DE102007015413B4 - Gelenk - Google Patents
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- 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
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Gelenk, eine Tripode, mit einer in einem Tripodengehäuse endseitig gefangenen Welle, bei der an dem Ende der Welle axial einerends ein biegeelastisches Verbindungsstück festgelegt ist und das Verbindungsstück andernends axial im Inneren des Tripodengehäuses festgelegt ist.
- 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
JP S61211528 A - Eine gattungsgemäße Tripode offenbart
JP H0880704 A - 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, bei der an dem Ende der Welle axial einerends ein biegeelastisches Verbindungsstück festgelegt ist und dass das Verbindungsstück andernends axial im Inneren des Tripodengehäuses festgelegt ist, das Verbindungsstück entweder durch ein Metall-Seil oder einen Kunststoffstab auszubilden.
- Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass ein Metall-Seil als Verbindungsstück geeignet ist. Hierbei werden geflochtene Seile bevorzugt. Solche Metallseile 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.
- 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 einer Ausnehmung der Aufnahme eine gesondert ausgebildete Fassung für das Verbindungsstück auszugssicher 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.
- Findet als biegeelastisches Verbindungsstück ein Metall-Seil Verwendung, ist dieses vorzugsweise axial außenliegend mit den Fassungen hart verlötet.
- 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 in2 , -
4 : einen Schnitt gemäß der Linie IV, IV in2 und -
5 : in einer isometrischen Darstellung die Fesselung. -
1 zeigt ein Tripodengehäuse1 , in dem eine Welle2 endseitig gefangen ist. Die spezielle Ausbildung der Tripod-Lagerung3 erlaubt ein Auslenken der Welle2 aus der Symmetrieachse4 des Tripodengehäuses1 bzw. einer von dort abgehenden Welle. - Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Welle
2 als Hohlwelle ausgebildet, womit endseitig in einfacher Weise eine axiale Ausnehmung5 ausgebildet werden kann, in die eine Fassung6 eingebracht wird, mittels der ein biegeelastisches Verbindungsstück7 einerends festgelegt ist. - Die Fassung
6 weist hin zu ihrem freien Ende8 eine trichterartige Aufweitung9 auf, so dass auch bei einer Auslenkung der Welle2 gemäß1 es zu keiner Berührung des gebogenen Verbindungsstücks7 mit dem äußeren Rand hier der Aufweitung9 kommt, auch wenn das Verbindungsstück7 innerhalb der Welle2 von einem Rohrabschnitt10 der Fassung6 gehalten ist. - Die
2 und3 zeigen ferner, dass ein Übergang11 zwischen dem Rohrabschnitt10 und der Aufweitung9 abgerundet ist, so dass es bei einer Auslenkung nicht zu einem Abknicken an einer scharfen Kante kommen kann. Vielmehr wird sich das Verbindungsstück7 , wie in1 gezeigt, an den abgerundeten Übergang11 gleichsam sanft anlegen. - Für ein Festlegen der Fassung
6 der Fesselung12 in der Welle2 ist ein Gewindering13 vorgesehen, dessen Außengewinde in ein entsprechendes Innengewinde der Ausnehmung5 einschraubbar ist, bis ein Anschlag14 auf die Stirnseite der Welle2 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 Aufweitung9 vorgeehen werden, vgl. auch5 . - Die Anbindung des Verbindungsstücks
7 innerhalb des Tripodengehäuses1 erfolgt ebenfalls axial, hier mit Bezug zur Symmetrieachse4 . In einen Boden15 im Inneren des Tripodengehäuses1 ist axial eine Ausnehmung16 eingebracht. In diese mit einem Innengewinde versehene Ausnehmung16 wird ein mit einem entsprechenden Außengewinde versehener Gewindestopfen17 einer Aufnahme18 für das Verbindungsstück7 bis zu einem Anschlag19 eingeschraubt. Die Aufnahme18 nimmt eine gesondert ausgebildete Fassung20 auf, in der das Verbindungsstück7 festgelegt ist. Für das Festlegen der Fassung20 innerhalb einer Ausnehmung21 in der Aufnahme18 weisen die Aufnehmung21 wie auch die Fassung20 fluchtende, im Querschnitt halbrunde, umlaufende Nuten auf, in die durch eine radiale Bohrung22 ein Sicherungsring23 eintreibbar ist. Damit ist die Fassung20 in der Ausnehmung21 auszugssicher festgelegt. - Die Fassung
20 weist eine axial vorstehende, das Verbindungsstück7 über eine vergleichsweise lange Distanz einfassende Hülse24 noch auf, die sich nahezu bis zum äußeren Rand der Aufweitung9 erstreckt. Diese das Verbindungsstück7 einfassende Hülse24 trägt dazu bei, dass eine Auslenkung des Verbindungsstücks7 im Wesentlichen innerhalb der Aufweitung9 und damit innerhalb der Welle2 erfolgt. - Ist das Verbindungsstück
7 aus einem Metall, bevorzugt aus einem Metall-Seil, wird das Verbindungsstück7 axial außenliegend mit dem Rohrabschnitt10 bzw. axial außenliegend mit der Fassung20 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.
Claims (9)
- Tripode, mit einer in einem Tripodengehäuse endseitig gefangenen Welle, bei der an dem Ende der Welle (
2 ) axial einerends ein biegeelastisches Verbindungsstück (7 ) festgelegt ist und das Verbindungsstück (7 ) andernends axial im Inneren des Tripodengehäuses (1 ) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück ein Metall-Seil ist. - Tripode, mit einer in einem Tripodengehäuse endseitig gefangenen Welle, bei der an dem Ende der Welle (
2 ) axial einerends ein biegeelastisches Verbindungsstück (7 ) festgelegt ist und das Verbindungsstück (7 ) andernends axial im Inneren des Tripodengehäuses (1 ) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück ein Kunststoffstab ist. - Tripode nach einem der vorangehenden Ansprüche, 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 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (
6 ) hin zu ihrem freien Ende (8 ) eine trichterartige Aufweitung (9 ) aufweist. - Tripode nach Anspruch 4, 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 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ausnehmung (
21 ) der Aufnahme (18 ) eine gesondert ausgebildete Fassung (20 ) für das Verbindungsstück (7 ) auszugssicher eingebracht ist. - Tripode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (
20 ) eine axial vorstehende, das Verbindungsstück (7 ) einfassende Hülse (24 ) aufweist. - Tripode nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall-Seil axial außenliegend mit den Fassungen hartverlötet ist.
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