DE8916149U1 - Gleichlaufdrehgelenk - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/20—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
- F16D3/22—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
- F16D3/223—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
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- F16D3/224—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 sphere
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Description
GKN Automotive AG »&Idigr;·· ·.* *«·" ·&iacgr;. .." &iacgr; 25. Januar 1994
Hauptstraße 150 Ne/Bl (0157)
53797 Lohmar P89080DE20
Gleichlaufdrehgelenk
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk als Festgelenk mit einem Gelenkaußenteil, das erste meridionale Kugelbahnen
umfaßt, mit einem Gelenkinnenteil, das zweite meridionale Kugelbahnen
umfaßt, wobei die Mittellinien der Kugelbahnen in jeweils gleicher axialer Projektion hinterschnittfrei sind, mit von
einander zugeordneten ersten und zweiten Kugelbahnen aufgenommenen
Kugeln und einem Steuerelement, das die Kugeln in einer gemeinsamen Ebene hält und seinerseits in einer durch die Kugelbahn
unterbrochenen kalottenförmigen Führungsfläche im Gelenkaußenteil
axial gehalten ist, und mit einem an das Gelenkaußenteil angesetzten Gelenkboden, der auf der Öffnungsseite der
hinterschnittfreien Kugelbahnen liegt.
Ein Gelenk der genannten Art ist aus der DE 31 32 364 Cl bekannt.
Der Gelenkboden wird dabei von einer Radnabe mit eingesetzter Blechkappe gebildet. Als Nachteil erweist sich bei diesem
Gelenk, daß die kalottenförmige Führungsfläche für den Käfig
im Gelenkaußenteil nicht durch einfache Umformtechnik herstellbar ist, sondern spanende Bearbeitung oder sehr komplizierte
Werkzeuge zur spanlosen Herstellung erfordert. Die Montage dieses Gelenkes kann nur durch Überbeugen und Einsetzen der einzelnen
Kugeln erfolgen.
Aus der DE 32 09 596 C2 ist ein Gleichlauf drehgelenk bekannt, bei dem das Gelenkaußenteil eine einseitig hinterschnittfreie
Führungsfläche für das Gelenkinnenteil umfaßt, bei dem jedoch anstelle eines üblichen Kugelkäfigs ein Stützkörper vorgesehen
ist, der in weiteren kalottenförmigen Führungsflächen am Gelenkboden
gehalten ist. Diese Sonderbauform hat den Nachteil, daß jeweils nur die Hälfte der Kugeln bei Gelenkbeugung durch den
Steuerkörper beaufschlagt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gelenk
bereitzustellen, das bei völlig hinterschnittfreier Ausgestaltung von Gelenkaußtenteil und Gelenkinnenteil gute Voraussetzungen
für die spanlose Herstellung bietet und bei dem ungeachtet dessen eine exakte Führung des Kugelkäfigs in einer
ausreichend bemessenen Führungsfläche möglich wird.
Die Lösung hierfür besteht darin, daß die von den Kugelbahnen unterbrochenen Teile der Führungsfläche aus in axialer Projektion
vom Gelenkboden aus hinterschnittfreien ersten Flächenteilen im Gelenkaußenteil und in dazu entgegengesetzter axialer
Projektion hinterschnittfreien zweiten Flächenteilen im Gelenkboden zusammengesetzt sind, so daß die beiden die Kalottenfläche
bildenden Bauteile, das Gelenkaußtenteil und der Gelenkboden, mit einfachen Werkzeugen im Kaltfließpressen oder ähnlichen
zeitgemäßen Fertigungsverfahren erzeugt werden können. Es wird eine einfache Montage möglich, bei der die Kugeln ohne- irgendwelche
Schwenkbewegungen eines der Bauteile radial eingesetzt werden können und anschließend das Gelenkaußenteil und anschließend
der Boden in jeweils rein axialer Bewegung mit den anderen Bauteilen verbunden werden können. Der Montagevorgang
ist damit einer Automatisierung mit einfach zu steuernden Werkzeugen aufgrund der jeweils rein linearen Bewegungen besser
zugänglich.
Nach einer ersten günstigen Ausgestaltung ist zwischen den ersten und den zweiten Flächenteile der Teilführungsflächen eine
Umfangsausnehmung gegenüber dem Käfig, wodurch die Schmierungsverhältnisse
am Käfig verbessert werden können und die Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit reduziert werden
können.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Gelenkaußenteil vom Scheitelbereich der hinterschnittfreien ersten Flächenteile an
innenkonisch erweitert und ist am Gelenkboden ein außenkonischer Ansatz mit darin geformten hinterschnittfreien zweiten Flächenteile
vorgesehen. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, daß die zweiten Flächenteile in Bereichen ausreichender radialer
Dicke des Gelenkbodens ausgebildet sind, wie es für das Umformverfahren
von Vorteil ist. Auch nach der Verbindung der Teile bleibt aber bevorzugt zwischen den sich gegenüberliegenden konischen
Flächen ein axialer Abstand.
Am Gelenkboden und am Gelenkaußenteil können sich ergänzende zylindrische Zentrierungsflächen radial außerhalb der konischen
Flächen vorgesehen werden, die insbesondere nicht von den Kugelbahnen unterbrochen werden, sondern ringförmig sind, an denen
sich die Teile gegenseitig zentrieren. Abweichend hiervon können sich jedoch auch das Gelenkaußenteil und der Gelenkboden jeweils
unmittelbar über die Käfigführungsflächen am Käfig und damit unmittelbar gegenseitig zentrieren.
Es ist günstig, wenn bei bis zum Kontakt der Kugeln mit den Kugelbahnen des Gelenkaußen- und Gelenkinnenteils eingesetzten"■
Kugelkäfig und bis zum Anschlag mit diesem axial eingesetzten Gelenkboden noch ein axialer Freiraum zwischen Gelenkaußenteil
und Gelenkboden besteht. Auf diese Weise ist unter Berücksichtigung der gegebenenfalls vorhandenen Spiele in den Käfigfenstern
noch hinreichendes Spiel am Käfig gegenüber den Führungsflächen
gegeben.
Nach einer ersten Ausführungsform sind zur exakten Steuerung der
Kugeln auf die Winkelhalbierende Ebene die jeweiligen Krümmungszentren
der Bahnmittellinien von einander zugeordneten Bahnkontaktpunkten der Kugeln im Gelenkaußenteil und im Gelenkinnenteil
bei theoretisch jedem Beugungszustand axial in Bezug auf den
Beugungsmittelpunkt um den gleichen Betrag entgegengesetzt gerichtet versetzt. Die Steuerung der Kugeln auf die Winkelhalbierende
Ebene ist durch den entgegengesetzt gerichteten Versatz der KrümmungsZentren sehr wirksam, da hohe Steuerkräfte auch auf
die in der Beugungsebene liegenden Kugeln ausgeübt werden.
Eine besonders einfache Bahnform ist dadurch gegeben, daß die
Mittellinien aus Kreisabschnitten und daran tangential anschließenden Geraden bestehen. Der Kugelkäfig kann hierbei ausschließlich
in der Führungsfläche im Gelenkaußenteil geführt sein, die zentrisch zum Gelenkmittelpunkt ausgeführt sein kann.
Der Krümmungsdurchmesser und die Mittelpunktslage der Käfigführungsflächen
können sich von den der Käfigaußenfläche so unterscheiden, daß anstelle eines flächigen Kontaktes ein Umfangslinienkontakt
tritt.
Nach einer anderen Aus führungs form sind die Krümmungs Zentren der
Bahnmittellinien von aneinander zugeordneten Bahnkontaktpunkten der Kugeln im Gelenkaußenteil und im Gelenkinnenteil bei jedem
Beugungszustand auf einer Geraden liegend zu finden, wobei auch hier wieder die Bahnmittellinien aus Kreisabschnitten und daran
tangential anschließenden Bahnen bestehen können. Die auf die Kugeln einwirkenden Steuerkräfte sind dabei in der Beugungsebene
in jedem Fall gleich Null, so daß vorzugsweise zusätzliche Mittel zur Käfigsteuerung vorzusehen sind. Insbesondere kann hierbei
der Kugelkäfig in kugeligen Führungsflächen im Gelenkaußenteil
und am Gelenkinnenteil geführt sein, deren Zentren entgegengesetzt zum Gelenkmittelpunkt um einen gleichgroßen Betrag
versetzt sind. Dieser Versatz kann zugleich mit dem Versatz der BahnkrümmungsZentren zur Anwendung kommen.
Eine weitere Möglichkeit, die sich bei dem vorliegenden Gelenk bietet, besteht darin, daß die Fenster des Kugelkäfigs einseitig
auf der dem Gelenkboden entgegengesetzten Seite axial offen sind. Damit kann auch der Käfig axial montiert werden, indem er
durch die Kugelbahnen des Gelenkinnenteils eingesetzt und dann um die Breite der Bahnen verdreht wird.
Bei üblicher Ausgestaltung des Kugelkäfigs besteht das bevorzugte Montageverfahren darin, daß das Gelenkinnenteil unter
Nutzung der Kugelbahnen mit zueinander senkrecht liegenden Achsen in den Kugelkäfig eingebracht und dann in eine koaxiale
Stellung gedreht wird, die Kugeln dann radial eingesetzt werden, das Gelenkaußenteil in rein koaxialer Bewegung aufgeschoben und
der Gelenkboden ebenfalls in rein koaxialer Bewegung dagegengesetzt wird. Gelenkboden und Gelenkaußenteil können dann beispielsweise
miteinander verschweißt werden oder mit einem Sicherungsring miteinander verbunden werden oder durch eine aufgewalzte
Blechkappe oder dergleichen aneinander befestigt werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeipiel der Erfindung ist anhand der
Zeichnungen dargestellt.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gelenk im Längsschnitt;
Figur 2 zeigt einen Gelenkboden links in Ansicht und rechts im Längsschnitt.
In Figur 1 ist ein Gelenkaußenteil 1 mit in axialer Projektion hinterschnittfreien Bahnen 2 und in gleicher axialer Projektion
hinterschnittfreien Käfigführungsteilflachen 3 erkennbar. Mittels
einer Zentrierung 4 ist ein Gelenkboden 5 in das Gelenkaußenteil 1 eingesetzt, das zweite Käfigführungsteilflachen 6
umfaßt. Diese sind in entgegengesetzter Projektion zu den erstgenannten Teilflächen 3 axial hinterschnittfrei. Die Flächen
sind an einem Ansatz 7 ausgebildet, der in eine Ausnehmung 8 am Gelenkaußenteil mit einander ergänzenden konischen Flächen 9
eingreifen. An die Bahnen 2 im Gelenkaußenteil 1 schließen sich ergänzende Taschen 10 im Gelenkboden 5 an. In den sich ergänzenden
Teilflächen 3, 6 ist der Käfig 11 mit einer etwa kugeligen Außenfläche geführt, der in Fenstern 12 die drehmomentübertragenden
Kugeln 13 aufnimmt. Diese greifen in Bahnen 15 des Gelenkinnenteils 14 ein, die in der gleichen axialen Projektion
wie die Bahnen 2 des Gelenkaußenteils 1 axial hinterschnittfrei sind. Das Gelenkinnenteil 14 hat eine äußere kugelige Führungsfläche 16, deren Krümmungsmittelpunkt ebenso wie der Krümmungsmittelpunkt der äußeren Käfigführungsfläche 3, 6 im Gelenkmittelpunkt
Ma liegt. Die Mittellinien der Bahnen 2, 15 im Gelenkaußenteil
und Gelenkinnenteil setzten sich ebenso wie der Bahngrund selber im Längsschnitt aus Kreisabschnitten und tangential
daran anschließenden Geraden zusammen, wobei die Krümmungsmittelpunkte M1, M2 entgegengesetzt zum Gelenkmittelpunkt Ma um
gleiche Beträge axial versetzt sind. Am Gelenkboden 5 schließt sich einstückig ein erster Gelenkzapfen 17 an. In das Gelenkinnenteil
15 ist ein Gelenkzapfen 18 eingesetzt und mittels eines Sicherungsringes 19 und eines Sprengringes 20 axial gesichert
verbunden. Zwischen den Käfigführungsteilf lachen 3 und 6 ist im"·
Gelenkaußenteil 1 gegenüber dem Käfig 11 ein Ringraum 21 gebildet, der durch die begrenzte Tiefe des Ansatzes 7 in der Ausnehmung
8 zustandekommt und zur Aufnahme von Schmierstoff geeignet ist.
In Figur 2a ist der Gelenkboden 5 mit den gleichmäßig umfangsverteilten
Taschen 10 für den Kugeleintritt und -anschlag dargestellt, die den außenkonischen Ansatz 7 teilen.
In Figur 2b ist wiederum der Gelenkboden 5 mit dem daran angesetzten
Zapfen 17, einzelnen Taschen 10 sowie dem von den außenkonischen Taschen unterbrochenen Ansatz 7 erkennbar.
GKN Automotive AG „j*. *** " %.* J, * "***!* 25· Januar 1994
Hauptstraße 150 Ne/Bl (0157)
53797 Lohmar P89080DE20
Gleichlaufdrehgelenk
Bezugszeichenliste
1 Gelenkaußenteil
2 Kugelbahn (Gelenkaußenteil)
3 Führungsteilfläche (Gelenkaußenteil)
4 Zentrierung
5 Gelenkboden
6 Führungsteilfläche (Gelenkaußenteil)
7 Ansatz (Gelenkboden)
8 Ausnehmung (Gelenkaußenteil)
9 Konusfläche
10 Tasche
11 Käfig
12 Fenster
13 Kugel
14 Führungsfläche (Gelenkinnenteil)
15 Gelenkinnenteil
16 Kugelbahn (Gelenkinnenteil)
17 Gelenkzapfen
18 Gelenkzapfen
19 Sicherungsring
20 Sprengring
21 Ringraum
Claims (12)
1. Gleichlaufdrehgelenk als Festgelenk mit einem Gelenkaußenteil
(I)/ das erste meridionale Kugelbahnen (2) umfaßt, mit
einem Gelenkinnenteil (14), das zweite meridionale Kugelbahnen (15) umfaßt, wobei die Mittellinien der Kugelbahnen
in jeweils gleicher axialer Projektion hinterschnittfrei sind, mit von einander zugeordneten ersten und zweiten
Kugelbahnen aufgenommenen Kugeln (13) und einem Steuerelement (H)/ das die Kugeln in einer gemeinsamen Ebene hält
und seinerseits in einer durch die Kugelbahnen (2) unterbrochenen kalottenförmigen Führungsfläche im Gelenkaußenteil
(1) axial gehalten ist, und mit einem an das Gelenkaußenteil (1) angesetzten Gelenkboden (5), der auf der
Öffnungsseite der hinterschnittfreien Kugelbahnen (2,15) liegt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die von den Kugelbahnen (2) unterbrochenen Teile der Führungsfläche aus in axialer Projektion vom Gelenkboden
(5) aus hinterschnittfreien ersten Flächenteilen (3) im Gelenkaußenteil (1) und in dazu entgegengesetzter axialer
Projektion hinterschnittfreien zweiten Flächenteilen (6) im Gelenkboden (5) zusammengesetzt sind.
• ·
2. Gelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den ersten Flächenteilen (3) der Käfigführungsflächen
am Gelenkaußenteil (1) und den zweiten Flächenteilen (6) der Käfigführungsflächen am Gelenkboden (5)
ein ringförmiger Freiraum (21) gegenüber dem Käfig (11) im Gelenkaußenteil vorgesehen ist.
3. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekenn &zgr; ei chnet,
daß das Gelenkaußenteil (1) vom Scheitelbereich der hinterschnittfreien
ersten Flächenteile (3) an innenkonisch erweitert ist und am Gelenkboden (5) ein außenkonischer Ansatz
(7) mit den darin ausgebildeten hinterschnittfreien zweiten Flächenteilen (6) vorgesehen sind.
4. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den außenkonischen Ansätzen (7) am Gelenkboden
(5) und den Gegenflächen am Gelenkaußenteil (1) nach der Verbindung ein axialer Abstand vorgesehen ist.
5. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn &zgr; e i chnet,
» » &iacgr; I
daß außerhalb der konischen Flächen (9) sich ergänzende ringförmige Zentrxerungsflächen (4) am Gelenkaußenteil (1)
und am Gelenkboden (5) zur gegenseitigen Zentrierung vorgesehen sind.
6. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Käfigführungsflächen am Gelenkaußenteil (1) und am
Gelenkboden (5) jeweils in Abstützung gegenüber dem Käfig (11) zur gegenseitigen Zentrierung vorgesehen sind.
7. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem Kontakt der Kugeln (13) mit den Kugelbahnen (2, 15) des Gelenkaußenteiles (1) und des Gelenkinnenteiles
(14) und bei Kontakt der zweiten Flächenteile (6) am Gelenkboden (5) mit dem Kugelkäfig (11) ein axialer Abstand
zwischen den einander zugewandten Flächen des Gelenkaußenteiles (1) und des Gelenkbodens (5) besteht.
8. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ■■
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die KrümmungsZentren M1, M2 der Bahnmittellinien von
einander zugeordneten Bahnkontaktpunkten der Kugeln im Gelenkaußenteil (1) und im Gelenkinnenteil (14) bei jedem
Beugungszustand axial in Bezug auf den Gelenkmittelpunkt Ma
entgegengesetzt gerichtet versetzt sind.
·.· »mti
9. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die KrümmungsZentren M1, M2 der Bahnmittellinien von
einander zugeordneten Bahnkontaktpunkten der Kugeln im Gelenkaußenteil (1) und im Gelenkinnenteil (14) bei jedem
Beugungszustand auf einer gemeinsamen Linie durch den Gelenkmittelpunkt
Ma liegen.
10. Gelenk nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kugelkäfig (11) ausschließlich außen in den Käfigführungsflächen
(3, 6) im Gelenkaußenteil (1) und im Gelenkboden (5) geführt ist.
11. Gelenk nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kugelkäfig (11) in kugeligen Führungsflächen im
Gelenkaußenteil (1) und am Gelenkinnenteil (14) geführt ist, deren Zentren entgegengesetzt zum Gelenkmittelpunkt M
um etwa gleiche Beträge axial versetzt sind.
12. Gelenk nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bahnmittellinien aus Kreisabschnitten und daran tangential anschließenden Geraden bestehen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8916149U DE8916149U1 (de) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | Gleichlaufdrehgelenk |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3925857A DE3925857A1 (de) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | Gleichlaufdrehgelenk |
DE8916149U DE8916149U1 (de) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | Gleichlaufdrehgelenk |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8916149U1 true DE8916149U1 (de) | 1994-05-19 |
Family
ID=25883727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8916149U Expired - Lifetime DE8916149U1 (de) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | Gleichlaufdrehgelenk |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8916149U1 (de) |
-
1989
- 1989-08-04 DE DE8916149U patent/DE8916149U1/de not_active Expired - Lifetime
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