WO2008080439A1 - Roller unit for a tripod joint - Google Patents

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WO2008080439A1
WO2008080439A1 PCT/EP2007/000975 EP2007000975W WO2008080439A1 WO 2008080439 A1 WO2008080439 A1 WO 2008080439A1 EP 2007000975 W EP2007000975 W EP 2007000975W WO 2008080439 A1 WO2008080439 A1 WO 2008080439A1
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WO
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outer ring
roller unit
fluid passage
ring
rolling
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Application number
PCT/EP2007/000975
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German (de)
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Inventor
Wolfgang Manfred Beigang
Original Assignee
Gkn Driveline International Gmbh
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • 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
    • F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/06—Lubrication details not provided for in group F16D13/74

Definitions

  • the invention relates to a roller unit for a tripod joint or a tripod joint for a motor vehicle.
  • a tripod joint regularly has an outer joint part that forms a tulip or bell-like unilaterally accessible cavity in which three extended, evenly distributed over the circumference, guideways are provided which each have circumferential web edges in the circumferential direction.
  • a so-called tripod star with a hub and with three radially extending, uniformly distributed over the circumference Tripodezapfen positioned.
  • the trip- odenzapfen usually have a spherical or spherical socket, around each of which a roller unit with an annular inner ring are arranged.
  • needle-shaped, rolling bodies are arranged, which are rotatable and thus allow the rolling of an outer ring, via which ultimately the torque is introduced into the outer joint part.
  • Tripod joints of the type described above have long been manufactured and sold by the applicant under the name AAR tripod joints. They are used in particular for side shafts of motor vehicles, which serve the drive connection between a differential gear and the drive wheels. In the usual way, so-called constant-velocity ball joints on the wheel side and the AAR tripod joints mentioned here on the differential gear are used as sliding joints.
  • the AAR tripod joints are designed for bend angles of the order of 23 degrees to 26 degrees. In line with the increasing share of Ofrroad vehicles and SUV vehicles, larger operational deflection angles are achieved by axially displaceable double-offset joints (DO sliding joints) or by a combination of constant velocity ball joints and axial displacement units.
  • the rolling units of such an AAR Tripodgelenkes have according to Rule an outer ring, a needle ring, a symmetrical inner ring and two retaining rings against axial displacement of the individual components of the roller unit.
  • embodiments are also known in which a complex asymmetrically designed inner ring is used with collar, so that the needle-shaped rolling bodies are held on one side by the collar and on the opposite side by means of a thrust washer and a retaining ring.
  • the object of the present invention is to at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • a rolling unit should be specified, which can be easily assembled and only has a low production cost.
  • assembly or production tolerances with respect to the individual components of the roller unit and / or the tripod joint should also be able to be compensated.
  • roller unit for a tripod joint has at least one inner ring, one concentrically arranged outer ring and a plurality of rolling bodies, which are positioned between the inner ring and the outer ring.
  • the outer ring is designed with at least two annular discs, which at least temporarily form at least one fluid passage.
  • a “rolling unit” is understood in particular as meaning a roller arrangement with which a rotational and / or axially extending relative movement of the two shafts which are connected to the tripod joint is made possible with little friction. The forces or torques are thereby transmitted from the tripode pin via the inner ring to the rolling bodies and further via the outer ring to the outer joint part.
  • rolling bodies it should be noted that for this purpose a multiplicity of, if necessary needle-shaped, essentially slim, cylindrical rolling bodies are advantageously used, which are provided distributed substantially uniformly in the circumferential direction of the inner ring.
  • the rolling bodies are on the one hand with the inner ring and on the other hand in contact with the outer ring, so that a rotation of the concentric rings is made possible via a rolling contact with respect to the rolling body.
  • the outer ring is designed with at least two ring discs.
  • the roller unit has in particular a roller unit axis, and the outer ring in the direction of this roller unit axis is made in several parts, in particular in two parts.
  • the disc-shaped annular discs are at least partially, so have an end face or contact surface on which the annular discs abut each other so that together they form an outer ring.
  • the two annular discs are arranged to each other so that during operation of the Rolling unit is limited relative movement in the circumferential direction of the annular discs.
  • the annular discs are possibly releasably connected to each other or mounted or held.
  • At least two annular disks now form at least one fluid passage, but a configuration with a plurality of fluid passages, optionally distributed uniformly over the circumference of the annular disks, is preferred.
  • the fluid passages are permanently formed during operation, but it is also possible for the fluid passages to form, for example, only in the loaded or in the unloaded state of the roller unit.
  • the provision of at least one fluid passage means that passage openings for a lubricant are present at least during certain operating conditions. As a result, on the one hand, the lubrication of the rolling elements is improved during operation by penetration of lubricant.
  • annular discs of the outer ring can be made by axial forming, for example (possibly with minimal processing allowance to finished shape).
  • means for changing the relative position of the at least two annular discs are present.
  • these means for changing the relative position can bring about a relative movement taking place in the direction of the roller unit axis, but alternatively or cumulatively, it is also possible to produce a limited relative movement taking place in the circumferential direction.
  • this relative movement is reversible, activated, for example, during different operating phases of the tripod joint.
  • these means for changing the relative position are used only during the adjustment or adjustment of the roller unit or the tripod joint, and subsequently a specific relative position of the two annular disks is used. fix it in place.
  • the means for changing the relative position of the at least two annular disks can comprise expanding mechanisms, whereby a play-related play between the rolling bodies and the guideways in the outer joint part of the tripod joint can be compensated.
  • Such spreading mechanisms may in particular include elastically acting spring elements such as disk springs, corrugated springs or flexible plastic rings.
  • contact surfaces are aligned obliquely to Rollisersachse, so that upon rotation of the two annular discs a kind of ramp is formed. Upon rotation of the two annular discs, the axial distance of the annular discs is thus changed to each other, so that thus a kind of spreading effect is generated.
  • these abutment surfaces can also be formed with latching surfaces (eg in the manner of a sawtooth profile), which prevent the two annular discs from rotating back towards one another after a game-reducing condition has been set concretely.
  • the means for changing the relative position are provided in the at least one fluid passage. It is very particularly preferred that the means for changing the relative position do not completely fill the at least one fluid passage. In such an embodiment, the means for changing the relative position are usually at least partially introduced into the fluid passage as a separate component (eg as a spring element). It is also possible that at least one fluid passage can be enlarged and / or reduced with these internal means for changing the relative position and / or their number can be varied.
  • the means for changing the relative position are formed on contact surfaces of the annular discs, wherein these themselves form the at least one fluid passage.
  • the contact surfaces can be provided, for example, with a corresponding profile, grooves, surface topographies and the like be executed so that fluid passages can form between these contact surfaces, for example in the manner of a channel system, wherein a chaotic and / or directed orientation of the fluid passages may be present.
  • the dimensions of the fluid passage are chosen to be significantly larger than the usual surface roughness, so that (possibly with the assistance of centrifugal forces) a flow through it is possible here for customary lubricating greases.
  • means be provided for at least temporary sealing of the at least one fluid passage.
  • This means in particular that means are provided which at least temporarily and at least partially close an inlet and / or an outlet of at least one fluid passage for at least one flow direction.
  • flexible and / or deformable sealing means which are designed to be permeable in particular to a flow direction of a fluid, in particular of the lubricant, towards the rolling bodies.
  • the inner ring and the outer ring form at least one overlapping region in the direction of a roll unit axis.
  • shoulders of the annular discs project radially inwardly beyond the outer diameter of the inner ring.
  • the annular discs of the outer ring for example, radially inwardly directed shoulders and / or projections, which interact with corresponding shoulders or projections of the inner ring in an axial displacement movement between the outer ring and inner ring.
  • the projections or shoulders are opposite and overlap, seen in the axial direction, for example, a few hundredths of a millimeter, ie in particular at most by a tenth of a millimeter (0.1 mm), preferably at most 0.05 mm.
  • 4 shows a third embodiment of a rolling unit
  • 5 shows a fourth embodiment of a rolling unit
  • FIG. 6 shows a partial view of a roller unit according to FIG. 5, as indicated there,
  • FIG. 7 shows a cross section through a roller unit according to FIGS. 5 and 6,
  • FIG. 9 shows a partial view of a roller unit according to FIG. 8 as marked there
  • FIG. 10 shows a cross section of a roller unit according to FIGS. 8 and 9, FIG.
  • FIG. 12 is a partial view of the outer ring of FIG. 11 as indicated there,
  • FIG. 13 shows a partial cross section through an outer ring according to FIGS. 11 and 12
  • FIG. 14 shows an embodiment of a spring element for an outer ring
  • FIG. 15 shows a first embodiment of the sealing means
  • FIG. 18 shows a further embodiment variant of sealing means
  • FIG. 19 shows yet another embodiment variant of sealing means
  • FIG. 20 shows a first embodiment of a rolling unit with an overlapping area
  • FIG. 21 shows a further embodiment of a rolling unit with overlapping area
  • Fig. 22 yet another embodiment of a rolling unit with overlap region.
  • Fig. 1 shows schematically a motor vehicle 13 having a tripod joint 2.
  • the tripod joint 2 represents the connection of the shaft 16 to an output shaft of the outer joint part 14.
  • the shaft 16 is rotated and, if necessary, also bent so that a so-called flexing angle 20 exists between the outer joint part axis 18 and the shaft axis 19 is formed.
  • an inner joint part 15 is mounted, which has, for example, three circumferentially distributed pin 17.
  • the pins 17 are used to introduce the torque in the outer joint part 14.
  • the shaft 16 is displaceably moved in the direction of the outer joint part axis 18 (indicated by a double arrow).
  • the pins 17 are mounted displaceably with rolling units 11 in the outer joint part 14.
  • Such a roller unit 1 comprises a voltage applied to the pin 17 inner ring 3, around the circumference of a plurality of rolling elements 5 are provided.
  • an outer ring 4 is formed on the outside, which is formed here with two annular discs, namely a first annular disc 6 and a second annular disc 7.
  • the outer ring 4 runs on a corresponding guide track 36 of the outer joint part 14. 2 now illustrates a variant embodiment of a roller unit 1, wherein the roller unit 1 is shown only as a partial cross-section.
  • roller unit 1 With regard to the construction of such a roller unit 1, it can be stated that it has a centric roller unit axis 11 and that a roller unit radius 22 can be defined perpendicular thereto.
  • the inner ring 3 In the direction of the Rollismesradius 22 from the inside to the outside, there is first the inner ring 3, then the rolling bodies 5 in contact therewith, and then the outer ring 4, which in turn is here formed with a first annular disc 6 and a second annular disc 7.
  • the design of the outer ring 4 is here such that the shoulders 24 cover the rolling elements 5 and the inner ring 3.
  • a fluid passage 8 is also formed, here for example in the manner of a channel.
  • FIG. 3 illustrates a second embodiment of a rolling unit 1, which essentially corresponds to the variant from FIG. 2. From this it can also be seen that the radially inwardly facing shoulders 24 partially project beyond the inner ring 3, so that an overlap region 12 is formed. This prevents the inner ring 3 can escape from the split outer ring.
  • the split version of the outer ring allows a simple production of the overlap region 12.
  • a spring element 23 is also provided, which can possibly form a gap-shaped fluid passage 8 from the channel-shaped fluid passage 8.
  • FIG. 4 shows a further embodiment variant of a roller unit 1 with inner ring 3, rolling bodies 5 and a first outer annular disc 6 and a second outer annular disc 7.
  • the rolling bodies 5 are secured on both sides in the axial direction by means of a securing ring 25.
  • a fluid passage 8 is provided between the first annular disc 6 and the second annular disc 7, in which a spring element 23 is provided for realizing a spreading mechanism.
  • the spring element 23 is formed here, for example, in the manner of a spring or an elastic ring.
  • FIG. 5 shows an embodiment variant of an outer ring 4 with a first annular disc 6 and a second annular disc 7.
  • the first annular disc 6 has a first contact surface 9 against which the second contact surface 10 of the second annular disc 7 rests.
  • a detailed view VI is now indicated, which can be found in FIG.
  • a recess 32 for forming a fluid passage 8 is provided on the second contact surface 10. This allows, in particular, a passage of lubricant through the two annular disks 6, 7 along a preferred flow direction 37.
  • a recess 32 can only be provided in the case of an annular disk, but the embodiment in which both annular disks are a corresponding and / or preferred one is preferred have offset recess 32 to form a common fluid passage 8.
  • the length of the fluid passage 8 is substantially adapted to a width 26 of the contact surface 10.
  • FIG. 7 A cross section through a first annular disc 6 and a second annular disc 7 adjacent thereto can be seen from FIG. 7.
  • the two annular disks form a type of rotating ramp, so that when the first annular disk 6 is rotated relative to the second annular disk 7, the overall width in the axial direction of the outer ring 4 is changed.
  • the rotating ramp is characterized by a slope 27, which can be determined in particular with respect to the Rolleinsheitsradius 22.
  • FIG. 8 in turn illustrates an embodiment of an outer ring 4, wherein a first annular disc 6 is also provided here, which is positioned with its first contact surface 9 on a second contact surface 10 of the second annular disc 7.
  • the two annular disks aligned with the roller unit axis 11 form in the ani- a plurality of fluid passages 8, as can be seen from FIG. 9.
  • FIG. 9 an embodiment is shown in which a plurality of differently designed fluid passages 8 are arranged distributed relatively uniformly over the circumference 28.
  • the fluid passages 8 have a substantially radial course, but this is not absolutely necessary.
  • this plurality of fluid passages 8 from FIG. 9 can be achieved, for example, by designing the first annular disk 6 and the second annular disk 7 with a profile 29.
  • the intermediate spaces that may form thereby provide fluid passages 8.
  • FIG. 11 Yet another embodiment of an outer ring 4 is shown in Fig. 11, wherein the outer ring 4 has a basically the same structure as that of Fig. 8 and 5 respectively.
  • a substantially circumferentially limited groove 38 is provided, which extends for example over three quarters of the circumference 28 (see Fig .. 12).
  • the groove 38 may begin, for example, in the region of a first fluid passage 8, but it is also possible that the groove 38 at least partially delimits or penetrates these and / or further fluid passages 8.
  • a spring element 23, for. B. provided in the manner of a coil spring.
  • the spring element 23 rotates the first annular disc 6 relative to the second annular disc 7, which in turn are designed here with a slope 27.
  • a relatively large, partially circulating but at least partially extending fluid passage 8 up to the rolling body 5 is deliberately formed.
  • FIG. 14 One possibility for the embodiment of such a spring element 23 is shown in FIG. 14.
  • the spring element 23 is designed with an expansion limiter 30.
  • Such an expansion limiter 30 can, for example, with a be performed at low temperature melting thermoplastic material. This hinders the spring element 23 in terms of its extension before the start of the joint. After commissioning and reaching the operating temperature, for example, the thermal material of the expansion limiter 30 melts and thus releases the action of the spring element 23.
  • this expansion limiter for a spring element can also be used advantageously independently of the roll unit described here according to the invention.
  • FIGS. 15 to 19 show different embodiments of a hydraulic seal of a fluid passage 8.
  • sealing elastic media for. B. on the type of sealing rings 31 and sealing washers 34, the recess 32, which at least partially forms the fluid passage 8, seals. These media are introduced during assembly and prevent, for example by centrifugal force, that the joint grease located in the region of the rolling bodies 5 or in the region of the recess 32 emerges from the outer ring 4.
  • the hydraulically sealing elastic media may for example consist of so-called O-rings, O-sealing rings 31 connected by web 33 and / or elastomer disks or sealing disks 34 provided with sealing lips which seal an inlet or outlet of the fluid passage 8 , As indicated in FIG. 19, sealing means and spring elements 23 may be integrated together.
  • Ring disc 7) and / or the inner ring 3 are formed with at least one shoulder 24 or a projection 35 which extend in the direction of the Rolleinsheitsradius 22.
  • This is a sliding apart of the components outer ring 4 and inner ring 3 axially limited (perpendicular to Rolleinsheitsradius 22).
  • the pros Step 35 preferably protrudes at most 0.8 mm, wherein in particular only an overlap region 12 of less than 1 mm, for example in the range of 0.02 mm to 0.1 mm, is formed.
  • the projection 35 is formed significantly smaller than the shoulder 24th

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Abstract

The invention relates to a roller unit (1) for a tripod joint (2), said unit at least comprising an inner ring (3), a concentrically arranged outer ring (4), and a plurality of roller bodies (5) positioned between the inner ring (3) and the outer ring (4). The outer ring (4) comprises at least two ring disks (6, 7) at least temporarily forming at least one fluid passage (8).

Description

Rolleinheit für ein Tripodegelenk Rolling unit for a tripod joint
Die Erfindung betrifft eine Rolleinheit für ein Tripodegelenk bzw. ein Tripodegelenk für ein Kraftfahrzeug. Ein solches Tripodegelenk weißt regelmäßig ein Gelenkaußenteil auf, dass einen nach Art einer Tulpe oder Glocke einseitig zugänglichem Hohlraum bildet, in dem drei erweiterte, gleichmäßigen über den Umfang verteilte, Führungsbahnen vorgesehen sind, welche jeweils in Umfangsrichtung gegenüberliegende Bahnflanken aufweisen. In diesem Hohlraum ist ein so genannter Tripodestern mit einer Nabe sowie mit drei sich radial erstreckenden, gleichmäßig über den Umfang verteilten Tripodezapfen positioniert. Die Trip- odenzapfen weisen üblicher Weise einen sphärischen bzw. kugeligen Stutzen auf, um die jeweils eine Rolleinheit mit einem ringförmigen Innenring angeordnet sind. Auf dem Innenring sind über den Umfang verteilte, nadelförmige, Rollköper angeordnet, die drehbar sind und somit das Abrollen eines Außenrings ermöglichen, über den letztendlich das Drehmoment in das Gelenkaußenteil eingeleitet wird.The invention relates to a roller unit for a tripod joint or a tripod joint for a motor vehicle. Such a tripod joint regularly has an outer joint part that forms a tulip or bell-like unilaterally accessible cavity in which three extended, evenly distributed over the circumference, guideways are provided which each have circumferential web edges in the circumferential direction. In this cavity, a so-called tripod star with a hub and with three radially extending, uniformly distributed over the circumference Tripodezapfen positioned. The trip- odenzapfen usually have a spherical or spherical socket, around each of which a roller unit with an annular inner ring are arranged. On the inner ring distributed over the circumference, needle-shaped, rolling bodies are arranged, which are rotatable and thus allow the rolling of an outer ring, via which ultimately the torque is introduced into the outer joint part.
Tripodegelenke der vorstehend bezeichneten Art werden von der Anmelderin unter der Bezeichnung AAR-Tripodgelenke seit längerem hergestellt und vertrieben. Sie kommen insbesondere bei Seitenwellen von Kraftfahrzeugen zum Einsatz, die der Antriebsverbindung zwischen einem Differenzialgetriebe und den Antriebsrädern dienen. Hierbei werden üblicher Weise auf der Radseite so genannte Gleich- laufkugelfestgelenke und am Differenzialgetriebe die hier angeführten AAR- Tripodegelenke als Verschiebegelenke verwendet. Die AAR-Tripodegelenke sind für Beugewinkel der Größenordung von 23 Grad bis 26 Grad ausgelegt. Im Trend des zunehmenden Anteils von Ofrroad-Fahrzeugen und SUV-Fahrzeugen, werden auch größere Betriebsbeugewinkel durch axial verschiebliche Doppel-Offset- Gelenke (DO- Verschiebegelenke) oder durch eine Kombination von Gleichlaufkugelfestgelenken und Axialverschiebeeinheiten erreicht. Die Rolleinheiten eines solchen AAR-Tripodegelenkes (angular adjusted roller) weisen regehnäßig einen Außenring, einen Nadelkranz, einen symmetrischen Innenring und zwei Sicherungsringe gegen axiales Verschieben der einzelnen Kom- ponenten der Rolleinheit auf. Darüber hinaus sind auch Ausgestaltungen bekannt, bei denen ein aufwendig asymmetrisch gestalteter Innenring mit Kragen verwendet wird, so dass die nadelförmigen Rollkörper auf einer Seite durch den Kragen und auf der gegenüberliegenden Seite mittels einer Anlaufscheibe und einem Sicherungsring gehalten sind.Tripod joints of the type described above have long been manufactured and sold by the applicant under the name AAR tripod joints. They are used in particular for side shafts of motor vehicles, which serve the drive connection between a differential gear and the drive wheels. In the usual way, so-called constant-velocity ball joints on the wheel side and the AAR tripod joints mentioned here on the differential gear are used as sliding joints. The AAR tripod joints are designed for bend angles of the order of 23 degrees to 26 degrees. In line with the increasing share of Ofrroad vehicles and SUV vehicles, larger operational deflection angles are achieved by axially displaceable double-offset joints (DO sliding joints) or by a combination of constant velocity ball joints and axial displacement units. The rolling units of such an AAR Tripodgelenkes (angularly adjusted roller) have according to Rule an outer ring, a needle ring, a symmetrical inner ring and two retaining rings against axial displacement of the individual components of the roller unit. In addition, embodiments are also known in which a complex asymmetrically designed inner ring is used with collar, so that the needle-shaped rolling bodies are held on one side by the collar and on the opposite side by means of a thrust washer and a retaining ring.
Der durch Sicherungsringe bzw. Kragen und Anlaufscheibe mit Sicherungsring in Position gehaltene Nadelkranz ist weitgehend abgedichtet, so dass der Austausch von Schmierstoff stark behindert ist, was zu einer verkürzten Lebensdauer des Lagers führen kann.The held by circlips or collar and thrust washer with retaining ring needle ring is largely sealed, so that the replacement of lubricant is severely hampered, which can lead to a shortened life of the bearing.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Darüber hinaus soll insbesondere eine Rolleinheit angegeben werden, die einfach montiert werden kann und nur einen geringen Fertigungsaufwand zur Folge hat. Insbesondere sol- len auch Montage- bzw. Fertigungstoleranzen bezüglich der einzelnen Komponenten der Rolleinheit und/oder des Tripodegelenks kompensiert werden können.The object of the present invention is to at least partially solve the problems described with reference to the prior art. In addition, in particular, a rolling unit should be specified, which can be easily assembled and only has a low production cost. In particular, assembly or production tolerances with respect to the individual components of the roller unit and / or the tripod joint should also be able to be compensated.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Rolleinheit für ein Tripodegelenk gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können, und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung sowie die Figuren charakterisieren besonders vorteilhafte Details der Erfindung weiter. Die erfindungsgemäße Rolleinheit für ein Tripodegelenk weist zumindest einen Innenring, einen davon konzentrisch angeordneten Außenring und eine Mehrzahl von Rollkörpern auf, die zwischen dem Innenring und dem Außenring positioniert sind. Der Außenring ist dabei mit wenigstens zwei Ringscheiben ausgeführt, die wenigstens zeitweise zumindest eine Fluidpassage bilden.These objects are achieved with a roller unit for a tripod joint according to the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent formulated claims. It should be noted that the features listed individually in the claims can be combined with each other in any technologically meaningful way, and show further embodiments of the invention. The description and the figures further characterize particularly advantageous details of the invention. The roller unit according to the invention for a tripod joint has at least one inner ring, one concentrically arranged outer ring and a plurality of rolling bodies, which are positioned between the inner ring and the outer ring. The outer ring is designed with at least two annular discs, which at least temporarily form at least one fluid passage.
Unter einer „Rolleinheit" wird insbesondere eine Rollenanordnung verstanden, mit der eine drehende und/oder axial verlaufende Relativbewegung der beiden Wellen, die mit dem Tripodegelenk verbunden sind, reibungsarm ermöglicht ist. Dabei ist bevorzugt, dass der Innenring mit einem so genannten Tripodestern bzw. einem entsprechenden Zapfen zusammenwirkt und der Außenring mit dem Gelenkaußenteil in Kontakt ist. Damit werden die Kräfte bzw. Drehmomente von dem Tripodezapfen über den Innenring hin zu den Rollkörpern und weiter über den Außenring auf das Gelenkaußenteil übertragen.A "rolling unit" is understood in particular as meaning a roller arrangement with which a rotational and / or axially extending relative movement of the two shafts which are connected to the tripod joint is made possible with little friction. The forces or torques are thereby transmitted from the tripode pin via the inner ring to the rolling bodies and further via the outer ring to the outer joint part.
Im Hinblick auf die Rollkörper ist anzumerken, dass hierzu vorteilhafterweise eine Vielzahl von, gegebenenfalls nadeiförmigen, im Wesentlichen schlanken, zylindrischen Rollkörpern zum Einsatz gelangen, die im Wesentlichen gleichmäßig in Umfangsrichtung des Innenrings verteilt vorgesehen sind. Die Rollkörper stehen dabei einerseits mit dem Innenring und andererseits mit dem Außenring in Kontakt, so dass ein Verdrehen der konzentrischen Ringe über einen Rollkontakt bezüglich der Rollkörper ermöglicht ist.With regard to the rolling bodies, it should be noted that for this purpose a multiplicity of, if necessary needle-shaped, essentially slim, cylindrical rolling bodies are advantageously used, which are provided distributed substantially uniformly in the circumferential direction of the inner ring. The rolling bodies are on the one hand with the inner ring and on the other hand in contact with the outer ring, so that a rotation of the concentric rings is made possible via a rolling contact with respect to the rolling body.
Hier wird nun vorgeschlagen, dass der Außenring mit wenigstens zwei Ring- Scheiben ausgeführt ist. Damit ist gemeint, dass die Rolleinheit insbesondere eine Rolleinheitsachse aufweist, und der Außenring in Richtung dieser Rolleinheitsachse mehrteilig, insbesondere zweiteilig ausgeführt ist. Die scheibenförmigen Ringscheiben liegen dabei zumindest bereichsweise an, weisen also eine Stirnseite bzw. Anlagefläche auf, an der die Ringscheiben so aneinander anliegen, dass sie zusammen einen Außenring bilden. Grundsätzlich ist bevorzugt, dass die beiden Ringscheiben so zueinander angeordnet sind, dass während des Betriebes der Rolleinheit eine Relativbewegung in Umfangsrichtung der Ringscheiben begrenzt ist. Dazu sind die Ringscheiben ggf. wieder lösbar miteinander verbunden bzw. montiert bzw. gehalten.Here it is now proposed that the outer ring is designed with at least two ring discs. This means that the roller unit has in particular a roller unit axis, and the outer ring in the direction of this roller unit axis is made in several parts, in particular in two parts. The disc-shaped annular discs are at least partially, so have an end face or contact surface on which the annular discs abut each other so that together they form an outer ring. Basically, it is preferred that the two annular discs are arranged to each other so that during operation of the Rolling unit is limited relative movement in the circumferential direction of the annular discs. For this purpose, the annular discs are possibly releasably connected to each other or mounted or held.
Diese wenigstens zwei Ringscheiben bilden nun zumindest eine Fluidpassage, bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung mit mehreren, gegebenenfalls über den Umfang der Ringscheiben gleichmäßig verteilten, Fluidpassagen. Grundsätzlich ist möglich, dass die Fluidpassagen während des Betriebes permanent ausgebildet sind, es ist jedoch auch möglich, dass sich die Fluidpassagen beispielsweise nur im belasteten oder im entlasteten Zustand der Rolleinheit ausbilden. Die Bereitstellung zumindest einer Fluidpassage führt dazu, dass Durchlassöffnungen für einen Schmierstoff zumindest während bestimmten Betriebszuständen vorhanden sind. Hierdurch wird zum einen die Schmierung der Rollkörper im Betrieb durch Eindringen von Schmierstoff verbessert. Zum Anderen erlaubt dies, die Ring- Scheiben des Außenrings in besonders einfacher Weise herzustellen, insbesondere im Hinblick auf die Vorsehung von Anschlagkanten für die Rollkörper, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Die Ringscheiben können so beispielsweise (ggf. mit minimalem Bearbeitungsaufmaß zur Fertigform) durch axiales Umformen hergestellt werden.These at least two annular disks now form at least one fluid passage, but a configuration with a plurality of fluid passages, optionally distributed uniformly over the circumference of the annular disks, is preferred. In principle, it is possible that the fluid passages are permanently formed during operation, but it is also possible for the fluid passages to form, for example, only in the loaded or in the unloaded state of the roller unit. The provision of at least one fluid passage means that passage openings for a lubricant are present at least during certain operating conditions. As a result, on the one hand, the lubrication of the rolling elements is improved during operation by penetration of lubricant. On the other hand, this makes it possible to produce the ring discs of the outer ring in a particularly simple manner, in particular with regard to the provision of stop edges for the rolling bodies, as will be explained in more detail below. The annular discs can be made by axial forming, for example (possibly with minimal processing allowance to finished shape).
Darüber hinaus wird als vorteilhaft erachtet, dass Mittel zur Veränderung der Relativlage der wenigstens zwei Ringscheiben vorhanden sind. Diese Mittel zur Veränderung der Relativlage können einerseits eine in Richtung der Rolleinheitsachse stattfindende Relativbewegung bewirken, es ist jedoch alternativ oder kumulativ auch möglich, eine begrenzte, in Umfangsrichtung stattfindende Relativbewegung zu erzeugen. Bevorzugt ist dabei insbesondere, dass diese Relativbewegung reversibel ist, sich beispielsweise während unterschiedlichen Betriebsphasen des Trip- odegelenks aktiviert. In einigen Anwendungsfällen kann es aber auch sinnvoll sein, dass diese Mittel zur Veränderung der Relativlage nur während des Einstel- lens bzw. Justierens der Rolleneinheit bzw. des Tripodegelenkes zum Einsatz gelangen und nachfolgend eine bestimmte Relativlage der zwei Ringscheiben zuein- ander fixieren. Als Beispiel sei hier angemerkt, dass die Mittel zur Veränderung der Relativlage der wenigstens zwei Ringscheiben spreizend wirkende Mechanismen umfassen können, wodurch ein herstellungsbedingtes Spiel zwischen den Rollkörpern und den Führungsbahnen im Gelenkaußenteil des Tripodegelenks kompensiert werden kann. Solche spreizend wirkenden Mechanismen können insbesondere elastisch wirkende Federelemente wie Tellerfedern, Wellfedern oder flexible Kunststoff-Ringe umfassen.In addition, it is considered advantageous that means for changing the relative position of the at least two annular discs are present. On the one hand, these means for changing the relative position can bring about a relative movement taking place in the direction of the roller unit axis, but alternatively or cumulatively, it is also possible to produce a limited relative movement taking place in the circumferential direction. In particular, it is preferred that this relative movement is reversible, activated, for example, during different operating phases of the tripod joint. In some applications, however, it may also be expedient that these means for changing the relative position are used only during the adjustment or adjustment of the roller unit or the tripod joint, and subsequently a specific relative position of the two annular disks is used. fix it in place. As an example, it should be noted here that the means for changing the relative position of the at least two annular disks can comprise expanding mechanisms, whereby a play-related play between the rolling bodies and the guideways in the outer joint part of the tripod joint can be compensated. Such spreading mechanisms may in particular include elastically acting spring elements such as disk springs, corrugated springs or flexible plastic rings.
Es ist weiter auch denkbar, dass die Anlageflächen schräg zur Rolleinheitsachse ausgerichtet sind, so dass beim Verdrehen der beiden Ringscheiben eine Art Rampe gebildet ist. Bei Verdrehen der beiden Ringscheiben wird folglich der axiale Abstand der Ringscheiben zueinander verändert, so dass damit eine Art Spreizwirkung erzeugt wird. Zusätzlich können diese Anlagenflächen auch mit Rastflächen (z. B. nach Art eines Sägezahnprofils) ausgebildet sein, die ein Zu- rückdrehen der beiden Ringscheiben gegeneinander nach konkretem Einstellen eines Spiel reduzierenden Zustands verhindern.It is also conceivable that the contact surfaces are aligned obliquely to Rolleinheitsachse, so that upon rotation of the two annular discs a kind of ramp is formed. Upon rotation of the two annular discs, the axial distance of the annular discs is thus changed to each other, so that thus a kind of spreading effect is generated. In addition, these abutment surfaces can also be formed with latching surfaces (eg in the manner of a sawtooth profile), which prevent the two annular discs from rotating back towards one another after a game-reducing condition has been set concretely.
Weiterhin wird als vorteilhaft erachtet, dass die Mittel zur Veränderung der Relativlage in der zumindest einen Fluidpassage vorgesehen sind. Ganz besonders bevorzugt ist dabei, dass die Mittel zur Veränderung der Relativlage die wenigstens eine Fluidpassage nicht vollständig ausfüllen. Bei einer solchen Ausgestaltung werden die Mittel zur Veränderung der Relativlage zumeist als separates Bauteil (z. B. als Federelement) in die Fluidpassage wenigstens teilweise eingeführt. Dabei ist auch möglich, dass sich zumindest eine Fluidpassage mit diesen internen Mitteln zur Veränderung der Relativlage vergrößern und/oder verkleinern und/oder sich deren Anzahl variieren lässt.Furthermore, it is considered advantageous that the means for changing the relative position are provided in the at least one fluid passage. It is very particularly preferred that the means for changing the relative position do not completely fill the at least one fluid passage. In such an embodiment, the means for changing the relative position are usually at least partially introduced into the fluid passage as a separate component (eg as a spring element). It is also possible that at least one fluid passage can be enlarged and / or reduced with these internal means for changing the relative position and / or their number can be varied.
Darüber hinaus wird als vorteilhaft erachtet, dass die Mittel zur Veränderung der Relativlage an Anlageflächen der Ringscheiben ausgebildet sind, wobei diese selbst die zumindest eine Fluidpassage bilden. Zu diesem Zweck können die Anlageflächen beispielsweise mit einem entsprechenden Profil, Nuten, Oberflächen- topographien und dergleichen ausgeführt sein, so dass sich zwischen diesen Anlageflächen Fluidpassagen ausbilden können, beispielsweise nach Art eines Kanalsystems, wobei eine chaotische und/oder gerichtete Orientierung der Fluidpassagen vorliegen kann. Die Abmessungen der Fluidpassage sind dabei deutlich grö- ßer gewählt als übliche Oberflächenrauhigkeiten, so dass (ggf. mit Unterstützung von Fliehkräften) ein Durchströmen für hier übliche Schmierfette ermöglicht ist.In addition, it is considered advantageous that the means for changing the relative position are formed on contact surfaces of the annular discs, wherein these themselves form the at least one fluid passage. For this purpose, the contact surfaces can be provided, for example, with a corresponding profile, grooves, surface topographies and the like be executed so that fluid passages can form between these contact surfaces, for example in the manner of a channel system, wherein a chaotic and / or directed orientation of the fluid passages may be present. The dimensions of the fluid passage are chosen to be significantly larger than the usual surface roughness, so that (possibly with the assistance of centrifugal forces) a flow through it is possible here for customary lubricating greases.
Gemäß einer Weiterbildung der Rolleinheit wird vorgeschlagen, dass Mittel zum wenigstens zeitweisen Abdichten der zumindest einen Fluidpassage vorgesehen sind. Damit ist insbesondere gemeint, dass Mittel vorgesehen sind, die einen Eintritt und/oder einen Austritt wenigstens einer Fluidpassage für wenigstens eine Strömungsrichtung zumindest zeitweise sowie wenigstens teilweise verschließen. Hierbei ist möglich, dass flexible und/oder verformbare Dichtmittel zum Einsatz gelangen, die insbesondere für eine Strömungsrichtung eines Fluides, insbesonde- re des Schmierstoffes, hin zu den Rollkörpern durchlässig ausgestaltet sind.According to a development of the roller unit, it is proposed that means be provided for at least temporary sealing of the at least one fluid passage. This means in particular that means are provided which at least temporarily and at least partially close an inlet and / or an outlet of at least one fluid passage for at least one flow direction. In this case, it is possible to use flexible and / or deformable sealing means, which are designed to be permeable in particular to a flow direction of a fluid, in particular of the lubricant, towards the rolling bodies.
Des Weiteren wird auch als vorteilhaft erachtet, dass der Innenring und der Außenring in Richtung einer Rolleinheitsachse zumindest einen Überlappungsbereich bilden. In einer ersten Variante ragen Schultern der Ringscheiben radial nach innen über den Außendurchmesser des Innenrings hinaus. Alternativ oder kumulativ weisen die Ringscheiben des Außenrings beispielsweise radial einwärts gerichtete Schultern und/oder Vorsprünge auf, die bei einer axialen Verschiebebewegung zwischen Außenring und Innenring mit entsprechenden Schultern bzw. Vorsprüngen des Innenrings zusammenwirken. Die Vorsprünge bzw. Schultern stehen dabei entgegengesetzt hervor und überdecken sich, in axiale Richtung gesehen, um beispielsweise wenige Hundertstel Millimeter, also insbesondere höchstens um ein Zehntel Millimeter (0,1 mm), bevorzugt höchstens 0,05 mm. Dies führt nun dazu, dass die Montage von Außenring und Innenring mit einer geringen Montagepresskraft unter gegebenenfalls teilweise elastischer Deformie- rung des Außenrings und/oder des Innenrings erfolgt, wobei genau diese Überlappung eine Art Hinterschnitt bildet, die ein nachträgliches Auseinanderfallen der Komponenten verhindert. Aufgrund der Tatsache, dass der Außenring hier mit wenigstens zwei Ringscheiben gebildet ist, ist dieser (ohne Ausgestaltung eines Hinterschnitts) einfach herzustellen. Das Einbringen von großflächigen, in Um- fangsrichtung verlaufenden, Nuten in die Außenringe zur Aufnahme von Siche- rungsringen sowie das Montieren der Rolleinheit mit Sicherungsringen mit hohem Fertigungs- und Montageaufwand kann so vermieden werden.Furthermore, it is also considered advantageous that the inner ring and the outer ring form at least one overlapping region in the direction of a roll unit axis. In a first variant, shoulders of the annular discs project radially inwardly beyond the outer diameter of the inner ring. Alternatively or cumulatively, the annular discs of the outer ring, for example, radially inwardly directed shoulders and / or projections, which interact with corresponding shoulders or projections of the inner ring in an axial displacement movement between the outer ring and inner ring. The projections or shoulders are opposite and overlap, seen in the axial direction, for example, a few hundredths of a millimeter, ie in particular at most by a tenth of a millimeter (0.1 mm), preferably at most 0.05 mm. This now leads to the fact that the assembly of the outer ring and inner ring with a low mounting pressure force under possibly partially elastic deformation of the outer ring and / or the inner ring takes place, exactly this overlap forms a kind of undercut, the subsequent falling apart of the Components prevented. Due to the fact that the outer ring is formed here with at least two annular discs, this (without design of an undercut) is easy to manufacture. The introduction of large, running in the circumferential direction, grooves in the outer rings for receiving securing rings and the mounting of the roller unit with retaining rings with high manufacturing and assembly costs can be avoided.
Bezüglich der separat vorgesehenen Mittel zur Veränderung der Relativlage, die eine Federkraft bedingen, so ist bevorzugt, dass diese Federkraft größer ist als die Fliehkraft einer Ringscheibe bei einer Wellendrehzahl von 300 pro Minute [f Federelement > (6,3 * N)2 R_cg; mit n = Wellendrehzahl; R_cg = Radius des Massenschwerpunkts der radial innen liegenden Ringscheibe gegenüber der Rotationsachse des Tripodegelenkes).With regard to the separately provided means for changing the relative position, which cause a spring force, it is preferred that this spring force is greater than the centrifugal force of an annular disc at a shaft speed of 300 per minute [f spring element> (6.3 * N) 2 R_cg; with n = shaft speed; R_cg = radius of the center of gravity of the radially inner annular disc relative to the axis of rotation of the tripod joint).
Besonders bevorzugt ist der Einsatz einer solchen Rolleinheit in einem Tripodege- lenk für ein Kraftfahrzeug. Aus diesem Grund wird auch ein Fahrzeug als vorteilhaft erachtet, das wenigstens ein solches Tripodegelenk der hier erfindungsgemäß beschriebenen Art aufweist.Particularly preferred is the use of such a roller unit in a Tripodege- steering for a motor vehicle. For this reason, a vehicle which has at least one such tripod joint of the type described here according to the invention is also considered to be advantageous.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten offenbaren, die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to FIGS. It should be noted that the figures disclose particularly preferred embodiments, but the invention is not limited thereto. They show schematically:
Fig. 1 : ein Tripodegelenk eines Kraftfahrzeuges,1: a tripod joint of a motor vehicle,
Fig. 2: eine erste Ausführungsvariante einer Rolleinheit,2 shows a first embodiment of a rolling unit,
Fig. 3: eine zweite Ausführungsvariante einer Rolleinheit,3 shows a second embodiment of a rolling unit,
Fig. 4: eine dritte Ausführungsvariante einer Rolleinheit, Fig. 5: eine vierte Ausführungsvariante einer Rolleinheit,4 shows a third embodiment of a rolling unit, 5 shows a fourth embodiment of a rolling unit,
Fig. 6: eine Teilansicht einer Rolleinheit gemäß Fig. 5 wie dort gekennzeichnet,6 shows a partial view of a roller unit according to FIG. 5, as indicated there,
Fig. 7: einen Querschnitt durch eine Rolleinheit gemäß Fig. 5 und 6,7 shows a cross section through a roller unit according to FIGS. 5 and 6,
Fig. 8: eine fünfte Ausfuhrungsvariante einer Rolleinheit, Fig. 9: eine Teilansicht einer Rolleinheit gemäß Fig. 8 wie dort gekennzeichnet, Fig. 10: einen Querschnitt einer Rolleinheit gemäß Fig. 8 und 9,9 shows a partial view of a roller unit according to FIG. 8 as marked there, FIG. 10 shows a cross section of a roller unit according to FIGS. 8 and 9, FIG.
Fig. 11 : eine sechste Ausfuhrungsvariante eines Außenringes,11 shows a sixth embodiment of an outer ring,
Fig. 12: eine Teilansicht des Außenrings gemäß Fig. 11 wie dort gekennzeichnet,12 is a partial view of the outer ring of FIG. 11 as indicated there,
Fig. 13: einen Teilquerschnitt durch einen Außenring gemäß Fig. 11 und 12, Fig. 14: eine Ausgestaltung eines Federelementes für einen Außenring, Fig. 15: eine erste Ausgestaltung vom Dichtungsmittel,13 shows a partial cross section through an outer ring according to FIGS. 11 and 12, FIG. 14 shows an embodiment of a spring element for an outer ring, FIG. 15 shows a first embodiment of the sealing means,
Fig. 16: eine zweite Ausgestaltung vom Dichtungsmittel,16 shows a second embodiment of the sealant,
Fig. 17: eine dritte Ausführungsvariante von Dichtungsmitteln,17 shows a third embodiment of sealing means,
Fig. 18: eine weitere Ausführungsvariante von Dichtungsmitteln, Fig. 19: noch eine weitere Ausführungsvariante von Dichtungsmitteln, Fig. 20: eine erste Ausgestaltung einer Rolleinheit mit einem Überlappungsbereich,FIG. 18 shows a further embodiment variant of sealing means; FIG. 19 shows yet another embodiment variant of sealing means; FIG. 20 shows a first embodiment of a rolling unit with an overlapping area, FIG.
Fig. 21: eine weitere Ausfuhrungsvariante einer Rolleinheit mit Überlappungsbe- reich, undFIG. 21 shows a further embodiment of a rolling unit with overlapping area, and FIG
Fig. 22: noch eine weitere Ausgestaltung einer Rolleinheit mit Überlappungsbereich.Fig. 22: yet another embodiment of a rolling unit with overlap region.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 13, das ein Tripodegelenk 2 aufweist. Das Tripodegelenk 2 stellt die Verbindung der Welle 16 hin zu einer Abtriebswelle des Gelenkaußenteils 14 dar. Dabei wird während des Betriebes des Kraftfahrzeuges 13 die Welle 16 rotiert und gegebenenfalls auch abgebeugt, so dass zwischen der Gelenkaußenteilachse 18 und der Wellenachse 19 ein so genannter Beugewinkel 20 gebildet ist. Auf der Welle 16 ist ein Gelenkinnenteil 15 montiert, das beispielsweise drei über den Umfang verteilte Zapfen 17 aufweist. Die Zapfen 17 dienen zur Einleitung des Drehmoments in das Gelenkaußenteil 14. Bei diesen so genannten Verschiebegelenken ist es nun möglich, dass die Welle 16 in Richtung der Gelenkaußenteilachse 18 verschieblich bewegt wird (angedeutet mit einem Doppelpfeil). Um hier die Reibungskräfte so gering wie möglich zu halten, sind die Zapfen 17 mit Rolleinheiten 11 im Gelenkaußenteil 14 verschieblich gelagert.Fig. 1 shows schematically a motor vehicle 13 having a tripod joint 2. The tripod joint 2 represents the connection of the shaft 16 to an output shaft of the outer joint part 14. During operation of the motor vehicle 13, the shaft 16 is rotated and, if necessary, also bent so that a so-called flexing angle 20 exists between the outer joint part axis 18 and the shaft axis 19 is formed. On the shaft 16, an inner joint part 15 is mounted, which has, for example, three circumferentially distributed pin 17. The pins 17 are used to introduce the torque in the outer joint part 14. In these so-called sliding joints, it is now possible that the shaft 16 is displaceably moved in the direction of the outer joint part axis 18 (indicated by a double arrow). In order to keep the frictional forces as low as possible, the pins 17 are mounted displaceably with rolling units 11 in the outer joint part 14.
Eine solche Rolleinheit 1 umfasst einen am Zapfen 17 anliegenden Innenring 3, um dessen Umfang eine Vielzahl von Rollkörpern 5 vorgesehen sind. Konzentrisch zu dem Kranz aus Rollkörpern 5 und dem inneren Innenring 3 ist außen ein Außenring 4 gebildet, der hier mit zwei Ringscheiben gebildet ist, nämlich einer ersten Ringscheibe 6 und einer zweiten Ringscheibe 7. Bei einer Relativbewegung der Welle 16 im Hohlraum 21 des Gelenkaußenteils 14 läuft der Außenring 4 auf einer entsprechenden Führungsbahn 36 des Gelenkaußenteils 14 ab. Fig. 2 veranschaulicht nun eine Ausführungsvariante einer Rolleinheit 1, wobei die Rolleinheit 1 nur als Teilquerschnitt dargestellt ist. Bezüglich des Aufbaus einer solchen Rolleinheit 1 kann festgehalten werden, dass diese eine zentrische Rolleinheitsachse 11 aufweist und sich senkrecht dazu ein Rolleinheitsradius 22 definieren lässt. In Richtung des Rolleinheitsradius 22 von innen nach außen befindet sich zunächst der Innenring 3, dann die damit in Kontakt stehenden Rollkörper 5 und im Anschluss daran der Außenring 4, der wiederum hier mit einer ersten Ringscheibe 6 und einer zweiten Ringscheibe 7 gebildet ist. Die Ausgestaltung des Außenrings 4 ist hier so, dass die Schultern 24 die Rollkörper 5 und den Innenring 3 überdecken. Zwischen der ersten Ringscheibe 6 und der zweiten Ringscheibe 7 ist zudem eine Fluidpassage 8 gebildet, hier zum Beispiel nach Art eines Kanals.Such a roller unit 1 comprises a voltage applied to the pin 17 inner ring 3, around the circumference of a plurality of rolling elements 5 are provided. Concentric with the ring of rolling elements 5 and the inner inner ring 3, an outer ring 4 is formed on the outside, which is formed here with two annular discs, namely a first annular disc 6 and a second annular disc 7. In a relative movement of the shaft 16 in the cavity 21 of the outer joint part 14th the outer ring 4 runs on a corresponding guide track 36 of the outer joint part 14. 2 now illustrates a variant embodiment of a roller unit 1, wherein the roller unit 1 is shown only as a partial cross-section. With regard to the construction of such a roller unit 1, it can be stated that it has a centric roller unit axis 11 and that a roller unit radius 22 can be defined perpendicular thereto. In the direction of the Rolleinheitsradius 22 from the inside to the outside, there is first the inner ring 3, then the rolling bodies 5 in contact therewith, and then the outer ring 4, which in turn is here formed with a first annular disc 6 and a second annular disc 7. The design of the outer ring 4 is here such that the shoulders 24 cover the rolling elements 5 and the inner ring 3. Between the first annular disc 6 and the second annular disc 7, a fluid passage 8 is also formed, here for example in the manner of a channel.
Fig. 3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsvariante einer Rolleinheit 1, die im Wesentlichen der Variante aus Fig. 2 entspricht. Hieraus lässt sich zudem erkennen, dass die radial nach innen weisenden Schultern 24 teilweise den Innenring 3 überragen, so dass ein Überlappungsbereich 12 gebildet ist. Dieser verhindert, dass der Innenring 3 aus dem geteilten Außenring austreten kann. Die geteilte Version des Außenrings erlaubt eine einfache Fertigung des Überlappungsbe- reichs 12. Zur zeitweisen Aufweitung der Fluidpassage 8 ist zudem ein Federelement 23 vorgesehen, das ggf. aus der kanalförmigen Fluidpassage 8 eine spalt- formige Fluidpassage 8 bilden kann.FIG. 3 illustrates a second embodiment of a rolling unit 1, which essentially corresponds to the variant from FIG. 2. From this it can also be seen that the radially inwardly facing shoulders 24 partially project beyond the inner ring 3, so that an overlap region 12 is formed. This prevents the inner ring 3 can escape from the split outer ring. The split version of the outer ring allows a simple production of the overlap region 12. For the temporary widening of the fluid passage 8, a spring element 23 is also provided, which can possibly form a gap-shaped fluid passage 8 from the channel-shaped fluid passage 8.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante einer Rolleinheit 1 mit Innenring 3, Rollkörpern 5 sowie einer ersten äußeren Ringscheibe 6 und einer zweiten äußeren Ringscheibe 7. Die Rollkörper 5 sind hier in axiale Richtung beidseitig mittels eines Sicherungsrings 25 gesichert. Zwischen der ersten Ringscheibe 6 und der zweiten Ringscheibe 7 ist eine Fluidpassage 8 vorgesehen, in der ein Federelement 23 zur Verwirklichung eines spreizend wirkenden Mechanismus vorgesehen ist. Damit kann ein herstellungsbedingtes Spiel zwischen den Rollkörpern 5 und der Führungsbahn 36 des Gelenkaußenteils 14 im Betrieb kompensiert werden. Das Federelement 23 ist hier beispielsweise nach Art einer Feder bzw. eines elastischen Ringes ausgebildet.4 shows a further embodiment variant of a roller unit 1 with inner ring 3, rolling bodies 5 and a first outer annular disc 6 and a second outer annular disc 7. The rolling bodies 5 are secured on both sides in the axial direction by means of a securing ring 25. Between the first annular disc 6 and the second annular disc 7, a fluid passage 8 is provided, in which a spring element 23 is provided for realizing a spreading mechanism. In order for a manufacturing-related game between the rolling elements 5 and the guide rail 36 of the outer joint part 14 can be compensated during operation. The spring element 23 is formed here, for example, in the manner of a spring or an elastic ring.
Fig. 5 zeigt eine Ausfuhrungsvariante eines Außenringes 4 mit einer ersten Ring- Scheibe 6 und einer zweiten Ringscheibe 7. Die erste Ringscheibe 6 weist eine erste Anlagefläche 9 auf, an der die zweite Anlagefläche 10 der zweiten Ringscheibe 7 anliegt. Im Bereich der beiden Anlageflächen 9, 10 ist nunmehr eine Detailansicht VI angedeutet, die in Fig. 6 wiederzufinden ist.5 shows an embodiment variant of an outer ring 4 with a first annular disc 6 and a second annular disc 7. The first annular disc 6 has a first contact surface 9 against which the second contact surface 10 of the second annular disc 7 rests. In the area of the two contact surfaces 9, 10, a detailed view VI is now indicated, which can be found in FIG.
Dort ist der im Wesentlichen kreisförmige Aufbau der zweiten Ringscheibe 7 veranschaulicht. Zu erkennen ist, dass auf der zweiten Anlagefläche 10 eine Aussparung 32 zur Bildung einer Fluidpassage 8 vorgesehen ist. Diese ermöglicht insbesondere einen Durchtritt von Schmierstoff durch die beiden Ringscheiben 6, 7 hindurch entlang einer bevorzugten Strömungsrichtung 37. Eine solche Ausspa- rung 32 kann nur bei einer Ringscheibe vorgesehen sein, bevorzugt ist jedoch die Ausgestaltung, bei der beide Ringscheiben eine entsprechende und/oder versetzte bzw. ausgerichtete Aussparung 32 zur Bildung einer gemeinsamen Fluidpassage 8 aufweisen. Die Länge der Fluidpassage 8 ist im Wesentlichen an eine Breite 26 der Anlagefläche 10 angepasst.There, the substantially circular structure of the second annular disc 7 is illustrated. It can be seen that a recess 32 for forming a fluid passage 8 is provided on the second contact surface 10. This allows, in particular, a passage of lubricant through the two annular disks 6, 7 along a preferred flow direction 37. Such a recess 32 can only be provided in the case of an annular disk, but the embodiment in which both annular disks are a corresponding and / or preferred one is preferred have offset recess 32 to form a common fluid passage 8. The length of the fluid passage 8 is substantially adapted to a width 26 of the contact surface 10.
Ein Querschnitt durch eine erste Ringscheibe 6 und eine daran anliegende zweite Ringscheibe 7 geht aus der Fig. 7 hervor. Dabei bilden die beiden Ringscheiben eine Art Drehrampe, so dass bei einem Verdrehen der ersten Ringscheibe 6 gegenüber der zweiten Ringscheibe 7 die Gesamtbreite in axiale Richtung des Au- ßenrings 4 verändert wird. Die Drehrampe ist gekennzeichnet durch eine Steigung 27, die insbesondere bezüglich des Rolleinheitsradius 22 bestimmt werden kann.A cross section through a first annular disc 6 and a second annular disc 7 adjacent thereto can be seen from FIG. 7. In this case, the two annular disks form a type of rotating ramp, so that when the first annular disk 6 is rotated relative to the second annular disk 7, the overall width in the axial direction of the outer ring 4 is changed. The rotating ramp is characterized by a slope 27, which can be determined in particular with respect to the Rolleinsheitsradius 22.
Fig. 8 veranschaulicht wiederum eine Ausgestaltung eines Außenringes 4, wobei auch hier eine erste Ringscheibe 6 vorgesehen ist, die mit ihrer ersten Anlageflä- che 9 an einer zweiten Anlagefläche 10 der zweiten Ringscheibe 7 positioniert ist.FIG. 8 in turn illustrates an embodiment of an outer ring 4, wherein a first annular disc 6 is also provided here, which is positioned with its first contact surface 9 on a second contact surface 10 of the second annular disc 7.
Die beiden zur Rolleinheitsachse 11 ausgerichteten Ringscheiben bilden im AnIa- gebereich eine Mehrzahl von Fluidpassagen 8, wie aus der Fig. 9 entnommen werden kann. Hierbei ist eine Ausgestaltung gezeigt, bei der mehrere, unterschiedlich ausgeführte Fluidpassagen 8 über den Umfang 28 relativ gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die Fluidpassagen 8 haben einen im Wesentlichen radialen Ver- lauf, dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.The two annular disks aligned with the roller unit axis 11 form in the ani- a plurality of fluid passages 8, as can be seen from FIG. 9. In this case, an embodiment is shown in which a plurality of differently designed fluid passages 8 are arranged distributed relatively uniformly over the circumference 28. The fluid passages 8 have a substantially radial course, but this is not absolutely necessary.
Die Bildung dieser Mehrzahl von Fluidpassagen 8 aus Fig. 9 lässt sich beispielsweise durch eine Ausgestaltung der ersten Ringscheibe 6 und der zweiten Ringscheibe 7 mit einem Profil 29 verwirklichen. Diese, in Fig. 10 veranschaulichte, Ausführungsvariante bildet mit dem Profil 29 eine Art Rastflächenprofil, z. B. nach Art eines Sägezahnprofils, die ein Zurückdrehen der Drehrampe nach Einstellen eines spielreduzierten Zustande vermeidet. Die sich dabei gegebenenfalls bildenden Zwischenräume stellen dann Fluidpassagen 8 zur Verfügung.The formation of this plurality of fluid passages 8 from FIG. 9 can be achieved, for example, by designing the first annular disk 6 and the second annular disk 7 with a profile 29. This illustrated in Fig. 10, variant forms with the profile 29 a kind of locking surface profile, z. B. in the manner of a sawtooth profile, which avoids turning back the rotating ramp after setting a reduced-play state. The intermediate spaces that may form thereby provide fluid passages 8.
Noch eine weitere Ausführungsvariante eines Außenringes 4 geht aus Fig. 11 hervor, wobei der Außenring 4 einen grundsätzlich gleichen Aufbau wie der aus Fig. 8 bzw. 5 hat. Hierbei ist jedoch eine im Wesentlichen in Umfangsrichtung begrenzt ausgeführte Nut 38 vorgesehen, die sich beispielsweise über drei Viertel des Umfangs 28 erstreckt (vgl. Fig. 12). Die Nut 38 kann beispielsweise im Be- reich einer ersten Fluidpassage 8 beginnen, es ist jedoch auch möglich, dass die Nut 38 zumindest teilweise diese und/oder weitere Fluidpassagen 8 begrenzt bzw. durchdringt. Ln Bereich dieser Nut 38 ist, wie aus dem Teilquerschnitt aus Fig. 13 erkennbar, ein Federelement 23, z. B. nach Art einer Schraubenfeder vorgesehen. Das Federelement 23 verdreht die erste Ringscheibe 6 gegenüber der zweiten Ringscheibe 7, die hier wiederum mit einer Steigung 27 ausgeführt sind. Dadurch wird gezielt eine relativ großflächige, teilweise umlaufende sich jedoch bis hin zu dem Rollkörper 5 zumindest teilweise erstreckende Fluidpassage 8 gebildet.Yet another embodiment of an outer ring 4 is shown in Fig. 11, wherein the outer ring 4 has a basically the same structure as that of Fig. 8 and 5 respectively. In this case, however, a substantially circumferentially limited groove 38 is provided, which extends for example over three quarters of the circumference 28 (see Fig .. 12). The groove 38 may begin, for example, in the region of a first fluid passage 8, but it is also possible that the groove 38 at least partially delimits or penetrates these and / or further fluid passages 8. Ln area of this groove 38, as can be seen from the partial cross-section of FIG. 13, a spring element 23, for. B. provided in the manner of a coil spring. The spring element 23 rotates the first annular disc 6 relative to the second annular disc 7, which in turn are designed here with a slope 27. As a result, a relatively large, partially circulating but at least partially extending fluid passage 8 up to the rolling body 5 is deliberately formed.
Eine Möglichkeit zur Ausgestaltung eines solchen Federelementes 23 geht aus Fig. 14 hervor. Das Federelement 23 ist dabei mit einem Expansionsbegrenzer 30 ausgeführt. Ein solcher Expansionsbegrenzer 30 kann beispielsweise mit einem bei niedriger Temperatur schmelzenden thermoplastischen Werkstoff ausgeführt sein. Dieser behindert das Federelement 23 hinsichtlich seiner Ausdehnung vor der Inbetriebnahme des Gelenks. Nach Inbetriebnahme und Erreichen der Betriebstemperatur schmilzt dann beispielsweise der thermische Werkstoff des Ex- pansionsbegrenzers 30 und gibt somit die Wirkung des Federelementes 23 frei. Dieser Expansionsbegrenzer für ein Federelement kann ggf. auch unabhängig von der hier erfindungsgemäß beschrieben Rolleinheit vorteilhaft zum Einsatz gelangen.One possibility for the embodiment of such a spring element 23 is shown in FIG. 14. The spring element 23 is designed with an expansion limiter 30. Such an expansion limiter 30 can, for example, with a be performed at low temperature melting thermoplastic material. This hinders the spring element 23 in terms of its extension before the start of the joint. After commissioning and reaching the operating temperature, for example, the thermal material of the expansion limiter 30 melts and thus releases the action of the spring element 23. If necessary, this expansion limiter for a spring element can also be used advantageously independently of the roll unit described here according to the invention.
Die Fig. 15 bis 19 zeigen unterschiedliche Ausführungsvarianten einer hydraulischen Abdichtung einer Fluidpassage 8. Dabei ist vorgesehen, dass abdichtende elastische Medien, z. B. nach Art von Dichtungsringen 31 bzw. Dichtungsscheiben 34, die Aussparung 32, die zumindest teilweise die Fluidpassage 8 bildet, abdichtet. Diese Medien werden bei der Montage eingebracht und verhindern bei- spielsweise durch Fliehkraft, dass das im Bereich der Rollkörper 5 oder im Bereich der Aussparung 32 befindliches Gelenkfett aus dem Außenring 4 austritt. Die hydraulisch abdichtenden elastischen Medien können beispielsweise aus so genannten O-Ringen, mittels Steg 33 verbundenen O-Dichtungsringen 31 und/oder Elastomerscheiben bzw. Dichtungsscheiben 34 bestehen, die mit Dicht- lippen versehen sind, die einen Einlass bzw. Auslass der Fluidpassage 8 abdichten. Wie in Fig. 19 angedeutet, können Dichtungsmittel und Federelemente 23 zusammen integriert sein.FIGS. 15 to 19 show different embodiments of a hydraulic seal of a fluid passage 8. It is provided that sealing elastic media, for. B. on the type of sealing rings 31 and sealing washers 34, the recess 32, which at least partially forms the fluid passage 8, seals. These media are introduced during assembly and prevent, for example by centrifugal force, that the joint grease located in the region of the rolling bodies 5 or in the region of the recess 32 emerges from the outer ring 4. The hydraulically sealing elastic media may for example consist of so-called O-rings, O-sealing rings 31 connected by web 33 and / or elastomer disks or sealing disks 34 provided with sealing lips which seal an inlet or outlet of the fluid passage 8 , As indicated in FIG. 19, sealing means and spring elements 23 may be integrated together.
Die Fig. 20 bis 22 zeigen unterschiedliche Ausführungsvarianten zur Ausbildung eines Überlappungsbereiches 12 hinsichtlich Innenring 3 und Außenring 4 sowie den dazwischen angeordneten Rollkörpern 5. Dabei wird jeweils veranschaulicht, dass der Außenring 4 (bzw. wenigstens die erste Ringscheibe 6 oder die zweite20 to 22 show different embodiments for forming an overlap region 12 with respect to inner ring 3 and outer ring 4 and the rolling bodies arranged therebetween 5. It is illustrated in each case that the outer ring 4 (or at least the first annular disc 6 or the second
Ringscheibe 7) und/oder der Innenring 3 mit wenigstens einer Schulter 24 oder einem Vorsprung 35 ausgebildet sind, die sich in Richtung des Rolleinheitsradius 22 erstrecken. Damit wird ein Aufeinandergleiten der Bestandteile Außenring 4 und Innenring 3 axial (senkrecht zum Rolleinheitsradius 22) begrenzt. Der Vor- sprung 35 ragt bevorzugt höchstens 0,8 mm über, wobei insbesondere nur ein Ü- berlappungsbereich 12 von weniger als 1 mm, z.B. im Bereich von 0,02 mm bis 0,1 mm, ausgebildet ist. Damit ist der Vorsprung 35 deutlich kleiner ausgebildet als die Schulter 24. Ring disc 7) and / or the inner ring 3 are formed with at least one shoulder 24 or a projection 35 which extend in the direction of the Rolleinsheitsradius 22. This is a sliding apart of the components outer ring 4 and inner ring 3 axially limited (perpendicular to Rolleinsheitsradius 22). The pros Step 35 preferably protrudes at most 0.8 mm, wherein in particular only an overlap region 12 of less than 1 mm, for example in the range of 0.02 mm to 0.1 mm, is formed. Thus, the projection 35 is formed significantly smaller than the shoulder 24th
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Rolleinheit1 roll unit
2 Tripodegelenk2 tripod joint
3 Innenring3 inner ring
4 Außenring4 outer ring
5 Rollkörper5 rolling bodies
6 erste Ringscheibe6 first annular disc
7 zweite Ringscheibe7 second annular disc
8 Fluidpassage8 fluid passage
9 erste Anlagefläche9 first contact surface
10 zweite Anlagefläche10 second contact surface
11 Rolleinheitsachse11 roll unit axis
12 Überlappungsbereich12 overlap area
13 Kraftfahrzeug13 motor vehicle
14 Gelenkaußenteil14 outer joint part
15 Gelenkinnenteil15 inner joint part
16 Welle16 wave
17 Zapfen17 cones
18 Gelenkaußenteilachse18 outer joint part axis
19 Wellenachse19 shaft axis
20 Beugewinkel20 bending angle
21 Hohlraum21 cavity
22 Rolleinheitsradius22 Rolling unit radius
23 Federelement23 spring element
24 Schulter24 shoulder
25 Sicherungsring25 circlip
26 Breite26 width
27 Steigung27 slope
28 Umfang 9 Profil28 scope 9 profile
30 Expansionsbegrenzer30 expansion limiters
31 Dichtungsring31 sealing ring
32 Aussparung 33 Steg32 recess 33 bridge
34 Dichtungsscheibe34 sealing washer
35 Vorsprung35 lead
36 Führungsbahn36 guideway
37 Strömungsrichtung 38 Nut 37 flow direction 38 groove

Claims

Patentansprüche claims
1. Rolleinheit (1) für ein Tripodegelenk (2) zumindest aufweisend einen Innen- ring (3), einen davon konzentrisch angeordneten Außenring (4) und eine1. Rolling unit (1) for a tripod joint (2) at least comprising an inner ring (3), one concentrically arranged outer ring (4) and a
Mehrzahl von Rollkörper (5), die zwischen dem Innenring (3) und dem Außenring (4) positioniert sind, wobei der Außenring (4) mit wenigstens zwei Ringscheiben (6, 7) ausgeführt ist, die wenigstens zeitweise zumindest eine Fluidpassage (8) bilden.A plurality of rolling elements (5) which are positioned between the inner ring (3) and the outer ring (4), wherein the outer ring (4) with at least two annular discs (6, 7) is at least temporarily at least one fluid passage (8) form.
2. Rolleinheit (1) nach Patentanspruch 1, bei der Mittel zur Veränderung der Relativlage der wenigstens zwei Ringscheiben (6, 7) vorgesehen sind.2. Roll unit (1) according to claim 1, wherein the means for changing the relative position of the at least two annular discs (6, 7) are provided.
3. Rolleinheit (1) nach Patentanspruch 2, bei der die Mittel zur Veränderung der Relativlage in der zumindest einen Fluidpassage (8) vorgesehen sind.3. Rolling unit (1) according to claim 2, wherein the means for changing the relative position in the at least one fluid passage (8) are provided.
4. Rolleinheit (1) nach Patentanspruch 2 oder 3, bei der die Mittel zur Veränderung der Relativlage an Anlageflächen (9, 10) der Ringscheiben (6, 7) ausgebildet sind, wobei diese selbst die zumindest eine Fluidpassage (8) bilden.4. Roll unit (1) according to claim 2 or 3, wherein the means for changing the relative position of contact surfaces (9, 10) of the annular discs (6, 7) are formed, which themselves form the at least one fluid passage (8).
5. Rolleinheit (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der Mittel zum wenigstens zeitweisen Abdichten der zumindest einen Fluidpassage (8) vorgesehen sind.5. Roll unit (1) according to one of the preceding claims, wherein means are provided for at least temporarily sealing the at least one fluid passage (8).
6. Rolleinheit (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei der der Innenring (3) und der Außenring (4) in Richtung einer Rolleinheitachse (11) zumindest einen Überlappungsbereich (12) bilden.6. Roller unit (1) according to one of the preceding claims, wherein the inner ring (3) and the outer ring (4) in the direction of a roller unit axis (11) form at least one overlap region (12).
7. Tripodegelenk (2) für ein Kraftfahrzeug (13), aufweisend ein Gelenkaußen- teil (14) und ein Gelenkinnenteil (15), wobei Gelenkaußenteil (14) und Gelen- kinnenteil (15) mittels wenigstens einer Rolleinheit (1) nach einem der vorhergegangenen Patentansprüche zusammenwirken.7. Tripod joint (2) for a motor vehicle (13), comprising an outer joint part (14) and an inner joint part (15), wherein the outer joint part (14) and joint Chin part (15) cooperate by means of at least one roller unit (1) according to one of the preceding claims.
8. Kraftfahrzeug (13) aufweisend wenigstens ein Tripodegelenk (2) gemäß Pa- tentanspruch 7. 8. Motor vehicle (13) comprising at least one tripod joint (2) according to patent claim 7.
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