DE2742384C2 - Gleichlaufdrehgelenk - Google Patents
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- F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
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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.
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
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.
Claims (3)
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.
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