DE10336699B4

DE10336699B4 - Gleichlaufdrehgelenk

Info

Publication number: DE10336699B4
Application number: DE2003136699
Authority: DE
Inventors: Uwe Abraham
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2003-08-09
Filing date: 2003-08-09
Publication date: 2014-05-08
Anticipated expiration: 2023-08-10
Also published as: DE10336699A1; WO2005015042A1

Abstract

Gleichlaufdrehgelenk mit einem ein erstes Gelenkteil bildenden, drei umfangsverteilt und in einer Ebene angeordnete Zapfen aufweisenden Tripodestern (2), dessen Zapfen mit kugelförmigen Zonen versehen sind, die dreh- und schwenkbar mit zumindest Wälzkörper (7) und Außenringe (8) aufweisenden Lagern (5) in Wirkverbindung stehen, wobei die Außenringe (8) in zu den Zapfen entsprechenden umfangsverteilten Bahnpaaren eines zweiten Gelenkteils angeordnet sind und entlang der Achse der Bahnen beweglich geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die kugelförmigen Zonen als kugelige Körper (4) ausgebildet sind, dass die Zapfen als Flansche mit Aufnahmeöffnungen (3) ausgeführt sind und dass die kugeligen Körper (4) in die Aufnahmeöffnungen (3) eingesetzt und dort befestigt sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Gleichlaufdrehgelenk mit einem ein erstes Gelenkteil bildenden, drei umfangsverteilt und in einer Ebene angeordnete Zapfen aufweisenden Tripodestern, dessen Zapfen mit kugelförmigen Zonen versehen sind, die dreh- und schwenkbar mit zumindest Wälzkörper und Außenringe aufweisenden Lagern in Wirkverbindung stehen, wobei die Außenringe in zu den Zapfen entsprechenden umfangsverteilten Bahnpaaren eines zweiten Gelenkteils angeordnet sind und entlang der Achse der Bahnen beweglich geführt sind.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartig ausgebildetes Gleichlaufdrehgelenk ist aus der DE-32 17 567 A1 bekannt. Der Tripodestern ist einstückig ausgeführt und weist eine Innenverzahnung für eine Welle auf. Da die Führung der Welle über die Zapfen beziehungsweise kugeligen Zonen und die Lager im zweiten Gelenkteil erfolgt, müssen diese exakt zueinander und zu der Welle beziehungsweise der Innenverzahnung in der Tripode ausgerichtet sein. Da die Zapfen radial nach außen gerichtet sind, ist es sehr aufwändig, die Zapfen und die kugeligen Zonen so herzustellen, dass sie exakt ausgerichtet sind und eine gute Führung der Gelenkwelle und der Tripode im zweiten Gelenkteil sicherstellen.
Aus DE 32 19 187 C2 ist ein Gleichlaufverschiebegelenk bekannt, welches auf in Käfigen angeordneten Lagernadeln basiert, wobei die Käfige nur parallel zur Längsachse eines Gelenkteils verschieblich sind.
Aus US 4,954,120 A ist ein verschiebliches Gleichlaufgelenk bekannt, welches zur strukturellen Vereinfachung und Bauteiloptimierung für Wälzkörperkugeln sowohl eine plane und eine konkave Laufbahn vorsieht.
Aus DE 198 40 336 A1 ist ein Gleichlaufdrehgelenk bekannt, dessen Wälzlager an am Tripodestern ausgebildeten Zapfen befestigt sind.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gleichlaufdrehgelenk nach Oberbegriff so auszubilden, dass es mit einfachen Mitteln sehr präzise und kostengünstig hergestellt werden kann und geringen Verschleiß aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die kugeligen Zonen als kugelige Körper ausgebildet sind, dass die Zapfen als Flansche mit Aufnahmeöffnungen ausgeführt sind und dass die kugeligen Körper in die Aufnahmeöffnungen eingesetzt und dort befestigt sind.
Vorteilhafterweise sind die kugeligen Körper als Wälzkörperkugeln ausgeführt. Da es erprobte Fertigungsverfahren gibt, Wälzkörperkugeln in großer Stückzahlmaßgenau herzustellen, ist es besonders vorteilhaft, diese als Lagerung für die Lager zu verwenden. Die Wälzkörperkugeln können in vorteilhafter Weise in die Tripode beziehungsweise in die Aufnahmeöffnungen der Flansche eingesetzt, dort ausgerichtet und in den Flanschen befestigt werden, so dass mit einfachen Mitteln und kostengünstig Tripodesterne hergestellt werden können.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die als Wälzkörperkugeln ausgeführten kugeligen Körper in den Aufnahmeöffnungen durch Kleben, Schweißen, Löten oder entsprechende Verbindungsverfahren befestigt. Vorteilhafterweise werden die Wälzkörperkugeln durch Prägen der Flansche, insbesondere der Ränder der Aufnahmeöffnungen in diesen befestigt. Die Wälzkörperkugeln werden vorzugsweise vor dem Befestigen, insbesondere mittels einer Vorrichtung, gegeneinander und zu dem Tripodestern und/oder der an dem Tripodestern befestigten Welle ausgerichtet und während des Befestigens gehalten. Durch die Verwendung der kugeligen Körper ist es in vorteilhafter Weise möglich, mit geringem Fertigungsaufwand maßgenaue kugelige Zonen zu fertigen. Aufwändige Bearbeitungsmaschinen können entfallen. Es können mit einfachen Mitteln hohe Genauigkeit und hohe Oberflächengüte erreicht werden, wobei auch eine hohe Härte der Aufnahmeflächen gegeben ist, zumal die Wälzkörperkugeln aus einem anderen Werkstoff gefertigt werden können, als der Grundkörper des Tripodesterns.
Für eine günstige Fertigung sind die Achsen der Aufnahmeöffnungen vorzugsweise parallel zur tragenden Welle beziehungsweise zu der Innenverzahnung des Tripodesterns zur Befestigung des Tripodesterns auf der Welle ausgerichtet, so dass sowohl die Verzahnung als auch die Aufnahmeöffnungen in einer Aufspannung hergestellt werden können, vorzugsweise durch Räumen. Die Lastrichtung für die Drehkräfte befindet sich dann in einem Bereich, in dem die Flansche beziehungsweise die Ränder der Aufnahmeöffnungen vorgesehen sind.
Werden die Achsen der Aufnahmeöffnungen winklig, z. B. rechtwinklig zu der tragenden Welle angebracht, so befindet sich die Lastrichtung quer zu den Flanschen, die dann ebenfalls entsprechend verdreht sind, wobei dann die Befestigungsstellen der Kugeln in den Flanschen die Kräfte aufzunehmen haben. In der Praxis sind die Vor- und Nachteile mit den tatsächlichen Anforderungen abzuwägen. Beide Anordnungen einschließlich Zwischenstellungen der Winkel sind aber im Prinzip möglich.
Bei der vorliegenden Erfindung weisen die Lager zusätzlich zu den Außenringen und den Wälzkörpern auch Innenringe auf, die an ihren Innenflächen kugelige, zu den kugeligen Körpern passende Zonen und auch Aussparungen für die die kugeligen Körper überragenden Flanschränder aufweisen. Die Aussparungen müssen abgesehen von den reinen Abmessungen der Flanschränder zusätzliche Freiräume für die Bewegungen der Innenringe auf den kugeligen Körpern aufweisen. Die Innenringe sind daher so ausgebildet, dass sie die Kräfte aufnehmen können, die bei entsprechender Anordnung der Aufnahmeöffnungen in Richtung der Flanschränder wirken. Durch die bereits angesprochene winklige Anordnung der Achsen der Aufnahmeöffnungen, können diese Kräfte modifiziert werden.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Tripodesterns ist auch eine Vormontage der Innenringe und damit der Lager auf den kugeligen Körpern möglich. Dabei werden die Ränder der an den Innenflächen der Innenringe angebrachten kugeligen Zonen so ausgeführt, z. B. angefast, dass die Innenringe auf die kugeligen Körper aufgepresst werden können und dabei einschnappen. Dabei ist darauf zu achten, dass die Innenringe nur innerhalb ihres Elastizitätsbereiches aufgeweitet werden. Für diese Zusammenhänge spielt auch die Breite der kugeligen Zone im Innenring eine Rolle.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind
Es zeigen:
1 eine Teilansicht einer Gelenkwelle mit Schnitt durch einen Flansch eines Tripodesterns mit kugeligem Körper und einem Lager,
2 eine Ansicht des Tripodesterns gemäß der Linie II-II in 1 und
3 einen Schnitt durch ein Lager gemäß der Linie III-III in 1.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
In den 1 bis 3 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Welle bezeichnet, die je nach Auslegung des Gleichlaufdrehgelenks als An- oder Abtriebswelle ausgebildet ist. Auf der Welle 1 ist, vorzugsweise mittels einer Verzahnung, ein Tripodestern 2 drehfest gelagert, der Flansche aufweist, in der sich Aufnahmeöffnungen 3 befinden (siehe insbesondere 2). In den Aufnahmeöffnungen 3 sind kugelige Körper 4 eingesetzt und in den Aufnahmeöffnungen 3, insbesondere durch Prägen der Ränder der Aufnahmeöffnungen, befestigt.
Auf den kugeligen Körpern sind Lager 5 angeordnet, die einen Innenring 6, Wälzkörper 7 und einen Außenring 8 aufweisen. Die Innenringe 6 haben Innenflächen, die den kugeligen Körpern 4 angepasste Zonen aufweisen. Diese sind so ausgelegt und in ihrer Form, z. B. durch Anfasungen an den Rändern, ausgeführt, dass sie einschnappend auf die kugeligen Körper 4 aufgedrückt bzw. aufgepresst werden können. Die Außenringe 8 der Lager 5 sind in ihrer Form nicht dargestellten Bahnpaaren angepasst, die in einem zweiten, ebenfalls nicht dargestellten Gelenkteil angeordnet sind. Die Anpassung der Außenringe ist so ausgeführt, dass die Außenringe mit möglichst geringer Reibung entlang der Bahnpaare verschoben werden können.
Wie insbesondere in 3 dargestellt, weisen die Innenringe 6 Aussparungen 9 auf, die den Flanschen der Tripode angepasst sind und so groß sind, dass sie auch die Winkelbewegung des Innenringes 6 auf dem kugeligen Körper 4 berücksichtigen.
Bezugszeichenliste

1: Welle
2: Tripodestern
3: Aufnahmeöffnungen
4: kugelige Körper
5: Lager
6: Innenringe
7: Wälzkörper
8: Außenringe
9: Aussparungen

Claims

Gleichlaufdrehgelenk mit einem ein erstes Gelenkteil bildenden, drei umfangsverteilt und in einer Ebene angeordnete Zapfen aufweisenden Tripodestern (2), dessen Zapfen mit kugelförmigen Zonen versehen sind, die dreh- und schwenkbar mit zumindest Wälzkörper (7) und Außenringe (8) aufweisenden Lagern (5) in Wirkverbindung stehen, wobei die Außenringe (8) in zu den Zapfen entsprechenden umfangsverteilten Bahnpaaren eines zweiten Gelenkteils angeordnet sind und entlang der Achse der Bahnen beweglich geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die kugelförmigen Zonen als kugelige Körper (4) ausgebildet sind, dass die Zapfen als Flansche mit Aufnahmeöffnungen (3) ausgeführt sind und dass die kugeligen Körper (4) in die Aufnahmeöffnungen (3) eingesetzt und dort befestigt sind.
Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kugelförmigen Zonen als Wälzkörperkugeln ausgebildet sind.
Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kugeligen Körper (4) in den Aufnahmeöffnungen (3) durch Kleben, Schweißen, Löten oder dergleichen befestigt sind.
Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kugeligen Körper (4) in den Aufnahmeöffnungen (3) durch Prägen der Flansche befestigt sind.
Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kugeligen Körper (4) in den Aufnahmeöffnungen (3) durch Prägen der Ränder der Aufnahmeöffnungen (3) befestigt sind.
Gleichlaufdrehgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kugeligen Körper (4) vor dem Befestigen gegeneinander und zu dem Tripodestern (2) und/oder einer an dem Tripodestern (2) befestigten Welle (1) ausgerichtet und während des Befestigungsvorganges gehalten sind.
Gleichlaufdrehgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Aufnahmeöffnungen (3) parallel zu der dem Tripodestern (2) tragenden Welle (1) ausgerichtet sind.
Gleichlaufdrehgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Aufnahmeöffnungen (3) in einem Winkel verschwenkt zu der dem Tripodestern (2) tragenden Welle (1) angeordnet sind.
Gleichlaufdrehgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (5) Innenringe (6) aufweisen, die an ihren Innenflächen kugelige den kugeligen Körpern (4) angepasste Zonen und Aussparungen (9) für die die kugeligen Körper (4) tragenden Flansche aufweisen.
Gleichlaufdrehgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der an den Innenflächen der Innenringe (6) angebrachten kugeligen Zonen so ausgeführt sind, dass die Innenringe (6) auf die kugeligen Körper (4) einschnappend aufpressbar sind, wobei beim Aufweiten der Innenringe (6) beim Einschnappen deren Elastizitätsbereich nicht überschritten wird.