DE3141079A1

DE3141079A1 - "gelenkkupplung"

Info

Publication number: DE3141079A1
Application number: DE19813141079
Authority: DE
Inventors: Horst Ing.(grad.) 5204 Scheid Kramer-Sinzinger
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Automotive GmbH
Priority date: 1981-10-16
Filing date: 1981-10-16
Publication date: 1983-05-26
Also published as: DE3141079C2

Description

Gelenkkupplung
Die Erfindung betrifft eine Gelenkkupplung mit einem äußeren Gelenkkörper, in dessen zylindrischer Bohrung achsparallele Rillen angeordnet sind, einem in der Bohrung des äußeren Gelenkkörpers angeordneten inneren Gelenkkörpers, der auf seiner Außenfläche eine der Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechende Anzahl von Ausnehmungen aufweist und jeweils eine Rille des äußeren Gelenkkörpers und eine Ausnehmung des inneren Gelenkkörpers zur Drehmomentübertragung eine Rugel aufnehmen.
Es sind Gelenke dieser Art bekannt (z.B. DE-GM 16 13 839), die jedoch nur eine begrenzte Abwinkelung ausführen können, außer dem ist von Nachteil, daß der innere Gelenkkörper durch die Kugeln selbst geführt wird, so daß unter Drehmomentbelastung die Kugeln klemmen und somit nur eine begrenzte Funktionsfähigkeit vorhanden ist. Des weiteren ist eine ungünstige Führung der Kugeln in den Ausnehmungen vorhanden, da bei Abwinkelung des Gelenkes die Rugel sich radial vom Gelenkmittelpunkt entfernt und nur durch die äußerste Kante der Ausnehmung geführt werden kann. Des weiteren verliert der innere Gelenkkörper die Zentrierung zum Außenteil bei schon kleinster Abwinkelung, womit kein schwingungsfreier Lauf erreicht wird.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Gelenkkupplung zu schaffen, deren Gelenkkörper ständig zentriert zueinander sind und die der drehmomentübertragenden Wälzkörper auch während der Kraftübertragung ausreichend geführt werden Des weiteren soll ein einfaches und kostengünstiges, aus wenigen Bauteilen bestehendes Gelenk, geschaffen werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Außenfläche des inneren Gelenkkörper teilkugelig ausgebildet ist und daß der Erzeugungsradius (R) der kugeligen Außenfläche auf der Gelenkdrehachse angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser der kugeligen Außenfläche der zylindrischen Bohrung des äußeren Gelenkkörpers entspricht und daß als Ausnehmungen des inneren Gelenkkörpers Bohrungen vorgesehen sind, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Kugeln entspricht und daß zwischen dem Bohrungsgrund und den Rugeln, Federelementen angeordnet sind.
Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung, daß durch die kugelige Außenform des inneren Gelenkkörpers, der auf den Innendurchmesser des äußeren Gelenkkörpers abgestimmt ist, unabhängig vom Schiebeweg und der Gelenkabwinkelung, immer eine Zentrierung des inneren Gelenkkörpers gegenüber dem äußeren Gelenkkörper vorhanden ist. Es ergibt sich dadurch ein schwingungsfreier Lauf während des Betriebes.
Darüber hinaus können die Kugeln tiefer in die Rillen des äußeren Gelenkkörpers hineinragen, so daß sich eine große Kugelumschlingung ergibt und folglich eine größere Drehmomentübertragung ermöglicht.
Von Vorteil ist hierbei, daß eine Erhöhung der Lebensdauer auftritt oder bei gleicher Lebensdauer ein kleineres Gelenk möglich ist.
Die radiale Verschiebung der Kugeln bei Abwinkelung des Gelenkes wird durch die Federelemente ausgeführt, so daß ständig ein Kraftschluß zwischen dem inneren und dem äußeren Gelenkkörper vorhanden ist. Als Federelemente kommen Tellerfedern, Spiralfedern oder ein elastischer Runststoff oder Gummiblock infrage.
Der Schiebeweg des Gelenkes ist abhängig von der Länge des äußeren Gelenkkörpers. Die Abwinkelung des Gelenkes dagegen steh-t in Abhängigkeit der Länge des äußeren Gelenkkörpers und des Beugewinkels.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Es zeigt: Fig. 1 bis ein Sechs-Kugel-Gelenk im Längsschnitt sowie im Fig. 3 Querschnitt dargestellt Fig. 4 bis eine weitere Variante des in Fig. 1 gezeigten Fig. 6 Gelenkes mit dem Unterscheid, daß nur drei Kugeln verwendet werden Fig. 7 u. 8 ein Sechs-Kugel-Gelenk mit einer besonderen Form der Ausnehmungen.
Das in Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Gelenk besteht im wesentlichen aus dem äußeren Gelenkkörper 1, in dessen Hohlraum 2 der innere Gelenkkörper 3 aufgenommen ist. Der innere Gelenkkörper 3 ist mit der Antriebswelle 4 einteilig ausgebildet. Zur Drehmomentübertragung dienen die Kugeln 5. Die Kugeln 5 sind einerseits in Rillen 6 des äußeren Gelenkkörpers 1 und andererseits in Ausnehmungen 7 des inneren Gelenkkörpers 3 aufgenommen Die Ausnehmungen 7 des inneren Gelenkkörpers 3 weisen einen den Kugeln 5 entsprechenden Öffnungsquerschnitt auf. Die Kugeln 5 sind in diesen Ausnehmungen 7 so gehalten, daß sie sich radial verschieben können. Zwischen den Kugeln 5 und dem Bohrungsgrurid 8 der Ausnehmung 7 sind Federelemente 9 vorgesehen. Diese Federelemente 9 üben eine nach außen gerichtete Kraft auf die Kugeln 5 aus, so daß diese ständig in den Rillen 6 des äußeren Gelenkkörpers 1 gehalten sind. Zur Abdichtung des Gelenk innenraumes ist ein Faltenbalg 10 vorgesehen.
Die Außenfläche 11 des inneren Gelenkkörpers 3 besitzt einen Erzeugungsradius (R), der auf der Gelenkdrehachse 12 liegt Der Außendurchmesser der Außenfläche 11 des inneren Gelenkkörpers 3 entspricht dem Innendurchmessers des Hohlraumes 2 des äußeren Gelenkkörpers 1. Dadurch ergibt sich eine ständige Zentrierung des inneren Gelenkkörpers 3 im äußeren Gelenkkörper 1a so daß die Kugeln 5 nur der Drehmomentübertragung dienen.
In den Fig. 4, 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der lediglich drei Kugeln 5 vorhanden sinda ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel des in Fig. 1 gezeigten. Auch hier ist der innere Gelenkkbrper 3 mit seiner Außenfläche 11 im Hohlraum 2 des inneren Gelenkkörpers 1 geführt und die Kugeln 5 können sich in den Ausnehmungen 7 radial bewegen, wobei eine Tellerfeder 9 den Spielausgleich vornimmt.
In den Fig. 7 und 8 ist wiederum der äußere Gelenkkörper 1 mit seinen Rillen 6 gezeigt, wobei der innere Gelenkkörper 3 im Hohlraum 2 des äußeren Gelenkkörpers 1 geführt ist. Die Ausnehmungen 7 sind in diesem Beispiel so gewählt, daß im Zentrum 13 des inneren Gelenkkörpers 3 ein zusätzlicher Hohlraum entsteht.
Die radial wirkende Rraft auf die Kugeln 5 wird durch eine entsprechende Anzahl von Spiralfedern 14 ausgeübt. Zur Abstützung der Spiralfedern 14 ist ein Hilfskörper 15 vorgesehen. Ansonsten entspricht auch dieses Ausführungsbeispiel im Prinzip dem in Fig. 1 gezeigten.
BEZUGSZEICHENLISTE 1 äußerer Gelenkkörper 2 Hohlraum 3 innerer Gelenkkörper 4 Antriebswelle 5 Kugeln 6 Rillen des äußeren Gelenkkörpers 7 Ausnehmungen 8 Bohrungsgrund 9 Federelemente 10 Faltenbalg 11 Außenfläche des inneren Gelenkkörpers 12 Gelenkdrehachse 13 Zentrum 14 Spiralfeder 15 Hilfskörper R Erzeugsradius Leerseite

Claims

Paten ta n srucb Gelenkkupplung mit einem äußeren Gelenkkörper, in dessen zylindrischer Bohrung achsparallele Rillen angeordnet sind, einem in der Bohrung des äußeren Gelenkkörpers angeordneten inneren Gelenkkörpers, der auf seiner Außenfläche eine der Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechende Anzahl von Ausnehmungen aufweist und jeweils eine Rille des äußeren Gelenkkörpers und eine Ausnehmung des inneren Gelenkkörpers zur Drehmomentübertragung eine Kugel aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (11) des inneren Gelenkkörpers (3) teilkugelig ausgebildet ist, und daß der Erzeugungsradius (R) der kugeligen Außenfläche (11) auf der Gelenkdrehachse (12) angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser der kugeligen Außenfläche (11) der zylindrischen Bohrung (2) des äußeren Gelenkkörpers (1) entspricht und daß als Ausnehmungen (7) des inneren Gelenkkörpers (3) Bohrungen vorgesehen sind, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Kugeln (5) entspricht und daß zwischen dem Bohrungsgrund (8) und den Kugeln (5) Federelemente (9, 14) angeordnet sind.