DE102022133034A1 - Outer joint part, inner joint part and roller for a tripod-type sliding joint, tripod-type sliding joint and method for producing an inner joint part - Google Patents

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Heiko Winkel
Kirstin Neumann-Held
Pascal Dünwald
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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Gelenkaußenteil, deren radiale äußere Anlagegeometrie von einer gegenüber einer Orthogonalen zur Drehachse des jeweiligen Rollers (30) leicht geneigten ebenen Fläche (10.11) und einer sich in Richtung der Drehachse des jeweiligen Rollers (30) erstreckenden konvex gekrümmten Übergangsfläche (10.12) gebildet wird. Die gegenüberliegende Seite der geneigten ebenen Fläche (10.11) geht über eine konkav gekrümmte Fläche (10.10) in die Rollenführungsfläche (10.3) über.Der kugelsegmentförmige Zapfenkopf (20.4) der Zapfen (20.3) des Gelenkinnenteils ist an zwei diametral gegenüberliegenden und 90° zu den sphärischen drehmomentübertragenden Umfangsbereichen (20.6) elliptisch abgeflacht, deren große Halbachse (20.8) orthogonal zur Drehachse (3) des Tripodesterns (20) verläuft.Der Übergang von der sphärischen Hauptkraftübertragungsfläche (30.5) zu der äußeren und inneren Stirnfläche (30.6) der Roller (30) ist durch eine ebene Fläche (30.7) gebildet. An dem jeweiligen Übergang von der sphärischen Hauptkraftübertragungsfläche (30.5) zu der ebenen Fläche (30.7) ist jeweils mindestens ein Übergangsradius (R33a, R33b) sowie von der ebenen Fläche (30.7) in die äußere und innere Stirnfläche (30.6) jeweils mindestens ein Übergangsradius (R34a, R34b) vorgesehen.The invention is based on an outer joint part, the radial outer contact geometry of which is formed by a flat surface (10.11) slightly inclined relative to an orthogonal line to the axis of rotation of the respective roller (30) and a convexly curved transition surface (10.12) extending in the direction of the axis of rotation of the respective roller (30). The opposite side of the inclined flat surface (10.11) merges into the roller guide surface (10.3) via a concavely curved surface (10.10).The spherical segment-shaped pin head (20.4) of the pin (20.3) of the inner joint part is elliptically flattened on two diametrically opposite and 90° to the spherical torque-transmitting circumferential areas (20.6), the major semi-axis (20.8) of which runs orthogonal to the axis of rotation (3) of the tripod star (20).The transition from the spherical main force transmission surface (30.5) to the outer and inner end face (30.6) of the rollers (30) is formed by a flat surface (30.7). At each transition from the spherical main force transmission surface (30.5) to the flat surface (30.7), at least one transition radius (R33a, R33b) is provided, as well as at least one transition radius (R34a, R34b) from the flat surface (30.7) to the outer and inner end faces (30.6).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Gelenkaußenteil, einem Gelenkinnenteil und einem Roller für ein Verschiebegelenk vom Typ eines Tripode-Gleichlaufgelenks nach der Gattung des Oberbegriffs der Ansprüche 1, 11 oder 16, einem Verschiebegelenk vom Typ eines Tripode-Gleichlaufgelenks nach der Gattung des Oberbegriffs des Anspruchs 21 und einem Verfahren zur Herstellung eines Gelenkinnenteils nach der Gattung des Oberbegriffs des Anspruchs 15.The invention is based on an outer joint part, an inner joint part and a roller for a sliding joint of the type of a tripod constant velocity joint according to the preamble of claims 1, 11 or 16, a sliding joint of the type of a tripod constant velocity joint according to the preamble of claim 21 and a method for producing an inner joint part according to the preamble of claim 15.

Verschiebegelenke vom Typ eines Tripode-Gleichlaufgelenks werden insbesondere in Antriebssträngen von Fahrzeugen zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei Wellen eingesetzt, die im Betriebszustand sowohl eine axiale Verschiebung als auch Beugung zueinander ausführen. Die Hauptbestandteile solcher Verschiebegelenke sind ein Gelenkaußenteil in Form einer Glocke, in dem ein Gelenkinnenteil in Form eines Triopodesterns über Roller axial verschiebbar und beugbar angeordnet ist. Solche Verschiebegelenke sind seit langem bekannt und beispielsweise in der DE 10 2013 106 868 B3 ausführlich beschrieben. Aufgrund des Zusammenwirkens aller drei Komponenten ist es naheliegend, dass sowohl jede einzelne Komponente für sich als auch ihr Zusammenwirken einen Einfluss auf die Funktionseigenschaften des Verschiebegelenks ausüben, wobei wesentliche Eigenschaften solcher Gelenke ihr Wirkungsgrad, ihr Geräuschpegel, ihr Vibrationsverhalten sowie ihre psychoakustische Rauigkeit, ein Maß für die „Brummigkeit“ eines Geräusches, darstellen. Die drei letztgenannten Eigenschaften sind in dem sog. NVH-Verhalten (Noise, Vibration, Harshness) zusammengefasst. Eine fünfte, ebenfalls durch konstruktive Gegebenheiten der agierenden Komponenten zu beeinflussende Eigenschaft ist die Wirksamkeit der Schmierung des Verschiebegelenks. Wie bei allen im Betriebszustand unter Last miteinander agierenden Bauteilen ist eine entscheidende konstruktive Größe das Spiel zwischen den agierenden Bauteilen, das wiederum insbesondere das NVH-Verhalten beeinflusst. Dies betrifft sowohl die Kontaktstellen zwischen den Rollenbahnen der Glocke, auch als Führungsnuten bezeichnet, und dem Außenring der Roller als auch die Kontaktstellen zwischen den Außenbahnen der Tripodenzapfen und dem Innenring der Roller. Die an diesen Kontaktstellen auftretende Reibung führt zu periodisch wechselnden Reibungszahlen, die zusammen mit der kinematisch aufgezwungenen Taumelbewegung des Tripodesterns und der Rollerbewegung in einer Axialkraftanregung münden, die hauptsächlich der dritten Ordnung entspricht.Sliding joints of the tripod constant velocity joint type are used in particular in vehicle drive trains to transmit torque between two shafts which, in operation, perform both an axial displacement and a bending relative to each other. The main components of such sliding joints are an outer joint part in the form of a bell, in which an inner joint part in the form of a tripod star is arranged so that it can be axially displaced and bent via rollers. Such sliding joints have been known for a long time and are used, for example, in the EN 10 2013 106 868 B3 described in detail. Due to the interaction of all three components, it is obvious that each individual component, as well as their interaction, has an influence on the functional properties of the sliding joint, with key properties of such joints being their efficiency, their noise level, their vibration behavior and their psychoacoustic roughness, a measure of the "humming" of a noise. The last three properties are summarized in the so-called NVH behavior (noise, vibration, harshness). A fifth property, which can also be influenced by the design conditions of the acting components, is the effectiveness of the lubrication of the sliding joint. As with all components that interact with one another under load in the operating state, a crucial design factor is the play between the acting components, which in turn influences the NVH behavior in particular. This affects both the contact points between the roller tracks of the bell, also known as guide grooves, and the outer ring of the rollers, as well as the contact points between the outer tracks of the tripod pins and the inner ring of the rollers. The friction occurring at these contact points leads to periodically changing friction coefficients, which together with the kinematically imposed wobble motion of the tripod star and the roller motion result in an axial force excitation that mainly corresponds to the third order.

Stellvertretend für den ausgesprochen umfangreichen Stand der Technik bei Tripode-Gleichlaufgelenken soll für das Gelenkaußenteil die WO 2019/059204 A1 genannt sein, bei der eine spezielle Form der Anlagegeometrie für die Roller dargestellt ist. Erkennbar ist sowohl eine Anlagegeometrie, die durch Radien gebildet ist und auch über einen Radius in den Freiraum zwischen der Glocke und der äußeren Stirnfläche der Roller übergeht, als auch eine Anlagegeometrie, die durch flächige Bereiche gebildet ist und ohne Radien in genannten den Freiraum zwischen der Glocke und der äußeren Stirnfläche der Roller übergeht.As a representative of the extremely extensive state of the art in tripod constant velocity joints, the outer joint part is WO 2019/059204 A1 , in which a special form of the installation geometry for the rollers is shown. Both an installation geometry can be seen that is formed by radii and also passes over a radius into the free space between the bell and the outer face of the rollers, as well as an installation geometry that is formed by flat areas and passes over without radii into the free space between the bell and the outer face of the rollers.

Für das Gelenkinnenteil wird das bereits in der Einführung genannte Patent DE 10 2013 106 868 B3 sowie die WO 90/07067 A1 herangezogen. Beide Veröffentlichungen zeigen einen Zapfenkopf, der von der kugeligen Form abweicht. Während der in der Veröffentlichung DE 10 2013 106 868 B3 beschriebene Zapfenkopf im Bereich der Berührung mit dem Innenring des Rollers, also in der drehmomentübertragenden Ebene, von der Kugelform abweicht, ist der Zapfenkopf in der Veröffentlichung WO 2019/059204 A1 an den jeweils gegenüber der drehmomentübertragenden Ebene um 90° versetzten und somit unbelasteten Flächenbereichen abgeflacht.For the inner joint part, the patent already mentioned in the introduction EN 10 2013 106 868 B3 as well as the WO90/07067 A1 Both publications show a cone head that deviates from the spherical shape. While the EN 10 2013 106 868 B3 described pin head deviates from the spherical shape in the area of contact with the inner ring of the roller, i.e. in the torque-transmitting plane, the pin head in the publication WO 2019/059204 A1 flattened at the surface areas offset by 90° from the torque-transmitting plane and thus unloaded.

Für den Roller werden die drei Veröffentlichungen DE 44 39 965 A1 , DE 43 05 278 C1 und DE 43 27 606 C2 genannt. Bei den hier beschriebenen Rollern übernimmt sowohl der Außenring als auch der Innenring eine Anlagefunktion, wobei der Außenring eine der Rollenführungsfläche der Glocke angepasste sphärische Mantelfläche aufweist, die vollständig an der Rollenführungsfläche der Glocke anliegt, während der Innenring mit seiner äußeren Stirnfläche an der Glocke anliegt. Bei der DE 43 05 278 C1 ist an dem der Drehachse des Tripodegelenks zugewandten Übergangsbereich von der sphärischen Hauptübertragungsfläche zur inneren Stirnfläche eine Schrägung vorgesehen, durch die eine größerer Beugewinkel des Gelenks erreicht wird.For the scooter, the three publications DE 44 39 965 A1 , DE 43 05 278 C1 and DE 43 27 606 C2 In the rollers described here, both the outer ring and the inner ring have a contact function, whereby the outer ring has a spherical surface adapted to the roller guide surface of the bell, which completely rests on the roller guide surface of the bell, while the inner ring rests on the bell with its outer face. In the DE 43 05 278 C1 A bevel is provided on the transition area facing the axis of rotation of the tripod joint from the spherical main transmission surface to the inner end face, by means of which a larger bending angle of the joint is achieved.

Der Nachteil dieser Verschiebegelenke besteht in einer erhöhten Axialkraftgenerierung dritter Ordnung und in der Folge in NVH-Auffälligkeiten, insbesondere bei hohen Drehmomenten und Beugung.The disadvantage of these sliding joints is an increased third-order axial force generation and, as a result, NVH abnormalities, especially at high torques and bending.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Tripode-Gleichlaufgelenks, bei dem der Tripodestern umformtechnisch in einem geteilten Formwerkzeug hergestellt wird, ist in der DE 10 2020 212 991 A1 beschrieben. Die Werkzeugtrennebene verläuft durch eine Ebene, die durch die Längsachse des jeweiligen Zapfens und die Drehachse des Tripodesterns aufgespannt wird. Der unrunde Querschnitt, der durch eine Abflachung in Drehrichtung des Tripodesterns gekennzeichnet ist, wird bereits bei dem umformtechnischen Arbeitsschritt fertiggeformt, d. h. kalibriert, wobei eine abschließende kalibrierende Nachbearbeitung durch eine aufwändige materialabtragende Hartbearbeitung, beispielsweise durch Schleifen, nicht ausgeschlossen ist.A method for producing a tripod constant velocity joint, in which the tripod star is formed in a split mold, is described in the EN 10 2020 212 991 A1 described. The tool parting plane runs through a plane that is spanned by the longitudinal axis of the respective pin and the rotation axis of the tripod star. The non-circular cross-section, which is characterized by a flattening in the direction of rotation of the tripod star, is already finished, i.e. calibrated, during the forming step, whereby a final calibrating post-processing by means of complex material-removing hard machining, for example by grinding, is not excluded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verschiebegelenke vom Typ eines Tripode-Gleichlaufgelenks respektive dessen Bestandteile so zu optimieren, dass sie eine möglichst geringe selbstinduzierte Axialkraft generieren und bei einem verbesserten Wirkungsgrad minimale NVH-Emissionen aufweisen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, die bekannten Verfahren zur Herstellung eines Tripodesterns derart zu verbessern, dass aufwändige materialabtragende Hartbearbeitungen, beispielsweise Schleifen oder Feinschleifen, vermieden werden.The invention is based on the object of optimizing the known sliding joints of the tripod constant velocity joint type or its components in such a way that they generate the lowest possible self-induced axial force and have minimal NVH emissions with improved efficiency. Furthermore, the object of the invention is to improve the known methods for producing a tripod joint in such a way that complex material-removing hard machining, for example grinding or fine grinding, is avoided.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 11, 15, 16 und/oder 21 gelöst.The object is achieved according to the invention by the characterizing features of claims 1, 11, 15, 16 and/or 21.

Die Erfindung und ihre VorteileThe invention and its advantages

Der wesentliche Beitrag des Gelenkaußenteils des Verschiebegelenks, nachfolgend als Glocke bezeichnet, zur Verbesserung des Wirkungsgrades sowie der Minimierung der NVH-Emissionen des Verschiebegelenks besteht in einer modifizierten radialen äußeren Anlagegeometrie für die Roller des Verschiebegelenks in den Führungsnuten der Glocke. Unter Anlagengeometrie ist hier der Bereich in den Führungsnuten der Glocke zu verstehen, an dem die Roller mit dem Übergangsbereich von ihrer sphärischen Hauptkraftübertragungsfläche, d. h. ihrer radialen Umfangsfläche, zu ihrer nach außen gerichteten Stirnfläche anliegen. Der Bereich der Führungsnuten, an dem die Roller mit ihrer radialen Umfangsfläche zumindest teilweise anliegen, wird als Rollenführungsfläche bezeichnet.The main contribution of the outer joint part of the sliding joint, hereinafter referred to as the bell, to improving the efficiency and minimizing the NVH emissions of the sliding joint consists in a modified radial outer contact geometry for the rollers of the sliding joint in the guide grooves of the bell. The contact geometry here is the area in the guide grooves of the bell where the rollers rest with the transition area from their spherical main force transmission surface, i.e. their radial peripheral surface, to their outward-facing front surface. The area of the guide grooves where the rollers rest at least partially with their radial peripheral surface is referred to as the roller guide surface.

Im Rahmen eines am Verschiebegelenk durchgeführten umfangreichen Optimierungsprogramms wurde herausgefunden, dass die radiale äußere Anlagegeometrie der Glocke erfindungsgemäß von einer ebenen Fläche, die gegenüber einer Orthogonalen zur Drehachse des jeweiligen Rollers in einem Winkel γ leicht geneigt ist, und einer sich in Richtung der Drehachse des jeweiligen Rollers anschließenden konvex gekrümmten Fläche gebildet wird, die in eine Ausnehmung zwischen der Stirnfläche des jeweiligen Rollers übergeht. Die gegenüberliegende Seite der geneigten ebenen Fläche geht über eine konkav gekrümmte Fläche in die Rollenführungsfläche über.As part of an extensive optimization program carried out on the sliding joint, it was discovered that the radial outer contact geometry of the bell is formed according to the invention by a flat surface that is slightly inclined at an angle γ relative to an orthogonal to the axis of rotation of the respective roller, and a convexly curved surface that adjoins the axis of rotation of the respective roller and merges into a recess between the front surface of the respective roller. The opposite side of the inclined flat surface merges into the roller guide surface via a concavely curved surface.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Winkel γ ca. 1° bis 3°. Hierdurch kommt es zur Ausbildung eines verengenden Spalts in Richtung des Anlaufpunktes des Rollers, also quasi zu einer Punktanlage, was die Schmierung und in der Folge das NVH-Verhalten verbessert. Außerdem kann dadurch der Radius der in die Rollenführungsfläche überleitenden konkav gekrümmten Fläche größer als 2,5 mm gewählt werden, wodurch sich die Standzeit des Schmiedewerkzeugs zur Herstellung der Glocke erhöht.In an advantageous embodiment of the invention, the angle γ is approximately 1° to 3°. This results in the formation of a narrowing gap in the direction of the starting point of the roller, i.e. a point contact, which improves lubrication and consequently the NVH behavior. In addition, the radius of the concave curved surface that leads into the roller guide surface can be selected to be greater than 2.5 mm, which increases the service life of the forging tool used to produce the bell.

In einer anderweitigen Ausgestaltung der Erfindung beträgt der horizontale Abstand der äußeren Anlaufpunkte der Roller an der erfindungsgemäßen Anlagegeometrie zur laufbahnhalbierenden Symmetrieachse der Glocke pro Laufbahn das 0,29-fache des Durchmessers des Außenrings des Rollers. Je nach Rollenklasse kann dieser Wert um +/- 1,5 % abweichen.In another embodiment of the invention, the horizontal distance between the outer starting points of the rollers on the system geometry according to the invention and the axis of symmetry of the bell bisecting the track per track is 0.29 times the diameter of the outer ring of the roller. Depending on the roller class, this value can deviate by +/- 1.5%.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der konkav gekrümmten Fläche und der Rollenführungsfläche eine schmale ebene Fläche angeordnet. Das gewährleistet im Übergangsbereich dieser Flächen eine Tangentenstetigkeit, wodurch Kerbbeanspruchungen in den Übergängen zu der konkav gekrümmten Fläche und der Rollenführungsfläche vermindert und somit eine Maximierung der Übertragungsfähigkeit des Bauteils erreicht werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, a narrow flat surface is arranged between the concavely curved surface and the roller guide surface. This ensures tangent continuity in the transition area of these surfaces, which reduces notch stresses in the transitions to the concavely curved surface and the roller guide surface and thus maximizes the transmission capacity of the component.

Eine weitere Gestaltung des Übergangsbereichs mit dem gleichen Ziel wie oben genannt kann darin bestehen, anstelle der schmalen ebenen Fläche zwischen der konkav gekrümmten Fläche und der Rollenführungsfläche eine schmale konvex gekrümmte Fläche vorzusehen, so dass in dem Flächenverlauf zwischen der Anlagegeometrie und der Rollenführungsfläche ein Art Wendepunkt entsteht.A further design of the transition area with the same aim as mentioned above can consist in providing a narrow convex curved surface instead of the narrow flat surface between the concave curved surface and the roller guide surface, so that a kind of turning point is created in the surface profile between the system geometry and the roller guide surface.

Nach einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die sich in Richtung der Drehachse des jeweiligen Rollers erstreckende konvex gekrümmte Fläche in zwei gekrümmte Teilflächen aufgeteilt, und der Übergang in die Ausnehmung (oder: den Freiraum) wird durch eine zusätzliche Teilfläche mit einer konkaven Krümmung gebildet, so dass die konvex gekrümmte Teilfläche ohne einen Absatz in den Freiraum übergeht.According to a likewise advantageous embodiment of the invention, the convexly curved surface extending in the direction of the axis of rotation of the respective roller is divided into two curved partial surfaces, and the transition into the recess (or: the free space) is formed by an additional partial surface with a concave curvature, so that the convexly curved partial surface merges into the free space without a step.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die in radialer Richtung nach innen in die Spanndurchmesserfläche übergehende konvex gekrümmte Fläche in drei Teilflächen aufgeteilt, wobei zwischen den beiden konvex gekrümmten Teilflächen eine konkav gekrümmte Teilfläche angeordnet ist. Bei dieser Variante der Glocke reduziert sich ihr Spanndurchmesser, so dass der Roller unter Beugung, d. h. unter Last, auch den radial nach innen gerichteten Übergang der Rollenführungsfläche in die Spanndurchmesserfläche berührt, wodurch ein zweiter Anlaufpunkt für den Roller entsteht. Dadurch wird eine sekundäre Anlaufgeometrie pro Laufbahnhälfte geschaffen, wobei die beiden ersten Teilflächen, also die erste konvexe und die sich an diese anschließende konkave Teilfläche, als Hilfsflächen zur Gewährleistung einer Freigängigkeit dienen. Durch die zusätzliche(n) Anlauffläche(n) verändert sich die Kippkinematik der Roller bei Änderung der Rollrichtung, wodurch ungünstige Reibungszustände vermieden werden, was sich wiederum positiv auf die periodische NHV-Anregung der Tripode auswirkt.According to a further advantageous embodiment of the invention, the convex curved surface, which merges in the radial direction into the clamping diameter surface, is divided into three partial surfaces, with a concave curved partial surface being arranged between the two convex curved partial surfaces. In this variant of the bell, its clamping diameter is reduced so that the roller can also bend radially towards the inside, ie under load. inward-facing transition of the roller guide surface into the clamping diameter surface, creating a second starting point for the roller. This creates a secondary starting geometry for each half of the track, with the first two partial surfaces, i.e. the first convex and the concave partial surface following it, serving as auxiliary surfaces to ensure freedom of movement. The additional starting surface(s) change the tilting kinematics of the roller when the rolling direction changes, thereby avoiding unfavorable friction conditions, which in turn has a positive effect on the periodic NHV excitation of the tripod.

Nach einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung berechnen sich die Radien der drei gekrümmten Teilflächen nach der Formel 19 = 20 = 21 = ( 2 * Glocken-PCD ) / 51,

Figure DE102022133034A1_0001
wobei der Glocken-PCD (PCD = pitch circle diameter) der Teilkreisdurchmesser der Glocke in der Mitte ihrer Rollenführungsfläche ist. Dies begründet sich durch den Mindestradius beim Schmiedewerkzeug der Glocke.According to an advantageous embodiment of the invention in this regard, the radii of the three curved partial surfaces are calculated according to the formula R 19 = R 20 = R 21 = ( 2 * Bell PCD ) / 51,
Figure DE102022133034A1_0001
where the bell PCD (pitch circle diameter) is the pitch circle diameter of the bell at the center of its roller guide surface. This is due to the minimum radius of the bell forging tool.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung berechnen sich das Laufbahnspiel δ1 zwischen der Rollenführungsfläche der Glocke und dem Außenring des Rollers sowie das stirnseitige oder auch axiale Laufbahnspiel δ2 zwischen der Anlagefläche der Glocke im Bereich ihrer radialen äußeren Anlagegeometrie, d. h. also auch nahe der geneigten Fläche im Anlaufpunkt 1, und der äußeren Stirnfläche des Rollers im unbelasteten Zustand nach der Formel δ 1 = δ 2 = tan ( 0,46 ° ) * s 3,

Figure DE102022133034A1_0002
wobei s3 der horizontale Abstand der äußeren Anlaufpunkte (AP1) zur laufbahnhalbierenden Symmetrieachse ist. Dieses rein rechnerische Spiel ist ein theoretisches Spiel, das sich im unbelasteten Zustand des Verschiebegelenks einstellt.According to an additional advantageous embodiment of the invention, the raceway clearance δ 1 between the roller guide surface of the bell and the outer ring of the roller as well as the frontal or axial raceway clearance δ 2 between the contact surface of the bell in the area of its radial outer contact geometry, i.e. also close to the inclined surface at the starting point 1, and the outer front surface of the roller in the unloaded state are calculated according to the formula δ 1 = δ 2 = tan ( 0.46 ° ) * s 3,
Figure DE102022133034A1_0002
where s3 is the horizontal distance between the outer starting points (AP1) and the axis of symmetry bisecting the raceway. This purely calculated play is a theoretical play that occurs when the sliding joint is not under load.

Bei dieser Variante der Glocke beträgt das Laufbahnspiel zwischen ihrer Anlagefläche im Bereich der sich radial nach innen an die Rollenführungsflächen anschließenden ersten und zweiten Teilflächen, also im Bereich des zweiten Anlaufpunktes, und dem Außenring des Rollers im unbelasteten Zustand maximal 0,8 mal dem radialen Laufbahnspiel.In this variant of the bell, the raceway clearance between its contact surface in the area of the first and second partial surfaces adjoining the roller guide surfaces radially inwards, i.e. in the area of the second contact point, and the outer ring of the roller in the unloaded state is a maximum of 0.8 times the radial raceway clearance.

Der wesentliche Beitrag des Gelenkinnenteils des Verschiebegelenks, nachfolgend als Tripodestern bezeichnet, zur Verbesserung des Wirkungsgrades sowie der Minimierung der NVH-Emissionen des Verschiebegelenks besteht in einer Modifizierung seines kugelförmigen Zapfenkopfes. Bekanntlich erfolgt die Übertragung des Drehmoments des Gelenks über die sphärischen Umfangsbereiche der Zapfenköpfe, nachfolgend drehmomentübertragende Flächen genannt. Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, die Zapfenköpfe des Tripodesterns abzuflachen, wobei diese Abflachungen im Bereich der im Betriebszustand unbelasteten Flächenbereiche, also jenen Flächenbereichen, die von einer in der Drehachse des Tripodesterns liegenden Ebene geschnitten werden, liegen. Die drehmomentübertragenden Flächen liegen somit senkrecht zu dieser Ebene, also einer Ebene, die die Drehachse des Tripodesterns schneidet. Erfindungsgemäß ist Abflachung des Kugelsegments als eine elliptische Abflachung ausgebildet, deren große Halbachse orthogonal zur Drehachse des Tripodesterns verläuft. Durch diese Abflachung bilden sich zwei Schmierfetttaschen zwischen dem Zapfenkopf und dem Innenring des Rollers heraus. Die kleine Halbachse, die immer kleiner als der Radius des Kugelsegmentes und am Bauteil messbar ist, bestimmt die Einrückung nach innen und damit auch die Tiefe der Schmierfetttasche, die sich positiv auf das NHV-Verhalten des Verschiebegelenks auswirkt. Die große Halbachse bestimmt überwiegend die Breite der Abflachung. Der größte Querschnitt des Zapfenkopfes bestimmt den PCD des Tripodesterns.The main contribution of the inner joint part of the plunging joint, hereinafter referred to as the tripod star, to improving the efficiency and minimizing the NVH emissions of the plunging joint consists in a modification of its spherical pin head. As is known, the torque of the joint is transmitted via the spherical peripheral areas of the pin heads, hereinafter referred to as torque-transmitting surfaces. It is already known from the prior art to flatten the pin heads of the tripod star, with these flattenings lying in the area of the surface areas that are not loaded in the operating state, i.e. those surface areas that are intersected by a plane lying in the axis of rotation of the tripod star. The torque-transmitting surfaces are therefore perpendicular to this plane, i.e. a plane that intersects the axis of rotation of the tripod star. According to the invention, the flattening of the spherical segment is designed as an elliptical flattening, the major semi-axis of which runs orthogonal to the axis of rotation of the tripod star. This flattening creates two grease pockets between the pin head and the inner ring of the roller. The small semi-axis, which is always smaller than the radius of the ball segment and can be measured on the component, determines the inward indentation and thus also the depth of the grease pocket, which has a positive effect on the NHV behavior of the sliding joint. The large semi-axis mainly determines the width of the flattening. The largest cross-section of the pin head determines the PCD of the tripod star.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weicht der pitch circle diameter (PCD) der kugelsegmentförmigen Köpfe der Zapfen bis zu +/- 1,6 % vom PCD der Glocke ab. Insbesondere bei der Verwendung von Low-Performance-Fetten als Schmiermittel ergeben sich Vorteile im Bereich der selbstinduzierten Axialkräfte wenn der PCD des Tripodesterns kleiner ist als der PCD der Glocke.In an advantageous embodiment of the invention, the pitch circle diameter (PCD) of the spherical segment-shaped heads of the pins deviates by up to +/- 1.6% from the PCD of the bell. In particular, when using low-performance greases as lubricants, there are advantages in the area of self-induced axial forces if the PCD of the tripod star is smaller than the PCD of the bell.

Nach einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung berechnet sich die kleine Ellipsenhalbachse b24 = (0,990 bis 0,992) mal dem Radius der Kugel im nicht abgeflachten Bereich des Zapfenkopfes und die große Ellipsenhalbachse a24 = (1,20 bis 1,21) mal dem Radius der Kugel im nicht abgeflachten Bereich des Zapfenkopfes. According to an advantageous embodiment of the invention in this regard, the small ellipse semi-axis b24 = (0.990 to 0.992) times the radius of the sphere in the non-flattened area of the pin head and the large ellipse semi-axis a24 = (1.20 to 1.21) times the radius of the sphere in the non-flattened area of the pin head.

Die o. g. elliptische Abflachung an den Zapfenköpfen des Tripodesterns hat auch fertigungstechnische Vorteile. Sie wird bereits bei der Herstellung des Rohteils des Tripodensterns fertig bearbeitet erzeugt, indem sie senkrecht zur Aufspannungsebene und parallel zum Radius der Kugel extrudiert. Danach werden die Stirnflächen der Sternnabe sowie deren Verzahnung durch eine materialabtragende Bearbeitung fertigbearbeitet. Anschließend wird der Tripodestern gehärtet. Abschließend werden die drehmomentübertragenden Flächen des Kugelsegments durch eine materialabtragende Hartbearbeitung rotationssymmetrisch zum jeweiligen Zapfen fertigbearbeitet. Durch die elliptisch-kugelige Form der Freimachung bilden sich beim abschließenden Hartbearbeitungsprozess der drehmomentübertragenden Flächen keine scharfen Kanten aus, so dass sich in diesem Bereich ein verbesserter Spannungsverlauf bei größeren Beugewinkeln ergibt und in der Folge hohe Drehmomente übertragen werden können. Außerdem werden Eingrabungen in den Rollerinnenring minimiert. Durch die Reibungsminimierung kommt es insbesondere bei hohen Beugewinkeln, bei denen die Kraftübertragungsellipse näher an die Freimachung wandert, zusätzlich zu einem erheblich besseren NVH-Verhalten im Vergleich zu Designs mit einer breiteren Freimachung im Zapfenkopf.The above-mentioned elliptical flattening on the pin heads of the tripod star also has manufacturing advantages. It is already produced during the manufacture of the blank of the tripod star by extruding it perpendicular to the clamping plane and parallel to the radius of the ball. The front surfaces of the star hub and its gearing are then finished by material-removing machining. The tripod star is then hardened. Finally, the torque-transmitting surfaces of the ball segment are made rotationally symmetrical by material-removing hard machining. machined to the respective journal. Due to the elliptical-spherical shape of the recess, no sharp edges are formed during the final hard machining process of the torque-transmitting surfaces, so that an improved stress curve is achieved in this area at larger bending angles and, as a result, high torques can be transmitted. In addition, diggings into the roller inner ring are minimized. Due to the minimization of friction, particularly at high bending angles, where the power transmission ellipse moves closer to the recess, there is also significantly better NVH behavior compared to designs with a wider recess in the journal head.

Als dritte Komponente des Verschiebegelenks trägt eine Modifizierung der sphärischen Hauptkraftübertragungsfläche der auf den Zapfenköpfen des Tripodesterns winkelbeweglich angeordneten Roller zur Verbesserung des Wirkungsgrades sowie der Minimierung der NVH-Emissionen des Verschiebegelenks bei. Erfindungsgemäß wird der Übergang von der sphärischen Hauptkraftübertragungsfläche zu der äußeren und inneren Stirnfläche der Roller durch eine kurze ebene Fläche gebildet. Außerdem ist an dem jeweiligen Übergang von der sphärischen Hauptkraftübertragungsfläche zu der kurzen ebenen Fläche sowie von der ebenen Fläche in die äußere und innere Stirnfläche jeweils ein Übergangsradius vorgesehen. Unter Beugung kommen die Übergangsbereich zwischen der kurzen ebenen Fläche und der äußeren Stirnfläche in Kontakt mit der Anlaufgeometrie der Glocke. Durch die erfindungsgemäße Modifizierung dieser Übergangsbereiche wird im Belastungsfall unter Beugung ein geringeres Reibungsverhalten erreicht, was sich positiv auf die Axialkraftanregung auswirkt.As a third component of the sliding joint, a modification of the spherical main force transmission surface of the rollers arranged angularly movable on the pin heads of the tripod star contributes to improving the efficiency and minimizing the NVH emissions of the sliding joint. According to the invention, the transition from the spherical main force transmission surface to the outer and inner end faces of the rollers is formed by a short flat surface. In addition, a transition radius is provided at the respective transition from the spherical main force transmission surface to the short flat surface and from the flat surface to the outer and inner end faces. When bent, the transition areas between the short flat surface and the outer end face come into contact with the starting geometry of the bell. By modifying these transition areas according to the invention, a lower friction behavior is achieved in the case of load under bending, which has a positive effect on the axial force excitation.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Übergangsradien von der sphärischen Hauptkraftübertragungsfläche zu der kurzen ebenen Fläche größer als 1,5 mm und/oder die Übergangsradien von der ebenen Fläche in die äußere und innere Stirnfläche kleiner als 0,1 mm.In an advantageous embodiment of the invention, the transition radii from the spherical main force transmission surface to the short flat surface are greater than 1.5 mm and/or the transition radii from the flat surface to the outer and inner end faces are smaller than 0.1 mm.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die kurze ebene Fläche in zwei Teilflächen aufgeteilt, wobei die in axialer Richtung gesehen zweite Teilfläche über einen Radius in die jeweilige Stirnfläche des Rollers übergeht. Durch aufwändige Untersuchungen zum NHV-Verhalten von Verschiebegelenken vom Typ einer Tripode wurde dieser Übergang in die jeweilige Stirnfläche als Hauptursache für unerwünschte NHV-Anregungen identifiziert. Und so wurde insbesondere durch die Verrundung dieser Übergänge eine zusätzliche Verringerung der Reibungsanregung erreicht.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the short flat surface is divided into two partial surfaces, with the second partial surface, viewed in the axial direction, merging over a radius into the respective front surface of the scooter. Through extensive investigations into the NHV behavior of tripod-type sliding joints, this transition into the respective front surface was identified as the main cause of undesirable NHV excitations. And so, in particular, by rounding these transitions, an additional reduction in friction excitation was achieved.

Einen zusätzlichen Einfluss auf die Verringerung der Reibungsanregung hat auch die Neigung der beiden kurzen ebenen Teilflächen. So hat es sich im Rahmen der Versuche herausgestellt, dass die sich unmittelbar an die sphärische Hauptkraftübertragungsfläche anschließende erste Teilfläche um 35° und die sich an Letztere anschließende zweite Teilfläche um 20° gegenüber der jeweiligen Stirnfläche geneigt ist.The inclination of the two short, flat partial surfaces also has an additional influence on the reduction of friction excitation. During the tests, it was found that the first partial surface immediately adjacent to the spherical main force transmission surface is inclined by 35° and the second partial surface adjacent to the latter is inclined by 20° relative to the respective front surface.

Aufgrund der Komplexität der Einflüsse aller genannten Merkmale der Hauptbestandteile eines Verschiebegelenks vom Typ eines Tripode-Gleichlaufgelenks sowie der verschiedenen Einsatzbedingungen versteht es sich von selbst, dass auch jede erdenkliche Kombination mindestens eines erfindungsgemäßen Merkmals eines ersten Hauptbestandteils mit mindestens einem erfindungsgemäßen Merkmal eines zweiten Hauptbestandteils und/oder mit mindestens einem erfindungsgemäßen Merkmal eines dritten Hauptbestandteils des Tripode-Gleichlaufgelenks zur Verbesserung des NHV-Verhalten des Verschiebegelenks beitragen kann.Due to the complexity of the influences of all of the above-mentioned features of the main components of a plunging joint of the tripod constant velocity joint type and the various operating conditions, it goes without saying that any conceivable combination of at least one feature according to the invention of a first main component with at least one feature according to the invention of a second main component and/or with at least one feature according to the invention of a third main component of the tripod constant velocity joint can contribute to improving the NHV behavior of the plunging joint.

Eine bevorzugte Kombination aller drei Hauptbestandteile besteht darin,

  • - dass die Glocke die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, wobei der Winkel γ 2° beträgt, der horizontale Abstand der äußeren Anlaufpunkte der Roller an der erfindungsgemäßen Anlagegeometrie zur laufbahnhalbierenden Symmetrieachse der Glocke pro Laufbahn das 0,29-fache des Durchmessers des Außenrings des Rollers beträgt, zwischen der konkav gekrümmten Fläche und der Rollenführungsfläche eine schmale ebene Fläche angeordnet ist, die sich in Richtung der Drehachse des jeweiligen Rollers erstreckende konvex gekrümmte Fläche in zwei gekrümmte Teilflächen aufgeteilt, und der Übergang in die Ausnehmung (oder: den Freiraum) durch eine zusätzliche Teilfläche mit einer konkaven Krümmung gebildet wird, so dass die konvex gekrümmte Teilfläche ohne einen Absatz in den Freiraum übergeht,
  • - dass die Abflachung des Kugelsegments des kugelsegmentförmigen Zapfenkopfes des Tripodesterns als eine elliptische Abflachung ausgebildet ist, deren große Halbachse orthogonal zur Drehachse des Tripodesterns verläuft, wobei der PCD der kugelsegmentförmigen Köpfe der Zapfen 0,4 % kleiner ist als der PCD der Glocke, die große Halbachse der elliptischen Abflachung a24 = 1 ,2*R24 und die kleine Halbachse der elliptischen Abflachung b24 = 0,991 *R24 beträgt, und
  • - dass der Übergang von der sphärischen Hauptkraftübertragungsfläche zu der äußeren und inneren Stirnfläche des Rolles durch eine ebene Fläche gebildet ist und an dem jeweiligen Übergang von der sphärischen Hauptkraftübertragungsfläche zu der ebenen Fläche jeweils ein erster Übergangsradius sowie von der jeweiligen ebenen Fläche in die äußere bzw. inneren Stirnfläche jeweils ein zweiter Übergangsradius vorgesehen ist, wobei durch Aufteilung der ebenen Fläche in zwei Teilflächen eine Doppelschräge entsteht, der Winkel der jeweils an die Stirnfläche angrenzenden ebenen Teilfläche zur Stirnfläche 20° und der zweite Übergangsradius von der letztgenannten Teilfläche in die jeweilige Stirnfläche R = 1 mm beträgt.
A preferred combination of all three main ingredients is
  • - that the bell has the features of claim 1, wherein the angle γ is 2°, the horizontal distance of the outer starting points of the rollers on the system geometry according to the invention to the axis of symmetry of the bell bisecting the track per track is 0.29 times the diameter of the outer ring of the roller, a narrow flat surface is arranged between the concavely curved surface and the roller guide surface, the convexly curved surface extending in the direction of the axis of rotation of the respective roller is divided into two curved partial surfaces, and the transition into the recess (or: the free space) is formed by an additional partial surface with a concave curvature, so that the convexly curved partial surface merges into the free space without a step,
  • - that the flattening of the spherical segment of the spherical segment-shaped pin head of the tripod star is designed as an elliptical flattening, the major semi-axis of which is orthogonal to the axis of rotation of the tripod star, the PCD of the spherical segment-shaped heads of the pins being 0.4% smaller than the PCD of the bell, the major semi-axis of the elliptical flattening being a24 = 1.2*R24 and the minor semi-axis of the elliptical flattening being b24 = 0.991*R24, and
  • - that the transition from the spherical main force transmission surface to the outer and inner end face of the roller is formed by a flat surface and at the respective A first transition radius is provided for the transition from the spherical main force transmission surface to the flat surface and a second transition radius is provided from the respective flat surface to the outer or inner end face, whereby a double bevel is created by dividing the flat surface into two partial surfaces, the angle of the flat partial surface adjacent to the end face to the end face is 20° and the second transition radius from the latter partial surface to the respective end face is R = 1 mm.

Das erfindungsgemäße Verschiebegelenk vom Typ einer Tripode ist für alle Verschiebegelenkanwendungen an Fahrzeugen geeignet. Es ordnet sich in die Kategorie der Tripoden mit einem Winkelausgleich der Roller ein, d. h. Roller und Tripodesternachse müssen nicht zwangsläufig im Winkel von 90° zueinander stehen. Stattdessen werden die Roller idealisiert nur in ihrer Laufbahn geführt und bauen keinen Schrägungswinkel zu dieser auf.The tripod-type sliding joint according to the invention is suitable for all sliding joint applications on vehicles. It falls into the category of tripods with angle compensation of the rollers, i.e. the rollers and tripod star axis do not necessarily have to be at an angle of 90° to each other. Instead, the rollers are ideally only guided in their track and do not build up a helix angle to it.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention can be found in the following description, the claims and the drawings.

Zeichnungdrawing

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen

  • 1 eine räumliche Explosiv-Darstellung der Hauptbestandteile eines Verschiebegelenks vom Typ eines Tripode-Gleichlaufgelenks,
  • 2 eine Vorderansicht des Verschiebegelenks aus 1 im montierten Zustand mit gegenüber dem Gelenkaußenteil gebeugtem Gelenkinnenteil,
  • 3 einen Schnitt durch ein montiertes Gelenk senkrecht zur Drehachse des Gelenkinnenteils in einer ersten Variante,
  • 4 einen Schnitt durch ein montiertes Gelenk senkrecht zur Drehachse des Gelenkinnenteils in einer zweiten Variante,
  • 5 einen Schnitt durch das Gelenkaußenteil senkrecht zu dessen Drehachse einer ersten Variante des Übergangs von der Rollenführungsfläche zu einem ersten Anlaufpunkt,
  • 6 einen Schnitt durch das Gelenkaußenteil senkrecht zu dessen Drehachse einer zweiten Variante des Übergangs von der Rollenführungsfläche zu dem ersten Anlaufpunkt,
  • 7 einen Ausschnitt J1 aus 5,
  • 8 das Detail J2 aus 7,
  • 9 einen Ausschnitt J3 aus 6,
  • 10 das Detail J4 aus 9,
  • 11 einen Ausschnitt J5 der ersten Variante aus 5 mit einem Roller,
  • 12 einen Ausschnitt J6 einer Kombination der beiden Varianten aus 7 und 9 mit einem Roller,
  • 13 eine isometrische Darstellung eines Gelenkinnenteils,
  • 14 eine Vorderansicht des Gelenkinnenteils aus 13,
  • 15 einen Schnitt A-A durch das Gelenkinnenteil aus 14,
  • 16 einen Ausschnitt K1 aus 15,
  • 17 einen Schnitt B-B durch das Gelenkinnenteil aus 14,
  • 18 einen Schnitt C-C durch das Gelenkinnenteil aus 14,
  • 19 einen Ausschnitt K2 aus 18,
  • 20 eine Axialschnittdarstellung einer ersten Variante eines Rollers,
  • 21 einen Ausschnitt L1 mit vergrößerter Darstellung der Anlagegeometrie des Rollers aus 20,
  • 22 eine Axialschnittdarstellung einer zweiten Variante eines Rollers,
  • 23 einen Ausschnitt L2 mit vergrößerter Darstellung der Anlagegeometrie der zweiten Variante des Rollers aus 22,
Preferred embodiments of the subject matter according to the invention are shown in the drawings and are explained in more detail below. They show
  • 1 a spatial exploded view of the main components of a tripod constant velocity joint,
  • 2 a front view of the sliding joint 1 in the assembled state with the inner joint part bent relative to the outer joint part,
  • 3 a section through an assembled joint perpendicular to the axis of rotation of the inner joint part in a first variant,
  • 4 a section through an assembled joint perpendicular to the axis of rotation of the inner joint part in a second variant,
  • 5 a section through the outer joint part perpendicular to its axis of rotation of a first variant of the transition from the roller guide surface to a first starting point,
  • 6 a section through the outer joint part perpendicular to its axis of rotation of a second variant of the transition from the roller guide surface to the first contact point,
  • 7 a section J1 from 5 ,
  • 8th the detail J2 from 7 ,
  • 9 a section J3 from 6 ,
  • 10 the detail J4 from 9 ,
  • 11 a section J5 of the first variant from 5 with a scooter,
  • 12 a section J6 of a combination of the two variants 7 and 9 with a scooter,
  • 13 an isometric representation of an inner joint part,
  • 14 a front view of the inner joint part 13 ,
  • 15 a section AA through the inner joint part 14 ,
  • 16 an excerpt K1 from 15 ,
  • 17 a section BB through the inner joint part 14 ,
  • 18 a section CC through the inner joint part 14 ,
  • 19 a section K2 from 18 ,
  • 20 an axial section view of a first variant of a scooter,
  • 21 a section L1 with an enlarged view of the scooter’s geometry 20 ,
  • 22 an axial section view of a second variant of a scooter,
  • 23 a section L2 with an enlarged view of the system geometry of the second variant of the scooter from 22 ,

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt eine räumliche Explosiv-Darstellung und 2 eine Vorderansicht eines Verschiebegelenks vom Typ eines Tripode-Gleichlaufgelenks 1 mit seinen Hauptbestandteilen, nämlich

  • - einem Gelenkaußenteil in Form einer um eine erste Drehachse 2 rotierenden und mit einer hier nicht dargestellten ersten Welle drehfest verbindbaren zylindrischen Glocke 10,
  • - einem Gelenkinnenteil in Form eines um eine zweite Drehachse 3 rotierenden und mit einer Welle 4 drehfest verbindbaren Tripodesterns 20
  • - und Rollern 30,
wobei das Gelenkinnenteil, also der Tripodestern 20, in dem Gelenkaußenteil, also der Glocke 10, über die Roller 30 axial verschiebbar und mit seiner zweiten Drehachse 3 gegenüber der ersten Drehachse 2 der Glocke 10 winkelbeweglich angeordnet ist. Die nicht dargestellte erste Welle kann über einen Ansatz 10.1 mit der Glocke 10 drehfest, beispielsweise durch Schweißen, verbunden werden. 1 shows a spatial exploded view and 2 a front view of a plunging joint of the tripod constant velocity joint type 1 with its main components, namely
  • - an outer joint part in the form of a cylindrical bell 10 rotating about a first axis of rotation 2 and rotatably connected to a first shaft (not shown here),
  • - an inner joint part in the form of a tripod star 20 rotating about a second axis of rotation 3 and rotatably connected to a shaft 4
  • - and scooters 30,
wherein the inner joint part, i.e. the tripod star 20, is axially displaceable in the outer joint part, i.e. the bell 10, via the rollers 30 and is arranged with its second axis of rotation 3 relative to the first axis of rotation 2 of the bell 10 so as to be angularly movable. The first shaft shown can be connected to the bell 10 in a rotationally fixed manner via an attachment 10.1, for example by welding.

Die 3 und 4 zeigen einen Schnitt durch ein montiertes Verschiebegelenk senkrecht zur Drehachse des Gelenkinnenteils ohne Beugung, also bei fluchtender erster und zweiter Drehachse 2, 3, und die 5 und 6 jeweils einen Schnitt durch die Glocke 10 als Einzelteil, wobei die 3 und 5 jeweils eine erste Variante bezüglich der Rollenführung in der Glocke 10 in radialer Richtung nach außen und die 4 und 6 jeweils eine zweite Variante dieses Bereiches darstellen.The 3 and 4 show a section through an assembled sliding joint perpendicular to the axis of rotation of the inner joint part without bending, i.e. with the first and second axes of rotation 2, 3 aligned, and the 5 and 6 each a section through the bell 10 as a single part, whereby the 3 and 5 a first variant with respect to the roller guide in the bell 10 in the radial direction outwards and the 4 and 6 each represent a second variant of this area.

Wie aus den 5 und 6 erkennbar, weist die Glocke 10 einen Außenradius R10 und einen Innenradius R11 für die erste Variante bzw. R12 für eine später noch zu beschreibende zweite Variante bezüglich der Rollenführung in der Glocke 10 in radialer Richtung nach innen auf, wobei die Innenradien R11, R12 auch als Spannradien der Glocke 10 und der Innenumfang als Spanndurchmesserfläche 10.2 bezeichnet wird und der Innenradius R11 der ersten Variante (6) größer ist als der Innenradius R12 der zweiten Variante (5). Durch den Innen- oder Spannradius R11, R12 ist im eingefahrenen Zustand des Tripodesterns 20 in die Glocke 10 maßgeblich der zwischen der ersten Welle der Glocke 10 und der zweiten Welle 4 des Tripodesterns 20 erreichbare Beugewinkel β (nicht dargestellt) bestimmt. Die Gesamtheit der vom Innenradius R11, R12 abweichenden Konturen wird als Laufbahn der Glocke 10 bezeichnet, wobei die Glocke 10 über drei Laufbahnbereiche verfügt. Der sich in Umfangsrichtung unmittelbar an die Spanndurchmesserfläche 10.2 anschließende Laufbahnbereich wird als Rollenführungsfläche 10.3 bezeichnet und ist aus zwei aneinanderstoßenden Teilflächen mit gleichem Radius R13 gebildet (7 und 9), die ihren Ursprung jeweils in einem ersten Radienmittelpunkt 10.4 und einem zweiten Radienmittelpunkt 10.5 haben, wobei die beiden Radienmittelpunkte 10.4 und 10.5 um einen radialen Offset zur Symmetrieachse versetzt sind, d. h. einen radialen Versatz s1 zueinander aufweisen. Diese Rollenführungsfläche 10.3 wird auch als gotische Rollenführungsfläche bezeichnet. Im Bereich ihres Zusammenstoßens sind die beiden Teilflächen über einen Bahngrundverrundungsradius R14 miteinander verbunden. Der doppelte Außenradius R10, also der große Außendurchmesser der Glocke 10, beschreibt das maximale radiale Glockenmaß. Jeweils der radial nach außen gerichteten Stirnfläche der Roller 30 gegenüberliegend ist die Kontur der Glocke 10 zurückgesetzt, so dass sich zwischen der Glocke 10 und dem Roller 30 ein Freiraum 10.6 herausbildet, der auch als Zapfenkopfaussparung bezeichnet wird und u. a. der Aufnahme von Schmiermittel dient.As can be seen from the 5 and 6 As can be seen, the bell 10 has an outer radius R10 and an inner radius R11 for the first variant or R12 for a second variant to be described later with respect to the roller guide in the bell 10 in the radial direction inwards, wherein the inner radii R11, R12 are also referred to as clamping radii of the bell 10 and the inner circumference as the clamping diameter area 10.2 and the inner radius R11 of the first variant ( 6 ) is larger than the inner radius R12 of the second variant ( 5 ). The bending angle β (not shown) that can be achieved between the first shaft of the bell 10 and the second shaft 4 of the tripod star 20 is determined by the inner or clamping radius R11, R12 when the tripod star 20 is retracted into the bell 10. The entirety of the contours that deviate from the inner radius R11, R12 is referred to as the raceway of the bell 10, whereby the bell 10 has three raceway areas. The raceway area that is immediately adjacent to the clamping diameter surface 10.2 in the circumferential direction is referred to as the roller guide surface 10.3 and is formed from two abutting partial surfaces with the same radius R13 ( 7 and 9 ), which each have their origin in a first radius center 10.4 and a second radius center 10.5, whereby the two radius centers 10.4 and 10.5 are offset by a radial offset from the axis of symmetry, i.e. have a radial offset s1 from one another. This roller guide surface 10.3 is also referred to as a Gothic roller guide surface. In the area where they meet, the two partial surfaces are connected to one another via a base track rounding radius R14. The double outer radius R10, i.e. the large outer diameter of the bell 10, describes the maximum radial bell dimension. Opposite the radially outward-facing end face of the roller 30, the contour of the bell 10 is set back so that a free space 10.6 is formed between the bell 10 and the roller 30, which is also referred to as a pin head recess and serves, among other things, to accommodate lubricant.

Die 7 und 9 zeigen als Ausschnitt J1 und J3 aus den 5 und 6 jeweils die rechte Seite einer Rollenführungsfläche 10.3 im vergrößerten Maßstab und die 8 und 10 jeweils einen vergrößerten Ausschnitt J2 und J4 aus diesen. In den 5 und 6 ist die erste Drehachse 2 der Glocke 10 durch ein strich-punktiertes Kreuz gekennzeichnet, von dem aus auch der Außenradius R10 sowie die Innenradien R11 und R12 der Glocke 10 ausgehen. Der jeweilige Rollkreis 10.7 der Innenradien R11 und R12 ist in den 7 und 9 durch eine strich-punktierte Umfangslinie dargestellt. Die an dem Rollkreis 10.7 anliegende Tangente bildet die Symmetrieachse der Rollenführungsfläche 10.3 der Glocke 10 und stellt den projizierten Glocken-PCD 10.8 dar. Über den radialen Versatz s1 zwischen den beiden Radienmittelpunkten 10.4 und 10.5 werden die beim Kontakt des Außenringes der Roller 30 mit der Rollenführungsfläche 10.3 auftretende Schmiegung und der Kontaktwinkel α (11, 12) eingestellt.The 7 and 9 show as excerpt J1 and J3 from the 5 and 6 the right side of a roller guide surface 10.3 in an enlarged scale and the 8th and 10 an enlarged section J2 and J4 from these. In the 5 and 6 the first axis of rotation 2 of the bell 10 is marked by a dash-dotted cross, from which the outer radius R10 and the inner radii R11 and R12 of the bell 10 also originate. The respective rolling circle 10.7 of the inner radii R11 and R12 is shown in the 7 and 9 represented by a dash-dotted circumferential line. The tangent to the rolling circle 10.7 forms the axis of symmetry of the roller guide surface 10.3 of the bell 10 and represents the projected bell PCD 10.8. The radial offset s1 between the two radius centers 10.4 and 10.5 determines the osculation that occurs when the outer ring of the roller 30 comes into contact with the roller guide surface 10.3 and the contact angle α ( 11 , 12 ) set.

An die Rollenführungsfläche 10.3 schließt sich in radialer Richtung nach außen eine äußere Anlagegeometrie, an der die Roller 30 mit ihrer radial äußeren Stirnfläche zumindest teilweise anliegen, an. Diese radiale äußere Anlagegeometrie wird in einer erfindungsgemäßen ersten Variante der Laufbahn der Glocke 10 anhand der 7 näher beschrieben. Wie aus 7 erkennbar, wird der Übergang von der Rollenführungsfläche 10.3 radial nach außen zu der stirnseitigen Anlagengeometrie durch eine schmale ebene Fläche 10.9 mit einer Breite s2 gebildet, in die die Rollenführungsfläche 10.3 tangential einmündet. An die schmale ebene Fläche 10.9 schließt sich eine konkav gekrümmte Fläche 10.10 mit einem Radius R15 an, die in eine in einem Winkel γ gegenüber einer Orthogonalen zur Drehachse des jeweiligen Rollers 30 leicht geneigte ebene Fläche 10.11 übergeht, die um ein Vielfaches breiter ist als die o. g. schmale ebene Fläche 10.9 und wiederum über eine mit einem Radius R16 konvex gekrümmte Übergangsfläche a 10.12 in den Freiraum 10.6 mündet. Als idealer Winkel ergab sich ein Winkel γ = 2°. Im unbelasteten Zustand befindet sich ein theoretischer äußerer Anlaufpunkt 10.13 der äußeren Stirnfläche des Rollers 30 am Übergang der geneigten ebenen Fläche 10.11 in die konvex gekrümmte Übergangsfläche a 10.12, die direkt oder, wie weiter unten noch beschrieben werden wird, über eine Kombination entgegengesetzt gekrümmter Flächen in den Freiraum 10.6 übergeht (11).The roller guide surface 10.3 is adjoined in the radial direction to the outside by an outer contact geometry, against which the rollers 30 rest at least partially with their radially outer end face. This radially outer contact geometry is determined in a first variant of the track of the bell 10 according to the invention based on the 7 described in more detail. As 7 As can be seen, the transition from the roller guide surface 10.3 radially outwards to the front-side system geometry is formed by a narrow flat surface 10.9 with a width s2, into which the roller guide surface 10.3 flows tangentially. The narrow flat surface 10.9 is followed by a concavely curved surface 10.10 with a radius R15, which merges into a flat surface 10.11 that is slightly inclined at an angle γ with respect to an orthogonal to the axis of rotation of the respective roller 30, which is many times wider than the above-mentioned narrow flat surface 10.9 and in turn flows into the free space 10.6 via a convexly curved transition surface a 10.12 with a radius R16. The ideal angle was an angle γ = 2°. In the unloaded state, a theoretical outer starting point 10.13 of the outer front surface of the roller 30 is located at the transition of the inclined flat surface 10.11 into the convexly curved transition surface a 10.12, which passes directly or, as will be described below, via a combination of oppositely curved surfaces into the free space 10.6 ( 11 ).

Die beiden 7 und 9 zeigen ferner eine zusätzliche vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, bei der sich an die in den Freiraum 10.6 einmündende konvex gekrümmte Übergangsfläche a 10.12 noch eine Kombination entgegengesetzt gekrümmter Flächen anschließt, die durch eine mit einem Radius R17 konvex gekrümmte Teilfläche a 10.14 sowie eine mit einem Radius R18 entgegengesetzt, also konkav gekrümmte Übergangsfläche a 10.15 gebildet wird, so dass das Ende der Anlagegeometrie durch eine durch die Folge eines konvexen und konkaven Radius R17 und R18 erzeugte Wendepunktgeometrie ohne Absatz in den Freiraum 10.6 übergeht. Diese dadurch geschaffene Vergrößerung der Zapfenkopfaussparung bietet dem Tripodestern 20 beim Eintauchen in die Glocke 10 ausreichend Freiraum und zusätzlich Reservoir für Schmiermittel, welches durch die Auf- und Abwärtsbewegung des Tripodesterns 20 in den Kontaktbereich zwischen der Glocke 10 und der Roller 30 gefördert wird und so für verbesserte Reibungszustände sorgt.The two 7 and 9 further show an additional advantageous embodiment of the invention, in which the convexly curved transition surface a 10.12 leading into the free space 10.6 is followed by a combination of oppositely curved surfaces, which are connected by a partial surface a 10.14 convexly curved with a radius R17. and a transition surface a 10.15 with a radius R18 is formed in the opposite direction, i.e. concavely curved, so that the end of the system geometry passes into the free space 10.6 through a turning point geometry without a step, created by the sequence of a convex and concave radius R17 and R18. This enlargement of the pin head recess created in this way offers the tripod star 20 sufficient free space when it is immersed in the bell 10 and an additional reservoir for lubricant, which is conveyed into the contact area between the bell 10 and the roller 30 by the up and down movement of the tripod star 20 and thus ensures improved friction conditions.

Der in radialer Richtung nach innen verlaufende Übergang der Rollenführungsfläche 10.3 in die Spanndurchmesserfläche 10.2 der Glocke 10 wird üblicherweise durch eine mit einem Radius R19 konvex gekrümmte Übergangsfläche b 10.16 gebildet (9). Im Unterschied dazu wird in der in 7 dargestellten Variante der radialen äußeren Anlagegeometrie der Glocke 10 der Übergang von der Rollenführungsfläche 10.3 in die Spanndurchmesserfläche 10.2 der Glocke 10 mit dem kleineren Innenradius R12 in einer erfindungsgemäßen Variante, wie aus 8 ersichtlich, in drei Teilflächen mit einer Radiuskombination aufgeteilt. Unmittelbar an die Rollenführungsfläche 10.3 schließt sich eine mit einem Radius R20 konvex gekrümmte Teilfläche b 10.17 an, die wiederum über eine mit einem Radius R21 konkav gekrümmte Teilfläche b 10.18 in die bereits aus dem Stand der Technik bekannte konvex gekrümmte Übergangsfläche b 10.16 übergeht. Dadurch wurde eine sekundäre Anlaufgeometrie für die Roller 30 geschaffen, d. h. dass die Roller 30 insbesondere bei Beugung zusätzlich an einem inneren Anlaufpunkt 10.19 (12) anliegen. Die beiden ersten entgegengesetzt gekrümmten Teilflächen b 10.17 und 10.18 bilden als Hilfsflächen einen Freistich und dienen zur Freigängigkeit zwischen Roller 30 und Glocke 10. An der konvex gekrümmten Übergangsfläche b 10.16 befindet sich der genannte innere Anlaufpunkt 10.19 (12). Im vorliegenden Beispiel berechnen sich alle drei Radien nach der Formel 19 = 20 = 21 ( 2 * Glocken PCD ) / 51.

Figure DE102022133034A1_0003
The radially inward transition of the roller guide surface 10.3 into the clamping diameter surface 10.2 of the bell 10 is usually formed by a convexly curved transition surface b 10.16 with a radius R19 ( 9 ). In contrast, in the 7 shown variant of the radial outer contact geometry of the bell 10, the transition from the roller guide surface 10.3 into the clamping diameter surface 10.2 of the bell 10 with the smaller inner radius R12 in a variant according to the invention, as can be seen from 8th visible, divided into three partial surfaces with a radius combination. Immediately adjacent to the roller guide surface 10.3 is a convexly curved partial surface b 10.17 with a radius R20, which in turn passes over a concavely curved partial surface b 10.18 with a radius R21 into the convexly curved transition surface b 10.16 already known from the prior art. This created a secondary starting geometry for the rollers 30, ie the rollers 30, especially when bent, also have an inner starting point 10.19 ( 12 ). The first two oppositely curved partial surfaces b 10.17 and 10.18 form a relief as auxiliary surfaces and serve to ensure freedom of movement between roller 30 and bell 10. The inner starting point 10.19 ( 12 ). In this example, all three radii are calculated using the formula R 19 = R 20 = R 21 ( 2 * Bells PCD ) / 51.
Figure DE102022133034A1_0003

Durch den zusätzlichen, inneren Anlaufpunkt 10.19 verändert sich die Kippkinematik des Rollers 30 bei Änderung der Rollrichtung, was sich positiv auf die periodischen NVH-Anregungen des Tripode-Gleichlaufgelenks auswirkt, da ungünstige Reibungszustände vermieden werden.Due to the additional, inner starting point 10.19, the tilting kinematics of the roller 30 changes when the rolling direction changes, which has a positive effect on the periodic NVH excitations of the tripod constant velocity joint, since unfavorable friction conditions are avoided.

In den 9 und 10 wird eine erfindungsgemäße zweite Variante der radialen äußeren Anlagegeometrie der Laufbahn der Glocke 10 näher beschrieben. Bei dieser Variante ist anstelle der schmalen ebenen Fläche 10.9 eine mit einem Radius R22 konvex gekrümmte Teilfläche aa 10.20 vorgesehen, die sich unmittelbar an die Rollenführungsfläche 10.3 anschließt und unmittelbar in die mit einem Radius R15 konkav gekrümmte Fläche 10.10 übergeht, die wiederum tangential in die in dem Winkel γ gegenüber einer Orthogonalen zur Drehachse des jeweiligen Rollers 30 leicht geneigte ebene Fläche 10.11 übergeht. Auch bei dieser Variante kann dann der Übergang von letztgenannter leicht geneigter ebenen Fläche 10.11 in den Freiraum 10.6 über die mit dem Radius R16 konvex gekrümmten Übergangsfläche a 10.12 oder in der o. g. genannten alternativen Variante über die entgegengesetzt gekrümmte Flächenkombination 10.14, 10.15 in den Freiraum 10.6 erfolgen. Die beiden aufeinanderfolgenden entgegengesetzt gekrümmten Teil- bzw. Übergangsflächen aa 10.20 und 10.10 bilden also, ähnlich wie in der zuvor genannten alternativen Gestaltung des Übergangs in den Freiraum 10.6, einen Wendepunkt, so dass die Rollenführungsfläche 10.3 tangential stetig, d. h. ohne einen Absatz, in die leicht geneigte ebene Fläche 10.11 übergehen kann. Wie oben bereits erwähnt, ergab sich als ideale Neigung der ebenen Fläche 10.11 ein Winkel γ = 2°. Dadurch kann auch der Radius R15 der konkav gekrümmten Fläche 10.10 über R15 = 3 mm vergrößert werden.In the 9 and 10 a second variant of the radial outer contact geometry of the raceway of the bell 10 according to the invention is described in more detail. In this variant, instead of the narrow flat surface 10.9, a partial surface aa 10.20 with a radius R22 is provided, which is convexly curved and directly adjoins the roller guide surface 10.3 and immediately merges into the surface 10.10 with a radius R15, which in turn merges tangentially into the flat surface 10.11 which is slightly inclined at an angle γ with respect to an orthogonal to the axis of rotation of the respective roller 30. In this variant, too, the transition from the last-mentioned slightly inclined flat surface 10.11 into the free space 10.6 can take place via the transition surface a 10.12, which is convexly curved with the radius R16, or in the alternative variant mentioned above via the oppositely curved surface combination 10.14, 10.15 into the free space 10.6. The two consecutive oppositely curved partial or transition surfaces aa 10.20 and 10.10 thus form a turning point, similar to the previously mentioned alternative design of the transition into the free space 10.6, so that the roller guide surface 10.3 can transition tangentially continuously, i.e. without a step, into the slightly inclined flat surface 10.11. As already mentioned above, the ideal inclination of the flat surface 10.11 was an angle γ = 2°. This also allows the radius R15 of the concave curved surface 10.10 to be increased beyond R15 = 3 mm.

Die 11 und 12 zeigen den gleichen Ausschnitt aus der Glocke 10 wie in der ersten Variante der 7 und der zweiten Variante der 9, jetzt allerdings jeweils mit einem Ausschnitt eines Rollers 30, ohne dass dieser an dieser Stelle näher beschrieben wird, wobei die Position des Rollers 30 im unbelasteten Zustand, d. h. ohne einem anliegenden Drehmoment, zentriert in der Laufbahn der Glocke 10 dargestellt ist. Der kleinste, auf die Drehachse eines Rollers 30 bezogene radiale Abstand zwischen der Anlagegeometrie der Glocke 10 und der Umfangsfläche des Außenrings 30.2 des Rollers 30 ist das radiale Laufbahnspiel δ1/2, das maßgebliche die maximale Kipp- und Nickbewegung des Rollers 30 bestimmt. Unter Last, d. h. bei einem an der ersten und/oder zweiten Welle 4 anliegenden Drehmoment, kommt es innerhalb der Anlaufgeometrie der Glocke 10 im Bereich des Übergangs von der geneigten ebenen Fläche 10.11 zur sich anschließenden konvex gekrümmten Übergangsfläche a 10.12 zu einem abstützenden Kontakt zwischen den Rollern 30 und der Glocke 10, der in den 11 und 12 als äußerer Anlaufpunkt 10.13 kenntlich gemacht ist und einen Abstand s3 von der Drehachse der Roller 30 aufweist. In der räumlichen Betrachtung liegt der äußere Anlaufpunkt 10.13 nicht zwangsläufig in der in dem Schnitt J6 dargestellten Schnittebene, sondern kann sich je nach Nickbewegung der Roller 30 in der Ebene ihrer Stirnfläche bewegen. Mitunter kommt es zu zwei Anlagepunkten pro Laufbahnhälfte, jeweils parallel zur Schnittebene verschoben. Der Abstand der äußeren Anlaufpunkte 10.13 pro Laufbahn beträgt als Sollwert das 0,29-fache des maximalen Durchmessers des Außenrings 30.2 des Rollers 30. Je nach Rollerklasse kann dieser Wert um +/-1,5 % abweichen.The 11 and 12 show the same section of bell 10 as in the first variant of the 7 and the second variant of the 9 , but now each with a section of a roller 30, without this being described in more detail here, with the position of the roller 30 in the unloaded state, i.e. without an applied torque, being shown centered in the raceway of the bell 10. The smallest radial distance, related to the axis of rotation of a roller 30, between the contact geometry of the bell 10 and the circumferential surface of the outer ring 30.2 of the roller 30 is the radial raceway clearance δ 1 /2, which largely determines the maximum tilting and pitching movement of the roller 30. Under load, i.e. with a torque applied to the first and/or second shaft 4, a supporting contact between the rollers 30 and the bell 10 occurs within the starting geometry of the bell 10 in the area of the transition from the inclined flat surface 10.11 to the adjoining convexly curved transition surface a 10.12, which in the 11 and 12 is identified as the outer starting point 10.13 and has a distance s3 from the axis of rotation of the rollers 30. In spatial terms, the outer starting point 10.13 is not necessarily located in the section plane shown in section J6, but can move in the plane of its front surface depending on the pitching movement of the rollers 30. Sometimes there are two contact points per half of the track, each parallel to the Cutting plane shifted. The distance between the outer starting points 10.13 per raceway is set at 0.29 times the maximum diameter of the outer ring 30.2 of the roller 30. Depending on the roller class, this value can deviate by +/-1.5%.

Der kleinste axiale Abstand zwischen der Anlagegeometrie der Glocke 10 und der Stirnfläche des Außenrings 30.2 des Rollers 30 ist das stirnseitige oder auch axiale Laufbahnspiel δ2. Um eine geringe Axialkraftanregung in dem Tripode-Gleichlaufgelenk zu erreichen, werden als radiales und axiales Laufbahnspiel jeweils δ 1 = δ 2 = tan ( 0,46 ° ) * s 3

Figure DE102022133034A1_0004
angestrebt.The smallest axial distance between the contact geometry of the bell 10 and the front surface of the outer ring 30.2 of the roller 30 is the frontal or axial raceway clearance δ 2 . In order to achieve a low axial force excitation in the tripod constant velocity joint, the radial and axial raceway clearances are each δ 1 = δ 2 = tan ( 0.46 ° ) * s 3
Figure DE102022133034A1_0004
aimed at.

Die beiden kleinsten Abstände zwischen Roller 30 und Rollenführungsfläche 10.3 sind um den Kontaktwinkel α versetzt. Hier erfolgt bei Anliegen eines Drehmomentes ein mechanischer Kontakt und damit auch die eigentliche Kraftübertragung. Je größer der Kontaktwinkel α ist, desto größer ist die rollerzentrierende Wirkung unter Beugung des Gelenks. Zeitgleich werden Reibungsspitzen unterbunden und dadurch höhere NVH-Emissionen vermieden. Bei einem gewählten Kontaktwinkel α von 21° wird der beste Kompromiss aus Festigkeit, Längsführung, Lebensdauer und NVH-Verhalten erreicht. Bei einem zu großen Kontaktwinkel α wandert die Kontaktellipse über die Rollerkante, d. h. den Übergang von der Lauffläche zur Stirnfläche des Rollers 30, genauer gesagt im Übergang von dessen sphärischer Hauptübertragungsfläche 30.5 zur schrägen ebenen Fläche 30.7 oder ersten ebenen Teilfläche 30.7a (20 - 23), hinaus, wodurch es zu Kantenträgern und in der Folge zu einem unerwünschten NVH-Verhalten kommt.The two smallest distances between roller 30 and roller guide surface 10.3 are offset by the contact angle α. When a torque is applied, mechanical contact occurs here and thus the actual power transmission. The larger the contact angle α, the greater the roller-centering effect when the joint is bent. At the same time, friction peaks are prevented and higher NVH emissions are thus avoided. With a selected contact angle α of 21°, the best compromise between strength, longitudinal guidance, service life and NVH behavior is achieved. If the contact angle α is too large, the contact ellipse migrates over the roller edge, i.e. the transition from the running surface to the front surface of the roller 30, more precisely in the transition from its spherical main transmission surface 30.5 to the inclined flat surface 30.7 or first flat partial surface 30.7a ( 20 - 23 ), which leads to edge wear and consequently to undesirable NVH behavior.

Bei der erfindungsgemäßen Variante des Übergangs von der Rollenführungsfläche 10.3 in die Spanndurchmesserfläche 10.2 der Glocke 10 kommt es durch die beiden zusätzlichen, entgegengesetzt gekrümmten Teilflächen b 10.17 und 10.18 zu einer Verschiebung der konvex gekrümmten Übergangsfläche b 10.16 in Richtung der ersten Drehachse 2 des Tripode-Gleichlaufgelenks, also der Drehachse der Glocke 10, wodurch sich deren Innenradius R12 im Vergleich zur ersten Variante verringert. Zwischen der konvex gekrümmten Übergangsfläche b 10.16 und des nach innen gerichteten Teils der Lauffläche des Außenrings 30.2 des Rollers 30 besteht ein Laufbahnspiel δ3, wobei der Roller 30 unter Beugung in diesem Abstandsbereich die Laufbahn der Glocke 10 berührt, so dass ein zweiter, nämlich ein innerer Anlaufpunkt 10.19 entsteht. Eine genauere Beschreibung der Kontaktpunkte auf der Lauffläche des Außenrings 30.2 des Rollers 30 erfolgt bei dessen Beschreibung anhand der 20 - 23. Der Sollwert für das kleinste Laufbahnspiel δ3 am inneren Anlaufpunkt 10.19 beträgt im vorliegenden Beispiel 0,8 * δ2.In the variant according to the invention of the transition from the roller guide surface 10.3 to the clamping diameter surface 10.2 of the bell 10, the two additional, oppositely curved partial surfaces b 10.17 and 10.18 cause a displacement of the convexly curved transition surface b 10.16 in the direction of the first axis of rotation 2 of the tripod constant velocity joint, i.e. the axis of rotation of the bell 10, whereby its inner radius R12 is reduced in comparison to the first variant. There is a raceway clearance δ 3 between the convexly curved transition surface b 10.16 and the inward-facing part of the running surface of the outer ring 30.2 of the roller 30, with the roller 30 touching the raceway of the bell 10 while flexing in this distance range, so that a second, namely an inner starting point 10.19 is created. A more detailed description of the contact points on the running surface of the outer ring 30.2 of the roller 30 is given in its description based on the 20 - 23 . The target value for the smallest raceway clearance δ 3 at the inner starting point 10.19 is 0.8 * δ 2 in the present example.

Ein Kriterium für einen günstigen Kompromiss zwischen Funktionalität und Fertigungsaufwand ist der Schmiegungskehrwert, der sich aus dem Quotienten von dem Radius R13 der Rollenführungsfläche 10.3 und dem Innenradius R31 des Innenrings der Roller 30 (R13/R31) berechnet. Im vorliegenden Beispiel wurde ein Schmiegungskehrwert in Höhe von 1,14 gewählt. Damit ist die Kontaktfläche ausreichend groß und zugleich die Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit der Laufbahn der Glocke 10 moderater als bei einem Schmiegungskehrwert näher an 1.One criterion for a favorable compromise between functionality and manufacturing effort is the osculation reciprocal, which is calculated from the quotient of the radius R13 of the roller guide surface 10.3 and the inner radius R31 of the inner ring of the roller 30 (R13/R31). In the present example, an osculation reciprocal of 1.14 was selected. This means that the contact surface is sufficiently large and at the same time the requirements for the manufacturing accuracy of the raceway of the bell 10 are more moderate than with an osculation reciprocal closer to 1.

Das zweite zu dem Tripode-Gleichlaufgelenk 1 gehörende erfindungswesentliche Teil ist das in den 13 und 14 dargestellte Gelenkinnenteil, auch Tripodestern 20 genannt. Er besteht aus einer zylindrischen Sternnabe 20.1 mit einer Innenbohrung, die mit einer Innenverzahnung 20.2 zur drehfesten Aufnahme der zweiten Welle 4 versehen ist. Vom Außenmantel der Sternnabe 20.1 gehen in gleichmäßigen Winkelabständen von 120° in radialer Richtung nach außen drei Zapfen 20.3 ab, wobei jeder Zapfen 20.3 einen Zapfenkopf 20.4 aufweist, der über einen gegenüber dem Durchmesser des Zapfenkopfes 20.4 reduzierten Zapfenhals 20.5 in die Sternnabe 20.1 übergeht. Die Form des Zapfenkopfes 20.4 entspricht der eines Kugelsegments mit einem Radius R24 (15 u.19). Jeweils an den Übergängen vom Zapfenhals 20.5 zum Zapfenkopf 20.4 sowie zur Sternnabe 20.1 ist eine Übergangskontur vorgesehen, wobei der Radius der Übergangskontur zur Sternnabe 20.1 um den Faktor 2-3 größer ist als der Radius der Übergangskontur zum Zapfenkopf 20.4. Dies trägt zu einer Spannungsoptimierung in diesem Übergangsbereich bei Gewährleistung eines maximalen Beugewinkels von 26° bei.The second essential part of the invention belonging to the tripod constant velocity joint 1 is the 13 and 14 shown inner joint part, also called tripod star 20. It consists of a cylindrical star hub 20.1 with an inner bore, which is provided with an internal toothing 20.2 for the rotationally fixed reception of the second shaft 4. Three pins 20.3 extend radially outwards from the outer casing of the star hub 20.1 at equal angular intervals of 120°, whereby each pin 20.3 has a pin head 20.4, which passes into the star hub 20.1 via a pin neck 20.5 that is reduced compared to the diameter of the pin head 20.4. The shape of the pin head 20.4 corresponds to that of a spherical segment with a radius R24 ( 15 o .19). A transition contour is provided at each transition from the tenon neck 20.5 to the tenon head 20.4 and to the star hub 20.1, whereby the radius of the transition contour to the star hub 20.1 is 2-3 times larger than the radius of the transition contour to the tenon head 20.4. This contributes to optimizing the stress in this transition area while ensuring a maximum bending angle of 26°.

An dem Zapfenkopf 20.4 findet die Übertragung des Drehmoments von oder zu der zweiten Welle 4 an diametral einander gegenüberliegenden drehmomentübertragenden Flächen 20.6 statt, und zwar über den Innenring der noch näher zu beschreibenden Roller 30. Zur Optimierung der Übertragung des Drehmoments, insbesondere hinsichtlich der NVH-Emission ist es bereits bekannt, die Zapfköpfe 20.4 an den parallel zur zweiten Drehachse 3 der zweiten Welle 4 liegenden Durchmesserbereichen, also jenen, die 90° zu den drehmomentübertragenden Flächen 20.6 liegen, abzuflachen. Wie aus der Schnittdarstellung A-A in 15 zu erkennen ist, ist diese Abflachung des Kugelsegments erfindungsgemäß als eine elliptische Abflachung 20.7 ausgebildet, deren große Halbachse 20.8 orthogonal zur zweiten Drehachse 3 des Tripode-Gleichlaufgelenks 1, die gleichzeitig auch die Drehachse des Tripodesterns 20 ist, verläuft und eine Länge a25 aufweist, die jedoch am Bauteil selbst nicht messbar ist. Die orthogonal zur großen verlaufende kleine Halbachse ist mit 20.9 und deren kleinere Länge mit b25 gekennzeichnet, die im Gegensatz zur Länge a25 am Bauteil messbar ist. In der praktischen Anwendung hat sich gezeigt, dass durch eine gegenüber der kleinen Halbachse 20.9 zwischen 8,5 % und 8,6 % größere große Halbachse 20.8 ein Optimum hinsichtlich einer Spannungsoptimierung in Drehrichtung sowie der o. g. maximale Beugewinkel β des Tripode-Verschiebegelenks 1 von β = 26° erzielt werden. Durch die elliptische Abflachung 20.7 wird der kreisförmige Umfang des Zapfenkopfes 20.4 an zwei sich diametral gegenüberliegenden Bereichen unterbrochen. Die Breite der elliptische Abflachung 20.7 ist mit s4 (16) gekennzeichnet. Diese wird überwiegend durch die Länge a25 der großen Halbachse 20.8 bestimmt. Der Mittelpunkt des Kugelsegments, von dem der Radius R24 ausgeht, bestimmt auch die Größe des PCDs des Tripodesterns 20, der bis zu +/- 1,6 % vom PCD der Glocke 10 abweichen kann. Insbesondere bei der Verwendung von Low-Performance-Fetten als Schmierfetten ergeben sich Vorteile bei einem kleineren Tripodenstern-PCD bezüglich der selbstinduzierten Axialkraft.At the journal head 20.4, the transmission of the torque from or to the second shaft 4 takes place at diametrically opposed torque-transmitting surfaces 20.6, namely via the inner ring of the rollers 30, which will be described in more detail below. To optimize the transmission of the torque, in particular with regard to NVH emissions, it is already known to flatten the journal heads 20.4 at the diameter areas parallel to the second axis of rotation 3 of the second shaft 4, i.e. those that are 90° to the torque-transmitting surfaces 20.6. As can be seen from the sectional view AA in 15 As can be seen, this flattening of the spherical segment is designed according to the invention as an elliptical flattening 20.7, the large semi-axis 20.8 of which runs orthogonally to the second axis of rotation 3 of the tripod constant velocity joint 1, which is also the axis of rotation of the tripod star 20. and has a length a25, which, however, cannot be measured on the component itself. The small semi-axis running orthogonally to the large one is marked with 20.9 and its smaller length with b25, which, in contrast to the length a25, can be measured on the component. In practical application, it has been shown that an optimum in terms of stress optimization in the direction of rotation and the above-mentioned maximum bending angle β of the tripod sliding joint 1 of β = 26° can be achieved by making the large semi-axis 20.8 between 8.5% and 8.6% larger than the small semi-axis 20.9. The circular circumference of the pin head 20.4 is interrupted in two diametrically opposed areas by the elliptical flattening 20.7. The width of the elliptical flattening 20.7 is marked with s4 ( 16 ). This is mainly determined by the length a25 of the major semi-axis 20.8. The center of the spherical segment from which the radius R24 originates also determines the size of the PCD of the tripod star 20, which can deviate by up to +/- 1.6% from the PCD of the bell 10. In particular, when using low-performance greases as lubricating greases, there are advantages with a smaller tripod star PCD with regard to the self-induced axial force.

In 16 ist ein vergrößerter Ausschnitt K1 von der elliptischen Abflachung 20.7 dargestellt. Die bei der Herstellung des Tripodesterns 20 durch Umformen erzeugte Rohfläche ist für eine eventuell später vorgesehene abtragende Feinbearbeitung zurückgesetzt.In 16 an enlarged section K1 of the elliptical flattening 20.7 is shown. The rough surface created by forming during the manufacture of the tripod star 20 is set back for any subsequent fine machining.

Die Schnittdarstellung B-B in 17 zeigt einen Schnitt B-B durch den Zapfenhals 20.5 des Tripodesterns 20, der im vorliegenden Beispiel elliptisch mit einer senkrecht zur Drehachse verlaufenden großen Halbachse a26 und einer parallel zur Drehachse verlaufenden kleinen Halbachse b26 ausgebildet ist.The sectional view BB in 17 shows a section BB through the tenon neck 20.5 of the tripod star 20, which in the present example is elliptical with a major semi-axis a26 running perpendicular to the axis of rotation and a minor semi-axis b26 running parallel to the axis of rotation.

18 zeigt einen vertikalen Schnitt C-C entlang der Drehsachse 3 des Tripodesterns 20, die auch die elliptische Abflachung 20.7 schneidet, so dass die beiden Außenkanten des Zapfenkopfes 20.4 die Kontur der Abflachung 20.7 erkennen lassen. In der daneben in 19 abgebildeten Vergrößerung K2 dieses Bereichs des Zapfenkopfes 20.4 ist der Umfang des Kugelsegments des Zapfenkopfes 20.4 durch eine strich-punktierte Linie sowie deren zugehöriger Radius R24 gekennzeichnet. Deutlich erkennbar ist die Reduzierung des Radius des Zapfenkopfes 20.4 in diesem Bereich durch die elliptische Abflachung 20.7 um den Betrag δ4/2. 18 shows a vertical section CC along the axis of rotation 3 of the tripod star 20, which also intersects the elliptical flattening 20.7, so that the two outer edges of the pin head 20.4 reveal the contour of the flattening 20.7. In the adjacent 19 In the magnification K2 of this area of the tenon head 20.4 shown, the circumference of the spherical segment of the tenon head 20.4 is marked by a dash-dotted line and its associated radius R24. The reduction of the radius of the tenon head 20.4 in this area by the elliptical flattening 20.7 by the amount δ 4 /2 is clearly visible.

Der dritte Bestandteil des Tripode-Verschiebegelenks 1 sind die Roller 30, die quasi das Bindeglied für die Übertragung des Drehmoments zwischen der Glocke 10 und dem Tripodestern 20 darstellen. Aus den zu den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Merkmalen der Glocke 10 lässt sich unschwer darauf schließen, dass die erfindungswesentlichen Merkmale der Roller 30 im Wesentlichen deren mit der Rollenführungsfläche 10.2 der Glocke 10 im Betriebszustand in Kontakt befindliche Laufbahn betreffen. Ein Roller besteht aus einem Innenring 30.1 mit einem Innendurchmesser D31 und einem Außenring 30.2 mit einem Außendurchmesser D32. Der Innenring 30.1 nimmt mit seinem Innendurchmesser D31 den Zapfenkopf 20.4 des Tripodesterns 20 auf und ist über gleichmäßig über seinen Außenumfang verteilte Nadeln 30.3 in dem Außenring 30.2 drehbar gelagert. Beiderseits der Stirnflächen der Nadeln 30.3 und des Innenrings 30.1 ist jeweils ein Federring 30.4 angeordnet, der im Rahmen eines definierten Spiels eine axiale Bewegung zwischen dem Innen- und dem Außenring 30.1, 30.2 zulässt, wobei die überwiegende translatorische Bewegung zwischen dem Innenring 30.1 und der drehmomentübertragenden Fläche 20.6 der Zapfenköpfe 20.4 erfolgt.The third component of the tripod sliding joint 1 are the rollers 30, which essentially represent the link for the transmission of the torque between the bell 10 and the tripod star 20. From the inventive features of the bell 10 described above, it is easy to conclude that the inventive features of the rollers 30 essentially relate to their track, which is in contact with the roller guide surface 10.2 of the bell 10 in the operating state. A roller consists of an inner ring 30.1 with an inner diameter D31 and an outer ring 30.2 with an outer diameter D32. The inner ring 30.1 receives the pin head 20.4 of the tripod star 20 with its inner diameter D31 and is rotatably mounted in the outer ring 30.2 via needles 30.3 evenly distributed over its outer circumference. A spring ring 30.4 is arranged on both sides of the end faces of the needles 30.3 and the inner ring 30.1, which allows an axial movement between the inner and outer rings 30.1, 30.2 within a defined clearance, whereby the predominant translational movement takes place between the inner ring 30.1 and the torque-transmitting surface 20.6 of the pin heads 20.4.

Die Laufbahn des Außenrings 30.2 setzt sich aus einer sphärischen Hauptübertragungsfläche 30.5 und in axialer Richtung beiderseits jeweils symmetrisch angrenzenden Hilfsflächen, die in die jeweilige Stirnfläche 30.6 des Außenrings 30.2 übergehen, zusammen. In bekannter Weise besteht die Hilfsfläche zur Vergrößerung des Beugewinkels des Tripodegelenks aus einer im Winkel ε zur Rollerachse schrägen ebenen Fläche 30.7, die quasi einen „harten“ Übergang von der sphärischen Hauptübertragungsfläche 30.5 in die jeweilige Stirnfläche 30.6 darstellt. Im vorliegenden Beispiel beträgt der Winkel ε = 35°. Unter Beugung kommt die schräge ebene Fläche 30.7 in Kontakt mit der Anlaufgeometrie der Glocke 10. Um diesen Kontakt zu optimieren, sind, wie aus den 20 und 21 zu erkennen, in einer erfindungsgemäßen Grundvariante der Modifizierung der Laufbahn des Außenrings 30.2 die scharfkantigen Übergänge jeweils von der Hauptübertragungsfläche 30.5 in die schräge ebene Fläche 30.7 mit einer Radiuskontur, die im vorliegenden Beispiel aus einem ersten Übergangsradius R33a und einem sich unmittelbar an diesen anschließenden zweiten Übergangsradius R33b gebildet ist, sowie von der schrägen ebenen Fläche 30.7 in die jeweilige Stirnfläche 30.6 mit einer weiteren Radiuskontur, die aus einem ersten Übergangsradius R34a und einem sich unmittelbar an diesen anschließenden zweiten Übergangsradius R34b gebildet ist, versehen. Hierbei ist der erste Übergangsradius R33a von der sphärischen Hauptübertragungsfläche 30.5 in die schräge ebene Fläche 30.7 mit > 1,5 mm der größte Radius, während sowohl der erste Übergangsradius R34a von der schrägen ebenen Fläche 30.7 in den zweiten Übergangsradius R34b als auch die beiden zweiten Übergangsradien R33b und R34b mit < 0,1 mm deutlich kleiner sind. Hierdurch wird unter Beugung ein geringeres Reibungsverhalten erreicht, was sich positiv im Sinne einer Reduzierung der Axialkraftanregung auswirkt.The raceway of the outer ring 30.2 consists of a spherical main transmission surface 30.5 and auxiliary surfaces symmetrically adjacent on both sides in the axial direction, which merge into the respective end face 30.6 of the outer ring 30.2. In a known manner, the auxiliary surface for increasing the bending angle of the tripod joint consists of a flat surface 30.7 inclined at an angle ε to the roller axis, which represents a "hard" transition from the spherical main transmission surface 30.5 to the respective end face 30.6. In the present example, the angle ε = 35°. When bent, the inclined flat surface 30.7 comes into contact with the starting geometry of the bell 10. In order to optimize this contact, as can be seen from the 20 and 21 As can be seen, in a basic variant of the modification of the raceway of the outer ring 30.2 according to the invention, the sharp-edged transitions from the main transfer surface 30.5 into the inclined flat surface 30.7 are each provided with a radius contour which, in the present example, is formed from a first transition radius R33a and a second transition radius R33b immediately adjacent to this, and from the inclined flat surface 30.7 into the respective end face 30.6 with a further radius contour which is formed from a first transition radius R34a and a second transition radius R34b immediately adjacent to this. Here, the first transition radius R33a from the spherical main transfer surface 30.5 to the inclined flat surface 30.7 is the largest radius at > 1.5 mm, while both the first transition radius R34a from the inclined flat surface 30.7 to the second transition radius R34b and the two second transition radii R33b and R34b are significantly smaller at < 0.1 mm. This means that A lower frictional behavior is achieved under bending, which has a positive effect in terms of reducing the axial force excitation.

In den 22 und 23 ist eine durch weitere Optimierungen der Übergänge von der sphärischen Hauptübertragungsfläche 30.5 zu den Stirnflächen 30.6 entstandene erste Variante dargestellt. Bei dieser Variante ist die schräge ebene Fläche 30.7 in der Weise in zwei ebene Teilflächen 30.7a und 30.7b aufgeteilt, so dass die in die jeweilige Stirnfläche 30.6 übergehende ebene Teilfläche 30.7b einen kleineren Winkel ε' zur Stirnfläche 30.6, im vorliegenden Beispiel von 20°, einnimmt. Die Übergänge von der sphärischen Hauptübertragungsfläche 30.5 in die erste ebene Teilfläche 30.7a sowie von der zweiten ebenen Teilfläche 30.7b in die jeweilige Stirnfläche 30.6 sind jeweils mit einem Übergangsradius R33 bzw. R34 abgerundet, da dieser Bereich als Hauptursache für unerwünschte NVH-Anregungen im Kontakt der Roller 30 mit der Glocke 10 identifiziert wurde.In the 22 and 23 a first variant is shown, resulting from further optimization of the transitions from the spherical main transfer surface 30.5 to the end surfaces 30.6. In this variant, the inclined flat surface 30.7 is divided into two flat partial surfaces 30.7a and 30.7b, so that the flat partial surface 30.7b that transitions into the respective end surface 30.6 forms a smaller angle ε' to the end surface 30.6, in the present example of 20°. The transitions from the spherical main transfer surface 30.5 into the first flat partial surface 30.7a and from the second flat partial surface 30.7b into the respective end surface 30.6 are each rounded with a transition radius R33 or R34, since this area was identified as the main cause of undesirable NVH excitations in the contact of the rollers 30 with the bell 10.

Alle hier dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All features presented here can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

BezugszahlenlisteReference number list

11
Tripode-GleichlaufgelenkTripod constant velocity joint
22
Erste DrehachseFirst axis of rotation
33
Zweite DrehachseSecond axis of rotation
44
Zweite WelleSecond wave
αα
KontaktwinkelContact angle
ββ
BeugewinkelBending angle
γγ
Winkel der geneigten ebenen Fläche 10.10Angle of inclined flat surface 10.10
δ1δ1
radiales Laufbahnspielradial raceway clearance
δ2δ2
axiales Laufbahnspielaxial raceway clearance
δ3δ3
Laufbahnspiel am inneren Anlaufpunkt 10.18Running track game at the inner starting point 10.18
δ4δ4
Reduzierung des Durchmessers des Zapfenkopfes 20.4Reduction of the diameter of the pin head 20.4
εε
Winkel der schrägen ebenen Fläche 30.7 zur Stirnfläche 30.6 des Rollers 30Angle of the inclined flat surface 30.7 to the front surface 30.6 of the scooter 30
ε''
Winkel der zweiten ebenen Teilfläche 30.7b zur Stirnfläche 30.6 des Rollers 30 Angle of the second flat partial surface 30.7b to the front surface 30.6 of the roller 30
1010
GlockeBell jar
10.110.1
AnsatzApproach
10.210.2
SpanndurchmesserflächeClamping diameter area
10.310.3
RollenführungsflächeRoller guide surface
10.410.4
Erster RadienmittelpunktFirst radius center
10.510.5
Zweiter RadienmittelpunktSecond radius center
10.610.6
Freiraumfree space
10.710.7
Rollkreis der GlockeRolling circle of the bell
10.810.8
Projizierter Glocken-PCDProjected Bell PCD
10.910.9
Schmale ebene FlächeNarrow flat surface
10.1010.10
Konkav gekrümmte FlächeConcave curved surface
10.1110.11
Geneigte ebene FlächeInclined flat surface
10.1210.12
Konvex gekrümmte Übergangsfläche aConvex curved transition surface a
10.1310.13
Äußerer AnlaufpunktExternal contact point
10.1410.14
Konvex gekrümmte Teilfläche aConvex curved surface a
10.1510.15
Konkav gekrümmte Übergangsfläche aConcave curved transition surface a
10.1610.16
Konvex gekrümmte Übergangsfläche bConvex curved transition surface b
10.1710.17
Konvex gekrümmte Teilfläche bConvex curved surface b
10.1810.18
Konkav gekrümmte Teilfläche bConcave curved surface b
10.1910.19
Innerer AnlaufpunktInner contact point
10.2010.20
konvex gekrümmte Teilfläche aa convex curved surface aa
R10R10
AußenradiusOuter radius
R11R11
Innenradius erste VarianteInner radius first variant
R12R12
Innenradius zweite VarianteInner radius second variant
R13R13
Radius der Rollenführungsfläche 10.3Radius of the roller guide surface 10.3
R14R14
BahngrundverrundungsradiusPath base fillet radius
R15R15
Radius der konkav gekrümmten Fläche 10.10Radius of the concave curved surface 10.10
R16R16
Radius der konvex gekrümmten Übergangsfläche a 10.12Radius of the convex curved transition surface a 10.12
R17R17
Radius der konvex gekrümmten Teilfläche a 10.14Radius of the convex curved surface a 10.14
R18R18
Radius der konkav gekrümmten Übergangsfläche a 10.15Radius of the concave curved transition surface a 10.15
R19R19
Radius der konvex gekrümmten Übergangsfläche b 10.16Radius of the convex curved transition surface b 10.16
R20R20
Radius der konvex gekrümmten Teilfläche b 10.17Radius of the convex curved surface b 10.17
R21R21
Radius der konkav gekrümmten Teilfläche b 10.18Radius of the concave curved surface b 10.18
R22R22
Radius der konvex gekrümmten Teilfläche aa 10.20Radius of the convex curved surface aa 10.20
s1s1
Radialer Versatz der Radienmittelpunkte 10.4 und 10.5Radial offset of radius centers 10.4 and 10.5
s2s2
Breite der schmalen ebenen Fläche 10.9Width of narrow flat surface 10.9
s3s3
Abstand des äußeren Anlaufpunktes 10.13 von der Drehachse der Roller 30 Distance of the outer starting point 10.13 from the rotation axis of the roller 30
2020
TripodesternTripod star
20.120.1
NabenkörperHub body
20.220.2
InnenverzahnungInternal gearing
20.320.3
Zapfencone
20.420.4
Zapfenkopftenon head
20.520.5
ZapfenhalsTenon neck
20.620.6
Drehmomentübertragende FlächeTorque transmitting area
20.720.7
Abflachung des Zapfenkopfes 20.4Flattening of the tenon head 20.4
20.820.8
Große Halbachse der elliptischen Abflachung 20.7Semi-major axis of the elliptical flattening 20.7
20.920.9
Kleine Halbachse der elliptischen Abflachung 20.7Minor semi-axis of the elliptical flattening 20.7
R24R24
Radius des Kugelsegments des Zapfenkopfes 20.4Radius of the spherical segment of the pin head 20.4
a25a25
Länge der großen Halbachse der elliptischen Abflachung 20.7Length of the major semi-axis of the elliptical flattening 20.7
b25b25
Länge der kleinen Halbachse der elliptischen Abflachung 20.7Length of the minor semi-axis of the elliptical flattening 20.7
a26a26
Länge der großen Halbachse des Zapfenhalses 20.5Length of the major semi-axis of the tenon neck 20.5
b26b26
Länge der kleinen Halbachse des Zapfenhalses 20.5Length of the minor semi-axis of the tenon neck 20.5
s4s4
Breite der elliptischen Abflachung 20.7 Width of elliptical flattening 20.7
3030
RollerScooters
30.130.1
InnenringInner ring
30.230.2
AußenringOuter ring
30.330.3
NadelnNeedles
30.430.4
FederringSpring ring
30.530.5
Sphärischen HauptübertragungsflächeSpherical main transmission surface
30.630.6
Stirnfläche des AußenringsFace of the outer ring
30.730.7
Schräge ebene FlächeSloping flat surface
30.7a30.7a
Erste ebene TeilflächeFirst flat surface
30.7b30.7b
Zweite ebene Teilfläche Second flat surface
D31D31
Innendurchmesser des InnenringsInner diameter of the inner ring
D32D32
Außendurchmesser des AußenringsOuter diameter of the outer ring
R33R33
Übergangsradius von Hauptübertragungsfläche 30.5 zu erster ebener Teilfläche 30.7aTransition radius from main transfer surface 30.5 to first flat partial surface 30.7a
R33aR33a
Erster Übergangsradius von Hauptübertragungsfläche 30.5 zu zweitem Übergangsradius R33bFirst transition radius from main transfer surface 30.5 to second transition radius R33b
R33bR33b
Zweiter Übergangsradius von erstem Übergangsradius R33 zu schräger ebener Fläche 30.7Second transition radius from first transition radius R33 to inclined flat surface 30.7
R34R34
Übergangsradius von zweiter ebener Teilfläche 30.7b zur Stirnfläche 30.6 des Außenrings 30.2Transition radius from second flat partial surface 30.7b to end face 30.6 of outer ring 30.2
R34aR34a
Erster Übergangsradius von schräger ebener Fläche 30.7 zu zweitem Übergangsradius R34bFirst transition radius from inclined flat surface 30.7 to second transition radius R34b
R34bR34b
Zweiter Übergangsradius von erstem Übergangsradius R34a zur Stirnfläche 30.6 des Außenrings 30.2Second transition radius from first transition radius R34a to end face 30.6 of outer ring 30.2

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013106868 B3 [0002, 0004]DE 102013106868 B3 [0002, 0004]
  • WO 2019/059204 A1 [0003, 0004]WO 2019/059204 A1 [0003, 0004]
  • WO 9007067 A1 [0004]WO 9007067 A1 [0004]
  • DE 4439965 A1 [0005]DE 4439965 A1 [0005]
  • DE 4305278 C1 [0005]DE 4305278 C1 [0005]
  • DE 4327606 C2 [0005]DE 4327606 C2 [0005]
  • DE 102020212991 A1 [0007]DE 102020212991 A1 [0007]

Claims (21)

Gelenkaußenteil für ein Verschiebegelenk vom Typ einer Tripode in der Form einer um eine erste Drehachse (2) rotierende und mit einer ersten Welle drehfest verbundenen zylindrischen Glocke (10), in der ein Gelenkinnenteil in der Form eines um eine zweite Drehachse (3) rotierenden und mit einer zweiten Welle (4) drehfest verbundenen Tripodesterns (20) über Roller (30) axial verschiebbar und mit seiner Drehachse (3) gegenüber der ersten Drehachse winkelbeweglich angeordnet ist, wobei die Glocke (10) an ihrem Innenumfang eine zylindrische Spanndurchmesserfläche (10.2) mit einem Spanndurchmesserradius (R11, R12) aufweist, die durch drei in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete, parallel zur ersten Drehachse (2) verlaufende Führungsnuten zur Aufnahme der Roller (30) unterbrochen ist, wobei jede Führungsnut zwei in der Rollerebene einander gegenüberliegende Rollenführungsflächen (10.3), eine sich an diese in radialer Richtung nach außen anschließende äußere Anlagegeometrie, an der die Roller (30) mit ihrer radial äußeren Stirnfläche (30.6) zumindest teilweise an einem äußeren Anlaufpunkt (10.13) anliegen, und jeweils der radial äußeren Stirnfläche (30.6) der Roller (30) gegenüberliegend einen Freiraum (10.6) aufweist, und wobei die Rollenführungsflächen (10.3) aus zwei, im Querschnitt senkrecht zur ersten Drehachse gesehen, konkaven Teilflächen mit jeweils gleichen Radien (R13), die wiederum über eine Bahngrundverrundung mit einem Bahngrundverrundungsradius (R14) miteinander verbunden sind, gebildet werden und in radialer Richtung nach innen über eine mit einem Radius (R19) konvex gekrümmte Übergangsfläche b (10.16) in die Spanndurchmesserfläche (10.2) übergehen, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale äußere Anlagegeometrie von einer in einem Winkel (γ) gegenüber einer Orthogonalen zur Drehachse des jeweiligen Rollers (30) leicht geneigten ebenen Fläche (10.11) und einer sich in Richtung der Drehachse des jeweiligen Rollers (30) erstreckenden, mit einem Radius (R16) konvex gekrümmten Übergangsfläche a (10.12) gebildet wird, und dass die gegenüberliegende Seite der geneigten ebenen Fläche (10.11) über eine mit einem Radius (R15) konkav gekrümmte Fläche (10.10) in die Rollenführungsfläche (10.3) übergeht.Outer joint part for a sliding joint of the tripod type in the form of a cylindrical bell (10) rotating about a first axis of rotation (2) and connected in a rotationally fixed manner to a first shaft, in which an inner joint part in the form of a tripod star (20) rotating about a second axis of rotation (3) and connected in a rotationally fixed manner to a second shaft (4) is arranged so as to be axially displaceable via rollers (30) and with its axis of rotation (3) so as to be angularly movable relative to the first axis of rotation, the bell (10) having on its inner circumference a cylindrical clamping diameter surface (10.2) with a clamping diameter radius (R11, R12) which is interrupted by three guide grooves arranged at equal angular distances from one another and running parallel to the first axis of rotation (2) for receiving the rollers (30), each guide groove having two roller guide surfaces (10.3) opposite one another in the roller plane, an outer contact geometry adjoining this in a radial direction towards the outside, on which the rollers (30) rest with their radially outer Front face (30.6) at least partially abuts an outer contact point (10.13), and each roller (30) has a free space (10.6) opposite the radially outer front face (30.6), and wherein the roller guide surfaces (10.3) are formed from two concave partial surfaces, each with the same radii (R13), as seen in cross section perpendicular to the first axis of rotation, which in turn are connected to one another via a track base rounding with a track base rounding radius (R14), and pass in the radial direction inwards via a transition surface b (10.16) convexly curved with a radius (R19) into the clamping diameter surface (10.2), characterized in that the radial outer contact geometry consists of a flat surface (10.11) slightly inclined at an angle (γ) with respect to an orthogonal to the axis of rotation of the respective roller (30) and a flat surface (10.11) extending in the direction of the axis of rotation of the respective roller (30) and having a Radius (R16) convexly curved transition surface a (10.12), and that the opposite side of the inclined flat surface (10.11) merges into the roller guide surface (10.3) via a surface (10.10) concavely curved with a radius (R15). Gelenkaußenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (γ) ca. 1° bis 3° beträgt.Outer joint part after Claim 1 , characterized in that the angle (γ) is approximately 1° to 3°. Gelenkaußenteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der horizontale Abstand (s3) der äußeren Anlaufpunkte (10.13) zur laufbahnhalbierenden Symmetrieachse pro Laufbahn das 0,29-fache des Durchmessers (D32) des Außenrings (30.2) des Rollers (30) beträgt.Outer joint part after Claim 1 or 2 , characterized in that the horizontal distance (s3) of the outer starting points (10.13) to the axis of symmetry bisecting the raceway per raceway is 0.29 times the diameter (D32) of the outer ring (30.2) of the roller (30). Gelenkaußenteil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der konkav gekrümmten Fläche (10.10) und der Rollenführungsfläche (10.3) eine schmale ebene Fläche (10.9) angeordnet ist.Outer joint part after Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that a narrow flat surface (10.9) is arranged between the concavely curved surface (10.10) and the roller guide surface (10.3). Gelenkaußenteil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der konkav gekrümmten Fläche (10.10) und der Rollenführungsfläche (10.3) eine konvex gekrümmte Teilfläche aa (10.20) vorgesehen ist.Outer joint part after Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that a convexly curved partial surface aa (10.20) is provided between the concavely curved surface (10.10) and the roller guide surface (10.3). Gelenkaußenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sich in Richtung der Drehachse des jeweiligen Rollers (30) erstreckende konvex gekrümmte Übergangsfläche a (10.12) in zwei konvex gekrümmte Übergangs- bzw. Teilflächen a (10.12, 10.14) mit einem Radius (R16, R17) aufgeteilt ist, und der Übergang in den Freiraum (10.6) durch eine zusätzliche konkav gekrümmte Übergangsfläche a (10.15) mit einem Radius (R18) gebildet ist.Outer joint part according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the convexly curved transition surface a (10.12) extending in the direction of the axis of rotation of the respective roller (30) is divided into two convexly curved transition or partial surfaces a (10.12, 10.14) with a radius (R16, R17), and the transition into the free space (10.6) is formed by an additional concavely curved transition surface a (10.15) with a radius (R18). Gelenkaußenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in radialer Richtung nach innen in die Spanndurchmesserfläche (10.2) übergehende konvex gekrümmte Übergangsfläche b (10.16) mit dem Radius (R19) in drei Teilflächen aufgeteilt ist, wobei zwischen den beiden konvex gekrümmten Übergangs- bzw. Teilflächen b (10.16, 10.17) mit den Radien (R19 und R20) eine konkav gekrümmte Teilfläche b (10.18) mit einem Radius (R21) angeordnet ist.Outer joint part according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the convexly curved transition surface b (10.16) with the radius (R19) which merges inwards in the radial direction into the clamping diameter surface (10.2) is divided into three partial surfaces, wherein a concavely curved partial surface b (10.18) with a radius (R21) is arranged between the two convexly curved transition or partial surfaces b (10.16, 10.17) with the radii (R19 and R20). Gelenkaußenteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien (R19, R20 und R21) der drei gekrümmten Übergangs- bzw. Teilflächen (10.16, 10.17 und 10.18) gleich groß sind und sich nach der Formel R 19 = R 20 = R 21 = ( 2 * Glocken-PCD ) / 51
Figure DE102022133034A1_0005
berechnen.
Outer joint part after Claim 7 , characterized in that the radii (R19, R20 and R21) of the three curved transition or partial surfaces (10.16, 10.17 and 10.18) are equal and are calculated according to the formula R 19 = R 20 = R 21 = ( 2 * Bell PCD ) / 51
Figure DE102022133034A1_0005
calculate.
Gelenkaußenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Laufbahnspiel (δ1) zwischen der Rollenführungsfläche (31) der Glocke (10) und dem Außenring (30.2) des Rollers (30) sowie das axiale Laufbahnspiel (δ2) zwischen der Anlagefläche der Glocke (10) im Bereich ihrer radialen äußeren Anlagegeometrie und der äußeren Stirnfläche des Roller (30) sich nach der Formel δ 1 = δ 2 = tan ( 0,46 ° ) * s 3
Figure DE102022133034A1_0006
berechnen.
Outer joint part according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the radial raceway clearance (δ 1 ) between the roller guide surface (31) of the bell (10) and the outer ring (30.2) of the roller (30) and the axial raceway clearance (δ 2 ) between the contact surface of the bell (10) in the region of its radial outer contact geometry and the outer end face of the roller (30) are determined according to the formula δ 1 = δ 2 = tan ( 0.46 ° ) * s 3
Figure DE102022133034A1_0006
calculate.
Gelenkaußenteil nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufbahnspiel (δ3) zwischen der Anlagefläche der Glocke (10) im Bereich der drei gekrümmten Teil- bzw. Übergangsflächen (10.17, 10.18 und 10.16), also im Bereich des inneren Anlaufpunktes (10.19), und dem Außenring (30.2) des Rollers (30) maximal 0,8 mal dem Laufbahnspiel (δ2) beträgt.Outer joint part according to one of the Claims 7 until 9 , characterized in that the barrel track clearance (δ3) between the contact surface of the bell (10) in the area of the three curved partial or transition surfaces (10.17, 10.18 and 10.16), i.e. in the area of the inner contact point (10.19), and the outer ring (30.2) of the roller (30) is a maximum of 0.8 times the track clearance (δ2). Gelenkinnenteil für ein Verschiebegelenk vom Typ einer Tripode in der Form eines um eine zweite Drehachse (3) rotierenden und mit einer zweiten Welle (4) drehfest verbundenen Tripodesterns (20), der über Roller (30) axial verschiebbar und mit seiner Drehachse (3) gegenüber einer ersten Drehachse (2) winkelbeweglich in einem Gelenkaußenteil in Form einer Glocke (10) angeordnet ist, wobei der Tripodestern (20) drei in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander von seiner Sternnabe (20.1) aus in radialer Richtung nach außen gerichtete Zapfen (20.3) aufweist, die aus einem Zapfenhals (20.5) und einem kugelsegmentförmigen Zapfenkopf (20.4) bestehen, der an zwei diametral gegenüberliegenden und 90° zu den sphärischen drehmomentübertragenden Umfangsbereichen (20.6) abgeflacht ist und im montierten Zustand des Verschiebegelenks jeweils einen Roller (30) mit seinem Innenring (30.1) winkelbeweglich aufnimmt, wobei der Radius (R24) des Kugelsegments dem halben Wert des Innendurchmessers (D31) des Innenrings (30.1) des Rollers (30) entspricht, so dass die Übertragung des Drehmoments über die sphärischen Umfangsbereiche des Zapfenkopfes (20.4), nachfolgend drehmomentübertragende Flächen (20.6) genannt, erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachung des Kugelsegments als eine elliptische Abflachung (20.7) ausgebildet ist, deren große Halbachse (20.8) orthogonal zur Drehachse (3) des Tripodesterns (20) verläuft.Inner joint part for a sliding joint of the tripod type in the form of a tripod star (20) rotating about a second axis of rotation (3) and connected to a second shaft (4) in a rotationally fixed manner, which is arranged in an outer joint part in the form of a bell (10) in an axially displaceable manner via rollers (30) and with its axis of rotation (3) angularly movable relative to a first axis of rotation (2), wherein the tripod star (20) has three pins (20.3) directed radially outwards from its star hub (20.1) at equal angular distances from one another, which consist of a pin neck (20.5) and a spherical segment-shaped pin head (20.4) which is flattened on two diametrically opposite and 90° to the spherical torque-transmitting peripheral regions (20.6) and, in the assembled state of the sliding joint, accommodates a roller (30) with its inner ring (30.1) in an angularly movable manner, wherein the radius (R24) of the spherical segment corresponds to half the value of the inner diameter (D31) of the inner ring (30.1) of the roller (30), so that the transmission of the torque takes place via the spherical circumferential regions of the pin head (20.4), hereinafter referred to as torque-transmitting surfaces (20.6), characterized in that the flattening of the spherical segment is designed as an elliptical flattening (20.7), the major semi-axis (20.8) of which runs orthogonal to the axis of rotation (3) of the tripod star (20). Gelenkinnenteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der pitch circle diameter (PCD) der kugelsegmentförmigen Zapfenköpfe (20.4) bis zu +/- 1,6 % vom PCD der Glocke (10) abweicht.Inner joint part after Claim 11 , characterized in that the pitch circle diameter (PCD) of the spherical segment-shaped pin heads (20.4) deviates by up to +/- 1.6% from the PCD of the bell (10). Gelenkinnenteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der pitch circle diameter (PCD) der kugelsegmentförmigen Zapfenköpfe (20.4) kleiner ist als PCD der Glocke (30).Inner joint part after Claim 12 , characterized in that the pitch circle diameter (PCD) of the spherical segment-shaped pin heads (20.4) is smaller than PCD of the bell (30). Gelenkinnenteil nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die kleine Halbachse (20.9) der elliptischen Abflachung (20.7) b25 = (0,990 bis 0,992) * R24 und die große Halbachse (20.8) der elliptischen Abflachung (20.7) a25 = (1,20 bis 1,21) * R24 beträgt.Inner joint part according to one of the Claims 11 until 13 , characterized in that the small semi-axis (20.9) of the elliptical flattening (20.7) is b25 = (0.990 to 0.992) * R24 and the large semi-axis (20.8) of the elliptical flattening (20.7) is a25 = (1.20 to 1.21) * R24. Verfahren zur Herstellung eines Gelenkinnenteils für ein Verschiebegelenk vom Typ einer Tripode in der Form eines um eine Drehachse (3) rotierenden und mit einer Welle (4) drehfest verbundenen Tripodesterns (20), der drei in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander von seiner Sternnabe (20.1) aus in radialer Richtung nach außen gerichtete Zapfen (20.3) aufweist, die aus einem Zapfenhals (20.5) und einem kugelsegmentförmigen Zapfenkopf (20.4) mit einem Radius (R24) bestehen, der an zwei diametral gegenüberliegenden und 90° zu den drehmomentübertragenden Flächen (20.6) abgeflacht ist und umformtechnisch hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachung des Kugelsegments als eine elliptische Abflachung (20.7) ausgebildet ist, deren große Halbachse (20.8) orthogonal zur Drehachse (3) des Tripodesterns (20) verläuft, wobei diese Abflachung (20.7) des Kugelsegments im Rohteil senkrecht zur Aufspannungsebene der Ellipse und dem Verlauf des Kugelradius (R24) folgend bereits im Umformprozess fertiggeformt wird, anschließend die Stirnflächen der Sternnabe (20.1) sowie deren Innenverzahnung (20.2) durch eine materialabtragende Bearbeitung fertigbearbeitet, danach der Tripodestern (20) gehärtet wird und abschließend die drehmomentübertragenden Flächen (20.6) durch eine materialabtragende Hartbearbeitung rotationssymmetrisch zum jeweiligen Zapfen (20.3) fertigbearbeitet werden.Method for producing an inner joint part for a sliding joint of the tripod type in the form of a tripod star (20) rotating about an axis of rotation (3) and connected to a shaft (4) in a rotationally fixed manner, which has three pins (20.3) directed radially outwards from its star hub (20.1) at equal angular distances from one another, which consist of a pin neck (20.5) and a spherical segment-shaped pin head (20.4) with a radius (R24) which is flattened on two diametrically opposite and 90° to the torque-transmitting surfaces (20.6) and is produced by forming, characterized in that the flattening of the spherical segment is designed as an elliptical flattening (20.7) whose major semi-axis (20.8) runs orthogonal to the axis of rotation (3) of the tripod star (20), wherein this flattening (20.7) of the spherical segment in the blank perpendicular to the clamping plane of the ellipse and following the course of the sphere radius (R24), it is already finished in the forming process, then the end faces of the star hub (20.1) and its internal teeth (20.2) are finished by material-removing machining, then the tripod star (20) is hardened and finally the torque-transmitting surfaces (20.6) are finished by material-removing hard machining in a rotationally symmetrical manner to the respective pin (20.3). Roller (30) für ein Verschiebegelenk vom Typ einer Tripode, das aus einem Gelenkaußenteil in der Form einer um eine erste Drehachse (2) rotierende und mit einer ersten Welle drehfest verbundenen zylindrischen Glocke (10), an deren Innenumfang drei in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete, parallel zu ihrer Drehachse (2) verlaufende sich radial nach außen erstreckende Führungsnuten befinden, und einem Gelenkinnenteil in der Form eines um eine zweite Drehachse (3) rotierenden und mit einer zweiten Welle (4) drehfest verbundenen Tripodesterns (20) besteht, der drei in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander von seiner Sternnabe (20.1) aus in radialer Richtung nach außen gerichtete Zapfen (20.3) aufweist, auf deren Zapfenkopf (20.4) jeweils ein Roller (30), bestehend aus einem Innenring (30.1) und einen über Wälzkörper (30.3) drehbar mit diesem verbundenen Außenring (30.2), winkelbeweglich angeordnet ist, wobei das Gelenkinnenteil im montierten Zustand mittels der Roller (30) in den genannten Führungsnuten der Glocke (10) axial verschiebbar geführt ist und dabei die Außenlaufbahn des Außenrings (30.2) jedes Rollers (30) zumindest teilweise mit den Innenlaufbahnen der Führungsnuten in Kontakt kommt, wobei die Außenlaufbahn jedes Rollers (30) einen sphärischen Umfangsbereich als Hauptkraftübertragungsfläche (30.5) aufweist, die über mindestens eine modifizierte Hilfsfläche jeweils in die äußere und innere Stirnfläche (30.6) des Außenrings (30.2) des Rollers (20) übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von der sphärischen Hauptkraftübertragungsfläche (30.5) zu der äußeren und inneren Stirnfläche (30.6) durch eine ebene Fläche (30.7) gebildet ist und an dem jeweiligen Übergang von der sphärischen Hauptkraftübertragungsfläche (30.5) zu der ebenen Fläche (30.7) jeweils mindestens ein Übergangsradius (R33a, R33b) sowie von der ebenen Fläche (30.7) in die äußere und innere Stirnfläche (30.6) jeweils mindestens ein Übergangsradius (R34a, R34b) vorgesehen ist.Roller (30) for a sliding joint of the tripod type, which consists of an outer joint part in the form of a cylindrical bell (10) rotating about a first axis of rotation (2) and connected to a first shaft in a rotationally fixed manner, on the inner circumference of which there are three guide grooves arranged at equal angular distances from one another, running parallel to its axis of rotation (2) and extending radially outwards, and an inner joint part in the form of a tripod star (20) rotating about a second axis of rotation (3) and connected to a second shaft (4) in a rotationally fixed manner, which has three pins (20.3) directed radially outwards from its star hub (20.1) at equal angular distances from one another, on the pin head (20.4) of which a roller (30) consisting of an inner ring (30.1) and an outer ring (30.2) rotatably connected to it via rolling elements (30.3) is arranged in an angularly movable manner, wherein the inner joint part in the assembled state can be moved by means of the rollers (30) is guided axially displaceably in the said guide grooves of the bell (10) and the outer raceway of the outer ring (30.2) of each roller (30) comes at least partially into contact with the inner raceways of the guide grooves, wherein the outer raceway of each roller (30) has a spherical peripheral region as the main force transmission surface (30.5), which merges via at least one modified auxiliary surface into the outer and inner end face (30.6) of the outer ring (30.2) of the roller (20), characterized in that the transition from the spherical spherical main force transmission surface (30.5) to the outer and inner end faces (30.6) is formed by a flat surface (30.7) and at the respective transition from the spherical main force transmission surface (30.5) to the flat surface (30.7) at least one transition radius (R33a, R33b) is provided and from the flat surface (30.7) to the outer and inner end faces (30.6) at least one transition radius (R34a, R34b) is provided. Roller nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsradien (R33a, R34b) größer als 1,5 mm sind.Scooter to Claim 16 , characterized in that the transition radii (R33a, R34b) are greater than 1.5 mm. Roller nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsradien (R33b; R34a) kleiner als 0,1 mm sind.Scooter to Claim 16 , characterized in that the transition radii (R33b; R34a) are smaller than 0.1 mm. Roller nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Fläche (30.7) in zwei ebene Teilflächen (30.7a und 30.7b) aufgeteilt ist, wobei die in axialer Richtung gesehen jeweils zweite ebene Teilfläche (30.7b) über einen Radius (R34) in die jeweilige Stirnfläche (30.6) des Außenrings (30.2) des Rollers (30) übergeht.Scooter to Claim 16 , characterized in that the flat surface (30.7) is divided into two flat partial surfaces (30.7a and 30.7b), wherein the second flat partial surface (30.7b) seen in the axial direction merges via a radius (R34) into the respective end face (30.6) of the outer ring (30.2) of the roller (30). Roller nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils erste ebene Teilfläche (30.7a) um 35° und die jeweils zweite ebene Teilfläche (30.7b) um 20° gegenüber der jeweiligen Stirnfläche (30.6) geneigt ist.Scooter to Claim 19 , characterized in that the respective first flat partial surface (30.7a) is inclined by 35° and the respective second flat partial surface (30.7b) is inclined by 20° with respect to the respective end face (30.6). Verschiebegelenk vom Typ einer Tripode für einen automobilen Antriebsstrang, aufweisend - ein Gelenkaußenteil in der Form einer um eine erste Drehachse (2) rotierende und mit einer ersten Welle drehfest verbundenen zylindrischen Glocke (10), die an ihrem Innenumfang in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete, parallel zur ersten Drehachse (2) verlaufende Führungsflächen ausweist, und/oder - ein Gelenkinnenteil in der Form eines um eine zweite Drehachse (3) rotierenden und mit einer zweiten Welle (4) drehfest verbundenen Tripodesterns (20), von dem in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander Zapfen (20.3) radial nach außen abgehen, deren freie Enden als Kugelabschnitte ausgebildet sind, und/oder - drei Roller (30), von denen jeweils einer auf einem Zapfen (20.3) des Tripodesterns (20) dreh- und gegenüber der Drehachse (3) des Tripodesterns (20) schwenkbar und im montierten Zustand in jeweils einer Führungsnut der Glocke (10) längsverschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Glocke (10) die Merkmale der Ansprüche 1 oder 2 bis 10 aufweist und/oder dass der Tripodestern (20) die Merkmale der Ansprüche 11 oder 12 bis 14 aufweist und/oder dass der Roller (30) die Merkmale der Ansprüche 16 oder 17 bis 20 aufweist.A sliding joint of the tripod type for an automotive drive train, comprising - an outer joint part in the form of a cylindrical bell (10) rotating about a first axis of rotation (2) and connected to a first shaft in a rotationally fixed manner, which has guide surfaces arranged at equal angular distances from one another and running parallel to the first axis of rotation (2) on its inner circumference, and/or - an inner joint part in the form of a tripod star (20) rotating about a second axis of rotation (3) and connected to a second shaft (4) in a rotationally fixed manner, from which pins (20.3) extend radially outwards at equal angular distances from one another, the free ends of which are designed as spherical sections, and/or - three rollers (30), one of which is arranged on a pin (20.3) of the tripod star (20) so as to be rotatable and pivotable relative to the axis of rotation (3) of the tripod star (20) and, in the assembled state, so as to be longitudinally displaceable in a guide groove of the bell (10), characterized that the bell (10) has the characteristics of Claims 1 or 2 until 10 and/or that the tripod star (20) has the features of Claims 11 or 12 until 14 and/or that the scooter (30) has the features of the Claims 16 or 17 until 20 having.
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990007067A1 (en) 1988-12-17 1990-06-28 Hardy Spicer Limited Constant velocity ratio universal joints
DE4305278C1 (en) 1993-02-20 1994-07-28 Gkn Automotive Ag Tripod type constant velocity universal joint
DE4327606C2 (en) 1993-08-17 1995-05-24 Loehr & Bromkamp Gmbh Tripod joint with assembly lock
DE4439965A1 (en) 1994-11-09 1996-05-15 Schaeffler Waelzlager Kg Constant velocity joint
US6533668B2 (en) 2000-10-16 2003-03-18 Delphi Technologies, Inc. Constant velocity joint of tripod type
US20030232655A1 (en) 2002-06-14 2003-12-18 Delphi Technologies Inc. Tripot universal joint
DE102009041086A1 (en) 2009-09-10 2011-03-24 Volkswagen Ag Tripod star for use in tripod joint, has pivots, where middle point of larger in-circle lies on longitudinal axes of pivots and surface line of circumferential surface runs in plane between another surface line and in-circle
DE102013106868B3 (en) 2013-07-01 2014-10-30 Gkn Driveline International Gmbh Inner joint part and roller body of a tripod constant velocity joint
WO2019059204A1 (en) 2017-09-19 2019-03-28 Ntn株式会社 Tripod-type constant-velocity universal joint
DE102020212991A1 (en) 2020-10-14 2022-04-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Tripod joint and method for its manufacture

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006283828A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Ntn Corp Tripod type constant velocity universal joint
US7819752B2 (en) * 2007-05-17 2010-10-26 Hyundai Wia Corporation Constant velocity joint of tripod type
JP2019120339A (en) * 2018-01-09 2019-07-22 Ntn株式会社 Tripod type equal velocity universal joint

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990007067A1 (en) 1988-12-17 1990-06-28 Hardy Spicer Limited Constant velocity ratio universal joints
DE4305278C1 (en) 1993-02-20 1994-07-28 Gkn Automotive Ag Tripod type constant velocity universal joint
DE4327606C2 (en) 1993-08-17 1995-05-24 Loehr & Bromkamp Gmbh Tripod joint with assembly lock
DE4439965A1 (en) 1994-11-09 1996-05-15 Schaeffler Waelzlager Kg Constant velocity joint
US6533668B2 (en) 2000-10-16 2003-03-18 Delphi Technologies, Inc. Constant velocity joint of tripod type
US20030232655A1 (en) 2002-06-14 2003-12-18 Delphi Technologies Inc. Tripot universal joint
DE102009041086A1 (en) 2009-09-10 2011-03-24 Volkswagen Ag Tripod star for use in tripod joint, has pivots, where middle point of larger in-circle lies on longitudinal axes of pivots and surface line of circumferential surface runs in plane between another surface line and in-circle
DE102013106868B3 (en) 2013-07-01 2014-10-30 Gkn Driveline International Gmbh Inner joint part and roller body of a tripod constant velocity joint
WO2019059204A1 (en) 2017-09-19 2019-03-28 Ntn株式会社 Tripod-type constant-velocity universal joint
DE102020212991A1 (en) 2020-10-14 2022-04-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Tripod joint and method for its manufacture

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