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STAND DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verschiebe-Tripode-Gleichlaufgelenk,
das sich für
eine Kraftübertragungseinheit
in Fahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen und diverser Industrieausrüstung einsetzen
lässt.
Im Allgemeinen ist ein Gleichlaufgelenk ein Universalgelenktyp,
der zum Verbinden von zwei Wellen, einer Antriebswelle und einer getriebenen
Welle, dient und eine Drehkraft mit einer konstanten Geschwindigkeit übertragen
kann, sogar wenn ein Winkel zwischen den zwei Wellen vorhanden ist.
Ein Verschiebegelenk ist ein Gelenk, das eine relative Verschiebung
von zwei Wellen in der Axialrichtung durch das Verschieben innerhalb
des Gelenks gestattet. Ein Tripode-Gelenk ist dafür konstruiert,
ein Drehmoment zwischen zwei Wellen zu übertragen, indem ein Tripode-Element,
das drei Drehzapfen aufweist, die in der Radialrichtung hervorstehen,
mit einer der Wellen gekoppelt ist, während ein äußeres Gelenkelement mit einer
hohlen zylindrischen Form, die mit drei Laufbahnrillen versehen
ist, die sich in der Axialrichtung erstrecken, mit der anderen Welle
gekoppelt ist, so dass die Drehzapfen des Tripode-Elementes in den
Laufbahnrillen des äußeren Gelenkelementes
aufgenommen werden.
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Ein
Tripode-Gleichlaufgelenk ist ein Beispiel für Gleichlaufgelenke, die als
Mittel eingesetzt werden, um eine Drehkraft von einem Fahrzeugmotor
mit einer konstanten Geschwindigkeit auf die Räder zu übertragen. Das Tripode-Gleichlaufgelenk
ist dafür gebaut,
zwei Wellen, eine Antriebswelle und eine getriebene Welle, so zu
kuppeln, dass das Drehmoment, sogar wenn ein Beugungswinkel von
den zwei Wellen gebildet wird, mit einer konstanten Drehzahl übertragen
werden kann und deren relative Verschiebung in der Axialrichtung
gestattet wird.
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Im
Allgemeinen wird ein Tripode-Gleichlaufgelenk hauptsächlich durch
Folgendes gebildet: ein äußeres Gelenkelement,
das drei Laufbahnrillen, die im Innenumfang ausgebildet sind, um
sich in der Axialrichtung zu erstrecken, und Rollenführungsflächen aufweist,
die sich in der Axialrichtung an den gegenüber liegenden Seiten von jeder
der Laufbahnrillen erstrecken; ein Tripode-Element, das drei Drehzapfen
aufweist, die in der Radialrichtung hervorstehen; und eine Rolle,
die zwischen jedem der Drehzapfen des Tripode-Elementes und den
korrespondierenden Rollenführungsflächen des äußeren Gelenkelementes
drehbar aufgenommen wird. Eine der zwei Wellen ist an ein äußeres Gelenkelement
gekoppelt und die andere ist an das Tripode-Element gekoppelt.
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Die
Drehzapfen des Tripode-Elementes und die Rollenführungsflächen des äußeren Gelenkelementes stehen
somit aber die Rollen in der Drehrichtung der zwei Wellen miteinander
im Eingriff, wodurch das Drehmoment von der Antriebswelle auf die getriebene
Welle mit einer konstanten Drehzahl übertragen wird. Außerdem rollt
jede der Rollen auf den Rollenführungsflächen, während sie
sich in Bezug auf den Drehzapfen dreht, wodurch die relative Verschiebung
in der Axialrichtung und die relative Winkelverschiebung zwischen
dem äußeren Gelenkelement
und dem Tripode-Element aufgenommen werden.
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Ein
Typ eines solchen Tripode-Gleichlaufgelenks ist so konfiguriert,
dass eine Rolle auf die Außenumfangsfläche eines
Drehzapfens mit einer Vielzahl von Nadelrollen, die zwischen dieselben
gelegt sind, montiert ist. Da die Rolle und die Rollenführungsfläche zusammen
mit der Neigung des Drehzapfens zueinander schräg positioniert sind, wenn das
Drehmoment übertragen
wird, wobei ein Beugungswinkel zwischen dem äußeren Gelenkelement und dem
Tripode-Element gebildet wird, gleitet die Rolle in Bezug auf die
Rollenführungsfläche, so
dass das reibungslose Rollen der Rolle gehemmt wird, was ein Problem
in Form des erhöhten
hervorgerufenen Schubs darstellt. Auch die Reibungskraft zwischen
der Rolle und der Rollenführungsfläche erhöht den Verschiebewiderstand
zwischen dem äußeren Gelenkelement
und dem Tripode-Element während ihrer
relativen Verschiebung in der Axialrichtung.
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Es
sei angemerkt, dass der „hervorgerufene Schub" sich auf die Schubkraft
bezieht, die durch die Reibung in einem Gleichlaufgelenk erzeugt
wird, wenn ein Drehmoment auf das Gelenk, während der Drehung desselben,
unter einem bestimmten Winkel aufgebracht wird. Normalerweise tritt
diese Drehkraft in einem Tripode-Gelenk stark als Tertiärkomponente auf.
Auch der „Verschiebewiderstand" bezieht sich auf
eine Größe der axialen
Reibungskraft, die erzeugt wird, wenn ein äußeres Gelenkelement und ein Tripode-Element
sich in einem Verschiebegelenk, wie z.B. einem Tripode-Gleichlaufgelenk,
in Bezug auf einander verschieben.
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Zur
Lösung
des Problems, dass eine Rolle zu einer Rollenführungsfläche schräg positioniert ist, und zur
Verringerung des hervorgerufenen Schubs und des Verschiebewiderstandes,
wurden verschiedene Typen von Tripode-Gleichlaufgelenken vorgeschlagen,
die einen Rollenmechanismus aufweisen, der einer Rolle gestattet,
sich zu neigen oder sich in Bezug auf einen Drehzapfen axial frei
zu verschieben. Eines von solchen bekannten Tripode-Gleichlaufgelenken
ist so konfiguriert, dass eine Rolle an einen Ring mit einer Vielzahl
von Nadelrollen, die zwischen dieselben gelegt sind, drehbar montiert
ist, um einen Rollenmechanismus (Rollenbaugruppe) zu bilden, und
die Innenumfangsfläche
des Rings so ausgebildet ist, dass der Querschnitt eine kreisförmige konvexe
Form aufweist und von außen
auf die Außenumfangsfläche
des Drehzapfens montiert ist (siehe zum Beispiel
11(A) der
japanischen Offenlegungsschrift
Nr. 2000-320563 ). Gemäß einer
solchen Konfiguration kann sich der Rollenmechanismus durch den
Schlupf zwischen der zylindrischen Innenumfangsfläche des
Rings und der Außenumfangsfläche mit
einer konvexen kugelförmigen
Form des Drehzapfens neigen und in Bezug auf den Drehzapfen axial
verschieben und deshalb kann verhindert werden, dass sich die Rolle
zur Rollenführungsfläche schräg positioniert.
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Außerdem ist
der Querschnitt des Drehzapfens in einer solchen Form, beispielsweise
einer elliptischen Form, ausgebildet, die dem Drehzapfen gestattet,
die Innenumfangsfläche
des Rings in der Richtung senkrecht zur Achse des Gelenks zu berühren und
die einen Spalt zwischen dem Drehzapfen und der Immenumfangsfläche des
Rings in der Axialrichtung des Gelenks bildet (siehe zum Beispiel
1(B) der
japanischen
Offenlegungsschrift Nr. 2000-320563 ). Auf diese Weise ist
es möglich,
dem Drehzapfen zu gestatten, sich in Bezug auf das äußere Gelenkelement
zu neigen, ohne die Einstellung der Rollenbaugruppe zu ändern, wenn
das Gelenk mit einem Beugungswinkel konfiguriert wird. Da außerdem die
Kontaktellipse zwischen dem Ring und der Außenumfangsfläche des
Drehzapfens sich von einer Ellipse, die seitwärts lang ist, zu einem Punkt wandelt,
wird das Reibungsmoment, das das Neigen der Rollenbaugruppe bewirkt,
verringert. Als Folge davon kann die Einstellung der Rollenbaugruppe
immer stabil bleiben und wird die Rolle parallel zur Rollenführungsfläche gehalten
und kann infolgedessen reibungslos rollen.
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Unterdessen
sind der hervorgerufene Schub und der Verschiebewiderstand, wie
oben erwähnt,
für die
Vibration oder das Geräusch
einer Fahrzeugkarosserie verantwortlich, die sich auf die NVH-Eigenschaften
des Fahrzeuges auswirken und die Konstruktionsfreiheit für den Unterbau
eines Fahrzeuges verringern. Es ist deshalb wünschenswert, den hervorgerufenen
Schub und den Verschiebewiderstand möglichst klein zu halten.
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Speziell
verursacht bei dieser Ausführung des
Tripode-Gleichlaufgelenks, wenn das Drehmoment mit einem Winkel übertragen
wird, die gegenseitige Reibung zwischen den inneren Bauteilen des Gelenks
den hervorgerufenen Schub, wenn das Gelenk sich dreht, und wenn
es sich nicht dreht, den Verschiebewiderstand, wenn das Gelenk in
der Axialrichtung zwangsweise ausgezogen oder zusammengezogen wird.
Typische NVH-Erscheinungen eines Fahrzeuges, die den hervorgerufenen
Schub und den Verschiebewiderstand einschließen, umfassen das Rollen einer
Fahrzeugkarosserie während
der Fahrt, die durch den Ersteren verursacht wird, und die Leerlaufvibration
am D-Bereich während
des Anhaltens in einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe, das durch
den Letzteren verursacht wird.
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Zur
Lösung
der NVH-Probleme in Fahrzeugen ist es wichtig, die Größe des hervorgerufenen Schubs
oder des Verschiebewiderstandes des Gelenks zu minimieren. Im Allgemeinen
hängen
der hervorgerufene Schub oder der Verschiebewiderstand tendenziell
von der Größe des Beugungswinkels
ab. Wenn daher das Gelenk für
eine Antriebswelle eines Fahrzeuges verwendet wird, wird der Konstruktion eine
Einschränkung
so auferlegt, dass der Beugungswinkel nicht vergrößert werden
darf. Um den Grad der Konstruktionsfreiheit des Unterbaus eines Fahrzeuges
zu erhöhen,
bestand das Problem, den hervorgerufenen Schub oder den Verschiebewiderstand
auf einem niedrigen Niveau zu stabilisieren.
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Außerdem tritt
bei diesem Typ des Gleichlaufgelenks ein gewisser Verschleiß in der
Rollenführungsfläche des äußeren Gelenkelementes
auf, nachdem dessen Lebensdauer abgelaufen ist. Bei einem Gleichlaufgelenk,
das eine niedrige Vibrationsleistung aufweist, bestand speziell
das Problem, dass wenn nach dem Ablauf der Lebensdauer der Verschleiß an der
Rollenführungsfläche des äußeren Gelenkelementes
auftritt, es schwierig wird, den infolge eines solchen Verschleißes hervorgerufenen Schub
zu verringern und somit die NVH-Eigenschaften außergewöhnlich verschlechtert werden.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gleichlaufgelenk
bereitzustellen, das den hervorgerufenen Schub und den Verschiebewiderstand nach
dem Ablauf der Lebensdauer auf einem niedrigen Niveau stabilisieren
kann und vorteilhafte NVH-Eigenschaften aufweist.
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In
US-A1-2003/0130045 wird
ein Gleichlaufgelenk offenbart, das Folgendes umfasst: ein äußeres Gelenkelement,
das drei Laufbahnrillen aufweist, die ausgebildet sind, um sich
axial in einem Innenumfangsteil desselben zu erstrecken, sowie eine
Rollenführungsfläche, die
ausgebildet ist, um sich axial an jeder Seite der jeweiligen Laufbahnrillen
zu erstrecken; ein Tripode-Element, das drei Drehzapfen aufweist,
die in einer Radialrichtung hervorstehen; und einen Rollenmechanismus,
der auf jeden der Drehzapfen des Tripode-Elementes montiert ist,
wobei der Rollenmechanismus in Bezug auf die Drehzapfen frei pendeln
und schwingen kann, und eine Rolle aufweist, die längs der
Rollenführungsfläche in der
Richtung parallel zu einer Achsenlinie des äußeren Gelenkelementes geführt wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangsfläche der Rolle,
die im Einsatz die Rollenführungsfläche berührt, eine
Oberflächenrauheit
von 0,35 Ra oder weniger aufweist.
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Bei
der oben beschriebenen Konfiguration ist es wünschenswert, dass der Rollenmechanismus eine
Rollenbaugruppe ist, die die Rolle umfasst, die von der Rollenführungsfläche geführt wird,
sowie einen Ring, der von außen
auf die Außenumfangsfläche des
Drehzapfens montiert ist und die Rolle mit einer Vielzahl von Wälzkörpern, die
zwischen dieselben gelegt sind, drehbar abstützt. Als Wälzkörper können Nadelrollen verwendet
werden. Weiterhin ist es wünschenswert,
dass die Innenumfangsfläche des
Rings des Rollenmechanismus einen kreisförmigen konvexen Querschnitt
aufweist, während
die Außenumfangsfläche des
Drehzapfens ein gerades Längsprofil
aufweist, und dass der Querschnitt des Drehzapfens eine im Wesentlichen
elliptische Form ist, deren Hauptachse zur Achsenlinie des Gelenks orthogonal
ist. In diesem Zusammenhang steht die „im Wesentlichen elliptische
Form" nicht nur
wortgetreu für
die „Form
einer Ellipse",
sondern auch für
andere Formen, die solche einschließen, die im Allgemeinen als „ovale
Form" und „längliche
Form" bezeichnet
werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist die Außenumfangsfläche der
Rolle, die im Einsatz die Rollenführungsfläche berührt, eine Oberflächenrauheit
von 0,35 Ra oder weniger auf, wodurch der Verschleiß, der in
der Rollenführungsfläche des äußeren Gelenkelementes
nach dem Ablauf der Lebensdauer auftritt, vermieden werden kann,
folglich der hervorgerufene Schub und der durch einen solchen Verschleift
verursachte Verschiebewiderstand auf einem niedrigen Niveau stabilisiert
werden können
und vorteilhafte NVH-Eigenschaften erreicht werden können.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1a ist
eine Querschnittsdarstellung, die eine Ausführungsform eines Gleichlaufgelenks
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, 1b ist eine Schnittdarstellung,
die einen Drehzapfen und eine Rollenbaugruppe in einem Schnitt senkrecht zum
Drehzapfen zeigt, 1c ist eine Schnittdarstellung,
die einen Ring zeigt;
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2 ist
eine Längsschnittdarstellung
des Gleichlaufgelenks von 1, das sich
in einem Zustand befindet, bei dem ein Beugungswinkel gebildet wird;
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3 ist
ein Diagramm von den Eigenschaften, das die Beziehung zwischen dem
hervorgerufenen Schub und der Verschleißtiefe in der Rollenführungsfläche nach
einem Dauerversuch zeigt; und
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4 ist
ein Diagramm von den Eigenschaften, das die Beziehung zwischen der
Oberflächenrauheit
der Außenumfangsfläche der
Rolle und der Verschleißtiefe
in der Rollenführungsfläche nach
einem Dauerversuch zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1a ist
eine Querschnittsdarstellung eines Gelenks, 1b ist ein
Schnitt senkrecht zum Drehzapfen und 1c ist ein
Schnitt eines Rings.
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Ein
Tripode-Gleichlaufgelenk gemäß dieser Ausführungsform
wird hauptsächlich
durch ein äußeres Gelenkelement 10 und
ein Tripode-Element 20 gebildet, wie dies in 1 dargestellt ist. Das äußere Gelenkelement 10 ist
mit einer von zwei miteinander zu verbindenden Wellen, nämlich einer
Antriebswelle und einer getriebenen Welle, verbunden und das Tripode-Element 20 ist
mit der anderen Welle verbunden, wodurch, sogar wenn ein Beugungswinkel
zwischen den Wellen gebildet wird, ein Drehmoment mit einer konstanten
Geschwindigkeit übertragen
werden kann und, außerdem,
eine relative Verschiebung in der Axialrichtung gestattet wird.
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Das äußere Gelenkelement 10 weist
eine im Wesentlichen zylindrische Topfform auf, von der ein Ende
offen ist und das andere Ende verschlossen ist. Eine der Wellen
(nicht dargestellt) wird an dem anderen Ende integriert bereitgestellt
und drei Laufbahnrillen 12, die sich in der Axialrichtung
erstrecken, sind im Innenumfang in 120-Grad-Abständen um die Mittelachse herum
ausgebildet. Jede der Laufbahnrillen 12 ist mit einer Rollenführungsfläche 14 versehen, die,
an jeder der einander gegenüberstehenden
Seitenwände
in der Umfangsrichtung, eine konkav gekrümmte Form aufweist. Das Tripode-Element 20 weist
drei, in Radialrichtung hervorstehende Drehzapfen 22 auf
und wird von der anderen Welle (nicht dargestellt) durch einen Kerbverzahnungs-
(Profilverzahnungs-) Eingriff gehalten. Eine Rolle 34 ist
an jedem der Drehzapfen 22 angebracht und die Rolle 34 wird
in einer Laufbahnrille 12 des äußeren Gelenkelementes 10 aufgenommen.
Die Außenumfangsfläche 34a der
Rolle 34 ist eine konvex gekrümmte Fläche, die sich an die Rollenführungsfläche 14 anpasst.
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Die
Außenumfangsfläche 34a der
Rolle 34 ist eine konvex gekrümmte Fläche, deren Erzeugende von einem
Kreisbogen gebildet wird, dessen Krümmungsmittelpunkt an einer
Position liegt, die von der Achsenlinie des Drehzapfens 22 in
der Radialrichtung entfernt ist. Die Querschnittsform der Rollenführungsfläche 14 hat
die Form eines „gotischen Bogens", die aus zwei Krümmungsradien
zusammengesetzt ist, und somit befindet sich die Außenumfangsfläche 34a der
Rolle 34 im Winkelkontakt mit der Rollenführungsfläche 14.
In 1a zeigen die Strichpunktlinien die Betriebslinien
an den Positionen, wo die zwei aufeinander treffen. Der Winkelkontakt
kann auch dadurch erreicht werden, dass die Rollenführungsfläche 14 in
einer konischen Querschnittsform ausgebildet wird, während die
Außenumfangsfläche 34a der
Rolle 34 in einer kugelförmigen Form ausgebildet wird.
Der Winkelkontakt zwischen der Außenumfangsfläche 34a der
Rolle 34 und der Rollenführungsfläche 14 ist wirksam,
um zu verhindern, dass die Rolle 34 pendelt und folglich
lasst sich die Einstellung stabilisieren. Es ist zu beachten, dass
anstelle der Verwendung des Winkelkontakts, es beispielsweise auch
möglich
ist, dass die Rollenführungsfläche 14 durch
den Teil einer zylindrischen Fläche
gebildet wird, deren Achsenlinie parallel zur Achsenlinie des äußeren Gelenkelementes 10 ist,
so dass die Querschnittsform derselben eine Kreisbogenform ist,
die der Erzeugenden der Außenumfangsfläche 34a der
Rolle 34 entspricht.
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Der
Ring 32 ist von außen
auf die Außenumfangsfläche des
Drehzapfens 22 montiert. Der Ring 32 und die Rolle 34 sind
mit einer Vielzahl von Wälzkörpern, wie
z.B. Nadelrollen 36, die zwischen dieselben gelegt sind,
als eine Einheit aufgebaut, um eine Rollenbaugruppe zu bilden, die
zur Relativdrehung fähig
ist. Speziell dient die zylindrische Außenumfangsfläche des
Rings 32 als Innenlaufbahnfläche, während die zylindrische Innenumfangsfläche der Rolle 34 als
Außenlaufbahnfläche dient
und die Nadelrollen 36 sind zwischen dieser Innen- und
dieser Außenlaufbahnfläche rollbar
angeordnet. Wie in 1b dargestellt, sind die Nadelrollen 36 ohne
einen Käfig
in einer so genannten „vollständigen Ausführung" montiert, so dass
möglichst
viele Rollen platziert werden können.
Die Bezugszeichen 33 und 35 bezeichnen ein Paar
Ringscheiben, die in die ringförmigen
Rillen in der Innenumfangsfläche
der Rolle 34 eingebaut sind, um den Austritt der Nadelrollen 36 zu
verhindern.
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Bei
Betrachtung in einem Längsschnitt
ist die Außenumfangsfläche des
Drehzapfens 22 eine gerade Form parallel zur Achsenlinie
des Drehzapfens 22, während
sie bei Betrachtung in einem Querschnitt eine elliptische Form ist,
deren Hauptachse orthogonal zur Achsenlinie des Gelenks ist. Die Querschnittsform
des Drehzapfens 22 ist eine im Wesentlichen elliptische
Form, die dadurch entsteht, dass die Dicke desselben verringert
wird, wie man in der Axialrichtung des Tripode-Elementes 22 sieht. Mit
anderen Worten ist die Querschnittsform des Drehzapfens 22 so
beschaffen, dass die in der Axialrichtung des Tripode-Elementes 20 einander
gegenüberstehenden
Stirnseiten desselben in den gegenseitigen Richtungen abgesetzt
wurden, nämlich
von einer gedachten zylindrischen Fläche hin zur kleineren Durchmesserseite.
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Die
Innenumfangsfläche
des Rings 32 weist einen kreisförmigen konvexen Querschnitt
auf. Speziell ist die Erzeugende der Innenumfangsfläche ein konvexer
Kreisbogen, der einen Radius r aufweist (siehe 1c).
Da zusätzlich
zu dieser Konfiguration die Querschnittsform des Drehzapfens 22,
wie oben beschrieben, im Wesentlichen elliptisch ist, so dass ein
gewisser Spalt zwischen dem Drehzapfen 22 und dem Ring 32 gebildet
wird, kann sich der Ring 32 nicht nur in der Axialrichtung
des Drehzapfens 22 bewegen, sondern kann auch in Bezug
auf den Drehzapfen 22 pendeln und schwingen. Da außerdem der Ring 32 und
die Rolle 34 mit den Nadelrollen 36, die zwischen
dieselben gelegt sind, um sich, wie oben beschrieben, relativ drehen
zu können,
als eine Einheit aufgebaut sind, können der Ring 32 und
die Rolle 34 als eine Einheit pendeln und schwingen. In
diesem Zusammenhang steht das „Pendeln" dafür, dass die
Achsenlinie des Rings 32 und der Rolle 34 in Bezug
auf die Achsenlinie des Drehzapfens 22 in eine Ebene geneigt
ist, die die Achsenlinie des Drehzapfens 22 enthält.
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Da
bei dem Gleichlaufgelenk gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
der Drehzapfen 22 einen im Wesentlichen elliptischen Querschnitt
aufweist, während
die Innenumfangsfläche
des Rings 32 einen konvexen kreisförmigen Querschnitt aufweist,
ist die Kontaktellipse zwischen ihnen, wie durch die Strichlinie
in 1c dargestellt, fast punktartig und der Flächeninhalt
derselben ist ebenfalls verringert. Deshalb wird die Kraft, die
die Neigung der Rollenbaugruppe bewirkt, im Vergleich zu einem konventionellen
Verfahren außergewöhnlich verringert
und die Einstellungsstabilität
der Rolle 34 lässt
sich weiter verbessern. Folglich können der hervorgerufene Schub
und der Verschiebewiderstand verringert werden und der Änderungsbereich
ihrer Werte kann ebenfalls verkleinert werden. Dadurch gestattet
das Gleichlaufgelenk der vorliegenden Ausführungsform die Nennwerte für den hervorgerufenen
Schub und den Verschiebewiderstand niedrig zu halten und sie, außerdem,
genau innerhalb der Nennwerte zu steuern.
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Außerdem tritt
bei dem Gleichlaufgelenk der vorliegenden Ausführungsform nach dem Ablauf
der Lebensdauer ein gewisser Verschleiß an der Rollenführungsfläche 14 des äußeren Gelenkelementes 10 auf.
Wenn der Verschleiß,
nach dem Ablauf der Lebensdauer, an der Rollenführungsfläche 14 des äußeren Gelenkelementes 10 des
Gleichlaufgelenks, das insbesondere eine niedrige Vibrationsleistung aufweist,
auftritt, bewirkt der Verschleiß,
dass der hervorgerufene Schub zunimmt. Um daher nach dem Ablauf
der Lebensdauer den hervorgerufenen Schub und den Verschiebewiderstand
auf einem niedrigen Niveau zu stabilisieren, wird die Oberflächenrauheit der
Außenumfangsfläche 34a der
Rolle 34, die mit der Rollenführungsfläche 14 in Kontakt
kommt, so gesteuert, dass sie 0,35 Ra oder weniger und vorzugsweise
0,25 Ra oder weniger beträgt.
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Für die vorliegende
Ausführungsform
wurde ein Prüfstandsdauerversuch
unter Verwendung von Proben durchgeführt, wobei die Oberflächenrauheit der
Außenumfangsfläche 34a der
Rolle 34 im Bereich von 0,14 Ra bis 0,58 Ra geändert wurde.
Die Rolle 34 wurde durch Abschrecken und Anlassen von Stahl
für Wälz- und
Gleitlager und Glätten
der Innen- und Außenumfangsflächen derselben
hergestellt. Außerdem
wurde das äußere Gelenkelement 10,
das die mit der Rolle 34 in Kontakt stehenden Rollenführungsflächen 14 aufweist,
durch Induktionshärten und
anschließendem
Anlassen von Baustahl für
Maschinenbauzwecke hergestellt.
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Die
Beziehung zwischen dem hervorgerufenen Schub und der Verschleißtiefe in
der Rollenführungsfläche 14 nach
dem Dauerversuch ist in 3 dargestellt. Der hervorgerufene
Schub wurde unter den folgenden Bedingungen gemessen: Drehmoment
T = 294 Nm, Drehzahl N = 150 U/min und Betriebswinkel 0 = 0 bis
15 Grad und der Vorgabewert für
den hervorgerufenen Schub nach dem Dauerversuch wurde auf 30 N festgesetzt.
Dadurch wurde nachgewiesen, dass zum Erreichen des Vorgabewertes
für den
hervorgerufenen Schub von 30 N die Verschleißtiefe in der Rollenführungsfläche 14 nach dem
Ablauf des Dauerversuches 20 μm
oder weniger betragen muss.
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Die
Beziehung zwischen der Oberflächenrauheit
der Außenumfangsfläche 34a der
Rolle 34 und der Verschleißtiefe in der Rollenführungsfläche 14 ist
in 4 dargestellt. Wie aus der Figur zu erkennen ist,
wurde nachgewiesen, dass wenn die Oberflächenrauheit der Außenumfangsfläche 34a der
Rolle 34 den Wert von 0,35 Ra überschreitet, es einerseits
unmöglich
wurde, die Verschleißtiefe
in der Rollenführungsfläche 14 so
zu steuern, dass sie 20 μm
oder weniger beträgt
und andererseits der Schwankungsbereich ebenfalls zunahm. Es lässt sich
folgern, dass dadurch, dass die Oberflächenrauheit der Außenumfangsfläche 34a der
Rolle 34 auf 0,35 Ra oder weniger festgesetzt wird, die
Verschleißtiefe
in der Rollenführungsfläche 14 nach
dem Dauerversuch auf 20 μm
oder weniger gehalten werden kann, was es ermöglicht, den Vorgabewert für den hervorgerufenen
Schub von 30 N sicherzustellen und daher den hervorgerufenen Schub
auf einem niedrigen Niveau zu stabilisieren.
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Wenn
außerdem
ein Einzelsteinwerkzeug zum Abrichten einer Schleifscheibe für die Außenumfangsfläche 34a der
Rolle 34 verwendet wurde, betrug die Oberflächenrauheit
der Außenumfangsfläche 34a der
Rolle 34, wie oben erwähnt,
0,35 Ra oder weniger, während
wenn ein Formwerkzeug zum Abrichten der Schleifscheibe verwendet
wurde, die Oberflächenrauheit
der Außenumfangsfläche 34a der
Rolle 34 auf 0,25 Ra oder weniger reduziert werden konnte
und der Verschleiß in
der Rollenführungsfläche 14 auf
10 μm oder
weniger verbessert werden konnte. In diesem Zusammenhang steht „Abrichten" für das Abziehen
oder Profilieren einer Schleifscheibe und das „Abrichtverfahren mit Einzelsteinwerkzeug" ist ein Verfahren
des Abrichtens einer Schleifscheibe durch die Relativbewegung eines
Einzeldiamantwerkzeuges, während
das „Formwerkzeug-Abrichtverfahren" ein Verfahren des
Abrichtens einer Schleifscheibe durch die Verwendung eines Werkzeuges
ist, das eine ähnliche
Form wie die eines Fertigerzeugnisses aufweist und eine Vielzahl
von darin gefassten Diamanten aufweist.