Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufgelenk zur Drehmomentübertragung, mit einem Ge lenkaußenteil mit äußeren Kugelbahnen, einem Geienkinnenteil mit inneren Kugelbah- nen, drehmomentübertragenden Kugeln, die in Paaren von äußeren und inneren Ku gelbahnen geführt werden, und einem Kugelkäfig, der die Kugeln in umfangsverteilten Fenstern aufnimmt und in einer gemeinsamen Ebene hält. Gleichlaufgelenke ermögli chen eine Drehmomentübertragung zwischen Gelenkaußenteil und Geienkinnenteil unter Winkelbewegung.

Grundsätzlich werden Gleichlaufgelenke in Form von Festgelenken und Verschie begelenke unterschieden. Bei Gleichlauffestgelenken sind im Wesentlichen nur eine Winkelbeweglichkeit zwischen Gelenkaußenteil und Geienkinnenteil vorgesehen, das heißt abgesehen von üblichen Toleranzen keine axialen Bewegungen. Gleichlaufver- schiebegelenke ermöglichen neben Winkelbewegungen demgegenüber auch axiale Verschiebebewegungen zwischen Gelenkaußenteil und Geienkinnenteil.

Aus der DE 10 2012 102 678 A1 ist ein Gleichlaufgelenk in Form eines Festgelenks bekannt. In jeder Winkelstellung des Gleichlaufgelenks ist ein Maulöffnungswinkel zwi- sehen einer äußeren Tangente und einer inneren Tangente an eine Kugel eingeschlos sen. Die Bahnpaare sind derart gestaltet, dass innerhalb eines kleinen Beugewinkel bereichs bei zumindest einem Gelenkbeugewinkel ein Maulöffnungswinkel Null beträgt und innerhalb eines größeren Beugewinkelbereichs, ein öffnungsseitiger Maulöff nungswinkel einer sich zur Öffnungsseite des Gelenkaußenteils bewegenden Kugel und ein anschlussseitiger Maulöffnungswinkel einer sich bei demselben Gelenkbeu gewinkel zur Anschlussseite des Gelenkaußenteils bewegenden Kugel ungleich Null sind und sich in dieselbe axiale Richtung öffnen.

Aus der EP 0 802 341 A1 ist ein Gleichlaufgelenk in Form eines Festgelenks mit acht drehmomentübertragenden Kugeln bekannt. Die aus jeweils einer äußeren Kugelbahn und einer inneren Kugelbahn bestehenden Bahnpaare öffnen sich zur Öffnungsseite des Gelenks. In einer Ausführungsform haben die Kugelbahnen einen einheitlichen Radius über der Länge. In einer anderen Ausführungsform setzen sich die Kugelbah nen aus einem Radius und einer daran anschließenden Gerade zusammen; derartige Gleichlaufgelenke werden auch als hinterschnittfreie Gelenke (UF-Gelenke) bezeich- net.

Aus der US 8267802 B2 ist ein Gleichlauffestgelenk bekannt, bei dem die Mittelpunkte der äußeren und inneren Kugelbahnen gegenüber einem Sphärenflächenmittelpunkt versetzt sind. Das Verhältnis eines Axialversatzes (F) relativ zum Rollkreisradius (PCR) liegt zwischen 0,045 und 0,065. Es ist ferner ein Gleichlauffestgelenk mit ge krümmtem Bahnabschnitt und geradem Bahnabschnitt bekannt, die in der Gelenkmit telebene ineinander übergehen. Weiter ist ein Gleichlauffestgelenk mit einheitlich ge krümmtem Bahnabschnitt über der gesamten Bahnlänge bekannt. Bei der Konstruktion von Gleichlaufgelenken sind diverse, sich zum Teil widerspre chende Anforderungen zu erfüllen. So ist es ein wichtiges Ziel, dass Reaktionskräfte der im Betrieb zusammenwirkenden Gelenkbauteile möglichst gering sind, um Verlust leistungen zu minimieren beziehungsweise den Wirkungsgrad des Gelenks zu maxi mieren. Gleichzeitig soll das Gleichlaufgelenk in allen bei Betrieb auftretenden Winkel- Positionen zuverlässig und möglichst verschleißfrei arbeiten.

Je nach Ausgestaltung der Bahnkrümmung ergibt sich ein größerer oder kleinerer Maulöffnungswinkel des Gleichlaufgelenks. Ein Bahnverlauf mit geringer Krümmung beziehungsweise kleinem Krümmungsradius im Geienkinnenteil führt dazu, dass die Kugeln bei größeren Beugewinkeln weit aus der Kugelbahn austreten. Ein Bahnverlauf mit großer Krümmung beziehungsweise großem Krümmungsradius im Gelenkinnen- teil führt zu einem relativ geringen Anstieg des Maulöffnungswinkels bei Beugung des Gelenks, was für die Steuerung des Kugelkäfigs nachteilig sein kann. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gleichlaufgelenk vorzuschlagen, das eine zuverlässige Käfigsteuerung auch bei kleinen Beugewinkeln ermöglicht und das eine hinreichende Drehmomentübertragungskapazität am Gelenk- innenteil bei größeren Beugewinkeln aufweist.

Zur Lösung wird ein Gleichlaufgelenk vorgeschlagen, umfassend: ein Gelenkaußenteil mit einer Längsachse und äußeren Kugelbahnen, wobei das Gelenkaußenteil eine An schlussseite und eine Öffnungsseite hat; ein Geienkinnenteil mit einer Längsachse und inneren Kugelbahnen, wobei jeweils eine äußere Kugelbahn und eine innere Kugel bahn ein Bahnpaar miteinander bilden; jeweils eine drehmomentübertragende Kugel in jedem Bahnpaar; einen Kugelkäfig, der zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Geienkinnenteil angeordnet ist und umfangsverteilte Käfigfenster aufweist, die jeweils zumindest eine der drehmomentübertragenden Kugeln aufnehmen; wobei die Kugeln vom Kugelkäfig bei koaxial ausgerichteten Längsachsen des Gelenkinnenteils und des Gelenkaußenteils eine Gelenkmittelebene (EM) definieren, wobei die beiden Längs achsen (L12, L13) bei von null Grad abweichenden Beugewinkeln (ß) eine Gelenkbeu geebene (EB) aufspannen; wobei, in der Gelenkbeugeebene (EB) betrachtet, in jeder Winkelstellung des Gleichlaufgelenks ein Maulöffnungswinkel (ö) gebildet ist zwischen einer äußeren Tangente (T), die in einem äußeren Kontaktpunkt zwischen äußerer Kugelbahn und Kugel an die äußere Kugelbahn angelegt ist, und einer inneren Tan gente (T), die in einem inneren Kontaktpunkt zwischen innerer Kugelbahn und Kugel an die innere Kugelbahn angelegt ist; wobei die Mittelpunkte der Kugeln beim Bewe gen entlang der äußeren und inneren Kugelbahnen jeweils eine Mittelpunktslinie (A, A’) definieren; wobei ferner ein erster Beugewinkelbereich definiert ist, der Beugewin kel (ß) kleiner als zwanzig Grad umfasst (-20° < ß < 20°); und wobei ein zweiter Beu gewinkelbereich definiert ist, der Beugewinkel (ß) größer zwanzig Grad umfasst (ß > ± 20°); wobei zumindest einige der Bahnpaare derart gestaltet sind, dass der an schlussseitige Maulöffnungswinkel (ö) einer sich in der Gelenkbeugeebene (EB) zur Anschlussseite des Gelenkaußenteils bewegenden Kugel innerhalb des ersten Beu gewinkelbereichs mit zunehmendem Beugewinkel (ß) zunimmt, wobei ein anschluss seitiger erster mittlerer Maulöffnungswinkelanstieg (S1 ) des anschlussseitigen Maul- öffnungswinkeis (d) über dem Beugewinkel (ß) innerhalb des ersten Beugewinkelbe reichs größer ist, als ein anschlussseitiger zweiter mittlerer Maulöffnungswinkelanstieg (S2) des Maulöffnungswinkels (ö) über dem Beugewinkel (ß) innerhalb des zweiten Beugewinkelbereichs.

Ein Vorteil des Gleichlaufgelenks ist, dass aufgrund des steigendenden Maulöffnungs winkels innerhalb des zentralen Beugewinkelbereichs von bis zu zwanzig Grad um die Gelenkmittelebene eine zuverlässige Käfigsteuerung des Kugelkäfigs gewährleistet ist, insbesondere auch durch die Kugeln, welche von der Mittelebene zur Anschluss- Seite wandern. Dabei führt ein verhältnismäßig großer Bahnradius im zentralen Beu gewinkelbereich zu einem geringen Anstieg des Maulöffnungswinkels über dem Beu gewinkel. Dadurch, dass der Anstieg des Maulöffnungswinkels bei größeren Beuge winkeln von mehr als zwanzig Grad jedoch wieder abnimmt und insbesondere kleiner ist, als im zentralen Beugewinkelbereich, bleiben die Kugeln auch bei diesen großen Beugewinkeln im Geienkinnenteil zuverlässig geführt und treten nur geringfügig axial aus den Kugelbahnen des Gelenkinnenteils heraus.

Die Maulöffnungswinkel sind zwischen einer äußeren Tangente an die äußere Kugel bahn und einer inneren Tangente an die innere Kugelbahn, jeweils im Kontaktbereich mit der in der äußeren und inneren Kugelbahn geführten Kugel definiert. Dabei bezieht sich der Maulöffnungswinkel auf die Gelenkbeugeebene, welche von den Längsach sen des Gelenkaußenteils und Gelenkinnenteils aufgespannt wird, bzw. auf ein in der Gelenkbeugeebene liegendes Bahnpaar mit darin aufgenommener Kugel. Der Kon taktbereich zwischen Kugel und Kugelbahn kann dabei unmittelbar in der Gelenkbeu- geebene liegen, beispielsweise bei kreisförmigem Bahnquerschnitt, dessen Quer schnittsradius dem Radius der Kugel entspricht, oder in zur Gelenkbeugeebene paral lel versetzten Ebenen, welche durch die Kugelkontaktlinien zwischen Kugel und Ku gelbahnen aufgespannt werden, beispielsweise bei einem von der Kreisform abwei chenden Querschnitt der Kugelbahnen. In letzterem Fall werden die Projektionen der an die jeweilige Kugelbahn angelegten Tangenten in der Gelenkbeugeebene betrach tet, welche den Maulöffnungswinkel einschließen. Von dem Gleichlaufgelenk haben zumindest einige der Bahnpaare, die sich jeweils aus einer äußeren und inneren Kugelbahn zusammensetzen, die erfindungsgemäße Form mit bei größeren Beugewinkeln geringeren Steigerungsraten des Maulöffnungs winkels. Die Anzahl der Kugeln bzw. Bahnpaare des Gleichlaufgelenks kann beliebig entsprechend den technischen Anforderungen an das Gelenk ausgewählt werden und beispielsweise sechs, sieben oder acht betragen. Sofern im Rahmen der vorliegenden Offenbarung von einem Bahnpaar oder zumindest einigen der Bahnpaare die Rede ist, kann sich das jeweils beschriebene Merkmal entsprechend auf zwei, mehr als zwei, den größten Teil oder alle Bahnpaare des Gelenks beziehen.

Als Steigerungsrate S des Maulöffnungswinkels, auch als Maulöffnungswinkelanstieg oder -rate bezeichnet, ist die Änderung des Maulöffnungswinkels über der Abwinklung des Gelenks gemeint (S = Dd/Db). Dabei ist vorgesehen, dass die mittlere Maulöff nungswinkelrate S1 des zentralen ersten Bahnabschnitts für die von der Gelenkmittel- ebene in Richtung Anschlussseite laufenden Kugel größer ist, als die mittlere Maulöff nungswinkelrate S2 des daran anschließenden zweiten Bahnabschnitts. Nach einer Ausführungsform kann das zumindest eine Bahnpaar im anschlussseitigen Abschnitt des Gelenkaußenteils, beziehungsweise im zugehörigen öffnungsseitigen Abschnitt des Gelenkinnenteils so gestaltet sein, dass der anschlussseitige erste mittlere Maul- Öffnungswinkelanstieg (S1 ) größer als 0,5 ist. Alternativ oder ergänzend kann die Bahnform so gestaltet sein, dass der anschlussseitige zweite mittlere Maulöffnungs winkelanstieg (S2) kleiner als 0,5 ist. Der erste Maulöffnungswinkelanstieg (S1 ) des Maulöffnungswinkels (ö) über dem Beugewinkel (ß) innerhalb des ersten Beugewin kelbereichs kann konstant oder variabel sein. Alternativ oder ergänzend können die zumindest einigen Bahnpaare so gestaltet sein, dass der zweite Maulöffnungswinkel anstieg (S2) des Maulöffnungswinkels (ö) über dem Beugewinkel (ß) innerhalb des zweiten Beugewinkelbereichs variabel ist. Es ist jedoch auch möglich, dass der Maul öffnungswinkelanstieg (S2) des zweiten Beugewinkelbereichs konstant ist. Es ist ins besondere vorgesehen, dass zumindest ein Maulöffnungswinkel (ö) innerhalb des zweiten Beugewinkelbereichs größer ist als ein größter Maulöffnungswinkel des zent ralen Beugewinkelbereichs. Das zumindest eine Bahnpaar ist vorzugsweise so gestaltet, dass der Maulöffnungs winkel (d) bei gestrecktem Gelenk (ß = 0°) größer oder gleich null Grad ist (d > 0°) und/oder kleiner als acht Grad (d < 8°), insbesondere kleiner als 4 Grad ist (d < 4°), vorzugsweise kleiner als 2 Grad ist (d < 2°),. Durch einen verhältnismäßig kleinen Maulöffnungswinkel bei gestrecktem Gelenk sind die zwischen den Kugelbahnen und den Kugeln entlang der Kugelbahnen wirksamen Axialkräfte gering. Insgesamt treten somit nur geringe Reaktionskräfte zwischen den in Kontakt stehenden Gelenkteilen auf, so dass Reibungsverluste entsprechend gering sind. Ausgehend von der gestreckten Lage des Gelenks bzw. der Gelenkmittelebene nimmt der Maulöffnungswinkel mit zunehmender Abwinkelung des Gelenks im ersten Beu gewinkelbereich (ß = 0° ± 20°) im Wesentlichen zu. Dabei kann das zumindest eine Bahnpaar so gestaltet sein, dass der Maulöffnungswinkel (ö) innerhalb des ersten Beu gewinkelbereichs um mindestens fünf Grad zunimmt, insbesondere mindestens zehn Grad. An den zentralen ersten Beugewinkelbereich schließt der zweite Beugewinkel bereich an. Der zweite Beugewinkelbereich umfasst Beugewinkel (ß), die betragsmä ßig größer sind als 20°, das heißt, die kleiner sind als minus 20° oder größer sind als plus 20° (ß > ± 20°). Der zweite Beugewinkelbereich kann Beugewinkel von beispiels weise bis zu 40°, insbesondere bis zu 50°, insbesondere bis zum maximalen Beuge- Winkel umfassen, ohne hierauf eingeschränkt zu sein.

Bei gestrecktem Gelenk liegen die Mittelpunkte der drehmomentübertragenden Ku geln in der Gelenkmittelebene bzw. definieren diese. Dabei wird der Durchmesser, auf dem die Mittelpunkte der Kugeln bei gestrecktem Gelenk liegen, als Rollkreisdurch- messer (PCD) bezeichnet. Entsprechend definiert der Rollkreisradius (PCR) den Ra dius um den Gelenkmittelpunkt, auf dem die Mittelpunkte der Kugeln bei gestrecktem Gelenk liegen.

Bei Rotation des Gleichlaufgelenks unter Abwicklung wandern die drehmomentüber- tragenden Kugeln entlang der Kugelbahnen. Dabei wird, in der Gelenkbeugeebene betrachtet, die sich zur Öffnungsseite des Gelenkaußenteils bewegende Kugel in ei nen öffnungsseitigen Bahnabschnitt des Gelenkaußenteils und in einen anschlusssei tigen Bahnabschnitt des Gelenkinnenteils geführt. Die sich, in der Gelenkbeugeebene betrachtet, zur Anschlussseite des Gelenkaußenteils bewegende Kugel wird in einen anschlussseitigen Bahnabschnitt des Gelenkaußenteils und in einen öffnungsseitigen Bahnabschnitt des Gelenkinnenteils geführt. Die Kugelbahnen des Gelenkaußenteils haben in Bezug auf die Gelenkmittelebene über ihre Länge jeweils einen öffnungsseitigen Bahnabschnitt und einen anschlusssei tigen Bahnabschnitt. Der ausgehend von der Gelenkmittelebene öffnungsseitig an schließende Bahnabschnitt des Gelenkinnenteils entspricht im Wesentlichen dem an schlussseitigen Bahnabschnitt des Gelenkaußenteils. Das heißt, dass der öffnungs- seitige Bahnabschnitt des Gelenkinnenteils so gestaltet ist, dass die zugehörige Mit telpunktsbahn dieses Bahnabschnitts spiegelsymmetrisch zur Mittelpunktsbahn des anschlussseitigen Bahnabschnitts des Gelenkaußenteils in Bezug auf eine Winkelhal bierende Ebene ist. Dies gilt für jedes der Bahnpaare. Nach einer Ausführungsform können die zumindest mehreren Bahnpaare im zentralen Beugewinkelbereich so gestaltet sein, dass für jeden Beugewinkel (ß) innerhalb des ersten Beugewinkelbereichs gilt, dass ein öffnungsseitiger Maulöffnungswinkel (öo) ei ner sich in der Gelenkbeugeebene (EB) zur Öffnungsseite des Gelenkaußenteils be wegenden Kugel und ein anschlussseitiger Maulöffnungswinkel (öa) einer sich bei demselben Beugewinkel (ß) in der Gelenkbeugeebene (EB) zur Anschlussseite des Gelenkaußenteils bewegenden Kugel sich in dieselbe axiale Richtung öffnen. Mit in dieselbe axiale Richtung weisenden Maulöffnungswinkeln ist gemeint, dass die in der Gelenkbeugeebene auf eine in Richtung Anschlussseite wandernde Kugel von den äußeren und inneren Kugelbahnen einwirkenden resultierende Kraft eine Axialkraft- komponente aufweist, die in dieselbe axiale Richtung weist, wie die resultierende Axi alkraftkomponente, die auf eine in Richtung Öffnungsseite wandernde Kugel einwirkt. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass der Kugelkäfig zumindest näherungs weise auf die Winkelhalbierende Ebene gesteuert wird. Falls vorhanden, weisen auch die übrigen Bahnpaare Maulöffnungen auf, die vorzugsweise in dieselbe axiale Rich- tung weisen, wie die Maulöffnungen der erfindungsgemäßen Bahnpaare. Vorzugs weise sind alle Bahnpaare so gestaltet, dass sich die Maulöffnungswinkel d aller Ku geln bei Abwinklung des Gelenks, jeweils in der Gelenkbeugeebene betrachtet, sich in dieselbe axiale Richtung öffnen. Dies kann auch für den an den zentralen Beuge winkelbereich anschließenden zweiten Beugewinkelbereich gelten. Weiter ist für eine günstige Fertigung vorzugsweise vorgesehen, dass alle äußeren Kugelbahnen unter einander gleich und alle inneren Kugelbahnen untereinander gleich gestaltet sind.

Die Mittelpunkte der Kugeln definieren beim Bewegen entlang der äußeren und inne ren Kugelbahnen, in der Gelenkbeugeebene betrachtet, eine Mittelpunktslinie (A, A‘). Dabei ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass die Mittelpunktsli nie (A, A‘) über ihre Länge zumindest zwei Bahnabschnitte mit unterschiedlicher Krüm- mung aufweist. Die zumindest zwei Bahnabschnitte mit unterschiedlicher Krümmung können innerhalb des öffnungsseitigen Abschnitts und/oder innerhalb des anschluss seitigen Abschnitts und/oder teilweise innerhalb des öffnungsseitigen und des an schlussseitigen Abschnitts der äußeren und inneren Kugelbahnen liegen. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die anschlussseitigen Bahnabschnitte der Kugelbahnen des Gelenkaußenteils - und dementsprechend auch die öffnungs seitigen Bahnabschnitte des Gelenkinnenteils - jeweils zumindest zwei Teilabschnitte mit unterschiedlicher Krümmung auf, die auch als Segmente bezeichnet werden kön nen.

Ein erstes Segment der anschlussseitigen Bahnabschnitte des Gelenkaußenteils kann einen ersten Krümmungsradius (Ra1 ) aufweisen, der insbesondere so gestaltet ist, dass das Verhältnis des Rollkreisradius (PCR) zum ersten Krümmungsradius (Ra1 ) des anschlussseitigen Bahnabschnitts größer als 1 ,4 ist. Der erste Krümmungsradius des ersten Segments kann beispielsweise durch einen ersten Kreisbogenabschnitt um einen ersten Segment-Mittelpunkt (Mal ) gebildet sein, wobei der erste Segment-Mit telpunkt (Mal ) von der Längsachse einen radialen Abstand (Offset) in Richtung Ku gelbahn aufweist. Der erste Kreisbogenabschnitt erstreckt sich vorzugsweise über ei nen ersten Bahnsegmentwinkel (g1 ) von 14° bis 22° (14° < g1 < 22°) um den ersten Segment-Mittelpunkt (Mal ). Der erste Segment-Mittelpunkt (Mal ) kann in der Gelenk mittelebene (EM) liegen, oder von dieser axial versetzt sein. Ein zweites Teilsegment der anschlussseitigen Bahnabschnitte des Gelenkaußenteils kann einen zweiten Krümmungsradius (Ra2) aufweisen, der insbesondere so gestaltet ist, dass das Verhältnis des Rollkreisradius (PCR) zum zweiten Krümmungsradius (Ra2) des anschlussseitigen Bahnabschnitts (22a) kleiner als 1 ,4 ist. Der zweite Krüm- mungsradius (Ra2) des zweiten Segments kann durch einen zweiten Kreisbogenab schnitt um einen zweiten Segment-Mittelpunkt (M2a) gebildet sein, wobei der zweite Segment-Mittelpunkt (M2a) insbesondere einen axialen Abstand (Offset) von der Ge lenkmittelebene in Richtung Öffnungsseite aufweist. Der zweite Kreisbogenabschnitt erstreckt sich vorzugsweise über einen zweiten Bahnsegmentwinkel von 12° bis 20° (12° < g2 < 20°) um den zweiten Segment-Mittelpunkt (Ma2). Wie oben bereits er wähnt, sind die Kugelbahnen des Gelenkinnenteils entsprechend gegengleich gestal tet.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung hat der Kugelkäfig eine sphärische Außenflä- che zum Führen des Kugelkäfigs gegenüber einer inneren Fläche des Gelenkaußen teils und eine sphärische Innenfläche zum Führen des Kugelkäfigs gegenüber einer äußeren Fläche des Gelenkinnenteils. Zwischen einem Mittelpunkt der sphärischen Außenfläche und einem Mittelpunkt der sphärischen Innenfläche kann ein axialer Ver satz (Offset) vorgesehen sein. Durch diese Maßnahme wird eine gute Käfigsteuerung bei Winkelbewegung des Gleichlaufgelenks erreicht. Es ist jedoch auch möglich, dass die Mittelpunkte der sphärischen Innenfläche und Außenfläche in einer Ebene liegen. Zwischen der äußeren sphärischen Außenfläche des Kugelkäfigs und der inneren sphärischen Fläche des Gelenkaußenteils und/oder zwischen der sphärischen Innen fläche des Kugelkäfigs und der sphärischen äußeren Fläche des Gelenkinnenteils ist vorzugsweise ein Radialspiel vorgesehen.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Schmiermittel zum Schmieren des Gleichlaufgelenks vorgesehen, das einen Reibwert (m) zwischen 0,02 und 0,09 (0,02 < m < 0,09), insbesondere zwischen 0,05 und 0,06 (0,05 < m < 0,06), aufweist.

Ferner kann für die zumindest einigen Bahnpaare nach einer möglichen Ausgestaltung zumindest eines von Folgendem gelten: das Verhältnis zwischen Rollkreisradius (PCR) und Kugeldurchmesser (DB) beträgt zwischen 1 ,4 und 2,1 ; das Verhältnis zwi schen Rollkreisradius (PCR) und axialem Versatz (Offset) des Kugelkäfigs beträgt zwi schen 5,0 und 12,5; das Verhältnis zwischen Rollkreisradius (PCR) und axialem Ver satz (Offset) des zweiten Bahnsegment-Mittelpunkts (Ma2) beträgt zwischen 4,0 und 8,0; das Verhältnis zwischen Rollkreisradius (PCR) und Durchmesser eines An schlussprofils des Gelenkinnenteils beträgt zwischen 1 ,0 und 1 ,25; und/oder das Ver hältnis zwischen Rollkreisradius (PCR) und Außendurchmesser des Gelenkaußenteils beträgt zwischen 0,315 und 0,345. Bei Ausgestaltung des Gelenks gemäß einem oder mehrerer dieser Bereiche wird eine besonders kompakte Bauform erreicht.

Zwischen den gegeneinander beweglichen Teilen des Gleichlaufgelenks ist üblicher weise Spiel vorgesehen. Dabei kann das Gelenk beispielsweise ein oder mehrere der folgenden Dimensionen aufweisen, ohne hierauf eingeschränkt zu sein: das Radial spiel zwischen Käfig und Kugelnabe (ORC) kann beispielsweise zwischen 0,01 mm und 0,08 mm betragen; das Radialspiel zwischen Käfig und Gelenkaußenteil (IRC) kann beispielsweise zwischen 0,01 mm und 0,08 mm betragen; das Radialspiel zwi schen den Kugeln und der jeweiligen Kugelbahn (SKR) kann beispielsweise zwischen 0 mm und 0,05 mm betragen; und/oder das Spiel zwischen Kugel und Käfigfenster (SKF) des Kugelkäfigs kann beispielsweise zwischen - 0,03 mm und 0,03 mm liegen.

Im Einbauzustand des Gleichlaufgelenks kann ein Faltenbalg zum Abdichten des Ge lenkraums vorgesehen sein. Der Faltenbalg kann mit Vorspannung montiert sein, so dass durch den Faltenbalg eine Axialkraft erzeugt wird, die das Geienkinnenteil und das Gelenkaußenteil voneinander weg beaufschlagt. Der Faltenbalg bewirkt im vorge- spannten Zustand eine Axialkraftkomponente die ein zwischen den genannten Bautei len vorhandenes Spiel herausdrückt. Eine plötzliche Laständerung, beispielsweise vom drehmomentfreien Zustand auf ein hohes Drehmoment, führt nicht zu einem An schlag des Käfigs gegenüber dem Innenteil bzw. Außenteil, so dass ungewünschte Geräusche vermieden werden. Die Vorspannkraft kann beispielsweise in einer Grö- ßenordnung von 30 N bis 150 N liegen.

Als Bahnwinkel ß/2 wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung der Winkel ver standen, den ein Radius um den Gelenkmittelpunkt M an die Kugelmitte einer der drehmomentübertragenden Kugel mit der Gelenkmittelebene EM einschließt. Dabei beträgt der Bahnwinkel ß/2 in jeder Winkelstellung des Gelenks üblicherweise die Hälfe des Gelenkbeugewinkels ß, das heißt der Bahnwinkel ß/2 von beispielsweise bis zu 10° entspricht einem Gelenkbeugewinkel von 20°.

Das Gleichlaufgelenk ist aufgrund der Führung des Kugelkäfigs gegenüber der sphä rischen Innenfläche des Gelenkaußenteils bzw. der sphärischen Außenfläche des Ge- lenkinnenteil in Form eines Festgelenks gestaltet, das Verschiebebewegungen nur im Rahmen des Axialspiels zwischen Gelenkaußenteil und -innenteil zulässt. Es ist je- doch auch denkbar, den Käfig gegenüber der Innenfläche des Gelenkaußenteils und gegenüber der Außenfläche des Gelenkinnenteils axial freizustellen, so dass das Ge lenk dann als Verschiebegelenk gestaltet wäre.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfigu- ren erläutert. Hierin zeigt:

Figur 1 A) ein erfindungsgemäßes Gleichlaufgelenk in gestreckter Lage im Längs schnitt;

Figur 1 B) ein Detail des Gelenks aus Figur 1 A) in vergrößerter Darstellung;

Figur 1 C) den Kugelkäfig des Gelenks aus Figur 1 A) als Einzelheit;

Figur 1 D) das Gelenkaußenteil des Gelenks aus Figur 1 A) im Längsschnitt;

Figur 1 E) das Geienkinnenteil des Gelenks aus Figur 1 A) im Längsschnitt;

Figur 1 F) das Gelenkaußenteil des Gelenks aus Figur 1 A) im Längsschnitt mit weite ren eingezeichneten Einzelheiten;

Figur 1 G) das Geienkinnenteil des Gelenks aus Figur 1 A) im Längsschnitt mit weite ren eingezeichneten Einzelheiten;

Figur 2A) das Gelenk aus Figur 1 A) in gestreckter Lage, das heißt bei einem Beuge winkel von 0°;

Figur 2B) das Gelenk aus Figur 1 A) bei Abwinklung um einen Beugewinkel von 20°; Figur 2C) das Gelenk aus Figur 1 A) bei Abwinklung um einen Beugewinkel von 40°; Figur 3) ein Diagramm mit einer Darstellung des Maulöffnungswinkels d (in Winkel grad) über dem Beugewinkel ß (in Winkelgrad).

Die Figuren 1 A) bis 1 G), Figuren 2A) bis 2C) und Figur 3 werden nachstehend ge meinsam beschrieben. Es ist ein erfindungsgemäßes Gleichlaufdrehgelenk 1 1 ge zeigt. Das Gleichlaufgelenk 1 1 umfasst ein Gelenkaußenteil 12, ein Geienkinnenteil 13, drehmomentübertragende Kugeln 14, sowie einen Kugelkäfig 15. Der Kugelkäfig 15 hat eine sphärische Außenfläche 16, die im Gelenkaußenteil 12 geführt ist und eine sphärische Käfiginnenfläche 17, die auf dem Geienkinnenteil 13 geführt ist. Die Kugeln 14 sind in umfangsverteilten Käfigfenstern 18 im Kugelkäfig 15 in der Gelenkmittel ebene EM gehalten. Am Gelenkaußenteil 12 ist eine Längsachse L12 bezeichnet, am Geienkinnenteil 13 eine Längsachse L13. Der Schnittpunkt der Längsachsen L12, L13 mit der Gelenkmittelebene EM bildet den Gelenkmittelpunkt M.

Das Gelenkaußenteil 12 weist einen Boden 19 auf, mit dem ein Anschlusszapfen 24 verbunden ist, sowie eine Öffnung 20. Das Geienkinnenteil 13 hat eine Öffnung 21 , in die der Zapfen einer Antriebswelle 25 zur Übertragung eines Drehmoments drehfest eingesteckt ist. Die Lage des Bodens 19 bezeichnet in der vorliegenden Offenbarung die axiale Richtung„zur Anschlussseite“, die Lage der Öffnung 20 bezeichnet die axi ale Richtung„zur Öffnungsseite“. Diese Begriffe werden auch in Bezug auf das Ge- lenkinnenteil 13 verwendet, wobei der tatsächliche Anschluss der Welle 25 an das Geienkinnenteil 13 unberücksichtigt bleibt. Es versteht sich, dass das Gelenkaußenteil anstelle des Bodens auch zur Anschlussseite hin offen gestaltet sein kann, wie es beispielsweise bei einem Scheibengelenk der Fall ist.

Im Gelenkaußenteil 12 sind äußere Kugelbahnen 22 und im Geienkinnenteil 13 sind innere Kugelbahnen 23 des Gleichlaufgelenks 1 1 gebildet. Jeweils eine äußere Kugel bahn 22 und eine innere Kugelbahn 23 liegen einander gegenüber und bilden gemein sam ein Bahnpaar miteinander, in dem jeweils eine drehmomentübertragende Kugel 14 geführt ist. Die einander gegenüberliegenden äußeren und inneren Kugelbahnen 22, 23 können in Radialebenen um die jeweilige Längsachse L12, L13 liegen. Die Ra dialebenen haben jeweils den gleichen Winkelabstand voneinander. Es ist jedoch auch denkbar, dass jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarte Bahnpaare in zueinander parallelen Ebenen verlaufen, welche parallel zur Längsachse L12, L13 liegen. Diese Ausgestaltung wird auch als„Twin-Ball“-Gelenk bezeichnet. Bei Abwinklung des Ge lenks, das heißt bei Winkelbewegungen des Gelenkinnenteils 13 relativ zum Gelenk außenteil 12, werden die Kugeln 14 aus der Gelenkmittelebene EM heraus zumindest etwa in die Winkelhalbierende Ebene zwischen der Längsachse L12 des Gelenkau ßenteils 12 und der Längsachse L13 des Gelenkinnenteils 13 geführt. Mit zumindest etwa ist gemeint, dass die durch die Kugelmittelpunkte der Kugeln 14 aufgespannte Ebene innerhalb eines Winkelbereichs von ± 10 % um die Winkelhalbierende Ebene liegt, und dieser insbesondere entsprechen kann.

Die Form der äußeren Kugelbahnen 22, die der Form der inneren Kugelbahnen zu mindest weitgehend entspricht, ist insbesondere in den Figuren 1 D und 1 G erkennbar. Die Kugeln 14 haben Kontakt mit den äußeren Kugelbahnen 22 im Gelenkaußenteil 12 und inneren Kugelbahnen 23 im Geienkinnenteil 13. Dabei bilden die Kugeln 14 im Kontaktbereich mit den äußeren Kugelbahnen 22 im Längsschnitt eine äußere Kon taktlinie K und im Kontaktbereich mit den inneren Kugelbahnen 23 eine innere Kon taktlinie K’. Die Kugeln 14 sind mit Kontakt im Bahngrund der Kugelbahnen 22, 23 dargestellt, der nicht notwendig gegeben sein muss. So können die äußere und innere Kontaktlinie K, K’, wie gezeigt, im Bahngrund liegen, das heißt in einer Radialebene, welche die Längsachsen L12, L13 beinhaltet, oder in zu den Längsachsen parallelen Ebenen. Beim Bewegen entlang der äußeren und inneren Kugelbahnen 22, 23 defi nieren die Mittelpunkte der Kugeln 14 jeweils eine Mittelpunktslinie A, A’. Die Mittel punktslinien A, A’ verlaufen parallel zur jeweiligen Kontaktlinie K, K’. Zur Beschreibung der Kugelbahnen 22, 23 kann entweder auf die Kontaktlinien K, K’ im Bahngrund oder auf die Mittellinien A, A’ Bezug genommen werden, die durch die Summe der Kugel mittelpunkte bei Winkelbewegungen des Gelenks definiert wird. Dabei bezeichnet die Kugelmittellinie A die Linie der Kugelmittelpunkte der Kugeln 14A entlang der äußeren Kugelbahnen 22 im Gelenkaußenteil 12, und A’ die Kugelmittellinie der zugehörigen inneren Kugelbahnen 23 im Geienkinnenteil 13.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist zwischen einem Mittelpunkt M16 der sphä rischen Außenfläche 16 und einem Mittelpunkt M17 der sphärischen Innenfläche 17 des Kugelkäfigs 15 ein axialer Versatz (Offset) vorgesehen. Hierdurch wird eine gute Käfigsteuerung bei Winkelbewegung des Gleichlaufgelenks erreicht. Zwischen der sphärischen Innenfläche 17 des Kugelkäfigs 15 und einer sphärischen Außenfläche des Gelenkinnenteils 13 sowie zwischen der sphärischen Außenfläche 16 des Kugel käfigs 15 und einer sphärischen Innenfläche des Gelenkaußenteils 12 ist optional je weils Spiel vorgesehen. Ein Radialspiel zwischen dem Käfig 15 und dem Geienkin nenteil 13 und/oder zwischen dem Käfig 15 und dem Gelenkaußenteil 12 kann bei spielsweise zwischen 0,01 mm und 0,08 mm betragen. Ein Radialspiel S14r zwischen den Kugeln 14 und der jeweiligen Kugelbahn 22 kann beispielsweise zwischen 0 mm und 0,05 mm betragen. Eine axiale Passung S14a zwischen Kugel 14 und Käfigfenster 18 des Kugelkäfigs 15 kann beispielsweise zwischen - 0,03 mm und 0,03 mm liegen.

Zum Abdichten des Gelenks gegenüber äußeren Einflüssen wird üblicherweise ein Dichtelement, beispielsweise ein Faltenbalg oder Membranbalg vorgesehen. Der vom Dichtelement eingeschlossene Gelenkraum ist vorzugsweise zumindest teilweise mit einem Schmiermittel gefüllt. Das Schmiermittel kann beispielsweise einen Reibwert m zwischen 0,02 und 0,09 aufweisen (0,02 < m < 0,09), insbesondere zwischen 0,05 und 0,06 (0,05 < m < 0,06).

Ferner kann das Gleichlaufgelenk 1 1 so gestaltet sein, dass für die zumindest einigen Bahnpaare 22, 23 ein oder mehrere der folgende Merkmale erfüllt sind: das Verhältnis zwischen Rollkreisradius PCR und Kugeldurchmesser D14 beträgt zwischen 1 ,4 und 2,1 ; das Verhältnis zwischen Rollkreisradius PCR und axialem Versatz (Offset) des Kugelkäfigs beträgt zwischen 5,0 und 12,5; das Verhältnis zwischen Rollkreisradius PCR und axialem Versatz (Offset) des zweiten Bahnsegment-Mittelpunkts Ma2 beträgt zwischen 4,0 und 8,0; das Verhältnis zwischen Rollkreisradius PCR und Durchmesser eines Anschlussprofils des Gelenkinnenteils beträgt zwischen 1 ,0 und 1 ,25; und/oder das Verhältnis zwischen Rollkreisradius PCR und Außendurchmesser des Gelenkau ßenteils beträgt zwischen 0,315 und 0,345.

Im Folgenden wird näher auf die Besonderheiten des erfindungsgemäßen Gleichlauf gelenks, insbesondere auf die Ausgestaltung der Kugelbahnen 22, 23 eingegangen. Es gelten vorliegend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gleichlaufge lenk bzw. der Ausgestaltung der Kugelbahnen die folgenden Definitionen: Der Gelenkbeugewinkel ß definiert den Winkel, der zwischen der Längsachse L12 des Gelenkaußenteils 12 und der Längsachse L13 des Gelenkinnenteils 13 eingeschlos sen wird. Der Gelenkbeugewinkel ß beträgt bei gestrecktem Gelenk null.

Der Bahnwinkel ß/2 definiert den Winkel, den ein Radius um den Gelenkmittelpunkt M an die Kugelmitte mit der Gelenkmittelebene EM einschließt. Dabei beträgt der Bahn winkel ß/2 in jeder Winkelstellung des Gelenks stets die Hälfe des Gelenkbeugewin kels ß.

Der Maulöffnungswinkel d definiert den Winkel, der von Tangenten T, T an die Kugeln 14 in den Kontaktpunkten mit den ersten Kugelbahnen 22 bzw. den zweiten Kugelbah nen 23 eingeschlossen wird. Dabei ist die Systematik in der vorliegenden Offenbarung so, dass der Maulöffnungswinkel, der über den technisch möglichen Beugewinkelbe- reich verschiedene Größen annehmen kann, allgemein mit d bezeichnet ist; ausge wählte konkrete Beugewinkel können mit dem jeweiligen Beugewinkel und einer An gabe über die Position der Kugel ergänzt werden (beispielsweise dq für den Maulöff nungswinkel bei Beugewinkel von null oder d20o für den Maulöffnungswinkel an der öffnungsseitigen Kugel bei einem Beugewinkel von 20°).

Als Steigerungsrate S des Maulöffnungswinkels d ist die Änderung des Maulöffnungs winkels d über der Abwinklung ß des Gelenks 1 1 definiert (S = Dd/Db).

Die Mittelpunktsebene EM ist definiert durch die Kugelmittelpunkte der drehmomen- tübertragenden Kugeln 14 bei gestrecktem Gelenk.

Der Durchmesser, auf dem die Mittelpunkte der Kugeln 14 bei gestrecktem Gelenk liegen, wird als Rollkreisdurchmesser PCD bezeichnet. Entsprechend wird der Radius, auf dem die Mittelpunkte der Kugeln 15 bei gestrecktem Gelenk liegen, als Rollkreis- radius PCR bezeichnet.

In Figur 1 D) ist das Gelenkaußenteil 12 mit seiner Mittelpunktslinie A und Kontaktlinie K gezeigt, welche äquidistant zueinander verlaufen. Das Gleichlaufgelenk 1 1 umfasst vorliegend eine Anzahl von sechs Kugeln 14 bzw. sechs Bahnpaaren 22, 23, wobei es sich versteht, dass eine andere Zahl denkbar ist. Die Mittelpunktslinie A des Gelenkaußenteils 12 weist, ausgehend von der Öffnungs seite in Richtung Anschlussseite einen öffnungsseitigen Abschnitt Ao, der sich bis zur Gelenkmittelebene EM erstreckt, und einen an den öffnungsseitigen Abschnitt Ao ste tig anschließenden anschlussseitigen Abschnitt Aa. Entsprechend weist die Mittel punktslinie A’ des Gelenkinnenteils 13 ausgehend von der Öffnungsseite in Richtung Anschlussseite einen öffnungsseitigen Abschnitt Ao’ und einen daran stetig anschlie ßenden anschlussseitigen Abschnitt Aa’ auf.

Die zumindest einigen Bahnpaare 22, 23 des Gleichlaufgelenks 1 1 sind so gestaltet, dass ein erster mittlerer Maulöffnungswinkelanstieg S1 des Maulöffnungswinkels d über dem Beugewinkel ß innerhalb des ersten Beugewinkelbereichs ß1 größer ist, als ein zweiter mittlerer Maulöffnungswinkelanstieg S2 innerhalb des zweiten Beugewin kelbereichs ß2. Näheres zu den Maulöffnungswinkeln wird weiter unten im Zusam menhang mit Figur 3 beschrieben.

In den Figuren 1 D) bis 1 G) sind weitere Details der Bahnform der äußeren Kugelbah nen 22 des Gelenkaußenteils 12, bzw. der inneren Kugelbahnen 23 des Gelenkinnen teils 13 gezeigt.

Es ist erkennbar, dass die anschlussseitigen Bahnabschnitte 22a des Gelenkaußen teils 12 jeweils zwei Segmente 22a1 , 22a2 aufweisen. Ein erstes Segment 22a1 der anschlussseitigen Bahnabschnitte 22a des Gelenkaußenteils 12 erstreckt sich von der Gelenkmittelebene EM über einen Bahnwinkel ß/2 von 10°, was einem Gelenkbeuge winkel von 20° entspricht. Das erste anschlussseitige Bahnsegment 22a1 hat einen einen ersten Krümmungsradius Ra1 über einen ersten Segment-Mittelpunkt Mal . Der Krümmungsradius Ra1 ist kleiner, als der Rollkreisradius PCR, wobei das Verhältnis des Rollkreisradius PCR zum ersten Krümmungsradius Ra1 insbesondere größer als 1 ,4 sein kann. Der erste Segment-Mittelpunkt Mal liegt in der Gelenkmittelebene EM und hat von der Längsachse L12 einen radialen Abstand Or1 in Richtung der zugehö rigen Kugelbahn 22. Das erste Bahnsegment 22a1 erstreckt sich über einen ersten Bahnsegmentwinkel g1 um den ersten Segment-Mittelpunkt Mal , wobei der Bahnseg mentwinkel g1 insbesondere zwischen von 14° und 22° liegen kann.

An das erste Bahnsegment 22a1 schließt sich ein zweites Bahnsegment 22a2 stetig an. Die anschlussseitigen Bahnabschnitte 22a2 des Gelenkaußenteils 12 haben einen zweiten Krümmungsradius Ra2 um einen zweiten Segment-Mittelpunkt Ma2. Der zweite Krümmungsradius Ra2 ist größer als der erste Krümmungsradius Ra1 , wobei das Verhältnis des Rollkreisradius PCR zum zweiten Krümmungsradius Ra2 des an schlussseitigen Bahnabschnitts 22a kleiner als 1 ,4 sein kann. Der Segment-Mittel punkt Ma2 des anschlussseitigen zweiten Bahnsegments 22a2 liegt vorliegend auf der Längsachse L12 und ist gegenüber dem Gelenkmittelpunkt M axial in Richtung Öff nungsseite um einen axialen Abstand 02a versetzt, wobei auch andere Ausgestaltun gen mit radialem Versatz des Kreismittelpunkts Ma denkbar sind. Das zweite Bahn segment 22a2 erstreckt sich über einen zweiten Bahnsegmentwinkel g2 um den zwei ten Segment-Mittelpunkt Ma2, der insbesondere zwischen 12° und 20“sein kann. Wie in den Figuren 1 E) und 1 G) erkennbar, sind die Kugelbahnen 23 des Gelenkinnenteils 13 entsprechend gegengleich gestaltet.

Die Kugelbahnen 22, 23 des vorliegenden Gleichlaufgelenks haben demnach insge samt zwei Krümmungsänderungen, ohne hierauf eingeschränkt zu sein. Mit Krüm mungsänderung ist in diesem Zusammenhang jede Änderung der Steigung der Mittel punktslinie A, A‘ im mathematischen Sinne zu verstehen.

Ein erster Krümmungsänderungspunkt P1 ist zwischen dem öffnungsseitigen Bahnab schnitt 22o und dem anschlussseitigen Bahnabschnitt 22a gebildet. Der Krümmungs änderungspunkt P1 liegt in der Gelenkmittelebene EM. Eine durch den Krümmungs änderungspunkt P1 verlaufende Tangente verläuft parallel zur Längsachse L12. Der öffnungsseitige Bahnabschnitt 22o ist vorliegend durch eine zur Längsachse L12 pa rallele Gerade gebildet, ohne hierauf eingeschränkt zu sein; ebenso denkbar wäre eine Ausgestaltung des öffnungsseitigen Bahnabschnitts durch einen Kreisbogen oder eine Kurve höherer Ordnung. Der zweite Krümmungsänderungspunkt P2 ist zwischen dem ersten und zweiten anschlussseitigen Bahnsegment 22a1 , 22a2 gebildet. Das Geienkinnenteil 13 des erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks 1 1 hat eine Kugel mittelpunktslinie A’, die komplementär zur Kugelmittelpunktslinie A des Gelenkaußen teils 12 gestaltet ist. Das heißt, die Kugelmittelpunktslinie A’ des Gelenkinnenteils 13 ist spiegelsymmetrisch zur Kugelmittelpunktslinie A des Gelenkaußenteils 12 in Bezug auf die Gelenkmittelebene EM, beziehungsweise in Bezug auf die Winkelhalbierende Ebene zwischen der Längsachse L12 des Gelenkaußenteils 12 und der Längsachse L13 des Gelenkinnenteils 13. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird insofern hin sichtlich des Bahnverlaufs der Kugelmittelpunktslinien A’ des Gelenkinnenteils 13 auf die im Zusammenhang mit der Beschreibung der Kugelbahnen 22 des Gelenkaußen- teils 12 gemachten Ausführungen verwiesen.

Die Figuren 2A) bis 2C) zeigen das Gleichlaufgelenk 1 1 in verschiedenen Winkelposi tionen, Figur 2A) bei koaxial ausgerichtetem Gelenkaußenteil 12 und Geienkinnenteil 13, das heißt Beugewinkel ß = 0°, Figur 2B) bei einem Beugewinkel von 20° und Figur 2C) bei einem Beugewinkel von 40°. Dabei sind bei verschiedenen Beugewinkeln des

Gelenks unterschiedliche Maulöffnungswinkel gebildet. Die Maulöffnungswinkel d wer den jeweils von einer an die äu ßere Kontaktlinie K an die jeweilige Kugel 14 angelegte äußere Kontaktlinientangente T und einer an die innere Kontaktlinie K’ der besagten Kugel 14 angelegten inneren Kontaktlinientangente T eingeschlossen.

Es ist in Figur 2A) erkennbar, dass eine an die äußere Kontaktlinie K beim Beugewin kel ß von null Grad angelegte äußere zentrale Kontaktlinientangente T und eine an die innere Kontaktlinie K’ angelegte innere zentrale Kontaktlinientangente T parallel zuei nander verlaufen, das heißt bei gestrecktem Gelenk ist der Maulöffnungswinkel dq null Grad. Es ist jedoch auch möglich, dass der Maulöffnungswinkel d bei gestrecktem Ge lenk auch größer null ist, beispielsweise zwischen null und acht Grad. Durch einen kleinen Maulöffnungswinkel dq bei gestrecktem Gelenk wirken nur geringe Axialkräfte von den Kugelbahnen 22, 23 auf die Kugeln 14, was sich reibungsmindernd für das Gelenk auswirkt.

Des Weiteren ist in den Figuren 2B) und 2C) erkennbar, dass die äußeren und inneren Kugelbahnen 22, 23 so gestaltet sind, dass sich in der Gelenkbeugeebene sowohl an der ausgehend von der Gelenkmittelebene EM in Richtung Öffnungsseite wandernden Kugel 14o (untere Bildhälfte), als auch an der ausgehend von der Gelenkmittelebene EM in Richtung Anschlussseite wandernden Kugel 14a (obere Bildhälfte) Maulöff nungswinkel d erzeugt werden, die sich in dieselbe axiale Richtung öffnen. Das heißt, dass die durch die Maulöffnungswinkel d von den Kugelbahnen 22, 23 auf die Kugeln 14 wirkenden resultierenden Axialkräfte somit in dieselbe axiale Richtung wirken.

Ein erster Beugewinkelbereich ist vorliegend so definiert, dass er Beugewinkel von bis zu plus minus zwanzig Grad (ß = 0°± 20°) um die Gelenkmittelebene EM umfasst, das heißt einen Beugewinkelbereich ß1 von -20° bis +20° umfasst (-20° < ß1 < 20°). Ein daran anschließender zweiter Beugewinkelbereich ß2 umfasst Beugewinkel ß, die be tragsmäßig größer sind als zwanzig Grad, das heißt Beugewinkel ß, die größer sind als 20° und solche, die kleiner sind als -20° (ß < -20° oder ß > 20°).

Für einen Beugewinkel ß von 20° (Figur 2B) ist an der in der Gelenkbeugeebene in Richtung Öffnungsseite wandernden Kugel 14o zwischen der äu ßeren T angente T20o und der inneren Tangente T20o’ ist ein erster Maulöffnungswinkel d20o gebildet, der bei der vorliegenden Ausführungsform insbesondere etwa 20“beträgt, während an der in der Gelenkbeugeebene in Richtung Anschlussseite wandernden Kugel 14a zwi schen der äußeren Tangente T20a und der inneren Tangente T20a’ ein zweiter Maul- öffnungswinkel Ö20a anliegt, der insbesondere etwa 10° beträgt.

Bei einem größeren Beugewinkel ß von 40° (Figur 2C) sind die Maulöffnungswinkel d40o, Ö40a an der öffnungsseitigen und anschlussseitigen Kugel 14o, 14a bei der vor liegenden Ausführungsform jeweils größer als beim Beugewinkel von 20°. Dabei be- trägt der Maulöffnungswinkel d40o an der öffnungsseitigen Kugel 14o insbesondere etwa 40°, während der Maulöffnungswinkel Ö40a an der anschlussseitigen Kugel 14a insbesondere etwa 20° beträgt.

Es versteht sich, dass die genannten Maulöffnungswinkel d zu den genannten Beuge- winkeln ß beispielhaft sind und von der gewählten Bahnform abhängen.

Nachstehend werden mögliche Ausgestaltungen der Bahnpaare 22, 23 anhand des Diagramms gemäß Figur 3 erläutert, das Maulöffnungswinkel d (in Winkelgrad) über dem Beugewinkel ß (in Winkelgrad) zeigt. Dabei sind die Maulöffnungswinkel d für die Kugeln 14, die sich bei Abwinklung des Gelenks zur Anschlussseite des Gelenkau ßenteils 12 bewegen, über den negativen Beugewinkeln ß angetragen. Dementspre chend sind die Maulöffnungswinkel d für die Kugeln 14, die sich bei Abwinklung des Gelenks zur Öffnungsseite des Gelenkaußenteils 1 2 bewegen, über den positiven Beugewinkeln ß angetragen. Die untere gepunktete Linie im Winkelbereich für den Beugewinkel ß zwischen null und 50° gibt im Wesentlichen die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Bahnpaare gemäß den Figuren 1 bis 2 wieder. Die obere gepunk tete Linie für den Beugewinkel ß zwischen null und 50° stellt eine beispielhafte obere Grenzlinie für erfindungsgemäße Verläufe von Maulöffnungswinkeln d dar. Zwischen der unteren und oberen gepunkteten Linie ist für die Kugeln 14, die sich bei Abwinklung des Gelenks zur Anschlussseite des Gelenkaußenteils 12 bewegen, eine weitere bei spielhafte Ausgestaltung mit durchgezogener Linie dargestellt. Allen Darstellungen ist gemein, dass der Maulöffnungswinkel d bei gestrecktem Ge lenk (ß = 0°) null beträgt (d = 0°). Für die Bahnpaare gemäß der unteren gepunkteten Linie gilt, dass der erste mittlere Maulöffnungswinkelanstieg S1 für das erste an schlussseitige Bahnsegment 22a1 , 23a1 gleich 0,5 ist, das heißt bei einem Beugewin kel ß = -10° beträgt der Maulöffnungswinkel d gleich 5° und bei einem Beugewinkel ß = -20° beträgt der Maulöffnungswinkel d gleich 10°. Vorzugsweise nimmt der Maulöff nungswinkel d innerhalb des ersten anschlussseitige Bahnsegment 22a1 , 23a1 um mindestens zehn Grad zu (d20 - dq > 10°). Im zweiten anschlussseitigen Bahnseg ment 22a1 , 23a1 , das heißt ab einem Beugewinkel größer 20°, bleibt der Maulöff nungswinkel d bei der unteren gepunkteten Ausführung konstant bei 10°, das heißt die Steigung des Maulöffnungswinkels S2 ist null.

Beliebig andere Ausgestaltungen der anschlussseitigen Abschnitte 22a, 23a der Bahn paare 22, 23 sind denkbar, die zu einem Verlauf des Maulöffnungswinkels d über dem Beugewinkel ß zwischen den beiden gepunkteten Linien führen. Beispielsweise kann der erste mittlere Maulöffnungswinkelanstieg S1 für Beugewinkel bis betragsmäßig 15° innerhalb das ersten anschlussseitigen Bahnsegment 22a1 , 23a1 gleich 2,0 sein, das hei ßt bei einem Beugewinkel ß = -10 ° beträgt der Maulöffnungswinkel d gleich 20 ° und bei einem Beugewinkel ß = -15° beträgt der Maulöffnungswinkel d gleich 30° (obere gestrichelte Linie). Im zweiten anschlussseitigen Bahnsegment 22a1 , 23a1 kann der Maulöffnungswinkel d weiter steigen, allerdings mit geringerer Steigungsrate S2 von beispielsweise kleiner 0,5. Die öffnungsseitigen Abschnitte 22o, 23o der Bahnpaare 22, 23 sind bei der vorliegen den Ausführung so gestaltet, dass der Maulöffnungswinkel d bei zunehmendem Beu gewinkel ß des Gelenks konstant zunimmt. Das heißt bei einem Beugewinkel ß = 10° beträgt der Maulöffnungswinkel d gleich 10°, bei einem Beugewinkel ß = 20° beträgt der Maulöffnungswinkel d gleich 20°, und so weiter (gestrichelte Linie). Durch diese Ausgestaltung ergibt sich, dass für jeden Beugewinkel ß innerhalb des ersten Beuge winkelbereichs ein öffnungsseitiger Maulöffnungswinkel do einer sich in der Gelenk beugeebene EB zur Öffnungsseite des Gelenkaußenteils 12 bewegenden Kugel 14 und ein anschlussseitiger Maulöffnungswinkel öa einer sich bei demselben Beugewin kel ß in der Gelenkbeugeebene EB zur Anschlussseite des Gelenkaußenteils 12 be- wegenden Kugel 14 sich in dieselbe axiale Richtung öffnen.

Insgesamt ergibt sich bei den Gleichlaufgelenken, dass der Maulöffnungswinkel d in nerhalb des zentralen Beugewinkelbereichs von bis zu zwanzig Grad um die Gelenk mittelebene EM relativ stark ansteigt, so dass hier eine zuverlässige Käfigsteuerung des Kugelkäfigs 15 gewährleistet ist. Dadurch, dass der Anstieg des Maulöffnungswin kels d bei größeren Beugewinkeln ß von mehr als zwanzig Grad jedoch wieder ab nimmt und insbesondere kleiner ist, als im zentralen Beugewinkelbereich, bleiben die Kugeln 14 auch bei diesen großen Beugewinkeln ß im Geienkinnenteil 13 zuverlässig geführt und treten nur geringfügig axial aus den Kugelbahnen 23 des Gelenkinnenteils 13 heraus.

Bezugszeichenliste

1 1 Gleichlaufgelenk

12 Gelenkaußenteil

13 Geienkinnenteil

14 Kugel

15 Kugelkäfig

16 äußere Kugelfläche

17 innere Kugelfläche

18 Fenster

19 Anschlussseite

20 Öffnungsseite 21 Öffnung

22 äußere Kugelbahn

22a, 22o Bahnabschnitte

23 innere Kugelbahn

23a, 23o Bahnabschnitte

24 Zapfen

25 Antriebswelle

A, A’ Mittelpunktslinie Aa, Ao Mittelpunktslinien R Radius

M Gelenkmittelpunkt EM Gelenkmittelebene T, T Tangente

ß Gelenkbeugewinkel d Maulöffnungswinkel