EP2596258A1 - Tripode-gleichlaufgelenk - Google Patents

Tripode-gleichlaufgelenk

Info

Publication number
EP2596258A1
EP2596258A1 EP11726751.8A EP11726751A EP2596258A1 EP 2596258 A1 EP2596258 A1 EP 2596258A1 EP 11726751 A EP11726751 A EP 11726751A EP 2596258 A1 EP2596258 A1 EP 2596258A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
rings
constant velocity
velocity joint
tripod constant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP11726751.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christophe Walliser
Remy Bernhardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2596258A1 publication Critical patent/EP2596258A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/24—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts comprising balls, rollers, or the like between overlapping driving faces, e.g. cogs, on both coupling parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/202—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
    • F16D3/205—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part
    • F16D3/2055—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part having three pins, i.e. true tripod joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/60—Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings
    • F16C33/605—Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings with a separate retaining member, e.g. flange, shoulder, guide ring, secured to a race ring, adjacent to the race surface, so as to abut the end of the rolling elements, e.g. rollers, or the cage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/44—Needle bearings
    • F16C19/46—Needle bearings with one row or needles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/202—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
    • F16D2003/2026—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints with trunnion rings, i.e. with tripod joints having rollers supported by a ring on the trunnion

Definitions

  • the invention relates to a tripod constant velocity joint, with an outer joint part, which has a central cavity and three outgoing, circumferentially equally distributed recesses each having two axially parallel and circumferentially mutually parallel opposite guideways, with an inner joint part which is disposed within the cavity of the outer joint part and three peripherally arranged equally distributed and each in one of the recesses of the outer joint part radially projecting pin having a spherical outer contour, and with three Tripoderollen, each with a roller inner ring, a roller outer ring, and a plurality between the roller rings annularly arranged cylindrical rolling elements, and wherein the respective roller inner rings with their inner wall in sliding contact with the outer contour of the associated pin, and in which the respective roller outer rings with its outer wall in sliding contact with the guide tracks d he associated recess are.
  • the output shafts of the axle differential and the wheel hubs of the driven wheels are in drive connection with each other via a cardan shaft.
  • the two propeller shafts are each provided at both ends with a constant velocity joint, by the transmission of a uniform rotational movement largely vertical compression and rebound of the suspension and in a steerable vehicle axle additionally steering-induced pivoting of the steering knuckle about a substantially vertical steering axle allows or the corresponding movements balances.
  • a steerable vehicle axle such as the front axle of a front-wheel drive or four-wheel drive motor vehicle, the suspension and steering-related movement of the wheel hubs is particularly large, so that the outer constant velocity joints of the respective drive shafts must have a particularly high diffraction angle.
  • the particularly compact one is preferably compact in the outer constant velocity joints of steerable drive axles and a large diffraction angle having design of the tripod constant velocity joint for use.
  • a tripod constant velocity joint usually has an outer joint part with a central cavity and three outgoing, circumferentially equally distributed arranged recesses each with two axially parallel and circumferentially mutually parallel opposite guideways and arranged within the cavity of the outer joint part inner joint with three circumferentially equally distributed and each in one of the recesses of the outer joint part radially projecting pin with a spherical outer contour.
  • a Tripoderolle is arranged with a roller inner ring, a roller outer ring and a plurality of arranged between the roller rings cylindrical rolling elements, wherein the cylindrical inner wall of the roller inner ring relative to the central axis of the respective journal axially displaceable and pivotable with the outer contour of the associated pin in sliding contact stands, and the cylindrical outer wall of the roller outer ring with respect to the rotational axis of the outer joint part axially slidably with the guideways of the associated recess is in sliding contact.
  • a first tripod constant velocity joint is described in two embodiments in DE 44 29 479 C2.
  • the roller inner rings and the cylindrical rolling elements are each guided axially on both sides by common, inserted into corresponding annular grooves of the roller outer rings retaining rings.
  • a second such tripod constant velocity joint is known in several embodiments from DE 198 34 513 A1.
  • the roller outer rings on its radially inner side axially on both sides of a stepped bearing board, of which the axially inner board sections of the axial guide of the cylindrical rolling elements and the axially outer board sections used in conjunction with axially inserted on both sides circlips for axial guidance of the roller inner ring.
  • the disadvantage of the more complex production in particular of the roller outer rings are in this constant velocity joint, the advantages of a simplified assembly of the relatively small and feather soft dimensioned retaining rings, the reduced friction levels within the Tripoderollen and the improved noise and vibration characteristics (NVH).
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a tripod constant velocity joint of the type mentioned in terms of improving the noise and vibration characteristics and to reduce the friction and wear levels on.
  • the invention is based on the recognition that the improvement of the noise and vibration characteristics of a tripod constant velocity joint hand in hand with a reduction of the friction and wear levels of the constant velocity joint, since the generation and stimulation of perceived as vibrations and noise as vibrations within the constant velocity joints essentially determined by the transition between static friction and sliding friction on the sliding surfaces of the components of the constant velocity joint.
  • the noise and vibration characteristics of the constant velocity joint are positively influenced by the friction between the components of the constant velocity joint. reduces the vibration and noise occurring during driving.
  • the stated object is achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 1, characterized in that the friction and wear properties of the constant velocity joint are improved by a suitable surface treatment in particular of each standing with another component in sliding contact walls.
  • a suitable surface treatment of at least one wall in sliding contact with another wall, the operationally occurring friction between the relevant walls and thus the friction-related wear on the two walls is reduced.
  • the strength level wherein the transition between static friction to sliding friction and back is lowered, whereby the amplitude of the vibrations generated by the friction transition and thus the resulting vibrations and noise emissions are significantly reduced.
  • At least the roller inner rings and / or the roller outer rings and / or the circlips used for the axial securing of the roller rings are provided with a sliding coating.
  • the components in question are completely provided with the sliding coating, even if their friction and wear-reducing effect is largely limited to the walls which are each in sliding contact with the wall of another component.
  • the sliding coating of the roller inner rings and / or the roller outer rings and / or the retaining rings is advantageously applied by a layer-forming phosphating, since a correspondingly galvanically produced phosphate layer is particularly thin, and thus does not change the dimensions of the relevant components appreciably, and the surface roughness of the respective surfaces only slightly increased. Due to the crystalline structure with a microcapillary surface structure, a phosphate layer also has good storage properties of lubricants, such as oil or grease.
  • the sliding coating of the roller inner rings and / or the roller outer rings and / or the retaining rings is preferably formed as a manganese phosphate layer having a thickness of 2 ⁇ ⁇ to 6 ⁇ , compared to other phosphorous phat layers, such as an iron or zinc phosphate layer, has better friction and wear properties.
  • roller inner rings at least on their inner and end walls and / or the roller outer rings at least on their outer walls and / or the retaining rings at least at their end walls of the Roller inner rings facing inner walls are sliding ground. In an additional application of sliding grinding, this is done before the sliding coating.
  • the rolling resistance between the roller rings and the rolling elements of Tripoderollen each by a finely grained ferene surface of the outer race of the roller inner ring, the inner race of the roller outer ring, and the outer wall of the rolling elements and by reducing the Radial clearance between the roller rings and the rolling elements is reduced.
  • FIG. 1 shows an enlarged section of the tripod roller according to FIG. 2, FIG.
  • Fig. 2 is a Tripoderolle the tripod constant velocity joint of FIG. 3 in one
  • FIG. 3 shows a tripod constant velocity joint in a radial cross section.
  • a tripod constant velocity joint 1 depicted in FIG. 3 in a radial cross section has an outer joint part 2 with a central cavity 4 and three recesses 5 arranged uniformly distributed on the circumference, each having two axially parallel and circumferentially mutually parallel guideways 6a, 6b and a inside of the cavity 4 of the outer joint part 2 arranged inner joint part 3 with three circumferentially equally distributed arranged and each in one of the recesses 5 of the outer joint part 2 radially projecting pin 7 with a spherical outer contour 8.
  • Fig. 2 On each of the pins 7 of the inner joint part 3 is shown in Fig. 2 separately and in Fig. 1 shown in an enlarged section Tripoderolle 9 with a roller inner ring 10, a roller outer ring 11 and a plurality of roller rings 10, 11 placed between the cylindrical rolling elements 12.
  • the cylindrical inner wall 13 of the roller inner ring 10 is relative to the Central axis 14 of the respective pin 7 axially displaceable and pivotable with the outer contour 8 of the associated pin 7 in sliding contact.
  • the cylindrical outer wall 15 of the roller outer ring 11 is axially slidable with respect to the axis of rotation 16 of the outer joint part 2 with the guide tracks 6a, 6b of the associated recess 5 in sliding contact.
  • the roller outer rings 11 of the triple roller 9 have on their radial inner side axially on both sides a stepped bearing board 17a, 17b, of which each provided with a cutout 18a, 18b axially inner Bordab- sections 19a, 19b for axial guidance of the cylindrical rolling elements 12 and the axial outer board sections 20a, 20b in conjunction with axially inserted on both sides circlips 21a, 21b of the axial guide of the roller inner ring 3 are used.
  • the rolling resistance between the roller rings 10, 11 and the rolling elements 12 of the Tripoderollen 9 each by a finely ground surface of the cylindrical outer race 23 of the roller inner race 10, the cylindrical inner race 24 of the roller outer ring 11 and the outer wall 25 of the rolling elements 12 and by reducing the Radial clearance between the roller rings 10,1 1 and the rolling elements 12 reduced.
  • roller inner ring 10 roller inner ring, roller ring
  • roller outer ring 1 1 roller outer ring, roller ring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tripode-Gleichlaufgelenk, mit einem Gelenkaußenteil (2), das einen zentralen Hohlraum (4) und drei davon ausgehende, umfangsseitig gleichverteilt angeordnete Ausnehmungen (5) mit jeweils zwei achsparallelen und umfangsseitig einander parallel gegenüberliegenden Führungsbahnen (6a, 6b) aufweist, mit einem Gelenkinnenteil (3), das innerhalb des Hohlraums des Gelenkaußenteils angeordnet ist und drei umfangsseitig gleichverteilt angeordnete und jeweils in eine der Ausnehmungen des Gelenkaußenteils radial hineinragende Zapfen (7) mit einer kugelförmigen Außenkontur (8) aufweist, und mit drei Tripoderollen (9) mit jeweils einem Rolleninnenring (10), einem Rollenaußenring (11), und mehreren zwischen den Rollenringen ringförmig angeordneten zylindrischen Wälzkörpern (12), und bei dem die jeweiligen Rolleninnenringe (10) mit ihrer Innenwand (13) im Gleitkontakt mit der Außenkontur des zugeordneten Zapfens (7) sind, und bei der die jeweiligen Rollenaußenringe (11) mit ihrer Außenwand (15) im Gleitkontakt mit den Führungsbahnen (6a, 6b) der zugeordneten Ausnehmung (5) sind. Die Reibungs- und Verschleißeigenschaften des Gleichlaufgelenks (1) sind durch eine geeignete Oberflächenbehandlung der jeweils mit einem anderen Bauteil in Gleitkontakt stehenden Wände verbessert.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Tripode-Gleichlaufgelenk Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Tripode-Gleichlaufgelenk, mit einem Gelenkaußenteil, das einen zentralen Hohlraum und drei davon ausgehende, umfangsseitig gleichverteilt angeordnete Ausnehmungen mit jeweils zwei achsparallelen und umfangsseitig einander parallel gegenüberliegenden Führungsbahnen aufweist, mit einem Gelenkinnenteil, das innerhalb des Hohlraums des Gelenkaußenteils angeordnet ist und drei umfangsseitig gleichverteilt angeordnete und jeweils in eine der Ausnehmungen des Gelenkaußenteils radial hineinragende Zapfen mit einer kugelförmigen Außenkontur aufweist, und mit drei Tripoderollen mit jeweils einem Rolleninnenring, einem Rollenaußenring, und mehreren zwischen den Rollenringen ringförmig angeordneten zylindrischen Wälzkörpern, und bei dem die jeweiligen Rolleninnenringe mit ihrer Innenwand im Gleitkontakt mit der Außenkontur des zugeordneten Zapfens sind, und bei der die jeweiligen Rollenaußenringe mit ihrer Außenwand im Gleitkontakt mit den Führungsbahnen der zugeordneten Ausnehmung sind.
Hintergrund der Erfindung
Im Achsantrieb von Kraftfahrzeugen stehen die Ausgangswellen des Achsdiffe- renzials und die Radnaben der angetriebenen Räder jeweils über eine Gelenkwelle miteinander in Triebverbindung. Die beiden Gelenkwellen sind jeweils an beiden Enden mit einem Gleichlaufgelenk versehen, durch die unter Übertra- gung einer gleichförmigen Drehbewegung das weitgehend vertikale Ein- und Ausfedern der Radaufhängungen und bei einer lenkbaren Fahrzeugachse zusätzlich das lenkungsbedingte Verschwenken der Achsschenkel um eine weitgehend vertikale Lenkachse ermöglicht bzw. die entsprechenden Bewegungen ausgleicht. Bei einer lenkbaren Fahrzeugachse, wie der Vorderachse eines frontgetriebenen oder allradgetriebenen Kraftfahrzeugs, ist die federungs- und lenkungsbedingte Bewegung der Radnaben besonders groß, so dass die äußeren Gleichlaufgelenke der betreffenden Antriebswellen einen besonders hohen Beugungswinkel aufweisen müssen. Neben der Bauart des Doppelgelenks, bei dem zwei Kreuzgelenke zu einem Gelenk zusammengefasst sind, und des Kugelgelenks, bei dem zumeist sechs auf einem Kugelstern gelagerte Kugeln in zugeordneten Kugelbahnen einer Kugelschale geführt sind, kommt bei den äußeren Gleichlaufgelenken lenkbarer Antriebsachsen bevorzugt die beson- ders kompakte und einen großen Beugungswinkel aufweisende Bauart des Tripode-Gleichlaufgelenks zur Anwendung.
Ein Tripode-Gleichlaufgelenk weist üblicherweise ein Gelenkaußenteil mit einem zentralen Hohlraum und drei davon ausgehenden, umfangsseitig gleich- verteilt angeordneten Ausnehmungen mit jeweils zwei achsparallelen und umfangsseitig einander parallel gegenüberliegenden Führungsbahnen sowie ein innerhalb des Hohlraums des Gelenkaußenteils angeordnetes Gelenkinnenteil mit drei umfangsseitig gleichverteilt angeordneten und jeweils in eine der Ausnehmungen des Gelenkaußenteils radial hineinragenden Zapfen mit einer ku- gelförmigen Außenkontur auf. Auf jedem der Zapfen des Gelenkinnenteils ist jeweils eine Tripoderolle mit einem Rolleninnenring, einem Rollenaußenring und mehreren zwischen den Rollenringen angeordneten zylindrischen Wälzkörpern angeordnet, wobei die zylindrische Innenwand des Rolleninnenrings bezüglich der Mittelachse des betreffenden Zapfens axial verschiebbar und verschwenkbar mit der Außenkontur des zugeordneten Zapfens in Gleitkontakt steht, und die zylindrische Außenwand des Rollenaußenrings bezüglich der Drehachse des Gelenkaußenteils axial verschiebbar mit den Führungsbahnen der zugeordneten Ausnehmung in Gleitkontakt steht. Durch die Gleitbewegung zwischen den Außenkonturen der Zapfen des Gelenkinnenteils und den Innen- wänden der Rolleninnenringe erfolgt somit im Wesentlichen die federungs- und lenkungsbedingte Verschwenkung der Drehachsen des Gelenkinnenteils und des Gelenkaußenteils, wogegen die Gleitbewegung zwischen den Außenwän- den der Rollenaußenringe und den Führungsbahnen der Ausnehmungen des Gelenkaußenteils den erforderlichen Längenausgleich ermöglicht.
Ein erstes Tripode-Gleichlaufgelenk ist in zwei Ausführungen in der DE 44 29 479 C2 beschrieben. Bei den Tripoderollen dieses bekannten Gleichlaufgelenks sind die Rolleninnenringe und die zylindrischen Wälzkörper jeweils axial beidseitig durch gemeinsame, in entsprechende Ringnuten der Rollenaußenringe eingesetzte Sicherungsringe geführt. Dem Vorteil der einfachen Herstellung insbesondere des Rollenaußenrings stehen bei diesem Gleichlaufgelenk die Nachteile einer erschwerten Montage der entsprechend groß und steif dimensionierten Sicherungsringe sowie der vergleichsweise schlechten Lärm- und Schwingungseigenschaften (NVH = noise Vibration harshness) gegenüber.
Ein zweites derartiges Tripode-Gleichlaufgelenk ist in mehreren Ausführungen aus der DE 198 34 513 A1 bekannt. Bei den Tripoderollen dieses bekannten Gleichlaufgelenks weisen die Rollenaußenringe auf ihrer radialen Innenseite jeweils axial beidseitig einen abgestuften Lagerbord auf, von denen die axial inneren Bordabschnitte der Axialführung der zylindrischen Wälzkörper und die axial äußeren Bordabschnitte in Verbindung mit axial beidseitig eingesetzten Sicherungsringen zur Axialführung des Rolleninnenrings dienen. Dem Nachteil der aufwendigeren Herstellung insbesondere der Rollenaußenringe stehen bei diesem Gleichlaufgelenk die Vorteile einer vereinfachten Montage der relativ klein und federweich dimensionierten Sicherungsringe, des verringerten Reibungsniveaus innerhalb der Tripoderollen und der verbesserten Lärm- und Schwingungseigenschaften (NVH) gegenüber.
Aufgrund steigender Komfortanforderungen besteht jedoch weiterer Bedarf zur Verbesserung der Lärm- und Schwingungseigenschaften der Tripode- Gleichlaufgelenke, die entscheidend von den Übergängen zwischen Haft- und Gleitreibung an den miteinander in Gleitkontakt stehenden Wänden der Bauteile des Gleichlaufgelenks bestimmt werden. Des Weiteren besteht zur Erhöhung des Übertragungswirkungsgrades ein grundsätzlicher Bedarf zur Reib- und Verschleißminderung derartiger Gleichlaufgelenke. Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Tripode-Gleichlaufgelenk der eingangs genannten Art im Hinblick auf eine Verbesserung der Lärm- und Schwingungseigenschaften sowie auf eine Reduzierung des Reib- und Verschleißniveaus weiter zu bilden.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Verbesserung der Lärm- und Schwingungseigenschaften eines Tripode-Gleichlaufgelenks Hand in Hand mit einer Reduzierung des Reib- und Verschleißniveaus des Gleichlaufgelenks erfolgt, da die Erzeugung und Anregung von als Vibrationen und als Lärm wahrgenommenen Schwingungen innerhalb der Gleichlaufgelenke im Wesentlichen von dem Übergang zwischen Haft- und Gleitreibung an den miteinander in Gleitkontakt stehenden Wänden der Bauteile des Gleichlaufgelenks bestimmt werden. Durch eine Reduzierung der inneren Reibung, d.h. der Reibung zwischen den Bauteilen des Gleichlaufgelenks, werden somit neben der Redu- zierung von reibungsbedingtem Verschleiß auch die Lärm- und Schwingungseigenschaften des Gleichlaufgelenks positiv beeinflusst, d.h. die im Fahrbetrieb auftretenden Vibrations- und Lärmerscheinungen verringert.
Die gestellte Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Reibungs- und Verschleißeigenschaften des Gleichlaufgelenks durch eine geeignete Oberflächenbehandlung insbesondere der jeweils mit einem anderen Bauteil in Gleitkontakt stehenden Wände verbessert sind. Durch eine geeignete Oberflächenbehandlung mindestens einer mit einer anderen Wand in Gleitkontakt stehenden Wand wird die betriebsbedingt zwischen den betreffenden Wänden auftretende Reibung und damit der reibungsbedingte Verschleiß an den beiden Wänden reduziert. Zugleich wird das Kraftniveau, bei dem der Übergang zwischen Haftreibung zu Gleitreibung und zurück erfolgt abgesenkt, wodurch die Amplitude der durch den Reibungsübergang erzeugten Schwingungen und damit die hierdurch hervorgerufenen Vibrationen und Lärmemissionen deutlich reduziert werden. Zwar verteuert sich durch die Oberflä- chenbehandlung die Herstellung des Tripode-Gleichlaufgelenks gegenüber den bisherigen Ausführungen, dem stehen jedoch die Vorteile einer höheren Laufruhe und einer erhöhten Lebensdauer des erfindungsgemäßen Tripode- Gleichlaufgelenks gegenüber. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Tripode-Gleichlaufgelenks sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10.
Zur Oberflächenbehandlung ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest die Rolleninnenringe und/oder die Rollenaußenringe und/oder die zur axialen Siche- rung der Rollenringe verwendeten Sicherungsringe mit einer Gleitbeschichtung versehen sind. Zur Vereinfachung der Handhabung sind die betreffenden Bauteile vollständig mit der Gleitbeschichtung versehen, auch wenn deren rei- bungs- und verschleißmindernde Wirkung weitgehend auf die jeweils mit der Wand eines anderen Bauteils in Gleitkontakt stehenden Wände beschränkt ist.
Die Gleitbeschichtung der Rolleninnenringe und/oder der Rollenaußenringe und/oder der Sicherungsringe ist vorteilhaft durch eine schichtbildende Phosphatierung aufgebracht, da eine entsprechend galvanisch erzeugte Phosphatschicht besonders dünn ist, und somit die Abmessungen der betreffenden Bauteile nicht nennenswert verändert, sowie die Rauhtiefe der betreffenden Oberflächen nur geringfügig erhöht. Durch den kristallinen Aufbau mit einer mikrokapillaren Oberflächenstruktur hat eine Phospatschicht zudem gute Speichereigenschaften von Schmierstoffen, wie Öl oder Fett. Die Gleitbeschichtung der Rolleninnenringe und/oder der Rollenaußenringe und/oder der Sicherungsringe ist bevorzugt als eine Mangan-Phosphat-Schicht mit einer Dicke von 2 μ η bis 6 μΓΠ ausgebildet, die gegenüber anderen Phos- phatschichten, wie einer Eisen- oder Zinkphosphatschicht, bessere Reib- und Verschleißeigenschaften aufweist.
Eine weitere Art der Oberflächenbehandlung, die alternativ oder zusätzlich zu der Gleitbeschichtung angewendet werden kann, besteht darin, dass die Rolleninnenringe zumindest an ihren Innen- und Stirnwänden und/oder die Rollenaußenringe zumindest an ihren Außenwänden und/oder die Sicherungsringe zumindest an ihren den Stirnwänden der Rolleninnenringe zugewandten Innenwänden gleitgeschliffen sind. Bei einer zusätzlichen Anwendung des Gleit- schleifens erfolgt dies vor der Gleitbeschichtung.
Durch das Gleitschleifen kann die Rauhtiefe der Innen- und Stirnwände der Rolleninnenringe und/oder der Innenwände der Sicherungsringe auf einen Wert von etwa Ra = 0,2 μΐη reduziert und damit gegenüber einer bislang üblichen Rauhtiefe von etwa Ra = 0,45 μηι in etwa halbiert werden.
Die Rauhtiefe der Außenwände der Rollenaußenringe kann durch das Gleitschleiffen auf einen Wert von etwa Ra = 0,45 μΐη reduziert sein, was gegenüber dem Wert von Ra = 1 ,0 μηι bei einer bisher üblichen Bearbeitung ebenfalls in etwa einer Halbierung entspricht.
Zur weiteren Absenkung des Bewegungswiderstands des Gleichlaufgelenks kann zudem vorgesehen sein, dass der Wälzwiderstand zwischen den Rollenringen und den Wälzkörpern der Tripoderollen jeweils durch eine feingeschlif- fene Oberfläche der Außenlaufbahn des Rolleninnenrings, der Innenlaufbahn des Rollenaußenrings, und der Außenwand der Wälzkörper sowie durch eine Verringerung des Radialspiels zwischen den Rollenringen und den Wälzkörpern reduziert ist. Hierzu kann die Rauhtiefe der Außenlaufbahn des Rolleninnenrings, der Innenlaufbahn des Rollenaußenrings, und der Außenwand der Wälzkörper jeweils auf einen Wert im Bereich zwischen Ra = 0,2 μηη und Ra = 0,45 μηι und das Radialspiel zwischen den Rollenringen und den Wälzkörpern auf einen Wert im Bereich zwischen S = 0,008 mm und SR = 0,030 mm reduziert sein, was gegenüber einer bislang üblichen Bearbeitung in etwa einer Halbierung der Rauhtiefe Ra und einer Absenkung des Radialspiels sR um etwa 30% entspricht. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. Darin zeigt Fig. 1 einen vergrößerten Ausschnitt der Tripoderolle nach Fig. 2,
Fig. 2 eine Tripoderolle des Tripode-Gleichlaufgelenks nach Fig. 3 in einem
Querschnitt, und Fig. 3 ein Tripode-Gleichlaufgelenk in einem radialen Querschnitt.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Ein in Fig. 3 in einem radialen Querschnitt abgebildetes Tripode-Gleichlaufge- lenk 1 weist ein Gelenkaußenteil 2 mit einem zentralen Hohlraum 4 und drei davon ausgehenden, umfangsseitig gleichverteilt angeordneten Ausnehmungen 5 mit jeweils zwei achsparallelen und umfangsseitig einander parallel gegenüberliegenden Führungsbahnen 6a, 6b sowie ein innerhalb des Hohlraums 4 des Gelenkaußenteils 2 angeordnetes Gelenkinnenteil 3 mit drei umfangssei- tig gleichverteilt angeordneten und jeweils in eine der Ausnehmungen 5 des Gelenkaußenteils 2 radial hineinragende Zapfen 7 mit einer kugelförmigen Außenkontur 8 auf.
Auf jedem der Zapfen 7 des Gelenkinnenteils 3 ist jeweils eine in Fig. 2 separat und in Fig. 1 in einem vergrößerten Ausschnitt dargestellte Tripoderolle 9 mit einem Rolleninnenring 10, einem Rollenaußenring 11 und mehreren zwischen den Rollenringen 10, 11 platzierten zylindrischen Wälzkörpern 12 angeordnet. Die zylindrische Innenwand 13 des Rolleninnenrings 10 steht bezüglich der Mittelachse 14 des betreffenden Zapfens 7 axial verschiebbar und verschwenkbar mit der Außenkontur 8 des zugeordneten Zapfens 7 in Gleitkontakt. Die zylindrische Außenwand 15 des Rollenaußenrings 11 steht bezüglich der Drehachse 16 des Gelenkaußenteils 2 axial verschiebbar mit den Füh- rungsbahnen 6a, 6b der zugeordneten Ausnehmung 5 in Gleitkontakt.
Die Rollenaußenringe 11 der Tripoderollen 9 weisen auf ihrer radialen Innenseite jeweils axial beidseitig einen abgestuften Lagerbord 17a, 17b auf, von denen die jeweils mit einem Freischnitt 18a, 18b versehenen axial inneren Bordab- schnitte 19a, 19b zur Axialführung der zylindrischen Wälzkörper 12 und die axial äußeren Bordabschnitte 20a, 20b in Verbindung mit axial beidseitig eingesetzten Sicherungsringen 21a, 21 b der Axialführung des Rolleninnenrings 3 dienen. Erfindungsgemäß sind die Reibungs- und Verschleißeigenschaften des Gleichlaufgelenkes 1 durch eine geeignete Oberflächenbehandlung insbesondere der jeweils mit einem anderen Bauteil in Gleitkontakt stehenden Wände 8, 13; 6a, 6b, 5 verbessert. In dem vorliegenden Anwendungsbeispiel ist hierzu konkret vorgesehen, dass die Rollenaußenringe 1 1 der Tripoderollen 9 mit einer Gleitbeschichtung in Form einer Mangan-Phosphat-Schicht mit einer Dicke von 2 μηι bis 6 μιη versehen sind, und dass die Rolleninnenringe 10 der Tripoderollen 9 an ihren Innen- und Stirnwänden 3, 22a, 22b bis auf eine Rauhtiefe von etwa Ra = 0,2 μηι gleitgeschliffen sind. Des weiteren ist der Wälzwiderstand zwischen den Rollenringen 10, 11 und den Wälzkörpern 12 der Tripoderollen 9 jeweils durch eine feingeschliffene Oberfläche der zylindrischen Außenlaufbahn 23 des Rolleninnenrings 10 , der zylindrischen Innenlaufbahn 24 des Rollenaußenrings 11 und der Außenwand 25 der Wälzkörper 12 sowie durch eine Verringerung des Radialspiels zwischen den Rollenringen 10,1 1 und den Wälzkörpern 12 reduziert. Bezugszeichenliste
1 Tripode-Gleichlaufgelenk
2 Gelenkaußenteil
3 Gelenkinnenteil
4 Hohlraum
5 Ausnehmung
6a, 6b Führungsbahn
7 Zapfen
8 Außenkontur des Zapfens 7
9 Tripoderolle
10 Rolleninnenring, Rollenring
1 1 Rollenaußenring, Rollenring
12 Wälzkörper
13 Innenwand des Rolleninnenrings 10
14 Mittelachse des Zapfens 7
15 Außenwand des Rollenaußenrings 11
16 Drehachse des Gelenkaußenteils 2 17a, 17b Lagerbord des Rollenaußenrings 1 1 18a, 18b Freischnitt
19a, 19b Innerer Bordabschnitt
20a, 20b Äußerer Bordabschnitt
21a, 21b Sicherungsring
22a, 22b Stirnwand des Rollenaußenrings 1 23 Außenlaufbahn des Rolleninnenrings 10
24 Innenlaufbahn des Rollenaußenrings 1 1
25 Außenwand des Wälzkörpers 12 Ra Rauhtiefe
S Radialspiel

Claims

Patentansprüche
Tripode-Gleichlaufgelenk, mit einem Gelenkaußenteil (2), das einen zentralen Hohlraum (4) und drei davon ausgehende, umfangsseitig gleichverteilt angeordnete Ausnehmungen (5) mit jeweils zwei achsparallelen und umfangsseitig einander parallel gegenüberliegenden Führungsbahnen (6a, 6b) aufweist, mit einem Gelenkinnenteil (3), das innerhalb des Hohlraums des Gelenkaußenteils angeordnet ist und drei umfangsseitig gleichverteilt angeordnete und jeweils in eine der Ausnehmungen des Gelenkaußenteils radial hineinragende Zapfen (7) mit einer kugelförmigen Außenkontur (8) aufweist, und mit drei Tripoderollen (9) mit jeweils einem Rolleninnenring (10), einem Rollenaußenring ( 1), und mehreren zwischen den Rollenringen ringförmig angeordneten zylindrischen Wälzkörpern (12), und bei dem die jeweiligen Rolleninnenringe (10) mit ihrer Innenwand (13) im Gleitkontakt mit der Außenkontur des zugeordneten Zapfens (7) sind, und bei der die jeweiligen Rollenaußenringe (1 1) mit ihrer Außenwand (15) im Gleitkontakt mit den Führungsbahnen (6a, 6b) der zugeordneten Ausnehmung (5) sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungs- und Verschleißeigenschaften des Gleichlaufgelenks (1 ) durch eine geeignete Oberflächenbehandlung der jeweils mit einem anderen Bauteil in Gleitkontakt stehenden Wände (8, 13; 6a, 6b, 15) verbessert sind.
Tripode-Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Rolleninnenringe (10) und/oder die Rollenaußenringe (1 1) und/oder die zur axialen Sicherung der Rollenringe (10, 1 1 ) verwendeten Sicherungsringe (21a, 21 b) mit einer Gleitbeschichtung versehen sind.
Tripode-Gleichlaufgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbeschichtung der Rolleninnenringe (10) und/oder der Rollenaußenringe (1 1 ) und/oder der Sicherungsringe (21a, 21 b) durch eine schichtbildende Phosphatierung aufgebracht ist. Tripode-Gleichlaufgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbeschichtung der Rolleninnenringe (10) und/oder der Rollenaußenringe (11) und/oder der Sicherungsringe (21a, 21 b) als eine Mangan-Phosphat-Schicht mit einer Dicke von 2 μΐτι bis 6 μΐη ausgebildet ist.
Tripode-Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolleninnenringe (10) zumindest an ihren Innen- und Stirnwänden (13, 22a, 22b) und/oder die Rollenaußenringe (1 1) zumindest an ihren Außenwänden (15) und/oder die Sicherungsringe (21a, 21b) zumindest an ihren den Stirnwänden (22a, 22b) der Rolleninnenringe (10) zugewandten Innenwänden gleitgeschliffen sind.
Tripode-Gleichlaufgelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauhtiefe der Innen- und Stirnwände (13, 22a, 22b) der Rolleninnenringe (10) und/oder der Innenwände der Sicherungsringe (21a, 21b) auf einen Wert von etwa Ra = 0,2 μιτι reduziert ist.
Tripode-Gleichlaufgelenk nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauhtiefe der Außenwände (15) der Rollenaußenringe (11) auf einen Wert von etwa Ra = 0,45 μηι reduziert ist.
Tripode-Gleichlaufgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzwiderstand zwischen den Rollenringen (10, 11 ) und den Wälzkörpern (12) der Tripoderollen (9) jeweils durch eine feingeschliffene Oberfläche der Außenlaufbahn (23) des Rolleninnenrings (10), der Innenlaufbahn (24) des Rollenaußenrings (1 1), und der Außenwand (25) der Wälzkörper (12) sowie durch eine Verringerung des Radialspiels zwischen den Rollenringen (10, 11 ) und den Wälzkörpern (12) reduziert ist. Tripode-Gleichlaufgelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauhtiefe der Außenlaufbahn (23) des Rolleninnenrings (10), der Innenlaufbahn (24) des Rollenaußenrings (11), und der Außenwand (25) der Wälzkörper (12) jeweils auf einen Wert im Bereich zwischen Ra = 0,2 μηι und Ra = 0,45 μΐη reduziert ist.
Tripode-Gleichlaufgelenk nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Radialspiel zwischen den Rollenringen (10, 11) und den Wälzkörpern (12) jeweils auf einen Wert im Bereich zwischen sR = 0,008 mm und sR = 0,030 mm reduziert ist.
EP11726751.8A 2010-07-21 2011-06-15 Tripode-gleichlaufgelenk Ceased EP2596258A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010031752A DE102010031752A1 (de) 2010-07-21 2010-07-21 Tripode-Gleichlaufgelenk
PCT/EP2011/059900 WO2012010375A1 (de) 2010-07-21 2011-06-15 Tripode-gleichlaufgelenk

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2596258A1 true EP2596258A1 (de) 2013-05-29

Family

ID=44318237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP11726751.8A Ceased EP2596258A1 (de) 2010-07-21 2011-06-15 Tripode-gleichlaufgelenk

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130116055A1 (de)
EP (1) EP2596258A1 (de)
CN (1) CN103026088A (de)
DE (1) DE102010031752A1 (de)
WO (1) WO2012010375A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016201776B4 (de) 2016-02-05 2017-10-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Laufrolle für ein Podegelenk
DE102016222442A1 (de) * 2016-11-16 2017-12-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Tripodenanordnung für ein Gleichlaufgelenk, Gleichlaufgelenk sowie Verfahren zum Fertigen der Tripodenanordnung
DE102021105055A1 (de) 2021-03-03 2022-09-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Podenrolle für ein Gleichlaufgelenk, Verfahren zur Herstellung einer Podenrolle sowie Gleichlaufgelenk mit der Podenrolle
DE102022104653A1 (de) 2022-02-28 2023-08-31 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Tripodenrolle für ein Gleichlaufgelenk mit Reibungsreduktion sowie Gleichlaufgelenk mit der Tripodenrolle

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03277823A (ja) * 1990-03-26 1991-12-09 Ntn Corp 等速自在継手
DE4142214C2 (de) * 1991-12-20 1997-07-03 Loehr & Bromkamp Gmbh Tripodegelenk
DE4429479C2 (de) 1994-08-19 1997-02-20 Loehr & Bromkamp Gmbh Tripodegelenk mit Rollensicherung
EP0836023B1 (de) * 1996-02-05 2005-05-04 Ntn Corporation Homokinetische tripodenkupplung
DE19834513A1 (de) 1998-07-31 2000-02-03 Schaeffler Waelzlager Ohg Tripode-Gleichlaufdrehgelenk
US6478682B1 (en) * 1999-11-05 2002-11-12 Ntn Corporation Constant velocity universal joint
CN2563353Y (zh) * 2002-07-22 2003-07-30 浙江万向机械有限公司 三球销万向节
CN2578603Y (zh) * 2002-11-08 2003-10-08 瓦房店轴承集团有限责任公司 三球销式等速万向节
JP2005054879A (ja) * 2003-08-04 2005-03-03 Ntn Corp 等速自在継手
JP4541203B2 (ja) * 2005-03-24 2010-09-08 Ｎｔｎ株式会社 トリポード型等速自在継手
JP2008121770A (ja) * 2006-11-10 2008-05-29 Ntn Corp 転がり軸受

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ESCHMANN, HASBERGEN, WEIGAND: "Ball and Roller Bearings", part Table 99 1985, WILEY, Chichester, ISBN: 0471262838, pages: 67 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010031752A1 (de) 2012-01-26
CN103026088A (zh) 2013-04-03
WO2012010375A1 (de) 2012-01-26
US20130116055A1 (en) 2013-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112007002695B4 (de) Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug
EP1105662B1 (de) Verteilergetriebe für ein kraftfahrzeug
DE112010001991T5 (de) Gleichlaufverschiebegelenk mit sich kreuzenden Laufbahnen
DE102018215644B4 (de) Mit einer radnabeneinheit integrierte gleichlaufgelenkanordnung
DE112007001917B4 (de) Radlagervorrichtung
DE112006003997T5 (de) Gleichlaufdrehgelenkverbinder mit direkter Drehmomentübertragung durch eine Stirnverzahnung
DE112008003434B4 (de) Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug
WO2012010375A1 (de) Tripode-gleichlaufgelenk
DE112007000418B4 (de) Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad
DE102009036986B4 (de) Ausgleichsgetriebe
DE102008031512A1 (de) Vorspanneinheit
AT504819A2 (de) Lageranordnung mit integriertem gleichlaufgelenk
WO2004020856A1 (de) Lagerung einer welle
DE112019002125T5 (de) Gleichlauf-universalgelenk des verschiebetyps für eine gelenkwelle
EP1685332A1 (de) Kugelverschiebegelenk mit geschrägten kugellaufbahnen
DE102009016169A1 (de) Kreuzgelenk
DE102014224782A1 (de) Planetenlagerung für ein Differentialgetriebe
DE102017126854A1 (de) Differenzialträger mit integriertem Antriebsrad und Verfahren zum Herstellen desselben
DE112006003396T5 (de) Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad und Achsmodul mit einer solchen Lagervorrichtung
WO2015188818A1 (de) Wälzlagerung für ein kettenrad in einem verteilergetriebe
WO2006074678A1 (de) Differentialgetriebe mit integrierten gleichlaufdrehgelenken
DE102008026063A1 (de) Tripodegelenk für Kardanwelle eines Kfz sowie Kardanwelle
WO2005038306A1 (de) Differentialanordnung mit durchbrüchen zur schmierung
DE112008001239T5 (de) Radlagervorrichtung
DE102007018803A1 (de) Lageranordnung einer über ein Drehgelenk antreibbaren Radnabe eines Kraftfahrzeuges und Verfahren zu ihrer Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20130221

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20131210

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R003

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20140403

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230522