DE3206435C2

DE3206435C2 - Winkelbeweglische Gelenkwellenkupplung

Info

Publication number: DE3206435C2
Application number: DE3206435A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 5200 Siegburg Krude
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Automotive GmbH
Priority date: 1982-02-23
Filing date: 1982-02-23
Publication date: 1984-03-22
Also published as: IT8205264A0; JPS58152932A; GB2115521B; FR2522094A1; GB2115521A; BR8207612A; IT8207156V0; IT1158486B; DE3206435A1; GB8302893D0

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gelenk zu schaffen, bei dem die auftretende Reibung überwiegend als rollende Reibung auftritt, wobei des weiteren, unabhängig von der Drehmomentkapazität, eine variable Gestaltung der Baudurchmesser erreicht wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß sich jede Kugel auf der der Gelenkdrehachse zuge wandten Seite an einem im Hohlraum des inneren Gelenkkörpers angeordneten und durch die Kugeln selbst gehaltenen Zentralkörper abstützt, wobei die Stützpunkte in der gemeinsamen Kugelmittelebene liegen.

Description

(a) der Zentralkörper in radialer Richtung durch die Kugeln selbst gehalten ist, und

(b) der Zentralkörper als Kugel ausgebildet ist.

Bei diesem Lösungsvorschlag erweist es sich als vorteilhaft, daß von den das Drehmoment übertragenden Kugeln die Bewegungen auf die Zentralkugel übertragen werden und infolge der jeweils gegenläufigen Bewegungen der größte Teil in rollende Reibung

umgesetzt werden kann. Über diesen Vorteil hinaus läßt sich unter Anwendung der insoweit vorgeschlagenen Lösung ein Gelenk bauen, bei welchem die Drehmoment-Kapazität durch die Kugeln zwar berücksichtigt wird, indes aber die Zentralkugel derart variabel gestaltet werden kann, daß sich damit der Gelenk-Außendurchmesser den jeweils gegebenen Einbauverhältnissen anpassen läßt.

Der Zentralkörper führt gegenüber dem Gelenkmittelpunkt, d. h. dem Schnittpunkt dei A^- und Abtriebsachse, eine kleine exzentrische Bewegung aus. Hierbei wird die infolge Gelenkbeugung verursachte Mittelpunktverlagerung der Kugeln zumindest teilweise ausgeglichen. Die Größe der Mittelpunktverlagerung ist vom jeweiligen Beugewinkel abhängig.

In weiterer Ausgestaltung des die vorgeschlagene Erfindung tragenden Gedankens ist vorgesehen, daß die öffnungen der inneren Kupplungshälfte radiale Bohrungen sind, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Kugeln entspricht und die sich im Gelenkmittelpunkt so überschneiden, daß der zentrale Hohlraum zur Aufnahme des Zentralkörpers entsteht.

Sei diesem Erfindungsgedanken erweist es sich von

Vorteil, daß sowohl Fertigung als auch Montage des Gelenkes von relativ einfacher Art sind: Es braucht lediglich im inneren Gelenkkörper für je einen Wälzkörper eine öffnung hergestellt zu werden, was beispielsweise durch Bohren od. dgl. erfolgen kann. Bei entsprechend tiefem Bohren erhält man mit einer Bohroperation zugleich auch den Innenraum für die

so Zentralkugel.

Abgerundet und vervollkommnet wird die vorgeschlagene Erfindung schließlich noch durch das Merkmal, daß zum Spielausgleich und zur Geräuschdämpfung zwischen den einzelnen Kugeln Polster, etwa

t>5 aus Kunststoff oder Gummi, angeordnet sind.

Gelenke dieser vor allem geräuschgedämpften Art lassen sich als Antriebsgelenke. Lenkungsgelenke bei Maschinenantrieben sowie auch in schnellaufenden

Längswellen, etwa in der Kraftfahrzeugtechnik, verwenden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt in axialer Richtung der winkelbeweglichen Gelenkkupplung,

F i g. 2 einen Schnitt längs der linie I-I des in F i g. 1 dargestellten Gelenkes,

F i g. 3 die Kugeln mit dem inneren Gelenkkörper als Einzelheit, F i g. 4 schematisch das Prinzip der Kugeln.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Gelenk besteht im wesentlichen aus der äußeren Kupplungshälfte bzw. dem äußeren Gelenkkörper 1, in dessen Hohlraum 2 die innere Kupplungshälfte bzw. der innere GeSenkkorper 3 aufgenommen ist Der innere Gelenkkörper 3 ist mit der Antriebswelle 4 einstückig ausgebildet Zur Drehmoment-Übertragung dienen die Kugeln 5, die einerseits in den Rillen 6 des äußeren Gelenkkörpers I^ und anderei-seits in öffnungen 7 des inneren Gelenkkorpers 3 aufgenommen sind. Die Rillen 6 det äußeren Gelenkkörpers 1 verlaufen in axialer Richtung parallel zur Mittelachse 8 des Gelenkes. Die öffnungen 7 des inneren Gelenkkörpers 3 weisen einen den Kugeln 5 entsprechenden Durchmesser auf. Die Kugeln 5 sind in diesen Ausnehmungen 7 so gehalten, daß sie sich radial verschieben können. Im Zentrum des inneren Gelenkkörpers 3 befindet sich eine Zentralkugel 9, auf der die der Drehinomeht-Obertragung dienenden Kugeln 5 abgestützt sind. Der Hohlraum 10, der die Zentralkugel 9 aufnimmt, wird dadurch geschaffen, daß die einzelnen öffnungen 7 für die drehmomentübertragenden Kugeln 5 bis über das Zentrum hinaus verlaufen.

Zur Abdichtung des Hohlraumes 2 gegenüber der Atmosphäre ist einerseits eine feste Abdichtung und andererseits eine Dichtungsmanschette 11 vorgesehen.

Fig.3 zeigt den inneren Gelenkkörper 3, in dessen öffnungen 7 die der Drehmoment-Übertragung dienenden Kugeln 5 aufgenommen sind. Im Hohlraum 11 ist die Zentralkugel 9 angeordnet auf der sich die übrigen Kugeln 5 im Punkt 12 abstützen. In Fig.4 ist die Funktionsweise zu erkennen. In den Rillen 6 des äußeren Gelenkkörpers 1 sind die Kugeln 5 aufgenommen. Durch den inneren Gelenkkörper 3 werden die Kugeln über die öffnungen 7 geführt, wobei sie sich an der Zentrükugel 9 abstützen. Bei Beugung des Gelenkes um den Winkel β bewegt sich die e'vc/ Kugel in Richtung 13 und die entgegengesetzt angeordnete Kugel in Richtung 14. Dabei rollen die Kugeln 5 in Richtung der gezeigten Pfeile in den Rillen 6 des äußeren Gelenkkörpers ab, wobei die Zentralkugel 9 jeweils die entgegengesetzte Drehrichtung ausführt. Dabei rollt jeweils eine Kugel 5 auf der Zentralkugel ab, so daß eine rollende Reibung entsteht

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Winkelbewegliche Gelenkwellenkupplung, bei welcher zur Drehmomentübertragung mindestens drei in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Kugeln vorgesehen sind, welche in öffnungen der inneren Kupplungshälfte radial verschiebbar gelagert und in Nuten der äußeren Kupplungshälfte geführt sind, wobei sich die Kugeln auf der der Gelenkdrehachse zugewandten Seite an einem in einem zentralen Hohlraum der inneren Kupplungshälfte angeordneten Zentralkörper abstützen, und wobei die Stützpunkte in der gemeinsamen Kugelmittelebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der Zentralkörper (9) in radialer Richtung durch die Kugeln (5) selbst gehalten ist, und

(b) der Zellkörper als Kugel ausgebildet ist

2. Gelenkwellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (7) der inneren Kupplungshälfte (3) radiale Bohrungen sind, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Kugeln (5) entspricht und die sich im Gelenkmittelpunkt so überschneiden, daß der zentrale Hohlraum (10) zur Aufnahme des Zentralkörpers (9) entsteht

3. Gelenkwellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Spielausgleich und zur Geräuschdämpfung zwischen den einzelnen Kugeln Polster, etwa aus Kunststoff oder Gummi, angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft eine winkelbewegliche Gelenkwellenkupplung, bei welcher zur Drehmomentübertragung mindestens drei in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Kugeln vorgesehen sind, welche in Öffnungen der inneren Kupplungshälfte radial verschiebbar gelagert und in Nuten der äußeren Kupplungshälfte geführt sind, wobei sich die Kugeln auf der der Gelenkdrehachse zugewandten Seite an einem in einem zentralen Hohlraum der inneren Kupplungshälfte angeordneten Zentralkörper abstützen, und wobei die Stützpunkte in der gemeinsamen Kugelmittelebene liegen.

In der DE-AS 11 85 868 wurde bereits eine winkelbewegliche Wellenkupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, vorgeschlagen. Zum Obertragen von Umfangsund Axialkräften sind hierbei dieselben Kugeln vorgesehen, welche in radialen Bohrungen des inneren Wellenteils angeordnet sind. Die Kugeln bewegen sich um einen entweder zylindrisch oder kegelförmig oder aber zylindrisch und kegelförmig ausgebildeten Zentralkörper, welcher in einer Bohrung der inneren Kupplungshälfte gehalten ist. Abgesehen davon, daß ein derart ausgebildeter und von der Kugeiform abweichender Zentralkörper einen relativ hohen Fertigungsaufwand erfordert, ist es zur Gewährleistung seines Kontaktes mit den umfangsverteilt angeordneten Kugeln auch unerläßlich, ihn durch Federkraft, etwa die Federkraft einer Tellerfeder od. dgl., zu beaufschlagen.

Weiterhin (DE-AS 30 05 054) wurde schon ein Tripodegelenk mit einer Zwangssteuerung für die drei das Drehmoment übertragenden Rollen vorgeschlagen. Diesem bekannten Lösungsvorschlag zufolge stützen sich diese radial geführten Drehmoment-Übertragungsglieder gegenseitig an einer von ihnen gemeinsam gehaltenen Zentralkugel ab. Wiewohl mit diesem Vorschlag die Laufruhe verbessert, Wärmeentwicklung und Verschleiß verringert werden sollen, dient diese bekannte Anordnung jedoch keineswegs zur Verringerung der inneren Reibung durch Erhöhung des Rollreibungsanteils in der Kupplung.

ίο Angesichts der diesen bekannten Lösungen anhaftenden Unvollkommenheiten hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, die Reibung in der Gelenkkupplung durch Erhöhen des Rollreibungsanteils zu verringern, wobei des weiteren, unabhängig von der Drehmoment-Kapazität, eine variable Gestaltung des Baudurchmessers der Kupplung ermöglicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch, daß