DE2461298B1

DE2461298B1 - Gleichlaufdrehgelenk mit gruppenweiser Anordnung der Laufkugeln

Info

Publication number: DE2461298B1
Application number: DE19742461298
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl-Ing Krude
Original assignee: Loehr and Bromkamp GmbH
Current assignee: GKN Driveline Deutschland GmbH
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1974-12-23
Publication date: 1975-11-13
Also published as: IT1050831B; BR7507846A; GB1537067A

Description

(I) JL = „_g. «ft

Es bedeutet:

η Gesamtkugelanzahl im Gelenk,
mc Kugelanzähl einer Kugelgrüppe,
n_g Anzahl der Kugelgruppen.

(II) % =

360-(«_t-l)a_t
η

ocg Winkel zwischen zwei benachbarten Kugelrillen

zweier verschiedener Kügelgrüppen,
txjc Winkel zwischen zwei benachbarten Kugelrillen einer Kugelgruppe.

(Ill) »lc < Kg < 1 «Jfc .

Winkel oc% kleiner als Winkel oc_gi welcher wiederum kleiner ist als der doppelte Winkel oca.

Bei Erfüllung dieser Bedingung ist gewährleistet, daß keine Kugel einer anderen Kugel gegenüberliegt,

3 4

(IV) Das Ergebnis der Gesamtkugelanzahl, dividiert dienenden Kugeln 1 im Abstand von 120° zu drei

durch die doppelte Kugelanzahl einer Kugel- Kugelpaaren angeordnet, und je ein Kugelpaar wird

gruppe, darf keine ganze Zahl ergeben. in einem gemeinsamen Fenster des Käfigs Ab gehalten.

Wird diese Bedingung erfüllt, so ist die Anzahl der 5 Es werden die allgemeinen Bedingungen erfüllt, Kugelgruppen in jedem Fall ungerade. und zwar ergibt sich aus Formel (I) bei einer Gesamt-Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind kugelanzahl von sechs Kugeln 1 und zwei Kugeln 1 in der Zeichnung dargestellt. je Kugelgruppe, die Anzahl der Kugelpruppen von drei.

Es zeigt Über Formel (II) wird der Winkel <x_g, d. h. der Win-

F i g. 1 ein bekanntes Gleichlaufdrehgelenk mit io kel zwischen zwei benachbarten Kugelrillen 2, 3 zweier

sechs symmetrisch angeordneten Kugeln im Schnitt verschiedener Kugelgruppen, ermittelt,

nach Linie II-II der F i g. 2, Der Winkel ock zwischen zwei benachbarten Kugel-

F i g. 2 ein bekanntes Gleichlauf drehgelenk mit rillen 2,3 einer Kugelrille 2,3 richtet sich nach dem

Käfigsteuerung nach dem Offset-Prinzip im Schnitt Durchmesser der zur Drehmomentübertragung ver-

der Linie I-I der F i g. 1, 15 wendeten Kugeln 1.

F i g. 3 ein Gleichlaufdrehgelenk nach der Erfindung Bei Erfüllung der Bedingungen aus Formel (III),

mit paarweiser Anordnung der Kugeln im Schnitt nach ocjc kleiner als oc_g, welcher wiederum kleiner ist als der

der Linie II-II der F i g. 2, doppelte Winkel «κ wird im Gelenk nach F i g. 3 ver-

F i g. 4 die auftretenden Kräfte in jeweils einer Rille hindert, daß eine Kugel 1 einer anderen Kugel 1

des äußeren und inneren Gelenkkörpers und einer im 20 gegenüberliegt.

Käfigfenster angeordneten Kugel, Als letzte Bedingung ist auch die Formel (IV) erfüllt,

F i g. 5 die am Käfig, angreifenden Kräfte und Käfig- dadurch, daß die Gesamtkugelanzahl sechs dividiert

Steuermomente MS, durch die doppelte Kugelanzahl einer Kugelgruppe,

F i g. 6 die periodisch schwankende Steuermomente zwei mal zwei gleich vier, keine ganze Zahl ergibt,

in Abhängigkeit des Umdrehungswinkels bei ver- 25 Der in F i g. 4 dargestellte Kräfteplan zeigt jeweils

schiedenen Teilungswinkel, eine Rille 2 und 3 der inneren und äußeren Gelenk-

F i g. 7 die Ausbildung des Käfigs. körper 5 und 6 in denen eine Kugel 1 im Käfig 4 an-

Das in F i g. 1 und 2 dargestellte Gleichlaufdreh- geordnet ist. Die Kugel 1 berührt die Laufrillen 2 und 3 gelenk besteht aus dem äußeren Gelenkkörper 5, in den Punkten A und D. Wird über den inneren Geweicher eine axial verlaufende zylindrische Bohrung 30 lenkkörper 6 das Antriebsmoment durch die Normalbesitzt. Umfangsverteilt über die Innenwand der Boh- kraft Pnα eingeleitet, so wird das Antriebsmoment rung sind parallel zu deren Längsachse verlaufende durch die Kraft Pnd über den äußeren Gelenkkörper 5 Rillen 2 eingearbeitet. In der Bohrung ist der innere abgeleitet. Dabei entsteht durch die sich kreuzenden Gelenkkörper 6 angeordnet, dessen Außenseite kugelig Laufrillen 2 und 3 die Kraft P_xi in Richtung A^Achse, ausgebildet ist und Längsrillen 3 aufweist. 35 die die Kugel 1 gegen den Käfig 4 drückt und durch

Radial zwischen innerem 6 und äußerem Gelenk- den senkrechten Abstand Ri den Käfig 4 mit einem körper 5 befindet sich der Käfig 4, in dessen kugeligen Kippmoment M_xt = Pxi · Ri belastet (F i g. 5). Die Innenraum der innere Gelenkkörper 6 angeordnet ist Summe aller Kippmomente ergibt das Steuermo- und mit seiner kugeligen Außenfläche in der Bohrung ment Ms, welches, wie F i g. 6 zeigt, in Abhängigkeit der äußeren Gelenkkörper 5 geführt wird. Der Käfig 4 40 des Umdrehungswinkels periodisch um einen Mittelweist ferner über seinen Umfang verteilte Fenster auf, wert schwankt.

in denen der Drehmomentübertragung dienende Der Schwingungsverlauf eines 6-Kugel-Gelenkes

Kugeln 1 gehalten sind, welche des weiteren in zwei mit einem Teilungswinkel «t = 60° ist in Kurve a

sich gegenüberliegenden Rillen 2 und 3 des äußeren dargestellt, ein Teilungswinkel κ* = 45° in Kurve b

und inneren Gelenkkörpers 5 und 6 aufgenommen 45 und ein Teilungswinkel at = 30° in Kurve c. Hieraus

sind. Bei der vorstehend beschriebenen Gattung von ist ersichtlich, daß ein 6-Kugel-Gelenk bei paarweiser

Gelenken sind die Mittelpunkte E \\ηά F der inneren Anordnung der Kugeln 1 und einem Teilungswinkel

und äußeren Kugelflächen des Käfigs 4 mit gleichem von 30° ein sehr geringes Steuermoment Ms und somit

Abstand auf verschiedene Seiten der die Zentren der eine größere Laufruhe aufweist.

Drehmomentübertragungselemente enthaltenen Ebene 50 In F i g. 7 ist der Käfig 4 b im Schnitt dargestellt,

angeordnet. Es sind drei Käfigfenster im Abstand von 120° ange-

Das in F i g. 3 dargestellte Gleichlauf drehgelenk ordnet, jedes Fenster nimmt zwei Kugeln 1 auf. Durch

entspricht im Prinzip dem in F i g. 1 und 2 daregstell- diese Aufteilung kann der Käfig Ab kostengünstiger

ten, jedoch sind die sechs der Drehmomentübertragung hergestellt werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Gleichlauf drehgelenk mit einem äußeren Gelenkkörper, der einen Hohlraum aufweist, in dessen Innenwand Rillen angebracht sind, einem in dem äußeren Gelenkkörper angeordneten inneren Gelenkkörper, der in seiner Außenwand eine der Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechende Anzahl von Rillen aufweist, wobei jeweils eine Rille des äußeren und des inneren Gelenkkörpers gemeinsam ein Drehmomentübertragungselement, insbesondere eine Kugel aufnehmen, welche in Fenstern eines radial zwischen innerem und äußerem Gelenkkörper angeordneten Käfigs aufgenommen sind, deren Zentren in einer Ebene liegen, welche rechtwinklig zur Längsachse des Käfigs verläuft und den Winkel zwischen den Achsen des inneren und äußeren Gelenkkörpers halbiert, wobei diametral zu jeder Rille jedes Gelenkkörpers jeweils ein Zwischenraum zwischen zwei Rillen liegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch eine ganze Zahl mindestens jedoch durch zwei teilbare Anzahl von Drehmomentübertragungselementen (1), mindestens jedoch sechs vorgesehen sind und daß die die Drehmomentübertragungselemente (1) aufnehmenden Rillen (2, 3) jedes Gelenkkörpers so angeordnet sind, daß sie ungerade Zahlen von mindestens jedoch drei Rillengruppen bilden, wobei der von jeweils zwei unmittelbar benachbarten Rillen (2, 3) einer Rillengruppe eingeschlossene Teilungswinkel (ocjc) kleiner ist als der Teilungswinkel (tx_g) von zwei benachbarten Rillen (2,3) zweier verschiedener Rillengruppen und wobei dieser wiederum kleiner ist als der doppelte Winkel (at) zwischen zwei benachbarten Rillen (2,3) einer Rillengruppe.

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk mit einem äußeren Gelenkkörper, der einen Hohlraum aufweist, in dessen Innenwand Rillen angebracht sind, einem in dem äußeren Gelenkkörper angeordneten inneren Gelenkkörper, der in seiner Außenwand eine der Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechende Anzahl von Rillen aufweist, wobei jeweils eine Rille des äußeren und des inneren Gelenkkörpers gemeinsam ein Drehmomentübertragungselement, insbesondere eine Kugel, aufnehmen, welche in Fenstern eines radial zwischen innerem und äußerem Gelenkkörper angeordneten Käfigs aufgenommen sind, deren Zentren in einer Ebene liegen, welche rechtwinkelig zur Längsachse des Käfigs verläuft Und den Winkel zwischen den Achsen des inneren und äußeren Gelenkkörpers halbiert, wobei diametral zu jeder Rille jedes Gelenkkörpers jeweils ein Zwischenraum zwischen zwei Rillen liegt.

Bei einem Gelenk, wie i, B. in der DT-PS 11 83 318 dargestellt, ist die aufwendige Fertigung vöö Nachteilj da bei einem Gelenkkörper mit fünf oder sieben Kugeln die Rillen nie paarweise gefertigt werden können, sondern einzeln hergestellt werden müssen. Beim Käfig tritt das gleiche Problem auf. Des weiteren ist im Gegensatz zu einem Sechskugel-Geienk nachteilige daß bei einem Fünfkugel-Gelenk zwar der Bauraum kleiner wird, aber auch nur ein geringeres Drehmoment übertragen werden kann, umgekehrt verhält sich ein Siebenkugel-Gelenk, Hier ist bei größeren übertragbaren Drehmomenten der Bauraum entsprechend groß.

Die DT-PS 1168177 zeigt ein bahngesteuertes, käfigloses Gelenk bei dem die Achsen von jeweils zwei benachbarten Rillen entgegengesetzt auseinanderlaufen, so daß die Rillen in keinem Punkt äquidistant

ίο verlaufen, was eine teure und aufwendige Fertigung zur Folge hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gleichlaufdrehgelenk der vorgenannten Bauart herzustellen, bei dem die Vorteile der geringen Drehmoment-Schwankungen sowie die große Laufruhe eines fünf oder sieben Kugelgelenkes beibehalten werden, darüber hinaus jedoch der Fertigungsaufwand verringert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine durch eine ganze Zahl mindestens jedoch durch zwei teilbare Anzahl von Drehmomentübertragungselemente, mindestens jedoch sechs vorgesehen sind und daß die die Drehmomentübertragungselemente aufnehmenden Rillen jedes Gelenkkörpers so angeordnet sind, daß sie ungerade Anzahlen von mindestens jedoch drei Rillengruppen bilden, wobei der von jeweils zwei unmittelbar benachbarten Rillen einer Rillengruppe eingeschlossene Teilungswinkel kleiner ist als der Teilungswinkel von zwei benachbarten Rillen zweier verschiedener Rillengruppen und wobei dieser wiederum kleiner ist als der doppelte Winkel zwischen zwei benachbarten Rillen einer Rillengruppe.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß eine

geringe Amplitude des Käfigsteuermomentes sowie eine große Laufruhe des Gelenkes erreicht wird, und gleichzeitig kann das Gelenk rationell gefertigt werden, da mindestens zwei Rillen in einem Arbeitsgang hergestellt werden können. Des weiteren erhöht sich die Lebensdauer durch den geringen Verschleiß zwischen den der Drehmomentübertragung dienenden Kugeln und dem Käfig. Es können auch Gelenke größerer Bauart nach diesem Prinzip konstruiert werden.

Mathematisch müssen folgende allgemeine Bedingungen erfüllt werden, um die Aufgabe zu lösen.