DE6604060U - Gleichlaufgelenk. - Google Patents

Description

P.A. 660 3d WO. 11.67

Leopold F. Schtnid 7ünn «Huitgert- Q Pischekstraese 49

Π]Blchlaufqelenk

Die Erfindung bezieht sich ouf ein Gleichlaufgelenk mit Binom ^unseren und oinam inneren Gelenkte!!, die beide Nuten aufweisen, in die zur Übertragung des Drehmomentes roUenartige UiäiikBrper formochlüssig eingreifen, welche mittels eines Käfigs geführt sind, der so gesteuert ist, dass die Küfigmitto immer den Winkel halbiert, den die beiden Celenkteile jeweils einschliessen.

Cieichlaufgelenke, bei denen zur Übertragung des Drehmomentes ra]Jenartige Wälzkörper verwendet werden, sind seit langst» bekannt. Sie konnten sich bis jetzt gegenüber den heute allgemein verwendeten Gleichlaufgelenken, bei denen zur Übertragung des Drehmomentes Kugeln verwendet u/erden, in der Hauptsache deswegen nicht durchsetzen, »eil die His jetzt bekannt gewordenen Vorschläge für eine Zwangssteuerung des Käfigs solcher Gleichlaufgelenke erheblich komplizierter_T schwerer und teurer sind und ausserdem ein grös-seres Bauvolumen beanspruchen.

Bei einer vor etwa dreissig fahren bekannt gewordenen Lösung werden die Rollen in die fur das Zustandekommen des Gleichlaufs erforderliche Lage mit Hilfe sines Käfigs gesteuert, der aiie ein Bolzen ausgebildet ist, dessen Enden in Bohrungen der beiden gegenüberliegend angeordneten rolienartigeri (Heizkörper eingreifen, während die lüitte des Beizens eine kugelförmige Verdickung aufweist. Aus dieser kugelförmigen Verdickung, die im inneren Gelenkteil gelagert ist, erstreckt sich in Achsrichtung ein

weitet

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weiterer Bolzen mit einem kugeligen Ende, das in einem Steuerglied zentriert ist. welches ebenfalls in Achsrichtung angeordnet ist und das seinerseits zwei kugelige Enden aufweist. Das Sussere kugelige Ende dieses Steuergliedes ist im äusseren Gelenkteil zentriert und das inne: erheblich größere kugelige Ende des Steuergliedes ist im inneren Gelenkteil zentriert. Wenn man davon absieht* dass diese Steuervorrichtung nur bei einem bestimmten Beugungsiuinke] einen iDO^igen Gleichlauf ergeben kann, mährend bei allen übrigen Beugungstuinkeln die KMfigmitt· mehr oder weniger von der Ideallinie abweicht, die immer den iüinksl halbieren sollte, den die beiden Gelenkteile jeweils einschllassen, haften einer solchen Bauweise noch die schwerwiegenden Nachteile eines grossen Bauaufwandes, eines grossen Bauvolumens, eines grossen Gewichtes und hoher Herstellungskosten an. Diaröber hinaus können mit einem Gelenk der vorbeschriebenen Art nicht die grossen Beugungsuiinkel erreicht werden, die beispielsweise für Gelenke zum Antrieb der Vorderräder eines Kraftfahrzeuges notwendig sind.

Vor wenigen 3ahren ist ein Gleichlaufgelenk bekannt geujorden, bei dem zur Übertragung des Drehmomentes ebenfeil rollenartige Wälzkörper ueruiendet werden. Dieses Gleichlaufgelenk besteht aus einem inneren Geienktsil mit kugel förmiger Aussenflache und aus einem äusseren Gelenkteil, ■melcher den inneren hülsenartig umschliesst, es «eist eine ffiehrzah! von aufeinander ausgerichteten Nuten auf, die im äusseren Gelenkteil gerade und achsparallel verlaufen, isjährend der Nutgrund der Muten des inneren Gelenk teiles um die Gelenkmitfce gekrümmt ist. Die rolienartigen Heizkörper, deren Drehachsen im wesentlichen senkracht zu Gelenkmittelpunkt angeordnet sind, u/eisen eine Bohrung au innerhalb der sich ein bolzenförroiges Steuerglied mit drei kugelförmigen Verdickungen befindet Die äussere kugelförmige tferdickung greift in sine Bohrung des äassei Gelenkteiles, die innere kugelförmige Verdickung greift i

ein· Bohrung des inneren GelsnUteilss und dis kugelförmige Verdickung ist In der Bohrung des rollonartigen lllölzkörpers zentriert. Jeder der rollenartigen Wälzkörper hat ein eigenes Steuerglied. Da die bol*enartigen Steuerglieder eine gewisse Longe haben müssen, haben Golenke dieser Bauart einen sehr grossen Aussendurchmesser, was ihre Unterbringung erschwert, und ttae sich ungünstig auF Gewicht und Preis auswirkt. Gelenke dieser Bauart haben ausserriem nocn aen Nöcntöil, aäss sie nur für kleine Beug.ungswinkel geeignet sind und dass ihr Gleichlauf nicht bei allen Beugungswinkeln sein knnn.

AuFgabe der Erfindung ist es Gleichlaufgelenke zu schaffe die zur übertragung dos Drehmomenten rollenartige tlla'lzkör per aufweisen, bei denen die vorerwähnten Machteile " rtnieden sind und bei denen extrem grosse Seugungsuiinkel bis zu 50° mit einem i00?bigen Gleichlauf bei einem kleine Bauaufwand, einem kleinen Bauvolumen, einem geringen Ge» wicht, einen guten wirkungsgrad und gerincven HerstRl lungs kosten erreicht werden.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht darin, dass für die Steuerung des Käfigs in an si bekannter Uleise sowohl im äusseren als auch im inneren Ge lenkte!¹, gekrümmte Steuerbahnen vorgesehen sind, zwischen denen sich Steuerteile befinden, die den Käfig verdrehen, und dass diese den Käfig verdrehenden Steuerglieder in einer Bohrung der rollenartigen Wälzkörper angeordnet sin

Solche Steuerglied=ar können in an sich bekannter üJeise kugelförmig gestaltet sein; sie können aber aych die Gestalt eines Zylinders mit gerundeten Enden haben. Solche Steuerglieder können schliesslich noch die Gestalt eines Zylinders haben, der an einem Ende gerundet 1st, mährend das andere Ende eine 8ohrung aufweist, in die eine Kugel

drehbar eingebettet ist. Dis rollenartigen Uiäl?körper können aus zwei uro eine gemeinsame Achse angeordneter und relativ zueinander verdrehbaren Rollen bestehen, möbel die iussere Rolle in sine Nut des äusseren Gelenkteiles und die innere Rolle in eins Nut des inneren Gelenkteiles eingreift. Das äusssre Ende der rollenartigen üjiilzkörper kann wie ein konvsxer Kugelabschnitt gestaltet sein, dessen Kugelroittelpunkt im Gelankmittelpunkt liegt, üas innere Ende der rol¹ enartigen Uiälzkörper kann »ie ein konkaver Kugelabschnitt gestaltet sein, der ftutgrund der Wüten des inneren Gelenkteiles kann toie ein konvexer Kugelabschnitt gestaltet sein, der in diesen konkaven Kugelabschnitt hineinragt, und die gekrümmten Steuerbahnen des inneren Gelenkteiles können in diese konvexen Kugelabschnitte, deren Kugelmittelpunkt im Gelenkfnittelpunkt liegt, eingearbeitet »ein. Die gekrümmten Steuerbahnen des äusseren Gelenkteiles können an Steuerteilen angebracht sein, die in Nuten des äusseren Gelenkteiles eingebettet sind, und sie können in Längsrichtung formschlüssig mit dem innerem Gelenkteil verbunden sein. Die forjnschlüssige Verbindung der Steuerteile mit dem inneren Gelenkteil kann über die rollenartigen Wälzkörper Zustandekommen, und ztuar dadurch, dass die Innenflachen der Srsuerteile konkav ausgebildet sind und das äussere konvex ausgebildete Ende der rollenartigen üiaizkörper teilweise uroschliessen. Die Steuerteile können in Längsrichtung fest rrit dem äusseren Lelenkteil verbunden sein, wodurch das G1eichiaufgelenk zu einem sogenannten Festgelenk uiirii. Die Steuerteile können aber auch in den Nuten des äuisseren Gelenkteiles längsverschiebbar angeordnet sein, wodurch das Gleichlaufgelenk zu einen» snqenannten Schiebeqel enk wird.

Die Anordnung der den Käfig verdrehenden Steuergllader in einer Bohrung der rol 1 enartigen Wälzkörper hat don l/orteil, dass kräftige und für ihre Funktion bestmöglich gestaltete Steuerglleder verwendet »erden können, ohne dass für ihre Unterbringung wertvoller Raum aufgeben-

det »erden busste. Oa die gekrümmten Steuerbahnen des iusseren und des inneren Gelenkteilee unmittelbar in Anschluss an das äussere und an das innere Ende der rollenartigen «fälzkörper angeordnet sind, können Gleichlaufgelenke gesäss der Erfindung rait dem kleinsten überhaupt möglichen Bauvolumen auskommen.

Dadurch, da3S die rollenartigen Wälzkörper aus zumi um eine gemeinsame Achse angeordneten und relativ zueinander verdrehbaren Rollen bestehen, wobei die äussere RoJIe in eine Nut des äusseren Gelenkteiles und die innere Rolle ifs siKs £r=i äsm innsrsn GslsRktsilss eingreift^ eird Reibung vermieden und ein guter Wirkungsgrad erreicht.

Dadurch, dass das äussere Ende der rollenartigen Wälzkörper mi ie ein konvexer Kugelabschnitt gestaltet ist und das innere Ends u?is sin konkaver Kugelabschnitt, kann im Zueammermirken mit einem iaie ein konvexer Kugelabschnitt gestalteten Nutgrund der Nuten des inneren Gelenkteiles, der in den konkaven Kugelabschnitt des inneren Rollenendes hineinragt, folgender Vorteil erreicht uierdent Gleichlaufgelsnke gemäss der Erfindung können mit nahezu den gleichen Teilen sowohl als sogenannte Festgelenke als auch als sogenannte Schiebegelsnke ausgebildet werden, je nachdem, ob man die Steuerteile, die in Nuten des äusseren Gelenkteiles eingebettet sind und an denen die gekrümmten Steuerb&hnen des äusseren Gelenkteiles angebracht sind, in Längsrichtung fest mit dem aussparen Gelenkteil verbindet oder ob men sie in Nuten des äusseren Gelenkteiles langsverechiebbar anordnet. Das ist besonders vorteilhaft für in Großserie gebaute Automobile mit Frontantrieb, (»eil man für diese aussen an den Rädern Festgelsnke und innen am Ausgleichsgetriebe Schiebegelenke benötigt,

In der Zeichnung sind mögliche Ausführungsbeispiele von Gleichlaufgelenken gemess der Erfindung dargestellt.

Fig.1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Gleichlaufgelenk, das als sogenanntes Festgelenk ausgebildet .Is*., in Strecklsge.

Fig.2 zeigt einen der Fig.1 entsprechenden Teillsngssr-hnitt mit stark gebeugtem Gelenk.

Fig.3 zeigt einen Querschnitt durch das Gslenk nach Fig.1.

Fig.4 zeigt einen Längsschnitt durch ein Gleichlaufgelenk, das als sogenanntes Schiebegelenk ausgebildet ist, in Strssk

Fig.5 zeigt ein der Fig.4 entsprechendes Gelenk, dessen innerer Selenkteil nach links verdreht dargestellt ist.

Fig.6 zeigt ein der Fig.4 entsprechendes Gelenk, dessen innorer Gelenkteil nach rechts verdreht dargestellt ist.

Fig.7 zeigt einen Querschnitt mit einer Teilansicht durch ein Gelenk gesiöss Fig.4»

Fig.B zeigt einen Längsschnitt durch ein Gleichlaufgelenk, das als sogenanntes Schiebegelenk mit einem besonders grossen Uerschiebeweg ausgebildet ist, und das einen bolzenförmigsn Käfig hat.

Fig«9 zeigt einen Querschnitt durch ein Gelenk nach Fig.8.

Fig.Π zeigt einen länqeschnitt durch ein Gelenk, das unter Verwendung von einzelteilen des Gelenkes nach den Figuren 8 und ° als Festgelenk ausgebildet ist.

Fig.11 zeigt einen Lönqssehnitt durch ein Gelenk gemäss Fig. 1Π in gebeugtem Zustand,

Der äussere Gelenkteil 1 ist »it Nuten 14 versehen und der innere Gelenkteil 2 weist Nuten 15 auf, in dia zur Übertragung des Drehmomentes rollenartige aiälzkörper 10, 13 formschlüssig eingreifen. Der innere Wälzkörper 13 weist eine Bohrung 7 auf, in der sich ein kugelförmig gestaltetes Steuerglied 4 befindet, mulches mit der ^ekrßrns»- ten Steuerbahn 5 des inneren Gelenkteiles und der gekrümmten Steuerbahn 6 des äusseren Gelenkteiles in be« kannter lüeise so zusammenarbeitet, dass die gegenüberliegend angeordneten Wälzkörper »it Hilfe des XsSfigs 3 immer in die für das Zustandekommen des Gleichlaufs richiigs Lsgs gssisusri ms^dmn. Di? !Siti^lptmkis dieser beiden kreisbogenförr 3 gekrümmten Steuerbahnen liegen bei X und Y; JB ist der Mittelpunkt des Gelenkes. Das äussere Ende θ der rollenartigen Wälzkörper ist »ie ein konvexer Kugelabschnitt gestaltet, mährend das innere Ende 16 «ie ein konkaver Kugelabschnitt gestaltet ist. 9 ist der wie ein konvexer Kugelabschnitt gestaltete Nutgrund der Nuten 15 des inneren Gelenkteiles, dessen Kugelmittelpunkt im Gel enkrnit telpunkt [D liegt. 11 ist eine Ausnehmung im äusseren Gelenkteil 1, in die die Halterung des Werkzeugs für die Bearbeitung der kreisboq^nförroiq gekrümmten Steuer» bahn 6 eintauchen kann. Diese Ausnehmung erleichtert auch den Zusammenbau, uienn, isie es meistens der Fall ist, der innere Gelenkteil lösbar mit seiner Gelenkwelle verbunden ist, weil man leicht an das meist stirnseitig angebrachte Befestigungselement herankommt Die Gucnmimanachette 12 verhindert ien Austritt des Schmieröls für das Gelenk.

Der MusstBre Gelenkteil 34 mais*. Wüten 3Π auf und der innere Geienkteil 35 ist mit Muten 32 vorsehen, in die zur Übertragung des Drehmomentes rallenartige Wälzkörper 24, 25 formschlüssig eingreifen. Die äussera Ro]Ie 2ü iet mit einer Bohrung 31 versehen, in der sich ein zylinderförmig gestaltetes Steuerglied 27 befindet. Dieses Steuerglied ist an seinem inneren E. η de (26) gerundet, während es an seinem äusseren Ende mit einssr Bohrung 22 versehen ist, in die

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eine Kugel 21 drehbar eingebettet ist. Oer äussere Gelenkteii 34 ist ausserdem mit Nuten 29 versehen, in die Steuerteile 20 lüngeverschiebbar eingebettet sind. Diese Steuerteile 20, an denen die gekrümmten Steuerbahnen 18 des äusseren Gelenkteilee angebracht sind, haben eine konkav ausgebildete Innenfläche 19, welche die konvex ausgebildete Aussenf lache 28 der Rollen 25 in Längsrichtung formschlüssig umschl iesst, sodoss die Steuerbahnen immer in einer für die Funktion der Steuerung richtigen Lage mit dem inneren Gelenkteil tnitwandern, wann dieser gegenüber dem äusseren Gelenkte!] vorschoben u/ird. Durch die drehbar eingebettete Kugel 21 soll die Reibung zwischen der 8us-Hßren Steuerbahn und dem Steuerglied vermindert werden, 23 ist das konkav ausgebildete innere Ende der rollenartigen Wälzkörper» welches deft Konvexen Nutgrund 33 der Nuten 32 umschliesst. 36 ist der hohlkugelförmig ausgebildete Käfig, der die beiden rollenartigen UJHlikörper richtig steuert, und 17 ist die gekrümmte Steuerbahn des inneren Celenkteiles 35.

Der ä'ussere Gelenkteil 49 ist mit Nuten 45 versehen und der innere Gelenkteil 50 weist Wüten 46 auf, in die zur Übertragung des Drehmomentes rollenartige Wälzkörper 52, 53 formschlüssig eingreifen. Der die beiden Wälzkörper verbindende Käfig 47 ist bolzenartig ausgebildet. Er ist über ein Lagerteil 48 um die Gelenkmitte IH schwenkbar im inneren Gelenkteil 50 gelagert. Die Steuerglieder 37 sind zylinderförmig gestaltet und befinden sich in einer Bohrung 51 der rol lenartigen UIMlzkörper 53. Sie sind sosiohl am inneren Ende 38 als auch an> äusseren Ende 39 gerundet. Die Steuerglieder 37 aieisen eine Bohrung auf, über die sie auf dem bolzenförmigen Käfig 47 längsverschiebbar und drehbar gelagert sind- Di· Steuerglieder arbeiten in bekannter üJeise mit der gekrümmten Steuerbahn 56 des inneren Gelenkteiles und der gekrümmten Steuerbahn 57 des äusseren Gelenkteiles zusammen. Die Mittelpunkte der Krümmungs

räd?.«n der beiden Steuerbahnen liegen bei X und Y. Die !

Steuerteile 41 weisen ein· konkave Innenfläche 42 auf, j

welche die konvex ausgebildete Auesenflache 43 der rol- \

lenartigen wälzkörper in Längsrichtung formschlüssig um- ^;

schlisset. 55 ist der konvex ausgebildete Mut.grund der Nuten 46 des inneren Gelenkteiles 50, der in des konkav ausgebildete inner* Ende 54 der rollensrtigen Wälzkörper hineinragt. Die Steuerteile 41 sind in Muten 44 löngsverschiebbar eingebettet. Mit Hilfe der UJa¹ Iz lagerung 40 sol] die Reibung zwischen den beiden Rollen 52, 53 vermindert werden.

Der ausssrs Gslenktcil 5B seist sinsn gsschlitztsn und federnden Ring 59 auf, durch den die Steuerteile 41 in Längsrichtung fest mit dem äusseren Gelenkteil verbunden ;

werden, sodass ein sogenanntes Festgelenk entsteht. !

Patentansprüche;

Claims (11)

1. GlBichlaufgelenk mit einem ausseien und einem inneren Gelenkteil, die beide Nuten aufweisen» in die zur Übertragung das Drehmomentes rollenartige Wälzkörper formschlüssig eingreifen, ujslche mittels eines Käfigs geführt sind, der so gesteuert ist, dass die Käfigmitte immer den UJinkel halbiert, den die beiden Gelenkteile jeu/eils einschliessen, dadurch gekennzeichnet, dass für die Steuerung des Käfigs (3, 36, 47) in an sich bekannter Weise sowohl im äusseren als auch im inneren Gelenkteil gekrümmte Steuerbahnen (5, 6, 17, 18, 56, 57) vorgesehen sind, zwischen denen sich Steuerglieder (4, 21, 27, 37) befinden, die den Käfig (3, 36, 47) verdrehen, und dass diese den Käfig verdrehenden Steuerglieder (4, 21, 27, 37) in einer Bohrung (7₅ 31, 51) der rollenartigen Wälzkörper (13, 25, 53) angeordnet sind.

2. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied (4) in an sich bekannter Weise kugelförmig gestaltet ist,

3. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied (37) die Gestalt einea Zylinders mit gerundeten Enden (38, 39) hat.

4. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied (27) die Gestalt eines Zylinders hat, der an einem Ende gerundet ist (26), oährend das andere Ende eine Bohrung (22) aufweist, in die eine Kugel (21) drehbar eingebettet ist.

5. Gleichlaufgelenk nach einem der vorhergehenden Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, dass die rollenartigen WSlzkörper aus ziuei um eine gemeinsame Achse angeordneten und relativ zueinander verdrehbaren Rollen bestehen, wobei die äueaer· Roll· (10, 25, 52) in eine Nut das äusseren Gelsnkteiles (1, 34, 49) und die innere Roll· (13, 24, 53) in eine Nut das inneren Gelenktwiles (2, 35, 50) eingreift.

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Gleich-

6. Gleichlaufgelenk nach einem dei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Ende der rollenartigen Wälzkörper wie ein konvexer Kugelabschnitt (B, 28, AZ) gestaltet ist, und dass der Kugelnittelpunkt dieses Kugelabschnittes im Gelenkmittelpunkt (Eil) liegt.

7. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet? dass das innere £nde der rollenartigen Wälzkörper in an sich bekannter '-Heise wie ein konkaver Kugelabschnitt (16, 23, 54) gestaltet ist, dass der Nutgrund (9, 33, 55) der Nutan (15. 32. 46) des inneren Gelenkteiles -ie ein konvexer Kugelabschnitt gestaltet ist, der in den konkaven Kugelabschnitt (16, 23, 54) hineinragt, dass der Ku^eI-mittelpunkt dieses konvexen Kugelabschnittes (9, 33, SS) im Gelenkmittelpunkt (!Tl) liegt, und dass die gekrümmten Steuerbahnen (5, 17, 56) des inneren Gelenkteiles in diese konvexen Kugelabschnitte (9, 33, 55) eingearbeitet sind.

8. Gleichlauf gelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmten Steuerbahnen (18, 57) des äusseren Gelenkteiles an Steuerteilen (20, 41) angebracht sind, die in Nuten (29, 44) des ausleeren Gelenkteiles eingebettet sind, und die in Längsrichtung formschlüssig mit dem inneren Celenkteil (35, 5D) verbunden sind.

9. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 8, dadurch gekenn eichnet, dass die formschlüssige Verbindung der Steuerteile (20, 41) «it dem inneren Gelenkteil (35, 50) über die rollenartigen (Wälzkörper (24, 25, 52, 53) zustandekoinmt, und zwar dadurch, dass die Innenflächen (19, 42) der Steuerteile (?n_f 41) konkav ausgebildet sind und das äussere konvex ausgebildete Ende (28, 43) der rol lenartigen Wälzkörper teilweise umschliessen.

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Π. GlelchlaufgBlenk nach den Ansprüchen θ und 9, dadurch gekennzeichnet, das» dia Steuerteils (20, 41) in Längsrichtung fest mit dem a'usneren Gelenkten (58) verbunden sind, wodurch das Gleichlaufgolenk zu einem sogenannten rastgelenk wird.

11. Gleichlaufgelenk nach dtn Ansprüchen θ und 9, dadurch gekennzeichnet, riao* nie srteuBTXöire (2Tj, 4t) in oin Nuten (29, 44) des »unseren GeJenkteiies (34, 49) längsverschiebbar angeordnet sind, wodurch dos Gleichlauf gelenk zu oinem sogenannten Schiebegolonk wird«

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