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Die Erfindung betrifft Tripodegelenke mit einem Gelenkaußenteil mit einer ersten Längsachse A, das einen längsverlaufenden Hohlraum mit zumindest einem offenen Ende aufweist, in dem drei umfangsverteilte radiale Längsausnehmungen ausgebildet sind, einem Gelenkinnenteil mit einer zweiten Längsachse B, das einen Zentralkörper mit drei radial zur Längsachse ausgerichteten Zapfen aufweist, auf denen jeweils Rollenanordnungen drehbar und radial verschieblich gelagert sind, wobei die Rollenanordnungen in den Längsausnehmungen des Gelenkaußenteils längsbeweglich aufgenommen sind.
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Tripodegelenke dieser Art sind beispielsweise als AAR-Gelenke (angular adjusted roller) aus der
EP 0 426 186 B1 bekannt. Die Rollenanordnungen dieser Gelenke sind mit Umfangspiel in den Längsausnehmungen des Gelenkaußenteils parallel zur Längsachse des Gelenkaußenteils geführt, wobei ihre Rollenachsen senkrecht zur Längsachse des Gelenkaußenteils gehalten werden. Dieses Umfangsspiel ist im wesentlichen bedingt durch Fertigungstoleranzen. Je größer die Fertigungstoleranzen sind, desto größer muß das Mindestspiel zwischen Rollenanordnung und den Laufbahnen der Längsausnehmungen ausgelegt sein.
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Tripodegelenke mit den genannten Merkmalen sind auch als TPJ Gelenke (tripod plunging joint) aus der
WO 2000/53944 A1 bekannt, bei denen die Rollenanordnungen ebenfalls parallel zur Längsachse in den Längsausnehmungen des Gelenkaußenteils geführt sind und die Rollenanordnungen gleichfalls mit ihren Rollenachsen senkrecht zur Längsachse des Gelenkaußenteils gehalten werden. Auch hierbei herrscht Umfangsspiel der Rollenanordnungen in den Längsausnehmungen vor.
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Schließlich sind sogenannte GI Tripodegelenke des Herstellers Glaenzer Spicer bekannt, bei denen die Rollenanordnungen als Einzelrollen auf zylindrischen Zapfen des Gelenkinnenteils stets senkrecht zur Längsachse des Gelenkinnenteils gehalten werden und in den Ausnehmungen des Gelenkaußenteils unter gegebenenfalls schwenkender Winkelstellung parallel zur Achse des Gelenkaußenteils geführt werden. Auch hierbei liegt zwischen Rollenanordnungen und Längsausnehmungen Umfangsspiel vor.
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Die
DE 26 00 501 A1 zeigt eine Gleichlaufgelenkkupplung, bei der die Rollen in gerade und achsparallel verlaufende Nuten des äußeren Kupplungsteils eingreifen und von einem Federelement konstant in den Grund der Nuten gedrückt werden. Hierbei ist das Federelement innerhalb eines Hohlraumes der Rollen angeordnet und stützt sich nach radial innen an dem inneren Kupplungsteil ab.
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Die
DE 25 58 059 B1 zeigt eine Gleichlaufgelenkkupplung, bei der ein Steuerzapfen vorgesehen ist, in dessen Längsrillen sich Steuerbolzen abstützen. Die Steuerbolzen stützen sich im Grund der Bohrung der Rollen ab. Auf diese Weise übertragen die Steuerbolzen ihre ihnen vom Steuerzapfen aufgezwungene radiale Verschiebung auf die Rollen.
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Die
US 4 472 156 A zeigt ein Tripodegelenk mit Ringen, deren Funktion darin besteht, dass wenn an der Welle axial gezogen wird, die Rollen an den Außenrand ihrer Rollbahnen anstoßen und von den Ringen festgehalten werden. Hierdurch wird ein Anschlag gebildet und die Tripode axial in der Glocke gesteuert.
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Die
US 3 757 534 A zeigt ein Tripodegelenk, bei dem die Rolleneinheiten durch ein umlaufendes Federelement, welches sich einerseits an dem Gelenkinnenteil und andererseits an der Innenseite der Rolleneinheiten abstützt, nach radial außen beaufschlagt werden.
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Gelenke der genannten Art werden in Antriebswellen von Kraftfahrzeugen, insbesondere in Seitenwellen zwischen Rädern und Achsgetriebe auf der Innenseite, d. h. getriebeseitig eingesetzt. Im Betrieb kann das vorstehend genannte Umfangsspiel der Rollenanordnungen beim Lastwechsel zu einem Geräuschimpuls führen, der durch das metallische Aufschlagen der Rollenanordnungen an der jeweils anderen Laufbahn der Längsausnehmungen im Gelenkaußenteil ausgelöst wird. Dies führt zu Geräuschen, die sich auf die Fahrzeugzelle übertragen können und zu Irritationen des Fahrers führen können.
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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Gelenke der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei denen die genannten Geräuschentwicklungen nicht zustande kommen.
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Die Lösung besteht darin, daß sich die Rollenanordnungen an vorgespannten Federelementen derart abstützten, daß sie unter radialer Verlagerung in den Längsausnehmungen zumindest bei Drehmomentfreiheit des Gelenks ständig mit den beiden Laufbahnen der jeweiligen Längsausnehmung gleichzeitig in Anlage sind. Aufgrund des Formeingriffs zwischen Längsausnehmungen und Rollenanordnungen – im Querschnitt durch das Gelenk betrachtet – ergibt sich diese gleichzeitige doppelte Anlage sowohl durch eine Verlagerung nach radial außen als auch durch eine Verlagerung nach radial innen. Die Querschnitte der Längsausnehmungen ebenso wie die der Rollenanordnungen können hierbei unterschiedlichste Form annehmen; bevorzugt ist eine längskonkave Form der Laufbahnen und eine ringkonvexe Form der Rollenlauffläche.
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Mit dem Begriff Rollenanordnungen sind im Sinne der vorliegenden Erfindung sowohl lagerlos auf den Tripodezapfen gelagerte Laufrollen, als auch mittels eines Wälzlagers auf den Tripodezapfen gelagerte Laufrollen ebenso wie aus Innenring, Wälzlager und Laufrolle bestehende Anordnungen einbegriffen, die auf den Tripodezapfen gehalten sind.
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Nach einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, daß sich die Rollenanordnungen jeweils einzeln über vorgespannte Federelemente am Grund der jeweiligen Längsausnehmung abstützen, wobei die vorgespannten Federelemente zwischen den Rollenanordnungen und dem Grund der jeweiligen Längsausnehmung eingesetzt sind. Nach verschiedenen Ausgestaltungsmöglichkeiten ist entweder vorgesehen, daß die Federelemente an den Rollenanordnungen fixierte Tellerfedern sind oder daß die Federelemente in den Längsausnehmungen fixierte längsgerichtete Wellfedern sind.
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Hierbei kann vorgesehen sein, daß sich die Rollenanordnungen jeweils einzeln über vorgespannte Federelemente am Zentralkörper des Gelenkinnenteils abstützen. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß die Federelemente konzentrisch zu den Zapfen angeordnete Schraubendruckfedern sind.
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Gemäß einer zweiten und dritten Ausführungsform wird vorgeschlagen, daß die Rollenanordnungen gemeinsam von einem Keilring beaufschlagt werden, der von einer vorgespannten Feder, insbesondere als Schraubendruckfeder, belastet wird, der sich in Richtung der ersten Längsachse im Gelenkaußenteil abstützt, insbesondere am Boden des Gelenkaußenteils, oder daß die Rollenanordnungen gemeinsam von einem Keilring beaufschlagt werden, der von einer vorgespannten Feder belastet wird, die sich in Richtung der zweiten Längsachse an einer mit dem Gelenkinnenteil verbundenen Welle abstützt. Der Keilring wirkt hierbei vorzugsweise von radial innen auf die innenliegenden Kanten der Rollenanordnungen. Um von radial außen zu wirken, müßte er als Teilring ausgeführt werden, um in die Längsausnehmungen eingreifen zu können.
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Schließlich wird nach einer vierten Ausführungsform vorgeschlagen, daß sich die Rollenanordnungen über ein vorgespanntes Federelement gegeneinander radial abstützen, wobei das Federelement ein Zentralteil aufweist, das auf einer mit dem Gelenkinnenteil verbundenen Welle mit radialem Spiel geführt und gegenüber dieser axial abgestützt ist, sowie drei längsgerichtete vorgespannte Federarmpaare umfaßt, die die Rollenanordnungen nach außen beaufschlagen. Diese Ausführung wird insbesondere in Anwendung auf GI-Tripodegelenke bevorzugt, bei denen die Rollenanordnungen auf den Zapfen des Gelenkinnenteils nur verschiebbar, nicht jedoch schwenkbar gehalten werden, so daß sie bei Beugung des Gelenks Schwenkbewegungen in den Längsausnehmungen des Gelenkaußenteils ausführen müssen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Federarme des Federelements die Rollenanordnungen von innen untergreifen.
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In allen Fällen wird das eingangs genannte Umfangsspiel dadurch überwunden, daß die Rollenanordnungen so nach radial innen oder nach radial außen in den Längsausnehmungen verlagert werden, daß ein gleichzeitiger Anlagekontakt mit beiden Laufbahnen der jeweiligen Längsausnehmungen zustande kommt. Dieser wird unabhängig von einer Drehmomentübertragung oder einer Drehmomentfreiheit ständig aufrechterhalten. Grundlage hierfür ist ein im Querschnitt formschlüssiger Eingriff der Rollenanordnungen in die Längsausnehmungen. Ein Wechsel in der Drehmomentübertragungsrichtung führt somit zwar zu einem Belastungswechsel zwischen den beiden Laufbahnen einer Längsausnehmung, nicht jedoch zu einem Anlagewechsel, da dauernd eine beidseitige Anlage an beiden Laufbahnen der Längsausnehmung vorliegt und unter Vorspannung aufrechterhalten wird.
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Bevorzugte Ausführungs- und Anordnungsformen für die Federmittel sind in den Unteransprüchen benannt, auf die hiermit verwiesen wird.
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Die Erfindung bezieht sich sowohl auf Tripodegelenke der AAR-Bauart, die sich dadurch auszeichnen, die Zapfen außenkugelige Abschnitte haben und die Rollenanordnungen mit einer Zylinderbohrung versehen sind, in der die Zapfen geführt sind, als auch auf solche Tripodegelenke, bei denen die Zapfen zylindrisch mit ovaler Grundfläche sind und die Rollenanordnungen umlaufend innen ballig ausgebildete kreisrunde Durchgangsöffnungen aufweisen, in denen die Zapfen geführt sind, wie auch auf GI-Tripodegelenke mit auf den Zapfen koaxial geführten Rollenanordnungen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Vergleich mit einem Tripodegelenk nach dem Stand der Technik in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend beschrieben.
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1 zeigt ein AAR-Tripodegelenk nach dem Stand der Technik im Längshalbschnitt;
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2 zeigt ein AAR-Tripodegelenk nach dem Stand der Technik im Querschnitt;
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3 zeigt ein erfindungsgemäßes AAR-Tripodegelenk in einer ersten Ausführungsform im Querschnitt
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4 zeigt ein erfindungsgemäßes AAR-Tripodegelenk in einer zweiten Ausführungsform im Querschnitt;
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5 zeigt ein erfindungsgemäßes AAR-Tripodegelenk in einer dritten Ausführungsform im Querschnitt;
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6 zeigt ein nicht erfindungsgemäßes AAR-Tripodegelenk im Querschnitt;
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7 zeigt ein TPJ Tripodegelenk nach dem Stand der Technik im Längshalbschnitt;
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8 zeigt ein TPJ Tripodegelenk gemäß der Erfindung im Querschnitt;
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9 zeigt ein GI-Tripodegelenk nach dem Stand der Technik im Längshalbschnitt;
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10 zeigt ein GI-Tripodegelenk nach 9 im Querschnitt;
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11 zeigt ein erfindungsgemäßes GI-Tripodegelenk in einer ersten Ausführung im Längshalbschnitt;
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12 zeigt ein erfindungsgemäßes GI-Tripodegelenk in einer zweiten Ausführung im Längshalbschnitt;
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13 zeigt ein erfindungsgemäßes GI-Tripodegelenk in einer dritten Ausführung im Längshalbschnitt;
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14 zeigt ein erfindungsgemäßes GI-Tripodegelenk in einer vierten Ausführung im Längshalbschnitt;
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15 zeigt eine 3D-Darstellung des Federelements nach 14;
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16 zeigt eine Rollenanordnung für ein AAR-Tripodegelenk nach 3 in einer ersten abgewandelten Ausführungsform
- a) im Axialschnitt
- b) in Draufsicht;
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17 zeigt eine Rollenanordnung für ein AAR-Tripodegelenk nach 3 in einer zweiten abgewandelten Ausführungsform
- a) im Axialschnitt
- b) in Draufsicht;
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18 zeigt eine Rollenanordnung für ein AAR-Tripodegelenk nach 3 in einer dritten abgewandelten Ausführungsform
- a) im Axialschnitt
- b) in Draufsicht.
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Die 1 und 2 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Die Zeichnungen zeigen ein sogenanntes AAR-Tripodegelenk mit einem Gelenkaußenteil 11 mit einem längsverlaufenden inneren Hohlraum 12, von dem aus drei radial gerichtete gleichmäßig umfangsverteilte Längsausnehmungen 13 ausgehen. In den Längsausnehmungen 13 sind jeweils Paare von sich gegenüberliegenden Laufbahnen 14, 15 ausgebildet. Im Gelenkaußenteil 11 sitzt ein Gelenkinnenteil 21 mit einem ringförmigen Zentralbereich 22 und sich davon radial erstreckenden Zapfen 23 ein, die ebenso wie die Ausnehmungen 13 gleichmäßig umfangsverteilt sind und in diese hineinragen. Die Zapfen 23 haben einen kugelkopfartigen Abschnitt 24. Auf den Zapfen 23 sind jeweils Rollenanordnungen 31 gehalten, die gegenüber den Zapfen 23 die Bewegungsmöglichkeit des Drehens, Schwenkens und Längsverschiebens in Richtung der Zapfenachse Z aufweisen. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, daß die Rollenanordnungen 31 durch die Paare von Laufbahnen 14, 15 formschlüssig so gehalten werden, daß sie im wesentlichen nur in Längsrichtung entlang der Längsausnehmungen verlagerbar sind und daß ein relatives Längsverschieben der Rollenanordnungen 31 auf den Zapfen 23 zugleich mit einem Schwenken der Rollenanordnungen auf den Zapfen dadurch zustandekommt, daß das Gelenkinnenteil 21 mit der Längsachse B gegenüber dem Gelenkaußenteil 11 mit der Längsachse A um den Gelenkmittelpunkt M abgewinkelt wird. Hierbei tauchen die Zapfen 23 aus der gezeigten Position unter Abwinkelung in den Rollenanordnungen 31 nach radial innen ab.
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Die Rollenanordnungen 31 sind mehrteilig aufgebaut und umfassen jeweils einen Innenring 32, der eine innere Zylinderbohrung 33 hat und im wesentlichen keine Drehbewegungen gegenüber dem jeweiligen Zapfen 23 ausführt, weiter einen Ring von Lagernadeln 34 sowie eine Laufrolle 35, die mittels der Lagernadeln gegenüber dem Innenring 32 leicht drehbar ist und auf den Laufbahnen 14, 15 der jeweiligen Ausnehmung 13 bei einer Axialverschiebung des Gelenkinnenteils 21 gegenüber dem Gelenkaußenteil 11 abrollt. An der im Schnitt gezeigten Rollenanordnung sind weiterhin Sicherungsringe 36, 37 zur Sicherung von Laufrolle 35, Lagernadeln 34 und Innenring 32 relativ zueinander erkennbar.
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Wie in 1 erkennbar ist, kann in den Zentralbereich 22 des Gelenkinnenteils 21 eine Antriebswelle 25 eingesteckt, mittels Verzahnungen 26 drehfest verbunden und mittels eines Sicherungsrings 27 und eines Anschlags 28 axial gesichert werden. Die Öffnung 16 des Gelenkaußenteils 11, das am anderen Ende durch einen Boden 17 verschlossen ist, ist mittels eines Faltenbalgs 41 gegenüber der Antriebswelle 25 abgedichtet, wobei an einem Ende ein erster Bund 42 auf dem Gelenkaußenteil 11 aufsitzt und mit einem Spannband 44 gesichert ist und das andere Ende mit einem Bund 43 auf der Antriebswelle 25 aufsitzt und mit einem Spannband 45 gesichert ist.
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Bei Drehmomentübertragung über das Gelenk legen sich die Rollenanordnungen 31 unter dem Einfluß der Zapfen 23 jeweils an einer der Laufbahnen 14, 15 der Längsausnehmungen 13 an, während gegenüber der anderen der genannten Laufbahnen (14, 15) ein fertigungsbedingtes Spiel entsteht. Bei einem Wechsel der Richtung des Drehmoments kann der Anlagewechsel zur anderen der genannten Laufbahnen zu einem Schlaggeräusch führen. Bei drehmomentfreiem Betrieb können Schwingungen im Antriebsstrang zu ständigem Anlagewechsel zwischen den Laufbahnen führen und zu Klappergeräuschen führen.
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In 3 ist ein AAR-Tripodegelenk im Querschnitt gezeigt, das weitgehend dem in 2 gezeigten entspricht und sich auch im Längsschnitt im wesentlichen gleich darstellen würde. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die vorangehende Beschreibung wird Bezug genommen. Es werden nur die abweichenden, hier speziell zusätzlichen Merkmale erläutert. Bei dem erfindungsgemäßen Gelenk ist jeweils zwischen den Rollenanordnungen 31 und dem Grund der Längsausnehmungen 13 eine vorgespannte Tellerfeder 51 eingesetzt, die als Einzelheit zusätzlich dargestellt ist und in einer am Außenumfang geschlitzten Ausführungsform Verwendung findet. Die Tellerfeder 51 ist hierbei jeweils gegenüber den Rollenanordnungen 31 konzentrisch fixiert, so daß bei Längsbewegungen und Abwinklungen des Gelenkinnenteils 21 gegenüber dem Gelenkaußenteil 11 die Tellerfeder 51 mit ihrem geschlossenen Ringteil 55 gegenüber dem Boden der Längsausnehmungen 13 gleitend verschoben wird, während die Federzungen 60 auf dem Innenring 32 aufliegen. Die vorgespannte Tellerfeder 51 drückt jeweils unabhängig von einer vorliegenden Drehmomentübertragung vom Gelenkinnenteil 21 auf das Gelenkaußenteil 11 bzw. umgekehrt die Rollenanordnung 31 derart nach radial innen, dass bei niedrigen Drehmomentniveau ständig ein gleichzeitiger Anlagekontakt der Laufrollen in beiden Laufbahnen 14, 15 der Längsausnehmungen aufrechterhalten wird, so daß die fertigungsbedingten Umfangsspiele aufgrund des vorliegenden Formschlusses zwischen Rollenanordnungen 31 und Laufbahnen 14, 15 durch Radialverlagerung ausgeglichen werden. Bei Wechsel der Drehmomentübertragungsrichtung und damit bei Durchgang durxch ein niedriges Drehmomentniveau nehmen die Anlageverhältniss zwischen Rollenanordnungen 31 und Laufbahnen 14, 15 zumindest zwischenzeitlich den vorgenannten Zustand an. Dadurch ist es unschädlich, dass bei einem höheren Drehmomentniveau nur auf jeweils eine der Laufbahnen einwirken und von der jeweils anderen der Laufbahnen in den Längsausnehmungen abheben.
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In 4 ist ein erfindungsgemäßes Tripodegelenk der in 2 gezeigten Art im Querschnitt gezeigt, das sich im Längsschnitt ebenso wie dieses darstellt. Auf die einleitende Beschreibung wird Bezug genommen. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. In der hier gezeigten Ausführung ist jeweils eine V-förmig gebogene Wellfeder 52 mit einzelnen Federzungen 53, die von einem längsverlaufenden Mittelsteg 54 ausgehen, unter Vorspannung zwischen dem Boden der Ausnehmungen 13 und den Rollenanordnungen 31 eingesetzt. Die Wellfeder 52 ist hierbei jeweils im Gelenkaußenteil 11 fixiert, so daß bei Längsverschiebung und Beugung des Gelenkinnenteils 21 gegenüber dem Gelenkaußenteil 11 die Rollenanordnungen 31 gegenüber dem Längssteg 54 gleiten. Die erfindungsgemäße Funktion der Wellfeder 52 entspricht vollständig der Funktion der Tellerfeder 51 des ersten Ausführungsbeispiels nach 3, so daß hierauf verwiesen werden kann.
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In 5 ist ein erfindungsgemäßes Tripodegelenk der in 1 gezeigten Art im Querschnitt gezeigt, das sich im Längsschnitt ebenso wie dieses darstellt. Auf die einleitende Beschreibung wird Bezug genommen. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. In der hier gezeigten Ausführung ist jeweils eine W-förmig gebogene Wellfeder 56 mit einzelnen Federzungen 57, die von zwei parallelen Längsstegen 58, 59 ausgehen, unter Vorspannung zwischen dem Boden der Ausnehmungen 13 und den Rollenanordnungen 31 eingesetzt. Die Wellfeder 56 ist hierbei jeweils im Gelenkaußenteil 11 fixiert, so daß bei Längsverschiebung und Beugung des Gelenkinnenteils 21 gegenüber dem Gelenkaußenteil 11 die Rollenanordnungen 31 gegenüber den Längsstegen 58, 59 gleiten. Die erfindungsgemäße Funktion der Wellfeder 52 entspricht vollständig der Funktion der Tellerfeder 51 des ersten Ausführungsbeispiels nach 3, so daß hierauf verwiesen werden kann.
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In 6 ist ein Tripodegelenk der in 2 dargestellten Bauart beschrieben, die sich im Längsschnitt ebenso wie diese darstellt. In der hier gezeigten Ausführungsform ist jeweils eine Schraubendruckfeder 61 vorgespannt zwischen den Rollenanordnungen 31 und dem Zentralbereich 22 des Gelenkinnenteils 21 angeordnet, die zu den Zapfen 23 konzentrisch sitzt. In Umkehrung des in den vorangegangenen Ausführungen beschriebenen Prinzips werden hierbei die Rollenanordnungen 31 infolge des vorhandenen Umfangsspiels so radial nach außen verlagert, daß sie aufgrund des Formeingriffes zwischen den Paaren von Laufbahnen 14, 15 und den Rollenanordnungen 31 bei niedrigem Drehmomentniveau immer gleichzeitigen Kontakt mit beiden Laufbahnen 14, 15 zur Außenseite des Gelenkaußenteils 11 hin haben, so daß sich bei Drehmomentrichtungswechsel und damit bei Durchgang durch ein niedriges Drehmomentniveau diese Anlageverhältnisse zwischen Rollenanordnungen und Laufbahnen zumindest zeitweise einstellen. Insofern wird auch hier ein schlagartiger Anlagewechsel zwischen den Rollenanordnungen 31 und dem Gelenkaußenteil 11 im Betrieb vermieden, so daß keine Geräuschentwicklung bei Wechsel der Drehmomentrichtung oder bei Drehmomentfreiheit des Gelenks stattfindet.
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In 7 ist ein TPJ Tripodegelenk nach dem Stand der Technik gezeigt, das weitgehend dem AAR Tripodegelenk nach 1 entspricht. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Auf die Beschreibung wird Bezug genommen. Die Rollenanordnungen 31 bestehen ebenfalls jeweils aus Innenring 32', Lagernadeln 34' und Laufrolle 35', wobei diese mit Sicherungsringen 36', 37' verbaut sind. Abweichend sind hier die Tripodezapfen 23' rein zylindrisch auf ovaler Grundfläche und die Innenöffnungen 33' der Innenringe 32' haben überall kreisrunden Querschnitt, sind jedoch im Längsschnitt innenballig. Auch hierbei ist eine Schwenkbewegung der Rollenanordnungen 31' zusätzlich zur Drehung und Längsverschiebung gegenüber den jeweiligen Zapfen 23' möglich.
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In 8 ist ein erfindungsgemäßes TPJ Tripodegelenk im Querschnitt gezeigt, das einschließlich einer erfindungsgemäßen Tellerfeder 51 im Aufbau und in der erfindungsbedingten Funktion dem Gelenk nach 3 entspricht. Auf die entsprechende Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Abweichungen stellen sich in der Gestaltung der Zapfen 23' dar sowie in der Ausbildung der Innenöffnung 33' der Innenringe 32'. Während die Zapfen 33' hierbei zylindrisch ausgebildet sind, jedoch über einer ovalen Grundfläche, deren längere Achse in der geschnitten dargestellten Ebene liegt und deren kürzere Achse senkrecht dazu verläuft, haben die Innenöffnungen 33' der Innenringe 32' überall Kreisquerschnitt, jedoch eine im Axialschnitt innenballige Form, deren Apex etwa in der Rollenmittenebene liegt. Mit dieser Kombination von Zapfenform und Gestaltung der Durchgangsöffnung ist ebenfalls eine relative Abwinkelung der Rollenanordnungen 31' gegenüber den Zapfen 23 möglich, wie sie bei Abbeugung des Gelenkinnenteils 21 gegenüber dem Gelenkaußenteil 11 auftritt. Alle auch nachfolgend noch gezeigten Ausführungsformen der Erfindung sind auch auf Tripodegelenke der hiermit beschriebenen Konstruktion anwendbar.
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Die 9 und 10 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Sie zeigen ein GI-Tripodegelenk mit einem Gelenkaußenteil 11 mit einem längsverlaufenden inneren Hohlraum 12, von dem aus drei radial gerichtete gleichmäßig umfangsverteilte Längsausnehmungen 13 ausgehen. In den Längsausnehmungen 13 sind jeweils Paare von sich gegenüberliegenden Laufbahnen ausgebildet, von denen hier nur die hintere Laufbahn 15 zu sehen ist. Im Gelenkaußenteil 11 sitzt ein Gelenkinnenteil 21 mit einem ringförmigen Zentralbereich und sich davon radial erstreckenden Zapfen ein, die ebenso wie die Ausnehmungen 13 gleichmäßig umfangsverteilt sind und in diese hineinragen. Es ist einer der Zapfen 23'' dargestellt. Die Zapfen 23'' haben eine zylindrische Form. Auf den Zapfen 23'' sind Rollenanordnungen 31'' gehalten, die jeweils ausschließlich aus einem Nadellager 34'' und einer Laufrolle 35'' bestehen. Die Nadellager und Rollen sind jeweils über einen L-Ring 38'' und einen Sicherungsring 36'' axial verschiebbar aber unverlierbar auf dem Zapfen 23'' gehalten. Die Rollenanordnungen 31'' sind damit gegenüber den Zapfen 23'' drehbar und längsverschiebbar gehalten. Bei einer Abwinkelung des Gelenks schwenken die Rollen jedoch gegenüber den Ausnehmungen des Gelenkaußenteils.
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In 11 ist ein GI-Tripodegelenk ähnlich 9 im Längsschnitt gezeigt, wobei gleiche Einzelheiten mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind wie dort. Die Rollenanordnungen 31'' werden hierbei von einem Keilring 72 an ihrer Innenkante 39'' belastet und jeweils in den Längsausnehmungen nach außen gedrückt, wobei der Keilring 72 durch eine Schraubendruckfeder 71 axial belastet ist, die längs der Achse A des Gelenkaußenteils 11 angeordnet ist und sich am Boden 17 des Gelenkaußenteils 11 vorgespannt abstützt. Bei gebeugt umlaufendem Gelenk wird hierdurch die Schraubendruckfeder 71 C-förmig oder S-förmig umlaufend verbogen. Sie hält die Rollen 35'' durch radiale Verlagerung nach außen zumindest bei Drehmomentfreiheit des Gelenks ständig in doppeltem Bahnkontakt mit den Paaren von sich in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Laufbahnen.
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In 12 ist ein GI-Tripodegelenk ähnlich 9 in einer weiteren Ausführungsform gezeigt. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die vorangehende Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Die Rollenanordnungen 31'' sind hierbei von einem Keilring 72' gemeinsam axial belastet und über die Keilfläche damit radial nach außen belastet, wobei der Keilring 72' seinerseits von einer Schraubendruckfeder 71' axial vorbelastet ist, die sich an einem Sicherungsring 73 auf der Welle 25 abstützt. Hierbei bleibt die Lage des Keilrings 72' und damit auch die Form der Schraubendruckfeder 71' bei Abwinkelung des Gelenks unverändert, so daß zumindest bei Drehmomentfreiheit des Gelenks doppelter Bahnkontakt bei im wesentlichen gleichen Belastungszuständen an allen umfangsverteilten Rollen 35'' sichergestellt sind.
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In 13 ist ein GI-Tripodegelenk ähnlich 9 dargestellt. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wobei auf die Beschreibung der genannten Figur Bezug genommen wird. Unterhalb jeder einzelnen Rollenanordnung 31'', die ausschließlich aus den Lagernadeln 34'' und der Laufrolle 35'' gebildet wird, liegt eine Schraubendruckfeder 81, die sich am Zentralbereich 22 des Gelenkinnenteils 21 abstützt und die Rolle 35'' nach radial außen vorgespannt beaufschlagt. Infolge des Umfangsspiels wird hierdurch die jeweilige Rolle 35'' in der Längsausnehmung zumindest bei Drehmomentfreiheit des Gelenks so verlagert, daß sie mit beiden der gegenüberliegenden Laufbahnen gleichzeitig Anlagekontakt hat.
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Die 14 und 15 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Es ist ein GI-Tripodegelenk nach der in 9 gezeigten Art dargestellt, wobei gleiche Einzelheiten mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Auf der mit dem Gelenkinnenteil 21 verbundenen Welle 25 ist ein Federelement 91 gehalten, das einen zentralen Ringkörper 92 zur Halterung auf der Welle mit Radialspiel sowie C-förmige Federzungen 93 umfaßt, die sich vom Zentralkörper 92 in Längsrichtung erstrecken und unter die einzelnen Rollenanordnungen 31'' greifen. Hierbei drücken die Federzungen 93 unter Vorspannung die Rollen voneinander radial weg, so daß jede der Rollen in ihrer Längsausnehmung nach außen gedrückt wird, um zumindest bei Drehmomentfreiheit des Gelenks mit beiden der Laufbahnen der jeweiligen Längsausnehmung zugleich in Anlage zu gelangen. Das Federelement 91 kann als Blechformteil ausgeführt werden. Das Federelement 91 ist durch einen Sicherungsring 94 auf der Welle 25 in Position gehalten.
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Die 16, 17 und 18 zeigen jeweils abgewandelte Rollenanordnungen 31 mit Tellerfedern 51 für ein AAR Tripodegelenk nach 3 oder ein TPJ Tripodegelenk nach 8. Die Rollenanordnungen 31 umfassen hierbei jeweils einen Innenring 32, einen Ring Lagernadeln 34 und eine Laufrolle 35, wobei diese relativ zueinander durch einen Sicherungsring 37 und die Tellerfeder 51 selber gesichert sind, die in Umfangsnuten in der Laufrolle eingereifen.
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In 16 hat die Tellerfeder 51' zwei radiale Innenschlitze 101 zur Bildung von Federzungen 102 und einen schrägen Teilungsschlitz 103 zur Durchmesserverringerung für die Montage.
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In 17 hat die Tellerfeder 51'' eine Vielzahl von radialen Außenschlitzen 104 zur Bildung von Federzungen 105, die gleichzeitig die Montage ermöglichen.
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In 18 hat die Tellerfeder 51'' eine Vielzahl von schrägen Innenschlitzen 106 zur Bildung von Federzungen 107 und einen Schrägen Teilungsschlitz 108 zur Montage.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Gelenkaußenteil
- 12
- Hohlraum
- 13
- Längsausnehmung
- 14
- Laufbahn
- 15
- Laufbahn
- 16
- Öffnung
- 17
- Boden
- 21
- Gelenkinnenteil
- 22
- Zentralbereich
- 23
- Zapfen
- 24
- Kugelkopf
- 25
- Antriebswelle
- 26
- Verzahnungen
- 27
- Sicherungsring
- 28
- Anschlag
- 31
- Rollenanordnungen
- 32
- Innenring
- 33
- Zylinderbohrung
- 34
- Lagernadel
- 35
- Laufrolle
- 36
- Sicherungsring
- 37
- Sicherungsring
- 39
- Ringkante
- 41
- Faltenbalg
- 42
- Bund
- 43
- Bund
- 44
- Spannband
- 45
- Spannband
- 51
- Tellerfeder
- 52
- Wellfeder
- 53
- Federzunge
- 54
- Längssteg
- 55
- Federzunge
- 56
- Wellfeder
- 57
- Federzunge
- 58
- Längssteg
- 59
- Längssteg
- 60
- Ringteil
- 61
- Schraubendruckfeder
- 71
- Schraubendruckfeder
- 72
- Keilring
- 81
- Schraubendruckfeder
- 91
- Federelement
- 92
- Zentralteil
- 93
- Federzunge
- 94
- Sicherungsring
