DE2430027C2 - Gleichlaufdrehgelenk - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk, bestehend aus einem mit einer zentralen zylindrischen Durchgangsbohrung versehenen äußeren Gelenkkörper, wobei in der Bohrungswand zur Aufnahme von Drehmomentübertragungselementen dienende Rillen vorgesehen sind, aus einem in der Bohrung des äußeren Gelenkkörpers angeordneten inneren Gelenkkörper, der in seiner kugelig ausgebildeten Außenseite eine der Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechende Anzahl von Rillen aufweist, wobei jeweils zwei gegenüberliegende Rillen des äußeren und inneren Gelenkkörpers gemeinsam ein Drehmomentübertragungselement aufnehmen, und aus einem hohlen Käfig der mit einer in seiner Innenfläche vorgesehenen Hohlkugel auf der Außenkugel des inneren Gelenkkörpers geführt ist und entsprechend den Rillen im äußeren und inneren Gelenkkörper verteilte Fenster besitzt, welei.er die Drehmomentübertragungselemente in einer gemeinsamen Ebene, die rechtwinklig zur Achse des Käfigs verläuft, hält und der auf seiner Außenseite ebenfalls kugelig ausgebildet ist, wobei die Mittelpunkte von Hohlkugel und Außenkugel des Käfigs mit insbesondere gleichem Abstand auf verschiedenen Seiter der die Mittelpunkte der Drehmomentübertragungselemente enthaltenden Ebene oder im Beugemittelpunkl des Gelenkes liegen.

Wenn ein solches bekanntes Gelenk (DT-Gbm 19 86 863), bei dem die Mittelpunkte von Hohlkugel und Außenkugel des Käfigs mit insbesondere gleichem Abstand auf verschiedenen Seiten der die Mittelpunkte der Drehmomentübertragungselemente enthaltender Ebene liegen, als Festgelenk ausgebildet ist, so ist zumindest eine Teilung des äußeren Gelenkkörpers in einer Ebene quer zur Längsachse erforderlich, um die aus dem Käfig, dem inneren Gelenkkörper und den Drehmomentübertragungselementen bestehende vormontierte Einheit in den äußeren Gelenkkörper einsetzen zu können. Diese Trennung ist erforderlich, weil durch die axiale Halterung dieser Einheit in der Bohrung des einen Teils des äußeren Gelenkkörpers ein fester Anschlag vorgesehen ist und der andere Anschlag in dem einzusetzenden anderen Teil des äußerer Gelenkkörpers. Bei einer Ausbildung als Schiebegelenk ist üblicherweise der Käfig mit seiner Außenkugel ir der zylindrischen Bohrung des äußeren Gelenkkörper« geführt.

Wenn ein solches bekanntes Gelenk, bei dem die Mittelpunkte von Hohlkugel und Außenkugel im Beugemittelpunkt des Gelenkes liegen, als Festgelenk ausgebildet ist, so liegen zu den oben genannten Verhältnissen vergleichbare Verhältnisse vor.

Von Nachteil bei der vorgenannten Ausbildung ist, daß die äußeren Gelenkkörper von Fest- und Schiebegelenk nicht gegeneinander austauschbar sind. Ferner erfordert die Teilung des äußeren Gelenkkörpers für die Zentrierung u->d axialer Fixierung der Teile zueinander einen verhältnismäßig großen Bauraum. Darüber hinaus sind Maßnahmen zur Abdichtung der Teile gegeneinander erforderlich, die ein Auslaufen von Schmiermittel verhindern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gleichlaufdrehgelenk zu schaffen, das ohne besonderen Fertigungsaufwand sowohl als Fest- als auch als Schiebegelenk ausgerüstet werden kann. Ferner soll insbesondere die Fertigung hinsichtlich der einzuhaltenden Toleranzen vereinfacht werden. Darüber hinaus soll der Bauaufwand insbesondere in Hinsicht auf Zentrierungen und die Abdichtung von Teilen verringert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der zylindrischen Bohrung des äußeren Gelenkkörpers mindestens eine insbesondere axial oder parallel zu den Rillen der Drehmomentübertragungselemente verlaufende Nut jeweils zwischen zwei benachbarten Rillen vorgesehen ist und daß in die Nut ein Keil eingesetzt ist, der die Außenkugel des Käfigs teilweise formschlüssig umfaßt.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß sowohl für Fest- als auch für Schiebegelenk nur eine Art von äußeren Gelenkkörpern erforderlich ist. Ferner können die

forgesehenen Nuten in einem Arbeitsgang (z. B. durch bäumen), also ohne Mehrarbeit, zusammen mit den RiI-en hergestellt werden. Es können des weiteren die Jautoleranzen vergrößert werden, wenn die Keile gleichzeitig zur Führung des Käfigs dienen, da durch Auswahl von Keilen (Klassifizierung) die nötigen Funktionsspiele erzielt werden können.

Dazu können die Keile entsprechend der Außenkugel des Käfigs konkav ausgebildet sein. Hierdurch wird ein Flächenkontakt zwischen Käfig und den Keilen er- to zielt, denn insbesondere bei den bekannten Schiebegelenken hat sich gezeigt, daß der Linienkontakt zwischen der Außenkugel des Käfigs und der zylindrischen Bohrung zu einer stärkeren Abnutzung und damit zur Ungenauigkeit der Steuerung des Käfigs führt. Daraus folgt, daß die Drehmomentübertragungselemente nicht mehr in die homokinelische Ebene geführt werden. Der Gleichlauf ist gestört, und die Drehmomentübertragungselemente tragen nicht mehr alle gleichmäßig.

Zum Spielausgleich ist beim Festgelenk vorgesehen, daß je Nut zwei Keile vorgesehen sind, die in Axialrichtung rechts und links neben dem Käfig angeordnet sind, wobei mindestens ein Teilkeil durch eine in Richtung auf den anderen Teilkeil wirksame Federkraft bcaufschlagbar ist.

Es ist zwar eine Wellenkupplung (DT-PS 11 42 473) bekannt, bei der beiderseits der drehmomentübertragenden Verzahnung Kugelflächen des Innenteils sich gegen entsprechende Hohlkugelflächen des Außenisils abstützen, bei denen jedoch die Stützkräfte nicht über die Drehmomentübertragungselemente, sondern über die Kugelflächen der Naben auf die Hohlkugelflächen der Hülse übertragen werden, wobei die Kugelflächen gleichzeitig den Innenraum gegen herausfließendes Schmiermittel abdichten. Um in axialer Richtung wirkende Stöße elastisch abzufangen, ohne daß die dichtende Wirkung der Kugelflächen aufgehoben wird, ist zwischen jedem Ring und zugehöriger Nabe eine Druckfeder eingeschaltet.

Des weiteren ist nach der Erfindung vorgesehen, die Keile unlösbar oder lösbar mit einem zum Verbinden des Gelenkes an ein treibendes oder getriebenes Teil dienenden Anschlußteil, wie Flansch, Zapfen od. dgl., zu verbinden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 ein Gleichlaufdrehgelenk als Festgelenk mit Keilen,

F i g. 2 einen Schnitt 11-11 gemäß F i g. 1,

F i g. 3 ebenfalls ein Festgelenk, jedoch mit geteilten Keilen,

Fig.4 ein Gleichlaufdrehgelenk als Schiebegelenk mit Keilen, die eine konkave Längsrille besitzen,

F i g. 5 ein Gleichlaufdrehgelenk als Schiebegelenk mit Keilen, welche in den sie aufnehmenden Nuten verschiebbar sind,

Fig.6 ein Gleichlaufdrehgelenk als Festgelenk, jedoch mit kraftschlüssiger Verbindung zwischen Gelenk und Flanschzapfen, und

F i g. 7 einen Schnitt IU-IlI gemäß F i g. 6.

Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Festgelenk besteht aus dem äußeren Gelenkkörper I, welcher eine axial verlaufende zylindrische Bohrung 2 besitzt. Umfangsverteilt über die Innenwand der Bohrung 2 sind parallel zu deren Längsachse verlaufende Rillen 3 eingearbeitet. In der Bohrung 2 ist der innere Gelenkkörper 6 angeordnet, dessen Außenseite kugelig (Kugelfläche 9) ausgebildet ist und Längsrillen 7 aufweist. Auf der Kugelfläche 9 ist ein Käfig mit einer in seinem Innenraum vorgesehenen konkaven Kugelfläche 10 (Hohlkugel) geführt. Der Käfig 5 weist ferner eine Außenkugelfläche 8 auf. Darüber hinaus besitzt der Käfig 5 über seinen Umfang verteilte Fenster, in denen der Drehmomentübertragung dienende Kugeln 4 gehalten sind, welche des weiteren in zwei sich gegenüberliegende Rillen 3 und 7 des äußeren und inneren Gelenkkörpers 1 und 6 aufgenommen sind. Zwischen je zwei benachbarten Rillen 3 im äußeren Gelenkkörper 1 für die Aufnahme der Kugeln 4 ist eine Nut 13, welcher zur Aufnahme von Keilen 11 dient, angeordnet. Die Keile 11 sind auf ihrer dem Käfig zugewandten Seite entsprechend der Außenkugel 8 des Käfigs 5 ausgebildet. Darüber hinaus sind die Keile 11 axial in der Nut 13 gehalten, und zwar einerseits durch einen Sicherungsring 12 und andererseits durch Anschlag an die Stirnfläche 19 des mit dem äußeren Gelenkkörper 1 verbundenen und einen Zapfen 17 tragenden Flansches 16. Es können jedoch zur Sicherung genausogut zwei Sicherungsringe vorgesehen werden. Ferner ist es auch möglich, die Keile 11 fest mit dem Flansch 16 zu verbinden und somit ausschließlich oder zusätzlich zur Drehmomentübertragung heranzuziehen. Der innere Gelenkkörper 6 kann durch das Vorhandensein der Keile 11 mit der Welle 14 unlösbar verbunden bzw. einstükkig ausgebildet sein. Zur Abdichtung ist eine Manschette 15 vorgesehen, die einerseits mit dem äußeren Gelenkkörper 1 und andererseits mit der Welle 14 fest und dicht verbunden ist. Bei der vorstehend beschriebenen Gattung von Gelenken sind die Mittelpunkte Oi und O2 der konkaven Kugelfläche 10 und der Außenfläche 8 des Käfigs 5 mit gleichem Abstand versetzt zwischen Gesetzt und Beugemittelpunkt 0 auf verschiedenen Seiten der die Mittelpunkte aller Kugeln 4 enthaltenden Ebene angeordnet. Die Nuten 13 vom äußeren Gelenkkörper 1 können in einem Arbeitsgang zusammen mit den Rillen 3 für die Kugeln 4, z. B. durch Räumen, hergestellt werden.

Der Unterschied des Festgclenkes nach den F i g. 1 und 2 zu dem nach F i g. 3 besteht darin, daß beim Festgelenk nach F i g. 3 die Keile geteilt ausgebildet sind und aus zwei Teilfedern Ua und 116 bestehen. Ferner ist eine Feder (Tellerfeder) 18 vorgesehen, welche den Teilkeil 11.) in Richtung auf den Keil 1 \b bewegt. Hierdurch können Herstellungstoleranz.cn vermieden werden und Stöße absorbiert werden.

Die Gleichlaufdrehgelenke nach den Fig.4 und 5 entsprechen dem Prinzip nach ebenfalls den nach F i g. 1 und 2 dargestellten, sind jedoch als Schiebegelenke ausgebildet, d. h. innerer und äußerer Gelenkkörpcr 6 und 1 können einander gegenüber Axialbewegungen ausführen.

Dies wird nach F i g. 4 dadurch erreicht, daß der Keil Il zwar axial fest in der Nut 13 gehalten ist, jedoch eine Längsrille 22 aufweist, welche Endbereiche 20 besitzt an denen der Käfig 5 mit seiner Außenkugel 8 zur Anlage kommt, wodurch seine Bewegung begrenzt ist.

Bei der Ausführung nach F i g. 5 ist ein Keil 1 Ic/ ent sprechend F i g. 1 vorhanden; dieser ist jedoch in dei Nut 13 axial verschiebbar entsprechend dem ge wünschten Schiebeweg gehallen. Seine Bewegung wire durch Anschlag entweder an der Stirnfläche 19 de: Flansches 16 oder am Sicherungsring 21 begrenzt. Dei Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß ein Flächen kontakt zwischen Käfig 5 und Keil lic/vorhanden ist.

Das Gleichlaufdrehgelenk nach F i g. 6 und 7 ist al: Festgclenk ausgebildet. Die in den axial angeordnete!

Z4 OO ΌΖ/

luten 25 des äußeren Gelenkkörpers 1 befindlichen Leilc He werden an einem Ende durch Aussparungen 3 von Flansch 16 des Achszapfens 17 in axialer Richjng fixiert. Eine kraftschlüssige Verbindung zwischen ußerem Gelenkkörper 1 und dem Achszapfen 17 wird adurch erreicht, daß der Kragen 24 angepreßt wird, lomit können sich der Flansch 16 und der äußere Ge- :nkkörper 1 nicht mehr gegeneinander verschieben.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gleichlaufdrehgelenk, bestehend aus einem mit einer zentralen zylindrischen Durchgangsbohrung versehenen äußeren Geienkkörper, wobei in der Bohrungswand zur Aufnahme von Drehmomentübertragungselementen dienende Rillen vorgesehen sind, aus einem in der Bohrung des äußeren Gelenkkörpers angeordneten inneren Geienkkörper, der in seiner kugelig ausgebildeten Außenseite eine der Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechende Anzahl von Rillen aufweist, wobei jeweils zwei gegenüberliegende Rillen des äußeren und inneren Gelenkkörpers gemeinsam ein Drehmomentübertragungselement aufnehmen, und aus einem hohlen Käfig, der mit einer in seiner Innenfläche vorgesehenen Hohlkugel auf der Außenkugel des inneren Gelenkkörpers geführt ist und entsprechend den Rillen im äußeren und inneren Gelenkkörper verteilte Fenster besitzt, welcher die Drehmomentübertragungselemente in einer gemeinsamen Ebene, die rechtwinklig zur Achse des Käfigs verläuft, hält und der auf seiner Außenseite ebenfalls kugelig ausgebildet ist, wobei die Mittelpunkte von Hohlkugel und Außenkugel des Käfigs mit insbesondere gleichem Abstand auf verschiedenen Seiten der die Mittelpunkte der Drehmomentübertragungselemente enthaltenden Ebene oder im Beugemittelpunkt des Gelenkes liegen, dadurch gekennzeichnet, daß in der zylindrischen Bohrung (2) des äußeren Gelenkkörpers (1) mindestens eine insbesondere axial oder parallel zu den Rillen

(3) der Drehmomentübertragungselemente verlaufende Nut (13) jeweils zwischen zwei benachbarten Rillen vorgesehen ist und daß in die Nut ein Keil (11) eingesetzt ist, der die Außenkugel (8) des Käfigs (5) teilweise formschlüssig umfaßt.

2. Gleichlaufdrehgelenk nach dem Anspruch 1 das als Festgelenk ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß je Nut (13) zwei Keile (11a und lli>) vorgesehen sind, die in Axialrichtung rechts und links neben dem Käfig (5) angeordnet sind, wobei mindestens ein Teilkeil (Ha) durch eine in Richtung auf den anderen Teilkeil (life) wirksame Feder (18) beaufschlagbar ist.

3. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile (11, 11a, üb, lie) unlösbar oder lösbar mit einem zum Verbinden des Gelenkes an ein treibendes oder getriebenes Teil dienenden Anschlußteil, wie Flansch (16), Zapfen od. dgl., verbunden sind.