DE3710572C2 - - Google Patents
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- F16D3/227—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part the joints being telescopic
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Description
Die Erfindung betrifft ein axial verschiebliches
Gleichlaufdrehgelenk mit sich paarweise kreuzenden Bahnen
im Gelenkinnenteil und Gelenkaußenteil zur Aufnahme
drehmomentübertragender Kugeln und mit einem Käfig zur
Halterung der Kugeln in einer Ebene, wobei bei Beugung des
Gelenks die Kugeln im Zusammenwirken der Bahnen und des
Käfigs auf die winkelhalbierende Ebene eingestellt werden.
Gelenke dieser Art sind als VL-Gelenke der Anmelderin der
vorliegenden Erfindung in vielen Variationen bekannt und
werden insbesondere in Halbwellen von
Kraftfahrzeugantrieben eingesetzt, bei denen zumindest
eines der Wellengelenke zur Aufnahme von Längenänderungen
bei der Wellenmontage und bei Einfederungsbewegungen der
Radaufhängung im Stande sein muß.
Ein erster Typ von Gelenken dieser Art (Typenbezeichnung
VL-91) weist Kugelkäfige auf, deren innerer Querschnitt
größer ist als der Außendurchmesser des Gelenkinnenteils,
d. h. der sogenannten Kugelnabe. Gelenke dieser Art sind
axial montierbar bzw. verbaubar, d. h. auf die in anderen
Fällen notwendige Kippmontage des Gelenkinnenteils mit dem
Käfig im Gelenkaußenteil kann verzichtet werden, dafür
mangelt es ihnen jedoch an inneren Anschlägen zwischen
Kugelkäfig und Kugelnabe, mit denen der axiale Weg des
Gelenkes beschränkt wird. Derartige Anschläge müssen daher
bei solchen Gelenken an anderer Stelle, z. B. bei schwim
menden Wellen am zweiten Gelenk der Gelenkwelle vorgesehen
sein, um eine ungewünschte Demontage des Gelenkes zu
verhindern. Der Nachteil dieser Gelenke besteht jedoch
hauptsächlich darin, daß die Beugewinkel relativ
beschränkt sind und daß insbesondere das übertragbare
Drehmoment bei größerer Gelenkbeugung stark abnimmt.
Nach einer anderen bekannten Ausführung (Typenbezeichnung
VL 107) ist der Außendurchmesser des Gelenkinnenteils bzw.
der sogenannten Kugelnabe größer als die beiderseitigen
Öffnungen des Kugelkäfigs, so daß nur die sogenannte
Kippmontage unter Ausnutzung der querschnittsreduzierenden
Kugelrillen zum Einführen der Kugelnabe in den Kugelkäfig
übrig bleibt und auch Kugelnabe und Käfig zum Einführen
der Kugeln innerhalb des Gelenkaußenteils geschwenkt
werden müssen. Nach der Montage bieten Gelenke dieser Art
innere Anschlagflächen zwischen Kugelnabe und Kugelkäfig
in beiden Axialrichtungen; dies ist im Betrieb grund
sätzlich günstig, beschränkt aber den axialen Verschiebe
weg der für die Gelenkwellenmontage benötigt wird in
ungünstiger Weise.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Gelenk der eingangs genannten Art zu schaffen, das über
einen vergrößerten axialen Verschiebebereich zur Gelenk
wellenmontage verfügt, und das über einen
gegenüber bekannten Gelenken unverminderten Winkelbereich auch unter
Gelenkbeugung uneingeschränkt drehmomenbelastbar ist.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Käfig
im Längsschnitt innen unsymmetrisch ist und zur einen
Seite eine Öffnung aufweist, deren Durchmesser D g größer
als der Außendurchmesser D N des Gelenkinnenteils ist,
und zur anderen Seite eine Öffnung aufweist, deren
Durchmesser D k geringer ist als der Außendurchmesser
D N des Gelenkinnenteils, so daß das Gelenkinnenteil zur
einen Seite hin axial durchschiebbar ist und zur anderen
Seite hin einen inneren Anschlag mit dem Käfig bildet, der
in Richtung einer anzuschließenden Gelenkwelle wirkt,
daß der Käfig im Längsschnitt außen unsymmetrisch ist und
in Längsrichtung mehrere rotationssymmetrische konvexe
Flächenabschnitte aufweist, wobei ein mittlerer
Flächenabschnitt vorgesehen ist, der überwiegend den
Arbeitsbereich gegenüber dem Gelenkaußenteil bildet,
daß in jedem Längsschnitt der Krümmungsradius R₂ eines
zur größeren Innenöffnung liegenden Flächenabschnitts
größer ist als der Krümmungsradius R₃ eines zur
kleineren Innenöffnung liegenden Flächenabschnitts, wobei
die Krümmungsmittelpunkte M₂, M₃ jeweils außerachsig
in der Kugelmittenebene E M liegen, und wobei die Summe
der Krümmungsradien R₂, R₃ der beiden zu den Öffnungen
liegenden konvexen Flächenabschnitte dem Durchmesser des
mittleren Flächenabschnitts entspricht oder um einen
geringen Betrag kleiner ist, und
daß ein sich tangential an den mittleren Flächenabschnitt
anschließender Konus die Oberfläche oder die Einhüllende
einer Übergangsfläche zum konvexen Flächenabschnitt mit
dem größeren Krümmungsdurchmesser bildet. Zur Montage kann
hierbei in günstiger Weise zunächst der Käfig axial über
das Gelenkinnenteil geführt und anschließend beide zum
Einführen der Kugeln im Gelenkaußenteil in verschiedene
Richtungen geschwenkt werden. Soweit das Gelenkinnenteil
oder die Kugelnabe einstückig mit einer Welle, z. B. mit
einer Rohrwelle verbunden ist, ist der Käfig über die
gesamte Rohrwelle zu schieben, so daß eine Montage eines
gegenüberliegenden Gelenkes erst anschließend erfolgen
kann.
In vorteilhafter Weise hat also das erfindungsgemäße
Gelenk in einer Richtung, d. h. in der Regel zum
anschließenden Wellenzapfen hin einen axialen Anschlag,
während es in Gegenrichtung, d. h. in der Regel bei einem
glockenförmig geschlossenen Gelenkaußenteil in Richtung
des Gelenkinneren einen zur Montage einer vollständigen
Gelenkwelle ausnutzbaren großen axialen Verschiebeweg
aufweist, der durch besondere Mittel über den
Arbeitsbereich des Gelenkes hinaus verlängert werden kann.
Erfindungsgemäß ist der Käfig im Längsschnitt auch außen
unsymmetrisch und weist in Längsrichtung mehrere ins
besondere aneinander anschließende konvexe Flächenab
schnitte auf. Hierbei ist der Krümmungsradius eines zur
größeren Innenöffnung liegenden Flächenabschnitts größer
als der Krümmungsradius eines zur kleineren Innenöffnung
liegenden Flächenabschnittes, wobei die Krümmungsmittel
punkte jeweils außerachsig in der Kugelmittenebene liegen.
Die Wirkung dieser Maßnahme besteht darin, daß die
Käfigwandstärke bzw. die Stegbreite der Käfigfenster auf
der Seite des Käfigs vergrößert wird, an der die größere
Innenöffnung vorgesehen ist, ohne daß die Abwinkelbarkeit
des Käfigs zur Montage bzw. die genaue Führung des Käfigs
auch bei gebeugtem Gelenk beeinträchtigt wird. Bei
Abwinklung des Gelenkes entsteht hierbei eine Füh
rungslinie, die über dem halben Umfang einer Fläche mit
größerem Krümmungsdurchmesser und über dem halben Umfang
einer Fläche mit kleinerem Krümmungsdurchmesser zugeordnet
ist, wobei das Mittel etwa dem Innendurchmesser des
Gelenkaußenteils entspricht. Selbstverständlich ist das
übliche Spiel zwischen Kugelnabe und Gelenkaußenteil
hierbei zu berücksichtigen. Das Wesen dieser Ausgestaltung
besteht darin, daß - verdeutlichend gesagt - der Käfig
auf der Seite mit der größeren Innenöffnung außen zusätz
liches Fleisch aufweist, das die Einbuße an Material innen
infolge der größeren Öffnung kompensiert und somit
Festigkeitsverluste und damit Drehmomenteinbußen im
Arbeitsbereich in der Folge der Maßnahmen für einen
vergrößerten Montageweg vermieden werden.
Grundsätzlich wäre es denkbar, daß die beiden vorgenannten
konvexen Abschnitte unterschiedlichen Krümmungsdurch
messers unmittelbar an der Kugelmittenebene aneinander
anschließen. Erfindungsgemäß ist jedoch vorgesehen, daß
zwischen den beiden zu den Öffnungen hin liegenden kon
vexen Flächenabschnitten ein mittlerer, insbesondere
kugeliger Flächenabschnitt liegt, der überwiegend den
Arbeitsbereich gegenüber dem Gelenkaußenteil bildet und
dessen Krümmungsradius dementsprechend der Größe nach
zwischen dem der beiden anschließenden Flächen liegt und
dessen Krümmungsmittelpunkt dabei in der Kugelmittenebene
liegen soll. Sofern dieser mittlere kugelige Abschnitt
sich zu beiden Seiten von der Kugelmittenebene aus
erstreckt, entsteht ein Arbeitsbereich, der unveränderte
Verhältnisse entlang der Führungslinie bei Gelenkbeugung
entstehen läßt.
Nach einer besonderen Ausgestaltung wird jedoch vorge
schlagen, daß der Mittenwinkelbereich der kugeligen Fläche
im Längsschnitt von der Kugelmittenebene aus nur in
Richtung zur größeren Innenöffnung hin, d. h. zur konvexen
Fläche mit dem größeren Krümmungsdurchmesser, liegt und
dem halben Arbeitswinkel entspricht, d. h. insbesondere 11°
beträgt. Bei Beugung des Gelenks im Arbeitsbereichwinkel
sind somit über dem halben Umfang der Führungslinie
unveränderte Verhältnisse gegeben, während auf dem anderen
Umfang der Führungslinie eine Fläche mit geringerem
Krümmungsradius dem Gelenkaußenteil gegenüberliegt.
Geht die Gelenkbeugung zur Montage darüber hinaus, kommen
andere Flächenbereiche, insbesondere die konvexe Fläche
mit dem größeren Krümmungsradius und eine an die konvexe
Fläche mit dem kleineren Krümmungsradius anschließende
Konusfläche zur Anlage, deren senkrecht zur Achse des
Gelenkaußenteils in der Beugeebenen gemessene Abstände
voneinander unter Berücksichtung des üblichen Spiels
höchstens dem Innendurchmesser des Gelenkaußenteils gleich
sein dürfen. Da es bei Überbeugung zur Montage zur
Radialverlagerung des Käfigs kommen kann, liegen die zu
betrachtenden Abstände in Schnitten außerhalb des
Käfigmittelpunktes.
Erfindungsgemäß wird der Übergang vom kugeligen mittleren
Flächenabschnitt zur konvexen Fläche mit dem größeren
Krümmungsdurchmesser durch eine tangential an die
erstgenannte anschließende konische Fläche eingehüllt
gebildet, z. B. durch oder eine im Längsschnitt konkave
Rotationsfläche, wodurch ohne Durchmessersprung ein
besonderer Zuwachs an Material im Bereich der konvexen
Flächen mit dem größeren Krümmungsdurchmesser erreicht
werden kann.
Um die Kugelbahntiefe günstig zu gestalten und damit auch
bei großer Gelenkbeugung einen Drehmomentgewinn zu
erzielen, wird in bevorzugter Weise die konvexe Fläche mit
dem kleineren Krümmungsdurchmesser im Längsschnitt von der
Mittelebene aus über einen Mittenwinkel geführt, der dem
halben Montagewinkel entspricht und eine daran tangential
anschließende Konusfläche vorgesehen.
Die Innenseite des Käfigs ist zur Ausschöpfung größt
möglicher Wandstärken bevorzugt so auszubilden, daß der
Käfig innen von der größeren Öffnung ausgehend in einem
ersten Längsabschnitt bis zur axial äußeren Begrenzung der
Käfigfenster zylindrisch ist und sich im Anschluß daran
parallelwandig zur Außenkontur bei etwa konstanter
Wanddicke fortsetzt. Weiter ist es günstig, wenn der Käfig
innen zur kleineren Öffnung hin einen kugeligen Längsab
schnitt aufweist, der einer insbesondere kugeligen Fläche
des Gelenkinnenteils zur Bildung eines Anschlags im
Krümmungsdurchmesser entspricht. Durch die Gleichheit der
Anschlagflächen ergibt sich unter Mitwirkung der Fett
füllung ein weicher Anschlag, der im wesentlichen ver
schleißfrei arbeitet.
Gegenüberliegend kann am Gelenkinnenteil eine ent
sprechende Fläche mit gleichem Krümmungsradius vorgesehen
sein, wobei die Krümmungsmittelpunkte auf der Längsachse
jeweils zur anderen Fläche hin liegend versetzt sind. Die
genannte zweite Fläche erfüllt aber keine besondere
Führungsfunktion, so daß sie auch einfacher ausgestaltet
sein kann, beispielsweise kegelig überdreht werden kann.
Um eine etwa gleichbleibende Bahntiefe der Kugelbahn am
Gelenkinnenteil zu erzeugen, ist dieses im mittleren
Längsbereich zylindrisch oder leicht konisch überdreht,
wobei der Außendurchmesser auf das notwendige
Verhältnis zur größeren Innenöffnung des Kugelkäfigs
abgestimmt ist. Durch die Konusform läßt sich auch in der
ineinandergeschobenen Montageposition ein gewisser
Beugewinkel sicherstellen.
Derartig ausgebildete Gelenke lassen eine größere Ver
schiebung im Sinne einer Verkürzung einer Gelenkwelle zu
als die eingangs beschriebenen VL-Gelenke mit zwei inneren
Anschlägen. Dieser vergrößerte innere Verschiebeweg kann
für die Montage von Gelenken und Gelenkwellen vorteilhaft
sein.
Darüber hinaus kann der ausnutzbare Verschiebeweg für eine
axiale Montage einer Gelenkwelle über den belastbaren
Arbeitsbereich hinaus mit einfachen Mitteln weiter erhöht
werden. Nach einer entsprechenden Ausgestaltung ist
vorgesehen, daß das Gelenkinnenteil im Anschluß an die
kugelige Anschlagfläche einen insbesondere zylindrischen
Ansatz hat, in dem sich die Kugelbahnen fortsetzen und
dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der
kleineren Innenöffnung des Kugelkäfigs. Die Funktion ist
ohne weiteres klar. Es ergibt sich die Möglichkeit, ohne
Verlust der Kugelführung die Kugelnabe weit aus der
größeren Innenöffnung des Kugelkäfigs axial
hinauszuschieben, d. h. dabei auch den Käfig selber
teilweise aus dem mit Bahnen versehenen Gelenkaußenteil in
Gegenrichtung zur anschließenden Welle bzw. bei
glockenförmig geschlossenem Gelenkaußenteil in das innere
dieses Gelenkaußenteils hinein. Damit die Kugelbahnen
nicht ineinanderlaufen sind die Bahnfortsätze in diesem
Bereich axial auszurichten.
Bei einem Gelenkaußenteil der zuletzt genannten Art ist es
dabei besonders günstig, wenn die innere Zylinderfläche
über den Arbeitsbereich der Kugelbahnen bzw. über die
Länge der Kugelbahnen hinaus ins Gelenkinnere fortgesetzt
ist, so daß zumidest für die rein axiale Verschiebung
des Kugelkäfigs und des Gelenkinnenteils Platz geschaffen
wird.
Erfindungsgemäße Gelenke können an Gelenkwellen auf der
Gegenseite mit einem Festgelenk oder einem
Verschiebegelenk, insbesondere mit einem Verschiebegelenk
gleicher Bauart kombiniert werden, wobei sich im letzteren
Fall eine schwimmende Bauart der Gelenkwelle mit
beidseitigen axialen Anschlägen ergibt. Je nach
Ausgestaltung ist hierbei ein in besonderer Weise
vergrößerter Montagehub möglich, der eine Montage der
fertig montierten Welle auch bei schwierigen
Einbauverhältnissen ermöglicht. Dies ist von Bedeutung,
wenn ein seitliches Heranführen oder Einschwenken der
Gelenkwelle z. B. an ein Differential durch Überkragungen
in der Nähe des Anflanschbereiches verhindert ist und ein
vergrößerter Verschiebeweg für die Montage nötig wird.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den
beigefügten Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gleichlaufgelenk im
Längsschnitt in einer ersten Ausführung,
Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Gleichlaufgelenk im
Längsschnitt in einer zweiten Ausführung,
Fig. 3 zeigt einen Kugelkäfig eines erfindungsgemäßen
Gelenks als Einzelheit,
Fig. 4 zeigt ein Winkel-Weg-Diagramm des erfindungsge
mäßen Gelenks,
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung eines erfindungsgemäßen
Gelenkes in einer weiteren Ausführung,
Fig. 6 zeigt eine erste Gelenkwelle mit einem erfindungs
gemäßen Gelenk,
Fig. 7 zeigt eine zweite Gelenkwelle mit einem erfindungs
gemäßen Gelenk,
Fig. 8 zeigt eine dritte Gelenkwelle mit einem erfindungs
gemäßem Gelenk.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Drehgelenk mit einem
Gelenkaußenteil 1, einem Gelenkinnenteil bzw. einer
Kugelnabe 2, einem Kugelkäfig 3 und eine von diesem
gehaltene Kugel 4 dargestellt. An die Kugelnabe 2 schließt
sich ein Wellenzapfen 5 an, der mit der Kugelnabe unlösbar
verbunden sein kann; das Gelenkaußenteil 1 ist durch einen
Boden 6 einseitig glockenartig geschlossen. Das
Gelenkaußenteil 1 weist Kugelbahnen 7 auf, die sich über
einen wesentlichen Teil seiner Länge bis zum offenen Ende
erstrecken; die innenzylindrische Führungsfläche 8 für den
Kugelkäfig ist über die Länge der Kugelbahnen 7 in
Richtung zum Boden 6 hin verlängert. Der Käfig hat eine
zum Boden 6 gerichtete größere Innenöffnung 9, deren
Durchmesser D g größer ist als der Außendurchmesser D N der
Kugelnabe 2, und eine kleinere Innenöffnung 10, deren
Durchmesser D k kleiner ist als der Außendurchmesser D N der
Kugelnabe. Die Außenform der Kugelnabe wird durch zwei
Kugelabschnitte 11, 12 mit den Radien R A , R B um die
Mittelpunkte M A ,M B bestimmt, sowie durch einen teilweise
zylindrischen, teilweise leicht konischen Mittelabschnitt
13, der eine in etwa gleich bleibende Tiefe der
Kugelbahnen 14 erzeugt. Die Einzelheiten der Käfigform
werden später erläutert.
In Fig. 2 ist ein Gleichlaufgelenk nach einer zweiten
Ausführung gezeigt, das im wesentlichen dem nach der Fig.
1 entspricht, wobei sich die Abweichungen auf die Kugel
nabe beschränken. Im übrigen sind sich entsprechende Teile
mit den gleichen Bezugsziffern belegt. Die Besonderheit
besteht darin, daß die Kugelnabe 2 einen im Durchmesser
abgestuften zylindrischen Nabenansatz 15 aufweist, dessen
Außendurchmesser geringer ist als der Durchmesser der
kleineren Innenöffnung D k und der aus dieser herausragt.
In diesem Ansatz setzen sich die Kugelbahnen 14 in Bahn
fortsätzen 16 fort, die im Gegensatz zu den Kugelbahn
teilen 14 bevorzugt axial verlaufen und der Halterung der
Kugeln beim vollständigen Einschieben der Kugelnabe 2 in
das Gelenkaußenteil 1 bis in Bodennähe 6 zu Montagezwecken
dienen.
In Fig. 3 ist die Außenform des Kugelkäfigs im einzelnen
dargestellt, die sich aus verschiedenen zum Teil konvexen
Längsabschnitten zusammensetzt. Im einzelnen sind dies ein
kugeliger Abschnitt mit dem Krümmungsradius R₁ um den
Krümmungsmittelpunkt M₁, der von der Kugelmittenebene E M
sich über einen Winkel α₁ (Arbeitswinkel/2) in einer
Richtung erstreckt. Zur größeren Innenöffnung hin schließt
sich ein konischer oder hinterschnittener Bereich über
einen Winkel α k1 tangential an, so daß der Konusöff
nungswinkel gleichgroß wie α₁ ist. Hieran anschließend
ist ein zweiter rein konvexer Bereich vorgesehen, der den
Krümmungradius R₂ um die außermittig versetzten Krümmungs
mittelpunkte M₂ hat und einen Bereich α₂ überstreicht.
Zur anderen Seite der Kugelmittenebene E M schließt sich
über einen Winkel α₃ (Montagewinkel/2) ein konvexer
Bereich mit dem Krümmungsradius R₃ um die Krümmungs
mittelpunkte M₃ an, die ebenso wie die Krümmungsmittel
punkte M₂ außermittig liegen. Die Summe aus R₂ und R₃ ist
≦2 R₁. An den genannten Bereich α₃ schließt sich ein
Konus tangential an, der diesen über den Winkel α K₂ bis
zur Stirnseite mit der kleineren Innenöffnung ergänzt.
Zwischen dem Außendurchmesser der Kugel und dem Innen
durchmesser der Führungsfläche ist ein durch Maßpfeile
angegebenes Spiel S vorgesehen. Der durch die Konstruktion
des Käfigs sich ergebende Wandstärkengewinn ist durch die
doppelte Schraffur der Fläche G angedeutet.
Fig. 4 gibt ein qualitatives Weg-Winkel-Diagramm
wieder, das sich aus einem Bereich V mit voller Belast
barkeit und einem Bereich R mit reduzierter Belastbarkeit
zusammensetzt, der insbesondere nur für Montagezwecke
vorgesehen ist. In der gewählten Darstellung ist nach
links eine Verlängerung bis zum inneren Anschlag und nach
rechts eine Verkürzung des Gelenkes abgetragen.
In Fig. 5 ist erkennbar, wie bei bestimmten Einbaubedin
gungen die Montage durch das erfindungsgemäße Gelenk er
leichtert wird. Im einzelnen ist ein Radlager 17 erkenn
bar, aus dem die außenverzahnte Radnabe 18 hervortritt.
Auf die Nabe ist das innenverzahnte Gelenkaußenteil 20
aufgesteckt, das über eine in den Boden eingesetzte,
eingepreßte Mutter 21 mittels einem durch die hohle Nabe
durchgesteckte Schraube 22 mit diesem verschraubt ist. Auf
das Gelenkaußenteil ist weiterhin ein verzahnter Impuls
geber 23 aufgesetzt. Der Käfig 26 läßt sich in günstiger
Weise über eine mit der hohlen Kugelnabe 24 verschweißte
Hohlwelle 25 von hinten überschieben, so daß auch hier
eine axiale Montage möglich wird. Das Gelenk ist durch
einen Faltenbalg 27 abgedichtet.
Fig. 6 zeigt eine Gelenkwelle, bei der ein erfindungsge
mäßes VL-Gelenk 28 nach Fig. 5 mit einem Rzeppa Fest
gelenk 29 kombiniert, wobei das Gelenkaußenteil 30 des
RF-Gelenkes einen einstückig angesetzten Wellenzapfen 31
aufweist.
In Fig. 7 ist ein erfindungsgemäßes VL-Gelenk 32 mit
einem weiteren erfindungsgemäßen Gelenk 33 in einer
Gelenkwelle verbunden, wobei das Gelenkaußenteil 34 des
Gelenkes 33 einen einstückig angesetzten Wellenzapfen 35
aufweist, während das Gelenk 32 in der Konstruktion des
Gelenkaußenteils dem VL-Gelenk nach Fig. 6 entspricht. Es
entsteht eine schwimmende Welle, in der jedes der Gelenke
einen Axialanschlag bildet.
In Fig. 8 ist ein erfindungsgemäßes VL-Gelenk 28 gemäß
Fig. 6 mit einem üblichen VL-Gelenk 29 ohne axiale An
schläge mit durch Reibschweißung angesetztem Gelenk
außenteil 30 in einer Gelenkwelle vereinigt.
Claims (13)
1. Axial verschiebliches Gleichlaufdrehgelenk mit sich
paarweise kreuzenden Bahnen im Gelenkinnenteil und
Gelenkaußenteil zur Aufnahme drehmomentübertragender
Kugeln und mit einem Käfig zur Halterung der Kugeln in
einer Ebene, wobei bei Beugung des Gelenks die Kugeln
im Zusammenwirken der Bahnen und des Käfigs auf die
winkelhalbierende Ebene eingestellt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Käfig (3) im Längsschnitt innen unsymmetrisch ist und zur einen Seite eine Öffnung (9) aufweist, deren Durchmesser D g größer als der Außendurchmesser D N des Gelenkinnenteils (2) ist, und zur anderen Seite eine Öffnung (10) aufweist, deren Durchmesser D k geringer ist als der Außendurchmesser D N des Gelenkinnenteils (2), so daß das Gelenkinnenteil zur einen Seite hin axial durchschiebbar ist und zur anderen Seite hin einen inneren Anschlag mit dem Käfig (3) bildet, der in Richtung einer anzuschließenden Gelenkwelle (5; 25) wirkt,
daß der Käfig (3) im Längsschnitt außen unsymmetrisch ist und in Längsrichtung mehrere rotationssymmetrische konvexe Flächenabschnitte aufweist, wobei ein mittle rer Flächenabschnitt vorgesehen ist, der überwiegend den Arbeitsbereich gegenüber dem Gelenkaußenteil (1) bildet,
daß in jedem Längsschnitt der Krümmungsradius R₂ eines zur größeren Innenöffnung (9) liegenden Flächen abschnitts größer ist als der Krümmungsradius R₃ eines zur kleineren Innenöffnung (10) liegenden Flächenabschnitts, wobei die Krümmungsmittelpunkte M₂, M₃ jeweils außerachsig in der Kugelmittenebene E M liegen, und wobei die Summe der Krümmungsradien R₂, R₃ der beiden zu den Öffnungen (9, 10) lie genden konvexen Flächenabschnitte dem Durchmesser des mittleren Flächenabschnitts entspricht oder um einen geringen Betrag kleiner ist, und
daß ein sich tangential an den mittleren Flächenab schnitt anschließender Konus die Oberfläche oder die Einhüllende einer Übergangsfläche zum konvexen Flächenabschnitt mit dem größeren Krümmungsdurch messer bildet.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Käfig (3) im Längsschnitt innen unsymmetrisch ist und zur einen Seite eine Öffnung (9) aufweist, deren Durchmesser D g größer als der Außendurchmesser D N des Gelenkinnenteils (2) ist, und zur anderen Seite eine Öffnung (10) aufweist, deren Durchmesser D k geringer ist als der Außendurchmesser D N des Gelenkinnenteils (2), so daß das Gelenkinnenteil zur einen Seite hin axial durchschiebbar ist und zur anderen Seite hin einen inneren Anschlag mit dem Käfig (3) bildet, der in Richtung einer anzuschließenden Gelenkwelle (5; 25) wirkt,
daß der Käfig (3) im Längsschnitt außen unsymmetrisch ist und in Längsrichtung mehrere rotationssymmetrische konvexe Flächenabschnitte aufweist, wobei ein mittle rer Flächenabschnitt vorgesehen ist, der überwiegend den Arbeitsbereich gegenüber dem Gelenkaußenteil (1) bildet,
daß in jedem Längsschnitt der Krümmungsradius R₂ eines zur größeren Innenöffnung (9) liegenden Flächen abschnitts größer ist als der Krümmungsradius R₃ eines zur kleineren Innenöffnung (10) liegenden Flächenabschnitts, wobei die Krümmungsmittelpunkte M₂, M₃ jeweils außerachsig in der Kugelmittenebene E M liegen, und wobei die Summe der Krümmungsradien R₂, R₃ der beiden zu den Öffnungen (9, 10) lie genden konvexen Flächenabschnitte dem Durchmesser des mittleren Flächenabschnitts entspricht oder um einen geringen Betrag kleiner ist, und
daß ein sich tangential an den mittleren Flächenab schnitt anschließender Konus die Oberfläche oder die Einhüllende einer Übergangsfläche zum konvexen Flächenabschnitt mit dem größeren Krümmungsdurch messer bildet.
2. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Krümmungsradius R₁ des mittleren Flächen
abschnitts der Größe nach zwischen dem der beiden
konvexen Flächen liegt und sein Krümmungsmittelpunkt
M₁ in der Kugelmittenebene E M liegt.
3. Gleichlaufdrehgelenk nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mittenwinkelbereich α₁ des mittleren Flächenabschnitts
im Längsschnitt von der Kugelmittenebene E M aus in
Richtung zur größeren Innenöffnung (9) hin, d. h. zur
konvexen Fläche mit dem größeren Krümmungsdurchmesser
R₂ dem halben Arbeitswinkel des Gelenkes entspricht,
insbesondere 11° beträgt.
4. Gleichlaufdrehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet
daß die konvexe Fläche mit dem kleineren Krümmungs
durchmesser R₃ sich im Längsschnitt von der Kugel
mittelebene E M aus über einen Mittenwinkelbereich
α₃ erstreckt, der zumindest dem halben Arbeits
winkel, vorzugsweise dem halben Montagewinkel des
Gelenks entspricht und daran vorzugsweise tangential
anschließend eine Konusfläche vorgesehen ist, die sich
zumindest unter dem halben Montagewinkel α K₂ zur
Längsachse öffnet.
5. Gleichlaufdrehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Käfig (3) innen von der größeren Öffnung (9)
ausgehend in einem ersten Längsabschnitt bis zur axial
äußeren Begrenzung der Käfigfenster zylindrisch ist
und sich im Anschluß daran parallelwandig zur Außen
kontur bei etwa konstanter Wanddicke fortsetzt.
6. Gleichlaufdrehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Käfig (3) innen zur kleineren Öffnung (10)
hin einen kugeligen Längsabschnitt (Krümmungsdurchmesser R A ) aufweist, der
einer insbesondere kugeligen Fläche (11) des Gelenk
innenteils (2) zur Bildung eines flächigen Anschlags mit dieser
entspricht.
7. Gleichlaufdrehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gelenkinnenteil (2) eine der kugeligen An
schlagfläche (11) entgegengesetzt liegende Abdrehung
(12) aufweist, wobei deren Krümmungsmittelpunkte M A,
M B auf der Längsachse jeweils zur anderen Fläche hin
liegend versetzt sind.
8. Gleichlaufdrehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein mittlerer Bereich (13) des Gelenkinnenteils
zur Erzeugung etwa konstanter Kugelbahntiefe zylin
drisch oder leicht konisch überdreht ist.
9. Gleichlaufdrehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gelenkinnenteil (2) im Anschluß an die An
schlagfläche (11) einen insbesondere zylindrischen
Nabenansatz (15) hat, in dem sich die Kugelbahnen (14)
fortsetzen und dessen Durchmesser D A kleiner ist als
der Durchmesser D K der kleineren Öffnung (10) des
Kugelkäfigs (3), wobei die Bahnfortsätze (16) im An
satz (15) des Gelenkinnenteils vorzugsweise genau oder
annähernd achsparallel verlaufen.
10. Gleichlaufdrehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 9
mit einem einseitig glockenförmig geschlossenen Ge
lenkaußenteil,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die zylindrische Innenfläche des Gelenkaußen
teils (1) zur Führung des Gelenkinnenteils (2) über
die Länge der Kugelbahnen (7) oder über deren Ar
beitsbereich hinaus zur Seite der größeren Öffnung (9)
des Kugelkäfigs (3) hin um einen wesentlichen Betrag,
insbesondere annähernd um die Kugelbahnlänge fortsetzt.
11. Gelenkwelle mit zwei Gleichlaufdrehgelenken unter
Beteiligung eines Gelenks nach einem der vorher
gehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Gelenk ein Festgelenk, insbesondere ein
Rzeppa-Festgelenk (29) in Fig. 6 ist.
12. Gelenkwelle mit zwei Gleichlaufdrehgelenken unter
Beteiligung eines Gelenks nach einem der vorher
gehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Gelenk ein Verschiebegelenk (33) ist
und insbesondere in der Bauart mit dem ersten Gelenk
übereinstimmt.
13. Gelenkwelle mit zwei Gleichlaufdrehgelenken unter
Beteiligung eines Gelenks nach einem der vorher
gehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Gelenkinnenteil (24) einstückig oder unlösbar
mit der Welle (25) verbunden ist.
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