DE2816155B1

DE2816155B1 - Kaefig fuer die Kugeln eines Gleichlaufdrehgelenkes

Info

Publication number: DE2816155B1
Application number: DE2816155A
Authority: DE
Inventors: Hans-Heinrich Welschof
Original assignee: Loehr and Bromkamp GmbH
Current assignee: GKN Driveline Deutschland GmbH
Priority date: 1978-04-14
Filing date: 1978-04-14
Publication date: 1979-09-20
Also published as: IT1120293B; ES247531U; FR2422859B1; DE2816155C2; BR7901785A; IT7906950V0; US4275571A; GB2019531A; JPS54138939A; JPS5723131B2; FR2422859A1; ES247531Y; IT7905147A0; GB2019531B

Description

Die Erfindung betrifft einen Käfig für die Kugeln eines Gleichlaufdrehgelenkes, das einen äußeren Gelenkkörper mit einem kugeligen Hohlraum aufweist, in dessen Innenfläche gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Rillen angebracht sind, sowie einen 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 des 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 Richtung der öffnung des äußeren Gelenkkörpers maulförmig erweitert sind und wobei 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. DE-PS 12 67 915), bei denen zur Ermöglichung eines Zusammenbaus vorgeschlagen wird, daß ein Fenster des Käfigs, der im zusammengebauten Zustand mit nur geringem 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

iü der Steg des inneren Gelenkkörpers in dieses Fenster eingeführt und so der innere Gelenkkörper in den Käfig montiert werden kann.

Des weiteren sind Gelenke bekannt (z. B. DE-PS 12 98 785), bei denen anstatt der Verlängerung eines

ι "j Käfigsfensters 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. Darüber hinaus sind solche Lösungen nur bei Sechs-Kugel-Gelenken durchführbar, da dann jeweils zwei Käfigfenster bzw. zwei Stege des inneren Gelenkkörpers diametral gegenüberliegen und somit eine Montage des Käfigs gewährleisten.

Es sind jedoch auch Lösungen bekannt (DE-OS 26 20 340), bei denen eine Montage des Käfigs sowohl

so bei einem Sechs-Kugel- wie auch bei einem Fünf-Kugel-Gelenk möglich ist. Hierbei wird am Käfig auf dessen Außenfläche an mindestens einer Stelle eine Abflachung vorgesehen. Es ist jedoch leicht einzusehen, daß bei Verwendung einer Abflachung auf der Außenfläche des Käfigs ein Käfig erforderlich ist, der eine entsprechend dicke Wandstärke aufweist, da ansonsten diese vorgeschlagene Lösung nicht durchführbar ist. Die Verwendung eines Käfigs mit einer besonders dicken Materialstärke bringt den Nachteil mit sich, daß nunmehr der innere Gelenkkörper sowie der äußere Gelenkkörper entsprechend dünner gestaltet werden muß und daß insgesamt an diesen Teilen Festigkeitseinbußen hingenommen werden müssen. Zusätzlich ergeben sich jedoch weitere aufwendige Arbeitsgänge zur Bearbeitung des Käfigs, um die entsprechenden Abflachungen herzustellen.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Festgelenk zu schaffen, bei dem durch die Verwendung eines fertigungstechnisch einfachen Käfigs eine einfache Montage gewährleistet ist. Darüber hinaus soll durch eine gleichmäßige Werkstückgeometrie, insbesondere des axial verlaufenden Querschnitts, eine statisch gleichmäßige Festigkeit erreicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der Käfig auf seiner kugeligen Außenfläche auf der dem Hohlraum des äußeren Gelenkkörpers zugewandten Seite mit einer Abdrehung versehen ist, welche von dieser Stirnseite des Käfigs bis an die ihr zugewandte Längsseite der Käfigfenster verläuft.

Vorteilhaft bei dieser Ausbildung ist, daß der Käfig über dem gesamten Umfang einen gleichmäßigen Querschnitt aufweist und daß durch die verkürzten gleichlangen Käfigfenster eine Verstärkung erreicht wird. Der Käfig läßt sich zusammen mit dem inneren Gelenkkörper in den äußeren Gelenkkörper einfädeln, ohne daß eine Montagehilfe durch einen gesonderten zusätzlich vorgesehenen Arbeitsgang ausgeführt werden muß. Der Käfig kann bei gleichbleibenden

ORIGINAL INSPECTED

Herstellkosten gefertigt werden, so daß eine Erhöhung der Stabilität des Käfigs erfolgt.

Der entscheidende Vorteil besteht jedoch darin, daß der ohne zusätzlichen Fertigungsaufwand hergestellte Käfig zur Montage eines Gelenkes mit nur fünf Kugeln verwendet werden kann.

Hierbei bestand die Schwierigkeit, daß keine zwei Kugelrillen gegenüberliegen und deshalb kein genügender Platz zur Einfädelung des Käfigs vorhanden war. Dieses wird nunmehr durch die Abdrehung des Käfigs im Bereich eine Längsseite der Käfigfenster ermöglicht. In Extremfällen, bei denen der äußere Gelenkkörper einen großen Hinterschnitt aufweist, d.h., daß der Durchmesser des Hohlraumes des äußeren Gelenkkörpers bedeutend größer ist als der Öffnungsdurchmesser, ist nach einem weiteren wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß die Abdrehung über den gesamten Umfang des Käfigs verläuft.

Bei Gelenkkonstruktionen die lediglich einen geringen Hinterschnitt im äußeren Gelenkkörper aufweisen, d. h., daß der Durchmesser des inneren Hohlraumes nur geringfügig größer ist als der Öffnungsdurchmesser, ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß der größte Durchmesser der Abdrehung kleiner oder gleich dem kleinsten Öffnungsdurchmesser des äußeren Gelenkkörpers ist. Hierbei ist von Vorteil, daß die Abdrehung lediglich teilweise im Bereich der Käfigfenster über den Umfang einer Stirnseite verläuft.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Abdrehung lediglich im Umfangsbereich einer Längsseite der Käfigfenster verläuft.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt Es zeigt

F i g. 1 ein Gleichlaufdrehgelenk in Ansicht, halb im Schnitt,

Fig. 2 den äußeren Gelenkkörper und den Käfig des in Fig. 1 dargestellten Gleichlaufdrehgelenkes im Schnitt,

F i g. 3 eine Ansicht des äußeren Gelenkkörpers mit dem montierten Käfig des in F i g. 1 und 2 dargestellten Gleichlaufdrehgelenkes im Schnitt, F i g. 4 eine Ansicht des Käfigs im Schnitt dargestellt. Das in F i g. 1 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, Wälzkörpern 5, welche in jeweils zweieinander gegenüberliegenden Rillen 2 und 4 aufgenommen sind, sowie einem Käfig 6, welcher die Kugeln 5 durch dafür vorgesehene Fenster im Käfig 6 führt. Die Kugelrillen 2,4 verlaufen in Meridianebenen in bezug auf die jeweilige Achse des zugehörigen Gelenkkörpers, jeweils eine Rille 2 und 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 7 auf der äußeren Kugelfläche 8 und mit seiner Außenkugel 9 in der Innenfläche 10 des äußeren Gelenkkörpers 1 geführt. Der innere Gelenkkörper 3 weist eine Bohrung 11 mit einem Zahnprofil auf, in der eine Welle 12 drehfest montiert wird.
Die Drehmomentübertragung von der Welle 12 auf den Achszapfen 13 erfolgt über inneren 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 14.

Der Käfig 6 ist auf seiner der öffnung des äußeren Gelenkkörpers 1 abgewandten Seite mit einer Abdrehung 15 versehen. Diese Abdrehung 15 verläuft über den gesamten Umfang des Käfigs 6 von der Stirnseite

ίο des Käfigs 6 ausgehend bis in den Bereich der Käfigfenster. Der größte Außendurchmesser dieser Abdrehung 15 ist kleiner oder gleich dem kleinsten Öffnungsdurchmesser des äußeren Gelenkkörpers 1 im Bereich seiner der Welle 12 zugewandten Stirnseite.

In F i g. 2 ist die Montage des Käfigs 6 in den äußeren Gelenkkörper 1 gezeigt. Aufgrund der eng zusammengepaßten Teile können weder der innere Gelenkkörper 3 unmittelbar axial in den Käfig 5 noch der Käfig 6 unmittelbar axial in den äußeren Gelenkkörper 1 eingesetzt werden. Aus diesem Grund hat es sich als zweckmäßig ergeben, zunächst den inneren Gelenkkörper 3 in den Käfig 6 einzubauen und anschließend diese aus dem Käfig 6 und dem inneren Gelenkkörper 3 bestehende Unterbaugruppe in den äußeren Gelenkkörper 1 einzusetzen. Gemäß Fig.2 ist hier aus Vereinfachungsgründen lediglich gezeigt, wie der Käfig 6 in den äußeren Gelenkkörper 1 eingesetzt wird. Der Käfig 6 wird mit der der Abdrehung 15 entgegengesetzten Seite 16 in die öffnung des äußeren Gelenkkörpers 1 schräg eingesetzt, und zwar so, daß ein Fenster 17 des Käfigs 6 in einem Steg 18 der von zwei Rillen 2 des äußeren Gelenkkörpers 1 gebildet wird, eintaucht. Im Anschluß hieran kann der Käfig 6 durch Einkippen in den äußeren Gelenkkörper 1 mit seiner Abdrehung 15 am kleinsten Öffnungsdurchmesser des äußeren Gelenkkörpers 1 vorbeimontiert werden. Es befindet sich nun die Abdrehung 15 im Öffnungsbereich des äußeren Gelenkkörpers 1.

In F i g. 3 ist der endgültige Zustand zwischen Käfig 6 und äußeren Gelenkkörper 1 gezeigt, denn nach einer Drehung um 180° um eine Achse, die senkrecht auf der Längsachse des Gelenkes steht, ist nunmehr die Abdrehung 15 des Käfigs 6 auf der dem Hohlraum 20 des äußeren Gelenkkörpers 1 zugewandten Seite angeordnet. Dies ist besonders günstig, da in diesem Bereich 21 zwischen Käfig 6 und äußeren Gelenkkörper 1, keine axialen Kräfte von diesen Teilen aufzufangen sind. Durch die Anordnung der Abdrehung 15 im Bereich 21 kann der vordere Bereich 22 des äußeren Gelenkkörpers 1 freigehalten werden für die Übertragung und Aufnahme von axialen Kräften.

Fig.4 zeigt den Käfig 6 als Einzelteil. Es ist deutlich zu erkennen, daß die Abdrehung 15 im Bereich einer Stirnseite über den gesamten Umfang verläuft und bis in die Fenster 17 hinein verläuft. Die Außenkugel 9 dient der Führung des Käfigs 6 im äußeren Gelenkkörper 1, wo gegen der innere Hohlraum 7 des Käfigs 6 zur Führung auf dem inneren Gelenkkörper 3 vorgesehen ist. Bei Konstruktionen, bei denen der öffnungsdurchmesser des äußeren Gelenkkörpers 1 größer ist im Verhältnis zur Außenkugel 9 des Käfigs 6 kann die Abdrehung 15 lediglich im Bereich einer Längsseite der Käfigfenster verlaufen. Dies bedeutet, daß die Abdrehung 15 nicht unbedingt über den gesamten Umfang des Käfigs 6 verlaufen muß.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Käfig für die Kugeln eines Gleichlaufdrehgelenks, das einen äußeren Gelenkkörper mit einem kugeligen Hohlraum aufweist, in dessen Innenfläche gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Rillen angebracht sind, sowie einen 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 des 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 Richtung der Öffnung des äußeren Gelenkkörpers maulförmig erweitert sind und wobei 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 Käfig (6) auf seiner kugeligen Außenfläche (9) auf der dem Hohlraum (20) des äußeren Gelenkkörpers (1) zugewandten Seite mit einer Abdrehung (15) versehen ist, weiche von dieser Stirnseite des Käfigs bis an die ihr zugewandte Längsseite der Käfigfenster (17) verläuft.

2. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdrehung (15) über den gesamten Umfang des Käfigs (6) verläuft.

3. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser der Abdrehung (15) kleiner oder gleich dem kleinsten Öffnungsdurchmesser des äußeren Gelenkkörpers (1) ist.

4. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdrehung (15) lediglich im Umfangsbereich einer Längsseite der Käfigfenster (17) verläuft.