DE102007015413A1

DE102007015413A1 - Gelenk

Info

Publication number: DE102007015413A1
Application number: DE200710015413
Authority: DE
Inventors: Jürgen Kälberer
Original assignee: HEGGEMANN AUTOSPORT GmbH
Current assignee: Cp Tech De GmbH
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: DE102007015413B4

Abstract

Bei einer Tripode mit einer in einem Tripodengehäuse 1 endseitig gefangenen Welle 2 ist an dem Ende der Welle 2 axial einenends ein biegeelastisches Verbindungsstück 7 festgelegt und ist das Verbindungsstück 7 andernends axial im Inneren des Tripodengehäuses 1 festgelegt.

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 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 . Dort stützen sich die beiden kugelartig ausgebildeten Enden eines Stabes auf hohlkugeligen Führungsflächen ab.
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 an dem Ende der Welle axial einerends ein biegeelastisches Verbindungsstück festgelegt ist und dass das Verbindungsstück andernends axial im Inneren des Tripodengehäuses festgelegt ist.
Da das Verbindungsstück sowohl an der Welle als auch in dem Inneren des Tripodengehäuses mit den gegeneinander verschwenkbaren Bauteilen fest verbunden ist, bedarf es einer ausreichenden Biegeelastizität des Verbindungsstücks, damit dieses ein solches Verschwenken der Welle gegenüber einer Achse des Tripodengehäuses bzw. einer davon abgehenden Welle erlaubt. Andererseits ist das Verbindungsstück ausreichend drucksteif auszuführen, so dass, in gewissem Umfang, auch Druckkräfte in an sich bekannter Art übertragen werden können. Die Übertragung von Zugkräften ist durch eine derartige Fesselung nach der Erfindung unproblematisch und sichergestellt.
Zweckmäßigerweise wird das Verbindungsstück durch ein Rundmaterial ausgebildet. Ein solches Rundmaterial ist in Röhrchen, Hülsen oder dergleichen in einfacher Weise festlegbar. Dabei ist in konstruktiver Ausgestaltung der Tripode nach der Erfindung vorgesehen, dass in eine axiale Ausnehmung am Ende der Welle eine Fassung für das Verbindungsstück eingebracht ist, die das Verbindungsstück innerhalb der Welle festlegt.
Durch die Festlegung des Verbindungsstücks innerhalb der Welle kann es bei einem Durchbiegen des Verbindungsstücks bei einem Verschwenken der Welle gegenüber der Achse des Tripodengehäuses zu einer Berührung des Verbindungsstücks mit dem Rand der Ausnehmung bzw. der Fassung kommen. Um solches zu vermeiden ist vorgesehen, dass die Fassung hin zu ihrem freien Ende eine trichterartige Aufweitung aufweist. Der maximale Durchmesser der Aufweitung wie auch die Tiefe der Festlegung des Verbindungsstücks innerhalb der Welle bestimmt den Winkel der trichterartigen Aufweitung, so dass auch bei maximaler Auslenkung der Welle gegenüber der Achse des Tripodengehäuses es eben nicht zu einer Berührung des Verbindungsstücks mit der sich trichterartigen aufweitenden Fassung bzw. dem Rand der Ausnehmung kommt.
In weiterer konstruktiver Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Übergang zwischen einem das Verbindungsstück fassenden Rohrabschnitt und der Aufweitung abgerundet ist. Bei einer Auslenkung wird sich das biegeelastische Verbindungsstück an einer solchen Abrundung abstützen und erfolgt infolgedessen die Biegung gleichsam zwangsweise durch einen vorgegebenen Biegeradius.
Für die Festlegung des Verbindungsstücks innerhalb des Tripodengehäuses ist vorgesehen, dass in einen Boden des Tripodengehäuses axial eine Ausnehmung eingebracht ist für das Einbringen einer Aufnahme für das Verbindungsstück. Da das Verbindungsstück sowohl an der Welle als auch innerhalb des Tripodengehäuses axial festgelegt ist, kommt es bei keiner bzw. nur geringen Verschwenkungen der Welle gegenüber der Achse des Tripodengehäuses kaum zu einer Belastung des Verbindungsstücks.
In weiterer konstruktiver Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in die Aufnahme eine gesondert ausgebildete Fassung für das Verbindungsstück eingebracht ist. Bevorzugt weist die Fassung eine axial vorstehende, das Verbindungsstück einfassende Hülse auf. Dabei ist ferner die axiale Abmessung dieser Hülse so gewählt, dass diese sich axial etwa von dem tripodengehäuseseitigen Ende des Verbindungsstücks bis nahezu an den äußeren Rand der Aufweitung der wellenseitigen Fassung erstreckt. Infolge dieser Maßnahme wird eine Biegung des Verbindungsstücks im wesentlichen innerhalb der trichterartigen Aufweitung und damit innerhalb der Welle erfolgen.
Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass ein Metall-Seil als Verbindungsstück geeignet ist. Hierbei werden geflochtene Seile bevorzugt. Derartige Seile, vorzugsweise axial außenliegend mit den Fassungen hart verlötet, übertragen neben Zugkräften auch, in gewissem Umfang, Druckkräfte, wenn ungefasste Abschnitte des Metall-Seils vergleichsweise kurz gehalten werden.
Alternativ kann ein Kunststoff-Stab vorgesehen sein, wobei modere Kunststoffe ausreichend elastisch und dennoch standfest sind.
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 2 und
5: in einer isometrischen Darstellung die Fesselung.
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, womit endseitig in einfacher Weise eine axiale Ausnehmung 5 ausgebildet werden kann, in die eine Fassung 6 eingebracht wird, mittels der ein biegeelastisches Verbindungsstück 7 einerends festgelegt ist.
Die Fassung 6 weist hin zu ihrem freien Ende 8 eine trichterartige Aufweitung 9 auf, so dass auch bei einer Auslenkung der Welle 2 gemäß 1 es zu keiner Berührung des gebogenen Verbindungsstücks 7 mit dem äußeren Rand hier der Aufweitung 9 kommt, auch wenn das Verbindungsstück 7 innerhalb der Welle 2 von einem Rohrabschnitt 10 der Fassung 6 gehalten ist.
Die 2 und 3 zeigen ferner, dass ein Übergang 11 zwischen dem Rohrabschnitt 10 und der Aufweitung 9 abgerundet ist, so dass es bei einer Auslenkung nicht zu einem Abknicken an einer scharfen Kante kommen kann. Vielmehr wird sich das Verbindungsstück 7, wie in 1 gezeigt, an den abgerundeten Übergang 11 gleichsam sanft anlegen.
Für ein Festlegen der Fassung 6 der Fesselung 12 in der Welle 2 ist ein Gewindering 13 vorgesehen, dessen Außengewinde in ein entsprechendes Innengewinde der Ausnehmung 5 einschraubbar ist, bis ein Anschlag 14 auf die Stirnseite der Welle 2 auftritt. Eine exakte Positionierung der Anbindung an der Welle ist damit sichergestellt. Für das Einschrauben können für ein Ansetzen eines Gabelschlüssels mit abstehenden Nasen noch diagonal angeordnete Ausnehmungen am äußeren Rand der Aufweitung 9 vorgeehen werden, vgl. auch 5.
Die Anbindung des Verbindungsstücks 7 innerhalb des Tripodengehäuses 1 erfolgt ebenfalls axial, hier mit Bezug zur Symmetrieachse 4. In einen Boden 15 im Inneren des Tripodengehäuses 1 ist axial eine Ausnehmung 16 eingebracht. In diese mit einem Innengewinde versehene Ausnehmung 16 wird ein mit einem entsprechenden Außengewinde versehener Gewindestopfen 17 einer Aufnahme 18 für das Verbindungsstück 7 bis zu einem Anschlag 19 eingeschraubt. Die Aufnahme 18 nimmt eine gesondert ausgebildete Fassung 20 auf, in der das Verbindungsstück 7 festgelegt ist. Für das Festlegen der Fassung 20 innerhalb einer Ausnehmung 21 in der Aufnahme 18 weisen die Aufnehmung 21 wie auch die Fassung 20 fluchtende, im Querschnitt halbrunde, umlaufende Nuten auf, in die durch eine radiale Bohrung 22 ein Sicherungsring 23 eintreibbar ist. Damit ist die Fassung 20 in der Ausnehmung 21 auszugssicher festgelegt.
Die Fassung 20 weist eine axial vorstehende, das Verbindungsstück 7 über eine vergleichsweise lange Distanz einfassende Hülse 24 noch auf, die sich nahezu bis zum äußeren Rand der Aufweitung 9 erstreckt. Diese das Verbindungsstück 7 einfassende Hülse 24 trägt dazu bei, dass. eine Auslenkung des Verbindungsstücks 7 im Wesentlichen innerhalb der Aufweitung 9 und damit innerhalb der Welle 2 erfolgt.
Ist das Verbindungsstück 7 aus einem Metall, bevorzugt aus einem Metall-Seil, wird das Verbindungsstück 7 axial außenliegend mit dem Rohrabschnitt 10 bzw. axial außenliegend mit der Fassung 20 hart verlötet.
Grundsätzlich eignen sich als Alternativen auch ein Verquetschen des Rohrabschnitts bzw. der Hülse 24 wie auch ein Verkleben, ein Verstiften oder dergleichen. Letztere Alternativen werden bei Kunststoff-Stäben als Verbindungsstücke zur Anwendung gelangen.

1: Tripodengehäuse
2: Welle
3: Tripod-Lagerung
4: Symmetrieachse
5: Ausnehmung
6: Fassung
7: Verbindungsstück
8: Ende
9: Aufweitung
10: Rohrabschnitt
11: Übergang
12: Fesselung
13: Gewindering
14: Anschlag
15: Boden
16: Ausnehmung
17: Gewindestopfen
18: Aufnahme
19: Anschlag
20: Fassung
21: Ausnehmung
22: Bohrung
23: Sicherungsring
24: Hülse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 2010899 [0002]
- EP 0968867 [0003]

Claims

Tripode, mit einer in einem Tripodengehäuse endseitig gefangenen Welle, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ende der Welle (2) axial einerends ein biegeelastisches Verbindungsstück (7) festgelegt ist und dass das Verbindungsstück (7) andernends axial im Inneren des Tripodengehäuses (1) festgelegt ist.
Tripode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in eine axiale Ausnehmung (5) am Ende der Welle (2) eine Fassung (6) für das Verbindungsstück (7) eingebracht ist, die das Verbindungsstück (7) innerhalb der Welle (2) festlegt.
Tripode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (6) hin zu ihrem freien Ende (8) eine trichterartige Aufweitung (9) aufweist.
Tripode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang (11) zwischen einem das Verbindungsstück (7) fassenden Rohrabschnitt (10) und der Aufweitung (9) abgerundet ist.
Tripode nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einen Boden (15) des Tripodengehäuses (1) axial eine Ausnehmung (16) eingebracht ist für das Einbringen einer Aufnahme (18) für das Verbindungsstück (7).
Tripode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Aufnahme (18) eine gesondert ausgebildete Fassung (20) für das Verbindungsstück (7) eingebracht ist.
Tripode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (20) eine axial vorstehende, das Verbindungsstück (7) einfassende Hülse (24) aufweist.
Tripode nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück ein Metall-Seil ist.
Tripode nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall-Seil axial außenliegend mit den Fassungen hartverlötet ist.
Tripode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück ein Kunststoff-Stab ist.