DE102007015412B4

DE102007015412B4 - Gelenk

Info

Publication number: DE102007015412B4
Application number: DE102007015412.9A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Kälberer
Original assignee: CP AUTOSPORT GmbH
Current assignee: Cp Tech De GmbH
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2015-05-21
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: DE102007015412A1

Abstract

Tripode, mit einer in einem Tripodengehäuse endseitig gefangenen Welle, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Welle (2) über wenigstens ein axial angeschlossenes Kardangelenk (7; 11) im Inneren des Tripodengehäuses (1) festgelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenk, speziell eine Tripode, und insbesondere die axiale Fesselung einer in einem Tripodengehäuse endseitig gefangenen Welle.
Aus der US 2,010,899 A ist ein Universalgelenk bekannt, bei dem eine Welle endseitig ein Gehäuse ausbildet mit einem hohlkugelartigen Innenraum. In diesem hohlkugelartigen Innenraum ist das Ende einer zweiten Welle gefangen, die hierzu einen dem hohlkugelartigen Innenraum angepassten Kopf aufweist. Die zweite Welle weist axial in dem Kopf eine U-förmige Ausnehmung auf, in die ein ebenfalls kugelförmig ausgebildetes Ende eines Stabes eingreift. Andernends weist der Stab gleichfalls eine Kugel auf, die in einer axialen Bohrung der ersten Welle gegen die Kraft einer Feder abgestützt ist.
Eine Weiterentwicklung der voranstehend erläuterten Fesselung bei den in Rede stehenden Gelenken offenbart die EP 0 968 867 A1 . Dort stützen sich die beiden kugelartig ausgebildeten Enden eines Stabes auf hohlkugeligen Führungsflächen ab.
Die EP 1 352 770 A1 offenbart eine gattungsgemäße Tripode mit einer in einem Tripodengehäuse endseitig gefangenen Welle. Hierzu ist ein Kugelgelenk vorgesehen, bei dem wenigstens eine endseitig eines Stabes ausgebildete Kugel in einer Halbschale ruht. Speziell vorgesehene Sicherungen verhindern dabei einen Auszug der Kugel aus der Halbschale.
Aus der US 5,733,197 A ist eine weitere Tripode bekannt, bei der eine drehfeste Verbindung zwischen einem Führungselement und einer Antriebswelle durch das Eingreifen einer Schneide des Führungselements in einen stirnseitigen Schlitz des Antriebswelle erfolgt.
Die Einsatzmöglichkeiten der in Rede stehenden Gelenke sind vielfältig. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen haben Tripoden bei homokinetischen Antriebssträngen Verwendung gefunden, so hohe Leistungen zu übertragen sind, beispielsweise im Rennsport. Dabei hat es sich gezeigt, dass die bekannte, lediglich auf Druck belastbare Fesselung der Welle innerhalb des Tripodengehäuses Schwächen aufweist.
Vor diesem technischen Hintergrund schlägt die Erfindung bei einer Tripode mit einer in einem Tripodengehäuse endseitig gefangenen Welle vor, dass das Ende der Welle über wenigstens ein axial angeschlossenes Kardangelenk im Inneren des Tripodengehäuses festgelegt ist.
Das Kardangelenk lässt eine Schwenkbewegung der in dem Tripodengehäuse endseitig gefangenen Welle problemlos zu, wobei von dem Kardangelenk Druck- und Zugkräfte übertragen werden können.
In einer bevorzugten Ausführung der Tripode nach der Erfindung sind zwei Kardangelenke vorgesehen, eines endseitig der Welle positioniert und das andere zentral, bodenseitig im Inneren des Tripodengehäuses angeordnet.
Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn in eine axiale Ausnehmung am Ende der Welle ein Korb eingebracht ist und in dem Korb ein Kardangelenk angeordnet ist. Dabei ist insbesondere daran gedacht, dass der Korb vollständig in die Ausnehmung eingebracht ist oder die Stirnseite der Welle überdeckend die Welle abschließt, so dass das Kardangelenk selbst vollständig innerhalb des Korbes und damit innerhalb der Welle liegend angeordnet ist. Über ein Verbindungsstück kann dann das Kardangelenk dann im Tripodengehäuse festgelegt werden.
Je nach Länge dieses Verbindungsstücks bzw. der Einbautiefe des Kardangelenks innerhalb der Welle kann es zweckmäßig sein, wenn der Korb sich hin zu seinem freien Ende trichterartig aufweitet. Diese Maßnahme erlaubt vergleichsweise große Schwenkwinkel der Welle gegenüber einer zentralen Achse des Tripodengehäuses, ohne das es zu einem Anschlagen des Verbindungsstücks kommt.
Alternativ oder zusätzlich kann daran gedacht sein, dass in einen Boden des Tripodengehäuses axial eine Ausnehmung eingebracht ist für die Aufnahme einer Fassung für ein Kardangelenk. Bei einer gemeinsamen, axialen Ausrichtung der Welle und des Tripodengehäuses werden dann das bzw. die Kardangelenke nicht belastet. Allerdings ist auch in vorteilhafter Weise eine Belastung bei üblichen Schwenkbewegungen der Welle gegenüber der Achse des Tripodengehäuses kaum feststellbar.
In konstruktiver Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass in die Fassung ein gesondert ausgebildeter Korb für eine Aufnahme eines Kardangelenks eingebracht ist. Dabei wird weiter bevorzugt, dass in dem Korb wenigstens eine Achse des Kardangelenks angeordnet ist, eine weitere, sofern vorgesehen, kann auch vor dem Korb oder zumindest teilweise innerhalb desselben positioniert sein.
Auch wenn die Belastung des bzw. der Kardangelenke regelmäßig gering nur ist, sollten diese passgenau ausgebildet sein, um beispielsweise ein Schlagen oder dergleichen zu vermeiden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist deshalb vorgesehen, dass ein Kardangelenk eine Gabel aufweist, dass die Gabel ein Formstück einfasst, dass zwei Zinken der Gabel mit dem Formstück durch einen eine Achse ausbildenden Stift verbunden sind, dass das Formstück von einem eine zweite Achse ausbildenden zweiten Stift durchsetzt ist, die gegenüber der ersten Achse im Raum um 90° gedreht angeordnet ist, und dass die freien Enden des zweiten Stifts in einem Korb gelagert sind. Eine solche Ausbildung des Kardangelenks, die spielfrei ausgeführt ist, erhöht die Standfestigkeit des Kardangelenks und damit die der erfindungsgemäßen Tripode erheblich.
Weiter bevorzugt wird, dass zwei Gabeln endseitig eines Verbindungsstücks vorgesehen sind und dass die Gabel in einer Ebene liegend angeordnet sind. Aufwendig geschmiedete Verbindungsstücke mit endseitigen gegeneinander verdrehten Gabeln sind so vermieden.
Zweckmäßig ist gleichfalls, wenn die zwei Kardangelenke gleichartig ausgebildet sind, sowohl hinsichtlich ihrer Funktion als auch beispielsweise hinsichtlich ihrer Abmessungen. Identische Formstücke und Stifte bei den zwei dann auch gleichartig ausgebildeten Gabeln senken die Herstellungskosten deutlich.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der lediglich ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
1: einen Schnitt durch ein Tripodengehäuse,
2: die Fesselung der Welle an dem Tripodengehäuse,
3: einen Schnitt gemäß der Linie III, III in 2,
4: einen Schnitt gemäß der Linie IV, IV in 3 und
5: in einer isometrischen Darstellung die Fesselung zentral geschnitten.
1 zeigt ein Tripodengehäuse 1, in dem eine Welle 2 endseitig gefangen ist. Die spezielle Ausbildung der Tripod-Lagerung 3 erlaubt ein Auslenken der Welle 2 aus der Symmetrieachse 4 des Tripodengehäuses 1 bzw. einer von dort abgehenden Welle.
Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Welle 2 als Hohlwelle ausgebildet, wodurch endseitig in einfacher Weise eine axiale Ausnehmung 5 ausgebildet werden kann, in der ein Korb 6 mit einem Kardangelenk 7 aufgenommen ist. Dieses Kardangelenk 7 ist über ein Verbindungsstück 8 an das Innere des Tripodengehäuses 1 angeschlossen.
Um, wie in 1 dargestellt, auch vergleichsweise große Verschwenkwinkel der Welle 2 gegenüber der Symmetrieachse 4 zu ermöglichen, ist der Korb 6 hin zu seinem freien Ende 9 sich trichterartig erweiternd ausgebildet. Dieser trichterartigen Erweiterung ist der Mund 10 der Ausnehmung 5 angepasst.
Das Verbindungsstück 8 ist über ein zweites Kardangelenk 11 im Inneren des Tripodengehäuses 1 festgelegt. Hierzu ist in einem Boden 12 des Tripodengehäuses 1 axial eine Ausnehmung 13 für eine Fassung 14 für das Kardangelenks 11 vorgesehen, in die axial ein gesondert ausgebildeter Korb 15 für die Aufnahme des Kardangelenks 11 eingebracht ist. Festgelegt ist der Korb 15 durch einen Sicherungsring 16, der durch eine nicht dargestellte, tangentiale Bohrung im Mantel 17 der Fassung 14 eingebracht werden kann.
2 zeigt eine Ansicht der Fesselung 18 der Welle 2 und des Tripodengehäuses 1 in einer nicht ausgelenkten Stellung der Welle 2. Der in die Ausnehmung 5 der Welle 2 einzubringende Korb 6 ist mit einem Gewindering 19 versehen, dessen Außengewinde mit einem entsprechenden Innengewinde der Ausnehmung 5 in der Welle 2 für ein Festlegen des Korbs 6 korrespondiert. Der Korb 6 wird dabei soweit eingeschraubt, bis ein Anschlag 20 auf die Stirnseite der Welle 2 auftritt.
Des weiteren zeigt 2, dass das erste Kardangelenk 7 vollständig innerhalb des Korbs 6 und damit auch innerhalb der Welle 2 angeordnet ist.
Auch die tripodengehäusefeste Fassung 14 weist einen Gewindering 21 auf für ein Einschrauben in die mit einem entsprechend ausgebildeten Innengewinde versehene, axiale Ausnehmung 13 im Boden 12. Der Anschlag 22 des Mantels 17 stellt die exakte Positionierung des Korbs 14 bei einem Einschrauben sicher.
Anhand der 3 bis 5 wird der Aufbau der Kardangelenke 7, 11 weiter erläutert. Das Verbindungsstück 8 zwischen den Kardangelenken 7, 11 läuft endseitig in zwei Gabeln 23, 24 aus, die jeweils ein Formstück 25, 26 einfassen. Die Gabeln 23, 24 sind bei dem Ausführungsbeispiel in einer Ebene liegend angeordnet. Die Verbindung zwischen den Gabeln 23, 24 und den entsprechenden Formstücken 25, 26 erfolgt jeweils mittels eines Stifts 27, 28, die jeweils entsprechende Bohrungen in den Zinken 29, 30 der Gabel 23 bzw. Zinken 31, 32 der Gabel 24 und in den Formstücken 25 bzw. 26 durchsetzen.
Die Formstücke 25, 26 werden wiederum von jeweils einem Stift 33, 34 durchsetzt. Die freien Enden der Stifte 32, 33 die den Formstücken 25, 26 vorstehen, sind in radialen Bohrungen der Körbe 6 bzw. 14 gefangen, vergleiche 3.
Die 3 bis 5 zeigen ferner auf, dass die beiden Kardangelenke 7, 11 gleichartig hinsichtlich ihrer Abmessungen wie auch hinsichtlich ihrer Funktionsweise ausgebildet sind.
Bezugszeichenliste

1: Tripodengehäuse
2: Welle
3: Tripod-Lagerung
4: Symmetrieachse
5: Ausnehmung
6: Korb
7: Kardangelenk
8: Verbindungsstück
9: Ende
10: Mund
11: Kardangelenk
12: Boden
13: Ausnehmung
14: Fassung
15: Korb
16: Sicherungsring
17: Mantel
18: Fesselung
19: Gewindering
20: Anschlag
21: Gewindering
22: Anschlag
23: Gabel
24: Gabel
25: Formstück
26: Formstück
27: Stift
28: Stift
29: Zinken
30: Zinken
31: Zinken
32: Zinken
33: Stift
34: Stift

Claims

Tripode, mit einer in einem Tripodengehäuse endseitig gefangenen Welle, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Welle (2) über wenigstens ein axial angeschlossenes Kardangelenk (7; 11) im Inneren des Tripodengehäuses (1) festgelegt ist.
Tripode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kardangelenke (7, 11) vorgesehen sind.
Tripode nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in eine axiale Ausnehmung (5) am Ende der Welle (2) ein Korb (6) eingebracht ist und dass in dem Korb (6) ein Kardangelenk (7) angeordnet ist.
Tripode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Korb (6) sich hin zu seinem freien Ende (9) trichterartig aufweitet.
Tripode nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Boden (12) des Tripodengehäuses (1) axial eine Ausnehmung (13) eingebracht ist für die Aufnahme einer Fassung (14) für ein Kardangelenk (11).
Tripode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Fassung (14) ein gesondert ausgebildeter Korb (15) für eine Aufnahme eines Kardangelenks (11) eingebracht ist.
Tripode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Korb (15) eine Achse (34) des Kardangelenks (11) angeordnet ist.
Tripode nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kardangelenk (7; 11) eine Gabel (23; 24) aufweist, dass die Gabel (23; 24) ein Formstück (25; 26) einfasst, dass zwei Zinken (29, 30; 31, 32) der Gabel (23; 24) mit dem Formstück (25; 26) durch einen eine Achse ausbildenden Stift (27; 28) verbunden sind, dass das Formstück (25; 26) von einem eine zweite Achse ausbildenden zweiten Stift (33; 34) durchsetzt ist, die gegenüber der ersten Achse im Raum um 90° gedreht angeordnet ist, und dass die freien Enden des zweiten Stifts (33; 34) in einem Korb (6; 15) gelagert sind.
Tripode nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Gabeln (23, 24) endseitig eines Verbindungsstücks (8) vorgesehen sind und dass die Gabeln (23, 24) in einer Ebene liegend angeordnet sind.
Tripode nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Kardangelenke (7, 11) gleichartig ausgebildet sind.