DE3206437C2

DE3206437C2 - Gleichlaufgelenkkupplung

Info

Publication number: DE3206437C2
Application number: DE3206437A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 5200 Siegburg Krude
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1982-02-23
Filing date: 1982-02-23
Publication date: 1984-06-07
Also published as: ES275689U; JPH0223731B2; GB8302894D0; ZA829018B; ES275689Y; FR2522095A1; IT8205263A0; DE3206437A1; FR2522095B1; US4493676A; IT8207153V0; GB2115522B; GB2115522A; JPS58152933A; MX154547A; IT1158485B; BR8207613A

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gleichlaufdrehgelenk zu schaffen, bei dem durch die hohe Drehmomentkapazität ein großer Außendurchmesser erforderlich ist, ohne daß Nachteile für die Funktion des Gelenkes entstehen. Des weiteren soll das Gelenk einfach und kostengünstig aus wenigen Bauteilen bestehen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß dem die Bohrungen (8) aufweisende Gelenkkörper (1) mindestens ein elastischer Ring (9) aufweist, auf dem sich die Kugeln (6) abstützen.

Description

Die Erfindung betrifft eii.e G' 'ichlaufgelenkkupplung mit einer äußeren Kupplungshälfü. in deren Innenraiim eine innere Kupplungshälfte angeordnet ist, mit das Drehmoment übertragenden Kugeln, wobei jede Kugel in einer Ausnehmung einer der beiden Kupplungshälften radial bewegbar und in einer Führungsrille der anderen Kupplungshälfte axial bewegbar geführt ist. und wobei jede Kugel in radialer Richtung federnd in. die Führungsrille gedrückt wird.

Es wurden bereits Gelenkkupplungen vorgeschlagen, die etwa der oben erwähnten entsprechen Bei einer dieser Gelenkkupplungen (US-PS 14 98 171) werden die das Drehmoment übertragenden Kugeln von außen nach innen in die axialen Führungsrillen der inneren Kupplungshälfte elastisch eingedrückt, um einen spielfreien Eingriff jeder Kugel zu gewährleisten. Die Spielfreiheit wird dabei durch Torsionsfedern erreicht, wel ehe in Radialbohrungen der äußeren Kupplungshälfte angeordnet sind. Offenbar um Beschädigungen oder auch funktionelle Beeinträchtigungen der Kugeln zu vermeiden, sind zwischen diesen und den Federn beSOneinander federnde Teile unterteilt. Abgesehen von dem zum Herstellen des Längsschlitzes nicht unerheblichen und daher — ebenfalb unter dem Gesichtspunkt der Mengenfertigung — teuren Zerspannungsaufwand. erweist sich der Vorschlag auch insofern als nachteilig und damit unbrauchbar, als durch das Bnbringen des Längsschlitzes die Festigkeit und mithin auch die Lebensdauer der Kupplung /uminoest in Frage gestellt wird.

Ein anderer, für winkelbewegiiche Kraftfahr/eug-Weüenkupplungen (DE-AS 11 85 868) bestimmter Vorschlag geht davon aus. die Nachstellbarkeit für die das Drehmoment übertragenden Kugein im inneren Wellenteil mittels eines zu den Kugeln zentral angeordneten Ricgelgliedeszu bewerkstelligen. Hierbei wirkt eine im fi Gelenk-Inneren koaxial /u dessen Längsachse angeordnete Tellerfeder auf das zentrale Riegelglied. Zwischen diesem und der Tellerfeder kann zusätzlich noch eine weitere, im äußeren Gelenkteil besonders geführte Scheibe vorgesehen sein. Auch dieser Vorschlag erfordert zu seiner Realisierung einen vor allem bei Serienprodukten unverhältnismäßig hohen Aufwand an Zerspanungsarbeit, weil beispielsweise die zur Aufnahme der Tellerfeder notwendige radiale Ausnehmung hinterschnitten sein muß. In gleicher Weise erfordert auch das alternativ ais Zylinder oder Kegel auszubildende zentrale Riegelglied eine präzise Herstellung, weil es unter Wirkung der Tellerfeder gleichermaßen und auch zugleich an allen Kugeln zur Anlage gebracht werden muß.

Angesicht der diesen Vorschlägen anhaftenden Mängel und Nachteile hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine einen elastischen Ring beinhaltende Gleichiaufgelenkkuppliing /u schaffen, wobei dieser Ring aufgrund seiner Elastizität zumindest teilweise die exzentrische Bewegung der Kugeianordnung ausgleicht, so daß auch die durch Cielenkbeugiing bedingte elastische Ringverforniung gering gehalten wird.

Gelost wird diese Aufgabe crfindungsgcniäß im wesentlichen dadurch, daß an der die Ausnehmungen zur radialen Führung der Kugeln aufweisenden Kupplungshälfte mindestens ein elastischer Ring koaxial angeordnet ist. der die gemeinsame federnd; Abstützung für alle Kugeln bildet.

Bei einer derartigen Ausbildung erweist es sich als nherni.is vorteilhaft, daß sich die Kugeln auf dem elastisch verformbaren Ring abzustützen vermögen, so daß durch diese Maßnahme die für Gleichlaufgelenkkupplungen unerläßlichen Gleichlaufbedingungen voll erfüllt werden. Weiterhin wirkt sich vorteilhaft aus. daß sich bei Anwendung eines solchen elastischen Ringes die Wälzkörper bei gestrecktem Gelenk auf einem Kreis befinden, welcher unter Beugung die Gestalt einer Ellipse annimmt. Damit aber werden zugleich die kinematischen Bedingungen für einen Gleichlauf erfüllt. In sinnvoller Ausgestaltung des die vorgeschlagene

·»nhe*nc \tiw

A Hoc waitaron vnr.

gclradius angepaßte Ausnehmungen aufweisen. Die die Kugeln, die Paßstücke sowie die Federn aufnehmenden Radialbohrungen sind mit Gewindestopfen verschlossen, l'in·.· derartige Anordnung ist nicht nur wegen der Vielzahl notwendiger Teile für eine Mengeiiferligung von (lleichliuifgelenkkiippluiigen ungeeignet, sondern auch wegen der erforderlichen hohen Präzision und damit auch der unverhältnismäßig teuren I ler.stcllung der den Kugelradien entsprechenden konkaven Ausnehmungen in den Paßstücken.

»ei dein Vorschlug nach DK-OS 2b ^r>8 HM ist das eine Welleueiide mittels eines I,iingssclilitz.es in zwei gegengeschliigen. daß bei Anordnung der Ausnehmungen in der inneren Kupplungshälfte ein weiterer, einen ringförmigen Innenraum bildender, über den Umfang verlaufcndei* und in die Ausnehmungen hineinreichender Hohlraum vorgesehen ist, in welchem der elastische Ring seine Anordnung lint.

»ei dieser Ausgesüiliimgs'weise ist von Vorteil, einIi sieh der elastische King bei zylindrischer Konfiguraiion zusätzlich in Axialrichtung bewegen kann. Hierdurch wird die Abrollbewegting der Kugeln bei Versehiebebcwegtiugen des Gelenkes begünstigt, w;is sich zudem durch (Ins Auftreten nur ri'lsiiiv kleiner Vi'rschicbckriil

te »heraus positiv au.swirki Der elastische King bewegt sich unter den hier gegebenen Voraussei/.ungc . nur etwa um den halben Verschiebeweg in Axialricluung. Dabei ist es sogar von untergeordneter Bedeutung, ob der Hohlraum nun in radialer oder aber in uxinler Richtung angeordnet ist bzw. verläuft. Wird jedoch der I lohlraum beispielsweise in Radialrichiung verlaufend angeordnet, wobei er in die Ausnehmungen /ur Aufnahme der Kugeln mündet, so ist es ohne weiteres auch möglich, die innere Kupplungshälfte rweiteüig auszubilden. Eine derartige Ausbildung hat zudem den Vorteil, daß zum Herstellen der eigentlichen Ausnehmung ein besonderer Aufwand nicht erforderlich ist.

Ein weiteres — hierzu alternatives — Erfindungsmerkma! besteht darin, daß bei Anordnung der Ausnehmungen in der äußeren Kupplungshalfte o·. * «-""stische Ring Teil der Gelenkabdichtung :st. Dies Gechnke beinhaltet also die Umkehr des bei dei zuvo,- erwähnten Ausführungsform geltenden Prinzip«

Bevorzugte Ausführungsbetsp,. -nach der Erfindung sind in den Zeichnungen '^hem^tisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnätt durch eine Gleichlaufdrehgelenkkupplung mit einem elastischen Ring,

F i g. 2 einen Querschnitt durch die in Fi g 1 gezeigte Kupplung.

F i g. 3 einen Vertikalschnitt durch eine andere Ausführungsform einer Kupplung, die im Prinzip der der Fig. ! entspricht,

Fig.4 einen Querschnitt durch die in Fig. 3 dargestellte Kupplung.

F i g. 5 eine Gieichlaufdrehgelenkkupplung im Vcriikalschnitt. bei welcher sich der elastische Ring in der äußeren Kupplungshalfte befindet.

F ι g 6 einen Querschnitt durch die in F i g. 5 dargestellte Gieichlaufdrehgelenkkupplung. und schließlich

F i g. 7 einen Querschnitt durch eine Variante eines federelastischen Ringes.

Die in Fi g. 1 dargestellte Glcichlaufdrehgelenkkupplung besteht im wesentlichen aus einer äußeren Kupplungshalfte 1. in deren Hohlraum 2 die innere Kupplungshalfte 3 angeordnet ist. Die innere Kupplungshalfte 3 ist dabei über eine Längsverzahnung 5 drehfest mit der Antriebswelle verbunden. Zum Übertragen des Drehmomentes dienen die Kugeln 6. Diese sind einerseits in Rillen 7 der süßeren Kupplungshalfte 1 und andererseits in Bohrungen 8 der inneren Kupplungshalfte 3 aufgenommen. Die Bohrungen 8 der innerer Kupplungshälfte 3 weisen einen den Kugeln 6 entsprechenden öffnungsquerscnnitt auf. Die Kugeln 6 sind in diesen Bohrungen 8 durch den elastischen Ring 9 so gehalten, daß sie sich radial verschieben können. Der elastische Ring 9 ist in einer Ausnehmung (0 aufgenommen, welche sich axial in der inneren Kupplungshalfte 3 erstreckt. Dabei übt der elastische Ring 9 eine nach außen gerichtete Kraft auf die Kugeln 6 aus. so daß diese ständig in der Rillen 7 der äußeren Kupplungshalfte 1 gehalten sind. Zum Abdichten des Innenraumes der Gleichlaufgelenkkupplung ist ein Faltenbalg 11 vorgesehen.

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt der Gleicnlaufgelenkkupplung nach in F i g. I. Diese besteht hier im wesentlichen aus der äußeren Kupplungshalfte 1. der inneren Kupplungshalfte 3, in deren Bohrungen 8 die Kugeln 6 aufgenommen sind. Die Antriebswelle 4 ist mittels einer Längsverzahnung 5 mit der inneren Kupplungshalfte 3 verbunden; in der axialverlaufenden Ausnehmung 10 ist der elastische Ring 9 angeordnet, welcher dem Abstützen tier p

In Fig. i hingegen lsi eine Aiisiiihrungsform gezeigt, bei welcher die Ausnehmungen 10 der inneren KuppliiRgshälfSc Ϊ radial ungeordnet sind, so daß die Bohrun-

^r) gen 8 zur Aufnahme der Kugeln β in die Ausnehmungen 10 hineinverhiufen. Der elastische Ring 9 wird hier vor Einlegen der Kugeln 6 in die Ausnehmungen (0 eingeführt: nach dem umbringen der Kugeln kjinn also die gesamte Einheil in die äußere Kupplungshälfie I cingeführt werden. Die innere Kupplungshalfte 3 besteht aus den Teilen 3a und 3b: beide Teile wiederum sind über die Längsverzahnung 5 drehfesi mit der Antriebswelle 4 verbunden. Fig.4 beinhaltet einen Querschnitt de^r in F ig. 3 dargestellten Gleichlaufdrehgeienkkupplung. bei welcher die Antriebswelle 4 mittels der Längsverzahnung 5 mit der inneren Kupplungshalfte 3 verbunden ist. Die Kugeln 6 sind auch bei dieser Ausführungsform in Rillen 7 der äuberen Kupplungshälfte 1 sowie in Bohrungen 8 der inneren Kupplungshalfte 3 geführt und mittels des Ringes 9 abgestützt.

In Fig. 5 hingegen ist der elastische Ring 9 auf der Außenseite der äußeren Kupplung^hälfte 1 angeordnet Die innere Kupplungshalfte 3 ist zusa^ ;nen mit der Antriebswelle 4 einteilig ausgebildet: in ihrer Außenfläche sind Rillen 12 zur Aufnahme der Kugeln 6 eingebracht. Die äußere Kupplungshälfte 1 besitzt Bohrungen 8, in denen die Kugeln 6 geführt sind. Zum Abdichten der Gleichlaf.'fdrehgelenkkupplung dient wiederum ein Faltenbalg 11. Im Bereich des elastischen Ringes 9 weist

jo der Faltenbalg 11 eine entsprechende Formgebung t3 auf, so daß der elatische Ring 9 in einer Aussparung 14 ausreichend Platz findet. λ

F i g. 6 zeigt einen Querschnitt der in F i g. 5 dargestellten Gleichlaufdrehgelenkkuppiung. bei welcher im

J5 wesentlichen die innere Kuppiüngshä'fie 3 mit den Rillen 12 ersichtlich ist. Die Bohrungen 8 sind Bestandteil der äußeren Kupplungshälfte 1. In diesen Bohrungen 8 sind wiederum die .Kugeln 6 aufgenommen. Der elastische Ring befindet sich auf der Außenseite der Glekrhlaufdrehgelenkkupplung und übt einen radial nach innen gerichteten Druck auf die Kugeln 6 aus. Insgesamt ist die Kupplung als ganzes durch den Faltenbalg II umgeben.

Der elastische Ring 9 nach F ι g. 7 kann eimeiüg oder aber auch zweiteilig ausgebildet sein. Im FaI!.? der Zweiteiligkeit ist der elastische Ring 9 vun -rinem Sintering 15 umgeben, wodurch ein ausreichender Hall gegeben ist.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

32 Patentansprüche:

1. Gleichlaufgelenkkupplung mit einer äußeren Kupplungshälfte, in deren Innenraum eine innere Kupplungshälfte angeordnet ist. mit das Drehmoment übertragenden Kugeln, wobei jede Kugel in einer Ausnehmung einer der beiden Kupplungshälften radial bewegbar und in einer Führungsrille der anderen Kupplungshälfte axial bewegbar geführt ist. und wobei jede Kugel in radialer Richtung federnd in die Führungsrille gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der die Ausnehmungen (8) zur radialen Führung der Kugeln (6) aufweisenden Kupplungshälfte (1 oder 3) mindestens ein ela stixcher Ring (9) koaxial angeordnet ist. der die gemeinsame federnde Abstützung für alle Kugeln (6) bildet.

2.Gieichlaufgeienkkupplung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der Ausnehmungen (8) in der inneren Kupplungshälfte (3) ein einen ringförmigen Innenraum bildender, über den Umfang verlaufender und in die Ausnehmungen (8) hineinreichender Hohlraum (10) vorgesehen ist, in welchem der elastische Ring(9) angeordnei ist.

3. Gleichlaufgelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der Ausnehmungen (8) in der äußertn Kupplungshälfte (1) der elastische Ring (9) Teil der Gelcnkabdichtung (11) ist.