DE4305278C1

DE4305278C1 - Gleichlaufdrehgelenk vom Tripodetyp

Info

Publication number: DE4305278C1
Application number: DE4305278A
Authority: DE
Inventors: Eugen Dr Ing Stall; Winfried Busch; Dieter Jost
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1993-02-20
Filing date: 1993-02-20
Publication date: 1994-07-28
Anticipated expiration: 2013-02-21
Also published as: JP2623216B2; US5571047A; FR2701741A1; JPH0754857A; ES2083917R; ES2083917B1; FR2701741B1; KR940020016A; ES2083917A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk vom Tripodetyp mit einem mit drei umfangsverteilten, axial verlaufenden, achs parallel gerichteten Führungsnuten mit jeweils zwei zugeordneten Führungsbahnen versehenen Gelenkaußenteil und mit einem mit zu den Führungsbahnen korrespondierenden, bezogen auf die Gelenk achse radial gerichteten kugeligen Zapfen versehenen Gelenkin nenteil und mit auf den Zapfen jeweils angeordneten aus einer Innenrolle und einer über ein Nadellager auf der Innenrolle gelagerten Außenrolle bestehenden Rollenanordnungen.

Bei bekannten Gleichlaufdrehgelenken der Tripode-Bauart über nimmt häufig die Innenrolle die Führung der Rollenanordnung in der Führungsbahn. Gleichzeitig ist häufig die Innenrolle mit einer Axialsicherung versehen, die über eine Druckscheibe das Nadellager und die Außenrolle abstützt, wobei die Außenrolle sich an der nach innen gelegenen Seite gegen einen hier vorgese henen Bund abstützt. Gleichzeitig stützt die Innenrolle sich innerhalb der Führungsnut an deren radialen Außenwandung ab, um ein Kippen der Rollenanordnung zu vermeiden (EP 0426186 A1). Bei der bekannten Ausführung ist es von Nachteil, daß die Innenrolle wegen der zusätzlich zu übernehmenden Aufgaben eine relativ große axiale Länge hat. Durch diese Länge wird die Höhe der Führungsnut vorgegeben, womit sich ein relativ großer Durchmes ser für das Gelenkaußenteil ergibt.

Um die notwendige Schwenkmöglichkeit der Rollenanordnung und damit einen vorgegebenen Beugewinkel zu erreichen, ist der Hals des Zapfen im allgemeinen verhältnismäßig schwach ausgeführt. Dieses wirkt sich zwangsläufig negativ auf die übertragbare Drehmomentkapazität aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Gleichlauf drehgelenk der Tripode-Bauart die Drehmomentkapazität unter Beibehaltung der Baugröße zu erhöhen, wobei insbesondere die Fe stigkeit des Übergangs vom Gelenkinnenteil zu dem kugeligen Zapfen verbessert werden soll.

Im Sinne der Aufgabenstellung kann es auch Ziel der Erfindung sein, die Baugröße des Gleichlaufdrehgelenkes unter Beibehaltung der Drehmomentkapazität zu verringern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Außenrolle an ihrer, bezogen auf die Achse des kugeligen Zapfens axialen Außenseite, einen radial nach innen weisenden, die In nenrolle axial nach außen abstützenden Bund aufweist, und daß an der zylindrischen Innenwandung der Außenrolle eine axial innenliegende, die Innenrolle über eine Druckscheibe axial nach innen abstützende Axialsicherung angeordnet ist, und daß der Hals des Gelenkinnenteils ausgehend vom Grundkörper des Gelen kinnenteils sich stetig verjüngend in einen zum kugelig ausge bildeten Zapfen hin sich erstreckenden Kegel übergeht, und daß die zwischen dem Hals und dem kugeligen Zapfen auftretende Ein schnürung auf die für die bei maximalem Beugewinkel notwendige Schwenkmöglichkeit der Innenrolle beschränkt ist.

Die Anordnung der Axialsicherung an der Innenwandung der Außenrolle und ihre Positionierung an der der Gelenkachse zuge wandten Seite der Außenrolle ermöglichen eine wesentlich kür zere Baulänge für die Innenrolle und ebenfalls für das zugeord nete Nadellager.

Da die parallele Ausrichtung der Rollenanordnung hier vollstän dig durch die Außenrolle übernommen wird und die Anordnung der Axialsicherung noch im Führungsbereich der Außenrolle in der Führungsnut liegt, wird eine erhebliche Verkürzung der Rollen anordnung in radialer Richtung bezogen auf die Gelenkachse er reicht.

Die kurze Ausbildung der Innenrolle ermöglicht es, den Übergangsbereich von dem Gelenkinnenteil zu den kugeligen Zapfen bzw. den sogenannten Hals wesentlich dicker auszuführen, wodurch sich eine Erhöhung der Drehmomentkapazität des Gleichlaufdrehge lenkes ergibt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Hals der kugeligen Zapfen in Umfangsrichtung ein größe res Widerstandsmoment als in axialer Richtung aufweist.

Diese Maßnahme ermöglicht eine zusätzliche Steigerung der Dreh momentkapazität.

Außerdem weist die Außenrolle durch den, bezogen auf die Achse des kugeligen Zapfens axial außen liegenden Bund ein verstärktes Widerstandsmoment auf, was eine bessere Verteilung der Umfangs kraft auf möglichst viele Nadeln des Lagers begünstigt.

Nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Außenrolle nur um die Dicke (h) des Bundes das Nadel lager sowie die Innenrolle bezogen auf die Achse des kugeligen Zapfens axial nach außen überragt.

Dieses Merkmal wirkt sich vorteilhaft auf eine Verkleinerung des Außendurchmessers des Gelenkaußenteils aus.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß an der äußeren Begrenzungsfläche der Führungs nuten jeweils zwei parallel gerichtete und in einem Abstand von den umfangsgerichteten Führungsbahnen angeordnete, wulstförmig ausgebildete sich über die axiale Länge der Führungsnuten er streckende Anschlagsflächen vorgesehen sind.

Hierdurch ergeben sich fertigungstechnische Vorteile, da sämtli che Radien relativ groß gehalten werden können, wodurch sich sowohl beim Räumen als auch beim Herstellen des Gelenkaußenteils durch Preßverfahren Erleichterungen ergeben.

Darüberhinaus kann, da es sich hier um eine definierte Anlageli nie an den wulstförmigen Anschlagflächen handelt, die Härtung auf diese Anschlagsflächen beschränkt werden können.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1: einen Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gleichlaufdrehgelenk.

Fig. 2: einen Schnitt durch die Ausführung des Halses entsprechend dem Schnitt AA der Fig. 1.

Fig. 3: die Lage des Kraftangriffspunktes von kugeligen Zapfen auf die Innenrolle und

Fig. 4: die Kräfteverteilung der Rollenanordnung

Fig. 5: eine herkömmliche Rollenanordnung

Das in der Fig. 1 im Teilschnitt dargestellte Gleichlaufdrehge lenk besteht im wesentlichen aus einem Gelenkaußenteil 1 und einem Gelenkinnenteil 2.

Das Gelenkaußenteil 1 ist mit drei umfangsverteilten Führungs nuten 5 versehen, denen jeweils zwei Führungsbahnen 6 zugeordnet sind.

Das Gelenkinnenteil ist mit drei bezogen auf die Gelenkachse radial nach außen weisenden kugeligen Zapfen 3 versehen, die jeweils eine Innenrolle 7 aufnehmen, die wiederum über ein Na dellager 9 gegen eine Außenrolle 8 gelagert ist. Desweiteren ist das Gelenkinnenteil 2 mit einer Innenbohrung 4 versehen, die der Aufnahme einer Welle dient.

Die Außenrolle 8 ist an ihrem radialen äußeren Ende mit einem bezogen auf die Achse des kugeligen Zapfens 3 radial nach innen weisenden Bund 10 versehen, gegen den das Nadellager 9 und die Innenrolle 7 bezogen auf die Achse des kugeligen Zapfens 3 gegen axiale Bewegung nach außen gesichert ist. Am axial innenliegen den Ende der Außenrolle 8 ist eine Axialsicherung 12 angeord net, die über eine Druckscheibe 11 die Rollenanordnung zusammen hält und gegen axiale Bewegung nach innen abstützt.

Durch die beschriebene Anordnung wird erreicht, daß die gesamte Rollenanordnung bezogen auf die Achse des kugeligen Zapfens 3 eine axial wesentlich kleinere Länge aufweist.

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt A-A durch den Hals 13 des kuge ligen Zapfen 3. Wie die Fig. 2 zeigt, ist das Widerstandsmoment in Umfangsrichtung wesentlich größer als in axialer Richtung.

Die Fig. 3 zeigt den Angriffspunkt der umfangsgerichteten Kraft 11 auf die Innenrolle. Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, ist der Angriffspunkt der Kraft F axial (bezogen auf die Achse des kuge ligen Zapfens 3) nach außen verschoben.

In der Fig. 3 ist zusätzlich gestrichelt ein herkömmlicher Querschnitt 15 angedeutet, wobei ersichtlich ist, daß die erfindungsgemäße Ausführung eine wesentliche Verstärkung des Halses 13 des kugeligen Zapfens 3 bewirkt.

In der Fig. 4 ist die Kräfteverteilung der gesamten Rollenan ordnung in ihrer Einwirkung auf die Führungsbahnen 6 dargestellt.

An der außen liegenden Begrenzungsfläche 16 (Fig. 1) können axial sich durch die Führungsnut erstreckende Anschlagsflächen 14 vorgese hen sein. Die Anordnung dieser Anschlagsflächen 14 haben den Vorteil, daß an der Führungsnut 5 größere Radien vorgesehen sein können, die eine fertigungstechnische Erleichterung bieten. Darüberhinaus besteht nur die Notwendigkeit die Anschlägflächen 14 zu härten, da alle anderen Flächen der äußeren Begrenzungs fläche 16 berührungsfrei sind.

Die Fig. 5 zeigt eine herkömmliche Rollenanordnung mit einer zum Stand der Technik zu rechnenden Innenrolle 17.

Bezugszeichenliste

1 Gelenkaußenteil
2 Gelenkinnenteil
3 Kugeliger Zapfen
4 Innenbohrung
5 Führungsnut
6 Führungsbahn
7 Innenrolle
8 Außenrolle
9 Nadellager
10 Bund
11 Druckscheibe
12 Axialsicherung
13 Hals
14 Anschlagfläche
15 herkömmlicher Querschnitt
16 äußere Begrenzungsfläche
17 herkömmliche Innenrolle

Claims

1. Gleichlaufdrehgelenk vom Tripodetyp mit einem mit drei um fangsverteilten, axial verlaufenden, achsparallel gerichte ten Führungsnuten, mit jeweils zwei zugeordneten Führungs bahnen versehenen Gelenkaußenteil und mit einem mit zu den Führungsbahnen korrespondierenden, bezogen auf die Gelenk achse radial gerichteten kugeligen Zapfen versehenen Gelen kinnenteil und mit auf den Zapfen jeweils angeordneten aus einer Innenrolle und einer über ein Nadellager auf der In nenrolle gelagerten Außenrolle bestehenden Rollenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenrolle (8) an ihrer, bezogen auf die Achse des kugeligen Zapfens (3) axialen Außenseite, einen radial nach innen weisenden, die Innenrolle (7) axial nach außen ab stützenden Bund (10) aufweist, und daß an der zylindrischen Innenwandung der Außenrolle (8) eine axial innenliegende, die Innenrolle über eine Druckscheibe (11) axial nach innen abstützende Axialsicherung (12) angeordnet ist, und daß der Hals (13) des Gelenkinnenteils (2) ausgehend vom Grundkörper des Gelenkinnenteils (2) sich stetig verjüngend in einen zum kugelig ausgebildeten Zapfen (3) hin sich erstreckenden Kegel übergeht, und daß die zwischen dem Hals (13) und dem kugeligen Zapfen (3) auftretende Einschnürung auf die für die bei maximalem Beugewinkel notwendige Schwenkmöglichkeit der Innenrolle (7) beschränkt ist.

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (13) der kugeligen Zapfen (3) in Umfangsrichtung ein größeres Widerstandsmoment als in axialer Richtung auf weist.

3. Gelenk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenrolle (8) nur um die Dicke (h) des Bundes (10) das Nadellager (9) sowie die Innenrolle (7) bezogen auf die Achse des kugeligen Zapfens axial nach außen überragt.

4. Gelenk nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der äußeren Begrenzungsfläche (16) der Führungsnuten (5) jeweils zwei in einem Abstand von den umfangsgerichteten Führungsbahnen (6) angeordnete wulstförmig ausgebildete sich über die axiale Länge der Führungsnuten (5) erstreckende An schlagflächen (14) vorgesehen sind.