DE19544174C2

DE19544174C2 - Tripode-Gleichlaufdrehgelenk

Info

Publication number: DE19544174C2
Application number: DE19544174A
Authority: DE
Inventors: Didier Hosdez; Piotr Olszewski
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1995-11-14
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2015-11-15
Also published as: US5935009A; DE19544174A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Tripode-Gleichlaufdrehgelenk, umfassend ein Gehäu se, das umfangsverteilte, achsparallel verlaufende Längsnuten aufweist und einen Tripodestern, der mit symmetrisch verteilt angeordneten, endseitig jeweils als Kugelkopf ausgebildeten Zapfen versehen ist, auf denen ein aus zwei Halb schalen bestehender oder mit einer Trennfuge versehener Innenring formschlüssig, winkelbeweglich gehalten ist, welcher radial von einem Führungselement umgeben ist, wobei Wälzkörper zwischen dem Führungs element und einem Außenring angeordnet sind und der Außenring außen verschiebbar geführt ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein gattungsgemäßes Gleichlaufdrehgelenk ist aus der DE 43 36 466 A1 be kannt. Dieses Tripodegelenk umfaßt ein spangebend gefertigtes Führungsele ment, dessen Längserstreckung der Breite des Außenrings entspricht. Dagegen ist die Länge der Wälzkörper deutlich geringer gegenüber der Außenringbreite. Diese Ausbildung kann beispielsweise bei einer starken Auslenkung des Tripodegelenks, die eine Axialverschiebung zwischen dem Innenring und dem Außenring auslöst, zu einer erhöhten Beanspruchung der Wälzkörper führen, da nicht die gesamte Wälzkörperlänge kraftbeaufschlagt wird.

Das US-Patent 5 019 016 A zeigt ein Tripode-Gleichlaufdrehgelenk, bei dem die als Nadeln ausgeführten Wälzkörper unmittelbar auf der Mantelfläche des Innenrings geführt sind. Im Einbauzustand bildet ein einstückig mit dem Innenring verbundener, radial nach außen gerichteter Bord einen ersten Axialanschlag. Auf der von dem Bord abgewandten Seite sind die Wälzkörper mittels eines separaten im Innenring gehaltenen Sicherungsring axial positioniert.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstig herstellbares Gleichlaufdrehgelenk zu schaffen, bei dem die kraftbeaufschlagte Länge der Wälzkörper konstant ist, unabhängig vom Auslenkungsgrad des Gleichlauf drehgelenks.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem Tripode-Gleichlaufdrehgelenk der eingangs genannten Bauart erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Länge der Wälzkörper größer ist als die Breite des Außenrings. Das erfindungse Gleichlaufdrehgelenk in einer Tripodebauart ist weiterhin versehen mit einem U-förmig gestalteten Führungselement, das jeweils endseitig radial nach außen gerichtete Borde aufweist, deren radiale Erstreckung maßlich einen Innendurchmesser des Außenrings überdeckt.

Dieser Aufbau stellt sicher, daß in jeder Position, die der Außenring zu den Wälzkörpern einnehmen kann, die jeweils kraftbeaufschlagte Wälzkörperlänge konstant bleibt, d. h., der Kontaktbereich zwischen dem Außenring und den Wälzkörpern entspricht immer der Außenringbreite. Eine solche konstruktive Ausbildung verringert in vorteilhafter Weise den Verschleiß und verbessert damit die Standzeit, bzw. die Lebensdauer des Tripode-Gleichlaufdrehge lenkes. Durch die Ausbildung des Führungselementes, dessen Borde eine radiale Überdeckung zur Innenbohrung des Außenrings bewirken, werden eine wirksame Führung des Außenrings und eine Verliersicherung ohne zusätzliche Bauteile erreicht, was sich insbesondere für die Vormontage als nützlich erweist.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 dargelegt, die nachfolgend erläutert werden.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht eine Längserstreckung der Wälzkörper vor, die dem 1,1- bis 1,4-fachen Wert des Breitenmaßes vom Außenring entspricht. Eine solche Längenüberdeckung der Wälzkörper stellt auch bei extremen Auslenkungen des Gleichlaufdrehgelenks, in allen Positio nen sicher, daß die Wälzkörper entsprechend dem Breiten maß des Außenrings kraftbeaufschlagt werden.

Zur Erzielung eines Kostenvorteils ist ein spanlos aus Blech durch ein Tiefzieh verfahren geformtes Führungselement vorgesehen. Ein solches Führungselement bietet insbesondere für Großserien einen Kostenvorteil, bewirkt darüber hinaus aufgrund der fertigungsbedingten reduzierten Wandstärke einen Gewichtsvorteil und verringert den erforderlichen Bauraum. Zur Schaffung eines Festsitzes ist das Führungselement auf dem Innenring unter Vorspannung gehalten, beispiels weise durch eine Preßpassung bzw. durch ein Aufschrumpfen. Diese Maßnah me bewirkt einen festen Halt der Halbschalen auf dem als Kugelkopf gestalteten Zapfen des Tripodesterns, die gemeinsam den Innenring bilden. In gleicher Weise kann auch ein mit einer Trennfuge versehener Innenring durch das Führungselement wirkungsvoll auf dem Kugelkopf des Tripodesterns gehalten werden. Zur Montagevereinfachung ist erfindungsgemäß ein Bord des Führungs elementes am freien Ende mit umfangsverteilt angeordneten Noppen versehen, deren Außendurchmesser dem gegenüberliegenden Bord entspricht. Durch diese Maßnahme wird ein axiales Aufschieben des Außenrings auf die Wälzkör per vereinfacht.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Tripode-Gleichlaufdrehgelenks sieht weiter hin vor, daß im Einbauzustand der Außenring zum Innenring versetzt angeord net ist, wodurch sich ein Überstandmaß der Wälzkörper zum Außenring ein stellt. Mit dieser Maßnahme ist sichergestellt, daß bei einem Auslenken, das heißt einem Verschwenken des Gehäuses zum Tripodestern, - bei dem der Innenring und die damit verbundenen Wälzkörper zum Außenring in Richtung der Mitte des Drehgelenks verschoben werden -, stets sichergestellt ist, daß die Wälzkörper entsprechend der Breite des Außenrings kraftbeaufschlagt werden. Dabei ist eine Anordnung des Außenrings zum Innenring vorgesehen, bei der die zur Drehgelenkmitte weisenden Seiten in der Neutralstellung des Gleich laufdrehgelenks eine Flucht bilden. Der Wälzkörperüberstand stellt sich somit auf der vom Tripodestern abgewandten Seite des Außenrings ein. Bei einem Verschwenken wird der Zapfen einschließlich des Innenrings und der Wälzkör per stets axial nach innen, d. h. in Richtung der Gelenkmitte verlagert, der Außenring bleibt dagegen im Gehäuse positioniert. Das Überstandsmaß zwi schen dem Außenring und den Wälzkörpern ist folglich der Bewegungsrichtung dieser Bauteile angepaßt.

Der in umfangsverteilt achsparallel verlaufenden Längsnuten des Gehäuses geführte Außenring ist vorzugsweise mit einer verschiedenartig gestalteten Mantelfläche versehen. Abhängig von Festigkeitserfordernissen bzw. aus Grün den einer vereinfachten Fertigung kann die Mantelfläche zylindrisch, sphärisch oder leicht ballig ausgebildet sein, die mit einer entsprechend ausgebildeten Längsnut korrespondiert.

Als Maßnahme zur Verbesserung der Lebensdauer des erfindungsgemäßen Gleichlaufdrehgelenks ist der Kugelkopf des Zapfens mit zwei diametral gegen überliegend angeordneten Abflachungen außerhalb der Tragzone versehen, die als Schmierstoffreservoir dienen. Auf den Abflachungen kann beispielsweise in der Vormontage Schmierstoff, insbesondere Schmierfett aufgetragen werden, das dann im eingebauten Zustand auf die Gleitbahn des Kugelzapfens gelangt und damit die Gleitpartner Innenring und Zapfen dauerhaft reibungsmindernd mit Schmierstoff versorgt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel in drei Figuren dargestellt und näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer Vorderansicht das erfindungsgemäße Gleichlaufdrehge lenk;

Fig. 2 einen Ausschnitt des Gleichlaufdrehgelenks gemäß Fig. 1 in einem vergrößerten Abschnitt mit einem Außenring, der eine zylindrische Mantelfläche aufweist und

Fig. 3 einen Ausschnitt des Gleichlaufdrehgelenks gemäß Fig. 2, in dem abweichend zu Fig. 2 die Mantelfläche des Außenrings ballig gestaltet ist.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 zeigt ein mit der Bezugsziffer 1 versehenes Gleichlaufdrehgelenk in einer Vorderansicht. Das Gleichlaufdrehgelenk 1 umfaßt einen Tripodestern 2, der über drei umfangsverteilt angeordnete Zapfen 3 verfügt, die am freien Ende als Kugelkopf gestaltet sind, auf denen jeweils eine als Wälzlagerung ausgebil dete Tripodelagerung angeordnet ist, die außenseitig in Längsnuten 4 eines Gehäuses 5 verschiebbar geführt ist. Der Aufbau der Wälzlagerung umfaßt einen Innenring 6, der aus zwei Halbschalen zusammengesetzt ist oder in einer einstückigen Bauweise über eine Trennfuge verfügt, und besitzt dabei eine sphärische Innenkontur, die der Außenkontur des als Kugelkopf ausgebildeten Zapfens 3 entspricht. Auf einer Außenseite des Innenrings 6 ist ein spanlos durch Tiefziehen aus Blech geformtes Führungselement lagepositioniert, das an beiden Endseiten über jeweils radial nach außen gerichtete Borde 8, 9 verfügt. In dem Führungselement 7 sind Wälzkörper 10 eingesetzt, die außenseitig von einem Außenring 11 umgeben sind. Der Außenring 11 verfügt über eine zylin drisch ausgebildete Mantelfläche 12 und ist verschiebbar in den Längsnuten 4 des Gehäuses 5 geführt. Zur Schaffung einer unverlierbaren Einheit im Stadium der Vormontage und zur Führung der Wälzkörper 10 weisen die Borde 8, 9 eine radiale Erstreckung auf, die sich bis über den Bereich des Innendurch messers vom Außenring 11 reicht, wodurch der Außenring 11 eine Lageposi tionierung zum Innenring 6 bzw. dem Führungselement 7 erfährt. Zur Montage vereinfachung ist das freie Ende des Bordes 8 mit einer längenbegrenzten Wandstärkenreduzierung 13 versehen, wodurch die Elastizität des Bordes 8 verbessert und damit ein axiales Aufschieben des Außenrings 11 vereinfacht werden kann. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Gleichlaufdrehgelenks 1 sieht Wälzkörper 10 vor, deren Längserstreckung der Breite des Innenrings 6 ange paßt ist, aber die Breite des Außenrings 11 deutlich übertrifft. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß bei einer Relativverschiebung, die bei einem Auslenken des Gleichlaufdrehgelenks 1 auftreten kann, zwischen dem Außen ring 11 und den Wälzkörpern 10 sichergestellt ist, daß in allen Stellungen, das heißt unabhängig von dem Auslenkungsgrad des Gleichlaufdrehgelenks 1, die Wälzkörper 10 entsprechend der Breite des Außenrings 11 kraftbeaufschlagt werden.

Die Fig. 2 verdeutlicht aufgrund der vergrößerten Darstellung eines Ausschnitts aus dem erfindungsgemäßen Gleichlaufdrehgelenks 1 die erfindungsgemäßen Merkmale. Aus dieser Darstellung wird insbesondere sichtbar, daß der Innenring 6 und der Außenring 11 in der Neutralstellung des Gleichlaufdrehgelenks 1 auf der zum Tripodestern 2 gerichteten Seite nahezu in einer Flucht angeordnet sind. Aufgrund der Breitenunterschiede zwischen den Wälzkörpern 10 und dem Außenring 11 stellt sich dadurch das entsprechende Überstandsmaß "X" aus schließlich auf der vom Tripodestern 2 abgewandten Seite des Außenrings 11 ein. Die Zapfen 3 verfügen weiterhin über jeweils zwei diametral gegenüber liegende Abflachungen 14, die außerhalb einer Tragzone "T" angeordnet sind, durch die eine Gewichtsreduzierung erzielbar ist. Außerdem bildet diese Abfla chung 14 einen Zwischenraum, der bei montiertem Innenring 6 mit einem zähflüssigen Schmierstoff aufgefüllt werden kann, zur Erreichung einer dauerhaf ten Schmierung der Kontaktfläche zwischen dem Zapfen 3 und der Innenkontur vom Innenring 6. Der in Fig. 2 abgebildete, einteilig gestaltete Innenring 6, verfügt über eine Trennfuge, wodurch dieser durch eine Aufspreizung auf den Zapfen 3 aufsetzbar ist. Im Unterschied zu Fig. 2 zeigt der in Fig. 3 abgebil dete Ausschnitt des Gleichlaufdrehgelenks 1 einen Außenring der über eine ballige oder sphärische Mantelfläche 12 verfügt, die mit entsprechend ausgestal teten Längsnuten 4 im Gehäuse 5 korrospondiert.

Bezugszahlenliste

1

Gleichlaufdrehgelenk

2

Tripodestern

3

Zapfen

4

Längsnut

5

Gehäuse

6

Innenring

7

Führungselement

8

Bord

9

Bord

10

Wälzkörper

11

Außenring

12

Mantelfläche

13

Noppen

14

Abflachung
X Überstandsmaß
T Tragzone

Claims

1. Tripode-Gleichlaufdrehgelenk, umfassend ein Gehäuse (5), das umfangsverteilt, achsparallel verlaufende Längsnuten (4) aufweist und einen Tripodestern (2), der mit symmetrisch angeordneten, jeweils als rotationssymmetrischer Kugelkopf gestalteten Zapfen (3) versehen ist, auf denen ein aus zwei Halbschalen bestehender oder mit einer Trennfuge versehener Innenring (6) formschlüssig, winkelbeweglich gehalten ist, welcher radial von einem Führungselement (7) umgeben ist, wobei zwischen dem Führungselement (7) und einem Außenring (11) angeordnete Wälzkörper (10) an Borden (8, 9) des Führungselementes (7) geführt sind, und der Außenring (11) außen in den Längsnuten (4) verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Länge der Wälzkörper (10) und des Führungselementes (7) eine Breite des Außenrings (11) übertrifft;
das Führungselement (7) unter Vorspannung auf dem Innenring (6) lagepositioniert ist, zur Aufnahme und Führung der Wälzkörper (10);
das U-förmig gestaltete, spanlos aus Blech geformte Führungselement (7) weist endseitig jeweils einstufig gestaltete Borde (8, 9) auf, die sich radial nach außen über einen Innendurchmesser des Außenrings (11) erstrecken;
ein Bord (8) des Führungselementes (7) am freien Ende mit umfangsverteilt angeordneten Noppen (13) versehen ist, deren Außenumfang dem des Bordes (9) entspricht;
im Einbauzustand des Gleichlaufdrehgelenks (1) der Außenring (11) zum Innenring (6) axial versetzt angeordnet ist;
der Zapfen (3) über zwei diametral gegenüberliegend angeordnete Ab flachungen (14) verfügt, die im eingebauten Zustand des Gleichlaufdrehgelenks (1) mit dem Innenring (6) jeweils einen Hohlraum begrenzen, der als ein Schmierstoffreservoir nutzbar ist.

2. Tripode-Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Wälzkörper (10) dem 1,1- bis 1,4-fachen der Breite des Außenrings (11) entspricht.

3. Tripode-Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Tripodestern (2) weisenden Stirnseiten des Innenrings (6) und des Außenrings (11) fluchtend ausgerichtet sind.

4. Tripode-Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (11) mit einer zylindrisch gestalteten Mantelfläche (12) versehen ist.

5. Tripode-Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (11) eine sphärische bzw. ballige Mantelfläche (12) aufweist.