EP2288818A1 - Tripodegelenk für kardanwelle eines kfz sowie kardanwelle - Google Patents

Tripodegelenk für kardanwelle eines kfz sowie kardanwelle

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Publication number
EP2288818A1
EP2288818A1 EP09753958A EP09753958A EP2288818A1 EP 2288818 A1 EP2288818 A1 EP 2288818A1 EP 09753958 A EP09753958 A EP 09753958A EP 09753958 A EP09753958 A EP 09753958A EP 2288818 A1 EP2288818 A1 EP 2288818A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tripod joint
tripod
shaft
joint
motor vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09753958A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Neunzig
Luis Hoeks
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Neapco Europe GmbH
Original Assignee
Neapco Europe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Neapco Europe GmbH filed Critical Neapco Europe GmbH
Publication of EP2288818A1 publication Critical patent/EP2288818A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/202—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
    • F16D3/205—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part
    • F16D3/2055—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part having three pins, i.e. true tripod joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D2001/103—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially the torque is transmitted via splined connections

Definitions

  • the present invention is a novel use of a known tripod joint, a tripod joint for the propeller shaft of a rear-wheel drive vehicle and a propeller shaft for a. rear-wheel drive vehicle, which is based on a tripod joint according to the invention.
  • Drive shafts are used to transmit a drive torque generated by a drive engine, for example an internal combustion engine, to drive wheels of a motor vehicle.
  • a cardan shaft such waves are usually referred to transmit the drive torque in the longitudinal direction of the vehicle.
  • Widely used is a configuration in which the internal combustion engine of the motor vehicle is arranged in the front region, but the drive torque of the internal combustion engine is transmitted via the rear wheels to the ground.
  • a propeller shaft extends between the output shaft of the transmission of the motor vehicle, which is usually also arranged in the front region of the motor vehicle, to a rear differential, with the two output shafts, the two driven rear wheels of the motor vehicle are rotatably connected.
  • Cardan shafts are also used in all-wheel drive vehicles, in which the drive motor of the motor vehicle can be arranged both in the front and in the rear area.
  • propeller shafts must be designed to compensate for at least one variable parallel offset between the output shaft of the transmission and the input shaft of the rear differential.
  • This resilient suspension usually still requires a length compensation within the propeller shaft.
  • propeller shafts which comprise two universal joints, of which the first universal joint to the output shaft of the transmission and the second universal joint are connected to the input side of the rear differential. Between the universal joints extends a connecting shaft, in which a device for length compensation can be integrated.
  • ball joints are used instead of two universal joints, wherein on the transmission side, for example, a spherical handle is used by the cross-groove type, which also offers the possibility of a limited length compensation in addition to an angle compensation.
  • a ball joint without length compensation can be used, for example a ball joint of the Rzeppa type.
  • a rigid connecting shaft in which no device for length compensation must be integrated because the cross-groove joint already has the ability to compensate for length.
  • Object of the present invention is therefore to provide a rotary joint, which has a particular suitability for use in a propeller shaft of a motor vehicle.
  • a low-cost propeller shaft to be specified with advantageous tracking characteristics for a motor vehicle.
  • An inventive tripod joint for the cardan shaft of a motor vehicle comprises a tripod star, which forms a plurality of cylindrical pins with a round cross section. Furthermore, it comprises a plurality of roller bearings, for example with a cylindrical inner ring, which are supported by the pins of the tripod star. The bearings are displaceable on the pins of the tripod in the direction of the respective pin axis. Finally, the tripod joint comprises a tulip (ie an outer joint) which has a plurality of axially extending raceways. In each raceway each supported by a pin bearing is mounted displaceably in the axial direction.
  • the shape of the raceway and the outer ring of the bearing guided to it are adapted to each other, that the rolling bearing in the raceway continue can perform a Abwi ⁇ kelmos.
  • this bending movement is typically limited to a critical angle of 15 °, often also to significantly lower values such as 10 ° or even 5 °.
  • the tripod star is non-rotatably connected to an intermediate shaft, wherein the intermediate shaft has a first connection piece for connecting a drive or output shaft.
  • the tulip is rotatably connected to a second connector, which in turn is provided for connection to a drive or output shaft.
  • the intermediate shaft via the first connector rotatably connected to the output shaft of the engine-side transmission of the motor vehicle.
  • the tulip in contrast, can be non-rotatably connected via the second connecting piece to a connecting shaft, which can extend, for example, directly to a rear differential of the motor vehicle.
  • the tripod joint according to the invention can be integrated in the simplest way in a multi-component cardan shaft and has excellent synchronization properties. It is mechanically simple and therefore inexpensive to manufacture. Nevertheless, its synchronous characteristics are so good that the generation of disturbing noises or vibrations can be safely avoided even at high speeds / speeds.
  • first connector of the tripod joint according to the invention is releasably connected to intermediate shaft, for example via splines.
  • second connector may also be releasably connected to the tulip, again, a connection via splines is advantageous.
  • mountability or interchangeability of the tripod joint according to the invention when the tripod star is in turn releasably connected to the intermediate shaft, which also rotatable connection can be advantageously realized via splines.
  • the intermediate shaft will be formed as a solid shaft, a training as a hollow shaft is also conceivable and has weight technical advantages.
  • the first connecting piece may be formed integrally with the intermediate shaft, for example, forged or formed by forming such as kneading.
  • this has a shaft portion which forms a bearing seat on which a roller bearing for pivotal mounting of the tripod joint on the motor vehicle is arranged, for example, for pivotal mounting within the housing of the motor (shift or automatic transmission.
  • this section of shaft can be formed on the intermediate shaft of the tripod joint or on a wave extension of the tulip
  • the detachable connection of the first connection piece and / or the tripod star with the intermediate shaft and the second connection piece with the tulip has a positive effect easy mounting of the bearing is given on the bearing seat.
  • the vibration behavior of the tripod joint according to the invention or of a propeller shaft realized using the tripod joint can continue be positively influenced if between the tripod joint and motor vehicle in the region of the rolling bearing, a vibration damping element is arranged based for example on a rubber-elastic material.
  • a rubber disc or a hardy disc may be mentioned here.
  • the tripod joint allows an angling of at least 3 °, preferably 5 °, but in particular up to 10 °. In most cases, however, an angling of a maximum of 5 ° is sufficient.
  • the tripod joint should have a torque capacity of at least 750 Nm, preferably of 1,500 Nm and in particularly high-drive vehicles of up to 2,500 Nm. As a rule, however, a torque capacity of 1,500 Nm is sufficient.
  • the tripod joint should also be designed to be capable of operating up to speeds of at least 5,000 rpm "1 , preferably up to at least 7,500 minutes " 1 .
  • a length compensation capability of at least 10 mm, but preferably up to 20 mm can be provided for special applications, a length compensation of up to 30 mm can be realized, for example in off-road vehicles
  • the entire length compensation range given can be easily realized by means of the indicated tripod joint construction according to the invention
  • a pull-out lock can be provided, which is a falling apart of the tripod joint, for example, during assembly of nachfo Ling described in more detail propeller shaft according to the invention or in their operation in a motor vehicle safely prevented.
  • An inventive propshaft for a rear axle driven motor vehicle for transmitting a drive torque in the longitudinal direction of the motor vehicle comprises a tripod joint according to the invention and a connecting shaft which extends between the tripod joint and, for example, a rear differential.
  • the first connection piece of the tripod joint for connection to a mo- gate-side manual or automatic transmission or transfer case and the second connector of the tripod joint provided for connection to the connecting shaft, or vice versa.
  • a propeller shaft according to the invention may comprise a further rotary joint which is arranged between the connecting shaft and the rear axle differential.
  • a hinge can be, for example, another tripod joint, a ball joint of, for example, the Rzeppa or cross-groove type, a cardan joint or else a hardy disk.
  • the connecting shaft is designed as a hollow shaft.
  • the connecting shaft is advantageously welded to the first or second connecting piece of the tripod joint via a welded seam.
  • common welding methods can be used, in particular a welding by means of laser welding is suitable.
  • a tripod joint with a tripod star, which forms a plurality of cylindrical pin with a round cross section.
  • the tripod joint comprises a plurality of rolling bearings, e.g. with a cylindrical inner ring, which are supported by the pins of the Tripodesterns and are displaceable thereon in the direction of the respective pin axis.
  • the tripod joint comprises a tulip, i. an outer joint having a plurality of axially extending raceway. In each raceway each supported by a pin bearing is mounted displaceably in the axial direction.
  • the outer rings of the bearings and the shape of the raceways are adapted to each other so that the bearings run in the raceway can continue to make a Abwinkelterrorism. Protection is claimed for a use of such a tripod joint for transmitting a drive torque from a drive motor of a motor vehicle to the drive wheels in the longitudinal direction of the motor vehicle by means of a cardan shaft.
  • FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of a tripod joint according to the invention.
  • FIG 3 is a sectional view of a third embodiment of a tripod joint according to the invention.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a tripod joint 10 according to the invention for a propshaft 1.
  • the installation position of the tripod joint 10 is indicated by arrows indicating the position of the rear differential in the motor vehicle and the motor-side shift transmission, on the other hand imply
  • the tripod joint 10 comprises a tulip 12, i. an outer joint, in which three running in the direction of rotation of the tripod joint 10 raceways 20 are formed.
  • these raceways 20 run in the axial direction of bearings 16, which are supported by the three pins 18 of the inside of the tulip 12 arranged Tripodesterns 14.
  • the rolling bearings 30 in the illustrated embodiment only an outer ring 30 and a plurality of needles 32, the inner race of the rolling bearing 16 is formed by the cylindrical outer surface of the pins 18 of the tripod star 14 itself.
  • the outer ring 30 of the rolling bearing 16 along the pin axis of the pin 18 carrying it is displaceable.
  • the sliding movement of the rolling bearing 16 on the pin 18 of the tripod star 14 is limited by a arranged on the outer end of the pin 18 locking member 33 to prevent disintegration of the bearings 16 during assembly of the tripod joint 10.
  • the blocking element 33 for example, consist of a stamped sheet metal part.
  • the shape of the raceways 20 and the outer surface of the outer rings 30 is adapted to each other so that the outer rings 30 in the raceways 20 not only in the direction of the axis of rotation of the tripod joint 10, that can move in the longitudinal direction. Rather, a limited tilting movement of the outer rings 30 in the raceways 20 is additionally possible.
  • This will be an angled Rotary movement of the Eina ⁇ gsseite the tripod joint 10 against the output side up to a maximum Abknickwinkel possible.
  • This maximum bending angle is typically in the range of a maximum of 10 °, in the embodiment shown, it is preferably about 5 °.
  • the Tripodestern 14 is supported by an intermediate shaft 22, with which it is rotatably connected via splines 24. Furthermore, the tripod star 14 is secured on the intermediate shaft 22 via a securing clip 34, wherein the securing clip 34 can be actuated for mounting or dismounting via windows in the tulip 12 (not shown).
  • the interior of the tulip 12 with the rolling bearings 16 arranged therein is protected against the ingress of soiling by means of a sleeve 26 which is fixed by means of clamps 36 both on the outer circumference of the tulip 12 and on the outer periphery of the intermediate shaft 22. Furthermore, the sleeve 26 forms an integrally formed pull-out barrier 28, whose inner diameter is smaller than the inner diameter of the raceways 20.
  • the outer rings 30 of the rolling bearing 16 are at a withdrawal of the intermediate shaft 22 with it fixed Tripodestern 14 from the interior of the tulip 12 to the plant the pull-out lock 28 arrive, whereby their movement is limited.
  • the pull-out shutters 28 are formed of the same material as the sleeve 26, with this material being e.g. can be an oil-resistant synthetic rubber. Furthermore, it is possible to increase the pull-out forces a metal insert, not shown in Figure 1, e.g. in the form of a rigid part into the sleeve 26 or the pull-out lock 28.
  • the intermediate shaft 22 forms a first connection piece 40.
  • the transmission-side end of a connecting shaft 50 designed as a hollow shaft is welded, for example by means of a laser welding method.
  • the connecting shaft 50 may, for example, be connected to a suitable fitting of a Rzeppa-type ball joint, but it may also be connected directly to the input shaft or shaft a gear engaging in the ring gear of a Schuachsdifferentials rotatably connected, for example by means of welding or splines.
  • the tulip 12 of the tripod joint 10 forms a wave extension 13 at its end remote from the drive, whose outer circumferential surface is provided with splines 44.
  • a second connector 42 is pushed, which has internal complementary splines 44, so that there is a rotationally fixed connection between the second connector 42 and the shaft extension 13 of the tulip 12.
  • Both the second connecting piece 42 and the shaft extension 13 have a through hole 15, which can be used to secure the second connecting piece 42 by screwing on the shaft extension 13.
  • the through-bore 15 opens into the interior of the tulip 12 and widens there to form a cylindrical centering receptacle, which is intended to serve for a post-processing of the tulip 12 as a receptacle.
  • a turning of the outer peripheral surface of the tulip 12 for example, after finishing of the raceways 20 may be useful to reduce any remaining imbalance of the tulip 12 about the axis of rotation of the tripod joint 10.
  • the second connecting piece 42 is connected to the output shaft 60, for example, a gearbox of the motor vehicle, wherein the output shaft 60, for example by means of a laser welding process with the second connector 42 rotatably and captively connected.
  • the tripod joint 10 according to the invention can also be retrofitted into existing cardan shafts 1 in a simple manner. If a e.g. newly created propeller shaft 1 equipped with a tripod joint 10 according to the invention, so a simple mountability of the propeller shaft 1 is given in the motor vehicle.
  • the tulip 12 of the tripod joint 10 according to the invention is supported via a roller bearing 70 on a stationary component of the motor vehicle, which may be, for example, the transmission housing of a manual or automatic transmission of the motor vehicle.
  • a stationary component of the motor vehicle which may be, for example, the transmission housing of a manual or automatic transmission of the motor vehicle.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a tripod joint 10 according to the invention, the structure of the tripod joint 10 with respect to the tulip 12 and the tripod star 14 corresponding to the construction of the tripod joint 10 according to the first exemplary embodiment. Therefore, only the differences between the first and second embodiments will be discussed.
  • the tripod joint 10 according to the second embodiment differs substantially only with respect to the second connector 42 from the structure of the tripod joint 10 according to the first embodiment.
  • the tulip 12 of the tripod joint 10 according to the second embodiment 42 has a shaft extension 13 which is provided on the outside with splines 44.
  • splines 44 engage positively in a complementary formed splines on the inner circumference of a central recess in the second connector 42, whereby a rotationally fixed connection between the tulip 12 and the second connector 42 is made.
  • the second connector 42 is secured to the shaft extension 13 by means of a securing clip 46, which engages in a (not designated) groove on the outer end of the shaft extension 13.
  • This safety clip 46 can be released using a suitable special tool, which is passed through not shown in Figure 2 window in the output shaft 60. Since in the aforementioned construction securing of the second connecting piece 42 on the shaft extension 13 by means of screw connection is not required, the shaft extension 13 can also be designed as a solid shaft.
  • third embodiment of a tripod joint 10 according to the invention corresponds to the structure of the tripod joint 10 shown here with respect to the tulip 12 and the Tripodestern 14 that of the tripod joint 10 according to the first embodiment.
  • the changes essentially relate to the type of rotary mounting of the tripod joint 10 on the motor vehicle, the installation position of the tripod joint 10 in the motor vehicle, and the connection of the connecting shaft 50 and the output shaft 60 to the first and second connecting pieces 40 and 42.
  • the mounting position of the tripod joint 10 is changed in the third embodiment by 180 ° relative to the mounting position according to the first two embodiments. Accordingly, now the intermediate shaft 22 is rotatably supported via a roller bearing 70 on the motor vehicle.
  • the intermediate shaft 22 forms a bearing seat 72, on which the roller bearing 70 can be pushed.
  • the roller bearing 70 is mounted on the intermediate shaft 22 prior to assembly of the tripod star 14.
  • the rolling bearing 70 is enclosed in an elastomeric disk 74 in the third embodiment shown, which in turn is held in a mechanical support, for example in the housing of the gearbox of the motor vehicle (not shown). The insertion of this elastomeric disk 74 ensures a vibration-decoupling of the tripod joint 10 from the motor vehicle and thus reduces the generation of unwanted noise and vibrations in the motor vehicle.
  • the tripod joint 10 is now connected with its first connector 40, which is formed on the intermediate shaft 22, with the output shaft 60 of the example of the transmission of the motor vehicle, for example by means of laser welding.
  • the tulip 12 On the output side, the tulip 12 in turn forms a second connecting piece 42, on which the connecting shaft 50 is plugged.
  • the connecting shaft 50 is non-rotatably connected to the second connecting piece 42 or the tulip 12, for example, by means of welding via a laser welding method.
  • the connecting shaft 50 is always formed as a hollow shaft, it is finally pointed out that the connecting shaft 50 can of course also be designed as a solid shaft.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tripodegelenk 10 für die Kardanwelle 1 eines Kraftfahrzeugs, welches einen Tripodestern 14 umfasst, der eine Mehrzahl von Zapfen 18 mit z. B. rundem Querschnitt ausbildet. Eine Mehrzahl von Wälzlagern 16 wird von den Zapfen 18 des Tripodesterns 14 getragen und sind auf diesen in Richtung der jeweiligen Zapfenachse verschieblich sind. Ein Außengelenk 12 weist eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Laufbahnen, in denen jeweils ein von einem Zapfen 18 getragenes Wälzlager 16 in Längsrichtung verschieblich gelagert ist. Die Wälzlager 16 können in der Laufbahn 20 jeweils weiterhin eine Abwinkelbewegung ausführen können. Der Tripodestern 14 ist drehfest mit einer Zwischenwelle 22 verbunden, die ein erstes Anschlussstück 40 zum Anschluss an eine Antriebs- oder Abtriebswelle 60 aufweist. Weiterhin ist die Tulpe 12 drehfest mit einem zweiten Anschlussstück zum Anschluss an eine Antriebs- oder Abtriebswelle 60 verbunden.

Description

Bezeichnung: Tripodegelenk für Kardanwelle eines Kfz sowie Kardanwelle
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine neuartige Verwendung eines an sich bekannten Tripodegelenks, ein Tripodegelenk für die Kardanwelle eines hinterachsgetriebenen Fahrzeugs sowie eine Kardanwelle für ein z.B. hinterachsgetriebenes Fahrzeug, welche auf einem erfindungsgemäßen Tripodegelenk basiert.
Antriebswellen kommen zur Übertragung eines von einem Antriebs-Motor, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, erzeugten Antriebsmoment auf Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz. Als Kardanwelle werden in der Regel solche Wellen bezeichnet werden, die das Antriebsmoment in Längsrichtung des Fahrzeugs übertragen. Weit verbreitet ist eine Konfiguration, bei der die Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs im Frontbereich angeordnet ist, das Antriebsmoment der Verbrennungskraftmaschine jedoch über die Hinterräder auf den Boden übertragen wird. In dieser Konfiguration erstreckt sich eine Kardanwelle zwischen der Abtriebswelle des Getriebes des Kraftfahrzeugs, welches in der Regel ebenfalls im Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, zu einem Hinterachsdifferential, mit dessen beiden Abtriebswellen die beiden angetriebenen Hinterräder des Kraftfahrzeugs drehfest verbunden sind. Kardanwellen kommen auch in allradgetriebenen Fahrzeugen zum Einsatz, bei denen der Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs sowohl im Front- als auch im Heckbereich angeordnet sein kann.
In der Regel müssen Kardanwellen dazu ausgebildet sein, zumindest einen variablen Parallelversatz zwischen der Ausgangswelle des Getriebes und der Eingangswelle des Hinterachsdifferentials auszugleichen. Je nach Ausführung der Hinterachse kann darüber hinaus auch der Ausgleich eines variablen Abknickwinkels aufgrund der Federbewegungen der federnd aufgehängten Hinterachse erforderlich sein. Diese federnde Aufhängung macht in der Regel weiterhin einen Längenausgleich innerhalb der Kardanwelle erforderlich.
Bekannt sind aus dem Stand der Technik Kardanwellen, welche zwei Kardangelenke umfassen, von denen das erste Kardangelenk mit der Abtriebswelle des Getriebes und das zweite Kardangelenk mit der Eingangsseite des Hinterachsdifferentials verbunden sind. Zwischen den Kardangelenken erstreckt sich eine Verbindungswelle, in die eine Vorrichtung zum Längenausgleich integriert sein kann. In einer verbesserten Ausgestaltung werden anstelle zweier Kardangelenke Kugelgelenke verwendet, wobei auf der Getriebeseite beispielsweise ein Kugelge- lenk vom Crossgroove-Typ verwendet wird, welches neben einem Winkelausgleich auch die Möglichkeit eines begrenzten Längenausgleichs bietet. Hinter- achsseitig kann vorteilhaft ein Kugelgelenk ohne Längenausgleich zum Einsatz kommen, beispielsweise ein Kugelgelenk vom Rzeppa-Typ. In dieser Konfiguration erstreckt sich zwischen den beiden Kugelgelenken eine starre Verbindungswelle, in die keine Vorrichtung zum Längenausgleich mehr integriert werden muss, da das Crossgroove-Gelenk bereits die Fähigkeit zum Längenausgleich aufweist.
Nachteilig an den aus dem Stand der Technik vorbekannten Kardanwellen, die auf der Verwendung von Kardangelenken basieren, ist der konstruktionsbedingt unruhige Lauf der Kardangelenke, welcher sich insbesondere bei höheren Drehzahlen störend auswirkt. Dieser Nachteil kann zwar mit Kardanwellen, die auf Kugelgelenken basieren, vermieden werden, die Kugelgelenke sind hingegen aufwendig in der Fertigung, so dass derartige Antriebswellen Kostennachteile aufweisen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Drehgelenk anzugeben, welches eine besondere Eignung für eine Verwendung in einer Kardanwelle eines Kraftfahrzeugs aufweist. Darüber hinaus soll eine kostengünstig herzustellende Kardanwelle mit vorteilhaften Gleichlaufeigenschaften für ein Kraftfahrzeug angegeben werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Tripodegelenk gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Kardanwelle gemäß Anspruch 17.
Ein erfindungsgemäßes Tripodegelenk für die Kardanwelle eines Kraftfahrzeugs umfasst einen Tripodestern, der eine Mehrzahl von zylindrischen Zapfen mit rundem Querschnitt ausbildet. Weiterhin umfasst es eine Mehrzahl von Wälzlagern z.B. mit zylindrischem Innenring, die von den Zapfen des Tripodesterns getragen werden. Dabei sind die Wälzlager auf den Zapfen des Tripodesterns in Richtung der jeweiligen Zapfenachse verschieblich. Schließlich umfasst das Tripodegelenk eine Tulpe (d.h. ein Außengelenk) die eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Laufbahnen aufweist. In jeder Laufbahn ist jeweils ein von einem Zapfen getragenes Wälzlager in Axialrichtung verschieblich gelagert. Weiterhin sind die Formgebung der Laufbahn und des Außenrings des dazu geführten Wälzlagers so aneinander angepasst, dass das Wälzlager in der Laufbahn weiterhin eine Abwiπkelbewegung ausführen kann. Dabei ist diese Abwinkelbewegung typisch auf einen Grenzwinkel von 15° begrenzt, häufig auch auf deutlich darunter liegende Werte wie beispielsweise 10° oder auch nur 5°.
Im erfindungsgemäßen Tripodegelenk ist der Tripodestern drehfest mit einer Zwischenwelle verbunden, wobei die Zwischenwelle ein erstes Anschlussstück zum Anschluss einer Antriebs- oder Abtriebswelle aufweist. Die Tulpe hingegen ist drehfest mit einem zweiten Anschlussstück verbunden, die wiederum zum Anschluss an einer Antriebs- oder Abtriebswelle vorgesehen ist. Beispielsweise kann die Zwischenwelle über das erste Anschlussstück drehfest mit der Ausgangswelle des motorseitigen Getriebes des Kraftfahrzeugs verbunden sein. Die Tulpe kann hingegen über das zweite Anschlussstück drehfest mit einer Verbindungswelle verbunden sein, die sich beispielsweise unmittelbar zu einem Hinterachsdifferential des Kraftfahrzeugs erstrecken kann.
Das erfindungsgemäße Tripodegelenk lässt sich auf einfachste Weise in eine mehrkomponentige Kardanwelle integrieren und weist hervorragende Gleichlaufeigenschaften auf. Es ist mechanisch einfach aufgebaut und daher kostengünstig herzustellen. Dennoch sind seine Gleichlaufeigenschaften so gut, dass die Generierung störender Geräusche oder Vibrationen auch bei hohen Geschwindigkeiten/Drehzahlen sicher vermieden werden kann.
Besondere Vorteile bezüglich der Generierung von Schwingungen durch das erfindungsgemäße Tripodegelenk ergeben sich, wenn nach der Endmontage der erfindungsgemäßen Tripodegelenke eine Selektion der Tripodegelenke bezüglich ihrer Massengleichverteilung um ihre Rotationsachse vorgenommen wird. Dabei kann der Prozentsatz auszuselektierender Tripodegelenke noch vermindert werden, wenn bei der Herstellung der Tulpe des erfindungsgemäßen Tripodegelenks diese z.B. nach Fertigbearbeitung der sich in Axialrichtung erstreckenden Laufbahnen nochmals in Richtung ihrer Drehachse aufgespannt und nachfolgend rund gedreht wird. Dieser zusätzliche Bearbeitungsschritt ist jedoch optional und nicht zwingend erforderlich.
Weiterhin hat es sich herausgestellt, dass die Gleichlauf- bzw. Vibrationseigenschaften des erfindungsgemäßen Tripodegelenks noch verbessert werde können, wenn an den fertig montierten Tripodegelenken eine weitere Selektion bezüglich des Verdrehspiels der Tripodegelenke vorgenommen wird. Es hat sich im Rahmen der praktischen Erprobung erwiesen, dass besonders vorteilhafte Gleichlaufbzw. Vibrationseigenschaften erzielt werden, wenn das Verdrehspiel des Tripode- gelenks unterhalb von 1° liegt, bevorzugt unterhalb von 0,75° und besonders bevorzugt unterhalb von 0,6°.
Besondere Montagevorteile ergeben sich, wenn das erste Anschlussstück des erfindungsgemäßen Tripodegelenks lösbar mit Zwischenwelle verbunden ist, beispielsweise über Splines. Darüber hinaus kann das zweite Anschlussstück ebenfalls lösbar mit der Tulpe verbunden sein, wobei auch hier wieder eine Verbindung über Splines vorteilhaft ist. Schließlich ergeben sich weitere Vorteile bezüglich der Montierbarkeit bzw. Austauschbarkeit des erfindungsgemäßen Tripodegelenks, wenn der Tripodestern seinerseits lösbar mit der Zwischenwelle verbunden ist, wobei auch diese drehfeste Verbindung vorteilhaft über Splines realisiert werden kann.
In der Regel wird die Zwischenwelle als Vollwelle ausgebildet sein, eine Ausbildung als Hohlwelle ist aber ebenfalls denkbar und weist gewichtstechnische Vorteile auf. Weiterhin kann das erste Anschlussstück einstückig mit der Zwischenwelle ausgebildet sein, beispielsweise angeschmiedet oder durch Umformung wie Kneten ausgebildet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Tripodegelenks weist dieses einen Wellenabschnitt auf, der einen Lagersitz ausbildet, auf dem ein Wälzlager zur Drehlagerung des Tripodegelenks am Kraftfahrzeug angeordnet ist, beispielsweise zur Drehlagerung innerhalb des Gehäuses des motor- seitigen (Schalt- oder Automatik-Getriebes. Insbesondere kann dieser Wellenabschnitt auf der Zwischenwelle des Tripodegelenks oder auf einem Wellenfortsatz der Tulpe ausgebildet sein. Hier macht sich unmittelbar die lösbare Verbindung des ersten Anschlussstücks und/oder des Tripodesterns mit der Zwischenwelle sowie des zweiten Anschlussstücks mit der Tulpe positiv bemerkbar, da hierdurch eine besonders einfache Montierbarkeit des Wälzlagers auf dem Lagersitz gegeben ist.
Das Schwingungsverhalten des erfindungsgemäßen Tripodegelenks bzw. eines unter Verwendung des Tripodegelenks realisierten Kardanwelle kann weiterhin positiv beeiπflusst werden, wenn zwischen Tripodegelenk und Kraftfahrzeug im Bereich des Wälzlagers ein schwingungsdämpfendes Element basierend beispielsweise auf einem gummielastischen Werkstoff angeordnet ist. Beispielhaft seien hier eine Gummischeibe oder eine Hardyscheibe genannt.
Für die bestimmungsgemäße Verwendung des erfindungsgemäßen Tripodege- lenks hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Tripodegelenk eine Abwinklung von mindestens 3°, bevorzugt 5°, insbesondere aber bis zu 10° erlaubt. In den meisten Fällen ist eine Abwinklung von maximal 5° jedoch ausreichend. Darüber hinaus sollte das Tripodegelenk eine Drehmomenttragfähigkeit von zumindest 750 Nm aufweisen, bevorzugt von 1.500 Nm und in besonders antriebsstarken Fahrzeugen von bis zu 2.500 Nm. In der Regel ist jedoch eine Drehmomenttragfähigkeit von 1.500 Nm ausreichend. Das Tripodegelenk sollte weiterhin dazu ausgelegt sein, bis zu Drehzahlen von bis zumindest 5.000 min"1, bevorzugt bis zu mindestens 7.500 min"1 funktionsfähig zu sein. In besonderen Fällen kann eine Drehzahlfestigkeit von bis zu 10.000 min"1 vorteilhaft sein, wobei sich eine solche Drehzahlfestigkeit auf Basis der angegebenen Tripodegelenk- konstruktion ohne weiteres erzielen lässt. Bezüglich des Längenausgleichs, der vom erfindungsgemäßen Tripodegelenk für dessen bestimmungsgemäße Verwendung bereit gestellt werden muss, kann eine Längenausgleichsfähigkeit von mindestens 10 mm, bevorzugt aber bis zu 20 mm vorgesehen werden. In besonderen Anwendungsfällen kann auch ein Längenausgleich von bis zu 30 mm realisiert werden, beispielsweise bei Geländefahrzeugen. Der gesamte angegebene Längenausgleichsbereich lässt sich mittels der angegebenen erfindungsgemäßen Tripodegelenkskonstruktion ohne weiteres realisieren. Dabei kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Tripodegelenks weiterhin eine Auszugssperre vorgesehen werden, die ein Auseinanderfallen des Tripodegelenks beispielsweise während der Montage einer nachfolgend näher beschriebenen erfindungsgemäßen Kardanwelle oder bei deren Betrieb in einem Kraftfahrzeug sicher verhindert.
Eine erfindungsgemäße Kardanwelle für ein hinterachsgetriebenes Kraftfahrzeug zur Übertragung eines Antriebsmoments in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs umfasst ein erfindungsgemäßes Tripodegelenk sowie eine Verbindungswelle, die sich zwischen dem Tripodegelenk und z.B. einem Hinterachsdifferential erstreckt. Dabei ist das erste Anschlussstück des Tripodegelenks zum Anschluss an ein mo- torseitiges Schalt- oder Automatikgetriebe oder Verteilergetriebe und das zweite Anschlussstück des Tripodegelenks zum Anschluss an die Verbindungswelle vorgesehen, oder umgekehrt. Darüber hinaus kann eine erfindungsgemäße Kardanwelle ein weiteres Drehgelenk umfassen, welches zwischen der Verbindungswelle und dem Hinterachsdifferential angeordnet ist. Bei einem solchen Drehgelenk kann es sich beispielsweise um ein weiteres Tripodegelenk, um ein Kugelgelenk beispielsweise vom Rzeppa- oder Crossgroove-Typ handeln, um ein Kardangelenk oder auch um eine Hardyscheibe.
Besondere Vorteile bezüglich Gewicht und Fahrdynamik sowie ggf. Vibrationseigenschaften ergeben sich, wenn die Verbindungswelle als Hohlwelle ausgebildet ist. Selbstverständlich ist auch die Verwendung von Vollwellen möglich. Dabei ist die Verbindungswelle vorteilhaft mit dem ersten oder zweiten Anschlussstück des Tripodegelenks über eine Schweißnaht verschweißt. Hier können gängige Schweißverfahren zum Einsatz kommen, insbesondere geeignet ist ein Verschweißen mittels Laserschweißen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird weiterhin Schutz beansprucht für die Verwendung eines Tripodegelenks mit einem Tripodestern, der eine Mehrzahl von zylindrischem Zapfen mit rundem Querschnitt ausbildet. Weiterhin umfasst das Tripodegelenk eine Mehrzahl von Wälzlagern z.B. mit zylindrischem Innenring, die von den Zapfen des Tripodesterns getragen werden und auf diesen in Richtung der jeweiligen Zapfenachse verschieblich sind. Weiterhin umfasst das Tripodegelenk eine Tulpe, d.h. ein Außengelenk, die eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung erstreckende Laufbahn aufweist. In jeder Laufbahn ist jeweils ein von einem Zapfen getragenes Wälzlager in Axialrichtung verschieblich gelagert. Darüber hinaus sind die Außenringe der Wälzlager sowie die Formgebung der Laufbahnen so aneinander angepasst, dass die Wälzlager in der Laufbahn geführten weiterhin eine Abwinkelbewegung ausführen können. Beansprucht wird Schutz für eine Verwendung eines solchen Tripodegelenks zur Übertragung eines Antriebsmoments von einem Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs zu den Antriebsrädern in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs mittels einer Kardanwelle.
Weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Tripodegelenks sowie der erfindungsgemäßen Kardanwelle ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden. In dieser zeigen : Fig. 1 : eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels erfindungsgemäßen Tripodegelenks,
Fig. 2: eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Tripodegelenks, und
Fig. 3: eine Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Tripodegelenks.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tripodegelenks 10 für eine erfindungsgemäße Kardanwelle 1. In Figur 1 sowie den nachfolgenden Figuren ist jeweils die Einbaulage des Tripodegelenks 10 mit Pfeilen gekennzeichnet, die die Lage des Hinterachsdifferentials im Kraftfahrzeug einerseits und des motorseitigem beispielsweise Schalt-Getriebes andererseits andeuten
Das Tripodegelenk 10 umfasst eine Tulpe 12, d.h. ein Außengelenk, in dem drei in Drehrichtung des Tripodegelenks 10 verlaufende Laufbahnen 20 ausgebildet sind. In diesen Laufbahnen 20 laufen in Axialrichtung Wälzlager 16 ab, die von den drei Zapfen 18 des im Inneren der Tulpe 12 angeordneten Tripodesterns 14 getragen werden. Dabei umfassen die Wälzlager 30 im gezeigten Ausführungsbeispiel nur einen Außenring 30 sowie eine Vielzahl von Nadeln 32, die innere Laufbahn des Wälzlagers 16 wird von der zylindrischen Außenfläche der Zapfen 18 des Tripodesterns 14 selbst gebildet. Dabei ist der Außenring 30 des Wälzlagers 16 längs der Zapfenachse des ihn tragenden Zapfens 18 verschieblich. Die Verschiebebewegung des Wälzlagers 16 auf dem Zapfen 18 des Tripodesterns 14 wird durch ein am außenliegenden Ende des Zapfens 18 angeordnetes Sperrelement 33 begrenzt, um ein Zerfallen der Wälzlager 16 bei der Montage des Tripodegelenks 10 zu verhindern. Dabei kann das Sperrelement 33 beispielsweise aus einem Blechstanzteil bestehen.
Die Formgebung der Laufbahnen 20 und der Außenfläche der Außenringe 30 ist so aneinander angepasst, dass sich die Außenringe 30 in den Laufbahnen 20 nicht nur in Richtung der Drehachse des Tripodegelenks 10, d.h. in Längsrichtung, bewegen können. Vielmehr ist zusätzlich eine begrenzte Kippbewegung der Außenringe 30 in den Laufbahnen 20 möglich. Hierdurch wird eine abgewinkelte Drehbewegung der Eingaπgsseite des Tripodegelenks 10 gegen dessen Ausgangsseite bis zu einem maximalen Abknickwinkel möglich. Dabei liegt dieser maximale Abknickwinkel typisch im Bereich von maximal 10°, im gezeigten Aus- fύhrungsbeispiel beträgt er bevorzugt etwa 5°.
Der Tripodestern 14 wird getragen von einer Zwischenwelle 22, mit der er über Splines 24 drehfest verbunden ist. Weiterhin wird der Tripodestern 14 auf der Zwischenwelle 22 über einen Sicherungsclip 34 gesichert, wobei der Sicherungs- clip 34 zur Montage bzw. Demontage über Fenster in der Tulpe 12 (nicht dargestellt) betätigt werden kann.
Der Innenraum der Tulpe 12 mit den darin angeordneten Wälzlagern 16 wird gegen das Eindringen von Verschmutzung geschützt mittels einer Manschette 26, die mittels Schellen 36 sowohl auf dem Außenumfang der Tulpe 12 als auch auf dem Außenumfang der Zwischenwelle 22 festgelegt wird. Weiterhin bildet die Manschette 26 eine integral ausgebildete Auszugssperre 28 aus, deren Innendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser der Laufbahnen 20. Die Außenringe 30 des Wälzlagers 16 werden bei einem Herausziehen der Zwischenwelle 22 mit darin befestigtem Tripodestern 14 aus dem Innenraum der Tulpe 12 zur Anlage an die Auszugssperre 28 gelangen, wodurch ihre Bewegung begrenzt wird. Vorteilhaft sind die Auszugssperren 28 aus demselben Material gebildet wie die Manschette 26, wobei es sich bei diesem Material z.B. um einen ölbeständi- gen synthetischen Kautschuk handeln kann. Weiterhin ist es möglich, zur Erhöhung der Auszugskräfte eine in Figur 1 nicht dargestellte Metalleinlage z.B. in Form eines Starrteils in die Manschette 26 bzw. die Auszugssperre 28 einzufor- men.
An seinem differentialseitigen Ende bildet die Zwischenwelle 22 ein erstes Anschlussstück 40 aus. Mit diesem ersten Anschlussstück 40 ist das getriebeseitige Ende einer als Hohlwelle ausgebildeten Verbindungswelle 50 verschweißt, beispielsweise mittels eines Laserschweißverfahrens.
Am ihrem zweiten Ende kann die Verbindungswelle 50 (nicht dargestellt) beispielsweise mit einem geeigneten Anschlussstück eines Kugelgelenks vom Rzep- pa-Typ verbunden sein, sie kann aber auch direkt mit der Eingangswelle oder einem in das Tellerrad eines Hinterachsdifferentials eingreifenden Zahnrads drehfest verbunden sein, beispielsweise mittels Verschweißen oder über Splines.
Die Tulpe 12 des erfindungsgemäßen Tripodegelenks 10 bildet an ihrem getrie- beseitigen Ende einen Wellenfortsatz 13 aus, dessen Außenumfangsfläche mit Splines 44 versehen ist. Auf diesen Wellenfortsatz 13 ist ein zweites Anschlussstück 42 aufgeschoben, welches innenliegende komplementäre Splines 44 aufweist, so dass sich eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Anschlussstück 42 und dem Wellenfortsatz 13 der Tulpe 12 ergibt. Sowohl das zweite Anschlussstück 42 als auch der Wellenfortsatz 13 weisen eine Durchgangsbohrung 15 auf, welche dazu verwendet werden kann, das zweite Anschlussstück 42 mittels Verschraubung auf dem Wellenfortsatz 13 zu sichern. Die Durchgangsbohrung 15 mündet in den Innenraum der Tulpe 12 und erweitert sich dort zu einer zylindrischen Zentrieraufnahme, die dazu vorgesehen ist, für eine Nachbearbeitung der Tulpe 12 als Aufnahme zu dienen. Im einleitenden Teil wurde bereits darauf hingewiesen, dass eine Drehbearbeitung der Außenumfangsfläche der Tulpe 12 beispielsweise nach Fertigbearbeitung der Laufbahnen 20 sinnvoll sein kann, um eine evtl. noch vorhandene Unwucht der Tulpe 12 um die Drehachse des Tripodegelenks 10 zu vermindern. An seinem getriebeseitigen Ende ist das zweite Anschlussstück 42 mit der Abtriebswelle 60 beispielsweise eines Schaltgetriebes des Kraftfahrzeugs verbunden, wobei die Abtriebswelle 60 beispielsweise mittels eines Laserschweißverfahrens mit dem zweiten Anschlussstück 42 drehfest und unverlierbar verbunden sein kann.
Indem eine lösbare Verbindung sowohl zwischen dem zweiten Anschlussstück 42 und der Tulpe 12 als auch dem Tripodestern 14 und der Zwischenwelle 22 vorgesehen wird, kann das erfindungsgemäße Tripodegelenk 10 auch auf einfache Weise in bestehende Kardanwellen 1 nachgerüstet werden. Wird eine z.B. neu erstellte Kardanwelle 1 mit einem erfindungsgemäßen Tripodegelenk 10 ausgerüstet, so ist eine einfache Montierbarkeit der Kardanwelle 1 im Kraftfahrzeug gegeben.
Schließlich stützt sich die Tulpe 12 des erfindungsgemäßen Tripodegelenks 10 über ein Wälzlager 70 an einem feststehenden Bauteil des Kraftfahrzeugs ab, bei dem es sich beispielsweise um das Getriebegehäuse eines Schalt- oder Automatikgetriebes des Kraftfahrzeugs handeln kann. Auf diese Weise wird eine starre Drehlagerung der Tulpe 12 des erfindungsgemäßen Tripodegelenks 10 am Kraftfahrzeug realisiert.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tripodegelenks 10, wobei der Aufbau des Tripodegelenks 10 bezüglich der Tulpe 12 und dem Tripodestern 14 den Aufbau des Tripodegelenks 10 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels entspricht. Es wird daher nur auf die Unterschiede zwischen dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel eingegangen. Das Tripodegelenk 10 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich im Wesentlichen nur bezüglich des zweiten Anschlussstücks 42 vom Aufbau des Tripodegelenks 10 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels. Wie im ersten Ausführungsbeispiel weist die Tulpe 12 des Tripodegelenks 10 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels 42 einen Wellenfortsatz 13 auf, der außenseitig mit Splines 44 versehen ist. Diese Splines 44 greifen formschlüssig ein in komplementär ausgebildete Splines auf dem Innenumfang einer zentralen Ausnehmung im zweiten Anschlussstück 42, wodurch eine drehfeste Verbindung zwischen der Tulpe 12 und dem zweiten Anschlussstück 42 hergestellt wird. Das zweite Anschlussstück 42 wird auf den Wellenfortsatz 13 gesichert mittels eines Sicherungsclips 46, der in eine (nicht bezeichnete) Nut am außenliegenden Ende des Wellenfortsatzes 13 eingreift. Dieser Sicherungsclip 46 kann unter Verwendung von geeignetem Spezialwerkzeug gelöst werden, welches durch in Figur 2 nicht dargestellte Fenster in der Abtriebswelle 60 hindurchgeführt wird. Da bei der vorgenannten Konstruktion eine Sicherung des zweiten Anschlussstücks 42 auf dem Wellenfortsatz 13 mittels Ver- schraubung nicht erforderlich ist, kann der Wellenfortsatz 13 auch als Vollwelle ausgeführt sein.
Auch bei dem aus Figur 3 ersichtlichen dritten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tripodegelenks 10 entspricht der Aufbau des hier dargestellten Tripodegelenks 10 bezüglich der Tulpe 12 und dem Tripodestern 14 demjenigen des Tripodegelenks 10 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels. Die Änderungen betreffen im Wesentlichen die Art der Drehlagerung des Tripodegelenks 10 am Kraftfahrzeug, die Einbaulage des Tripodegelenks 10 im Kraftfahrzeug sowie den Anschluss der Verbindungswelle 50 sowie der Abtriebswelle 60 an den ersten und zweiten Anschlussstücken 40 und 42. Wie aus Figur 3 zu ersehen ist, ist die Einbaulage des Tripodegelenks 10 im dritten Ausführungsbeispiel um 180° gegenüber der Einbaulage gemäß den ersten beiden Ausführungsbeispielen geändert. Entsprechend ist nunmehr die Zwischenwelle 22 über ein Wälzlager 70 drehbar am Kraftfahrzeug gelagert. Hierzu bildet die Zwischenwelle 22 einen Lagersitz 72 aus, auf welches das Wälzlager 70 aufgeschoben werden kann. Dabei wird das Wälzlager 70 vor der Montage des Tripodesterns 14 auf der Zwischenwelle 22 montiert. Zur Verbesserung der Schwingungseigenschaften des erfindungsgemäßen Tripodegelenks 10 ist im gezeigten dritten Ausführungsbeispiel das Wälzlager 70 in einer Elastomerscheibe 74 eingefasst, die ihrerseits in einer mechanischen Halterung beispielsweise im Gehäuse des Schaltgetriebes des Kraftfahrzeugs gehalten wird (nicht dargestellt). Die Einfügung dieser Elastomerscheibe 74 sorgt für eine schwingungstechnische Entkopplung des Tripodegelenks 10 vom Kraftfahrzeug und vermindert damit die Generierung unerwünschter Geräusche und Vibrationen im Kraftfahrzeug.
Im dritten Ausführungsbeispiel ist das Tripodegelenk 10 nunmehr mit seinem ersten Anschlussstück 40, welches an der Zwischenwelle 22 ausgebildet ist, mit der Abtriebswelle 60 des beispielsweise Schaltgetriebes des Kraftfahrzeugs verbunden, beispielsweise mittels Laserverschweißung. Abtriebsseitig bildet die Tulpe 12 ihrerseits ein zweites Anschlussstück 42 aus, auf welches die Verbindungswelle 50 aufgesteckt ist. Die Verbindungswelle 50 ist beispielsweise mittels Verschweißung über ein Laserschweißverfahren drehfest mit dem zweiten Anschlussstück 42 bzw. der Tulpe 12 verbunden.
Auch wenn in den gezeigten Ausführungsbeispielen die Verbindungswelle 50 stets als Hohlwelle ausgebildet ist, so wird abschließend darauf hingewiesen, dass die Verbindungswelle 50 selbstverständlich auch als Vollwelle ausgebildet sein kann.

Claims

Patentansprüche
1. Tripodegelenk (10) für die Kardanwelle (1) eines Kraftfahrzeugs, mit a. einem Tripodestern (14), der eine Mehrzahl von Zapfen (18) mit z.B. rundem Querschnitt ausbildet, b. einer Mehrzahl von Wälzlagern (16), die von den Zapfen (18) des Tripodesterns (14) getragen werden und auf diesen in Richtung der jeweiligen Zapfenachse verschieblich sind, c. einer Tulpe (12), die eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Laufbahnen aufweist, in denen jeweils ein von einem Zapfen (18) getragenes Wälzlager (16) in Längsrichtung verschieblich gelagert ist, wobei die Wälzlager (16) in der Laufbahn (20) jeweils weiterhin eine Abwinkelbewegung ausführen können,
wobei
d. der Tripodestern (14) drehfest mit einer Zwischenwelle (22) verbunden ist, die ein erstes Anschlussstück (40) zum Anschluss an eine Antriebs- oder Abtriebswelle (60) aufweist, und e. die Tulpe (12) drehfest mit einem zweiten Anschlussstück zum Anschluss an eine Antriebs- oder Abtriebswelle (60) verbunden ist.
2. Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlussstück (40) lösbar mit der Zwischenwelle (22) verbunden ist.
3. Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anschlussstück lösbar mit der Tulpe (12) verbunden ist.
4. Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tripodestern (14) lösbar mit der Zwischenwelle (22) verbunden ist.
5. Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (22) als Vollwelle ausgebildet ist.
6. Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tripodegelenk (10) einen Wellenabschnitt aufweist, der einen Lagersitz (72) ausbildet, auf dem ein Wälzlager (16) zur Drehlagerung des Tripode- gelenks (10) am Kraftfahrzeug angeordnet ist.
7. Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Tripodegelenk (10) und Kraftfahrzeug im Bereich des Wälzlagers (16) ein Schwingungsdämpfendes Element (74) angeordnet ist.
8. Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsdämpfende Element (74) einen gummielastischen Werkstoff umfasst.
9. Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsdämpfende Element (74) als Hardyscheibe ausgebildet ist.
10. Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagersitz (72) am Wellenabschnitt zwischen dem ersten oder zweiten Kupplungsstück (40, 42) zum Anschluss des Tripodegelenks (10) an eine Welle (50, 60) und einem weiteren, separat ausgebildeten und mit dem Wellenabschnitt drehfest verbundenen Bauteil angeordnet ist.
11. Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem separat ausgebildeten Bauteil um den Tripodestern (14) oder die Tulpe (12) handelt.
12. Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tripodegelenk (10) eine Abwinklung von mindestens 3°, bevorzugt 5°, insbesondere bis zu 10° erlaubt.
13. Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tripodegelenk (10) eine Drehmomenttragfähigkeit von zumindest 750 Nm, bevorzugt 1.500 Nm, insbesondere bis zu 2.500 Nm aufweist.
14. Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tripodegelenk (10) bis zu Drehzahlen von zumindest 5.000 min"1, bevor- zugt 7.500 min"1, insbesondere bis zu 10.000 min"1 funktionsfähig ist.
15.Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tripodegelenk (10) einen Längenausgleich von zumindest 10 mm, bevorzugt bis zu 20 mm, insbesondere über 30 mm erlaubt.
16. Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tripodegelenk (10) eine Auszugsperre (28) aufweist.
17. Kardanwelle (1) für ein Hinterachsgetriebenes Kraftfahrzeug zur Übertragung eines Antriebsmoments in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs, mit a. einem Tripodegelenk (10) gemäß Anspruch 1, b. einer Verbindungswelle (50), die sich zwischen dem Tripodegelenk (10) und einem Hinterachsdifferential erstreckt,
wobei
c. das erste Anschlussstück (40) des Tripodegelenks (10) zum An- schluss an ein motorseitiges Schaltgetriebe oder Verteilergetriebe und das zweite Anschlussstück (40) des Tripodegelenks (10) zum Anschluss an die Verbindungswelle (50) vorgesehen ist, oder umgekehrt.
18. Kardanwelle (1) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Verbindungswelle (50) und Hinterachsdifferential ein weiteres Drehgelenk angeordnet ist.
19. Kardanwelle (1) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Drehgelenk um ein Tripodegelenk, ein Kugelgelenk z.B. vom Rzeppa- oder Crossgroove-Typ, ein Kardangelenk oder eine Hardyscheibe handelt.
20. Kardanwelle (1) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungswelle (50) eine Hohlwelle ist.
21. Verwendung eines Tripodegelenks (10) mit einem Tripodestern (14), der eine Mehrzahl von Zapfen (18) mit z.B. Querschnitt ausbildet, einer Mehrzahl von Wälzlagern (16), die von den Zapfen (18) des Tripodesterns getragen werden und auf diesen in Richtung der jeweiligen Zapfenachse verschieblich sind, und einer Tulpe (12), die eine Mehrzahl von sich in Längsl- richtung erstreckenden Laufbahnen aufweist, in denen jeweils ein von einem Zapfen (18) getragenes Wälzlager (16) in Längsrichtung verschieblich gelagert ist, wobei die Wälzlager (16) in der Laufbahn (20) weiterhin jeweils eine Abwinkelbewegung ausführen können, zur Übertragung eines Antriebsmoments vom Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs zu dessen Antriebsrädern in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs mittels einer Kardanwelle (I)-
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