DE4439965A1

DE4439965A1 - Gleichlaufdrehgelenk

Info

Publication number: DE4439965A1
Application number: DE4439965A
Authority: DE
Inventors: Denis Bastien; Pierre Alber
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1994-11-09
Publication date: 1996-05-15
Also published as: WO1996015384A1; JPH10508676A; DE19581297D2; US5797798A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk in Tripodebauart, versehen mit einem Gelenkaußenteil, in dem umfangsverteilt axial und parallel zueinander verlaufende Führungsbahnen ausgebildet sind und einen Tripodestern, an dem symmetrisch verteilt radiale Zapfen an geordnet sind, wobei jedem Kugelzapfen ein Gelenklager zugeordnet ist, das eine wälzgelagerte Tripoderolle umfaßt, die über Wälzkörper auf einem Innenring drehbar gelagert ist, wobei der Innenring winkelbe weglich auf dem Kugelzapfen geführt ist.

Ein derartiges Gleichlaufdrehgelenk ist beispielsweise aus der Fig. 2 der DE-A 40 39 597 bekannt, bei dem der Innenring beidseitig in der Führungsbahn des Gelenkaußenteils axial fixiert ist. Die über Wälzkör per auf dem Innenring drehbar gelagerte Tripoderolle stützt sich einseitig an einem Bord des Innenrings ab und besitzt auf der vom Bord abgewandten Seite eine Axialfixierung, die aus einem Sprengring und einer Anlaufscheibe besteht. Dieser, einen großen Bauteileumfang aufweisende Aufbau kann ein Verkanten des Innenrings in der Führungs laufbahn auslösen, verbunden mit einer nachteiligen Schwingungsanre gung des gesamten Gleichlaufgelenks. Außerdem stellt die Axialsiche rung der Tripoderolle mittels eines Sicherungsrings keine dauerhafte Lösung dar, da der Sicherungsring auftretende Spitzenbelastungen nicht stand hält.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gelenklager zu schaffen,

- das eine dauerhafte Kraftabstützung zwischen den Bauteilen des Gleichlaufgelenks gewährleistet;
- das eine wirksame Verliersicherung zwischen dem Innenring und der Tripoderolle ohne Zusatzteile sicherstellt;
- dessen erforderlicher Bauteileumfang reduziert ist;
- und das eine vereinfachte, kostengünstige Montage ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine formschlüs sige Kopplung unmittelbar zwischen der Tripoderolle und dem Innenring besteht. In vorteilhafter Weise ist damit eine Verliersicherung zwi schen diesen Bauteilen hergestellt, ohne daß Zusatzteile, beispiels weise eine Anlaufscheibe und ein Sicherungsring erforderlich sind. Der erfindungsgemäße Aufbau gewährleistet auch eine Fixierung der Wälzkör per, so daß die gesamte Einheit des Gelenklagers, bestehend aus dem Innenring, den Wälzkörpern und der Tripoderolle zusammengehalten werden und damit ein vormontierbares Gelenklager zeitsparend und damit kostengünstig auf einen Tripodestern montierbar ist und dieser ver sehen mit mehreren Gelenklagern in das Gelenkaußenteil einfügbar ist. Zur Schaffung einer dauerhaften Abstützung zwischen der Tripoderolle und dem Innenring ist erfindungsgemäß der Innenring auf der von der Tripoderolle abgewandten Seite mit einer Ringschulter versehen, die stirnseitig an der Tripoderolle anliegt und dabei eine relativ große Anlagefläche bildet. Mit dieser erfindungsgemäßen Gestaltung in Ver bindung eines Aufbaus der Tripodeeinheit, bei dem der Innenring an der einen Seite der Führungsbahn und die Tripoderolle an der gegenüber liegenden Seite der Führungsbahn im Gelenkaußenteil anliegt, erfolgt unabhängig von der Richtung einer auftretenden Axialkraft eine un mittelbare Kraftabstützung zwischen dem Innenring und der Tripoderol le. In vorteilhafter Weise verringert das Gleichlaufdrehgelenk gemäß der Erfindung das Eigenschwingungsverhalten, insbesondere aufgrund der verminderten Bauteile, wodurch sich die auf das Fahrzeug übertragenden Vibrationen reduzieren zur Verbesserung des Fahrkomforts.

Gemäß Anspruch 2 ist zur Schaffung einer formschlüssigen Kopplung zwischen dem Innenring und der Tripoderolle eine elastische Verschnap pung vorgesehen. Der Innenring weist dazu seitlich versetzt zur Wälz körperlaufbahn eine umlaufende Ringnut auf, in die ein an der Tripode rolle angeordneter Bord verrastet.

Nach Anspruch 3 ist es zweckmäßig, daß die Verschnappung an die Ring schulter angrenzend auf der vom Tripodestern abgewandten Seite des Gelenklagers angeordnet ist. Diese Lageübereinstimmung begünstigt eine gewünschte vergrößerte Abstützfläche zwischen dem Innenring und der Tripoderolle, verursacht durch den in die Ringnut ragenden Bord der Tripoderolle.

Es ist nach Anspruch 4 zweckdienlich, die Ringnut und den Bord, die eine Verschnappung bilden, so zu gestalten, daß die Bordbreite gerin ger ist als die Nutringbreite, wodurch eine erforderliche relative Bewegung und damit eine axiale Einstellbarkeit zwischen der Tripode rolle und dem Innenring in der Führungsbahn des Gelenkaußenteils gegeben ist.

Das Maß für eine radiale Überdeckung der Verschnappung zwischen dem Bord und der Ringnut beträgt nach Anspruch 5 zwischen 0,005 bis 0,05 mm. Die Überwindung dieser radialen Überdeckung kann dabei entwe der unter Ausnutzung der Elastizität der Tripoderolle oder durch eine Erwärmung der Tripoderolle bzw. Unterkühlung des Innenrings, d. h. durch Ausnutzung der Dehnung bzw. Schrumpfung des Materials geschehen. Aufgrund der geringen Überdeckung, mit der ausschließlich eine Ver liersicherung erreicht werden soll, erfolgt bereits durch Aufbringen einer relativ geringen Axialkraft zwischen dem Innenring und der Tripoderolle die Verschnappung. Zur Erreichung einer vereinfachten Verschnappung ist der Bord der Ringnut auf der zu den Wälzkörpern zeigenden Seite außenseitig gefast, so daß der Bord der Tripoderolle schneller in die Ringnut verrastet.

Nach Anspruch 6 sind die Wälzkörper auf den Innenring axial geführt. Dazu ist der Innenring beidseitig mit radial nach außen gerichteten Borden versehen, so daß keinerlei weitere Maßnahmen erforderlich sind zur Axialsicherung der Wälzkörper.

Gemäß Anspruch 7 stützt sich in der Einbaulage des Gelenklagers der Innenring über eine Kreisringfläche axial am Gelenkaußenteil ab. Die Tripoderolle erfährt dagegen eine Axialbegrenzung an einem seitlichen Bord der Führungslaufbahn im Gelenkaußenteil.

Der Anspruch 8 sieht vor, daß die erfindungsgemäße Tripodeeinheit in ein als Schmiedeteil, Gußteil oder als ein Drehteil gestaltetes Ge lenkaußenteil eingesetzt ist. Alternativ dazu bietet es sich ebenfalls an, ein durch ein Tiefziehverfahren spanlos hergestelltes Gelenkaußen teil zu verwenden. Der Innenring stellt dagegen erfindungsgemäß ein Schmiede- oder ein Drehteil vor.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Teilbereich eines erfindungsgemäßen Gleichlaufdrehgelenks eine Tripodeeinheit 1 in einer Einbaulage. Die Tripodeeinheit 1 umfaßt einen Tripodestern 2, der über drei symme trisch umfangsverteilte Kugelzapfen 3 verfügt, die jeweils in einen Innenring 4 eingreifen, der gemeinsam mit Wälzkörpern 5 und einer Tripoderolle 6, die als Außenring gestaltet ist, ein Gelenklager 7 bilden. Bedingt durch den kalottenartig geformten, an einer Innenkon tur 8 des Innenrings 4 anliegenden Kugelzapfens 3, der mit dem Tripo destern 2 verbunden ist, stellt sich eine axial- und winkelbewegliche Anordnung des Gelenklagers 7 auf dem Kugelzapfen 3 ein. Die Tripode rolle 6 ist jeweils in axial verlaufenden, jeweils in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Führungsbahnen 9 in einem Gelenkaußenteil 10 einge setzt.

Das als ein Guß-, Schmiede-, Dreh- oder Blechteil gestaltete Gelenk außenteil 10 ist dabei mit drei symmetrisch umfangsverteilt angeord neten Aufnahmen in Form von Führungsbahnen 9 für die Tripoderolle 6 und damit für die Führung des Gelenklagers 7 versehen. Zur Bildung einer formschlüssigen Befestigung zwischen der Tripoderolle 6 und dem Innenring 4 weisen diese Bauteile auf der zu einer Seitenwand 11 des Gelenkaußenteils 10 gerichteten Seite des Gelenklagers 7 eine Ver schnappung 12 auf. Dazu besitzt der Innenring 4 eine umlaufende Ring nut, in die ein Bord 14 der Tripoderolle 6 eingreift. Diese Verschnap pung 12 dient als eine Verliersicherung bzw. Montagehilfe, mit der alle Teile einschließlich die Wälzkörper 5 des Gelenklagers 7 zusam mengehalten werden und damit eine vereinfachte, kostengünstige Montage ermöglicht wird. Die radiale Überdeckung "x" zwischen dem Bord 17, der die Ringnut 13 seitlich begrenzt und dem der Tripoderolle 6 zugehöri gen Bord 14 weist dabei ein Maß von 0,005 bis 0,05 mm auf. Die Ver schnappung 12 wird dabei erleichtert, indem der Bord 17 auf der zu den Wälzkörpern 5 gerichteten Seite außenseitig eine umlaufende Fase aufweist.

Zur Erreichung einer axialen Beweglichkeit zwischen dem Innenring 4 und der Tripoderolle 6 ist die Breite des Bordes 14 erheblich geringer als die Breite der Ringnut 13. Zur Führung der Wälzkörper 5 verfügt der Innenring 4 an der zum Tripodestern 2 gerichteten Seite über einen radial nach außen gerichteten Bord 15 als Axialbegrenzung für die Wälzkörper 5. Der Innenring 4 weist weiterhin eine Ringschulter 16 auf, an der sich die Tripoderolle 6 über eine Stirnseite abstützt, d. h. es ergibt sich eine relativ große Anlagefläche zwischen beiden Bauteilen. Diese Ringflansch-Ausbildung am Gelenklager 7 bewirkt in Verbindung mit der formschlüssigen Führung in der Innenkontur 9, bei der die Tripoderolle 6 einseitig an einem Bord 18 des Gelenkaußenteils 10 und der Innenring 4 stirnseitig an der Außenfläche 11 anliegt, das unabhängig von einer Quer- oder Axialkraft, die auf die Tripoderolle 6 oder den Innenring 4 über das Gelenkaußenteil 10 eingeleitet wird, eine Kraftabstützung unmittelbar auf das benachbarte Bauteil im Ge lenklager 7 erfolgt. Erfindungsgemäß ist dazu kein separates Bauteil erforderlich. Zur Verdeutlichung der Abstützbereiche bzw. Abstütz flächen sind diese mit Pfeilen versehen. Die mit dem Buchstaben "a" gezeichneten Pfeile deuten auf eine vom Tripodestern 2 gerichtete Kraft hin, dagegen zeigen die mit "b" gekennzeichneten Pfeile auf eine Kraftrichtung hin, die in Richtung des Tripodesterns 2 wirkt.

Bezugszeichenliste

1 Tripodeeinheit
2 Tripodestern
3 Kugelzapfen
4 Innenring
5 Wälzkörper
6 Tripoderolle
7 Gelenklager
8 Innenkontur
9 Führungsboden
10 Gelenkaußenteil
11 Seitenwand
12 Verschnappung
13 Ringnut
14 Bord
15 Bord
16 Ringschulter
17 Bord
18 Bord

Claims

1. Gleichlaufdrehgelenk in Tripodebauart, versehen mit einem Gelenk außenteil (10), in dem umfangsverteilt axial und parallel zueinander verlaufende Führungsbahnen (9) ausgebildet sind, und mit einem Tripo destern (2), an dem symmetrisch verteilt radiale Kugelzapfen (3) ausgebildet sind, wobei jedem Kugelzapfen (3) ein Gelenklager (7) zugeordnet ist, das eine wälzgelagerte Tripoderolle (6) umfaßt, die über Wälzkörper (5) auf einem Innenring (4) drehbar gelagert ist, wobei der Innenring (4) winkelbeweglich auf dem Kugelzapfen (3) ge führt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine unmittelbare formschlüssi ge Kopplung zwischen der Tripoderolle (6) und dem Innenring (4) be steht, und der Innenring (4) auf einer vom Tripodestern (2) abgewand ten Seite eine Ringschulter (16) aufweist, die stirnseitig an der Tripoderolle (6) anliegt.

2. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (4) eine seitlich versetzt zur einer Wälzkörperlaufbahn umlaufende Ringnut (13) aufweist, in die ein Bord (14) der Tripoderol le (6) verrastet ist und damit eine elastische Verschnappung (12) bildet.

3. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschnappung (12) angrenzend zu der Ringschulter (16) im Gelenk lager (7) angeordnet ist.

4. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bord (14) der Tripoderolle (6) eine geringere Breite aufweist als die Ringnut (13).

5. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine radiale Überdeckung der Ringschulter (16) mit dem Bord (14), die ein Maß von 0,05 bis 0,005 mm umfaßt.

6. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (5) durch die Borde (15, 17) des Innenrings (4) eine Axialbegrenzung erfahren.

7. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einbaulage die Tripoderolle (6) formschlüssig an einem Bord (18) des Gelenkaußenteils (10) anliegt und der Innenring (4) sich an einer Seitenwand (11) des Gelenkaußenteils (10) abstützt.

8. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Schmiede-, Guß- oder Drehteil gebildetes Gelenkaußenteil (10) zur Anwendung kommt oder daß dieses durch ein Tiefziehverfahren span los gefertigt ist und der Innenring (4) ein Schmiede- oder ein Dreh teil darstellt.