WO2007039259A1

WO2007039259A1 - Gelenkanordnung

Info

Publication number: WO2007039259A1
Application number: PCT/EP2006/009508
Authority: WO
Inventors: Werner Jacob; Ernst-Günter PALAND
Original assignee: Shaft-Form-Engineering Gmbh
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2006-09-30
Publication date: 2007-04-12
Also published as: JP5183481B2; ES2329866A1; GB2447157A; US7648419B2; GB0807620D0; CN101300430B; JP2009510372A; CN101300430A; GB2447157B; ITMI20061839A1; BRPI0616869A2; FR2891499B1; FR2891499A1; US20080261707A1

Abstract

Es wird eine Gelenkanordnung mit einem Gleichlauf kugelgelenk (1) beschrieben, das als Gegenbahngelenk ausgebildet ist und eine Innennabe (4) mit ersten Innenlauf rillen (16) und zweiten Innenlauf rillen (17) sowie eine Außennabe (7) aufweist, in deren Innenfläche erste Außenlauf rillen (20) und zweite Außenlauf rillen (21) um die Außennabenachse abwechselnd verteilt angeordnet sind. Weiter weist die Gelenkanordnung eine Verschiebeeinheit (12) auf, die als entlang einer Längsachse (9) Verschiebebewegungen zulassende und eine Drehmomentübertragung bewirkende Wälzkörper führung mit zueinander parallel verlaufenden Innen (28)- und Außenlaufbahnen (29) ausgebildet ist.

Description

- 1 - KΞL&SCHAAFHAUSEN

P A T E N T A N W Ä L T E

Gelenkanordnung

Die Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung mit einem Gleichlaufkugelgelenk, das als Gegenbahngelenk mit einem antriebsseitigen Ende und einem abtrieb- seitigen Ende ausgebildet ist und eine Innennabe mit ersten Innenlaufrinnen und zweiten Innenlaufrillen, eine Außennabe, in deren Innenfläche erste Außen- laufrillen und zweite Außenlaufrillen um die Außennabenachse abwechselnd verteilt angeordnet sind, wobei jeweils die ersten Innenlaufrillen ersten Außenlaufrillen und die zweiten Innenlaufrillen zweiten Außenlaufrillen gegenüberliegen und mit diesen jeweils ein Paar bilden und einen ringförmigen Käfig aufweist, der zwischen der Innennabe und der Außennabe angeordnet und auf der Innennabe geführt ist und Fenster aufweist, in denen in die Laufrillen eingreifen- de Kugeln zur Drehmomentübertragung geführt sind, und mit einer Verschiebeeinheit, die als entlang einer Längsachse Verschiebebewegungen zulassende und eine Drehmomentübertragung bewirkende Wälzkörperführung mit zueinander parallel verlaufenden Innenlaufbahnen und Außenlaufbahnen ausgebildet ist.

Eine derartige Gelenkanordnung ist aus der DE 198 31 016 C2 bekannt. Die Verschiebeeinheit dieser Gelenkanordnung ist dabei innerhalb des Gelenks angeordnet, so dass die Innenlaufbahnen der Verschiebeeinheit in einem Wellenzapfen oder dgl. ausgebildet sind, während die Außenlaufbahnen der Ver- Schiebeeinheit in der Innenfläche einer näherungsweise hülsenartigen Innennabe vorgesehen sind. Da bei dieser bekannten Gelenkanordnung der Gelenkkäfig eine hohlkugelige Käfiginnenfläche aufweist, mit der er auf einer kugeligen Außenfläche der Innennabe geführt ist, ist die Herstellung der Innennabe besonders schwierig und aufwendig. So müssen in die Innenfläche der Innennabe die Außenlaufbahnen für die Verschiebeeinheit und in die Außenfläche der - 2 - KEIL&SCHAAFHAUSEN

P AT E N T A N W Ä L T E

Innennabe die ersten und zweiten Innenlaufrillen sowie die Käfigführungsfläche mit hoher Präzision eingebracht werden.

Um den Fertigungsaufwand für die Innennabe einer derartigen Gelenkanord- nung zu reduzieren, wird in der DE 199 11 111 C1 vorgeschlagen, die Verschiebeeinheit und das Gelenk in axialer Richtung hintereinander auf einer Welle bzw. einem Verschiebezapfen vorzusehen. Hierdurch wird jedoch der für den Einbau einer derartigen Gelenkanordnung erforderliche Bauraum in axialer Richtung deutlich vergrößert, was in einigen Anwendungsfällen als nachteilig empfunden wird.

Aus der DE 102 48 372 A1 ist ein Gegenbahngelenk bekannt, das eine Innennabe und eine Außennabe aufweist, zwischen denen ein im Wesentlichen ringförmiger Käfig geführt ist. Sowohl in der Innennabe als auch in der Außennabe sind jeweils paarweise einander zugeordnet Lauf rillen eingebracht, in denen in dem Käfig aufgenommene Kugeln verschiebbar gehalten sind. Der Bahngrund der einander zugeordneten Laufrillenpaare der Innennabe und der Außennabe nähern sich dabei abwechselnd von einem ersten Ende des Gegenbahngelenks ausgehend in Richtung auf das zweite Ende und von dem zweiten Ende ausge- hend in Richtung auf das erste Ende einander an. Die Innennabe umfasst zwei im montierten Zustand klauenartig ineinander greifende Elemente, die auf der Innennabenachse im Wesentlichen hintereinander liegen und von denen das erste Element die ersten Innenlaufrillen und das zweite Element die zweiten Innenlaufrillen aufweist.

Bei diesem bekannten Gelenk ist der Käfig in der Außennabe geführt. Hierzu müssen die zwischen den Außenlaufrillen angeordneten Stege als Käfigführungsflächen ausgebildet sein. Die Ausbildung der Käfigführungsflächen und der Außenlaufrillen mit hoher Genauigkeit in der Innenfläche der Außennabe kann in - 3 - KHL& SCHAAFHAUSEN

P AT E N TA N WÄ LT E

einigen speziellen Anwendungsfällen zu einem vergrößerten Fertigungsaufwand führen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gelenk- anordnung zu schaffen, die bei geringem axialen Platzbedarf eine einfache und kostengünstige Fertigung zulässt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Gelenkanordnung nach Anspruch 1 gelöst. Vorzugsweise sind bei einer Gelenkanordnung der eingangs genannten Art die Innenlaufbahnen der Verschiebeeinheit auf der Außenfläche der Außennabe ausgebildet. Mit anderen Worten umgreift die Verschiebeeinheit bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Gelenkanordnung das Gelenk, welches im Inneren der Verschiebeeinheit angeordnet ist. Dabei sind in der Außennabe des Gelenks sowohl die Innenlaufbahnen der Verschiebeeinheit als auch die Außenlaufrillen des Gelenks vorgesehen. Die Innennabe kann bei dieser Gelenkanordnung einfacher hergestellt werden, da in dieser lediglich die ersten und zweiten Innenlaufrillen sowie Flächen zur Führung des Gelenkkäfigs ausgebildet werden müssen. Zudem ist die derart gestaltete Gelenkanordnung besonders kompakt, so dass sie sich insbesondere auch als Einbausatz in Gelenkwellen von Kraftfahrzeugen eignet.

Dabei sind die Innenlaufrillen in der Außenfläche der Innennabe um die Innen- nabenachse abwechselnd verteilt angeordnet, wobei die Innennabe erfindungsgemäß wenigstens zwei im montierten Zustand klauenartig ineinandergreifende Elemente umfasst, die auf der Innennabenachse im Wesentlichen hintereinander liegen und von denen ein erstes Element die ersten Innenlaufrillen und ein zweites Element die zweiten Innenlaufrillen aufweist. Dies vereinfacht die Montage des erfindungsgemäßen Gelenks, da der Käfig einfach in die Außennabe eingesteckt oder eingeschwenkt werden kann. In dieser Position können sämtli- che Kugeln in die Fenster des Käfigs und der Außenlaufrillen eingesetzt und - 4 - KHL& SCHAAFHAUSEN

P A T E N TA N WÄ L T E

dort bspw. mit Schmierfett gehalten werden. Die beiden Elemente der Innennabe lassen sich dann von gegenüberliegenden Enden des Gelenks in die Außennabe und den Käfig einführen und miteinander verbinden. Es ist folglich nicht mehr erforderlich, die Kugeln einzeln durch Überbeugen des Gelenks in die Fenster des Käfigs einzusetzen.

Um das Einführen der beiden Elemente der Innennabe in dem Käfig zu erleichtern, weist der Gelenkkäfig nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auf seiner Innenfläche erste, von dem abtriebsseitigen Ende ausgehend in Richtung auf das antriebsseitige Ende hinterschnittfrei verlaufende Einführflächen und zweite, von dem antriebsseitigen Ende ausgehend in Richtung auf das abtriebsseitige Ende hinterschnittfrei verlaufende Einführflächen auf, die derart gestaltet sind, dass die klauenartig ineinandergreifende Elemente der Innennabe von gegenüberliegenden Enden in den Käfig einführbar und in diesem ver- bindbar sind.

Damit der Käfig sowie die Kugeln des Gleichlaufgelenks in dessen Ruhezustand zentriert werden, weisen die beiden Elemente der Innennabe vorzugsweise angrenzend an die ersten und zweiten Innenlaufrillen erste und zweite Käfig- Zentrierungsflächen zur Führung von ersten und zweiten Führungsflächen auf, die angrenzend an die Einführflächen auf der Innennabe des Käfigs vorgesehen sind.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, dass die beiden Elemente der Innennabe, die im montierten Zustand klauenartig ineinander greifen, durch jeweils einen zylindrischen Abschnitt gebildet sind, von welchem schalenartige Vorsprünge wegragen, die jeweils eine Innenlaufrille und Käfigzentrierungsflächen bilden. Dabei liegen die zylindrischen Abschnitte der beiden Elemente der Innennabe vorzugsweise auf der Innennabenachse im Wesentli- chen hintereinander. Um ein klauenartiges Ineinandergreifen der beiden EIe- - 5 - KEIL&SCHAAFHAUSEN

P AT E N T A N W Ä L T E

mente zu ermöglichen, sind entsprechend der Größe und Kontur der schalenartigen Vorsprünge in einem Element entsprechend gestaltete Ausnehmungen in dem anderen Element vorgesehen. Somit liegen die beiden die Innennabe bildenden Elemente in tangentialer Richtung formschlüssig ineinander an.

Die Montage des Gelenks der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung kann dadurch weiter erleichtert werden, dass der Käfig eine bereichsweise sphärische Außenfläche aufweist, die im Bereich der Fenster derart abgeflacht ist, dass der Außendurchmesser des Käfigs kleiner oder gleich dem Innendurch- messer der Außennabe ist. Hierdurch lässt sich der Käfig, ohne diesen zu verschwenken, koaxial zu der Außennabe in dieser einsetzen.

Wenn die beiden die Innennabe bildenden Elemente miteinander verschraubt werden, kann auch in axialer Richtung eine gute Verbindung zwischen diesen beiden Elementen sichergestellt werden. Hierzu ist bspw. eines der die Innennabe bildenden Elemente mit einer zentralen Durchgangsbohrung versehen, während das andere Element eine mit dieser Durchgangsbohrung koaxiale Gewindebohrung aufweist. Dies ermöglicht die Verbindung dieser beiden Elemente durch einen Gewindebolzen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Elemente der Innennabe und/oder die Außennabe, in welche die Innenlaufbahnen der Verschiebeeinheit sowie die Außenlaufrinnen des Gelenks eingebracht sind, spanlos bearbeitete Massivumformteile. Auch der Käfig kann erfindungsgemäß derart hergestellt sein. Dies ermöglicht die Herstellung dieser Bauteile mit besonders großer Präzision. So lassen sich die Laufrillen und die aneinander anliegenden Vorsprünge und Ausnehmungen der beiden Elemente bspw. durch einen Prägevorgang mit hoher Genauigkeit und gleichbleibender Qualität einbringen. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, einzelne Bearbeitungsschrit- te, wie bspw. das Vorsehen der Durchgangsbohrung sowie die Gewindebohrung - 6 - KEIL& SCHAAFHAUSEN

P AT E N T A N W Ä LT E

zur Verbindung der beiden Elemente miteinander, in einem spanabhebenden Fertigungsschritt auszuführen. Ebenso kann es für Kleinserien zweckmäßig sein, wenn die Herstellung der beiden Elemente der Innennabe und/oder der Außennabe durch Urformen oder ein spanabhebendes Fertigungsverfahren erfolgt.

Wenn die Anzahl der Laufrillen in der Außennabe und der Innennabe des Gelenks sechs ist, kann eine besonders kompakte Bauform der Gelenkanordnung erzielt werden. Es ist jedoch auch möglich, das Gelenk der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung mit vier, acht oder mehr Laufrillenpaaren auszubilden. Vorzugsweise ist die Anzahl der Laufrillenpaare des Gelenks gleich der Anzahl der Laufbahnpaare der Verschiebeeinheit. Dabei kann nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Außennabe derart gestaltet sein, dass die Innenbahnen der Verschiebeeinheit jeweils zwischen einer ersten und einer zweiten Außenlaufrille des Gelenks angeordnet sind. Hierdurch wird ein besonders gleichmäßiger Wandstärkenverlauf in der Außennabe erzielt. Dies bringt sowohl bei der Umformung als auch beim Härten der Außennabe Vorteile mit sich.

Die erfindungsgemäße Gelenkanordnung kann als Gleichlaufkugelgelenk ein Kleinwinkelgelenk mit einem maximalen Beugewinkel zwischen der Innennabe und der Außennabe von etwa ± 24° aufweisen. Die Ausgestaltung des Gelenks ermöglicht jedoch auch größere Beugewinkel zwischen der Innennabe und der Außennabe von bspw. etwa ± 40°. Somit kann die Gelenkanordnung bspw. auch in einer Seitenwelle als Lenkungsgelenk für größere Beugewinkel eingesetzt werden.

Vorzugsweise sind im jeden Laufbahnpaar der Verschiebeeinheit wenigstens zwei in einem axial verschiebbaren Außenkäfig aufgenommene Kugeln vorge- sehen. Ein Kippen oder Verkanten der Verschiebeeinheit kann durch die Füh- - 7 - KEIL&SCHAAFHAUSEN

P AT E N TA NWÄ LT E

rung von zwei Kugeln in dem Außenkäfig wirksam vermieden werden. Es ist jedoch auch möglich, eine größere Anzahl von Kugeln in der Verschiebeeinheit vorzusehen, bspw. wenn dies für die Drehmomentübertragung erforderlich ist.

Um ein Herausfallen der Kugeln aus der Verschiebeeinheit zu verhindern, bzw. um den maximalen Verschiebeweg der Verschiebeeinheit zu begrenzen, wird es bevorzugt, wenn den Kugeln und/oder dem Außenkäfig entsprechende Anschlagmittel oder dgl. zugeordnet sind. So kann bspw. auf der Außennabe ein in die Innenlaufbahnen der Verschiebeeinheit ragender Vorsprung vorgesehen sein, durch welchen der Verschiebeweg der Kugeln begrenzt wird. Ein Kippen der Verschiebeeinheit relativ zu dem Gelenk kann dann besonders wirkungsvoll unterbunden werden, wenn das Verhältnis des Abstands der beiden Kontaktpunkte einer Kugel in einer Laufbahn zu dem Abstand zweier in einem Laufbahnpaar benachbarter Kugeln mindestens 1 :3 beträgt. Eine bessere Absiche- rung gegen ein Kippen der Verschiebeeinheit kann bspw. durch ein Verhältnis von 1 :4 oder 1 : 5 erreicht werden. Der Abstand der Kugeln in der Laufbahn wird dabei als der Abstand der Kugelmitten bestimmt.

Die Außenlaufbahnen der Verschiebeeinheit können in einer aus einem Rohr oder einer Blechronde umgeformten Hülse oder Glocke ausgebildet sein, welche vorzugsweise mit Anschlussmitteln für eine Welle oder Wellenzapfen verbunden und/oder versehen ist. Die erfindungsgemäße Gelenkanordnung ist dabei insbesondere für den Einbau in eine Längs- oder Seitenwelle als Antriebswelle für ein Kraftfahrzeug geeignet und kann aufgrund ihrer kompakten Abmessungen auch vormontiert als ein Einbausatz vorgesehen sein.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfin- - 8 - KEIL&SCHAAFHAUSEN

P A T E N T A N W Ä L T E

dung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen schematisch:

Fig. 1 Schnittansicht der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Gelenkanordnung nach Fig. 1 entlang der

Linie B - B,

Fig. 3 in vergrößerter Detailansicht einen Ausschnitt aus Fig. 1 und

Fig. 4 eine Schnittansicht einer Seitenwelle mit einer erfindungsgemäßen

Gelenkanordnung.

Bei der in den Figuren dargestellte Gelenkanordnung weist das Gleichlaufkugelgelenk 1 ein erstes, antriebsseitiges Ende 2 und ein zweites, abtriebsseitiges Ende 3 auf, wobei die Bezeichnung "antriebsseitig" und "abtriebsseitig" hier rein beispielhaft zur besseren Unterscheidbarkeit der beiden Enden verwendet wird. Selbstverständlich sind beide Enden in gleicher Weise zur Anbindung an einem treibenden oder anzutreibenden Bauteil geeignet.

Das Gleichlaufkugelgelenk 1 weist in an sich bekannter Weise eine Innennabe 4, einen (Gelenk-)Käfig 5, der mit Kugeln 6 bestückt ist, und eine Außennabe 7 auf. Die Kugeln 6 sind dabei in Fenstern 8 des Käfigs aufgenommen.

Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, ist die Innennabe 4 zweiteilig ausgebildet. Auf der zentralen Innennabenachse 9 sind ein erstes

Element 10 und ein zweites Element 11 im Wesentlichen hintereinander ange- ordnet. Die beiden die Innennabe 4 bildenden Elemente 10 und 11 sind wech- - 9 - KEIL& SCHAAFHAUSEN

P A T E N T A N W Ä L T E

selseitig mit Vorsprüngen und Ausnehmungen versehen, die klauenartig ineinander greifen. Dabei liegen die Vorsprünge der beiden Elemente in tangentialer Richtung formschlüssig aneinander an. Sowohl die Vorsprünge als auch die Ausnehmungen können dabei teilkreisförmig gestaltet sein.

Weiter ist die Gelenkanordnung mit einer Verschiebeeinheit 12 versehen, welche das Gleichlaufkugelgelenk 1 umgreift. Die Verschiebeeinheit 12 umfasst mehrere Kugeln 13, die in Fenstern eines Außenkäfigs 14 geführt sind, sowie eine Glocke 15, die die Kugeln 13 der Verschiebeeinheit 12 sowie das Gleich- laufkugelgelenk 1 umgreift.

In den Vorsprüngen des ersten Elements 10 der Innennabe 4 ist jeweils eine erste Innenlaufrille 16 ausgebildet, während in den Vorsprüngen des zweiten Elements 11 der Innennabe 4 zweite Innenlaufrillen 17 vorgesehen sind. Die ersten Innenlaufrillen 16 verlaufen dabei hinterschnittfrei ausgehend von dem antriebsseitigen Ende 2 in Richtung auf das abtriebsseitige Ende 3. Ihr Bahngrund nähert sich dabei der Innennabenachse 9 an. Demgegenüber verlaufen die zweiten Innenlaufrillen 17 des Elements hinterschnittfrei von dem abtriebs- seitigen Ende 3 ausgehend in Richtung auf das antriebsseitige Ende 2, wobei sich ihr Bahngrund der Innennabenachse 9 annähert. Angrenzend an die Innenlaufrillen 16 bzw. 17 sind an den Vorsprüngen der Innennabe 4 erste bzw. zweite Käfigzentrierungsflächen 18 ausgebildet. Die Käfigzentrierungsflächen 18 bilden zusammen eine bereichsweise sphärische Fläche, durch welche der Käfig 5 auf der Innennabe 4 geführt ist. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die beiden Elemente 10 und 11 , welche die Innennabe 4 bilden, in axialer Richtung durch eine Verschraubung mittels eines Gewindebolzens 19 miteinander verbunden.

Die Außennabe 7 ist ein einstückiges, hülsenartiges Bauteil, dessen Achse in der gestreckten Stellung des Gleichlaufkugelgelenks mit der Innennabenachse 9 - 10 - KHL& SCHAAFHAUSEN

P A T E N T A N W Ä L T E

der Innennabe 4 zusammenfällt. In der Innenfläche der Außennabe 7 sind erste und zweite Außenlaufrillen 20 bzw. 21 ausgebildet, die um die Außennabenach- se regelmäßig und abwechselnd verteilt angeordnet sind. Im fertig montierten Zustand des Gleichlaufkugelgelenks 1 liegen die ersten Innenlaufrillen 16 der Innennabe 4 den ersten Außenlaufrillen 20 der Außennabe 7 gegenüber und die zweiten Innenlaufrillen 17 liegen den zweiten Außenlaufrillen 21 gegenüber, so dass diese jeweils miteinander ein Laufrillenpaar bilden. In jedem dieser Laufrillenpaare ist eine in dem Käfig 5 gehaltene Kugel 6 geführt. Dabei verlaufen die ersten Außenlaufrillen 20 der Außennabe 7 hinterschnittfrei von dem antriebs- seitigen Ende 2 ausgehend in Richtung auf das abtriebsseitige Ende 3 hin, wobei sich ihr Bahngrund von der Außennabenachse entfernt. Die zweiten Außenlaufrillen 21 verlaufen demgegenüber hinterschnittfrei von dem abtriebs- seitigen Ende 3 ausgehend in Richtung auf das antriebsseitige Ende 2 hin, wobei sich ihr Bahngrund ebenfalls von der Außennabenachse entfernt.

Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist das zweite Element 11 der Innennabe 4 zur Anbindung des Gleichlaufkugelgelenks 1 einstückig mit einem Wellenzapfen 22 ausgebildet. Alternativ hierzu kann das Element 11 der Innennabe 4 bspw. auch als eine Hülse mit einer Innenprofilierung gestaltet sein. Die Glocke 15 der Verschiebeeinheit 12 ist in der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform mit einer Hülse 23 mit einer Innenprofilierung verbunden, in welche ein entsprechend profiliertes Wellenende zur Drehmomentübertragung einsteckbar ist. Alternativ hierzu kann die Glocke 15 auch mit einem beliebigen anderen Anschlussmittel versehen oder verbunden sein.

Der (Gelenk-)Käfig 5 ist in der dargestellten Ausführungsform durch einen einstückigen, geschlossenen Ring gebildet, in welchem die Käfigfenster 8 vorgesehen sind. Auf der Innenfläche des Käfigs 5 sind von dem abtriebsseitigen Ende 3 ausgehenden Richtung auf das antriebsseitige Ende 2 hinterschnittfrei verlaufende erste Einführflächen 24 und zweite, von dem antriebsseitigen Ende - 11 - KEIL& SCHAAFHAUSEN

P A T E N T A N W Ä L T E

2 ausgehend in Richtung auf das abtriebsseitige Ende 3 hinterschnittfrei verlaufende Einführflächen 25 vorgesehen. Die Einführflächen 24 und 25 sind in der dargestellten Ausführungsform als zumindest annähernd achsparallel verlaufende Flächen gestaltet, so dass die Elemente 10 und 11 , die die Innennabe 4 bilden, von gegenüberliegenden Enden in den Käfig 5 einführbar sind, ohne dass dies durch die sphärisch gestalteten Käfigzentrierungsflächen 18 behindert wird.

In axialer Richtung hinter den ersten Einführflächen 24, d.h. auf dem antriebs- seitigen Ende 2 des Käfigs 5, sind angrenzend an die Einführflächen 24 erste Führungsflächen 26 vorgesehen, die bereichsweise sphärisch gestaltet sind. Entsprechend sind auf dem abtriebsseitigen Ende 3 des Käfigs 5 angrenzend an die zweiten Einführflächen 25 zweite Führungsflächen 27 ausgebildet, die ebenfalls bereichsweise sphärisch gestaltet sind. Wie aus der Darstellung der Fig. 2 ersichtlich ist, liegen die sphärischen Käfigzentrierungsflächen 18 des ersten Elements 10 somit an den zweiten Führungsflächen 27 des Käfigs 5 an, während die zweiten Käfigzentrierungsflächen 18 des zweiten Elements 11 an den ersten Führungsflächen 26 des Käfigs 5 anliegen. Hierdurch wird der Käfig 5 im Ruhezustand des Gleichlaufkugelgelenks 1 in diesem zentriert.

Im Folgenden wird nun die Montage des Gleichlaufkugelgelenks 1 erläutert. Hierzu wird zunächst der Käfig 5 in die Außennabe 7 eingeführt, wobei die Außenfläche des Käfigs 5 zumindest im Bereich der Käfigfenster 8 derart abgeflacht ist, dass der Außendurchmesser des Käfigs 5 kleiner oder gleich dem Innendurchmesser der Außennabe 7 ist. Der Käfig 5 kann folglich sowohl von dem antriebsseitigen Ende 2 als auch von den abtriebsseitigen Ende 3 her in einer Stellung in die Außennabe 7 eingeführt werden, in welcher die Achsen der Außennabe 7 und des Käfigs 5 zusammenfallen. - 12 - KHL&SCHAAFHAUSEN

P A T E N T A N W Ä L T E

Es können nun sämtliche Kugeln 6 von innen her in die Fenster 8 des Käfigs 5 und die Außenlaufrillen 20 bzw. 21 der Außennabe 7 eingesetzt werden. Hierzu können die Kugeln 6 ggf. mit Schmierfett oder dgl. in dem Käfig 5 und der Außennabe 7 gehalten werden.

Wenn alle Kugeln 6 in dem Käfig 5 und der Außennabe 7 aufgenommen sind, kann die Innennabe 4 in das Gleichlaufkugelgelenk 1 eingebracht werden, indem das erste Element 10 von dem antriebsseitigen Ende 2 her in den Käfig 5 eingeführt wird, während das zweite Element 11 von dem abtriebsseitigen Ende 3 her in den Käfig 5 eingeführt und mit dem ersten Element 10 klauenartig verbunden wird. Die Vorsprünge der beiden Elemente 10, 11 greifen dabei in die Ausnehmungen des jeweils anderen Elements ein. Zur axialen Fixierung der beiden Elemente wird der Gewindebolzen 19 durch die in dem ersten Element 10 vorgesehene Durchgangsbohrung geführt und in der in dem zweiten Element 11 vorgesehenen Gewindebohrung verschraubt.

Das Einsetzen der beiden Elemente 10 bzw. 11 in den Käfig 5 ist dabei nur in der Stellung möglich, in welcher die Vorsprünge der beiden Elemente zu den Einführflächen 24 bzw. 25 auf der Innenfläche des Käfigs 5 ausgerichtet sind. Die beiden Elemente können dabei soweit in den Käfig 5 eingeschoben und ineinandergreifend verbunden werden, bis die Käfigzentrierungsflächen 18 der beiden Elemente an die Führungsflächen 26 bzw. 27 des Käfigs 5 anstoßen.

Weiter sind in der Außenfläche der Außennaben 7 Innenlaufbahnen 28 ausge- bildet, die parallel zueinander und parallel zu der Außennabenachse verlaufen. Wie aus der Schnittansicht der Fig. 1 ersichtlich ist, sind die Innenlaufbahnen 28 versetzt zu den Außenlaufrillen 20 und 21 angeordnet, so dass die Innenlaufbahnen 28 jeweils zwischen einer ersten Außenlaufrille 20 und einer zweiten Außenlaufrille 21 positioniert sind. Hierdurch hat die Außennabe 7 einen gleichmäßigen Wanddickenverlauf. - 13 - KBL& SOiAAFHAUSEN

P A T E N T A N W Ä L T E

In gleicher Weise sind in der Glocke 15 Außenlaufbahnen 29 eingebracht, die ebenfalls parallel zueinander und im montierten Zustand der Verschiebeeinheit 12 parallel zu der Außennabenachse verlaufen. Die Innenlaufbahnen 28 und die Außenlaufbahnen 29 sind einander paarweise zugeordnet, wobei in jedem Laufbahnpaar in der Ausführungsform nach Fig. 2 zwei in dem Außenkäfig 14 geführte Kugeln 13 vorgesehen sind. Um ein Herausfallen der Kugeln 13 bzw. des Außenkäfigs 14 zu vermeiden, ist in den Innenlaufbahnen 28 ein vor- sprungartiger Anschlag 30 zwischen den beiden Kugeln 13 vorgesehen, der den Verschiebeweg der Kugeln begrenzt. Alternativ kann der Verschiebeweg auch durch entsprechende Anschlagmittel an den Enden der Innen- und/oder Außenlaufbahnen begrenzt sein.

Um ein Kippen der Verschiebeeinheit 12 zu vermeiden, muss der Abstand der beiden Kugeln 13 ausreichend groß gewählt sein. Hierzu sollte der Abstand zwischen den Mitten der Kugeln 13, die in einem gemeinsamen Laufbahnpaar aufgenommen sind, mindestens das Dreifache des Abstands der beiden in Fig. 3 gezeigten Kontaktpunkte P der Kugeln 13 in den Laufbahnen sein. In der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Abstand der Kugelmitten der beiden Kugeln 13 etwa viermal größer als der Abstand der beiden Kontaktpunkt P. Abweichend von der Darstellung der Figur 2 können in einem Laufbahnpaar der Verschiebeeinheit 12 auch mehr als zwei Kugeln 13 angeordnet sein. In diesem beträgt der Abstand der äußeren Kugeln 13 wenigstens das Dreifache des Abstands der Kontaktpunkte P.

In Fig. 4 ist die oben beschriebene Gelenkanordnung als Bestandteil einer Seitenwelle eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Hierzu ist der Wellenzapfen 22 des Gleichlaufkugelgelenks 1 über eine Hohlwelle 31 mit einem Lenkungsgelenk 32 verbunden, welches über schematisch angedeutete Radlager 33 drehbar gela- -14- KEIL&SCHAAFHAUSEN

PATENTANWÄLTE

gert ist. Der Aufbau des Lenkungsgelenks 32 entspricht dabei im Wesentlichen dem des oben beschriebenen Gleichlaufkugelgelenks 1.

Claims

- 15 - KEIL& SCHAAFHAUSENP AT E N T A N WÄ L T EAnsprüche:

1. Gelenkanordnung mit einer Längsverschiebeeinheit und einem Gegen- bahngelenk, wobei die Längsverschiebeeinheit radial außerhalb des Gegen- bahngelenks angeordnet ist.

2. Gelenkanordnung, insbesondere nach Anspruch 1 mit einem Gleichlauf- kugelgelenk, das als Gegenbahngelenk mit einem antriebsseitigen Ende und einem abtriebsseitigen Ende ausgebildet ist und eine Innennabe mit ersten Innenlaufrillen und zweiten Innenlaufrillen, eine Außennabe, in deren Innenfläche erste Außenlaufrillen und zweite Außenlaufrillen um die Außennabenachse abwechselnd verteilt angeordnet sind, wobei jeweils die ersten Innenlaufrillen ersten Außenlaufrillen und die zweiten Innenlaufrillen zweiten Außenlaufrillen gegenüberliegen und mit diesen jeweils ein Paar bilden, und einen ringförmigen Käfig aufweist, der zwischen der Innennabe und der Außennabe angeordnet und auf der Innennabe geführt ist und Fenster aufweist, in denen in die Laufrillen eingreifende Kugeln zur Drehmomentübertragung geführt sind.

3. Gelenkanordnung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Verschiebeeinheit, die als entlang einer Längsachse Verschiebebewegungen zulassende und eine Drehmomentübertragung bewirkende Wälzkörperführung mit zueinander parallel verlaufenden Innen- und Außenlaufbahnen ausgebildet ist,

4. Gelenkanordnung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenlaufbahnen der Verschiebeeinheit auf der Außenfläche der Außennabe ausgebildet sind, und dass die Innenlaufrillen in der Außenfläche der Innennabe um die Innennabenachse abwechselnd verteilt angeordnet sind, wobei die Innennabe wenigstens zwei im - 16 - KHL& SCHAAFHAUSEN

P A T E N T A N W Ä L T E

montierten Zustand klauenartig ineinander greifende Elemente umfasst, die auf der Innennabenachse im Wesentlichen hintereinander liegen und von denen ein erstes Element die ersten Innenlaufrillen und ein zweites Element die zweiten Innenlaufrillen aufweist.

5. Gelenkanordnung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig des Gelenks auf seiner Innenfläche erste, von dem abtriebsseitigen Ende ausgehend in Richtung auf das antriebsseitige Ende hinterschnittfrei verlaufende Einführflächen und zweite, von dem antriebsseitigen Ende ausgehend in Richtung auf das abtriebsseitige Ende hinterschnittfrei verlaufende Einführflächen aufweist, die derart gestaltet sind, dass die klauenartig ineinandergreifenden Elemente der Innennabe von gegenüberliegenden Enden in den Käfig einführbar und in diesem verbindbar sind.

6. Gelenkanordnung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente der Innennabe angrenzend an die ersten und zweiten Innenlaufrillen erste und zweite Käfigzentrierungsflächen zur Führung von ersten und zweiten Führungsflächen aufweist, die angrenzend an die Einführflächen auf der Innenfläche des Käfigs vorgesehen sind.

7. Gelenkanordnung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente der Innennabe jeweils einen zylindrischen Abschnitt aufweisen, von welchem schalenartige Vorsprünge wegragen, die jeweils eine Innenlaufrille und Käfigzentrierungsflächen bilden.

8. Gelenkanordnung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig des Gelenks eine bereichs- weise sphärische Außenfläche aufweist, die zumindest im Bereich der Fenster - 17 - KEEL&SCHAAFHAUSEN

P A T E N T A N W Ä L T E

derart abgeflacht ist, dass der Außendurchmesser des Käfigs kleiner oder gleich dem Innendurchmesser der Außennabe ist.

9. Gelenkanordnung insbesondere nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elemente der Innennabe und/oder die Außennabe im Wesentlichen spanlos bearbeitete Massivumformteile sind.

10. Gelenkanordnung insbesondere nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Laufrillenpaare des

Gelenks sechs ist.

11. Gelenkanordnung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Laufrillenpaare des Gelenks gleich der Anzahl der Laufbahnpaare der Verschiebeeinheit ist.

12. Gelenkanordnung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Beugewinkel des Gelenks zwischen der Innennabe und der Außennabe etwa ± 40° beträgt.

13. Gelenkanordnung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Laufbahnpaar der Verschiebeeinheit wenigstens zwei in einem axial verschiebbaren Außenkäfig aufgenommene Kugeln vorgesehen sind.

14. Gelenkanordnung insbesondere nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Verschiebeweg der Kugeln der Verschiebeeinheit und/oder des Außenkäfigs durch Anschlagmittel oder dgl. begrenzt ist. - 18 - KEIL& SCHAAFHAUSEN

P A T E N T A N W Ä L T E

15. Gelenkanordnung insbesondere nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zweier in einem Laufbahnpaar benachbarter Kugeln wenigstens das Dreifache des Abstands der beiden Kontaktpunkte (P) einer Kugel in einem Laufbahnpaar beträgt.

16. Gelenkanordnung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenlaufbahnen der Verschiebeeinheit in einer aus einem Rohr oder einer Blechronde umgeformten Hülse oder Glocke ausgebildet sind, welche mit Anschlussmitteln für eine Welle oder einen Wellenzapfen verbunden und/oder versehen ist.

17. Gelenkwelle, insbesondere Antriebswelle für Kraftfahrzeuge, welche wenigstens eine Gelenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, insbesondere als Kompakt-Einbausatz, aufweist.