WO2007028435A1 - Gegenbahngelenk mit begrenzter axialverschiebung - Google Patents

Gegenbahngelenk mit begrenzter axialverschiebung Download PDF

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WO2007028435A1
WO2007028435A1 PCT/EP2006/005990 EP2006005990W WO2007028435A1 WO 2007028435 A1 WO2007028435 A1 WO 2007028435A1 EP 2006005990 W EP2006005990 W EP 2006005990W WO 2007028435 A1 WO2007028435 A1 WO 2007028435A1
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Thomas Weckerling
Orkan Eryilmaz
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Gkn Driveline International Gmbh
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Abstract

Kugelgleichlaufdrehgelenk 11 in Form eines Gegenbahngelenks, umfassend ein Gelenkaußenteil 12 mit ersten und zweiten äußeren Kugelbahnen 16, 18, ein Gelenkinnenteil 14 mit ersten und zweiten inneren Kugelbahnen 17, 19, wobei erste äußere Kugelbahnen 16 mit ersten inneren Kugelbahnen 17 erste Bahnpaare 16, 17 bilden, die sich in einer ersten axialen Richtung Ri1 erweitern (α), und wobei zweite äußere Kugelbahnen 18 mit zweiten inneren Kugelbahnen 19 zweite Bahnpaare 18, 19 bilden, die sich in einer zweiten axialen Richtung Ri2 erweitern (β), Kugeln 20, die in den Bahnpaaren geführt sind und deren Kugelmittelpunkte auf einem Rollkreisradius um einen Gelenkmittelpunkt M liegen, einem Kugelkäfig 21 mit umfangsverteilten Käfigfenstern 22, in dem die Kugeln 20 in einer gemeinsamen Mittelebene E gehalten werden und bei Gelenkbeugung auf die Winkelhalbierende Ebene geführt werden, wobei zwischen dem Gelenkaußenteil 12 und dem Kugelkäfig 21 einerseits und zwischen dem Kugelkäfig 21 und dem Gelenkinnenteil 14 andererseits Axialspiele vorgesehen sind, die eine relative Axialverschiebung zwischen Gelenkaußenteil 12 und Gelenkinnenteil 14 zulassen, wobei das Verhältnis zwischen dem Axialspiel und dem Rollkreisradius der Kugeln 20 jeweils bei gestrecktem Gelenk zwischen 0,01 und 0,09 liegt (0,01 < S / PCR < 0,09).

Description

Gegenbahngelenk mit begrenzter Axialverschiebung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Kugelgleichlaufdrehgelenk in Form eines Gegenbahnge- lenks, umfassend ein Gelenkaußenteil mit ersten und zweiten äußeren Kugelbahnen, ein Gelenkinnenteil mit ersten und zweiten inneren Kugelbahnen, wobei erste äußere Kugelbahnen mit ersten inneren Kugelbahnen erste Bahnpaare bilden, die sich in einer ersten axialen Richtung Ri 1 erweitem, und wobei zweite äußere Kugelbahnen mit zweiten inneren Kugelbahnen zweite Bahnpaare bilden, die sich in einer zweiten axialen Richtung Ri2 erweitern, Kugeln, die in den Bahnpaaren geführt sind und de- ren Kugelmittelpunkt Z auf einem Rollkreisradius PCR um einen Gelenkmittelpunkt M liegen, einem Kugelkäfig mit umfangsverteilten Käfigfenstern, in dem die Kugeln in einer gemeinsamen Ebene E gehalten werden und bei Gelenkbeugung auf die Winkelhalbierende Ebene geführt werden, wobei zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Kugelkäfig einerseits und zwischen dem Kugelkäfig und dem Gelenkinnenteil andererseits Axialspiele vorgesehen sind, die eine relative Axialverschiebung S zwischen Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil zulassen.
Gelenke der hiermit bezeichneten Art sind in der DE 100 60 120 A1 beschrieben, wobei davon ausgegangen ist, daß der axiale Verschiebeweg in Abhängigkeit von den sich einstellenden Steuerwinkeln zu begrenzen ist. Gelenke der genannten Art sind in der axialen Mittelstellung axialkraftfrei und eignen sich damit zur Entkopplung kleinerer Schwingungen im Antriebsstrang. Bei einer Axialverschiebung unter Drehmomentbelastung bauen sich jedoch Axialkräfte auf, so daß es wieder zu einer Übertragung von Axialschwingungen kommen kann. Bei zu großem Axialverschiebeweg geht der Effekt der Axialkraftfreiheit bzw. Axialkraftarmut verloren. Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Gelenk der genannten Art vorzu- schlagen, das im zugelassenen Verschiebebereich nur geringe Axialkräfte aufbaut, so daß das Gelenk zur Schwingungsentkopplung in Antriebssträngen wirksam werden kann.
Die Lösung der vorgenannten Aufgabe besteht in einem Gelenk der genannten Art, daß sich dadurch auszeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Axialspiel S und dem Rollkreisradius PCR der Kugeln jeweils bei gestrecktem Gelenk zwischen 0,01 und 0,09 liegt (0,01 < S / PCR < 0,09). Bei Einhaltung dieses auf die Gelenkgröße bezogenen Axialverschiebeweges wird vermieden, daß im Arbeitsbereich des Ge- lenks die resultierenden Axialkräfte zu groß werden.
Bevorzugt wird vorgesehen, daß das Verhältnis zwischen dem Axialspiel S und dem Rollkreisradius PCR der Kugeln jeweils bei gestrecktem Gelenk unterhalb von 0,05 liegt (S/PCR < 0,05). Die Axialkräfte sind besonders niedrig, wenn die Unterschiede zwischen den Öffnungswinkeln der Bahnpaare relativ gering sind. Es wird daher vorgeschlagen, daß bei gestrecktem Gelenk in den Endpositionen der relativen Axialverschiebung zwischen Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil der jeweils kleinere der Öffnungswinkel α oder ß der ersten Bahnpaare oder der zweiten Bahnpaare kleiner 8° ist (α < 8° v ß < 8°). Eine weitere Reduzierung der Öffnungswinkel der Bahnpaare kann soweit gehen, daß bei gestrecktem Gelenk in einer mittleren Position der relativen Axialverschiebung zwischen Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil, in der die Öffnungswinkel α und ß der ersten Bahnpaare und der zweiten Bahnpaare dem Betrag nach gleich sind, beide Öffnungswinkel α und ß kleiner 8° sind (α < 8° A ß < 8°).
Hierbei ist insbesondere vorzusehen, daß die Innenfläche des Gelenkaußenteils, die Außenfläche des Gelenkinnenteil sowie die Außenfläche und die Innenfläche des Kugelkäfigs jeweils Kugelabschnittsflächen sind, wobei das Radialspiel COR zwischen Gelenkaußenteil und Kugelkäfig und das Radialspiel CIR zwischen Kugelkäfig und Gelenkinnenteil jeweils zwischen 0,015 und 0,20 mm beträgt. Hiermit ist die Ge- lenkfertigung in vorteilhafter Weise zu entfeinern, da die entsprechenden Flächen, die bei einem Gelenk dieser Art keine Führungsfunktion haben, sondern nur als Axialanschläge dienen, einfach durch Umformung oder durch einfache Drehoperation hergestellt werden können. Insbesondere ist vorgesehen, daß am Gelenkaußenteil nach dem Umformen mit dem erforderlichen Aufmaß für die mechanische Bearbeitung die innere kugelige Führungsfläche für den Kugelkäfig ausschließlich weichgedreht und abschließend gehärtet wird, während die Kugelbahnen nach dem Umformen nur gehärtet und geschliffen werden. Das Härten von Führungsfläche und Kugelbahnen kann induktiv in einem einzigen Vorgang erfolgen.
Nach einer weiteren bevorzugten Bemessung ist vorgesehen, daß das radiale Ku- gelspiel BO der Kugeln in den Bahnpaaren zwischen -0,03 mm (Preßsitz) und 0,08 mm (Spielpassung) liegt. Dieser Wertebereich gilt ebenso wie der vorher benannte für alle Gelenke gängiger Größen für den Automobilbereich.
Eine bevorzugte Bahngestaltung der hiermit bezeichneten Gegenbahngelenke wird in den Ansprüchen 8 bis 13 angegeben, auf die hiermit Bezug genommen wird.
Hiermit wird sichergestellt, daß große Beugewinkel möglich werden und auch bei diesen großen Beugewinkeln ungeachtet der Axialverschiebeposition eine gute
Steuerung der Kugeln durch die Bahnkräfte und damit eine zuverlässige Steuerung des Gelenks aufrechterhalten wird. Die genannte Bahngestaltung ist bisher nur für Festgelenke ohne Axialverschiebemöglichkeit vorgeschlagen worden (DE 103 37
612 A1).
Das Gelenk kann vorzugsweise mit sechs Kugeln oder mit acht Kugeln ausgeführt werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend beschrieben.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gegenbahngelenk in einer ersten Ausführung mit sechs Kugeln a) in einem ebenen Längsschnitt durch gegenüberliegende Kugelbahnen b) in einer Abwicklung des Kugelkäfigs c) in einem abgeknickten Längsschnitt durch ein Käfigfenster und einen Käfigsteg d) in einer vergrößerten Einzelheit nach Darstellung c);
Figur 2 zeigt das Gelenk in der Ausführung nach Figur 1 in einer axialverschobenen Stellung a) in einem ebenen Längsschnitt durch gegenüberliegende Kugelbahnen b) in einer Abwicklung des Kugelkäfigs c) in einem abgeknickten Längsschnitt durch ein Käfigfenster und einen Kä- figsteg;
Figur 3 zeigt das Gelenk in der Ausführung nach den Figuren 1 und 2 in einem abgeknickten Längsschnitt durch ein Käfigfenster und einen Käfigsteg a) in einer ersten axial maximal verschobenen Stellung b) in der axialen Mittelstellung c) in einer zweiten axial maximal verschobenen Stellung d) in einer vergrößerten Einzelheit nach Darstellung b);
Figur 4 zeigt das Gelenk nach den Figuren 1 bis 3 in einem abgeknickten Längs- schnitt durch ein Käfigfenster und einen Käfigsteg mit ergänzender Vermaßung a) in einer ersten axial maximal verschobenen Stellung b) in der axialen Mittelstellung c) in einer zweiten axial maximal verschobenen Stellung;
Figur 5 zeigt das Gelenk nach den Figuren 1 bis 4 a) in der Darstellung nach den Figuren 3b und 4b b) in einer vergrößerten Einzelheit nach Darstellung a);
Figur 6 zeigt das Gelenk nach den Figuren 1 bis 5 a) in der Darstellung nach Figur 5a b) in einer vergrößerten Einzelheit nach Darstellung a); Figur 7 zeigt ein erfindungsgemäßes Gegenbahngelenk in einer zweiten Ausfuhrung mit sechs Kugeln und einer speziellen Bahnform a) im Längsschnitt b) im Querschnitt;
Figur 8 zeigt ein erfindungsgemäßes Gegenbahngelenk in einer dritten Ausführung mit einer speziellen Bahnform und acht Kugeln a) in einem Längsschnitt A-A b) in einem Längsschnitt B-B durch die zweiten Bahnpaare c) in axialer Ansicht;
Figur 9 zeigt das Gelenk nach Figur 7 mit Bemaßung der Kugelmittellinien a) im Längsschnitt b) das Gelenkaußenteil im Längsschnitt als Einzelheit c) das Gelenkinnenteil im Längsschnitt als Einzelheit.
Die Darstellungen der Figur 1 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Ein erfindungsgemäßes Gegenbahngelenk 11 umfaßt ein Gelenkaußenteil 12 mit einem angeformten Boden 13, ein Gelenkinnenteil 14 mit einer eingesteckten Welle 15, Bahnpaare aus ersten äußeren Kugelbahnen 16 und ersten inneren Kugelbahnen 17, die sich in einer Gelenkmittelebene E in einer ersten Richtung Ri 1 zum Boden 13 hin öffnen, sowie zweite Bahnpaare aus zweiten äußeren Kugelbahnen 18 und zweiten inneren Kugelbahnen 19, die sich in der Gelenkmittelebene E in einer zweiten axialen Richtung Ri2 zur Welle 15 hin öffnen. Eine Mehrzahl von ersten und zweiten Bahnpaaren verteilt sich über den Gelenkumfang. Der Öffnungswinkel der ersten Bahnpaare 16, 17 in der Mittelebene E ist mit α bezeichnet; der Öffnungswinkel der zweiten Bahnpaare 18, 19 in der Mittelebene E ist mit ß bezeichnet. In den Bahnpaaren sitzen erste Kugeln 2Oi und zweite Kugeln 2O2 ein, die von einem Kugelkäfig 21 mit umfangsverteilten Käfigfenstern 22 in der gemeinsamen Mittelebene E gehalten werden. Es ist die Mittelachse A des gestreckten Gelenks ebenfalls bezeichnet, die die Mittelebene E im Gelenkmittelpunkt M schneidet. Bei Drehmomentübertragung werden auf die ersten Kugeln 2Oi Kräfte F1 in Richtung zum Boden 13 ausgeübt und auf die zweiten Kugeln 2O2 zweite Kräfte F2 in Richtung zur Welle 15. In der gezeig- ten Mittelstellung des Gelenks sind aufgrund der Größengleichheit der Winkel α, ß die Kräfte F1 und F2 gleich groß, so daß die Summe aller Axialkräfte FC auf den Kugelkäfig 21 gleich Null ist. Wie in Darstellung c) und d) erkennbar, hat der Kugelkäfig 21 sowohl gegenüber dem Gelenkaußenteil 12 als auch gegenüber dem Gelenkin- nenteil 14 Radialspiel und dadurch auch Axialspiel, wobei das gesamte Axialspiel zwischen Gelenkaußenteil 12 und Gelenkinnenteil 14 mit S bezeichnet wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Gelenkaußenteil 12 eine kugelige Innenfläche 23 und das Gelenkinnenteil 14 eine kugelige Außenfläche 24. Weiterhin hat der Kugelkäfig 21 eine kugelige Außenfläche 25 und eine kugelige Innenfläche 26.
In Figur 2 sind gleiche Einzelheiten wie in Figur 1 mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die vorangehende Beschreibung wird Bezug genommen. Die einzelnen Darstellungen der Figur 2 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Das Gelenk ist in einer Position dargestellt, in der das Gelenkinnenteil 14 gegenüber der auf das Ge- lenkaußenteil 12 bezogenen Mittelebene E um den axialen Schiebeweg S2 in der ersten Richtung verschoben ist. Infolge dieser Verschiebung wird der Öffnungswinkel α der ersten Bahnpaare 16, 17 kleiner, während der Öffnungswinkel ß der zweiten Bahnpaare 18, 19 größer wird. Hieraus ergibt sich, daß bei Drehmomentübertragung die Axialkräfte F1 auf die ersten Kugeln 2Oi jeweils geringer werden und die Axial- kräfte F2 auf die zweiten Kugeln 2O2 jeweils größer werden. Die Summe der Axialkräfte FC ist damit ungleich Null und in Richtung zur Welle 15 gerichtet. In dieser Stellung kann der Käfig und damit das Gelenk insgesamt nicht mehr axialkraftfrei verschoben werden.
In Figur 3 sind gleiche Einzelheiten wie in den Figuren 1 und 2 mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die vorangehende Beschreibung wird Bezug genommen. In der Darstellung b) ist das Gelenk im Axialschnitt in der axialen Mittelstellung gemäß Figur 1c gezeigt. Aus der vergrößerten Einzelheit ergibt sich, daß das Gelenkinnenteil 14 gegenüber dem Kugelkäfig 21 die Axialspiele S1i und S2i aufweist. Weiterhin ist erkennbar, daß der Kugelkäfig 21 gegenüber dem Gelenkaußenteil 12 die Axialspiele S1o und S2o aufweist. Hieraus ergibt sich, daß der in Darstellung a) gezeigte maximale Verschiebeweg S1 in eine Richtung der Summe aus S1i und S1o entspricht und der in Darstellung c) gezeigte maximale Verschiebeweg S2 in die entgegenge- setzte Richtung sich als Summe aus S2i und S2o ergibt. In den Endpositionen schlägt jeweils der Kugelkäfig 21 am Gelenkinnenteil 14 und/oder am Gelenkaußenteil 12 an. Der Gesamtverschiebeweg S ergibt sich als Summe aus S1 und S2, wobei hierbei S die Verschiebung des Gelenkinnenteils 14 gegenüber dem Gelenkaußenteil 12 von einem Anschlag bis zum anderen Anschlag bedeutet.
In Figur 4 sind gleiche Einzelheiten wie in den Figuren 1 bis 3 mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die vorangehende Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Die Darstellungen a), b) und c) entsprechen weitgehend den Darstellungen a), b) und c) der Figur 3. In Darstellung b) ist zusätzlich der Rollkreisradius PCR der Kugeln von der Mittelachse A bis zum Kugelmittelpunkt Z bei gestrecktem Gelenk eingezeichnet. Es ist der erfindungsgemäße Bereich für die konstruktiven Verhältnisse zwischen maximalem Verschiebeweg S = S1 + S2 und Rollkreisradius PCR mit 0,01 < S / PCR
< 0,09 angegeben.
In Figur 5 sind gleiche Einzelheiten wie in den Figuren 1 bis 4 mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die vorangehende Beschreibung wird Bezug genommen. Die Darstellung der Figur a) entspricht der Darstellung der Figur 4b. In der vergrößerten Einzelheit nach Darstellung b) sind die Radialspiele CIR zwischen der äußeren Kugelfläche 24 des Gelenkinnenteils 14 und der inneren Kugelfläche 26 des Kugelkäfigs 21 sowie das Radialspiel COR zwischen der äußeren Kugelfläche 25 des Kugelkäfigs 21 und der inneren Kugelfläche 23 des Gelenkaußenteils 12 bezeichnet Hierbei sind die Größenbereiche für die genannten Spiele mit 0,015 < CIR
< 0,20 und 0,015 < COR < 0,20 bezeichnet, wobei sich die Angaben jeweils auf Millimeter beziehen.
In Figur 6 sind gleiche Einzelheiten wie in den Figuren 1 bis 5 mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Auf die vorangehende Beschreibung wird Bezug genommen. Die Darstellung a) entspricht der Darstellung der Figur 4b, wobei die Darstellung b) eine vergrößerte Einzelheit wiedergibt. In Darstellung b) ist das Radialspiel BO der Kugel in einem Bahnpaar 16, 18 ebenso wie das Axialspiel BC der Kugel 2Oi im Käfigfenster 22 angegeben, wobei die Werte für BC mit -0,03 < BC < 0,1 und die Werte für BO mit -0,03 < BO < 0,08 angegeben sind; hierbei beziehen sich die Angaben jeweils auf Millimeter. In Figur 7 ist ein erfindungsgemäßes Gegenbahngelenk mit sechs Bahnpaaren 16, 17; 18, 19 und somit sechs Kugeln 20 im Längsschnitt sowie in Ansicht gezeigt. Erste und zweite Bahnpaare wechseln sich über dem Umfang ab. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 6. Auf die Beschreibung wird insoweit Bezug genommen.
In Figur 8 ist ein erfindungsgemäßes Gegenbahngelenk mit acht Kugeln 20 dargestellt, wobei ein Längsschnitt A-A durch erste Bahnpaare 16, 17 und ein Längsschnitt B-B durch zweite Bahnpaare 18, 19 gelegt ist. Erste und zweite Bahnpaare wechseln sich über dem Umfang ab. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern wie in den Figuren 1 bis 6 bezeichnet, auf deren Beschreibung Bezug genommen wird.
In Figur 9 ist das Gelenk nach Figur 7 gezeigt, wobei sich die Einzelheiten zu den Bahnmittellinien der Kugelbahnen, auf die nachstehend Bezug genommen wird, sinngemäß auch auf das Gelenk nach Figur 8 erstrecken. Die Mittellinie M16 der dargestellten ersten äußeren Kugelbahn 16 im Gelenkaußenteil 12 besteht aus einem Bogen mit einem ersten Radius R2 mit einem Mittelpunkt O2, der auf der Längsachse A mit axialem Offset gegenüber der Mittelebene E zum Boden hin an- geordnet ist, einem sich daran stetig anschließenden Bogen mit einem kleineren Radius R3, dessen Mittelpunkt 03 den gleichen axialen Offset zum Boden hin wie der Mittelpunkt O2 von R2 hat, sowie einem Bogen mit einem Gegenradius R1, dessen Mittelpunkt O1 einen axialen Offset gegenüber der Mittelebene E in Gegenrichtung zu den Mittelpunkten 02, 03 der Bögen mit den Radien R2, R3, d. h. zur Öffnuπgs- seite hin hat und dessen Mittelpunkt 01 außerhalb eines Kreises mit dem Radius R2 um den Mittelpunkt 02 liegt. Am Gelenkinnenteil ist erkennbar, daß die Mittellinie M17 der dargestellten ersten inneren Kugelbahn 17 zur Mittellinie der äußeren Kugelbahn 16 spiegelsymmetrisch in Bezug auf die Mittelebene E ist, d. h. aus Bögen mit den Radien R2\ R3' und R1' um Mittelpunkte 02', 03', O1' gleich aber symme- trisch zusammengesetzt ist. Die Mittellinie M18 der zweiten äußeren Kugelbahn 18 umfaßt einen Bogen mit einem ersten Radius R5, dessen Mittelpunkt 05 auf der Längsachse A liegt, mit einem axialen Offset, der entgegengesetzt zum Offset des Mittelpunkts 02 des Bogens mit dem Radius R2 ist, d. h. zur Öffnungsseite hin liegt. An den Bogen mit dem Radius R5 schließt sich zur Öffnungsseite hin ein Bogen mit einem Gegenradius R4 an, dessen Mittelpunkt 04 außerhalb eines Kreises mit dem Radius R5 mit dem Mittelpunkt O5 liegt und einen in gleicher Richtung liegenden axialen Offset zur Mittelebene E hat. Es ist erkennbar, daß die Mittellinie M19 der zweiten inneren Kugelbahn 19 im Gelenkinnenteil 14 sich spiegelsymmetrisch zur Mittellinie M18 der zweiten äußeren Kugelbahn 18 verhält, d. h. aus Bogen mit den Radien R5' und R4' um Mittelpunkte 05', 04' jedoch spiegelsymmetrisch in Bezug auf die Mittelebene E zusammengesetzt ist. Die ersten äußeren Kugeinbahnen 16 und ersten inneren Kugelbahnen 17 bilden in der Mittelebene E den eingezeichneten Öffnungswinkel α, der sich in der ersten Richtung Ri 1 öffnet, während die zweiten äußeren Kugelbahnen 18 und die zweiten inneren Kugelbahnen 19 in der Mittelebene den entgegengesetzt in der Richtung Ri2 sich öffnenden Öffnungswinkel ß bilden. Bei Axialverschiebung dieses erfindungsgemäßen Gelenkes, das durch das erfindungsgemäße Käfigspiel möglich wird, ändern sich die Öffnungswinkel gegensinnig, wobei das Gelenk aus der axialkraftfreien Position in Positionen übergeht, in denen Rückstellkräfte entstehen.
Der verwendete Begriff axialer Offset ist gleichbedeutend mit dem Begriff axialer Abstand, bzw. axialer Versatz.
ßezugszeichenliste
11 Gegenbahngelenk
12 Gelenkaußenteil
13 Boden
14 Gelenkinnenteil
15 Welle
16 erste äußere Kugelbahn
17 erste innere Kugelbahn
18 zweite äußere Kugelbahn
19 zweite innere Kugelbahn 0 Kugel 1 Kugelkäfig 2 Käfigfenster 3 innere Kugelfläche (12) 4 äußere Kugelfläche (14) 5 äußere Kugelfläche (21) 6 innere Kugelfläche (21)

Claims

Patentansprüche
1. Kugelgleichlaufdrehgelenk (11) in Form eines Gegenbahngelenks, umfassend ein Gelenkaußenteil (12) mit ersten und zweiten äußeren Kugelbahnen (16, 18), ein Gelenkinnenteil (14) mit ersten und zweiten inneren Kugelbahnen (17, 19), wobei erste äußere Kugelbahnen (16) mit ersten inneren Kugelbahnen (17) erste Bahnpaare (16, 17) bilden, die sich in einer ersten axialen Richtung Ri 1 erweitern (α), und wobei zweite äußere Kugelbahnen (18) mit zweiten inneren Kugelbahnen (19) zweite Bahnpaare (18, 19) bilden, die sich in einer zweiten axialen Richtung Ri2 erweitem (ß), Kugeln (20), die in den Bahnpaaren geführt sind und deren Kugelmittelpunkte Z auf einem Rollkreisradius PCR um einen Gelenkmittelpunkt M liegen, einem Kugelkäfig (21) mit umfangsverteilten Käfigfenstern (22), in dem die Kugeln (20) in einer gemeinsamen Mittelebene E gehalten werden und bei Gelenkbeugung auf die Winkelhalbierende Ebene geführt werden, wobei zwischen dem Gelenkaußenteil (12) und dem Kugelkäfig (21) einerseits und zwischen dem Kugelkäfig (21) und dem Gelenkinnenteil (14) andererseits Axialspiele vorgesehen sind, die eine relative Axialverschiebung S zwischen Gelenkaußenteil (12) und Gelenkinnenteil (14) zulassen,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis zwischen dem Axialspiel S und dem Rollkreisradius PCR der Kugeln (20) jeweils bei gestrecktem Gelenk zwischen 0,01 und 0,09 liegt (0,01 < S / PCR < 0,09).
2. Gelenk nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis zwischen dem Axialspiel S und dem Rollkreisradius PCR der Kugeln (20) jeweils bei gestrecktem Gelenk unterhalb von 0,05 liegt (S/PCR < 0,05).
3. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei gestrecktem Gelenk in den Endpositionen der relativen Axialverschiebung zwischen Gelenkaußenteil (12) und Gelenkinnenteil (14) der jeweils kleinere der Öffnungswinkel α oder ß der ersten Bahnpaare (16, 17) oder der zweiten Bahnpaare (18, 19) kleiner als 8° ist (α < 8° v ß < 8°).
4. Gelenk nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei gestrecktem Gelenk in einer mittleren Position der relativen Axialverschiebung zwischen Gelenkaußenteil (12) und Gelenkinnenteil (14), in der die Öffnungswinkel α und ß der ersten Bahnpaare (16, 17) und der zweiten Bahnpaare (18, 19) dem Betrag nach gleich sind, beide Öffnungswinkel α und ß kleiner als 8° sind (α < 8° Λ ß < 8°).
5. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenfläche (23) des Gelenkaußenteils (12), die Außenfläche (24) des Gelenkinnenteil (14) sowie die Außenfläche (25) und die Innenfläche (26) des Kugelkäfigs (21) jeweils Kugelabschnittsflächen sind, wobei das Radialspiel COR zwischen Gelenkaußenteil (12) und Kugelkäfig (21) und das Radialspiel CIR zwischen Kugelkäfig (21) und Gelenkinnenteil (14) jeweils zwischen 0,015 und 0,20 mm beträgt.
6. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Radialspiel BO der Kugeln (20) in den Bahnpaaren (16, 17; 18, 19) zwischen -0,03 mm (Preßsitz) und 0,08 mm (Spielpassung) liegt.
7. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Axialspiel BC der Kugeln (20) in den Käfigfenstern (22) zwischen -0,03 mm (Preßsitz) und 0,1 mm (Spielpassung) liegt.
8. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bahnmittellinien M16 der ersten äußeren Kugelbahnen (16) zentral einen Bogen mit dem Radius R2 haben, dessen Mittelpunkt 02 um einen axialen Offset von der Mittelebene E des Gelenks in der ersten Richtung versetzt liegt, und daß sie anschließend an diesen Bogen in der ersten Richtung von diesem Radius R2 zunehmend nach radial innen abweichen und daß die Bahnmittellinien M17 der ersten inneren Kugelbahnen (17) zentral einen Bogen mit dem Radius R2' haben, dessen Mittelpunkt 02' um einen axialen Offset von der Mittelebene E des Gelenks in der zweiten Richtung versetzt liegt, und daß sie anschließend an diesen Bogen in der zweiten Richtung von diesem Radius R2' zunehmend nach radial innen abweichen.
9. Gelenk nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bahnmittellinien M16 der ersten äußeren Kugelbahnen (16) im Anschluß an den Bogen mit dem Radius R2 in der ersten Richtung einen Bogen mit einem kleineren Radius R3 mit gleichem Krümmungssinn haben, der sich stetig an ersteren anschließt und daß die Bahnmittellinien M17 der ersten inneren Kugelbahnen (17) im Anschluß an den Bogen mit dem Radius R2' in der zweiten Richtung einen Bogen mit einem kleineren Radius R3' mit gleichem Krümmungssinn haben, der sich stetig an ersteren anschließt.
10. Gelenk nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bahnmittellinien M16 der ersten äußeren Kugelbahnen (16) im Anschluß an den Bogen mit dem Radius R2 in der zweiten Richtung von diesem Radius R2 zunehmend nach radial außen abweichen und daß die Bahnmittellinien M17 der ersten inneren Kugelbahnen (17) im Anschluß an den Bogen mit dem Radius R2' in der ersten Richtung von diesem Radius R2' zunehmend nach außen abweichen.
11. Gelenk nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bahnmittellinien M16 der ersten äußeren Kugelbahnen (16) im Anschluß an den Bogen mit dem Radius R2 in der zweiten Richtung einen Bogen mit dem Radius R1 mit entgegengesetztem Krümmungssinn haben, der sich an ersteren stetig anschließt und dessen Mittelpunkt O1 außerhalb eines Kreises mit dem Radius R2 und dem Mittelpunkt O2 liegt und daß die Bahnmittel- linjen M17 der ersten inneren Kugelbahnen (17) im Anschluß an den Bogen mit dem Radius R2* in der ersten Richtung einen Radius RT mit entgegengesetztem Krümmungssinn haben, der sich stetig an ersteren anschließt und dessen Mittelpunkt OT außerhalb eines Kreises mit dem Radius R2' um den Mittelpunkt O2' liegt.
12. Gelenk nach einem der Ansprüche 8 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bahnmittellinien M18 der zweiten äußeren Kugelbahnen (18) zentral einen Bogen mit dem Radius R5 haben, dessen Mittelpunkt 05 um einen axialen Offset von der Mittelebene E des Gelenks in der zweiten Richtung versetzt liegt, und daß sie anschließend an diesen Bogen in der zweiten Richtung zunehmend von diesem Radius R5 nach radial außen abweichen, und daß die Bahnmittellinien M19 der zweiten äußeren Kugelbahnen (19) zentral einen Bogen mit dem Radius R5' haben, dessen Mittelpunkt O5' um einen axialen Offset von der Mittelebene E des Gelenks in der ersten Richtung versetzt liegt, und daß sie anschließend an diesen Bogen in der ersten Richtung von diesem Radius R5' zunehmend nach radial außen abweichen.
13. Gelenk nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bahnmittellinien M18 der zweiten äußeren Kugelbahnen (18) im Anschluß an den Bogen mit dem Radius R5 in der zweiten Richtung einen Bogen mit einem Radius R4 mit entgegengesetztem Krümmungssinn haben, der sich stetig an ersteren anschließt und dessen Mittelpunkt 04 außerhalb eines Kreises mit dem Radius R5 um den Mittelpunkt 05 liegt, und daß die Bahnmittellinien M19 der zweiten inneren Kugelbahnen (19) im Anschluß an den Bogen mit dem Radius R5' in der ersten Richtung einen Bogen mit dem Radius R4' mit entgegengesetztem Krümmungssinn haben, der sich stetig an ersteren anschließt und dessen Mittelpunkt 04' außerhalb eines Kreises mit dem Radius R5' um den Mittelpunkt 05' liegt.
14. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mit drei ersten Bahnpaaren (16, 17) und drei zweiten Bahnpaaren (18, 19), die über dem Umfang abwechselnd angeordnet sind.
15. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, das vier erste Bahnpaare (16, 17) und vier zweite Bahnpaare (18, 19) umfaßt, die über dem Umfang abwechselnd angeordnet sind.
16. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Gelenkaußenteil (12) die innere Kugelfläche (23) ausschließlich weichgedreht und gehärtet ist und die Kugelbahnen (16, 18) gehärtet und geschliffen sind.
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