DE19606625A1

DE19606625A1 - Homokinetisches Universalgelenk

Info

Publication number: DE19606625A1
Application number: DE19606625A
Authority: DE
Inventors: Tetsuro Kadota; Yoshimasa Ushioda; Yukio Asahara; Hiroki Terada; Masaru Komatsu; Hiroyuki Matsuoka
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1995-02-27
Filing date: 1996-02-22
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2016-02-23
Also published as: FR2731055A1; GB2299393A; JPH0914280A; US5788577A; AU4082996A; GB9600221D0; DE19606625C2; GB2299393B; KR100335739B1; IT1283938B1; TW350008B; JP3212070B2; ITRM960125A0; ITRM960125A1; AU700425B2; FR2731055B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein homokinetisches Univer salgelenk zur Verwendung für die Kraftübertragung in Automobilen und verschiedenen Industriemaschinen, insbesondere ein Dreizap fen-Universalgelenk.

Ein Dreizapfen-Universalgelenk weist ein Dreizapfen-Element mit drei radial hervorragenden Drehzapfen auf, welche über den Um fang jeweils um 120° voneinander entfernt angeordnet sind, und einen Außenring mit Führungsnuten, in welchen die drei Drehzap fen zur integralen Rotation angeordnet sind. Das Gelenk weist Eigenschaften auf, gemäß welchen selbst dann, wenn zwei Wellen einen Arbeitswinkel bilden, das Drehmoment homokinetisch über tragen und ein axialer relativer Versatz ermöglicht wird.

Bei homokinetischen Universalgelenken dieser Art ist eine Anord nung vorgesehen, bei der sphärische Wälzkörper drehbar auf den Drehzapfen gelagert sind, um den Reibungswiderstand zwischen den Drehzapfen und den Führungsnuten zu verringern.

In letzter Zeit führten weitere Verbesserungen zu einer Anord nung gemäß Fig. 8, bei der auf jedem Drehzapfen 2a eines Drei zapfen-Elements eine innere Rolle 3′ mit sphärischer Außenfläche und eine äußere Rolle 4′ mit sphärischer Außenfläche und zylin drischer Innenfläche in linearem Kontakt mit der Außenfläche der inneren Rolle 3′ drehbar gelagert sind.

In Fig. 8a liegt ein Außenring 1 in Form eines im wesentlichen zylindrischen Bechers vor, welcher an einem Ende offen und am anderen Ende geschlossen ist, wobei eine Welle 5 am Ende inte griert ist und drei axiale Führungsnuten 1a′ im inneren Umfang jeweils im Abstand von 120° ausgebildet sind.

Das Dreizapfen-Element 2 ist auf einem an einem Ende einer Welle 6 ausgebildeten gezahnten Bereich (oder Keilnutbereich) 6a ange ordnet und wird durch einen Stufenbereich 6b und eine Haltevor richtung 6c so gehalten, daß es gegen Wegrutschen gesichert ist. Die drei Drehzapfen 2a des Elements 2 liegen im Bereich der Füh rungsnuten 1a′ des Außenrings 1.

Die Drehmomentübertragung zwischen dem Außenring 1 und dem Drei zapfen-Element 2 erfolgt durch den Kontakt zwischen den Außen flächen der äußeren Rollen 4′ und den Führungsnuten 1a′. Zum axialen Versatz des Außenrings 1 und des Dreizapfen-Elements 2 werden die äußeren Rollen 4′ entlang den Führungsnuten 1a′ ge führt, während zum Schrägversatz die Außenflächen der inneren Rollen 3′ entlang den Innenflächen der äußeren Rollen 4′ geführt sind, was eine ruhige Versetzung ermöglicht.

Die in Fig. 8 dargestellte bekannte Anordnung, bei der die inne re Rolle 3′ und die äußere Rolle 4′ auf den Drehzapfen 2a befe stigt sind, ist gegenüber den vorherigen Anordnungen dahingehend vorteilhaft, daß der erzeugte Axialdruck, der während der Dreh momentübertragung hervorgerufen wird, wenn der Außenring 1 und das Dreizapfen-Element 2 einen Arbeitswinkel bilden, niedrig ist. Der Grund hierfür ist, daß (bei einer bekannten Anordnung) in Arbeitswinkelstellung, bei der sphärische Rollen auf den Drehzapfen angeordnet sind, die sphärischen Rollen, die bei einer Schrägstellung eine axiale Gleitbewegung ausführen, direkt mit den Führungsnuten des Außenrings in Kontakt stehen, wobei der Schubwiderstand klein ist. Bei der in Fig. 8 dargestellten Anordnung- wo zwischen den inneren Rollen 3′ und den äußeren Rollen 4′ eine relative Versetzung möglich ist - müssen die äußeren Rollen 4′ nur entlang der Führungsnuten 1a′ des Außen rings 1 im wesentlichen eine konstante Axialbewegung ausführen, wodurch der Axialdruck-Widerstand verringert wird.

Obwohl bei der bekannten Anordnung gemäß Fig. 8 der erzeugte Axialdruck geringer ist als bei vorherigen Anordnungen, war eine weitere Verringerung des Drucks begrenzt. Es wurden Experimente durchgeführt, um die Ursache hierfür zu ermitteln; dabei fand man heraus, daß in Arbeitswinkel-Stellung, bei welcher die inne ren Rollen 3′ schräggestellt werden, während sie mit den Innen flächen der äußeren Rollen 4′ in Kontakt stehen, die äußeren Rollen 4′ aufgrund des Reibungswiderstandes ebenfalls dazu ten dieren, der Bewegung der inneren Rollen 3′ zu folgen.

Wie vergrößert in Fig. 9 dargestellt, nehmen zu diesem Zeitpunkt die Kontaktlasten zu, welche im Kontaktbereich A zwischen dem Flanschbereich 1b′ am äußeren Bereich der Führungsnut 1a′ des Außenrings und der dem distalen Ende des Drehzapfens zugeord neten Endfläche 4c′ der äußeren Rolle 4′ und im Kontaktbereich B zwischen dem inneren Bereich (gegenüber dem Flansch) der Füh rungsnut 1a′ auf der lastfreien Seite des Außenrings 1 auftre ten; man geht hier davon aus, daß die Einschränkung von der Tat sache herrührt, daß der Rollwiderstand der äußeren Rollen 4′ aufgrund der in diesen Kontaktbereichen A und B erzeugten Rei bungskräfte zunimmt.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrun de, ein Dreizapfen-Universalgelenk zu schaffen, bei dem der erzeugte Axialdruck, der während der Drehmomentübertragung zwi schen dem Außenring und dem Dreizapfen-Element bei der Bildung eines Arbeitswinkels erzeugt wird, weiter verringert wird, wo durch wiederum die Vibration weiter verringert wird.

Bei einem homokinetischen Universalgelenk nach Anspruch 1 ist die Innenfläche der äußeren Rolle derart geformt, daß eine auf das distale Ende des Drehzapfens gerichtete Lastkomponente im Kontaktbereich zwischen der Innenfläche und der Außenfläche der inneren Rolle gebildet wird. Diese Lastkomponente drückt die äußere Rolle zum distalen Ende des Drehzapfens, wodurch im last freien Bereich der Führungsnut des Außenrings die im Kontaktbe reich auf der Innenseite verursachte Kontaktlast verringert wird.

Was die Form der Innenfläche der äußeren Rolle betrifft, so ist es möglich, hierfür eine konisch zulaufende, kegelförmige Fläche zu verwenden, deren Durchmesser zum distalen Ende des Drehzap fens hin stetig abnimmt (Anspruch 2),

- eine konkave Fläche, deren Mitte der Erzeugenden sich an einem Punkt befindet, der bezüglich der Mitte der Erzeugenden der Außenfläche der inneren Rolle zum proximalen Ende des Drehzap fens hin versetzt ist (Anspruch 3),
- eine konkave Fläche, deren Mitte der Erzeugenden sich an einem Punkt befindet, der bezuglich der Mitte der Erzeugenden der Außenfläche der inneren Rolle zum distalen Ende des Drehzapfens hin versetzt ist (Anspruch 4),
- eine zusammengesetzte Fläche aus einer konvexen Fläche und einer konisch zulaufenden, kegelförmigen Fläche, deren Durch messer zum distalen Ende des Drehzapfens hin stetig abnimmt (Anspruch 5),
- und eine zusammengesetzte Fläche aus einer zylindrischen und einer konvexen Fläche (Anspruch 6).

Bei einem Universalgelenk nach Anspruch 7 ist der Radius der Erzeugenden der Außenfläche der inneren Rolle kleiner als der maximale Radius der Außenfläche. Das Kontaktoval im Kontaktbe reich zwischen der Außenfläche der inneren Rolle und der Innen fläche der äußeren Rolle wird kleiner, wodurch der Reibungswi derstand im Kontaktbereich verringert wird, mit dem Ergebnis, daß insbesondere die Schrägstellung der äußeren Rolle während des Auftretens eines Arbeitswinkels unterdrückt wird.

Bei einem Universalgelenk nach Anspruch 8 bilden die Führungs nuten des Außenrings einen Kontakt mit den Außenflächen der äußeren Rollen, jedoch nicht mit den den distalen Enden der Drehzapfen zugeordneten Endflächen der äußeren Rollen. Während der Drehmomentübertragung zwischen dem Außenring und dem Drei zapfen-Element in Arbeitswinkelstellung existiert selbst dann, wenn die äußeren Rollen der Verschiebung der inneren Rollen folgen und daher schräggestellt sind, keine Kontaktlast zwischen ihren jeweiligen, den distalen Enden der Drehzapfen zugeordneten Endflächen und den Führungsnuten.

Bei einem Universalgelenk nach Anspruch 9 ist der dem distalen Ende des Drehzapfens zugeordnete Bereich der äußeren Rolle be züglich der Breite ausgedehnt. Wenn die äußeren Rollen sich axial entlang der Führungsnuten bewegen, wenn ein Arbeitswinkel auftritt, wird die Schrägstellung der äußeren Rollen unter drückt, wenn die äußeren Rollen der Bewegung der inneren Rollen folgen.

Darüberhinaus können zwei oder mehrere der Anordnungen gemäß Anspruch 1 (oder 2, oder 3, oder 4, oder 5, oder 6), 7, 8 und 9 beliebig kombiniert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung darge stellter Ausführungsformen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt (Fig. a) durch eine Ausführungsform, eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt (Fig. b), in der ein Umfangsbereich einer Führungsnut gemäß Fig. a darge stellt ist, und eine Darstellung (Fig. c) einer Kraft komponente, die in einem Kontaktbereich zwischen einer inneren und einer äußeren Rolle entsteht;

Fig. 2 einen Schnitt (Fig. a) durch eine andere Ausführungs form, und eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt (Fig. b), die einen Umfangsbereich einer Führungsnut gemäß Fig. a darstellt;

Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt, die einen Um fangsbereich einer Führungsnut in einer weiteren Aus führungsform darstellt;

Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt, die einen Um fangsbereich einer Führungsnut in einer weiteren Aus führungsform darstellt;

Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt, die einen Um fangsbereich einer Führungsnut in einer weiteren Aus führungsform darstellt;

Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt, die einen Um fangsbereich einer Führungsnut in einer weiteren Aus führungsform darstellt;

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Ergebnisse bei der Mes sung des erzeugten Axialdrucks;

Fig. 8 einen Längsschnitt (Fig. a) durch eine bekannte Anord nung und einen entsprechenden Querschnitt (Fig. b); und

Fig. 9 einen vergrößerten Schnitt durch einen Umfangsbereich eines Drehzapfens gemäß Fig. 3.

In den Zeichnungen sind die Elemente und Teile, die im wesentli chen denen einer bekannten Anordnung gemäß den Fig. 8 und 9 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichnen bezeichnet, um Wiederholungen bei der Beschreibung zu vermeiden.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist eine innere Rolle 3 mittels einer Vielzahl von Nadelrollen 7 drehbar auf einem Drehzapfen 2a eines Dreizapfen-Elements 2 gelagert und wird durch einen ein Abrut schen verhindernden Ring 8 und einen Anschlagring 9, welche auf dem distalen Ende des Drehzapfens 2a befestigt sind, so festge halten, daß sie nicht vom Drehzapfen 2a abrutscht.

Wie in Fig. 1(b) dargestellt, ist die Innenfläche 3a der inne ren Rolle 3 eine zylindrische Fläche, während deren Außenfläche 3b eine Kugelfläche ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Erzeugende der Außenfläche 3b ein Bogen mit einem Radius R1, wobei die Mitte der Erzeugenden an einem Punkt 01 liegt, der um einen vorherbestimmten Wert vom Radiusmittelpunkt 02 des maxima len Radius R2 der inneren Rolle 3 nach außen versetzt ist, und wobei der Radius R1 der Erzeugenden kleiner ist als der maximale Radius R2 der Außenfläche 3b.

Die Erzeugende der Außenfläche 3b ist eine Kreisbogenlinie, wie aus dem Querschnitt der inneren Rolle 3 in Fig. 1(b) er sichtlich. In diesem Text bezieht sich also das Wort "Erzeugen de" auf eine in den Querschnitten gemäß Fig. 1 - Fig. 6 auftre tende Linie.

Eine äußere Rolle 4 ist drehbar auf der Außenfläche 3b der inne ren Rolle 3 gelagert. In dieser Ausführungsform ist die In nenfläche 4a der äußeren Rolle 4 eine konisch zulaufende, kegel förmige Fläche, deren Durchmesser zum distalen Ende des Dreh zapfens 2a hin stetig abnimmt, so daß die Innenfläche 4a und die Außenfläche 3b der äußeren Rolle 3 miteinander in linearem Kon takt stehen, wodurch eine relative Verschiebung zwischen ihnen ermöglicht wird. Darüberhinaus beträgt beispielsweise der Kegel winkel der Innenfläche 4a vorzugsweise 0,1° bis 3°. Die Außen fläche 4b der äußeren Rolle 4 ist eine Kugelfläche mit einem Radius R3 der Erzeugenden, wobei die Mitte der Erzeugenden an einem Punkt 03 liegt.

Die Führungsnut 1a des Außenrings 1 ist im wesentlichen V-förmig oder doppelsphärisch (in Form eines gotischen Bogens) darge stellt, doch im Gegensatz zu der in den Fig. 8 und 9 darge stellten bekannten Anordnung exisitiert an deren Außenseite kein Flansch. Infolgedessen steht die Führungsnut 1a an zwei Punkten p und q mit der Außenfläche 4b der äußeren Rolle 4 in Winkelkon takt, jedoch nicht mit der Endfläche 4c der äußeren Rolle 4, die dem distalen Ende des Drehzapfens zugeordnet ist.

Das Universalgelenk dieser Ausführungsform weist die oben be schriebene Anordnung auf, wodurch der Axialdruck wie folgt ver ringert wird:

(1) Die Form ist so festgelegt, daß die Führungsnut 1a des Au ßenrings 1 an zwei Punkten p und q mit der Außenfläche 4b der äußeren Rolle 4 in Winkelkontakt steht, jedoch nicht mit der Endfläche 4c der äußeren Rolle 4, die dem distalen Ende des Drehzapfens zugeordnet ist. Wenn ein Drehmoment zwischen dem Außenring 1 und dem Dreizapfen-Element 2 in Arbeitswinkelstel lung übertragen wird, wird deshalb selbst in dem Fall, daß die äußere Rolle 4 geneigt wird, wenn sie der Verschiebung der inne ren Rolle 3 folgt, zwischen der Endfläche 4c und der Führungsnut 1a keine Kontaktlast hervorgerufen. Daher wird im Gegensatz zu der bekannten Anordnung der Axialdruck-Widerstand und damit der erzeugte Axialdruck verringert.
(2) Außerdem wird - da die Innenfläche 4a der äußeren Rolle 4 eine konisch zulaufende, kegelförmige Fläche ist, deren Durch messer zum distalen Ende des Drehzapfens hin stetig abnimmt - eine Kraftkomponente F im Kontaktbereich S zwischen der Innen fläche 4a und der Außenfläche 3b der inneren Rolle 3 erzeugt, durch welche die äußere Rolle 4 zum distalen Ende des Drehzap fens hin gedrückt wird (siehe Fig. 1(c)).
Aufgrund dieser Kraftkomponente F wird im Bereich der Führungs nut 1a auf der lastfreien Seite des Außenrings 1 die im Kontakt bereich auf der Innenseite (dem in Fig. 9 dargestellten Bereich B) erzeugte Kontaktlast verringert. Hieraus folgt, daß im Ver gleich zu der bekannten Anordnung der axiale Schubwiderstand und damit der erzeugte Axialdruck verringert wird.
(3) Da außerdem der Radius R1 der Erzeugenden der Außenfläche 3b der inneren Rolle 3 kleiner ist als der maximale Radius R2, wird die Fläche im Kontaktbereich S zwischen der Außenfläche 3b der inneren Rolle 3 und der Innenfläche 4a der äußeren Rolle 4 klei ner, wodurch der Reibungswiderstand im Kontaktbereich S verrin gert wird, was dazu führt, daß insbesondere die Neigung des Außenrolle 4 während des Auftretens eines Arbeitswinkels unter drückt wird. Hierdurch wird im Vergleich zu der bekannten Anord nung der axiale Schubwiderstand und damit der entstehende Axial druck verringert.

Bei einem in Fig. 2 dargestellten Universalgelenk dehnt sich der Bereich der äußeren Rolle 4, der dem distalen Ende des Drehzap fens zugeordnet ist, bezüglich der Weite aus. Die Außenfläche 4b der äußeren Rolle 4 ist in bezug zu deren Kugelflächenmitte H asymmetrisch. Da an der Außenseite der Führungsnut 1a des Außen rings 1 kein Flansch vorhanden ist, bildet die Führungsnut 1a keinen Kontakt mit der dem distalen Ende des Drehzapfens zuge ordneten Endfläche 4c der äußeren Rolle 4, selbst wenn der dem distalen Ende des Drehzapfens zugeordnete Bereich der äußeren Rolle 4 sich in bezug auf die Breite ausdehnt. Der Rest der Anordnung entspricht der Anordnung gemäß Fig. 1.

Mit der obengenannten Anordnung wird auch bei dem Universalge lenk gemäß dieser Ausführungsform der erzeugte Axialdruck in der gleichen Weise verringert, wie es oben unter (1), (2) und (3) beschrieben wurde; gleichzeitig wird der dem distalen Ende des Drehzapfens zugeordnete Bereich der äußeren Rolle 4 bezüglich der Breite ausgedehnt. Wenn die äußere Rolle 4 sich axial ent lang der Führungsnut 1a bewegt, während ein Arbeitswinkel gebil det wird, wird deshalb die Neigung der äußeren Rolle 4 unter drückt, welche hervorgerufen wird, wenn die äußere Rolle 4 der Bewegung der inneren Rolle 3 folgt. Damit wird eine noch wirksa mere Verminderung des Axialdrucks erreicht - Variante 4.

Auftretende bzw. erzeugte Axialdrücke wurden sowohl bei dem Universalgelenk nach der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform als auch bei dem in Fig. 8 und Fig. 9 dargestellten bekannten Gelenk gemessen. Das Ergebnis ist in Fig. 7 dargestellt:

In Fig. 7 bezeichnet die Linie X den erfindungsgemäßen Gegen stand und die Linie Y einen bekannten Gegenstand. Wie in dieser Figur dargestellt, zeigte der bekannte Gegenstand Y, daß der Axialdruck mit zunehmendem Winkel des Gelenks (Arbeitswinkel) anstieg, und daß er dazu tendierte, insbesondere von dem Zeit punkt an extrem anzusteigen, wenn der Winkel des Gelenks einen vorherbestimmten Wert erreichte.

Im Gegensatz dazu blieb bei dem erfindungsgemäßen Gegenstand X der Axialdruck im wesentlichen auf einem konstant niedrigen Niveau, ohne jegliche Tendenz, abhängig vom Winkel des Gelenks extrem anzusteigen.

Die in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Universalgelenke glei chen von der grundsätzlichen Anordnung her dem Gelenk gemäß Fig. 2; ihre Axialdrücke werden in derselben Weise verringert, wie dies oben unter (1), (2), (3) und (4) beschrieben wurde; sie unterscheiden sich jedoch durch die Form der Innenfläche 4a der äußeren Rolle 4 von der Anordnung gemäß Fig. 2.

Das in Fig. 3 dargestellte Universalgelenk ist so aufgebaut, daß die Innenfläche 4a der äußeren Rolle 4 eine konkave Fläche mit einem Radius R4 der Erzeugenden ist, wobei die Mitte der Erzeu genden an einem Punkt 04 liegt, welcher zum Außendurchmesser hin bezüglich der Mitte 01 der Erzeugenden der Außenfläche 3b der inneren Rolle 3 jenseits der Radiusmitte 02 der Außenfläche 3b der inneren Rolle 3 und des Endes des Drehzapfens 2a versetzt ist. Da die Innenfläche 4a der äußeren Rolle 4 eine konkave Fläche ist, wird eine Kraftkomponente F im Kontaktbereich S zwischen der Innenfläche 4a und der Außenfläche 3b der inneren Rolle 3 erzeugt, wodurch die äußere Rolle 4 zum distalen Ende des Drehzapfens hin gedrückt wird.

Das in Fig. 4 dargestellte Universalgelenk ist so aufgebaut, daß die Innenfläche 4a der äußeren Rolle 4 eine konvexe Fläche mit einem Radius R5 der Erzeugenden ist, wobei die Mitte der Erzeu genden an einem Punkt 05 liegt, welcher zum Außendurchmesser hin bezüglich der Mitte 01 der Erzeugenden der Außenfläche 3b der inneren Rolle 3 jenseits der Außenfläche 4b der äußeren Rolle 4 und des Endes des Drehzapfens 2a versetzt ist.

Da die Innenfläche 4a der äußeren Rolle 4 eine derartige konvexe Fläche ist, wird eine Kraftkomponente F im Kontaktbereich S zwi schen der Innenfläche 4a und der Außenfläche 3b der inneren Rolle 3 erzeugt, wodurch die äußere Rolle 4 zum distalen Ende des Drehzapfens hin gedrückt wird.

Das in Fig. 5 dargestellte Universalgelenk ist so aufgebaut, daß die Innenfläche 4a der äußeren Rolle 4 eine zusammengesetzte Fläche aus einer konisch zulaufenden, kegelförmigen Fläche 4a1, deren Durchmesser zum distalen Ende des Drehzapfens 2a hin ste tig abnimmt, und einer teilweise konvexen Fläche 4a2 ist, wobei die Mitte der Erzeugenden an einem Punkt 06 liegt, welcher zum Außendurchmesser hin bezüglich der Mitte 01 der Erzeugenden der Außenfläche 3b der inneren Rolle 3 jenseits der Außenfläche 4b der äußeren Rolle 4 versetzt ist.

Die konisch zu laufende kegelförmige Fläche 4a1 befindet sich auf der dem distalen Ende des Drehzapfens 2a zugeordneten Seite; die teilweise konvexe Fläche 4a2 befindet sich auf der dem proxima len Ende des Drehzapfens 2a zugeordneten Seite, wobei die beiden Flächen glatt ineinander übergehen.

Da die Innenfläche 4a der äußeren Rolle 4 eine derartige zusam mengesetzte Fläche ist, wird eine Kraftkomponente F im Kontakt bereich s zwischen der Innenfläche 4a und der Außenfläche 3b der inneren Rolle 3 erzeugt, wodurch die äußere Rolle 4 zum distalen Ende des Drehzapfens hin gedrückt wird.

Das in Fig. 6 dargestellte Universalgelenk ist so aufgebaut, daß die Innenfläche 4a der äußeren Rolle 4 eine zusammengesetzte Fläche aus einer zylindrischen Fläche 4a3 und einer teilweise konvexen Fläche 4a2 ist, wobei die Mitte der Erzeugenden an einem Punkt 06 liegt, welcher zum Außendurchmesser hin bezüglich der Mitte 01 der Erzeugenden der Außenfläche 3b der inneren Rolle 3 jenseits der Außenfläche 4b der äußeren Rolle 4 versetzt ist.

Die zylindrische Fläche 4a3 befindet sich auf der dem distalen Ende des Drehzapfens 2a zugeordneten Seite; die teilweise kon vexe Fläche 4a2 befindet sich auf der dem proximalen Ende des Drehzapfens 2a zugeordneten Seite, wobei die beiden Flächen glatt ineinander übergehen. Da die Innenfläche 4a der äußeren Rolle 4 eine derartige zusammengesetzte Fläche ist, wird eine Kraftkomponente F im Kontaktbereich S zwischen der Innenfläche 4a und der Außenfläche 3b der inneren Rolle 3 erzeugt, wodurch die äußere Rolle 4 zum distalen Ende des Drehzapfens 2a hin gedrückt wird.

Darüberhinaus ist die Ausführungsform gemäß Fig. 1 so ausgebil det, daß der erzeugte Axialdruck durch die Kombination der oben genannten Elemente (1), (2) und (3) verringert wird, während die Ausführungsformen gemäß Fig. 2 bis Fig. 6 dazu vorgesehen sind, den erzeugten Axialdruck durch die Kombination der Elemente (1), (2), (3) und (4) zu verringern. Es ist jedoch möglich, Anord nungen durch die Verwendung der Elemente (1), (2), (3) und (4) jeweils einzeln oder in Kombination zu konstruieren; auch in diesem Fall können beträchtliche Wirkungen erwartet werden. Außerdem kann die Form der Innenfläche 4a der äußeren Rolle 4 auch auf die Anordnung gemäß Fig. 1 angewendet werden, wobei ebenfalls entsprechende Wirkungen erzielt werden können.

Wie vorstehend beschrieben, kann nach der Erfindung der erzeugte Axialdruck, welcher bei der Drehmomentübertragung entsteht, wenn der Außenring und das Dreizapfen-Element einen Arbeitswinkel bilden, im Vergleich zu der bekannten Anordnung stark verringert werden, wodurch eine Verbesserung der Vibrationseigenschaften dieses Dreizapfen-Universalgelenks ermöglicht wird.

Claims

1. Homokinetisches Universalgelenk mit einem Außenring (1), in dessen innerer Umfangsfläche drei axiale Führungsnuten (1a) ausgebildet sind, mit einem Dreizapfen-Element (2) mit drei radial hervorragenden Drehzapfen (2a), wobei auf jedem Dreh zapfen (2a) eine innere Rolle (3) mit sphärischer Außenfläche (3b) und eine äußere Rolle (4) mit sphärischer Außenfläche (4b) und zylindrischer Innenfläche in linearem Kontakt mit der Außenfläche der inneren Rolle (3) drehbar gelagert sind, wobei das Dreizapfen-Element (2) in der inneren Umfangsfläche des Außenrings (1) aufgenommen wird und die äußeren Rollen (4) des Dreizapfen-Elements (2) in den Führungsnuten (1a) in der äußeren Rolle (4) lagern, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (4a) der äußeren Rolle (4) derart geformt ist, daß eine auf das distale Ende des Drehzapfens (2a) gerichtete Lastkomponente im Kontaktbereich zur Außenfläche (3b) der inneren Rolle (3) gebildet ist.

2. Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der äußeren Rolle (4) eine konisch zulaufen de, kegelförmige Fläche (4a) ist, deren Durchmesser zum di stalen Ende des Drehzapfens (2a) hin stetig abnimmt.

3. Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der äußeren Rolle (4) eine konkave Fläche (4a) ist, deren Mitte der Erzeugenden sich an einem Punkt befindet, der bezüglich der Mitte der Erzeugenden der Außen fläche (3b) der inneren Rolle (3) zum proximalen Ende des Drehzapfens (2a) hin versetzt ist (Fig. 3).

4. Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der äußeren Rolle (4) eine konkave Fläche (4a) ist, deren Mitte der Erzeugenden sich an einem Punkt befindet, der bezüglich der Mitte der Erzeugenden der Außen fläche (3b) der inneren Rolle (3) zum distalen Ende des Dreh zapfens (2a) hin versetzt ist (Fig. 4).

5. Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der äußeren Rolle (4) eine zusammengesetzte Fläche aus einer konisch zulaufenden, kegelförmigen Fläche, deren Durchmesser zum distalen Ende des Drehzapfens (2a) hin stetig abnimmt, und einer konvexen Fläche ist (Fig. 5).

6. Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der äußeren Rolle (4) eine aus einer zylin drischen und einer konvexen Fläche zusammengesetzte Fläche ist (Fig. 6).

7. Universalgelenk mit einem Außenring (1), in dessen innerer Umfangsfläche drei axiale Führungsnuten (1a) ausgebildet sind, mit einem Dreizapfen-Element (2) mit drei radial her vorragenden Drehzapfen (2a), wobei auf jedem Drehzapfen (2a) eine innere Rolle (3) mit sphärischer Außenfläche (3b) und eine äußere Rolle (4) mit sphärischer Außenfläche (4b) und zylindrischer Innenfläche in linearem Kontakt mit der Außen fläche der inneren Rolle (3) drehbar gelagert sind, wobei das Dreizapfen-Element (2) in der inneren Umfangsfläche des Au ßenrings (1) aufgenommen wird und die äußeren Rollen (4) des Dreizapfen-Elements in den Führungsnuten (1a) in der äußeren Rolle (4) lagern, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Erzeugenden der Außenfläche der inneren Rolle (3) kleiner ist als der maximale Radius der Außenfläche.

8. Universalgelenk mit einem Außenring (1), in dessen innerer Umfangsfläche drei axiale Führungsnuten (1a) ausgebildet sind, mit einem Dreizapfen-Element (2) mit drei radial her vorragenden Drehzapfen (2a), wobei auf jedem Drehzapfen (2a) eine innere Rolle (3) mit sphärischer Außenfläche (3b) und eine äußere Rolle (4) mit sphärischer Außenfläche (4b) und zylindrischer Innenfläche in linearem Kontakt mit der Außen fläche der inneren Rolle (3) drehbar gelagert sind, wobei das Dreizapfen-Element (2a) in der inneren Umfangsfläche des Außenrings (1) aufgenommen wird und die äußeren Rollen (4) des Dreizapfen-Elements (2) in den Führungsnuten in der äuße ren Rolle (4) lagern, dadurch gekennzeichnet, daß die Füh rungsnuten (1a) des Außenrings (1) einen Kontakt mit den Außenflächen (4b) der äußeren Rollen (4) bilden, jedoch nicht mit den den distalen Enden der Drehzapfen (2a) zugeordneten Endflächen der äußeren Rollen (4).

9. Universalgelenk mit einem Außenring (1), in dessen innerer Umfangsfläche drei axiale Führungsnuten (1a) ausgebildet sind, mit einem Dreizapfen-Element (2) mit drei radial her vorragenden Drehzapfen (2a), wobei auf jedem Drehzapfen (2a) eine innere Rolle (3) mit sphärischer Außenfläche (3b) und eine äußere Rolle (4) mit sphärischer Außenfläche (4b) und zylindrischer Innenfläche in linearem Kontakt mit der Außen fläche der inneren Rolle (3) drehbar gelagert sind, wobei das Dreizapfen-Element (2) in der inneren Umfangsfläche des Au ßenrings (1) aufgenommen wird und die äußeren Rollen (4) des Dreizapfen-Elements (2) in den Führungsnuten (1a) in der äußeren Rolle (4) lagern, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der äußeren Rolle (4), der dem distalen Ende des Drehzapfens (2a) zugeordnet ist, sich bezüglich der Weite ausdehnt.