DE4031820C2 - Gleichlaufdrehgelenk - Google Patents

Gleichlaufdrehgelenk

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DE4031820C2 DE19904031820 DE4031820A DE4031820C2 DE 4031820 C2 DE4031820 C2 DE 4031820C2 DE 19904031820 DE19904031820 DE 19904031820 DE 4031820 A DE4031820 A DE 4031820A DE 4031820 C2 DE4031820 C2 DE 4031820C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Gleichlauffestgelenk mit einem hohlen Außenteil, in dessen Innenfläche in Meridianebenen bezüglich der Außenteillängsachse erste und zweite sich mit einer bestimmten Folge auf dem Umfang abwechselnde Außenlaufrillen angebracht sind, mit einem im Hohlraum des Außenteils angeordneten, eine kugelige Außenfläche aufweisenden Innenteil, in dessen Außen­ fläche in Meridianebenen bezüglich der Innenteillängsachse erste und zweite Innenlaufrillen angebracht sind, die jeweils den ersten oder zweiten Außenlaufrillen gegenüberliegen und gemein­ sam jeweils eine Kugel zur Drehmomentübertragung aufnehmen, die radial in Fenstern eines zwischen der Außenfläche des Innentei­ les und der Innenfläche des Außenteiles angeordneten Käfigs geführt sind.
Ein solches Gleichlauffestgelenk ist in dem DE-GM 18 31 826 beschrieben. Die Laufrillen sowohl des Außenteiles als auch des Innenteiles sind hinterschnitten. Die Zentrierung von Außenteil und Innenteil zueinander erfolgt durch die in den zu entgegen­ gesetzten Seiten sich öffnenden Laufrillen angeordneten Kugeln und durch den die Kugeln in einer Ebene haltenden Käfig.
Der DE 39 04 655 C1 ist ein Gleichlaufdrehgelenk zu entnehmen, bei dem die Laufrillen der Innen- und Außenteile alle von einer Seite ausgehend hinterschnittfrei gestaltet sind und deren Käfig am Innenteil einseitig an einer Kugelteilfläche geführt ist. Das Innenteil ist vom Außenteil unter Zuhilfenahme einer Hohlkugel­ teilfläche im Bereich der Längsachse des Außenteils abgestützt. Eine stabile Lage des Käfigs wird dabei dadurch gewährleistet, daß der Steuerwinkel für die Kugeln stets größer als der Selbst­ hemmungswinkel ist.
Aus der US-PS 31 33 431 ist ein Gelenk mit abwechselnd zu den beiden Öffnungsseiten hinterschnittfrei gestalteten Bahnen für die Kugeln, die der Drehmomentübertragung dienen, bekannt, wel­ ches als Verschiebegelenk konstruiert ist. Die Bahnen verlaufen für ein Gelenk mit Käfig gerade und für ein käfigloses Gelenk zusätzlich zu dem schrägen Verlauf in der meridianen Ebene in einer dazu rechtwinkligen Ebene gekrümmt. Nur bei der Ausbildung mit geraden Bahnen ist eine Hinterschnittfreiheit des Bahnver­ laufs gegeben.
Aus der GB-PS 847 569 ist ein Festgelenk mit in meridianen Ebe­ nen angeordneten Bahnen für die der Drehmomentübertragung die­ nenden Kugeln bekannt, bei dem die Bahnen mit einem Radius ver­ laufen, wobei die Radien des Bahngrundes zweier sich in entge­ gengesetzter Richtung öffnender Bahnpaare zum Gelenkmittelpunkt versetzt sind. Ferner ist ein als Hohlkugelschale gebildeter Käfig zur Führung der Kugeln vorhanden. Käfig, Außenteil und Innenteil des Gelenkes sind mit konzentrischen Kugelflächen zur gegenseitigen Führung versehen. Die Kugelbahnen und die Füh­ rungsbahn für den Käfig im Außenteil sind hinterschnitten und lassen sich daher nicht einfach durch Präzisionsumformung her­ stellen.
Bei den vorgenannten Konstuktionsprinzipien sollen die auf den Käfig einwirkenden Kräfte durch die abwechselnde Öffnung der Bahnen für die Kugel ausgeglichen sein. Dies trifft jedoch nicht für alle Betriebszustände zu, da die Anlage der Kugeln in den Bahnen über den Beugewinkelbereich sich verändert und dabei sich auch eine Richtungsänderung der Beaufschlagung des Käfigs er­ gibt. Der Käfig ist in einer instabilen Lage. Bei Gelenken mit geradem Bahnverlauf in den meridianen Ebenen ergibt sich ein weiterer Nachteil insofern, als zu einem Bahnende hin sich die Bahntiefe, die für die Drehmomentübertragungskapazität maßgebend ist, stark verringert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleichlauffestge­ lenk zu schaffen, das einfach, das heißt spanlos durch Präzi­ sionsumformung bezüglich Außenteil und Innenteil herzustellen ist und bei dem über den gesamten Beugewinkelbereich stabile Führungsverhältnisse gegeben sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die er­ sten und zweiten Außenlaufrillen des Außenteiles sowie die er­ sten und zweiten Innenlaufrillen des Innenteiles jeweils von einer der beiden Öffnungsseiten bzw. Stirnseiten ausgehend hin­ terschnittfrei ausgebildet und Außenteil und Innenteil durch Präzisionsumformung spanlos hergestellt sind und daß die Kon­ taktbahnen der Kugeln in den ersten und zweiten Außenlaufrillen des Außenteils und den ersten und zweiten Innenlaufrillen des Innenteils jeweils für beide Drehrichtungen über den gesamten Beugewinkel und bei allen Drehwinkelpositionen durch gegenüber­ liegende Kontaktstellen der Kugeln in den jeweils zugehörigen Außenlaufrillen und Innenlaufrillen dargestellt sind, welche einen Käfigsteuerwinkel bilden, der stets größer als der Selbst­ hemmungswinkel, insbesondere größer als 7° ist.
Nach der Lehre der Erfindung entfällt die Führung des Käfigs auf dem Innenteil und im Außenteil durch die gegensinnig hinter­ schnittfrei verlaufenden Laufrillen, da bei allen Winkelstellun­ gen des Käfigs gegenüber Außen- und Innenteil eine definierte, stabile Position durch die Steuerverhältnisse erhalten bleibt. Die Kugeln der ersten Laufbahnen beaufschlagen den Käfig stets in die eine Richtung und die Kugeln der zweiten Laufbahnen in die dazu entgegengesetzte Richtung. Der Käfig wird dadurch stets exakt positioniert gehalten. Die Kräfte sind im Gleichgewicht. Es bedarf keiner Führung des Käfigs gegenüber dem Innenteil oder dem Außenteil. Hierdurch werden auch die Reibungsverhältnisse günstig beeinflußt. Bevorzugt wird der Verlauf der Kontaktbahnen und damit der Verlauf und Querschnitt der Außenlaufrillen und Innenlaufrillen in den jeweiligen Meridianebenen nach den gün­ stigsten Steuerverhältnissen und Fertigungsmöglichkeiten festge­ legt.
Eine spanlose Herstellung des Gelenkaußenteiles von den beiden Öffnungsseiten her wird durch von der Stirnseite eingeführte Werkzeuge ermöglicht, wobei gleichzeitig die Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers ebenfalls ohne Nachbearbeitung erstellt werden kann. So sind z. B. die Bahnabschnitte zu den Öffnungs­ seiten hin, die gerade verlaufen, zur Längsachse geringfügig geneigt, um das Ausziehen der Werkzeuge bei der Präzisionsumfor­ mung, beispielsweise Feinschmieden, zu erleichtern.
Des weiteren ist vorgesehen, daß die aus den einzelnen Kontakt­ stellen über den Beugebereich gebildeten Kontaktbahnen mit einem Abstand zur Rillenkante zwischen der Innenfläche des Außenteils und der Außenlaufrille und/oder der Außenfläche des Innenteils und der Innenlaufrille angeordnet sind, der stets größer ist als die Hälfte des Betrages der großen Achse der zum jeweiligen Beu­ gewinkel und zum zulässigen Drehmoment zugehörigen Druckellipse.
Hierdurch wird eine Überlastung des Gelenkes wirksam verhindert.
Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Außenrillen und In­ nenrillen im Querschnitt gesehen eine von der Kreisform abwei­ chende Form aufweisen.
Hierdurch kann bei Beugung die Anlage der Kugeln an der Rillen­ wand so gewählt werden, daß ein genügender Abstand zur Laufril­ lenkante gegeben ist.
Ferner ist vorgeschlagen, daß in den Bereichen der Kontaktbahnen zu deren beiden axialen Enden hin die große Achse der Druckel­ lipse kleiner ist als im mittleren Bereich der Kontaktbahnen.
Durch die vorgeschlagene Ausbildung wird erreicht, daß bei klei­ ner werdender Bahntiefe zu den Enden der Innen- und Außenlauf­ rillen hin der Beitrag der einzelnen Kugeln an der Drehmoment­ übertragung gesteuert werden kann. Dies kann durch zwei Alterna­ tiven in der konkreten Ausgestaltung der Bahnen erfolgen. Nach einer ersten Alternative wird dies dadurch erreicht, daß die Schmiegung zwischen Kugel und Kontaktbahn zu den axialen Endbe­ reichen vergrößert ist. Es ist jedoch auch möglich, die Kugel­ bahnen im Querschnitt zu den axialen Endbereichen hin zu erwei­ tern. Es kann also eine Veränderung der Kontaktbahn zu einem kleineren Kontaktwinkel und Veränderung der Schmiegung vorgenom­ men werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Gleichlaufgelenk in gestreckter Lage, gemäß Schnittlinie A-B von Fig. 2,
Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1 im Halbschnitt,
Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung der Steuerungsver­ hältnisse für das Gleichlaufgelenk bezüglich zweier aus ersten Laufrillen gebildeter Bahnpaare im abgebeugten Zustand des Gelenkes,
Fig. 4 einen Schnitt C-D gemäß Fig. 3, wobei jedoch der Käfig fortgelassen wurde und
Fig. 5 einen Schnitt E-F gemäß Fig. 3, wobei der Käfig ebenfalls fortgelassen wurde.
Das in Fig. 1 dargestellte Gleichlaufgelenk 1 besteht im we­ sentlichen aus dem Außenteil 2, dem Innenteil 3, dem zwischen Außenteil 2 und Innenteil 3 angeordneten Käfig 4 sowie den vom Käfig 4 gehaltenen Kugeln 5 zur Drehmomentübertragung zwischen Außenteil 2 und Innenteil 3. Die Längsachse der Gelenkbauteile ist mit X bezeichnet. In der in Fig. 1 dargestellten gestreck­ ten Lage des Gleichlaufgelenkes 1 stimmen die Achsen sämtli­ cher Bauteile überein. Die Drehmomentübertragung zwischen dem Außenteil 2 und dem Innenteil 3 erfolgt über die Kugeln 5, die mit den Außenlaufrillen 6, 7 des Außenteils 2 und diesen gegen­ überliegenden Innenlaufrillen 8, 9 des Innenteiles 3 in Eingriff sind. Es sind zwei Arten von Laufrillen vorgesehen. So weist das Außenteil 2 erste Außenlaufrillen 6 auf, denen erste Innenlauf­ rillen 8 des Innenteils 3 gegenüberliegen. Die ersten Außenlauf­ rillen 6 öffnen sich zur ersten Öffnungsseite 10, die von der Stirnfläche des Außenteiles 2 gebildet wird.
Die ersten Innenlaufrillen 8 verlaufen von der ersten Stirnseite 11 des Innteils 3 ausgehend hinterschnittfrei. Fig. 2 läßt erkennen, daß die ersten Außenlaufrillen 6 und Innenlaufrillen 8 paarweise angeordnet sind. Gleiches gilt auch für die zweiten Außenlaufrillen 7 und den diesen gegenüberliegenden zweiten Innenlaufrillen 9 des Innen­ teils 3. Diese sind in Fig. 1 gestrichelt dargestellt da sie zu den ersten Innen- und Außenlaufrillen 6, 8 um­ fangsversetzt sind. Die zweiten Außenlaufrillen 7 sind ausgehend von der zweiten Öffnungsseite 12 des Außenteils 2 hinterschnittfrei gestaltet. Die zweiten innenlaufrillen 9 sind ausgehend von der zweiten Stirnseite 13 des Innen­ teils 3 hinterschnittfrei gestaltet. Die jeweils zwischen den in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Außenlauf­ rillen 6,7 befindlichen Stege bilden die Innenfläche 14, die zylindrisch ist, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Die Außenfläche 15 des Innteils 3 ist kugelig. Der zwischen der Innenfläche 14 des Außenteils 2 und der Außenfläche 15 des Innenteils 3 angeordnete Käfig 4 hat eine kugelige Außenfläche 16 und eine zylindrische Innenfläche 17, die der Außenfläche 15 des Innenteils 3 gegenüberliegt. Die Laufrillen 6, 7, 8, 9 von Außenteil 2 und Innenteil 3 können spanlos hergestellt werden. So ist beispielsweise die Herstellung des Außenteils 2 in der Weise möglich, daß in dem aus einem Ring bestehenden Rohling, der in einem Hal­ ter auf genommen ist, von den beiden Öffnungsseiten her Werkzeuge eingebracht werden können, von denen jeweils das eine die Kontur der ersten Außenlaufrillen 6 und das zwei­ te Werkzeug die Kontur der zweiten Außenlaufrillen 7 umfaßt und beide sich hinsichtlich der Kontur der Innen­ fläche 14 ergänzen. Der Käfig 4 ist mit Spiel zur Innen­ fläche 14 des Außenteils 2 und zur Außenfläche 15 des Innenteils 3 angeordnet. Die Zentrierung des Käfigs 4 erfolgt ausschließlich über die Kugeln 5, welche in Fens­ tern 18 des Käfigs 4 radial beweglich geführt sind. Da der Käfig 4 praktisch nur eine Haltefunktion hat, im wesent­ lichen kraftfrei ist, kann er ein Kunststoffteil sein oder aber auch aus einem gebogenen und geschweißten Stahlband hergestellt sein. Das Außenteil 2 ist ringförmig gestaltet und weist an seiner Außenfläche 19 zur Öffnungs­ seite 12 hin umfangsverteilte Ausnehmungen 20 auf. Das Außenteil 2 ist gemäß Ausführungsbeispiel in Fig. 1, untere Hälfte, mit seiner Außenfläche 19 in einer Glocke 21 aufgenommen, deren Stirn 22 nach der Montage verformt wird und deren Material in die Ausnehmungen 20 des Außen­ teils 2 zur drehfesten Verbindung einfließt. Die Glocke 20 dient zum Anschluß an ein treibendes oder getriebenes Anschlußelement, z. B. den Getriebezapfen eines Kraftfahr­ zeuggetriebes. Alternativ kann die Glocke 21, wie in Fig. 1, obere Hälfte, dargestellt, direkt mit dem Außenteil 2 durch ein verzugsarmes Schweißverfahren, z. B. Laserstrahl-Schweißen, verbunden sein. Das Innenteil 3 ist mit einer verzahnten Bohrung 23 zum Anschluß einer An­ triebswelle, eines Antriebszapfens oder dgl. versehen. Die Montage eines solchen Gelenkes kann, je nachdem, wie groß der konstruktive Beugewinkel α ist, durch Überbeugen oder durch eine Teilung des Außenteils 2 durch Sprengen nach der Fertigstellung auf Endmaß in zwei Ringhälften gewähr­ leistet werden.
Die durch das Sprengen erzeugte unregelmäßige Kontur der Sprengstellen sorgt dafür, daß eine genaue Zentrierung der beiden Außenteilsegmente wieder in der ursprünglichen Lage zueinander gebracht werden können. Es sind keine weiteren Zentriermittel erforderlich.
Die besonderen Steuerungsverhältnisse die erlauben, daß der Käfig 4 reibungsarm gehalten ist, ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Fig. 3 bis 5.
In diesen Figuren sind zusätzliche die Kontaktverhält­ nisse zwischen den Kugeln 15 der ersten Laufrillen 6, 8 in den verschiedenen Abwinkelpositionen um das Beugezentrum O bei maximaler Abwinklung dargestellt.
Die räumliche Lage der Kontaktstellen 24, 25 ergibt sich aus den verschiedenen Ansichten. Die Aneinanderreihung der Kontaktstellen 24 bzw. 25 für verschiedene Winkelstellungen ergibt die Kontaktbahnen 36, 37.
Aus der Fig. 4 (Detail) ist auch die Lage der beiden Kon­ taktstellen 24, 25 bezüglich der Laufrillenkanten 26, 27 erkennbar. Es ist den einzelnen Kontaktstellen 24, 25 eine Druckellipse 28 zugeordnet, die sich aufgrund der Schmie­ gungsverhältnisse zwischen den Kugeln 5 und der Lauf­ rillenflanke 29 der ersten Laufrillen 6, 8 einstellt.
Der Abstand der Kontaktstellen 24, 25 zu den Laufrillen­ kanten 26, 27 ist jeweils so zu bemessen, daß er größer ist als die Hälfte der größten Achse 30 der Druckellipse 28. Nur wenn diese Verhältnisse zutreffen, kann eine Ver­ formung an den Laufrillenkanten 26, 27 bei hohen Dreh­ momenten vermieden werden.
Der Käfigsteuerwinkel β ist der Winkel, der dafür sorgt, daß stets eine Beaufschlagung des Käfigs 4 durch die Ku­ geln 5 an die zur Öffnungsseite 10 bzw. Stirnseite 11 nächstliegende Käfigfensterfläche 31 bezüglich der ersten Laufrillen 6, 8 und die zur Öffnungsseite 12 bzw. Stirn­ seite 13 nächstliegende Käfigfensterfläche bezüglich der zweiten Laufrillen 7, 9 bewirkt wird. Hierzu muß der Kä­ figsteuerwinkel β in allen Beugewinkellagen und auch in allen Drehwinkellagen bezogen auf eine Umdrehung, eine bestimmte Größe überschreiten, um Führungsverhältnisse entsprechend der vorliegenden Erfindung erreichen zu können, also, den Käfig 4 gegenüber dem Außenteil 2 und Innenteil 3 mit Spiel anordnen und stabil halten zu können. Nach der Lehre der Erfindung soll dieser Winkel stets größer als der Selbsthemmungswinkel, also größer als 7°, sein. Der Käfigsteuerwinkel β ergibt sich, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, in einer Ebene, die die Verbin­ dungslinien 32, 33 vom Kugelmittelpunkt zu den beiden Kontaktstellen 24 und 25 bilden, enthält, im Schnittpunkt der auf den Verbindungslinien 32, 33 in den Kontaktstellen 24, 25 errichteten Senkrechten 34, 35. Dabei ist zu beachten, daß die Kontaktstellen 24, 25 sich selbst nicht in der Zeichnungsebene befinden. Die kritischste Position für die Bemessung ist die Lage, die die Kugel 5 in Fig. 3 oben, bzw. Fig. 4 einnimmt. Auch für diese Position muß der Winkel β mindestens 7° betragen. Gewährleistet sind diese Verhältnisse z. B. bei einem offsetgesteuerten Gelenk, wenn der Versatzwinkel aller Laufrillen zum Gelenkmittelpunkt ebenfalls mindestens 7° beträgt, bevorzugt aber größer bemessen ist. In diesem Grenzfalle würde nämlich der Winkel β für die in Fig. 3, oben dargestellte Kugel 5 ebenfalls stets den Wert von 7° überschreiten. Für die anderen Positionen der Kugeln 5 wird der Winkel β größer, so daß sich für die Kugeln 5 stets die gewünschten Führungsverhältnisse und damit Anpreßverhältnisse für den Käfig 4 ergeben. Für die zweiten Laufrillen 7, 9 ergeben sich die gleichen Verhältnisse bei entsprechend spiegelbildlicher Gestaltung, wobei die Spiegelachse von der zweiten Öffnungsseite 12 dargestellt wird, um eine entsprechende Darstellung für die zweiten Laufrillen 7, 9 zu der der ersten Laufrillen 6, 8 gemäß Fig. 3 zu erhalten.
Die besonderen Kontaktverhältnisse und damit Steuerungs­ verhältnisse lassen sich nicht nur durch entsprechend einem Kreisbogen gestaltete Kontaktbahnen 36, 37 errei­ chen, sondern auch durch einen beliebigen Verlauf dersel­ ben, wobei jedoch die Kontaktstellen über den Verlauf der Abwinklung, beziehungsweise der Bewegung der Kugeln 5 in den Außenlaufrillen 6, 8 und Innenlaufrillen 7, 9 jeweils so zu konstruieren sind, daß für die einzelnen Lagen je­ weils der Mindestkäfigsteuerwinkel von 7° und der gewün­ schte Abstand der Kontaktstellen 24, 25 gegenüber den Laufrillenkanten 26, 27 erreicht wird. So kann beispiels­ weise die zusammengesetzte Bahnform der als im Querschnitt gotischen oder elliptischen Laufrillen 6, 8; 7, 9 nach den vorgenannten Kriterien gestaltet werden. Bevorzugt bietet sich eine Bahnform im Querschnitt an, die eine Zweipunkt­ anlage gewährleistet, wobei jeweils unter Drehmoment eine der Kontaktbahnen an der Laufrillenflanke je nach Dreh­ richtung in Wirkverbindung zur Kugel 5 steht.
Bezugszeichenliste
1 Gelenk
2 Außenteil/Kreisringsegmente
3 Innenteil
4 Käfig
5 Kugel
6 erste Außenlaufrillen
7 zweite Außenlaufrillen
8 erste Innenlaufrillen
9 zweite Innenlaufrillen
10 erste Öffnungsseite/Stirnseite
11 erste Stirnseite des Innenteils
12 zweite Öffnungsseite/Stirnseite
13 zweite Stirnseite
14 Innenfläche des Außenteils
15 Außenfläche des Innenteils
16 kugelige Außenfläche des Käfigs
17 Innenfläche des Käfigs
18 Fenster
19 Außenfläche
20 Ausnehmung
21 Glocke
22 Stirn
23 Bohrung im Innenteil
24 Kontaktstelle Kugel/Innenlaufrille
25 Kontaktstelle Kugel/Außenlaufrille
26, 27 Laufrillenkanten
28 Druckellipse
29 Laufrillenflanken
30 große Achse der Druckellipse
31 Fensterfläche
32 Verbindungslinie zur Kontaktstelle der Außenlauf­ rille
33 Verbindungslinie zur Kontaktstelle der Innenlauf­ rille
34, 35 Senkrechte zu den Verbindungslinien
36 Kontaktbahn der Innenlaufrillen
37 Kontaktbahn der Außenlaufrillen
X Längsachse
O Beugezentrum

Claims (6)

1. Gleichlaufdrehgelenk mit einem hohlen Außenteil, in dessen Innenfläche in Meridianebenen bezüglich der Außenteillängs­ achse erste und zweite sich mit einer regelmäßigen Folge auf dem Umfang abwechselnde Außenlaufrillen angebracht sind, mit einem im Hohlraum des Außenteils angeordneten, eine kugelige Außenfläche aufweisenden Innenteil, in dessen Außenfläche in Meridianebenen bezüglich der Innenteillängs­ achse erste und zweite Innenlaufrillen angebracht sind, die jeweils den ersten oder zweiten Außenlaufrillen gegenüber­ liegen und gemeinsam jeweils eine Kugel zur Drehmomentüber­ tragung aufnehmen, die radial in Fenstern eines zwischen der Außenfläche des Innenteils und der Innenfläche des Außenteils mit Spiel angeordneten Käfigs geführt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Außenlaufrillen (6, 7) des Au­ ßenteiles (2) sowie die ersten und zweiten Innenlaufrillen (8, 9) des Innenteiles (3) jeweils von einer der beiden Öffnungsseiten bzw. Stirnseiten (10-13) ausgehend hinter­ schnittfrei ausgebildet und Außenteil (2) und Innenteil (3) durch Präzisionsumformung spanlos hergestellt sind und daß die Kontaktbahnen (36, 37) der Kugeln (5) in den ersten und zweiten Außenlaufrillen (6, 7) des Außenteils (2) und den ersten und zweiten Innenlaufrillen (8, 9) des Innenteils (3) jeweils für beide Drehrichtungen über den gesamten Beu­ gewinkel und bei allen Drehwinkelpositionen durch gegen­ überliegende Kontaktstellen (24, 25) der Kugeln (5) in den jeweils zugehörigen Außenlaufrillen (6, 7) und Innenlauf­ rillen (8, 9) dargestellt sind, welche einen Käfigsteuer­ winkel (β) bilden, der stets größer als der Selbsthemmungs­ winkel, insbesondere größer als 7° ist.
2. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den einzelnen Kontaktstellen (24, 25) über den Beugebereich gebildeten Kontaktbahnen (36, 37) mit einem Abstand zur Rillenkante (26, 27) zwischen der Innenfläche (14) und der Außenlaufrille (6, 7) und/oder der Außenfläche (15) des Innenteils (3) und der Innenlaufrille (8, 9) an­ geordnet sind, der stets größer ist als die Hälfte des Betrages der großen Achse (30) der zum jeweiligen Beugewin­ kel und zum zulässigen Drehmoment zugehörigen Druckellipse (28).
3. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu den bei den axialen Endbereichen der Kontaktbahnen (36, 37) hin die große Achse (30) der Druckellipse (28) kleiner ist als im mittleren Bereich der Kontaktbahnen (36, 37).
4. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiegung zwischen Kugel (5) und Kontaktbahn (36, 37) zu den axialen Endbereichen vergrößert ist.
5. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelbahnen (6, 7, 8, 9) im Querschnitt zu den axialen Endbereichen hin erweitert sind.
6. Gleichlaufdrehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenrillen (6, 7) und Innenrillen (8, 9) im Querschnitt gesehen eine von der Kreisform abweichende Form aufweisen.
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FR9112370A FR2667661B1 (fr) 1990-10-08 1991-10-08 Joint homocinetique.

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19831012A1 (de) * 1998-07-10 2000-01-27 Gkn Loebro Gmbh Gleichlaufgelenk mit gegenläufigen Laufrillen
DE19831014A1 (de) * 1998-07-10 2000-02-03 Gkn Loebro Gmbh Gleichlauffestgelenk mit zwei Sätzen von gegenläufigen Laufrillen
DE19831010A1 (de) * 1998-07-10 2000-02-10 Gkn Loebro Gmbh Antriebsanordnung mit mindestens einem Gleichlauffestgelenk und mit einer Wälzkörperführung
DE19831015C1 (de) * 1998-07-10 2000-03-16 Gkn Loebro Gmbh Antriebsanordnung mit einem Gleichlauffestgelenk und einem Dämpfungselement
DE19831011C1 (de) * 1998-07-10 2000-03-16 Gkn Loebro Gmbh Gleichlauffestgelenk mit einem axial montierbaren Käfig
DE10060120B4 (de) * 2000-12-04 2005-12-22 Gkn Driveline International Gmbh Kugelgleichlaufgelenk als Gegenbahngelenk

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10209933B4 (de) * 2002-03-07 2005-08-04 Shaft-Form-Engineering Gmbh Gegenbahngelenk
DE20321604U1 (de) 2002-03-07 2008-05-08 Shaft-Form-Engineering Gmbh Gegenbahngelenk
US7211002B2 (en) * 2002-11-14 2007-05-01 Gkn Driveline North America, Inc. High angle constant velocity joint
DE102005042910B4 (de) * 2005-09-08 2011-08-18 GKN Driveline International GmbH, 53797 Gelenkwelle, umfassend ein Gegenbahngelenk mit begrenzter Axialverschiebung
DE102005042909B4 (de) * 2005-09-08 2015-06-18 Gkn Driveline International Gmbh Gegenbahngelenk mit begrenzter Axialverschiebung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB847569A (en) * 1957-12-19 1960-09-07 Dana Corp Improvements in universal joints
US3133431A (en) * 1961-03-06 1964-05-19 Dana Corp Telescoping universal joint
DE1831826U (de) * 1961-03-14 1961-05-25 Loehr & Bromkamp Gmbh Gleichlauf-drehgelenk, insbesondere fuer hohe drehzahlen.
DE3739867A1 (de) * 1987-11-25 1989-06-08 Uni Cardan Ag Gleichlaufdrehgelenk
DE3904655C1 (de) * 1989-02-16 1990-02-08 Uni-Cardan Ag, 5200 Siegburg, De

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19831012A1 (de) * 1998-07-10 2000-01-27 Gkn Loebro Gmbh Gleichlaufgelenk mit gegenläufigen Laufrillen
DE19831014A1 (de) * 1998-07-10 2000-02-03 Gkn Loebro Gmbh Gleichlauffestgelenk mit zwei Sätzen von gegenläufigen Laufrillen
DE19831010A1 (de) * 1998-07-10 2000-02-10 Gkn Loebro Gmbh Antriebsanordnung mit mindestens einem Gleichlauffestgelenk und mit einer Wälzkörperführung
DE19831015C1 (de) * 1998-07-10 2000-03-16 Gkn Loebro Gmbh Antriebsanordnung mit einem Gleichlauffestgelenk und einem Dämpfungselement
DE19831011C1 (de) * 1998-07-10 2000-03-16 Gkn Loebro Gmbh Gleichlauffestgelenk mit einem axial montierbaren Käfig
DE19831012C2 (de) * 1998-07-10 2000-05-04 Gkn Loebro Gmbh Gleichlaufgelenk mit gegenläufigen Laufrillen
DE19831014C2 (de) * 1998-07-10 2000-06-29 Gkn Loebro Gmbh Gleichlauffestgelenk mit zwei Sätzen von gegenläufigen Laufrillen
DE19831010C2 (de) * 1998-07-10 2000-07-06 Gkn Loebro Gmbh Antriebsanordnung mit mindestens einem Gleichlauffestgelenk und mit einer Wälzkörperführung
US6234908B1 (en) 1998-07-10 2001-05-22 Gkn Lobro Gmbh Drive assembly with at least one constant velocity fixed joint having a set of rolling contact member guiding means
DE10060120B4 (de) * 2000-12-04 2005-12-22 Gkn Driveline International Gmbh Kugelgleichlaufgelenk als Gegenbahngelenk
US7001281B2 (en) 2000-12-04 2006-02-21 Gkn Automotive Gmbh Constant velocity ball joint as a counter track joint

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