DE2804042C3 - Gleichlauffestgelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleichlauffestgelenk mit einem äußeren hohlen Gelenkkörper, in dessen Innenwand Kugelbahnen angebracht sind, einem in dem äußeren Gelenkkörper angeordneten inneren Gelenkkörper, der in seiner Außenwand eine der Anzahl der Kugelbahnen im äußeren Gelenkkörper entspr:- chende Anzahl von Kugelbahnen aufweist, wobei jeweils eine Kugelbahn des äußeren und des inneren Gelenkkörpers sich kreuzen und gemeinsam zur Drehmomentübertragung eine Kugel aufnehmen und deren Zentren durch den Kugelbahnenverlauf in eine Ebene geführt werden, welche den Winkel zwischen den Achsen des inneren und äußeren Gelenkkörpers halbiert, wobei der innere Gelenkkörper mit seiner kugeligen Außenfläche in der kugeligen Innenfläche des äußeren Gelenkkorpers geführt ist.

Bei bekannten Gelenken der vorstehend beschriebenen Bauart sind lediglich Konstruktionen mit nur vier Kugeln möglich, da sonst der Raumbedarf erheblich vergrößert werden muß. Ein zusätzlicher Nachteil beeinträchtigt die Drehmomentkapazität erheblich, denn von den vorhandenen Kugeln, die in ihren Rillen bei Drehmomentübertragung dienen, ist nur dtc Hälfte der Kugeln an der Übertragung beteiligt. Aus diesem Grunde ergibt sich eine schlechte Ausnutzung des Gelenkraumes für die eigentliche Drehmomentkapazität. Des weiteren ist nachteilig, daß ein Gelenk dieser Konstruktion, bei dem die Kugeln nicht in einem Käfig gehalten werden, große Neigungswinkel der Kugclrillen zur Drehachse benötigen, wodurch sich ebenfalls ein erhöhter Raumbedarf einstellt. Große Neigungswinkel ergeben jedoch größere

Kräfte zwischen der das Drehmoment übertragenden Kugel und ihrer Kugelrille, so daß sich dieser Nachteil in einer erhöhten Wärmeentwicklung sowie einem schlechten Wirkungsgrad niederschlägt.

Darüber hinaus stoßen diese Konstruktionen an Grenzen, da bei bestimmten Beugewinkeln die beiden Gelenkkörper derart zueinander stehen können, daß einzelne Kugeln aus ihren Kugelbahnen herausfallen können. Dies ist dadurch bedingt, daß die Mittellinien zweier zusammenarbeitender Kugelbahnen zur Dekkung gelangen.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, bei einem käfiglosen Gelenk die Anordnung der Kugelbahnen so zu gestalten, daß bei gleichem Raumbedarf ein besserer Wirkungsgrad und eine größere Drehmomentkapazität sowie eine Beteiligung aller Kugeln an der Drehmomentübertragung in beiden Richtungen erreicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) jede Kugelbahn-Mittelkurve durch sich selbst eine einzige Ebene bildet

b) diese Ebene die Drehachse des zugehörigen Gelenkkörpers in einem Abstand zum Gelenkmittelpunkt schneidet.

Bei einem derartigen Festgelenk ist von Vorteil, daß die Fertigung dieser Kugelbahnen zeitsparend und billig ist. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Kugeln in den Kugelbahnen so aufgenommen sind, daß die Drehmomente in beiden Drehrichtungen von allen im Gelenk vorhandenen Kuge!n übertragen werden.

Trotz dieser einfachen Herstellung eines derartigen Gelenkes können während des Betriebes Beugungswinkel bis 45° erreicht werden, unabhängig von der Anzahl der Kugeln und auch bei vergleichsweise kleineren Raumbedarf, d. h., bei einem kleinen Außendurchmesser des gesamten Gelenkes.

Des weiteren wird ein günstiger Wirkungsgrad erreicht, da lediglich kleine Kiäfte zwischen Kugel und ihren Kugelbahnen auftreten, bedingt durch den im Verhältnis kleinen Neigungswinkel der Kugelbahnen zur Gelenkdrehachse.

Des weiteren ist nach einem wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß jeweils zwei benachbarte Kugelbahn-MittelkurvLn in einer gemeinsamen Ebene liegen. Es ist hierdurch möglich, alle Kugelbahnen in einem Arbeitsgang zu fertigen, wodurch erhebliche Kosten eingespart werden und bei einmaliger Einstellung des Werkzeuges Teilungsfehler kaum auftreten können.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Gleichlauffestgelenk in Seitenansicht, geschnitten,

Fig. 2 eine Schnitt des Gleichlauffestgelenkes nach der Linie 1-1 von Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht längs der Linie Hf-III von Fig. 2, geschnitten,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles in Seitenansicht, geschnitten,

Fig. 6 einen Schnitt des Gleichlaufdrehgelenkes nach der Linie 1-1 von Fig. 5,

Fig. 7 eine Seitenansicht im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 6,

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 7.

Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Gelenk besteht

μ im wesentlichen aus dem äußeren Gelenkkörper 1,

welcher in seinem kugeligen Hohlraum mit Kugelbah-

Γ nen 2 versehen ist, den inneren Gelenkkörper 3, wel-

f eher in seiner Außenwand ebenfalls mit Kugelbah-

;, nen 4 versehen ist, Kulgen S, welche in jeweüs zwei

einander gegenüberliegeflden Kugelbahnen 2 und 4

f. aufgenommen sind und durch deren Verlauf die Ku-

geln 5 in die Winkelhalbierende Ebene gesteuert wer-

den. Die Mittellinie der Kugelbahnen 4 des inneren Gelenkkörpers 3 besteht aus einem Kreisbogen 6, sie

können aber auch aus einem Kreisbogen und zusätz-' lieh einer Geraden zusammengesetzt werden. Die Ku-

gelbahnen 2 des äußeren Gelenkkörpers 1 verlaufen

ι spiegelbildlich zu denen des inneren Gelenkkörpers 3.

S Die Drehmomentübertragung zwischen äußerem Ge-

lenkkörper 1 und innerem Gelenkkörper 3 erfolgt

' über die Kugeln 5.

In Fig. 3 ist ebenfalls ein Schnitt gezeigt, der die entgegengesetzte Hälfte des äußeren Gelenkkörpers 1 zeigt. Es sind die Kugelbahnen 2 dargestellt, mit den entsprechenden der Drehmomentübertragung dienenden Kugeln 5. Der spezielle Vcilauf dieser Kugelbahnen 2 ist in der Fig. 4 im Längsschnitt gezeigt. Hier ist deutlich zu erkennen, daß der äußere Gelenkkörper 1 mit ener Kugelbahn 2 versehen ist, deren Mittellinie 7 einen Kreis bildet und durch sich selbst eine Ebene. Diese Ebene 8 weist, wie in den Fig. 1 und 3 zu sehen ist, in einem Winkel α zur Gelenkdrehachse 9 angeordnet und schneidet diese Gelenkdrehachse 9 außerhalb, d. h. in einem Abstand zum Gelenkmittelpunkt 10. Durch diese Gestaltung der Kugelbahnen 2 des äußeren Gelenkkörpers 1 mit ihrem kreisförmigen Verlauf ist es möglich, daß bei der Herstellung zwei zusammengehörige, gegenüberliegende Kugelbahnen des äußeren Gelenkkörpers 1 mittels eines Fräsers in einem Arbeitsgang hergestellt werden können.

Bei diesem in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei benachbarte Kugelbahnen, wie sie im Schnitt 1 und 3 gezeigt sind, parallel zueinander angeordnet, und die Kugelbahnen, die

eine gemeinsame Erzeugende besitzen, verlaufen in ein und der gleichen Ebene. Es sind somit auch uie beiden nebeneinanderliegenden für die Erzeugung der Kugelbahnen wichtigen Ebenen parallel.

Durch die kugelige Außenfläche 11 des inneren Gelenkkörpers 3, die in dem kugeligen Hohlraum 13 des äußeren Gelenkkörpers 1 geführt ist, wird zwischen beiden Gelenkteilen keine axiale Verschiebung möglich. Durch die Gestaltung der Kugelbahnen 2 und 4 des äußeren 1 und inneren Gelenkkörpers 3 werden im inneren Gelenkkörper Stege 13 gebildet, die als Führungsflächen im Hohlraum 11 des äußeren Gelenkkörpers 1 dienen.

In den Fig. 5 bis 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, welches im Prinzip dem der Fig. 1 bis 4 entspricht, jedoch mit dem Unterschied, daß die Kugelbahnen 2 des äußeren Gelenkkörpers 1 so angeordnet sind, daß /war jeweils zwei benachbarte wiederum in einer gemeinsamen Ebene verlaufen, jedoch die beiden Ebenen 8 sich kreuzt«. Der prinzipielle Aufbau des Gelenkes an sich bleibt im übrigen gleich, so daß jeweils eine Kugel 5 in zwei Kugelbahnen 2, 4 des äußeren 1 und inneren Gelenkkörpers 3 aufgenommen ist, die sich kreuzen. Es befinden sich darüber hinaus wiederum zwei Kugeln in einer Kugelbahn, wie dies Fig. 8 deutlich macht, deren erzeugende Mittellinie insbesondere einen Kreisbogen bildet, so daß auch bei deren Herstellung zwei Kugelbahnen mit einem Fräser in einem Arbeitsgang hergestellt werden können.

Auch diese Ausführung ist, wie Fig. 6 zeigt, als Festgelenk ausgebildet, da die äußere Kugelfläche 11 des inneren Gelenkkörpers 3 in der inneren Kugelfläche 11 des äußeren Gelenkkörpers 1 geführt ist und eine Axialbewegung relativ zwischen beiden Gelenkteilen 1 und 3 nicht zuläßt. Es sind, um die Kugeln 5 durch den Verlauf der Kugelbahnen 2, 4 auf den halben Beugewinkel zwischen innerem Gelenkkörper 3 und äußerem Gelenkkörper 1 zu führen, wiederum die Kugelbahnen des inneren und des äußeren Gelen«körpers 1, 3 spiegelbildlich zueinander angeordnet.

Hierzu 2 Blptt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gleichlauffestgelenk mit einem äußeren bohlen Gelenkkörper, in dessen Innenwand Kugelbahnen angebracht sind, einem in dem äußeren Gelenkkörper angeordneten inneren Gelenkkörper, der in seiner Außenwand eine der Anzahl der Kugelbahnen im äußeren Gelenkkörper entsprechende Anzahl von Kugelbahnen aufweist, wobei jeweils eine Kugelbahn des äußeren und des inneren Gelenkkörpers sich kreuzen und gemeinsam zur Drehmomentübertragung eine Kugel aufnehmen und deren Zentren durch den Kugelbahnenverlauf in eine Ebene geführt werden, welche den Winkel zwischen den Achsen des inneren und äußeren Gelenkkörpers halbiert, wobei der innere Gelenkkörper mit seiner kugeligen Außenfläche in der kugeligen Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers irreführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) jede Kugelbahn-Mittelkurve (6,7) durch sich selbst eine einzige Ebene (8) bildet,

b) diese Ebene die Drehachse (9) des zugehörigen Gelenkkörpers (1, 3) in einem Abstand zum Gelenkmittelpunkt schneidet.

2. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Kugelbahn-Mittelkurven (8) in einer gemeinsamen Ebene liegen.