DE3148489C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gleichlaufgelenk gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Gleichlaufgelenk der genannten Art (US-PS 19 75 758, Fig. 8 bis 11) enthält zwischen dem inneren und dem äußeren Gelenkkörper eine mit axialen Haltefingern versehene Steuerscheibe, welche die kugeligen Wälzkörper lediglich auf einer Längsseite führt. Dieses bekannte Gleichlaufgelenk hat den Nachteil, daß die Wälzkörper nur auf einer Längsseite in der halbierenden Ebene geführt sind. Es fehlt also eine Führung auf der anderen der axial gerichteten Längsseiten, so daß die Wälzkörper nicht immer exakt in dieser Ebene gehalten und gesteuert werden. Die Folge davon ist, daß die Wälzkörper unter Umständen zwischen dem inneren und dem äußeren Gelenkkörper parasitäre Zusatzkräfte erzeugen, die nicht erwünscht sind. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Haltescheibe seitlich zwischen dem inneren Gelenkkörper und dem äußeren Gelenkkörper des Gleichlaufgelenkes eingebaut werden muß, so daß im Gleichlaufgelenk wertvoller Bauraum für die Unterbringung ausreichend tragfähiger Wälzkörper verloren geht. Schließlich sind aber auch beim bekannten Gleichlaufgelenk die in die Innenrille und Außenrille des inneren bzw. äußeren Gelenkkörpers axial eingreifenden Haltefinger relativ dünnwandig ausgebildet.

Bei einer abgeänderten Ausführung des bekannten Gleichlaufgelenkes ist anstelle der Haltescheibe ein zwischen dem inneren und dem äußeren Gelenkkörper angeordneter, die Wälzkörper in der halbierenden Ebene haltender Taschenkäfig eingebaut (US-PS 19 75 758, Fig. 1 bis 7). Dieser Taschenkäfig nimmt in radialer Richtung zwischen den beiden Gelenkkörpern einen relativ großen Bauraum ein. Es müssen relativ große Wälzkörper zwischen dem inneren Gelenkkörper und dem äußeren Gelenkkörper eingebaut werden, damit diese aus den Taschen des Taschenkäfigs herausragen und zur Drehmomentübertragung in die Innen- bzw. Außenrille der Gelenkkörper genügend tief eingreifen. Dieses abgeänderte Gleichlaufgelenk ist deshalb verhältnismäßig groß gebaut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleichlaufgelenk der angegebenen Gattung zu schaffen, welches gedrungen gebaut ist und außerdem eine einwandfreie Führung der Wälzkörper in der den Winkel zwischen den Drehachsen halbierenden Ebene dadurch gewährleistet, daß der Steuerkörper kleine Relativbe­ wegungen ausführen kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Gleichlaufgelenk der angege­ benen Gattung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch Ausbildung des Steuerkörpers nimmt dieser keinen oder nur einen sehr geringen Bauraum weg. Auf diese Weise kann im Gleichlaufgelenk ein großer Beugewinkel der Drehachse des inneren Gelenkkörpers relativ zur Drehachse des äußeren Gelenkkörpers zugelassen werden. Der mit elastischer Vorspannung im Hohlraum des inneren Gelenkkörpers abgestützte Steuerkörper kann sich relativ zum inneren Gelenkkörper etwas bewegen, wodurch ein Verklemmen des Steuerkörpers im Gelenkkörper verhindert wird.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 5 ist eine Möglichkeit geschaffen, den Steuerkörper gegenüber dem inneren und/oder dem äußeren Gelenkkörper außer in Längsrichtung auch in Querrichtung zu führen.

Der Steuerkörper kann relativ zum inneren und äußeren Gelenkkörper Dreh- und Schwenkbewegungen ausführen und außerdem durch Druck in Längsrichtung gegen die elastisch nachgiebige Außenfläche sich etwas verlagern. Auf diese Weise wird auch der Einbau des Steuerkörpers und der Wälzkörper in den äußeren und inneren Gelenkkörper erleichtert.

Das erfindungsgemäße Gleichlaufgelenk wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Gleich­ laufgelenk mit fluchtend zueinander ausgerichte­ ten Drehachsen von innerem und äußerem Gelenkkör­ per,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein abgeänder­ tes Gleichlaufgelenk, welches drei Wälzkörper in seinem Inneren aufweist,

Fig. 3 einen Längsschnitt entlang der Linie B-B durch das in Fig. 2 gezeigte Gleichlaufgelenk,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein abgeändertes Gleichlaufgelenk, bei dem die Wälzkörper durch in Längsrichtung angreifende Haltefinger der Steuerarme des Steuerkörpers geführt sind, und

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie C-C durch das in Fig. 3 gezeigte Gleichlaufgelenk.

In Fig. 1 ist ein Gleichlaufgelenk gezeigt, welches einen inneren Gelenkkörper 1, einen diesen umgebenden äußeren Gelenkkörper 2 und vier dazwi­ schen angeordnete, gleichmäßig am Umfang verteilte Wälz­ körper 3 besitzt. Im Hohlraum 14 des inneren Gelenkkör­ pers 1 ist der Steuerkörper 15 mit je einem durch eine Innenrille 7 radial nach außen greifenden Zapfen 16 ver­ sehen. Die in einer Ebene liegenden vier Zapfen 16 des Steuerkörpers 15 halten die vier Wälzkörper 3 des Gleich­ laufgelenkes in der den Winkel zwischen den Drehachsen 5 und 9 halbierenden Ebene 13.

Beim Ausführungsbeispiel ist der Krümmungsmittelpunkt 10 sämtlicher vier Außenrillen 8 auf der in der Zeichnung unteren Seite der halbieren­ den Ebene 13 angeordnet. Die untere Seite liegt also, vom offenen Ende des äußeren Gelenkkörpers 2 her gesehen, vor der halbierenden Ebene 13. Bei dieser Anordnung wird von den Wälzkörpern 3 bei Drehmomentbelastung eine Kraftkom­ ponente auf die Zapfen 16 ausgeübt, die den Steuerkörper 15 in Richtung der Drehachse 5, also in der Zeichnung von oben nach unten, mit seinem Zwischenstück 19 gegen die konkav gewölbte untere Stützfläche 20 des inneren Gelenk­ körpers 1 drückt. Der Steuerkörper 15 ist über seine zen­ trisch angeordnete kugelig konvexe Seitenfläche mit einer kugelig konkaven Innenfläche des Zwischenstückes 19 win­ kelbeweglich gleitend verbunden. Das Zwischenstück 19 seinerseits ist auf seiner in der Zeichnung un­ teren Außenfläche 21 auf der konkav gewölbten Stützflä­ che 20 des inneren Gelenkkörpers 1 gleitend abgestützt.

Beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel hat der äußere Gelenkkörper 2 eine kugelig konkave Innenfläche 22. Der innere Gelenkkörper 1 besitzt eine dazu passende, auf der Innenfläche 22 gleitende Außenfläche 23, welche ent­ sprechend kugelig konvex ausgebildet ist. Die Innenfläche 22 und die Außenfläche 23 weisen einen gemeinsamen Kugel­ mittelpunkt auf, so daß der innere Gelenkkörper 1 winkel­ beweglich und, gegenüber Herausziehen aus dem äußeren Ge­ lenkkörper 2 gesichert ist. Dieser gemeinsame Kugelmittelpunkt von Innen­ fläche 22 und Außenfläche 23 fällt mit dem Schnittpunkt 24 der Verbindungslinie durch die beiden Krümmungsmittel­ punkte 6 und 10 mit der halbierenden Ebene 13 zusammen.

Durch Befestigen (Verschweißen) der Blechkappe 18 im inneren Gelenkkörper 1 werden der Gelenkkörper 1 zu­ sammen mit dem Steuerkörper 15 zu einer selbsthalten­ den Baueinheit zusammengehalten.

Beim Einbau des inneren Gelenkkörpers 1 in den äußeren Gelenkkörper 2 wird zunächst der innere Gelenkkörper 1 mit dem Steuerkörper 15 versehen. Dabei wird der Steuer­ körper 15 im inneren Gelenkkörper 1 gedreht und eventuell verschoben, damit der innere Gelenkkörper 1 in den äuße­ ren Gelenkkörper 2 axial hineingeschoben werden kann. Alsdann werden die zwischen den Innenrillen 7 des inne­ ren Gelenkkörpers 1 liegenden Stege mit der Außenrille 8 des äußeren Gelenkkörpers 2 durch längsseitiges Einschie­ ben des inneren Gelenkkörpers 1 in den äußeren Gelenkkör­ per 2 in Eingriff gebracht. Der innere Gelenkkörper 1 wird in den äußeren Gelenkkörper 2 in Längsrichtung weiter ein­ geschoben. Dann wird der innere Gelenkkörper 1 etwas ge­ dreht, so daß seine Innenrillen 7 den Außenrillen 8 des äußeren Gelenkkörpers 2 radial gegenüberstehen. Der Steuer­ körper 15 wird mit den Wälzkörpern 3 bestückt, indem diese zwischen die betreffende Innen- und Außenrille 7 bzw. 8 einge­ schoben werden. Bei diesem Zusammenbau wird ein Gleichlauf­ gelenk geschaffen, das selbsthaltend ist.

In Fig. 2 ist ein abgeändertes Gleichlaufgelenk darge­ stellt, in dem lediglich drei gleichmäßig am Umfang ver­ teilte kugelige Wälzkörper 3 eingebaut sind. Die Wälz­ körper 3 laufen in jeweils einer in Längsrichtung um den auf der Drehachse des inneren Gelenkkörpers 1 liegenden Krümmungsmittelpunkt gewölbt verlaufenden Innenrille 7 im inneren Gelenkkörper 1. Außerdem läuft jeder Wälzkör­ per 3 in einer in Längsrichtung um einen auf der Dreh­ achse des äußeren Gelenkkörpers 2 liegenden Krümmungs­ mittelpunkt gewölbt verlaufenden Außenrille 8 des äuße­ ren Gelenkkörpers 2. Der Krümmungsmittelpunkt der Innen­ rillen 7 ist wiederum gegenüber dem Krümmungsmittelpunkt der Außenrillen 8 in Längsrichtung versetzt angeordnet. Der innere Gelenkkörper 1 hat einen zentrischen Hohlraum 14, zu dem jede Innenrille 7 radialschlitzförmig hindurch­ geführt ist. Die Steuermittel sind durch einen im Hohl­ raum 14 eingebauten Steuerkörper 15 gebildet, der in der halbierenden Ebene 13 liegende radial gerichtete Zapfen 16 aufweist. Jeder Zapfen 16 greift in eine Innenrille 7 des inneren Gelenkkörpers 1 radial von innen nach außen ein.

Im vorliegenden Fall hat die radial nach innen geöffnete zylindrische Bohrung 17 jedes Wälzkörpers 3 an ihrem radial äußeren Ende einen nach innen weisenden Schulter­ absatz 25. Zwischen dem Schulterabsatz 25 und dem radial äußeren Ende jedes Zapfens 16 ist ein elastisch kompres­ sibles Druckkissen 26 eingebaut. Dieses Druckkissen 26 besteht aus einem offenzellig geschäumten, mit Schmier­ öl getränkten Kunststoff. Im Betrieb gibt dieses Druck­ kissen 26 kleine Mengen von Schmieröl sowohl an die Gleitflächen zwischen dem Zapfen 16 des Steuerkörpers 15 und der Bohrung 17 des Wälzkörpers 3 als auch über die Kapillarbohrung 27 an die Gleitflächen zwischen der kugeligen Mantelfläche 4 des Wälzkörpers 3 und der Außen­ rille 8 des äußeren Gelenkkörpers 2. Außerdem bewirkt das Druckkissen 26, daß der Wälzkörper 3 immer radial nach außen gegen die Außenrille 7 des äußeren Gelenk­ körpers 2 spielfrei gedrückt wird.

Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß am Steuerkörper 15 eine in Querrichtung auf der Querebene 30 B des Steuerkörpers 15 gleitend abgestützte Kalotte 30 A gehalten ist. Diese Kalotte 30 A ist im vorliegenden Fall aus einem elastisch kompressiblen Elastomerwerkstoff gefertigt. Die Kalotte 30 A hat eine in der Zeichnung nach unten weisende, ku­ gelig konvex gewölbte Außenfläche 30, welche sich auf der entsprechend kugelig konkav gewölbten unteren Stütz­ fläche 20 des inneren Gelenkkörpers 1 winkelbeweglich abstützt. Der Steuerkörper 15 kann auf diese Weise so­ wohl bei der Montage des Gleichlaufgelenkes als auch im Betrieb relativ zu den Drehachsen 5 und 9 etwas schief­ gestellt werden. Wegen der Elastizität seines Werkstoffes hat die Kalotte 30 A eine in Längsrichtung des Steuer­ körpers 15 elastisch nachgiebige Außenfläche 30. Der Steuerkörper 15 ist mit axialer Vorspannung zwischen dem inneren Gelenkkörper 1 und dem äußeren Gelenkkör­ per 2 festgehalten. Durch geeignete Wahl der Dicke der Kalotte 30 A in Längsrichtung kann die Größe dieser axialen Vorspannung eingestellt werden.

In Fig. 4 und 5 ist ein abgeändertes Gleichlaufgelenk gezeigt, das ähnlich wie die vorhergehend beschriebenen Gleichlaufgelenke gebaut ist. Jedoch sind hier die Wälz­ körper 3 vollkugelig, also ohne Bohrung ausgebildet. Die Steuerarme 28 des Steuerkörpers 15 sind auf beiden Längsseiten der Wälzkörper 3 mit je einem Haltefinger 29 versehen, der die Wälzkörper 3 längsseitig stützt und diese in der halbierenden Ebene 13 gleitend hält.

Es sind vier Wälzkörper 3 am Umfang des Gleichlaufge­ lenkes eingebaut, welche in je eine Außenrille 7 des äußeren Gelenkkörpers 2 und in eine Innenrille 8 des inneren Gelenkkörpers 1 eingreifen (Fig. 5). Der Steuer­ körper 15 hat eine zentrische längsseitige, in der Zeich­ nung in Fig. 4 nach unten weisende Außenfläche 30, die sich in Richtung der Drehachse 5, also in der Zeichnung von oben nach unten, direkt auf der gewölbten unteren Stützfläche 20 des inneren Gelenkkörpers 1 abstützt. Die Außenfläche 30 überträgt somit auf die Stützfläche 20 die axialen Reaktionskräfte der Wälzkörper 3, die über die Steuerarme 28 auf den Steuerkörper 15 kommen. Der­ artige Reaktionskräfte müssen vom inneren Gelenkkörper 1 aufgenommen werden, weil der gemeinsame Krümmungs­ mittelpunkt 10 sämtlicher Außenrillen 8 auf der in der Zeichnung unteren Seite der halbierenden Ebene 13 liegt.

Die zentrische Lage des Steuerkörpers 15 im Hohlraum 14 wird durch die entsprechend konkave Ausbildung der Wöl­ bung der Stützfläche 20 bei gegenseitiger Schiefstellung der Drehachsen 5 und 9 selbsttätig eingehalten. Dabei wird der Steuerkörper 15 auch auf einer der unteren Stützfläche 20 gegenüberliegenden oberen Stützfläche 31, welche kon­ vex gewölbt ist, längsseitig abgestützt und gleitend ge­ führt. Die Stützfläche 31 wirkt mit der gegenüberliegen­ den konkaven Gleitfläche einer Stützplatte 32 zusammen. Die Stützplatte 32 ist an der im inneren Gelenkkörper 1 befestigten Blechkappe 18 in Längsrichtung elastisch federnd gehalten.

In konstruktiver Abwandlung können mehr als vier Wälz­ körper im Gleichlaufgelenk eingebaut sein, die am Umfang gleichmäßig verteilt sind. Die Wälzkörper brauchen übri­ gens nicht kugelig ausgebildet zu sein. Vielmehr können diese bei entsprechender Ausbildung der Innenrillen des inneren Gelenkkörpers und der Außenrillen des äußeren Gelenkkörpers auch eine tonnenförmige Form aufweisen.

Anstelle einer Kalotte 30 A aus elastisch kompressiblem Werkstoff (siehe Fig. 3) kann eine starre Kalotte mit einer Außenfläche 30 im Steuerkörper 15 eingebaut sein, welche in Längsrichtung gleitend im Steuerkörper 15 ge­ halten und durch Druckfedern gegen die Stützfläche 20 des inneren Gelenkkörpers 1 elastisch nachgiebig ange­ drückt ist. Dabei ist die Außenfläche 30 der Kalotte kugelig konvex gewölbt und der kugelig konkaven Stütz­ fläche 20 des inneren Gelenkkörpers 1 eng angepaßt.

Claims (5)

1. Gleichlaufgelenk mit einem inneren Gelenkkörper, einem diesen umgebenden äußeren Gelenkkörper und mit dazwischen angeordneten, gleichmäßig am Umfang verteilten, radial verschieblichen Wälzkörpern, welche zur Drehmomentübertragung in jeweils eine in Längsrichtung um einen auf der Drehachse des inneren Gelenkkörpers liegenden Krümmungsmittelpunkt gewölbt verlaufende Innenrille am inneren Gelenkkörper und in eine dieser radial gegenüberliegenden, in Längsrichtung um einen auf der Drehachse des äußeren Gelenkkörpers liegenden, gegenüber dem Krümmungsmittelpunkt der zugehörigen Innenrille in einer der beiden Längsrichtungen versetzt angeordneten Krümmungsmittelpunkt gewölbt verlaufende Außenrille im äußeren Gelenkkörper eingreifen, und mit bei gegenseitiger Winkelbewegung der Drehachsen der beiden Gelenkkörper die Wälzkörper in einer den Winkel zwischen den Drehachsen halbierenden Ebene haltenden Steuermitteln, wobei die halbierende Ebene die Verbindungslinie durch die beiden Krümmungsmittelpunkte der Innen- und Außenrille in der Mitte zwischen diesen beiden Krümmungsmittelpunkten schneidend angeordnet ist, wobei die Steuermittel durch einen Steuerkörper mit Steuerarmen gebildet sind, der zur Steuerung seiner Lage auf der konkav gewölbten zentrischen Stützfläche eines Gelenkkörpers mit einer kugelig konvexen Außenfläche gleitend verschieblich abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß jede Innenrille (7) des inneren Gelenkkörpers (1) zu einem Hohlraum (14) im inneren Gelenkkörper (1) radialschlitzförmig hindurchgeführt ist,
• b) daß der Steuerkörper (15) im Hohlraum (14) eingebaut ist, so daß seine Steuerarme (16, 28) durch je eine Innenrille (7) des inneren Gelenkkörpers (1) radial von innen nach außen greifend, den betreffenden Wälzkörper (3) der Innenrille (7) in der halbierenden Ebene (13) haltend, angeordnet ist,
• c) daß der innere Gelenkkörper (1) in seinem Hohlraum (14) zwei in Längsrichtung einander gegenüberstehende Stützflächen trägt und
• d) daß der Steuerkörper (15) auf seinen beiden axial gerichteten Längsseiten auf mindestens einer der beiden Stützflächen des Hohlraumes (14) sich mit elastischer Vorspannung abstützt.

2. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerarme des Steuerkörpers (15) als in der halbierenden Ebene (13) liegende Zapfen (16) ausgebildet und die Wälzkörper (3) mit einer radial nach innen geöffneten Bohrung (17) versehen sind, in die je ein Zapfen (16) zur frei drehbeweglichen Lagerung des betreffenden Wälzkörpers (3) radial eingreift.

3. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zapfen (16) des Steuerkörpers (15) glattzylindrisch ausgebildet und der Wälzkörper (3) mit seiner entsprechend zylindrisch ausgebildeten Bohrung (17) entlang dem Zapfen (16) gleitend verschieblich angeordnet ist.

4. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerarme des Steuerkörpers (15) auf beiden Längsseiten jedes zugehörigen Wälzkörpers (3) als den Wälzkörper (3) in der halbierenden Ebene (13) haltende Haltefinger (29) ausgebildet sind.

5. Gleichlaufgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kalotte (30 A) am Steuerkörper (15) in einer Querebene (30 B) gleitend gehalten ist, die ihrerseits mit ihrer kugelig konvex bewölbten Außenfläche (30) auf der kugelig konkav gewölbten Stützfläche (20) des inneren Gelenkkörpers (1) in Längsrichtung der Achse (5) des inneren Gelenkkörpers (1) elastisch nachgiebig abgestützt ist.