DE4301207C1

DE4301207C1 - Gleichlaufdrehgelenk

Info

Publication number: DE4301207C1
Application number: DE4301207A
Authority: DE
Inventors: Winfried Busch; Dieter Jost
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1993-01-19
Filing date: 1993-01-19
Publication date: 1994-06-30
Anticipated expiration: 2013-01-20

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk vom Tripodetyp mit einem mit drei umfangsverteilten, axial verlaufenden Füh rungsbahnen, mit den Führungsbahnen zugeordneten sich jeweils in Umfangsrichtung gegenüberliegenden zwei Führungsflächen versehe nen Gelenkaußenteil und mit einem mit zu den Führungsbahnen korrespondierenden, radial gerichteten Zapfen ausgestatteten Gelenkinnenteil mit einer auf den Zapfen jeweils gelagerten Rollenanordnung, und einer, über ein Nadellager auf einer Innen rolle, gelagerten Außenrolle.

Es ist bekannt bei Tripodegelenken besondere Vorkehrungen zu treffen, um die aus der Innenrolle einem Nadellager und einer Außenrolle bestehende Rollenführung in der Führungsnut in einer ausgerichteten Stellung zu halten (GB 2070195A). Diese Veröf fentlichung zeigt, in den Führungsbahnen angeordnete Stützflä chen, an welchen sich entweder ein zusätzlicher Ring der sowohl auf die Innenrolle als auch auf die Außenrolle einwirkt abstützt oder in einer weiteren Ausgestaltung, daß die Innenrol le sich mit einer Anfasung an dieser Stützfläche abstützt.

Bei der beschriebenen Ausführung ist es von Nachteil, daß durch die zusätzliche Abstützung in der Führungsbahn erhöhte Reibung auftritt, wodurch die insbesondere beim abgewinkelten Gelenk auftretende Axialkraft erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleichlaufdrehge lenk vom Tripodetyp zu schaffen, bei dem bei Belastung eine vorgegebene Ausrichtung der Rolle in der zugeordneten Führungs bahn gewährleistet ist, und bei dem die axialen Reibungskräfte, insbesondere bei abgewinkeltem Gelenk auf ein Minimum reduziert sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die äuße re Mantelfläche der Außenrolle in einem etwa der Stützlänge des Nadellagers entsprechenden Bereich sich, bezogen auf die Gelenkachse radial nach außen verjüngend kegelig ausgebildet ist, wobei die Führungsflächen der Führungsbahnen parallel zu einer die Achse des Gelenkaußenteils und die radialen Mittel linien der jeweiligen Führungsbahn enthaltenen Ebene ausgerich tet sind.

Bei der beschriebenen Ausführung ist es von Vorteil, daß sich für die Außenrolle in der Führungsbahn eine Linienberührung mit der entsprechenden von der Drehmomentrichtung abhängigen Füh rungsfläche ergibt und daß die Außenrolle berührungsfrei von der gegenüberliegenden Führungsfläche der jeweiligen Führungs bahn gehalten ist.

Eine eventuelle eintretende Anlage der Innenrolle an der radial außenliegenden Abschlußfläche der jeweiligen Führungsbahn kann hinsichtlich der sich hier einstellenden Reibung in Axialrich tung vernachlässigt werden, da lediglich die bei Abwinkelung auftretenden radial gerichteten Kräfte hier auf die Innenrolle einwirken.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vor gesehen, daß der Kegelwinkel zwischen 0,5° und 1° liegt.

Die Auswahl des Winkels reicht für eine berührungsfreie Stellung der Außenrolle zu der der Anlagefläche gegenüberliegenden Füh rungsfläche der Führungsbahn aus ohne jedoch durch das winkelbe dingte Kippen der Rolle die Gefahr herbeizuführen eine starke Pressung der zugeordneten Innenrolle an der radialen Außenflä che der jeweiligen Führungsbahn zu bewirken.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein weiterer an der Außenrolle bezogen auf die Gelenk achse radial innenliegender Kegel vorgesehen, der sich radial nach innen verjüngend zu einer korrespondierenden Abstützfläche ebenfalls den Differenzwinkel α aufweist.

Bei dieser Ausführung ist es von Vorteil, daß sich auch an der Führungsfläche bzw. Abstützfläche eine Linienberührung einstellt und ein Verkanten oder Verklemmen der Außenrolle in der zu geordneten Führungsbahn ausgeschlossen ist.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Außenrolle durchgehend sich kegelig radial nach außen verjüngend ausgebildet ist.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Führungsflächen der Führungsbahn des Gelenkaußenteils einen sich radial nach außen öffnenden Winkel (α) mit der radialen Mittellinie der Führungsbahn bildet.

Bei dieser Lösung besteht die Möglichkeit die Außenrollen ko stengünstig von einem gezogenen Rohr abzustechen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand in der Zeichnung darge stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch ein Gleichlauf drehgelenk vom Tripodetyp im unbelasteten Zustand.

Fig. 2 denselben Teilquerschnitt im belasteten Zu stand des Gelenkes.

Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch ein Gleichlauf drehgelenk mit einer durchgehend sich kege lig radial nach außen verjüngenden Außen rolle.

Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch ein Gleichlauf drehgelenk bei dem der Winkel α der Führungsfläche der Führungsbahn zugeordnet ist.

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Gleichlaufdreh gelenk der Tripodebauart.

Das in der Fig. 1 im Teilquerschnitt dargestellte Gleichlauf drehgelenk besteht aus einem Gelenkaußenteil 1, einem mit kuge lig ausgebildeten Tripodezapfen 3 versehenen Gelenkinnenteil 2 und einer aus einer Innenrolle 4, einem Nadellager 5 und einer Außenrolle 8 bestehenden Rollenanordnung. Die Innenrolle 4 und die Außenrolle 8 sind durch einen axialen Sicherungsring 6 in Verbindung mit einer Druckscheibe 7 gegen axiale Verschiebung zueinander gesichert. Das Gelenkaußenteil 1 weist drei umfangs verteilte Führungsbahnen 12 auf, denen jeweils zwei einander gegenüberliegende Führungsflächen 9 zugeordnet sind.

Die Außenrolle 8 ist in ihrem radial außenliegenden Bereich kegelig verjüngt, wobei der Kegelwinkel α im Bereich von 0,5° bis 1° liegt.

Die Fig. 2 zeigt die drehmomentbeaufschlagte Stellung. Die Außenrolle 8 liegt mit ihrer Mantelfläche 17 an der drehmo mentbeaufschlagten Seite an der Führungsfläche 9 der Führungs bahn 12 an. Hierdurch erfährt die gesamte Rollenanordnung eben falls einen Kippwinkel in der Größenordnung von 0,5° bis 1°. In dieser Stellung ist die Anlagefläche 11 aufgrund der Wirkung der Kraft F dem Winkel der Abstützfläche 10 angepaßt. Für die Außen rolle 8 ergibt sich damit eine klar definierte Linienberüh rung an der der Drehmomentrichtung korrespondierenden Seite der Führungsfläche 9. Die Flächenpressung A verteilt sich gleichmäßig über die radiale Länge der Führungsfläche 9. Eine zweite Flächenpressung B tritt auf durch die radial wirkenden Kräfte bei Abwinkelung des Gleichlaufdrehgelenkes. An der Innen rolle 4 kann sich aufgrund der radial wirkenden Kräfte eine zusätzliche Abstützkraft C an der radialen Außenfläche 16 der Führungsbahn 12 einstellen.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist die der drehmomentbeaufschlagten Seite abgewandte Seite der Außenrolle mit Spiel S zu der zu geordneten Führungsfläche 9 gehalten, so daß sich hier keine in axiale Richtung wirkende Reibungskraft einstellen kann. Damit ist eine gleitreibungsfreie axiale Verschiebung des Gelenkes möglich.

Die Fig. 3 zeigt ein Gleichlaufdrehgelenk bei dem die Außen rolle 8 durchgehend sich kegelig radial nach außen verjüngend ausgebildet ist. Auch hier ist die Anlagefläche 11 der Außen rolle 8 in der drehmomentbeaufschlagten Stellung der Orientie rung der Abstützfläche 10 angepaßt, so daß auch hier eine gün stige Flächenpressung auftritt.

In der Fig. 4 ist der Winkel α der Führungsfläche 9 der Füh rungsbahn 12 zugeordnet, so daß die Außenrolle 8 zylindrisch ausgeführt werden kann.

Die Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch ein Gleichlaufdrehge lenk der Tripodebauart. Gelenkaußenteil 1 und Gelenkinnenteil 2 sind durch einen Faltenbalg 13 gegeneinander abgedichtet. Der Faltenbalg 13 ist durch Spannbänder 14 auf dem Gelenkaußenteil 1 und auf einer dem Gelenkinnenteil 2 zugeordneten Welle 15 befestigt.

Bezugszeichenliste

1 Gelenkaußenteil
2 Gelenkinnenteil
3 kugelförmiger Zapfen
4 Innenrolle
5 Nadellager
6 axialer Sicherungsring
7 Druckscheibe
8 Außenrolle
9 Führungsfläche
10 Abstützfläche
11 Anlagefläche
12 Führungsbahn
13 Faltenbalg
14 Spannband
15 Welle
16 Außenfläche
17 Mantelfläche

Claims

1. Gleichlaufdrehgelenk vom Tripodetyp mit einem mit drei um fangsverteilten, axial verlaufenden Führungsbahnen, mit den Führungsbahnen zugeordneten sich jeweils in Umfangsrichtung gegenüberliegenden zwei Führungsflächen versehenen Gelenk außenteil und mit einem mit zu den Führungsbahnen korre spondierenden, radial gerichteten Zapfen ausgestatteten Gelenkinnenteil und einer auf den Zapfen jeweils gelagerten Rollenanordnung, mit einer, über ein Nadellager auf einer Innenrolle, gelagerten Außenrolle, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Mantelfläche (17) der Außenrolle (8) in einem etwa der Stützlänge des Nadellagers (5) entsprechenden Be reich sich, bezogen auf die Gelenkachse radial nach außen verjüngend kegelig ausgebildet ist, wobei die Führungsflä chen (9) der Führungsbahnen (12) parallel zu einer die Achse des Gelenkaußenteils (1) und die radialen Mittellinien der jeweiligen Führungsbahn (12) enthaltenen Ebene ausgerichtet sind.

2. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel α zwischen 0,5° und 1° liegt.

3. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer an der Außenrolle (8) bezogen auf die Gelenkachse radial innenliegender Kegel (11) sich radial nach innen verjüngend zu der korrespondierenden Abstützfläche (10) ebenfalls den Differenzwinkel α aufweist.

4. Gleichlaufdrehgelenk nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenrolle (8) durchgehend sich kegelig radial nach außen verjüngend ausgebildet ist.

5. Gleichlaufgelenk vom Tripodetyp mit einem mit drei umfangs verteilten, axial verlaufenden Führungsbahnen, mit den Füh rungsbahnen zugeordneten sich jeweils in Umfangsrichtung gegenüberliegenden zwei Führungsflächen versehenen Gelenk außenteil und mit einem mit zu den Führungsbahnen korre spondierenden, radial gerichteten Zapfen ausgestatteten Gelenkinnenteil und einer auf den Zapfen jeweils gelagerten Rollenanordnung, mit einer, über ein Nadellager auf einer Innenrolle gelagerten, zylindrisch ausgebildeten Außenrol le, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (9) der Führungsbahn (12) des Gelenk außenteils (1) einen sich bezogen auf die Gelenkachse (3) radial nach außen öffnenden Winkel (α) mit der radialen Mittelebene der Führungsbahn (12) bil det.