DE4042391C2

DE4042391C2 - Gleichlaufdrehgelenk

Info

Publication number: DE4042391C2
Application number: DE4042391A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Jacob
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1990-10-08
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: DE4042391A1; US5242329A; JP3060340B2; FR2667661B1; JPH04307118A; FR2667661A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk mit einem hohlen Außenteil, in dessen Innenfläche in Meridianebenen bezüglich der Außenteillängsachse erste und zweite sich mit einer bestimmten Folge auf dem Umfang abwechselnde Außenlaufrillen angebracht sind, mit einem im Hohlraum des Außenteils angeordneten, eine kugelige Außenfläche aufweisenden Innenteil, in dessen Außen fläche in Meridianebenen bezüglich der Innenteillängsachse erste und zweite Innenlaufrillen angebracht sind, die jeweils den ersten oder zweiten Außenlaufrillen gegenüberliegen und gemein sam jeweils eine Kugel zur Drehmomentübertragung aufnehmen, die radial in Fenstern eines zwischen der Außenfläche des Innentei les und der Innenfläche des Außenteiles angeordneten Käfigs geführt sind.

Aus der US-PS 3,133,431 ist ein Gelenk mit abwechselnd zu den beiden Öffnungsseiten hinterschnittfrei gestalteten Bahnen für die Kugeln, die der Drehmomentübertragung dienen, bekannt, wel ches als Verschiebegelenk konstruiert ist.

Die Bahnen verlaufen für ein Gelenk mit Käfig gerade und für ein käfigloses Gelenk zusätzlich zu dem schrägen Verlauf in der Meridianebene, in einer dazu rechtwinkeligen Ebene gekrümmt. Nur bei der Ausbildung mit geraden Bahnen ist eine Hinterschnitt freiheit des Bahnverlaufs gegeben.

In der DE 37 39 867 C2 ist ein Gleichlaufdrehgelenk beschrieben, bei dem die wesentlichen Bauteile, nämlich Außenteil, Innenteil und Käfig spanlos hergestellt werden können. Dazu sind die Bau teile von einer Stirnseite her hinterschnittfrei gestaltet. Dies führt auch zu einer vereinfachten Montage durch axiales Ein schieben des Innenteiles in den Käfig und beider zusammen in das Außenteil.

Aus der GB-PS 847 569 ist ein Festgelenk mit in Meridi anebenen verlaufenden Bahnen für die der Drehmomentüber tragung dienenden Kugeln bekannt, bei dem die Bahnen mit einem Radius verlaufen, wobei die Radien des Bahngrundes zweier sich in entgegengesetzter Richtung öffnender Bahn paare zum Gelenkmittelpunkt versetzt sind. Ferner ist ein als Hohlkugelschale gebildeter Käfig zur Führung der Ku geln vorhanden. Käfig, Außenteil und Innenteil des Gelen kes sind mit konzentrischen Kugelflächen zur gegenseitigen Führung versehen. Die Kugelbahnen und die Führungsbahn für den Käfig im Außenteil sind hinterschnitten und lassen sich daher nicht einfach durch Präzisionsumformung her stellen.

Bei den vorgenannten Konstruktionsprinzipien sollen die auf den Käfig einwirkenden Kräfte durch die abwechselnde Öff nung der Bahnen für die Kugel ausgeglichen sein. Dies trifft jedoch nicht für alle Betriebszustände zu, da die Anlage der Kugeln in den Bahnen über den Beugewinkelbe reich sich verändert und dabei sich auch eine Richtungs änderung der Beaufschlagung des Käfigs ergibt. Der Käfig ist in einer instabilen Lage. Bei Gelenken mit geradem Bahnverlauf in den meridianen Ebenen ergibt sich ein wei terer Nachteil insofern, als zu einem Bahnende hin die Bahntiefe, die für die Drehmomentübertragungskapazität maßgebend ist, sich stark verringert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleichlaufdrehgelenk, insbesondere Gleichlauffestgelenk, für größere Beugewinkel vorzuschlagen, das über den gesamten Beugewinkelbereich eine hohe Drehmomentüber tragungskapazität aufweist und das spanlos durch Präzisionsumformung bezüglich Außenteil und Innenteil herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ersten und zweiten Außenlaufrillen des Außenteils sowie die ersten und zweiten Innenlaufrillen des Innenteils jeweils von einer der beiden Öffnungsseiten bzw. Stirnseiten ausgehend hinterschnittfrei ausgebildet und Außenteil und Innenteil durch Präzisionsumformung spanlos hergestellt sind, daß das Außenteil ringförmig gestaltet und nach der Fertigstellung in Ringabschnitte geteilt und in einer Glocke oder Hülse formschlüssig aufgenommen ist.

Die spanlose Herstellung des Gelenkaußenteiles von den beiden Öffnungsseiten her wird durch von der Stirnseite eingeführte Werkzeuge ermöglicht, wobei gleichzeitig die Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers ebenfalls ohne Nach bearbeitung erstellt werden kann. So sind z. B. die Bahnab schnitte zu den Öffnungsseiten hin, die gerade verlaufen, zur Längsachse geringfügig geneigt, um das Ausziehen der Werkzeuge bei der Präzisionsumformung, beispielsweise Feinschmieden, zu erleichtern. Ferner ergibt sich über den Beugewinkel eine weitestgehend gleichbleibende Tiefe für die Laufrillen, so daß auch bei größeren Beugewinkeln die Drehmomentübertragung nicht wesentlich verringert wird. Ferner ist aufgrund der Teilung eine Montage erreichbar, die die für größere Beugewinkel erforderliche Bahnformen zuläßt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß das Außenteil mit umfangsverteilten Ausnehmungen versehen ist, mit welchen die Glocke mit ihrer verformten Stirnfläche in Eingriff ist.

Bevorzugt wird eine Trennung dadurch erreicht, daß das Außenteil nach Fertigstellung auf Endmaß durch Sprengen in zwei Ringhälften geteilt ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Gleichlaufgelenk in gestreckter Lage, gemäß Schnittlinie A-B von Fig. 2,

Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1 im Halbschnitt.

Das in den Figuren dargestellte Gleichlaufgelenk 1 besteht im wesentlichen aus dem Außenteil 2, dem Innenteil 3, dem zwischen Außenteil 2 und Innenteil 3 angeordneten Käfig 4 sowie den vom Käfig 4 gehaltenen Kugeln 5 zur Drehmomentübertragung zwischen Außenteil 2 und Innenteil 3. Die Längsachse der Gelenkbauteile ist mit X bezeichnet. In der in Fig. 1 dargestellten gestreck ten Lage des Gleichlaufgelenkes 1 stimmen die Lagen der Achsen sämtlicher Bauteile überein. Die Drehmomentübertragung zwischen dem Außen teil 2 und dem Innenteil 3 erfolgt über die Kugeln 5, die mit den Außenlaufrillen 6, 7 des Außenteils 2 und diesen gegenüber liegenden Innenlaufrillen 8, 9 des Innenteiles 3 in Eingriff sind. Es sind zwei Arten von Laufrillen vorgesehen. So weist das Außenteil 2 erste Außenlaufrillen 6 auf, denen erste Innenlauf rillen 8 des Innenteils 3 gegenüberliegen. Die ersten Außenlauf rillen 6 öffnen sich zur ersten Öffnungsseite 10, die von der Stirnfläche des Außenteiles 2 gebildet wird.

Die ersten Innenlaufrillen 8 verlaufen von der ersten Stirnseite 11 des Innteils 3 ausgehend hinterschnittfrei. Fig. 2 läßt erkennen, daß die ersten Außenlaufrillen 6 und Innenlaufrillen 8 paarweise angeordnet sind. Gleiches gilt auch für die zweiten Außenlaufrillen 7 und den diesen gegenüberliegenden zweiten Innenlaufrillen 9 des Innen teils 3. Diese sind in Fig. 1 gestrichelt dargestellt da sie zu den ersten Innen- und Außenlaufrillen 6, 8 um fangsversetzt sind. Die zweiten Außenlaufrillen 7 sind ausgehend von der zweiten Öffnungsseite 12 des Außenteils 2 hinterschnittfrei gestaltet. Die zweiten Innenlaufrillen 9 sind ausgehend von der zweiten Stirnseite 13 des Innen teils 3 hinterschnittfrei gestaltet. Die jeweils zwischen den in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Außenlauf rillen 6, 7 befindlichen Stege bilden die Innenfläche 14, die zylindrisch ist. Die Außenfläche 15 des Innteils 3 ist kugelig. Der zwischen der Innenfläche 14 des Außenteils 2 und der Außenfläche 15 des Innenteils 3 angeordnete Käfig 4 hat eine kugelige Außenfläche 16 und eine Innenfläche 17, die der Außenfläche 15 des Innenteils 3 gegenüber liegt. Die Laufrillen 6, 7, 8, 9 von Außenteil 2 und Innen teil 3 können spanlos hergestellt werden. So ist bei spielsweise die Herstellung des Außenteils 2 in der Weise möglich, daß in dem aus einem Ring bestehenden Rohling, der in einem Halter auf genommen ist, von den beiden Öff nungsseiten her Werkzeuge eingebracht werden können, von denen jeweils das eine die Kontur der ersten Außenlaufril len 6 und das zweite Werkzeug die Kontur der zweiten Außenlaufrillen 7 umfaßt und beide sich hinsichtlich der Kontur der Innenfläche 14 ergänzen. Der Käfig 4 ist mit Spiel zur Innenfläche 14 des Außenteils 2 und zur Außen fläche 15 des Innenteils 3 angeordnet. Die Zentrierung des Käfigs 4 erfolgt ausschließlich über die Kugeln 5, welche in Fenstern 18 des Käfigs 4 radial beweglich geführt sind. Da der Käfig 4 praktisch nur eine Haltefunktion hat, im wesentlichen kraftfrei ist, kann er ein Kunststoffteil sein oder aber auch aus einem gebogenen und geschweißten Stahlband hergestellt sein. Das Außenteil 2 ist ringförmig gestaltet und weist an seiner Außenfläche 19 zur Öffnungs seite 12 hin umfangsverteilte Ausnehmungen 20 auf. Das Außenteil 2 ist gemäß Ausführungsbeispiel mit seiner Außenfläche 19 in einer Glocke 21 aufgenommen, deren Stirn 22 nach der Montage verformt wird und deren Material in die Ausnehmungen 20 des Außenteils 2 zur drehfesten Verbindung einfließt. Die Glocke 20 dient zum Anschluß an ein treibendes oder getriebenes Anschlußelement, z. B. den Getriebezapfen eines Kraftfahrzeuggetriebes. Das Innenteil 3 ist mit einer verzahnten Bohrung 23 zum Anschluß einer Antriebswelle, eines Antriebszapfens oder dgl. versehen. Die Montage eines solchen Gelenkes erfolgt durch eine Teilung des Außenteils 2 durch Sprengen nach der Fertigstellung auf Endmaß in zwei Ringhälften.

Die durch das Sprengen erzeugte unregelmäßige Kontur der Sprengstellen sorgt dafür, daß eine genaue Zentrierung der beiden Außenteilsegmente wieder in der ursprünglichen Lage zueinander gebracht werden können. Es sind keine weiteren Zentriermittel erforderlich.

Bezugszeichenliste

1 Gelenk
2 Außenteil/Kreisringsegmente
3 Innenteil
4 Käfig
5 Kugel
6 erste Außenlaufrillen
7 zweite Außenlaufrillen
8 erste Innenlaufrillen
9 zweite Innenlaufrillen
10 erste Öffnungsseite/Stirnseite
11 erste Stirnseite des Innenteils
12 zweite Öffnungsseite/Stirnseite
13 zweite Stirnseite
14 Innenfläche des Außenteils
15 Außenfläche des Innenteils
16 kugelige Außenfläche des Käfigs
17 Innenfläche des Käfigs
18 Fenster
19 Außenfläche
20 Ausnehmung
21 Glocke
22 Stirn
23 Bohrung im Innenteil

Claims

1. Gleichlaufdrehgelenk mit einem hohlen Außenteil, in dessen Innenfläche in Meridianebenen bezüglich der Außenteillängsachse erste und zweite sich mit einer bestimmten Folge auf dem Umfang abwechselnde Außen laufrillen angebracht sind, mit einem im Hohlraum des Außenteils angeordneten, eine kugelige Außenfläche aufweisenden Innenteil, in dessen Außenfläche in Meri dianebenen bezüglich der Innenteillängsachse erste und zweite Innenlaufrillen angebracht sind, die jeweils den ersten oder zweiten Außenlaufrillen gegenüber liegen und gemeinsam jeweils eine Kugel zur Drehmomentübertragung aufnehmen, die radial in Fenstern eines zwischen der Außenfläche des Innenteiles und der Innenfläche des Außenteiles mit Spiel angeordneten Käfigs geführt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Außenlaufrillen (6, 7) des Außenteils (2) sowie die ersten und zweiten Innenlaufrillen (8, 9) des Innenteils (3) jeweils von einer der beiden Öffnungsseiten bzw. Stirnseiten (10-13) ausgehend hinterschnittfrei ausgebildet und Außenteil (2) und Innenteil (3) durch Präzisionsumformung spanlos hergestellt sind,
daß das Außenteil (2) ringförmig gestaltet und nach der Fertigstellung in Ringabschnitte geteilt und in einer Glocke (21) oder Hülse formschlüssig aufgenommen ist.

2. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (2) mit umfangsverteilten Ausnehmungen (20) versehen ist, mit welchen die Glocke (21) mit ihrer verformten Stirnfläche (22) in Eingriff ist.

3. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (2) nach Fertigstellung auf Endmaß durch Sprengen in zwei Ringhälften geteilt ist.