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DE102006058860A1 - Fixed constant velocity joint - Google Patents

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DE102006058860A1
DE102006058860A1 DE200610058860 DE102006058860A DE102006058860A1 DE 102006058860 A1 DE102006058860 A1 DE 102006058860A1 DE 200610058860 DE200610058860 DE 200610058860 DE 102006058860 A DE102006058860 A DE 102006058860A DE 102006058860 A1 DE102006058860 A1 DE 102006058860A1
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DE
Germany
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ball
joint part
group
constant velocity
raceways
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE200610058860
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German (de)
Inventor
Oliver Clemm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
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Publication of DE102006058860A1 publication Critical patent/DE102006058860A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The pump comprises a bottle (15) for holding liquid (16) as well as an outlet channel for the liquid and a system (1, 2, 8, 14, 22) for exerting a pressure on the bottle to discharge a liquid from the bottle. The system comprises an elastic element (8) to operate on the bottle-side, as well as a further element (2, 14) to operate on the opposite-lying bottle-side. The pump has a housing section (1) with double-sided hinges (4, 5) to hold a second housing section (2) as well as a locking lid (3) for the second housing section. The system for exerting pressure is associated with both housing sections. The system may have a tension-frame (22) that stems from the first housing section and may be built as a holder ring made from an elastomeric membrane.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleichlauffestgelenk, das sich insbesondere zum Einsatz als radseitiges Gelenk in einer Vorderachs-Seitenwelle eines Kraftfahrzeugs eignet. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Gleichlauffestgelenk, umfassend ein Gelenkaußenteil mit einer Längsachse und mit an seinem Innenumfang vorgesehenen Kugellaufbahnen, ein Gelenkinnenteil mit einer Längsachse und mit an seinem Außenumfang vorgesehenen Kugellaufbahnen, wobei jeweils eine Kugellaufbahn am Gelenkaußenteil und eine Kugellaufbahn am Gelenkinnenteil ein Kugellaufbahnpaar bilden, in den Kugellaufbahnpaaren angeordnete Kugeln, sowie einen zwischen dem Gelenkaußenteil und den Gelenkinnenteil angeordneten Käfig, der in Umfangsrichtung Fenster zur Aufnahme jeweils einer Kugel aufweist.The The invention relates to a constant velocity fixed joint, in particular For use as a wheel-side joint in a front axle side shaft of a Motor vehicle is suitable. In particular, the invention relates to a constant velocity fixed joint comprising an outer joint part with a longitudinal axis and provided on its inner circumference Ball raceways, an inner joint part with a longitudinal axis and with ball raceways provided on its outer circumference, in each case a ball track on the outer joint part and a ball raceway on the inner joint part form a ball raceway pair, arranged in the ball raceway pairs balls, and an intermediate the outer joint part and the inner joint part arranged Cage, the circumferential window for receiving each having a ball.

An Vorderachs-Seitenwellen werden als radseitige Festgelenke oftmals sogenannte Rzeppagelenke eingesetzt, deren Kugellaufbahnmittelachsen in Radialebenen verlaufen, die die jeweilige Längsachse des Gelenkaußenteils bzw. Gelenkinnenteils einschließen. Beim Beugen des Gelenks werden dessen Kugeln durch den Käfig in eine Halbwinkelebene gesteuert, die zwischen den im Fall einer Beugung des Gelenks zueinander angewinkelten Längsachsen des Gelenkaußenteils und des Gelenkinnenteils aufgespannt wird. Bei kleinen Beugewinkeln weisen die hierbei auftretenden Axialkräfte der Kugeln in die gleiche Richtung und werden vom Käfig aufgenommen. Der Käfig ist an gekrümmten Wandabschnitten des Gelenkaußenteils und das Gelenkinnenteils geführt. Die Axialkräfte der Kugeln drücken somit den Käfig gegen dessen Führungsbahnen am Gelenkaußenteil bzw. Gelenkinnenteil. In Abhängigkeit des zu übertragenden Drehmoments können hierbei Stützkräfte von einigen hundert Newton auftreten. Diese Kräfte wirken auf radial weit von den Beugeachsen des Gelenkaußenteils und Gelenkinnenteils beabstandeten Kontaktflächen zwischen dem Käfig und dem Gelenkaußenteil bzw. dem Gelenkinnenteil, wodurch sich bei Beugung des Gelenks ein entsprechend hohes Reibmoment einstellt. Durch die bei Drehung des Gelenks entstehende Reibleistung wird der Wirkungsgrad des Gelenks begrenzt. Zudem führt die Reibung zu einer Erwärmung.At Front axle side shafts often become wheel-side fixed joints So-called Rzeppagelenke used whose ball track center axes in Radial planes run, the respective longitudinal axis of the Enclosure outer part or inner joint part. When flexing the joint, its balls pass through the cage controlled in a half-angle plane, which in the case of a Diffraction of the joint to each other angled longitudinal axes spanned the outer joint part and the inner joint part becomes. At small flexion angles, the axial forces occurring here the balls in the same direction and are absorbed by the cage. The cage is on curved wall sections of the Joint outer part and guided the inner joint part. The axial forces of the balls thus press the cage against the guideways on the outer joint part or inner joint part. Depending on the transferred Torque can support forces of a few hundred Newtons occur. These forces work on radially far from the flexural axes of the outer joint part and inner joint spaced contact surfaces between the Cage and the outer joint part or the inner joint part, which results in flexion of the joint, a correspondingly high friction torque established. Due to the friction energy generated during rotation of the joint the efficiency of the joint is limited. In addition leads the friction to a warming.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Festgelenk zu schaffen, das einen verbesserten Wirkungsgrad bzw. geringere Reibungsverluste aufweist.The The present invention aims to provide a wrist joint the improved efficiency or lower friction losses having.

Ein momentan verfolgter Ansatz besteht darin, durch abwechselnde Öffnungswinkel an in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Kugellaufbahnpaaren an den Kugeln einander entgegengerichtete Axialkräfte zu erzeugen, die sich gegenseitig ausgleichen. Im Idealfall ist der Käfig hierdurch nach außen axialkraftfrei, das heißt die an diesem angreifenden Axialkräfte der Kugeln heben sich gegeneinander auf. Ein solches Gelenk wird beispielsweise in der DE 10 2004 018 777 A1 beschrieben.A currently pursued approach is to produce by opposing opening angles on circumferentially successive ball raceway pairs on the balls mutually opposing axial forces, which compensate each other. Ideally, the cage is thereby axially outwardly free of axial force, that is to say the axial forces acting on the balls cancel each other out. Such a joint is used for example in the DE 10 2004 018 777 A1 described.

Ein Ausgleich der Axialkräfte der Kugeln kann auch bei sogenannten VL-Gelenken erzielt werden, bei denen sich die einander gegenüberliegenden Kugellaufbahnen am Gelenkaußenteil und am Gelenkinnenteil kreuzen. Derartige Gelenke sind unter anderem aus der DE 10 2004 062 843 A1 , der DE 103 53 608 A1 , der DE 38 18 730 A1 und der DE 31 02 871 A1 bekannt. Allerdings handelt es sich hierbei nicht um Festgelenke, sondern um Verschiebegelenke ohne festgelegtes Beugezentrum. Die geschrägten Kugellaufbahnen sind dementsprechend gerade ausgeführt. Durch eine axiale Festlegung des Käfigs kann, wie in der DE 10 2004 031 A1 beschrieben, über sphärische Kontaktflächen ein Festgelenk mit gekreuzten Kugellaufbahnen erhalten werden.A compensation of the axial forces of the balls can also be achieved in so-called VL joints, in which intersect the opposing ball raceways on the outer joint part and the inner joint part. Such joints are among others from the DE 10 2004 062 843 A1 , of the DE 103 53 608 A1 , of the DE 38 18 730 A1 and the DE 31 02 871 A1 known. However, these are not fixed hinges, but displacement joints without a fixed flexion center. The slanted ball tracks are accordingly straight. By an axial fixing of the cage, as in the DE 10 2004 031 A1 described spherical contact surfaces a fixed joint with crossed ball raceways are obtained.

Ein weiteres Festgelenk mit gekreuzten Kugellaufbahnen wird in der WO 01/61203 A2 beschrieben. Dabei sind alle Kugellaufbahnen am Gelenkaußenteil in gleicher Richtung und alle Kugellaufbahnen am Gelenkinnenteil in entgegengesetzter Richtung zur jeweiligen Bauteillängsachse schräg angeordnet. Zudem ist der Käfig über sphärische Kontaktflächen sowohl am Gelenkaußenteil als auch am Gelenkinnenteil geführt.Another fixed joint with crossed ball races is in the WO 01/61203 A2 described. In this case, all ball raceways are arranged obliquely on the outer joint part in the same direction and all ball raceways on the inner joint part in the opposite direction to the respective component longitudinal axis. In addition, the cage is guided over spherical contact surfaces both on the outer joint part and on the inner joint part.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuen Festgelenktyp anzugeben, der sich durch einen hohen Wirkungsgrad bzw. geringe Reibungsverluste auszeichnet, sowie ferner mit geringem Bearbeitungsaufwand herstellbar ist und ein sehr geringes Radialspiel ermöglicht.In front In this background, the invention is based on the object specify new type of fixed, which is characterized by a high degree of efficiency or low friction losses, and also with low Machining effort is produced and a very low radial clearance allows.

Diese Aufgabe wird durch ein Gleichlauffestgelenk gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Gleichlauffestgelenk umfasst ein Gelenkaußenteil mit einer Längsachse und mit an seinem Innenumfang vorgesehenen Kugellaufbahnen, ein Gelenkinnenteil mit einer Längsachse und mit an seinem Außenumfang vorgesehenen Kugellaufbahnen, wobei jeweils eine Kugellaufbahn am Gelenkaußenteil und eine Kugellaufbahn am Gelenkinnenteil ein Kugellaufbahnpaar bilden, in den Kugellaufbahnpaaren angeordnete Kugeln, sowie einen zwischen dem Gelenkaußenteil und den Gelenkinnenteil angeordneten Käfig, der in Umfangsrichtung Fenster zur Aufnahme jeweils einer Kugel aufweist. Das Gelenk zeichnet sich dadurch aus, dass das Gelenkaußenteil eine erste Gruppe von Kugellaufbahnen aufweist, die schräg zur Längsachse des Gelenkaußenteils verlaufen, sowie eine zweite Gruppe von Kugellaufbahnen mit entgegengesetzter Schrägung, so dass sich am Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil einander gegenüberliegende geschrägte Kugellaufbahnen kreuzen, sowie dadurch, dass die Kugellaufbahnen jeweils derart gekrümmt sind, dass der durch alle möglichen Aufenthaltsorte der jeweiligen Kugel gebildete Bogen einen Krümmungsmittelpunkt jenseits der Längsachse des Gelenkaußenteils bzw. Gelenkinnenteils aufweist.This object is achieved by a constant velocity fixed joint according to claim 1. The constant velocity universal joint according to the invention comprises an outer joint part with a longitudinal axis and provided on its inner circumference ball raceways, an inner joint part with a longitudinal axis and provided on its outer circumference ball raceways, each a ball raceway on the outer joint part and a ball raceway on the inner joint part form a ball raceway pair, arranged in the ball track pairs balls , And arranged between the outer joint part and the inner joint part cage, which has windows in the circumferential direction for receiving a respective ball. The hinge is characterized in that the outer joint part has a first group of ball races, which run obliquely to the longitudinal axis of the outer joint part, and a second group of ball tracks with opposite skew, so that cross on the outer joint part and inner joint part opposing inclined ball raceways, and in that the ball raceways are each curved so that the arc formed by all possible locations of each ball has a center of curvature beyond the longitudinal axis of the outer joint part or inner joint part.

Durch die Kombination von gekreuzten Kugellaufbahnen mit einem gekrümmten Laufbahnverlauf wird ein neuer Typ eines Gleichlauffestgelenk geschaffen, der einen weitgehenden Ausgleich der Axialkräfte der Kugeln am Käfig ermöglicht. Insbesondere werden bei großen Beugewinkeln in den Endbereichen der Kugellaufbahnen ausreichende Umschlingungswinkel an den einzelnen Kugeln gewährleistet und somit eine Überlastung vermieden. Dies gestattet die Übertragung höherer Drehmomente. Bei ausschließlicher Verwendung von geschrägten Kugellaufbahnen werden Kugeldurchmesser und Schrägungswinkel so abgestimmt, dass hinreichend große Stegbreiten zwischen den Kugellaufbahnen erhalten bleiben.By the combination of crossed ball raceways with a curved one Career path is created a new type of constant velocity joint, a substantial compensation of the axial forces of the balls on the cage allows. In particular, at large Beugewinkeln in the end regions of the ball tracks sufficient Guaranteed wrap angle on the individual balls and thus avoiding overloading. This allows the transmission higher torques. For exclusive use beveled ball raceways become ball diameters and helix angle tuned so that sufficiently large web widths maintained between the ball races.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Gelenks liegt in seinem reduzierten Fertigungsaufwand im Vergleich zu konventionellen Festgelenken. Da die Steuerung im wesentlichen über die Kugeln erfolgt und da ferner zwischen dem Käfig und dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil nicht direkt, sondern lediglich mittelbar über die Kugeln Axialkräfte übertragen werden, sind präzise bearbeitete Kontaktflächen zwischen dem Käfig und dem Gelenkaußenteil bzw. zwischen dem Käfig und dem Gelenkinnenteil nicht erforderlich. Die entsprechenden Flächen können folglich mit relativ groben Toleranzen hergestellt werden. Auch ein Härten dieser Flächen am Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil, wie dies insbesondere bei herkömmlichen UF/RF-Gelenken notwendig ist, kann entfallen.One Advantage of the joint according to the invention lies in its reduced manufacturing costs compared to conventional ones Fixed joints. Since the control essentially over the Balls takes place and there also between the cage and the Joint outer part and the inner joint part not directly, but transmitted only indirectly via the balls axial forces are precisely machined contact surfaces between the cage and the outer joint part or not required between the cage and the inner joint part. The corresponding surfaces can therefore with relatively coarse tolerances are produced. Also a hardening these surfaces on the outer joint part and inner joint part, like this, especially with conventional UF / RF joints necessary, can be omitted.

Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Gelenk mit einem sehr geringen Radialspiel gebaut werden. Ein solches ist bei herkömmlichen UF/RF-Gelenken aufgrund der Doppelpassung zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil einerseits über den Käfig und andererseits über die Kugeln erforderlich. Dieses radiale Spiel hat bei herkömmlichen Gelenken zur Folge, dass unter Drehmomentbelastung die Kugeln in radialer Richtung aus ihrer Laufbahn gedrückt werden. Hierdurch können infolge von Materialverformungen Aufwertungen an den Kanten der Kugellaufbahnen auftreten, die die benachbarten Führungsflächen für den Käfig deformieren. Im Extremfall wird der Käfig von solchen Materialaufwerfungen aufgeschlitzt. Um dies zu verhindern, werden bei herkömmlichen Gelenken an den Rändern der Kugellaufbahnen Fasen vorgesehen, welche jedoch den Umschlingungswinkel der Kugeln und damit das Drehmomentübertragungspotenzial verringern. Zudem sind solche Fasen mit einem zusätzlichen Bearbeitungsaufwand verbunden.About that In addition, the joint according to the invention with a very small radial clearance to be built. Such is in conventional UF / RF joints due to the double fit between the outer joint part and the inner joint part on the one hand on the cage and on the other hand about the balls required. This radial In conventional joints, play has resulted in under-torque loading the balls in the radial direction from their career become. As a result, due to material deformations Appraisals at the edges of the ball raceways occur that the deform adjacent guide surfaces for the cage. In extreme cases, the cage of such Materialaufwerfungen slashed. To prevent this, are conventional Provided joints at the edges of the ball raceways chamfers, which, however, the wrap angle of the balls and thus the torque transfer potential reduce. In addition, such bevels with an additional Processing costs connected.

Das mit dem erfindungsgemäßen Gelenk mögliche, sehr geringe radiale Spiel verhindert die Tendenz des Hochwanderns der Kugeln innerhalb der Kugellaufbahnen und damit die Bildung von Aufwertungen an den Rändern derselben. Dadurch kann das Anbringen separater Fasen vermieden und das Drehmomentübertragungspotenzial erhöht werden.The possible with the joint according to the invention, very low radial clearance prevents the tendency of high-altitude walking the balls within the ball tracks and thus the formation of Upgrades at the edges of the same. This can do that Attaching separate chamfers avoided and the torque transfer potential increase.

Mit dem erfindungsgemäßen Gelenk lassen sich Beugewinkel in der Größenordnung von 30° und bis zu mehr als 45° realisieren.With The joint according to the invention can be bent angles in the order of 30 ° and up to realize more than 45 °.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.Further, advantageous embodiments of the invention are in the other Claims specified.

Gemäß einer ersten, vorteilhaften Ausgestaltung ist eine dritte Gruppe von Kugellaufbahnen vorgesehen, deren Schrägungswinkel von dem Schrägungswinkel der ersten und zweiten Gruppe abweichen. Vorzugsweise sind die Schrägungswinkel in der dritten Gruppe betragsmäßig kleiner als in der ersten und zweiten Gruppe.According to one first advantageous embodiment is a third group of ball raceways provided, the helix angle of the helix angle the first and second group differ. Preferably, the helix angles in the third group less than in the first and second group.

Insbesondere kann der Schrägungswinkel in der dritten Gruppe auch 0° sein, so dass sich Kugellaufbahnen ergeben, die in Radialebenen verlaufen, welche jeweils die Längsachse des jeweiligen Gelenkbauteils einschließen.Especially if the helix angle in the third group can also be 0 °, so that arise ball races, which run in radial planes, which each include the longitudinal axis of the respective joint component.

Die Kugellaufbahnen der dritten Gruppe sind jedoch wie die Kugellaufbahnen der ersten und zweiten Gruppe gekrümmt.The Ball races of the third group, however, are like the ball raceways the first and second group curved.

Durch die nicht bzw. weniger stark steuernden Kugellaufbahnen ergibt sich ein höheres Drehmomentübertragungspotenzial, da die Kugeln in den ungeschrägten bzw. weniger stark geschrägten Kugellaufbahnen einen größeren Beitrag zur Drehmomentübertragung ermöglichen.By the not or less strongly controlling ball raceways results a higher torque transfer potential because the balls in the ungeschrägten or less steeply beveled Ball tracks a greater contribution to torque transmission enable.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden zwei Kugellaufbahnen mit entgegengesetzter Schrägung in Umfangsrichtung unmittelbar benachbart angeordnet.According to one advantageous embodiment, two ball races with opposite skew arranged immediately adjacent in the circumferential direction.

Sind lediglich Kugellaufbahnen der ersten und zweiten Gruppe vorhanden, werden diese in Unfangsrichtung bevorzugt abwechselnd angeordnet.are only ball tracks of the first and second group exist, these are preferably arranged alternately in the circumferential direction.

Andernfalls kann vorgesehen werden, dass in Umfangsrichtung auf zwei geschrägte Kugellaufbahnen der ersten und zweiten Gruppe eine Kugellaufbahn der dritten Gruppe folgt.Otherwise can be provided that in the circumferential direction on two beveled Ball tracks of the first and second group a ball track the third group follows.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in einer Gelenkmittelebene, welche sich durch das Beugezentrum des Gelenks erstreckt und bei ungebeugtem Gelenk senkrecht zu den Längsachse des Gelenkinnenteils und des Gelenkaußenteils verläuft, der Winkelabstand der Laufbahnmitten zwischen benachbarten Kugellaufbahnen der ersten und zweiten Gruppe größer als der Winkelabstand zwischen einer geschrägten Kugellaufbahn der ersten oder zweiten Gruppe und einer benachbarten Kugellaufbahn der dritten Gruppe.According to a further advantageous embodiment staltung of the invention is in a joint median plane, which extends through the flexion center of the joint and at unbuckugtem joint perpendicular to the longitudinal axis of the inner joint part and the outer joint part, the angular distance of the raceway centers between adjacent ball raceways of the first and second group is greater than the angular distance between a bevelled Ball track of the first or second group and an adjacent ball track of the third group.

Aufgrund der Funktion als Festgelenk ergeben sich im Vergleich zu VL-Verschiebegelenken sehr lange, schräg verlaufende Kugellaufbahnen. Durch die vorstehend genannten Maßnahmen kann gleichwohl verhindert werden, dass die Stege zwischen zwei benachbarten Kugellaufbahnen zu dünn werden. Vielmehr lassen sich die Stege so dimensionieren, dass diese bei einem Härten des Bauteils nicht durchgehärtet werden. Dadurch wird eine Sprödbruchgefahr vermieden. Ansonsten müssten schmalere Laufbahnen und kleinere Kugeln zum Einsatz kommen. Durch diese Maßnahme wird folglich die Drehmomentübertragungskapazität bzw. das Drehmomentübertragungspotenzial des Gelenks weiter verbessert.by virtue of the function as a fixed joint arise in comparison to VL-sliding joints very much long, sloping ball raceways. By the above can nevertheless be prevented, that the webs between two adjacent ball raceways are too thin. Rather, the webs can be dimensioned so that these at not hardened a hardening of the component become. This avoids a risk of brittle fracture. Otherwise would have narrower tracks and smaller balls used come. By this measure, consequently, the torque transmission capacity or the torque transfer potential of the joint on improved.

Bevorzugt verlaufen zwei ungeschrägte Kugellaufbahnen in einer gemeinsamen Radialebene. Dies begünstigt ebenfalls breitere Stege zwischen benachbarten Kugellaufbahnen mit der Folge eines höheren übertragbaren Drehmoments. Weiterhin kann einer linksgeschrägten Kugellaufbahn in Umfangsrichtung eine weitere linksgeschrägte Kugellaufbahn diametral gegenüberliegen. Dies kann analog auch für rechtsgeschrägte Kugellaufbahnen vorgesehen werden.Prefers run two unswept ball raceways in a common Radial plane. This also favors wider lands between adjacent ones Ball races with the consequence of a higher transferable Torque. Furthermore, a left-angled ball track in the circumferential direction another left-angled ball track diametrically opposed. This can be analogous for right-angled ball tracks are provided.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt das Verhältnis von Kugeldurchmesser zum Wälzkreisdurchmesser in Gelenkmitte bei ungebeugtem Gelenk im Bereich von 0,25 bis 0,40.According to one Another advantageous embodiment of the invention is the ratio from ball diameter to pitch circle diameter in the center of the joint with an unbent joint in the range of 0.25 to 0.40.

Das Verhältnis von Kugeldurchmesser zum Krümmungsradius der gekrümmten Bahn der Kugelmittelpunkte liegt bevorzugt im Bereich von 0,20 bis 0,60.The Ratio of ball diameter to radius of curvature the curved path of the ball centers is preferred in the range of 0.20 to 0.60.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Käfig gegenüber einem der Gelenkbauteile, d. h. gegenüber dem Gelenkaußenteil oder dem Gelenkinnenteil, axial durch eine Spielpassung von bis zu einigen Zehntel Millimetern in seiner Axialbewegbarkeit beschränkt ist. Zu dem jeweils anderen Gelenkbauteil kann ebenfalls eine Spielpassung oder sogar ein größerer Abstand von bis zu einigen Millimetern vorgesehen sein.In A further advantageous embodiment provides that the cage opposite one of the joint components, d. H. opposite the outer joint part or the inner joint part, axially by a clearance of up to a few tenths of a millimeter is limited in its Axbewegbewegbarkeit. To the other one Joint component can also be a clearance fit or even a larger one Distance of up to a few millimeters can be provided.

Insbesondere kann zwischen dem Käfig und einem Gelenkbauteil, d. h. dem Gelenkaußenteil bzw. dem Gelenkinnenteil eine Spielpassung vorgesehen werden, während der Käfig radial von dem jeweils anderen Gelenkbauteil beabstandet ist.Especially can between the cage and a joint component, d. H. the outer joint part or the inner joint part a clearance fit be provided while the cage radially from is spaced apart the other joint component.

Da sich die Axialkräfte der Kugeln am Käfig weitestgehend ausgleichen, ist dieser im wesentlichen axialkraftfrei.There The axial forces of the balls on the cage as far as possible compensate, this is essentially axialkraftfrei.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:The Invention will now be described with reference to the drawing Embodiments explained in more detail. The drawing shows in:

1 eine räumliche Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels für ein Gleichlauffestgelenk nach der Erfindung, 1 a spatial view of a first embodiment of a constant velocity fixed joint according to the invention,

2 eine Längsschnittansicht des Gelenks aus 1, 2 a longitudinal sectional view of the joint 1 .

3 eine weitere Längsschnittansicht des Gelenks aus 1, in einer gegenüber 2 verdrehten Schnittebene, 3 another longitudinal sectional view of the joint 1 in a opposite 2 twisted cutting plane,

4 eine Querschnittsansicht des Gelenkinnenteils in der Gelenkmittelebene, 4 a cross-sectional view of the inner joint part in the joint center plane,

5 eine Längsschnittansicht des Gelenkinnenteils, 5 a longitudinal sectional view of the inner joint part,

6 eine Abwicklung des Gelenkinnenteils in schematischer Darstellung, 6 a development of the inner joint part in a schematic representation,

7 eine Abwicklung des korrespondierenden Kugellaufbahnbereichs des Gelenkaußenteils in schematischer Darstellung, 7 a development of the corresponding ball track area of the outer joint part in a schematic representation,

8 eine Abwicklung des Gelenkinnenteils in schematischer Darstellung für ein zweites Ausführungsbeispiel, 8th a development of the inner joint part in a schematic representation of a second embodiment,

9 eine Abwicklung des korrespondierenden Kugellaufbahnbereichs am Gelenkaußenteil für das zweite Ausführungsbeispiel, 9 a development of the corresponding ball raceway region on the outer joint part for the second embodiment,

10 eine Abwicklung des Gelenkinnenteils in schematischer Darstellung für ein drittes Ausführungsbeispiel, 10 a development of the inner joint part in a schematic representation of a third embodiment,

11 eine Abwicklung des korrespondierenden Kugellaufbahnbereichs am Gelenkaußenteil für das dritte Ausführungsbeispiel, 11 a development of the corresponding ball track area at the outer joint part for the third embodiment,

12 eine räumliche Ansicht des Gelenks nach dem zweiten Ausführungsbeispiel, und in 12 a spatial view of the joint according to the second embodiment, and in

13 eine Querschnittsansicht des Gelenkinnenteils in der Gelenkmittelebene für das Gelenk nach dem zweiten Ausführungsbeispiel. 13 a cross-sectional view of the inner joint part in the joint center plane for the joint according to the second embodiment.

Das erste Ausführungsbeispiel zeigt ein Gleichlauffestgelenk 1 mit einem Gelenkaußenteil 2 und einem Gelenkinnenteil 3. Dabei ist das als Nabe mit Innenverzahnung ausgeführte Gelenkinnenteil 3 in dem glockenförmigen Gelenkaußenteil 2 angeordnet. An den einander gegenüberliegenden Flächen 4 und 5 des Gelenkaußenteil 2 und des Gelenkinnenteil 3 sind jeweils eine Vielzahl von Kugellaufbahnen 7 bzw. 8 ausgebildet, die einander gegenüberliegende Kugellaufbahnpaare bilden. Zwischen dem Gelenkaußenteil 2 und dem Gelenkinnenteil 3 ist weiterhin ein Käfig 9 angeordnet, der an seinem Umfang eine Vielzahl von Fenstern 10 aufweist. In diesen Fenstern 10 ist jeweils eine Kugel 11 angeordnet, die in einem Kugellaufbahnpaar gehalten ist, um Drehmomente zwischen dem Gelenkaußenteil 2 und dem Gelenkinnenteil 3 zu übertragen.The first embodiment shows a constant velocity fixed joint 1 with an outer joint part 2 and an inner joint part 3 , It is designed as a hub with internal toothing inner joint part 3 in the bell-shaped outer joint part 2 arranged. At the opposite surfaces 4 and 5 of the outer joint part 2 and the inner joint part 3 are each a variety of ball raceways 7 respectively. 8th formed, the opposing ball raceway pairs form. Between the outer joint part 2 and the inner joint part 3 is still a cage 9 arranged, at its periphery a multiplicity of windows 10 having. In these windows 10 is each a ball 11 arranged, which is held in a ball raceway pair, to torques between the outer joint part 2 and the inner joint part 3 transferred to.

Die Kugellaufbahnen 7 an der radial nach innen weisenden Fläche 4 des Gelenkaußenteils 2 besitzen, wie in 7 anhand einer Abwicklung des Kugellaufbahnbereichs dargestellt, unterschiedliche Schrägungswinkel αi zur Längsachse A des Gelenkaußenteils 2. So verlaufen die Kugellaufbahnen 71 , einer ersten Gruppe von Kugellaufbahnen 7 schräg zur Längsachse A, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beispielhaft ein Schrägungswinkel α1 von +15° vorgesehen ist. Die Kugellaufbahnen 72 einer zweiten Gruppe von Kugellaufbahnen 7 verläuft ebenfalls schräg zur Längsachse A, allerdings mit einem im Vergleich zu den Kugellaufbahnen 71 der ersten Gruppe entgegengesetzten Schrägungswinkel α2, der hier beispielhaft –15° beträgt. Eine dritte Gruppe von Kugellaufbahnen 73 ist so angeordnet, dass deren Mittelachsen jeweils in einer die Längsachse A einschließenden Radialebene des Gelenkaußenteils 2 verlaufen, das heißt einen Schrägungswinkel zur Längsachse A von 0° besitzen.The ball tracks 7 at the radially inwardly facing surface 4 of the outer joint part 2 own, as in 7 illustrated by a development of the ball track area, different helix angle α i to the longitudinal axis A of the outer joint part 2 , This is how the ball tracks run 7 1 , a first group of ball races 7 obliquely to the longitudinal axis A, wherein in the illustrated embodiment, for example, a helix angle α 1 of + 15 ° is provided. The ball tracks 7 2 a second group of ball raceways 7 also runs obliquely to the longitudinal axis A, but with one in comparison to the ball raceways 7 1 the first group opposite helix angle α 2 , which is here exemplary -15 °. A third group of ball races 7 3 is arranged so that their central axes each in a longitudinal axis A enclosing the radial plane of the outer joint part 2 run, that is, have a helix angle to the longitudinal axis A of 0 °.

Die zugehörigen Kugellaufbahnen 8 an der radial nach außen weisenden Fläche 5 des Gelenkinnenteils 3 sind so ausgebildet, dass geschrägten Kugellaufbahnen 71 bzw. 72 am Gelenkaußenteil 2 ebenfalls geschrägte Kugellaufbahnen 81 bzw. 82 am Gelenkinnenteil 3 gegenüberliegen, so dass sich am Gelenkaußenteil 2 und Gelenkinnenteil 3 einander gegenüberliegende geschrägte Kugellaufbahnen 71 und 81 bzw. 72 und 82 kreuzen, während den ungeschrägten Kugellaufbahnen 73 am Gelenkaußenteil 2 ebenfalls ungeschrägte Kugellaufbahnen 83 am Gelenkinnenteil zugeordnet sind. Damit ergibt sich für das Gelenkinnenteil 3 die in 6 dargestellte Abwicklung der Fläche 5. Die Kugellaufbahnen 81 der ersten Gruppe von Kugellaufbahnen 8, die den Kugellaufbahnen 71 der entsprechenden Gruppe am Gelenkaußenteil 2 überkreuz gegenüberliegen, verlaufen schräg zur Längsachse B des Gelenkinnenteils 3, wobei hier beispielhaft einen Schrägungswinkel β1 von –15° vorgesehen ist. Die Kugellaufbahnen 82 einer zweiten Gruppe verlaufen ebenfalls schräg zur Längsachse B, jedoch wiederum mit entgegengesetztem Schrägungswinkel β2, der hier beispielhaft +15° beträgt. Eine dritte Gruppe von Kugellaufbahnen 83 ist analog zu dem Gelenkaußenteil 2 so angeordnet, dass deren Mittelachsen jeweils in einer die Längsachse B des Gelenkinnenteils 3 einschließenden Radialebene verlaufen und somit in der Abwicklung einen Schrägungswinkel zur Längsachse B von 0° aufweisen.The associated ball raceways 8th at the radially outwardly facing surface 5 of the inner joint part 3 are designed so that slanted ball raceways 7 1 respectively. 7 2 at the outer joint part 2 also tapered ball tracks 8 1 respectively. 8 2 at the inner joint part 3 opposite, so that at the outer joint part 2 and inner joint part 3 opposing slanted ball raceways 7 1 and 8 1 respectively. 7 2 and 8 2 Cross, while the ungrawn ball races 7 3 at the outer joint part 2 also ungrawn ball tracks 8 3 assigned to the inner joint part. This results in the inner joint part 3 in the 6 illustrated processing of the area 5 , The ball tracks 8 1 the first group of ball races 8th that the ball races 7 1 the corresponding group at the outer joint part 2 opposite to each other, run obliquely to the longitudinal axis B of the inner joint part 3 , wherein here by way of example a helix angle β 1 of -15 ° is provided. The ball tracks 8 2 a second group also extend obliquely to the longitudinal axis B, but again with opposite helix angle β 2 , which is here by way of example + 15 °. A third group of ball races 8 3 is analogous to the outer joint part 2 arranged so that their central axes each in a longitudinal axis B of the inner joint part 3 enclosing radial plane and thus in the settlement have a helix angle to the longitudinal axis B of 0 °.

Über die Kugeln 11 in den gekreuzten Kugellaufbahnpaaren 71 und 81 bzw. 72 und 82 wird der Käfig 9 bei einer Beugung des Gelenks in eine Halbwinkelebene zwischen den dann zueinander angewinkelten Längsachsen A und B des Gelenkaußenteils 2 und des Gelenkinnenteils 3 gesteuert. Die sich kreuzenden Laufbahnen verursachen in dem zwischen ihnen aufgenommenen Kugeln 11 jeweils eine Axialkraftkomponente, so dass sich die jeweilige Kugel 11 an einem Steg des Käfigs 9 abstützen muss. Diese Kraftkomponente trägt nicht zur Drehmomentübertragung bei, sondern verursacht Reibung. Hingegen sind die Kugeln 11 in den ungeschrägten Kugellaufbahnpaaren 73 und 83 vollständig zur Drehmomentübertragung nutzbar, da diese bei 0° Beugewinkel keine Steuerungsfunktion besitzen. Durch die Maximierung des Anteils der Kugelkraft, der zur Drehmomentübertragung genutzt werden kann, wird der Wirkungsgrad des Gelenks gesteigert.About the balls 11 in the crossed ball raceway pairs 7 1 and 8 1 respectively. 7 2 and 8 2 becomes the cage 9 in a flexion of the joint in a half-angle plane between the then angled longitudinal axes A and B of the outer joint part 2 and the inner joint part 3 controlled. The intersecting raceways cause in the balls taken between them 11 each an axial force component, so that the respective ball 11 at a footbridge of the cage 9 must support. This force component does not contribute to torque transmission, but causes friction. On the other hand are the balls 11 in the ungrawn ball raceway pairs 7 3 and 8 3 fully usable for torque transmission, as they have no control function at 0 ° deflection angle. By maximizing the proportion of ball force that can be used to transmit torque, joint efficiency is increased.

Die Aufeinanderfolge der unterschiedlich ausgerichteten Kugellaufbahnen 7 bzw. 8 in Umfangsrichtung kann prinzipiell frei gewählt werden. Allerdings lassen sich durch besondere Anordnungsmuster das Drehmomentübertragungspotenzial des Gelenks weiter verbessern, sowie die verbleibenden Beugemomente um die Gelenkachsen positiv beeinflussen.The sequence of differently oriented ball raceways 7 respectively. 8th in the circumferential direction can be chosen freely in principle. However, with special arrangement patterns, the torque transmission potential of the joint can be further improved, as well as positively influencing the remaining flexion moments about the joint axes.

Insbesondere können zwei Kugellaufbahnen 71 und 72 bzw. 81 und 82 mit entgegengesetzter Schrägung in Umfangsrichtung unmittelbar benachbart angeordnet werden. Überdies kann auf zwei geschrägte Kugellaufbahnen eine ungeschrägte Kugellaufbahn 73 bzw. 83 folgen, die in der Radialebene der jeweiligen Längsachse A bzw. B verläuft.In particular, two ball raceways 7 1 and 7 2 respectively. 8 1 and 8 2 be arranged immediately adjacent with opposite skew in the circumferential direction. In addition, an ungradled ball track can be used on two slanted ball raceways 7 3 respectively. 8 3 follow, which runs in the radial plane of the respective longitudinal axis A and B respectively.

Hierdurch können die Abstände zwischen benachbarten Endabschnitten aufeinanderzulaufender Kugellaufbahnen bei langen Laufbahnen ausreichend groß gewählt werden, um bei einem Härten ein Durchhärten der Stege zwischen den Kugellaufbahnen und eine damit verbundene Sprödbruchgefahr zu vermeiden.hereby can the distances between adjacent end sections running on running ball tracks on long careers sufficient Great to be chosen when hardening a hardening of the webs between the ball raceways and avoid a risk of brittle fracture associated therewith.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit sechs Kugeln 11 liegen dann die Mittelachsen der zwei ungeschrägten Kugellaufbahnen 73 des Gelenkaußenteils 2 in einer gemeinsamen Radialebene der Längsachse A und die Mittelachsen der ungeschrägten Kugellaufbahnen 83 des Gelenkinnenteils 3 in einer gemeinsamen Radialebene der Längsachse B.In the illustrated embodiment with six balls 11 then lie the central axes of the two ungrawn ball raceways 7 3 of the outer joint part 2 in a common radial plane of the longitudinal axis A and the central axes of the unge slanted ball tracks 8 3 of the inner joint part 3 in a common radial plane of the longitudinal axis B.

Zudem liegt einer linksgeschrägten Kugellaufbahn in Umfangsrichtung eine weitere linksgeschrägte Kugellaufbahn und einer rechtsgeschrägten Kugellaufbahn in Umfangsrichtung eine weitere rechtsgeschrägte Kugellaufbahn diametral gegenüber.moreover is a left-angled ball track in the circumferential direction another left-angled ball track and a right-angled ball track in the circumferential direction another right-angled ball track diametrically opposite.

Zur Vermeidung dünner Stege können die Kugellaufbahnen 7 und 8 bezogen auf die Gelenkmittelebene E, welche das Beugezentrum M des Gelenks enthält, mit ungleichmäßiger Teilung angeordnet werden. Wie in 4 dargestellt, wird der Winkelabstand γ1 der Laufbahnmitten zwischen benachbarten geschrägten Kugellaufbahnen 81 und 82 größer gewählt als der Winkelabstand γ2 zwischen einer geschrägten Kugellaufbahn 81 bzw. 82 und einer benachbarten ungeschrägten, in einer Radialebene verlaufenden Kugellaufbahn 83 .To avoid thin webs, the ball raceways 7 and 8th related to the joint center plane E, which contains the flexion center M of the joint, are arranged with non-uniform pitch. As in 4 is shown, the angular distance γ 1 of the track centers between adjacent slanted ball raceways 8 1 and 8 2 chosen larger than the angular distance γ 2 between a slanted ball track 8 1 respectively. 8 2 and an adjacent unswept ball raceway running in a radial plane 8 3 ,

Weiterhin sind die Kugellaufbahnen 7 bzw. 8 jeweils derart gekrümmt, dass der durch alle möglichen Aufenthaltsorte der jeweiligen Kugel 11 gebildete Bogen P einen Krümmungsmittelpunkt C jenseits der Längsachse A bzw. B des Gelenkaußenteils 2 bzw. Gelenkinnenteils 3 aufweist. Dieser Krümmungsmittelpunkt C kann in der Gelenkmittelebene E liegen oder aber auch einen Axialoffset aufweisen, d. h. etwas seitlich zur Gelenkmittelebene E versetzt sein.Furthermore, the ball raceways 7 respectively. 8th each curved so that the by all possible whereabouts of the respective ball 11 formed arc P a center of curvature C beyond the longitudinal axis A and B of the outer joint part 2 or inner joint part 3 having. This center of curvature C can lie in the joint center plane E or else also have an axial offset, that is to say offset slightly laterally to the joint center plane E.

Durch die Krümmung der Kugellaufbahnen 7 bzw. 8 wird über den gesamten Bahnverlauf ein möglichst gleichmäßiger und ausreichend großer Kugelumschlingungswinkel gewährleistet. Dies wirkt sich positiv auf die Festigkeitseigenschaften der Kugellaufbahnen 7 bzw. 8 sowie der Kugeln 9 aus und begünstigt die Übertragung hoher Drehmomente.Due to the curvature of the ball raceways 7 respectively. 8th a uniform and sufficiently large ball wrap is guaranteed over the entire course of the track. This has a positive effect on the strength properties of the ball raceways 7 respectively. 8th as well as the balls 9 and promotes the transmission of high torques.

Die vorstehend erläuterte Konfiguration ermöglicht überdies eine kompakte Bauweise sowie den Einsatz verhältnismäßig großer Kugeln 11. So liegt das Verhältnis von Kugeldurchmesser d zum Wälzkreisdurchmesser D in Gelenkmitte bei ungebeugtem Gelenk bei etwa 0,25 bis 0,30 und kann bis 0,40 betragen. Das Verhältnis von Kugeldurchmesser d zum Krümmungsradius R der gekrümmten Bahn P der Kugelmittelpunkte liegt hier im Bereich von 0,20 bis 0,30 und kann bis 0,60 betragen.The above-described configuration also allows a compact design and the use of relatively large balls 11 , Thus, the ratio of ball diameter d to pitch circle diameter D in the middle of the joint in the case of an unbent joint is about 0.25 to 0.30 and may be up to 0.40. The ratio of the ball diameter d to the radius of curvature R of the curved path P of the ball centers here is in the range of 0.20 to 0.30 and may be up to 0.60.

Bei dem dargestellten Gelenk wird eine Doppelpassung zwischen dem Gelenkaußenteil 2 und dem Gelenkinnenteil 3 vermieden. Hierzu werden zwischen der Außenumfangsfläche 12 des Käfigs 9 und der nach innen weisenden Fläche 4 des Gelenkaußenteils 2 sowie der Innenumfangsfläche 13 des Käfigs 9 und der radial nach außen weisenden Fläche 5 des Gelenkinnenteils 3 eine Spielpassung von einigen Zehntel Millimetern oder ein sogar Abstand in der Größenordnung von einem oder mehreren Millimetern vorgesehen.In the illustrated joint, a double fit between the outer joint part 2 and the inner joint part 3 avoided. For this purpose, between the outer peripheral surface 12 of the cage 9 and the inward facing surface 4 of the outer joint part 2 and the inner peripheral surface 13 of the cage 9 and the radially outwardly facing surface 5 of the inner joint part 3 a clearance fit of a few tenths of a millimeter or even a distance of the order of one or more millimeters.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Außenumfangsfläche 12 des Käfigs 9 und der nach innen weisenden Fläche 4 des Gelenkaußenteils 2 eine Spielpassung vorgesehen, die es gestattet, die einander gegenüberliegenden Flächen am Gelenkaußenteil 2 sowie am Käfig 9 mit verhältnismäßig groben Toleranzen herzustellen. Zwischen dem Käfig und dem Außenteil reicht ein loser Kontakt, damit sich nicht im Laufe des Betriebe oder aufgrund von Fertigungstoleranzen und sich daraus ergebenden kleinen Axialkräften das Gelenk verschiebt. Durch den Entfall präzise bearbeiteter Kontaktflächen wird die Fertigung vereinfacht. Zudem ist ein Härten dieser Flächen nicht erforderlich. Zwischen der Innenumfangsfläche 13 des Käfigs 9 und der radial nach außen weisenden Fläche 5 des Gelenkinnenteils 3 ist ein etwas größerer Abstand vorgesehen, so dass sich diese Flächen im Betrieb nicht berühren und ebenfalls mit wenig Aufwand herstellbar sind. Alternativ hierzu können zwischen dem Käfig und dem Gelenkinnenteil eine Spielpassung und zwischen Käfig und dem Gelenkaußenteil ein größerer Abstand oder gegebenenfalls auch eine Spielpassung vorgesehen werden.In the illustrated embodiment is between the outer peripheral surface 12 of the cage 9 and the inward facing surface 4 of the outer joint part 2 provided a clearance, which allows the opposing surfaces on the outer joint part 2 as well as on the cage 9 to produce with relatively rough tolerances. A loose contact between the cage and the outer part is sufficient so that the joint does not shift during operation or because of manufacturing tolerances and resulting small axial forces. The elimination of precisely machined contact surfaces simplifies manufacturing. In addition, a hardening of these surfaces is not required. Between the inner peripheral surface 13 of the cage 9 and the radially outwardly facing surface 5 of the inner joint part 3 a slightly larger distance is provided so that these surfaces do not touch during operation and can also be produced with little effort. Alternatively, between the cage and the inner joint part a clearance and between the cage and the outer joint part a greater distance or possibly also a clearance fit can be provided.

Grundsätzlich kann zwischen dem Käfig und einem Gelenkbauteil, d. h. Gelenkaußenteil bzw. Gelenkinnenteil, ein verhältnismäßig enger Kontakt und weiterhin ein großes axiales Spiel zwischen dem Käfig und dem anderen Gelenkbauteil vorgesehen werden. Entscheidend ist, dass der Käfig relativ zu einem der beiden Gelenkbauteile in seiner Axialbeweglichkeit eingeschränkt wird. Das entsprechend andere Gelenkbauteil kann sich dann axial nicht mehr bewegen, weil es stets das folgende Verhältnis der Geschwindigkeiten bzw. Wege besteht. Bewegt sich der Käfig relativ zu einem Gelenkbauteil um einen bestimmten Weg x, dann bewegt sich der Käfig relativ zum anderen Gelenkbauteil um einen entsprechenden Weg x, so dass sich das Gelenkaußenteil und das Gelenkinnenteil relativ zueinander um 2·x verschieben.in principle can between the cage and a joint component, d. H. Joint outer part or inner joint part, a relative close contact and continue a great axial game between the cage and the other joint component are provided. It is crucial that the cage relative to one of the two Joint components limited in its axial mobility becomes. The corresponding other joint component can then be axially Do not move because it's always the following ratio the speeds or paths exists. Moves the cage relative to a joint component by a certain distance x, then moved the cage relative to the other joint component to a corresponding path x, so that the outer joint part and move the inner joint part 2 x relative to each other.

Bei dem erfindungsgemäßen Gelenk kann das radiale Spiel des Gelenks allein über die Kugeln 11 und die Kugellaufbahnen 7 und 8 eingestellt werden. Durch die Vermeidung einer Doppelpassung über den Käfig 9 lässt sich dieses Spiel sehr klein wählen, so dass die Kugeln 11 in den Kugellaufbahnen 7 und 8 nicht hochwandern und an deren Kanten Aufwerfungen erzeugen, welche den Käfig 9 beschädigen könnten. Die Kanten der Kugellaufbahnen 7 und 8 benötigen daher keiner aufwändige Nachbearbeitung, welche überdies den Kugelumschlingungswinkel unvorteilhaft vermindern würde.In the joint according to the invention, the radial play of the joint can be controlled solely by the balls 11 and the ball tracks 7 and 8th be set. By avoiding a double fit over the cage 9 This game can be very small, so the balls 11 in the ball races 7 and 8th do not roam and create at the edges of which the cage 9 could damage. The edges of the ball raceways 7 and 8th therefore require no elaborate post-processing, which would also reduce the Kugelumschlingungswinkel unfavorable.

Im Unterschied zu herkömmlichen Rzeppagelenken gleichen sich die Kugelkräfte über den Käfig in axialer Richtung aus. Damit besitzt bei einem Gelenk der vorstehend erläuterten Bauart keines der Gelenkbauteile, d. h. weder das Gelenkaußenteil, das Gelenkinnenteil noch der Käfigs, das Bestreben, seine axiale Lage relativ zu den jeweils anderen Gelenkbauteilen zu verändern. Deshalb ist es möglich, ohne präzise Führungsflächen für den Käfig auszukommen. Bei herkömmlichen Rzeppagelenken muss hingegen eine axial sehr enge Führung vorgesehen werden, da die Kugelaxialkräfte unter Drehmoment ansonsten das Gelenk verschieben und zerlegen würden. Die enge axiale Führung geht aufgrund der sphärischen Führungsflächen gezwungenermaßen mit einer engen radialen Führung einher, so dass sich eine Doppelpassung ergibt, die, wie oben bereits erläutert, bei der erfindungsgemäßen Gelenkkonfiguration vermieden wird.in the Difference to conventional Rzeppagelenken resemble each other the ball forces over the cage in the axial Direction out. This has at a joint of the above-explained Design of none of the joint components, d. H. neither the outer joint part, the Inner joint still the cage, the endeavor, its axial To change position relative to the other joint components. That is why it is possible without precise guide surfaces to get along for the cage. In conventional Rzeppagelenken must, however, an axially very narrow leadership be provided because the Kugelaxialkräfte under torque otherwise move and disassemble the joint. The narrow axial Leadership is due to the spherical guide surfaces forced with a narrow radial guidance so that there is a double fit, which, as above explained in the inventive Joint configuration is avoided.

Von dem vorstehend erläuterten Gleichlauffestgelenk nach dem ersten Ausführungsbeispiel sind zahlreiche Abwandlungen in Bezug auf die Schrägung der Kugellaufbahnen in den einzelnen Gruppen sowie die Anordnung der Kugellaufbahnen der einzelnen Gruppen in Unfangsrichtung möglich.From the above-described constant velocity fixed joint after the First embodiment are numerous modifications in relation to the slanting of the ball raceways in the individual groups as well as the arrangement of the ball raceways of the individual groups in Unfangsrichtung possible.

Die 8 und 9 zeigen eine Kugellaufbahnanordnung eines Gleichlauffestgelenks nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, das im übrigen entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind lediglich Kugellaufbahnen 71' und 72' bzw. 81' und 82' der ersten und zweiten Gruppe vorhanden Die Schrägungswinkel δ1 bzw. β1 und δ2 bzw. β2 sind für beide Gruppen betragsmäßig gleich, jedoch dem Vorzeichen nach verschieden, so dass die einander am Gelenkaußenteil und am Gelenkinnenteil gegenüberliegenden Kugellaufbahnen sich kreuzen. Der Betrag des Schrägungswinkels liegt im Bereich von 10° bis 15°. In Umfangsrichtung sind links- und rechtsgeschrägte Kugellaufbahnen stets abwechselnd angeordnet. Bei diesem Gelenk können ferner, wie in den 12 und 13 dargestellt, die Winkelabstände der Laufbahnmitten zwischen benachbarten Kugellaufbahnen 81 und 82 in der Gelenkmittelebene alle gleich groß gewählt werden.The 8th and 9 show a ball raceway assembly of a constant velocity joint according to a second embodiment, which is otherwise formed according to the first embodiment. In the second embodiment are only ball raceways 7 1 ' and 7 2 ' respectively. 8 1 ' and 8 2 ' The helix angles δ 1 or β 1 and δ 2 or β 2 are equal in magnitude for both groups, but different according to the sign, so that the mutually opposite ball raceways on the outer joint part and the inner joint part intersect. The amount of helix angle is in the range of 10 ° to 15 °. In the circumferential direction left- and right-angled ball raceways are always arranged alternately. In this joint can also, as in the 12 and 13 shown, the angular distances of the track centers between adjacent ball raceways 8 1 and 8 2 in the joint median plane are all the same size.

Die 10 und 11 zeigen eine Kugellaufbahnanordnung eines Gleichlauffestgelenks nach einem dritten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall weisen die Kugellaufbahnen 73'' und 83'' im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel einen Schrägungswinkel δ3 +, β3 +, δ3 – und β3 – ungleich 0 auf. Dieser Schrägungswinkel ist betragsmäßig kleiner als der Schrägungswinkel δ1, δ2 und β1, β2 der ersten und zweiten Gruppe. Liegt der Betrag des Schrägungswinkels für die erste und zweite Gruppe im Bereich von 10° bis 15°, so ist für die dritte Gruppe ein Winkelbetrag von 0° bis 9° vorgesehen.The 10 and 11 show a ball raceway assembly of a constant velocity joint according to a third embodiment. In this case, the ball raceways 7 3 '' and 8 3 '' in contrast to the first embodiment, a helix angle δ 3 + , β 3 + , δ 3 - and β 3 - not equal to 0. This helix angle is smaller in magnitude than the helix angle δ 1 , δ 2 and β 1 , β 2 of the first and second group. If the amount of helix angle for the first and second groups is in the range of 10 ° to 15 °, an angle of 0 ° to 9 ° is provided for the third group.

Die einander am Gelenkinnenteil und am Gelenkaußenteil gegenüberliegenden geschrägten Kugellaufbahnen 73'' und 83'' der dritten Gruppe kreuzen sich. Zudem sind die Kugellaufbahnen 73'' am Gelenkaußenteil abwechselnd mit vorzeichenverschiedenen Schrägungswinkeln δ3 + und δ3 – angeordnet. Die gilt entsprechend für die Schrägungswinkel β3 + und β3 – am Gelenkinnenteil, so dass hieraus resultierende Axialkräfte am Kugelkäfig gegeneinander aufgehoben werden.The mutually at the inner joint part and the outer joint part opposite tapered ball raceways 7 3 '' and 8 3 '' the third group intersect. In addition, the ball raceways 7 3 '' on the outer joint part alternately with sign-different helix angles δ 3 + and δ 3 - arranged. This applies correspondingly to the helix angles β 3 + and β 3 - on the inner joint part, so that resulting axial forces on the ball cage are canceled against each other.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.The The invention has been described above with reference to preferred embodiments explained in more detail. However, she is not on this Embodiments limited, but includes all embodiments defined by the claims.

11
GleichlauffestgelenkFixed constant velocity joint
22
GelenkaußenteilOuter race
33
GelenkinnenteilInner race
44
nach innen weisende Fläche des Gelenkaußenteilsto inside facing surface of the outer joint part
55
radial nach außen weisende Fläche des Gelenkinnenteilsradial outwardly facing surface of the inner joint part
77
Kugellaufbahn am GelenkaußenteilBall track at the outer joint part
71 7 1
linksgeschrägte Kugellaufbahnlinksgeschrägte Ball track
72 7 2
rechtsgeschrägte Kugellaufbahnrechtsgeschrägte Ball track
73 7 3
ungeschrägte bzw. weniger stark geschrägte Kugellaufbahnungeschrägte or less slanted ball track
88th
Kugellaufbahn am GelenkinnenteilBall track at the inner joint part
81 8 1
rechtsgeschrägte Kugellaufbahnrechtsgeschrägte Ball track
82 8 2
linksgeschrägte Kugellaufbahnlinksgeschrägte Ball track
83 8 3
ungeschrägte Kugellaufbahnungeschrägte Ball track
99
KäfigCage
1010
Fensterwindow
1111
KugelBullet
1212
Außenumfangsfläche des KäfigsOuter circumferential surface of the cage
1313
Innenumfangsfläche des KäfigsInner circumferential surface of the cage
AA
Längsachse des Gelenkaußenteilslongitudinal axis of the outer joint part
BB
Längsachse des Gelenkinnenteilslongitudinal axis of the inner joint part
CC
Mittelpunkt des Bogens PFocus of the bow P
dd
KugeldurchmesserBall diameter
DD
Wälzkreisdurchmesserpitch circle
Ee
GelenkmittelebeneJoint plane
MM
Beugezentrum des Gelenksflexor center of the joint
PP
Bogen, der durch die möglichen Aufenthaltsorte der Mittelpunkte einer Kugel definiert wirdBow, the by the possible whereabouts of the centers a sphere is defined
RR
Radius des Bogens Pradius of the bow P
αi α i
Schrägungswinkel der Kugellaufbahnen der i-ten Gruppe am Gelenkaußenteilhelix angle the ball raceways of the i-th group at the outer joint part
βi β i
Schrägungswinkel der Kugellaufbahnen der i-ten Gruppe am Gelenkinnenteilhelix angle the ball raceways of the i-th group at the inner joint part
γ1 γ 1
Winkelabstand zwischen Kugellaufbahnmitten ersten und zweite Gruppe in der Gelenkmittelebeneangular distance between ball raceway centers first and second group in the joint center plane
γ2 γ 2
Winkelabstand zwischen den Laufbahnmitten einer Kugellaufbahn der ersten oder zweiten Gruppe und einer Kugellaufbahn der dritten Gruppe in der Gelenkmittelebene angular distance between the raceway centers of a ball raceway of the first or second group and a ball track of the third group in the Joint plane

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  • - WO 01/61203 A2 [0006] WO 01/61203 A2 [0006]

Claims (15)

Gleichlauffestgelenk, umfassend: ein Gelenkaußenteil (2) mit einer Längsachse (A) und mit an seinem Innenumfang vorgesehenen Kugellaufbahnen (7, 71 , 72 , 73 ) ein Gelenkinnenteil (3) mit einer Längsachse (B) und mit an seinem Außenumfang vorgesehenen Kugellaufbahnen (8, 81 , 82 , 83 ), wobei jeweils eine Kugellaufbahn am Gelenkaußenteil und eine Kugellaufbahn am Gelenkinnenteil ein Kugellaufbahnpaar bilden, in den Kugellaufbahnpaaren angeordnete Kugeln (11), sowie einen zwischen dem Gelenkaußenteil (2) und den Gelenkinnenteil (3) angeordneten Käfig (9), der in Umfangsrichtung Fenster (10) zur Aufnahme jeweils einer Kugel (11) aufweist, wobei das Gelenkaußenteil (2) eine erste Gruppe von Kugellaufbahnen (71 ) aufweist, die schräg zur Längsachse (A) des Gelenkaußenteils (2) verlaufen, sowie eine zweite Gruppe von Kugellaufbahnen (72 ) mit entgegengesetzter Schrägung, wobei den geschrägten Kugellaufbahnen (71 , 72 ) am Gelenkaußenteil (2) geschrägte Kugellaufbahnen (81 , 82 ) am Gelenkinnenteil (3) gegenüberliegen, so dass sich am Gelenkaußenteil (2) und Gelenkinnenteil (3) einander gegenüberliegende geschrägte Kugellaufbahnen kreuzen, und wobei die Kugellaufbahnen (7, 71 , 72 , 8, 81 , 82 ) jeweils derart gekrümmt sind, dass der durch alle möglichen Aufenthaltsorte der jeweiligen Kugel (11) gebildete Bogen (P) einen Krümmungsmittelpunkt (C) jenseits der Längsachse (A; B) des Gelenkaußenteils (2) bzw. Gelenkinnenteils (3) aufweist.A constant velocity fixed joint, comprising: an outer joint part ( 2 ) with a longitudinal axis (A) and provided on its inner circumference ball raceways ( 7 . 7 1 . 7 2 . 7 3 ) an inner joint part ( 3 ) with a longitudinal axis (B) and provided on its outer circumference ball raceways ( 8th . 8 1 . 8 2 . 8 3 ), wherein in each case a ball track on the outer joint part and a ball track on the inner joint part form a ball track pair, arranged in the ball track pairs balls ( 11 ), as well as between the outer joint part ( 2 ) and the inner joint part ( 3 ) arranged cage ( 9 ), the circumferential window ( 10 ) for receiving one ball each ( 11 ), wherein the outer joint part ( 2 ) a first group of ball raceways ( 7 1 ), which obliquely to the longitudinal axis (A) of the outer joint part ( 2 ), and a second group of ball races ( 7 2 ) with opposite bevel, wherein the slanted ball raceways ( 7 1 . 7 2 ) at the outer joint part ( 2 ) beveled ball raceways ( 8 1 . 8 2 ) on the inner joint part ( 3 ) are opposite, so that at the outer joint part ( 2 ) and inner joint part ( 3 ) intersect each other opposite inclined ball raceways, and wherein the ball raceways ( 7 . 7 1 . 7 2 . 8th . 8 1 . 8 2 ) are each curved in such a way that by all possible whereabouts of the respective ball ( 11 ) formed arc (P) has a center of curvature (C) beyond the longitudinal axis (A; B) of the outer joint part ( 2 ) or inner joint part ( 3 ) having. Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkaußenteil (2) eine dritte Gruppe von Kugellaufbahnen (73 ) aufweist, die in die Längsachse (A) einschließenden Radialebenen verlaufen, wobei den in Radialebenen des Gelenkaußenteils (2) verlaufenden Kugellaufbahnen (73 ) an dem Gelenkinnenteil (3) Kugellaufbahnen (83 ) gegenüberliegen, die in Radialebenen des Gelenkinnenteils (3) verlaufen, und wobei die Kugellaufbahnen (73 , 83 ) der dritten Gruppe jeweils derart gekrümmt sind, dass der durch alle möglichen Aufenthaltsorte der jeweiligen Kugel (11) gebildete Bogen (P) einen Krümmungsmittelpunkt (C) jenseits der Längsachse (A; B) des Gelenkaußenteils (2) bzw. Gelenkinnenteils (3) aufweist.Constant velocity fixed joint according to claim 1, characterized in that the outer joint part ( 2 ) a third group of ball raceways ( 7 3 ), which extend in the longitudinal axis (A) enclosing radial planes, wherein the in radial planes of the outer joint part ( 2 ) running ball tracks ( 7 3 ) on the inner joint part ( 3 ) Ball tracks ( 8 3 ) which lie in radial planes of the inner joint part ( 3 ), and wherein the ball raceways ( 7 3 . 8 3 ) of the third group are each curved in such a way that by all possible whereabouts of the respective ball ( 11 ) formed arc (P) has a center of curvature (C) beyond the longitudinal axis (A; B) of the outer joint part ( 2 ) or inner joint part ( 3 ) having. Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei ungeschrägte Kugellaufbahnen (73 ; 83 ) in einer gemeinsamen Radialebene verlaufen.Constant velocity fixed joint according to claim 2, characterized in that two unswept ball raceways ( 7 3 ; 8 3 ) run in a common radial plane. Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkaußenteil (2) eine dritte Gruppe von Kugellaufbahnen aufweist, die schräg zur Längsachse (A) des Gelenkaußenteils (2) verlaufen, denen am Gelenkinnenteil (3) ungekehrt geschrägte Kugellaufbahnen gegenüberliegen, so dass sich am Gelenkaußenteil (2) und Gelenkinnenteil (3) einander gegenüberliegende geschrägte Kugellaufbahnen der dritten Gruppe kreuzen, wobei der Schrägungswinkel der Kugellaufbahnen der dritten Gruppe ungleich dem Schrägungswinkel der ersten und zweiten Gruppe ist, und wobei die Kugellaufbahnen der dritten Gruppe jeweils derart gekrümmt sind, dass der durch alle möglichen Aufenthaltsorte der jeweiligen Kugel (11) gebildete Bogen (P) einen Krümmungsmittelpunkt (C) jenseits der Längsachse (A; B) des Gelenkaußenteils (2) bzw. Gelenkinnenteils (3) aufweist.Constant velocity fixed joint according to claim 1, characterized in that the outer joint part ( 2 ) has a third group of ball raceways, which obliquely to the longitudinal axis (A) of the outer joint part ( 2 ), which at the inner joint part ( 3 ) opposite to each other tapered ball tracks, so that at the outer joint part ( 2 ) and inner joint part ( 3 3), wherein the helix angle of the third group ball races is different from the helix angle of the first and second groups, and the third group ball races are each curved so as to pass through all possible ball locations of the respective ball (FIG. 11 ) formed arc (P) has a center of curvature (C) beyond the longitudinal axis (A; B) of the outer joint part ( 2 ) or inner joint part ( 3 ) having. Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugellaufbahnen der dritten Gruppe einen kleineren Schrägungswinkel als die Kugellaufbahnen der ersten und zweiten Gruppe aufweisen.Constant velocity fixed joint according to claim 4, characterized in that that the ball raceways of the third group a smaller helix angle as the ball tracks of the first and second group have. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kugellaufbahnen (71 , 72 ; 81 , 82 ) mit entgegengesetzter Schrägung in Umfangsrichtung unmittelbar benachbart angeordnet sind.Constant velocity fixed joint according to one of claims 1 to 5, characterized in that two ball raceways ( 7 1 . 7 2 ; 8 1 . 8 2 ) are arranged with opposite skew in the circumferential direction immediately adjacent. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung auf zwei geschrägte Kugellaufbahnen (71 , 72 ; 81 , 82 ) der ersten und zweiten Gruppe eine Kugellaufbahn (73 ; 83 ) der dritten Gruppe folgt.Constant velocity fixed joint according to one of claims 2 to 6, characterized in that in the circumferential direction on two slanted ball raceways ( 7 1 . 7 2 ; 8 1 . 8 2 ) of the first and second group a ball track ( 7 3 ; 8 3 ) follows the third group. Gleichlauffestgelenk nach Anspruch 1, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass links- und rechtsgeschrägte Kugellaufbahnen in Umfangsrichtung stets abwechselnd angeordnet sindA constant velocity fixed joint according to claim 1, 4, 5 or 6, characterized in that left and right beveled Ball raceways always arranged alternately in the circumferential direction are Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass einer Kugellaufbahn der ersten Gruppe in Umfangsrichtung eine weitere Kugellaufbahn der ersten Gruppe bzw. einer Kugellaufbahn der zweiten Gruppe eine weitere Kugellaufbahn der zweiten Gruppe diametral gegenüberliegt.Constant velocity fixed joint according to one of the claims 1 to 8, characterized in that a ball raceway of the first Group in the circumferential direction another ball raceway of the first Group or a ball raceway of the second group another ball track diametrically opposite the second group. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Gelenkmittelebene (E), welche sich durch das Beugezentrum (M) des Gelenks erstreckt und bei ungebeugtem Gelenk senkrecht zu den Längsachsen (A; B) des Gelenkinnenteil (2) und des Gelenkaußenteils (3) verläuft, der Winkelabstand (γ1) der Laufbahnmitten zwischen benachbarten Kugellaufbahnen (71 , 72 ; 81 , 82 ) der ersten und zweiten Gruppe größer ist, als der Winkelabstand (γ2) zwischen einer Kugellaufbahn (71 , 72 ; 81 , 82 ) der ersten oder zweiten Gruppe und einer benachbarten Kugellaufbahn (73 ; 83 ) der dritten Gruppe.Constant velocity fixed joint according to one of claims 2 to 9, characterized in that in a joint center plane (E), which extends through the flexion center (M) of the joint and at unbuckugtem joint perpendicular to the longitudinal axes (A; B) of the inner joint part ( 2 ) and the outer joint part ( 3 ), the angular distance (γ 1 ) of the track centers between adjacent ball raceways ( 7 1 . 7 2 ; 8 1 . 8 2 ) of the first and second group is greater than the angular distance (γ 2 ) between a ball track ( 7 1 . 7 2 ; 8 1 . 8 2 ) of the first or second group and an adjacent ball track ( 7 3 ; 8 3 ) of the third group. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Kugeldurchmesser (d) zu Wälzkreisdurchmesser (D) in Gelenkmitte bei ungebeugtem Gelenk im Bereich von 0,25 bis 0,40 liegt.Constant velocity fixed joint according to one of the claims 1 to 10, characterized in that the ratio of Ball diameter (d) to pitch circle diameter (D) in the center of the joint with an unbent joint in the range of 0.25 to 0.40. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Kugeldurchmesser (d) zu Krümmungsradius (R) des gekrümmten Bogens (P) der Kugelmittelpunkte im Bereich von 0,20 bis 0,60 liegt.Constant velocity fixed joint according to one of the claims 1 to 11, characterized in that the ratio of Ball diameter (d) to radius of curvature (R) of the curved Arc (P) of the ball centers in the range of 0.20 to 0.60. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkräfte der Kugeln (11) am Käfig (9) im wesentlichen ausgeglichen sind.Constant velocity fixed joint according to one of claims 1 to 12, characterized in that the axial forces of the balls ( 11 ) on the cage ( 9 ) are substantially balanced. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Käfig (9) und einem Gelenkbauteil, d. h. dem Gelenkaußenteil (2) oder dem Gelenkinnenteil (3) eine Spielpassung vorgesehen ist und der Käfig (9) radial von dem jeweils anderen Gelenkbauteil beabstandet ist.Constant velocity fixed joint according to one of claims 1 to 13, characterized in that between the cage ( 9 ) and a joint component, ie the outer joint part ( 2 ) or the inner joint part ( 3 ) a clearance is provided and the cage ( 9 ) is spaced radially from the respective other joint component. Gleichlauffestgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (9) gegenüber einem der Gelenkbauteile, d. h. gegenüber dem Gelenkaußenteil (2) oder dem Gelenkinnenteil (3), axial durch eine Spielpassung in seiner Axialbewegbarkeit beschränkt, ist.Constant velocity fixed joint according to one of claims 1 to 14, characterized in that the cage ( 9 ) with respect to one of the joint components, ie with respect to the outer joint part ( 2 ) or the inner joint part ( 3 ), axially limited by a clearance in its axial movement, is.
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