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Title:
COUNTER TRACK JOINT HAVING A TRACK INFLECTION POINT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/048032
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a homocinetic joint (11) which is in the form of a counter track joint. Said joint comprises an outer part (12) which comprises a first longitudinal axis (A12), in addition to a connection side and an opening side which are axially opposed to each other, and which comprises first outer ball tracks (18) and second outer ball tracks (20), an inner part (15) which comprises a second longitudinal axis (A22) and connection means for a shaft (22) for the opening side of the outer part (12) and which comprises first inner ball tracks (19) and second inner ball tracks (21). The first outer ball tracks (18) and the first inner ball tracks (19) together form first track pairs and the second outer ball tracks (20) and the second inner ball tracks (21) together form second track pairs, a torque transmitting ball (171, 172) is placed respectively in the track pairs. A ball cage (16) is arranged between the outer part (12) and the inner part (15) and comprises cage windows (241, 242) which are distributed on the periphery thereof, which respectively house at least one of the balls (171, 172). The opening angle (d1) of the first pair of tracks opens when the joint is pulled on the joint average plane (E) from the opening side to the connection side of the joint outer part (12), and the opening angle (d2) of the second pair of tracks opens when the joint is pulled on the joint average plane (E) from the connection side to the opening side of the joint outer side (12). The track average lines (L18, L19) of the first pair of tracks has an inflection point (T1-2) and the central point angle (ß) on the inflection point (T1-2) in relation to the joint average plane (E) is greater than 4°.

Inventors:
Weckerling, Thomas (Hüttenweg 13, Lohmar, 53797, DE)
Application Number:
PCT/EP2004/012380
Publication Date:
May 11, 2006
Filing Date:
November 02, 2004
Export Citation:
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Assignee:
GKN DRIVELINE INTERNATIONAL GMBH (Hauptstrasse 130, Lohmar, 53797, DE)
Weckerling, Thomas (Hüttenweg 13, Lohmar, 53797, DE)
International Classes:
C03C17/00; C03C17/245; C03C17/34; C03C17/42; C04B41/52; C04B41/89; C23C16/40; C23C16/453; C23C26/00; C23C28/00; F16D3/223; F16D3/224; (IPC1-7): F16D3/224
Attorney, Agent or Firm:
Neumann, Ernst D. (Harwardt Neumann, Brandtstrasse 10, Siegburg, 53721, DE)
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Claims:
Gegenbahngelenk mit BahnwendepunktPatentansprüche
1. Gleichlaufgelenk (11) in Form eines Gegenbahngelenks mit den Merkmalen ein Gelenkaußenteil (12), welches eine erste Längsachse (A12) und axial zu¬ einander entgegengesetzt eine Anschlußseite und eine Öffnungsseite hat, und das erste äußere Kugelbahnen (18) und zweite äußere Kugelbahnen (20) auf¬ weist ein Gelenkinnenteil (15), welches eine zweite Längsachse (A22) und An¬ schlußmittel für eine zur Öffnungsseite des Gelenkaußenteils (12) weisende Welle (22) hat und das erste innere Kugelbahnen (19) und zweite innere Ku¬ gelbahnen (21) aufweist, die ersten äußeren Kugelbahnen (18) und die ersten inneren Kugelbahnen (19) bilden erste Bahnpaare miteinander, die zweiten äußeren Kugelbahnen (20) und die zweiten inneren Kugelbahnen (21) bilden zweite Bahnpaare miteinander, die Bahnpaare nehmen jeweils eine drehmomentübertragende Kugel (171 ( 172) auf, ein Kugelkäfig (16) sitzt zwischen Gelenkaußenteil (12) und Gelenkinnenteil (15) und weist umfangsverteilte Käfigfenster (241, 242) auf, die jeweils zumin¬ dest eine der Kugeln (17i, 172) aufnehmen, der Öffnungswinkel (δi) der ersten Bahnpaare öffnet sich bei gestrecktem Ge¬ lenk in der Gelenkmittelebene (E) von der Öffnungsseite zur Anschlußseite des Gelenkaußenteils (12), der Öffnungswinkel (δ2) der zweiten Bahnpaare öffnet sich bei gestrecktem Gelenk in der Gelenkmittelebene (E) von der Anschlußseite zur Öffnungsseite des Gelenkaußenteils (12), dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnmittellinien (L18, Li9) der ersten Bahnpaare jeweils einen Wende¬ punkt (Ti2) haben und der Mittelpunktswinkel (ß) an den Wendepunkt (Ti2) bezogen auf die Gelenkmittelebene (E) jeweils größer als 4° ist.
2. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunktswinkel (ß) an den Wendepunkt (Ti2) bezogen auf die Ge¬ lenkmittelebene (E) jeweils größer als 5° ist.
3. Gelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunktswinkel (ß) an den Wendepunkt (Ti2) bezogen auf die Ge¬ lenkmittelebene (E) jeweils kleiner als 12° ist.
4. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tangente an die Bahnmittellinien (Li8, L19) der ersten Bahnpaare im Wendepunkt (Ti2) mit der jeweiligen Längsachse (A12, A22) bzw. eine Senk¬ rechte auf dieser Tangente mit der Gelenkmittelebene (E) einen Wendepunkt¬ winkel (α) bildet, der mit α > Λ7 T arcsin ^ • siπl h r 90" 1 R2 K I J definiert ist, wobei O2 der axiale Abstand des Schnittpunkts einer Senkrechten auf der Tangente mit der jeweiligen Längsachse (A12, A22) und (R2) der Ab¬ stand dieses Schnittpunktes vom Wendepunkt (Ti2) ist.
5. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendepunktwinkel (α) mit definiert ist, wenn die jeweilige Bahnmittellinie (Li8, Lig) von der Gelenkmittel¬ ebene (E) bis zum Wendepunkt (Ti2) einen Radius (R2) aufweist, dessen Mit¬ telpunkt (M2) von der Gelenkmittelebene (E) den axialen Abstand (O2) und von der jeweiligen Längsachse (Ai2, A22) den radialen Abstand (a) in Richtung zum Wendepunkt (Ti2) hat.
6. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendepunktwinkel (α) mit U 4 + 90° definiert ist, wenn die jeweilige Bahnmittellinie (L18, Li9) in der Gelenkmittelebe¬ ne (E) bis zum Wendepunkt (T12) einen Radius (R2) aufweist, dessen Mittel¬ punkt (M2) von der Gelenkmittelebene (E) den axialen Abstand (O2) und von der jeweiligen Längsachse (A12, A22) den radialen Abstand (b) in Richtung vom Wendepunkt (T12) weg hat.
7. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnmittellinien (L18, Li9) jeweils aus einem Radius (R2) und vom Wendepunkt (T12) ab aus einem Gegenradius (Ri) zusammengesetzt sind.
8. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnmittellinien (L18, Li9) aus einem Radius (R2) und vom Wendepunkt (T12) aus einem Gegenradius (R1) sowie einem sich auf der Gegenseite an den Radius (R2) anschließenden kleineren Radius (R3) mit gleichem Krüm¬ mungssinn zusammensetzt.
9. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnmittellinien (L18, L19) sich aus einem Radius (R2) einer sich im Wendepunkt (Ti2) (!) anschließenden Geraden und einem sich auf der Gegen¬ seite an den Radius (R2) anschließenden kleineren Radius (R3) mit gleichem Krümmungssinn zusammensetzen (Figur 16).
10. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnmittellinien (L2o, L21) der zweiten Kugelbahnen sich aus einem Radius (R5) und einer zur Öffnungsseite sich anschließenden achsparallelen Geraden zusammensetzen (Figur 9).
11. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnmittellinien (L20, L21) der zweiten Kugelbahnen sich aus einem Radius (R5) und einem sich zur Öffungsseite anschließenden Gegenradius (R4) zusammensetzen. (Figur 10) .
12. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnmittellinien (L2o, L2i) der zweiten Kugelbahnen aus einem Radius (R5) gebildet werden. (Figur 12).
13. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk ein 6KugelGelenk ist.
14. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Gelenk ein 8KugelGelenk ist.
15. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Käfigfenster (24i) für die ersten Kugeln (17i) in Umfangsrichtung kürzer sind als Käfigfenster (242) für die zweiten Kugeln (172).
16. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers der Kugeln PCDB und des Krümmungsradius Ri folgendes gilt 1 ,5 < PCDB / R1 < 1 ,9.
17. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers der Kugeln PCDB und des Krümmungsradius R2 folgendes gilt 1 ,8 < PCDB / R2 < 2,2.
18. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers der Kugeln PCDB und des Krümmungsradius R3 folgendes gilt 2,3 < PCDB / R3 < 2,7.
19. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers der Kugeln PCDB und des Krümmungsradius R4 folgendes gilt 2,1 < PCDB / R4 < 2,5.
20. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers der Kugeln PCDB und des Krümmungsradius R5 folgendes gilt 1 ,8 < PCDB / R5 < 2,2.
21. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers der Kugeln PCDB und des axialen Mittelpunktversatzes O2 des Krümmungsradius R2 folgendes gilt 12 < PCDB / 02 < 16.
22. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers der Kugeln PCDB und des axialen Mittelpunktversatzes O5 des Krümmungsradius R5 folgendes gilt 12 < PCDB / 05 < 16.
23. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers der Kugeln PCDB und des Außendurchmessers OD des Gelenkaußenteils (12) folgendes gilt 0,6 < PCDB / OD < 0,8.
24. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers der Kugeln PCDB und der axialen Länge L des Gelenkinnenteils (15) folgendes gilt 2,1 < PCDB / L < 2,5.
25. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers der Kugeln PCDB und des Kugeldurchmessers DB folgendes gilt 3,4 < PCDB / DB < 4,0.
26. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers der Kugeln PCDB und des Teilkreisradius PCDS der Einstecköffnung des Gelenkinnenteils (15) folgendes gilt 2,1 < PCDB / PCDS< 2,5.
27. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Rollkreisdurchmessers PCDB und des Außen¬ durchmessers DCA des Kugelkäfigs (16) folgendes gilt 0,75 < PCDB / DCA< 1 ,05.
28. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Rollkreisdurchmessers PCDB und des Innendurch¬ messers DCI des Kugelkäfigs (16) folgendes gilt 0,85 < PCDB / DCI < 1 ,15.
29. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Rollkreisdurchmessers PCDB und der umfänglichen Stegbreite W des Kugelkäfigs (16) folgendes gilt 75 < PCDB / W < 11 ,5.
30. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Rollkreisdurchmessers PCDB und der Umfangslän ge L1 der ersten Käfigfenster (23) folgendes gilt 2,8 < PCDB / L1 < 3,4.
31. Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis des Rollkreisdurchmessers PCDB und der Umfangslän ge L2 der zweiten Käfigfenster (24) folgendes gilt 26 < PCDB / L2 < 3,2.
32. Gelenkwelle umfassend zwei Gleichlaufgelenke und eine Zwischenwelle, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Gleichlaufgelenke (11 , 31) gemäß einem der Ansprü¬ che 1 bis 31 ausgebildet ist.
33. Gelenkwelle nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwelle (35) eine Axialverschiebeeinheit (28) umfaßt.
34. Kraftfahrzeug mit zumindest zwei Gelenkwellen, die jeweils zwei Gleichlaufge¬ lenke und eine Zwischenwelle umfassen und die jeweils als Seitenwellen ein Differentialgetriebe mit einer Radnabeneinheit verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zumindest eines der Gelenke (11 , 31) jeder Gelenkwelle nach ei¬ nem der Ansprüche 1 bis 31 ausgebildet ist und sein Wellenzapfen in das Dif¬ ferentialgetriebe (32) eingesteckt ist.
35. Kraftfahrzeug mit zumindest zwei Gelenkwellen, die jeweils zwei Gleichlaufge¬ lenke und eine Zwischenwelle umfassen und die jeweils als Seitenwellen ein Differentialgetriebe mit einer Radnabeneinheit verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zumindest eines der Gelenke (11 , 31) jeder Gelenkwelle nach ei¬ nem der Ansprüche 1 bis 31 ausgebildet ist und sein Gelenkzapfen in die Rad¬ nabeneinheit (33) eingesteckt ist.
Description:
Gegenbahngelenk mit Bahnwendepunkt

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Gegenbahngelenk als Festgelenk mit den Merkmalen ein Gelenkaußenteil, welches eine erste Längsachse und axial zueinander entge- gengesetzt eine Anschlußseite und eine Öffnungsseite hat, und das erste äußere Kugelbahnen und zweite äußere Kugelbahnen aufweist ein Gelenkinnenteil, welches eine zweite Längsachse und Anschlußmittel für eine zur Öffnungsseite des Gelenkaußenteils weisende Welle hat und das erste innere Ku¬ gelbahnen und zweite innere Kugelbahnen aufweist, die ersten äußeren Kugelbahnen und die ersten inneren Kugelbahnen bilden erste Bahnpaare miteinander, die zweiten äußeren Kugelbahnen und die zweiten inneren Kugelbahnen bilden zwei¬ te Bahnpaare miteinander, die Bahnpaare nehmen jeweils eine drehmomentübertra¬ gende Kugel auf, ein Kugelkäfig sitzt zwischen Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil und weist um- fangsverteilte Käfigfenster auf, die jeweils zumindest eine der Kugeln aufnehmen, der Öffnungswinkel der ersten Bahnpaare öffnet sich bei gestrecktem Gelenk in der Gelenkmittelebene von der Öffnungsseite zur Anschlußseite des Gelenkaußenteils, der Öffnungswinkel der zweiten Bahnpaare öffnet sich bei gestrecktem Gelenk in der Gelenkmittelebene von der Anschlußseite zur Öffnungsseite des Gelenkaußenteils.

Gegenbahngelenke der vorstehend genannten Art sind grundsätzlich aus der DE 102 20 711 A1 bekannt, wobei Gelenke mit 6 Kugeln und mit 8 Kugeln gezeigt sind. Hierbei entspricht der Typ der Kugelbahnen dem an sich aus Rzeppa-Gelenken (RF-Gelenken) sowie aus Undercut Free-Gelenken (UF-Gelenken) bekannten Typ. Das heißt, die Mittellinien der Kugelbahnen bestehen aus einheitlichen Radien (RF-

Gelenk) bzw. setzen sich aus Radien und anschließenden achsparallelen Geraden (UF-Gelenk) zusammen. Bei den beschriebenen Gegenbahngelenken wechselt sich hierbei die axiale Öffnungsrichtung der Bahnpaare über dem Umfang ab, was zum Typ des Gegenbahngelenks führt. Gegenbahngelenke dieser Art haben den Nach- teil, daß der Beugewinkel auf etwa 45° beschränkt ist, weil bei Überschreiten dieses Beugewinkels eine erste Kugel in der Gelenkbeugeebene aus den ersten Bahnpaa¬ ren austritt.

Aus der DE 103 37 612 A1 sind Gegenbahngelenke bekannt, bei denen die Bahnmit- tellinien der ersten Bahnpaare, die einen Öffnungswinkel haben, dessen Öffnungs¬ richtung bei gestrecktem Gelenk zum Gelenkboden hin weist, so gestaltet sind, daß der Öffnungswinkel bei Beugung des Gelenks ab einem bestimmten Beugewinkel eine Umkehr seiner Öffnungsrichtung erfährt. Dies wird insbesondere dadurch ver¬ wirklicht, daß die Mittellinien der Kugelbahnen der ersten Bahnpaare S-förmig sind und somit jeweils einen Wendepunkt aufweisen.

Aus der DE 100 60 220 A1 sind unter anderem Gegenbahngelenke bekannt, bei de¬ nen die Mittellinien der ersten äußeren Kugelbahnen nahe der Gelenköffnung einen Wendepunkt aufweisen, so daß die Mittellinien der ersten äußeren Kugelbahnen S- förmig sind. Entsprechendes gilt aufgrund der Symmetriebedingung für die Mittellini¬ en der ersten inneren Kugelbahnen des Gelenkinnenteils. Der Beugewinkel dieser Gegenbahngelenke kann auf diese Weise erhöht werden.

Für Gelenke der beiden zuletzt genannten Arten gilt, daß das grundlegende Prinzip von Gegenbahngelenken, nämlich abwechselnd entgegengesetzt gerichtete Bahn¬ öffnungswinkel und damit abwechselnd entgegengesetzte Axialkräfte von den Ku¬ geln auf den Kugelkäfig nur solange gilt, bis eine Kugel den Wendepunkt vom nach innen gekrümmten Bahnbereich zum nach außen weggekrümmten Bahnbereich er¬ reicht. Ist der Beugewinkel erreicht, bei dem die Kugel diesen zweiten Bahnbereich der jeweiligen S-förmigen Bahnen einnimmt, sind die Bahnöffnungswinkel nicht mehr sämtlich über dem Umfang abwechselnd gerichtet und die Axialkräfte von den Ku¬ geln auf den Kugelkäfig nicht mehr axial ausgeglichen. Das Gegenbahnprinzip ist somit nicht mehr gegeben und der Kugelkäfig muß sich axial am Gelenkaußenteil

und/oder der Kugelnabe abstützen. Dies kann zu einer reduzierten Lebensdauer aufgrund der erhöhten inneren Reibung zwischen Kugelkäfig und Gelenkaußenteil bzw. Gelenkinnenteil führen.

Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik, ein Festgelenk nach Art eines Gegenbahn- gelenks zu entwickeln, das vergrößerte maximale Beugewinkel darstellen kann und dabei eine erhöhte Lebensdauer aufweist.

Die Lösung hierfür besteht in einem Gelenk mit den Merkmalen ein Gelenkaußenteil, welches eine erste Längsachse und axial zueinander entge¬ gengesetzt eine Anschlußseite und eine Öffnungsseite hat und das erste äußere Ku¬ gelbahnen und zweite äußere Kugelbahnen aufweist ein Gelenkinnenteil, welches eine zweite Längsachse und Anschlußmittel für eine zur Öffnungsseite des Gelenkaußenteils weisende Welle hat und das erste innere Ku¬ gelbahnen und zweite innere Kugelbahnen aufweist, die ersten äußeren Kugelbahnen und die ersten inneren Kugelbahnen bilden erste Bahnpaare miteinander, die zweiten äußeren Kugelbahnen und die zweiten inneren Kugelbahnen bilden zwei- te Bahnpaare miteinander, die Bahnpaare nehmen jeweils eine drehmomentübertra¬ gende Kugel auf, ein Kugelkäfig sitzt zwischen Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil und weist um- fangsverteilte Käfigfenster auf, die jeweils zumindest eine der Kugeln aufnehmen, der Öffnungswinkel der ersten Bahnpaare öffnet sich bei gestrecktem Gelenk in der Gelenkmittelebene von der Öffnungsseite zur Anschlußseite des Gelenkaußenteils, der Öffnungswinkel der zweiten Bahnpaare öffnet sich bei gestrecktem Gelenk in der Gelenkmittelebene von der Anschlußseite zur Öffnungsseite des Gelenkaußenteils, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinien der ersten Bahnpaare jeweils einen Wendepunkt haben und der Mittelpunktswinkel ß an den Wendepunkt bezogen auf die Gelenkmittelebene jeweils größer ist als 4°. Hiermit ist sichergestellt, daß das Gelenk im Lebensdauerbetrieb als Gegenbahngelenk arbeitet. Als Lebensdauerbe¬ trieb gilt ein solcher innerhalb des Lebensdauerwinkels, bei welchem die Auslegungslebensdauer des Gelenks unter wechselnder Last schadensfrei erreicht wird.

Dies bedeutet, daß im sogenannten Lebensdauerbereich das Prinzip des Gegen- bahngelenks nicht verlassen wird, so daß die Lebensdauer erhöht wird. Der Lebens¬ dauerbereich ist hierbei über den Lebensdauerwinkel ß L definiert. Bei einem Betrieb innerhalb dieses Beugungswinkels erreicht das Gelenk definitionsgemäß die Ausle¬ gungslebensdauer. Gleichzeitig ist jedoch die weitere Gelenkbeugung möglich, so daß größere Beugewinkel darstellbar sind. Erfindungsgemäß ist nun der Übergang zum zweiten Bereich so definiert, daß er außerhalb des Bahnbereichs liegt, der von den Kugeln im Lebensdauerbereich in den Kugelbahnen überstrichen wird. Für die Lage des genannten Wendepunkts werden nachstehend bevorzugte Ausführungs¬ beispiele angegeben. Es ist hierbei darauf abzuheben, wie der Begriff Wendepunkt verwendet wird: zum einen im mathematisch zutreffenden Sinn eines Übergangs von einer Krümmung in eine Gegenkrümmung und zum anderen in mathematisch nicht exaktem Sinn für den Übergang von einer Krümmung in eine an die Krümmung tan- gential anschließende Gerade. Beides wird unter dem hier verwendeten Begriff „Wendepunkt" verstanden. Es wäre auch die Verwendung des Begriffs „Tangenten¬ punkt" möglich.

Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Mittel- punktswinkel ß an den Wendepunkt P1-2 bezogen auf die Gelenkmittelebene E je¬ weils größer als 5° ist. Nach einer ergänzenden bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Mittelpunktswinkel ß an den Wendepunkt Pi- 2 bezogen auf die Gelenkmittelebene E jeweils kleiner als 12° ist.

Weiterhin ist insbesondere vorgesehen, daß eine Tangente Ti. 2 an die Bahnmittellinie der ersten Bahnpaare im Wendepunkt Pi -2 mit der jeweiligen Längsachse bzw. eine Senkrechte auf dieser Tangente T 1-2 mit der Gelenkmittelebene E einen Wende¬ punktwinkel α bildet, der mit

α > b →- aresin --- sinj η t 90 ! L R - i (

definiert ist, wobei O 2 der axiale Abstand des Schnittpunkts einer Senkrechten auf der Tangente T 1-2 mit der Längsmittelachse A und R 2 der Abstand dieses

Schnittpunktes vom Wendepunkt Pi -2 darstellt.

Nach einer weiteren ersten speziellen Ausführung ist vorgesehen, daß der Wende¬ punktwinkel α mit

O 2 T a tan| f> j α ≥ fr- + aresin sinf jL +90°] I

definiert ist, wenn die jeweiligen Bahnmittellinien in der Gelenkmittelebene E und bis zum Wendepunkt P-1.2 einen Radius R 2 aufweist, dessen Mittelpunkt M 2 von der Ge¬ lenkmittelebene E den axialen Abstand O 2 und von der jeweiligen Längsachse den radialen Abstand a in Richtung zum Wendepunkt Pi -2 hat.

Eine hierzu alternative spezielle Ausführung besteht darin, daß der Wendepunktwin¬ kel α mit

definiert ist, wenn die jeweiligen Bahnmittellinie in der Gelenkmittelebene E und bis zum Wendepunkt Pi -2 einen Radius R 2 aufweist, dessen Mittelpunkt M 2 von der Ge¬ lenkmittelebene E den axialen Abstand O 2 und von der jeweiligen Längsachse A den radialen Abstand b in Richtung vom Wendepunkt Pi -2 weg hat.

Ein erfindungsgemäßes Gegenbahngelenk mit 8 Kugeln für einen Beugewinkel von 47 - 52° ist dann optimiert, wenn folgende Verhältnisse zwischen einzelnen Bemes¬ sungsgrößen eingehalten werden:

1 ,5 < PCDB / R1 < 1,9

1 ,8 < PCDB / R2 < 2,2

2,3 < PCDB / R3 < 2,7

2,1 < PCDB / R4 < 2,5

1,8 <PCDB/R5 <2,2 12 < PCDB /02 < 16 12 < PCDB /05 < 16 0,6 < PCDB /OD <0,8 2,1 < PCDB /L <2,5 3,4 < PCDB /DB < 4,0 2,1 < PCDB /DS <2,5 0,75 < PCDB/ DCA < 1,05 0,85 < PCDB /DCI < 1,15 7,5 <PCDB/W < 11,5 2,8 <PCDB/L1 <3,4 2,6 <PCDB/L2 < 3,2

In diesen Verhältnissen haben die benannten Größen die folgende Bedeutung:

PCDB: Teilkreisdurchmesser Kugeln

R1 : Außenteil Kugelbahnradius 1 (erste Kugelbahnen)

R2 : Außenteil Kugelbahnradius 2 (erste Kugelbahnen)

R3 : Außenteil Kugelbahnradius 3 (erste Kugelbahnen) R4 : Außenteil Kugelbahnradius 4 (zweite Kugelbahnen)

R5 : Außenteil Kugelbahnradius 5 (zweite Kugelbahnen)

O2 : Außenteil Kugelbahnoffset für Bahn mit Öffnungswinkel zur Anschlußseite

05 : Außenteil Kugelbahnoffset für Bahn mit Öffnungswinkel zur Öffnungsseite

OD : Außendurchmesser Außenteil L : Länge Innenteil

DB : Kugeldurchmesser

PCDS: Teilkreisdurchmesser Wellenverzahnung

DCA: Käfig Außendurchmesser

DCI : Käfig Innendurchmesser W : Käfig Stegbreite

L1 : Käfig Fensterlänge 1

L2 : Käfig Fensterlänge 2

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend beschrieben.

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gegenbahngelenk mit 6 Kugeln in einer ersten Ausführung a) in Gesamtdarstellung im Längsschnitt b) mit seinem Gelenkaußenteil als Einzelheit im Längsschnitt;

Figur 2 zeigt ein Gegenbahngelenk mit 6 Kugeln nach Figur 1 a) im Längsschnitt mit Vermaßungen b) im Längsschnitt weiteren Vermaßungen c) den Kugelkäfig in Abwicklung als Einzelheit;

Figur 3 zeigt ein Gegenbahngelenk mit 8 Kugeln ähnlich den Figuren 1 und 2 a) mit Vermaßungen im Längsschnitt b) in abgewinkelter Position mit weiteren Vermaßungen c) den Kugelkäfig in Abwicklung als Einzelheit;

Figur 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Gelenk mit 6 Kugeln in einer zweiten Ausfüh- rung a) in Gesamtdarstellung im Längsschnitt b) das Gelenkaußenteil als Einzelheit im Längsschnitt c) das Gelenkinnenteil als Einzelheit im Längsschnitt;

Figur 5 zeigt das Gelenkaußenteil eines erfindungsgemäßen Gelenks nach Figur 4 mit weiteren Vermaßungen im Längsschnitt;

Figur 6 zeigt das erfindungsgemäße Gelenk nach den Figuren 4 und 5 mit weiteren

Vermaßungen a) im Längsschnitt durch das Gelenkaußenteil b) im Querschnitt durch eine Kugelbahn c) eine Bewertungstabelle;

Figur 7 zeigt das Gelenkaußenteil eines erfindungsgemäßen Gelenks in einer weite¬ ren Ausführungsform im Längsschnitt mit Vermaßungen;

Figur 8 zeigt das Gelenkaußenteil eines erfindungsgemäßen Gelenks in einer weite- ren Ausführungsform im Längsschnitt mit Vermaßungen;

Figur 9 zeigt ein erfindungsgemäßes 6-Kugel-Gegenbahngelenk mit Definition der Gegenbahnen a) in axialer Ansicht b) im Längsschnitt;

Figur 10 zeigt ein erfindungsgemäßes 6-Kugel-Gegenbahngelenk mit Definition der Gegenbahnen a) in axialer Ansicht b) im Längsschnitt;

Figur 11 zeigt ein erfindungsgemäßes 6-Kugel-Gegenbahngelenk mit Definition der Gegenbahnen a) in axialer Ansicht b) im Längsschnitt;

Figur 12 zeigt ein erfindungsgemäßes 6-Kugel-Gegenbahngelenk mit Definition der Bahnen a) in axialer Ansicht b) im Längsschnitt durch das Gelenk (RF-Bahn);

Figur 13 zeigt ein erfindungsgemäßes 8-Kugel-Gegenbahngelenk mit Definition der Gegenbahnen a) in axialer Ansicht b) in einem ersten Längsschnitt c) in einem zweiten Längsschnitt;

Figur 14 zeigt ein erfindungsgemäßes 8-Kugel-Gegenbahngelenk a) in axialer Ansicht b) in einem ersten Längsschnitt c) in einem zweiten Längsschnitt;

Figur 15 zeigt ein erfindungsgemäßes 8-Kugel-Gegenbahngelenk a) in axialer Ansicht b) in einem ersten Längsschnitt c) in einem zweiten Längsschnitt;

Figur 16 zeigt ein erfindungsgemäßes 8-Kugel-Gegenbahngelenk a) in axialer Ansicht b) in einem ersten Längsschnitt c) in einem zweiten Längsschnitt;

Figur 17 zeigt ein erfindungsgemäßes 6-Kugel-Gegenbahngelenk mit Definition der Bahnen und in weiteren Einzelheiten a) das Gelenkaußenteil im Längsschnitt b) eine Außenbahn im Längsschnitt c) das Gelenkinnenteil im Längsschnitt d) eine Innenbahn im Längsschnitt e) eine Bewertungstabelle.

Figur 18 zeigt ein erfindungsgemäßes 8-Kugel-Gegenbahngelenk ähnlich Figur 13 mit Definition einzelner Kenngrößen a) in axialer Ansicht b) in einem ersten Längsschnitt c) in einem zweiten Längsschnitt d) im Querschnitt durch den Kugelkäfig;

Figur 19 zeigt ein erfindungsgemäßes 8-Kugel-Gegenbahngelenk ähnlich Figur 13 mit Definition der Bahnen a) in axialer Ansicht

b) im Längsschnitt durch das Gelenkaußenteil c) im Längsschnitt durch den Kugelkäfig;

Figur 20 zeigt eine erfindungsgemäße Einbausituation einer erfindungsgemäßen Ge- lenkwelle in einem Fahrzeug im Teillängsschnitt.

Die beiden Darstellungen der Figur 1 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Ein erfindungsgemäßes Gleichlaufgelenk 11 umfaßt ein Gelenkaußenteil 12 mit einer Öffnung 25 mit einem geschlossenen Boden 13 und einem einstückig angeschlosse- nen Zapfen 14. Das Gelenk umfaßt weiterhin ein Gelenkinnenteil 15, einen Kugelkä¬ fig 16 sowie drehmomentübertragende Kugeln 17. Erste äußere Kugelbahnen 18 und erste innere Kugelbahnen 19 nehmen Kugeln 17i auf und bilden erste Bahnpaare miteinander. Zweite äußere Kugelbahnen 20 und zweite innere Kugelbahnen 21 bil¬ den zweite Bahnpaare miteinander, die zweite Kugeln 17 2 aufnehmen. Die beiden Arten von Bahnpaaren sind über dem Umfang abwechselnd ausgebildet. Tangenten an die Kugeln in den Berührungspunkten mit den ersten Bahnpaaren, die einge¬ zeichnet sind, bilden miteinander einen Öffnungswinkel δi, der sich in Richtung zum Boden 13 öffnet. Tangenten an die zweiten Kugeln 17 2 in den Berührungspunkten mit den zweiten Bahnpaaren bilden miteinander einen Öffnungswinkel δ 2 , der sich zur Öffnung 21 des Gelenkaußenteils öffnet. Unter Drehmoment erzeugen diese Öff¬ nungswinkel bei gestrecktem Gelenk Axialkräfte auf die Kugeln und damit auf den Kugelkäfig 16, die mit Fi und F 2 bezeichnet sind. Eine Gelenkmittelebene E, die die Mittelpunkte der Kugeln aufnimmt, schneidet die Längsachse des Gelenks, die durch die Längsachsen A 12 des Gelenkaußenteils und A 22 des Gelenkinnenteils definiert ist, in einem Gelenkmittelpunkt M. Jeweils auf die Mittellinien Li 8 der Kugelbahnen 18 im Gelenkaußenteil 12 bezogen, haben die Bahnen 18 in der Mittelebene einen Radius R 2 , deren Mittelpunkt um einen axialen Offset O 2 auf der Achse A gegenüber dem Gelenkmittelpunkt M versetzt ist, während die Bahnen 20 einen gleich großen Radius R 5 haben, deren Mittelpunkt um ein Offset O 5 in entgegengesetzter Richtung gegen- über dem Gelenkmittelpunkt M versetzt ist.

In Figur 2 sind gleiche Einzelheiten wie in Figur 1 mit gleichen Bezugsziffern verse¬ hen. In das Gelenkinnenteil 15 ist in Darstellung a eine Welle 22 eingesteckt. Außer

der Längsachse Ai 2 des Gelenkaußenteils ist die Längsachse A 22 der Welle 22 be¬ zeichnet, die in gleicher weise der Längsachse des Gelenkinnenteils 15 entspricht. In Bezug auf die Längsachse A 22 sind nach beiden Seiten Lebensdauerwinkel 2ß angetragen, die den maximalen Beugewinkel bezeichnen, unter dem das Gelenk schadensfrei im Lebensdauerversuch gefahren werden kann. Als Lebensdauerver¬ such ist hierbei ein Lastkollektiv zu verstehen, das dem praktischen Einsatz eines Gelenks während der Auslegungslebensdauer entspricht. Bei Beugung der Welle 22 gegenüber dem Gelenkaußenteil 12 in dem Winkel 2ß zu beiden Seiten machen die Kugeln 17i in den erfindungsgemäßen Kugelbahnen 18, 19 Bewegungen längs der Bahnmittellinie, die durch die Winkel ß zu beiden Seiten von der Gelenkmittelebene E aus definiert sind, wobei die Schenkel der Winkel von der Gelenkmittelebene E und Strahlen durch die Kugelmittelpunkte gebildet werden. In Darstellung c) ist der Ku¬ gelkäfig 16 in Abwicklung mit je drei umfangsverteilten Käfigfenstern 23, 24 erkenn¬ bar. Jeweils in ersten Bahnpaaren gehaltene Kugeln M λ üben eine Axialkraft Fi auf den Kugelkäfig aus; jeweils in zweiten Bahnpaaren gehaltene Kugeln 17 2 üben eine Axialkraft F 2 auf den Kugelkäfig aus. Aufgrund der abwechselnden Verteilung von ersten und zweiten Bahnpaaren befindet sich der Kugelkäfig auch bei Drehmoment¬ übertragung über das Gelenk in axialem Gleichgewicht.

In Figur 3 ist in Darstellung a) in Bezug auf die Längsachse A 22 der Welle 22 zusätz¬ lich zu dem Lebensdauerwinkel 2ß beidseitig der maximale Beugewinkel ß ma χ ange¬ tragen. In Übereinstimmung hierzu sind in Bezug auf die Kugelmittenposition im Ver¬ hältnis zum Gelenkaußenteil wiederum die halben Lebensdauerwinkel ß wie auch die halben maximalen Beugewinkel ßmax/2 zu beiden Seiten von der Mittelebene E aus angetragen. Die Kugelpositionen im Gelenkaußenteil bei maximalem Beugewinkel ß ma x sind jeweils mit gestrichelten Linien dargestellt.

In Darstellung b) ist der maximale Beugewinkel am Gelenk in einem Sinne eingetra¬ gen, in dem die Kugeln 17i in den erfindungsgemäßen Bahnpaaren 18, 19 zur Öff- nung 21 des Gelenkaußenteils 12 hin wandern. Aufgrund des S-förmigen Verlaufs der erfindungsgemäßen Kugelbahnen 18, 19 hat sich hierbei der Öffnungswinkel δi zwischen den Tangenten an die Kugeln 17i in den ersten Bahnpaaren im Richtungs¬ sinn umgekehrt und öffnet sich hier ebenfalls zur Öffnungsseite 21 des Gelenkau-

ßeπteils 12 hin, während die zweiten Bahnpaare, die mit Bahnen 20, 21 nach Art ei¬ nes Rzeppa-Gelenks ausgeführt sind, einen Öffnungswinkel δ 2 bilden, der sich zwar dem Betrag nach verändert hat, jedoch wie in der gestreckten Gelenkposition nach Figur 2 weiterhin in Richtung zur Öffnungsseite 21 des Gelenkaußenteils geöffnet sind. Entsprechend den Öffnungswinkeln δi, δ 2 , ergeben sich die Richtungen der Kräfte Fi, F 2 auf die Kugeln in der Schnittebene, wie in Darstellung d) erkennbar ist, sind sämtliche Kugelkräfte in ihrer Wirkung übereinstimmend bezüglich ihrer Rich¬ tung, wenn auch nicht dem Betrage nach, so daß vom Gelenkaußenteil aus eine Ge¬ genkraft F G ZU der Summe der Kugelkräfte auf den Käfig ausgeübt werden muß. Er- findungsgemäß wird eine solche Gegenkraft F G nur bei Überschreiten des Lebens¬ dauerwinkels 2ß auftreten, während innerhalb des Lebensdauerwinkels 2ß der Käfig im axialen Gleichgewicht bleibt.

In Figur 4 ist ein möglicher Bahnverlauf der Bahnmittellinien Lia, L-1 9 des Gelenkau- ßenteils und des Gelenkinnenteils für die erfindungsgemäßen Kugelbahnen 18, 19 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel näher dargestellt. Die erfindungsgemäßen S-förmig verlaufenden Kugelbahnen, in ihrem Verlauf repräsentiert durch Bahnmittel¬ linien L 18 , L 19 , verlaufen jeweils S-förmig, wobei die Position des Wendepunktes T 1-2 eingezeichnet ist, die, ausgehend von einem Radius R 2 (Gelenkaußenteil) bzw. R 2 ' (Gelenkinnenteil), der um einen Offsetpunkt O 2 bzw. O 2 ' geschlagen ist, unter einem Winkel von α zu einer Radialebene, d.h. einer parallelen Ebene zur Gelenkmittelebe¬ ne E liegt. Über den Wendepunkt Ti -2 hinaus setzt sich die Bahnmittellinie in einem Radius Ri (Gelenkaußenteil) bzw. Rr (Gelenkinnenteil) fort, dessen Mittelpunktslage hier nicht näher bemaßt ist, jedoch durch den Schenkel des Winkels α sowie den Radius Ri bzw. Rr selber definiert ist. Gemäß der Erfindung liegt der Wendepunkt Ti -2 ebenso wie der Wendepunkt Ti -2 ' außerhalb des Winkelsektors der Winkel ßu 2 zu jeder Seite von der Gelenkmittelebene E aus betrachtet. Da die Richtungsumkehr des Winkels δi bei Überschreiten des Wendepunktes Ti -2 in den ersten Bahnpaaren erfolgt, wird durch die Bedingung, die hier bezeichnet ist, sichergestellt, daß im Le- bensdauerbereich (Beugung von A 22 zu Ai 2 < = 2ß nach beiden Seiten) keine Axial¬ kräfte am Käfig auftreten, sondern der Käfig axialkraftfrei im Gelenkaußenteil gehal¬ ten ist.

Während der Lebensdauerwinkel 2ß jeweils ein Mittelpunktswinkel bezogen auf den Gelenkmittelpunkt M ist, und zwar ausgehend von der Längsachse A 12 bzw. der Mit¬ telebene E und auf diese Weise eine Kugelposition auf der Bahnmittellinie Li 8 , L 19 beschreibt, ist der Mittelpunkt des Winkels α an die Tangente an die Bahnmittellinie im Wendepunkt T 1-2 jeweils mit einem Offset O 2 , O 2 ^ zum Gelenkmittelpunkt M behaf¬ tet.

In Figur 5 ist die Beziehung zwischen Lebensdauerwinkel ß bezogen auf den Weg der Kugel längs der Bahnmittellinie Li 8 im Gelenkaußenteil 12 im Verhältnis zum Wendepunktwinkel α dargestellt. Es gilt die Bedingung

a ≥ S -r aresin —2- • sin} f) -- 90 3 J j

In Figur 6 ist für ein Gelenkaußenteil 12 nach Figur 5 der Einfluß des Wendepunkt¬ winkels α auf den Bahnumschlingungswinkel ε im Gelenkaußenteil dargestellt. Hier¬ bei ist der Bahnumschlingungswinkel ε jeweils als Winkel zwischen einer Radialebe¬ ne R und einem Strahl durch den Kugelmittelpunkt bzw. die Bahnmittellinie L 18 an eine Bahnkante definiert. Wenn der Bahnumschlingungswinkel ε klein wird, entste- hen ungünstige Kantenbelastungen in den Bahnen 18, die zu Schäden führen kön¬ nen. Hiermit wird die Drehmomentkapazität begrenzt. Bis zu einem Wendepunktwin¬ kel α von 16° ist der Bahnumschlingungswinkel ε noch zufriedenstellend groß.

In Figur 7 ist das Verhältnis zwischen Lebensdauerwinkel bezogen auf den Kugel- weg in der Bahn (ß) und Wendepunktwinkel α für ein zweites mögliches Ausfüh¬ rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gelenkaußenteils dargestellt. Im Bereich um die Gelenkmittelebene E hat die Mittellinie L 18 der Kugelbahn 18 hierbei einen gerin¬ geren Radius R 2 mit einem Mittelpunkt M 2 , der gegenüber dem Gelenkmittelpunkt M um einen axialen Offset O 2 und um einen radialen Offset a versetzt ist. Über diesen Winkel ist die Tangente an den Wendepunkt T 1-2 definiert. Vom Wendepunkt aus setzt sich die Bahnmittellinie mit einem Radius Ri um einen Mittelpunkt Mi fort, der

durch die Größe von Ri und die Größe des Winkels α bestimmt ist. Zwischen dem um den Gelenkmittelpunkt M angetragenen Lebensdauerwinkel ß und dem Wende¬ punktwinkel α ergibt sich die Beziehung

In Figur 8 ist das Verhältnis zwischen Lebensdauerwinkel bezogen auf den Kugel¬ weg in der Bahn (ß) und Wendepunktwinkel α für ein drittes mögliches Ausführungs¬ beispiel eines erfindungsgemäßen Gelenkaußenteils dargestellt. Im Bereich um die Gelenkmittelebene E hat die Mittellinie Li 8 der Kugelbahn 18 hierbei einen geringe¬ ren Radius R 2 mit einem Mittelpunkt M 2 , der gegenüber dem Gelenkmittelpunkt M um einen axialen Offset O 2 und um einen radialen Offset b versetzt ist. Über diesen Win¬ kel ist die Tangente an den Wendepunkt Ti -2 definiert. Vom Wendepunkt aus setzt sich die Bahnmittellinie mit einem Radius Ri um einen Mittelpunkt Mi fort, der durch die Größe von Ri und die Größe des Winkels α bestimmt ist. Zwischen dem um den Gelenkmittelpunkt M angetragenen Lebensdauerwinkel ß und dem Wendepunktwin¬ kel α ergibt sich die Beziehung

α > p f arcsin + 90°

In Figur 9 ist ein erfindungsgemäßes 6-Kugel-Gelenk dargestellt, bei dem sich der Verlauf der Mittellinien Li 8 der äußeren Kugelbahnen 18 aus drei Radien Ri, R 2 , R 3 zusammensetzt, die sich die Radien Ri, R 2 über einen Wendepunkt aneinander an¬ schließen, während der Verlauf der Mittellinien L 20 der zweiten äußeren Kugelbahnen 20 durch einen Radius R 5 mit anschließender achsparalleler Gerade definiert.

In Figur 10 ist ein erfindungsgemäßes 6-Kugel-Gelenk gezeigt, bei dem sich der Ver¬ lauf der Mittellinien Li 8 der ersten äußeren Kugelbahnen 18 durch drei Radien Ri, R 2 , R 3 definiert, wobei sich die Radien Ri , R 2 über einen Wendepunkt aneinander an- schließen, während die Mittellinien L 20 der zweiten äußeren Kugelbahnen 20 über zwei Radien R 4 , R 5 definiert ist, die sich über einen Wendepunkt aneinander an-

schließen.

In Figur 11 ist ein erfindungsgemäßes 6-Kugel-Gelenk dargestellt, bei dem sich der Verlauf der Mittellinien Li 8 der äußeren Kugelbahnen 18 aus drei Radien Ri, R 2 , R 3 zusammensetzt, wobei sich die Radien Ri, R 2 über einen Wendepunkt aneinander anschließen, während der Verlauf der Mittellinien L 20 der zweiten äußeren Kugelbah¬ nen 20 durch einen einheitlichen Radius R5 definiert. Die zweiten Bahnen sind damit nach Art von Bahnen von RF-Gelenken gestaltet.

In Figur 12 ist ein erfindungsgemäßes 6-Kugel-Gelenk dargestellt, bei dem sich der Verlauf der Mittellinien L 18 der äußeren Kugelbahnen 18 aus zwei Radien R 2 , R 3 und einer an den Radius R 2 in Richtung zur Öffnung tangential anschließenden Geraden zusammensetzt, während der Verlauf der Mittellinien L 20 der zweiten äußeren Kugel¬ bahnen 20 durch einen einheitlichen Radius R 5 definiert ist.

In Figur 13 ist ein erfindungsgemäßes 8-Kugel-Gelenk gezeigt, bei dem sich der Ver¬ lauf der Mittellinien L 18 der äußeren Kugelbahnen 18 aus drei Radien Ri, R 2 , R 3 zu¬ sammensetzt, wobei sich die Radien R 1 , R 2 über einen Wendepunkt aneinander an¬ schließen, während der Verlauf der Mittellinien L 20 der zweiten äußeren Kugelbahnen 20 durch einen Radius R 5 mit anschließender achsparalleler Gerade definiert ist.

Figur 14 ist ein erfindungsgemäßes 8-Kugel-Gelenk gezeigt, bei dem sich der Verlauf der Mittellinien Li 8 der ersten äußeren Kugelbahnen 18 durch drei Radien R 1 , R 2 , R 3 definiert, wobei sich die Radien R 1 , R 2 über einen Wendepunkt aneinander anschlie- ßen, während die Mittellinien L 20 der zweiten äußeren Kugelbahnen 20 über zwei Radien R 4 , R 5 definiert ist, die sich über einen Wendepunkt aneinander anschließen.

Figur 15 ist ein erfindungsgemäßes 8-Kugel-Gelenk dargestellt, bei dem sich der Verlauf der Mittellinien L 18 der äußeren Kugelbahnen 18 aus drei Radien R 1 , R 2 , R 3 zusammensetzt, wobei sich die Radien R 1 , R 2 über einen Wendepunkt aneinander anschließen, während der Verlauf der Mittellinien L 20 der zweiten äußeren Kugelbah¬ nen 20 durch einen einheitlichen Radius R 5 definiert. Die zweiten Bahnen sind damit nach Art der Bahnen von RF-Gelenken gestaltet.

In Figur 16 ist ein erfindungsgemäßes 8-Kugel-Gelenk dargestellt, bei dem sich der Verlauf der Mittellinie der äußeren Kugelbahnen 18 aus zwei Radien R 2 , R 3 und einer an den Radius R2 in Richtung zur Öffnung tangential anschließenden Geraden zu- sammensetzt, während der Verlauf der Mittellinien L 2 Q der zweiten äußeren Kugel¬ bahnen 20 durch einen einheitlichen Radius R 5 definiert ist.

In Figur 17 ist die Bahnform der ersten äußeren Kugelbahnen und der ersten inneren Kugelbahnen für ein 6-Kugel-Gegenbahngelenk gemäß Figur 1 im einzelnen gezeigt, wobei die Mittelinie Lia der ersten äußeren Kugelbahn 18 sich aus zwei Radien R 1 , R 2 zusammensetzt, wie bereits zuvor beschrieben, und die der Mittellinie L 19 der in¬ neren Kugelbahn 19 aus zwei bezüglich des Gelenkmittelpunkts M dazu symmetri¬ schen Radien Rr, R 2 1 . Zusätzlich ist das Verhältnis zwischen Wendepunktwinkel α und Bahnumschlingungswinkel ε für die Bahn 18 im Gelenkaußenteil und für den Bahnumschlingungswinkel ε 1 für die Bahn 19 im Gelenkinnenteil tabellarisch darge¬ stellt. Hieraus ergibt sich, daß α > = 10° und < = 18° sein muß, um zufriedenstellende Umschlingungswinkel ε, ε' zu garantieren.

In Figur 18 ist ein erfindungsgemäßes 8-Kugel-Gelenk gezeigt, das mit dem in Figur 13 gezeigten übereinstimmt, wobei der Kugelkäfig 16 als Einzelheit im Querschnitt zusätzlich gezeigt ist. Hierbei ist erkennbar, daß die Kugelfenster 23 für die ersten

Kugeln 1T 1 eine geringere Umfangslänge L 1 haben, als die Kugelfenster 24 für die zweiten Kugeln 17 2 , die eine größere Umfangslänge L 2 haben. Der äußere

Käfigdurchmesser ist mit DCA bezeichnet, der innere Käfigdurchmesser mit DCI, jeweils bezogen auf Mittelebene E, in der der Kugelkäfig geschnitten ist. Die

Umfangsbreite der Käfigstege ist außen mit W bezeichnet. Der Teilkreisradius der

Kugeln im Gelenk hat die Bezeichnung PCDB, während die Einstecköffnung für die

Welle im Gelenkinnenteil einen Durchmesser von PCDS hat. Dies ist für den Fall, daß die Verbindung zwischen Gelenkinnenteil 15 und Welle (22) über eine Wellenverzahnung hergestellt wird, der mittlere Verzahnungsdurchmesser der

Wellenverzahnung im Gelenkinnenteil.

In Figur 19 ist für ein Gelenk mit acht Kugeln der Aufbau der Bahnmittellinien am Ge¬ lenkaußenteil und am Gelenkinnenteil gesondert aufgebaut. Die ersten äußeren Bahnen 18 sind aus den drei bereits erwähnten Radien R 1 , R 2 , R 3 zusammengesetzt, während die Bahnmittellinie der ersten inneren Kugelbahn aus drei gleich großen symmetrisch dazu positionierten Radien Rr, R 2 ', R3' zusammengesetzt sind. Für die zweiten äußeren Kugelbahnen gilt die Zusammensetzung aus den Radien R 4 und R 5 , während die entsprechenden zweiten inneren Kugelbahnen 21 bezogen auf den Ge¬ lenkmittelpunkt M dazu symmetrisch angeordnete Radien R 4 ', R 5 ' aufweisen. Der größte Außendurchmesser des Gelenkaußenteils ist mit OD bezeichnet, die axiale Länge des Gelenkinnenteils mit L.

In Figur 20 ist eine Gelenkwelle in einer Einbausituation als Seitenwelle in einem Kraftfahrzeug dargestellt. Es ist eine erfindungsgemäße Gelenkwelle dargestellt, die ein erfindungsgemäßes Gleichlaufgelenk 11 als Monoblockgelenk aufweist, weiterhin eine Zwischenwelle 35 und ein zweites Gleichlaufgelenk 31 , das ebenfalls ein erfin¬ dungsgemäßes Gelenk sein kann, insbesondere baugleich mit dem Gelenk 11. Die Zwischenwelle 35 umfaßt eine Axialverschiebeeinheit 28, die als wesentliche Be¬ standteile eine Hülse 29, einen Zapfen 30 sowie zwischen beiden wirksame nicht im einzelnen bezeichnete drehmomentübertragende Kugeln umfaßt und die einen Län- genausgleich der Gelenkwelle zwischen den Gleichlaufgelenken 11 , 31 zuläßt. Der Wellenzapfen des erfindungsgemäßen Gelenks 11 ist in ein Differentialgetriebe 32 eingesteckt und in diesem festgelegt, während der Wellenzapfen des zweiten Fest¬ gelenks 31 in eine Radnabenanordnung 33 mit einer Radlagerung 34 eingesteckt ist.

Gegenbahngelenk mit Bahnwendepunkt

Bezugszeichenliste

11 Gleichlaufgelenk

12 Gelenkaußenteil

13 Boden

14 Zapfen

15 Gelenkinnenteil

16 Kugelkäfig

17 Kugel

18 erste Außenbahn

19 erste Innenbahn

20 zweite Außenbahn

21 zweite Innenbahn

22 Welle

23 Käfigfenster

24 Käfigfenster

25 Gelenköffnung

Pmax Maximaler Gelenkbeugewinkel ß Lebensdauerwinkel δ Öffnungswinkel α Wendepunktwinkel

T 1-2 Wendepunkt

L Mittellinie

A Längsachse

R Radius

E Mittelebene

M Gelenkmittelpunkt

O Axialoffset

A Radialoffset b Radialoffset