DE19703696A1 - Homokinetisches Antriebsgelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein homokinetisches Antriebsgelenk mit Kugeln, welches aufweist: eine Glocke, die für eine feste Verbindung mit einer ersten Welle be­ stimmt ist, wobei der Hohlraum dieser Glocke eine axial innere sphärische Kalotte ausbildet, die sich in einem axial äußeren Teil ohne Hinterschneidung in axialer Richtung fort­ setzt, wobei die Wand dieses Hohlraums sechs erste Kehlen aufweist, die an der Endfläche der Glocke münden; einen Aufbau, der einen Kern mit sechs zweiten Kehlen, der für eine feste Verbindung mit einer zweiten Welle bestimmt ist, sechs Kugeln, die jeweils teilweise in den sechs ersten Kehlen und teilweise in den sechs zweiten Kehlen aufgenommen sind, und einen Haltekäfig für die Kugeln aufweist; und eine Halteeinrichtung zum Halten des Käfigs in einer vorgegebenen axialen Stellung.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Halteein­ richtung für den Käfig, die zuverlässig ist und sich bei gestrecktem Gelenk, das heißt, ohne daß es erforderlich ist, das Gelenk abzuknicken oder eine Relativdrehung zwischen der Glocke und den anderen Elementen dieses Gelenks um die Achse des Gelenks auszuführen, in Stellung bringen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Gelenk der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Halteeinrichtung

• - wenigstens drei Ausnehmungen axial in Hinterschnei­ dung, die im axial äußeren Teil des Hohlraums der Glocke zwischen den ersten Kehlen ausgebildet sind;
• - für jede Ausnehmung ein Auffüllelement, welches im Meridianschnitt im wesentlichen zur Ausnehmung konjugiert ist, und
• - eine Einrichtung zum Halten der Füllelemente in ihren jeweiligen Ausnehmungen aufweist.

Das erfindungsgemäße Kugelgelenk kann eines oder mehre­ re der folgenden Merkmale aufweisen:

• - die Auffüllelemente sind Lappen, die über ihr axial äußeres Ende mit einem geschlitzten Ring einstückig sind;
• - der geschlitzte Ring weist einen flachen Ring auf, der mit zwei radialen Greifvorsprüngen für das vorübergehen­ de Schließen des Schlitzes versehen ist;
• - die Füllelemente sind getrennte Zungen in Hakenform, welche einen äußeren Ansatz aufweisen, der die Endfläche der Glocke überdeckt, wobei die Halteeinrichtung einen kreisför­ migen starren Ring aufweist, der, insbesondere durch Schwei­ ßen, an allen äußeren Ansätzen befestigt ist;
• - die Füllelemente sind getrennte Plättchen, die sich jeweils in eine Ausnehmung legen, und die Halteeinrichtung weist eine starre Kappe auf, die einen kreisförmigen Ring aufweist, der, insbesondere durch Schweißen, mit der End­ fläche der Glocke fest in Verbindung gebracht ist;
• - die starre Kappe weist für jedes Plättchen einen axialen Ansatz auf, der sich längs des äußeren Teils des Hohlraums der Glocke bis zu diesem Plättchen erstreckt;
• - die Ausnehmungen liegen in einer Anzahl von sechs vor.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, auf welchen

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Kugelgelenks gemäß der Erfindung ist,

Fig. 2 eine Teilansicht des Hohlraums der Glocke, gese­ hen von seiner Achse aus, ist

Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt längs Linie III-III der Fig. 2 ist,

Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht entsprechend Fig. 2 ist,

Fig. 5 in Perspektive die Haltekappe des Käfigs dar­ stellt,

Fig. 6 eine Teilansicht dieser Kappe, gesehen von der Achse der Kappe, ist,

Fig. 7 eine Ansicht im Schnitt längs Linie VII-VII der Fig. 6 ist,

Fig. 8 eine Teilansicht der gleichen Kappe in Perspek­ tive und im Schnitt ist,

Fig. 9 bis 12 Teilansichten im Längsschnitt sind, die vier aufeinanderfolgende Stadien der Anbringung der Kappe der Fig. 5 bis 8 veranschaulichen,

Fig. 13 in Perspektive eine Haltezunge darstellt, die zu einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gehört,

Fig. 14 in Perspektive einen dieser Haltezunge zugeord­ neten Ring zeigt,

Fig. 15 und 16 Teilansichten im Längsschnitt sind, die zwei aufeinanderfolgende Stadien der Anbringung der Halte­ mittel des Käfigs der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigen,

Fig. 17 perspektivisch ein Halteplättchen darstellt, das zu einer dritten Ausführungsform der Erfindung gehört,

Fig. 18 perspektivisch eine diesem Plättchen zugeord­ nete Kappe darstellt, und

Fig. 19 eine Teilansicht im Längsschnitt ist, welche die dritte Ausführungsform veranschaulicht.

Das in Fig. 1 dargestellte Antriebsgelenk mit Kugeln 1 ist dazu bestimmt, zwei Wellen eines Kraftfahrzeugs, nämlich eine querliegende Antriebswelle 2 und eine Antriebsradspin­ del 3, miteinander zu verbinden. Dieses Gelenk weist im wesentlichen auf:

• - eine mit der Spindel 3 einstückige Glocke 4,
• - eine Nuß 5, die so eingerichtet ist, daß sie sich am Ende der Halbwelle 2 mittels Kannelierungen 6 und eines Sicherungsrings 7 fixiert,
• - sechs Kugeln 8,
• - einen Haltekäfig 9 für diese Kugeln,
• - Haltemittel 10 für den Käfig 9, und
• - einen Dichtungsbalg 11, dessen weites Ende um den Eintritt der Glocke 4 mittels eines Kragens 12 befestigt ist, während sein enges Ende um die Halbwelle 2 herum mit­ tels eines weiteren Kragens 13 befestigt ist. Der Aufbau des Gelenks 1 ist herkömmlich mit Ausnahme der Haltemittel 10. Es ist daher nicht erforderlich, ihn im einzelnen zu be­ schreiben. Es werden dennoch die folgenden Punkte in Erinne­ rung gerufen, wobei das Gelenk gestreckt auf der Achse X-X, wie dargestellt, angenommen wird.

Der Hohlraum der Glocke 4 weist ausgehend von seinem der Spindel 3 benachbarten Boden 14 einen axial inneren Teil 15 in Form einer sphärischen Kalotte auf, die ausgehend von ihrer zur Achse X-X senkrechten Äquatorialebene P sich in einem axial äußeren zylindrischen Teil 16 fortsetzt. Sechs erste Kehlen 17 sind im Hohlraum der Glocke ausgenommen, wobei sich jede von ihnen teilweise im Teil 15 und teilweise im Teil 16 erstreckt. Jede Kehle mündet an der Endfläche 18 der Glocke, die plan und parallel zur Ebene P ist und innen bei 18A abgefast ist.

Die Nuß 5 weist sechs zweite Kehlen 19 in ihrer äußeren Umfangsfläche, die ungefähr sphärisch ist, auf. Jede Kugel 8 ist teilweise in einer Kehle 17 und teilweise in einer Kehle 19 aufgenommen.

Der Käfig 9 weist sechs Öffnungen 9A auf, die winkelmä­ ßig regelmäßig verteilt sind, und von denen jede eine Kugel 8 aufnimmt. Seine radial innere Fläche ist ungefähr sphä­ risch und kann mit der sphärischen Fläche der Nuß Zusammen­ wirken, und seine radial äußere Fläche ist ebenfalls unge­ fähr sphärisch und kann mit der sphärischen Innenfläche 15 der Glocke zusammenwirken.

Die Halteeinrichtung 10 dient dazu, den Käfig 9 in einer vorgegebenen axialen Stellung zu halten, nachdem der Aufbau 5-8-9, der vorab montiert worden ist, in einer Linie, längs Achse X-X, in die Glocke 4 eingeführt worden ist.

Diese Einrichtung 10 weist sechs Ausnehmungen 20 auf, die in der zylindrischen Fläche 16 der Glocke zwischen den Kehlen 17 ausgebildet sind (Fig. 2 bis 4). Jede Ausnehmung hat, gesehen von der Achse X-X, rechteckige Form (Fig. 2), die an ihren vier Seiten durch einen Bereich 21 der Ober­ fläche 16 begrenzt wird. Im Längsschnitt (Fig. 3) zeigt sie Dreiecksform mit in Richtung Boden 14 zunehmender Tiefe, das heißt, daß sie als Formschräge bzw. Hinterschneidung in Axialrichtung ausgebildet ist. Der Boden 22 jeder Ausnehmung ist sphärisch.

Die Halteeinrichtung 10 weist ferner eine einstückige Kappe 23 aus vergleichsweise elastischem Blech auf. Diese Kappe (Fig. 5 bis 8) weist einen flachen Ring 24 auf, der mit einem radialen Schlitz 25 versehen ist. Von jedem Rand dieses Schlitzes geht ein Öhr 26 ab, das sich in der Ebene des Rings radial nach außen erstreckt. Vom Innenrand des Rings 24 gehen sechs Zungen 27 mit einem Querschnitt in der allgemeinen Form eines C ab. Genauer weist jede Zunge eine geneigte konische Wurzel 28, konjugiert zur Fase 18A der Glocke, einen zylindrischen Zwischenteil 29 senkrecht zur Ebene des Rings 24 und einen Füllappen 30 auf, der innen und außen sphärisch ist.

Zur Anbringung der Kappe 23 an der Glocke 14 reicht es aus, nachdem die Kappe vor die Endfläche 18 der Glocke ge­ führt worden ist, den Schlitz 25 zu schließen (Pfeil F1 der Fig. 9) und sie dann axial zu verschieben, bis die Lappen 30 den Käfig 9 berühren (Pfeil F2 der Fig. 10), und dann unter Aufrechterhaltung der Berührung die Öhre 26 loszulassen (Pfeil F3 der Fig. 11). Auf diese Weise legt sich jeder Lappen 30 in eine Ausnehmung 20 und füllt den gesamten frei­ en Raum zwischen dem Boden 22 derselben und der gegenüber­ liegenden sphärischen Fläche des Käfigs aus. In dieser Stel­ lung legen sich die Abschnitte 24, 28 und 29 der Kappe je­ weils im wesentlichen an die Abschnitte 18, 18A und 16 der Glocke an.

Durch die Formschräge bzw. den hinterschneidenden Auf­ bau der Ausnehmungen 20 wird der Käfig dann fest in seiner vorgegebenen axialen Stellung gehalten, ohne daß irgendein zusätzlicher Vorgang erforderlich wäre. Ferner läßt sich das Gelenk leicht demontieren.

Die Ausführungsform der Fig. 13 bis 16 unterscheidet sich von der vorhergehenden nur dadurch, daß die einheitli­ che Kappe 23 durch einen Aufbau ersetzt ist, der einerseits durch sechs getrennte Zungen 27A (Fig. 13) und andererseits durch einen flachen Verbindungsring 24A gebildet ist (Fig. 14). Jede Zunge hat die gleiche allgemeine C-Form wie vor­ her, das heißt sie weist aufeinanderfolgend einen planen Abschnitt 24B, einen im wesentlichen konischen Abschnitt 28B, einen zylindrischen Zwischenabschnitt 29B senkrecht zur Ebene des Abschnitts 24B und einen innen und außen sphäri­ schen Auffüllappen 30B auf.

Am Ende der Montage des Gelenks wird jede Zunge 27A in ihrer jeweiligen Ausnehmung 20 angeordnet, indem man den Lappen 30B an die sphärische Außenfläche des Käfigs 9 legt (Fig. 15) und dann diesen Lappen am Käfig durch eine Drehbe­ wegung in der entsprechenden Meridianebene gleiten läßt. Wenn die sechs Zungen 27A in Stellung sind, befinden sich ihre Abschnitte 24B auf der Endfläche 18 der Glocke 4. Man legt auf sie den Ring 26A, den man, beispielsweise durch Schweißen (Fig. 16), auf diesen Abschnitten 24B fixiert.

Es ist anzumerken, daß einerseits die Drehbewegung, die dazu verwendet wird, die einzelnen Zungen in Stellung zu bringen, kein Spiel für den Lappen 30B in der Ausnehmung 20 benötigt. Die Verkeilung bzw. Positionierung des Käfigs kann also sehr präzise sein. Ferner erfolgt die Verschweißung des Rings 24A auf den Zungen 27A, und es ist einfach, die Metal­ le dieser Teile so zu wählen, daß die Schweißung zuverlässig ist.

Die Ausführungsform der Fig. 17 bis 19 unterscheidet sich von der vorhergehenden nur durch die Tatsache, daß man einerseits sechs getrennte Plättchen 30C und andererseits eine Haltekappe 23C verwendet.

Jedes Plättchen hat die gleiche sphärische Form wie ein Lappen 30B der Fig. 13 und ein Lappen 30 der Fig. 5 bis 8. Die Kappe 23C hat den gleichen Aufbau wie die Kappe 23 der Fig. 5 bis 8 nach Beseitigung der sechs Lappen 30 und Unter­ drückung des Schlitzes 25 und der Öhre 26. Die Kappe 23C ist also ein starres Teil.

Zum Abschluß der Montage des Gelenks bringt man jedes Plättchen 30C durch eine Drehbewegung identisch zu der, die weiter oben in Bezug auf die Fig. 15 beschrieben worden ist, in Stellung. Dann führt man die Kappe 23C axial und fixiert, insbesondere durch Schweißen, ihren Ring 24d an der Endflä­ che der Glocke. Das freie Ende der zylindrischen Abschnitte 29D liegt also vor den Plättchen 30C und hält diese in Stel­ lung (Fig. 19).

In einer Abwandlung mit einem anderen Umriß als die Plättchen 30C können diese in den Ausnehmungen 20 durch den Innenrand eines flachen Ringes, ähnlich dem Ring 24A der Fig. 14, gehalten werden, wobei dieser Ring dann mit der Glocke 4 verschweißt wird.

Claims (7)

1. Homokinetisches Antriebsgelenk mit Kugeln, welches aufweist: eine Glocke (4) für eine feste Verbindung mit einer ersten Welle (3), wobei der Hohlraum dieser Glocke eine axial innere sphärische Kalotte (15), die sich in einem axial äußeren Abschnitt (16) ohne Hinterschneidung in axia­ ler Richtung fortsetzt, wobei die Wand dieses Hohlraums sechs erste Kehlen (17) aufweist, die an der Endfläche (18) der Glocke münden; einen Aufbau (5, 7, 8, 9), welcher einen Kern (5) mit sechs Kehlen (19), der für eine feste Verbin­ dung mit einer zweiten Welle (2) bestimmt ist, sechs Kugeln (8), die jeweils teilweise in den sechs ersten Kehlen und teilweise in den sechs zweiten Kehlen aufgenommen sind, und einen Haltekäfig (9) für die Kugeln aufweist; und eine Ein­ richtung (10) zum Halten des Käfigs in einer bestimmten axialen Stellung, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteein­ richtung

• - wenigstens drei axiale Ausnehmungen (20) in Hinter­ schneidung, die im axial äußeren Teil (16) des Hohlraums der Glocke (4) zwischen den ersten Kehlen (17) ausgebildet sind,
• - für jede Ausnehmung ein Auffüllelement (30; 30B; 30C), welches im Meridianschnitt im wesentlichen konjugiert zur Ausnehmung (20) ist; und
• - eine Einrichtung (23; 24A; 23C) zum Halten der Auf­ füllelemente in ihren jeweiligen Ausnehmungen (20) aufweist.

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffüllelemente (30) Lappen sind, die über ihr axial äußeres Ende mit einem geschlitzten Ring (24) einstückig sind.

3. Gelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlitzte Ring (24) einen flachen Ring aufweist, der mit zwei radialen Greifvorsprüngen (26) für das vorüberge­ hende Schließen des Schlitzes (25) versehen ist.

4. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffüllelemente getrennte Zungen (27A) in Hakenform sind, die einen äußeren Ansatz (24B) aufweisen, der die Endfläche (18) der Glocke (4) überdeckt, und daß die Halteeinrichtung einen starren kreisförmigen Ring (24A) auf­ weist, der, insbesondere durch Schweißen, aufallen äußeren Ansätzen (24B) fixiert ist.

5. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffüllelemente (30C) getrennte Plättchen sind, die jeweils in einer Ausnehmung (20) aufgenommen sind, und daß die Halteeinrichtung eine starre Kappe (23C) aufweist, die einen kreisförmigen Ring (24D) aufweist, der, insbesondere durch Schweißen, an der Endfläche (18) der Glocke (4) fest­ gemacht ist.

6. Gelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Kappe (23C) für jedes Plättchen einen axialen Ansatz (29D) aufweist, der sich längs des äußeren Abschnitts (16) des Hohlraums der Glocke bis zu dem Plättchen er­ streckt.

7. Gelenk nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (20) in einer An­ zahl von sechs vorliegen.