DE2902062A1

DE2902062A1 - Homokinetisches universalgelenk

Info

Publication number: DE2902062A1
Application number: DE19792902062
Authority: DE
Inventors: Gaston Devos
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-28
Filing date: 1979-01-19
Publication date: 1979-10-31
Also published as: JPS54144539A; BR7901015A; GB2019979A; DE2902062C2; GB2019979B; IT1113719B; IT7947982A0; ES477152A1; CA1114629A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein homokinetisches Gelenk, bei welchem das Drehmoment zwischen zwei Köpfen über Kugeln übertragen wird, welche in Führungen sitzen, die an den Gelenkköpfen angeordnet sind.

Das erfindungsgemäße Gelenk ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Führung durch zwei halbzylindrische Hohlkehlen gebildet wird, wobei der Durchmesser im Schnitt jeder Hohlkehle schräg gegenüber einer radialen Achse, welche durch den geometrischen Mittelpunkt des Gelenks verläuft,und senkrecht gegenüber der Longitudinalachse der beiden Gelenkköpfe ausgerichtet ist, was bewirkt, daß die Kugeln zwischen zwei Polen auf der radialen Achse und zwei weiteren Polen auf einer zur radialen Achse senkrechten Achse rollen und geführt werden, wobei diese Anordnung mit vier Polen die Verwendung von Zwischengliedern überflüssig macht, um die Kugeln dauernd und zwangsweise auf der Winkelhalbierenden Ebene der jeweiligen Longitudinalachsen der zwei Köpfe zu halten, und wobei diese Anordnung bewirkt, daß die Kugeln das Drehmoment in den beiden Rotationsrichtungen des Gelenks übertragen, wobei die einheitlichen Druckkräfte auf den Kugeln in einer dieser Rotationsrichtungen stark herabgesetzt sind.

Die verschiedenen möglichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gelenks sind sehr zahlreich, und zwar aufgrund der neuen verwendeten Technik. Die Gelenke können eine unterschiedliche Kugelmenge aufnehmen, und die Gelenkköpfe können sich zueinander longitudinal verschieben, ihre axiale Zentrierung bleibt dabei durch die Kugeln gesichert, andererseits können die Gelenkköpfe auch longitudinal zueinander mittels konkaver Flächen zentriert sein, die in konvexen Flächen Spiel haben, wobei die Gelenkköpfe mit derartigen Flächen ausgerüstet sind.

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Abgesehen davon, daß das erfindungsgemäße Gelenk den besonderen Vorteil besitzt, die Verwendung von Zwischengliedern überflüssig zu machen, um die Kugeln auf der Winkelhalbierenden Ebene zu halten, ermöglicht das erfindungsgemäße Gelenk in gleicher Weise, den Winkel zu vermindern, der den Hohlkehlen gegeben ist, die eine Lagerung für die Kugel bilden, ihre Beifügung muß nicht notwendigerweise größer sein als die, welche durch die Arbeit des Gelenks im Maximalwinkel auftritt, und zwar wegen der Inversion des Winkels, die im Laufe dieser Arbeit im Winkel auftritt.

Der Winkel der Hohlkehlen kann ebenso auch bei den Gelenken, die mit konstanter Winkelgeschwindigkeit arbeiten, Null sein, diese konstante Verwinkelung ersetzt damit den Winkel Null bei den Hohlkehlen.

Der transversale Zwischenraum, der zwei Hohlkehlen trennt, erlaubt ihre Bewegung bei der Arbeit des Gelenks im Winkel und ist entweder parallel zur Hohlkehlenachse, die den geometrischen Mittelpunkt des Gelenks durchläuft oder, bei einer Abwandlung, schräg zu dieser Achse angeordnet.

Bei den Gelenken mit Schiebeführung kann die Einführung der Kugeln dadurch erfolgen, daß die Köpfe zueinander in Gegenüberstellung gebracht werden. Bei den longitudinal zentrierten Gelenken wird eine erste Kugel in ihre Hohlkehlen bis zur Winkelhalbierenden Ebene dieses Gelenks eingeführt, und dann, während die Hohlkehlen zueinander unter einem Winkel Null stehen, wird jede der weiteren Kugeln in der gleichen Weise nachfolgend eingeführt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung gehen aus der Beschreibung hervor, die nachfolgend anhand der Figuren erfolgt, welche schematisch und vereinfacht in beispielhafter Weise verschiedene mögliche Ausführungsformen

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der Erfindung zeigen.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht einer ersten möglichen Ausführungsform des erfindungsgemaßen Gelenks mit integrierter Gleitführung und zwei Kugeln,

Fig. 2 zeigt das Profil des äußeren Kopfes desselben Gelenks wie die Fig. 1,

Fig. 3 zeigt das Profil des inneren Kopfes desselben Gelenks wie die Fig. 1,

Fig. 4 zeigt das Profil desselben Gelenks wie Fig. 1,

die zwei Köpfe sind mittig ineinander eingesetzt,

Fig. 5 zeigt das Profil desselben Gelenks wie Fig. 1,

die zwei Köpfe sind gegeneinander verschoben und befinden sich auf derselben Longitudinalachse,

Fig. 6 zeigt das Profil desselben Gelenks wie Fig. 1,

die zwei Köpfe sind gegeneinander in umgekehrter Richtung zur in Fig. 5 gezeigten Ri-chtung verschoben und die jeweiligen Longitudinalachsen sind gegeneinander verwinkelt,

Fig. 7 ist ein Schnittbild des äußeren Gelenkkopfes entlang der Linie B-B¹ in Fig. 1,

Fig. 8 ist eine Draufsicht des inneren Kopfes des Gelenks der Fig. 1,

Fig. 9 zeigt eine Vorderansicht einer zweiten möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gelenks mit integrierter Gleitführung und vier Kugeln,

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Fig. 10 ist eine Vorderansicht des äußeren Kopfes desselben Gelenks wie Fig. 9,

Fig. 11 zeigt das Profil des äußeren Kopfes desselben Gelenks wie Fig. 9,

Fig. 12 ist eine Vorderansicht des inneren Kopfes desselben Gelenks wie in Fig. 9,

Fig. 13 zeigt das Profil des inneren Kopfes desselben Gelenks wie in Fig. 9,

Fig. 14 zeigt das Profil des Gelenks nach Fig. 9, jedoch besitzt dieses eine Gehäuseanordnung mit einer Kompensationsfeder für die lose Welle, die zwei Gelenkköpfe sind mittig ineinander eingesetzt,

Fig. 15 zeigt das gleiche Profil wie die Fig. 14, jedoch sind die zwei Köpfe gegeneinander verschoben,

Fig." 16 zeigt das gleiche Profil wie die Fig. 14 und 15,

jedoch ist der innere Kopf in umgekehrter Richtung zur Fig. 15 verschoben, und die jeweiligen Longitudinalachsen der beiden Köpfe sind gegeneinander verwinkelt,

Fig. 17 zeigt eine Vorderansicht einer dritten möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenks mit integrierter Gleitführung und sechs Kugeln, diese sind jedoch zur besseren Übersichtlichkeit der Darstellung nicht dargestellt,

Fig. 18 zeigt das Profil des gleichen Gelenks wie Fig. 17, die zwei Köpfe sind mittig ineinander eingesetzt,

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Fig. 19 zeigt das gleiche Profil wie die Fig. 18, jedoch sind die beiden Köpfe gegeneinander verschoben,

Fig. 20 zeigt das gleiche Profil wie die Fig. 18 und 19, jedoch ist der innere Kopf in umgekehrter Richtung zur Fig. 19 verschoben, die jeweiligen Longitudinalachsen der zwei Köpfe sind gegeneinander verwinkelt, und der innere Kopf besitzt eine Welle,

Fig. 21 zeigt das Profil des Gelenks nach Fig. 17, jedoch besitzt dieses eineGehausevorrichtung mit einer Kompensationsfeder für die lose Welle, die zwei Köpfe sind mittig ineinander eingesetzt,

Fig. 22 zeigt eine Vorderansicht einer vierten möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenks mit integrierter Gleitführung und vier Kugeln,

Fig. 23 zeigt das Profil, teilweise geschnitten, des äußeren Kopfes des Gelenks nach Fig. 22,

Fig. 24 zeigt das Profil des inneren Kopfes des Gelenks nach Fig. 22, dieser Kopf besitzt eine Welle,

Fig. 25 zeigt das Profil und in schematischer Form die zwei Gelenke der Fig. 22, diese Gelenke sind verbunden, um (beispielsweise) zur Kraftübertragung bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb und unabhängigen Rädern benutzt zu werden,diese Übertragung ist in einer Ebene gegenüber der Bewegung des Fahrzeugrades abgebildet, und die zwei Gelenke sind gegeneinander versetzt angeordnet, um eine konstante Scherkraft für die

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vier Kugeln in ihren Lagerungshohlkehlen zu erhalten,

Fig. 26 zeigt schematisch und teilweise geschnitten die gleiche Kraftübertragung wie Fig. 25, jedoch im Profil (nach einer Drehung von 90°) zu dieser Figur, dieses Gelenk besitzt eine Gehäuseanordnung mit einer Kompensationsfeder für die lose Welle zwischen den zwei Gelenken,

Fig. 27 zeigt die gleiche übertragung wie die Fig. 26, jedoch in einer Stellung der Bewegung zwischen den beiden Gelenken,

Fig. 28 zeigt eine Vorderansicht einer fünften möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenks mit integrierter Gleitführung und vier Kugeln,

Fig. 29 zeigt das Profil, teilweise geschnitten, des äußeren Kopfes des Gelenks der Fig. 21,

Fig. 30 ist eine Profildarstellung des inneren Kopfes des Gelenks der Fig. 28,

Fig. 31 ist eine Profildarstellung des Gelenks nach Fig. 28, die zwei Köpfe sind mittig ineinander eingesetzt,

Fig. 32 ist eine Profildarstellung des Gelenks nach Fig. 28, die zwei Köpfe sind in longitudinaler Richtung zueinander verschoben,

Fig. 33 ist eine Profildarstellung des Gelenks nach Fig. 28, die zwei Köpfe sind in longitudinaler Richtung verschoben, und zwar gegenüber der Fig. 32 in umgekehrter Richtung, und die jeweiligen

Longitudinalachsen sind gegeneinander verwinkelt,

Fig. 34 zeigt eine Vorderansicht einer sechsten möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenks mit axial und longitudinal zentrierten Köpfen und mit drei Kugeln,

Fig. 35 ist eine Profildarstellung des äußeren Kopfes des gleichen Gelenks wie Fig. 34,

Fig. 36 ist eine Profildarstellung des inneren Kopfes des gleichen Gelenks wie in Fig. 34,

Fig. 37 zeigt das Gelenk der Fig. 34, wobei die zwei

Köpfe gegeneinander verdreht sind, um zu ermöglichen, konkave und konvexe Bereiche ineinander einzuführen, die Kugeln sind zur größeren Klarheit der Darstellung nicht gezeigt,

Fig. 38 zeigt das Gelenk der Fig. 34, dabei sind die zwei Köpfe gegeneinander verdreht, um konkave und konvexe Bereiche ineinander einzuführen, jedoch besitzt dieses Gelenk gegenüber dem Gelenk der Fig. 37 eine Abwandlung der Zentrierung, die Kugeln sind zur größeren Klarheit nicht dargestellt,

Fig. 39 ist eine Profildarstellung des gleichen Gelenks wie in Fig. 34, der äußere Kopf und der innere Kopf liegen auf der gleichen Longitudinalachse und das Gelenk hat eine Rotation um 90° gegenüber dem Gelenk der Fig. 35 ausgeführt,

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Fig. 40 ist eine Profildarstellung desselben Gelenks wie in Fig. 34, die Achsen des äußeren Kopfes und des inneren Kopfes sind gegeneinander verwinkelt,

Fig. 41 zeigt eine Vorderansicht einer siebten möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenks mit axial und longitudinal zentrierten Köpfen und mit vier Kugeln,

Fig. 42 ist eine Profildarstellung desselben Gelenks wie in Fig. 41, der äußere Kopf und das Schutzgehäuse sind im Longitudinalschnitt dargestellt und der Arbeitswinkel des Gelenks ist Null,

Fig. 43 zeigt das gleiche Profil wie die Fig. 42, jedoch sind die Köpfe gegeneinander verwinkelt,

Fig. 44 zeigt eine Vorderansicht des äußeren Kopfes des Gelenks der Fig. 41,

Fig. 45 zeigt eine teilweise geschnittene Draufsicht des äußeren Kopfes des Gelenks der Fig. 42 mit dem gegenüberliegenden inneren Kopf desselben Gelenks in dessen Eingriffsposition im äußeren Kopf,

Fig. 46 zeigt teilweise geschnitten das Schutzgehäuse des Gelenks der Fig. 42,

Fig. 47 zeigt eine Vorderansicht einer achten möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenks mit Köpfen für eine integrierte longitudinale Verschiebung und mit vier Kugeln,

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Fig. 48 ist eine Profildarstellung, teilweise geschnitten, desselben Gelenks wie in Fig. 47, die zwei Köpfe greifen am Boden ineinander,

Fig. 49 zeigt das gleiche Profil wie die Fig. 48, doch sind die zwei Köpfe des Gelenks maximal auseinander gezogen und befinden sich zueinander in einer verwinkelten Stellung.

Entsprechend einer ersten möglichen Ausführungsform eines Gelenks mit zwei Kugeln und integrierter Gleitführung gemäß der Erfindung, diese Ausführungsform ist beispielhaft in den Fig. 1 bis 8 dargestellt, besitzt das Gelenk im wesentlichen einen inneren Kopf 1, in welchem zwei Hohlkehlen 1a eingebracht sind, und einen äußeren Kopf 2, in welchem zwei komplementäre Hohlkehlen 2a eingebracht sind. Entsprechend einem wesentlichen Merkmal der Erfindung sind die vier Hohlkehlen halbsymmetrisch und einander paarweise gegenüberstehend angeordnet, um die zwei Kugeln 3 und 3. aufzunehmen,und ihr Durchmesser ist im-Schnittbild so orientiert, daß er entlang einer Diagonalen D verläuft, wie insbesondere aus der Fig. 1 hervorgeht, dabei ist es wichtig, zu beachten, daß diese Diagonale invertiert werden muß, wenn sich die Rotationsrichtung E des Gelenks umkehrt.

Andererseits sind die Hohlkehlen 1a und 2a so in den Köpfen 1 und 2 eingebracht, daß die Mittelpunkte C und C. der zwei Kugeln 3 und 3. symmetrisch zum geometrischen Mittelpunkt O des Gelenks liegen, wenn das Gelenk seine Gleichgewichtslage einnimmt, wie sie in den Fig. 1 und 4 dargestellt ist. Jeder der Mittelpunkte der zwei Kugeln befindet sich erfindungsgemäß auf dem Schnittpunkt der radialen Achse AA¹, welche durch den geometrischen Mittelpunkt O des Gelenks läuft und senkrecht zur Longitudinalachse XX der zwei Köpfe des Gelenks ist, mit

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der transversalen Symmetrieachse C-C, die senkrecht zur Achse AA' ist, und schließlich mit der Diagonalen D, die tatsächlich die Winkelhalbierende des rechten Winkels zwischen den Achsen CC und AA' ist. Es ist zu bemerken, daß die transversale Achse C-C' andererseits parallel zur Achse BB' ist, welche durch den geometrischen Mittelpunkt O des Gelenks läuft und gleichzeitig senkrecht zur Longitudinalachse XX der zwei Gelenkköpfe und zur Achse AA¹ ist.

Wie man leicht aus den Figuren sieht, insbesondere aus Fig. 1, bewirkt diese Anordnung der Hohlkehlen 1a und 2a in einer Schrägrichtung, daß jede der zwei Kugeln 3 und 3. zwischen zwei Polen, die auf der radialen Achse AA' senkrecht zur Longitudinalachse XX des Gelenks liegen, und zwischen zwei weiteren Polen, die auf der Achse CC¹ senkrecht zur radialen Achse liegen, gerollt und geführt wird.

Die Übertragung des Drehmoments erfolgt auf diese Weise in einem Umlaufsinn nach rechts oder links, dabei ist jedoch zu beachten, daß die Rotation in der Richtung E des Gelenks bevorzugt ist, wenn der Kopf 1 treibt und der Kopf 2 angetrieben wird.

Entsprechend einem weiteren-Merkmal der Erfindung sind die Hohlkehlen 1a und 2a invers und symmetrisch gegenüber der Longitudinalachse XOX der Köpfe 1 und 2 geneigt. Damit entspricht der Neigungswinkel G der Hohlkehlen 1a des Kopfes 1 gegenüber der Longitudinalachse XOX dem inversen Neigungswinkel F der Hohlkehlen 2a des Kopfes 2 gegenüber derselben Longitudinalachse XOX des Gelenks, wie am besten aus der Fig. 4 hervorgeht« Wie andererseits bei Betrachtung der Fig. 1, 2 und 3 ersichtlich ist, sind die Longitudinalachsen der Hohlkehlen 1a und 2a senkrecht zur Transversalachse CC .

Löcher 2b, beispielsweise 4 Stück, sind vorteilhafterweise im Kopf 2 angebracht, um dessen Befestigung auf einem Träger zu

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ermöglichen, wobei es gut verständlich ist, daß auch jede andere Befestigungsweise benutzt werden kann.

Die Einführung der zwei Kugeln 3 und 3. in ihre jeweiligen komplementären Hohlkehlen 1a und 1b ist hier sehr einfach, da das Gelenk in einer Führung gleitet. Es genügt tatsächlich, die zwei Köpfe einander gegenüber zu halten, die zwei Kugeln in den Eingang der Hohlkehlen 1a beispielsweise zu legen, und dann den Kopf 1 in das Innere des Kopfes 2 zu schieben, bis die Mittelpunkte der Kugeln und die Winkelhalbierende Ebene HH sich in der mittleren Position entsprechend der Fig. 4 befinden.

Wenn nun die zwei Kugeln 3 und 3. auf diese Weise eingeführt worden sind und die zwei Köpfe 1 und 2 in die mittlere Lagerposition entsprechend Fig. 4 gebracht worden sind, so liegen die Mittelpunkte C und C. der Kugeln 3 und 3., wie man sieht,

SX SX

auf der Winkelhalbierenden Ebene HH angeordnet, die wiederum senkrecht zur Longitudinalachse XX des Gelenks ist und dessen geometrischen Punkt O umfaßt.

Aufgrund der Erfindung befinden sich die Kugeln dann dauernd und zwangsweise in Position auf der Winkelhalbierenden Ebene HH, ohne daß irgendein Zwischenglied benutzt würde.

Tatsächlich erkennt man, daß beim Einschieben des inneren Kopfes 1 in den äußeren Kopf 2, wobei die Köpfe so gehalten werden, daß sie auf der gleichen Longitudinalachse XOX verbleiben, um von der Stellung entsprechend der Fig. 4 zur Stellung entsprechend der Fig. 5 zu kommen, die Winkelhalbierende Ebene HH parallel zu sich selbst um einen Abstand verschoben wird, der der Hälfte des Abstands entspricht, um den der Kopf 1 gegenüber dem Kopf verschoben wird. Die Kugeln 3 und 3. werden bei dieser Ver-

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Schiebung in ihren zugehörigen Hohlkehlen 1a und 2a gerollt, die Kugelmittelpunkte C oder C. verschieben sich dabei um die

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Hälfte des Abstandes, um den die komplementären Hohlkehlen 1a und 2a gegeneinander verschoben werden, und.verbleiben dauernd, zwangsweise positioniert auf der Winkelhalbierenden Ebene HH, entsprechend der Verschiebung dieser Ebene.

Wenn man nun den Kopf 1 im Inneren des Kopfes 2 so dreht, daß man von der Position gemäß der Fig. 4 zur Position gemäß der Fig. 6 kommt, so sieht man unmittelbar, daß in diesem Falle die untere Kugel 3. unbewegt bleibt, während die obere Kugel 3 zwischen den oberen komplementären Hohlkehlen rollt, wobei sich ihr Mittelpunkt C um die Hälfte des Abstandes verschiebt,

um den sich die Hohlkehle 1a gegenüber der Hohlkehle 2a verschiebt. In diesem Falle verschiebt sich die Winkelhalbierende Ebene HH in einer Drehung um den Mittelpunkt C. der unteren Kugel 3., die unbeweglich bleibt, dabei bleiben der Mittelpunkt C der oberen Kugel 3 und der geometrische Mittelpunkt O des Gelenks dauernd auf der Winkelhalbierenden Ebene HH positioniert, entsprechend der Drehung dieser Ebene.

Wenn sich der Kopf 1 dreht und den Kopf 2 antreibt, so ist klar ersichtlich, daß die Kugeln 3 und 3. rollen und zwischen den zwei Polen auf der Achse AA¹ und den zwei Polen auf der Achse CC geführt werden, wobei die Mittelpunkte C und C. der Kugeln zwangsweise auf der Winkelhalbierenden Ebene HH gehalten bleiben, ohne daß Zwischenglieder notwendig wären.

Andererseits sieht man, daß die zwei Kugeln 3 , 3. das Dreh-

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moment in beiden Rotationsrichtungen des Gelenks übertragen, wobei zu bemerken ist, daß die einheitlichen Druckkräfte auf den Kugeln in einer der zwei Rotationsrichtungen stark vermindert sind.

Entsprechend einer zweiten möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenks mit vier Kugeln und einer integrierten Gleitführung, diese Ausführungsform ist beispielhaft in den

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Fig. 9 bis 16 dargestellt, besitzt das Gelenk im wesentlichen einen inneren Kopf 21, in welchem vier Hohlkehlen 21a eingebracht sind und einen äußeren Kopf 22, in welchem vier komplementäre Hohlkehlen 22a eingebracht sind. Die vier aus zwei komplementären Hohlkehlen bestehenden Gruppen sind gleichmäßig verteilt gegenüber dem geometrischen Mittelpunkt O des Gelenks angeordnet und zwar paarweise einander gegenüberstehend, um die vier Kugeln 23a, 23b, 23c und 23d aufzunehmen. Entsprechend dem wesentlichen Merkmal der Erfindung sind alle Hohlkehlen halbzylindrisch und, in diesem Falle, längs zweier inverser Diagonalen DD' ausgerichtet.

Diese Anordnung bewirkt, wie bereits in den vorangehenden Fällen beschrieben wurde, daß jede der Kugeln 23a, 23b, 23c und 23d, wie beispielsweise die Kugel 23c, in den Hohlkehlen 21a und 22a zwischen zwei Polen, die auf einer radialen Achse AA' liegen, und zwischen zwei Polen, die auf einer Achse CC senkrecht zur ersteren Achse liegen, rollt und geführt wird, wobei der Mittelpunkt C dieser Kugel am Schnittpunkt dieser Achsen AA¹ und CC und der korrespondierenden Diagonalen verbleibt, in diesem Falle D¹, die die Winkelhalbierende des Winkels CC_cA' ist.

Bei dieser Ausführungsform erfolgt die übertragung des Drehmoments unterschiedslos in der Richtung nach rechts E¹ oder in der Richtung E nach links.

Andererseits sind die Hohlkehlen 21a und 22a invers und symmetrisch gegenüber der Longitudinalenachse XX der Köpfe 21 und 22 geneigt. Dem Neigungswinkel G der Hohlkehlen 21a des Kopfes 21 entspricht der inverse Neigungswinkel F der Hohlkehlen 22a des Kopfes 22, die Longitudinalachsen der Hohlkehlen sind dabei senkrecht zur Achse CC, die selbst wiederum, wie zuvor beschrieben wurde, senkrecht zur radialen Achse AA¹ und parallel

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zur Achse BB¹ ist, welche durch den geometrischen Mittelpunkt O des Gelenks geht.

Alle diese Bedingungen zusammen bewirken, daß die Kugeln 23a, 23b, 23c und 23d dauernd und zwangsweise auf ein und derselben Winkelhalbierenden Schiebeebene HH verbleiben (vgl. die Fig. 14, 15, 16).

Entsprechend der dargestellten Ausführungsform besitzt der äußere Kopf 22 Auslösungen 22b, 22c und 22e und einen Puffer 24 aus einem weichen Material, welcher in ein Sackloch 22d eingesetzt ist und zur Begrenzung der Bewegung des Kopfes 21 dient, welcher mit einer losen Welle 25 verbunden ist, welche Rippen 25a (männliche Furchen) besitzt, die in eine Bohrung mit Nuten 21b (weibliche Furchen) eingreifen.

Die Kugeln werden in die jeweiligen komplementären Hohlkehlen in einer solchen Weise eingeführt, wie es vorangehend beim Gelenk mit integrierter Gleitführung in den Fig. 1 bis 8 dargestellt wurde.

Verschiedene Arbeitsphasen beim Winkeibetrieb und bei der Gleitführung des Gelenks sind in den Fig. 14, 15 und 16 dargestellt, und sie werden hier nicht erneut genau beschrieben. .

Andererseits stellt man fest, daß das in diesen Figuren dargestellte Gelenk vorteilhafterweise eine Schutzvorrichtung besitzt; als solche dient eine Kalotte 26, die bei 33 auf den äußeren Kopf 22 geschweißt ist; eine zweite Kalotte 27 ist bei 34 auf die Kalotte 26 geschweißt und besitzt eine Lagerung für eine Dichtung 29, die aus einem weichen Material besteht, welches jedoch reibfest ist und eine dementsprechend erhöhte Zähigkeit besitzt,* eine dritte Kalotte 28, die durch ein rohrförmiges Stück 28a verlängert ist, welches eine Lagerung für eine Dichtung 28b trägt, besitzt einen Spielraum zwischen dem Kopf 22,

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welchen sie nicht berührt, und der Kalotte 27, an welcher sie aufgrund der Federkraft einer gegen den Kopf 21 abgestützten Feder 35 aufliegt. Diese Feder 35 hat die Aufgabe, die lose Welle 25 im Gelenk der Fig. 14, 15 und 16 relativ entlastet zu halten, dieses Gelenk ist in Tandemform mit einem weiteren Schiebegelenk (in diesen Figuren nicht dargestellt) verbunden, welches ebenso eine Feder besitzt, welche wie die Feder 35 dauernd unter Druck arbeitet. Schließlich ist eine Dichtung 30 aus einem weichen Material zwischen den getrennten Tellerscheiben 31 und 32 eingeschlossen, eine Schmiervorrichtung kann vorteilhafterweise diese Anordnung vervollständigen.

Entsprechend einer möglichen dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenks mit sechs Kugeln und integrierter Gleitführung, dieses Gelenk ist beispielhaft in den Fig. 17 bis 21 dargestellt, besitzt das Gelenk im wesentlichen einen inneren Kopf 41, in welchen sechs Hohlkehlen 41a eingebracht sind, und einen äußeren Kopf 42, in welchen sechs komplementäre Hohlkehlen 42a eingebracht sind. Die aus zwei komplementären Hohlkehlen bestehenden sechs Gruppen sind in gleichförmiger Verteilung gegenüber dem geometrischen Mittelpunkt O des Gelenks angeordnet und zwar einander paarweise gegenüberstehend, um die sechs Kugeln aufzunehmen, wie die Kugeln 43a, 43b, 43c und 43d, die man in den Fig. 19 und 20 erkennt. Entsprechend dem wesentlichen Merkmal der Erfindung sind alle diese Hohlkehlen halbzylindrisch und längs einer Diagonalen D ausgerichtet, wobei zu bemerken ist, daß diese letztere, im Falle der Umkehr des Rotationssinnes E des Gelenks invertiert werden muß.

Wie in den vorangehenden Fällen beschrieben wurde, bewirkt diese Anordnung, daß jede der sechs Kugeln, wie z.B. die Kugel 43a, in den Hohlkehlen 41a und 42a zwischen zwei Polen, die auf einer radialen Achse AA' liegen, und zwischen zwei Polen, die auf einer Achse CC¹ senkrecht zur ersteren Achse liegen, rollt

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und geführt wird. Die Übertragung des Drehmoments erfolgt damit in zwei Richtungen, nach rechts oder nach links, die Rotation in der Richtung E ist dabei die Vorzugsrichtung, wenn der innere Kopf 41 treibt und der äußere Kopf 42 getrieben wird.

Andererseits sind die Hohlkehlen 41a und 42a invers und symmetrisch gegenüber der Longitudinalachse XX der Köpfe 41 und 42 geneigt. Dem Neigungswinkel G der Hohlkehlen 41a des Kopfes 41 entspricht der inverse Neigungswinkel F der Hohlkehlen 42a des Kopfes 42, die Longitudinalachsen dieser Hohlkehlen liegen senkrecht zur Achse CC, diese selbst wiederum liegt, wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich ist, senkrecht zur radialen Achse AA¹ und parallel zur Achse BB¹, welche durch den geometrischen Mittelpunkt O des Gelenks geht.

Wie bei Betrachtung der Fig. 19 und 20 unmittelbar ersichtlich ist, bewirken alle diese Bedingungen zusammen, daß die sechs Kugeln dauernd und zwangsweise auf der gleichen Winkelhalbierenden Schiebeebene HH verbleiben, dabei machen die Kugeln die halbe Verschiebung des Kopfes 41 im Kopf 42.

Es ist klar ersichtlich, daß ein hinreichender Abstand die zwei Köpfe 41 und 42 trennt, um ihren verwinkelten Betrieb zu ermöglichen, wie man in der Fig. 20 sieht.

Löcher 42b₇ beispielsweise sechs Stück, sind vorteilhafterweise im Kopf 42 angebracht, um dessen Befestigung auf einer Halterung zu ermöglichen, wobei gut erkennbar ist, daß jede andere Befestigungsweise ebenfalls genutzt werden könnte. Andererseits ist die vom Kopf 41 mitgeführte Welle 45 vorteilhafterweise mit Rippen 45a (männliche Furchen) versehen, die mit Kraft in entsprechende Rillen 41b (weibliche Furchen) eingeführt sind, welche im Kopf 41 angebracht sind.

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Die Einführung der sechs Kugeln in ihre jeweiligen komplementären Hohlkehlen erfolgt in der Weise, wie es zuvor am Schiebegelenk der Fig. 1 bis 8 beschrieben wurde.

In der Fig. 21 ist das Gelenk dargestellt, wie es sich zeigt, wenn es eine Schutzvorrichtung besitzt. Diese letztere besitzt in diesem dargestellten Beispiel eine Kalotte 44, die bei 51 auf den äußeren Kopf 42 geschweißt ist, nachdem eine Kalotte 46 und eine Feder 47 zuvor eingesetzt wurde. Diese Feder wird zwischen der Kalotte 46 und dem Kopf 41 zusammengedrückt und hat die Aufgabe,, die lose Welle 45 relativ entlastet zwischen dem Gelenk der Fig. 21 und einem weiteren identischen Schiebegelenk zu halten, welches eine gleiche Feder besitzt, die dauernd unter Druck arbeitet, dieses weitere (nicht dargestellte) Gelenk ist mit dem Gelenk der Fig. 21 verbunden. Außerdem besitzt die Schutzvorrichtung vorteilhafterweise einen Balgen 48 aus einem weichen Material, dieser ist einerseits an der Kalotte mittels eines metallischen Verstärkungsringes 49, der in eine geeignete Auskerbung an dieser Kalotte eingreift, und andererseits an der Welle 45 mittels einer Klemmschelle 50 befestigt.

Entsprechend einer vierten möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenks mit vier Kugeln und integrierter Gleitführung, diese Ausführungsform ist beispielhaft in den Fig. 22 bis 27 dargestellt, besitzt das Gelenk im wesentlichen einen inneren Kopf 61, in welchem vier Hohlkehlen 61a eingebracht sind,und einen äußeren Kopf, in welchem vier komplementäre Hohlkehlen 62a eingebracht sind. Die jeweils aus zwei komplementären Hohlkehlen bestehenden Gruppen sind gleichförmig um den geometrischen Mittelpunkt 0 des Gelenks verteilt, und zwar paarweise einander gegenüber, um die vier Kugeln 63a, 63b, 63c und 63d aufzunehmen.

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Entsprechend dem wesentlichen Merkmal der Erfindung sind alle diese Hohlkehlen halbzylindrisch und längs einer Diagonalen D ausgerichtet, wobei zu bemerken ist, daß diese letztere im Falle der Umkehr der Rotationsrichtung E des Gelenks invertiert werden muß.

Wie in den vorangehenden Fällen beschrieben wurde, bewirkt diese Anordnung, daß jede der vier Kugeln, wie beispielsweise die Kugel 63a zwischen zwei Polen, die auf der radialen Achse AA¹ liegen, und zwischen zwei Polen, die auf eine Achse CC senkrecht zur ersteren Achse liegen, gewälzt wird. Die übertragung des Drehmoments erfolgt damit in beiden Richtungen, nach rechts oder nach links, dabei ist die Richtung E die Vorzugsrichtung, wenn der innere Kopf 61 treibt und der äußere Kopf 62 getrieben wird.

Entsprechend einem besonderen Merkmal dieser vorliegenden Ausführungsform fallen die jeweiligen Longitudinalachsen G und F der Hohlkehlen 61a des inneren Kopfes und 62a des äußeren Kopfes zusammen und verlaufen parallel zur Longitudinalachse XX dieser Köpfe 61 und 62.

Diese Anordnung, die eine erleichterte spanabhebende Bearbeitung erlaubt, bringt andererseits die Notwendigkeit mit sich, zur Erreichung der gleichbleibenden Verwinklung der zwei komplementären Hohlkehlen und zur dauernden und zwangsweisen Positionierung" der Kugeln 63a, 63b, 63c und 63d auf derselben Winkelhalbierenden Ebene HH diese komplementären Hohlkehlen 61a und 62a zueinander verwinkelt anzuordnen, wobei sie, bei der Montage, gegeneinander einen Absatz bilden, dabei sind die zwei identischen Gelenke J. und J₂ Bestandteile einer vollständigen Kraftübertragung.

Die Fig. 25 zeigt eine solche Montage der Transmission.

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Die Kugeln werden dabei in ihre jeweiligen komplementären Hohlkehlen 61a und 62a in der Weise eingeführt, wie es zuvor anhand des Gelenks mit integrierter Gleitführung in den Fig. bis 8 dargestellt wurde.

Im Vergleich der Fig. 2 6 und 27 erscheint die Montage sehr verschieden. Die Fig. 26 ist eine Darstellung einer vollständigen Kraftübertragung mit zwei Gelenken J₁ und J„, wobei der Winkel den Wert O hat. Die Fig. 27 ist eine Darstellung der gleichen vollständigen Kraftübertragung mit zwei Gelenken J₁ und J-, und hier wird die konstante Winkelstellung zwischen den zwei Achsen F und G durch eine Schiefstellung der zwei Gelenke J. und J~ erhalten.

Vorteilhafterweise können diese Gelenke mit einer Schutzvorrichtung ausgerüstet sein, welche einen Balgen 68 aus einem weichen Material besitzt, der auf dem Kopf 62 und auf der Welle 64 mittels Klemmschellen 69 und 70 befestigt ist. Eine konisch geformte Feder 65, die auf Zug arbeitet, ist in eine Kehlung 62b des Kopfes 62 eingesetzt und wird von einer Tellerscheibe 67, die auf der Welle 64 angeschweißt ist, und einer Tellerscheibe 66 gehalten, die von der Hülse des Balgens 68 blockiert wird. Die Feder 65, die dauernd auf Zug arbeitet, hat die Aufgabe, die lose Welle 64 relativ entlastet zwischen den zwei Köpfen 62 der Gelenke J₁ und J„ zu halten, dabei verhindert diese Feder, daß die Kugeln aus ihren Wälzführungen herausspringen. Es ist klar erkennbar, daß diese Lösung nicht notwendig ist und durch jede andere gleich wirkende Lösung ersetzt werden kann, welche das gleiche Ergebnis zu erreichen erlaubt.

Entsprechend einer fünften möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenks mit vier Kugeln und integrierter Gleitführung, diese Ausführungsform ist beispielhaft in den

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Fig. 28 bis 33 dargestellt, besitzt das Gelenk einen inneren Kopf 71, in welchen vier Hohlkehlen 71a eingebracht sind, und einen äußeren Kopf 72, in welchen vier komplementäre Hohlkehlen 72a eingebracht sind. Die jeweils aus zwei komplementären Hohlkehlen bestehenden vier Gruppen sind gleichförmig verteilt um den geometrischen Mittelpunkt O des Gelenks angeordnet, und zwar einander paarweise gegenüber, um die vier Kugeln 73a, 73b, 73c und 73d aufzunehmen.

Entsprechend dem wesentlichen Merkmal der Erfindung sind alle diese Hohlkehlen halbzylindrisch und längs einer Diagonalen D ausgerichtet, wobei zu bemerken ist, daß diese Diagonale im Falle einer Umkehr der Rotationsrichtung E des Gelenks invertiert werden muß.

Wie in den vorangehenden Fällen beschrieben wurde, bewirkt diese Anordnung, daß jede der vier Kugeln, wie beispielsweise die Kugel 73a, zwischen zwei Polen, die auf einer radialen Achse AA' liegen und zwei Polen, die auf eine Achse CC" senkrecht zur ersteren Achse liegen, rollt und geführt wird. Die Übertragung des Drehmoments erfolgt damit in beiden Richtungen, nach rechts oder nach links, dabei ist die Rotation in der Richtung E bevorzugt, wenn der innere Kopf 71 treibt und der äußere Kopf 72 getrieben wird.

Entsprechend einem Merkmal der vorliegenden Ausführungsform sind die Längsachsen der Hohlkehlen des einen Kopfes mit den Hohlkehlen des anderen Kopfes im Winkel invertiert, jedoch ist die Gesamtheit der Hohlkehlen in derselben Richtung ausgerichtet.

Damit können zwei der Hohlkehlen 71a und 72a ihren Neigungswinkel G-F haben, wobei sie auf die Achse AA' ausgerichtet sind, während die Neigungswinkel der zwei anderen Hohlkehlen 71a und

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72a parallel zur Achse BB¹ liegen können, diese Anordnung kann die spanabhebende Bearbeitung erleichtern, die Winkel G-F jeder Hohlkehle schneiden sich auf der Achse CC¹.

Die vier Kugeln werden in ihre jeweiligen komplementären Hohlkehlen in der Weise eingeführt, wie zuvor am Gelenk mit integrierter Gleitführung in den Fig. 1 bis 8 beschrieben wurde.

Andererseits kann die Welle 74 ein integraler Bestandteil eines der Köpfe sein, z.B. des inneren Kopfes 71, oder, im Gegensatz dazu, an diesen Kopf angestückt sein.

Die Neigungswinkel G-F der Hohlkehlen in der Fig. 31 schneiden sich auf der wxnkelhalbxerenden Ebene HH, jedoch können diese Hohlkehlen in gleicher Weise zur spanabhebenden Bearbeitung longitudinal nach rechts oder nach links verschoben werden, die Winkelhalbierende Ebene HH folgt immer dieser Verschiebung.

Wenn in der Fig. 31 die Köpfe 71 und 72 sowie die Winkelhalbierende Ebene HH des Gelenks auf den geometrischen Mittelpunkt O des Gelenks ausgerichtet werden, so werden in der Fig.32 die Köpfe 71 und 72 longitudinal verschoben,und in der Fig. 33 erfolgt diese Verschiebung in umgekehrter Richtung,und darüberhinaus werden die Köpfe gegeneinander im Winkel geneigt. Man erkennt, daß bei allen diesen jeweiligen Bewegungen die Winkelhalbierende Ebene die Hälfte der jeweiligen Verschiebung der Köpfe ausführt, und daß die vier Kugeln dauern und zwangsweise in ihren Positionen auf dieser wxnkelhalbxerenden Ebene bleiben, entsprechend deren Bewegungen.

Entsprechend einer sechsten möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenks mit drei Kugeln und mit axial und longitudinal zentrierten Köpfen, diese Ausführungsform ist beispielhaft in den Fig. 34 bis 40 dargestellt, besitzt das

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Gelenk im wesentlichen einen inneren Kopf 81, in den drei Hohlkehlen 81a eingebracht sind,und einen äußeren Kopf 82, in den drei komplementäre Hohlkehlen 82a eingebracht sind. Die drei aus jeweils zwei komplementären Hohlkehlen bestehenden Gruppen sind in gleichförmiger Verteilung gegenüber dem geometrischen Mittelpunkt O des Gelenks angeordnet und zwar jeweils paarweise einander gegenüber, um die drei Kugeln 83a, 83b, 83c aufzunehmen. Entsprechend dem wesentlichen Merkmal der Erfindung sind diese Hohlkehlen halbzylindrisch und längs einer Diagonal ausgerichtet, etwa längs der Diagonalen D für die Kugel 83a, dabei ist wichtig zu bemerken, daß diese Diagonale im Falle der Umkehr der Rotationsriehtung E des Gelenks invertiert werden muß. Wie in den vorangehenden Fällen beschrieben wurde, bewirkt diese Anordnung, daß jede der Kugeln 83a, 83b, 83c, wie z.B. die Kugel 83a, in den jeweiligen Hohlkehlen 81a und 82a zwischen zwei Polen auf einer radialen Achse AA¹ und zwei Polen auf einer senkrecht dazu verlaufenden Achse CC¹ rollt und geführt wird, dabei sind die Mittelpunkte Ca, Cb, Cc dieser Kugeln jeweils auf den Schnittpunkten dieser Achsen AA¹ und CC und der Diagonalen D.

Wie zuvor beschrieben wurde, erfolgt damit die übertragung des Drehmoments in beiden Richtungen, nach rechts oder nach links, jedoch ist die Rotation in der Richtung E bevorzugt, wenn der Kopf 81 treibt und der Kopf 82 getrieben wird.

Andererseits sind die Hohlkehlen 81a und 82a invers und symmetrisch gegenüber der Longitudinalachse XX der Köpfe 81 und 82 geneigt. Dem Neigungswinkel G der Hohlkehlen 81a des Kopfes entspricht der inverse Neigungswinkel F der Hohlkehlen 82a des Kopfes 82, die Longitudinalachsen der Hohlkehlen sind senkrecht zur Achse CC¹, diese selbst wiederum ist, wie man zuvor gesehen hat, senkrecht zur radialen Achse AA' und parallel zur Achse BB", welche durch den geometrischen Mittelpunkt O des Gelenks gehen»

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Entsprechend einem weiteren Merkmal besitzen die Hohlkehlen 81a und 82a eine zweite, symmetrisch invertierte Neigung G' und F¹ (vgl. Fig. 39), diese Neigungen sind in der Ebene, die durch BB' geht, enthalten und schneiden sich am Schnittpunkt, beispielsweise für die Kugel 83a, der Achsen AA¹ und CC. Diese Kombination der doppelten Verwinkelung der Hohlkehlen 81a und 82a ermöglicht es, dem Gelenk eine Struktur zu geben, welche einen bedeutsamen Arbeitswinkel des Gelenks mit sich bringt und dies, ohne das Gelenk überdimensionieren zu müssen, wie sehr deutlich aus der Fig. 40 hervorgeht.

Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt die longitudinale und axiale Zentrierung der zwei Köpfe 81 und mittels konvexer und konkaver Oberflächen, die ineinander Spiel haben.

Entsprechend einer möglichen Ausführungsform, welche in der Fig. 37 dargestellt ist, haben die konvexen Flächen 81b des Kopfes 81 in den konkaven Flächen 82c des Kopfes 82 Spiel.

Man sieht in der Fig. 37, wie man die zwei Köpfe 81 und 82, die gegeneinander rotationsverschoben sind, halten muß, um dann durch eine inverse Rotation die konvexen Flächen 81b und

ι.

die konkaven Flächen 82c ineinander einzuführen. Die Kugeln 83a, 83b und 83c, die in der Fig. 37 zur besseren Übersichtlichkeit der Darstellung nicht dargestellt sind, werden dann nacheinander in ihre jeweiligen Hohlkehlen eingesetzt, die nacheinander in eine Position mit dem Winkel Null gebracht werden. Wenn die eingeführte Kugel bis zur Winkelhalbierenden Ebene gebracht worden ist, führt man die nachfolgende Kugel heran.

Entsprechend einer weiteren möglichen Ausführungsform der longitudinalen und axialen Zentrierung, wie sie in Fig. 38 dargestellt ist, haben die konkaven Flächen 81c des Kopfes

Spiel auf den konvexen Flächen 82d des Kopfes 82. Die Einführung der zwei Köpfe ineinander und die Einführung der

wie Kugeln in ihre jeweiligen Hohlkehlen erfolgt im Falle der

Fig. 37.

Die beiden Systeme der Fig. 37 und 38 können in ersichtlicher Weise zusammen oder getrennt angewendet werden.

Löcher 82b, beispielsweise.drei Stück, sind vorteilhafterweise im Kopf 82 so angeordnet, daß dessen Befestigung auf einer Halterung möglich ist, dabei ist klar ersichtlich, daß auch jede andere Befestigungsweise benutzt werden könnte.

Wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 bis 8 verbleiben die drei Kugeln 83a, 83b und 83c dauernd und zwangsweise auf der Winkelhalbierenden Ebene HH.

Im Hinblick darauf, daß aufgrund der zweifachen Verwinkelung der Hohlkehlen, in denen die Kugeln rollen, die Möglichkeit eines Betriebes mit sehr großem Winkel für das Gelenk besteht, kann man vorteilhafterweise auf dem Kopf 82 einen Bund 84 (s. Fig. 40) befestigen, der die Aufgabe hat, den Winkel des Gelenks zu begrenzen und zu verhindern, daß die Kugeln herausspringen .

Entsprechend einer siebten möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenks mit 4 Kugeln und mit axial und longitudinal zentrierten Köpfen, diese Ausführungsform ist beispielhaft in den Fig. 41 bis 46 dargestellt, besitzt dieses Gelenk im wesentlichen einen inneren Kopf 91 , in welchen vier Hohlkehlen 91a eingebracht sind..und einen äußeren Kopf 92, in welchen vier komplementäre Hohlkehlen 92a eingebracht sind. Die vier Gruppen aus jeweils zwei komplementären Hohlkehlen sind um den geometrischen Mittelpunkt 0 des Gelenks herum

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verteilt, und zwar jeweils paarweise einander gegenüber, um die vier Kugeln 93a, 93b, 93c und 93d aufzunehmen.

Diese Ausführungsform zeigt eine gewisse Analogie zu der Ausführungsform, die in den Fig. 9 bis 16 dargestellt ist, jedoch sind die Hohlkehlen entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung hier paarweise parallel ausgerichtet, wie es besonders aus der Fig. 44 ersichtlich ist, statt daß die Hohlkehlen zu ihren benachbarten Hohlkehlen auf dem gleichen Kopf invers ausgerichtet sind. Dieses Merkmal bringt erkennbar eine Erleichterung der Herstellung des Gelenks mit sich.

Außerdem gibt es hier bei diesem Gelenktyp keine bevorzugte Rotationsrichtung.

Wie vorangehend beschrieben wurde, liegt der Mittelpunkt jeder Kugel, wie z.B. bei der Kugel 93a auf dem Schnittpunkt der radialen Achse AA', einer transversalen Symmetrieachse CC¹, die senkrecht zur ersteren Achse ist, und der Diagonalen DD¹, die die Winkelhalbierende des Winkels zwischen CC und AA¹ ist.

Bei Betrachtung der Figuren ist leicht erkennbar, daß diese Anordnung der Hohlkehlen 91a und 92a in einer Diagonalen DD" bewirkt, daß die Kugeln, und insbesondere die Kugel 93a, zwischen zwei Polen auf der Achse AA¹ und zwei weiteren Polen auf der Achse CC senkrecht zu dieser Achse AA' rollen und geführt werden, dabei erfolgt die Übertragung des Drehmoments durch jede der Kugeln in der rechten oder linken Richtung.

Gemäß einem weiteren Merkmal dieser Ausführungsform sind die Hohlkehlen 91a und 92a invers und symmetrisch zur Longitudinalachse XOX der Köpfe 91 und 92 geneigt. Dem Neigungswinkel G der Hohlkehlen 91a des Kopfes 91 entspricht der inverse Neigungswinkel F der Hohlkehlen 92a des Kopfes 92, und dies in der Ebene, die durch die Diagonale DD¹ läuft.

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Alle diese Bedingungen zusammen bewirken, daß die Kugeln 93a, 93b, 93c und 93d dauernd und zwangsweise auf derselben Winkelhalbierenden Ebene HH des Gelenks verbleiben, welche durch den geometrischen Mittelpunkt O des Gelenks verläuft»

Andererseits sind die Köpfe 91 und 92 des Gelenks bei dieser Ausführungsform axial und longitudinal mittels konvexer Flächen 91c am Kopf 91 zentriert, diese Flächen besitzen ein Spiel in komplementären konkaven Flächen 92c am Kopf 92.

Man erkennt in der Fig. 45, wie man die beiden Köpfe einander gegenüber stellen muß, um ihre sphärischen Bereiche ineinander einzusetzen, dabei ist zu bemerken, daß der Kopf von seiner Antriebswelle 95 gelöst ist, die beweglich ist.

In den Anfangspositionen der Köpfe, relativ zueinander, wie sie in der Fig. 45 dargestellt sind, genügt es, den Kopf 91 gegenüber dem Kopf 92 zu drehen, welcher festgehalten wird, damit sich die konvexen Flächen 91c in die konkaven Flächen 92c des Kopfes 92 einführen lassen. Die Kugeln 93a, 93b, 93c und 93d werden danach nacheinander in ihre entsprechenden Hohlkehlen eingesetzt, die nacheinander in eine Position mit dem Winkel Null gebracht werden. Wenn die vier Kugeln am Platz sind, wird die Antriebswelle 95 mit Kraft in das Loch eingesetzt, welches dafür im Kopf 91 vorgesehen ist.

Die Welle 94 besitzt vorzugsweise vier Verzahnungssätze 95a, 95b, 95c, 95d, die eine Verminderung der Hauptabmessung des Gelenks mit sich bringen. Es ist leicht verständlich, daß diese Verzahnungen auch auf der Gesamtheit des Durchmessers der Welle angebracht sein können, wie dieses gewöhnlich der Fall ist.

Bei dieser Ausführungsform verschließt vorteilhafterweise ein Gehäuse 94 (s. Fig. 46) die Anordnung. Dieses Gehäuse besitzt

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einen Bereich 94a, der das Endstück des Kopfes 92 umgreift und dann mit Kraft in eine Auskerbung 92b gesetzt wird, die vorher als Mittel zur Sicherung der Dichtheit eingebracht wurde.

Entsprechend einer möglichen abgeänderten Äusfuhrungsform eines erfindungsgemäßen Gelenks mit vier Kugeln und mit Köpfen mit einer integrierten longitudinal Gleitführung, diese Ausführungsform ist beispielhaft in den Fig. 47 bis 49 dargestellt, besitzt das Gelenk, wie im vorangehenden Fall, einen inneren Kopf 101, in welchen vier Hohlkehlen 101a eingebracht sind und einen äußeren Kopf 102, in welchen vier komplementäre Hohlkehlen 102a eingebracht sind.

Wie man beim Vergleich der Fig. 41 und 47 sieht„ die jeweils das Gelenk, von vorne gesehen, jedoch gegeneinander um 90 verdreht darstellen, sind die Hohlkehlen 101a und 102a ähnlich den Hohlkehlen 91a und 92a der ersten Ausführungsform, d.h. jeweils zwei benachbarte Hohlkehlen sind parallel ausgerichtet. Wie im vorangehenden Fall bringt dieses Merkmal erkennbar eine Vereinfachung der Herstellung des Gelenks mit sich.

Dagegen besitzen die Köpfe 101 und 102, um ineinander gleiten zu können, in diesem Falle keine konvexen und konkaven Flächen, die ineinander Spiel haben. Darüberhinaus trennt ein hinreichender Zwischenraum hier die beiden Köpfe, um zu ermöglichen, daß sie in longitudinaler Richtung und im Winkel gegeneinander beweglich sind, wie besonders aus den Fig. 48 und 49 ersichtlich ist.

Wie zuvor beschrieben wurde, verbleibt der geometrische Mittelpunkt jeder Kugel, tifie beispielsweise der Kugel 103a, auf dem Schnittpunkt der radialen Achse AA', einer transversalen Symmetrieachse CC, die senkrecht zur ersteren Achse verläuft, und der Diagonalen BD', die die Winkelhalbierende des Winkels

zwischen CC¹ und AA.¹ ist.

Wie bereits bei Betrachtung der Figuren deutlich wird, bringt diese diagonale Anordnung der Hohlkehlen 101a und 102a mit sich, daß die Kugeln und insbesondere die Kugel 103a zwischen zwei Polen auf der Achse AA' und zwei weiteren Polen auf der Achse CC, die senkrecht zu dieser Achse AA' ist, rollen und geführt werden, die Übertragung des Drehmoments erfolgt dabei über jede der Kugeln in der Drehrichtung nach rechts oder links.

Es ist gut erkennbar, daß die Kugeln 103a, 103b, 103c und 103d dauernd und zwangsweise auf derselben Winkelhalbierenden Ebene HH des Gelenks verbleiben, die durch den geometrischen Mittelpunkt 0 des Gelenks verläuft, die Hohlkehlen 101a und 102a sind invers und symmetrisch zur Longitudinalachse XOX der Köpfe 101 und 102 geneigt, und dies in der Ebene, die durch die Diagonale DD¹ geht, wie aus den Fig. 47, 48 und 49 hervorgeht.

Dieses Gelenk mit integrierter Schiebeführung besitzt vorteilhafterweise eine Antriebswelle 105 mit zwei Rippen (männlichen Aussparungen) 105a und 105b, die mit Kraft in zwei entsprechende Nuten (komplementäre weibliche Aussparungen) eingesetzt sind, die am inneren Kopf 101 angeordnet sind.

Es ist erkennbar, daß die vorliegende Erfindung nur an bevorzugten Beispielen beschrieben und dargestellt wurde, und daß man gleichwirkende Mittel bei den Bestandteilen des Gelenks verwenden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, die in den obigen Ansprüchen definiert ist.

Insbesondere kann man verschiedene Abänderungen für Verstärkungen der Bestandteile vorsehen.

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Darüberhinaus ist es klar erkennbar, daß, wenn die axiale Zentrierung der Wellen automatisch durch die Kugeln gesichert wird, die Gelenke in longitudinaler Richtung mittels kugelförmiger Kalotten zentriert werden können, entsprechend einer an sich bekannten Technik.

Wenn darüberhinaus das Gelenk eine Schutzvorrichtung besitzt, in der eine Feder verwendet wird, so kann diese letztere auf Druckbeanspruchung oder Zugbeanspruchung arbeiten, oder auch neutral auf halber Länge sein und dann auf Druckbeanspruchung oder Zugbeanspruchung arbeiten, die Aufgabe der einen wie der anderen dieser Federn besteht darin, die lose Welle, die die zwei Gelenke verbindet, die eine Antriebsanordnung bilden, relativ entlastet zu halten.

Es ist klar erkennbar, daß die zwei Gelenke, die eine Antriebsanordnung bilden, identisch sein können oder nicht, d.h. eines der Gelenke kann mit einer Führung versehen sein und das andere nicht, oder beide Gelenke können mit Führungen versehen sein.

009BUZOMB

Claims

Patentansprüche

.JHomokinetisches Gelenk, bei welchem das Drehmoment zwischen zwei Köpfen mittels Kugeln übertragen wird, welche in Führungen eingesetzt sind, die in den Köpfen angebracht sind, dadurch gekennzeichnet , daß jede Führung aus zwei halbzylindrischen Hohlkehlen (1a, 2a, ...,10Ia₇ 102a) gebildet sind, wobei der Durchmesser im Schnitt jeder dieser Hohlkehlen in einer Diagonalen (DD¹) zu einer radialen Achse (AA¹)/ welche durch den geometrischen Mittelpunkt (0) des Gelenks verläuft, und senkrecht zur Longitudinalachse (XOX) der zwei Gelenkköpfe (1, 2, ..., 101, 102) ausgerichtet ist, was bewirkt, daß jede der Kugeln (3, ..., 103a) zwischen zwei Polen auf der radialen Achse (AA") und zwei weiteren Polen auf einer zur radialen Achse senkrechten Achse (CC")

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rollt und geführt wird , wobei diese Anordnung mit vier Polen eine Benutzung von Zwischengliedern überflüssig macht, um die Kugeln dauernd und zwangsweise auf der Winkelhalbierenden Ebene (HH) der jeweiligen Longitudinalachsen (XO-OX) der zwei Köpfe zu halten, und wobei diese Anordnung bewirkt, daß die Kugeln das Drehmoment in beiden Rotationsrichtungen (E, E¹) des Gelenks übertragen, wobei die gleichmäßigen Druckkräfte auf den Kugeln in einer der beiden Rotationsrichtungen stark herabgesetzt sind.
2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zwei Köpfe in longitudinaler Richtung ineinander verschiebbar sind (Fig. 1, 9, 17, 22, 28, 47), daß die Winkelhalbierende Ebene (HH) und die Kugeln die Hälfte dieser Verschiebung ausführen, daß ein ausreichender Zwischenraum die zwei Köpfe trennt, um deren Arbeit im Winkel zu ermöglichen, und daß die zwei Hohlkehlen (1a, 2a), welche eine Rollführung für die Kugel bilden, verwinkelt zur Longitudinalächse (XOX) der zwei Köpfe angeordnet sind, wobei die Longitudinalachsen der zwei Hohlkehlen einerFührung symmetrisch entsprechend inversen Winkeln (F-G) geneigt sind und sich auf der Winkelhalbierungs- und Verschiebungsebene (H-H) des Gelenks schneiden.
3. Gelenk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Hälfte der Führungen in diagonaler Richtung (D) in einer Richtung und die andere Hälfte in der inversen Richtung (D¹) ausgerichtet ist, wobei die Übertragung des Drehmoments in den Rotationsrichtungen des Gelenks, nach rechts oder nach links, unter den gleichen Bedingungen erfolgt.

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_m ο _π_

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4. Gelenk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Hohlkehlen (61a, 62a), welche eine Rollführung für die Kugeln (63a, ..., 63t) bilden, parallel zur Longitudinalachse (XOX) der zwei Gelenkköpfe (61, 62) ausgerichtet sind, wobei die konstante Verwinkelung der zwei Hohlkehlen durch eine Verschiebung bei der Montage zweier Gelenke (J1, J2) erreicht wird, deren innere Köpfe durch eine gemeinsame lose Welle verbunden sind, wobei die zwei Gelenke eine vollständige Kraftübertragung bilden (Fig. 26, 27).
5. Gelenk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungen (71a) des einen Kopfes (71) im Winkel invers zu den Führungen (72a) des anderen Kopfes (72) gerichtet sind, daß aber alle Führungen ein und desselben Kopfes in der gleichen Richtung ausgerichtet sind (Fig. 28).
6. Gelenk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zwei Hohlkehlen (101a, 102a), die eine Rollführung für die Kugel (103a, 103b) bilden, verwinkelt zur Longitudinalachse (XOX) der zwei Köpfe (101, 102) angeordnet sind, wobei von den Hohlkehlen im gleichen Kopf jeweils zwei benachbarte parallel und invers und symmetrisch zu den komplementären Hohlkehlen ausgerichtet sind, die im anderen Kopf angeordnet sind (Fig. 47).
7. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zwei Köpfe (81, 82) in longitudinaler Richtung durch konkave und konvexe Flächen (81c, 82c) zentriert sind, die jeweils an den Köpfen vorhanden sind und ineinander Spiel haben und daß die zwei Hohlkehlen (81a, 82a), die eine Rollführung für die Kugel (83a, 83d) bilden, verwinkelt (F-G) zur Longitudinalachse (XOX) der zwei Köpfe und verwinkelt (F'-G¹) zur Ebene einer radialen Achse, die senkrecht

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zu dieser Longitudinalachse liegt, angeordnet sind, wobei diese doppelte Verwinkelung eine Arbeit des Gelenks mit erhöhtem Winkel erlaubt, ohne dieses Gelenk überdimensionieren zu müssen (Fig. 34).
8. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zwei Köpfe (91, 92) in longitudinaler Richtung durch konkave und konvexe komplementären Flächen (91c, 92c) zentriert sind, die jeweils an den Köpfen vorgesehen sind und ineinander Spiel haben und daß die zwei Hohlkehlen (91a, 92a), die eine Rollführung für die Kugeln (93a, 93d) bilden, verwinkelt (F-G) zur Longitudinalachse (XOX) der zwei Köpfe (91, 92) angeordnet sind, wobei von den Hohlkehlen im selben Kopf jeweils zwei benachbarte parallel und invers und symmetrisch zu den komplementären Hohlkehlen ausgerichtet sind, die im anderen Kopf angeordnet sind (Fig. 41, 42).
9. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebswelle ein integraler Bestandteil eines der Köpfe ist.
10. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebswelle an einen der Köpfe angestückt ist.
11. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß es eine Schutzvorrichtung besitzt, in welcher eine Feder benutzt wird, die so arbeitet, daß sie die lose Welle relativ entlastet hält, welche zwei identische Gelenke verbindet, die eine Kraftübertragungsanordnung bilden.

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12. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß es eine geeignete Vorrichtung besitzt, um zu verhindern, daß die Kugeln bei der maximalen Verschiebung des Gelenks aus ihren Führungen springen.

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