DE3521174C2

DE3521174C2 - Gleichlaufgelenkkupplung

Info

Publication number: DE3521174C2
Application number: DE3521174A
Authority: DE
Inventors: Michel Alexandre Dr.-Ing. Conflans-Sainte-Honorine Orain
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1985-06-13
Publication date: 1987-04-09
Also published as: DE3521174A1; IT1186958B; JPS6124823A; IT8507039V0; ES544733A0; ES8609618A1; JP2581908B2; GB8516739D0; GB2161246B; IT8505193A0; US4689035A; GB2161246A

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Gleichlaufgelenk, das nach einer Ausführungsart einen Schaft (1) aufweist, in dem vier Kulissen (3), die Rollbahnen (5) mit kreisförmigem Querschnitt bilden und miteinander im Eingriff stehende Verzahnungen (7) aufweisen, schwenkbar gelagert sind. In den Rollbahnen werden kugelförmige Rollen (12) aufgenommen, die auf Zapfen (11) eines vierarmigen Zapfenkreuzes dreh- und verschiebbar gelagert sind, wobei die Zapfen ihrerseits mit einer Welle (8) fest verbunden sind (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleichlaufgelenkkupplung, insbesondere für Antriebswellen mit hoher Drehzahl, mit einer äußeren, als Schaft ausgebildeten Kupplungshälfte, die innenseitig vier gleichmäßig über den Umfang angeordnete, längs einer zur Achsrichtung des Schaftes parallelen Ebene verlaufende Rollbahnen kreisförmigen Querschnittes aufweist, und mit einer inneren Kupplungshälfte, die mit einer Welle fest verbunden ist und eine der Anzahl der Rollbahnen entsprechende Anzahl von zur Wellenachse radial angeordneten Zapfen aufweist, auf denen kugelförmige Rollen dreh- und verschiebbar gelagert sind.
Die hauptsächlich im Kraftfahrzeugbau verwendeten Kreuzgelenke sind einfache und zuverlässige Baueinheiten, die einen hohen Wirkungsgrad aufweisen und universell eingesetzt werden können. Dennoch ist der Einsatzbereich dieser Mechanismen durch zwei grundlegende und insoweit auch bekannte Nachteile eingeschränkt:

a) durch den Gleichlauffehler des Kreuzgelenks, der zu Torsionsschwingungen führt, deren Amplitude mit dem Quadrat des Arbeitswinkels steigt;
b) durch den Widerstand bei der Verschiebung der teleskopartigen Profilvorrichtung, mit der das Kreuzgelenk im allgemeinen ausgestattet ist, um den Längenausgleich der Welle durch Ein- und Ausziehen zu ermöglichen. Auch wenn sich diese Vorrichtung bei manueller Prüfung leicht verschieben läßt, so wird sie jedoch praktisch blockiert, sobald sie mit einem Drehmoment beaufschlagt wird, wie dies normalerweise im Einsatz der Fall ist.

Es wurde daher schon versucht, diese beiden Nachteile eines Kreuzgelenks dadurch zu beseitigen, daß stattdessen Gleichlauf-Verschiebegelenke eingesetzt werden, wie sie beispielsweise für Seitenwellen von Kraftfahrzeugen mit Vorderradantrieb oder aber mit Hinterradantrieb und Einzelradaufhängung verwendet werden.
Die beiden Gleichlaufgelenkfamilien, die für Seitenwellen verwendet werden, nämlich Kugelgelenke und Tripode-Gelenke, sind jedoch aufgrund ihrer eigenständigen Funktionsweise bei den gewünschten Durchschnittswinkeln nur begrenzt für hohe Drehzahlen anwendbar. Diese Anwendungsgrenze läßt sich durch das Produkt β × N maximum zulässig kennzeichnen, wobei β den Dauerarbeitswinkel und N die Dauerdrehzahl bei den gestellten Lebensdauer-, Zuverlässigkeits- und Komfortanforderungen darstellt.
Nimmt man β in Grad und N in Umdrehungen pro Minute, so wird erfahrungsgemäß als Obergrenze des Produkts β × N für ein Kreuzgelenk ein Wert angenommen, der je nach Baugröße zwischen 20.000 und 30.000 liegt. In diesem Fall ist die Grenze auf das Schwingungsmoment zurückzuführen, das von der dem Quadrat des Produkts β × N proportionalen ungleichförmigen Torsionsbeschleunigung herrührt.
Bei Kugelgelenken werden die Grenzen von der Wärmeentwicklung und der übermäßigen Abnutzungsgeschwindigkeit bestimmt, die sich aus dem im Vergleich zu Kreuzgelenken sehr hohen mechanischen Verlusten ergeben, so daß der zulässige Wert β × N kleiner ist als bei einem Kreuzgelenk.
Bei Tripode-Gelenken, die einen ausgezeichneten Wirkungsgrad und eine ausreichende Lebensdauer aufweisen, ergibt sich die Grenze aus der Taumelbewegung, die bei hoher Drehzahl nicht zulässig ist.
In der DE-PS 9 04 256 wurde bereits eine Gelenkkupplung für Wellen vorgeschlagen, bei der ein Ausgleich der Kraftverteilung auf die Zapfen sowie auch ein Ausgleich der Drehwinkelschwankungen gegenüber einem starren Kreuzgelenk erfolgt. Die Gelenkkupplung nach der genannten Patentschrift läßt zudem auch eine Kraftübertragung zwischen den Rollbahnen und den kugelförmigen Rollen und Zapfen zu, wobei geringe Reibung und eine gewisse Leichtgängigkeit gegeben ist.
Demgebenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine radial zentrierte Gleichlaufgelenkkupplung mit hohem Wirkungsgrad zu schaffen, die bei vorgegebenem Durchmesser eine hohe Drehmoment-Übertragungskapazität bietet. Mit einem solchen Gelenk soll insbesondere das Problem einwandfreier Kraftübertragung sowohl bei hohen Drehzahlen und bei im Vergleich zu bekannten Lösungsvorschlägen größeren Arbeitswinkeln als auch bei den an moderne Kraftfahrzeuge gestellten Komfort-, Lebensdauer- und Gewichtsanforderungen gelöst werden.
Die erfindungsgemäße Gleichlaufgelenkkupplung löst diese Aufgabe dadurch, daß jede der Rollbahnen oder jeder der Zapfen als separates Element ausgebildet und in der äußeren Kupplungshälfte bzw. in der inneren Kupplungshälfte so gelagert ist, daß jedes separate Element um eine parallel zur Achse der zugehörigen Kupplungshälfte liegende und radial bezüglich dieser Drehachse gegenüber dem Mittelpunkt der entsprechenden Rolle versetzte Achse schwenken kann und jedes separate Element an zwei einander gegenüberliegenden, in Umfangsrichtung weisenden Seiten Verzahnungen aufweist, die jeweils in die entsprechenden Verzahnungen der benachbarten schwenkbaren separaten Elemente eingreifen, wobei diese Verzahnungen einen in etwa zur Schwenkachse das zugehörigen separaten schwenkbaren Elements zentrierten Wälzkreis aufweisen.
Weitere zweckmäßige Merkmale und Ausbildungen lassen sich den Unteransprüchen 2 bis 25 entnehmen.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, die nur als Beispiele zu betrachten sind, näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Aufsicht mit Teilquerschnitt einer Gleichlaufgelenkkupplung in gestrecktem Zustand;
Fig. 2 zeigt eine Längsschnitt-Ansicht der Gleichlaufgelenkkupplung nach Fig. 1 in um einen Winkel von ca. 35° versetzten Zustand;
Fig. 3 stellt die Gleichlaufgelenkkupplung nach Fig. 2 in perspektivischer Ansicht dar;
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt einer verschiebbaren Ausführung der Gleichlaufgelenkkupplung;
Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt einer Ausführungsart der Gleichlaufgelenkkupplung mit torischen Rollbahnen;
Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt entlang der Linie 6-6 von Fig. 5;
Fig. 7 zeigt einen Teilschnitt durch ein Element der Kupplung von Fig. 5;
Fig. 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 8-8 von Fig. 7;
Fig. 9-13 zeigen Teilschnitte von vier Ausführungsbeispielen der Kulissen, die die Rollbahnen bilden, und insbesondere ihrer möglichen Lagerung im Außenteil der Gleichlaufgelenkkupplung;
Fig. 11 zeigt dabei die in einem Schaft gelagerte Kulisse von Fig. 10;
Fig. 14 zeigt einen Längsschnitt einer Ausführungsvariante, die eine Doppelgelenkkupplung darstellt;
Fig. 15 zeigt eine Aufsicht einer weiteren Ausführungsart der Gleichlaufgelenkkupplung;
Fig. 16 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 16-16 von Fig. 15;
Fig. 17 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 17-17 von Fig. 15;
Fig. 18 zeigt eine Aufsicht einer weiteren Ausführungsvariante; und
Fig. 19 zeigt als Teilaufriß eine Seitenansicht eines Teils der Gelenkkupplung von Fig. 18;
Fig. 20 zeigt eine Aufsicht mit Teilquerschnitt einer weiteren Ausführung der Gelenkkupplung;
Fig. 21 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 20;
Fig. 22 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 20 ohne Darstellung des Schafts der Kupplung;
Fig. 23 zeigt einen Teilquerschnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 21;
Fig. 24 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 23 für eine Ausführungsvariante;
Fig. 25 zeigt einen Teilquerschnitt einer weiteren Ausführungsvariante; und
Fig. 26 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 7-7 von Fig. 25;
Fig. 27 zeigt einen Teilquerschnitt einer weiteren Ausführungsvariante;
Fig. 28 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 9-9 von Fig. 27 und
Fig. 29 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 10-10 von Fig. 28.
Die in Fig. 1-3 dargestellte Gleichlaufgelenkkupplung besitzt eine äußere Kupplungshälfte, die aus dem zylindrischen Schaft 1 besteht, der beispielsweise mit einem Flansch und mit Schrauben oder mit anderen bekannten Mitteln an einem der zu verbindenden mechanischen Kupplungshälften befestigt werden kann, was nicht näher dargestellt ist. In der Innenseite des Schafts sind gleichmäßig über den Umfang verteilt vier abgeflachte oder leicht gekrümmte Zonen 22 eingearbeitet, in denen Längsprofile 2, parallel zur Längsachse des Schafts 1, ausgebildet sind. Diese vier Zonen erstrecken sich über Kreisabschnitte von jeweils ca. 30°C.
Vier rinnenförmig ausgebildete Kulissen 3 liegen an dem jeweiligen Innenprofil 2 des Schafts 1 über ein Längsprofil 4 mit dem gleichen Modul, das in der Außenwand der Wölbung 3 a der Kulisse 3 eingearbeitet ist, an. Der durchschnittliche Außeneradius dieser Wölbung 3 a ist kleiner als der Krümmungsradius der Zonen 22 des Schaftes, die auch geradlinig ausgebildet sein können, damit die Kulissen 3 ohne Gleiten schwenken können, indem sie wie beim Zahneingriff in einem Hohlrad im Inneren des Schaftes abrollen.
Der Querschnitt dieser Kulissen 3 besteht an der Innenseite aus zwei konzentrischen Kreisabschnitten 5, die die Rollbahnen bilden und die gegenüberliegend auf einen Punkt 0 zentriert sind, wobei diese beiden Kreisabschnitte durch eine Innenwölbung 6, die auch direkt in die beiden Kreisabschnitte übergehen kann, miteinander verbunden sind.
Die beiden Stirnseiten der Kulissen 3 sind als zylindrische Flächen, deren durchschnittlicher Krümmungsradius in etwa auf der Mittelachse der Profile 4 auf der Wölbung dieser Kulissen zentriert ist, ausgebildet und in diese Flächen ist eine Verzahnung in Gestalt der Profile 7 eingearbeitet.
Hierdurch können die vier Kulissen 3, wenn sie in dem Schaft 1 eingebaut sind, spielfrei und leichtgängig schwenken, indem die miteinander verzahnten Evolventenprofile 2, 4 und 7 von Schaft und Kulisse sowie zwischen Kulisse und Kulisse wie bei einem Planetenrad, das in ein Hohlrad eingreift, aufeinander abrollen.
Die Gleichlaufgelenkkupplung besteht ferner aus der Welle 8, die entweder durch eine Schweißverbindung oder über ein Profil 9 an dem axial durch den Sprengring 18 gesicherten Zapfenkreuz 10 befestigt ist. Dieses Zapfenkreuz besteht aus vier Zapfen 11, die nach zwei senkrecht zueinander stehenden und koplanaren Achsen ausgerichtet sind und auf denen Rollen 12 mit kugelförmiger Außenfläche 13 gelagert sind. Diese Rollen sind entweder über direkten Kontakt zwischen ihrer Bohrung 14 und dem Zapfen oder mittels axial durch den Sprengring 16 und die Formscheibe 17 gesicherten Nadeln 15 dreh- und verschiebbar auf den Zapfen gelagert.
Die Rollen 12 mit einer analogen Krümmung 13 wie bei den Flächen 5 der Rollbahnen in den Kulissen 3 können sich in diesen Kulissen frei bewegen. Sie rollen auf den Rollbahnen 5 ab, die oberflächengehärtet sind, damit sie ohne Verformung und Abnutzung starken Belastungen standhalten können. Die Kulissen 3 sind z. B. durch Spreng- oder Seegerringe 19, die in den an den Enden des Schaftes 1 eingearbeiteten Ringnuten 20 sitzen, axial gesichert.
Im folgenden wird die Funktionsweise dieser ersten Ausführungsart der erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenkkupplung beschrieben:
Zum Bewegungsablauf in den Kulissen 3 kann man zunächst feststellen, daß bei einer Rechtsdrehung der in O&sub1; zentrierten Kulisse, die in O&sub2; zentrierte Kulisse nach links, die in O&sub3; zentrierte Kulisse nach rechts und die in O&sub4; zentrierte Kulisse wiederum nach links dreht. Der momentane Drehpunkt der Kulissen 3 gegenüber dem Schaft 1 bewegt sich entlang der Mittelachse des Profils 2. Daraus folgt, daß O&sub1; einerseits und O&sub3; und O&sub4; andererseits sich voneinander entfernen, während ferner O&sub4; und O&sub1; einerseits und O&sub2; und O&sub3; andererseits sich einander nähern. Kehrt man die Drehrichtung einer der Kulissen um, so erfolgen alle Drehungen und alle entsprechenden Verschiebungen ebenfalls in umgekehrter Richtung. Die durch die Pfeile T &sub1; bis T &sub4; dargestellten Verschiebungen der Punkte O&sub1; bis O&sub4; weisen denselben Absolutwert auf, verlaufen senkrecht zu den Radiusvektoren und laufen mit wechselnder Richtung ab. Daraus folgt, daß nach einem Merkmal der vorliegenden Patentanmeldung die Geraden &udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KO°kÉ °KO°kË&udf53;lu&udf54;) einerseits und &udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KO°kÊ¤°KO°kÈ&udf53;lu&udf54;- andererseits ständig durch den Mittelpunkt P des Schafts 1 verlaufen, daß die Drehung von &udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KO°kÉ¤°KO°kË&udf53;lu&udf54; mit der Drehung von &udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KO°kÊ¤°KO°kÈ&udf53;lu&udf54; gleich ist und in entgegengesetzter Richtung verläuft.
Wird die Welle 8 und somit das Zapfenkreuz 10 mit einem Drehmoment C beaufschlagt, so können die Kulissen 3 gegenüber dem Schaft nicht schwenken, da ihre durch das einwirkende Drehmoment hervorgerufenen Bewegungen durch das Spiel der Koppel-Verzahnung 7, das bei Einwirkung des Drehmoments jegliches Schwenken der Kulissen verhindert, gegenläufig wären. Die auf die Rollen einwirkenden Kräfte sind dagegen gleich wie auch der von allen Kulissen übertragene Drehmomentanteil, der jeweils C /4 beträgt. Dies gilt auch bei einem Kreisteilungsfehler des Zapfenkreuzes oder der innenliegenden Kulissen 2 des Schafts. Mit anderen Worten ist die Verbindung Kreuzgelenk/Kulisse eine isostatische Verbindung.
Es ist festzustellen, daß es bei einer Beugung der Welle um den Winkel α (Fig. 2) nicht zum Schwenken der Kulissen kommt, da diese Beugung um eine der beiden Achsen O&sub1; O&sub3; bzw. O&sub2; O&sub4; der Zapfen des Zapfenkreuzes erfolgt. Der Mittelpunkt P des Zapfenkreuzes, in dem die Achsen O&sub2; O&sub4; und O&sub1; O&sub3; sich kreuzen, verbleibt auf der zentralen Längsachse des Schafts 1. Es findet somit keine relative Drehung des Zapfenkreuzes und des Schaftes um ihre jeweiligen Drehachsen statt. Die Stellung der Welle zum Schaft bleibt daher bei der Beugung durch Drehung um die Achse O&sub2; O&sub4; bzw. O&sub1; O&sub3; des Zapfenkreuzes konstant.
Fig. 3 stellt dieselbe Gelenkkupplung mit Blick in Richtung der Schaftachse nach Beugung der Welle um ca. 35° um eine Achse SS&min;, die einen Winkel von 45° mit den Achsen &udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KO°kÉ °KO°kË&udf53;lu&udf54; und &udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KO°kÊ °KO°kÈ&udf53;lu&udf54; des Zapfenkreuzes bildet. Diese konstruktionsmäßig - d. h. als Echtwert - auf 90° eingestellten Achsen bilden auf dieser Ansicht einen Winkel R unter 45° zur Achse SS&min;. Um diese Verschiebung auszugleichen, haben die Kulissen gegenüber dem Schaft und symmetrisch zur Achse SS&min; um einen Winkel γ geschwenkt, was sie zwangsläufig durch das Spiel der Verzahnung 2, 4 und 7 tun müssen. Daraus ergibt sich, daß die Achse SS&min;, die die Zapfen des Zapfenkreuzes halbiert, auch die rechtwinklig zueinander stehenden Achsen xx&min; und yy&min; des Schafts 1 halbiert. Mit anderen Worten hat die Beugung um eine die Zapfen halbierende Achse keine Drehung der Welle 8 gegenüber dem Schaft 1 zur Folge.
Dieses Ergebnis macht einen wesentlichen Vorteil des erfindungsgemäßen Gelenks gegenüber einem Kreuzgelenk deutlich, das mit einem ähnlichen Zapfenkreuz versehen ist.
Ein Kreuzgelenk weist nämlich einen maximalen Gleichlauffehler bei Beugung um eine die Zapfen halbierende Achse auf, während dieser Fehler bei Beugung um die Achsen des Zapfenkreuzes gleich Null ist.
So beträgt beispielsweise der maximale Gleichlauffehler eines Kreuzgelenks mit einem Beugewinkel von α = 35°: &epsi; = 45° - arctan cos α = 45° - arctan cos 35° = ± 5,67°.
Dadurch kommt es zu einer Winkelfluktuation von insgesamt 11,34° - zweimal pro Umdrehung -, wobei die Abweichung ihr Maximum erreicht, wenn die Ebene der beiden verbundenen Wellen die Zapfenkreuzachsen halbiert, und gleich Null ist, wenn eine der Zapfenkreuzachsen in der Ebene der Wellen liegt.
Ein anderer wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenkkupplung besteht darin, daß sie bei gleichem Einbauraum eine dreifache Drehmomentübertragungskapazität gegenüber einem Kreuzgelenk bietet.
Während beim Kreuzgelenk zwei Zapfen bei der Berechnung der Kapazität zu berücksichtigen sind, wird nämlich das Drehmoment bei der erfindungsgemäßen Gelenkkupplung gleichzeitig von allen vier Zapfen auf den Schaft übertragen, wobei dieses Drehmoment über das zentrale Profil in das Zapfenkreuz eingeleitet wird.
Erfindungsgemäß wird die Belastung gleichmäßig auf alle vier Zapfen verteilt, wobei die axiale Pressung entlang dieser Zapfen konstant ist und die Pressung auf dem Umfang der Zapfen auch durch eine spezielle, jedoch einfache Ausführung ihres Profils nach einem bekannten Verfahren (s. Patentschrift FR- 13 80 557 und 14 01 983) konstant gehalten werden kann. Diese quasi-ideale Druckverteilung läßt sich auf den Zapfen eines Kreuzgelenks bei weitem nicht erreichen, da entweder durch ungenaue Bearbeitung oder durch elastische Verformung unter Drehmoment der Mitnehmer und das Zapfenkreuz nicht genau aufeinander gerichtet sind.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Gelenkkupplung besteht schließlich in der interessanten Möglichkeit der sehr freien axialen Verschiebbarkeit unter Drehmoment - im gestreckten wie im gebeugten Zustand - sowie in ihrem vollkommen neutralen Verhalten in axialer Richtung.
Fig. 4 stellt eine verschiebbare Ausführung der erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenkkupplung dar. Man findet hierbei dieselben Grundelemente wie bei der in Fig. 1-3 dargestellten Ausführung vor, nämlich einen Schaft 21 mit vier innen profilierten Zonen 22 sowie vier Kulissen 23 mit einem Profil 24, das mit dem Profil 22 zusammenarbeitet, und mit Profilen 27, die ineinander eingreifen. Die Kulissen bilden auch Rollbahnen 25 für Rollen 32, die dreh- und verschiebbar auf den Zapfen 31 eines Zapfenkreuzes 30 gelagert sind. Im Gegensatz zur zuvor beschriebenen Ausführungsart sitzen hier die Rollen ohne zwischengelagerte Nadeln direkt auf ihren Zapfen.
Die Abdichtung des Mechanismus erfolgt durch eine Abdeckung 40, die mit Hilfe von in Bohrungen 42 eingeschraubten (nicht dargestellten) Befestigungsschrauben an einem Flansch 41 des Schafts 21 angebracht ist.
Die Abdichtung zwischen dem Schaft 21 und der Welle 28 erfolgt mittels eines Faltenbalgs 43, der einerseits auf der Welle 28 und andererseits an einem Bund 44 durch die Ringe 45 und 46 befestigt ist. Der Bund 44 ist seinerseits mit Hilfe eines Seegerrings 47 und einer Gummidichtung 48, die in einer Ringnut 49 sitzt, abdichtend im Schaft befestigt. Die Kulissen 23 werden durch die Kante des Bundes 44 sowie durch einen Seegerringes 50 gesichert. Das Gelenk wird bei maximaler Streckung durch einen kugelförmigen Kunststoff-Anschlag 51 gesichert, der gleichzeitig Schlaggeräusche verhindert. Der Anschlag kann auf der kugelförmigen Außenfläche 52 des Bundes 44 abrollen und sichert den Zapfenkreuzkörper 30 durch seinen auf der Welle 28 aufgeschobenen Schaft 53. Die Welle wird axial durch einen Druckpilz 54 gesichert, der sich auf der Abdeckung 40 abstützt.
Diese Variante eignet sich insbesondere zur Ausrüstung von Seitenantriebswellen bei Fahrzeugen mit Front- oder Hinterradantrieb. Die bei den gegenüberliegenden Rollen exakt symmetrische Gleit- und Schwenkbewegung hebt die axiale Reibungskomponente völlig auf, so daß sich diese Gelenkkupplung bei Drehung unter Drehmoment und Beugewinkel axial völlig neutral verhält. Es wird also keine zyklische Axialschwingung in der Antriebswelle hervorgerufen, wie dies bei den meisten Gleichlauf-Verschiebegelenken der Fall ist. Daraus resultiert ein höherer Komfort.
Diese einfache und robuste Ausführung bietet somit sämtliche Komforteigenschaften, die für diesen Anwendungsfall notwendig sind.
Fig. 5 bis 8 stellen eine Ausführung dieser Gleichlaufgelenkkupplung dar, bei der die Gleithülsen bzw. Kulissen 63 Rollbahnen 65 mit kreisförmigem Querschnitt enthalten, deren Achse 65 a gekrümmt ist. Die Laufflächen 65 der Rollen 72 sind also torisch ausgebildet und ungefähr auf den Mittelpunkt O des Gelenks zentriert. Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß die Reibung noch stärker reduziert werden kann, insbesondere bei hohem Dauerarbeitswinkel, und daß eine einfache Vorrichtung eingebaut werden kann, um die axiale Sicherung aus den Kulissen 63 heraus, d. h. unabhängig vom Schaft 61, sicherzustellen.
Fig. 7 und 8 stellen die torischen Kulissen dieser Ausführung dar. Die Profile 64 zum Schaftantrieb sind an den Enden der Kulissen angeordnet, während sich die Profile 67 zum Ankoppeln der Kulissen in deren innerem Mittelteil befinden. Die Kulissen sind in dem Schaft 61 durch die Seegerringe 79 axial gesichert. In Öffnungen 82, die in den Stirnflächen des Zapfenkreuzes 70 eingearbeitet sind, sind Anschläge 80 mit kugelförmiger Oberfläche 81 eingepreßt, wobei diese Anschläge im Betrieb auf dem Grund 66 der Kulissen gleiten und das Zapfenkreuz sowie die Welle 68 gegenüber dem Gelenkschaft axial sichern.
Da das Profil 62 sich über die gesamte Länge des Schafts erstreckt, kann die gesamte bewegliche Baugruppe aus Zapfenkreuz, Welle und Rollen einerseits sowie Kulissen andererseits durch Axialverschiebung in den Schaft eingeführt werden. Selbstverständlich können die beweglichen Teile dieser Gelenkkupplung genauso leicht in einer Radnabe zusammengebaut werden, wenn deren Bohrung dasselbe Profil wie der Schaft 61 in Fig. 5 aufweisen würde.
Nach einem Merkmal der Erfindung sind die Zahnschräge bzw. Druckwinkel α und β (Fig. 9) der Profilierungen 97 bzw. 92, 94 so gewählt, daß die einwirkenden Kräfte fast senkrecht auf die Flanken der je nach Richtung des jeweiligen Drehmoments belasteten Zähne wirken. Unter dieser Voraussetzung wird nur eine Flanke jedes Zahns mit Druck belastet, so daß die Reibungsverluste minimal sind.
Fig. 9 zeigt ein Anwendungsbeispiel dieser Regel bei einer Gelenkkupplung, die für mittlere Drehzahlen ausgelegt ist und bei der aus diesem Grunde die auf die Kulissen und Rollen einwirkende Fliehkraft gegenüber den durch A, B, C und F dargestellten Drehmomentübertragungskräften vernachlässigt werden kann.
Die schematisch im Schaft 91 dargestellte Kulisse 93 steht im Gleichgewicht durch die einwirkenden Kräfte A, B und C, die senkrecht auf die Zahnflanken mit dem Winkel α für A und B und β für C wirken, und durch die von der nicht dargestellten Rolle ausgeübte Kraft F.
Die relativen Werte der Winkel α und β, die die oben angegebene Bedingung erfüllen, lassen sich als Funktion der Kenndaten R und r der Gelenkkupplung leicht errechnen.
Wenn R = 52 mm und r = 30 mm betragen, sind z. B. für α und β folgende Werte möglich: °=c:60&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz5&udf54; &udf53;vu10&udf54;
Will man diese Bedingung für einen maximalen Wirkungsgrad bei einer Gelenkkupplung für hohe Drehzahlen erreichen, so ist der Wert der als gestrichelte Linie dargestellten Fliehkraft Q zu berücksichtigen, die auf die Rollen und die Kulissen einwirkt und im Vergleich zu den Drehmomentübertragungskräften A, B und C von Fig. 9 nicht mehr vernachlässigbar ist, so daß man den Druckwinkel β gegenüber α vergrößern muß.
Bei den Anwendungen, wo die Gelenkkupplung bei sehr hoher Drehzahl arbeiten soll, kann die Fliehkraft Q erheblich höher als die am häufigsten auftretenden Drehmomentübertragungskräfte A, B und C liegen. Somit ist es nach einem weiteren Merkmal dieser Erfindung vorteilhaft, eine oder mehrere reine Rollzonen zwischen der Kulissenrückseite und der Schaftbohrung vorzusehen, um diese Fliehkraft Q aufzufangen. Die Verzahnungen an der Kulissenrückseite können in diesem Falle lediglich die Wirkkomponente der Kraft C übertragen, wenn man einen Druckwinkel β = 0 wählt (Fig. 9). Dadurch wird die durch die Fliehkraft Q verursachte Eingriffsreibung an der Verzahnung vermieden und der Wirkungsgrad der Gelenkkupplung gesteigert.
Fig. 10 stellt eine solche Kulisse 103 dar.
Fig. 11 zeigt eine solche, innerhalb des Schafts 101 eingebaute Kulisse.
Die Kulisse 103 enthält in ihrem Mittelteil eine rückseitige zylindrische Lauffläche 103 a, die auf einer Lauffläche 101 a innerhalb des Schafts abrollt. Diese Lauffläche 101 a kann plan oder zylindrisch ausgebildet sein, wobei der Krümmungsmittelpunkt innerhalb oder außerhalb des Schafts liegen kann. An beiden Enden der Kulissen sitzen rückseitige Verzahnungen 104, die in die zugehörigen Innenverzahnungen 102 des Schafts eingreifen. Ihre Wälzkreise stimmen mit den Laufflächen 103 a und 101 a überein, damit sich diese Laufflächen nicht gegeneinander verschieben können, wenn die Gelenkkupplung unter Beugewinkel dreht. Der Winkel β der rückseitigen Verzahnungen kann, soweit die Ausführung dies ermöglicht, beliebig verkleinert werden. Die Verzahnung 107 zum Ankoppeln der Kulissen, die durch die Fliehkraft kaum beansprucht wird, muß die schwenkenden Kulissen wie bei den anderen Ausführungen leichtgängig und spielfrei verbinden können. Seegerringe 105, die in dafür vorgesehenen Ringnuten in den Verzahnungen 102 eingerastet sind, übernehmen die axiale Sicherung der Kulisse 103. Als Variante können die Verzahnungen leicht spiralförmig ausgebildet sein, wobei eine umgekehrte Steigung der Verzahnung an beiden Enden gewählt werden kann, so daß die Kulissen 103 auch ohne Seegerringe gesichert werden können. Natürlich kann jede Kulisse mehrere rückseitige Laufflächen aufweisen, die sich mit verzahnten Zonen abwechseln.
Generell können die Verzahnungen der Kulisse nur auf einem Teil ihrer Länge vorgesehen und auf einen oder mehrere Abschnitte verteilt werden, unabhängig davon, ob es sich um Koppelverzahnungen oder um rückseitige Verzahnungen handelt und ob die Kulissen Laufflächen aufweisen oder nicht.
Um das Schwenken der Kulissen auf dem Schaft zu ermöglichen, kann auch eine andere Vorrichtung nach Fig. 12 und 13 vorteilhaft gewählt werden.
Die Kulissen 123 schwenken hier gegenüber dem Schaft 121 um eine feststehende Achse, die sich als zylindrische Fläche eines Zapfens 122 (Fig. 12) aus gehärtetem Stahl darstellt, wobei der Zapfen einerseits in einer in dem Schaft 121 eingearbeiteten zylindrischen Längskerbe 122 a und zum anderen in einer ähnlichen, an der Rückseite der Kulisse 123 eingearbeiteten Längskerbe 124 eingelagert ist. Ein ausreichender Abstand 125 wird zwischen der Kulissenwand und dem Schaft freigelassen, damit die Kulisse um den geforderten Winkel schwenken kann.
In Fig. 13 bildet der Zapfen 132 eine Baueinheit mit der Kulisse 133 und ist somit als halbkreisförmiger Längsvorsatz ausgebildet, der sich in der halbkreisförmigen, in dem Schaft 131 eingearbeiteten Längsnute 132 a abstützt.
Die Verzahnungen 127, 137 sind kreisförmig um die Achse der Zapfen 122 und 132 zentriert.
Trotz der Gleitbewegungen um diese Zapfen finden die Schwenkvorgänge unter guten mechanischen Bedingungen statt, da eine wirksame Schmierung gewährleistet wird und die Bewegungen eine schwache Amplitude aufweisen.
Fig. 14 stellt eine Gelenkkupplung mit großem Beugewinkel dar, die aus zwei Grundgelenken besteht, die - wie in Fig. 1 bis 3 dargestellt - symmetrisch zu beiden Seiten einer Ebene Y-Y angeordnet sind und einen gemeinsamen Schaft 141 verwenden. Die Enden 142 der Wellen 143 weisen kugelförmige Aussparungen 145 auf, in denen zwei an den beiden Seiten einer Scheibe 147 befestigte Kugeln 146 schwenken können. Diese Scheibe wird in der Ebene Y-Y senkrecht zur Zeichnungsebene durch Führungen 148 gehalten, zwischen denen sie sich radial verschiebt, wenn die Gelenkkupplung unter einem Beugungswinkel δ dreht. Auf diese Weise ist die Übereinstimmung der Achsen in Punkt P sichergestellt. Die Führungen 148 werden seitlich von den Kulissen 149 gehalten, die durch Seegerringe 149 a gesichert sind.
Fig. 15-17 stellen eine zweite Ausführungsart der erfindungsgemäßen Gelenkkupplung dar. Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsarten die Kupplungshälften, die die Rollbahnen bilden, so gelagert sind, daß sie gegenüber dem Schaft schwenken können, sind die Rollbahnen bei dieser zweiten Ausführungsart gegenüber dem Schaft fest angeordnet und die Kupplungshälften, die die Rollen tragen, gegenüber ihrem Träger schwenkbar gelagert.
Genauer ausgedrückt hat man wieder bei dem in Fig. 15-17 dargestellten Gelenk einen Schaft 201, der vier Rollbahnpaare 202 mit kreisförmigem Querschnitt bildet, wobei diese vier Rollbahnpaare entlang zweier senkrecht zueinander stehenden Achsen x-x und y-y angeordnet sind. Die vier Rollen 203, die auf diesen Rollbahnen rollen, sind dreh- und verschiebbar auf den Zapfen 204 gelagert, entweder mittels Nadeln 205, die von einer hierfür bekannten Vorrichtung gehalten werden, oder aber direkt durch einen glatten Gleitkontakt, insbesondere, wenn die Einsatzdrehzahl des Gelenks 2000 bis 3000 U/min nicht übersteigt.
Die Kraftübertragungswelle 206 weist an ihrem in der Gelenkkupplung angeordneten Ende ein Endstück 207 auf, das zur Aufnahme der vier Zapfen 204 entsprechend bearbeitet und ausgespart wird. Der ausgesparte Teil ist kreuzförmig ausgebildet und in seiner Form und in seinen Abmessungen so ausgelegt, daß er die Füße 208 der Zapfen mit einer gewissen Winkelausschlagmöglichkeit durch das Spiel 209 aufnehmen kann (Fig. 17). Jeder Zapfen ist mit Bolzen 210, die in den Bohrungen 211 des Endstückes 207 gelagert sind und durch Öffnungen 212 der Zapfen verlaufen, schwenkbar auf dem Endstück 207 gelagert.
Diese vier Zapfen weisen an ihren Innenrändern Verzahnungen 213 auf, die sich an etwa auf die Achsen 210 zentrierten zylindrischen Flächen entlang erstrecken und die Ankopplung der vier schwenkenden Zapfen sicherstellen sollen, so daß sich bei einer Verringerung der Abstände &udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KO°k¤É¤°KO°kÊ&udf53;lu&udf54; einerseits und &udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KO°k¤Ë¤°KO°kÈ&udf53;lu&udf54;- andererseits die Abstände &udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KO°k¤É¤°KO°kÈ&udf53;lu&udf54; einerseits und &udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KO°k¤Ê¤°KO°kË&udf53;lu&udf54;- andererseits dementsprechend verlängern, wie dies im Zusammenhang mit der Funktion der Kulissen in Fig. 3 beschrieben wurde.
Die Funktion ist daher die gleiche wie bei der ersten beschriebenen Ausführungsart. Auch hier wird eine isostatische und homokinetische Verbindung zwischen der Welle 206 und dem Schaft 201 hergestellt, und dies unabhängig von der relativen Winkelstellung dieser beiden Elemente. Die von den Rollen 203 auf die Rollbahnen 202 übertragenen Kräfte sind untereinander immer gleich.
Die in Fig. 20 bis 24 dargestellte Gleichlaufgelenkkupplung weist einen Schaft 241 auf, in dem vier Rollbahnpaare 242 mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sind, wobei jeweils zwei dieser vier Rollbahnpaare um zwei zueinander senkrecht stehenden Achsen x&min;x und y&min;y angeordnet sind. Vier Rollen 243, die auf diesen Rollbahnen rollen, sind dreh- und verschiebbar auf Zapfen 244 gelagert, wobei die Lagerung entweder mittels Nadeln 245, die von einer hierfür bekannten Vorrichtung (Ring 245 a und Sprengring 245 b) gehalten werden, oder aber direkt - insbesondere wenn die Einsatzdrehzahl der Gelenkkupplung 2.000 bis 3.000 min^-1 nicht übersteigt - durch glatten Gleitkontakt erfolgt.
Die Kraftübertragungswelle 246 weist an ihrem in der Gelenkkupplung angeordneten Ende ein Kreuz 247 auf, das über eine Profil- oder eine Schweißverbindung an die Welle befestigt werden kann.
Je ein Zapfen 244 ist am Ende des jeweiligen Kreuzarmes mittels eines Bolzens 248 gelagert, der in den im Kreuz und im Zapfen ausgebildeten Bohrungen 249, 250 sitzt. Die Bolzen 248 können vorteilhaft mit ihren kugelförmigen Enden 248 a, die mit dem Sicherungsring 245 a der Nadeln in Berührung kommen, gehalten werden. Der Zapfen 244 wird durch die kreisförmige Berührung des im Endbereich des Kreuzes 247 kugelförmig ausgebildeten Teils 247 a mit der zylindrischen Bohrung 244 a des Zapfens 244 in der Richtung zz gesichert und geführt, siehe Fig. 22.
Um den zugehörigen Arm des Kreuzes 247 aufzunehmen, ist jeder Zapfen 244 hohl ausgeführt und bildet eine Aussparung 251, die zum Mittelpunkt der Gelenkkupplung hin in einer trichterförmigen Aufweitung 252 endet, um einen Ausschlag gegenüber dem Kreuz zuzulassen. Die Arme des Kreuzes sind entsprechend ausgebildet und weisen zu demselben Zweck, nämlich einen Winkelausschlag der Zapfen zu ermöglichen, einen Mittelteil 253 mit reduziertem Querschnitt auf.
Jeder Zapfen weist an seinem innenliegenden Ende, d. h. an seinem dem Mittelpunkt der Gelenkkupplung am nächsten stehenden Ende einen radial nach außen gerichteten Bund 254 auf, in dem Verzahnungen 255 ausgebildet sind. Diese Verzahnungen können entweder gerade, siehe Fig. 23, oder gekrümmt ausgebildet sein, Fig. 24, und weisen vorzugsweise ein Evolventenprofil auf.
Die Funktionsweise dieser Gelenkkupplung ist die gleiche wie bei Fig. 15 beschrieben, jedoch mit dem Unterschied, daß die Schwenkachse jedes Zapfens gegenüber dem Mittelpunkt der zugehörigen Rolle radial nach außen versetzt ist, woraus sich folgende Vorteile ergeben:

- größere Drehmomentsübertragungskapazität bei vorgegebenem Gelenkkupplungsdurchmesser;
- geringere Pressung in den Verzahnungen;
- verbesserte Schmierung der Verzahnungen, da sie sich in einem etwas größeren Abstand zur Gelenkkupplungsachse befinden.

Bei der in Fig. 25 und 26 dargestellten Ausführungsart, wobei der Schaft der Gelenkkupplung nicht dargestellt ist, sind die Zapfen 260 wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsart mittels Lagerbolzen 262 auf den Armen eines Kreuzes 261 schwenkbar gelagert. Die Schwenkachsen der Zapfen sind ebenfalls gegenüber dem Mittelpunkt der zugehörigen Rollen 263 radial nach außen versetzt.
Nach dieser Ausführung weist der Zapfen in seinem Schaft zwei sich genau gegenüberliegende Ausschnitte 264 auf, auf deren Grund V-förmige Einkerbungen 265 eingearbeitet sind, die mit den an den Enden des Bolzens 262 ausgebildeten Vorsprüngen 266 mit entsprechendem Profil zusammenarbeiten. Dieser Bolzen ist in einer Bohrung 267 des Kreuzes eingepreßt. Die entsprechenden Flanken der Einkerbungen und Vorsprünge weisen vorzugsweise ein Evolventenprofil auf.
Jeder Zapfen weist ebenfalls einen Bund 268 mit (nicht dargestellten) Verzahnungen auf, die in die Verzahnungen der benachbarten Zapfen eingreifen.
Bei dieser Ausführungsart ist die Rolle 263 direkt auf der zylindrischen Außenfläche des Zapfens 260 sitzend und folglich ohne zwischengelagerte Nadeln dargestellt.
Die in Fig. 27 bis 29 dargestellte Ausführungsart zielt darauf hin, die Übertragung axialer Kräfte zwischen den Zapfen und den Enden der Kreuzarme zu verbessern.
In Fig. 20 bis 22 erfolgt diese Kraftübertragung entlang der Achse des Lagerbolzens 248 zwischen dem kugelförmig ausgebildeten Ende des Kreuzarmes und der Bohrung des Zapfens.
Bei der Ausführungsart von Fig. 27 bis 29 sind die gegenüberliegenden Stirnflächen des jeweiligen Kreuzarmes und des zugehörigen Zapfens - wie in 244 b und 247 b dargestellt - plan ausgebildet. Die Übertragung axialer Kräfte erfolgt hier über diese Flächen und ist daher verbessert.
Wie in den anderen beschriebenen Ausführungsvarianten können die Rollbahnen selbstverständlich gerade oder kreisförmige Achsen bzw. Mittellinien aufweisen. Im ersten Fall sind die Flächen der Rollbahnen zylindrisch, im zweiten Fall torisch ausgebildet.
Außerdem können bei dieser Gelenkkupplungsart verschiedene Einrichtungen vorgesehen werden, wie z. B. Vorrichtungen zur axialen Sicherung, verschiebbare Ausführung der Gelenkkupplung usw.
Die erfindungsgemäße Gleichlaufgelenkkupplung bietet in den verschiedenen Ausführungen folgende Vorteile:

a) Hohe homokinetische spezifische Übertragungsleistung bei Dauerbetrieb unter Beugewinkel. Dies ist auf drei besondere Merkmale der Gelenkkupplung zurückzuführen:
- - hoher mechanischer Wirkungsgrad;
- - kompakte Bauweise;
- - isostatische Drehmomentübertragung.

Bezeichnet man das übertragene Drehmoment mit C, die Drehzahl mit N, den jeweiligen Arbeitswinkel mit β und den Gelenkkupplungsdurchmesser mit D, so kann die für ein Gleichlaufgelenk spezifische Kapazität, die man für einen Leistungsvergleich braucht, durch die Formel τ = CN β/D ³ dargestellt werden.
Diese spezifische Kapazität entspricht der Dauerbelastung, die das Gelenk ohne vorzeitige Beschädigung durch übermäßige Erwärmung und unzureichende Schmierung aushalten kann. Die erfindungsgemäße Gelenkkupplung erreicht einen Wert τ, der mindestens dreimal so hoch ist wie bei anderen bekannten Gleichlaufgelenken. Dieser hohe Wert wirkt sich sehr vorteilhaft auf den Einbauraum, das Gewicht, die Lebensdauer und die Herstellkosten des Gelenks aus.

b) Laufruhe und Schwingungsunempfindlichkeit

Dadurch erfüllt die Gelenkkupplung alle Voraussetzungen, um zur Verbesserung des Komforts in Kraftfahrzeugen beizutragen:

- Gleichlauf unabhängig vom Arbeitswinkel;
- genaue radiale Zentrierung mit völliger Beseitigung des Fertigungsspiels bei der Drehung, so daß eine perfekte und dauerhafte Auswuchtung zum Einsatz bei hohen Drehzahlen möglich wird;
- sehr freie Verschiebbarkeit unter Drehmoment bei gestrecktem oder gebeugtem Gelenk. Ferner ist ein völlig neutrales Verhalten in axialer Richtung unter Beugewinkel und Drehmoment festzustellen.
c) Die Gelenkkupplung läßt sich wirtschaftlich aus kaltverformten Teilen mit Standard-Querschnitten herstellen - insbesondere bei den Kulissen und dem Schaft -, wobei diese Teile sowohl für Fest- als auch für Verschiebegelenke verwendet werden können. Bei letzteren wird die gewünschte Verschiebbarkeit durch einfaches Ablängen der Profilabschnitte von Kulissen und Schaft erreicht.

Die Kulissen können wirtschaftlich durch Fließpressen, Ziehen und/oder Rollen, d. h. mit bekannten Verfahren zur industriellen Herstellung von Präzisionsprofilen, hergestellt werden. Sie werden induktionsgehärtet, vorzugsweise im Durchlaufverfahren, und in der zum Einbau in den Schaft erforderlichen Länge getrennt bzw. abgelängt. Sie können auch durch Kaltverformung oder Räumen fertigbearbeitet und gegebenenfalls nach dem Härten mit einer oder mehreren Formscheiben im Durchlaufverfahren geschliffen werden, wobei das Profil der Schleifscheiben durch ständiges Abrichten mit einer Diamantrolle gewährleistet wird.
Die Innenverzahnungen des Schaftes können durch Räumen oder Kaltverformung mit radialer Einwirkung in allen vier Richtungen auf die Innen- bzw. Außenwand eingebracht werden.
Es bleibt schließlich festzustellen, daß bei gleicher Funktion ein solches Geschenk leichter und kompakter gebaut werden kann, als die bekannten Gelenke, was zur Kostensenkung beiträgt, indem weniger Material zu beschaffen und zu verarbeiten ist.

Claims

1. Gleichlaufgelenkkupplung, insbesondere für Antriebswellen mit hoher Drehzahl, mit einer äußeren, als Schaft ausgebildeten Kupplungshälfte, die innenseitig vier gleichmäßig über den Umfang angeordnete, längs einer zur Achsrichtung des Schaftes parallelen Ebene verlaufende Rollbahnen kreisförmigen Querschnittes aufweist, und mit einer inneren Kupplungshälfte, die mit einer Welle fest verbunden ist und eine Anzahl der Rollbahnen entsprechende Anzahl von zur Wellenachse radial angeordneten Zapfen aufweist, auf denen kugelförmige Rollen dreh- und verschiebbar gelagert sind,
dadurch gekennzeichnet
daß jede der Rollbahnen (5, 25, 65, 202, 222, 242) oder jeder der Zapfen (11, 31, 71, 204, 224, 244, 260) als separates Element (3, 23, 63, 93, 103, 123, 133, 149; 204, 224, 244, 260) ausgebildet und in der äußeren Kupplungshälfte (1, 21, 61, 91, 101, 121, 131, 141) bzw. in der inneren Kupplungshälfte (207, 227, 247, 261) so gelagert ist, daß jedes separate Element um eine parallel zur Achse der zugehörigen Kupplungshälfte liegende und radial bezüglich dieser Drehachse gegenüber dem Mittelpunkt der entsprechenden Rolle versetzte Achse schwenken kann und jedes schwenkbare separate Element (3, 23, 63, 93, 103, 123, 133, 149 bzw. 204, 224, 244, 260) an zwei einander gegenüberliegenden, in Umfangsrichtung weisenden Seiten Verzahnungen (7, 27, 67, 97, 107, 127, 137 bzw. 213, 233, 255) aufweist, die jeweils in die entsprechenden Verzahnungen der benachbarten schwenkbaren separaten Elemente eingreifen, wobei diese Verzahnungen einen in etwa zur Schwenkachse des zugehörigen separaten schwenkbaren Elements zentrierten Wälzkreis aufweisen.

2. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die schwenkbare Verbindung zwischen jedem schwenkbaren Element (3, 23, 63, 93, 103 bzw. 224, 244, 260) und der zugehörigen Kupplungshälfte (1, 21, 61, 91, 101 bzw. 227, 247, 261) durch in Umfangsrichtung formschlüssige, an dem schwenkbaren Element und der jeweils zugehörigen Kupplungshälfte parallel zu dessen Drehachse verlaufende, in Umfangsrichtung aneinander abrollende Verzahnungen (2, 4; 22, 24; 62, 64; 92, 94; 102, 104; bzw. 213, 233, 255) gebildet ist.

3. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die schwenkbare Verbindung zwischen jedem schwenkbaren Element (123, 133 bzw. 204) und der zugehörigen Kupplungshälfte (121, 131 bzw. 208) aus einer in dieser Kupplungshälfte ortsfesten, zu deren Drehachse parallelen Achse (122, 132 bzw. 210) besteht.

4. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die mit den Rollbahnen versehene Kupplungshälfte einen hohlzylindrischen Schaft (1, 21, 61, 91, 101, 121, 131, 141) besitzt, auf dessen Innenfläche vier rinnenförmige Kulissen (3, 23, 63, 93, 103, 123, 133, 149), die jeweils die Rollbahnen bilden, schwenkbar gelagert sind, wobei diese Kulissen im Bereich ihrer Ränder die Verzahnungen (7, 27, 67, 97, 107, 127, 137) aufweisen, die in die entsprechenden Verzahnungen der benachbarten Kulissen eingreifen.

5. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenwand jeder Kulisse eine Wölbung (3 a) mit einem Krümmungsradius aufweist, der kleiner ist als der Krümmungsradius der benachbarten Zone der Innenwand des Schaftes.

6. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenwand der Kulisse zur Bildung der schwenkbaren Verbindung in ihrem mittleren Bereich mit einem sich parallel zur Schaftachse erstreckenden Profil (4) ausgebildet ist, das mit einem entsprechenden, in der Innenwand des Schaftes (1) eingearbeiteten Profil (2) zusammenarbeitet.

7. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Profile nur über einen Teilabschnitt ihrer gegenüberliegenden Flächen ineinander eingreifen.

8. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet
daß zwischen jeder Kulisse (103) und dem Schaft (101) mindestens eine nicht profilierte, abrollende Stützzone (103 a) zur radialen Abstützung der Kulisse vorgesehen ist.

9. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Profile leicht schraubenförmig um die Drehachse der zugeordneten Kupplungshälfte ausgebildet sind.

10. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Profile nur in zwei Zonen in der Nähe der axialen Enden von gegenüberliegenden Kulissen und Schaft ineinander eingreifen, und daß in diesen beiden Zonen die Profile leicht schraubenförmig mit entgegengesetzten Steigungen ausgebildet sind.

11. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung der schwenkbaren Verbindung zwischen der Außenwand der Kulisse und der Innenwand des Schafts ein zylindrischer Zapfen (122, 132) vorgesehen ist, dessen Achse parallel zur Achse des Schafts verläuft.

12. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungshälfte mit den Rollbahnen einen zylindrischen Schaft (201, 221, 241) besitzt, der auf seiner Innenseite vier feststehende Rollbahnen (202; 222, 242) aufweist, und die vier Zapfen (204, 224, 244, 260) am Ende einer die zweite Kupplungshälfte bildenden Welle (206, 226, 246) schwenkbar gelagert sind, wobei jeder Zapfen an seinem radial innenliegenden Fuß die zwei Verzahnungen (213, 233, 255) aufweist, die in die entsprechenden Verzahnungen der benachbarten Zapfen eingreifen.

13. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Welle (206) ein radial verdicktes Endstück (207) aufweist, das so bearbeitet ist, daß es eine kreuzförmige Aussparung bildet, wobei in jedem Abzweig dieses Kreuzes ein Zapfen (204) mittels eines Bolzens (210), der parallel zur Achse der Welle liegt und durch eine in dem Endstück und in dem Zapfen eingearbeitete Bohrung (211, 212) verläuft, schwenkbar gelagert ist.

14. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Welle (226) ein radial verdicktes Endstück (227) aufweist, auf dem stirnseitig eine axial fluchtende Abdeckung (234) befestigt ist, wobei das Endstück und die Abdeckung gemeinsam eine Aussparung zur Aufnahme des Fußes jedes Zapfens bilden und jeder Zapfen auf beiden Seiten dieses Fußes einen axialen Fortsatz (231) mit einer Verzahnung (232) aufweist, die radial nach außen gerichtet ist und mit einer entsprechenden Verzahnung (230) zusammenarbeitet, die jeweils auf dem Endstück und auf der Abdeckung vorgesehen und radial nach innen gerichtet ist.

15. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Zapfen (244, 260) auf einem mit der inneren Kupplungshälfte fest verbundenen Träger (247, 261) um einen radial zum Mittelpunkt (O&sub1;, O&sub2;, O&sub3;, O&sub4;) der zugehörigen Rolle (243) nach außen versetzten Lagerbolzen (248, 262) schwenkbar gelagert ist.

16. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Zapfen (244, 260) hohl ausgebildet und am Ende bzw. im Endbereich eines den Träger bildenden Kreuzarmes (247, 261), der sich innerhalb dieses Zapfens erstreckt, schwenkbar gelagert ist.

17. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Zapfen (244, 260) im Bereich seines der Gelenkachse am nächsten stehenden Endes einen Bund (254) aufweist, in dem die Verzahnungen ausgebildet sind, die mit den Verzahnungen der benachbarten Zapfen zusammenarbeiten.

18. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Lagerbolzen (248) in zylindrischen Bohrungen aufgenommen ist, die jeweils im Kreuzarm (247) und im Zapfen (244) ausgebildet sind.

19. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Kraftübertragung entlang der Achse (z-z&min;) des Lagerbolzens (248) das Ende des jeweiligen Kreuzarms (247) und die angrenzende Innenfläche des Zapfens (244) aneinanderliegenden.

20. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ende jedes Kreuzarms (247) mindestens einen kugelförmig ausgebildeten Abschnitt (247 ^a) aufweist, der mit einem zylindrischen Flächenabschnitt (244 ^a) des Zapfens (244) in Berührung steht.

21. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ende jedes Kreuzarms (247) und die angrenzenden Teile des Zapfens (244) einander gegenüberliegende plane Flächen (247^b, 244 ^b) aufweisen, wobei diese plan ausgebildeten Flächen senkrecht zur Achse des Bolzens (248) angeordnet sind.

22. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 15 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Lagerbolzen (262) in einer zylindrischen Bohrung des Kreuzarms aufgenommen ist, der an beiden Enden einen V-förmigen Teil (266) aufweist, der in eine Einkerbung (265) im Zapfen zur Bildung eines Schneidenlagers eingreift.

23. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Kupplungshälfte in der äußeren Kupplungshälfte parallel zu deren Achse verschiebbar ist und die äußere Kupplungshälfte (21) bzw. die innere Kupplungshälfte (28) jeweils an beiden Enden mit abdeckenden Vorrichtungen (40, 44 bzw. 51, 54) zur Bildung von axialen Anschlägen versehen sind.

24. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rollbahnen (65) eine torische Form aufweisen, die auf den Mittelpunkt des Gleichlaufgelenks zentriert ist.

25. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß es aus zwei Einzelgelenken mit einer gemeinsamen äußeren Kupplungshälfte (141) besteht, die die Rollbahnen (142) enthält, wobei die beiden Kupplungshälften (143), die die Zapfen (142) tragen, jeweils an ihren einander zugewandten Enden (142) durch eine Kugelverbindung (145, 146) mit einer Scheibe (147) verbunden sind, die senkrecht zur Achse der besagten gemeinsamen Kupplungshälfte (141) geführt wird.