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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Tripode-Gleichlaufgelenk,
das, beispielsweise, in ein Antriebssystem eines Automobils, zur
Transmission einer Drehkraft, hauptsächlich zwischen nicht linear
orientierten Rotationswellen, eingebaut werden soll.
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2. BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN FACHGEBIETS
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Die
8 ist
eine Querschnittsansicht, die ein konventionelles Tripode-Gleichlaufgelenk
41 zeigt,
das beispielsweise in der
JP-A No. 2002-147482 offenbart ist und ein
inneres Gelenkbauteil
44 mit drei Drehzapfen
45 umfasst,
die radial aus seiner äußeren Umfangsfläche hervorragen
bzw. über
eine Rollenbaugruppe
46 in jeder der drei Laufbahnrillen
43 in
Eingriff gebracht sind, die auf einer inneren Umfangsfläche eines äußeren Gelenkbauteils
42 bereitgestellt
sind, um ein Drehmoment zwischen dem äußeren Gelenkbauteil
42 und
dem inneren Gelenkbauteil
44 zu übertragen, während Winkeldrehung
und Axialverschiebung mit Bezug aufeinander berücksichtigt werden.
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Das
Tripode-Gleichlaufgelenk 41 ist eines Doppelrollentyps,
bei dem die Rollenbaugruppe 46 zwei Rollen umfasst, nämlich eine
innere Rolle 47 und eine äußere Rolle 48. Die
innere Rolle 47 ist sphärisch
und drehgelenkig am Drehzapfen 45 montiert. Die äußere Rolle 48 ist
relativ und in einer Axialrichtung mit Bezug auf die innere Rolle 47 über eine Mehrheit
von Nadelrollen 49 drehbar und bewegbar, die zwischen der
zylindrischen äußeren Umfangsfläche der
inneren Rolle 47 und der zylindrischen inneren Umfangsfläche der äußeren Rolle 48 angeordnet sind.
Auf der inneren Umfangsfläche
des äußeren Gelenkbauteils 42 ist
ein Rollenführungsabschnitt 50 angrenzend
an jeden Umfangsrand der Laufbahnrille 43 bereitgestellt.
Der Rollenführungsabschnitt 50 ist eine
gekrümmte
Aussparung mit einem bogenförmigen
Querschnitt. Die äußere Umfangsfläche der äußeren Rolle 48 hat
einen Generatrix-Krümmungsradius,
der generell derselbe wie der für
den Rollenführungsabschnitt 50 ist,
sodass die Flächen
der äußeren Rolle 48 und
des Rollenführungsabschnitts 50 bei Aufbringen
eines Drehmoments eng aneinandergestoßen werden.
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Mit
Bezug auf die 9 schwenken, wenn ein Drehmoment
auf das Tripode-Gleichlaufgelenk 41 bei einem Betriebswinkel θ aufgebracht
wird, d. h., wenn eine axiale Linie des äußeren Gelenkbauteils 42 und
eine axiale Linie des inneren Gelenkbauteils 44 um den
Winkel θ geneigt
sind, die Drehzapfen 45 entlang den jeweiligen aneinander
passenden Laufbahnrillen 43, wie durch den Pfeil in der 9 angezeigt,
zusammen mit der Rotation des inneren Gelenkbauteils 44.
An diesem Punkt pendelt die äußere Rolle 48 entlang
der Laufbahnrille 43, während
sie auf der belasteten Seite des Rollenführungsabschnitts 50 rollt.
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Wenn
der Tragzapfen 45 entlang der Laufbahnrille 43 schwenkt,
rotiert die innere Rolle 47 drehgelenkig mit Bezug auf
den Drehzapfen 45, demzufolge eine Reibungskraft gegen
den Drehzapfen 45 generiert wird. Die Reibungskraft generiert
ihrerseits ein Spin-Moment M1 in der Rollenbaugruppe 46, um
eine Neigung ϕ1(ωt) des äußeren Gelenkbauteils 42 in
einem axialen Querschnitt zu ändern.
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Die
Schwenkbewegung des Drehzapfens 45 entlang der Laufbahnrille 43 verschiebt
außerdem eine
Position der Frontend-Partie des Tragzapfens 45 in einer
radialen Richtung in Bezug auf das äußere Gelenkbauteil 42.
Zu diesem Zeitpunkt folgt die innere Rolle 47 dem Drehzapfen 45,
um in einer radialen Richtung des äußeren Gelenkbauteils 42 verschoben
zu werden, während
die äußere Rolle 48 durch
die Laufbahnrille 43 zurückgehalten wird und somit gehemmt
wird, sich in einer radialen Richtung des äußeren Gelenkbauteils 42 zu
bewegen und daher bewegen sich die innere Rolle 47 und
die äußere Rolle 48 relativ
in einer axialen Richtung. Daher wird, wie in der 10 gezeigt,
eine Angriffslinie einer Kraft F2, die der
inneren Rolle 47 vom Drehzapfen 45 aufgelastet
wird, mit Bezug auf eine Angriffslinie einer Kraft F1,
die der äußeren Rolle 48 vom
Rollenführungsabschnitt 50 aufgelastet
wird, versetzt, was ein Spin-Moment M2 in
der Rollenbaugruppe 46 generiert, um eine Neigung ϕ2(ωt) des äußeren Gelenkbauteils 42 in
einem Querschnitt orthogonal zu einer Axiallinie zu ändern.
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Normalerweise
werden die Spin-Momente M1, M2 gleichzeitig
generiert und die Neigungen ϕ1(ωt), ϕ2(ωt) der Rollenbaugruppe 46 ändern sich mit
der Zeit in Abhängigkeit
von der Gebrauchsumgebung und der Rotationsphasenwinkel des inneren Gelenkbauteils 44.
Bei Übertragung
eines relativ großen
Drehmoments, wie beispielsweise in einem Antriebssystem eines Automobils,
bewirken die Spin-Momente M1 und M2, dass sich die Rollenbaugruppe 46 um
einen großen
Winkel neigt. Wenn die Rollenbaugruppe 46 zum größten Teil
geneigt ist, kommt die äußere Rolle 48 mit
der unbelasteten Seite des Rollenführungsabschnitts 50,
wie in der 10 gezeigt, in Kontakt, somit
wird der Rollwiderstand der äußeren Rolle 48 erhöht. Dies
bewirkt eine übermäßige Reibungskraft
innen im Gelenk, was zu einer Erhöhung an tertiärer axialer
Rotationskraft führt.
Derartige Axialkraft ruft häufig
Schwingung (sogenanntes "Schütteln bzw.
Rütteln") des Fahrzeugs hervor,
indem das Tripode-Gleichlaufgelenk 41 eingebaut ist.
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Eine
Lösung
zur Vermeidung solch eines Phänomens
ist, entsprechend dem zitierten Dokument und wie in den
8 bis
10 gezeigt,
Bereitstellen einer Flanschpartie
52 auf beiden Seiten
der unteren Partie
51 der Laufbahnrille in einer Umfangsrichtung,
um eine ebene Fläche
(Facette) der äußeren Rolle
48,
die durch die Spin-Momente M
1, M
2 geneigt wurde, mit der Flanschpartie
52 zu
stützen,
somit die Neigung der Rollenbaugruppe
46 zu unterdrücken, um
die äußere Rolle
48 davon
abzuhalten, die unbelastete Seite des Rollenführungsabschnitts
50 in einem
maximalen Umfang zu kontaktieren. (Beispielsweise mit Bezug auf
die
JP-A No. 2002-147482 ).
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Im
konventionellen Tripode-Gleichlaufgelenk 41 wird, wenn
die Spin-Momente M1, M2 weiter
generiert werden, selbst nach dem die Rollenbaugruppe 46 so
stark geneigt wurde, dass eine ebene Fläche der äußeren Rolle 48 die
Flanschpartie 52 kontaktiert, wird eine Reibungskraft zwischen
der äußeren Rolle 48 und
der Flanschpartie 52 generiert. Mit Bezug auf die 11 wird,
wenn eine ebene Fläche
der äußeren Rolle 48 in
Einzelpunktkontakt mit der Flanschpartie 52 über einen
Punkt in einem Bereich steht, der der Flanschpartie 52 (zum
Beispiel, A1, A2, A3) gegenüberliegt,
wird die Neigung der Rollenbaugruppe 46 in Bezug auf die
Flanschpartie 52 mit dem gleichen Winkel wie der Höchstwert ϕ2max (Ref. 10) von ϕ2(ωt) beibehalten. Aber, wenn eine Phase des
Zentrums des Moments lm verschoben wird,
nach dem die äußere Rolle 48 eine
ebene Fläche
der Flanschpartie 52 über
den Punkt B1 kontaktiert hat, überschreitet
die Neigung der Rollenbaugruppe 46 in Bezug auf die Flanschpartie 52 den Wert ϕ2max. Eine maximale Neigung der Rollenbaugruppe 46 mit
Bezug auf die Flanschpartie 52 ist der maximale Wert ϕ1max (Ref. 9) von ϕ1(ωt), geschaffen durch das Spin-Moment M1, das erreicht wird, wenn die äußere Rolle 48 Zweipunktkontakt
mit einer ebenen Fläche
der beiden Flanschpartien 52, d. h. den Punkten B1 und B2 gemacht
hat. Während
die äußere Rolle 48 in
Einzelpunktkontakt mit einer ebenen Fläche der Flanschpartie 52 ist,
verbleibt der Kontaktpunkt bei B1, aber
da eine Phase des Zentrums des Moments lm allmählich verschoben
wird, wird eine Distanz L vom Kontaktpunkt B1 zwischen der äußeren Rolle 48 und
der Flanschpartie 52 zum Zentrum des Moments lm (hiernach, "Distanz zwischen
Kontaktpunkt und Mitte L")
allmählich
kürzer. Ein
Höchstwert
der Distanz zwischen Kontaktpunkt und Zentrum L ist die Distanz
zwischen dem Punkt B1 und dem Zentrum des
Spin-Moments M1. Wird die Distanz zwischen
Kontaktpunkt und Zentrum L kürzer,
wird die, auf die Flanschpartie 52 aufgebrachte Kontaktkraft
der äußeren Rolle 48 größer und
folglich könnte
eine übermäßige Reibungskraft
zwischen der äußeren Rolle 48 und
der Flanschpartie 52 generiert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist angesichts des vorangehenden Problems
mit dem Zweck konzipiert worden, ein Tripode-Gleichlaufgelenk bereitzustellen,
das Generierung einer übermäßigen Reibungskraft
innen im Gelenk, wegen des Rotationsphasenwinkels des inneren Gelenkbauteils,
einschränken und
dadurch Schwingung unterdrücken
und höhere Rotationslebensdauer
erzielen kann.
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Die
JP-A-08 338439 offenbart
ein Tripode-Gleichlaufgelenk, das Folgendes umfasst: ein äußeres Gelenkbauteil,
einschließlich
drei Laufbahnrillen, die sich axial an einer inneren Umfangsfläche davon
erstrecken und ein Paar Rollenführungsabschnitte,
die sich auf den jeweiligen Seiten der Laufbahnrille in einer Umfangsrichtung
befinden; ein inneres Gelenkbauteil mit drei radial hervorstehenden
Drehzapfen; eine äußere Rolle,
die drehbar in den Rollenführungsabschnitten
des äußeren Gelenkbauteils
positioniert ist; und eine innere Rolle, die sphärisch an den Drehzapfen des
inneren Gelenkbauteils montiert ist, um drehgelenkig drehbar zu
sein und, um die äußere Rolle
zu stützen,
was relative Drehung und relative axiale Bewegung zulässt; wobei
eine untere Partie der Laufbahnrille des äußeren Gelenkbauteils eine flache
Ebene ist, die sich nahe einer ebenen Fläche der äußeren Rolle befindet, sodass
die ebene Fläche der äußeren Rolle,
die aufgrund der Drehung des inneren Gelenkbauteils, von der unteren
Partie der Laufbahnrille gestützt
wird, wenn ein Drehmoment mit dem äußeren Gelenkteil aufgebracht
wird und das innere Gelenkbauteil mit einem gewissen Betriebswinkel
orientiert wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Absatzabschnitt
mit einem kleineren Durchmesser, als die innere Umfangsfläche der
inneren Rolle, auf einem Drehmoment aufbringenden Bereich des Drehzapfens
des inneren Gelenkbauteils bereitgestellt ist.
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Im
so konstruierten Tripode-Gleichlaufgelenk schwenkt, nach Aufbringen
eines Drehmoments, wobei das innere Gelenkbauteil mit einem gewissen
Betriebswinkel in Bezug auf das äußere Gelenkbauteil orientiert
ist, schwenkt der Drehzapfen des inneren Gelenkbauteils entlang
der Laufbahnrille des äußeren Gelenkbauteils
und eine Frontend-Partie des Drehzapfens wird radial in Bezug auf
das äußere Gelenkbauteil
verschoben. Dies verursacht, dass die äußere Rolle in Bezug auf die
untere Partie der Laufbahnrille, aufgrund eines Spin-Moments, geneigt wird,
das von einer Schwingbewegung des Drehzapfens generiert wird usw.
Wenn ein solches Spin-Moment einen vorbestimmten Wert überschreitet,
erhält eine
ebene Fläche
der äußeren Rolle
eine Unterstützung
der unteren Partie der Laufbahnrille.
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Da
die untere Partie der Laufbahnrille in einer flachen Ebene gebildet
ist, wird ein Kontaktwinkel zwischen der äußern Rolle und der unteren
Partie der Laufbahnrille mit einem vorbestimmten Winkel beibehalten,
obwohl der Rotationsphasenwinkel des inneren Gelenkbauteils geändert wird.
Im Gegensatz dazu wird in der konventionellen Struktur, wie in der 11 gezeigt,
wenn eine ebene Fläche
der äußeren Rolle 48 in
Einzelpunktkontakt mit der Flanschpartie 52 über einen
Punkt in einem Bereich steht, der der Flanschpartie 52 gegenüberliegt
(beispielsweise, A1, A2,
A3), die Neigung der Rollenbaugruppe 46 in
Bezug auf die Flanschpartie 52 mit einem vorbestimmten
Winkel beibehalten. Aber während
der Zeitspanne, nach der die äußere Rolle 48 Einzelpunktkontakt
mit einer ebenen Fläche
der Flanschpartie 52 über
den Punkt B1 gemacht hat, bis die äußere Rolle 48 Zweipunktkontakt
mit einer ebenen Fläche
der Flanschpartie 52 an den Punkten B1 und B2 macht, wird die Neigung der Rollenbaugruppe 46 allmählich größer. Folglich
wird im Tripode-Gleichlaufgelenk gemäß der vorliegenden Erfindung,
vorausgesetzt, dass eine lichte Weite zwischen einer ebenen Fläche der äußeren Rolle
und der unteren Partie der Laufbahnrille in einem unbelasteten Zustand
dieselbe ist, wie die lichte Weite zwischen einer ebenen Fläche der äußeren Rolle 48 und
der Flanschpartie 52, wobei die Rollenbaugruppe eingeschränkt wird
im Vergleich zu der konventionellen Struktur geneigt zu werden,
wenn sich der Kontaktpunkt zwischen der äußeren Rolle und der unteren Partie
der Laufbahnrille in einem Bereich befindet, der der lichten Weite
zwischen den Flanschpartien 52 in der konventionellen Struktur
entspricht und somit wird die äußere Rolle
davon abgehalten, die unbelastete Seite des Rollenführungsabschnitts
in einem maximalen Umfang zu kontaktieren.
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Weiter,
da die untere Partie der Laufbahnrille in einer flachen Ebene gebildet
wird, bewegt sich der Kontaktpunkt zwischen der äußeren Rolle und der unteren
Partie der Laufbahnrille entlang eines vorbestimmten Bogens zusammen
mit der Rotation des inneren Gelenkbauteils. Wegen solcher Bewegung wird
die Distanz zwischen Kontaktpunkt und Zentrum, d. h. vom Kontaktpunkt
zwischen der äußeren Rolle
und der unteren Partie der Laufbahnrille zum Zentrum des Moments,
trotz der Änderung
im Rotationsphasenwinkel des inneren Gelenkbauteils, mit einer vorbestimmten
Länge beibehalten.
Im Gegensatz dazu wird in der konventionellen Struktur die Distanz zwischen
dem Kontaktpunkt und dem Zentrum L mit einer vorbestimmten Länge beibehalten,
während eine
ebene Fläche
der äußeren Rolle 48 die
Flanschpartie 52 über
die Punkte in einem Bereich kontaktiert, der der Flanschpartie 52 gegenüberliegt
(wie A1, A2, A3), aber während einer Zeitspanne nach
dem die äußere Rolle 48 Einzelpunktkontakt
mit einer ebenen Fläche
der Flanschpartie 52 über
den Punkt B1 gemacht hat, bis die äußere Rolle 48 Zweipunktkontakt mit
einer ebenen Fläche
der Flanschpartie 52 an den Punkten B1 und
B2 macht, wird die Distanz zwischen Kontaktpunkt
und Zentrum L allmählich
kürzer.
Folglich wird in einem Tripode-Gleichlaufgelenk
gemäß der vorliegenden
Erfindung, vorausgesetzt, dass eine lichte Weite zwischen einer
ebenen Fläche
der äußeren Rolle
und dem unteren Teil der Laufbahnrille in einem unbelasteten Zustand
dieselbe wie die lichte Weite zwischen der äußeren Rolle 48 und
der Flanschpartie 52 ist, die Distanz zwischen Kontaktpunkt
und Zentrum länger
als in der konventionellen Struktur, wenn sich der Kontaktpunkt
zwischen der äußeren Rolle
und der unteren Partie der Laufbahnrille in einem Bereich befindet,
der der lichten Weite zwischen den Flanschpartien 52 in
der konventionellen Struktur, entspricht und daher wird eine zu
diesem Zeitpunkt zwischen der äußeren Rolle
und der unteren Partie der Laufbahnrille generierte Kraft gelindert.
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Wie
bereits angegeben, ist im Tripode-Gleichlaufgelenk gemäß der vorliegenden
Erfindung die untere Partie der Laufbahnrille zwischen den Rollenführungsabschnitten
des äußeren Gelenkbauteils
in einer flachen Ebene gebildet, sodass die ebene Fläche der äußeren Rolle
von der unteren Partie der Laufbahnrille gestützt wird. Solch eine Struktur unterdrückt eine
Zunahme an Rollwiderstand der äußeren Rolle
in Bezug auf die unbelastete Seite des Rollenführungsabschnitts sowie eine
Zunahme an Reibungskraft zwischen der äußeren Rolle und der unteren
Partie der Laufbahnrille, die von einem Gebrauchsumfeld oder einem
Rotationsphasenwinkel des inneren Gelenkbauteils herrühren. Demzufolge wird
eine Reibungskraft im Inneren des Gelenks beschränkt und eine tertiäre axiale
Rotationskraft wird reduzier, was zur Verbesserung der Rotationslebensdauer
des Gelenks führt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt außerdem ein
Tripode-Gleichlaufgelenk mit einem gewichtsreduzierten äußeren Gelenkbauteil
bereit, wobei dennoch das Retentionsleitungsniveau einer Manschette beibehalten
wird. Um solchen einen Zweck zu erzielen, stellt die vorliegende
Erfindung ein Tripode-Gleichlaufgelenk bereit, das eine Manschette
umfasst, die an eine äußere Peripherie
des äußeren Gelenkbauteils
an einer Endpartie und an eine Welle, die sich vom inneren Gelenkbauteil
erstreckt, an der anderen Endpartie montiert ist, um einem inneren Bereich
des Gelenks abzudichten; wobei sich die in einer flachen Ebene gebildete
untere Partie der Laufbahnrille nahe einer ebenen Fläche der äußeren Rolle
befindet; das äußere Gelenkbauteil
eine erste Partie reduzierter Dicke an einer äußeren Peripherie davon in einem
Bereich, der dem Bereich zwischen den Laufbahnrillen entspricht
und eine zweite Partie reduzierter Dicke an einer äußeren Peripherie
davon in einem Bereich umfasst, der dem Bereich entspricht, wo sich
die Laufbahnrillen befinden; und wobei die zweite Partie reduzierter
Dicke eines Rillenprofils ist, das sich axial in Bezug auf das äußere Gelenkbauteil
erstreckt.
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Im
so konstruierten Tripode-Gleichlaufgelenk ist die zweite Partie
reduzierter Dicke in einem Rillenprofil gebildet, das einen rechteckigen
oder einen gekrümmten
Querschnitt aufweist. Folglich kann Reduzieren der Dicke, im gleichen
Betrag wie eine konventionelle Struktur, die Umfangslänge einer
maximalen Rotationsradiuspartie des äußeren Gelenkbauteils vergrößern, wobei
ein der Laufbahnrille entsprechender Bereich an der äußeren Peripherie
des äußeren Gelenkbauteils
abgeschabt wird, um flach zu sein. Der Dickenreduzierungsbetrag,
auf den hierin Bezug genommen wird, bedeutet ein Raumvolumen, das
von einem Zylinder mit einem Radius umschlossen ist, der dem maximalen
Rotationsradius des äußeren Gelenkbauteils
und der zweiten Partie reduzierter Dicke entspricht. Die Zunahme
an Umfangslänge
der maximalen Rotationsradiuspartie des äußeren Gelenkbauteils führt zu einer
Zunahme an innerer Umfangslänge
einer maximalen Innendurchmesserpartie der am äußeren Gelenkbauteil montierten
Manschette und daher an Umfangslänge
eines Mechanismus, der eine Positionsverschiebung in Axialrichtung
zwischen dem äußeren Gelenkbauteil und
der Manschette verhindert. Demzufolge erwirbt die Manschette verbesserte
Retentionsfähigkeit
und erhöhten
Dichteffekt zwischen dem äußeren Gelenkbauteil
und der Manschette.
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Im
Tripode-Gleichlaufgelenk gemäß der vorliegenden
Erfindung ist, wie oben angegeben, die untere Partie der Laufbahnrille
des äußeren Gelenkbauteils
in einer flachen Ebene und befindet sich nahe einer ebenen Fläche der äußeren Rolle
und außerdem
umfasst das äußere Gelenkbauteil
die zweite Partie reduzierter Dicke an der äußeren Peripherie davon in einem
Bereich, der dem Bereich entspricht, wo sich die Laufbahnrillen
befinden. Deshalb kann das Gewicht des Tripode-Gleichlaufgelenks
reduziert werden und dennoch ausreichende Retentionsfähigkeit
der Manschette sicherstellen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die 1 ist
eine axiale Querschnittsansicht, die ein Tripode-Gleichlaufgelenk
nicht der vorliegenden Erfindung gemäß zeigt, bei dem ein Drehmoment
mit einem Betriebswinkel θ zwischen
dem äußeren Gelenkbauteil
und dem inneren Gelenkbauteil aufgebracht wird;
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Die 2 ist
eine Querschnittsansicht, die orthogonal zu einer Axialrichtung
verläuft
und das Tripode-Gleichlaufgelenk des Beispiels der 1 zeigt, wobei
das äußere Gelenkbauteil
und das innere Gelenkbauteil axial fluchten;
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Die 3 ist
eine vergrößerte, bruchstückartige
Querschnittsansicht, die orthogonal zu einer Axialrichtung verläuft, die
ein Tripode-Gleichlaufgelenk gemäß dem Beispiel
der 1 zeigt, bei dem ein Drehmoment mit einem Betriebswinkel θ zwischen dem äußeren Gelenkbauteil
und dem inneren Gelenkbauteil aufgebracht wird;
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Die 4 ist
eine grafische Darstellung, die einen Orbit eines Kontaktpunkts
zwischen einer ebenen Fläche
der äußeren Rolle
und einer unteren Partie der Laufbahnrille zeigt;
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Die 5 ist
eine vergrößerte, bruchstückartige
Querschnittsansicht, die ein Tripode-Gleichlaufgelenk gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Die 6 umfasst
die vergrößerten,
bruchstückartigen
Querschnittsansichten, die entlang der Linie W-W der 5 verlaufen;
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Die 7 ist
eine vergrößerte, bruchstückartige
Querschnittsansicht, die ein Tripode-Gleichlaufgelenk gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Die 8 ist
eine Querschnittsansicht, die orthogonal zu einer Axialrichtung
verläuft
und ein konventionelles Tripode-Gleichlaufgelenk zeigt;
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Die 9 ist
eine axiale Querschnittsansicht, die das konventionelle Tripode-Gleichlaufgelenk
zeigt, bei dem ein Drehmoment mit einem Betriebswinkel θ zwischen
zwei zu verbindenden Wellen aufgebracht wird;
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Die 10 ist
eine vergrößerte, bruchstückartige
Querschnittsansicht, die orthogonal zu einer Axialrichtung verläuft und
die das konventionelle Tripode-Gleichlaufgelenk zeigt, bei dem ein
Drehmoment mit einem Betriebswinkel θ zwischen zwei zu verbindenden
Wellen aufgebracht wird;
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Die 11 ist
eine schematische Querschnittsansicht, die entlang der Linie X-X
der 9 verläuft
und grafisch einen Orbit eines Kontaktpunkts zwischen einer ebenen
Fläche
der äußeren Rolle
und einer Flanschpartie der Laufbahnrille im konventionellen Tripode-Gleichlaufgelenk
zeigt;
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Die 12 ist
eine axiale Querschnittsansicht, die ein Tripode-Gleichlaufgelenk
mit einer Manschette zeigt, die verbesserte Retentionsfähigkeit
gemäß einem
zweiten Beispiel nicht in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei das äußere Gelenkbauteil und das
innere Gelenkbauteil axial fluchten;
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Die 13 ist
eine Querschnittsansicht, die orthogonal zu einer Axialrichtung
verläuft
und das Tripode-Gleichlaufgelenk gemäß dem zweiten Beispiel zeigt,
wobei das äußere Gelenkbauteil
und das innere Gelenkbauteil axial fluchten;
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Die 14 ist
eine vergrößerte bruchstückartige
axiale Querschnittsansicht, die ein Tripode-Gleichlaufgelenk gemäß dem zweiten Beispiel zeigt,
bei dem ein Drehmoment mit einem Betriebswinkel θ zwischen dem äußeren Gelenkbauteil
und dem inneren Gelenkbauteil aufgebracht wird;
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Die 15 ist
eine vergrößerte, bruchstückartige
Querschnittsansicht, die orthogonal zu einer Axialrichtung verläuft, die
ein Tripode-Gleichlaufgelenk gemäß dem zweiten
Beispiel zeigt, bei dem ein Drehmoment mit einem Betriebswinkel θ zwischen dem äußeren Gelenkbauteil
und dem inneren Gelenkbauteil aufgebracht wird;
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Die 16 ist
eine vergrößerte, bruchstückartige
Querschnittsansicht, die ein Tripode-Gleichlaufgelenk gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Die 17 ist
eine vergrößerte, bruchstückartige
Querschnittsansicht, die entlang der Linie W-W der 14 verläuft;
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Die 18 ist
eine vergrößerte, bruchstückartige
Querschnittsansicht, die orthogonal zu einer Axialrichtung verläuft und
ein Tripode-Gleichlaufgelenk gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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Die 19A und 19B sind
vergrößerte, bruchstückartige
Querschnittsansichten, die orthogonal zu einer Axialrichtung verlaufen
und ein Tripode-Gleichlaufgelenk gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen.
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DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit
Bezug auf die zugehörigen
Zeichnungen werden hiernach verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Die 1 ist eine
axiale Querschnittsansicht und zeigt ein Tripode-Gleichlaufgelenk nicht in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung und die 2 ist eine Querschnittsansicht,
die orthogonal zur Axialrichtung verläuft und dieselbe zeigt. Zunächst wird,
auf den 1 und 2 beruhend,
eine Grundstruktur des Tripode-Gleichlaufgelenks beschrieben.
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In
der 1 bezeichnet die Zahl 10 ein äußeres Gelenkbauteil,
das eine, an einem Ende offene, zylindrische Mundpartie 11 und
eine Schaftpartie 12 umfasst, die an eine von zwei zu verbindenden Wellen
anzuschließen
ist, um ein Drehmoment zu übertragen.
Auf einer inneren Umfangsfläche
der Mundpartie 11 sind drei sich axial erstreckende Laufbahnrillen 13 an
Positionen vorgesehen, die den Umfang in drei gleiche Partien teilen.
Auf beiden Seiten der Laufbahnrillen 13 sind in einer Umfangsrichtung ein
Paar Rollenführungsabschnitte 14,
so positioniert, dass sie einander gegenüberliegen. Jeder der Rollenführungsabschnitte 14 ist
eine gekrümmte Aussparung
mit einem generell bogenförmigen
Querschnitt.
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Die
Zahl 20 bezeichnet in den zugehörigen Zeichnungen ein inneres
Gelenkbauteil, das eine ringförmige
Nabenpartie 21, drei Drehzapfen 22, die radial
aus einer äußeren Umfangsfläche der
Nabenpartie 21 hervorragen und umfangsbezogen auf Positionen
ausgerichtet sind und den Umfang in drei gleiche Partien teilen,
sowie eine gezahnte Bohrung 23 umfasst, durch die die andere
der zwei Wellen zu montieren ist, um ein Drehmoment zu übertragen. Der
Drehzapfen 22 ist zur Aufnahme in die Laufbahnrille 13 konzipiert,
wenn das innere Gelenkbauteil 20 in das äußere Gelenkbauteil 10 eingeschoben
wird. Der Drehzapfen 22 ist mit einer sphärischen
Partie 24 versehen, die in einem generell konvexen sphärischen
Profil entlang einer äußeren Peripherie
des Drehzapfens 22 radial hervorragt.
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Die
Zahl 30 bezeichnet eine Rollenbaugruppe, die über den
Drehzapfen 22 des inneren Gelenkbauteils 20 zu
passen ist, um somit in die Laufbahnrille 13 des Gelenkbauteils 10 eingeschoben
zu werden. Die Rollenbaugruppe 30 ist eines Doppelrollentyps,
der zwei Rollen, nämlich
eine innere Rolle 31 und eine äußere Rolle 32 umfasst.
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Die
innere Rolle 31 ist eine runde, ringförmige Komponente mit einer
generell sphärisch
ausgesparten inneren Umfangsfläche 33.
Die innere Umfangsfläche 33 der
inneren Rolle 31 hat generell denselben Generatrixkrümmungsradius
wie jener der sphärischen
Partie 24 des Drehzapfens 22, um eine sphärische Passung
zu erzielen, wenn die Rollenbaugruppe 30 auf den Drehzapfen 22 montiert
wird. Eine derartige Struktur erlaubt der inneren Rolle 31, in
Bezug auf den Drehzapfen 22 drehgelenkig zu rotieren.
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Die äußere Rolle 32 ist
eine runde, ringförmige
Komponente mit einer generell konvexen, bogenförmigen äußeren Umfangsfläche 34.
Die äußere Umfangsfläche 34 der äußeren Rolle 32 hat
generell denselben Generatrixkrümmungsradius
wie den des Rollenführungsabschnitts 14,
um enge Stumpfstoßverbindung
mit dem Rollenführungsabschnitt 14 zu haben,
wenn ein Drehmoment aufgebracht wird.
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Zwischen
einer zylindrischen äußeren Umfangsfläche 35 der
inneren Rolle 31 und einer zylindrischen inneren Umfangsfläche 36 der äußeren Rolle 32 ist
eine Mehrheit von Nadelrollen 37 zwischengeschaltet. Insbesondere
ist ein Halter 38 über
einen ganzen Umfang, entlang beider Enden der zylindrischen inneren
Umfangsfläche 36 der äußeren Rolle 32,
vorgesehen und die Nadelrollen 37 sind im Halter 38 rollend
und in einer axialen Richtung geringfügig bewegbar untergebracht.
Eine derartige Anordnung lässt
relative Rotation und relative Bewegung in Richtung des Drehzapfens
zwischen der inneren Rolle 31 und der äußeren Rolle 32 zu.
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Dies
ist die Grundstruktur des Tripode-Gleichlaufgelenks, bei der, wie
in der 2 gezeigt, die untere Partie 15 der Laufbahnrille,
die einer ebenen Fläche 39 der äußeren Rolle 32 gegenüberliegt,
in einer flachen Oberfläche
gebildet ist, die zwischen äußeren Endpartien
in einer radialen Richtung des Paars von Rollenführungsabschnitten 14 kommuniziert
und die untere Partie 15 der Laufbahnrille nahe der ebenen
Fläche 39 der äußeren Rolle
positioniert ist, sodass die ebene Fläche 39 der äußeren Rolle,
die bei Aufbringen eines Drehmoments geneigt ist, die untere Partie 15 der
Laufbahnrille kontaktieren kann. Wenn kein Drehmoment angewandt wird,
definieren die untere Partie 15 der Laufbahnrille und die
ebene Fläche 39 der äußeren Rolle
eine vorbestimmte lichte Weite, wie in der 2 gezeigt,
dazwischen.
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Die
folgende Passage behandelt eine Operation des Tripode-Gleichlaufgelenks.
Wenn, mit Bezug auf die 1, ein Drehmoment mit dem äußeren Gelenkbauteil 10 aufgebracht
wird und das innere Gelenkbauteil 20 mit einem Betriebswinkel θ orientiert
wird, schwenkt der Drehzapfen 22 entlang der Laufbahnrille 13 zusammen
mit der Rotation des inneren Gelenkbauteils 20 und eine
Position der Frontend-Partie
des Drehzapfens 22 wird in einer radialen Richtung in Bezug
auf das äußere Gelenkbauteil 10 verschoben.
Zu diesem Zeitpunkt werden ein Spin-Moment M1,
das eine Neigung ϕ1(ωt) des äußeren Gelenkbauteils 10 in
einem axialen Querschnitt, wie in der 1 gezeigt, ändert, sowie
ein Spin-Moment M2, das eine Neigung ϕ2(ωt) des äußeren Gelenkbauteils 10 in
einem Querschnitt orthogonal zu einer axialen Richtung, wie in der 3 gezeigt, ändert, in
der Rollenbaugruppe 30 generiert.
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Die
Rollenbaugruppe 30 neigt sich durch Einwirkung des Spin-Moments
M1, M2 und die ebene Fläche 39 der äußeren Rolle
wird von der unteren Partie 15 der Laufbahnrille gestützt, die
damit in Kontakt ist. Der Kontaktwinkel zwischen der ebenen Fläche 39 der äußeren Rolle
und der unteren Partie 15 der Laufbahnrille wird mit einem
vorbestimmten Winkel ϕmax beibehalten,
da die untere Partie 15 der Laufbahnrille eine flache Oberfläche ist,
die der ebenen Fläche 39 der äußeren Rolle
gegenüberliegt.
Der vorbestimmte Winkel ϕmax ist
der Höchstwert
der Neigung der Rollenbaugruppe 30 ϕ1(ωt), ϕ2(ωt), die durch das Spin-Moment M1,
M2 geschaffen wird.
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Mittlerweile ändert sich
die, durch das Spin-Moment M1 verursachte,
Neigung der Rollenbaugruppe 30 ϕ1(ωt) innerhalb eines Bereichs, der als –ϕmax ≤ ϕ1(ωt) ≤ ϕmax definiert, weil der Drehzapfen 22 des
inneren Gelenkbauteils 20 schwenkt, um der Öffnungsseite
und der unteren Seite der Mundpartie 11 des äußeren Gelenkbauteils 10 gegenüberzuliegen.
Wie in der 3 gezeigt, ist aber ein Änderungsbereich
der Neigung der Rollenbaugruppe 30 ϕ2(ωt), der vom Spin-Moment M2 verursacht
wird, verschieden. Dies hängt
von einer Distanz und Richtung ab, in der eine Angriffslinie der
Kraft F2, die vom Drehzapfen 22 auf
die innere Rolle 31 aufgebracht wird, in Bezug auf eine
Angriffslinie einer Kraft F1, die von der
belasteten Seite des Rollenführungsabschnitts 14 auf
die äußere Rolle 32 aufgebracht
wird, versetzt wird. In der Rollenbaugruppe 30, gemäß der ersten
Ausführungsform,
sind die Mittelpunkte der Breite nach (Mittelpunkt in einer vertikalen
Richtung in der 2) der sphärischen Partie 24 des
Drehzapfens 22, der inneren Rolle 31, der äußeren Rolle 32 und
des Rollenführungsabschnitts 14 entlang
der strichpunktierten Linie in der 2 ausgerichtet, wenn
der Betriebswinkel null ist und kein Drehmoment aufgebracht wird.
Also, wenn ein Drehmoment unter einem Betriebswinkel θ aufgebracht
wird, wird die Angriffslinie der Kraft F2 zu
einer inneren Seite des äußeren Gelenkbauteils 10 in
einer radialen Richtung, wie in der 3 gezeigt,
in Bezug auf die Angriffslinie der Kraft F1 versetzt.
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Die
Spin-Momente M1, M2 werden
simultan generiert, wenn ein Drehmoment auf das Gelenk aufgebracht
wird und die jeweilige Größenordnung ändert sich
zeitbezogen gemäß dem Rotationsphasenwinkel
des inneren Gelenkbauteils 20. Dies bewirkt, dass sich
der Kontaktpunkt zwischen der unteren Partie 15 der Laufbahnrille
und der ebenen Fläche 39 der äußeren Rolle
entlang des Halbbogens C, der als Volllinie in der 4 gezeigt
ist, verschiebt. Insbesondere rotiert, wenn sich die Größenordnung
des Spin-Moments M1, M2 ändert, das
Zentrum lm des Moments, das bewirkt, dass sich die Rollenbaugruppe 30 in
Bezug auf die untere Partie 15 der Laufbahnrille neigt,
um den normalen Durchgang des Zentrums O des Halbbogens C, wie in
der 4 gezeigt, durch den der Kontaktpunkt zwischen
der unteren Partie 15 der Laufbahnrille und der ebenen
Fläche 39 der äußeren Rolle
entlang des Halbbogens C pendelt. Folglich wird die Distanz zwischen
Kontaktpunkt und Zentrum L vom Kontaktpunkt zwischen der unteren
Partie 15 der Laufbahnrille und der ebenen Fläche 39 der äußeren Rolle
(A1, A2, A3, B1, B3 etc.)
zum Zentrum des Moments lm (dem Radius des
Bogens C) konstant gehalten. Somit erlaubt das Beibehalten der Distanz
zwischen Kontaktpunkt und Zentrum L mit einem konstanten Wert das
Beibehalten der Neigung der Rollenbaugruppe 30 in Bezug
auf die untere Partie 15 der Laufbahnrille, ungeachtet
des Rotationsphasenwinkels des inneren Gelenkbauteils 20, wodurch
Generierung einer übermäßigen Reibungskraft
zwischen der ebenen Fläche 39 der äußeren Rolle
und der unteren Partie 15 der Laufbahnrille verhindert
wird.
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Einschränken des
Rollwiderstands der äußeren Rolle 32,
wie oben, gegen die unbelastete Seite des Rollenführungsabschnitts 14,
sowie der Reibungskraft zwischen der äußeren Rolle 32 und
der unteren Partie 15 der Laufbahnrille, führt zur
Reduzierung der tertiären
axialen Rotationskraft und daher zur Verbesserung der Rotationslebensdauer
des Gelenks.
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Indem
jetzt auf die 5 und 6 Bezug genommen
wird, wird hiernach ein Tripode-Gleichlaufgelenk
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Tripode-Gleichlaufgelenk,
gemäß der zweiten
Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform, indem, wie in der 5 gezeigt,
ein Entlastungsabschnitt 25 mit einem kleineren Durchmesser,
als die innere Umfangsfläche 33 der
inneren Rolle auf einem Drehmoment aufbringenden Bereich des Drehzapfens 22 des
inneren Gelenkbauteils 20 vorgesehen ist. Da die restlichen
Partien der Struktur dem oben beschriebenen Beispiel ähnlich sind,
bezieht sich die folgende Passage in erster Linie auf diesen Unterschied.
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Der
zurückstehende
Abschnitt 25 entspricht, wie in der 5 gezeigt,
einem Drehmoment aufbringenden Bereich des Drehzapfens 22 des
inneren Gelenkbauteils 20, ist aber teilweise in einem
kleineren Durchmesser als die innere Umfangsfläche 33 der inneren
Rolle gebildet. In dieser Ausführungsform
steht der Drehmoment aufbringende Bereich für die sphärische Partie 24.
Während
die sphärische
Partie 24 für
sphärische
Passung mit der inneren Umfangsfläche 33 der inneren
Rolle beabsichtigt ist, dient die Bereitstellung des zurückstehenden
Abschnitts 25 in einer Partie der sphärischen Partie 24 dazu
eine Interferenzspanne zu reduzieren, wenn die innere Rolle 31 auf
den Drehzapfen 22 montiert wird, um somit eine elastische
Verformung der inneren Rolle 31 zu reduzieren oder zu eliminieren.
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Mit
Bezug auf die 6 befindet sich der zurückstehende
Abschnitt 25 in einem Bereich, der eine Rippe 26 einschließt, die
entlang einer Trennfuge des Schmiedeprozesses der sphärischen
Partie 24 gebildet ist. Vorausgesetzt der zurückstehende
Abschnitt 25 entlang der Schmiedetrennfuge an der sphärischen
Partie 24 lässt
die Rippe 26 aus einer Position hervorstehen, die weiter
innen von der inneren Umfangsfläche 33 der
inneren Rolle liegt. Indem die Rippe 26 so positioniert
wird, dass sie nicht die innere Umfangsfläche 33 der inneren
Rolle erreicht, eliminiert die Notwendigkeit die Rippe 26 zu
entfernen, was zulässt
die kaltgeschmiedeten Drehzapfen ohne irgendwelche weitere Oberflächenbehandlung
zusammenzubauen, wodurch Herstellungskosten reduziert werden.
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Der
zurückstehende
Abschnitt 25 könnte
in verschiedenen Profilen gebildet sein, unter denen, wie in der 6 gezeigt,
eine bevorzugte Art ist, den Drehzapfen so zu formen, dass ein orthogonal
verlaufendes Querschnittsprofil eine duale sphärische Partie umfasst. Insbesondere
ist es vorzuziehen einen Radius r der dualen sphärischen Partie des zurückstehenden
Abschnitts 25 in einen Bereich von R/2 < r < R
einzustellen, wo R einen Krümmungsradius
der inneren Umfangsfläche 33 der
inneren Rolle bezeichnet. In diesem Fall befindet sich der Kontaktpunkt
zwischen der sphärischen
Partie 24 und der inneren Rolle 31 an zwei Punkten,
die in Bezug auf die Trennfuge des Drehzapfens 22 symmetrisch
positioniert sind. Wenn ein Drehmoment aufgebracht wird und sich
dadurch die sphärische
Partie 24 und/oder die innere Rolle 31 eine elastische
Verformung zuzieht, bewegt sich die Kontaktschnittstelle zwischen der
sphärischen
Partie 24 und der inneren Rolle 31 (einem generell
elliptischen Bereich) kontinuierlich entlang des zurückstehenden
Abschnitts 25. Demzufolge kann eine Beanspruchung davon
abgehalten werden, sich im Rand des zurückstehenden Abschnitts 25 zu
konzentrieren, was zu verbesserter Haltbarkeit bzw. Lebensdauer
des Drehzapfens 22 führt.
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Andererseits
kontaktieren die sphärische Partie 24 und
die innere Rolle 31 einander, infolge der Bereitstellung
des zurückstehenden
Abschnitts 25 in der sphärischen Partie 24, über zwei
Punkte, die in Bezug auf die Rippe 26 symmetrisch positioniert
sind, was eine Zunahme an Reibungskraft zwischen der sphärischen
Partie 24 und der inneren Rolle 31 auf sich zieht.
So eine Zunahme an Reibungskraft führt zu einer Zunahme an Spin-Moment
M1, was bewirkt, dass sich die Rollenbaugruppe 30 neigt. Aber
die Neigung der Rollenbaugruppe 30 wird in Bezug auf die
untere Partie 15 der Laufbahnrille, trotz der Zunahme an
Spin-Moment M1, ungeachtet eines jeweiligen
Rotationsphasenwinkels des inneren Gelenkbauteils 20, im
Wesentlichen konstant gehalten. Folglich wird die im Gelenk generierte
Reibungskraft stabilisiert und daher deren übermäßige Zunahme unterdrückt und
kann, ungeachtet der Änderungen des
Rotationsphasenwinkels des inneren Gelenkbauteils 20, verhindert
werden.
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Mit
Bezug auf die 7 wird jetzt ein Tripode-Gleichlaufgelenk
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Tripode-Gleichlaufgelenk
gemäß der zweiten
Ausführungsform
werden, wie in der 7 gezeigt, die äußere Umfangsfläche 34 der äußeren Rolle
und der Rollenführungsabschnitt 14 gebildet,
um dazwischen eine lichte Weite δ1(mm) breiter als 0,03/A zu definieren, wenn
ein Drehmoment aufgebracht wird und die ebene Fläche 39 der äußeren Rolle
und die untere Partie 15 der Laufbahnrille 15 werden
gebildet dazwischen eine lichte Weite δ2(mm) breiter als 0,15 × A zu definieren,
wobei A = r1/R1 ist;
r1 ist der Generatrixkrümmungsradius der äußeren Umfangsfläche 34 der äußeren Rolle;
und R1 ist der äußere Radius der äußeren Rolle 32.
In der zweiten Ausführungsform wird
auf das Tripode-Gleichlaufgelenk der 1 für die Anwendung
der lichten Weiten δ1, δ2 Bezug genommen, aber es ist selbstverständlich,
dass eine solche Konfiguration ebenso auf das Tripode-Gleichlaufgelenk
der ersten Ausführungsform
zutrifft.
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Für das Tripode-Gleichlaufgelenk
gemäß der dritten
Ausführungsform
ist eine Beziehung zwischen einer Ringförmigkeit A(= r1/R1), repräsentiert
durch ein Verhältnis
des Generatrixkrümmungsradius
in Bezug auf den äußeren Radius
R1 der äußeren Rolle 32 und
verschiedene Neigungen der äußeren Rolle 32 im
Innern der Laufbahnrille 13 fokussiert worden, um die lichte
Weite δ1 zwischen der äußeren Umfangsfläche 34 der äußeren Rolle
und der lastfreien Seite des Rollenführungsabschnitts 14,
sowie die lichte Weite δ2 zwischen der ebenen Fläche 39 der äußeren Rolle
und der unteren Partie 15 der Laufbahnrille zu bestimmen.
Im Besonderen, wenn die Ringförmigkeit
A kleiner ist, wird die äußere Rolle 32 um
einen größeren Winkel
in einem Querschnitt senkrecht zu einer Axiallinie des äußeren Gelenkbauteils 10 geneigt
und die äußere Umfangsfläche 34 der äußeren Rolle
und die unbelastete Seite des Rollenführungsabschnitts 14 kontaktieren
einander leichter, wogegen in einem Querschnitt, der eine Axiallinie
des äußeren Gelenkbauteils 10 einschließt, eine
Rückstellkopplung
M3 (Ref. 1), die
gegensätzlich
zum Spin-Moment M1 wirkt dazu neigt generiert
zu werden, was die ebene Fläche 39 der äußeren Rolle
hindert, die untere Partie 15 der Laufbahnrille zu kontaktieren.
Im Gegensatz wird, wenn die Ringförmigkeit A größer ist,
die äußere Rolle 32 in
einem größeren Winkel
in einem Querschnitt geneigt, der eine Axiallinie des äußeren Gelenkbauteils 10 einschließt und die
ebene Fläche 39 der äußeren Rolle
und die untere Partie 15 der Laufbahnrille kontaktieren
einander leichter, wogegen in einem zur Axiallinie des äußeren Gelenkbauteils 10 senkrechten
Querschnitt die Neigung durch das Spin-Moment M2 unterdrückt wird
und die äußere Umfangsfläche 34 der äußeren Rolle
und die unbelastete Seite des Rollenführungsabschnitts 14 werden
daran gehindert, einander zu kontaktieren.
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Auf
solchen Ergebnissen beruhend wird die, zwischen der äußeren Umfangsfläche 34 der äußeren Rolle
und der unbelasteten Seite des Rollenführungsabschnitts 14 produzierte
lichte Weite δ1, wenn ein Drehmoment aufgebracht wird,
in dieser Ausführungsform
so eingestellt, dass sie breiter als 0,03/A ist. Mit anderen Worten,
die lichte Weite δ1 wird umgekehrt proportional zur Ringförmigkeit
A eingestellt. Folglich werden die äußere Umfangsfläche 34 der äußeren Rolle
und die lastfreie Seite des Rollenführungsabschnitts 14 inhibiert
einander, in einem maximalen Ausmaß oder völlig, trotz einer Variation
der Ringförmigkeit
A der äußeren Rolle 32,
zu kontaktieren und daher wird Generierung der Reibungskraft im Innern
des Gelenks unterdrückt.
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Außerdem wird,
in dieser Ausführungsform, die,
zwischen der ebenen Fläche 39 der äußeren Rolle
und der unteren Partie 15 der Laufbahnrille produzierte,
lichte Weite δ2 auf breiter als 0,15 × A eingestellt, d. h. proportional
zur Ringförmigkeit
A. Folglich wird eine Kontaktkraft zwischen der ebenen Fläche 39 der äußeren Rolle
und der unteren Partie 15 der Laufbahnrille, trotz einer
Variation der Ringförmigkeit
A der äußeren Rolle 32,
gelindert und daher wird Generierung der Reibungskraft im Innern
des Gelenks unterdrückt.
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Somit
erlaubt angemessene Einstellung der lichten Weiten δ1, δ2 gemäß der Ringförmigkeit
A der äußeren Rolle 32 weiteres
Reduzieren der tertiären axialen
Rotationskraft, wodurch die Schüttel-/Rüttelunterdrückungswirkung
und Rotationslebensdauer weiter verbessert werden. Außerdem ist
es vorzuziehen die Ringförmigkeit
A der äußeren Rolle 32 in
einem Bereich von 0,475 ≤ A < 1 einzustellen.
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In
den vorangehenden Ausführungsformen werden
dem Rollenführungsabschnitt 14 und
der äußeren Umfangsfläche 34 der äußeren Rolle
ein generell gleicher Generatrixkrümmungsradius gegeben, um einander
eng zu kontaktieren, aber der Rollenführungsabschnitt 14 könnte in
einem gotischen Bogenprofil gebildet werden, um einen Winkelkontakt
zwischen der äußeren Umfangsfläche 34 der äußeren Rolle
und dem Rollenführungsabschnitt 14 zu
erzielen.
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Ebenso
könnte,
obwohl der Halter 38, der die Nadelrollen 37 hält, in den
vorangehenden Ausführungsformen
integral mit der äußeren Rolle 32 gebildet
ist, der Halter 38 separat gefertigt und danach an die äußere Rolle 32 angebracht
werden. Weiter könnte
der Halter 38 an der inneren Rolle 31 anstatt an
der Rolle 32 bereitgestellt werden.
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Die
folgenden Passagen beschreiben zwei Ausführungsformen, nämlich eine
Dritte und eine Vierte und ein zweites Beispiel, bei dem eine Manschette
mit einer verbesserten Retentionsfähigkeit inkorporiert ist. Die 12 ist
eine axiale Querschnittsansicht, die ein Tripode-Gleichlaufgelenk
gemäß dem zweiten
Beispiel zeigt und die 13 ist eine Querschnittsansicht,
die orthogonal zu einer axialen Richtung verläuft, die dieses zeigt.
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In
der 12, bezeichnet die Zahl 110 ein äußeres Gelenkbauteil,
das eine, an einem Ende offene, zylindrische Mundpartie 111 und
eine Schaftpartie 112 umfasst, die an eine von zwei zu
verbindenden Wellen (nicht gezeigt) anzuschließen ist, um ein Drehmoment
zu übertragen.
Auf einer inneren Umfangsfläche
der Mundpartie 111 sind drei sich axial erstreckende Laufbahnrillen 113 an
Positionen bereitgestellt, die, wie in der 13 gezeigt,
den Umfang in drei gleiche Partien teilen. Auf beiden Seiten der
Laufbahnrillen 113 ist in einer Umfangsrichtung ein Paar
Rollenführungsabschnitte 114 so
positioniert, dass sie einander gegenüberliegen. Jeder der Rollenführungsabschnitte 114 ist
eine gekrümmte Aussparung
mit einem generell bogenförmigen
Querschnitt. Die untere Partie 115 der Laufbahnrille ist
in einer flachen Oberfläche
gebildet, die zwischen äußeren Endpartien
in einer radialen Richtung des Paars von Rollenführungsabschnitten 114 kommuniziert.
Das äußere Gelenkbauteil 110 umfasst
eine erste Partie 116 reduzierter Dicke mit einem kleineren
Durchmesser als ein maximaler Rotationsdurchmesser R des äußeren Gelenkbauteils 110 auf
einer äußeren Peripherie
davon in einem Bereich, der dem Bereich zwischen den Laufbahnrillen 113 entspricht. Die
erste Partie 116 reduzierter Dicke ist eine Rille mit einem
gekrümmten Querschnitt,
die sich entlang einer axialen Richtung des äußeren Gelenkbauteils 110 erstreckt
und sich an zwei Positionen befindet, die den Umfang des äußeren Gelenkbauteils 110 in drei
gleiche Partien teilen. Außerdem
umfasst das äußere Gelenkbauteil 110 eine
zweite Partie 117 reduzierter Dicke mit einem kleineren
Durchmesser als ein maximaler Rotationsdurchmesser R des äußeren Gelenkbauteils 110 auf
einer äußeren Peripherie
davon in einem Bereich, dem Bereich entspricht, wo die Laufbahnrillen 113 positioniert
sind. Die zweite Partie 117 reduzierter Dicke hat generell
das gleiche Querschnittsprofil, das orthogonal zu einer axialen
Linie des äußeren Gelenkbauteils 110 verläuft, wie
das der ersten Partie 116 reduzierter Dicke. Außerdem ist
die zweite Partie 117 reduzierter Dicke in einer mittigen Partie
des Bereichs zwischen den angrenzenden Partien 116 reduzierter
Dicke positioniert. Folglich ist das äußere Gelenkbauteil 110,
gemäß dem zweiten Beispiel,
mit jeweils drei der Partien 116, 117 eines Rillenprofils
versehen, die sich axial erstrecken und abwechselnd in einer Umfangsrichtung
an Positionen ausgerichtet sind, die den Umfang in sechs gleiche Partien
teilen, wodurch Gewichtsreduzierung des äußeren Gelenkbauteils 110 erzielt
wird.
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Die
Zahl 120 bezeichnet in den zugehörigen Zeichnungen ein inneres
Gelenkbauteil, das eine ringförmige
Nabenpartie 121, drei Drehzapfen 122, die radial
aus einer äußeren Umfangsfläche der
Nabenpartie 121 hervorragen und umfangsbezogen auf Positionen
ausgerichtet sind und den Umfang in drei gleiche Partien teilen,
sowie eine gezahnte Bohrung 123 umfasst, durch die die
andere Welle S der zwei zu verbindenden Wellen zu montieren ist,
um ein Drehmoment zu übertragen.
Der Drehzapfen 122 ist zur Aufnahme in die Laufbahnrille 113 konzipiert, wenn
das innere Gelenkbauteil 120 in das äußere Gelenkbauteil 110 eingeschoben
wird. Der Drehzapfen 122 ist mit einer sphärischen
Partie 124 versehen, die in einem generell konvexen sphärischen Profil
entlang einer äußeren Peripherie
des Drehzapfens 122 radial hervorragt.
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Die
Zahl 130 bezeichnet eine Rollenbaugruppe, die drehgelenkig über den
Drehzapfen 122 zu passen ist, um somit drehbar in die Laufbahnrille 114 des
Gelenkbauteils 110 eingeschoben zu werden. Die Rollenbaugruppe 130 ist
eines Doppelrollentyps, der zwei Rollen, nämlich eine innere Rolle 131 und
eine äußere Rolle 132 umfasst.
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Die
innere Rolle 131 ist eine runde, ringförmige Komponente mit einer
generell sphärisch
ausgesparten inneren Umfangsfläche 133.
Die innere Umfangsfläche 133 der
inneren Rolle 131 hat generell denselben Generatrixkrümmungsradius
wie jener der sphärischen
Partie 124 des Drehzapfens 122, um eine sphärische Passung
zu erzielen, wenn die Rollenbaugruppe 130 auf den Drehzapfen 122 montiert wird.
Eine derartige Struktur erlaubt der inneren Rolle 31, in
Bezug auf den Drehzapfen 122 drehgelenkig zu rotieren.
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Die äußere Rolle 132 ist
eine runde, ringförmige
Komponente mit einer generell konvexen, bogenförmigen äußeren Umfangsfläche 134.
Die äußere Umfangsfläche 134 der äußeren Rolle 132 hat
generell denselben Generatrixkrümmungsradius
wie den des Rollenführungsabschnitts 114,
um enge Stumpfstoßverbindung
mit dem Rollenführungsabschnitt 114 zu
haben, wenn ein Drehmoment aufgebracht wird.
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Zwischen
einer zylindrischen äußeren Umfangsfläche 135 der
inneren Rolle 131 und einer zylindrischen inneren Umfangsfläche 136 der äußeren Rolle 132 ist
eine Mehrheit von Nadelrollen 137 zwischengeschaltet. Insbesondere
ist ein Halter 138 über
einen ganzen Umfang, entlang beider Enden der zylindrischen inneren
Umfangsfläche 136 der äußeren Rolle 132,
vorgesehen und die Nadelrollen 137 sind im Halter 138 rollend
und in einer axialen Richtung geringfügig bewegbar untergebracht.
Eine derartige Anordnung lässt
relative Rotation und relative Bewegung in Richtung des Drehzapfens
zwischen der inneren Rolle 131 und der äußeren Rolle 132 zu.
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In
den zugehörigen
Zeichnungen bezeichnet die Zahl 140 eine Manschette, die
an die Mundpartie 111 des äußeren Gelenkbauteils 110 an
eine Endpartie und an eine Welle S montiert ist, die sich aus dem inneren
Gelenkbauteil 120 an der anderen Endpartie erstreckt, um
einen inneren Bereich des Gelenks abzudichten. Die Manschette 140 ist
eine balgförmige Komponente,
die aus einem elastischen Material, wie einem Gummi oder einem Synthetikharz,
hergestellt ist und die Endpartien mit einem Manschettenband 141, 142 befestigt
sind. Die Montagepartie 143 der Manschette 140,
die mit dem äußeren Gelenkbauteil 110 in
Eingriff zu bringen ist, weist generell dasselbe innere Umfangsprofil
wie das äußere Umfangsprofil des äußeren Gelenkbauteils 110 auf.
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Im
Tripode-Gleichlaufgelenk, gemäß dem oben
angegebenen zweiten Beispiel, ist die untere Partie 115 der
Laufbahnrille in einer flachen Oberfläche gebildet, die zwischen äußeren Endpartien
in einer radialen Richtung des Paars der Rollenführungsabschnitte 114 kommuniziert
und sich näher
einer ebenen Fläche 139 der äußeren Rolle 132 befindet, die
im Rollenführungsabschnitt 114 untergebracht
ist. Folglich wird eine Differenz zwischen dem Innendurchmesser
der mittigen Partie der unteren Partie 115 der Laufbahnrille 115 und
einem maximalen Rotationsdurchmesser R des äußeren Gelenkbauteils 110 größer als
eine Differenz zwischen dem Innendurchmesser der Endpartien der
unteren Partie 115 der Laufbahnrille und einem maximalen
Rotationsdurchmesser R des äußeren Gelenkbauteils 110. Eine
derartige Konfiguration erlaubt Sicherstellen eines Abstands zum
Positionieren der zweiten Partie 117 reduzierter Dicke
eines Rillenprofils auf die äußere Peripherie
des äußeren Gelenkbauteils 110 in
einem Bereich, der dem Ort entspricht, wo die Laufbahnrillen 113 bereitgestellt
sind, was folglich das Gewicht des äußeren Gelenkbauteils 110 reduziert.
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Außerdem erlaubt
Bildung der ersten Partie 116 reduzierter Dicke und der
zweiten Partie 117 reduzierter Dicke in einem Rillenprofil
das Erzielen einer erwünschen
Dickenreduzierung, während
eine ausreichende Umfangslänge
der Partie 111a des maximalen Rotationsdurchmessers des äußeren Gelenkbauteils 110 sichergestellt
wird. Ein Mechanismus, der axiale Positionsverschiebung der Montagepartie
zwischen dem äußeren Gelenkbauteil 110 und der
Manschette 140 verhindert, kann nur an der Partie 111a maximalen
Rotationsdurchmessers des äußeren Gelenkbauteils 110,
vom Standpunkt der Reduzierung der Herstellungskosten, bereitgestellt
werden. Dennoch lässt
sich die Retentionsfähigkeit
der Manschette 140 verbessern, da eine ausreichende Umfangslänge der
Partie maximalen Rotationsdurchmessers befestigt werden kann.
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Indem
weiter die erste Partie 116 reduzierter Dicke und die zweite
Partie 117 reduzierter Dicke so bereitgestellt werden,
dass sie abwechselnd in einer Umfangsrichtung an Positionen ausgerichtet
sind, die den Umfang des äußeren Gelenkbauteils 110 in sechs
gleiche Partien teilen, gewährt
dies dem äußeren Gelenkbauteil 110 ein
symmetrisches Profil, was dazu dient, die Rotation des Tripode-Gleichlaufgelenks
zu stabilisieren.
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Weiter
führt die
Bildung der ersten Partie 116 reduzierter Dicke und der
zweiten Partie 117 reduzierter Dicke in generell dem gleichen
Querschnittsprofil, das orthogonal zu einer axialen Linie des äußeren Gelenkbauteils 110 verläuft, zu
höherer
Arbeitsleistung durch Montieren der Manschette 140 an das äußere Gelenkbauteil 110.
Im Besonderen erzielt einfaches Positionieren einer der Partien 111a des maximalen
Rotationsdurchmessers des äußeren Gelenks 110,
um einer der Partien 143a des maximalen Innendurchmessers
der Manschette 140 zu entsprechen, korrekte Montage der
Manschette 140 an das äußere Gelenkbauteil 110,
was einen Betriebsfehler eliminiert.
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Mit
Bezug auf die 14 schwenken, im vorangehenden
Tripode-Gleichlaufgelenk, wenn ein Drehmoment bei einem Betriebswinkel θ aufgebracht wird,
d. h., wenn eine axiale Linie des äußeren Gelenkbauteils 110 und
eine axiale Linie des inneren Gelenkbauteils 120 um den
Winkel θ geneigt
sind, die Drehzapfen 122 entlang den jeweiligen aneinander
passenden Laufbahnrillen 113, wie durch den Pfeil in der 14 angezeigt,
zusammen mit der Rotation des inneren Gelenkbauteils 120.
An diesem Punkt wird die äußere Rolle 132 gegen
die belastete Seite des Rollenführungsabschnitts 114 gedrückt durch
die Drehzapfen 122 und pendelt entlang der Laufbahnrille 113,
wobei sie auf der belasteten Seite des Rollenführungsabschnitts 114 rollt.
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Wenn
der Drehzapfen 122 entlang der Laufbahnrille 113 schwenkt,
rotiert die innere Rolle 131 drehgelenkig in Bezug auf
den Drehzapfen 122, wodurch eine Reibungskraft gegen den
Drehzapfen 122 generiert wird. Die Reibungskraft wird über die
innere Rolle 131 an die äußere Rolle 132 übertragen,
durch dass ein Spin-Moment M1 generiert
wird, um eine Neigung ϕ1(ωt) der äußeren Rolle 132 in
einem axialen Querschnitt des äußeren Gelenkbauteils 110 zu ändern.
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Die
Schwenkbewegung des Drehzapfens 122 entlang der Laufbahnrille 113 verschiebt
außerdem
eine Position der Frontend-Partie des Drehzapfens 122 in
Bezug auf das äußere Gelenkbauteil 110 in
einer radialen Richtung. In diesem Moment wird, wie in der 15 gezeigt,
eine Angriffslinie einer Kraft F2, die der
inneren Rolle 131 vom Drehzapfen 122 aufgelastet
wird, in Bezug auf eine Angriffslinie einer Kraft F1 versetzt,
die der äußeren Rolle 132 von der
belasteten Seite des Rollenführungsabschnitts 114 aufgelastet
wird, was ein Spin-Moment M2 generiert,
um eine Neigung ϕ2(ωt) der äußeren Rolle 132 in
einem Querschnitt orthogonal zu einer axialen Linie des äußeren Gelenkbauteils 110 zu ändern.
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Normalerweise
werden die Spin-Momente M1, M2 gleichzeitig
generiert und die Neigungen ϕ1(ωt), ϕ2(ωt) der Rollenbaugruppe 132 ändern sich mit
der Zeit in Abhängigkeit
von der Gebrauchsumgebung und dem Rotationsphasenwinkel des inneren Gelenkbauteils 120.
Aber bei Übertragung
eines relativ großen
Drehmoments, wie beispielsweise in einem Antriebssystem eines Automobils,
bewirken die Spin-Momente M1 und M2, dass sich die äußere Rolle 132 um
einen großen
Winkel neigt. Wenn die äußere Rolle 132 zum
größten Teil
geneigt ist, kommt die äußere Rolle 132 mit
der unbelasteten Seite des Rollenführungsabschnitts 114 in
Kontakt, somit wird der Rollwiderstand der äußeren Rolle 132 erhöht. Dies bewirkt
eine übermäßige Reibungskraft
innen im Gelenk, was zu einer Erhöhung an tertiärer axialer
Rotationskraft führt.
Derartige Axialkraft ruft häufig Schwingung
("Schütteln bzw.
Rütteln" genannt) des Fahrzeugs
hervor, indem das Tripode-Gleichlaufgelenk eingebaut ist.
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Im
vorangehenden Tripode-Gleichlaufgelenk ist die untere Partie 115 der
Laufbahnrille in einer flachen Oberfläche gebildet, die zwischen
den Endpartien des Paars der Rollenführungsabschnitte 114 kommuniziert
und sich nahe einer ebenen Fläche 139 der äußeren Rolle 132 befindet,
die im Rollenführungsabschnitt 114 untergebracht
ist. Folglich wird, obwohl die äußere Rolle 132 in
Bezug auf die untere Partie 115 der Laufbahnrille Neigung
erhält,
wenn ein Drehmoment aufgebracht wird, die ebene Fläche 139 der äußeren Rolle
durch die untere Partie 115 der Laufbahnrille gestützt und
dadurch wird die äußere Rolle 132 zurückgehalten,
sich weiter in Bezug auf die untere Partie 115 der Laufbahnrille
zu neigen. Dies hält
die äußere Rolle 132 und
die unbelastete Seite des Rollenführungsabschnitts 114 davon
ab einander zu kontaktieren, was den Rollwiderstand der äußeren Rolle 132 minimiert.
Folglich lässt
sich die Generierung der Reibungskraft im Gelenk unterdrücken und
die tertiäre
axiale Rotationskraft kann reduziert werden.
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Indem
jetzt auf die 16 und 17 Bezug genommen
wird, wird hiernach ein Tripode-Gleichlaufgelenk
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Tripode-Gleichlaufgelenk
gemäß der dritten
Ausführungsform
unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform, indem, wie in der 16 gezeigt,
ein Entlastungsabschnitt 125 mit einem kleineren Durchmesser,
als die innere Umfangsfläche 133 der
inneren Rolle 131 auf einem Drehmoment aufbringenden Bereich
des Drehzapfens 122 des inneren Gelenkbauteils 120 vorgesehen
ist. Da die restlichen Partien der Struktur dem oben beschriebenen
zweiten Beispiel ähnlich
sind, bezieht sich die folgende Passage in erster Linie auf diesen
Unterschied.
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Der
zurückstehende
Abschnitt 125 entspricht, wie in der 16 gezeigt,
einem Drehmoment aufbringenden Bereich des Drehzapfens 122 des
inneren Gelenkbauteils 120, ist aber teilweise in einem
kleineren Durchmesser als die innere Umfangsfläche 133 der inneren
Rolle gebildet. In dieser Ausführungsform
steht der Drehmoment aufbringende Bereich für die sphärische Partie 124.
Während die
sphärische
Partie 124 für
sphärische
Passung mit der inneren Umfangsfläche 133 der inneren
Rolle beabsichtigt ist, dient die Bereitstellung des zurückstehenden
Abschnitts 125 in einer Partie der sphärischen Partie 124 dazu
eine Interferenzspanne zu reduzieren, wenn die innere Rolle 131 auf
den Drehzapfen 122 montiert wird, um somit eine elastische Verformung
der inneren Rolle 131 zu reduzieren oder zu eliminieren.
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Mit
Bezug auf die 17 befindet sich der zurückstehende
Abschnitt 125 in einem Bereich, der eine Rippe 126 einschließt, die
entlang einer Trennfuge des Schmiedeprozesses der sphärischen
Partie 124 gebildet ist. Vorausgesetzt der zurückstehende Abschnitt 125 entlang
der Schmiedetrennfuge an der sphärischen
Partie 124 lässt
die Rippe 126 aus einer Position hervorstehen, die weiter
innen von der inneren Umfangsfläche 133 der
inneren Rolle liegt. Indem die Rippe 126 so positioniert
wird, dass sie nicht die innere Umfangsfläche 133 der inneren
Rolle erreicht, eliminiert die Notwendigkeit die Rippe 126 zu
entfernen, was zulässt
die kaltgeschmiedeten Drehzapfen ohne irgendwelche weitere Oberflächenbehandlung zusammenzubauen,
wodurch Herstellungskosten reduziert werden.
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Der
zurückstehende
Abschnitt 125 könnte
in verschiedenen Profilen gebildet sein, unter denen, wie in der 17 gezeigt,
eine bevorzugte Art ist, den Drehzapfen so zu formen, dass ein orthogonal verlaufendes
Querschnittsprofil eine duale sphärische Partie umfasst. Insbesondere
ist es vorzuziehen einen Radius r0 der dualen sphärischen
Partie des zurückstehenden
Abschnitts 125 in einen Bereich von R0/2 < r0 < R0 einzustellen,
wo R0 einen Krümmungsradius der inneren Umfangsfläche 133 der
inneren Rolle bezeichnet. In diesem Fall befindet sich der Kontaktpunkt
zwischen der sphärischen
Partie 124 und der inneren Rolle 131 an zwei Punkten, die
in Bezug auf die Trennfuge des Drehzapfens 122 symmetrisch
positioniert sind. Wenn ein Drehmoment aufgebracht wird und sich
dadurch die sphärische
Partie 124 und/oder die innere Rolle 131 eine elastische
Verformung zuzieht, bewegt sich die Kontaktschnittstelle zwischen
der sphärischen
Partie 124 und der inneren Rolle 131 (einem generell
elliptischen Bereich) kontinuierlich entlang des zurückstehenden
Abschnitts 125. Demzufolge kann eine Beanspruchung davon
abgehalten werden, sich im Rand des zurückstehenden Abschnitts 125 zu
konzentrieren, was zu verbesserter Haltbarkeit bzw. Lebensdauer
des Drehzapfens 122 führt.
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Andererseits
kontaktieren die sphärische Partie 124 und
die innere Rolle 131 einander, infolge der Bereitstellung
des zurückstehenden
Abschnitts 125 in der sphärischen Partie 124, über zwei
Punkte, die in Bezug auf die Rippe 126 symmetrisch positioniert
sind, was eine Zunahme an Reibungskraft zwischen der sphärischen
Partie 124 und der inneren Rolle 131 auf sich
zieht. So eine Zunahme an Reibungskraft führt zu einer Zunahme an Spin-Moment M1, was bewirkt, dass sich die Rollenbaugruppe 130 neigt.
Aber die Neigung der Rollenbaugruppe 130 wird in Bezug
auf die untere Partie 115 der Laufbahnrille, trotz der
Zunahme an Spin-Moment M1, ungeachtet eines
jeweiligen Rotationsphasenwinkels des inneren Gelenkbauteils 120,
im Wesentlichen konstant gehalten. Folglich wird die im Gelenk generierte Reibungskraft
stabilisiert und daher deren übermäßige Zunahme
unterdrückt
und kann, ungeachtet der Änderungen
des Rotationsphasenwinkels des inneren Gelenkbauteils 120,
verhindert werden.
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Indem
jetzt auf die 18 Bezug genommen wird, wird
ein Tripode-Gleichlaufgelenk gemäß einer vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Tripode-Gleichlaufgelenk
gemäß der sechsten
Ausführungsform
werden, wie in der 18 gezeigt, die äußere Umfangsfläche 134 der äußeren Rolle
und der Rollenführungsabschnitt 114 gebildet,
um dazwischen eine lichte Weite δ1(mm) breiter als 0,03/A zu definieren, wobei
A = r1/R1, wenn ein
Drehmoment aufgebracht wird und die ebene Fläche 139 der äußeren Rolle
und die untere Partie 115 der Laufbahnrille 15 werden
gebildet dazwischen eine lichte Weite δ2(mm) breiter als 0,15 × A zu definieren,
wobei r1 der Generatrixkrümmungsradius
der äußeren Umfangsfläche 134 der äußeren Rolle
ist; und R1 ist der äußere Radius der äußeren Rolle 132. In
der sechsten Ausführungsform,
wird auf das Tripode-Gleichlaufgelenk der vierten Ausführungsform
für die
Anwendung der lichten Weiten δ1, δ2 Bezug genommen, aber es ist selbstverständlich,
dass eine solche Konfiguration ebenso auf das Tripode-Gleichlaufgelenk
der dritten Ausführungsform
zutrifft.
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Für das Tripode-Gleichlaufgelenk
gemäß der vierten
Ausführungsform
ist eine Beziehung zwischen einer Ringförmigkeit A(= r1/R1), repräsentiert durch
ein Verhältnis
des Generatrixkrümmungsradius
r1 in Bezug auf den äußeren Radius R1 der äußeren Rolle 132 und
verschiedene Neigungen der äußeren Rolle 132 im
Innern der Laufbahnrille 113 fokussiert worden, um die
lichte Weite δ1 zwischen der äußeren Umfangsfläche 134 der äußeren Rolle
und der unbelasteten Seite des Rollenführungsabschnitts 114,
sowie die lichte Weite δ2 zwischen der ebenen Fläche 139 der äußeren Rolle
und der unteren Partie 115 der Laufbahnrille zu bestimmen.
Im Besonderen, wenn die Ringförmigkeit
A kleiner ist, wird die äußere Rolle 132 um
einen größeren Winkel
in einem Querschnitt senkrecht zu einer Axiallinie des äußeren Gelenkbauteils 110 geneigt
und die äußere Umfangsfläche 134 der äußeren Rolle
und die unbelastete Seite des Rollenführungsabschnitts 114 kontaktieren
einander leichter, wogegen in einem Querschnitt, der eine Axiallinie
des äußeren Gelenkbauteils 110 einschließt, eine
Rückstellkopplung
M3 (Ref. 14), die
gegensätzlich
zum Spin-Moment M1 wirkt, dazu neigt generiert
zu werden, was die ebene Fläche 139 der äußeren Rolle
hindert, die untere Partie 115 der Laufbahnrille zu kontaktieren.
Im Gegensatz wird, wenn die Ringförmigkeit A größer ist,
die äußere Rolle 132 um
einen größeren Winkel
in einem Querschnitt geneigt, der eine Axiallinie des äußeren Gelenkbauteils 110 einschließt und die
ebene Fläche 139 der äußeren Rolle
und die untere Partie 115 der Laufbahnrille kontaktieren
einander leichter, wogegen in einem zur Axiallinie des äußeren Gelenkbauteils 110 senkrechten
Querschnitt die Neigung durch das Spin-Moment M2 unterdrückt wird
und die äußere Umfangsfläche 134 der äußeren Rolle
und die unbelastete Seite des Rollenführungsabschnitts 114 daran
gehindert werden einander zu kontaktieren.
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Auf
solchen Ergebnissen beruhend wird die, zwischen der äußeren Umfangsfläche 134 der äußeren Rolle
und der unbelasteten Seite des Rollenführungsabschnitts 114 produzierte
lichte Weite δ1, wenn ein Drehmoment aufgebracht wird,
in dieser Ausführungsform
so eingestellt, dass sie in einem Bereich von δ1 > 0,03/A liegt. Mit
anderen Worten, die lichte Weite δ1 wird umgekehrt proportional zur Ringförmigkeit
A eingestellt. Folglich werden die äußere Umfangsfläche 134 der äußeren Rolle
und die unbelastete Seite des Rollenführungsabschnitts 114 inhibiert
einander in einem maximalen Ausmaß oder völlig, trotz einer Variation
der Ringförmigkeit
A der äußeren Rolle 132,
zu kontaktieren und daher wird Generierung der Reibungskraft im
Innern des Gelenks unterdrückt.
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Außerdem wird,
in dieser Ausführungsform, die,
zwischen der ebenen Fläche 139 der äußeren Rolle
und der unteren Partie 115 der Laufbahnrille produzierte,
lichte Weite δ2 eingestellt in einem Bereich δ2 > 0,15 × A zu liegen,
d. h., die lichte Weite δ2 wird eingestellt, proportional zur Ringförmigkeit
A zu sein. Folglich wird eine Kontaktkraft zwischen der ebenen Fläche 139 der äußeren Rolle
und der unteren Partie 115 der Laufbahnrille, trotz einer
Variation der Ringförmigkeit
A der äußeren Rolle 132,
gelindert und daher wird Generierung der Reibungskraft im Innern
des Gelenks unterdrückt.
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Somit
erlaubt angemessene Einstellung der lichten Weiten δ1, δ2 gemäß der Ringförmigkeit
A der äußeren Rolle 132 weiteres
Reduzieren der tertiären axialen
Rotationskraft, wodurch die Schüttel-/Rüttelunterdrückungswirkung
und Rotationslebensdauer weiter verbessert werden. Außerdem ist
es vorzuziehen die Ringförmigkeit
A der äußeren Rolle 132 in
einem Bereich von 0,475 ≤ A < 1 einzustellen.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung auf der Grundlage verschiedener Ausführungsformen
beschrieben worden ist, soll verstanden werden, dass die vorliegende
Erfindung nicht auf die vorangehenden Ausführungsformen beschränkt ist,
sondern, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden könnten, ohne
vom Umfang der vorliegenden Erfindung, wie durch die angehängten Patentansprüche definiert,
abzuweichen.
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Um
einige Beispiele auszuführen,
könnte, obwohl
die erste Partie 116 reduzierter Dicke und die zweite Partie 117 reduzierter
Dicke in den vorangehenden Ausführungsformen
generell im gleichen Querschnittsprofil gebildet sind, das Querschnittsprofil
voneinander verschieden sein. Im Besonderen könnte, wie in der 19(A) gezeigt, die zweite Partie 117 reduzierter
Dicke gebildet werden enger als die erste Partie 116 reduzierter
Dicke zu sein und die zweite Partie 117 reduzierter Dicke
könnte
flacher an Rillentiefer als die erste Partie 116 reduzierter
Dicke gemacht werden. Aber in diesem Fall könnte die Arbeitsleistung beim
Anbringen der Manschette 140 an das äußere Gelenkbauteil 110 herabgesetzt
werden. Außerdem
könnte,
wie in der 19(B) gezeigt, die zweite
Partie 117 reduzierter Dicke in einem unterschiedlichen
Querschnittsprofil, wie beispielsweise einer rechteckigen Aussparung
statt einer gekrümmten
Aussparung, gebildet werden. In diesem Fall besteht die Neigung,
obwohl das Gewicht des Tripode-Gleichlaufgelenks reduziert werden
kann, während
ausreichende Retentionsfähigkeit
der Manschette 140 sichergestellt wird, eine lichte Weite
zwischen dem äußeren Gelenkbauteil 110 und
der Manschette 140 zu produzieren, wenn die Manschette 140 an
das äußere Gelenkbauteil 110 angebracht wird,
wodurch die Dichtwirkung des Gelenks herabgesetzt werden könnte.
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In
den vorangehenden Ausführungsformen werden
dem Rollenführungsabschnitt 114 und
der äußeren Umfangsfläche 134 der äußeren Rolle
ein generell gleicher Generatrixkrümmungsradius gegeben, um einander
eng zu kontaktieren, aber der Rollenführungsabschnitt 114 könnte in
einem gotischen Bogenprofil gebildet werden, um einen Winkelkontakt zwischen
der äußeren Umfangsfläche 134 der äußeren Rolle
und dem Rollenführungsabschnitt 114 zu erzielen.
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Ebenso
könnte,
obwohl der Halter 138, der die Nadelrollen 137 hält, in den
vorangehenden Ausführungsformen
integral mit der äußeren Rolle 132 gebildet
ist, der Halter 138 separat gefertigt und danach an die äußere Rolle 132 angebracht
werden. Weiter könnte
der Halter 138 an der inneren Rolle 131 anstatt
an der Rolle 132 bereitgestellt werden.