DE3741049A1 - Antriebsgelenk mit daempfung bei lastwechsel, insbesondere zum antrieb von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebsgelenk, insbesondere zur Drehmomentübertragung auf die Räder eines Kraftfahr­ zeuges, bestehend aus einem ersten Organ, das mit Radialarmen ausgerüstet ist, die jeweils zwischen zwei Auflagebereichen eines zweiten Organs angeordnet sind, wobei zwischen jedem Auflagebereich des zweiten Organs und dem zugehörigen Arm des ersten Organs ein Übertragungs­ element angeordnet und dieses Übertragungselement auf einem der Organe zumindest in indirekter Weise gelagert ist, während zwischen dem Übertragungselement und dem anderen Organ zugehörige und weitgehend starre Kontakt­ flächen bestehen, die bei Betrieb kreuzweise zueinander gleiten.

Derartige Gelenke sind entsprechend den FR-A 25 06 872 und 25 80 751 bekannt. Die Erfindung nimmt darüber hinaus Bezug auf Gelenke mit Verbindungen, die einerseits aus einem oder mehreren in einer Bahn laufenden Elementen und andererseits aus einer planen zylinderförmigen oder sphärischen Fläche bestehen, wobei diese Fläche auf einer zugehörigen gegenüberliegenden Fläche gleitet und sich dieser bei erfolgter Auflage genau anpaßt. Das erste Anwendungsbeispiel ist das in dem FR-A 25 06 872 be­ schriebene Gelenk.

Der Erfindung liegt die Aufgabe einer vollständigen Unterbindung aller Geräusch- Schlag- und Vibrations­ entwicklungen, wie sie durch die abrupte Resorption der in diesen Gelenken anfallenden Spiele entstehen können, wobei diese abrupte Resorption vor allem während der Umkehrung des vom Gelenk übertragenen Drehmoments auftritt, zugrunde.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß elastische Mittel jedes Übertragungselement in eine Richtung belasten und so die zugehörigen Flächen auseinanderdrücken, über die ein kreuzweiser Gleitkontakt zwischen dem Übertragungselement und dem anderen Organ erfolgt.

Entsprechend der Erfindung wurde tatsächlich festgestellt, daß bei Betrieb unter Last das an der entlasteten Seite eines jeden Armes auftretende Spiel bei den eingangs erwähnten bekannten Gelenken systematisch zwischen dem Übertragungselement und dem jeweiligen Organ und nicht zwischen den zugehörigen Flächen beim kreuzweisen Gleiten gebildet wird. Tatsächlich wurde das Übertragungselement durch den zwischen den besagten zugehörigen Flächen vorhandenen Schmierstoffilm auf der zugehörigen Fläche des ersten oder zweiten Organs "festgeklebt".

Durch die elastischen Mittel gemäß der Erfindung werden die beiden jedem Arm zugeordneten Übertragungselemente kontinuierlich in Richtung des jeweiligen Organs ge­ schoben, so daß das Spiel an der entlasteten Seite eines jeden Arms zwischen den zugehörigen Flächen entsteht.

Unter diesen Bedingungen wird eine Stoßdämpfung bei Aufheben des Spiels im Falle einer Lastumkehr durch den zwischen den zugehörigen Flächen vorhandenen Schmierstoff erreicht. Dieser Vorgang kann wie folgt erklärt werden:

Die zwischen den zugehörigen Flächen enthaltene Schmier­ stoffmenge ist mehr oder weniger zwischen diesen Flächen entsprechend ihrer Annäherung eingeschlossen, wobei der Schmierstoff durch seine Trägheit, seine Viskosität und seine Haftung an den sphärischen Wänden oder durch Benetzung reagiert. Der vom Schmierstoff auf die Wände ausgeübte Druck steigt als umgekehrter Wert des Abstands zwischen diesen Wänden bis auf einen sehr hohen Wert an. Man erreicht so eine starke Dämpfung bis hin zu einem Wert, daß die Annäherungsgeschwindigkeit der beiden gegenüberliegenden Flächen nach und nach auf Null abfällt, ohne daß ein Metallkontakt stattfindet, da der Schmier­ stoffilm vollständig erhalten bleibt.

Die mögliche Schlagenergie wird somit durch viskositäts- und trägheitsbezogene Lastverluste im dem Schmierstoff aufgenommen und es kommt zu einem kaum merklichen Tempe­ raturanstieg. Diese Wirkung wird dadurch ermöglicht, daß die zugehörigen Flächen im wesentlichen starr und in präziser Weise durch ihre jeweilige kreuzweise Gleitbe­ wegung zueinander gepaart sind.

Hierdurch werden bei einer Umkehr der Drehmomentrichtung alle wahrnehmbaren Stoß- oder Vibrationseinwirkungen unterbunden. Entsprechend den bekannten Durchführungsarten erfolgte die Aufhebung des Spiels zwischen den zuein­ anderlaufenden Flächen, d. h. in einem sehr kleinen Kontaktbereich und bei sehr hohem Druck, so daß das Schmiermittel keine Stoßdämpfung ermöglichte.

Andere zweckmäßige Ausgestaltungen, Besonderheiten und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und gehen aus der nachstehenden Be­ schreibung hervor.

Die beigefügten Zeichnungen gelten als Beispiel und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilansicht eines bekannten Gelenks mit einem Detail im Schnitt quer zur Achse,

Fig. 2 ein Detail im Schnitt entsprechend der Linie II-II von Abbildung 1,

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, wobei diese Ansicht jedoch vollständiger ist und ein Gelenk gemäß der Erfindung betrifft,

Fig. 4 eine Ansicht des Gelenks gemäß Fig. 3 mit Längsschnitt in Winkelposition, wobei nur ein Übertragungselement sowie die zugehörige Laufbahn dargestellt sind,

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, wobei diese Ansicht jedoch eine andere Ausführungsart des Gelenks gemäß der Erfindung betrifft,

Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3, wobei diese Ansicht jedoch eine dritte Ausführungsart der Erfindung betrifft,

Fig. 7 und 8 ähnliche Ansichten wir die Fig. 1 und 2 wobei diese Ansichten jedoch eine andere bekannte Gelenkart betreffen,

Fig. 9 und 10 ähnliche Ansichten wie die Fig. 7 und 8, doch betreffen sie eine andere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 11 eine Ansicht des Außenteils im Schnitt als Darstellung einer fünften Ausführung der Erfindung,

Fig. 12 eine Ansicht des Gelenks gemäß Fig. 11 im Halbschnitt, wobei die Tripode nicht dargestellt ist,

Fig. 13 eine Halbansicht des Gelenks nach den Fig. 11 und 12, teilweise geschnitten,

Fig. 14 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 12, wobei diese Ansicht jedoch eine Variante betrifft,

Fig. 15 eine Draufsicht des elastischen Federelementes des Gelenks gemäß Fig. 14 in Verbindung mit einem der Übertragungselemente.

Das bekannte Antriebsgelenk nach den Fig. 1 und 2 umfaßt ein erstes Organ - eine Tripode -, bestehend aus einem Ring mit der Achse X-X, von dem aus drei Radialarme 2 strahlenförmig nach außen verlaufen und von denen nur ein Arm in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Die Arme 2 sind mit gleichen Umfangswinkelabständen um die Achse X-X angeordnet. Die seitlichen Außenflächen eines Arms 2 bestehen aus einer konvex sphärischen Zone 3, deren Mittelpunkt im Abstand von der Achse X-X und innerhalb des Arms 2 angeordnet ist. Diese Tripode ist auf der An­ triebswelle 1, ebenfalls mit der Achse X-X, aufgesteckt und befestigt.

Jeder Arm 2 der Tripode ist zwischen zwei Übertragungs­ elementen 5, 11 angeordnet, wobei eine im Verhältnis zur Achse des Arms radial innenliegende konkav sphärische Innenflache 4, 12 dieser Übertragungselemente 5 zu der sphärischen Zone 3 des Arms 2 in Anlage ist. Die Krummungsradien der sphärischen Zonen des Arms 2 und der sphärischen Innenflächen 4, 12 der Übertragungselemente 5, 11 sind gleichgroß.

Die Übertragungselemente 5, 11 weisen darüber hinaus eine im Verhältnis zur Achse des Arms 2 radial außenliegende ebene Fläche 6 auf, über welche die Übertragungselemente 5, 11 jeweils in einer der sechs Laufbahnen 8, 14 ab­ rollend angeordnet sind, die im Innenraum eines zweiten Organs - dem Außenteil - 9 angeordnet sind. Die Be­ festigung des zweiten Organs auf einem zweiten Wellenteil des Gelenkes ist nicht dargestellt.

Die Laufbahnen 8, 14 sind eben und verlaufen einerseits parallel zur Achse des Arms 2 und andererseits parallel zur Achse des Außenteils 9 und des zweiten Wellenteils, dessen Achse der Achse X-X gemäß Fig. 1 entspricht, wenn sich das Gelenk in koaxialer Position (gestreckter Lage) befindet.

Die Abrollbewegung zwischen jedem Übertragungselement 5, 11 und der zugehörigen Laufbahn 8, 14 erfolgt über zwischengefügte zylindrische Nadeln 7, deren konische Enden in einem Käfig 7 a gehalten sind.

Bei Betrieb übertragt die Welle 1 ein Drehmoment, das durch den Pfeil C dargestellt ist auf jeden Zapfen 2 eine Übertragungskraft F erzeugt und hierdurch die konvexe Zone 3 des Zapfens 2 in der konkaven Fläche 4 gleichen Radius des Übertragungselementes 5 hält. Dieses Übertragungs­ element 5 überträgt die Kraft über seine ebene Fläche 6 auf die Nadelreihe 7.

In abgewinkelter Position verläuft die Achse X-X schräg zur Achse des Außenteils 9. Die Übertragungselemente 5, 11 drehen einerseits im Verhältnis zum Zapfen 3 infolge der Gleitbewegung in den weitgehend starr anliegenden zuge­ hörigen Flächenpaaren 3, 4, 12, 13 und vollziehen an­ dererseits eine Hin- und Herbewegung entlang des Außen­ teils 9 infolge einer durch die Nadelreihen 7 ermöglichten Walzbewegung.

Die Gleitbewegung der Übertragungselemente 5, 11 auf der konvexen Zone 3 glättet die sphärische Auflagefläche während des Einlaufens des Gelenks und die sphärische Form der beiden Teile nimmt sehr schnell die optische Qualität sowohl in geometrischer Hinsicht als auch hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit an. Es sei darauf hingewiesen, daß bei Betrieb jeder Punkt einer der Flächen eines jeden zugehörigen Flächenpaares 13, 4 bzw. 3, 12 keineswegs einen immergleichen Verlauf im Verhältnis zu der anderen Fläche vollzieht, sondern im Gegenteil während der Funk­ tion und insbesondere während des Einlaufens im wesent­ lichen über alle Punkte der anderen Fläche, mindestens eines Teiles, verläuft.

Diese Berührungsart, die als gegenseitiges kreuzweises Gleiten bezeichnet und nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 4 näher erklärt wird, trägt zum Erhalt der vorgenannten Oberflächenbeschaffenheit bei.

Hierdurch entsteht ein kontinuierlicher Schmierstoffilm zwischen den beiden konkaven und konvexen Flächen 3, 4 bzw. 3, 12. Dieser Film ist äußerst dünn, hält jedoch hohen Drücken stand. Er liefert einen nur geringen Gleitwiderstand und eine geringe Erwärmung. Darüber hinaus erbringt er ausgezeichnete Leistungen bei Betrieb.

In den Fig. 1 und 2 wurde das Spiel bewußt zum Zwecke einer deutlicheren Darlegung vergrößert. Die Nadeln 10 sind vollständig entlastet und liegen frei zwischen der ebenen Fläche 15 des Übertragungselementes 11 und der der Laufbahn 14. Tatsächlich haftet im allgemeinen das Über­ tragungselement 11 mit seiner sphärisch konkaven Innen­ fläche 12 an der sphärisch konvexen Zone 13 des Arms 2. Dies kann durch den vorhandenen Schmierstoffilm und die gute Auflagefläche der beiden sphärischen Flächen erklärt werden. Zwischen den Nadeln 10 und mindestens einer der planen Flächen 14 und 15 besteht somit ein mehr oder weniger großes Spiel.

Im Falle einer plötzlichen Richtungsumkehr des Drehmoments C, wie beispielsweise bei einem plötzlichen Loslassen des Gashebels, ändert die Kraft F ihre Richtung und die ebene Fläche 15 des Übertragungselements 11 schlägt über den Nadelkranz 10 auf die ebene Laufbahn 14 auf. Hierdurch entsteht ein heftiger im Fahrzeug hörbarer Stoß oder sogar ein Wellenzug von Stößen, der über die Welle in die kinematische Kette zwischen Triebwerk und Rädern übertragen wird.

Durch die vorliegende Erfindung soll nicht nur dieser plötzliche Schlag in dem Gleichlaufgelenk vermieden, sondern ebenfalls die Drehschlagenergie der gesamten kinematischen Kette aufgenommen werden, so daß diese Schlagenergie zu keiner Stoßwirkung bei der Spielnach­ stellung in den anderen Verbindungsorganen, z. B. zweites Gleichlaufgelenk, diverse Keilwellenverbindungen, Differentialkegelrad usw. Anlaß gibt.

Zu diesem Zweck sind gemäß der Erfindung Mittel vorge­ sehen, die für eine kontinuierliche Auflage der Über­ tragungselemente auf ihrer Laufbahn sorgen und das Konstruktions- oder Funktionsspiel nur zwischen den Flächen auftreten lassen, die im Falle einer Beanspruchung in präziser Weise zusammenwirken.

In dem Beispiel gemäß Fig. 3 umfassen diese Mittel für jeden Tripodenarm 2 eine kegelstumpfartige Feder 16, die den Arm 2 umgibt und mit einem Ende auf dem Sitz oder dem Ring 17 der Tripode 18 und mit dem anderen Ende auf einem Bund 19 eines jeden der Übertragungselemente 20 und 21 aufliegen, die beiderseits dieses Arms angeordnet sind, ohne die Bewegungsfreiheit der Teile des Gelenks zu beeinträchtigen.

Insbesondere genutzt wird die Tatsache, daß die Über­ tragungselemente 20 und 21 in ihrer Ebene quer zur Achse X-X (Ebene von Fig. 3) ein Profil aufweisen, dessen am nachsten zur Achse X-X gelegener Bereich einen Keil zwischen dem Arm 2 der Tripode 18 und der zugehörigen Laufbahn bildet. Damit üben die Federn 16 entsprechend einer zur Achse X-X radialen Richtung in Klemmrichtung des Keils zwischen dem Arm und der zugehörigen Laufbahn einen Druck auf die Übertragungselemente 20 und 21 aus.

Durch die Kraft F wird der als Kugelzapfen ausgebildete Arm 2 gegen das Übertragungselement 20 gedrückt, das seinerseits die Nadeln gegen die Laufbahn preßt. Wie im oberen rechten Teil der Fig. 3 dargestellt, schiebt die Feder 16 dagegen das Übertragungselement 21 in vertikaler Richtung zurück, wodurch eine Verklemmung zur sphärischen Fläche 23 bewirkt wird, so daß es durch die Ecke bzw. Winkel 22 und den Nadelkranz 25 zur Auflage auf der Laufbahn 24 kommt. Die elastischen Mittel, mit denen die Übertragungselemente gegen die Nadeln und Laufbahnen gedrückt werden, üben eine ausreichende Kraft aus, um die Verklebung der mit dem Schmierstoff hafteten sphärischen Flächen 23, 26 zu überwinden. Falls erforderlich, ermög­ lichen Schmiernuten auf einer der beiden mit Schmierstoff behafteten sphärischen Flächen 23, 26 durch Verminderung der Haftwirkung eine ständige Auflage der Übertragungs­ elemente 20, 21 auf den Laufbahnen 24, dies sogar im Falle einer schnellen Richtungsumkehr des Drehmoments C. Dies bietet die Gewähr, daß die zugehörigen Flächen 23 und 26 gegen die Laufbahn 24 gedrückt und wieder abgehoben werden, da das Übertragungselement 21 unter der Schub­ wirkung der Feder 19 um seinen Berührungspunkt mit dem unteren Rand der Nadeln 25, d. h. um den zur Achse X-X nächstgelegenen Rand schwankt.

Das Konstruktions- oder Funktionsspiel dieses Arm 2 tritt somit vollständig zwischen den konvexen 23 und konkaven 26 sphärischen Flächen, die gleiche Krümmungsradien haben, auf. Dieser Raum wird vollständig mit dem Schmierstoff-Öl oder Fett - des Gleichlaufgelenks ausgefüllt.

Im Falle einer plötzlichen Richtungsumkehr des Drehmoments C drückt die Kraft F die sphärische Fläche 23 des Arms 2 auf die zugehörige konkave Fläche 26 des Übertragungs­ elements 21.

Trotz der hohen durch die umgekehrte Wirkung der Kraft F möglicherweise entstehenden Werte kommt es zu keiner Geräuschentwicklung und es erfolgt keine Übertragung einer Drehstoßwelle oder einer Drehmomentspitze auf die kinematische Kette.

Dieses Phänomen kann, wie anfangs dargelegt, erklärt werden.

Bei Auflage der durch den Schmierstoffilm getrennten Flächen 23 und 26 werden die sphärischen Flächen des Übertragungselementes 20 und des Zapfens ihrerseits durch einen mit Schmierstoff ausgefüllten Spielraum getrennt.

Wie in Abbildung 4 mit dem Winkel D zwischen der Achse X 1-X 1 der Tripode und der Achse X 2-X 2 des Außenteils 9 dargestellt, nehmen die Arme 2 der Tripode nacheinander die Position 2 a und 2 b ein, wodurch eine Hin- und Herbewegung in dem Außenteil 9 bewirkt wird. Die Übertragungselemente 21 folgen dieser Bewegung, indem sie auf den Nadeln 7 laufen, die sich ihrerseits in der Laufbahn 8 bewegen. Da die relative Bewegung zwischen Tripode und Außenteil die gleiche ist, als ob die Tri­ podenwelle bei feststehendem Außenteil konisch versetzt wurde, laufen die sphärischen Flächen 3 der Arme 2 in den zugehörigen sphärischen Flächen der Übertragungselemente 21.

Es kommt so zwischen dem sphärischen Lager der Tripode und dem zugehörigen Übertragungselement zu einem kreuzweisen Gleiten, wobei sich ein beliebiger Punkt einer der Flächen bei Betrieb gegenüber einem beliebigen Punkt von mindestens einem bestimmten Abschnitt der zugehörigen Fläche befindet.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5, die nur im Hinblick auf ihre Abweichungen zu den gemäß den Fig. 1 und 2 beschrieben wird, besteht der Abstandshalter für die Übertragungselemente aus einer Spiralfeder 27, die eine aktive Windung 28 und an jedem Ende eine nebeneinander­ liegende Windung 29 umfaßt, die auf dem Bund 30 der Übertragungselemente 20 und 21 aufliegt.

Die aktive Windung 28 umgibt das Ende des Zapfens, indem sie zwischen diesem Ende das falls erforderlich, zu diesem Zweck freigelegt werden kann und dem Bogen des Zapfen verläuft, der dem Bogen 32, wie in Abbildung 3 im Querschnitt dargestellt ist, entspricht. Damit gewähr­ leistet diese Feder eine vollständige Bewegungsfreiheit des Mechanismus ohne erforderlichen zusätzlichen Platz­ bedarf.

Das durch Herausschleudern des zwischen den sphärischen Flächen 33 und 34 eingeschlossenen Schmierstoffs be­ gründete Dämpfungsprinzip entspricht jenem, wie es zuvor beschrieben wurde.

In der Durchführungsart von Abbildung 6 bestehen die elastischen Mittel in Form von rohrförmigen Abstands­ stücken 35 aus Elastomer, die zwischen den gegenüber­ liegenden Übertragungselemente eingesetzt sind und deren Enden auf dem Bund 30 der Übertragungselemente aufliegen. Eine Seitenöffnung nimmt den Zapfen 31 mit einem aus­ reichenden Spiel auf, um einen freien Ausschlag während der abgewinkelten Funktion des Gelenks zu ermöglichen. Die rohrförmigen Abstandsstücke 35 weisen im Querschnitt entsprechend ihrer Achse ein trommelförmiges Profil auf.

Die Abbildungen 7 und 8 zeigen ein bekanntes Gelenk gemäß FR-A-25 80 751, das sich gegenüber dem Gelenk der Abbildung 1 und 2 dadurch unterscheidet, daß jede Nadelreihe durch zwei Kugeln 36 ersetzt wird, die einerseits in einer gesonderten Rinne 37 des Über­ tragungselements und andererseits in einer für beide Kugeln gemeinsamen Laufrinne 38 des Außenteils laufen.

Bei einem derartigen bekannten Gelenk tritt zwischen der Kugel 36 und der Laufbahn 37 ein Spiel unter der Ein­ wirkung des Drehmomentes auf. Im Falle einer Richtungs­ umkehr des Drehmomentes erfolgt ebenfalls eine Richtungsumkehr von F und es kommt zu einer Schlag- sowie Geräuschentwicklung infolge des plötzlichen Kontakts der Kugel 36 mit der Laufbahn 37 oder der Laufbahn 38.

In dem gemäß der Erfindung in den Fig. 9 und 10 dargestellten Beispiel, dem die Grundstruktur der Abbildung 7 und 8 zugrundeliegt, ist jeder Tripodenarm mit einer Spiraldruckfeder 40 ausgerüstet, deren beide gegenüberliegende Enden jeweils auf einem der Über­ tragungselemente 39 aufliegen, während ein aktiver etwa in Form einer Windung bestehender Teil das freie Ende des Arms umgibt. Mindestens ein Ende jeder Feder 40 ist im Winkel zu dem zugehörigen Übertragungselement 39 ange­ ordnet. Entsprechend dem Beispiel greift ein abge­ winkeltes Ende 40 a der Spiralfeder 40 in eine Blindbohrung des Übertragungselementes 39 ein. Diese Anordnung liefert die Gewähr, daß die Feder 40 durch Drehung um ihre Achse keine Position einnehmen kann, in der ihre aktive Windung gegen den Tripodenarm zur Anlage kommt.

Die Feder 40 drückt die Übertragungselemente 39 mit Gewalt auseinander, so daß der Schmierstoff den Raum 41 zwischen den zugehörigen und entlasteten sphärischen Flächen ausfüllt. Im Falle einer Richtungsänderung des Drehmoments wird der im Spalt 41 befindliche Schmierstoff durch den Widerstand seiner Viskosität, seiner Trägheit und seiner Haftung an den Wänden herausgeschleudert und bewirkt damit einen hohen und ansteigenden Druck gegenüber den sphärischen Flächen, die sodann langsamer zusammengeführt werden. Am Ende dieser Bewegung bleibt zwischen diesen konkaven und konvexen gegenüberliegenden und absolut übereinstimmenden sphärischen Flächen ein Schmierstoffilm zurück, wobei die mögliche Schlagenergie vollständig aufgenommen und jede Möglichkeit einer Geräusch- und Stoßwellenentwicklung unterbunden wird.

Die in den Fig. 11 bis 13 dargestellte Ausführungsform gründet ebenfalls auf der Grundstruktur der Fig. 7 und 8. Ein elastisches Federelement 42 umfaßt einen mittleren Teil oder einen Bügel 51, der über das freie Ende des zugehörigen Tripodenarms hinaus angeordnet ist und mit Durchbiegung arbeitet, sowie vier Laschen 52, die über ihre nach außen gewölbte Fläche 53 die Auflageebene 54 nach vorn schieben, die die Übertragungselemente 43 und 44 an der gegenüberliegenden Seite der zugehörigen Laufbahn 47, 49 beiderseits eines runden Vorsprungs 55 aufweisen, in der die konkave sphärischen Flächen 56 angeordnet ist, die auf der zugehörigen sphärischen Fläche des Tripoden­ arms laufen soll. Die Laschen 52 weisen zueinander einen runden Ausschnitt auf, der der Vorsprung 55 angepaßt ist und auf dieser zentriert wird.

Die Enden 57 der Federlaschen 52 sind unter das Über­ tragungselement gebogen, d. h. gegen die Seite des am nächsten zur Achse des Außenteils gelegenen Über­ tragungselementes, um den Anschlag in einer konstanten Ausrichtung zum Außenteil 58 während der Funktion des Gelenks zu halten und um so Störungen mit dem Zapfen 59 der Tripode oder mit der Welle 60 zu vermeiden.

Die aus gehärtetem Stahlblech bestehende Feder 42 drückt die Übertragungselemente 43 und 44 auseinander, die ihrerseits die vorbelasteten Kugeln 45 gegen die Laufbahnen 46 und 47 drücken. Die zwischen den Laufbahnen 48 und 49 enthaltenen Kugeln tragen die Last F.

Der Spielraum 50 zwischen den ergänzenden sphärischen Flächen der entlasteten Seite - dieser Spielraum ist in den Fig. 11 und 12 vergrößert dargestellt - ist mit Schmierstoff gefüllt, der die Dämpfung bewirkt und die Schlageinwirkung aufhebt, wenn es zu einer Richtungsumkehr des Drehmoments C und damit der Kraft F kommt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 14 und 15, die ausschließlich in Bezug auf ihre Abweichung von den vorherigen Durchführungen beschrieben wird, liegt der mittlere Teil 63 eines jeden Federelementes 61 im Ver­ hältnis zu dem zugehörigen Tripodenarm auf der gegen­ überliegenden Seite der Welle 60, d. h. auf der Seite des Außenteilbodens 70. Diese Anordnung ist in der Fig. 11 in Form einer strichpunktierten Linie als Alternative zu der in dieser Figur mit einem durchgehenden Strich darge­ stellten Linie abgebildet.

Diese Anordnung ermöglicht den Erhalt eines Zwischenraums am Ende des Zapfens und damit den Einsatz eines inneren Befestigungswulstes in der Außenteilwand. Der Vorsprung 68 eines jeden Übertragungselementes verläuft durch eine entsprechende Öffnung 69 des angrenzenden Arms des Federelementes 61, wodurch es positioniert und gehalten wird. Die Ausrichtung des Federelementes 61 um die Achse der Vorsprünge 68 erfolgt durch einen oder zwei ein­ fallende Seitenränder 64 und 65, die für jeden Arm des Federelementes vorgesehen sind und an den angrenzenden Seitenrändern der Übertragungselemente anliegen, so daß die symmetrische Achse des mittleren Teils - oder Bügels - 63 parallel zur Achse 66 der Laufbahn 67 des Über­ tragungselementes ausgerichtet ist.

Die vorstehend beschriebenen Vorrichtungen ermöglichen eine geräuschfreie Funktion im Falle einer plötzlichen Richtungsumkehr des Drehmoments, trotz des in den Gelenken bestehenden Winkelspiels. Sie bieten darüber hinaus die folgenden Vorteile:

• -hohe Zuverlässigkeit und unbegrenzte Haltbarkeit,
• -niedrige Herstellungs- und Montagekosten,
• -möglicher Erhalt der gewünschten Vorspannung durch Einstellung der Federn, gleich ob diese aus Draht oder Blech bestehen, sowie ihrer anfänglichen Durchbiegung.

Zahlreiche andere Federn, die die gleiche Funktion er­ füllen, sind möglich, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung überschritten wird.

So können beispielsweise die Abstandsfedern der Übertragungselemente in Form einer Haarnadelausführung oder aus Tellerfedern bestehen.

Im Falle einer Grundstruktur mit Übertragungselementen und Nadeln entsprechend den Fig. 1 und 2 können die Federmittel gemäß der Erfindung in Form von Stahlband bestehen, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 15 beschrieben ist.

Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls auf Mechanismen mit planen oder zylinderförmigen Gleitflächen unter Einsatz der gleichen Technik angewandt werden.

• Bezugszeichenliste:  1 Welle
   2 Arme
   3 sphärische konvexe Zone des Arms
   4 Innenfläche Übertragungselement (5)
   5 Übertragungselement
   6 ebene Fläche der Übertragungselemente
   7 Nadeln
   8 ebene Laufbahn (U-Ebene 4)
   9 Außenteil
  10 Nadeln
  11 Übertragungselement
  12 Innenfläche des Übertragungselements (11)
  13 sphärische konvexe Fläche des Arms 2
  14 Laufbahn (Übertragungselement 11)
  15 ebene Fläche des Übertragungselementes 11
  16 Feder (kegelstumpfartig)
  17 Ringfläche
  18 Tripode
  19 Bund
  20 Übertragungselemente
  21 Winkel/Ecke (Fig. 3)
  22 Übertragungselemente
  23 sphärische Fläche 23 des Zapfens (Fig. 3)
  24 Laufbahn
  25 Laufbahn
  26 sphärische Armfläche
  27 Spiralfeder
  28 Windung
  29 Windung
  30 Bund
  31 Zapfen
  32 Bogen
  33 sphärische konvexe Fläche des Arms
  34 sphärische konkave Fläche des Übertragungselementes
  35 rohrförmige Abstandsstücke
  36 Kugeln (Fig. 7 + 8)
  37 Rinne
  38 Laufrinne
  39 Übertragungselemente (Fig. 9 + 10)
  40 Spiraldruckfeder
  40 a abgewinkeltes Ende der Spiralfeder
  41 Spalt
  42 Federelement
  43 Übertragungselement (Fig. 11-13)
  44 Übertragungselement (Fig. 11-13)
  45 Kugeln
  46/47 Laufbahn
  48/49 Laufbahn
  51 Bügel
  52 Laschen
  53 gewölbte Fläche
  54 Auflageebene
  55 Vorsprung
  56 konkave sphärische Fläche
  57 Enden der Federlaschen
  58 Außenteil
  59 Zapfen
  60 Welle
  61 Federelemente
  62 Federelemente
  63 Mittelabschnitte/Bügel
  64 Seitenränder
  65 Seitenränder
  66 Achse
  67 Laufbahn
  68 Vorsprung
  69 Öffnung
  70 Außenteilboden

Claims (10)

1. Gleichlaufdrehgelenk, insbesondere zur Drehmoment­ übertragung auf die Rader eines Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem ersten Organ (18), das mit Radialarmen (31, 59) ausgerüstet ist, die jeweils zwischen zwei Auflagebereichen (8, 14, 24, 38, 47, 49) eines zweiten Organs (9, 58) angeordnet sind, wobei zwischen jedem Auflagebereich des zweiten Organs und dem zugehörigen Arm des ersten Organs ein Über­ tragungselement (20, 21, 39, 43, 44) angeordnet und dieses Übertragungselement auf einem der Organe (9, 58) zumindest in indirekter Weise gelagert ist, während zwischen dem Übertragungselement und dem anderen Organ (18) zugehörige und weitgehend starre Kontaktflächen (33, 34, 56) bestehen, die bei Betrieb kreuzweise zueinander gleiten, dadurch gekennzeichnet, daß elastische Mittel (16, 28, 35, 40, 42, 61) jedes Übertragungselement (20, 21, 39, 43, 44) in eine Richtung belasten und so die zugehörigen Flächen auseinanderdrücken, über die ein kreuzweiser Gleit­ kontakt zwischen dem Übertragungselement (20, 29, 39, 43, 44) und dem anderen Organ (18) erfolgt.

2. Antriebsgelenk gemäß Anspruch 1, bei dem der Kontakt durch die zugehörigen Flächen zwischen den Übertragungselementen (20, 21, 39, 43, 44) und den zugehörigen Armen (31, 59) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel (16, 28, 35, 40, 42, 61) die Übertragungselemente (20, 21, 39, 43, 44) im Abstand voneinander halten.

3. Antriebsgelenk gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel für jeden Arm eine Spiralfeder (28, 40) enthalten, die zwischen den beiden jedem Arm zugeordneten Übertragungselemente (20, 21, 39) angeordnet sind, wobei die Feder eine einzelne aktive Windung umfaßt, die das freie Ende des zugehörigen Arms umgibt.

4. Antriebsgelenk gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel für jeden Arm ein axial elastisches Rohrelement (35) umfassen, dessen Enden jeweils auf einem der beiden Übertragungselemente (20, 21) aufliegen, wobei das Rohrelement mit einer Seitenöffnung zur Aufnahme des Arms versehen ist.

5. Antriebsgelenk gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel für jeden Arm ein Feder­ element (42, 61) enthalten, dessen Arme (52) jeweils auf einem der beiden Übertragungselemente (43, 44) aufliegen und dessen Mittelteil (51, 63) den Arm umfaßt.

6. Antriebsgelenk gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (52) des Federelementes (42, 61) derart ausgelegt sind (57, 64, 65), daß dieser im Verhältnis zu jedem Übertragungselement (43, 44), ausgerichtet ist.

7. Antriebsgelenk gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teil (51) des Federelementes (42) radial über das freie Ende des zugehörigen Arms hinausragend angeordnet ist.

8. Antriebsgelenk gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teil (63) des Federelementes (61) den Arm an der gegenüberliegenden Seite einer mit dem ersten Organ verbundenen Welle (60) umgibt.

9. Antriebsgelenk gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselemente (20, 21) entsprechend einem Querschnitt zur Achse (X-X) des Gelenks, über ein Profil verfügen, von dem mindestens ein Teil einen Keil zwischen dem Arm (31) und dem zugehörigen Auflagebereich (24) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel (16) die Übertragungs­ elemente (20, 21) durch Ausübung eines Drucks in radialer Richtung in der Klemmrichtung des Keils zwischen dem Arm und dem zugehörigen Auflagebereich auseinanderdrücken.

10. Antriebsgelenk gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel (16) um jeden Arm montiert sind, indem sie mit einem Ende auf dem ersten Organ (18) und mit dem gegenüberliegenden Ende auf den beiden Übertragungselementen (20, 21) beiderseits des Arms (31) aufliegen.