DE3141079C2

DE3141079C2 - Gelenkkupplung

Info

Publication number: DE3141079C2
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: 1986-05-15
Also published as: DE3141079A1

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, 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 (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.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkkupplung mit einem äußeren Gelenkkörpen, in dessen zylindrischer Bohrung achsparallele Rillen ange rdnet sind, einem in der Bohrung des äußeren Gelenkkörpers angeordneten inneren Getenkkörper, der auf seiner Außenfläche eine der Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechende Anzahl von Ausnehmungen aufweist, und bei der jeweils eine Rille des äußeren Gelenkkörpers und eine Ausnehmung des inneren Gelenkkörpers zur Drehmomentübertragung eine Kugel aufnehmen, wobei der Radius der Rillen dem Kugelradius entspricht und wobei die Außenfläche des inneren Gelenkkörpers teilkugelig ausgebildet ist und ihr Erzeugungsradius auf der Gelenkdrehachse liegt und der Außendurchmesser der kugeligen Außenfläche zur Zentrierung des inneren Geienkkörpers dem Durchmesser der zylindrischen Bohrung des äußeren Gelenkkörpers entspricht.

Es sind Gelenke dieser Art durch die US-PS 11 03 716 bekannt. Hierbei sind die drehmomentübertragenden Kugeln in etwa halbkugeligen Kugelkalotten im inneren Gelenkkörper geführt und werden ausschließlich von axialen geraden Rillen im äußeren Gelenkkörper radial gehalten. Hierdurch ist der mögliche Beugewinkel derartiger Gelenke beschränkt, da die Kugeln bei Abwinkelung aus den Kugelkalotten heraustreten und zwischen den Rillen im äußeren Gelenkkörper und den Kugelkalotten verkanten können.

Weiterhin sind Gelenke der obengenannten Art aus der DE-GM 16 13 839 bekannt, wobei jedoch der innere Gelenkkörper durch die Kugeln im äußeren Gelenkkörper geführt ist und ein radialer Abstand zwischen den Gelenkkörpern vorgesehen ist. Auch diese Gelenke können nur eine begrenzte Abwinkelung ausführen, wobei unter Drehmomentbelastung die Kugeln klemmen und somit nur eine begrenzte Funkiionsfähigkeit vorhanden ist. Auch hier ist eine ungünstige Führung der Kugeln in den Ausnehmungen des inneren Gelenkkörpers gegeben, da bei Abwinkelung des Gelenkes die Kugeln sich radial vom Gelenkmittelpunkt entfernen und nur durch die äußerste Kante der jeweiligen Ausnehmung geführt werden. Hierbei verliert der innere Gelenkkörper die Zentrierung gegenüber dem äußeren Gelenkkörper schon bei kleinster Abwinkelung, womit ein schwingungsfreier Lauf nicht sichergestellt werden kann.

ίο Aus der FR-PS 11 66 284 ist eine winkelbewegliche Kupplung bekannt, bei der drehmomentübertragende Kugeln in zylindrischen radialen Bohrungen eines ersten innenliegenden Wellenflansches abgefedert geführt sind und in innenliegende Längsrillen eines außenliegenden zweiten Wellenflansches eingreifen. Die Querschnittsradien der Rillen sind größer als die Radien der Kugeln und die Flansche bzw. Gelenkkörper weisen ein radiales Spiel gegeneinander auf. Die Anfedsrung der Kugeln bewirkt hierbei in Verbindung mit dem vergrö-Berten Rillenradius eine Drehelastizität und soll nur geringe Beugewinkel ausgleichen.

Ausgehend von der US-PS 11 03 716 ist es Aufgabe der Erfindung, eine Gelenkkupplung zu schaffen, bei der die drehmomentübertragenden Kugeln auch bei gebeugtem Gelenk während der Kraftübertragung ausreichend geführt werden.

Desweiteren soK ein einfaches und kostengünstiges, aus wenigen Bauteilen bestehendes Gelenk der genannten Art geschaffen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Kugeln in an sich bekannter Weise durch Federelemente in die Rillen eingepreßt werden, wobei jeweils eine Kugel und ein Federelement zusammen in einer Radialbohrung des inneren Gelenkkörpers angeordnet sind, wobei jede Kugel mit ihrem Umfang in der Radialbohrung geführt ist.

Die erfindungsgemäße Anfederung von innen, wobei die Kugeln im inneren Gelenkkörper in ihren Bohrungen radial geführt sind und in die w den Kugelradius angepaßten Rillen des äußeren Gelenkkörpers eingreifen, bewirkt überraschenderweise, daß ein Klemmen der Kugeln nicht auftritt. Die Kugeln können ungehindert in dem inneren Gelenkkörper nach innen wandern, was Voraussetzung für große Beugewinkel und schwingungsfreien Lauf ist.

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 Kunststoff oder Gummiblock in Frage.
Der Schiebeweg des Gelenkes ist abhängig von der Länge des äußeren Gelenkkörpers. Die Abwinkelung des Gelenkes dagegen steht in Abhängigkeit der Länge des äußeren Gelenkkörpers und des Beugewinkels.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 bis 3 ein Scchs-Kugel-Gelenk im Längsschnitt sowie im Querschnitt dargestellt,

Fig.4 bis 6 eine weitere Variante des in Fig. 1 gezeigten Gelenkes mit dem Unterschied, d;iß nur drei

Kugeln verwendet werden,

F i g. 7 und 8 ein Sechs-Kugel-Gelenk mit einer besonderen Form der Ausnehmungen.

Das in F i g. 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 Bohrungsgrand 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 Gelenkinnenraumes ist ein Faltenbalg 10 vorgesehen.

Die Außenfläche 11 des inneren Gelenkkörpers 3 besitzt einen Erzeugungsradius (R), der auf der Gelenkdrehachse 12 Hegt. Der Außendurchmesser der Außenfläche 11 des inneren Gelenkkörpers 3 entspricht dem Innendurchmesser des Hohlraumes 2 des äußeren Gelenkkörpers 1. Dadurch ergibt sich eine ständige Zentrierung des inneren Gelenkkörpers 3 im äußeren Gelenkkörper 1, so daß die Kugeln 5 nur der Drehmomentübertragung dienen.

In den F i g. 4, 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der lediglich drei Kugeln 5 vorhanden sind, ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel des in F i g. 1 gezeigten. Auch hier ist der innere Gelenkkörper 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 i i g. 7 und 8 ist wiederum der äußere Gelenkkörper 1 mit seinen Rillen 6 gezeigt, wobei der innere Gelenkkörper 3 im Hohlraum 2 des äußsren 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 Kraft 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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentanspruch:

Gelenkkupplung mit einem äußeren Gelenkkörper, in dessen zylindrischer Bohrung achsparallele Rillen angeordnet sind, einem in der Bohrung des äußeren Gelenkkörpers angeordneten inneren Gelenkkörper, der auf seiner Außenfläche eine der Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechende Anzahl von Ausnehmungen aufweist, und bei der jeweils eine Rille des äußeren Gelenkkörpers und eine Ausnehmung des inneren Gelenkkörpers zur Drehmomentübertragung eine Kugel aufnehmen, wobei der Radius der Rillen dem Kugelradius entspricht und wobei die Außenfläche des inneren Geienkkörpers teilkugelig ausgebildet ist und ihr Erzeugungsradius auf der Gelenkdrehachse liegt und der Außendurchmesser der kugeligen Außenfläche zur Zentrierung des inneren Gelenkkörpers dem Durchmesser der zylindrischen Bohrung des äußeren Gefenkkörpers entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (5) in an sich bekannter Weise durch Federelemente (9) in die Rillen (6) eingepreßt werden, wobei jeweils eine Kugel (5) und ein Federelement (9) zusammen in einer Radialbohrung (7) des inneren Gelenkkörpers (3) angeordnet sind, wobei jede Kuger (5) mit ihrem Umfang in der Radialbohrung (7) geführt ist