DE3102871C2 - "Gleichlaufdrehgelenk" - Google Patents

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gleichlaufverschiebegelenk mit hoher Funktionssicherheit über den gesamten Beugewinkelbereich sowie mit einer hohen Übertragungsfähigkeit zu schaffen, wobei störende resultierende Kräfte vermieden werden. Die Lösung erfolgt durch jeweils zwei benachbarte unter einem Winkel verlaufende Rillen (3, 5) mit einem entgegengesetzt verlaufenden Schrägungswinkel. Durch eine derartige Aufteilung der Kugeln in Gruppen wird sowohl eine gute Steuerfähigkeit als auch eine gleichmäßige Übertragungsfähigkeit über den gesamten Beugewinkelbereich erzielt.

Description

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 der Anzahl der Rillen im äußeren Gelenkkörper entsprechenden Anzahl von Riiien aufweist, wobei jeweils eine Rille des äußeren und des inneren Gftlenkkörpers gemeinsam zur Drehmomentübertragung eine Kugel aufnehmen, welche von einem zwischen innerem und äußerem Gelenkkörper angeordneten KSfig geführt sind und deren Zentren in einer Ebene, weiche den Winkel zwischen den Achsen des inneren und äußeren Gelenkkörpers halbiert, gehalten sind, wobei zwischen den unter einem Winkel zur Mittelachse verlaufenden Rillen parallel in Achsrichtung verlaufende Rillen angeordnet sind.

Ls sind Derens üeienke bekannt iz.. B. DE-AS 18 147), die im Kraftfahrzeug- und Maschinenbau Anwendung finden, und die sich durch Einfachheit und Kompaktheit auszeichnen. Diese Gelenke haben sechs Laufkugeln. Jede dieser Kugeln übernimmt gleichzeitig eine Steuerfunktion fn 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 84 180), bei denen sechs Kugeln verwendet werden. Die Hälfte Ihrer Laufrillen verläuft gerade und achsparal-IeI. Die übrigen Laufrillen sind mit einem gleichgerichtet verlaufenden Schrägungswinkel versehen. Bei einer derartigen Anordnung der Laufrillen nehmen die geraden Bahnen an der Drehmomentübertragung teil. Die sich kreuzenden Schrägbahnen nehmen unter Zwischenschaltung eines Käfigs die Steuerung der Kugeln in den Geradbahnen vor. Es wird jedoch ein möglichst geringer Schrägungswinkel angestrebt, wodurch diese SteuerungsfunktEon bei größeren Beugungswinkeln nicht gewährleistet ist. Die gleichgerichtet verlaufenden Schrägungswinkel drücken einen der beiden Geienkkörper 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 tekannt, die im Bereich von 0° schlechte Steuerfunktionen haben, andere dagegen haben diese schlechte Eigenschaft bei maximalem Beugewinkel.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfändung, ein Gleichlaufverschiebegelenk mit hoher Funktions^icrerheit über den gesamten Beugewinkelbereich sowie mit einer hohen Übertragungsfähigkeit zu schaffen, wodurch 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.

Es ist von Vorteil, daß die benachbarten, unter einem Winkel zur Mittelachse verlaufenden RÜlen 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 schräge Gruppe von Kugeln als auch im oberen Beugewinkelbereich durch die achsparallele Gruppe erzielt. Über den gesamten Beugewinkelbereich bes Ut dieses Gelenk eine gleichmäßige Übertragungsfähigkeit. Der Beugewinkelbereich dieses Gelenkes wird zudem noch zusätzlich vergrößert, wenn die eine Gruppe von Kugeln keine Steuerfähigkeit mehr besitzt und die fehlende Funktion durch d; /weite Gruppe ersetzt wird.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung ferner, daß derartige Geienke für Bedarfsfälle angewendet werden, die eine hohe Funktionssicherheil benötigen, bei denen Stanciard-Geienk <; versagen Sie können in HaupUin'.rieben 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 forder, die Luftfahrt sehr leichte Gelenke, d'e aufgrund der Raumverhältnisse im Vergleich zu ihrem Durchmesser eine geringe axiale Baulänge bei hoher Drehmomentübertragungsfähigkeit besitzen. Die dadurch entstehende mangelnde Gelenkstelfigkeit wird uun.ii giutjc Zcni'U.iuiifchrTiC35cr für beide CisJer.kteÜs 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 Schrügungswinkel wie die restlichen drei Rillen aufweisen.

b5 Schließlich Ist vorgesehen, daß jeder Geienkkörper zwölf Rillen aufweist, von denen sechs Rillen in Achsrichtung parallel verlaufen und drei Rillen einen entgegengesetzt gleichgroßen Schrägungswinkel wie die rest-

lichen drei Rillen aufweisen.

Sämtliche Kugeln werden gleichmäßig beansprucht. Eine zufällige Uberbelastung hat nicht gleich einen Ausfall di» gesamten Gelenkes zur Folge, weil dann die Funktion durch die entsprechenden übrigen Kugelgrup- > pen übernommen wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematise« dargestellt. Es zeigt:

Fig I ein Gleichlaufdrehgelenk in Ansicht

Fig. 2 einen Schnitt des in Fig. 1 dargestellten Gleich- t» laufdreh^elenkes entlang der Linie I-I, der Linie ΙΙ-ΪΙ und der Linie HI-III

Fig. 3 ein Gleichlaufdrehgelenk in Ansicht mit neun Kugeln

Fig. 4 und Fig. 5 die Rillen eines inneren :■ j eines äußeren Gelenkkörpers als Einzelheit F i g. 6 ein Gelenk in gebeugtem Zaslan '

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte mwi<.»i:aufdrehgelenk besteht irr. wesentlichen aus dem ---iifeten Gelenkkörper 1, weicher in seiner zylindris·. ·> '-n Bohrung 2 mit Rillen 3 zn versehen ist; dem inneren Gele^körper 4, welcher zum äußeren Gelenkkörper ! axial verschiebbsr angeordnet ist und in seiner Außenwcnd Rillen 5 aufweist; Kugeln 6. welche In jeweils zwei einander gegenüberliegenden Rillen 3 unf 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 Rille parallel zur Gelenkmittelachse 10. Die parallel zur Gelenkmitlelachse 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 I, die sich einander kreuzen. Zwei zusammenarbeitende, sich 35 kreuzende Rillen des inneren 4 und äußeren Gelenkköruers I 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 40 Schrägungswinkel mit einer entgegengesetzt verlaufen- !·) den Schrägung.

In Fig. 2 sind die Rillen 3, 5 in der Zeichenebene liegend dargestellt, so daß der unterschiedliche Achsenveriauf der verschiedenen Rillengruppen nicht zu erkenne« 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 10 verlaufen; von den übrigen Rillen 3, 5 sind jeweils zwei unter dem selben Winke! verlaufende Rillen 3, 5 so angeordnet, daß ihr Schrägungswinkel eine entgegengesetzte Steigung aufweist.

Diese Anordnung ist als Einzelheit in F i g. 4 und 5 gezeigt. In F i g. 4 handelt es sich dabei um den äußeren Gelenkkörper 1 und in Fig. 5 um. den inneren Gelenkkörper 4. Es verläuft hier also 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 Gelenkkörper 4 ist die Anordnung umgekehrt: Die RlMe 5 (Fig. 5) und die VtIIIe 3 (Fig. 4) nehmen gemeinsam eine Kugel auf, so daß ._tch 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 GelenkkSrper relativ zueinander verschoben sind. Im übrigen entspricht die Ausführungsform nach Fig. 6 der bereits In Fig. 2 beschriebenen.

Bezugszeichenliste

äußerer Gelenkkörper
zylindrische Bohrung
Rillen des äußeren Gelenkkörpers
innerer Gelenkkörper
Rillen des inneren Gelenkkörpers
Kugeln
Käfig
Bohrung

Achsen von parallel verlaufenden Rillen
Gelenkmitielachse.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gleichlauidrehgeienk mit einem äußeren hohlen Geienkkörper, in dessen Innenwand Rillen angebracht sind, elnsm in dem äußeren Geienkkörper angeordneten inneren Gelenkkörper, der in seiner Außenwand eine der Anzahl der Rillen im äußeren GeEenkkörper entsprechenden Anzahl von Rillen aufweist, wobei jeweils eine RH!e des äußeren und des inneren Gelenkkörpers gemeinsam zur Drehmomentübertragung eine kugel aufnehmen, weiche von einem zwischen innerem und äußerem Gelenkkörper angeordneten Käfig geführt sind und deren Zentren in einer Ebene, weiche den Winkel zwischen den Achsen des inneren und äußeren Gelenkkörpers halbiert gehalten sind, wcibei 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 /.ur Mittelachse verlaufende Rillen (3«. 3h. 5a. 5h) einen enigegengesetz verlaufenden Schrägungswinsd aufweisen.

2. Gleichlaufdrehgelenk nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Geienkkörper (1, 4) minJestens neun Rillen (3. 5) aufweist, von denen mindestens drei Rillen (3c. Sc) in Achsrichtung parallel verlaufen, und drei Rillen (3a. 5a) einen entgegengesetzt gleichgroßen Schrägungswinkel wie die restlichen drei Rillen (3Λ. 5Λ) aufweisen.

3. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gelenkkörper (1,4) zwölf Rillen <3. 5) aufweist, von denen sechs Rillen (3t. 5t) in Achsrichtung parallel verlaufen und drei Rillen (3c/. 5«) einen entgegengesetzt gleichgroßen Schrägungswinkel wie die restlichen drei Ril'en (3h, 5h) aulweisen.