DE4217332A1

DE4217332A1 - Multipodegelenk

Info

Publication number: DE4217332A1
Application number: DE4217332A
Authority: DE
Inventors: Werner Krude
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2012-05-27
Also published as: US5460573A; FR2691768A1; FR2691768B1; JPH0681854A; JPH0811969B2; ES2065854B1; DE4217332C2; ES2065854R; ES2065854A2

Description

Die Erfindung betrifft Multipodegelenke mit einem Gelenk außenteil, das zumindest zwei umfangsverteilte längsge richtete Bahnen zur Aufnahme von Rollen aufweist und mit einer ersten Antriebswelle drehfest verbunden ist, mit einem Gelenkinnenteil, das in die Bahnen greifende radiale Zapfen aufweist, auf denen die Rollen drehbar und radial verschiebbar gelagert sind und das mit einer zweiten An triebswelle drehfest verbindbar ist, wobei das Gelenk außenteil aus einem äußeren Ringkörper, der unmittelbar fest mit der ersten Antriebswelle verbunden ist, Bahnele menten, die die Rollen unmittelbar führen, und elastischen Zwischenelementen zwischen diesen beiden Teilen, über die ein Drehmoment übertragbar ist, besteht. Bei der hier gegebenen Definition sind mit den Begriffen erster An triebswelle und zweiter Antriebswelle sinngemäß auch an dere drehende Antriebsteile wie Getriebeflansche, Radnaben und dergleichen gemeint.

Die Erfindung betrifft dabei in erster Linie Tripodege lenke (drei Bahnen/drei Zapfen), auf die im weiteren auch vorrangig Bezug genommen wird. Sie ist jedoch unter be stimmten Bedingungen auch auf Bipodegelenke (zwei Bahnen/zwei Zapfen) und Multipodegelenke (vier und mehr Bahnen/Zapfen) anwendbar.

Bei Tripodegelenken findet - anders als bei idealen Gleichlaufdrehgelenken - die Kraftübertragung bei gebeug tem Gelenk nicht in der winkelhalbierenden Ebene zwischen den beiden Gelenkachsen statt, vielmehr erfolgt diese in der Ebene der Tripodezapfen, so daß die Berührung immer in einer senkrechten Ebene zur ersten Antriebswelle erfolgt.

Gleichwohl stellt sich auch bei Tripodegelenken ein Gleichlauf zwischen erster Antriebswelle und zweiter An triebswelle ein, d. h. die Winkelgeschwindigkeit beider Wellen ist immer gleich. Dies ist möglich aufgrund einer relativen Orbitalbewegung zwischen Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil während des Umlaufes bei gebeugtem Gelenk. Neben anderen bekannten Ursachen - insbesondere dem rei bungsbehafteten Abrollen der Tripoderollen in den Bahnen des Gelenkaußenteils - die hier nicht weiter erörtert werden sollen, ist auch die zuvor genannte Orbitalbewegung ein negativer Einflußfaktor im NVH-Verhalten (Noise, Vi bration, Harshness) der Wellen. Dieser Einfluß wirkt sich besonders bei schnellaufenden Wellen bzw. Gelenken aus und beeinträchtigt bei Anwendung der Wellen in Kraftfahrzeugen den Fahrkomfort aufgrund der daraus resultierenden Schwingungsanregung und Geräuschentwicklung.

Es sind bereits Gelenke der eingangs genannten Art aus der DE-AS 22 40 436 bekannt geworden, bei denen Elemente aus gummielastischem Material zwischen dem äußeren Ringkörper und den Bahnelementen vorgesehen sind, deren Aufgabe in einer elastischen Dämpfung von Drehstößen im Antriebsstrang zu sehen ist. Dem Problem der zusätzlichen Schwin gungsanregung aufgrund der genannten Orbitalbewegung kann hierdurch in keiner Weise abgeholfen werden. Vielmehr tritt dieses Phänomen auch bei Gelenken dieser Art unein geschränkt auf, und führt zu den vorstehend genannten gesondert zu betrachtenden Problemen.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Multipodegelenk, insbesondere ein Tripodegelenk der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem die aus der Kinematik des Gelenkes herrührenden nachteiligen Schwingungseigenschaften infolge relativer Orbitalbewegungen zwischen Gelenkinnenteil und Gelenk außenteil bei gebeugt umlaufendem Gelenk reduziert werden.

Die Lösung hierfür besteht darin, daß Mittel zur gegen seitigen Zentrierung zwischen dem Ringkörper des Gelenk außenteil und dem Gelenkinnenteil vorgesehen sind. Trotz der Zentrierung der Wellen zueinander, die an sich zur Ungleichförmigkeit der Übertragung zwischen den Wellen führen müßte, bleibt die Gleichförmigkeit durch die Ver lagerbarkeit der Bahnelemente gegenüber dem Ringkörper auch bei diesem Gelenk gewahrt.

Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die relativ größeren Massen, insbesondere die mit dem Gelenkinnenteil umlaufende Antriebswelle auch bei Gelenkbeugung zentriert läuft, so daß hiervon keine Schwingungsanregungen ausgehen können, während der notwendige Orbitalausgleich aus schließlich durch die jeweils zulässige relative Bewegung zwischen den Bahnelementen und dem Ringkörper des Gelenk außenteils erfolgen. Die hierfür erforderlichen Zwischen elemente werden bevorzugt als elastische Formkörper ausge bildet, die zugleich Dämpfungseigenschaft haben. Die für die elastische Rückstellung der verlagerten Bahnelemente gegenüber dem Ringkörper eingesetzten elastischen Formkör per dienen in bevorzugter Ausgestaltung zugleich der Dreh momentübertragung zwischen den genannten Teilen. Die Zwischenelemente werden daher im weiteren auch als Stütz elemente bezeichnet. Zur Begrenzung der hiermit zugleich möglichen Verdrehung zwischen Gelenkaußenteil und Gelenk innenteil können zusätzliche Drehanschläge vorgesehen sein, die entweder zwischen den Bahnelementen und dem Ringkörper des Gelenkaußenteils wirksam werden oder die zwischen dem Gelenkinnenteil und den Bahnelementen wirksam sind.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Mittel zur gegenseitigen Zentrierung von Ringkörper des Gelenkaußenteils und Ge lenkinnenteil ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk innenteil jeweils zwischen den angesetzten Tripodezapfen eine kugelige Oberfläche hat, mit der Zentriermittel am Ringkörper unmittelbar zusammenwirken. Die hierbei ange sprochenen Oberflächenteile des Gelenkinnenteils lassen sich ohne wesentlichen konstruktiven Aufwand und ohne wesentliche Nachteile der Festigkeit leicht kugelförmig ausbilden.

Zur Reibungsminderung sind besondere Beschichtungen oder Zwischenelemente wie Kugelschalen und dergleichen an den Zentriermitteln möglich.

Nach einer ersten grundsätzlichen Ausgestaltung sind die Zentriermittel des Ringkörpers als radial nach innen ge richtete längsverlaufende Stege ausgebildet, die zwischen die Tripodezapfen des Gelenkinnenteils greifen. Die hier bei wirksamen Kontaktflächen dieser Stege sind dabei als Zylinderflächenabschnitte auszubilden. Die Stege können unmittelbar mit dem zylindrischen Ringkörper des Gelenk außenteils verbunden sein. Zur zusätzlichen Stabilisierung können die Stege mit einem Ende an einem Gelenkboden ange formt sein, an dem ein Wellenzapfen außen ansetzt.

Die zuvor genannte Ausgestaltung der Zentriermittel des Ringkörpers setzt eine voneinander unabhängige Ausbildung der einzelnen Bahnelemente voraus, die beispielsweise als Blechformteile oder als abgelängte Profilstücke jeweils die Bahnen für eine einzige Tripoderolle bilden.

Nach einer zweiten grundsätzlichen Ausgestaltung ist vor gesehen, daß die Zentriermittel des Ringkörpers als axial verlaufende koaxiale Zentrierhülse ausgebildet ist, die längsverlaufende Schlitze für den Durchtritt der Tripode zapfen des Gelenkinnenteils aufweist.

Diese Zentrierhülse kann über ein gemeinsames Stirnteil, insbesondere einen Gelenkboden, einstückig mit dem Ring körper ausgebildet sein. Die Schlitze können hierbei zum axialen Einführen des Gelenkinnenteils, d. h. der Tripode zapfen an einem Ende zunächst offen sein. Zur Aussteifung und gegenseitigen Stabilisierung kann jedoch ein verbin dendes Ringelement vorgesehen sein. Alternativ hierzu können die Schlitze axial in der Länge begrenzt sein, so daß sich zum offenen Ende des Gelenkaußenteils liegend ein verbindendes Ringelement ergibt. Hierbei müssen die Tripode rollen nach dem Einführen des Gelenkinnenteils in die Schlitze der Zentrierhülse auf den Tripodezapfen montiert werden oder es muß die Breite der Schlitze so bemessen sein, daß sich die Tripodezapfen mit montierten Rollen von innen in diese einführen lassen. Das genannte Ringelement muß jeweils so gestaltet sein, daß die Schwenkbewegung der mit dem Gelenkinnenteil verbundenen Antriebswelle nicht behindert wird. Anstelle der zuvor genannten Aussteifung der Enden der Zentrierhülse untereinander ist es auch möglich, nach dem Einsetzen der Bahnelemente und der elastischen Übertragungselemente in den Ringkörper des Gelenkaußenteils die Enden der Zentrierhülse unmittelbar gegenüber dem Ringkörper abzustützen.

Mit der hiermit bezeichneten Ausgestaltungsform der Zen triermittel am Ringkörper ist es auch möglich, die einzel nen Bahnelemente zu einem einzigen geschlossenen Ringteil zu verbinden.

Nach einer dritten Ausbildung der Zentriermittel ist vor gesehen, daß diese einen am Ringkörper bzw. der mit diesem fest verbundenen Antriebswelle befestigten koaxialen Zapfen umfassen, auf dem ein außenkugeliger Ring axial verschiebbar geführt ist, der seinerseits schwenkbar in eine zentrale Kalottenfläche im Gelenkinnenteil eingreift.

Mit der hiermit beschriebenen Ausgestaltung der Zentrier mittel ist es ebenfalls möglich, die einzelnen Bahnele mente zu einem geschlossenen Ringteil zu verbinden.

Während die zuerst genannten einzeln ausgebildeten Bahn elemente in Ruhelage, d. h. bei gestrecktem Gelenk außen an dem Ringkörper anliegen können und in Umfangsrichtung und ggfs. radial nach innen elastisch gegenüber dem Ringkörper abgestützt sein können, ist bei der als zweiten genannten Ausführung der Bahnelemente als geschlossener Ring eine radiale Bewegung und eine Umfangsbewegung aus einer Mittellage heraus bei gestrecktem Gelenk sowohl nach ra dial innen als auch nach radial außen möglich.

Eine bei gebeugt angetriebenen Gelenk erfolgende umlaufen de Abwinkelung des Gelenkinnenteils gegenüber dem Gelenk außenteil verursacht eine scheinbare oszillierende Winkel änderung der Tripodezapfen des Gelenkinnenteils relativ zueinander in axialer Projektion in Richtung der Achse des Gelenkaußenteils. Dies kann bei unabhängig voneinander ausgeführten Bahnelementen durch oszillierende Umfangsver schiebungen derselben im Ringkörper ausgeglichen werden. Dagegen kann dies bei ringförmig miteinander verbundenen Bahnelementen durch eine Orbitalbewegung des Bahnelemente ringteils gegenüber der Achse des Ringkörpers aufgefangen werden.

Die Ausführung mit voneinander unabhängigen Bahnelementen ist für Multipodegelenke jeder Podezahl geeignet, während die Ausführung mit ringförmig miteinander verbundenen Bahnelementen nur für Tripodegelenke geeignet ist.

Der Ringkörper ist nicht notwendigerweise als Zylinder körper auszuführen, sondern kann ähnlich wie das ein stückige Bahnelementeringteil radiale Ausformungen haben, an denen sich die Übertragungselemente in Umfangsrichtung besser abstützen können. Beide Teile können somit als Tiefziehteile oder abgelängte Profilelemente erzeugt wer den.

Soweit von der Radialbeweglichkeit der Bahnelemente gegen über dem Ringkörper im vorhergehenden die Rede war, ist es möglich, daß die Tripoderollen in den Bahnelementen in radialer Richtung gehalten werden, so daß die entsprechen den Bewegungen der Bahnelemente von ihnen mit ausgeübt werden. Hierbei werden die entsprechenden Ausgleichsbewe gungen gegenüber dem Gelenkinnenteil durch Verschiebung auf den Tripodezapfen vollzogen.

Die hiermit beschriebene Erfindung schließt sowohl Gelenke ein, bei denen die Tripoderollen unmittelbar und koaxial auf den Tripodezapfen gelagert sind und bei denen nur eine in Längsrichtung der Zapfen verlaufende Verschiebung der Rollen gegenüber dem Gelenkinnenteil möglich ist, als auch solche Gelenke, bei denen neben der Verlagerung der Tri poderollen auf den Tripodezapfen in deren Längsrichtung zusätzlich eine Schwenkbewegung der Rollen gegenüber den Tripodezapfen vermittels von geeigneten Zwischenelementen möglich ist. Die verschiedenen Ausführungsformen solcher Gelenke sind bekannt. Es werden hierzu als Beispiele die DE 39 36 601 (GKN AG), die DE 37 16 962 (NTN) und die DE 28 31 044 (Honda) genannt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele wiedergegeben sind.

Fig. 1 zeigt ein Gelenk mit stegförmigen Zentriermitteln in einer ersten Ausführung im Querschnitt,

Fig. 2 zeigt ein Gelenk nach Fig. 1 im Längsschnitt bei abgebeugtem Gelenk,

Fig. 3 zeigt ein Gelenk mit stegförmigen Zentriermitteln in einer zweiten Ausführung im Querschnitt,

Fig. 4 zeigt ein Gelenk nach Fig. 2 im Längsschnitt bei abgebeugtem Gelenk,

Fig. 5 zeigt ein Gelenk nach Fig. 1 mit stegförmigen Zentriermitteln und Drehanschlägen in einer dritten Ausführung im Querschnitt,

Fig. 6 zeigt ein Gelenk nach Fig. 5 im Längsschnitt bei abgebeugtem Gelenk,

Fig. 7 zeigt ein Gelenk mit stegförmigen Zentriermitteln in einer vierten Ausführung im Querschnitt,

Fig. 8 zeigt ein Gelenk nach Fig. 7 im Längsschnitt bei abgebeugtem Gelenk,

Fig. 9 zeigt ein Gelenk mit hülsenförmigen Zentrier mitteln in einer ersten Ausführung im Querschnitt, wobei die Bahnelemente einstückig miteinander verbunden sind,

Fig. 10 zeigt ein Gelenk nach Fig. 9 im Längsschnitt bei gestrecktem Gelenk,

Fig. 11 zeigt ein Gelenk mit hülsenförmigen Zentrier mitteln in einer zweiten Ausführung im Quer schnitt, wobei die Bahnelemente einstückig mitein ander verbunden sind,

Fig. 12 zeigt ein Gelenk nach Fig. 11 im Längsschnitt bei gestrecktem Gelenk,

Fig. 13 zeigt ein Gelenk mit hülsenförmigen Zentrier mitteln in einer dritten Ausführung im Quer schnitt, wobei die Bahnelemente unabhängig vonein ander ausgeführt sind,

Fig. 14 zeigt ein Gelenk nach Fig. 13 im Längsschnitt,

Fig. 15 zeigt ein Gelenk mit hülsenförmigen Zentrier mitteln in einer vierten Ausführung im Quer schnitt, wobei die Bahnelemente einstückig mitein ander verbunden sind,

Fig. 16 zeigt ein Gelenk nach Fig. 15 im Längsschnitt,

Fig. 17 zeigt ein Gelenk ähnlich Fig. 15 mit abgewandeltem Außenteil im Querschnitt,

Fig. 18 zeigt ein Gelenk nach Fig. 17 im Längsschnitt,

Fig. 19 zeigt ein Gelenk ähnlich Fig. 15 mit abgewandeltem Außenteil im Querschnitt,

Fig. 20 zeigt ein Gelenk nach Fig. 19 im Längsschnitt,

Fig. 21 zeigt ein Gelenkinnenteil in einer ersten abgewan delten Ausgestaltung der Rollenlagerung,

Fig. 22 zeigt ein Gelenkinnenteil in einer zweiten abge wandelten Ausgestaltung der Rollenlagerung.

In den Fig. 1 und 2, die nachstehend gemeinsam be schrieben werden, ist das Gelenkaußenteil 11 mit unmit telbar angeformter erster Antriebswelle 12 und das Gelenk innenteil 13 mit eingesteckter zweiter Antriebswelle 14 erkennbar. Ein Faltenbalg 15 mit nicht näher erläuterten Sicherungsmitteln ist im Längsschnitt teilweise darge stellt. Das Gelenkaußenteil läßt im einzelnen einen ein stückig mit der ersten Antriebswelle 12 verbundenen massiven Boden 16 erkennen, in den ein Ringkörper 17 ein gesetzt und mit diesem verschweißt ist. Vom Ringkörper gehen radial nach innen drei umfangsverteilte längsgerich tete Stege 18 aus. Diese bilden auf ihrer Innenseite zylinder abschnittsförmige Führungsflächen 19 für das Gelenk innenteil, auf deren Funktion noch später eingegangen wird. Im Gelenkaußenteil sind drei etwa U-förmige Bahnele mente 20 gleichmäßig umfangsverteilt eingesetzt, die ge genüber dem Ringkörper 17 radiales Spiel aufweisen und die sich vermittels paarweise angeordneter elastischer Stütz körper 22 am Ringkörper bzw. den Stegen abstützen. Zwi schen dem Kopfbereich 21 der Bahnelemente 20 und dem Ring körper 17 ist ein radialer Abstand erkennbar. Das Gelenk innenteil 13 weist einen ringförmigen Zentralkörper 23 auf, in den die zweite Antriebswelle 14 eingesteckt ist. Die Mittel zur drehfesten Verbindung und axialen Sicherung zwischen Gelenkinnenteil und Antriebswelle werden hierbei nicht im einzelnen diskutiert. Am Zentralkörper 23 sind umfangsverteilt drei Tripodezapfen 24 angesetzt, auf denen über Nadellager 25 die Tripoderollen 26 drehbar gelagert sind. Die axialen Sicherungsmittel für die Nadellager auf den Tripodezapfen sind nicht näher diskutiert. Die Tripo derollen 26 sind auf den Tripodezapfen 24 bezüglich der jeweiligen Zapfenachse axial auf den Nadellagern 25 ver schiebbar. Der Zentralkörper 23 weist jeweils zwischen den Tripodezapfen 24 eine kugelabschnittsförmige Führungs fläche 27 auf, die mit den Führungsflächen 19 der Stege zusammenwirkt. In der Fig. 1 sind Gelenkinnenteil und Gelenkaußenteil in gestreckter Stellung der Achsen zuein ander dargestellt, in Fig. 2 in gebeugter Stellung. Der axiale Weg des Gelenkinnenteils gegenüber dem Gelenkaußen teil wird durch einen Anschlag einer Tripoderolle 26 an einem auf den Ringkörper aufgesetzten Blechelement 28 begrenzt. An den Stegen 18 sind im Bereich der Führungs flächen 19 Anschlagkanten 29 vorgesehen, die mit ent sprechenden Anschlägen 30 im Fußbereich der Tripodezapfen 24 bei relativer Verdrehung des Gelenks unter Überlast drehmoment zusammenwirken. Die durch den Schnittpunkt der Zapfenachsen A₁-A₃ vor gegebene Mitte M_i des Tripo desterns ist stets auf der Achse A_G des Gelenkaußenteils zentriert.

In den Fig. 3 und 4 sind entsprechende Einzelheiten mit gegenüber den Fig. 1 und 2 um 50 heraufgesetzte Ziffern bezeichnet. Auf den Inhalt der Beschreibung der Fig. 1 und 2 wird insoweit Bezug genommen. Abweichend von der dort zu findenden Darstellung stützen sich die Bahnelemen te 70 in der im Querschnitt in Fig. 3 dargestellten gestreckten Stellung des Gelenks mit ihren Kopfbereichen 71 unmittelbar am Ringkörper 67 ab.

In den Fig. 5 und 6 sind entsprechende Einzelheiten in Bezug auf die Fig. 1 und 2 mit um 100 heraufgesetzten Ziffern bezeichnet. Auf die Beschreibung der Fig. 1 und 2 wird insofern vollständig Bezug genommen. Abweichend von der Ausführung in den Fig. 1 und 2 sind zusätzliche elastische Ringkörper 130 auf die Zapfen aufgezogen, die mit den Anschlagflächen 129 an den Stegen zusammenwirken.

In einer Detaildarstellung eines Tripodezapfens in Fig. 5 sind die entsprechenden Einzelheiten mit gleichen Ziffern wie in der Gesamtfigur bezeichnet, jedoch mit einem ′ versehen. Abweichend davon sind die Stützelemente 122′ innen weiter um die Bahnelemente 120′ herumgezogen und die Anschlagelemente 130′ hier nicht als Kunststoffteile, son dern als Blechteile ausgeführt.

In den Fig. 7 und 8 sind entsprechende Einzelheiten in bezug auf die Fig. 1 und 2 mit um 150 heraufgesetzten Ziffern bezeichnet. Auf die Beschreibung der Fig. 1 und 2 wird insoweit vollständig Bezug genommen. Abweichend davon ist der Boden 166 mit dem Ringkörper 167 in dieser Ausführung verschraubt. Weitere Unterschiede in der Form gebung sind nicht prinzipieller Art.

In den Fig. 9 und 10, die nachfolgend gemeinsam be schrieben werden, ist das Gelenkaußenteil 211 mit unmittelbar angeformter erster Antriebswelle 212 und das Gelenkinnenteil 213 mit eingesteckter zweiter Antriebs welle 214 erkennbar. Ein Faltenbalg 215 mit nicht näher erläuterten Sicherungsmitteln ist im Längsschnitt teil weise dargestellt. Das Gelenkaußenteil läßt im einzelnen einen einstückig mit der ersten Antriebswelle 212 verbun denen massiven Boden 216 erkennen. An einem Ringkörper 217 ist am wellenseitigen Ende ein Stirnblech 231 ange schweißt, das einstückig mit einer Führungshülse 232 aus gebildet ist. Der Boden 216 ist unmittelbar mit diesem Stirnblech 231 verschweißt. In der Führungshülse 232 sind umfangsverteilte Schlitze 233 ausgebildet, zwischen denen die verbleibenden stegförmigen Führungsbereiche 234 innen liegende zylindrische Führungsflächen 219 ausbilden. Der Ringkörper 217 ist von gleichbleibender Wandstärke und hat einzelne radiale Einprägungen 235, auf deren Funktion nachfolgend eingegangen wird. In den Ringkörper 217 sind Bahnelemente 220 eingesetzt, die über Verbindungsbereiche 236 untereinander zu einem geschlossenen Ringelement ver bunden sind. Die Bahnelemente 220 haben an ihren Stirn seiten 221 radialen Abstand gegenüber dem Ringkörper 217. Sie stützen sich in Umfangsrichtung und radial über ela stische Stützkörper 222, die jeweils paarweise vorgesehen sind, an den eingezogenen Bereichen 235 des Ringkörpers 217 ab. Die Zwischenbereiche 236 der Bahnelemente haben nach innen radialen Abstand zu den Führungsbereichen 234 des Hülsenelements 232. Das Gelenkinnenteil weist einen ringförmigen Zentralkörper 223 auf, in den die zweite Antriebswelle 214 eingesteckt ist. Die Mittel zur dreh festen Verbindung und axialen Sicherung zwischen Gelenk innenteil und Antriebswelle werden hierbei nicht im ein zelnen diskutiert. Am Zentralkörper 223 sind umfangsver teilt drei Tripodezapfen 224 angesetzt, auf denen über Nadellager 225 die Tripoderollen 226 drehbar gelagert sind. Die axialen Sicherungsmittel für die Nadellager auf den Tripodezapfen sind nicht näher diskutiert. Die Tripo derollen 226 sind auf den Tripodezapfen 224 bezüglich der jeweiligen Zapfenachse auf den Nadellagern 225 axial ver schiebbar. Der Zentralkörper 223 weist jeweils zwischen den Tripodezapfen 224 eine kugelabschnittsförmige Füh rungsfläche 227 auf, die mit den Führungsflächen 219 der Führungsbereiche 234 zusammenwirkt. Der axiale Weg des Gelenkinnenteils und Gelenkaußenteils zueinander ist durch einen Anschlag einer Tripoderolle 226 an einem auf den Ringkörper aufgesetzten Blechelement 228 begrenzt. An den Führungsbereichen 234 sind Anschlagkanten 229 vorgesehen, die mit entsprechenden Anschlägen 230 im Fußbereich der Tripodezapfen 224 bei relativer Verdrehung des Gelenks unter Überlastdrehmoment zusammenwirken. Die durch den Schnittpunkt der Zapfenachsen A₁-A₃ vorgegebene Mitte M_i des Tripodesterns ist stets auf der Achse A_G des Gelenkaußenteils zentriert.

In den Fig. 11 und 12 sind entsprechende Einzelheiten mit gegenüber den Fig. 9 und 10 um 50 heraufgesetzten Ziffern bezeichnet. Auf die Beschreibung der Fig. 9 und 10 wird insoweit inhaltlich vollkommen Bezug genommen. Geringe Unterschiede bestehen in der Formgebung des Ring körpers 267 und der Bahnelemente 270 einschließlich der Stirnbereiche 271 und der Verbindungsbereiche 286, die nicht prinzipieller Art sind. Abweichend von der Ausfüh rung nach den Fig. 9 und 10 sind die Tripodezapfen 274 kugelabschnittsförmig ausgebildet. Auf diesen kugelab schnittsförmigen Tripodezapfen sind Rollenträgerelemente 287 sowohl axial verschieblich in bezug auf die Zapfen achse als auch schwenkbar geführt. Auf diesen Rollenträ gerelementen 287 sind dann unmittelbar die Nadellager 275 geführt, auf denen die Tripoderollen 276 laufen. Aufgrund der Ausgestaltung der Bahnelemente 270 sind die Tripode rollen 276 und die Rollenträger 287 hierbei nicht schwenk bar gegenüber dem Gelenkaußenteil, d. h. unmittelbar gegen über den Bahnelementen 270, wie bei den zuvor beschrie benen Ausführungen, sondern gegenüber den jeweiligen Zapfenachsen A₁-A₃.

In den Fig. 13 und 14 sind entsprechende Einzelheiten mit gegenüber den Fig. 9 und 10 um 100 und mit gegen über den Fig. 11 und 12 um 50 heraufgesetzten Ziffern bezeichnet. Es besteht weitestgehende Übereinstimmung mit der Ausführung nach den Fig. 11 und 12. Abweichend davon sind jedoch die Bahnelemente 320 hier wiederum ein zeln und unabhängig voneinander ausgeführt. In der ge streckt dargestellten Position stützen sich die Bahnele mente 320 mit den Kanten ihres Kopfbereiches 321 am Ring körper 317 ab und sind aus dieser Position heraus nur in Umfangsrichtung und radial nach innen elastisch verschieb bar. Die Stützkörper 322 sind hierbei nicht nur zwischen Bahnkörpern und Ringkörper eingesetzt, sondern stützen sich nach radial innen an der Außenseite der Führungsbe reiche 334 der Führungshülse 332 ab.

In den Fig. 15 und 16, die nachfolgend gemeinsam be schrieben werden, ist das Gelenkaußenteil 361 mehrteilig und umfaßt einen massiven Boden 366, der einstückig mit einer ersten Antriebswelle 362 verbunden ist. Am Boden 366 ist ein nur ansatzweise ausgeführter Ringkörper 367 ange formt. Weiterhin ist ein zylindrischer Ansatz 389 vorge sehen. Auf den Ansatz 389 ist eine Führungshülse 382 mit umfangsverteilt längsverlaufenden Schlitzen 383 aufge setzt. Zwischen den Schlitzen verbleiben stegförmige Füh rungsbereiche 384, die innenliegende zylindrische Füh rungsflächen 369 ausbilden. In den nur angedeuteten Ring körper 367 sind Bahnelemente 370 eingesetzt, die über Verbindungsbereiche 386 untereinander zu einem ge schlossenen Ringelement verbunden sind. Die Bahnelemente sind vollkommen in einen ringförmigen elastischen Stütz körper 372 eingeformt, in den seinerseits jeweils zwischen zwei Bahnelementen 370 Distanzhülsen 390 und auf diese aufgeschobene Anschlaghülsen 391 eingeformt sind. Über Schrauben 392, die auch ein den Stützkörper 372 teilweise umfassendes Blechelement 378 halten, sind die Hülsen 390 und damit der Stützkörper 372 mit dem Boden 366 des Außen teils verspannt. Die aufgesetzten Anschlaghülsen 391 be grenzen die relative Drehbewegung der Bahnelemente 370 gegenüber dem Ringkörper 367 unter einem Überlastdrehmo ment 366. Die Zwischenbereiche 386 der Bahnelemente haben nach innen radialen Abstand zu den Führungsbereichen 384 des Hülsenelementes 382. Das Gelenkinnenteil 363 weist einen ringförmigen Zentralkörper 373 auf, in den eine zweite Antriebswelle 374 eingesteckt ist. Die Mittel zur drehfesten Verbindung und axialen Sicherung zwischen Ge lenkinnenteil und Antriebswelle werden nicht im einzelnen diskutiert. Am Zentralkörper 373 sind umfangsverteilt drei Tripodezapfen 374 angesetzt, auf denen über Nadellager 375 die Tripoderollen 376 drehbar gelagert sind. Die axialen Sicherungsmittel für die Nadellager auf den Tripodezapfen werden nicht näher diskutiert. Die Tripoderollen 376 sind auf den Tripodezapfen 374 bezüglich der jeweiligen Zapfen achse auf den Nadellagern 375 axial verschiebbar. Der Zentralkörper 373 weist jeweils zwischen den Tripodezapfen 374 eine kugelabschnittsförmige Führungsfläche 377 auf, die mit den Führungsflächen 369 an den Führungsbereichen 384 der Hülse 382 zusammenwirkt. Der aus Zentralkörper und Zapfen bestehende sogenannte Tripodestern ist vorzugsweise vor der Rollenmontage in die Hülse einzufädeln, wobei die Hülse 382 vorzugsweise bereits auf dem Ringansatz 389 festgelegt ist. Das bereits genannte Blechelement 378 dient auch hier als axialer Anschlag für das Gelenkinnen teil. An den Führungsbereichen 384 sind Anschlagkanten 379 vorgesehen, die mit den entsprechenden Anschlägen 380 im Fußbereich der Tripodezapfen 374 bei relativer Verdrehung des Gelenks unter einem Überlastdrehmoment ebenfalls zu sammenwirken können. Durch die axial begrenzte Länge der Schlitze 383 weist die Führungshülse 382 eine erhöhte Steifigkeit auf.

In den Fig. 17 und 18 sind entsprechende Einzelheiten mit gegenüber den Fig. 15 und 16 um 50 heraufgesetzten Ziffern bezeichnet. Auf den Inhalt der Beschreibung der Fig. 15 und 16 wird insoweit Bezug genommen. Abweichend von der dort zu findenden Darstellung verlaufen die Schlitze 433 bis zum Ende der Führungshülse 432, die ein stückig am Boden 416 angeformt ist.

In den Fig. 19 und 20 sind entsprechende Einzelheiten mit gegenüber den Fig. 15 und 16 um 100 heraufgesetzten Ziffern bezeichnet. Auf den Inhalt der Beschreibung der Fig. 15 und 16 wird insoweit Bezug genommen. Anstelle einer Führungshülse ist ein am Boden angebrachter Zapfen 493 vorgesehen, auf dem ein Ringkörper 494 mit außenkuge liger Oberfläche 495 axial verschiebbar gehalten ist. Dieser greift in eine Kalottenfläche 496 im Zentralkörper 473 des Gelenkinnenteils ein. Die Welle 464 ist als Hohl welle ausgeführt. Die durch den Schnittpunkt der Zapfen achsen A₁3-A₃ vorgegebene Mitte M_i des Tripode sterns ist stets auf der Achse A_G des Gelenkaußenteils zentriert.

Fig. 21 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Gelenkinnen teils, bei dem zwischen Zentralelement 523 und Tripode rollen 526 die gleiche Kinematik wie in den Fig. 11 bis 14 gegeben ist, so daß von einer vollkommen entsprechenden Gelenkbauform ausgegangen werden kann. Abweichend davon sind in an sich bekannter Weise hierbei die Tripodezapfen 524 zylindrisch ausgeführt. Darauf ist ein zweiteiliger Rollenträger axial in bezug auf die Zapfenachse verschieb lich geführt. Dieser setzt sich aus einem inneren Ring körper 537a mit einer Innenzylinderfläche entsprechend dem Zapfendurchmesser und einer Außenkugelfläche sowie einem äußeren Ringkörper 537b mit einer inneren Kugelkalotte und einer äußeren Zylinderfläche zusammen. Auf dieser ist dann unmittelbar über ein Nadellager 525 die Tripoderolle 526 gelagert. Nadellager und Tripoderolle sind axial gegenüber den äußeren Ringkörper 537b des Rollenträgers gesichert.

Fig. 22 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Gelenkinnen teils, bei dem zwischen Zentralelement 573 und Tripode rollen 576 die gleiche Kinematik wie in den Fig. 11 bis 14 gegeben ist, so daß von einer vollkommen entsprechenden Gelenkbauform ausgegangen werden kann. Abweichend hiervon ist der Tripodezapfen 574 zylindrisch ausgebildet. Un mittelbar auf diesen ist ein Nadellager 575 vorgesehen. Auf diesem läuft eine Innenrolle 587 mit außenkugeliger Oberfläche. Die Tripoderolle 576 ist auf dieser Innenrolle axial in bezug auf die Zapfenachse verschiebbar und schwenkbar geführt. Innenrolle 587 und Nadellager 575 sind axial gegenüber dem Tripodezapfen 574 gesichert.

Bezugszeichenliste

11, 61, 111, 161, 211, 311, 361, 411, 461, 511, 561 Gelenkaußenteil
12, 62, 112, 162, 212, 312, 362, 412, 462, 512, 562 erste Antriebswelle
13, 63, 113, 163, 213, 313, 363, 413, 463, 513, 563 Gelenkinnenteil
14, 64, 114, 164, 214, 314, 364, 414, 464, 514, 564 zweiter Antriebswelle
15, 65, 115, 165, 215, 315, 365, 415, 465, 515, 565 Faltenbalg
16, 66, 116, 166, 216, 316, 366, 416, 466, 516, 566 massiver Boden
17, 67, 117, 167, 217, 317, 367, 417, 467, 517, 567 Ringkörper
18, 68, 118, 168, 218, 268, 318, 418, 468, 518, 568 Steg
19, 69, 119, 169, 219, 269, 319, 419, 469, 519, 569 Führungsfläche
20, 70, 120, 170, 220, 270, 320, 420, 470, 520, 570 Bahnelement
21, 71, 121, 171, 221, 271, 321, 421, 471, 521, 571 Kopfbereich
22, 72, 122, 172, 222, 272, 322, 422, 472, 522, 572 Stützkörper
23, 73, 123, 173, 223, 273, 323, 423, 473, 523, 573 Zentralkörper
24, 74, 124, 174, 224, 274, 324, 424, 474, 524, 574 Tripodezapfen
25, 75, 125, 175, 225, 275, 325, 425, 475, 525, 575 Nadellager
26, 76, 126, 176, 226, 276, 326, 426, 476, 526, 576 Tripoderolle
27, 77, 127, 177, 227, 277, 327, 427, 477, 527, 577 Führungsfläche
28, 78, 128, 178, 228, 278, 328, 428, 478, 528, 578 Blechelement
29, 79, 129, 179, 229, 279, 329, 429, 479, 529, 579 Anschlagkanten
30, 80, 180, 230, 280, 330, 430, 480, 530, 580 Anschlag
130 Ringkörper
231 Stirnblech
232, 332, 382, 432 Führungshülse
233, 383, 433 Schlitze
234, 334, 384 Führungsbereich
235 Einprägung
236, 286, 386 Verbindungsbereich
287 Rollenträgerelement
389 Ansatz
390 Distanzhülsen
391 Anschlaghülsen
392 Schrauben
493 Zapfen
494 Ringkörper
495 Oberfläche
496 Kalottenfläche
587 Innenrolle

Claims

1. Multipodegelenk mit einem Gelenkaußenteil (11, 61, . . . ), das zumindest zwei umfangsverteilte längsgerich tete Bahnen zur Aufnahme von Rollen (26, 76, . . . ) aufweist und mit einer ersten Antriebswelle (12, 62, . . . ) drehfest verbunden ist, mit einem Gelenkinnenteil (13, 63, . . . ), das in die Bahnen greifende radiale Zapfen (24, 74, . . . ) aufweist, auf denen die Rollen drehbar und radial verschiebbar gelagert sind und das mit einer zweiten Antriebswelle (14, 64, . . . ) drehfest verbindbar ist, wobei das Gelenkaußenteil (11, 61, . . . ) aus einem äußeren Ringkörper (17, 67, . . . ), der unmittelbar fest mit der ersten Antriebswelle (12, 62, . . . ) verbunden ist, Bahnelementen (20, 70, . . . ), die die Rollen unmittelbar führen, und elastischen Zwischenelementen (22, 72, . . . ) zwischen diesen beiden Teilen, über die ein Drehmoment übertragbar ist, be steht, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur gegenseitigen Zentrierung zwischen dem Ringkörper (17, 67, . . . ) des Gelenkaußenteils (11, 61, . . . ) und dem Gelenkinnenteil (13, 63, . . . ) vorgesehen sind.

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkinnenteil (13, 63, . . ) jeweils zwischen den angesetzten Zapfen (24, 74, . . . ) eine kugelige Oberfläche (27, 77, . . . ) hat, mit der mit dem Ring körper verbundene Zentriermittel unmittelbar zusammen wirken.

3. Gelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Ringkörper verbundenen Zentriermittel als radial nach innen gerichtete axialverlaufende Stege (18, 68, . . . 168) ausgebildet sind, die jeweils zwischen die Zapfen (24, 74, . . . 174) des Gelenkinnen teils greifen.

4. Gelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Ringkörper verbundenen Zentriermittel als axial verlaufende koaxiale Zentrierhülse (232, 282, . . . 432) ausgebildet ist, die längsverlaufende Schlitze (233, 283, . . . 433) für den Durchtritt der Zapfen (224, 274, . . . 424) des Gelenkinnenteils auf weist.

5. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Ringkörper (467) verbundenen Zentrier mittel einen koaxialen zentralen Zapfen (493) mit einem darauf axial verschiebbaren außenkugeligen Ring körper (494) umfassen, wobei letzterer in eine zen trale Kalottenfläche (496) im Gelenkinnenteil (463) eingreift.

6. Gelenk nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnelemente (20, 70, . . . 170, 320) des Ge lenkaußenteils voneinander unabhängig ausgeführt sind.

7. Gelenk nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß drei Bahnelemente (220, 270, 370, 420, 470) als ein geschlossener Ringteil ausgebildet sind.

8. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Drehanschläge (29, 30; 79, 80) zwischen dem Ring körper des Gelenkaußenteils und dem Gelenkinnenteil vorgesehen sind.

9. Gelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehanschläge am Gelenkinnenteil als unterhalb der Rollen auf die Zapfen (124) aufgeschobene Ring körper (130) ausgeführt sind, die mit den Zentrier mitteln zusammenwirken.

10. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Drehanschläge (391, 441, 491) zwischen dem Ring körper (367, 417, 467) und den Bahnelementen (370, 420, 470) des Gelenkaußenteils vorgesehen sind.

11. Gelenk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehanschläge (391, 441, 491) auf Schrauben hülsen (390, 440, 490) angeordnet sind, die einstückig ausgebildete elastische Elemente (372, 422, 472) durchdringen, die die Bahnelemente (370, 420, 470) aufnehmen und mit dem Ringkörper (367, 417, 467) ver schraubt sind.

12. Gelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die voneinander unabhängig ausgeführten Bahnelemente (70, 320) bei gestrecktem Gelenk radial außen am Ringkörper anliegen und voneinander unabhängig in Umfangsrichtung verlagerbar sind.