DE1854645U - CONTINUOUS SWIVEL JOINT FOR LARGE ANGLES OF BENDING. - Google Patents

Description

B e s c h r e i b u n g Gleichlauf-Drehgelenk für große Beugungswinkel. Description Constant velocity swivel joint for large flexion angles.

Die Erfindung bezieht sich auf Gleichlauf-Drehgelenke mit Drehmomentübertragung durch Kugeln, die in Längsrillen eines inneren und eines äußeren, jeweils um den Gelenkmittelpunkt schwenkbaren Gelenkkörpers geführt und von einem zwischen den beiden Gelenkkörpern liegenden Kugelkäfig gehalten sind. The invention relates to constant velocity swivel joints with torque transmission by balls in longitudinal grooves of an inner and an outer, each around the Joint center pivotable joint body and guided by one between the two joint bodies lying ball cage are held.

Bei den bekannten Drehgelenken dieser Bauart sind innerer Gelenkkörper, Kugelkäfig und äußerer Gelenkkörper mit Kugelflächen um den Gelenkmittelpunkt aufeinander geführt. Die Laufrillen für die Kugeln liegen in den einander gegenüberstehenden Kugelflächen von innerem und äußerem Gelenkkörper in einer die gemeinsame Achse der miteinander fluchtenden hellen enthaltenden Ebene. Für den Gleichlauf von treibender und getriebener Welle ist es erforderlich, daß bei jedem Beugungswinkel des Gelenks die Kugeln jeweils in einer Ebene liegen, welche den Winkel zwischen den Quermittelebenen der beiden Gelenkkörper halbiert. Um dies zu erreichen, besitzen die Laufrillen der Kugeln Erzeugungsachsen, die zu der die gemeinsame Achse enthaltenden Ebene, in der die Laufrillen liegen, senkrecht stehen und diese gemeinsame Achse in symmetrisch zu dem Drehgelenkmittelpunkt liegenden Punkten schneiden. Bei dieser Ausbildung öffnet sich das Rillenpaar, das von den einander zugeordneten Rillen im inneren und äußeren Gelenkkörper gebildet wird, keilförmig von einem Ende des Gelenks zum anderen hin. Die Kugeln liegen also zwischen den einen Keil miteinander bildenden Bodenflächen der einander zugeordneten Rillen. Wenn das Gelenk gebeugt wird, werden innerhalb des Winkels die beiden Gelenkkörper ineinander geschoben und außerhalb des Beugungswinkels auseinander geschoben. Dabei wird innerhalb des kleineren Beugungswinkels die Gelenkkugel um den halben Betrag des Beugungswinkels in Richtung zur anderen Achse geschoben. Da die Kugeln vom Kugelkäfig in einer Ebene gehalten werden und nur um den Gelenkmittelpunkt schwenkbar sind, werden die Kugeln auch auf der gegenüberliegenden Seite um den halben Beugungswinkel mitgenommen und bleiben dadurch auch dort in Anlage am Grund der beiden Rillen. Die Steuerwirkung ist bei diesen bekannten Gelenken also dadurch hergestellt, daß die jeweils eine Kugel aufnehmenden Rillenpaare in einer die gemeinsame Achse der fluchtenden Wellen enthaltenden Ebene sich nach einem Ende hin keilförmig öffnen. In the known swivel joints of this type, the inner joint body, Ball cage and outer joint body with spherical surfaces around the joint center point on top of one another guided. The grooves for the balls are in the opposite one Spherical surfaces of the inner and outer joint body in a common axis the aligned bright containing plane. For the synchronization of the driving force and driven shaft, it is necessary that at each flexion angle of the joint the Balls each lie in a plane, which is the angle between halved the transverse median planes of the two joint bodies. To do this, own the running grooves of the balls generating axes that correspond to the one containing the common axis The plane in which the grooves are located are vertical and this common axis intersect at points symmetrical to the pivot center point. At this Training opens the pair of grooves that of the mutually associated grooves formed in the inner and outer joint bodies, wedge-shaped from one end of the Joint to the other. The balls are therefore between the one wedge with each other forming bottom surfaces of the mutually associated grooves. When the joint is flexed the two joint bodies are pushed into one another within the angle and pushed apart outside the flexion angle. In doing so, within the smaller flexion angle the joint ball by half the amount of the flexion angle pushed towards the other axis. Because the balls from the ball cage are in one plane are held and are only pivotable about the center of the joint, the balls also taken along on the opposite side by half the flexion angle and thus remain in contact with the bottom of the two grooves there as well. The tax effect is thus made in these known joints by that each of the ball receiving pairs of grooves in a common axis of the aligned waves containing plane open towards one end in a wedge shape.

Es ist ferner ein Gleichlauf-Drehgelenk der eingangs genannten Gattung bekannt, bei welchem der äußere Gelenkkörper innen eine Zylinderfläche hat, die die äußere Kugelfläche des Kugelkäfigs bei miteinander fluchtenden hellen in der Quermittelebene berührt. Bei diesem Gelenk sind die einander zugeordneten, jeweils eine Kugel aufnehmenden Rillen im äußeren Gelenkkörper achsparallel und im inneren Gelenkkörper mit einer um den Gelenkmittelpunkt liegenden Erzeugungsachse angeordnet. Dieses Gelenk ist für solche Anwendungsfälle vorgesehen, wo nur geringe Beugungswinkel verlangt werden, aber das Gelenk eine Längsverschieblichkeit des Gelenkmittelpunkts gegenüber dem äußeren Gelenkkörper haben soll. Bei gebeugtem Gelenk wird bei der Drehmomentübertragung auf die Kugeln eine radiale Kraftkomponente ausgeübt, so daß diese bestrebt sind, sich im äußeren Gelenk nach außen in den Grund der Rille zu bewegen. Dabei soll der Kugelkäfig mit seiner Lochebene in die den Gleichlauf sichernde Stellung gebracht werden. Da jedoch die von den Kugeln auf den Käfig ausgeübte Steuerwirkung nur verhältnismäßig gering ist, wird die notwendige Gleichlaufstellung des Käfigs nicht genügend sicher erreicht. Dieses Gelenk ist daher nur für kleine Beugungswinkel verwendbar. Bei größeren Beugungswinkeln tragen nur noch ausschließlich die beiden Kugeln, die auf der Schwenkachse des Gelenks liegen. Die bei diesem Gelenk vorhandene Verschiebemöglichkeit des Gelenkmittelpunktes wird also mit einer Beschränkung der Anwendung auf kleine Beugungwinkel und die Übertragung geringerer Drehmomente erkauft. It is also a constant velocity swivel of the type mentioned at the beginning known, in which the outer joint body has a cylindrical surface inside, which the outer spherical surface of the ball cage with aligned light in the Touches the transverse center plane. In this joint, the associated, respectively a ball receiving grooves in the outer joint body axially parallel and in the inner Joint body arranged with a generation axis lying around the joint center point. This joint is intended for applications where only small angles of flexion are required, but the joint has a longitudinal displacement of the center of the joint should have compared to the outer joint body. When the joint is flexed, the Torque transmission exerted a radial force component on the balls, so that these strive to move outward in the outer joint to the bottom of the groove move. The hole plane of the ball cage should be in the one that secures the synchronism Position. However, there is the control effect exerted on the cage by the balls only relatively low is the necessary synchronization of the cage has not been reached with sufficient certainty. This joint is therefore only for small ones Diffraction angle can be used. With larger angles of diffraction, only wear exclusively the two balls that lie on the pivot axis of the joint. The one at this joint The existing ability to move the center of the joint is therefore subject to a restriction the application to small deflection angles and the transmission of lower torques he buys.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in einfacher Weise herstellbares Gleichlauf-Drehgelenk zu schaffen, das eine Längsverschieblichkeit zuläßt, wenn die miteinander über das Gelenk zu verbindenden Wellen ständig einen größeren Winkel miteinander bilden, der größer ist, als der Reibungswinkel zwischen dem Material der Kugeln und dem Material der Gelenkkörper. Das nach der Erfindung gestaltete Gleichlauf-Drehgelenk ZD mit Drehmomentübertragung durch Kugeln für Beugungwinkel oberhalb des Reibungswinkels der miteinander zusammenwirkenden Materialien weist die bekannten Werkmale auf, daß die Kugeln in Rillen in einem inneren und einem äußeren, um den Gelenkmittelpunkt schwenkbaren Gelenkkörper geführt und von einem Kugelkäfig gehalten sind und daß die Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers eine Zylinderfläche und die Außenfläche des inneren Gelenkkörpers eine Kugelfläche ist, auf der der als CD Kugelschalenzone ausgebildete Kugelkäfig geführt ist. Der Neuerung gemäß sind bei dem Gelenk die Längsmittellinien der Rillen am inneren und am äußeren Gelenkkörper parallel zu der betreffenden Wellenachse angeordnet.The invention is based on the object of creating a constant velocity swivel joint which can be produced in a simple manner and which allows longitudinal displacement when the shafts to be connected to one another via the joint constantly form a greater angle with one another, which is greater than the angle of friction between the material of the Balls and the material of the joint body. The constant velocity swivel joint designed according to the invention ZD with torque transmission by balls for deflection angle above the friction angle of the interacting materials has the known features that the balls are guided in grooves in an inner and an outer joint body pivotable about the joint center and held by a ball cage and that the inner surface of the outer joint body a cylindrical surface and the outer surface of the inner Joint body is a spherical surface on which the as CD Ball shell zone trained ball cage is guided. According to the innovation, the longitudinal center lines of the grooves on the inner and outer joint bodies of the joint are arranged parallel to the relevant shaft axis.

Da die Rillen sowohl im äußeren als auch im inneren Gelenkkörper parallel zur Wellenachse verlaufen, können diese in sehr einfacher Weise hergestellt werden. Da der Rillengrund der Kugelrille in einem Gelenkkörper mit dem Rillengrund an der zugehörigen Rille des anderen Gelenkkörpers einen Winkel bildet, der oberhalb des Reibungswinkel zwischen Oberfläche der Kugel und Oberfläche des Rillengrundes liegt, können die Kugeln nicht eingeklemmt werden. Es wird also eine einwandfreie Steuerwirkung auf die Kugeln ausgeübt, so daß die von dem Käfig in einer Ebene gehaltenen Kugeln in der den Gleichlauf sicherstellenden Ebene gehalten werden. Da der äußere Körper eine zylindrische Innenfläche besitzt, kann der innere Gelenkkörper mit auf ihm geführtem Kugelkäfig und darin gehaltenen Kugeln in Richtung der Achse des äußeren Gelenkkörpers verschoben werden, ohne daß sich die Gelenkverhältnisse ändern. Because the grooves in both the outer and inner joint body run parallel to the shaft axis, these can be produced in a very simple manner will. Since the groove base of the ball groove is in a joint body with the groove base on the associated groove of the other joint body forms an angle which is above the angle of friction between the surface of the ball and the surface of the groove base the balls cannot be pinched. So it will be a perfect one Control effect exerted on the balls, so that those held by the cage in a plane Balls are held in the plane ensuring synchronism. Since the outer Body has a cylindrical inner surface, the inner joint body can with him guided ball cage and balls held in it in the direction of the axis of the outer Joint body be moved without affecting the joint conditions change.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. The invention is illustrated below with reference to a schematic drawing explained in more detail using an exemplary embodiment.

In der Figur ist ein Gleichlauf-Drehgelenk nach der Erfindung in seiner Betriebsstellung gezeigt. In the figure, a constant velocity swivel according to the invention is in shown in its operating position.

Mit 1 ist der innere Gelenkkörper bezeichnet, der mittels einer Keilverzahnung 2 auf der Welle 3 der beiden miteinander zu verbindenden Wellen 3 und 4 sitzt. Die Welle 4 hat an ihrem, dem Gelenk benachbarten Ende einen Flansch 4a, der über in der Zeichnung nicht eingezeichnete Schrauben mit dem Flansch 5a des äußeren Gelenkkörpers 5 des Gleichlauf-Drehgelenks verbunden ist. Der äußere Gelenkkörper 5 besitzt eine zylindrische Innenfläche 6, in die parallel zur Achse des Gelenkkörpers 5 verlaufende Rillen 7 eingearbeitet sind. In den Umfang des inneren Gelenkkörpers sind parallel zu seiner Achse verlaufende Rillen 8 eingearbeitet. In jeweils einander radial gegenüberliegenden Rillen 7 und 8 sind Kugeln 9 angeordnet, welche das an einer Welle eingeleitete Drehmoment von einem Gelenkkorper auf den anderen übertragen. Die Kugeln sind in einem Käfig 10 gehalten, der innen mit einer zu dem Mittelpunkt Z zentrischen Kugelfläche auf der eine Kugelzonenfläche um den gleichen Mittelpunkt Z bildenden Außenfläche 11 des inneren Gelenkkörpers geführt ist. 1 with the inner joint body is referred to, which by means of a spline 2 sits on the shaft 3 of the two shafts 3 and 4 to be connected. the At its end adjacent to the joint, shaft 4 has a flange 4a which extends over in Screws, not shown in the drawing, with the flange 5a of the outer joint body 5 of the constant velocity swivel joint is connected. The outer joint body 5 has a cylindrical inner surface 6, in which parallel to the axis of the joint body 5 Grooves 7 are incorporated. In the circumference of the inner joint body are parallel Incorporated grooves 8 extending to its axis. In each radially opposite Grooves 7 and 8 are balls 9 arranged, which is initiated on a shaft Transferring torque from one joint body to the other. The balls are in one Cage 10 held, the inside with a central to the center Z spherical surface on the outer surface forming a spherical zone surface around the same center point Z. 11 of the inner joint body is guided.

Damit das Schwenken des Gelenks möglich ist, ist der Kugelkäfig 10 außen entweder mit einer Kugelfläche versehen oder aber, wie in der Figur dargestellt, in der Mitte mit einer Kugelfläche um den Mittelpunkt Z und einem Radius abgerundet, der mit dem Innenradius der zylindrischen Innenfläche 6 des äußeren Gelenkkörpers übereinstimmt. Nach den Enden hin ist der Kugelkäfig mit dem maximalen Beugungswinkel r max, den das Gelenk ausführen soll, verjüngt ausgeführt, so daß die Käfigaußenfläche dann im Zusammenwirken mit der zylindrischen Innenfläche 6 des äußeren Gelenkkörpers die Beugung des Gelenks begrenzt. The ball cage 10 is so that the pivoting of the joint is possible on the outside either with a spherical surface or, as shown in the figure, in the middle with a spherical surface around the center point Z and a radius rounded, the one with the inner radius of the cylindrical inner surface 6 of the outer joint body matches. Towards the ends is the ball cage with the maximum angle of deflection r max, which the joint is supposed to perform, tapered so that the outer surface of the cage then in cooperation with the cylindrical inner surface 6 of the outer joint body limits the flexion of the joint.

Das gemäß der Neuerung gestaltete Gelenk arbeitet jedoch nur einwandfrei, wenn der Winkel zwischen den beiden Wellen im Betrieb stets größer bleibt als dem Reibungswinkel zwischen den Oberflächen der miteinander zusammenwirkenden Materialien entspricht. Das Gelenk kann zwischen Beugungswinkeln von etwa 12 bis 14 Grad und einem Beugungswinkel von etwa 40 Grad Verwendung finden. However, the joint designed according to the innovation only works properly, when the angle between the two shafts always remains greater than that during operation Angle of friction between the surfaces of the interacting materials is equivalent to. The joint can be bent between angles of about 12 up to 14 degrees and a diffraction angle of about 40 degrees are used.

Schutzanspruch : Protection claim:

Claims (1)

Schutzanspruch Gleichlauf-Drehgelenk mit Drehmomentübertragung durch Kugeln für Beugungswinkel oberhalb des Reibungswinkels der miteinander zusammenwirkenden Materialien, bei dem die Kugeln in Rillen in einem inneren und einem äußeren, um den Gelenkmittelpunkt schwenkbaren Gelenkkörper geführt und von einem Kugelkäfig gehalten sind, und die Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers eine Zylinderfläche und die Außenfläche des inneren Gelenkkörpers eine Kugelfläche ist, auf der der als Kugelschalenzone ausgebildete Kugelkäfig geführt ist, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß die Längsmittellinien der Rillen am inneren und am äußeren Gelenkkörper parallel zu der betreffenden Wellenachse verlaufen. Claim to protection Constant velocity swivel joint with torque transmission through balls for deflection angles above the friction angle of the interacting materials, in which the balls are guided in grooves in an inner and an outer joint body pivotable about the joint center and held by a ball cage, and the inner surface of the outer joint body is a Cylindrical surface and the outer surface of the inner joint body is a spherical surface on which the ball cage designed as a spherical shell zone is guided, characterized in that the longitudinal center lines of the grooves on the inner and outer joint body run parallel to the relevant shaft axis.