DE3102871A1

DE3102871A1 - "gleichlaufdrehgelenk"

Info

Publication number: DE3102871A1
Application number: DE19813102871
Authority: DE
Inventors: Erich Ing.(Grad.) Aucktor; Günter Ing.(grad.) 6050 Offenbach Gärtner
Original assignee: Loehr and Bromkamp GmbH
Current assignee: GKN Driveline Deutschland GmbH
Priority date: 1981-01-29
Filing date: 1981-01-29
Publication date: 1982-08-12
Also published as: IT1195006B; IT8105243A0; SE8200426L; IT8107102V0; ES269986Y; ES269986U; FR2498706B1; JPS57129925A; US4678453A; GB2092267B; DE3102871C2; FR2498706A1; GB2092267A

Description

Löhr & Bromkamp GmbH 21. Januar 1981

Mühlheimer Str. 163 St/He

6050 Offenbach/Main 1 L0050.000

GIe ichlaufdrehgelenk

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleichlaufdrehgelenk mit einem äußeren hohlen Gelenkkörper, in dessen Innenwand Rillen angebracht sind, einem in dem äußeren Gelenkkörper angeordneten inneren Gelenkkörper, der in seiner Außenwand eine Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechenden Anzahl von Rillen aufweist, wobei jeweils eine Rille des äußeren und des inneren Gelenkkörpers gemeinsam zur Drehmomentübertragung eine Kugel aufnehmen, welche von einem zwischen innerem und äußerem Gelenkkörper angeordneten Käfig geführt sind und deren Zentren in einer Ebene, welche den Winkel zwischen den Achsen des inneren und äußeren Gelenkkörpers halbiert, gehalten sind und daß zwischen den unter einem Winkel zur Mittelachse verlaufenden Rillen parallel in Achsrichtung verlaufende Rillen angeordnet sind.

Es sind bereits Gelenke bekannt (z.B. DE-AS 25 18 147), die im Kraftfahrzeug- und Maschinenbau Anwendung finden, und die sich

L0050.000 - St/iie- --* *--" -^:-4 ---' ■'- 21. Januar 1981

durch Einfachheit und Kompaktheit auszeichnen. Diese Gelenke haben sechs Laufkugeln. Jede dieser Kugeln übernimmt gleichzeitig eine Steuerfunktion in die Gleichlaufebene und die Übertragung des Drehmomentes. Bei Verschleiß nur einer Kugel ist das Gelenk nicht mehr funktionsfähig.

Des weiteren sind Gelenke bekannt DE-AS 12 84 180, bei denen sechs Kugeln verwendet werden. Die Hälfte ihrer Laufrillen verläuft gerade und achsparallel. Die übrigen Laufrillen sind mit einem gleichgerichtet verlaufenden Schrägungswinkel versehen. Bei einer derartigen Anordnung der Laufrillen, nehmen nur die geraden Bahnen an der Drehmomentübertragung teil. Die sich kreuzenden Schrägbahnen nehmen hingegen unter Zwischenschaltung eines Käfigs die Steuerung der Kugeln in den Geradbahnen vor. Die gleichgerichtet verlaufenden Schrägungswinkel drücken einen der beiden Gelenkkörper relativ zueinander auseinander. Hierdurch entstehen zusätzliche, störende resultierende Kräfte.

Gleichlaufverschiebegelenke haben die Eigenschaft, daß sie über ihren gesamten Beugewinkelbereich keine gleichmäßige Steuerqualität besitzen. Es sind Gattungen bekannt, die im Bereich von 0° schlechte Steuer funktionen haben, andere dagegen haben diese schlechte Eigenschaft bei maximalem Beugewinkel.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Gleichlaufverschiebegelenk mit hoher Funktionssicherheit über den gesamten Beugewinkelbereich sowie mit einer hohen Übertragungsfähigkeit zu schaffen, wobei störende resultierende Kräfte vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils zwei benachbarte unter einem Winkel zur Mittelachse verlaufende Rillen einen entgegengesetzt verlaufenden Schrägungswinkel aufweisen.

L0050.000 - St/He* -- --" -·' 5 —-' '.- 21. Januar 1981

Es ist von Vorteil, daß die benachbarten, unter einem Winkel zur Mittelachse verlaufenden Rillen eine Gruppe bilden, und daß zwischen diesen Rillen ebensolche mit achsparallelem Verlauf angeordnet sind, die ebenfalls eine Gruppe bilden. Durch diese Rillenkombination werden sowohl eine gute Steuerfähigkeit im unteren Beugewinkelbereich durch die eine Gruppe von Kugeln als auch im oberen Beugewinkelbereich durch die andere Gruppe erzielt. Über den gesamten Beugewinkelbereich besitzt dieses Gelenk eine gleichmäßige Übertragungsfähigkeit. Der Beugewinkelbereich durch dieses Gelenkes wird zudem noch zusätzlich vergrößert, wenn die eine Gruppe von Kugeln keine Steuerfähigkeit mehr besitzt und die fehlende Funktion durch die zweite Gruppe ersetzt wird.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung ferner, daß derartige Gelenke für Bedarfsfälle angewendet werden, die eine hohe Funktionssicherheit benötigen, bei denen Standard-Gelenke versagen. Sie können in Hauptantrieben von Luft- und Raumfahrzeugen oder auch in solchen von Kernreaktoranlagen verwendet werden, wo die Ausführung und die Sicherheit von Standard-Gelenken nicht ausreicht. Bei derartigen Anwendungsfällen werden Gelenke mit hoher Funktionssicherheit benötigt. Darüber hinaus fordert die Luftfahrt sehr leichte Gelenke, die aufgrund der Raumverhältnisse im Vergleich zu ihrem Durchmesser eine geringe axiale Baulänge bei hoher Drehmomentübertragungsfähigkeit besitzen. · Die dadurch entstehende mangelnde Gelenksteifigkeit wird durch große Zentrierdurchmesser für beide Gelenkteile ausgeglichen.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß jeder Gelenkkörper mindestens neun Rillen aufweist, von denen mindestens drei Rillen in Achsrichtung parallel verlaufen, und drei Rillen einen entgegengesetzt gleichgroßen Schrägungswinkel wie die restlichen drei Rillen aufweisen.

L0050.000 - St/He - 6 - 21. Januar 1981

Schließlich ist vorgesehen/ daß jeder Gelenkkörper zwölf Rillen aufweist, von denen sechs Rillen in Achsrichtung parallel verlaufen und drei Rillen einen entgegengesetzt gleichgroßen Schrägungswinkel wie die restlichen drei Rillen aufweisen.

Selbst bei einer elastischen Bauform wird keine der Kugeln überbelastet; im Gegenteil; sämtliche Kugeln werden gleichmäßig beansprucht. Eine zufällige Überbelastung hat nicht gleich einen Ausfall des gesamten Gelenkes zur Folge, weil dann die Funktion durch die entsprechenden übrigen Kugelgruppen übernommen wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Gleichlaufdrehgelenk in Ansicht

Fig. 2 einen Schnitt des in Fig. 1 dargestellten

Gleichlaufdrehgelenkes entlang der Linie I-I, der Linie II-II und der Linie III-III

Fig. 3 ein Gleichlaufdrehgelenk in Ansicht mit neun Kugeln

Fig. 4 und die Rillen eines inneren sowie eines äußeres Ge-Fig. 5 lenkkörpers als Einzelheit

Fig. 6 ein Gelenk in gebeugtem Zustand.

L0050.000 - St/Ke - 7"- ·■- 21. Januar 1981

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Gleichlaufdrehgelenk besteht im wesentlichen aus dem äußeren Gelenkkörper 1, welcher in seiner zylindrischen Bohrung 2 mit Rillen 3 versehen ist; dem inneren Gelenkkörper 4, welcher zum äußeren Gelenkkörper 1 axial verschiebbar angeordnet ist und in seiner Außenwand Rillen 5 aufweist; Kugeln 6, welche in jeweils zwei einander gegenüberliegenden Rillen 3 und 5 aufgenommen sind, sowie aus einem Käfig 7, welcher die Kugeln 6 in seinen Fenstern führt. Die Bohrung 8 des inneren Gelenkkörpers 4 dient der Aufnahme einer Antriebswelle (nicht dargestellt).

Die Achsen 9 verlaufen bei jeder zweiten Rillen parallel zur Gelenkmittelachse 10. Die parallel zur Gelenkmittelachse 10 verlaufenden Rillen 3 und 5 sowohl des inneren 4 als auch des äußeren Gelenkkörpers 1 nehmen jeweils eine Kugel 6 auf. Die übrigen Kugeln 6 befinden sich in Rillen des inneren 4 und äußeren Gelenkkörpers 1, die sich einander kreuzen. Zwei zusammenarbeitende, sich kreuzende Rillen des inneren 4 und äußeren Gelenkkörpers 1 besitzen einen entgegengesetzt verlaufenden Schrägungswinkel. Jeweils zwei im gleichen Gelenkkörper 1, 4 unter dem selben Winkel verlaufende Rillen besitzen in bezug auf die Gelenkmittelachse 10 einen Schrägungswinkel mit einer entgegengesetzt verlaufenden Schrägung.

In Fig. 2 sind die Rillen 3, 5 in der Zeichenebene liegend dargestellt, so daß der unterschiedliche Achsenverlauf der verschiedenen Rillengruppen nicht zu erkennen ist.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der im äußeren 1 und inneren Gelenkkörper 4 jeweils drei Rillen 3, 5 angeordnet sind, deren Achsen 9 parallel zur Gelenkmittelachse IO verlaufen; von den übrigen Rillen 3, 5 sind jeweils zwei unter dem

L0050.000 - St/He - 8 '-' 21. Januar 1981

selben Winkel verlaufende Rillen 3, 5 so angeordnet, daß ihr Schrägungswinkel eine entgegengesetzte Steigung aufweist.

Diese Anordnung ist als Einzelheit in Fig. 4 und 5 gezeigt, wobei es sich in Fig. 4 um den äußeren Gelenkkörper 1 und in Fig. 5 um den inneren Gelenkkörper 4 handelt. Es verläuft dabei jeweils eine Rille 3c des äußeren Gelenkkörpers 1 SO/ daß die Achse 9 parallel zur Gelenkmittelachse liegt und die übrigen mit jeweils entgegengesetzten Schrägungswinkeln. In der Fig. 5 mit dem inneren Gelenkkörpers 4 ist die Anordnung umgekehrt. Die Rille 5 in (Fig. 5) und die Rille 3 (Fig. 4) nehmen gemeinsam eine Kugel auf, so daß sich diese beiden zusammenarbeitenden Rillen 3, 5 kreuzen.

In Fig. 6 ist ein Gelenk in gebeugtem Zustand gezeigt, wobei zusätzlich der innere Gelenkkörper 4 wie auch der mit 1 bezeichnete äußere Gelenkkörper relativ zueinander verschoben sind. Im Übrigen enspricht die Ausführungsform nach Fig. 6 der bereits in Fig. 2 beschrieben.

L0050.000 - St/Hfe* -* " ---9 ---" -^:- 21. Januar 1981

BEZUGSZEICHENLISTE

1 äußerer Gelenkkörper

2 zylindrische Bohrung

3 Rillen des äußeren Gelenkkorpers

4 innerer Gelenkkörper

5 Rillen des inneren Gelenkkorpers

6 Kugeln

7 Käfig

8 Bohrung

9 Achsen von parallel verlaufenden Rillen Gelenkmittelachse

Leerseite

Claims

Löhr & BromkaiTip-C-mh'i --" --. *..' .1. 21. Januar 1981

Mühlheimer Str. 163 St/He

Offenbach/Main 1 L0050.000

Patentansprüche

Gleichlaufdrehgelenk mit einem äußeren hohlen Gelenkkörper, in dessen Innenwand Rillen angebracht sind, einem in dem äußeren Gelenkkörper angeordneten inneren Gelenkkörper, der in seiner Außenwand eine Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechenden Anzahl von Rillen aufweist, wobei jeweils eine Rille des äußeren und des inneren Gelenkkörpers gemeinsam zur Drehmomentübertragung eine Kugel aufnehmen, welche von einem zwischen innerem und äußerem Gelenkkörper angeordneten Käfig geführt sind und deren Zentren in einer Ebene, welche den Winkel zwischen den Achsen des inneren und äußeren Gelenkkörpers halbiert gehalten sind und daß zwischen den unter einem Winkel zur Mittelachse verlaufenden Rillen parallel in Achsrichtung verlaufende Rillen angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß jeweils zwei benachbarte, unter einem Winkel zur Mittelachse verlaufende Rillen (3a, 3b, 5a, 5b) einen entgegengesetzt verlaufenden Schrägungswinkel aufweisen.

L0050.000 - St/He - 2 - " " 21. Januar 1981

Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Gelenkkörper (1, 4) mindestens neun Rillen (3, 5) aufweist, von denen mindestens drei Rillen (3c, 5c) in Achsrichtung parallel verlaufen, und drei Rillen (3a, 5a) einen entgegengesetzt gleichgroßen Schrägungswinkel wie die restlichen drei Rillen (3b, 5b) aufweisen.

Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Gelenkkörper (1, 4) zwölf Rillen (3, 5) aufweist, von denen sechs Rillen (3c, 5c) in Achsrichtung parallel verlaufen und drei Rillen (3a, 5a) einen entgegengesetzt gleichgroßen Schrägungswinkel wie die restlichen drei Rillen (3b, 5b) aufweisen.