DE102006054831A1 - Struktur für ein dreibeiniges Kreuzgelenk und ein Verfahren zur Montage einer Rollenanordnung - Google Patents

Struktur für ein dreibeiniges Kreuzgelenk und ein Verfahren zur Montage einer Rollenanordnung Download PDF

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Abstract

Hier wird eine Struktur für ein dreibeiniges Kreuzgelenk und ein Verfahren zur Montage einer Wälzkörperanordnung offenbart, welche die strukturelle Stabilität des dreibeinigen Kreuzgelenkes aufrechterhalten und die Reibkraft zwischen einem Zapfen und einer Laufbahn minimieren, wodurch somit merklich die Erzeugung einer Axialkraft reduziert wird, wobei daher der stabile Betrieb und die Haltbarkeit des Kreuzgelenkes sichergestellt werden. Die Struktur für das dreibeinige Kreuzgelenk weist einen inneren Wälzkörper und einen äußeren Wälzkörper auf, die zwischen einer Laufbahn eines Gehäuses und einem Zapfen eines Kreuzes vorgesehen sind. Eine Wälzkörpernut ist an einem mittleren Teil der Außenfläche des äußeren Wälzkörpers in Umfangsrichtung des äußeren Wälzkörpers ausgeformt. Weiterhin ist eine Vielzahl von Ausnehmungen an einer Oberfläche des Zapfens ausgeformt, um eine Kontaktfläche mit dem inneren Wälzkörper zu verringern.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Struktur für ein dreibeiniges Kreuzgelenk und ein Verfahren zur Montage einer Rollenanordnung und insbesondere auf eine Struktur für ein dreibeiniges Kreuzgelenk (mit konstanter Geschwindigkeit) und auf ein Verfahren zur Montage einer Rollenanordnung, die die strukturelle Stabilität des dreibeinigen Kreuzgelenkes aufrecht erhalten und die Reibkraft zwischen einem Zapfen und einer Laufbahn minimieren, wodurch somit merklich die Erzeugung von axialen Kräften reduziert wird, was daher den stabilen Betrieb und die Haltbarkeit des Kreuzgelenkes sicherstellt.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Im Allgemeinen ist eine dreibeinige Kreuzgelenkverbindung zur Übertragung von Leistung unter Verwendung eines Gehäuses aufgebaut, welches integral mit einer Stummelwelle gekoppelt ist, und unter Verwendung eines Kreuzes, welches in das Gehäuse eingeführt ist und durch Keile mit einer Halbwelle gekoppelt ist. Drei Zapfen sind auf dem Kreuz vorgesehen. Jeder der Zapfen ist mit Wälzkörpern und Lagern versehen, um eine Relativbewegung aufzunehmen, die zwischen dem Zapfen und der Laufbahn des Gehäuses auftritt.
  • Wenn die Stummelwelle und die Halbwelle des dreibeinigen Kreuzgelenkes gebogen bzw. zueinander geneigt werden, tritt eine Relativbewegung zwischen dem Zapfen, den Wälzkörpern, den Lagern und der Laufbahn auf. Die Reibkraft, die durch die Relativbewegung erzeugt wird, erzeugt eine axiale Kraft in der axialen Richtung der Halbwelle. Die Axialkraft erreicht ihren ma ximalen Wert dreimal während einer Drehung des dreibeinigen Kreuzgelenkes.
  • Eine solche axiale Kraft wird weiter gesteigert, wenn die Last, die auf das Kreuzgelenk (mit konstanter Drehzahl) wirkt, groß ist, wie bei der plötzlichen Beschleunigung des Fahrzeugs, oder wenn ein Gelenkwinkel groß ist. Weiterhin ist die Axialkraft dahingehend problematisch, dass sie eine horizontale Schwingung des Fahrzeugs verursacht.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Entsprechend ist die vorliegende Erfindung gemacht worden, wobei man das obige Problem berücksichtigt hat, welches beim Stand der Technik auftritt und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Struktur für eine dreibeinige Kreuzgelenkverbindung und ein Verfahren zur Montage einer Rollen- bzw. Wälzkörperanordnung vorzusehen, die die strukturelle Stabilität des dreibeinigen Kreuzgelenkes aufrecht erhalten und die Reibkraft zwischen einem äußeren Wälzkörper und einer Laufbahn und die Reibkraft zwischen einem Zapfen und einem inneren Wälzkörper minimieren, und zwar unter Verwendung einer Wälzkörpernut, die an dem äußeren Wälzkörper geformt ist, und unter Verwendung einer Vielzahl von Ausnehmungen, die auf dem Zapfen ausgeformt sind, wodurch merklich die Erzeugung einer axialen Kraft reduziert wird, wobei daher der stabile Betrieb und die Haltbarkeit des Kreuzgelenkes sichergestellt werden.
  • Um das obige Ziel zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung eine Struktur für ein dreibeiniges Kreuzgelenk vor, die einen inneren Wälzkörper und einen äußeren Wälzkörper aufweist, der zwischen einer Laufbahn eines Gehäuses und einem Zapfen eines Kreuzes vorgesehen ist, weiter eine Wälzkörpernut, die in einem mittleren Teil einer Außenfläche des äußeren Wälzköpers in einer Umfangsrichtung des äußeren Wälzkörpers ausgeformt ist, und eine Vielzahl von Ausnehmungen, die an einer Oberfläche des Zapfens ausgeformt sind, um einen Kontaktbereich mit dem inneren Wälzkörper zu reduzieren.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die obigen und anderen Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer aus der folgenden detaillierten Beschreibung verständlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu sehen ist, in denen die Figuren Folgendes darstellen:
  • 1 eine Perspektivansicht, die eine Struktur für ein dreibeiniges Kreuzgelenk gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 eine Schnittansicht, die ein Gehäuse und ein Kreuz der 1 in zusammengebautem Zustand zeigt;
  • 2 eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil der 2 zeigt;
  • 3a eine Alternative zur Ansicht der 3, die einen gekrümmten inneren Wälzkörper veranschaulicht;
  • 4 eine Schnittansicht, die entlang der Linie IV–IV der 2 aufgenommen ist;
  • 5a eine Ansicht, die einen inneren Wälzkörper gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 5b eine Schnittansicht, die entlang der Linie Z–Z der 5a aufgenommen ist;
  • 5c eine vergrößerte Schnittansicht, die den Teil F der 5b zeigt;
  • 5d eine Schnittansicht, die entlang der Linie V–V der 5a aufgenommen ist;
  • 6 eine Ansicht, die eine Struktur eines Zapfens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 7 eine Schnittansicht, die entlang der Linie VI–VI der 6 aufgenommen ist;
  • 8 eine Schnittansicht, die entlang der Linie VII–VII der 6 aufgenommen ist;
  • 9 eine Schnittansicht, die entlang der Linie VIII–VIII der 6 aufgenommen ist;
  • 10 eine Seitenansicht, die das Kreuz der 1 zeigt; und
  • 11a bis 11c Seitenansichten, die das Verfahren zur Montage einer Wälzkörperanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden wird das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Perspektivansicht, die eine Struktur für ein dreibeiniges Kreuzgelenk (mit konstanter Drehzahl) gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine Schnittansicht, die ein Gehäuse und ein Kreuz der 1 in einem zusammengebauten Zustand zeigt, 3 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil der 2 zeigt, 4 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie IV–IV der 2 aufgenommen ist, 5a ist eine Ansicht, die einen inneren Wälzkörper gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, 5b ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie Z–Z der 5a aufgenommen ist, 5c ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den Teil F der 5b zeigt, 5d ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie V–V der 5a aufgenommen ist, 6 ist eine Ansicht, die eine Struktur eines Zapfens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, 7 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie VI–VI der 6 aufgenommen ist, 8 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie VII–VII der 6 aufgenommen ist, 9 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie VIII–VIII der 6 aufgenommen ist, und 10 ist eine Seitenansicht, die das Kreuz der 1 zeigt.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Struktur für ein dreibeiniges Kreuzgelenk (mit konstanter Drehzahl), welches Leistung mit konstanter Drehzahl überträgt und zwar ungeachtet des Gelenkwinkels zwischen den Wellen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Wälzkörpernut 19 auf dem mittleren Teil der Außenfläche eines äußeren Wälzkörpers 15 in einer Umfangsrichtung ausgeformt, und eine Vielzahl von Ausnehmungen 21 ist auf der Oberfläche eines Zapfens 11 ausgeformt. Wenn ein Gelenkwinkel zwischen den Wellen gebildet wird, wirken dadurch die Wälzkörpernut 19 und die Ausnehmungen 21 dahingehend, dass sie die Reibkraft verringern, die durch die Relativbewegung zwischen einer Laufbahn 5, den Wälzkörpern 13 und 15 und den Zapfen 11 erzeugt wird.
  • Wie in den 110 gezeigt, weist das dreibeinige Kreuzgelenk gemäß der vorliegenden Erfindung einen inneren Wälzkörper 13 und einen äußeren Wälzkörper 15 auf, der zwischen der Laufbahn 5 eines Gehäuses 3, das mit einer Stummelwelle 1 gekoppelt ist, und dem Zapfen 11 eines Kreuzes 9 gelegen ist, welches an einem Ende der Halbwelle 7 vorgesehen ist, und Nadellager 17, die zwischen dem inneren Wälzkörper 13 und dem äußeren Wälzkörper 15 vorgesehen sind.
  • Wie in 3 gezeigt, wird die Wälzkörpernut 19 des äußeren Wälzkörpers 15 durch die Verbindung von zwei Bogenteilen 23 definiert, die an gegenüberliegenden Seiten einer Unterteilungslinie Y vorgesehen sind, die den äußeren Wälzkörper 15 in zwei Teile in einem Querschnitt parallel zur Drehmittelachse X des äußeren Wälzkörpers 15 teilt. Der radiale Mittelpunkt CP von jedem Bogenteil 23 ist in einem Bereich RN von 1/4 bis 3/4 eines Liniensegmentes L gelegen, welches einen Kontaktpunkt zwischen dem Bogenteil 23 und der Laufbahn 5 mit der Unterteilungslinie Y verbindet, während er sich vertikal vom Kontaktpunkt erstreckt.
  • Weiterhin sind die radialen Mitten der zwei Bogenteile 23 positioniert, um mit Bezug auf die Unterteilungslinie Y symmetrisch zu sein. Dadurch werden die zwei Bogenteile 23 geformt, um mit Bezug zur Unterteilungslinie Y symmetrisch zu sein.
  • Somit treffen sich die zwei Liniensegmente L, die die Kontaktpunkte zwischen den Bogenteilen 23 und der Laufbahn 5 mit der Unterteilungslinie Y verbinden, an der Unterteilungslinie Y. Dies bedeutet, dass der Drehradius R0 der Laufbahn 5 des Gehäuses 3 konstant an der Position ist, wo die Laufbahn 5 den äußeren Wälzkörper 15 berührt, und der Mittelpunkt des Drehradius R0 ist der Schnittpunkt zwischen den zwei Liniensegmenten L und der Unterteilungslinie Y.
  • Die vordere Schnittansicht und die obere Schnittansicht des Gelenks sind ovalförmig (eiförmig). Zu diesem Zeitpunkt ist der Festpunkt der Schwerpunkt bzw. das Zentroid des Lagers. Wenn der längste Radius dieser vorderen Schnittansicht und der oberen Schnittansicht R ist und der Radius immer kürzer wird, gilt für r1, r2, r3, dass R > r1, r2, r3. Als eine Folge wird die Kontaktfläche kleiner. Daher wird der Schubwiderstand bzw. die Axialkraftbeständigkeit der Welle verringert.
  • Der innere Wälzkörper 13, der den Zapfen berührt, kann eine von mindestens zwei Formen haben. In einem Beispiel hat der innere Wälzkörper 13 einen konstanten Radius um sich herum, wie in 3 gezeigt. In einem anderen Beispiel, welches in 3b veranschaulicht ist, kann der innere Wälzkörper 13 eine gekrümmte Form aufweisen, die von einem variierenden Radius definiert wird.
  • In diesem Fall ist der Drehradius R1 von jedem Bogenteil 23 kleiner als der Drehradius R0 der Laufbahn 5. Das Bezugszeichen P bezeichnet den Kontaktwinkel zwischen der inneren Umfangsfläche der Laufbahn 5 und jedem Bogenteil 23, das an der Außenumfangsfläche des äußeren Wälzkörpers 15 gebildet wird.
  • Tatsächlich ist die Wälzkörpernut 19 an der Außenumfangsfläche des äußeren Wälzkörpers 15 durch Drehen des Abschnittes des äußeren Wälzkörper 15 ausgeformt, der die zwei Bogenteile 23 definiert, und zwar um die Drehmittelachse X.
  • Ein äußerer Wälzkörper 15 wird von der Wälzkörpernut 19 an vier Positionen getragen, wo der äußere Wälzkörper 15 mit der Laufbahn 5 des Gehäuses 3 in Kontakt kommt, so dass ein stabiler Zustand aufrecht erhalten wird. Öl ist in der Wälzkörpernut 19 enthalten, was somit sanft eine Schmierung zwischen dem äußeren Wälzkörper 15 und der Laufbahn 5 einleitet.
  • Als solches verringern die Verringerung der Kontaktfläche zwischen der Laufbahn 5 des Gehäuses 3 und des äußeren Wälzkörpers 15 und die Verbesserung der Schmierleistung durch das Öl, welches in der Wälzkörpernut 19 enthalten ist, die Reibkraft zwischen der Laufbahn 5 und dem äußeren Wälzkörper 15, was somit die Axialkraft verringert, die erzeugt wird, wenn das dreibeinige Kreuzgelenk Leistung überträgt.
  • Wie in den 5a bis 5d gezeigt, ist ein Paar von Verriegelungsstufen 13a am unteren Ende der Innenumfangsfläche des inneren Wälzkörpers 13 derart vorgesehen, dass ein vorbestimmter Winkel in einer Umfangsrichtung gebildet wird, und das diese zueinander hinweisen. Ein Paar von abgeschrägten Teilen 13b ist zwischen den Verriegelungsstufen 13a in derartiger Weise vorgesehen, dass ein vorbestimmter Winkel in der Umfangsrichtung gebildet wird und zueinander hinweist.
  • Die Laufbahn 5 des Gehäuses 3 ist als ein Kreis gebildet, anders als die Wälzkörpernut 19, die als zwei Kreise gebildet wird, die sich an einer vorbestimmten Position treffen. Somit hat sie eine hervorragende Umformbarkeit in einem Schmiedevorgang und ist leicht zu bemessen. Auch wenn eine große Drehmomentgröße unter dem Betriebswinkel des Gelenkes aufgebracht wird, ist eine Wälzkörperanordnung nicht geneigt, und zwar aufgrund der Neigungsverhinderungsstufen 5a, die an dem äußeren Teil (wie in einer radialen Richtung zu sehen) der Laufbahn 5 ausgeformt sind. Dadurch rollt die Wälzkörperanordnung stabil auf der Unterteilungslinie Y, was somit beträchtlich zu einer Verringerung der Axialkraft des Gelenkes beiträgt.
  • Wie in 6 gezeigt, hat der Zapfen 11, der den inneren Wälzkörper 13 berührt, die Form einer Ellipse. In diesem Fall haben eine Hauptachse a und eine Nebenachse b der Ellipse ein vorbestimmtes Verhältnis.
  • Wie in den 8 und 9 gezeigt, ist jede der Ausnehmungen 21 des Zapfens 11 zwischen einem weiten Winkelteil M und einen spitzen Winkelteil N ausgeformt. Der weite Winkelteil M ist entlang der Drehrichtung des Zapfens 11 an dem Schnittpunkt ausgeformt, der einen Teilkreis PC des Zapfens 11 berührt. Der spitze Winkelteil N ist einer Richtung senkrecht zur Drehrichtung des Zapfens 11 ausgeformt, um spitzer als der stumpfe Winkelteil M zu sein.
  • Der stumpfe Winkelteil M und der spitze Winkelteil N sind auf einem gewissen Drehradius von der Mittelachse der Zapfen 11 ausgeformt.
  • In einer detaillierten Beschreibung ist in einem Kreis CL, der als seine Mitte die Mittelachse des Zapfens 11 hat und die äußeren Kanten des stumpfen Winkelteils M und des spitzen Winkteils N bildet, der Teil zwischen dem stumpfen Winkelteil M und dem spitzen Winkelteil N in dem Kreis CL ausgenommen, was somit die Ausnehmung 21 bildet.
  • Die stumpfen Winkelteile M sind an beiden Seiten der sich drehenden Oberfläche PZ des Zapfens 11 derart vorgesehen, dass sie einen vorbestimmten Winkel bilden und den gleichen Drehradius haben. Zwischenzeitlich sind spitze Winkelteile N an beiden Seiten einer Oberfläche PX vorgesehen, die senkrecht zu der sich drehenden Oberfläche PZ des Zapfens 11 sind, und zwar in einer Weise, um einen vorbestimmten Winkel zu bilden, und mit dem gleichen Drehradius.
  • In diesem Fall ist der Winkel von jedem stumpfen Winkelteil M größer als jener von jedem spitzen Winkelteil N. Das Bezugszeichen M' bezeichnet den Winkel zwischen zwei Ausnehmungen 21, die auf gegenüberliegenden Seiten der sich drehenden Oberfläche PZ des Zapfens 11 ausgeformt sind. Wenn das Winkelverhältnis M'/M 0,80 oder geringer ist, wird die Breite des stumpfen Winkelteils M vergrößert, so dass die Breite der Ausnehmung 21 verringert wird. Somit ist die Montierbarkeit aufgrund der Gegenwirkung zwischen den Verriegelungsstufen 13a während der Montage schlecht. Wenn das Winkelverhältnis 1,08 oder größer ist, ist der stumpfe Winkelteil M im Gegensatz dazu übermäßig spitz, so dass die Kontaktspannung vergrößert wird. Daher ist vorzuziehen, dass das Winkelverhältnis von 0,8 bis 1,08 ist.
  • Wie in 7 gezeigt, ist ein Teil E, der durch gestrichelte Linien gezeigt ist, des Zapfens 11, der durch eine Drehung um die X-X-Achse gebildet wird, weggenommen, so dass der Zapfen 11 abgerundet ist. Eine solche Form vergrößert die Lebensspanne einer Metallform, die in einem Schmiedevorgang verwendet wird, und zwar zusätzlich zur Verbesserung der Produktivität. Weiterhin gestattet dies, dass die Wälzkörperanordnung leicht montiert wird und stabilisiert die Wälzkörperanordnung, wenn das Gelenk in einem großen Winkel gebogen bzw. abgeknickt wird, was somit dazu beiträgt, NVH zu verhindern (NVH = Noise, Vibration, Harshness = Geräusch, Vibrationen, Härte).
  • Natürlich wird der Formgebungsbereich von jeder Ausnehmung 21 durch den stumpfen Winkelteil M und den spitzen Winkelteil N bestimmt.
  • Der Zapfen 11 kommt in Kontakt mit dem inneren Wälzkörper 13 nur an den stumpfen Winkelteilen M und an den spitzen Winkelteilen N, und die Ausnehmungen 21 definieren einen Freiraum zwischen dem Zapfen 11 und dem inneren Wälzkörper 13, um Öl zu speichern, das für die Schmierung erforderlich ist.
  • Somit ist ein Kontaktbereich zwischen dem Zapfen 11 und dem inneren Wälzkörper 13 beträchtlich verringert, und die Schmierleistung zwischen dem Zapfen 11 und dem inneren Wälzkörper 13 wird vollständig sichergestellt. Als eine Folge wird während der Leistungsübertragung des dreibeinigen Kreuzgelenkes die Reibkraft zwischen dem Zapfen 11 und dem inneren Wälzkörper 13 beträchtlich verringert, was somit effizient verhindert, dass eine Axialkraft erzeugt wird.
  • Die meiste Last, die wirkt, wenn das dreibeinige Kreuzgelenk Leistung überträgt, wird an der Seite der stumpfen Winkelteile M des Zapfens 11 getragen. Die spitzen Winkelteile N dienen zum halten einer stabilen Koppelung zwischen dem inneren Wälzkörper 13 und dem Zapfen 11, der wegen den Ausnehmungen 21 schwach werden kann.
  • Das heißt, um den Kontaktbereich zwischen dem inneren Wälzkörper 13 und dem Zapfen 11 unter Verwendung der Ausnehmungen 21 zu verringern, und eine stabile Koppelung zwischen dem inneren Wälzkörper 13 und dem Zapfen 11 sicherzustellen, werden die spitzen Winkelteile N geformt.
  • Zwischenzeitlich, wie in 8 gezeigt, hat ein Halsteil 29 des Zapfens 11 einen Querschnitt mit der Form einer Ellipse, deren Hauptachse in der Drehrichtung des Zapfens 11 geformt ist.
  • Unter der Annahme, dass die gleiche Drehkraft übertragen wird, ist der Halsteil 29 mit dem elliptischen Querschnitt leichter als ein Halsteil mit einem kreisförmigen Querschnitt.
  • Das Verfahren zur Montage der Wälzkörperanordnung, die so aufgebaut ist, wie oben beschrieben, wird unten beschrieben.
  • Die 11a bis 11c zeigen das Verfahren zur Montage der Wälzkörperanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 1) Die Wälzkörperanordnung wird in einem vorbestimmten Winkel an der Vorderseite des Zapfens 11 geneigt. In einem solchen Zustand kommen die Verriegelungsstufen 13a, die am unteren Ende des inneren Wälzkörpers 13 vorgesehen sind, in Kontakt mit einem Teil R, wo das obere Ende des Halsteils 29 des Zapfens 11 die kugelförmige Oberfläche des inneren Wälzkörpers 13 trifft (siehe 11a).
  • In diesem Fall ist der Montagezustand folgender. Das heißt, W/2 ist größer als der maximale Verbindungswinkel J, D1 ist größer als D2 und die Länge L von jedem abgeschrägten Teil 13b ist von K1 bis K.
  • D1 bezeichnet den Innendurchmesser des inneren Wälzkörpers 13, und D2 bezeichnet den Innendurchmesser zwischen den Verriegelungsstufen 13a, der an der Innenumfangsfläche des inneren Wälzkörpers 13 gebildet wird, In 9 bezeichnet K1 ein Liniensegment eines Viertelkreises, der durch die sich drehende Oberfläche PZ des Zapfens 11 und die Oberfläche PX senkrecht zu der sich drehenden Oberfläche definiert wird, und K bezeichnet eine Distanz zwischen den zueinander weisenden Ausnehmungen 21.
  • 2) In 11a wird die Wälzkörperanordnung eingepasst, während sie um einen Punkt gedreht wird, wo eine der Verriegelungsstufen 13a, die am unteren Ende des inneren Wälzkörpers 13 vorgesehen ist, den Teil R des Zapfens 11 trifft. Wenn die Verriegelungsstufe 13a, die an der gegenüberliegenden Seite des unteren Endes des inneren Wälzkörpers 13 vorgesehen ist, durch die kugelförmige Oberfläche des Zapfens 11 gestoppt wird, wird die Wälzkörperanordnung mit einer kleinen Kraft durch Kraft eingepasst (siehe 11b).
  • Während der Drehmittelpunkt während der Montage, das heißt der Punkt, wo die kugelförmige Oberfläche des Zapfens 11 auf die Innenumfangsfläche des inneren Wälzkörpers 13 trifft, bewegt wird, wird die Wälzkörperanordnung zusammengebaut.
  • 3) Sobald die Wälzkörperanordnung zusammengebaut worden ist, wird die Wälzkörperanordnung nicht auseinandergebaut, solange keine Kraft absichtlich auf die Wälzkörperanordnung in dem gleichen Zustand aufgebracht wird, wie bei der Montage. Wenn somit die Montage des Gelenks in der Produktionslinie ausgeführt wird, ist sie einfach für einen Arbeiter zu halten, und zwar zusätzlich dazu, dass sie eine hervorragende Bearbeitbarkeit bietet (siehe 11c).
  • Nach dem der äußere Wälzkörper 15 der Wälzkörperanordnung montiert worden ist, ist der maximale Betriebswinkel des Gelenks 23 Grad, was somit die Entfernung der Wälzkörperanordnung verhindert und eine Stabilität sicherstellt.
  • Die Struktur für das dreibeinige Kreuzgelenk (mit konstanter Drehzahl) gemäß der vorliegenden Erfindung reduziert merklich die Reibkraft zwischen dem äußeren Wälzkörper 15 und der Laufbahn 5, und die Reibkraft zwischen dem Zapfen 11 und dem inneren Wälzkörper 13 unter Verwendung der Wälzkörpernut 19 und einer Vielzahl von Ausnehmungen 21.
  • Wie oben beschrieben sieht die vorliegende Erfindung eine Struktur für ein dreibeiniges Kreuzgelenk und ein Verfahren zur Montage einer Wälzkörperanordnung vor, die die strukturelle Stabilität des dreibeinigen Kreuzgelenkes beibehalten und die Reibkraft zwischen einem äußeren Wälzkörper und einer Laufbahn und die Reibkraft zwischen einem Zapfen und einem inneren Wälzkörper minimieren, und zwar unter Verwendung einer Wälzkörpernut, die an dem äußeren Wälzkörper ausgeformt ist, und unter Verwendung einer Vielzahl von Ausnehmungen, die an dem Zapfen ausgeformt sind, was somit merklich die Erzeugung einer Axialkraft reduziert, wodurch daher der stabile Betrieb und die Haltbarkeit des Kreuzgelenkes sichergestellt werden. Weiterhin ist Öl in der Wälzkörpernut und in den Ausnehmungen enthalten, was somit die Schmierleistung verbessert. Der Halsteil des Zapfens hat einen elliptischen Querschnitt, so dass das Gewicht vergleichsweise verringert werden kann.
  • Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu Veranschaulichungszwecken offenbart worden ist, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedenen Modifikationen, Zusätze und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Umfang und Kern der Erfindung abzuweichen, wie in den beigefügten Ansprüchen offenbart wird.

Claims (10)

  1. Struktur für ein dreibeiniges Kreuzgelenk, welches Folgendes aufweist: einen inneren Wälzkörper und einen äußeren Wälzkörper, die zwischen einer Laufbahn eines Gehäuses und einem Zapfen eines Kreuzes vorgesehen sind; eine Wälzkörpernut, die an einem mittleren Teil einer Außenfläche des äußeren Wälzkörpers in einer Umfangsrichtung des äußeren Wälzkörpers ausgeformt ist; und eine Vielzahl von Ausnehmungen, die auf einer Oberfläche des Zapfens ausgeformt sind, um eine Kontaktfläche mit dem inneren Wälzkörper zu reduzieren.
  2. Struktur für das dreibeinige Kreuzgelenk nach Anspruch 1, wobei ein Paar von Verriegelungsstufen an einem unteren Ende einer Innenumfangsfläche des inneren Wälzkörpers derart vorgesehen ist, dass sie einen vorbestimmten Winkel in einer Umfangsrichtung bilden und zueinander hinweisen.
  3. Struktur für ein dreibeiniges Kreuzgelenk nach Anspruch 1, wobei die Wälzkörpernut des äußeren Wälzkörpers durch eine Verbindung von zwei Bogenteilen definiert wird, die an gegenüberliegenden Seiten einer Unterteilungslinie ausgeformt sind, die den äußeren Wälzkörper in zwei Teile an einem Schnitt senkrecht zu einer Drehmittelachse teilt, und wobei eine Radiusmitte von jedem der Bogenteile auf einem Liniensegment gelegen ist, welches einen Kontaktpunkt zwischen dem Bogenteil und dem Zapfen mit der Unterteilungslinie derart verbindet, dass es sich senkrecht von dem Kontaktpunkt erstreckt.
  4. Struktur für das dreibeinige Kreuzgelenk nach Anspruch 1, wobei jede der Ausnehmungen des Zapfens zwischen einem stumpfen Winkelteil und einem spitzen Winkelteil ausgeformt ist, wobei der stumpfe Winkelteil in einer Drehrichtung des Zapfens an einem Schnittpunkt ausgeformt ist, der einen Teilkreis des Zapfens berührt, und wobei der spitze Winkelteil in einer Richtung senkrecht zur Drehrichtung des Zapfens ausgeformt ist und spitzer als der stumpfe Winkelteil ist, und wobei der stumpfe Winkelteil und der spitze Winkelteil auf dem gleichen Drehradius von einer Mittelachse des Zapfens ausgeformt sind.
  5. Struktur für das dreibeinige Kreuzgelenk nach Anspruch 4, wobei ein Verhältnis zwischen einem Winkel des stumpfen Winkelteils und einem Winkel zwischen zwei benachbarten Ausnehmungen, die auf gegenüberliegenden Seiten des stumpfen Winkelteils positioniert sind, von 0,80 bis 1,08 ist.
  6. Struktur für das dreibeinige Kreuzgelenk nach Anspruch 1, wobei der Zapfen einen Querschnitt mit einer Form einer Ellipse hat, deren Hauptachse in einer Drehrichtung ausgeformt ist.
  7. Struktur für das dreibeinige Kreuzgelenk nach Anspruch 1, wobei ein vorbestimmter Teil des Zapfens, der durch eine Drehung um eine Achse senkrecht zur Drehmittelachse des Zapfens gebildet wird, abgerundet ist.
  8. Struktur für das dreibeinige Kreuzgelenk nach Anspruch 1, wobei dar innere Wälzkörper einen konstanten Radius aufweist.
  9. Struktur für das dreibeinige Kreuzgelenk nach Anspruch 1, wobei der innere Wälzkörper durch einen variierenden Radius definiert wird.
  10. Verfahren zur Montage einer Wälzkörperanordnung eines dreibeinigen Kreuzgelenkes, welches folgende Schritte aufweist: Bewirken, das eine von mehreren Verriegelungsstufen, die an einem unteren Ende des inneren Wälzkörpers vorgesehen sind, um zueinander hinzuweisen, einen vorbestimmten Teil berührt, wo ein oberes Ende eines Halsteils eines Zapfens eine kugelförmige Oberfläche trifft, während die Wälzkörperanordnung in einem vorbestimmten Winkel geneigt ist; Einpassen der Wälzkörperanordnung durch Drehen der Wälzkörperanordnung um einen Punkt, wo die Verriegelungsstufe den Teil berührt, wo das obere Ende des Halsteils die kugelförmige Oberfläche trifft; und Aufbringen einer vorbestimmten Kraft, um die Wälzkörperanordnung durch Kraft einzupassen, wenn eine restliche Stufe der Stufen durch eine kugelförmige Oberfläche des Zapfens gestoppt wird.
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