DE10253627A1

DE10253627A1 - Kugelkäfig für axial zu verbauende Kugelgleichlaufdrehgelenke

Info

Publication number: DE10253627A1
Application number: DE10253627A
Authority: DE
Inventors: Thomas Weckerling; Stephan Maucher
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2003-07-03
Also published as: WO2003046397A1; AU2002352039A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kugelkäfig 11 für ein Kugelgleichlaufdrehgelenk, bestehend aus einem Ringkörper mit einer Längsachse und einer darauf senkrecht stehenden Mittelebene, deren gemeinsamer Punkt einen Käfigmittelpunkt bildet. Der Ringkörper ist von parallel zur Mittelebene liegenden Ringkanten begrenzt, die zwei Endöffnungen einfassen, und hat eine grundsätzlich konvexe Außenringfläche 12 und eine grundsätzlich konkave Innenringfläche 20. Im Ringkörper sind symmetrisch zur Mittelebene über den Umfang verteilt in Umfangsrichtung längliche Fenster 15 ausgebildet, die durch Trennstege 16 voneinander getrennt sind und die jeweils seitlich durch Umfangsstege 17, 18 begrenzt sind. In umfangslagebezogener Zuordnung zu den Trennstegen 16 weist der Ringkörper in der Innenringfläche 20 in Richtung der Längsachse verlaufende, von zumindest einer Ringkante ausgehende Montageerweiterungen 19 auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelkäfig für ein Kugelgleichlaufdrehgelenk, bestehend aus einem Ringkörper mit einer Längsachse und einer darauf senkrecht stehenden Mittelebene, deren gemeinsamer Punkt einen Käfigmittelpunkt bildet, der Ringkörper ist von parallel zur Mittelebene liegenden Ringkanten begrenzt, die zwei Endöffnungen mit einem kleinsten Durchmesser einfassen, und hat eine grundsätzlich konvexe Außenringfläche und eine grundsätzlich konkave Innenringfläche, im Ringkörper sind symmetrisch zur Mittelebene über den Umfang verteilt in Umfangsrichtung längliche Fenster ausgebildet, die durch Trennstege voneinander getrennt sind und die jeweils seitlich durch Umfangsstege begrenzt sind.
Käfige in Kugelgleichlaufdrehgelenken haben die Aufgabe, die Gesamtheit der Kugeln in einer gemeinsamen Ebene zu halten, die als Mittelebene des Kugelkäfigs betrachtet wird und die bei jeder Abwinkelbewegung zwischen Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil die winkelhalbierende Ebene bildet. Hierbei werden die Kugeln in den meisten Gelenkbauformen unmittelbar durch die Form der Bahnen im Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil auf die winkelhalbierende Ebene geführt, wobei diese Führung in der durch die sich kreuzenden Achsen des Gelenkaußenteils und Gelenkinnenteils aufgespannten Ebene sehr wirksam ist, in einer dazu senkrechten Ebene jedoch nahezu unwirksam ist.
Aufgrund der notwendig kugeligen Außenform des Käfigs ist es in der Regel nicht möglich, das Gelenkinnenteil in koaxialer Ausrichtung in den Kugelkäfig einzuführen, da der Durchmesser des Gelenkinnenteils über die längsverlaufenden Stege zwischen den Kugelnbahnen gemessen größer ist als der Öffnungsdurchmesser des Käfigs an den beiden Stirnseiten. Dies bedingt komplizierte Einfädelungsvorgänge bei der Montage von Kugelkäfig und Gelenkinnenteil, die sich einer Automatisierung entziehen und die insbesondere eine Verbreiterung des Käfigs zur Festigkeitserhöhung begrenzen, da mit einer Verbreiterung gleichzeitig eine weitere Verringerung des Öffnungsdurchmessers an den Stirnseiten des Käfigs einhergeht.

Aus der DE 196 48 537 C1 ist eine Gelenkwelle mit zwei Gleichlaufdrehgelenken bekannt, die jeweils einen Käfig aufweisen, der eine Axialmontage mit dem Gelenkinnenteil dadurch ermöglicht, daß jeweils in mittiger Zuordnung zu den Käfigfenstern innen Längsnuten in den Käfig eingebracht sind, so daß die Stege zwischen den Kugelbahnen durch diese Nuten eingeführt werden können und anschließend das Gelenkinnenteil gegenüber dem Käfig um eine halbe Fensterteilung so verdreht wird, daß die Kugelbahnen den Käfigfenstern und die Stege zwischen den Kugelbahnen den Trennstegen zwischen den Käfigfenstern zugeordnet sind. Hierdurch kommt es zu einer außerordentlichen Schwächung der seitlichen Umfangsstege an den Käfigfenstern, die die höchstbelasteten Bereiche bei gebeugt umlaufenden Gelenken darstellen.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, Kugelkäfige vorzuschlagen, die bei hoher Festigkeit in den belasteten Umfangsstegbereichen eine Montage mit dem jeweiligen Gelenkinnenteil in zueinander koaxialer Ausrichtung ermöglichen. Die Lösung hierfür besteht in Käfigen, an denen in umfangslagebezogener Zuordnung zu den Trennstegen der Ringkörper in der Innenfläche in Richtung der Längsachse verlaufende, von zumindest einer Ringkante ausgehende Montageerweiterungen mit einem wirksamen Durchmesser aufweist, der größer ist als der kleinste Durchmesser der zwei Endöffnungen. Hiermit kann das Gelenkinnenteil von der zumindest einen mit Montageerweiterungen versehenen Seite des Käfigs aus koaxial eingeführt werden, wobei Kugelkäfig und Gelenkinnenteil dann bereits ihre bestimmungsgemäße Position zueinander haben, wodurch die Gelenkmontage wesentlich erleichtert und einer Automatisierung zugänglich ist. Die bruchgefährdeten Umfangsstege im Bereich der Käfigfenster sind hierbei in größerer Dicke erhalten, so daß eine unverminderte Bruchfestigkeit in den gefährdeten Bereichen gegeben ist.

Erfindungsgemäße Käfige eignen sich insbesondere für sogenannte Gegenbahngelenke, bei denen erste Außenbahnen mit ersten Innenbahnen erste Bahnpaare bilden, deren Bahnen sich in einer ersten axialen Richtung voneinander entfernen, und zweite Außenbahnen mit zweiten Innenbahnen zweite Bahnpaare bilden, deren Bahnen sich in einer zweiten entgegengesetzten axialen Richtung voneinander entfernen. Bei solchen Gelenken ist die Montage zwischen Gelenkinnenteil und Käfig besonders schwierig, aufgrund der in Umfangsrichtung von Kugelbahn zu Kugelbahn wechselnden Bahnform. Da bei Gelenken dieser Art auch die Belastungskräfte auf die Umfangsstege am Käfig jeweils von Käfigfenster zu Käfigfenster über dem Umfang wechseln, ist es hierbei möglich, Montageausnehmungen vorzusehen, die jeweils die Breite zweier Trennstege und des dazwischenliegenden Käfigfensters einschließen.

Erfindungsgemäße Käfige sind in gleicher Weise für Kugelgleichlaufdrehgelenke in Form von Rzeppa-Festgelenken geeignet, bei denen die Außenbahnen mit den Innenbahnen jeweils Bahnpaare bilden, deren Bahnen sich in einer übereinstimmenden axialen Richtung voneinander entfernen. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Käfigs erschließen sich insbesondere dann, wenn ein Wellenzapfen unlösbar mit dem Gelenkinnenteil verbunden ist, so daß eine konventionelle Montage über ein Einfädeln und Einrollen des Gelenkinnenteils in den Kugelkäfig ausgeschlossen ist und eine Montage in zueinander annähernd koaxialer Ausrichtung notwendig wird.

Die Eignung der erfindungsgemäßen Käfige ist jedoch in gleicher Weise auch für sogenannte VL-Gelenke gegeben, bei denen die Kugelbahnen im Gelenkinnenteil und die Kugelbahnen im Gelenkaußenteil der Bahnpaare jeweils entgegengesetzte gleich große Kreuzungswinkel mit der Längsachse des jeweiligen Bauteils bilden und damit als Bahnpaare einander zugeordnete Außenbahnen und Innenbahnen Kreuzungswinkel miteinander bilden, die der Steuerung der Kugeln bei Gelenkbeugung und bei Axialverschiebung dienen.

Die Erfindung schließt somit Gleichlaufdrehgelenke ein, umfassend Kugelgleichlaufdrehgelenk umfassend ein Gelenkaußenteil mit Außenbahnen, ein Gelenkinnenteil mit Innenbahnen, drehmomentübertragende Kugeln, die in Bahnpaaren aus Außenbahnen und Innenbahnen aufgenommen sind, und einen Kugelkäfig mit Käfigfenstern, in denen die Kugeln in einer gemeinsamen Ebene gehalten sind und bei Gelenkbeugung auf die winkelhalbierende Ebene geführt werden,
erste Außenbahnen bilden mit ersten Innenbahnen erste Bahnpaare, deren Bahnen sich in einer ersten axialen Richtung voneinander entfernen,
zweite Außenbahnen bilden mit zweiten Innenbahnen zweite Bahnpaare, deren Bahnen sich in einer zweiten axialen Richtung voneinander entfernen,
der größte Durchmesser des Gelenkinnenteils im Querschnitt ist größer als der kleinste Durchmesser jeder der Endöffnungen des Käfigs,
der Kugelkäfig besteht aus einem Ringkörper mit einer Längsachse und einer darauf senkrecht stehenden Mittelebene, deren gemeinsamer Punkt einen Käfigmittelpunkt bildet,
der Ringkörper ist von parallel zur Mittelebene liegenden Ringkanten begrenzt, die zwei Endöffnungen einfassen, und hat eine grundsätzlich konvexe Außenringfläche und eine grundsätzlich konkave Innenringfläche,
im Ringkörper sind symmetrisch zur Mittelebene über den Umfang verteilt in Umfangsrichtung längliche Fenster ausgebildet, die durch Trennstege voneinander getrennt sind und die jeweils seitlich durch Umfangsstege begrenzt sind,
in umfangslagebezogener Zuordnung zu den Trennstegen weist der Ringkörper in der Innenringfläche in Richtung der Längsachse verlaufende, von zumindest einer Ringkante ausgehende Montageerweiterungen auf, deren wirksamer Durchmesser größer ist als der größte Durchmesser des Gelenkinnenteils.

Die Erfindung schließt weiter Gleichlaufdrehgelenke ein, umfassend ein Gelenkaußenteil mit Außenbahnen, ein Gelenkinnenteil mit Innenbahnen, drehmomentübertragende Kugeln, die in Bahnpaaren aus Außenbahnen und Innenbahnen aufgenommen sind, und einen Kugelkäfig mit Käfigfenstern, in denen die Kugeln in einer gemeinsamen Ebene gehalten und bei Gelenkbeugung auf die winkelhalbierende Ebene geführt werden,
die Außenbahnen bilden mit den Innenbahnen Bahnpaare, deren Bahnen sich in einer übereinstimmenden axialen Richtung voneinander entfernen,
der größte Durchmesser des Gelenkinnenteils im Querschnitt ist größer als der kleinste Durchmesser jeder der Endöffnungen des Kugelkäfigs,
der Kugelkäfig besteht aus einem Ringkörper mit einer Längsachse und einer darauf senkrecht stehenden Mittelebene, deren gemeinsamer Punkt einen Käfigmittelpunkt bildet,
der Ringkörper ist von parallel zur Mittelebene liegenden Ringkanten begrenzt, die zwei Endöffnungen einfassen, und hat eine grundsätzlich konvexe Außenfläche und eine grundsätzlich konkave Innenringfläche,
im Ringkörper sind symmetrisch zur Mittelebene über den Umfang verteilt in Umfangsrichtung längliche Fenster ausgebildet, die durch Trennstege voneinander getrennt sind und die jeweils seitlich durch Umfangsstege begrenzt sind,
in umfangslagebezogener Zuordnung zu den Trennstegen weist der Ringkörper in der Innenringfläche in Richtung der Längsachse verlaufende, von zumindest einer Ringkante ausgehende Montageerweiterungen auf, deren wirksamer Durchmesser größer ist als der größte Durchmesser des Gelenkinnenteils.

Die Erfindung schließt schließlich Gleichlaufdrehgelenke ein, umfassend ein Gelenkaußenteil mit Außenbahnen, ein Gelenkinnenteil mit Innenbahnen, drehmomentübertragende Kugeln, die in Bahnpaaren aus Außenbahnen und Innenbahnen aufgenommen sind, und einen Kugelkäfig mit Käfigfenstern, in denen die Kugeln in einer gemeinsamen Ebene gehalten und bei Gelenkbeugung auf die winkelhalbierende Ebene geführt werden,
die Außenbahnen bilden mit den Innenbahnen Bahnpaare, wobei die Außenbahnen und die Innenbahnen der einzelnen Bahnpaare jeweils gleich große entgegengesetzte Kreuzungswinkel mit der Längsachse des Gelenks bei gestrecktem Gelenk bilden,
der größte Durchmesser des Gelenkinnenteils im Querschnitt ist größer als der kleinste Durchmesser jeder der Endöffnungen des Kugelkäfigs,
der Kugelkäfig besteht aus einem Ringkörper mit einer Längsachse und einer darauf senkrecht stehenden Mittelebene, deren gemeinsamer Punkt einen Käfigmittelpunkt bildet,
der Ringkörper ist von parallel zur Mittelebene liegenden Ringkanten begrenzt, die zwei Endöffnungen einfassen, und hat eine grundsätzlich konvexe Außenringfläche und eine grundsätzlich konkave Innenringfläche,
im Ringkörper sind symmetrisch zur Mittelebene über den Umfang verteilt in Umfangsrichtung längliche Fenster ausgebildet, die durch Trennstege voneinander getrennt sind und die jeweils seitlich durch Umfangsstege begrenzt sind,
in umfangslagebezogener Zuordnung zu den Trennstegen weist der Ringkörper in der Innenringfläche in Richtung der Längsachse verlaufende, von zumindest einer Ringkante ausgehende Montageerweiterungen auf, deren wirksamer Durchmesser größer ist als der größte Durchmesser des Gelenkinnenteils.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Montageerweiterungen auf die Längsachse des Käfigs bezogen innenzylindrische Grundflächen aufweisen. Weiterhin ist es günstig, wenn die außerhalb der Montageerweiterungen liegenden Restflächen der inneren Ringfläche auf den Käfigmittelpunkt bezogene Innenkugelflächen bilden, so daß die Käfigwandstärke im Bereich dieser Restflächen im wesentlichen konstant ist.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die außerhalb der Montageerweiterungen liegenden Restflächen im Anschluß an die außenliegenden Ringkanten innenzylindrisch überdreht sind. Hiermit wird ein vorzeitiges Anschlagen der Welle am Käfig bei Gelenkbeugung vermieden.

Die Montageerweiterungen sind in einer ersten bevorzugten Ausführung jeweils durchgehend von einer Ringkante bis zur anderen Ringkante ausgebildet. Dies erlaubt bei im übrigen symmetrischer Form eine lageunabhängige Montage des Kugelkäfigs.

In einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung sind die Montageerweiterungen jeweils von einer Ringkante bis zur Mittelebene M ausgeführt. Hierbei ist die bestimmte Orientierung des Kugelkäfigs bei der Montage zu beachten. Der Kugelkäfig hat insgesamt durch eine in Umfangsrichtung gleichmäßig dicke Käfighälfte größere Festigkeit.

In einer ersten Variante sind die Montageerweiterungen gemäß den beiden vorstehend genannten Typen an jedem Trennsteg einzeln ausgeführt. Auch dies führt zu hoher Festigkeit. Nach einer zweiten Variante schließen die Montageerweiterungen jeweils zwei benachbarte Trennstege und den dazwischenliegenden Umfangssteg ein. Hiermit läßt sich die Zahl der Bearbeitungsschritte reduzieren. Montageerweiterungen der zuletzt genannten Art können entweder nur von einer Ringkante ausgehen, wobei sie jeweils durch einen Fensterbereich voneinander getrennt sind, oder sie können jeweils über dem Umfang abwechselnd von den beiden Ringkanten ausgeführt sein, wobei sie sich an jedem Trennsteg überdecken. Über dem Umfang wechselnde Montageerweiterungen setzen eine gerade Anzahl von Kugelfenstern voraus. Bevorzugt sind acht Kugelfenster vorgesehen. Sechs oder zehn Kugelfenster sind ebenfalls darstellbar.

Allgemein ist vorgesehen, daß die Montageerweiterungen sich jeweils von der entsprechenden Ringkante im Längsschnitt bis zur Mittelebene erstrecken.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Montageerweiterungen in der Mittelebene tangential in die Restflächen übergehen und daß die Montageerweiterungen im Querschnitt mit Rundungen in die Restflächen übergehen.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kugelkäfig einer ersten Art

a) in Axialansicht
b) im Längsschnitt
c) in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Kugelkäfig einer zweiten Art

a) in Axialansicht
b) im Längsschnitt
c) in perspektivischer Ansicht;

Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Kugelkäfig einer dritten Ausführung

a) in Axialansicht
b) im Längsschnitt
c) in perspektivischer Ansicht;

Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Kugelkäfig einer vierten Ausführung

a) in Axialansicht
b) im Längsschnitt
c) in perspektivischer Ansicht;

Fig. 5 zeigt einen Käfig nach Fig. 1 mit einem Gelenkinnenteil in koaxialer Ausrichtung während der Montage

a) in perspektivischer Ansicht
b) im Längsschnitt;

Fig. 6 zeigt ein montiertes Gelenk in einer ersten Ausführung im Längsschnitt

a) mit einem Käfig nach Fig. 2,
b) mit einem Käfig nach einer der Fig. 1 bis 4;

Fig. 7 zeigt ein montiertes Gelenk in einer zweiten Ausführung im Längsschnitt

Fig. 8 zeigt ein montiertes Gelenk in einer dritten Ausführung im Längsschnitt

a) mit einem Käfig ähnlich Fig. 1,
b) mit einem Käfig nach einer der Fig. 1 bis 4.

Die drei Darstellungen der Fig. 1 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Ein Kugelkäfig 11 besteht aus einem Ringkörper, der eine Achse A, eine darauf senkrechte Mittelebene E und einem Käfigmittelpunkt M als gemeinsamer Punkt der Achse A mit der Mittelebene E aufweist. Der Ringkörper umfaßt eine kugelabschnittsförmige Außenringfläche 12, die auf dem Käfigmittelpunkt M zentriert ist. Der Ringkörper wird begrenzt durch zwei Ringkanten 13, 14. Im Ringkörper sind acht umfangsverteilte Käfigfenster 15 vorgesehen, die sich in Umfangsrichtung längs erstrecken und durch Trennstege 16 voneinander getrennt sind und jeweils zu den Ringkanten 13, 14 durch Umfangsstege 17, 18 begrenzt sind. Jeweils in Zuordnung zu den Trennstegen 16 sind längsgerichtete Montageausnehmungen 19 vorgesehen, die sich von einer Ringkante 13 zur anderen Ringkante 14 erstrecken. Die Montageausnehmungen lassen Restflächen einer grundsätzlich konkaven Innenringfläche 20 des Kugelkäfigs stehen. In der Innenringfläche 20 sind anschließend an die Ringkanten zylindrische Überdrehungen 21, 22 erkennbar. Im Bereich der Montageausnehmungen 19 können zwischen Kugelbahnen verlaufende Stege eines Gelenkinnenteils eingeführt werden, dessen größter Durchmesser größer ist als die kleinsten Durchmesser der Endöffnungen 23, 24 des erfindungsgemäßen Kugelkäfigs.
Die drei Darstellungen der Fig. 2 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Ein Kugelkäfig 11 besteht aus einem Ringkörper, der eine Achse A, eine darauf senkrechte Mittelebene E und einem Käfigmittelpunkt M als gemeinsamer Punkt der Achse A mit der Mittelebene E aufweist. Der Ringkörper umfaßt eine kugelabschnittsförmige Außenringfläche 12, die auf dem Käfigmittelpunkt M zentriert ist. Der Ringkörper wird begrenzt durch zwei Ringkanten 13, 14. Im Ringkörper sind acht umfangsverteilte Käfigfenster 15 vorgesehen, die sich in Umfangsrichtung längs erstrecken und durch Trennstege 16 voneinander getrennt sind und jeweils zu den Ringkanten 13, 14 durch Umfangsstege 17, 18 begrenzt sind. Jeweils in Zuordnung zu den Trennstegen 16 sind längsgerichtete Montageausnehmungen 19 vorgesehen, die sich von einer Ringkante 13 bis zur Mittelebene E erstrecken. Die Montagestege lassen in einer Käfighälfte Restflächen einer grundsätzlich konkaven Innenringfläche 20 des Kugelkäfigs stehen, während letztere in der anderen Käfighälfte erhalten ist. Hierbei gehen die Montageausnehmungen 19 in der einen Käfighälfte tangential in die Innenringfläche 20 in der anderen Käfighälfte über. In der Innenringfläche 20 sind anschließend an die Ringkanten zylindrische Überdrehungen 21, 22 erkennbar. Im Bereich der Montageausnehmungen 19 können zwischen Kugelbahnen verlaufende Stege eines Gelenkinnenteils eingeführt werden, dessen größter Durchmesser größer ist als die kleinsten Durchmesser der Endöffnungen 23, 24 des erfindungsgemäßen Kugelkäfigs.
Die drei Darstellungen der Fig. 3 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Ein Kugelkäfig 11 besteht aus einem Ringkörper, der eine Achse A, eine darauf senkrechte Mittelebene E und einem Käfigmittelpunkt M als gemeinsamer Punkt der Achse A mit der Mittelebene E aufweist. Der Ringkörper umfaßt eine kugelabschnittsförmige Außenringfläche 12, die auf dem Käfigmittelpunkt M zentriert ist. Der Ringkörper wird begrenzt durch zwei Ringkanten 13, 14. Im Ringkörper sind acht umfangsverteilte Käfigfenster 15 vorgesehen, die sich in Umfangsrichtung längs erstrecken und durch Trennstege 16 voneinander getrennt sind und jeweils zu den Ringkanten 13, 14 durch Umfangsstege 17, 18 begrenzt sind. Es sind vier einzelne längsgerichtete Montageausnehmungen 19 vorgesehen, die sich von einer Ringkante 13 bis zur Mittelebene E erstrecken. Die Montageausnehmungen 19 erfassen in der Breite jeweils zwei benachbarte Trennstege 16 und den dazwischenliegenden Fensterbereich. Die jeweils anschließenden Fensterbereiche sind unversehrt. Die Montagestege lassen in einer Käfighälfte Restflächen einer grundsätzlich konkaven Innenringfläche 20 des Kugelkäfigs stehen, während letztere in der anderen Käfighälfte erhalten ist. Auch hier gehen die Montageausnehmungen 19 in der einen Käfighälfte tangential in die Innenringfläche 20 in der anderen Käfighälfte über. In der Innenringfläche 20 sind anschließend an die Ringkanten zylindrische Überdrehungen 21, 22 erkennbar. Im Bereich der Montageausnehmungen 19 können zwischen Kugelbahnen verlaufende Stege eines Gelenkinnenteils eingeführt werden, dessen größter Durchmesser größer ist als die kleinsten Durchmesser der Endöffnungen 23, 24 des erfindungsgemäßen Kugelkäfigs.
Die drei Darstellungen der Fig. 4 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Ein Kugelkäfig 11 besteht aus einem Ringkörper, der eine Achse A, eine darauf senkrechte Mittelebene E und einem Käfigmittelpunkt M als gemeinsamer Punkt der Achse A mit der Mittelebene E aufweist. Der Ringkörper umfaßt eine kugelabschnittsförmige Außenringfläche 12, die auf dem Käfigmittelpunkt M zentriert ist. Der Ringkörper wird begrenzt durch zwei Ringkanten 13, 14. Im Ringkörper sind acht umfangsverteilte Käfigfenster 15 vorgesehen, die sich in Umfangsrichtung längs erstrecken und durch Trennstege 16 voneinander getrennt sind und jeweils zu den Ringkanten 13, 14 durch Umfangsstege 17, 18 begrenzt sind. In jeder der Käfighälften sind vier einzelne längsgerichtete Montageausnehmungen 19 vorgesehen, die sich von jeweils einer der Ringkanten 13, 14 bis zur Mittelebene E erstrecken. Die Montageausnehmungen sind in den beiden Käfighälften um jeweils 45° (eine Fensterteilung) gegeneinander versetzt. Sie erfassen jeweils zwei benachbarte Trennstege und den dazwischenliegenden Fensterbereich. Die Montagestege lassen Restflächen einer grundsätzlich konkaven Innenringfläche 20 des Kugelkäfigs stehen. In der Innenringfläche 20 sind anschließend an die Ringkanten zylindrische Überdrehungen 21, 22 erkennbar. Im Bereich der Montageausnehmungen 19 können Stege eines Gelenkinnenteils zwischen Kugelbahnen eingeführt werden, dessen größter Durchmesser größer ist als die kleinsten Durchmesser der Endöffnungen 23, 24 des erfindungsgemäßen Kugelkäfigs. Die unversehrten Restflächen der Innenringfläche führen hier, wie auch in den vorhergehenden Ausführungen, zu einer Verstärkung der jeweiligen Umfangsstege 17, 18, die besonders belastet sind.
Die beiden Darstellungen der Fig. 5 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Es ist ein Käfig 11 in der Ausführung der Fig. 1 gezeigt sowie ein Gelenkinnenteil 31 mit angeformten Zapfen 32. Die Einzelheiten des Käfigs 11 sind mit gleichen Bezugsziffern belegt wie in der Fig. 1. Auf die zugehörige Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Am Gelenkinnenteil 31 sind umfangsverteilte Innenbahnen 33 sowie dazwischenliegende Stege 34 erkennbar. In zueinander koaxialer Lage von Kugelkäfig 11 und Gelenkinnenteil 31 sind die beiden Teile so zueinander gedreht, daß die Kugelinnenbahnen 33 den Fenstern 15 zugeordnet sind und die Stege 34 den Montageausnehmungen 19 und damit den Trennstegen 16. Obwohl der größte Durchmesser D₂ des Gelenkinnenteils über die Stege 34 gemessen größer ist als der kleinste Innendurchmesser D₃ der Endöffnung 23 über die Bereiche zwischen den Montageausnehmungen 19 gemessen, ist durch die partiell durchmesservergrößernde Wirkung der Montageausnehmungen mit dem Innendurchmesser D₁ die Axialmontage in koaxialer Ausrichtung möglich. Bei einem Käfig der hier gezeigten Form kann das Gelenkinnenteil von beiden Endöffnungen 23, 24 her in den Kugelkäfig 11 eingeführt werden. Die Lage des Zapfens 32 zum Gelenkinnenteil 31 ist hierbei ohne Bedeutung. Die Kugelinnenbahnen 33 sind untereinander gleichartig ausgeführt. Bei dem hier gezeigten Kugelkäfig muß eine Abstützung des Gelenkinnenteils unmittelbar oder mittelbar über die Kugelbahnen und Kugeln am Gelenkaußenteil erfolgen. Das Gelenkinnenteil bleibt gegenüber dem Kugelkäfig in beiden axialen Richtung abstützungsfrei.
In Fig. 6a ist ein erfindungsgemäßes Gelenk in einer ersten Ausführung als Gegenbahngelenk gezeigt. Die grundlegenden Teile sind ein Kugelkäfig 11, ein Gelenkinnenteil 31, ein Gelenkaußenteil 41, drehmomentübertragende Kugeln 51 sowie zwei Blechkappen 61, 62. In der oberen Bildhälfte sind erste Kugelinnenbahnen 33 ₁, und erste Kugelaußenbahnen 43 ₁ im Schnitt gezeigt, die sich nach links in Richtung zum Zapfen 32 des Gelenkinnenteils 31 voneinander entfernen. In der unteren Bildhälfte sind zweite Kugelinnenbahnen 33 ₂, und zweite Kugelaußenbahnen 43 ₂ im Schnitt gezeigt, die sich nach rechts, also in Gegenrichtung zum Zapfen 32 voneinander entfernen. Der Käfig 11 ist mit den Merkmalen des Käfigs nach Fig. 2 dargestellt, wobei die Montageausnehmungen 19 nach rechts in Gegenrichtung zum Zapfen 32 des Gelenkinnenteils 31 weisen. Das Gelenk ist axial montierbar. Der Käfig 11 wird in üblicher Weise in das Gelenkaußenteil 41 eingeführt. Daraufhin werden die Kugeln 51 von innen in die Käfigfenster eingesetzt. Danach wird von rechts das Gelenkinnenteil 31 nachgeführt, wobei der Käfig 11 vorübergehend axial nach rechts verlagert wird, damit die höchsten Bereiche der Kugelbahnen 33 ₁ an den Kugeln vorbeigeführt werden können. Anschließend wird der Käfig nach links gegen einen Anschlag im Gelenkaußenteil 41 verschoben und mit einem Blechdeckel 61 festgesetzt. Ein weiterer Blechdeckel 62 dient der Faltenbalgbefestigung.
In Fig. 6b ist ein erfindungsgemäßes Gelenk in der Ausführung nach Fig. 6a als Gegenbahngelenk gezeigt. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern wie dort belegt. Auf die vorhergehende Beschreibung wird Bezug genommen. Ein Käfig 11 ist nur in Umrißlinien in seiner Kontur gestrichelt angedeutet und kann jede der Ausführungsformen eines Käfigs nach den Fig. 1 bis 4 annehmen, wobei die Montageausnehmungen 19 jeweils nach rechts entgegen dem Zapfen 32 des Gelenkinnenteils 31 weisen können, wobei das Gelenkinnenteil 31 von rechts nach links in den im Gelenkaußenteil 41 montierten Käfig 11 eingesetzt wird, oder wobei die Montageausnehmungen 19 jeweils nach links in Richtung des Zapfens 32 des Gelenkinnenteils 31 weisen können, wobei das Gelenkinnenteil 31 von links nach rechts in den im Gelenkaußenteil montierten Käfig 11 eingesetzt wird.
In Fig. 7a ist ein erfindungsgemäßes Gelenk in einer zweiten Ausführung als Rzeppa-Festgelenk gezeigt. Auch hierbei sind die Teile Kugelkäfig 11, Gelenkinnenteil 31 mit anschließendem Zapfen 32, Gelenkaußenteil 41 und Kugeln 51 gezeigt. Die Kugelinnenbahnen 33 und die Kugelaußenbahnen 43 der Bahnpaare entfernen sich hierbei übereinstimmend in die gleiche Richtung nach links voneinander. Das Gelenkinnenteil ist an dem dem Zapfen 32 entgegengesetzten Ende kugelig ausgebildet und stützt sich an einem in das Gelenkaußenteil 41 eingesetzten Boden 71 ab, wobei zwischen Gelenkinnenteil 31 und Boden 71 ein radial beweglicher Stützring 72 eingelegt ist. An den Boden schließt sich ein Zapfen 73 an. Der Käfig 11 entspricht im wesentlichen der Ausführung nach Fig. 2, obwohl hier keine Einzelheiten erkennbar sind. Bei vormoniertem Käfig und Gelenkaußenteil und noch nicht eingesetztem Boden 71 kann die Kugelmontage wie zuvor beschrieben erfolgen. Nach koaxialem Einführen des Gelenkinnenteils 31 von rechts durch die Öffnung für den Boden 71 findet die axiale Verbauung durch das anschließende Einfügen des Bodens 71 in das Gelenkaußenteil 41 statt.
In Fig. 7b ist ein Gelenk in der Ausführung nach Fig. 7a gezeigt. Auf die vorhergehende Beschreibung wird Bezug genommen.
Der Käfig 11 ist gestrichelt in seinen Umrissen dargestellt und kann durch jedes der Ausführungsbeispiele eines Käfigs nach den Fig. 1 bis 4 gebildet werden, wobei bezüglich seiner Anordnung und seiner Montagefolge das gleiche gilt wie für den Käfig nach Fig. 6a.
In Fig. 8a ist ein erfindungsgemäßes Gelenk in einer dritten Ausführung als VL-Verschiebegelenk mit achsparallelen, sich kreuzenden Kugelbahnen gezeigt. Die grundlegenden Teile sind wiederum ein Käfig 11, der mit gestrichelten Linien in seinem äußeren Umfang angedeutet ist, ein Gelenkinnenteil 31, ein Gelenkaußenteil 41 und drehmomentübertragende Kugeln 51. Am Außenteil ist ein Boden 71 einstückig angeformt und ein Zapfen 73 an diesen angesetzt. Der Käfig 11 entspricht im wesentlichen der Ausführung nach Fig. 1, wobei jedoch hier ein Gelenk mit sechs Kugeln wiedergegeben ist. Bezüglich der Montagefolge ist jedoch hier abschließend das Gelenkinnenteil 31 von links nach rechts in den Käfig 11 einzusetzen, das heißt es müssen jeweils nach links weisende Montageausnehmungen 19 am Käfig 11 vorhanden sein. Die inneren Kugelbahnen und äußeren Kugelbahnen 43 bilden in bekannter Weise jeweils Kreuzungswinkel miteinander in den jeweils eine Kugel 51 aufnehmenden Paaren von Kugelrillen 33, 43. Bei vormontiertem Käfig 11 und Gelenkaußenteil 41 erfolgt die Kugelmontage wie oben beschrieben. Anschließend kann das Gelenkinnenteil 31 koaxial in den Käfig 11 eingeführt werden.
In Fig. 8b ist ein Gelenk in der Ausführung nach Fig. 8a gezeigt. Auf die vorhergehende Beschreibung wird Bezug genommen. Auch hier ist der Käfig gestrichelt dargestellt und kann der Käfig 11 jede der Ausführungsformen eines Käfigs nach den Fig. 1 bis 4 annehmen, wobei bezüglich seiner Anordnung das gleiche gilt wie für den Käfig nach Fig. 6.

Claims

1. Kugelkäfig (11) für ein Kugelgleichlaufdrehgelenk, bestehend aus einem Ringkörper mit einer Längsachse (A) und einer darauf senkrecht stehenden Mittelebene (E), deren gemeinsamer Punkt einen Käfigmittelpunkt (M) bildet,
der Ringkörper ist von parallel zur Mittelebene liegenden Ringkanten (13, 14) begrenzt, die zwei Endöffnungen (23, 24) mit einem kleinsten Durchmesser (D₃) einfassen, und hat eine grundsätzlich konvexe Außenringfläche (12) und eine grundsätzlich konkave Innenringfläche (20),
im Ringkörper sind symmetrisch zur Mittelebene (E) über den Umfang verteilt in Umfangsrichtung längliche Fenster (15) ausgebildet, die durch Trennstege (16) voneinander getrennt sind und die jeweils seitlich durch Umfangsstege (17, 18) begrenzt sind,
in umfangslagebezogener Zuordnung zu den Trennstegen (16) weist der Ringkörper in der Innenringfläche (20) in Richtung der Längsachse (A) verlaufende, von zumindest einer Ringkante (13, 14) ausgehende Montageerweiterungen (19) mit einem wirksamen Durchmesser (D₁) auf, der größer ist als der kleinste Durchmesser (D₃) der zwei Endöffnungen (23, 24).

2. Kugelkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageerweiterungen (19) auf die Längsachse (A) bezogen innenzylindrische Grundflächen aufweisen.

3. Kugelkäfig nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Montageerweiterungen (19) liegende Restflächen der Innenringfläche (20) auf den Käfigmittelpunkt (M) bezogene Innenkugelflächen bilden.

4. Kugelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb der Montageerweiterung (19) liegenden Restflächen anschließend an die Ringkanten (13, 14) innenzylindrisch überdreht sind.

5. Kugelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageerweiterungen (19) jeweils durchgehend von einer Ringkante (13) bis zu anderen Ringkante (14) ausgeführt sind. (532)

6. Kugelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageerweiterungen jeweils von einer Ringkante (13) bis zur Mittelebene (M) ausgeführt sind (533, 534)

7. Kugelkäfig nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageerweiterungen (19) an jedem Trennsteg (16) einzeln ausgeführt sind (532, 533).

8. Kugelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageerweiterungen (19) jeweils zwei benachbarte Trennstege (16) und den dazwischenliegenden Umfangssteg (17, 18) erfassen und durch jeweils einen Umfangssteg (17, 18) voneinander getrennt sind (534, 535).

9. Kugelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageerweiterungen (19) über dem Umfang abwechselnd von den beiden Ringkanten (13, 14) ausgehend ausgeführt sind und sich an jedem Trennsteg (16) überdecken (535).

10. Kugelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageerweiterungen (19) im Längsschnitt in der Mittelebene (E) tangential in die Restflächen übergehen.

11. Kugelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageerweiterungen (19) in Querschnitten mit Rundungen in die Restflächen übergehen.

12. Kugelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkäfig (11) acht Fenster (15) aufweist.

13. Kugelgleichlaufdrehgelenk umfassend ein Gelenkaußenteil (41) mit Außenbahnen (43), ein Gelenkinnenteil (31) mit Innenbahnen (33), drehmomentübertragende Kugeln (51), die in Bahnpaaren aus Außenbahnen (43) und Innenbahnen (33) aufgenommen sind, und einen Kugelkäfig (11) mit Käfigfenstern (15), in denen die Kugeln (51) in einer gemeinsamen Ebene gehalten sind und bei Gelenkbeugung auf die winkelhalbierende Ebene geführt werden,
erste Außenbahnen (43 ₁) bilden mit ersten Innenbahnen (331) erste Bahnpaare, deren Bahnen sich in einer ersten axialen Richtung voneinander entfernen,
zweite Außenbahnen (43 ₂) bilden mit zweiten Innenbahnen (332) zweite Bahnpaare, deren Bahnen sich in einer zweiten axialen Richtung voneinander entfernen,
der größte Durchmesser (D₂) des Gelenkinnenteils (31) im Querschnitt ist größer als der kleinste Durchmesser (D³) jeder der Endöffnungen (23, 24) des Käfigs (11),
der Kugelkäfig (11) besteht aus einem Ringkörper mit einer Längsachse (A) und einer darauf senkrecht stehenden Mittelebene (E), deren gemeinsamer Punkt einen Käfigmittelpunkt (M) bildet,
der Ringkörper ist von parallel zur Mittelebene liegenden Ringkanten (13, 14) begrenzt, die zwei Endöffnungen (23, 24) einfassen, und hat eine grundsätzlich konvexe Außenringfläche (12) und eine grundsätzlich konkave Innenringfläche (20),
im Ringkörper sind symmetrisch zur Mittelebene (E) über den Umfang verteilt in Umfangsrichtung längliche Fenster (15) ausgebildet, die durch Trennstege (16) voneinander getrennt sind und die jeweils seitlich durch Umfangsstege (17, 18) begrenzt sind,
in umfangslagebezogener Zuordnung zu den Trennstegen (16) weist der Ringkörper in der Innenringfläche (20) in Richtung der Längsachse (A) verlaufende, von zumindest einer Ringkante ausgehende Montageerweiterungen (19) auf, deren wirksamer Durchmesser (D₁) größer ist als der größte Durchmesser (D₂) des Gelenkinnenteils (31).

14. Kugelgleichlaufdrehgelenk umfassend ein Gelenkaußenteil (41) mit Außenbahnen (43), ein Gelenkinnenteil (31) mit Innenbahnen (33), drehmomentübertragende Kugeln (51), die in Bahnpaaren aus Außenbahnen (43) und Innenbahnen (33) aufgenommen sind, und einen Kugelkäfig (11) mit Käfigfenstern (15), in denen die Kugeln (51) in einer gemeinsamen Ebene gehalten und bei Gelenkbeugung auf die winkelhalbierende Ebene geführt werden,
die Außenbahnen (43) bilden mit den Innenbahnen (33) Bahnpaare, deren Bahnen sich in einer übereinstimmenden axialen Richtung voneinander entfernen,
der größte Durchmesser (D₂) des Gelenkinnenteils (31) im Querschnitt ist größer als der kleinste Durchmesser (D₃) jeder der Endöffnungen (23, 24) des Kugelkäfigs (11),
der Kugelkäfig (11) besteht aus einem Ringkörper mit einer Längsachse (A) und einer darauf senkrecht stehenden Mittelebene (E), deren gemeinsamer Punkt einen Käfigmittelpunkt (M) bildet,
der Ringkörper ist von parallel zur Mittelebene liegenden Ringkanten (13, 14) begrenzt, die zwei Endöffnungen (23, 24) einfassen, und hat eine grundsätzlich konvexe Außenfläche (12) und eine grundsätzlich konkave Innenringfläche (20),
im Ringkörper sind symmetrisch zur Mittelebene (E) über den Umfang verteilt in Umfangsrichtung längliche Fenster (15) ausgebildet, die durch Trennstege (16) voneinander getrennt sind und die jeweils seitlich durch Umfangsstege begrenzt sind,
in umfangslagebezogener Zuordnung zu den Trennstegen (16) weist der Ringkörper in der Innenringfläche (20) in Richtung der Längsachse (A) verlaufende, von zumindest einer Ringkante (13, 14) ausgehende Montageerweiterungen (19) auf, deren wirksamer Durchmesser (D₁) größer ist als der größte Durchmesser (D₂) des Gelenkinnenteils (31).

15. Kugelgleichlaufdrehgelenk umfassend ein Gelenkaußenteil (41) mit Außenbahnen (43), ein Gelenkinnenteil (31) mit Innenbahnen (33), drehmomentübertragende Kugeln (51), die in Bahnpaaren aus Außenbahnen (43) und Innenbahnen (33) aufgenommen sind, und einen Kugelkäfig (11) mit Käfigenstern (15), in denen die Kugeln (51) in einer gemeinsamen Ebene gehalten und bei Gelenkbeugung auf die winkelhalbierende Ebene geführt werden,
die Außenbahnen (43) bilden mit den Innenbahnen (33) Bahnpaare, wobei die Außenbahnen und die Innenbahnen der einzelnen Bahnpaare jeweils gleich große entgegengesetzte Kreuzungswinkel mit der Längsachse des Gelenks bei gestrecktem Gelenk bilden,
der größte Durchmesser (D₂) des Gelenkinnenteils (31) im Querschnitt ist größer als der kleinste Durchmesser (D₃) jeder der Endöffnungen (23, 24) des Kugelkäfigs (11), der Kugelkäfig (11) besteht aus einem Ringkörper mit einer Längsachse (A) und einer darauf senkrecht stehenden Mittelebene (E), deren gemeinsamer Punkt einen Käfigmittelpunkt (M) bildet,
der Ringkörper ist von parallel zur Mittelebene liegenden Ringkanten (13, 14) begrenzt, die zwei Endöffnungen (23, 24) einfassen, und hat eine grundsätzlich konvexe Außenringfläche (12) und eine grundsätzlich konkave Innenringfläche (20),
im Ringkörper sind symmetrisch zur Mittelebene (E) über den Umfang verteilt in Umfangsrichtung längliche Fenster (15) ausgebildet, die durch Trennstege (16) voneinander getrennt sind und die jeweils seitlich durch Umfangsstege begrenzt sind,
in umfangslagebezogener Zuordnung zu den Trennstegen (16) weist der Ringkörper in der Innenringfläche (20) in Richtung der Längsachse (A) verlaufende, von zumindest einer Ringkante (13, 14) ausgehende Montageerweiterungen (19) auf, deren wirksamer Durchmesser (D₁) größer ist als der größte Durchmesser (D₂) des Gelenkinnenteils (31).