DE2114536C2 - Gleichlaufdrehgelenk - Google Patents

Description

angeordneten inneren Gelenkkörpei, der in seiner io 15 a).

Außenfläche Kugelrillen aufweist, die den Kugel- 8. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 4 bis 7,

rillen des äußeren Gelenkkörpers gegenüber- dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerteile

liegen, sich ebenfalls mindestens mit ihrer Haupt- durch einen ringförmigen Steg (64; 84; 94) zu

richtung parallel zu seiner Achse erstrecken und einem ringförmigen Kamm (62; 82; 92; 412; 512)

jeweils gemeinsam mit der zugehörigen Kugel- 15 verbunden sind.

rnle des äußeren Gelenkkörpers eine Kugel auf- 9. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 8, da-

nehmen, und mit einem zwischen den beiden Ge- durch gekennzeichnet, daß der ringförmige Steg

lenkkörpern angeordneten Käfig, der die Kugeln (64; 84; 94) jeweils in Verlängerung der auf die

in einer zu seiner Achse im rechten Winkel ste- Längsrillen (4) ausgerichteten Kammschlitze teil-

henden Ebene hält und mit einer an seiner Außen- 20 kueelige Ausnehmungen (65; 85) für die Kugeln seite vorgesehenen Kugelfläche in der Innenfläche (5)" aufweist und im übrigen das Volumen zwi-

des äußeren Gelenkkörpers und mit einer an sehen der Hohlkugelfläche des Käfigs (87) und

seiner Innenseite vorgesehenen Hohlkugeltläche den Außenflächen des inneren Gelenkkörpers aus-

auf einer Kugelfläche eines als besonderes Bauteil füllt (F i g. 16 bis 18 und 21).

am inneren Gelenkkörper angeordneten Steuer- 25

körpers geführt ist, wobei die Mittelpunkte von

Kugelfläche und Hohlkugelfläche des Käfigs mit ~

gleichem Abfand auf verschiedenen Seiten der

die Kugelmittelpunkte enthaltenden Ebene liegen. Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk

dadurch gekennzeichnet, daß bei Ver- 30 mit einem äußeren Gelenkkörper, der einen Hohlwendiing sowohl als Fest- als auch als Schiebe- raum besitzt und in seiner Innenfläche Kugelrillen gelenkkupplung die Kugelrillen (4; 24; 34; 44; 54; aufweist, die sich mindestens mit ihrer Hauptrichtung 104; 204; 304; 404; 504; 604; 704; 804) des parallel zu seiner Achse erstrecken, einem in dem inneren Gelenkkörpers (3; 103; 203; 303; 403; Hohlraum angeordneten inneren Gelenkkörper, der 503; 603; 703; 803) mit zumindest dem wc- 35 in seiner Außenfläche Kugelrillen aufweist, die den sentlichen Teil ihrer radialen Tiefe radial inner- Kugelrillen des äußeren Gelenkkörpers gegenüberhalb des Steuerkörpers (12; 22; ... ; 62; 82; 92; Hegen, sich ebenfalls mindestens mit ihrer Haupt-112; 212;... ; 812) angeordnet sind. richtung parallel zu seiner Achse erstrecken und je-

2. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, da- weils gemeinsam mit der zugehörigen Kugelrille des durch gekennzeichnet, daß die Kugelrillen (4; 24: 40 äußeren Gelenkkörpers eine Kugel aufnehmen, und ... ; 104; ... ; 804) des inneren Gelenkkorpers mit einem zwischen den beiden Gelenkkörpern ange-(3; 103: ... ; 803) durch den Steuerkörper(12; ordneten Käfig, der die Kugeln in einer zu seiner ...; 92; 112; . . .; 812) hindurchverlaufen. Achse im rechten Winkel stehenden Ebene hält und

3. Gleichlaufdrehgelenk als Festgelenk nach mit einer an seiner Außenseite vorgesehenen Kugel-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die 45 fläche in der Innenfläche des äußeren Gelenkkorpers Außenfläche (216) des inneren Gelenkkorpers und mit einer an seiner Innenseite vorgesehenen (203) und die damit zusammenwirkende Innen- Hohlkugelfläche auf einer Kugelfläche eines als beflüchc (217) des Steuerkörpers (212) konisch aus- sonderes Bauteil am inneren Gelenkkörper angeordgebildet sind (F i g. 5). neten Steuerkörpers geführt ist, wobei die Mittel-

4. Gleichlaufdrehgclenk nach einem der An- 50 punkte von Kugelfläche und Hohlkugelfläche des Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfigs mit gleichem Abstand auf verschiedenen Steuerkörper von einer Mehrzahl von Steuerteilen Seiten der die Kugeimittelpunkte enthaltenden I bene (13; 22; 32; 42; 113; 213; 313) gebildet ist. die liegen.

jeweils /wischen den Kugeln (5; 105; 205; 305) Bei den bekannten Gleichlaufdrehgelenken der

auf der Kopffläche (27; 37; 47; 57) der Stege 55 vorstehend beschriebenen Bauart weist der innere

(28; 38; 48; 58) zwischen den Kugelrillen (24; Gelenkkörper selbst eine Kugelfläche auf, bzw. be-

34; 44; 54)in der Außenfläche des inneren Ge- steht aus einem Kugelabschnitt, auf welcher die Hohl-

lenkkörpcrs (3; 103; 203; 303) angeordnet sind. kugelfläche des Käfigs geführt ist. Wenn es sich da-

5. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 4, da- bei um eine Festgelenk handelt, d. h. ein Gelenk, bei durch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (31) 60 dem die Gelenkkörper nur Winkelbewegungen relativ jedes Steuerteiles (32) den Teil einer Zylinder- zueinander ausführen können, so weist der äußere fläche bildet (Fig. 13, 13a) und/oder die Innen- Gelenkkörper innen eine Hohlkugelfläche auf, in der fläche (36, 56) eben ist (Fig. 13a, 15a). die Kugelfläche des Käfigs geführt ist (USA.-Patent-

6. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 4 schrift 2 046 584). Bei dieser Ausführung ist es er- oder 5, dadurch gekennzeichnet daß die Innen- 65 forderlich, daß beim Zusammenbau des Gelenkes, flächen (46) der Steuerteile (42) im Querschnitt nachdem der Käfig im äußeren Gelenkkörper und ein Profil besitzen, das mit einem entepre- der innere Gelcnkkörper im Käfig eingebaut sind, chenden Profil der Kopflläche (47) des Steges beim Hinsetzen der Kugel sich der innere Gelenk-

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körper in um etwa 90° verschränkter Stellung zu drat des Durchmessers der für die Übertragung es dem äußeren Gelenkkörper befindet. Bei diesen Ge- Drehmomentes verwendeten Kugeln abhangt, lenken ist es daher stets notwendig, daß der innere Darüber hinaus wrd durch den möglichen cinsa Gelenkkörper als ein hohles TeU ausgebildet wird, der größeren Kugeln eine Vergrößerung des ^B<ju&edas über eine KeUwellenverzahnung od. dgl. mit der 5 winkeis des Gelenkes dadurch möglich, "^.ί"^{6 ΛΟΠ}" Welle verbunden wird. Da die Keiluellenverzahnunjt taktflächen am Käfigfenster entsprechend großer werdas volle Drehmoment überträgt und der innere den. Gegenüber den bekannten Gleicnlautdrengeiui Gelenkkörper eine ausreichende Wandstärke auf- ken ist eine Vergrößerung um etwa 5 bis 8 aut 4ö weisen muß, ist daher bei einem vorgegebenen Bau- bis 50° möglich. „ volumen des Gelenkes die Größe der Kugeln und io Bei einer bevorzugten Ausführungsform des uedamit das vom inneren Gelenkkörper auf den genstandes nach der Erfindung verlaufen die Kugeläußeren Gelenkköiper zu übertragende Drehmoment rUlen des inneren Gelenkkörpers durch den Steuerbegrenzt, körper hindurch. .

Bei einem Gleichlaufdrehgelenk, das als Ver- Im Gegensatz zu allen bekannten ScniebegeienKXn schiebegelenk ausgebildet ist, und bei dem der Käfig 15 der eingangs beschriebenen Gattung ist bei einem gemit seiner Außenkugel in der zylindrischen Bohrung ' maß der Erfindung gestalteten Schiebegelenk durcn des äußeren Gelenkkörpers geführt ist, ist für die Ab- die Wahl des größtmöglichen Beugewmkeis öer Stützung des Käfigs ein Führungsglied mit seiner Schiebeweg nicht begrenzt; Schiebeweg und Beugekugeligen Oberfläche auf der Verbindungswelle bzw. winkel können daher völlig unabhängig voneinander auf dem mit dieser verbundenen inneren Gelenk as gewählt werden.

körper gleitend angeordnet. Ein weiterer wesentlicher Vorteil eines ernndungs-

Hierbei ist von Nachteil, daß der mögliche Schiebe- gemäßen Schiebegelenks besteht darin, daß die Länge

weg mit zunehmendem Schwenkwinkel des inne- des äußeren Gelenkkörpers und des Käfigs ^a"^f .<|^en

ren Gelenkkörpers gegenüber dem äußeren Gelenk- Verschiebeweg keinen Einfluß haben; diese beiden körper abnimmt, weil mit zunehmendem Schwenk- 25 Teile können daher kurz bzw. schmal gehalten wer-

winkel der dem inneren Gelenkkörper zugeordnete den, während nur der innere Gelenkkörper eine dem

Käfig und die mit dem inneren Gelenkköiper ver- gewünschten Schiebeweg entsprechende Länge aut-

bundene Welle schon früher am äußeren Gelenk- weist. .

körper anstoßen. Femer trifft dies auch für die Be- Eine Ausbildung des Gleichlauidrehgelenkcs nacn wegung des inneren Gelenkkörpers gegenüber dem 30 der Erfindung a» Festgelenkkupplung kann z. B. da-

Käfig zu. Des weiteren ist die Verschiebung des durch erreicht werden, daß die Außenfläche des

inneren Gelenkkörpers gegenüber dem Käfig baulich inneren Gelenkkörpers und die damit zusammen-

begrenzt; der maximale Schiebeweg muß kleiner sein wirkende Innenfläche des Steuerkörpers konisch aus-

als der Versatz des Mittelpunktes der Kugel des gebildet sind.

Steuerkäfigs zu der die Mittelpunkte der Kugeln ent- 35 Der Steuerkörper kann gemäß einer Weiterbildimg

haltenden Ebene. Das Gelenk baut daher, obwohl die der Erfindung von einer Mehrzahl von Steuerteilcn

Möglichkeit der Vereinigung von innerem Gelenk- gebildet sein, die jeweils zwischen den Kugeln auf

körper und Zwischenwelle besteht, verhältnismäßig der Kopffläche der Stege zwischen den Kugelnllen

groß (deutsche Patentschrift 1 289 370). in der Außenfläche des inneren Gelenkkörpers ange-

Um eine Verbesserung der bei diesen bekannten 40 ordnet sind. Wenn die Steuerteile eine dem lichten

Gelenken vorhandenen Verhältnisse und eine Ver- Abstand der Kugeln entsprechende Breite haben,

größerung des erreichbaren Beugewinkels zu erzielen, halten sie sich von selber mit ihrer Längserstreckung

ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß bei Vcrwen- parallel zu den Stegen, weil sie nur um eine durch

dung sowohl als Fest- als auch als Schiebegelenk- den Mittelpunkt ihrer Außenfläche gehende Achse

kupplung die Kugelrillen des inneren Gelenkkörpers 45 schwenkbar sind und von den Kugeln im Abstand

mit zumindest dem wesentlichen Teil ihrer radialen von dieser Achse abgestützt sind.

Tiefe radial innerhalb des Steuerkörpers angeordnet Die Steuerteile können natürlich eine zu der Hon -

sind. kugelfläche des Käfigs passende Teilkugelflache als

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung des Ge- Außenfläche aufweisen. Es genügt jedoch, wenn die

lenkes ist ein sehr einfacher Zusammenbau möglich. 50 Außenfläche jedes Stcuerteiles den Teil einer Zylin-

Nachdem zunächst der Käfig in den äußeren Ge- derfläche bildet und/oder die Innenfläche eben ist

lenkkörpern eingesetzt ist und die Steuereinrichtung Bei zylindrischer Ausbildung der Außenflächen dei

eingebaut sowie die Kugeln in die Käfigfenster ein- Steuerteile dienen theoretisch nur die Kanten dei

geführt sind, kann der innere Gelenkkörper in axialer Zylinderflächen zur Führung; da jedoch der Steuer

Ausrichtung in das sonst fertig zusammengebaute 55 körper außer den Steuerkräften keinerlei Kräfte aut

Gelenk eingeführt werden. Das hat den Vorteil, daß zunehmen hat, können die Kanten zum Fuhren de

wie dies vorzugsweise der Fall ist, der innere Gelenk- Kiifigs ausreichen, zumal sie sich schon nach verhalt

körper mit der mit ihm verbundenen Welle aus nism.ißig kurzer Betriebszeit etwas abgenutzt habei

einem Stück bestehen kann. Es fällt dann die Keil- werden. .

wcllenverzahnung od. dgl. für die Übertragung des 60 Insbesondere dann, wenn man die Breite de

Drehmomentes von der Welle auf den inneren Ge- Steuerteile nicht genau dem lichten Abstand zwi

lenkkörper fort. Damit ist es möglich, innerhalb des sehen den Kugeln anpassen will, sondern zwiscnei

Bauvolumens für das Gelenk wesentlich größere Ku- den Steuerteilen und den Kugeln Luft lassen wiI

geln für die Drehmomentübertragung zu benutzen, besitzen die Innenflächen der Steuerteile im Uuei

wodurch das übertragbare Drehmoment gegenüber 65 schnitt ein Profil, das mit einem entsprechende

den bekannten Ausführungen von Gleichlaufdreh- Profil der Kopffläche des Steges zwischen den Kugel

gelenken der eingangs genannten Bauart merklich rillen zusammenpaßt, so daß die Steuerteile duic

vergrößert werden kann, weil dieses von den- Qua- diese zusammenpassenden Profile am Schwenken 111

eine dem Mittelpunkt der Kugelfläche des Steuer- Fig. 6a und 6b Ansichten eines den Steuerkörpcr

körpers enthaltende Achse gehindert werden. des Gelenks nach Fig. 6 am inneren Gclenkkörper

Bei einer anderen Ausführungsform des Erfin- haltenden Fixierrings,

dungsgegenstandes weist jedes Steuerteil mindestens Fig. 6c einen Querschnitt durch eine Kugelrillc

an einem Ende Führungsstücke auf, die den ent- 5 mit Kugel in zwei verschiedenen Ausführungsformen

sprechenden Steg des inneren Gelenkkörpers sattel- mit unterschiedlicher Beugemöglichkeit,

förmig umgreifen und das Steuerteil an den Längs- Fig. 7 das Gelenk nach Fig. 6 bei größtmög-

rillen des inneren Gelenkkörpers führen. licher Beugung,

Besonders einfach wird der Steuerkörper jedoch Fig. 8 einen Axialschnitt durch ein Verscliiebc-

dann, wenn die Steuerteile durch einen ringförmigen io gelenk für mittleren Beugungswinkel,

Steg zu einem ringförmigen Kamm verbunden sind. Fig. 9 ein Verschiebegelenk ähnlich demjenigen

Diese Ausführungsform ist zweckmäßigerweise da- nach F i g. 8,

durch weitergebildet, daß der ringförmige Steg je- Fig. 10 und 11 je einen axialen Halbschnitt eines

weils in Verlängerung der auf die Längsrillen aus- Verschiebegelenks und eines Festgelenks für kleine

gerichteten Kammschlitze teilkugelige Ausnehmungen 15 Beugungswinkel,

für die Kugeln aufweist und im übrigen das Volumen Fig. 12 bis 15 verschiedene Steuerteile in Seiten-

zwischen der Hohlkugelfläche des Käfigs und den ansicht.

Außenflächen des inneren Gelenkkörpers ausfüllen. Fig. 12a bis 15a dieselben Steuerteile im Oucr-

Es ist zwar ein Gelenk (USA.-Patentsclirift schnitt,

3 133 432) bekannt, das zur Steuerung des Käfigs 20 Fig. 16 bis 18 verschiedene Ansichten bzw. einzelne Stcuerteile vorsieht. Diese Teile sind beid- Schnitte eines Steuerkörpers, wobei Fig. 16 ein seitig des Käfigs angeordnet und entweder in den Schnitt längs der Linie XVI-XVI in Fi c 17 ist. Kugclrillcn des inneren oder des äußeren Gelenk- Fig. 19 eine Stirnansicht eines Käfigs, körpers geführt und werden durch Federkraft an den F i g. 20 den Außenkörper und zugehörigen Karig Käfig angedrückt. Der Käfig ist mit einer Hohlkugel 25 eines Gelenks in einer Montagestellung halb im bzw. Außenkugel auf einer Außenkugel des inneren Schnitt und halb in Stirnansicht, bzw. in einer Hohlkugel des äußeren Gclenkkörpcrs Fig. 21 einen axialen Halbschnitt durch Käfig und gelagert. Das Gelenk ist jedoch infolge der beson- Stcuerkörper mit den für eine axiale Montage erforderen Ausbildung in der möglichen Abwinkelung von derlichcn Maßen,

innerem Gelenkkörper zu äußerem Gelenkkörpcr 30 Fig. 22 und 23 einen Axialschnitt bzw. einer

stark beschränkt. Des weiteren ist von Nachteil, daß Stirnansicht eines Käfigs mit zugehörigem Steuer-

nur eine kraftschlüssige und keine formschlüssige, körper in einer Montagestellung, bei der der Stcüer-

also exakte Steuerung, wie sie beim erfindungsge- körper gegenüber seiner normalen Lage um 90 cc-

mäßcn Gelenk vorhanden ist, erreicht wird. schwenkt ist,

Bei einem Verschicbegelenk gemäß der Erfindung. 35 Fig. 24 und 25 ein Festgelenk und ein Vcrschiebebleibt der Gelenkmittelpunkt im Gegensatz zu den gelenk für die Vorderradaufhängung eines Kraftfahrbekannten Gelenken bei allen Beugewinkcln am zeuges. jeweils halb in Seitenansicht und halb im gleichen Ort. Daraus resultiert bei gleichem Aus- Axialschnitt, und

lenkungswcg des vom Gelenkmittclpunkt entfernten F i g. 26 unterschiedliche Wirkungen der Gelenke

Endes der Gelenkwelle ein kleinerer Beugcwinkel. 40 "ach Fig. 24 und 25 bei einer Radaufhängune

Dieser Vorteil kommt in der Praxis insbesondere Zu dem Gleichlaufverschicbegclenk nach Fi" 1

beim Antrieb der gelenkten Vorderräder von Kraft- bis 3 gehört ein hohler äußerer Gelenkkörpcr 1 der

fahrzeugen zum Tragen. in seiner Innenfläche achsparallele Kucelrillen 2 auf-

Ein weiterer allgemeiner Vorteil besteht darm, daß weist. Im äußeren Gelenkkörper 1 ist ein innerer Ge-

bci kleinerem Winkel größere Abstande zwischen 45 ienkkörper 3 mit achsparallelen Kueelrillen 4 anee-

dcn Mittelpunkten der Kugclflächen des Käfigs mög- ordnet, die den Kugclrillen 2 des äußeren Gclenk-

lich sind. Dadurch können die Steuerkörper zur Er- körpers gegenüberliegen In jedem Paar Ku<H-

ziclung der gleichen Wirkung mit größeren Tolcran- rillen 2 und 4 ist eine Kugel 5 angeordnet über "die

zcn gefertigt werden. f." Drehmoment zwischen dem äußeren Gelenk-

Dic Erfindung wird im folgenden an Hand.sehe- 50 korper 1 und dem inneren Gelenkkörncr3 übertrae-

matischcr Zeichnungen mehrerer Ausführungsbei- bar isL Die Kugeln 5 sind in Fenstern 6 eines

spiele näher erläutert Es zeigt Käfigs 7 geführt. Der Käfig 7 besitzt eine kugeln*

I- ig 1 einen Axialschnitt durch ein Verschiebe- Außenfläche 8, mit der er in einer Hohlkugelflächc^

gelenk längs der Linie I-I mFig. 2, des äußeren Gclcnkkörpers 1 geführt ist sowie eine

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie H-II in 55 Hohlkugelfläche 10, mit der er auf einer^Kugclfläche

¹¹S-J, . a ■ 1 1 · 1- ^t-T,,.,, ?! ^a" ^Außenseite eines Sleuerkörpers 12 geführt

T-ig. 3 einen Ax.alschnitl längs der Linie IH-III ist. Der Stcuerkörper3 besteht bei dem Ausfüh-

in I-. g 2 be, größtmöglicher Beugung des Gelenks, rungsbc.spid nach Fig. 1 bis 3 aas einzelnen Slcuer-

Fi g. 4 einen axialen Halbschnitt durch ein I-cst- teilen 13 (Hg. 1), die jeweils zwischen zwei Kugeln 5

* .^C "λ - -, „ ,u u -a UT-, , ⁶° u ^CinCr .^achsP^araIlelen Kopffiächc des Stegszwi-

I-. g 4 a einen axialen Ilaibschnitt durch Tc.lc des sehen zwc, Kugclrillcn 4 des inneren Gclenkkörpers 3

lestpclcnks nach I-. g. 4 mit einer abgcwandc ten angeordnet sind. Der innere Gelenkkörpcr 3 ist daher

axialen Sicherung eines Stciicrkorpers auf dem gipenuber den übrigen Teilen des Gelenks ixiil ver-

iimeicn Gdenkkörper, schiebbar während der Steuerkörper 12 über die

ir S t-im-n axialen Halhschnill eiius abgvwan- 6₅ luhrung ,„ den KuRclflächcn 10 und 9 üccenüber

.U-Hr_nI-I-MPdUnK ,,,.■-,, ''T ^a""^m·" «tefcnkkörpcri «..verschiebbar fest-

I i}'. fi limn AxialsdiMilt emus Iislgelenks nut be- pcli-pl ist.

Die Mittelpunkte der Kiii.cin:-i,-ii..n,v,Mr.. u « ,..»I

7 8

10, 11 sind mit gleichem axialen Abstand auf ver- Zur Montage wird der Fixierring, in Fig. 6 geschiedenen Seiten der die Mitte der Käfigfenster ent- sehen, von rechts nach links in seine axiale Endlage haltenden Ebene angeordnet, so daß bei allen Beuge- gebracht, wobei sich die Sternzacken 316 in Umwinkeln die die Kugelmittelpunkte enthaltende Ge- fangsrichtung gesehen in den Mitten der Kugelrillen lenkniittclebene stets den Beugcwinkel des Gelenks 5 304 des inneren Gelcnkkörpers 303 befinden. Nach halbiert, wodurch der Gleichlauf gewährleistet ist. Erreichen seiner axialen Endlage wird der Fixierring

Die in den Fi g. 4, 4a und 5 dargestellten Gelenke 314 um eine halbe Teilung in seine endgültige Lage

sind Festgelenke. Der Hauptunterschied zu dem Ge- gedreht. Damit der Fixierring in dieser Drehlage

lenk nach den Fig. 1 bis 3 besteht darin, daß der bleibt, werden die zwei Ecken 316a am in Fig. 6b

Stcuerkörper an dem inneren Gelenkkörper axial un- io obersten Sternzacken 316 seitlich um die Kanten der

verschieblich gehalten ist. Kugelrillen 304 umgebogen. Die Sternzacken 316

Bei der Ausführung nach Fig. 4 geschieht dies ragen in der Seitenansicht, in Fig. 6 a gesehen, schräg

durch einen geschlitzten oder auch zusammenhän- vom Ringkörper 317 weg, so daß der Ringkörper

gend ausgeführten Federring 114, der in einer Um- außerhalb des Bewegungsbereiches der Kugel 305

fangsnut 115 in der Außenfläche des inneren Gelenk- 15 bleibt.

körpers 103 und entsprechenden Umfangsnuten 115π in Fig. 7 ist das Gelenk nach Fig. 6 in maximal

auf der Innenseite der Steuerteile 113 sitzt. Der gebeugtem Zustand dargestellt. In diesem Zustand

äußere Gelenkkörper 101 ist bei dem Festgelenk nach hat die Käfigachse Z, die senkrecht auf der die

den Fig. 4 und 4a als Glocke 101 ausgebildet, in Kugelmittelpunkte der Kugeln 305 enthaltenen Ge-

dcren Hohlkugelfläche 109 der Käfig 107 mit seiner 20 lenkmittelebene steht, einen Mittenversatz vom Be-

äußcren Kugelfläche 108 geführt ist. Die Anordnung trag e gegenüber der Gclenkmitte, in der sich die

der inneren und äußeren Kugelflächen 108 und 110 Achsen der beiden Gclenkkörper 301 und 303 schnei-

am Käfig mit einem Mittenversatz und die Funktion den. Die Kugeln 305 sind in diesem Zustand ungleich

des Gelenks ist bis auf das Wegfallen der axialen weit von der Achse Z entfernt, und zwar ist die in

Verschiebemöglichkeiten die gleiche wie bei dem 25 Fig. 7 obere Kugel um einen Betragr aus ihrem

Gelenk nach F i g. 1 bis 3. Fenster nach außen gerutscht.

Das Gelenk nach Fig. 4a unterscheidet sich von In Fig. 6 muß die mit F bezeichnete Fensterhöhe

demjenigen nach Fig. 4 nur dadurch, daß der größer oder gleich der Summe der Abstände r und c

Federring 116 entsprechend dem Profil des inneren (s. Fig. 7) sein, damit die obere Kugel 305 bei maxi-

Gelenkkörpers im Stirnschnitt profiliert ist. Der 30 malern Beugewinkel auf der Fensterbegrenzungsfläche

Federring weist ferner beidseitig jedes die Längs- nach außen rutschen kann, ohne aus dem Fenster

rillen 104 begrenzenden Steges achsparallele Ab- herauszufallen. Dieser Abstand F kann bei Verwen-

schnitte 117 auf, die ein Verdrehen der Steuerteile dung einer größeren Kugel größer gehalten werden.

113 auf den Stegen verhindern. als bei üblichen Glcichlaufdrehgelenken, die bei

Bei dem Fcstgelenk nach Fig. 5, das in gleicher 35 sonst gleichen Abmessungen auf die Verwendung Weise wie die Gelenke nach den Fig. 4 und 4a von kleineren Kugeln beschränkt sind. Das zeigt anarbeitet, ist der äußere Gelenkkörper 201 als ver- schaulich Fig. 6c, in der bei sonst gleichen Verhältgleichsweise schmaler Ring ausgebildet. Während der nissen übereinander eine Kugel 5_λ in der Kugelkäfig 207 wie der Käfig 107 bei dem Gelenk nach rille 2_X eines äußeren Gelenkkörpers l_K eines übden F i g. 4 und 4 a ausgebildet ist, hat der Steuer- 40 liehen Gelenks und eine Kugel 5_(i in der Kugelrille 2,_; körper 212 an einem Ende einen Federhaken 214, eines äußeren Gelenkkörpers l_(j eines Gelenks mit der in eine Umfangsnut 215 am äußeren Umfang des den einleitend beschriebenen Merkmalen im Querinneren Geienkköipers 203 hineinragt und die axiale schnitt dargestellt sind. Bei einem gegebenen Mitten-I estlcgung zwischen dem Steuerkörper 212 und dem versatz ο des Krümmungsmittelpunktes der Inneninneren Gelenkkörper bewirkt. Bei dieser Ausfüh- 45 flächen des äußeren Gelenkkörpers zeigt sich, daß rung sind die Außenfläche 216 des inneren Gelenk- die mögliche Fensterhöhe F_(j bei dem zweiten Gckörpers 203 und die damit zusammenwirkende Innen- lenk größer sein kann als die Fensterhöhe F_k bei fläche 217 des Steuerkörpers 212 im Gegensatz zu dem ersten Gelenk. Dadurch ist eine Vergrößerung den bisher beschriebenen Gelenken, bei denen die des Beugewinkels bei dem zweiten Gelenk gegenüber beschriebenen Flächen achsparallcl zur Achse des 50 dem ersten Gelenk möglich.

inneren Gelenkkörpers ausgerichtet sind, konisch In Fig. 8 ist ein Vcrschiebegelenk für mittlere

ausgebildet. Beugewinkel dargestellt. Bei diesem Gelenk sind die

Das in den Fig. 6 und 7 gezeigte Gelenk ist ein axialen Abstände der Kugelflächen 408 und 410 de; für große Beugewinkel gedachtes Festgelenk, das im Kugelkäfigs 407 zur Mittelebene relativ größer gePrinzip in gleicher Weise aufgebaut ist, wie die bisher 55 staltet als bei den bisher beschriebenen Gelenken beschriebenen Gelenke. Der äußere Gelcnkkörper ist Der Steuerkörper 412 ist als zusammenhängende! als Glocke 301 gestaltet, deren zur einen Seite hin Kamm ausgebildet. Während der Käfig 407 mit seine! offener Hohlraum von der die äußere Kugelfläche 308 äußeren Kugelfläche 408 an einer inneren Kugelfläche des Käfigs aufnehmenden, in diesem Fall zusammen- 409 des äußeren Gelenkkörpers 401 geführt und da hängenden Hohlkugelfläche 309 begrenzt ist. Der 60 mit axial am äußeren Gelenkkörper gehalten ist, is Steuerkörper 312 ist am inneren Gclcnkkörper 303 die axiale Verschiebung durch die Verschiebcmög mittels eines sternförmigen Fixierringes 314 gehalten, lichkeit des Steuerkörpers 412 auf der zylindrischer der mit äußeren Sternzacken316 (s. auch Fig. 6a Außenfläche416 des inneren Gclcnkkörpcrs403 er und 6b) in je eine Nut 315 in der Innenfläche des möglicht, jedoch durch einen Federring 414 begrenzt Steuerkörpers eingreift und dessen Ringkörper 317 65 der in einer Umfangsnut 415 des inneren Gelenk mittels eines in einer Umfangsnut am inneren Ge- körpers 403 sitzt.

lenkkörpcr 303 sitzenden Federringes318 axial gc- Das Vcrschiebegelenk nach Fig. 9 unterscheide:

halten ist. sich von demjenigen nach Fig. 8 dadurch, daß die

ίο

zur Führung der äußeren Kugelfläche 508 des Käfigs scheidet sich von dem soeben beschriebenen dadurch, 507 dienende Innenfläche 509 zylindrisch ausgebildet daß seine Außenfläche eine Zylinderfläche 31 und ist und damit eine axiale Verschiebemöglichkeit des nicht eine Kugelfläche ist, wobei jedoch die Zylinder-Käfigs gegenüber dem äußeren Gelenkkörper zu- fläche einen etwas kleineren Radius als die gestrichelt sätzlich zu der Verschiebemöglichkeit des Steuer- 5 dargestellte Hohlkugelfläche 10 des nicht gezeigten körpers 512 am inneren Gelenkkörper 503 zuläßt. Käfigs hat. Der Käfig sitzt also mit seiner Hohlkugel-Zur Begrenzung der Verschiebung ist am äußeren fläche nur auf den beiden äußeren Kanten des Stcuer-Gelenkkörper 501 ein Anschlagring 514 für die Kugel teils 32 auf. Ein weiterer Unterschied des Steuertcils 505 vorgesehen. 13, 13agegenüber demjenigen nach den Fig. 12,12a

Die Gelenke ,nach den Fig. 10 und 11 sind für io besteht darin, daß die Innenfläche 26 des Steuerteils kleine Beugewinkel gedacht. Fig. 10 zeigt ein Ver- 32 abgeflacht ist, so daß es mit Linienberührung auf schiebegelenk, während Fig. 11 ein Festgdenk dar- der teilzylindrischen Kopffläche 37 des Steges 38 aufstellt, sitzt. Da die Steuerteile lediglich die kleinen Steuer-

Bei dem Verschiebegelenk nach Fig. 10 ist ebenso kräfte aufzunehmen haben, reicht die Führung mittel·,

wie bei dem Verschiebegelenk nach F i g. 9 die 15 der Kanten meist aus, zumal sie sich bereits nach

Innenfläche 609 des äußeren Gelenkkörpers 601 verhältnismäßig kurzer Betriebszeit etwas abgenutzt

zylindrisch gestaltet. Dadurch sind axiale Verschic- haben werden. Das Steuerteil nach den Fig. 13, 13a

bungen nicht nur zwischen dem Sleuerkörper 612 und ist in der Herstellung billiger als das Steuerteil nach

dem inneren Gelenkkörper603, sondern auch zwi- den Fig. 12, 12a, weil die Zylinderfläche auf der

sehen dem Käfig 607 und dem äußeren Gelenkkörper 20 Außenseite und die gerade Fläche an der Innenseite

601 möglich. Der Käfig 607 hat im wesentlichen die leichter herzustellen sind als eine Kugelfläche an der

Gestalt einer zylindrischen Hülse, an deren einem Außenseite und eine Zylinderfläche an der Innen-

Ende innen eine die Hohlkugelfläche 610 bildende seite.

ringförmige Vertiefung eingearbeitet ist, in der der Die Steuerteile nach den Fig. 12, 12a, 13, 13a

Steuerkörper 612 in Form eines Ringes mit kugeliger 25 werden seitlich von den Kugeln 5 unterstützt. Das ist

Außenfläche 611 aufgenommen ist. Am anderen bei den Steuerteilen 42 nach Fig. 14, 14a nicht not-

Ende hat der Käfig außen eine Umfangsnut, in der wendig, weil die Innenfläche 46 dieses Stcuerteils im

ein Ring 618 sitzt, welcher die mit der zylindrischen Querschnitt V-förmig ausgebildet ist und mit einer

Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers 601 zusam- entsprechend ausgenommenen V-förmigen Kopffläche

menwirkende Kugelfläche 608 aufweist. 30 47 zusammenwirkt. Auf diese Weise ist das Steuer-

Der Abstand zwischen den Krümmungsmittel- teil 42 in Umfangsrichtung gehalten und benötigt

punkten der Kugelflächen 608 und 610, 611 ist da- keine seitliche Abstützung durch die Kugel 5. Das

bei verhältnismäßig groß. Die Ringe 612 und 618 Steuerteil 42 kann daher schmaler ausgebildet werden

sind für die Montage geschlitzt ausgeführt. als die Steuerteile 22 und 32.

Das Festgelenk nach Fig. 11 unterscheidet sich 35 Bei dem Steuerteil 52 nach den Fig. 15, 15a wird von dem Verschiebegelenk nach Fig. 10 hauptsäch- die seitliche Führung mittels seitlich wegragender lieh dadurch, daß die den Ringen 612 und 618 ent- Führungsstücke 59 erzielt, die den Steg 58 des innesprechenden Ringe 712, 718 zusammenhängend aus- ren Gelenkkörpers sattelförmig umgreifen und innen gebildet und gegen Schultern am inneren Gelenk- gegenüberliegende Führungsflächen 60 aufweisen, mit körper 703 bzw. am Käfig 707 geschoben und dort 40 denen sie das Steuerteil 52 an den Längsrillen 54 des mittels Seegerringen 714 bzw. 716 gehalten sind. inneren Gelenkkörper axial führen.
Außerdem ist die Innenfläche 709 des äußeren Ge- Die Fig. 16 bis 18 zeigen ein Steuerteil in Form lenkkörpers 701, welche mit der kugeligen Außen- eines ringförmigen Kamms 62 mit einem Höchstmaß fläche 708 des Ringes 718 zusammenwirkt, kugelig an Steifigkeit. An der in Fig. 16 rechten Seite füllt ausgebildet, so daß Axialverschiebung nicht mög- 45 der Kamm 62 mit seinem ringförmigen Steg 64 das lieh ist. Volumen zwischen der gestrichelt in Fig. 16 angeln den Fig. 12 bis 15a sind unterschiedliche Aus- deuteten Hohlkugelfläche 10 und der Außenfläche führungen von Steuerteilen gezeigt, wie sie bei den des inneren Gelenkkörpers 3 einschließlich dem Vo-Gelenken nach den F i g. 1 bis 9 verwendbar sind. lumen innerhalb der Kugelrillen 4 vollständig aus. Es handelt sich dabei um einzelne Steuerteile, von 50 Der ringförmige Steg 64 ist dabei für die Aufnahme denen jeweils mehrere den Steuerkörper bilden. . der ebenfalls in Fig. 16 gestrichelt angedeuteten Ebenso können jedoch die Steuerteile nach den Kugel 5 in Verlängerung jedes auf eine Kugelrille 4 Fig. 12 bis 15a auch durch einen Ring zu einem ausgerichteten Schlitzes zwischen den Kammzinken Kamm verbunden sein, wobei dann die F i g. 12 a bis 63 bei 65 hohlkugelförmig ausgenommen. Die in 15a als Schnitte durch jeweils einen Kammzinken 55 Fig. 16 angedeutete Lage der Kugel 5 bezüglich des zu verstehen sind. Kamms 62 entspricht derjenigen bei maximal gebeug-

Das Steuerteil 22 nach Fig. 12 hat außen eine tem Gelenk.

Kugelfläche 21, mit der es die innere Hohlkugelfläche Die Fig. 19 und 20 zeigen besonders einfach

des entsprechenden Käfigs führt. Innen hat das montierbare Käfige. Der Käfig nach Fig. 19 ist in

Steuerteil 22 eine teilzylindrisch konkave gewölbte 60 der Mitte jedes Fensters 16 mit einer axialen Längs-

Fläche, mit der es auf der konvex gewölbten teil- nut 18 versehen. Die Längsnut 18 ist so breit und so

zylindrischen Kopffläche 27 eines Steges 28 aufsitzt, tief, daß sie den Steg zwischen zwei Kugelrillen am der zwischen zwei teilzylindrisch ausgenommenen äußeren Gelenkkörper aufnehmen kann. Dadurch ist Längsrillen 24 für die Kugeln 25 vorsteht Das Steuer- ein axiales Einfädeln des Käfigs 17 in den äußeren

teil 22 kann somit auf der Kopffläche 27 des Steges 65 Gelenkkörper möglich. Die Montage des Käfigs wird axial gleiten, wobei es den nicht dargestellten Käfig durch anschließendes Verdrehen um eine halbe Tei-

über seine Kugelfläche 21 mitnimmt. lung vollendet.

Das Steuerten 32 nach den Fig. 13, 13a unter- Der Käfig77 nach Fig. 20 ist an mindestens zwei

gegenüberliegenden diagonalen Stellen mit Quernuten 78 verschen. Die Quernuten sind ebenfalls so breit und so tief, dall sie die Stege 79 zwischen den Kugelrillen 72 des äußeren Gelenkkörpers 71 aufnehmen können. Dadurch ist ein axiales Einfädeln des Käfigs in um 90° gedrehter Stellung möglich. Nach dem Einfädeln wird der Käfig um 90" geschwenkt, so daß seine Achse mit der Achse des äußeren Gelenkkörpcrs 71 fluchtet. Darauf wird der Käfig wie bei der Ausführung nach Fig. 19 um seine Achse um eine halbe Teilung geschwenkt, so daß die Käfigfenster 76 den Kugelrillen 72 gegenüberstehen.

In Fig. 21 ist dargestellt, wie ein Käfig und ein zugehöriger Steuerkamm 82 bemessen sein müssen, damit der Steuerkamm 82 axial in den Käfig 87, in Fie. 21 gesehen, von links nach rechts eingefädelt werden kann. Dazu muß der Durchmesser β eines zylindrischen Abschnitts am inneren Umfang des Käfigs 87 größer als der größte Außendurchmesser b des Steuerkamms 82 sein. Ferner muß der Durchmesser.c am inneren Umfang des Kaiigs größer als der Durchmesser d des Steuerkamms in der Mitte seines Schlitzes sein. Der Steuerkamm kann dann in einer Lage mit seinem Kammzinken in der Mitte der Fensterebenen des Käfigs axial in den Käfig eingeschoben werden und in seine endgültige Lage durch Drehung um eine halbe Teilung gel'rächt werden.

Bei der Anordnung nach den F i g. 22 und 23 ist der Steuerkamm 92 mindestens an zwei gegenüberliegenden Flächen zwischen seinen Kammzinken 93 bei 95 zur Montage abgeflacht. Dadurch ist es möglich, den Steuerkamm in um 90 gedrehter Lage axial in den Käfig 97 einzuschieben und ihn anschließend in seine richtige Betriebslage zu schwenken.

Die F i g. 24 und 25 zeigen eine praktische Ausführung einer Gelenkkombination mit einem Festgelenk und einem Verschiebegelenk für die Vorderradaufhängung eines Kraftfahrzeugs.

Das Festgelenk nach F i g. 24 ist im wesentlichen wie das Gelenk nach F i g. 6 aufgebaut. Gleiche Teile sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals beschrieben. Unterschiedlich gegenüber dem Festgelenk nach F i g. 6 ist lediglich die Gestaltung des sternförmigen Fixiertciis 3i8, das nicht durch einen gesonderten Seegerring axial gehalten ist, sondern mit einem oder mehreren schräg nach innen gebogenen Ansätzen an seinem Ringkörper in entsprechend ausgebildeten tangentialen Nuten am inneren Gelenkkörper aufgenommen ist. Das Fixierteil ist zur Ermoglichung der Montage radial geschlitzt.

Der äußere Gclenkkörper 301 des Festgelenks nach Fig. 24 trägt in seiner axialen Verlängerung ein Zahnwellenprofil mit Gewindebolzen 320, mil dem er mit dem Vorderrad eines Kraftfahrzeugs verbunden ist. Der innere Gelcnkkörper 303 befindet sich am Ende einer Gelenkwelle 321, die an ihrem

ίο anderen Ende ebenfalls einen inneren Gelenkkörper 803 trägt. Der innere Gelenkkörper 803 ist Teil eines Verschiebegelenks 800, das, abgesehen von der fehlenden axialen Halterung der Steuereinrichtung 312, in gleicher Weise wie das Festgelenk 300 nach Fig. 24 ausgebildet ist. Das Gelenk ist deshalb nicht nochmals in Aufbau und Wirkungsweise beschrieben, weiiii auch die Bczügszcichen in den Hmideriern geändert sind. Der äußere Gelenkkörper 801 ist in Verlängerung seiner Achse mit einem Zahnwellenprolil

822 verschen, mit dem er mit dem Getriebe bzw dem Differential eines Kraftfahrzeugs verbunden ist.

In Fig. 26 ist schematisch die unterschiedliche Wirkung der Gelenkwellenkombinalion nach Fi g. 24 und 25 bei einer Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug schematisch dargestellt.

Mit F_n ist der Gelenkmittelpunkt des radseitigen Festgelenkcs 300 bei 0 ' Beugung der Gelenkwelle 321 und einer Gelenkwelle 325 mit bekannten Gelenken bezeichnet. F_r ist der Gelenkmittelpuui < des radseitigen Festgelenkes 300 bei maximaler Abwiitkc lung der Gelenkwellen 321 und 325. Bei Verwendung der bekannten Gelenke bleibt der Abstand zwischen den Gelenkmittelpunkten konstant, so daß der Gelenkmittelpunkt S^ eines bekannten getriebeseitigen Verschiebegelenks in Richtung auf den Gelenkmittelpunkt F_n zuwandert. Bei Verwendung der Gelenke mit im äußeren Gelenkkörper axial unverschieblichem Käfig bleibt der Gelenkmittelpunkt S_n des getriebeseitigen Verschiebegelenks 800 am selben Ort, wobei sich jedoch der Abstand zwischen den beiden Gelenkmittelpunkten vergrößert. Der Winkel F_x^S_nF_n ist kleiner als der Winkel FwS_n-F_n. Die maximale Beugung ist also für die gleiche Radauslenkung F_nF_n bei Verwendung der Gelenke kleiner. Das gilt auch für das radseitige Festgelenk. Der Verschiebeweg S_n X ist bei Verwendung der Gelenke kleiner als der Verschiebeweg S_nS_w bei Verwendung der bekannten Gelenke, wie F i g. 26 zeigt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 (48) zwischen den Rillen (44) zusammenpaßt Patentansprüche: *■ η ' Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Steuer-

1. Gleichlaufdrehgelenk mit einem äußeren Ge- 5 teil (52) mindestens an einem Ende FQhrungslenkkörper, der einen Hohlraum besitzt und in stücke (59) aufweist, die den entsprechenden

seiner Innenfläche Kugelrillen aufweist, die sich Steg (58) des inneren Gelenkkorpers sattelförmig

mindestens mit ihrer Hauptrichtung parallel zu umgreifen und das Steuerteil an den Langsnllen

seiner Achse erstrecken, einem in dem Hohlraum (54) des inneren Gelenkkörpers führen (Fig. 15,