DE19915417C2

DE19915417C2 - Tripodegelenk mit elastischen Mitteln

Info

Publication number: DE19915417C2
Application number: DE19915417A
Authority: DE
Inventors: Colin Zaers; Jochen Balken
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1998-04-04
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2001-07-19
Anticipated expiration: 2019-04-07
Also published as: DE19915417A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Tripodegleichlaufdrehgelenk umfassend ein Gelenkaußenteil mit einer Längsachse A₁, einer axialen Innen öffnung und drei gleichmäßig umfangsverteilten zur Längsachse A₁ achsparallelen Ausnehmungen, die jeweils zwei einander gegen überliegende Laufbahnen bilden, und ein Gelenkinnenteil mit einer Längsachse A₂, einem achszentralen Mittelstück und drei gleichmäßig umfangsverteilten, zur Längsachse A₂ radialen Tripo dezapfen, die jeweils in eine der Ausnehmungen hineinragen, sowie Tripoderollen, die auf den Tripodezapfen jeweils koaxial zur Längsachse A_Z des Tripodezapfens drehbar gelagert sind und eine im wesentlichen kugelabschnittsförmige Lauffläche haben, die mit den Laufbahnen in abrollendem Kontakt steht.

Tripodegelenke der genannten Art dienen der Übertragung von Drehmomenten zwischen dem Gelenkinnenteil und dem Gelenkaußen teil. Bei umlaufendem Gelenk unter Beugung der entsprechenden Längsachsen A₁ und A₂ zueinander, rollen die Rollenelemente je weils in den Ausnehmungen periodisch hin und her, wobei sie gleichzeitig überlagerte periodische Winkelbewegungen von der doppelten Größe des Beugewinkels zwischen den Längsachsen aus führen. Da die Rollenelemente in ihrem Abstand zur Längsachse A₁ des Gelenkaußenteils formschlüssig in den Ausnehmungen gehalten sind, bewegen sich bei gebeugt umlaufendem Gelenk die Zapfen in Bezug auf die Rollenelemente periodisch in Richtung der Zapfen achsen. Diese Bewegung wird in der Regel durch die Verschieb lichkeit der Rollenelemente auf den Nadeln eines Nadellagers, das jeder der Tripodezapfen trägt, ermöglicht. Bei Drehmoment übertragung legt sich jedes Rollenelement an einer der Laufbah nen jeder Ausnehmung in übereinstimmender Umfangsrichtung an, während notwendigerweise Umfangsspiel gegenüber der anderen Laufbahn besteht. Hierbei kommt es jedoch je nach Relativbewe gung zwischen Tripodezapfen und Rollenelement zu wechselnden Anlagen an den inneren und äußeren Kanten dieser zweiten Lauf bahn. Läuft das Gelenk drehmomentfrei um, wie in einem Fahrzeug beim Übergang vom Lastbetrieb zum Schiebebetrieb oder bei im wesentlichen lastfreiem Fahrbetrieb, so kommt es zu wechselnder Anlage der Rollenelemente an beiden Laufbahnen jeder Ausnehmung. Der Anlagewechsel ist hierbei mit geräuschverursachenden Impul sen verbunden, die zu hörbaren Klappergeräuschen führen, die den Fahrkomfort des Fahrzeugs beeinträchtigen.

Zu dem Zweck, ein Gelenk der genannten Art so weiterzubilden, daß die durch den Anlagewechsel der Rollenelemente zwischen den Laufbahnen der Ausnehmungen im lastfreien Fahrbetrieb verursach ten Geräusche reduziert werden, wird in der JP 8-326769 A ange geben, daß die Tripoderollen aus einem Lagerring, einem Laufring und den Lagerring und den Laufring verbindenden auf die Rollen achse A_Z bezogen radialelastischen Mitteln bestehen. Hierdurch wird eine Dämpfung der Impulse bei einem Anlagewechsel der Rol lenelemente von einer der Laufbahnen zur anderen der Laufbahnen jeweils einer der Ausnehmungen bewirkt. Das Laufverhalten der Tripodegelenke ist damit verbessert. Es ist bei Verwendung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges ein erhöhter Fahr komfort sichergestellt. Die radialelastischen Mittel sind ring förmige Gummielemente, die axiale Bewegungen zulassen.

Es ist mit der vorliegenden Erfindung anzustreben, daß der Weg der relativen Verlagerung zwischen Lagerring und Laufring be grenzt und genau definiert ist. Hierzu sind an den genannten Teilen ringförmige Anschlagflächenpaare vorzusehen, die Rings palte miteinander bilden, deren Breite den Maximalwert der mög lichen Verlagerung bildet. Hierdurch sind Anfahrstöße gedämpft aufzufangen, während anschließend unter Drehmoment eine defi nierte drehwinkelgleiche Lage zwischen den Gelenkteilen sicher gestellt sein muß. Die Anschlagflächen sind hierbei an einer Umfangsstelle in Anlage miteinander.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die radialelastischen Mittel jeweils aus einer zu einem Ring geformten Wellfeder be stehen, daß zwischen Bundelementen auf der Außenseite des La gerrings und Gegenflächen am Laufring und/oder zwischen Bund elementen am Laufring und Gegenflächen am Lagerring Ringspalte definierter Breite ausgebildet sind und die sich gegenüberlie genden Umfangsflächen Anschlagflächenpaare bilden und daß sich die Wellfedern jeweils zwischen den Bundelementen auf der Außen seite des Lagerringes und den Bundelementen auf der Innenseite des Laufrings axial abstützen. Die in dieser Form dargestellten elastischen Mittel sind kostengünstig in der Herstellung und garantieren gleichbleibende elastische Eigenschaften über die Betriebsdauer unter den gegebenen Einsatzbedingungen, d. h. in Anwesenheit einer Fettfüllung im Gelenk. Gegenüber gummielasti schen Elementen ist eine derartige Ausführung somit zu bevor zugen. Die zu einem Ring geformte Wellfeder stellt gleichzeitig axiales Sicherungselement zwischen Lagerring und Laufring dar, indem sie sich an Bundelementen an jedem der genannten Teile abstützt. Die Bundelemente können an einem der beiden Teile einstückig durch eine Eindrehung ausgebildet sein, während sie am anderen der Teile an einem Ende ebenfalls eingedreht sein können, während sie am anderen Ende durch Umformung nach der Montage der Wellfeder oder durch Einpressen einer kleinen, mit einem entsprechenden Bundelement versehenen Buchse gebildet werden können. Verschiedene Ausführungsbeispiele hierfür sind in den Zeichnungen dargestellt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach stehend anhand der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Tripodegelenk mit elasti schen Mitteln in der Rollenanordnung in einem achs parallelen Schnitt gemäß der Schnittlinie aus Fig. 2;

Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Tripodegelenk nach Fig. 1 im Querschnitt durch die Achsen der Tripodezapfen.

Die Figuren werden 1 und 2 nachstehend gemeinsam beschrieben. Wie durch Bruchkanten angedeutet, ist in Fig. 2 das Gelenk mit drei verschiedenen Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Tripoderollen gezeigt.

Ein Tripodegelenk 11 umfaßt im wesentlichen ein Gelenkaußenteil 12 etwa zylindrischer Gestalt mit einer Längsachse A₁, ein Ge lenkinnenteil 13 mit einer Längsachse A₂ sowie Rollenelemente 14a, b, c. Das Gelenkaußenteil 12 hat eine axial zur Längsachse A₁ verlaufende Innenöffnung 15 mit drei umfangsverteilten Aus nehmungen 16, die jeweils zwei sich gegenüberliegende Laufbahnen 17, 18 bilden. Das Gelenkinnenteil 13 hat ein ringförmiges Mit telstück 21 und drei zur Längsachse A₂ radial verlaufende Tripo dezapfen 22, von denen jeder in eine der Ausnehmungen 16 ragt. Auf den zylindrischen Tripodezapfen 22 sind Nadellager 23 zwi schen einer Schulter 24 und einem Sicherungsring 29 gehalten. Auf den Nadellagern 23 sind die Rollenelemente 14 axial ver schieblich gehalten. Diese sind, wie insbesondere in Fig. 1 erkennbar, aus einem Lagerring 25, einem dazu konzentrischen Laufring 26 und einer dazwischenliegenden elastischen zu einem Ring geformten Wellfeder 27 aufgebaut. Hierbei ist bei radialer elastischer Verlagerbarkeit des Laufrings 26 gegenüber dem La gerring 25 eine gegenseitige axiale Festlegung zwischen diesen Teilen unter Einbeziehung der Wellfeder 27 vorgesehen. In den verschiedenen Ausführungsformen 14a, 14b und 14c sind zu diesem Zweck Außenbunde 30 am Lagerring 25 bzw. Innenbunde 31 am Lauf ring 26 vorgesehen, an denen sich jeweils die Kanten der Well feder 27 abstützen und so die gegenseitige axiale Sicherung der beiden ringförmigen Elemente in Bezug auf die Zapfenachse A_Z sichern. Gleichzeitig bilden die Außenbunde 30 am Lagerring gegenüber dem Laufring 26 und die Innenbunde 31 am Laufring gegenüber dem Lagerring 25 Umfangsspalte definierter Breite, die den Maximalwert der elastischen Verlagerbarkeit des Laufrings 26 gegenüber dem Lagerring 25 definiert. Die zylindrischen Ring flächen an den Innenbunden und den Außenbunden bilden dabei mit den jeweiligen Gegenflächen Anschlagflächenpaare. Der Laufring 26 ist mit einer kugelabschnittsförmigen Lauffläche 28 ausge bildet. Die Laufbahnen 18, 19 sind an diese angepaßt im wesent lichen als Innenzylinderabschnitte ausgeführt.

Bezugszeichenliste

11

Tripodegelenk

12

Gelenkaußenteil

13

Gelenkinnenteil

14

Rollenelement

15

Innenöffnung

16

Ausnehmung

17

Laufbahn

18

Laufbahn

19

Schiene

20

Schiene

21

Mittelstück

22

Tripodezapfen

23

Nadellager

24

Schulter

25

Lagerring

26

Laufring

27

Wellfeder

28

Lauffläche

29

Sicherungsring

30

Außenbundelemente

31

Innenbundelement

Claims

1. Tripodegleichlaufdrehgelenk (11) umfassend ein Gelenkaußen teil (12) mit einer Längsachse A₁, einer axialen Innenöff nung (15) und drei gleichmäßig umfangsverteilten zur Längs achse A₁ achsparallelen Ausnehmungen (16), die jeweils zwei einander gegenüberliegende Laufbahnen (17, 18) bilden, und ein Gelenkinnenteil (13) mit einer Längsachse A₂, einem achszentralen Mittelstück (21) und drei gleichmäßig um fangsverteilten, zur Längsachse A₂ radialen Tripodezapfen (22), die jeweils in eine der Ausnehmungen (16) hinein ragen, sowie Tripoderollen (14), die auf den Tripodezapfen (22) jeweils koaxial zur Längsachse A_Z des Tripodezapfens drehbar gelagert sind und eine im wesentlichen kugelab schnittsförmige Lauffläche (28) haben, die mit den Laufbah nen (17, 18) in abrollendem Kontakt steht, wobei die Tripo derollen (14) jeweils aus einem Lagerring (25), einem Lauf ring (26) und den Lagerring und den Laufring verbindenden auf die Rollenachse A_Z bezogen radialelastischen Mitteln bestehen, dadurch gekennzeichnet,
daß die radialelastischen Mittel jeweils aus einer zu einem Ring geformten Wellfeder (27) bestehen,
daß zwischen Bundelementen (30) auf der Außenseite des Lagerrings (25) und Gegenflächen am Laufring (26) und/oder zwischen Bundelementen (31) am Laufring (26) und Gegenflächen am Lagerring Ringspalte definierter Breite ausge bildet sind und die sich gegenüberliegenden Umfangsflächen Anschlagflächenpaare bilden und
daß sich die Wellfedern (27) jeweils zwischen den Bund elementen (30) auf der Außenseite des Lagerringes (25) und den Bundelementen (31) auf der Innenseite des Laufrings (26) axial abstützen.

2. Tripodegelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bundelemente (30, 31) jeweils durch auf die La gerringe (25) aufgepreßte und/oder in die Laufringe (26) eingepreßte Hülsen gebildet werden.

3. Tripodegelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bundelemente (30, 31) jeweils durch umgeformte Kantenbereiche der Lagerringe (25) und/oder der Laufringe (26) gebildet werden.