DE10058317A1 - Universalgelenk - Google Patents

Abstract

Ein Universalgelenk (11) ist mit einer Pendellager-Montageplatte (13) geformt, die ein gekrümmtes Joch (12) hat, einer Verbindung (14), die ein gekrümmtes Joch (15) hat, und einem kreuzförmigen Element (16), das kreuzförmige Schaftbereiche (16a und 16b) hat, die mit den jeweiligen Jochen (12 und 15) verbunden sind. Ein Y-Achsen-Pendellager (21) ist zwischen dem Joch (12) und dem Schaftbereich (16b) des kreuzförmigen Elements (16) vorgesehen, und ein X-Achsen-Pendellager (22) ist zwischen dem anderen Joch (15) und dem Schaftbereich (16a) davon vorgesehen. Da das Universalgelenk (11) drei Freiheitsgrade des Schwenkens hat, wird das Universalgelenk (11) stoßfrei und glatt betätigt, wenn die Position und Lage einer Gleitbasis in dem parallelen Verbindungsgliedmechanismus beispielsweise bestimmt sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Universalgelenk, beispielsweise zur Verwendung in einem parallelen Verbindungsgliedmechanismus.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Bislang ist ein paralleler Verbindungsgliedmechanismus bekannt, bei dem eine Vielzahl von Verbindungen zwischen einer Basis und einer schwankenden Basis besteht, so dass bewirkt wird, dass die schwankende Basis eine räumliche Bewegung ausführt. Fig. 15 zeigt einen Fahrsimulator, der solch einen parallelen Verbindungsmechanismus verwendet (siehe JP-A-11-224472, die durch die vorliegende Anmelderin vorgeschlagen worden ist). Stellglieder in der Form von sechs Verbindungen 3, beispielsweise, sind zwischen der Basis 1 und der schwankenden Basis 2 angebracht, und eine schwankende Bewegung wird auf die schwankende Basis 2 auferlegt, wobei die dreidimensionale Position (räumliche Position) und die Lage der schwankenden Basis 2 geregelt werden, indem selektiv jedes der Stellglieder expandiert und kontraktiert wird. Zu dieser Zeit hat die schwankende Basis 2 sechs Freiheitsgrade, einschließlich drei Freiheitsgraden zur Bestimmung der Position der Stellglieder und drei Freiheitsgraden zum Bestimmen von deren Lage.

Als ein Gelenk 4, das zwischen dem Ende jeder Verbindung 3 des parallelen Verbindungsgliedmechanismus und der Basis 1 oder der schwankenden Basis 2 gehalten werden muss, ist ein kugelförmiges Lager 5 bekannt, um die kugelförmige Bewegung der Verbindung 3 zu ermöglichen, oder ein Universalgelenk 6, um zu ermöglichen, dass Kreuzwinkel der Verbindung 3 in bezug auf die Basis 1 oder die schwankende Basis 2 variiert werden können, wie es in Fig. 16 gezeigt ist.

Die kugelförmige Lagerung 5 ist eine Lagerung, um einen kugelförmigen Achszapfen 7 zu lagern, der an dem Endbereich der Verbindung 3 vorgesehen ist, und hat einen Freiheitsgrad von drei verschiedenen Drehbewegungen. Daher kann die kugelförmige Lagerung 5 stoßfrei betätigt werden, wenn die Position und Lage der schwankenden Basis 2 bestimmt sind.

Das Universalgelenk 6 hat zwei Freiheitsgrade des Schwenkens mit einem bekannten Mechanismus, der einen Gelenkkörper 9 umfasst, der ein Joch 8 hat, und ein metallisches Querpassstück 10, wobei die Lagerung zwischen das Joch 8 und den Gelenkkörper 9 eingesetzt ist.

Der parallele Verbindungsgliedmechanismus ist jedoch strukturell durch die Tatsache charakterisiert, dass Lasten auf die Verbindungen axial auf die Gelenke 4 aufgebracht werden, und die Steifigkeit der kugelförmigen Lagerung 5 ist nicht ausreichend, um die axialen Lasten der Verbindungen 3 zu stützen. Obwohl es notwendig ist, dass der Auslenkwinkel α von jeder Verbindung 3 größer gemacht wird, um die Position und Lage der schwankenden Basis 2 in großem Maß zu variieren, wird bewirkt, dass die Verbindung 3 gegen die kugelförmige Lagerung 5 stößt im Fall, wenn die Lagerung eingesetzt wird, und dies macht es unmöglich, einen großen Auslenkwinkel α sicherzustellen.

In bezug auf das Universalgelenk 6, da es nur zwei Freiheitsgrade des Schwenkens hat, obwohl der Schwenkwinkel α jeder Verbindung 3 vergrößert werden kann, ist es nicht in der Lage, stoßfrei betätigt zu werden, wenn die Position und Lage der schwankenden Basis 2 bestimmt sind, aufgrund einer nicht ausreichenden Freiheit zum Bestimmen der Position und Lage von sechs Freiheitsgraden der schwankenden Basis 2.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesichts der vorstehenden Probleme ist es, ein in hohem Maß steifes Universalgelenk zur Verwendung in einem parallelen Verbindungsgliedmechanismus vorzusehen, das nicht nur in der Lage ist, einen großen Auslenkwinkel für jede Verbindung sicherzustellen, sondern auch die axialen Lasten der Verbindung aufnehmen kann.

Die vorliegende Erfindung wird nun beschrieben. Obwohl Referenzziffern gemäß den beigefügten Zeichnungen angegeben sind, um das Verstehen der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, ist die Erfindung nicht auf die Anordnung beschränkt, die in den Zeichnungen dargestellt ist.

Um die oben stehende Aufgabe zu erfüllen, ist gemäss einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Universalgelenk 11 vorgesehen, das gemäss einem Aspekt der Erfindung umfasst: eine erste drehbare Führungseinrichtung 20, eine zweite drehbare Führungseinrichtung 21, die drehbar durch die erste drehbare Führungseinrichtung 20 geführt wird, und eine dritte drehbare Führungseinrichtung 22, die drehbar durch die zweite drehbare Führungseinrichtung 21 geführt wird, so dass das Universalgelenk drei Freiheitsgrade des Drehens insgesamt hat, wobei das Universalgelenk ein Paar von Gelenkkörpern 13, 14 umfasst, die jeweils gegabelte Joche 12, 15 haben, und ein kreuzförmiges Element 16, das kreuzförmige Schaftbereiche 16a, 16b hat, die mit den jeweiligen Jochen 12, 15 verbunden sind; wobei die zweite drehbare Führungseinrichtung 21 zwischen dem Joch 12 von einem Gelenkkörper 13 und dem Schaftbereich 16b des kreuzförmigen Elements 16 vorgesehen ist; wobei die dritte drehbare Führungseinrichtung 22 zwischen dem Joch 15 des anderen Gelenkkörpers 14 und dem Schaftbereich 16a vorgesehen ist, der den Schaftbereich 16b des kreuzförmigen Elements 16 quert; und wobei die erste drehbare Führungseinrichtung 20 an einem des Paars von Gelenkkörpern 13, 14 vorgesehen ist.

Gemäss der Erfindung wird, da das Universalgelenk 11 drei schwenkbare Freiheitsgrade hat, das Gelenk stoßfrei und glatt betätigt, so dass die Verbindung jede dreidimensionale Lage einnehmen kann, wenn die Position und Lage einer schwankenden Basis bestimmt sind. Da das Universalgelenk 11 im wesentlichen aus dem Paar von Gelenkkörpern 13, 14 besteht, die jeweils die Joche 12, 15 haben, und dem kreuzförmigen Element 16 zum Verbinden der Joche 12, 15, kann ein großer Auslenkwinkel des Paars der Gelenkkörper 13, 14 sichergestellt werden, wodurch der Schwenkwinkel der Verbindung, beispielsweise in einem parallelen Verbindungsgliedmechanismus, vergrößerbar wird. In diesem Fall ist es nur notwendig, dass jede der drehbaren Führungseinrichtungen 20, 21, 22 einen Freiheitsgrad hat. Somit können Wälzlager, Gleitlager, Pendellager, gekrümmte Führungseinheiten und ähnliches beispielsweise verwendet werden.

Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung hat bei dem Universalgelenk 11 des ersten Aspekts der Erfindung zumindest eine der ersten, zweiten und dritten drehbaren Führungseinrichtungen 20, 21, 22 einen äußeren Ring 20b, der mit einer im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen Walzentransfernut 32 auf der inneren Umfangsseite der drehbaren Führungseinrichtung geformt ist; einen inneren Ring 20a, der mit einer im Querschnitt im wesentlichen V- förmigen Walzentransfernut 31 auf seiner äußeren Umfangsseite geformt ist, wobei der innere Ring 20a in den äußeren Ring 20b eingepasst ist; und eine Vielzahl von Walzen 33, die zwischen diesen Walzentransfernuten 31, 32 angeordnet sind und gehalten werden, so dass die Drehachsen von benachbarten Walzen einander senkrecht schneiden können.

Wenn eine axiale Last auf das Universalgelenk 11 von der Verbindung in dem parallelen Verbindungsgliedmechanismus beispielsweise aufgebracht wird, variiert der Schwenkwinkel der Verbindung, wodurch eine Last in Form einer Mischung aus radialen, Schub- und Drehmomentlasten auf jedes der Pendellager 20, 21, 22 des Universalgelenks 11 aufgebracht wird. Gemäss der Erfindung, da jedes der Pendellager 20, 21, 22 den äußeren Ring 20b hat, der mit der im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen Walzentransfernut 32 auf der inneren Umfangsseite der drehbaren Führungseinrichtung ausgestattet ist; den inneren Ring 20a, der mit einer im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen Walzentransfernut 31 auf seiner äußeren Umfangsseite geformt ist, wobei der innere Ring 20a in den äußeren Ring 20b eingepasst wird; und die Vielzahl von Walzen 33, die zwischen diesen Walzentransfernuten 31, 32 angeordnet sind und gehalten werden, so dass die Drehachsen der benachbarten Walzen sich senkrecht schneiden können, wird ein in hohem Maß steifes Universalgelenk 11 erzielbar, das in der Lage ist, die Mischung von radialen, Schub- und Momentenlasten zu stützen, erzielbar. Zudem, da die Walze 33 die Wälzbewegung zwischen den Walzentransfernuten 31, 32 macht, ist es nicht nötig, ein Spiel zwischen dem inneren und äußeren Ring 20a, 20b vorzusehen, wie in dem Fall, in dem bewirkt wird, dass eine Verschiebebewegung gemacht werden soll, und dies bewirkt, dass die verlangte Präzision direkt erreichbar ist. Der Reibwiderstand wird ebenfalls durch die Wälzbewegung reduziert, so dass ein Universalgelenk 11, das die Abnutzung minimiert und kaum Wärme erzeugt, erzielbar ist.

Gemäss einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Universalgelenk 11 vorgesehen, das umfasst: ein Paar von Gelenkkörpern 13, 14, die jeweils gegabelte Joche 12, 15 haben; ein kreuzförmiges Element 16, das kreuzförmige Schaftbereiche 16a, 16b hat, die mit den jeweiligen Jochen 12, 15 verbunden sind; und Lager 21, 22, die jeweils zwischen dem Joch 12 von einem Gelenkkörper 13 und dem Schaftbereich 16b des kreuzförmigen Elements 16 und zwischen dem Joch 15 des anderen Gelenkkörpers 13 und dem Schaftbereich 16a, der den Schaftbereich 16b des kreuzförmigen Elements 16 schneidet, vorgesehen sind, wobei die Lager äußere Ringe 21b, 22b haben, die mit einer im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen Walzentransfernut auf der inneren Umfangsseite der drehbaren Führungseinrichtung geformt ist; innere Ringe 21a, 22a, die mit einer im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen Walzentransfernut auf ihrer äußeren Umfangsseite geformt sind, wobei die inneren Ringe 21a, 22a in die äußeren Ringe 21b, 22b eingepasst werden; und eine Vielzahl von Walzen, die zwischen diesen Walzentransfernuten angeordnet sind und gehalten werden, so dass die Drehachsen von aneinandergrenzenden Walzen sich senkrecht schneiden können. Somit wurden die vorstehenden Probleme gelöst.

Gemäss der Erfindung, da die Lager 21, 22 des Universalgelenks 11 in der Lage sind, die radialen, Schub- und Momentenlasten aufzunehmen, wie es oben festgestellt wurde, ist ein Universalgelenk, das in der Lage ist, die axiale Last aufzunehmen, erzielbar.

Gemäss einem vierten Aspekt der Erfindung ist in einem Universalgelenk 11 gemäß dem ersten bis dritten Aspekt der Erfindung der Gelenkkörper 14 in zwei Teile 14a, 14b geteilt, und diese Teile, die so geteilt sind, werden unabhängig voneinander in bezug auf den Schaftbereich 16a des kreuzförmigen Elements 16 verschwenkt.

Gemäss der Erfindung, wenn ein Paar von Verbindungen in parallelen Ebenen in einem parallelen Verbindungsgliedmechanismus schwenkt, der eine sechsschaftige Verbindung beispielsweise hat, können diese Verbindungen mit den jeweiligen geteilten Gelenkkörpern 14a, 14b verbunden werden zu der Zeit, zu der das Paar von Verbindungen innerhalb parallelen Ebenen schwenkt, wodurch die Anzahl von Universalgelenken 11, die für den parallelen Verbindungsgliedmechanismus notwendig ist, verringerbar wird. Obwohl die Teilung als solche bewirkte, dass die Gelenkkörper 14a, 14b auskragen, wird die stoßfreie Verschwenkung der Gelenkkörper 14a, 14b durch ein schwenkbares Einpassen von innen in die drehbare Führungseinrichtung 22 kompensiert, die in der Lage ist, die Momentenlast aufzunehmen.

Gemäss einem fünften Aspekt der Erfindung ist ein Universalgelenk 41 vorgesehen, das umfasst: eine erste drehbare Führungseinrichtung 44 und eine zweite drehbare Führungseinrichtung 51, 52, die drehbar durch die erste drehbare Führungseinrichtung 44 geführt wird, wobei mindestens eine der ersten und zweiten drehbaren Führungseinrichtungen 44, 51, 53 gekrümmte Schienen 42 hat, die mit einer vorbestimmten Krümmung geformt sind, und Wälzkörpertransferflächen 42a, 42b entlang der längeren Richtung; eine Gleitbasis 53, die mit einem unendlich umlaufenden Weg geformt ist, der die belasteten Wälzkörpertansferflächen 66a, 66b umfasst, die den Wälzkörpertansferflächen 66a, 66b entsprechen, und so hergestellt ist, dass er zu einer relativen, gekrümmten Bewegung in bezug auf die gekrümmten Schienen 42 in der Lage ist; und eine Vielzahl von Wälzkörpern 60, die in der unendlichen, umlaufenden Bahn angeordnet sind und dort gehalten werden, und die dazu gebracht werden, umlaufend sich zu bewegen, wenn die gekrümmten Schienen 42 die relative, gekrümmte Bewegung in bezug auf die Gleitbasis 43 machen.

Gemäss der Erfindung, da die drehbare Führungseinrichtung 44 die gekrümmten Schienen 42 und die Gleitbasis 43 so über die Vielzahl von Wälzkörpern 60 hergestellt hat, dass sie zu der relativen, gekrümmten Bewegung in bezug auf die gekrümmten Schienen 42 in der Lage ist, ist ein in hohem Maß steifes Universalgelenk 41 erzielbar, das in der Lage ist, die Mischung von radialen, Schub- und Momentenlasten aufzunehmen. Weiterhin, da die Walze 60 die Wälzbewegung zwischen den Walzentransferflächen 42a, 42b und den belasteten Wälzkörpertansferflächen 66a, 66b macht, ist es nicht nötig, ein Spiel zwischen den gekrümmten Schienen 42 und der Gleitbasis 43 vorzusehen, und dies macht die verlangte Präzision direkt erreichbar. Der Reibwiderstand ist ebenfalls durch die Wälzbewegung reduziert, so dass ein Universalgelenk 11, das die Abnutzung minimiert und kaum Wärme erzeugt, erzielbar ist.

In dem Fall des Universalgelenks 41, das so angeordnet ist, ist es nicht nur auf das Universalgelenk für die parallelen Verbindungsglieder anwendbar, sondern auch als ein Universalgelenk, das in der Lage ist, eine Rotation zu übertragen, selbst wenn der Winkel, unter dem sich die zwei Achsen schneiden, frei variiert. Die Verwendung der gekrümmten Führungseinheit 44 macht das Universalgelenk 41 erzielbar, das in der Lage ist, die Rotation stabil zu übertragen, selbst wenn axiale Last aufgebracht wird.

Gemäss einem sechsten Aspekt der Erfindung ist ein Universalgelenk 41 vorgesehen, das umfasst: eine erste drehbare Führungseinrichtung 20, eine zweite drehbare Führungseinrichtung 44, die drehbar durch die erste drehbare Führungseinheit 20 geführt wird, und eine dritte drehbare Führungseinrichtung 51, 52, die drehbar durch die zweite drehbare Führungseinrichtung 44 geführt wird, wobei das Universalgelenk drei schwenkbare Freiheitsgrade insgesamt hat, wobei mindestens eine der ersten, zweiten und dritten drehbaren Führungseinrichtungen 20, 44, 51, 52 gekrümmte Schienen hat, die mit einer vorbestimmten Krümmung geformt sind, und Wälzkörpertansferflächen 42a, 42b entlang der längeren Richtung; eine Gleitbasis 43, die mit einem unendlich umlaufenden Weg geformt ist, der belastete Wälzkörpertansferflächen 66a, 66b umfasst, die den Wälzkörpertansferflächen 42a, 42b entsprechen, und so hergestellt ist, dass er in der Lage ist, eine relative, gekrümmte Bewegung in bezug auf die gekrümmten Schienen auszuführen; und eine Vielzahl von Wälzkörpern 60, die in dem unendlich umlaufenden Weg angeordnet und gehalten sind und dazu gebracht werden, sich auf einer umlaufenden Bahn zu bewegen, wenn die gekrümmten Schienen die relative, gekrümmte Bewegung in bezug auf die Gleitbasis 43 ausführen.

Gemäss der Erfindung, da das Universalgelenk 41 drei Freiheitsgrade des Schwenkens hat, wird das Gelenk stoßfrei und glatt betätigt, so dass die Verbindungen jede dreidimensionale Lage einnehmen können, wenn die Position und Lage der Gleitbasis bestimmt sind. Wie es oben bemerkt wurde, werden zudem die radialen, Schub- und Momentenlasten auf jede der drehbaren Führungseinrichtungen 20, 44, 51, 52 des Universalgelenks 41 aufgebracht. Gemäss der Erfindung, da die drehbare Führungseinrichtung 44 die gekrümmten Schienen 42 und die Gleitbasis 43 so über die Vielzahl von Wälzkörpern 60 hergestellt hat, dass sie in der Lage zu der relativen, gekrümmten Bewegung in bezug auf die gekrümmten Schienen 42 ist, ist die drehbare Führungseinrichtung 44 in der Lage, die radialen, Schub- und Bewegungslasten aufzunehmen, wobei das Universalgelenk 41, das zur Verwendung in dem parallelen Verbindungsgliedmechanismus passend ist, erzielbar ist. Weiterhin, da die Walze 60 die Wälzbewegung zwischen den Walzentransferflächen 42a, 42b und den belasteten Wälzkörpertansferflächen 66a, 66b macht, ist es nicht nötig, ein Spiel zwischen den gekrümmten Schienen 42 und der Gleitbasis 43 vorzusehen, und dies macht die verlangte Präzision auf direktem Weg erzielbar. Der Reibungswiderstand ist ebenfalls durch die Wälzbewegung reduziert, so dass ein Universalgelenk 41, das die Abnutzung minimiert und kaum Wärme erzeugt, erzielbar ist.

Gemäss einem siebten Aspekt der Erfindung ist in dem Universalgelenk gemäss dem fünften Aspekt der Erfindung die erste drehbare Führungseinrichtung 44 mit den gekrümmten Schienen 42 versehen, die mit der vorbestimmten Krümmung gebildet sind, und den Wälzkörpertransferflächen 42a, 42b entlang der längeren Richtung; die Gleitbasis 43, die mit dem unendlichen umlaufenden Weg einschließlich der belasteten Wälzkörpertransferflächen 66a, 66b, die den Wälzkörpertransferflächen 42a, 42b entsprechen, geformt ist und so hergestellt ist, dass sie in der Lage ist, eine relative, gekrümmte Bewegung in bezug auf die gekrümmten Schienen 42 auszuführen; und die Vielzahl von Wälzkörpern 60, die in dem unendlich umlaufenden Weg angeordnet sind und gehalten werden und dazu gebracht werden, sich auf einer umlaufenden Bahn zu bewegen, wenn die gekrümmten Schienen die relative, gekrümmte Bewegung in bezug auf die Gleitbasis 43 machen; und die zweite drehbare Führungseinrichtung 51, 52 ist auf der inneren Umfangsseite mit den gekrümmten Schienen versehen.

Gemäss der Erfindung macht die Anordnung der zweiten drehbaren Führungseinrichtung 51, 52 innerhalb der gekrümmten Schienen das Universalgelenk 41 verkleinerbar ebenso wie sich erwiesen hat, dass die vorher erwähnte Arbeits/Betriebswirkung erzielbar ist.

Gemäss einem achten Aspekt der Erfindung sind bei dem Universalgelenk gemäss dem ersten bis siebten Aspekt der Erfindung die Drehachsen der drehbaren Führungseinrichtungen 20, 21, 22 einander unter rechten Winkeln kreuzend und weiterhin schneiden sich ihre Drehachsen gegenseitig in einem Punkt.

Gemäss der Erfindung können Variationen in der Lage von jeder Verbindung, die mit dem Universalgelenk verbunden ist, behandelt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Vorderansicht (einschließlich einer Teilquerschnittsansicht) eines Universalgelenks in einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht (einschließlich einer Teilquerschnittsansicht) des Universalgelenks aus Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Draufsicht (einschließlich einer Teilquerschnittsansicht) des Universalgelenks aus Fig. 1.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Pendelgelenks, das in das Universalgelenk einzubauen ist.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht (einschließlich einer Teilquerschnittsansicht), die einen Zustand zeigt, in dem die Verbindungen um die Y-Achse geschwenkt sind.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht des Universalgelenks aus Fig. 5:

Fig. 7 ist eine Draufsicht auf das Universalgelenk aus Fig. 5.

Fig. 8 ist eine Seitenansicht (einschließlich einer Teilquerschnittsansicht) eines Universalgelenks in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 9 ist eine Seitenansicht (einschließlich einer Teilquerschnittsansicht) des Universalgelenks aus Fig. 8.

Fig. 10 ist eine Ansicht des Universalgelenks aus Fig. 8.

Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht (einschließlich einer Teilquerschnittsansicht) einer linearen Führungseinheit.

Fig. 12 ist eine Seitenansicht eines Zustands, in dem die Verbindungen des Universalgelenks um die Y-Achse geschwenkt sind.

Fig. 13 ist eine Seitenansicht des Universalgelenks aus Fig. 12.

Fig. 14 ist eine Seitenansicht (einschließlich einer Teilquerschnittsansicht) eines Universalgelenks in einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 15 ist eine schematische Ansicht eines parallelen Verbindungsgliedmechanismus.

Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen kugelförmigen Lagerung.

Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht der herkömmlichen kugelförmigen Lagerung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 bis 3 zeigen ein Universalgelenk als eine erste Ausführungsform der Erfindung: Fig. 1 ist eine weitere Seitenansicht des Universalgelenks; Fig. 2 ist eine Seitenansicht davon; und Fig. 3 ist eine Draufsicht davon. Das Universalgelenk wird für einen parallelen Verbindungsgliedmechanismus mit einer Vielzahl von Verbindungen zwischen einer Basis und einer schwankenden Basis verwendet, wobei das Universalgelenk zwischen beiden Enden jeder Verbindung und der schwankenden Basis gehalten wird.

Wie es in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfasst ein Universalgelenk 11 Z-Achsen-Pendellager 20 als eine erste drehbare Führungseinrichtung; Y-Achsen-Pendellager 21 als eine zweite drehbare Führungseinrichtung, die schwenkbar durch die Z-Achsen-Pendellager 20 geführt wird, und X- Achsen-Pendellager 22 als eine dritte schwenkbare Führungseinrichtung, die schwenkbar durch die Y-Achsen- Pendellager 21 geführt wird. Weiterhin ist das Universalgelenk 11 mit einer Pendellagermontageplatte 13 als ein Gelenkkörper geformt, die ein gegabeltes Joch 12 hat, einer Verbindung als dem anderen Gelenkkörper, der ein gegabeltes Joch 15 hat, und einem kreuzförmigen Element 16 (siehe Fig. 3), das kreuzförmige Schaftbereiche 16a und 16b hat, die mit den Jochen 12 und 15 zu verbinden sind. Das Z- Achsen-Pendellager 20 ist an dem unteren Ende der Pendellagermontageplatte 13 aufgepasst; das Y-Achsen- Pendellager 21 ist zwischen dem Joch 12 und dem koaxialen Schaftbereich 16b des kreuzförmigen Elements 16 vorgesehen; und das X-Achsen-Pendellager 22 ist zwischen dem Joch 15 und dem koaxialen Schaftbereich 16a des kreuzförmigen Elements 16 vorgesehen. Die Drehachsen der Pendellager kreuzen sich unter rechten Winkeln gegenseitig und zudem sind die X-, Y- und Z-Achsen so gerichtet, dass sie einander im Punkt P schneiden. Somit hat das Universalgelenk 11 drei Freiheitsgrade des Schwenkens insgesamt.

Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, hat die Pendellagermontageplatte 13 das gegabelte Joch 12 an ihrer Seite des vorderen Endes und einen ringartigen Verbindungsbereich 17 an ihrer Basisseite, mit dem das Joch 12 verbunden ist. Der Verbindungsbereich 17 ist an dem inneren Ring 20a des Z-Achsen-Pendellagers 20 befestigt. Der äußere Ring 20b des Z-Achsen-Pendellagers 20 ist an der Basis des parallelen Verbindungsgliedmechanismus beispielsweise befestigt. Die Pendellagermontageplatte 13 ist um 360° um die Z-Achse schwenkbar in bezug auf die Basis angebracht.

Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, hat das kreuzförmige Element 16 die Schaftbereiche 16a und 16b in der Gestalt eines Kreuzes angebracht. Der Schaftbereich 16a entspricht mit seiner mittleren Achse der X-Achse, wohingegen der Schaftbereich 16b mit seiner mittleren Achse der Y-Achse, senkrecht zur X-Achse, entspricht. Ein Paar von Y-Achsen- Pendellagern 21 ist zwischen dem Schaftbereich 16b und dem Joch 12 vorgesehen. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist der innere Ring 21a von jedem Y-Achsen-Pendellager 21 an dem Schaftbereich 16b angebracht, wohingegen dessen äußerer Ring 21b an dem Joch 12 befestigt ist. Weiterhin ist das kreuzförmige Element 16 schwenkbar auf der Y-Achse in bezug auf das Joch 12 eingerichtet.

Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, hat eine Verbindung 14 ebenfalls ein gegabeltes Joch 15 an ihrer vorderen Endseite (der unteren Seite in Fig. 1) und einen Verbindungsbereich 25 zum Verbinden des Jochs mit seiner Basisbereichsseite (der oberen Seite darin). Ein Paar von X-Achsen- Pendellagern 22 ist zwischen dem kreuzförmigen Element 16 und dem Schaftbereich 16a vorgesehen. Der innere Ring 22a des X-Achsen-Pendellagers 22 ist an dem Schaftbereich 16a befestigt, wohingegen der äußere Ring davon an dem Joch 15 befestigt ist. Weiterhin ist die Verbindung 14 schwenkbar auf der X-Achse in bezug auf das kreuzförmige Element 16 eingerichtet. Weiterhin kann die Verbindung 14 seitlich in zwei Teile geteilt sein. In diesem Fall sind die Verbindungen 14a und 14b, die von der Teilung in die zwei Teile resultieren, an den jeweiligen X-Achsen-Pendellagern 22 angepasst und schwenkbar um die X-Achse in bezug auf den Schaftbereich 16a unabhängig voneinander (siehe Fig. 2).

Fig. 4 zeigt das Z-Achsen-Pendellager 20. Da alle der Pendellager im wesentlichen die gleiche Konstruktion aufweisen, wird das Z-Achsen-Pendellager 20 als ein repräsentatives Beispiel beschrieben. Das Z-Achsen- Pendellager 20 hat den äußeren Ring 20 mit einer im Querschnitt im wesentlichen 90°-V-förmigen Walzentransfernut 32 auf seiner inneren Umfangsseite geformt, den inneren Ring 20a in den äußeren Ring 20b mit einer in im Querschnitt im wesentlichen 90°-V-förmigen Walzentransfernut 31 auf dessen äußerer Umfangsseite in den äußeren Ring 20b eingepasst, und eine Vielzahl von Walzen 33, die zwischen diesen Walzentransfernuten 31 und 32 angeordnet sind und dort gehalten werden (siehe Fig. 1).

Ein im Querschnitt im wesentlichen quadratischer Walzentransferweg ist mit den V-förmigen Walzentransfernuten 31 und 32 geformt, die in den jeweiligen äußeren und inneren Ringen 20a und 20b geformt sind. Die Vielzahl von Walzen 33 sind in dem Walzentransferweg angeordnet und werden dort gehalten, so das die Schwenkachsen von benachbarten sich unter rechten Winkeln treffen können. Ein Abstandshalter 34 zum Halten der Walzen 33 in der vorbestimmten Lage wird zwischen den benachbarten Walzenn 33 gehalten. In dem Walzentransferweg kreuzen sich die seitlich benachbarten Walzen 33 des Abstandshalters 34 und ihre Achsen unter rechten Winkeln und sind in nach außen und nach innen gerichtete Walzen 33a und 33b aufgeteilt. Die nach außen gerichtete Walze 33a wird so gehalten, dass ihre Achse C so gehalten wird, dass sie auf das Drehzentrum B, das auf den Drehmittellinien des äußeren und inneren Rings 20b und 20a positioniert ist, gerichtet sein kann. Die nach innen gerichtete Walze 33b wird ebenfalls so gehalten, dass ihre Achse D so ausgerichtet sein kann, dass sie auf das Drehzentrum A, das auf der Drehmittellinie davon positioniert ist, gerichtet ist. Wenn die Walzen 33a und 33b transferiert werden, wobei sie Lasten aufnehmen, werden die Achsen der Walzen 33a, 33b senkrecht zu dem verbindungsartigen Walzentransferweg gehalten, und jede der Walzen 33a und 33b wird transferiert, wobei sie ein gleichmäßiges Verschieben beibehält.

Da jedes Z-Achsen-Pendellager 20 so ist, dass die Drehachsen der benachbarten Walzen, die sich wechselweise unter rechten Winkeln treffen, in den 90° V-förmigen Walzentransfernuten 31 und 32, wie es oben beschrieben wurde, angeordnet sind, kann es eine Last in jeder Richtung aufnehmen, wie eine radiale Last, eine Schub- und eine Momentenlast.

Fig. 5 bis 7 zeigen einen Zustand, in dem das Universalgelenk gedreht worden ist. Fig. 5 ist eine Seitenansicht, wobei das Universalgelenk um 60° um die Y- Achse geschwenkt ist; Fig. 6, eine Seitenansicht von Fig. 5; und Fig. 7 eine Draufsicht auf Fig. 5. Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, wird der Pendellagermontageplatte 13, die auf dem Z-Achsen-Pendellager montiert ist, gestattet, sich um 360° frei um die Z-Achse zu drehen. Weiterhin, da das Joch 12 der Pendellagermontageplatte 13 und das Joch 15 der Verbindung 14 durch das kreuzförmige Element 16 miteinander verbunden sind, ist es möglich, einen Schwenkwinkel auf der Y-Achse sicherzustellen und um die X-Achse bis zu ±60° zu drehen. Somit hat das Universalgelenk 11 drei Freiheitsgrade des Schwenkens um die X-, Y- und Z-Achse, wobei das Universalgelenk 11 stoßfrei und glatt betätigt wird, wenn die Position und Lage der schwankenden Basis des parallelen Verbindungsgliedmechanismus beispielsweise bestimmt sind. Weiterhin, da das Universalgelenk 11 einen großen Schwenkwinkel auf jeder der X-, Y- und Z-Achsen hat, ist die schwankende Basis fähig, sich in einem breiten Bereich zu bewegen. In dem parallelen Verbindungsgliedmechanismus, genau genommen, hat die schwankende Basis sechs Freiheitsgrade unter der Bedingung, dass das Universalgelenk an beiden Enden der Verbindungen insgesamt fünf Freiheitsgrade hat. Daher werden die Universalgelenke an beiden Enden der Verbindungen benötigt, um mindestens fünf Freiheitsgrade insgesamt zu haben, und in einem Fall, in dem das Universalgelenk auf der Basisseite drei Freiheitsgrade hat, muss das Universalgelenk auf der Seite der schwankenden Basis nur zwei Freiheitsgrade aufweisen.

Wenn eine axiale Last auf das Universalgelenk 11 von der Verbindung 14 aufgebracht wird, variiert der Schwenkwinkel der Verbindung 14, wodurch eine Last als eine Mischung von radialen, Schub- und Momentenlasten auf jedes der Pendellager 20, 21 und 22 des Universalgelenks 11 aufgebracht wird. Da jedoch jedes der Pendellager 20, 21 und 22 wie oben erwähnt geformt ist, kann die Mischung der radialen, Schub- und Momentenlasten auf die Pendellager aufgebracht werden. Weiterhin, da die Walze 33 die Wälzbewegung zwischen den Walzentransfernuten 31 und 32 macht, ist es nicht nötig, ein Spiel zwischen dem inneren und äußeren Ring 20a und 20b vorzusehen, wie in dem Fall, in dem die Verschiebebewegung bewirkt wird, und dies macht die verlangte Präzision direkt erreichbar. Der Reibungswiderstand ist ebenfalls durch die Wälzbewegung reduziert, so dass ein Universalgelenk, das die Abnutzung minimiert, und kaum Wärme erzeugt, erreichbar ist.

Wenn ein Paar von Verbindungen in parallelen Ebenen in einem parallelen Verbindungsgliedmechanismus, der z. B. eine sechsschaftige Verbindung hat, schwenkt, kann jede Verbindung mit geteilten Verbindungen 14a und 14b verbunden sein, wenn das Paar von Verbindungen innerhalb paralleler Ebenen verschwenkt wird. In diesem Fall können zwei Verbindungen mit einem Universalgelenk 11 verbunden werden, wodurch die Anzahl von Universalgelenken 11, die für den parallelen Verbindungsgliedmechanismus notwendig sind, verringerbar ist. Obwohl die geteilten Verbindungen 14a und 14b vorstehen sollen, wird das stoßfreie Verschwenken der Verbindungen 14a und 14b ausgeglichen, indem die Verbindungen an dem Pendellager, das in der Lage ist, die Momentenlast aufzunehmen, schwenkbar aufgepasst werden.

Fig. 8 bis 10 zeigen ein Universalgelenk 41 in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 8 ist eine Seitenansicht des Universalgelenks 41; Fig. 9 ist eine Seitenansicht aus Fig. 8; und Fig. 10 ist eine Draufsicht aus Fig. 8. Das Universalgelenk 41 hat ebenfalls drei drehbare Führungseinrichtungen, wie im Fall des Universalgelenks 11 in der ersten Ausführungsform der Erfindung, und drei Freiheitsgrade des Schwenkens. Die Drehachsen der jeweiligen drehbaren Führungseinrichtungen kreuzen sich gegenseitig unter rechten Winkeln und weiterhin sind die X-, Y- und Z-Achse so gerichtet, dass sie sich gegenseitig in einem Punkt P schneiden. Somit hat das Universalgelenk 14 insgesamt drei Freiheitsgrade des Schwenkens. Das Universalgelenk 41 unterscheidet sich von dem Universalgelenk 11 in der ersten Ausführungsform der Erfindung dahingehend, dass die zweite drehbare Führungseinrichtung mit gekrümmten Führungseinheiten 44 geformt ist, die gekrümmte Schienen und Gleitbasen 43 zum Durchführen einer gekrümmten Bewegung relativ zu den gekrümmten Schienen 42 hat. Um die Gesamtgröße des Universalgelenks 41 zu verringern, befindet sich die dritte drehbare Führungseinrichtung in den gekrümmten Schienen 41. Die gekrümmte Führungseinheit 44, als die zweite gekrümmte Führungseinrichtung, ist drehbar durch das Z-Achsen- Pendellager 20 als die erste drehbare Einrichtung geführt, und ein X-Achsen-Pendellager 46 als die dritte drehbare Führungseinrichtung ist schwenkbar durch die gekrümmte Führungseinheit 44 geführt.

Da das Z-Achsen-Pendellager 20 in der Konstruktion ähnlich dem Z-Achsen-Pendellager 20 der ersten Ausführungsform der Erfindung ist, sind gleiche Referenzziffern für die gleichen Bauteile des Pendellagers vergeben, wobei deren Beschreibung ausgelassen wird.

Ein Verbindungsring 45 ist an dem inneren Ring 20a des Z- Achsen-Pendellagers 20 befestigt, und eine bogenförmige Montageplatte 48 für die Gleitbasis in einer Seitenansicht ist stehend in dem Verbindungsring 45 vorgesehen. Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, ist ein Paar von gekrümmten Führungseinheiten 44 in die jeweils gegenüberliegenden inneren Wandoberflächen von den Pendellagermontageplatten eingepasst. Insbesondere ist die Gleitbasis 43 der gekrümmten Führungseinheit 44 an der Gleitbasismontageplatte 48 befestigt. Es sind eine Vielzahl von Gleitbasen vorgesehen, beispielsweise sind zwei Gleitbasen für die jeweiligen gekrümmten Schienen 42 vorgesehen. Ein Paar von gekrümmten Schienen ist durch eine Schienenmontageplatte 41 verbunden, so dass die gekrümmten Schienen 42 und die Schienenmontageplatte 49 die gekrümmte Bewegung auf der Y-Achse durchführen können.

Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, ist ein Schaftbereich 50, der sich in der Richtung der X-Achse erstreckt, an der Schienenmontageplatte 49 befestigt. Verbindungen 53a und 53b sind an dem Schaftbereich 50 über X-Achsen-Pendellager 51 und 52 angebracht, so dass sie axial Seite an Seite platziert sind. Zwei Schichten von im Querschnitt V- förmigen Walzentransfernuten sind auf dem äußeren Umfang eines im Durchmesser vergrößerten Orts in der Nähe der Mitte des Schaftbereichs 50 geformt, und innere Ringe 51a und 52a, die die X-Achsen-Pendellager 51 und 52 bilden, sind integral damit geformt. Äußere Ringe 51b und 52b, an denen V-förmige Walzentransfernuten auf der inneren Umfangsseite geformt sind, sind zusammenpassend mit den äußeren Umfängen der inneren Ringe 51a und 52a. Die Drehachsen von einer Vielzahl von benachbarten Walzen 54, die sich wechselweise unter rechten Winkeln treffen, sind angeordnet und werden gehalten zwischen den Walzentransfernuten, wie es oben beschrieben worden ist. Die Verbindungen 53a und 53b können unabhängig voneinander, wie die Verbindungen 14a und 14b in der ersten Ausführungsform der Erfindung, gedreht werden oder integral gedreht werden.

Fig. 11 zeigt eine Anordnung im einzelnen von der gekrümmten Führungseinheit. In Fig. 11 bezeichnet Referenzziffer 42 bogenförmige, gekrümmte Schienen, die mit einer vorbestimmten Krümmung geformt sind; 43 Gleitbasen, die entlang der gekrümmten Schienen bewegbar sind. Es ist zu bemerken, dass obwohl die Gleitbasen in einer linearen Form gezeigt sind, sie tatsächlich gekrümmt sind.

Die gekrümmten Schienen 42 sind rechteckig im Querschnitt und vier der Kugeltransfernuten 42a und 42b als Wälzkörpertansferflächen zur Verwendung beim Transferieren von Kugeln 60 als Wälzkörper sind entlang der längeren Richtung geformt. Diese Kugeltransfernuten 42a und 42b sind auf beiden Seiten von jeder gekrümmten Schiene 42 geformt und an beiden Kantenbereichen von ihrer Oberfläche. Weiterhin sind die gekrümmten Schienen 42 mit Bolzenpasslöchern 61 in geeigneten Intervallen in der längeren Richtung geformt, und die gekrümmten Schienen 42 sind an der Schienenmontageplatte 49 mit Fixierbolzen (nicht gezeigt) befestigt, die in die Bolzenpasslöcher 61 eingeführt sind.

Die Gleitbasis 43 ist mit einem sich bewegenden Block 63 geformt, der Bohrungslöcher 62 hat, und ein Paar von Deckelkörpern 64 und 64, die jeweils an beiden Kantenflächen in Längsrichtung des sich bewegenden Blocks befestigt sind, so dass ein unendlich umlaufender Weg für die Kugeln in der Gleitbasis 43 geformt wird, indem die Deckelkörper 64 an dem sich bewegenden Block 63 befestigt werden. Weiterhin ist ein Dichtelement 65, das in einen verschiebbaren Kontakt mit den gekrümmten Schienen 42 gebracht ist, in die Deckelkörper 64 eingepasst, um zu verhindern, dass Staub und ähnliches, das an den gekrümmten Schienen 42 haftet, in die Gleitbasis 43 eindringt.

Der sich bewegende Block 63 ist mit einem horizontalen Bereich 63a versehen, der mit einer Montagefläche geformt ist, und einem Paar von Randbereichen 63b und 63b, die von dem horizontalen Bereich 63a hängen und im Querschnitt im wesentlichen sattelförmig sind. Weiterhin sind gekrümmte Lasttransfernuten 66a und 66b als Transferflächen von vier Lastwälzkörpern geformt, die in Richtung auf die jeweiligen Kugeltransfernuten 42a und 42b der gekrümmten Schienen 42 gerichtet sind, auf der unteren Oberflächenseite des horizontalen Bereichs 63a und den inneren Oberflächenseiten der jeweiligen Randbereiche 63b. Weiterhin sind Kugelrückkehrlöcher 67a und 67b, die den jeweiligen Lasttransfernuten 66a und 66b entsprechen, in dem horizontalen Bereich 63a und den Randbereichen 63b geformt. Die Lasttransfernuten 66a und 66b sind mit den entsprechenden Kugelrückkehrlöchern 67a und 67b durch einen U-förmigen, die Richtung ändernden Weg verbunden, der in den Deckelkörpern 64 geformt ist, wodurch der unendlich umlaufende Weg für die Kugeln gebildet wird.

Wenn die Kugeln 60, die die Last zwischen den Kugeltransfernuten 42a und 42b der gekrümmten Schienen 42 verteilt haben und den Lasttransfernuten 66a und 66b des sich bewegenden Blocks 63, die Transferbewegung durch die Lasttransfernuten 66a und 66n vervollständigt haben, wenn sich die Gleitbasis 43 bewegt, werden die Kugeln von der Last frei gegeben und dringen in den die Richtung ändernden Weg von einem der Deckelkörper 64 ein. Weiterhin machen die Kugeln 60, die in dem Nichtlastzustand verbleiben, die Transferbewegung durch die Kugelrückkehrlöcher 67a und 67b des sich bewegenden Blocks 63 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Transferrichtung in den Lasttransfernuten 66a und 66b. Weiterhin dringen die Kugeln 60, die die Transferbewegung durch die Kugelrückkehrlöcher 67a und 67b vervollständigt haben, wer zwischen der gekrümmten Schiene und dem sich bewegenden Block 63 über den die Richtung ändernden Weg des anderen Deckelkörpers 64 ein und führen die Transferbewegung durch die Lasttransfernuten 66a und 66b aus, wobei sie die Last aufnehmen.

Kugelhalteplatten 68 sind an den unteren Enden der jeweiligen Randbereiche 63b des sich bewegenden Blocks 63 montiert. Die Kugelhalteplatte 68 ist eine Metallplatte, die geformt wird, indem sie gepresst wird oder die aus hartem Kunstharz durch Spritzguss gefertigt wird, wodurch verhindert wird, dass die Kugeln 60, die die Transferbewegung durch jede der Lasttransfernuten 66a und 66b machen, aus der Gleitbasis 63 rutschen, wenn die Gleitbasis 43 von den gekrümmten Schienen 42 entfernt wird.

Fig. 12 und 13 zeigen die Schwenkwinkel um die X-, Y- und Z-Achsen des Universalgelenks 41. Fig. 12 zeigt einen Zustand, in dem die Verbindungen 53a und 53b um 60° um die Y-Achse verschwenkt sind; und Fig. 13 zeigt eine Seitenansicht aus Fig. 12. Da die gekrümmte Führungseinheit 44 auf dem Z-Achsen-Pendellager 20 montiert ist, wie es in Fig. 12 gezeigt ist, ist sie um 360° um die Z-Achse schwenkbar. Die X-Achsen-Pendellager 51 und 52 sind an den gekrümmten Schienen 42 angepasst, und da die gekrümmten Schienen 42 in bezug auf die Gleitbasis 43 gedreht werden, sind die X-Achsen-Pendellager 51 und 52 um die Y-Achse bis zu ±60° schwenkbar. Wie es in Fig. 13 weiterhin gezeigt ist, sind die Verbindungen an dem Schaftbereich 50 über die X-Achsen-Pendellager 51 und 52 befestigt, wodurch die Verbindungen um die X-Achse bis zu ±60° verschwenkt werden. Somit ist es möglich, obwohl die drehbare Führungseinheit mit der gekrümmten Führungseinheit 55 geformt ist, den Schwenkwinkel auf jeder Achse ausreichend größer als in dem Universalgelenk 11 in der ersten Ausführungsform der Erfindung zu machen.

In dem Universalgelenk 41 gemäss dieser Ausführungsform der Erfindung wird die zweite drehbare Führungseinheit hergestellt, indem die Vielzahl von Kugeln 60 in bezug auf die gekrümmten Schienen 42 zusammen mit der Gleitbasis 43 verwendet werden, die die relative, gekrümmte Bewegung ausführt, so dass sie die radialen, Schub- und Momentenlasten aufnehmen können. Somit ist ein Universalgelenk 41, das zur Verwendung in dem parallelen Verbindungsgliedmechanismus passend ist, erreichbar. Da die Kugeln 60 die Wälzbewegung zwischen den Kugeltransfernuten 42a und 42b der gekrümmten Schienen 42 und den Lasttransfernuten 66a und 66b der Gleitbasis 43 machen, ist es nicht notwendig, ein Spiel zwischen den gekrümmten Schienen 42 und der Gleitbasis vorzusehen, und dies macht es möglich, dass die verlangte Präzision direkt erreichbar ist. Weiterhin wird der Reibungswiderstand ebenfalls durch die Wälzbewegung reduziert und folglich ist ein Universalgelenk, das die Abnutzung minimiert und kaum Wärme erzeugt, erzielbar.

Obwohl die Beschreibung von dem Fall gegeben worden ist, in dem das Universalgelenk 41 verwendet wird, das die drei Freiheitsgrade hat, für den parallelen Verbindungsgliedmechanismus in der zweiten Ausführungsform der Erfindung, ist solch ein Universalgelenk 41 auch für das zu verwenden, was in der Lage ist, eine Rotation zu übertragen, selbst wenn der Winkel, unter dem die zwei Achsen des Universalgelenks sind, frei variiert. In diesem Fall ist es möglich, ein Universalgelenk zu erzielen, das in der Lage ist, eine Rotation stabil zu übertragen, selbst wenn eine axiale Last darauf aufgebracht wird, indem das Universalgelenk nur mit der gekrümmten Führungseinheit 44 und den X-Achsen-Pendellagern 51 und 52 geformt wird, ohne das Z-Achsen-Pendellager 20 zu verwenden, wobei ein Eingangsschaft mit der Seite der Gleitbasenmontageplatte 48 verbunden wird und ein Ausgangsschaft an der Seite der Verbindungen 53a und 53b angebracht wird.

Fig. 14 zeigt ein Universalgelenk 71 in einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Obwohl das Universalgelenk 71 im wesentlichen gleich in der Konstruktion mit dem Universalgelenk 41 in der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist, unterscheidet sich das erstere von dem letzteren in der Länge der gekrümmten Schienen 72 der gekrümmten Führungseinheit 74 und dem Abstand zwischen den Gleitbasen 43. Die gekrümmten Schienen 72 sind kürzer gemacht als die gekrümmten Schienen 42 in der zweiten Ausführungsform der Erfindung und halbkreisförmig, um den Raum zu verringern. Weiterhin ist der Abstand zwischen den Gleitbasen ebenfalls kürzer, um den Schwenkwinkel des X- Achsen-Pendellagers bis zu ±60° sicherzustellen, obwohl die Breite der gekrümmten Schiene kürzer gemacht wird. Da die verbleibende Anordnung ähnlich zu derjenigen des Universalgelenks 41 in der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist, sind gleiche Referenzziffern denselben Komponententeilen in der zweiten Ausführungsform gegeben, wobei deren Beschreibung ausgelassen wird.

Obwohl die Universalgelenke 11, 41 und 71 auf den parallelen Verbindungsgliedmechanismus aufgebracht werden, wie es in der ersten bis dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden ist, sind die Universalgelenke 11, 41 und 71 gemäss der Erfindung nicht nur auf den parallelen Verbindungsgliedmechanismus anwendbar, sondern auch auf verschiedene andere Mechanismen, solange diese anderen Mechanismen so sind, dass eine Vielzahl von Freiheitsgraden des Schwenkens für solche Universalgelenke 11, 41 und 71 verlangt wird.

Wie es oben erläutert wurde, wird gemäss der Erfindung, da das Universalgelenk drei Freiheitsgrade des Schwenkens hat, das Universalgelenk stoßfrei und glatt betätigt, wenn die Position und Lage in dem parallelen Verbindungsgliedmechanismus beispielsweise festgelegt sind.

Da das Universalgelenk mit dem Paar von Verbindungskörpern geformt ist, die jeweils die gegabelten Joche haben, kann weiterhin ein großer Auslenkwinkel von dem Paar von Verbindungskörpern sichergestellt werden, wodurch der Schwenkwinkel der Verbindung in dem parallelen Verbindungsgliedmechanismus beispielsweise vergrößerbar wird.

Weiterhin, da die schwenkbare Führungseinrichtung den äußeren Ring mit den im Querschnitt im wesentlichen V- förmigen Walzentransfernuten auf der inneren Umfangsseite der schwenkbaren Führungseinrichtung hat; den inneren Ring mit den im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen Walzentransfernuten auf der äußeren Umfangsseite davon hat, wobei der innere Ring in den äußeren Ring eingepasst ist; und die Vielzahl von Walzen, die zwischen diesen Walzentransfernuten angeordnet sind und gehalten werden, so dass die Schwenkachsen der benachbarten sich senkrecht gegenseitig schneiden können, ist solch ein Universalgelenk in der Lage, die Mischung von radialen, Schub- und Momentenlasten aufzunehmen.

Claims (8)

1. Universalgelenk, umfassend:
eine erste drehbare Führungseinrichtung;
eine zweite drehbare Führungseinrichtung, die drehbar durch die erste drehbare Führungseinrichtung geführt wird; und
eine dritte drehbare Führungseinrichtung, die drehbar durch die zweite drehbare Führungseinrichtung geführt wird, wobei das Universalgelenk drei Freiheitsgrade des Schwenkens insgesamt hat;
wobei das Universalgelenk ein Paar von Gelenkkörpern umfasst, die jeweils gegabelte Joche haben, und ein kreuzförmige Element, das kreuzförmige Schaftbereiche hat, die mit den jeweiligen Jochen verbunden sind; die zweite drehbare Führungseinrichtung zwischen dem Joch von einem Gelenkkörper und dem Schaftbereich des kreuzförmigen Elements vorgesehen ist; die dritte drehbare Führungseinrichtung zwischen dem Joch des anderen Gelenkkörpers und dem Schaftbereich vorgesehen ist, der den Schaftbereich des kreuzförmigen Elements schneidet; und die erste drehbare Führungseinrichtung an einem von dem Paar von Gelenkkörpern vorgesehen ist.

2. Universalgelenk nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der ersten, zweiten und dritten drehbaren Führungseinrichtung einen äußeren Ring hat, der mit einer im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen Walzentransfernut auf der inneren Umfangsseite der drehbaren Führungseinrichtung geformt ist; einen inneren Ring, der mit einer im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen Walzentransfernut auf seiner äußeren Umfangsseite geformt ist, wobei der innere Ring in den äußeren Ring eingepasst ist; und eine Vielzahl von Walzen, die zwischen diesen Walzentransfernuten angeordnet sind und gehalten werden, so dass die Drehachsen der benachbarten Walzen einander senkrecht schneiden.

3. Universalgelenk, umfassend: ein Paar von Gelenkkörpern, die jeweils gegabelte Joche haben;
ein kreuzförmiges Element, das kreuzförmige Schaftbereiche hat, die mit den jeweiligen Jochen verbunden sind; und
Lager, die jeweils zwischen dem Joch von einem Gelenkkörper und dem Schaftbereich des kreuzförmigen Elements und zwischen dem Joch des anderen Gelenkkörpers und dem Schaftbereich, der den Schaftbereich des kreuzförmigen Elements schneidet, vorgesehen sind;
wobei die Lager äußere Ringe haben, die mit einer im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen Walzentransfernut auf der inneren Umfangsseite der drehbaren Führungseinrichtung geformt sind; innere Ringe, die mit einer im Querschnitt im wesentlichen V- förmigen Walzentransfernut auf ihrer äußeren Umfangsseite geformt sind, wobei der innere Ring in den äußeren Ring eingepasst ist; und eine Vielzahl von Walzen, die zwischen diesen Walzentransfernuten angeordnet sind und gehalten werden, so dass die Drehachsen der benachbarten Walzen einander senkrecht schneiden können.

4. Universalgelenk nach Anspruch 1, wobei der Gelenkkörper in zwei Teile geteilt ist und diese so geteilten Teile unabhängig voneinander in bezug auf den Schaftbereich des kreuzförmigen Elements verschwenkt werden.

5. Universalgelenk, umfassend:
eine erste drehbare Führungseinrichtung; und
eine zweite drehbare Führungseinrichtung, die drehbar durch die erste drehbare Führungseinrichtung geführt wird;
wobei zumindest eine der ersten und zweiten drehbaren Führungseinrichtungen gekrümmte Schienen hat, die mit einer vorbestimmten Krümmung geformt sind und Wälzkörpertransferflächen entlang der längeren Richtung; eine Gleitbasis, die mit einem unendlich umlaufenden Weg geformt ist, einschließlich belasteten Wälzkörpertransferflächen, die den Wälzkörpertransferflächen entsprechen, und so hergestellt ist, dass sie eine relative, gekrümmte Bewegung in bezug auf die gekrümmten Schienen durchführen kann; und eine Vielzahl von Wälzkörpern, die angeordnet sind und gehalten werden in dem unendlich umlaufenden Weg und dazu gebracht werden, sich auf einer umlaufenden Bahn zu bewegen, wenn die gekrümmten Schienen die gekrümmte Relativbewegung in bezug auf die Gleitbasis durchführen.

6. Universalgelenk, umfassend:
eine erste drehbare Führungseinrichtung;
eine zweite drehbare Führungseinrichtung, die drehbar durch die erste drehbare Führungseinrichtung geführt wird; und
eine dritte drehbare Führungseinrichtung, die drehbar durch die zweite drehbare Führungseinrichtung geführt wird, wobei das Universalgelenk drei Freiheitsgrade des Schwenkens insgesamt hat;
wobei zumindest eine der ersten, zweiten und dritten drehbaren Führungseinrichtungen gekrümmte Schienen hat, die mit einer vorbestimmten Krümmung geformt sind, und Wälzkörpertransferflächen entlang der längeren Richtung; eine Gleitbasis, die mit einem unendlich umlaufenden Weg einschließlich belasteten Wälzkörpertransferflächen geformt ist, die den Wälzkörpertransferflächen entsprechen, und so hergestellt ist, dass sie eine gekrümmte Relativbewegung in bezug auf die gekrümmten Schienen durchführen kann; und eine Vielzahl von Wälzkörpern, die in der unendlich umlaufenden Bahn angeordnet sind und gehalten werden und dazu gebracht werden, sich auf der umlaufenden Bahn zu bewegen, wenn die gekrümmten Schienen die gekrümmte Relativbewegung in bezug auf die Gleitbasis machen.

7. Universalgelenk nach Anspruch 5, wobei die erste drehbare Führungseinrichtung die gekrümmten Schienen hat, die mit der vorbestimmten Krümmung geformt sind, und Wälzkörpertransferflächen entlang der längeren Richtung; die Gleitbasis, die mit dem unendlichen kreisförmigen Weg geformt ist, einschließlich der belasteten Wälzkörpertransferflächen, die den Wälzkörpertransferflächen entsprechen, und so hergestellt ist, dass sie in der Lage ist, die gekrümmte Relativbewegung in bezug auf die gekrümmten Schienen durchzuführen; und eine Vielzahl von Wälzkörpern, die in dem unendlich umlaufenden Weg angeordnet sind und gehalten werden und dazu gebracht werden, sich auf der umlaufenden Bahn zu bewegen, wenn die gekrümmte Schiene die gekrümmte Relativbewegung in bezug auf die Gleitbasis ausführt; und wobei die zweite drehbare Führungseinrichtung auf der inneren Umfangsseite der gekrümmten Schienen vorgesehen ist.

8. Universalgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Drehachsen der drehbaren Führungseinrichtungen sich unter rechten Winkeln gegenseitig schneiden und weiterhin die Drehachsen sich gegenseitig in einem Punkt schneiden.