DE602004000577T2 - Gleichlauffestgelenk - Google Patents

Gleichlauffestgelenk Download PDF

Info

Publication number
DE602004000577T2
DE602004000577T2 DE602004000577T DE602004000577T DE602004000577T2 DE 602004000577 T2 DE602004000577 T2 DE 602004000577T2 DE 602004000577 T DE602004000577 T DE 602004000577T DE 602004000577 T DE602004000577 T DE 602004000577T DE 602004000577 T2 DE602004000577 T2 DE 602004000577T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cage
guide grooves
joint element
joint
constant velocity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE602004000577T
Other languages
English (en)
Other versions
DE602004000577D1 (de
Inventor
Tohru Iwata-shi Nakagawa
Masazumi Iwata-shi Kobayashi
Masamichi Iwata-shi Nakamura
Hiroshi Iwata-shi Tone
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=32732918&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE602004000577(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Publication of DE602004000577D1 publication Critical patent/DE602004000577D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE602004000577T2 publication Critical patent/DE602004000577T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D3/2237Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts where the grooves are composed of radii and adjoining straight lines, i.e. undercut free [UF] type joints
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D3/224Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a sphere
    • F16D3/2245Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a sphere where the groove centres are offset from the joint centre
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D2003/22303Details of ball cages
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S464/00Rotary shafts, gudgeons, housings, and flexible couplings for rotary shafts
    • Y10S464/904Homokinetic coupling
    • Y10S464/906Torque transmitted via radially spaced balls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. BEREICH DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gleichlauffestgelenk, bei dem eine Drehwelle auf der Antriebsseite und eine Drehwelle auf der angetriebenen Seite miteinander verbunden sind und welches Drehmoment mit konstanten Winkelgeschwindigkeiten selbst dann übertragen kann, wenn die beiden Wellen einen Winkel bilden. Es kann Winkelverschiebungen allein ohne Eintauchen ausführen und wird in Kraftfahrzeugen und verschiedenen Industriemaschinen eingesetzt.
  • 2. KURZE BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
  • Während sich die Verbindungskonstruktion der Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs je nach dem Aufhängungssystem des Fahrzeugs unterscheidet, ist ein Differentialgetriebe, oder ein Enduntersetzungsgetriebe, auf der Fahrzeugkarosserieseite montiert, z.B. in einem Fahrzeug mit einem unabhängigen Aufhängungssystem, und die gegenüber liegenden Enden der Antriebswelle sind durch Universalgelenke jeweils mit dem Differential und der Achse verbunden. Und um eine Verschiebung der Antriebswelle als Reaktion auf die Bewegung der Aufhängung zuzulassen, ist der Aufbau derart, dass eine Winkelverschiebung der Antriebswelle in der radseitigen Verbindung und eine Winkelverschiebung und eine Axialverschiebung in der karosserieseitigen Verbindung ermöglicht wird.
  • Was die oben erwähnten Universalgelenke betrifft, so werden derzeit häufig Gleichlaufgelenke eingesetzt. Dabei werden für die radseitige Verbindung Gleichlauffestgelenke verwendet, die nur eine Winkelverschiebung der beiden Wellen zulassen, wie z.B. der Rzeppa-Typ, während für die karosserieseitige Verbindung Gleichlaufverschiebegelenke verwendet werden, die eine Winkelverschiebung und eine Axialverschiebung zwischen den beiden Wellen zulassen, wie z.B. der Doppelversatztyp, der Tripodentyp und der Kreuztyp.
  • Ein in den 9A und 9B gezeigtes Gleichlauffestgelenk umfasst ein äußeres Gelenkelement 1 mit sechs gekrümmten Führungsrillen 1b, die axial in einer sphärischen inneren Umfangsfläche 1a ausgebildet sind, ein inneres Gelenkelement 2 mit sechs gekrümmten Führungsrillen 2b, die axial in einer sphärischen äußeren Umfangsfläche 2a ausgebildet sind, und mit Keilnutprofil- (oder Kerbzahn-) Löchern 2c, Drehmomentübertragungskugeln 3, die einzeln in sechs Kugellaufbahnen angeordnet sind, die durch die Zusammenwirkung zwischen den Führungsrillen 1b des äußeren Gelenkelementes 1 und den Führungsrillen 2b des inneren Gelenkelementes 2 definiert sind, und einen die Drehmomentübertragungskugeln 3 haltenden Käfig 4.
  • Der Krümmungsmittelpunkt der inneren Umfangsfläche 1a des äußeren Gelenkelementes 1 und der Krümmungsmittelpunkt der äußeren Umfangsfläche 2a des inneren Gelenkelementes 2 stimmen jeweils mit dem Gelenkmittelpunkt 0 überein. Der Krümmungsmittelpunkt A jeder der Führungsrillen 1b des äußeren Gelenkelementes 1 und der Krümmungsmittelpunkt B jeder der Führungsrillen 2b des inneren Gelenkelementes 2 sind axial um eine gleiche Distanz auf gegenüber liegenden Seiten des Gelenkmittelpunkts 0 versetzt (in dem in derselben Figur gezeigten Beispiel befindet sich der Mittelpunkt A auf der Öffnungsseite des Gelenkes und der Mittelpunkt B auf der innersten Seite des Gelenkes). Daher sind die durch die Zusammenwirkung zwischen den Führungsrillen 1b und 2b definierten Kugellaufbahnen keilförmig und öffnen zu einer axialen Seite hin (in dem in derselben Figur gezeigten Beispiel zur Öffnungsseite des Gelenks).
  • In dem Fall, in dem keine Winkelverschiebung zwischen den beiden Wellen vorliegt, d.h. die Rotationsachsen der beiden Wellen bilden eine gerade Linie, wie in 9A gezeigt, befinden sich die Mittelpunkte aller Drehmomentübertragungskugeln 3 in einer Ebene lotrecht zur Rotationsachse, die den Gelenkmittelpunkt 0 einschließt. Bei einer Winkelverschiebung um einen Winkel θ zwischen dem äußeren und dem inneren Gelenkelement 1 und 2 bringt der Käfig 4 die Drehmomentübertragungskugeln 3 in eine den Winkel θ halbierende Ebene, so dass die Gleichlaufeigenschaft des Gelenkes gewährleistet wird.
  • Die Anmelderin hat bereits ein Gleichlauffestgelenk vorgeschlagen, das acht Drehmomentübertragungskugeln hat, um eine weitere Größen- und Gewichtsverringerung zu realisieren, während Festigkeit, Belastbarkeit und Haltbarkeit gesichert bleiben, was mehr ist als in einem Gleichlauffestgelenk mit sechs Drehmomentübertragungskugeln, wie die 9A und 9B zeigen.
  • Einer der Hauptschäden an Gleichlauffestgelenken bei einem Betrieb mit großem Winkel ist ein Modus, der als Käfigsäulenscherfraktur bezeichnet wird, die durch einen sphärischen Randeinschnitt des äußeren und des inneren Gelenkelementes verursacht wird. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht zum Erläutern eines Schadensmodus eines Gleichlauffestgelenks, das die Umgebung einer ganz außen positionierten Drehmomentübertragungskugel bei einem maximalen Betriebswinkel zeigt. Wie aus derselben Ansicht hervorgeht, wenn die sphärischen Randkontaktpunkte (Belastungspunkte) des äußeren und des inneren Gelenkelements axial stark vom Käfig versetzt sind, dann nimmt die Scherbelastung in der Käfigsäule zu, so dass diese eine übergroße Momentbelastung erfährt, so dass die Festigkeit des Käfigs erheblich herabgesetzt wird.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine solche Scherbelastung in der Käfigsäule abzumildern und die Käfigfestigkeit in einem Gleichlauffestgelenk zu gewährleisten.
  • Die vorliegende Erfindung mildert die Scherbelastung in der Käfigsäule zum Gewährleisten der Käfigfestigkeit durch Einstellen der axialen Versatzmenge der sphärischen Randkontaktpunkte (belastete Punkte) des äußeren und inneren des Gelenkelements auf einen optimalen Wert ab.
  • Die US-A-5242329 und die US-A-5221233 offenbaren jeweils ein Gleichlauffestgelenk, das Folgendes umfasst: ein äußeres Gelenkelement mit axial verlaufenden Führungsrillen, die in dessen sphärischer innerer Umfangsfläche ausgebildet sind, ein inneres Gelenkelement mit axial verlaufenden Führungsrillen, die in dessen sphärischer äußerer Umfangsfläche ausgebildet sind, Drehmomentübertragungskugeln, die einzeln in Kugellaufbahnen angeordnet sind, die durch
  • Zusammenwirkung zwischen den Führungsrillen des äußeren und inneren Gelenkelementes definiert werden, und einen Käfig, der die Drehmomentübertragungskugeln aufnimmt.
  • Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α, der durch eine gerade Linie, die einen Kontaktpunkt zwischen dem Käfig und dem äußeren Gelenkelement und einen Kontaktpunkt zwischen dem Käfig und dem inneren Gelenkelement verbindet, und die Käfigmittellinie definiert wird, nicht mehr als 10° beträgt, wenn der Verdrängungswinkel θ zwischen dem äußeren und dem inneren Gelenkelement auf einem Maximalwert ist.
  • Gemäß der Erfindung ist es möglich, ein Gleichlauffestgelenk mit abgemilderter Scherbelastung in der Käfigsäule bereitzustellen und die Käfigfestigkeit dadurch zu gewährleisten, dass der Winkel, der durch eine gerade Linie, die den Kontaktpunkt zwischen dem Käfig und dem äußeren Gelenkelement und den Kontaktpunkt zwischen dem Käfig und dem inneren Gelenkelement verbindet, und die Käfigmittellinie definiert wird, nicht mehr als 10° beträgt.
  • Die Anzahl der Führungsrillen des äußeren Gelenkelementes kann dabei acht sein, ebenso wie die Anzahl der Führungsrillen des inneren Gelenkelementes.
  • Die Führungsrillen des äußeren und des inneren Gelenkelementes können mit geraden Abschnitten mit einem geraden Rillenboden versehen sein.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A ist eine Schnittansicht eines Gleichlauffestgelenks mit einem maximalen Betriebswinkel;
  • 1B ist eine Schnittansicht eines inneren Gelenkelementes;
  • 2A ist eine Schnittansicht eines Gleichlauffestgelenks mit einem maximalen Betriebswinkel;
  • 2B ist eine Schnittansicht eines inneren Gelenkelementes;
  • 3 ist eine Schnittansicht eines Gleichlauffestgelenks, bei dem die Umgebung einer ganz außen positionierten Drehmomentübertragungskugel bei einem maximalen Betriebswinkel vergrößert ist;
  • 4 ist eine Schnittansicht ähnlich 3 zum Erläutern der Beziehung zwischen der Randposition des inneren Gelenkelementes und der Scherbelastung;
  • 5 ist eine Längsschnittansicht eines Gleichlauffestgelenks;
  • 6 ist eine Querschnittsansicht des Gleichlauffestgelenks von 5;
  • 7 ist eine Längsschnittansicht eines Gleichlauffestgelenks;
  • 8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Winkel α und Käfigfestigkeit zeigt;
  • 9A ist eine Längsschnittansicht eines Gleichlauffestgelenks des Standes der Technik; und
  • 9B ist eine Querschnittsansicht des in 9A gezeigten Gelenks.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSGESTALTUNGEN
  • Ausgestaltungen der Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Zunächst wird der Grundaufbau eines Gleichlauffestgelenks mit Bezug auf die 5 bis 7 beschrieben.
  • In der in den 5 und 6 gezeigten Ausgestaltung umfasst das Gleichlauffestgelenk ein äußeres Gelenkelement 10, ein inneres Gelenkelement 20, Drehmomentübertragungskugeln 30 und einen Käfig 40.
  • Das äußere Gelenkelement 10, das becherförmig mit einem geöffneten axialen Ende ist, hat eine sphärische innere Umfangsfläche 12, die mit bogenförmigen (5) Führungsrillen 14 an acht umfangsmäßig gleich beabstandeten Positionen (6) ausgebildet ist. Der Krümmungsmittelpunkt der Führungsrillen 14 ist in 5 mit 01 bezeichnet. Darüber hinaus illustriert 5 einen Fall, bei dem eine Welle 16 einstückig mit dem äußeren Gelenkelement 10 ausgebildet ist.
  • Das innere Gelenkelement 20 hat eine sphärische äußere Umfangsfläche 22, die mit bogenförmigen (5) Führungsrillen 24 an acht umfangsmäßig gleich beabstandeten Positionen (6) ausgebildet ist. Der Krümmungsmittelpunkt der Führungsrillen 24 ist in 5 mit 02 bezeichnet. 5 illustriert einen Fall, bei dem das innere Gelenkelement 20 Keilwellenlöcher 26 aufweist und durch die Keilwellenlöcher 26 auf der Keilwelle der Welle 5 montiert ist.
  • Die Führungsrillen 14 des äußeren Gelenkelementes 10 sind mit Führungsrillen 24 des inneren Gelenkelementes 20 gepaart und sie bilden insgesamt acht Kugellaufbahnen. Und die Drehmomentübertragungskugeln 30 sind einzeln in den Kugellaufbahnen angeordnet. Der Mittelpunkt der Drehmomentübertragungskugeln 30 ist in 5 mit 03 bezeichnet.
  • Die Drehmomentübertragungskugeln 30 werden vom Käfig 40 gehalten. Der Käfig 40 hat eine sphärische äußere Umfangsfläche 42 und eine sphärische innere Umfangsfläche 44. Die äußere Umfangsfläche 42 ist sphärisch auf der inneren Umfangsfläche 12 des äußeren Gelenkelementes 10 montiert, während die innere Umfangsfläche 44 sphärisch auf der äußeren Umfangsfläche 22 des inneren Gelenkelementes 20 montiert ist. Der Krümmungsmittelpunkt der äußeren Umfangsfläche 42 des Käfigs 40 und der Krümmungsmittelpunkt der inneren Umfangsfläche 12 des als Führungsfläche für die äußere sphärische Fläche 42 des Käfigs 40 dienenden äußeren Gelenkelementes 10 stimmen jeweils mit dem Gelenkmittelpunkt 0 überein. Ferner stimmen der Krümmungsmittelpunkt der inneren Umfangsfläche 44 des Käfigs 40 und der Krümmungsmittelpunkt der äußeren Umfangsfläche 22 des als Führungsfläche für die innere Umfangsfläche 44 des Käfigs 40 dienenden inneren Gelenkelementes 20 jeweils mit dem Krümmungsmittelpunkt 0 überein.
  • In dieser Ausgestaltung sind der Krümmungsmittelpunkt 01 der Führungsrillen 14 des äußeren Gelenkelementes 10 und der Krümmungsmittelpunkt 02 der Führungsrillen 24 des inneren Gelenkelementes 20 auf gegenüber liegenden Seiten des Gelenkmittelpunktes 0 um eine axial gleiche Distanz F versetzt (in dem gezeigten Beispiel befindet sich der Mittelpunkt 01 auf der Öffnungsseite des Gelenks und der Mittelpunkt 02 befindet sich auf der innersten Seite des Gelenks). Mit anderen Worten, der Betrag an Versatz F des Krümmungsmittelpunkts 01 der Führungsrillen 14 ist gleich dem axialen Abstand zwischen dem Krümmungsmittelpunkt 01 und dem Gelenkmittelpunkt 0, und der Betrag an Versatz F des Krümmungsmittelpunkts 02 der Führungsrillen 24 ist gleich dem axialen Abstand zwischen dem Krümmungsmittelpunkt 02 und dem Gelenkmittelpunkt 0; somit sind diese beiden zueinander gleich. Daher sind die durch die Zusammenwirkung zwischen den Führungsrillen 14 und 24 definierten Kugellaufbahnen keilförmig, wobei ein axiales Ende (in der illustrierten Ausgestaltung die Öffnungsseite des Gelenks) offen ist.
  • Ein den Krümmungsmittelpunkt 01 der Führungsrillen 14 des äußeren Gelenkelementes 10 und den Mittelpunkt 03 der Drehmomentübertragungskugel 30 verbindendes Liniensegment hat die gleiche Länge wie ein Liniensegment, das den Krümmungsmittelpunkt 02 der Führungsrillen 24 des inneren Gelenkelementes 20 und den Mittelpunkt 03 der Drehmomentübertragungskugeln 30 verbindet, wobei solche Liniensegmente in 5 mit dem Bezugszeichen PCR bezeichnet sind. Wenn das äußere und das innere Gelenkelement 10 und 20 eine Winkelverschiebung um einen Winkel θ durchführen, dann bewirkt der Käfig 40, dass die Drehmomentübertragungskugeln 30 in einer Ebene angeordnet werden, die den Winkel θ halbiert, so dass die Gleichlaufeigenschaft des Gelenks gewährleistet wird.
  • Das Gleichlaufgelenk dieser Ausgestaltung hat acht Drehmomentübertragungskugeln 30, was bedeutet, dass der die Gesamtbelastbarkeit des Gelenks ausmachende Lastanteil pro Drehmomentübertragungskugel kleiner ist als beim herkömmlichen Gelenk (das ein Gleichlauffestgelenk mit sechs Kugeln ist, nachfolgend dasselbe) [sic]; daher ist es für dieselbe Nenngröße eines herkömmlichen Gelenks möglich, den Durchmesser der Drehmomentübertragungskugeln 30 zu reduzieren, um die Wanddicken des äußeren und des inneren Gelenkelementes 10 und 20 im Wesentlichen gleich denen im herkömmlichen Gelenk zu machen. Ferner ist es bei derselben Nenngröße eines herkömmlichen Gelenks möglich, den Außendurchmesser weiter zu verringern und dabei mehr als die gleiche Festigkeit, Belastbarkeit und Haltbarkeit zu gewährleisten. Ferner haben Versuchsergebnisse bestätigt, dass das erfindungsgemäße Gelenk weniger Wärme erzeugt als das herkömmliche Gelenk.
  • In einer in 7 gezeigten Ausgestaltung sind die Führungsrillen 14a des äußeren Gelenkelementes 10a und die Fülungsrillen 24a des inneren Gelenkelementes 20a jeweils mit geraden Abschnitten U1 und U2 versehen, die einen geraden Rillenboden haben, wobei der Rest der Anordnung wie in der oben beschriebenen und in den 5 und 6 gezeigten Ausgestaltung ist. Durch die geraden Abschnitte U1 und U2 kann das Gleichlaufgelenk dieser Ausgestaltung den maximalen Betriebswinkel im Vergleich zu der in den 5 und 6 gezeigten Ausgestaltung vergrößern.
  • Als Nächstes werden die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen mit Bezug auf die 1A bis 2B beschrieben. 1A zeigt den maximalen Betriebswinkel (θ max), den das Gleichlauffestgelenk in der in den 5 und 6 gezeigten Ausgestaltung ausführt. 2A zeigt den maximalen Betriebswinkel (θ max), den das Gleichlauffestgelenk in der in 7 gezeigten Ausgestaltung ausführt. Wie aus den 1A und 2A ersichtlich ist, beinhalten die Faktoren, die die Versatzmenge, axial zum Käfig, des Kontaktpunktes A zwischen dem äußeren Gelenkelement 10, 10a und dem Käfig 40 und des Kontaktpunktes B zwischen dem inneren Gelenkelement 20, 20a und dem Käfig 40 bestimmen, die Kontaktpunkte A und B. Um die Versatzmengen der Kontaktpunkte A und B axial zum Käfig zu reduzieren, ist vorgesehen, dass der Gelenkpfannendurchmesser ØC des äußeren Gelenkelementes 10, 10a reduziert oder die Breite D des inneren Gelenkelementes 20, 20a erhöht werden kann. Vom Standpunkt des Sicherns der Integrierbarkeit des Käfigs 40 her gesehen, ist die Größenreduzierung des Gelenkpfannendurchmessers ØC jedoch begrenzt. Daher wird die Möglichkeit des Erhöhens der Breite D des inneren Gelenkelementes 20, 20a untersucht.
  • Darüber hinaus wird die Breitenregulierung des inneren Gelenkelementes des herkömmlichen Gleichlauffestgelenks auf einen Mindestwert eingestellt, bei dem die Kontaktellipse der Drehmomentübertragungskugeln nicht während eines Betriebs mit großem Winkel hinaus gerät, indem Gewichtsreduzierung und Kostenreduzierung (Eingangsgewichtsreduzierung) betrachtet werden. Bei der Messung von Winkel α des herkömmlichen Artikels liegt der Winkel im Bereich von etwa 19 bis 34 Grad.
  • 4 zeigt im Wesentlichen dieselbe Ansicht wie die oben beschriebene 3, zeigt jedoch, dass die auf die Käfigsäule wirkende Scherbelastung durch axiales Erweitern des inneren Gelenkelementes, wie mit gestrichelten Linien gezeigt, verringert werden kann, um den sphärischen Rand des äußeren Gelenkelementes dicht an den sphärischen Rand des inneren Gelenkelementes zu bringen. Ferner ist ersichtlich, dass, wenn man die Versatzbeträge der Punkte A und B axial vom Käfig gesehen durch den Winkel α reguliert, der zwischen der geraden Linie entsteht, die die Punkte A und B und die Mittellinie des Käfigs verbindet, die Scherbelastung in der Käfigsäule durch Reduzieren des Winkels α gesenkt wird. Mit anderen Worten, wenn der Winkel α 0 ist, d.h. wenn die die Punkte A und B verbindende gerade Linie zur Käfigmittellinie parallel ist, dann ist die Scherbelastung in der Käfigsäule auf ihrem Minimalwert.
  • Der Winkel α wird anhand der Breite D des inneren Gelenkelementes 20, 20a bestimmt. Das heißt, um den Winkel α zu reduzieren, ist es lediglich notwendig, die Breite D auf einen großen Wert einzustellen, wie in den 1B und 2B durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Da jedoch die Erhöhung der Breite D zu einer Erhöhung des Gewichts des inneren Gelenkelementes 20, 20a führt und zur Folge hat, dass die Sektion E (1B) und die Sektion F (2B) scharfkantig werden, muss die Form des inneren Gelenkelementes 20, 20a optimal gehalten und der optimale Wert von Winkel α gefunden werden, der die Scherbelastung in der Käfigsäule verringert.
  • Es wurde eine Probe mit α = 10 Grad für ein Experiment vorbereitet und festgestellt, dass die Käfigfestigkeit bei einem Betrieb mit hohem Winkel um 5–14% im Vergleich zu dem herkömmlichen Artikel verbessert wurde. Die Festigkeitsbeziehung zum Winkel α ist wie in 8 gezeigt. In dem tatsächlichen Design ist, da die Breitendimension D des inneren Gelenkelementes 20, 20a abgerundet ist, der Wert von α nicht immer eine ganze Zahl. Bei einem Artikel, der wie in 7 gezeigt ausgestaltet war, betrug α, obwohl von Größe zu Größe unterschiedlich, etwa 8,2–9,7 Grad. Im Falle des in 5 gezeigten Typs kann es einen Fall geben, bei dem die Positionsbeziehung der Kontaktpunkte A und B gegenüber dem, was illustriert ist, umgekehrt ist, so dass α einen Minuswert erhält. Aus dem oben Gesagten kann der Schluss gezogen werden, dass der Winkel α vorzugsweise nicht größer als 10 Grad, bevorzugter nicht größer als 10 Grad und nicht kleiner als 8 Grad ist.
  • Darüber hinaus wurde die Erfindung bisher beispielhaft als auf Gleichlauffestgelenke mit acht Kugeln angewendet beschrieben; die Erfindung kann jedoch mit demselben Effekt auch auf einen herkömmlichen 6-Kugel-Typ angewendet werden.

Claims (3)

  1. Gleichlauffestgelenk, das Folgendes umfasst: ein äußeres Gelenkelement (10) mit axial verlaufenden Führungsrillen (14), die in dessen sphärischer innerer Umfangsfläche (12) ausgebildet sind, ein inneres Gelenkelement (20) mit axial verlaufenden Führungsrillen (24), die in dessen sphärischer äußerer Umfangsfläche (22) ausgebildet sind, Drehmomentübertragungskugeln (30), die jeweils einzeln in Kugellaufbahnen angeordnet sind, die durch Zusammenwirkung zwischen den Führugsrillen (14, 24) des äußeren und inneren Gelenkelementes (10, 20) definiert werden, und einen Käfig (40), der die Drehmomentübertragungskugeln (30) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α), der durch eine gerade Linie, die einen Kontaktpunkt (A) zwischen dem Käfig (40) und dem äußeren Gelenkelement (10) und einen Kontaktpunkt (B) zwischen dem Käfig (40) und dem inneren Gelenkelement (20) verbindet, und die Käfigmittellinie definiert wird, nicht mehr als 10° beträgt, wenn der Verdrängungswinkel (θ) zwischen dem äußeren und dem inneren Gelenkelement (10, 20) auf einem Maximalwert ist.
  2. Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Führungsrillen (14) des äußeren Gelenkelementes (10) acht ist, ebenso wie die Anzahl der Führungsrillen (24) des inneren Gelenkelementes (20). Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrillen (14, 24) des äußeren und inneren Gelenkelementes (10, 20) mit geraden Abschnitten mit einem geraden Rillenboden versehen sind.
  3. Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrillen (14, 24) des äußeren und inneren Gelenkelementes (10, 20) mit geraden Abschnitten mit einem geraden Rillenboden versehen sind.
DE602004000577T 2003-02-18 2004-01-30 Gleichlauffestgelenk Expired - Lifetime DE602004000577T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003040115 2003-02-18
JP2003040115A JP4133415B2 (ja) 2003-02-18 2003-02-18 固定型等速自在継手

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE602004000577D1 DE602004000577D1 (de) 2006-05-18
DE602004000577T2 true DE602004000577T2 (de) 2007-04-05

Family

ID=32732918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE602004000577T Expired - Lifetime DE602004000577T2 (de) 2003-02-18 2004-01-30 Gleichlauffestgelenk

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7147565B2 (de)
EP (1) EP1450059B1 (de)
JP (1) JP4133415B2 (de)
CN (1) CN100370161C (de)
DE (1) DE602004000577T2 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006258170A (ja) * 2005-03-16 2006-09-28 Ntn Corp 固定式等速自在継手
JP5840463B2 (ja) 2011-11-10 2016-01-06 Ntn株式会社 固定式等速自在継手
KR101467913B1 (ko) * 2013-09-11 2014-12-02 한국델파이주식회사 등속 유니버설 조인트
JP7139269B2 (ja) * 2018-04-03 2022-09-20 Ntn株式会社 固定式等速自在継手
WO2019194046A1 (ja) * 2018-04-03 2019-10-10 Ntn株式会社 固定式等速自在継手

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2238647A (en) * 1939-12-20 1941-04-15 Borg Warner Constant velocity universal joint
US3076323A (en) * 1961-03-14 1963-02-05 Loehr & Bromkamp Gmbh Pivot joint assembly
GB1345112A (en) * 1971-04-23 1974-01-30 Riv Officine Di Villar Perosa Homokinetic joints
DE3939531C1 (de) * 1989-11-30 1991-06-06 Loehr & Bromkamp Gmbh, 6050 Offenbach, De
JP2678323B2 (ja) * 1990-10-08 1997-11-17 ジー・ケー・エヌ・オートモーティヴ・アクチエンゲゼルシャフト 等速自在継手
DE4042391C2 (de) * 1990-10-08 1995-07-06 Gkn Automotive Ag Gleichlaufdrehgelenk
KR940007396A (ko) * 1992-09-30 1994-04-27 스마 요시츠기 교차 홈 타입의 등속회전 조인트
DE69636726T2 (de) * 1995-12-26 2008-02-21 Ntn Corp. Gleichlaufgelenke
US6506122B2 (en) * 2000-05-19 2003-01-14 Ntn Corporation Constant velocity universal joint
DE10060120B4 (de) * 2000-12-04 2005-12-22 Gkn Driveline International Gmbh Kugelgleichlaufgelenk als Gegenbahngelenk
DE10060220C2 (de) * 2000-12-04 2002-11-28 Gkn Automotive Gmbh Gleichlauffestgelenk

Also Published As

Publication number Publication date
EP1450059B1 (de) 2006-04-05
DE602004000577D1 (de) 2006-05-18
EP1450059A1 (de) 2004-08-25
US7147565B2 (en) 2006-12-12
CN1523244A (zh) 2004-08-25
CN100370161C (zh) 2008-02-20
JP2004251326A (ja) 2004-09-09
JP4133415B2 (ja) 2008-08-13
US20040180724A1 (en) 2004-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69636726T2 (de) Gleichlaufgelenke
DE3009277A1 (de) Gelenkwelle
DE19831016C2 (de) Gelenkwellenanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen
EP2239477B1 (de) Gegenbahngelenk mit Bahnwendepunkt
DE112005002610T5 (de) Gleichlaufgelenk mit großem Beugewinkel
DE3710572C2 (de)
DE112007003190B4 (de) Gelenkanordnung mit Käfig- und Laufbahnversatz
EP1966500B1 (de) Kugelgleichlauffestgelenk mit grossem beugewinkel
DE10304156B4 (de) Gegenbahngelenk mit verbessertem Käfig
DE69912390T2 (de) Gleichlaufgelenk für eine antriebswelle und antriebswelle
DE19844115B4 (de) Achsnabeneinheit
WO2015000709A1 (de) Gelenkinnenteil sowie rollenkörper eines tripode-gleichlaufgelenks
DE2253460B1 (de) Gleichlaufdrehgelenk
DE3000119C2 (de) Gleichlauf-Gelenkkupplung
DE602004009249T2 (de) Gleichlaufgelenk
EP1896742B1 (de) Gleichlauffestgelenk
DE602004000577T2 (de) Gleichlauffestgelenk
DE602004012607T2 (de) Homokinetisches kreuzgelenk
DE60224907T2 (de) Gleichlaufgelenk
DE3700868C1 (en) Constant-velocity fixed joint
DE112006004069T5 (de) Gleichlaufgelenk nach Art eines Gegenbahngelenkes
DE102013104065B4 (de) Kugelgleichlaufgelenk in Form eines käfiglosen Verschiebegelenks
DE102005023045B4 (de) Gelenk mit höher belastbarem Gelenkinnenteil
DE202004021771U1 (de) Gegenbahngelenk mit optimiertem Bauraum
EP3818276A1 (de) Gleichlaufgelenk

Legal Events

Date Code Title Description
8363 Opposition against the patent