DE3048341A1 - "winkelbewegliche gelenkkupplung" - Google Patents

Description

Uni-Cardan Aktiengesellschaft 19. Dezember 1980

Alte Lohmarer Str. 59 St/He

5200 Siegburg U0056.000

Zusatz zu DE-PS 26 34 581

Winkelbewegliche Gelenkkupplung

Die Erfindung betrifft eine winkelbewegliche Gelenkkupplung, bei der zur Übertragung des Drehmomentes in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Wälzkörper vorgesehen sind, die in Öffnungen des inneren Gelenkkörpers radial verschiebbar gelagert sind und in Nuten des äußeren Gelenkkörpers geführt sind.

Nach dem Hauptpatent 26 34 581 ist vorgesehen, daß die Wälzkörper zumindest teilkugelig ausgebildet sind und der Durchmesser der Kugelflächen so groß ist, daß diese auf der im Gelenkmittelpunkt zugewandten Seite gegenseitig abstützen.

Die Wälzkörper sind als abgeflachte Kugeln ausgebildet, um eine hohe Drehmomentkapazität übertragen zu können. Bei Verwendung

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von Kugeln werden die seitlichen Stege in ihrem Querschnitt sehr dünn, so daß diese die Schwachstelle des Gelenkes darstellen.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, den inneren Gelenkkörper so zu gestalten, daß eine hohe Drehmomentkapazitat erreicht werden kann, wobei als Wälzkörper serienmäßige Teile verwendet werden könnnen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß als Öffnungen für die Wälzkörper Bohrungen vorgesehen sind, deren Mittellinie die Achse des inneren Gelenkkörpers schneidet und daß der verbleibende rechtwinkelig zur Achse gemessene Querschnitt des inneren Gelenkkörpers größer als Null, jedoch kleiner als die größtmögliche Querschnittsfläche ist, welche sich aus der Gesamtquerschnittsfläche des inneren Gelenkkörpers, abzüglich der Bohrungsprojektionsfläche, bestehend aus jeweils einer Rechteckfläche und jeweils einer teilkreisförmigen Projektionsfläche entsprechend der Teilkugelfläche jedes Wälzkörpers ergibt.

Vorteilhaft ist hierbei, daß die Öffnungen des inneren Gelenkkörpers als Bohrungen ausgeführt werden, und zwar in der Form, daß zwei benachbarte Bohrungen ineinander verlaufen und damit den Kontakt zweier benachbarter Kugeln gewährleisten. Darüber hinaus bleibt im Kern der Welle ein ausreichender Querschnitt zur Drehmomentübertragung übrig. Für diesen Querschnitt A gilt die Beziehung:

A.^ > A > 0

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Des weiteren ist von Vorteil, daß die einfache Fertigung beibehalten wird, denn im äußeren Gelenkkörper bleibt für je einen Wälzkörper eine Kugelbahn und der innere Gelenkkörper besteht aus Bohrungen, die die Wälzkörper aufnehmen. Durch den kleinen Rollkreisdurchmesser ist das Gelenk mit seinen äußeren Abmessungen klein, wobei eine hohe Drehmomeritkapazität erreicht wird.

Gelenke dieser Art finden Anwendung als Antriebsgelenke, Lenkungsgelenke z.B. bei Maschinenantrieben, im Schiffsbau oder in der Kraftfahrzeugtechnik.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Gelenk in Seitenansicht,·teils geschnitten

Fig. 2 einen Querschnitt des in Fig. 1 dargestellten Gelenkes

Fig. 3 und einen Querschnitt des inneren Gelenkkörpers, Fig. 4 rechtwinkelig geschnitten.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Gelenk besteht im wesentlichen aus dem äußeren Gelenkkörper 1, in dessen Hohlraum 2 der innere Gelenkkörper 3 aufgenommen ist. Der innere Gelenkkörper 3 besitzt eine Bohrung 4, in der die Welle 5 über eine Längsverzahnung drehfest mit dem inneren Gelenkkörper 3 verbunden ist. Zur

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Drehmomentübertragung dienen die Wälzkörper 6, welche bei diesem Ausführungsbeispiel aus Kugeln bestehen. Die Kugeln 6 sind einerseits in Rillen 7 des äußeren Gelenkkörpers 1 und andererseits in Öffnungen 8 des inneren Gelenkkörpers 3 aufgenommen. Die Rillen 7 des äußeren Gelenkkörpers 1 verlaufen in Längsrichtung achsparallel. Die Öffnungen 8 des inneren Gelenkkörpers 3 sind als Bohrung ausgeführt/ wobei der Bohrungsdurchmesser dem Durchmesser der Kugel 6 entspricht. Der kegelförmige Auslauf der Bohrung resultiert aus der Herstellung und ist nicht von Bedeutung. Die Kugeln 6 sind in den Öffnungen 8 so gehalten, daß sie sich radial verschieben können. Durch die Ausführung der Öffnung 8 als Bohrung entsteht ein Durchgang 9 dadurch, daß die beiden benachbarten Bohrungen ineinander verlaufen. Diese Durchgänge 9 zwischen jeweils zwei benachbarten Öffnungen 8 ermöglichen es_f daß die Kugeln 6 sich gegenseitig abstützen können. Diese Abstützung der Kugeln 6 erfolgt in den Punkten 10. Da alle Kugeln 6 sich mit ihren benachbarten Kugeln 6 abstützen, sind jeweils zwei benachbarte Öffnungen 8 mit einem Durchgang 9 versehen. Der rechtwinkelig zur Gelenkdrehachse 11 verbleibende Querschnitt 12 dient der Verstärkung des inneren Gelenkkörpers 3. Diese Querschnittsfläche 12 ist größer als Null, jedoch kleiner als die größtmögliche theoretische Querschnittsfläche, die zusätzlich noch die verbleibenden Hohlräume 13 mitzählen würde. Diese Hohlräume 13 entstehen durch den spitzen Winkel bei der Herstellung der Öffnung 8. Würde die Öffnung 8 eine kugelförmige Endstufe besitzen, deren Durchmesser dem der Kugel entspricht, so wäre dieser Hohlraum 13 nicht vorhanden und die Querschnittsfläche daher größer.

In Fig. 3 und "4 ist der innere Gelenkkörper 3 rechtwinkelig zur Gelenkdrehachse 11 geschnitten, dargestellt. Der Kern zeigt die theoretische Fläche A,. . Diese Fläche ist deshalb die theoreti-

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sehe Fläche, weil sie die maximal größtmögliche Fläche dar-

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stellt, denn der Auslauf der Bohrung 4 ist kreisförmig und entspricht genau dem Durchmesser der Kugeln 6 bei einem Beugewinkel von Null Grad. Hierbei entsteht ein Durchgang 9, wobei dieser dann nur aus einem Punkt besteht.

Diese Fläche A., berechnet sich aus der Formel:
tn

d, 2

¹Hh

2 cotan ( IJIO \- /C~ ( η - 2 \

wobei η - Anzahl der Wälzkörper

dk = Durchmesser der Wälzkörper bedeutet.

Claims (1)

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   5200 Siegburg U0056.000

   Zusatz zu DE-PS 26 34 581

   Patentanspruch

   Winkelbewegliche Gelenkkupplung, bei der zur Übertragung des Drehmomentes in Umfangsr ichtung gleichmäßig verteilte Wälzkörper vorgesehen sind, die in Öffnungen des inneren Gelenkkörpers radial verschiebbar gelagert sind und in Nuten des äußeren Gelenkkörpers geführt sind, wobei die Wälzkörper zumindest teilkugelig ausgebildet sind und der Durchmesser der Kugelflächen so groß ist, daß diese sich auf der im Gelenkmittelpunkt zugewandten Seite gegenseitig abstützen (nach Patent 26 34 581),

   dadurch gekennzeichnet,

   daß als Öffnungen (8) für die Wälzkörper (6) Bohrungen vorgesehen sind, deren Mittellinie die Achse des inneren Gelenkkörpers (3) schneidet und daß der verbleibende rechtwinkelig zur Achse gemessene Querschnitt (12) des inneren Gelenkkörpers (3) größer als Null, jedoch kleiner als die größtmögliche Querschnittsfläche (12) ist, welche sich aus der Gesamtquerschnittsfläche des inneren Gelenkkörpers (3), abzüglich der Bohrungsprojektionsfläche, bestehend aus jeweils einer Rechteckfläche und jeweils einer teilkreisförmigen Projektionsfläche entsprechend der Teilkugelfläche jedes Wälzkörpers (6) ergibt.

   ORIGfSMAL INSPECTED