DE2433349B1

DE2433349B1 - Gleichlaufdrehgelenk mit Kugelabstützung im Bahngrund

Info

Publication number: DE2433349B1
Application number: DE2433349A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 5206 Neunkirchen Krude
Original assignee: Loehr & Bromkamp 6050 Offenbach GmbH
Current assignee: KRUDE, WERNER, DIPL.-ING., 5200 SIEGBURG, DE
Priority date: 1974-07-11
Filing date: 1974-07-11
Publication date: 1975-07-03
Also published as: US4019347A; GB1446159A; FR2278013B1; ES437295A1; FR2278013A1

Description

des Radialspiels nur noch in jeweils einem Berührungspunkt 17 des äußeren und inneren Gelenkkörpers an.

In Fig. 6 ist ein Schnitt entsprechend der Fig. 3 bis 5 dargestellt, wobei jedoch die Kugeln 9 im Laufrillengrund 12 einen zweiten Berührungspunkt aufweisen. Bei Drehmomentübertragung liegt die Kugel 9 in den Punkten 17 und 18 des äußeren Gelenkkörpers 5 und inneren Gelenkkörpers 3 an. Es wird in den Punkten 17 die Übertragungskraft und in den Punkten 12 je nach Drehstellung des Gelenkes die Passivkraft ganz oder teilweise übertragen. Der Laufrillengrund 12 ist als Gerade 13 ausgebildet.

Die Fig. 7 und 8 entsprechen im Prinzip der Fig. 6, jedoch ist der Querschnitt des Laufrillengrundes 12 in Fig. 7 als konvexe Kurve 14 und in Fig. 8 als konkave Kurve 15, bei der der Krümmungsradius größer als der der Kugel ist, ausgebildet.

Der in F i g. 9 dargestellte Kräfteplan zeigt eine Kugel 9 in einem Käfig 10, wobei das Gelenk, schematisch dargestellt, durch Welle 1 und 2 gebeugt ist und die Kräfte räumlich gesehen angreifen. Die Übertragungskräfte F_a des inneren Gelenkkörpers und F_d des

ίο äußeren Gelenkkörpers stützen sich im Laufrillengrund 18 durch die Passivkräfte F_n, und F_MI ab, so daß die Käfigkraft F_Kl kleiner wird, als das der Fall ohne die Berührungspunkte 18 im Laufrillengrund wäre.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Gleichlaufdrehgelenk mit einem äußeren Gelenkkörper, der einen Hohlraum aufweist, in dessen Innenwand Rillen angebracht sind, einem in dem äußeren Gelenkkörper angeordneten inneren Gelenkkörper, der an seiner Außenwand eine der Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechende Anzahl von Rillen aufweist, wobei der Rillenquerschnitt kreisförmig, elliptisch oder gotisch ausgebildet ist und jeweils eine Rille des äußeren und inneren Gelenkkörpers gemeinsam eine Kugel aufnehmen, welche die Laufrillen unter Drehmoment in zumindest einem Punkt berühren, wobei gegebenenfalls die Kugeln in Fenstern eines radial zwischen innerem und äußerem Gelenkkörper angeordneten Käfigs gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrillen (11) so ausgebildet sind, daß die Kugeln (9) im Lauf rillengrund (12) in jeder Beugelage und unter Drehmoment ständig einen weiteren Berührungspunkt aufweisen.

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk mit einem äußeren Gelenkkörper, der einen Hohlraum aufweist, in dessen Innenwand Rillen angebracht sind, einem in dem äußeren Gelenkkörper angeordneten inneren Gelenkkörper, der an seiner Außenwand eine der Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechende Anzahl von Rillen aufweist, wobei der Rillenquerschnitt kreisförmig, elliptisch oder gotisch ausgebildet ist, und jeweils eine Rille des äußeren und inneren Gelenkkörpers gemeinsam eine Kugel aufnehmen, welche die Laufrillen unter Drehmoment in zumindest einem Punkt berührt, wobei gegebenenfalls die Kugeln in Fenstern eines radial zwischen innerem und äußerem Gelenkkörper angeordneten Käfigs gehalten werden.

Bei Gelenken dieser Art (z.B. deutsche Patentschrift 1126199) ist von Nachteil, daß unter Drehmoment nur ein Berührungspunkt zwischen Kugel und Laufrille vorhanden ist, in dem Übertragungskräfte und Passivkräfte wirken. Übertragungskräfte sind die Kräfte, die das Drehmoment über inneren Gelenkkörper, Kugeln und äußeren Gelenkkörper ein- oder ableiten. Sie bilden zwischen innerem und äußerem Gelenkkörper durch die Berührungspunkte zwischen Kugel und Laufrille verlaufend einen räumlichen Winkel; die dadurch entstehende resultierende Kraft wirkt auf die Kugel in axialer Richtung. Die Größe des Winkels ist abhängig von Beugung, Drehwinkelstellung und Gattung des Gelenkes. Passivkräfte sind solche Kräfte, welche im gestreckten Gelenk das axiale Verschieben des inneren oder äußeren Gelenkkörpers und je nach Gelenkgattung im gebeugten Gelenk auch das Herauskippen des Käfigs verhindern; sie wirken in entgegengesetzter Richtung wie die Übertragungskräfte. In allen Gelenken mit bekannten Laufrillen-Querschnitten stützen sich diese Passivkräfte nur im Käfig ab, der sie an die Berührungspunkte einzelner je nach Drehwinkel weniger stark belasteter Kugeln zurückleitet, wodurch unterschiedlich große Belastungen der einzelnen Kugeln entstehen und dadurch eine geringere Gelenklebensdauer. Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, zumindest einen Teil der drehwinkelabhängigen Passivkräfte so abzufangen, daß die Käfig- und Kugelbelastung verringert und die Gelenklebensdauer vergrößert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Laufrillen so ausgebildet sind, daß die Kugeln im Laufrillengrund in jeder Beugelage und

ίο unter Drehmoment einen weiteren Berührungspunkt aufweisen.

Die Passivkräfte bilden entsprechend den Übertragungskräften durch die Berührungspunkte im Bereich der tiefsten Stelle der Laufrille, also im Laufrillengrund des äußeren und inneren Gelenkkörpers verlaufend einen bestimmten Winkel. Die dadurch erzeugte resultierende Passivkraft wirkt der Ubertragungskraft entgegen und entlastet den Käfig zumindest teilweise je nach Beugung, Drehwinkelstellung und/oder Gattung des Gelenkes.

Vorteile der Erfindung sind in der Verringerung der Käfigbelastung und in den damit verbundenen kleineren Lastunterschieden zwischen den einzelnen Kugeln zu sehen, wodurch eine höhere Gelenklebensdauer erreicht wird.

Bekannte Laufrillenquerschnitte und bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 und 2 einen Längs- und einen Querschnitt durch ein Gleichlaufdrehgelenk,

Fig. 3, 4 und 5 jeweils an sich bekannte Ausbildungen von Laufrillen des äußeren und inneren Gelenkkörpers mit einem Drehmomentübertragungselement im Schnitt,

Fig. 6, 7 und 8 nach der Erfindung ausgebildete Laufrillen des äußeren und inneren Gelenkkörpers mit einem Drehmomentübertragungselement,

Fig. 9 einen Kräfteplan einer Kugel mit Abstützung im Laufrillengrund räumlich dargestellt (entsprechend Fig. 6 bis 8).

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Gleichlauf drehgelenk ist als Festgelenk ausgebildet und besteht im wesentlichen aus dem äußeren Gelenkkörper 5, welcher einen kugeligen Hohlraum 16 besitzt. Umfangsverteilt über die Innenwand des Hohlraums 16 sind in axialer Richtung Laufrillen 8 eingearbeitet. Im Hohlraum 16 ist der innere Gelenkkörper 3 angeordnet, dessen Außenseite kugelig ausgebildet ist und in axialer Richtung ebenfalls Laufrillen 7 aufweist. Zwischen äußerem Gelenkkörper S und innerem Gelenkkörper 3 befindet sich der Käfig 10. Der Käfig 10, der außen und innen kugelig ausgebildet ist, hat über seinen Umfang verteilte Fenster, in denen der Drehmomentübertragung dienende Kugeln 9 gehalten sind, welche des weiteren in zwei sich gegenüberliegenden Laufrillen 7 und 8 des äußeren und inneren Gelenkkörpers 5 und 3 aufgenommen sind.

Die in Fig. 3 dargestellten Laufrillen des äußeren Gelenkkörpers 5 und inneren Gelenkkörpers 3 zeigen die Aufnahme einer der Drehmomentübertragung dienenden Kugel 9. Der Querschnitt 11 der Laufrillen ist kreisförmig, wobei deren Radius größer ist als der der Kugel 9.

Fig. 4 und 5 zeigen eine andere Querschnittsform 11 der Laufrillen. In Fig. 4 besteht der Querschnitt aus zwei Kreisbögen (gotische Form); in Fig. 5 ist ein elliptischer Laufrillenquerschnitt 11 dargestellt. Bei Drehmomentübertragung liegen die Kugeln infolge