eine Schraubverbindung (24) fest aber lösbar miteinander verbunden sind.