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Die Erfindung betrifft eine Tripodenrollenanordnung für ein Gleichlaufgelenk mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Gleichlaufgelenk mit dieser Tripodenrollenanordnung.
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Gleichlaufgelenke dienen zur Übertragung von Drehmomenten und sind als Gelenke ausgebildet, so das eine gleichmäßige Winkelgeschwindigkeit- und Drehmomentübertragung von einer Welle auf eine zumindest temporär winklig dazu angebrachte weiteren Welle erfolgen kann. Beispielsweise werden Gleichlaufgelenke eingesetzt, um ein Antriebsdrehmoment von einem Motor auf die Räder einer gelenkten Achse eines Fahrzeugs zu übertragen.
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Eine weitverbreitete Bauart von Gleichlaufgelenken sind Tripodengelenke, welche als einen Gelenkpartner einen Tripodenstern mit Bolzen aufweisen, wobei die Bolzen in radialer Richtung zu dem Gelenkpartner ausgerichtet sind und jeweils eine Tripodenrolle tragen. Der zweite Gelenkpartner weist eine Gelenkglocke auf, in die der Tripodensterns mit den Tripodenrollen eingreift.
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Ein Beispiel für ein derartiges Gleichlaufgelenk ist in der Offenlegungsschrift
DE 44 39 965 A1 gezeigt, die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. Die Druckschrift offenbart eine Tripodeneinheit mit drei Tripodenrollen, wobei jede der Tripodenrollen einen Innenring und einen Außenring aufweist. Zwischen den Ringen sind eine Vielzahl von Wälzkörpern, insbesondere Nadeln, angeordnet, so dass Innenring und Außenring relativ zueinander abwälzen können.
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Ist Aufgabe der Erfindung, eine Tripodenrollenanordnung für ein Gleichlaufgelenk vorzuschlagen, welches besonders kostengünstig und/oder einfach montiert werden kann. Diese Aufgabe wird durch eine Tripodenrollenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Gleichlaufgelenk mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Gegenstand der Erfindung ist damit eine Tripodenrollenanordnung für ein Gleichlaufgelenk. Das Gleichlaufgelenk ist insbesondere als ein Gleichlauf-Verschiebegelenk ausgebildet. Insbesondere ist das Gleichlaufgelenk als ein homokinetisches Gelenk zur gleichmäßigen Winkelgeschwindigkeit- und Drehmomentübertragung von einer Welle auf eine winklig dazu angebrachte zweite Welle ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Gleichlaufgelenk als ein Übertragungsgelenk zur Übertragung eines Antriebsdrehmoments von einem Motor auf gelenkte Räder eines Fahrzeugs ausgebildet. Insbesondere wird das Gleichlaufgelenk zwischen einem Achsgetriebe und einer Antriebswelle angeordnet. Das Gleichlaufgelenk weist als einen ersten Gelenkpartner einen Tripodenstern mit drei sich in radialer Richtung zu einer Achse des Tripodensterns erstreckenden Zapfen auf. Auf den Zapfen ist jeweils eine Tripodenrollenanordnung positioniert. Der Tripodenstern greift in eine Gelenkglocke als zweiten Gelenkpartner ein, wobei die Gelenkglocke drei in axialer Richtung zu dem zweiten Gelenkpartner verlaufende, längliche Aussparungen hat, in den sich die drei Tripodenrollenanordnungen axial zu dem zweiten Gelenkpartner bewegen können.
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Ferner weist die Tripodenrollenanordnung einen Außenring auf, wobei der Außenring eine Außenlaufbahn bereitstellt. Die Außenlaufbahn ist insbesondere als eine Zylindermantelfläche ausgebildet. Ferner weist die Tripodenrollenanordnung eine Innenlaufbahn auf, wobei Innenlaufbahn und Außenlaufbahn zueinander konzentrisch und/oder koaxial angeordnet sind. Insbesondere definieren die Innenlaufbahn und die Außenbahn eine Tripodenrollenachse. Vorzugsweise weist der Außenring in einem Längsschnitt entlang der Tripodenrollenachse eine ballige und/oder kugelsegmentartige Außenseite auf.
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Zwischen der Außenlaufbahn und der Innenlaufbahn ist ein Lagerabschnitt angeordnet. Über den Lagerabschnitt können sich Innenlaufbahn und Außenlaufbahn relativ zueinander bewegen. Insbesondere sind Innenlaufbahn und Außenlaufbahn über den Lagerabschnitt zueinander gelagert.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Lagerabschnitt als ein Gleitring ausgebildet ist. Somit gleitet der Gleitring relativ zu der Innenlaufbahn und/oder relativ zu der Außenlaufbahn, so dass der Außenring über den Gleitring relativ zu der Innenlaufbahn gelagert ist. Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass das Einlegen der Rollen zwischen der Innenlaufbahn und der Außenlaufbahn zum einen aufwendig ist und zum anderen eine Fehlerquelle darstellt. Gerade bei der Vielzahl der Rollen, welche zwischen Innenlaufbahn und Außenlaufbahn eingelegt werden müssen, ist es nicht auszuschließen, dass nur ein Teil der Rollen, zum Beispiel genau eine Rolle, verloren geht, so dass der eingebaute Rollensatz in der Tripodenrollen an Ordnung unverständig ist. Demgegenüber schlägt die Erfindung vor, statt einer Vielzahl von Rollen als Wälzkörper, einen Gleitring zu verwenden, welche ein relatives Abgleiten zwischen Innenlaufbahn und Außenlaufbahn ermöglicht. Neben der Vereinfachung der Montage ergeben sich auch Kostenvorteile bei der Herstellung der Tripodenrollenanordnung, da der einzelne Gleitring günstiger herstellbar ist als eine Vielzahl von Rollen, welche einzeln geschliffen werden müssen.
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Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung der Erfindung ist der Gleitring als ein Zylinderring ausgebildet. Insbesondere ist der Gleitring als ein gerader Zylinderring ausgebildet. Damit weist der Gleitring an seinem Innenumfang eine innere Zylindermantelfläche und an seinem Außenumfang eine äußere Zylindermantelfläche auf. Insbesondere sind die innere und/oder die äußere Zylindermantelfläche konzentrisch und/oder koaxial zu der Innenlaufbahn und/oder der Außenlaufbahn angeordnet.
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Bei einer möglichen Realisierung der Erfindung werden die Innenlaufbahn und/oder die Außenlaufbahn durch einen metallischen Tragkörper, insbesondere durch einen Tragkörper aus Stahl gebildet. Beispielsweise ist der Außenring aus Stahl hergestellt.
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Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist der Gleitring als ein Bronzering ausgebildet. Durch die Materialpaarung von Bronze am Gleitring und Stahl bei der Innenlaufbahn und/oder Außenlaufbahn wird eine besonders reibungsarme Gleitlagerung gebildet.
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Bei einer alternativen Realisierung der Erfindung ist der Gleitring als ein Stahlring mit einer Gleitbeschichtung ausgebildet. Nachdem eine materialgleiche Paarung zwischen dem Gleitring und Innenlaufbahn und/oder Außenlaufbahn zu einer Erhöhung der Reibung führen könnte, weist der Stahlring eine Gleitbeschichtung auf. Beispielsweise ist die Gleitbeschichtung als eine Polymerbeschichtung oder als eine Zink-Phosphat-Beschichtung ausgebildet. Es ist auch möglich, dass der Gleitring als ein Permaglide-Bauteil ausgebildet ist.
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Besonders kostengünstig kann der Gleitring hergestellt werden, wenn dessen Grundkörper, also insbesondere der Stahlring, oder der Gleitring in der Gesamtheit, zum Beispiel ausgebildet als der Bronzering, als ein Umformteil oder Stanzteilen ausgebildet ist.
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Beine bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Tripodenrollenanordnung einen Zapfen, wobei der Zapfen insbesondere einen Teilabschnitt des Tripodensterns bildet und wobei der Zapfen die Innenlaufbahn trägt. Insbesonders die Tripodenrollenanordnung Innenring frei ausgebildet. Diese Ausgestaltung wird die Montage weiter vereinfacht und/oder kostengünstiger gemacht, indem eine weitere Komponente, nämlich der Innenring, eingespart wird. Die Innenlaufbahn befindet sich unmittelbar auf dem Zapfen des Tripodensterns.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung jedoch vorgesehen, dass die Tripodenrollenanordnung einen Innenring aufweist, wobei der Innenring konzentrisch und/oder koaxial zu dem Außenring angeordnet ist und die Innenlaufbahn trägt.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Gleichlaufgelenk, welches mindestens eine Tripodenrollenanordnung aufweist, wie diese zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Das Gleichlaufgelenk weist als einen Gelenkpartner einen Tripodenstern auf, welcher drei in radialer Richtung zu dem Gelenkpartner ausgerichtete Zapfen aufweist, auf den jeweils eine Tripodenrollenanordnung angeordnet ist, wie diese zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Der andere Gelenkpartner ist dagegen als eine Glocke ausgebildet, welche drei längliche Aussparungen aufweist, in die die Tripodenrollenanordnungen eingefahren werden. Insbesondere ist das Gleichlaufgelenk ausgebildet, wie dies zuvor beschrieben wurde.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:
- 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Gleichlaufgelenks als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Tripodensterns des Gleichlaufgelenks mit drei Tripodenrollenanordnungen;
- 3 eine schematische dreidimensionale Darstellung des Außenrings mit dem Gleitring der Tripodenrollenanordnung der vorhergehenden Figuren.
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Die 1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung ein Gleichlaufgelenk 1 für ein Fahrzeug 2, welches nur als ein Block dargestellt ist, als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Das Gleichlaufgelenk 1 ist im Antriebsstrang zwischen einem Getriebeausgang 3, insbesondere eines Differentialgetriebes, und einer Zwischenwelle 4, insbesondere einer Radantriebswelle oder einer Gelenkwelle, angeordnet. Der Getriebeausgang 3 definiert eine Ausgangsachse 5, die Zwischenwelle 4 definiert eine Wellenachse 6.
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Das Gleichlaufgelenk 1 ist ausgebildet, eine Drehung und damit ein Antriebsdrehmoment von dem Ausgang 3 auf die Zwischenwelle 4 zu übertragen und zugleich eine Schwenkung oder Winkeländerung zwischen der Ausgangsachse 5 und der Wellenachse 6 zu ermöglichen, wie dies beispielsweise bei einem Einfedern des an der Zwischenwelle 4 angeschlossenen, angetriebenen Rads erfolgen kann. Die Zwischenwelle 4 weist einen Wellenstumpfabschnitt 7 auf, auf denen eine Mehrzahl von Zapfen 8, in diesem Ausführungsbeispiel drei Zapfen 8, angeordnet sind, welche sich radial zu der Wellenachse 6 erstrecken. Die Zapfen 8 sind in Umlaufrichtung um die Wellenachse 6 regelmäßig angeordnet, sodass diese einen Tripodenstern 11 bilden. In der 1 ist nur einer der Zapfen 8 grafisch dargestellt. Auf den Zapfen 8 ist jeweils eine Tripodenrollenanordnung 9 angeordnet, welche eine Tripodenrollenachse T als Rotationsachse aufweist, die radial zu der Wellenachse 6 angeordnet ist.
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Das Gleichlaufgelenk 1 weist ferner einen Glockenabschnitt 10 auf, welcher drehfest mit dem Ausgang 3 gekoppelt ist und welcher Laufbahnen für die Tripodenrollenanordnungen 9 bereitstellt.
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Während in der 1 ein Ausführungsbeispiel gezeigt ist, wobei der Glockenabschnitt 10 drehfest mit dem Ausgang 3 gekoppelt ist und der Wellenstumpfabschnitt 7 drehfest mit der Zwischenwelle 4 gekoppelt ist, ist es bei anderen Ausführungsbeispielen auch möglich, dass der Wellenstumpfabschnitt 7 mit dem Ausgang 3 drehfest gekoppelt ist und der Glockenabschnitt 10 mit der Zwischenwelle 4 gekoppelt ist. Ferner ist es möglich, dass der Glockenabschnitt 10 umlaufend geschlossen ausgebildet ist oder freie Bereiche aufweist.
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Die 2 zeigt in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung den Tripodenstern 11 mit drei Tripodenrollenanordnungen 9. Jede der Tripodenrollenanordnungen 9 weist einen Außenring 12 auf, welcher eine Außenlaufbahn 13 an seinem Innenumfang bereitstellt. Jeder der Zapfen 8 trägt am Außenumfang eine Innenlaufbahn 14. Die Außenlaufbahn 13 und die Innenlaufbahn 14 sind koaxial und/oder konzentrisch zu der jeweiligen Tripodenrollenachse T angeordnet. Die Außenlaufbahn 13 und die Innenlaufbahn 14 sind jeweils als Zylindermantelfläche koaxial zu der jeweiligen Tripodenrollenachse T ausgebildet. Zwischen der Außenlaufbahn 13 und der Innenlaufbahn 14 ist ein Ringspalt ausgebildet, in dem ein Gleitring 15 angeordnet ist. Ein Außenumfang des Gleitrings 15 ist in einem gleitenden Kontakt zu der Außenlaufbahn 13, ein Innenumfang des Gleitring 15 ist in einem gleitenden Kontakt zu der Innenlaufbahn 14.
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Mit dem Ziel, die Reibung zwischen dem Gleitring 15 und der Außenlaufbahn 13 und/oder Innenlaufbahn 14 zu verringern, sind die Materialien von dem Gleitring 15 sowie dem Außenring 12 und dem Zapfen 8 aufeinander abgestimmt: Der Außenring 12 und der Zapfen 8 sind aus einem Stahlmaterial gefertigt. Für den Gleitring 15 besteht die Möglichkeit, diesen als Bronzering umzusetzen, so dass die Gleitreibung durch die Materialkombination verringert wird. Alternativ hierzu kann der Gleitring 15 einen Grundkörper aus Stahl aufweisen, wobei der Grundkörper mit einer Gleitbeschichtung versehen ist. Die Gleitbeschichtung kann beispielsweise als eine Polymerbeschichtung oder als eine Zink-Phosphat-Beschichtung ausgebildet sein. Es ist möglich, dass der Gleitring 15 und/oder der Grundkörper des Gleitring 15 mittels Umformen oder mittels Stanzen gefertigt ist.
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Die 3 zeigt in einer dreidimensionalen, schematischen Darstellung den Außenring 12 mit dem Gleitring 15. Es ist zu erkennen, dass die beiden Ringe koaxial und/oder konzentrisch zu der Tripodenrollenachse T angeordnet sind. Am Außenumfang ist der Außenring 12 in einem Längsschnitt entlang der Tripodenrollenachse in Bezug auf die Kontur kreisförmig, ballig oder teilkreisförmig ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gleichlaufgelenk
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Getriebeausgang
- 4
- Zwischenwelle
- 5
- Ausgangsachse
- 6
- Wellenachse
- 7
- Wellenstumpfabschnitt
- 8
- Zapfen
- 9
- Tripodenrollenanordnung
- 10
- Glockenabschnitt
- 11
- Tripodenstern
- 12
- Außenring
- 13
- Außenlaufbahn
- 14
- Innenlaufbahn
- 15
- Gleitring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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