DE2816765A1

DE2816765A1 - Gleichlaufwellengelenk

Info

Publication number: DE2816765A1
Application number: DE19782816765
Authority: DE
Inventors: Willi Zeidler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-18
Filing date: 1978-04-18
Publication date: 1979-10-31

Description

Gleichlaufwellengelenk"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleichlaufwellengelenk, bei dem das eine Jellenende als Kugelkopf und das andere als umhüllendes Hohlkugelgehäuse ausgebildet ist und zwischen denen zur Kraftübertragung Kugeln in Kugelrillen in Meridianbahnen konzentrisch zum Mittelpunkt des Gelenkes in einem spitzen Winkel zur Gelenkachse sich kreuzend, in einem Kugelkäfig angeordnet sind.
Bei den bekannten Gelenken dieser Art ist zwischen dem inneren Kugelkopf und dem äußeren Hohlkugelgehäuse noch ein mit im Umr fang länglich verlaufenden Aus schnitten (Fenstern) versehener Kugelkäfig. Dieser Kugelkäfig ist zur Halterung der Kugeln in der Winkelhalbierungsebens erforderlich und stützt die Schraubkräfte der beiden Gelenkwellenteile ab.
Die Ausschnitte (Fenster) im Kugelkäfig können nicht als runde Bohrung ausgeftihrt werden, weil die Kugelrillen Meridianbahnen sind und zum Pol immer enger zusammanlaufen. Die Kugeln brauchen daher die Seitenbeweglichkeit im Käfig. Der Kugelkäfig ist dadurch ein relativ kompliziertes und bei der Montage sehr hinderliches und teueres Gelenkteil.
Durch die Wanddicke des Kugelkäfigs ist zwischen dem Kugelkopf und dem umschließenden Hohlkugelgehäuse ein großer Abstand, und die Kugeln werden nur oben und unten in Polnähe von den Kugelrillen erfaßt. Die gedachten Abscherflächen der Kugeln liefen nah a Kugelpol und sind klein.
Durch den großen Abstand der beiden Gelenkteile zueinander, neigen die Kugeln bei der @elastung zum Verkeilen. Ks entstehen zusätzliche große Blindkräfte auf die Kugelbahnen und Kugeln. Diese werden durch den ungünstig liegenden resultierenden Krzftrichungsverlauf von einem Gelenkteil über die Kugeln zum anderen Gelenkteil hervorgerufen. Je weiter der Abstand ist, um so größer werden die Blind- und Keilkräfte.
Die großen Kugeldurchmesser am Kugeläquator werden für die direkte kraftüertragung nicht genutzt, weil sich dort der Kugelkäfig befindet. Gerade aber hier, wo die Kugeln den größten Wölbradius haben und den höchsten Druck aufnehmen können, wäre die spezifi@he Belastung auf die Kugelbahnen am günstigsen.
Es sind zwar Gleichlaufwellengelenke mit Kugeln bekannt bei denen sich kein Käfig zwischen dem Kugelkopf und dem umhttllenden Hohlkugelgehäuse befindet. Hier verlaufen die Kugelbahnen in sich kreusenden Keilbahnen. Bei sinigen Ausführungen sind diese gekrümmt und teilweise auch noch im kreuzenden Winkel zur Gelenkachse. Die Keqeln steigen in den Kugulbahnen bei der @awegung des Gelenkes auf und ab. Sie können also nur an einem Kreuzungspunkt in der günstigsten Kugelzone am Kugeläquator erfaßt werden.
Nützt man diesen Kreuzungspunkt und noch einen kleinen Bereich zu beiden Seiten, so ergibt dies auch nur einen kleinen Beugungswinkel des Gelenkes.
Die geschilderten Nachteile dieser Gelenkart werden gemäß der Er findung dadurch vermieden, daß statt des xugelkäfigs zwischen dem Kugelkopf und den Hohlkugelgehäuse eine Scheibe mit einer Kugelrillenringnut im Kegelkopf angeordnet wird. Die Kugeln ragen mit ihrem unteren Pol durch die Kugelrillen des Kugelkopfes hindurch ia die Kugelrillenringnut, der zentralen Scheibe, Kugel oder drgl.
Diese zentrale Scheibe mit der Kugelrillenringnut ist im Vergleich zu den bekannten Kugelkäfigen ein sehr stabiles und einfaches Bau-@eil.
Da jetzt das Mohlkugelgehäuse den Kugelkopf ohne Abstand sondern nur mit etwas Bewegungsspiel umschließen kann, sind die Kugelrillen in dem äußeren und inneren Gelenkteil so angeordnet, daß die gedachte Scherfläche durch den größten Kugelquerschnitt 1.
Kugeläquator verläuft.
Die Kraftüertragung wird durch diese Anordnung erheblich ge@migert. Auch sind die Verkeilungskräfte, die bisher durch die weit aussinanderliegenden Kraftangriffspunkte an den Kugeln, die darch die Kugelkäfigdicke bedingt waren, auf das Minimum beschränkt, van zwischen dem Kugelkopf und dem umhüllenden Hohlkugelgehäuse möglich ist.
Darüberhinaus erhält die resultierende Kraftrichtung zwischen den beiden Gelenkteilen über die Kugeln einen wesentlich besseren Winkel. Auch werden die Belastungszonen in den Kugelrillen der beiden Gelenkeile durch den wirksamen Rollradiuz der Kugeln größer und damit günstiger. Diese geschilderten Vorteile wirken sich nicht nur in der höheren Drehmomentübertragung sondern auch auf die längere Lebensdauer des Gelenkes aus.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindung dargestellt und zwar zeigte Fig. 1 ein Wellengelenkj in Längsschnitt und Fig. 2 den Querschnitt dazu.
Bei dem dargestellten Wellengelenk ist mit 1 der innere Kugelkopf des einen Wellenendes, mit 2 das den inneren Kugelkopf umhüllende Hohlkugelgehäuse bezeichnet. In diesem Hohlkugelgehäuse 2 sind die Kugelrillen 3 in einem spitzen Winkel zur Gelenkachse aber konzentrisch um den Gelenkmittelpunkt 4 angeordnet. Die Gegenkugelrillen 5 des inneren Kugelkopfes 1 sind nur Mitte des hohlen Kugelkopfes 1 offen und die Kugeln 6 liegen mit ihren unteren Kugelpolen 7 in der Kugairillenringnut 8 einer Scheibe 9. Dor gedachte Abscherquerschnitt der beiden Golenkteile zueinander durch die Kugel ist mit 10 bezeichnet.
Die Kugelrillen des Kugelkopfes 1 und des Hohlkugelgehäuses 2 verlaufen im Winkel sich krauzend und zu ja einem Paar mit vertauschtem Winkel. Vorzugsweise werden nur vier Kugeln zu zwei Paaren mit entgegengesetzten Winkel angeordnet; die Schraubkräfte bei der Kraftübertragung auf das Gelenk haben sich zwischen den zwei Kugelpaaren auf. Dz die Montagesshwierigkeit des üblichen Kugelklfigs entfällt und dadurch das innere Gelenkteil nicht durch Keilverzahnung mit der Welle verbunden worden braucht, können vier große Kugeln eingebaut werden, die bei gleicher Baugröße des Gelenkes mehr Kraft übertragen als sechs kleinere. Der spitze Winkel der Sugulrillen zur Längsachse des Gelenkes richtet sich nach Größe des geforderten Beugungswinkels und ist so gewählt, daß keine Indifferenz eintreten kann.
Die Scheibe 9 kann auch als umklammere Kugel aber mit einer Kugelrillenringnut, wie es ähnlich bei Gelenkes mit Stiften statt Kugeln vorgeschlagen wird, ausgebildet sein. Die Abdichtung durch einen Balg usw. und Montageaussparungen sind bekannt und nicht gezeichnet.
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Claims

P a t e n t a n s p r u c h e 1.) Gleichlaufwellengelenk, bei dem das eine Wellenende als Kugelkopf und das andere als umhüllendes Hohlkugelgehäuse ausgebildet ist und zwischen denen zur Kraftübertragung Kugeln in Kugelrillen in Meridianbahnen konzentrisch zum Mittelpunkt des Gelenkes in einem spitzen Winkel zur Gelenkachse sich kreuzend, in einem Kugelkäfig angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß statt des Xugelkäfigs zwischen dem Kugelkopf und im Hohlkugelgehäuse im Inneren des Kugelkopfes eine Scheibe, Ring oder Kugel mit einer in der Spiegelebene verlautenden Kugelrillenmingnut angeordnet ist, in die die Kugel mit ihrem Pol hineinragen und ghhalten worden.
2.) Nach 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelrillen in beiden Gelenkteilen so angeordnet sind, daß die gedahhte Abscherfläche der beiden Gelenkteile zueinander durch den größten Kugelquerschnitt verläuft.
3.) Nach 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die gedachte Abscherfläche der beiden Gelenkteile zueinander noch über den größten Kugeldurchmesser hinaus zum Außendurchmesser des Gelenkes verlegt ist, bis der spezifische Belastungsdruck auf die Kugelrillen und Kugelzonen (der ja normal durch die verschieden langen hebelarme der Kraftangriffspunkte des Innen- zum Außenteiles verschieden groß ist> durch die dann verschieden großen Belastungszonen gleich stark ist.