WO2009156516A1 - Tripod joint for a motor vehicle and method for the production thereof - Google Patents

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WO2009156516A1
WO2009156516A1 PCT/EP2009/058074 EP2009058074W WO2009156516A1 WO 2009156516 A1 WO2009156516 A1 WO 2009156516A1 EP 2009058074 W EP2009058074 W EP 2009058074W WO 2009156516 A1 WO2009156516 A1 WO 2009156516A1
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WO
WIPO (PCT)
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joint
tripod
outer ring
rail
raceway
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/058074
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Luis Hoeks
Jessica Andresen
Christian Felchner
Original Assignee
Tedrive Holding B.V.
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.)
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Publication date
Application filed by Tedrive Holding B.V. filed Critical Tedrive Holding B.V.
Publication of WO2009156516A1 publication Critical patent/WO2009156516A1/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20Universal 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
    • F16D3/202Universal 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
    • F16D3/205Universal 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
    • F16D3/2055Universal 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20Universal 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
    • F16D3/202Universal 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
    • F16D2003/2026Universal 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 with trunnion rings, i.e. with tripod joints having rollers supported by a ring on the trunnion

Definitions

  • the present invention is a tripod joint for a motor vehicle according to the preamble of claim 1 and a method for producing a tripod joint according to the preamble of claim 18.
  • Automotive tripod joints have long been known in the art, and are particularly used as inner joints for the drive shafts of front wheel drive motor vehicles. They have excellent synchronous characteristics and can be angled up to angles of typically over 10 °. In addition, tripod joints can be advantageously used for propshafts rear-wheel drive or four-wheel drive motor vehicles.
  • Tripod joints typically have a tripod star forming a plurality of pins, each pin carrying a rolling bearing.
  • a tripod joint comprises an outer joint, which is often referred to as "tulip", wherein the outer joint has a plurality of in the axial direction, ie in the direction of rotation D of the outer race extending Laufbahnausappelgeber.
  • a rolling bearing supported by a pin is slidably mounted in the axial direction
  • Each raceway recess forms two oppositely arranged raceways for mechanical contact with the rolling bearing guided therein.
  • Tripodegelenken is a relatively complex configuration of the bearings together, which brings cost disadvantages.
  • Object of the present invention is therefore to provide a tripod joint with advantageous operating characteristics, in particular with minimal rotational clearance, which has a simplified structure. Furthermore, a method for producing an advantageous tripod joint is to be specified.
  • An inventive tripod joint is provided for a motor vehicle, in particular for the drive shaft of a front wheel drive motor vehicle. It includes a tripod star, which forms a plurality of cones. Each of the pins of the tripod star carries a rolling bearing. Furthermore, the tripod joint comprises an outer joint, which has a plurality of axially extending raceway recesses. In each raceway recess, a rolling bearing supported by a pin in the axial direction, i. along the direction of the rotation axis D of the outer joint, slidably mounted. Each raceway recess has two oppositely arranged raceways for mechanical contact with the roller bearing guided therein. When torque is introduced into an angled tripod joint, the rolling bearings then perform an oscillating rolling motion on the raceways in the outer joint.
  • the rolling bearings each have an outer ring, in whose outer peripheral surface a circumferential annular groove is formed. Furthermore, in each case a rail-like guide element is formed in the raceways, which engages in the annular groove formed on the outer ring.
  • the shape of the rail-like guide element and the circumferential annular groove in the rolling bearing outer ring is chosen so that when rolling a Wälzlagerau joint be formed on a career at least three point contacts P between the outer ring and the raceway.
  • a rail-like guide element a structure which extends in the direction of the axis of rotation D of the outer joint and rises from a track.
  • the rail-like guide element should form at least one guide surface on which the outer ring of a roller bearing can roll.
  • the rail-like guide element preferably forms two or more guide surfaces which, in the case of two guide surfaces, are arranged on opposite sides of the guide element.
  • the separate rail-like guide element forms at least three guide surfaces.
  • the rolling of the rolling bearing outer ring in the raceway of the outer joint takes place particularly friction and thus wear, when the inventively designed at least three point contacts P are on a straight line L.
  • this straight line L is preferably parallel to the axis of rotation R of the rolling bearing.
  • the rail-like guide elements can advantageously be formed integrally with the outer joint, for example, they can be forged in the manufacture of the outer joint with. Alternatively, it is also possible to separate the rail-like guide elements as a separate component from the outer to train the steering wheel.
  • the rail-like guide element may be made of the same material as the outer joint, but here another material with improved wear properties, for example greater hardness, is preferably used.
  • a separately designed rail-like guide element is mechanically fixed at least at one point to the outer joint, but preferably at a plurality of attachment points.
  • the mechanical connection is made from the separately formed rail-like guide element with the outer joint at an attachment point, for example by means of welding, for example, welding point, caulking, soldering or gluing.
  • all other known from the prior art joining methods can be used with which a permanently stable mechanical connection between two metal workpieces can be produced.
  • the outer rings of the roller bearings form the following:
  • a stop surface which is inclined in a second direction opposite to the first direction against the direction of rotation R of the rolling bearing, and on which forms another contact point P2 with the raceway in the outer joint.
  • At least one of the sliding surfaces of the roller bearing outer rings preferably has a circular cross section in sections.
  • a sliding movement of the rolling bearing outer ring on the rail-like guide element in the outer joint at a torque introduction in the tripod joint can be facilitated to bring the rolling bearing outer ring in a defined position and to fix it in this.
  • the sliding surfaces have a circular cross-section at least in sections, the Hertzian contact stresses in the region of the contact points P can furthermore be minimized.
  • the raceways in the outer joint of the tripod joint have the following features:
  • At least one of the sliding surfaces on the track in the outer joint also preferably has an at least partially circular cross-section.
  • the radius of curvature of this sliding surface on the track in the outer joint is greater than the radius of curvature of the formed on the outer ring complementary sliding surface with partially circular cross-section.
  • At least one of the sliding surfaces on the roller bearing outer ring is configured in sections, ie. it is formed in sections as a flat pyramid shell surface.
  • the first contact point Pl advantageously forms on this lateral surface.
  • a sliding surface and the stop surface of the raceway are formed in the outer joint on the rail-like guide element, in particular when the rail-like guide element is formed as a separate component.
  • the second sliding surface of the raceway in the outer joint i.d.R. formed by the outer joint itself is also conceivable, however, a corresponding shape of the rail-like guide element.
  • the Tripodegelenk each known from the prior art suitable shaping with respect.
  • the pins of the tripod star or the inner rings of the rolling bearing have.
  • the pins of the tripod star are formed spherical, which to that effect is understood that the pins are at least partially form spherical surfaces.
  • the complementary surfaces in the inner ring of the rolling bearing can be configured, for example, cylindrical, so that the rolling bearing has an inner ring with a cylindrical inner recess.
  • the inner rings can perform a tilting movement on the pin of the Tripodesterns.
  • An inventive method for producing a tripod joint for a motor vehicle comprises the following method steps:
  • a tripod star forming a plurality of pins
  • a plurality of rolling bearings which are supported by the pins of the tripod star and each having an outer ring, in whose outer peripheral surface a circumferential annular groove is formed
  • the method according to the invention has the following additional method steps:
  • FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a tripod joint according to the invention
  • FIG. 3 shows an enlarged partial sectional view through the outer joint, roller bearings and tripod testers of the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 5 is a perspective view of the outer joint of a tripod joint according to a second embodiment with a rolling bearing used
  • FIG. 7 shows the view from FIG. 4 for a third exemplary embodiment of a tripod joint according to the invention
  • 8 is an enlarged partial view of Figure 7 in a first embodiment
  • FIG. 9 shows an enlarged partial view from FIG. 7 in a second embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a tripod joint 1 according to the invention in a perspective view.
  • the outer joint 20 has a rotation axis D and is open on one side. At its closed end, the outer joint 20 opens into a shaft shank 28 for connection to, for example, an output shaft of a transmission of the motor vehicle.
  • three Laufbahnaus Principle für Melman 22 are formed, which extend in the direction of the axis of rotation D.
  • Each raceway recess 22 forms two oppositely disposed raceways 24 on which roller bearings 60 inserted in the raceway recess 22 roll, of which only one is shown in FIG. 1 for reasons of clarity.
  • the dimensioning of the bearings 60 is selected so that when a force is introduced, for example, in the outer joint 20 of the tripod joint 1, the roller bearing 60 actually rolls with its outer ring 64 only on a raceway 24 of the raceway recess 22.
  • each raceway recess 22 in the outer joint 20 is assigned a pin 42 of the tripod stator 40 inserted into the outer joint 20.
  • the pins 42 each carry a rolling bearing 60.
  • the tripod star 40 has an inner recess, in the inner wall of a plurality of splines 44 are formed for connecting a connecting shaft, for example, a ball displacement joint.
  • the outer joint 20 and shaft shaft 28 are integrally formed as a forged part, wherein the formed in the Laufbahnaus Principle für 22 raceways 24 are subjected to the forging of the outer joint 20 further processing steps for finishing and curing.
  • FIG 2 shows the first embodiment of a tripod joint according to the invention 1 according to FIG 1 again in a partially sectioned view, from which the structure of the rolling bearing 60, in particular of its outer ring 64, as well as the shape of the raceway 24 of the raceway recess 22 in the outer joint 20 can be seen.
  • the supported by the pins 42 of the tripod stator 40 bearings 60 have an inner ring 62 and an outer ring 64, between which a plurality of cylindrical rollers 68 is arranged.
  • Inner ring 62 and outer ring 64 are displaceable relative to each other in the direction of the axis of rotation R of the rolling bearing 60.
  • the outer ring 64 of the rolling bearing 60 is provided with a circumferential annular groove 66.
  • a rail-like guide member 26 which is formed in each case on the raceway 24 of the raceway recess 22.
  • this rail-like guide member 26 may be integrally formed with the outer joint 20, but it may also be formed as a separate component, for example in the form of an insert which each inserted into a trained in the raceway 24 of the Laufbahnaus Principleung 22 receiving recess 25 and preferably mechanically fixed there is.
  • the rail-like guide element 26 is formed integrally with the forged outer joint 20.
  • the pins 42 of the tripod star 40 have spherical surface sections 43.
  • the inner recess 62 of the inner ring 62 is formed partially spherical, so that the pin 42 supported by the inner ring 62 of the rolling bearing 60 and thus this total can perform a tilting movement about the pin 42.
  • All three contact points P1, P2 lie on the straight line L denoted by "L" and are at the same distance from the axis of rotation R of the rolling bearing 60, so that a pure rolling movement of the rolling bearing 60 on the track 24 is possible which the running characteristics of the tripod joint 1 according to the invention could adversely affect, is avoided.
  • the three contact points P1, P2 of the roller bearing outer ring 64 with the raceway 24 realized in the first exemplary embodiment of the tripod joint 1 according to the invention also ensure a position stabilization of the rolling bearing outer race 64 in the raceway 24, e.g. with a load introduction into the tripod joint 1 according to the invention. Tilting of the axis of rotation R of the rolling bearing 60 is thereby avoided. In this way it can be ensured that even with a load introduction into the tripod joint 1, mechanical contact between the roller bearing 60 and a raceway recess 22 takes place only in the rolling region of a raceway 24. A sliding application of the roller bearing outer ring 66 at this or the opposite track 24 can be safely avoided thereby.
  • the sliding movement of the outer ring of the rolling bearing occurring in many prior art tripod joints occurring in the prior art, e.g. on the path away from the force path 24 therefore omitted in this construction.
  • the position of the roller bearing outer ring 66 on the track 24 is uniquely determined by the special inventive shaping of Wälzlagerau touchring 66 and raceway 24 in the outer joint 20 and the formation of three points of contact Pl, P2 between Wälzlagerau touchring 66 and raceway 24 and already on this Tilting of the rolling bearing in the Laufbahnausströmung 22 is largely excluded even in the introduction of higher torques D or load change operations.
  • FIG. 3 furthermore shows the special shape of the roller bearing 60 and the pin 42 of the tripod star 40.
  • the spherical surface portion 43 of the pin 42 of the tripod star 40 can be seen.
  • the spherical inner recess 63 in the inner ring 62 of the rolling bearing 60 corresponds, so that a total of a tilting movement of the axis of rotation of the rolling bearing 60 on the pin 42 is possible.
  • the outer circumference of the roller bearing inner ring 62 and the inner circumference of the roller bearing outer ring 64 are each configured as a cylindrical surface, so that between the inner ring 62 and outer ring 64 cylindrical rollers 68 can roll.
  • the rollers 68 are fixed in the direction of the axis of rotation R of the rolling bearing 60 in the inner ring 62 in position.
  • the position of the outer ring 64 on the rollers 68 is limited essentially only by a securing projection 65 which is formed at the inner end of the roller bearing outer ring 64.
  • the roller bearing outer ring 64 is displaceable in the direction of the axis of rotation R of the rolling bearing 60 against the inner ring 62.
  • the securing projection 65 limits the displacement movement of the outer ring 64 on the inner ring 62 and thus prevents falling apart of the supported by the pin 42 rolling bearing 60, for example, in the final assembly of the tripod joint 1 of the invention.
  • Figure 4 shows again the structure of the outer joint 20, the tripod star 40 and the rolling bearing 60 of the tripod joint 1 according to the invention according to the first embodiment in a perspective view.
  • FIG. 5 now also shows the outer joint 20 of a second embodiment of a tripod joint 1 according to the invention in a perspective representation. ment, wherein it was omitted for reasons of clarity, the Trip odestern 40 again in detail.
  • the structure of the tripod stator 40 and the rolling bearings 60 substantially corresponds to that according to the first embodiment.
  • the second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment essentially in that two circumferential annular grooves 66 are formed on the outer circumferential surface of the roller bearing outer ring 64.
  • two rail-like guide elements 26 are formed on the track 24 in the Laufbahnausström 22 of the outer joint 20, each forming two guide surfaces and engage in the two circumferential annular grooves 66 in the rolling bearing outer ring 64.
  • rail-like guide elements 26 are designed as separate components of the outer joint 20. These are placed in complementary, in the direction of rotation D of the outer joint 20 extending receiving recesses 25 in the raceway 24 and mechanically fixed there, for example by means of one or more welds.
  • the rail-like guide elements 26 may consist, for example, of hardened round steel.
  • the rail-like guide elements 26 each partially have a circular arc-shaped cross section.
  • the circumferential annular grooves 66 formed in the roller bearing outer ring 64 have, in sections, a circular arc-shaped cross section.
  • the radius of curvature of the arcuate portion of the rail-like guide element 26 is at most as large as the radius of curvature of the circumferential annular groove 66 in the rolling bearing outer ring 64, but preferably smaller than the radius of curvature.
  • the latter embodiment is shown in Fig. 8 as an enlarged view of Figure 7. This results in a minimized Hertzian contact voltage at the contact points P between the rail arm.
  • two contact points P are formed in the region of each circumferential annular groove 66, each with a rail-like guide element 26 engaging in the annular groove 66, so that a total of between the roller bearing outer ring 64 and the Runway 24 of the outer joint 20 each four contact points P occur.
  • these contact points P are preferably again on a straight line which is oriented parallel to the axis of rotation R of the rolling bearing 60.
  • four contact points P are provided, a further stabilization of the roller bearing outer ring 64 against tilting, for example when force is introduced into the tripod joint 1, is prevented, so that a pure rolling movement of the rolling bearing outer ring 64 on a raceway 24 of a raceway recess 22 is ensured. This in turn leads to particularly advantageous running properties of the tripod joint 1 according to the invention.
  • the structure of the tripod joint 1 essentially corresponds to that shown in FIGS. 5 and 7.
  • the rail-like guide elements 26 designed as separate components have, in sections, a circular-arc-shaped cross-section.
  • the peripheral annular grooves 66 formed in the outer ring 64 of the roller bearing 60 do not have a sectionally circular-arc-shaped cross-section, but rather a Gothic shape is selected here for the annular grooves.
  • this is to be understood as two mutually inclined spherical surface sections, which enclose with one another an angle ⁇ which lies between 45 ° and 170 °, preferably between 90 ° and 150 °.

Abstract

The invention relates to a tripod joint (1) for a motor vehicle, comprising a tripod star (40) forming a plurality of journals (42), a plurality of rolling bearings (60) carried by the journals (42) of the tripod star (40), and an outer joint (20) having a plurality of raceway recesses (22) extending in the axial direction, in each of which a rolling bearing (60) carried by a journal (42) is supported displaceably in the axial direction, wherein two raceways (24) disposed opposite each other are designed in each raceway recess (22) for mechanical contact with the rolling bearing (60) guided therein. The outer joint is characterized in that the rolling bearings (50) each have an outer ring (64), in the outer circumferential surface of which a circumferential annular groove (66) is designed. In the raceways (24) a rail-like guide element (26) is designed, which engages in the annular groove (66) designed on the outer ring (64), wherein during rolling of a rolling bearing (60) on a raceway (24) at least three point contacts are formed between the outer ring (64) and raceway (24).

Description

Bezeichnung: Tripodegelenk für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zu dessen Herstellung Designation: Tripod joint for a motor vehicle and method for its production
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Tripodegelenk für ein Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Tripodengelenks gemäß Oberbegriff des Anspruchs 18.The present invention is a tripod joint for a motor vehicle according to the preamble of claim 1 and a method for producing a tripod joint according to the preamble of claim 18.
Tripodegelenke für Kraftfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt, sie werden insbesondere verwendet als Innengelenke für die Antriebswellen Vorderradgetriebener Kraftfahrzeuge. Sie weisen hervorragende Gleichlaufeigenschaften auf und können bis zu Winkeln von typ. über 10 ° abgewinkelt werden. Darüber hinaus können Tripodegelenke vorteilhaft auch für Kardanwellen Hinterradgetriebener oder Allradgetriebener Kraftfahrzeuge eingesetzt werden.Automotive tripod joints have long been known in the art, and are particularly used as inner joints for the drive shafts of front wheel drive motor vehicles. They have excellent synchronous characteristics and can be angled up to angles of typically over 10 °. In addition, tripod joints can be advantageously used for propshafts rear-wheel drive or four-wheel drive motor vehicles.
Tripodegelenke weisen typisch einen Tripodestern auf, der eine Mehrzahl von Zapfen ausbildet, wobei jeder Zapfen ein Wälzlager trägt. Weiterhin umfasst ein Tripodegelenk ein Außengelenk, welches oftmals auch als „Tulpe" bezeichnet wird, wobei das Außengelenk eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung d. h. in Drehrichtung D des Außengelenks erstreckenden Laufbahnausnehmungen aufweist. In jeder Laufbahnausnehmung ist ein von einem Zapfen getragenes Wälzlager in Axialrichtung verschieblich gelagert. Jede Laufbahnausnehmung bildet zwei gegenüberliegend angeordnete Laufbahnen für einen mechanischen Kontakt mit dem darin geführten Wälzlager aus.Tripod joints typically have a tripod star forming a plurality of pins, each pin carrying a rolling bearing. Furthermore, a tripod joint comprises an outer joint, which is often referred to as "tulip", wherein the outer joint has a plurality of in the axial direction, ie in the direction of rotation D of the outer race extending Laufbahnausnehmungen.In each Laufbahnausnehmung a rolling bearing supported by a pin is slidably mounted in the axial direction Each raceway recess forms two oppositely arranged raceways for mechanical contact with the rolling bearing guided therein.
Obwohl der grundsätzliche Aufbau der Tripodegelenke, welchem Stand der Technik auch als „homokinetische Gelenke" bezeichnet werden, bereits seit langem bekannt ist, werden dennoch bis heute große Anstrengungen unternommen, die Laufeigenschaften von Tripodegelenken z. B. bei Lastwechselvorgängen zu verbessern. So offenbart beispielsweise die DE 41 301 83 Al ein Tripodegelenk, bei dem durch spezielle Ausgestaltung der Laufbahnen in den Laufbahnausnehmungen sowie der Außenringe der Wälzlager ein Verkippen des Wälzlageraußenrings in der Laufbahnausnehmung z.B. bei einer Lasteinleitung oder einem Lastwechsel verhindert werden soll. Hierdurch soll sichergestellt werden, dass der Außenring nur an auf einer Laufbahn der Laufbahnausnehmung zur Anlage gelangt, so dass der Außenring reibungsarm in der Laufbahnausnehmung abrollen kann. Auch aus der EP 1 253 337 Al ist ein homokinetisches Gelenk mit vermindertem Rotationsspiel bekannt. Sowohl die Laufbahnen der Laufbahnausnehmungen als auch die Oberfläche des Wälzlageraußenrings sind kugelig ausgestaltet. Weiterhin ist der Wälzlageraußenring zweigeteilt.Although the basic construction of the tripod joints, which are also known as "homokinetic joints", has long been known, nevertheless great efforts are still being made to improve the running properties of tripod joints, for example during load change processes DE 41 301 83 A1 discloses a tripod joint in which a special design of the raceways in the raceway recesses and the outer rings of the rolling bearings prevents tilting of the rolling bearing outer ring in the raceway recess, for example during a load introduction or a load change only comes to rest on on a track of the raceway recess, so that the outer ring can roll friction in the Laufbahnausnehmung. Also EP 1 253 337 A1 discloses a homokinetic joint with reduced rotational play. Both the raceways of the Laufbahnausnehmungen and the surface of the rolling bearing outer ring are designed spherical. Furthermore, the rolling bearing outer ring is divided into two parts.
Beiden Tripodegelenken ist eine verhältnismäßig aufwendige Ausgestaltung der Wälzlager gemeinsam, welche Kostennachteile mit sich bringt.Both Tripodegelenken is a relatively complex configuration of the bearings together, which brings cost disadvantages.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Tripodegelenk mit vorteilhaften Laufeigenschaften, insbesondere mit minimalem Rotationsspiel, anzugeben, welches einen vereinfachten Aufbau aufweist. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung eines vorteilhaften Tripodegelenks angegeben werden.Object of the present invention is therefore to provide a tripod joint with advantageous operating characteristics, in particular with minimal rotational clearance, which has a simplified structure. Furthermore, a method for producing an advantageous tripod joint is to be specified.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Tripodegelenk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 18.This object is achieved by a tripod joint with the features of claim 1 and by a method according to claim 18.
Ein erfindungsgemäßes Tripodegelenk ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, insbesondere für die Antriebswelle eines vorderradgetrieben Kraftfahrzeugs. Es um- fasst einen Tripodestern, der eine Mehrzahl von Zapfen ausbildet. Jeder der Zapfen des Tripodesterns trägt ein Wälzlager. Weiter umfasst das Tripodegelenk ein Außengelenk, welches eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Laufbahnausnehmungen aufweist. In jeder Laufbahnausnehmung ist ein von einem Zapfen getragenes Wälzlager in Axialrichtung, d.h. entlang der Richtung der Drehachse D des Außengelenks, verschieblich gelagert. Jede Laufbahnausnehmung weist dabei zwei gegenüber liegend angeordnete Laufbahnen für einen mechanischen Kontakt mit dem darin geführten Wälzlager aus. Bei einer Drehmomenteinleitung in ein abgewinkeltes Tripodegelenk führen die Wälzlager dann eine oszillierende Abrollbewegung auf den Laufbahnen im Außengelenk aus.An inventive tripod joint is provided for a motor vehicle, in particular for the drive shaft of a front wheel drive motor vehicle. It includes a tripod star, which forms a plurality of cones. Each of the pins of the tripod star carries a rolling bearing. Furthermore, the tripod joint comprises an outer joint, which has a plurality of axially extending raceway recesses. In each raceway recess, a rolling bearing supported by a pin in the axial direction, i. along the direction of the rotation axis D of the outer joint, slidably mounted. Each raceway recess has two oppositely arranged raceways for mechanical contact with the roller bearing guided therein. When torque is introduced into an angled tripod joint, the rolling bearings then perform an oscillating rolling motion on the raceways in the outer joint.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Wälzlager jeweils einen Außenring aufweisen, in dessen Außenumfangsfläche eine umlaufende Ringnut ausgebildet ist. Weiterhin ist in den Laufbahnen jeweils ein schienenartiges Führungselement ausgebildet, das in die am Außenring ausgebildete Ringnut eingreift. Dabei ist die Formgebung des schienenartigen Führungselements sowie der umlaufenden Ringnut im Wälzlageraußenring so gewählt, dass bei einem Abrollen eines Wälz- lagers auf einer Laufbahn zumindest drei Punktkontakte P zwischen dem Außenring und der Laufbahn ausgebildet werden. Dabei soll im Kontext der vorliegenden Erfindung unter einem schienenartigen Führungselement eine Struktur verstanden werden, die sich in Richtung der Drehachse D des Außengelenks erstreckt und sich von einer Laufbahn erhebt. Dabei kann es sich z.B. im Wesentlichen in Umfangsrichtung des Außengelenks von der Laufbahn erheben. Weiterhin soll das schienenartige Führungselement zumindest eine Führungsfläche ausbilden, auf der der Außenring eines Wälzlagers abrollen kann. Bevorzugt bildet das schienenartige Führungselement aber zwei oder mehr Führungsflächen aus, die - im Falle zweier Führungsflächen- auf voneinander abgewandten Seiten des Führungselements angeordnet sind. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung bildet das separate schienenartige Führungselement zumindest drei Führungsflächen aus.According to the invention it is now provided that the rolling bearings each have an outer ring, in whose outer peripheral surface a circumferential annular groove is formed. Furthermore, in each case a rail-like guide element is formed in the raceways, which engages in the annular groove formed on the outer ring. The shape of the rail-like guide element and the circumferential annular groove in the rolling bearing outer ring is chosen so that when rolling a Wälzlageraußenring be formed on a career at least three point contacts P between the outer ring and the raceway. It should be understood in the context of the present invention, a rail-like guide element, a structure which extends in the direction of the axis of rotation D of the outer joint and rises from a track. It may, for example, rise substantially in the circumferential direction of the outer joint of the raceway. Furthermore, the rail-like guide element should form at least one guide surface on which the outer ring of a roller bearing can roll. However, the rail-like guide element preferably forms two or more guide surfaces which, in the case of two guide surfaces, are arranged on opposite sides of the guide element. In a particularly preferred embodiment, the separate rail-like guide element forms at least three guide surfaces.
Durch die spezielle Ausgestaltung der Wälzlageraußenringe sowie der Laufbahnen im Außengelenk wird eine effektive Sicherung der Wälzlageraußenringe in den Laufbahnen gegen ein Verkippen bei einer Drehmomenteinleitung in das Trip- odegelenk realisiert. Hieraus resultiert ein deutlich verringertes Verdrehspiel des erfindungsgemäßen Tripodegelenks. In dem der Wälzlageraußenring in der Laufbahn gegen ein Verkippen gesichert wird, kann darüber hinaus verhindert werden, dass der in der Laufbahn abrollende Wälzlageraußenring neben der reinen Abrollbewegung auf der Laufbahn zusätzlich eine Gleitbewegung ausführt. Dies geschieht, indem verhindert wird, dass der Wälzlageraußenring außerhalb der Laufbahnen des Außengelenks zur Anlage an dieses gelangt. Hieraus resultieren weiterhin deutlich verbesserte Laufeigenschaften des erfindungsgemäßen Tripodegelenks sowie ein deutlich reduzierter Verschleiß.Due to the special design of the rolling bearing outer rings and the raceways in the outer joint effective securing of Wälzlageraußenringe is realized in the raceways against tilting at a torque introduction in the trip odgelenk. This results in a significantly reduced torsional backlash of the tripod joint according to the invention. In that the rolling bearing outer ring is secured in the raceway against tilting, can also be prevented that the rolling in the raceway rolling bearing outer ring in addition to the pure rolling movement on the track additionally performs a sliding movement. This is done by preventing the roller bearing outer ring outside the raceways of the outer joint comes to rest on this. This further results in significantly improved running properties of the tripod joint according to the invention and a significantly reduced wear.
Der Abrollvorgang des Wälzlageraußenrings in der Laufbahn des Außengelenks erfolgt besonders reibungs- und damit verschleißarm, wenn die erfindungsgemäß ausgebildeten mindestens drei Punktkontakte P auf einer Gerade L liegen. Dabei ist diese Gerade L bevorzugt parallel zur Drehachse R des Wälzlagers.The rolling of the rolling bearing outer ring in the raceway of the outer joint takes place particularly friction and thus wear, when the inventively designed at least three point contacts P are on a straight line L. In this case, this straight line L is preferably parallel to the axis of rotation R of the rolling bearing.
Die schienenartigen Führungselemente können vorteilhaft integral mit dem Außengelenk ausgebildet werden, beispielsweise können sie bei der Herstellung des Außengelenks mit angeschmiedet werden. Alternativ ist es auch möglich, die schienenartigen Führungselemente als separates Bauteil getrennt vom Außenge- lenk auszubilden. Dabei kann das schienenartige Führungselement aus demselben Werkstoff wie das Außengelenk bestehen, bevorzugt wird hier aber ein anderer Werkstoff mit verbesserten Verschleißeigenschaften z.B. größere Härte Verwendung finden. Ein separat ausgebildetes schienenartiges Führungselement ist dabei zumindest an einem Punkt mechanisch an dem Außengelenk festgelegt, vorzugsweise aber an einer Mehrzahl von Befestigungspunkten. Dabei ist die mechanische Verbindung von dem separat ausgebildeten schienenartigen Führungselement mit dem Außengelenk an einem Befestigungspunkt hergestellt beispielsweise mittels Verschweißen z.B. Schweißpunkt, Verstemmen, Verlöten oder Verkleben. Darüber hinaus können alle weiteren aus dem Stand der Technik vorbekannten Fügeverfahren verwendet werden, mit denen eine dauerhaft stabile mechanische Verbindung zwischen zwei metallischen Werkstücken hergestellt werden kann.The rail-like guide elements can advantageously be formed integrally with the outer joint, for example, they can be forged in the manufacture of the outer joint with. Alternatively, it is also possible to separate the rail-like guide elements as a separate component from the outer to train the steering wheel. In this case, the rail-like guide element may be made of the same material as the outer joint, but here another material with improved wear properties, for example greater hardness, is preferably used. A separately designed rail-like guide element is mechanically fixed at least at one point to the outer joint, but preferably at a plurality of attachment points. In this case, the mechanical connection is made from the separately formed rail-like guide element with the outer joint at an attachment point, for example by means of welding, for example, welding point, caulking, soldering or gluing. In addition, all other known from the prior art joining methods can be used with which a permanently stable mechanical connection between two metal workpieces can be produced.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Tripode- gelenks bilden die Außenringe der Wälzlager folgendes aus:In a particularly preferred embodiment of the tripod joint according to the invention, the outer rings of the roller bearings form the following:
a) zwei Gleitflächen, die in einer ersten Richtung gegen die Drehachse R des Wälzlagers geneigt sind, und auf der sich je ein Kontaktpunkt Pl mit der Laufbahn im Außengelenk ausbildet,a) two sliding surfaces, which are inclined in a first direction against the rotational axis R of the rolling bearing, and on each of which a contact point Pl is formed with the raceway in the outer joint,
b) eine Stopfläche, die in einer zweiten, zur ersten Richtung entgegen gesetzten Richtung gegen die Drehachse R des Wälzlagers geneigt ist, und auf der sich ein weiterer Kontaktpunkt P2 mit der Laufbahn im Außengelenk ausbildet.b) a stop surface, which is inclined in a second direction opposite to the first direction against the direction of rotation R of the rolling bearing, and on which forms another contact point P2 with the raceway in the outer joint.
Bevorzugt weist zumindest eine der Gleitflächen der Wälzlageraußenringe abschnittsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf. Hierdurch kann eine Gleitbewegung des Wälzlageraußenrings auf dem schienenartigen Führungselement im Außengelenk bei einer Drehmomenteinleitung in das Tripodegelenk erleichtert werden, um den Wälzlageraußenring in eine definierte Lage zu bringen und ihm in dieser zu fixieren. Indem die Gleitflächen zumindest abschnittsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, können weiterhin die Hertzschen Kontaktspannungen im Bereich der Kontaktpunkte P minimiert werden. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Tripodege- lenks weisen die Laufbahnen im Außengelenk des Tripodegelenks folgende Merkmale auf:At least one of the sliding surfaces of the roller bearing outer rings preferably has a circular cross section in sections. In this way, a sliding movement of the rolling bearing outer ring on the rail-like guide element in the outer joint at a torque introduction in the tripod joint can be facilitated to bring the rolling bearing outer ring in a defined position and to fix it in this. By virtue of the fact that the sliding surfaces have a circular cross-section at least in sections, the Hertzian contact stresses in the region of the contact points P can furthermore be minimized. In a further preferred embodiment of the tripod steering according to the invention, the raceways in the outer joint of the tripod joint have the following features:
a) zwei Gleitflächen, die den zwei Gleitflächen die des Wälzlageraußenrings gegenüber liegend angeordnet sind, und auf denen sich je einer der Kontaktpunkte Pl mit dem Außenring ausbildet,a) two sliding surfaces, which are arranged opposite to the two sliding surfaces of the roller bearing outer ring, and on each of which one of the contact points Pl forms with the outer ring,
b) eine Stopfläche, die der Stopfläche des Außenrings gegenüberliegend angeordnet ist, und auf der sich der weitere Kontaktpunkt P2 mit der Laufbahn ausbildet.b) a stop surface, which is arranged opposite the stop surface of the outer ring, and on which the further contact point P2 forms with the raceway.
Bevorzugt weist auch hierzu zumindest eine der Gleitflächen auf der Laufbahn im Außengelenk einen zumindest abschnittsweise kreisförmigen Querschnitt auf. Besonders bevorzugt ist der Krümmungsradius dieser Gleitfläche auf der Laufbahn im Außengelenk größer als der Krümmungsradius der am Außenring ausgebildeten komplementären Gleitfläche mit abschnittsweise kreisförmigem Querschnitt. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Hertzschen Kontaktspannungen an den Kontaktpunkten P noch weiter zu minimieren.At least one of the sliding surfaces on the track in the outer joint also preferably has an at least partially circular cross-section. Particularly preferably, the radius of curvature of this sliding surface on the track in the outer joint is greater than the radius of curvature of the formed on the outer ring complementary sliding surface with partially circular cross-section. By this measure, it is possible to further minimize the Hertzian contact voltages at the contact points P.
In einer alternativen Ausgestaltung ist zumindest eine der Gleitflächen am Wälzlageraußenring abschnittsweise eben ausgestaltet, d.h. sie ist abschnittsweise als ebene Pyramidenmantelfläche ausgebildet. Dabei bildet sich der erste Kontaktpunkt Pl vorteilhaft auf dieser Mantelfläche aus.In an alternative embodiment, at least one of the sliding surfaces on the roller bearing outer ring is configured in sections, ie. it is formed in sections as a flat pyramid shell surface. In this case, the first contact point Pl advantageously forms on this lateral surface.
Besonders bevorzugt sind eine Gleitfläche und die Stopfläche der Laufbahn im Außengelenk am schienenartigen Führungselement ausgebildet, insbesondere dann, wenn das schienenartige Führungselement als separates Bauteil ausgebildet ist. In diesem Fall wird dann die zweite Gleitfläche der Laufbahn im Außengelenk i.d.R. vom Außengelenk selbst ausgebildet. Denkbar ist aber auch eine entsprechende Formgebung des schienenartigen Führungselements.Particularly preferably, a sliding surface and the stop surface of the raceway are formed in the outer joint on the rail-like guide element, in particular when the rail-like guide element is formed as a separate component. In this case, then the second sliding surface of the raceway in the outer joint i.d.R. formed by the outer joint itself. It is also conceivable, however, a corresponding shape of the rail-like guide element.
Grundsätzlich kann das Tripodegelenk jede aus dem Stand der Technik vorbekannte geeignete Formgebung bzgl. der Zapfen des Tripodesterns bzw. der Innenringe der Wälzlager aufweisen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Zapfen des Tripodesterns kugelig ausgebildet, was dahingehend zu verstehen ist, dass die Zapfen zumindest abschnittsweise Kugelflächen ausbilden sollen. Die komplementären Flächen im Innenring des Wälzlagers können beispielsweise zylindrisch ausgestaltet sein, so dass das Wälzlager einen Innenring mit zylindrischer Innenausnehmung aufweist. Alternativ ist es auch möglich, die Innenringe der Wälzlager mit einer Innenausnehmung zu versehen, deren Formgebung wiederum zumindest abschnittsweise kugelflächenförmig ausgebildet ist. In beiden Ausgestaltungen können die Innenringe eine Kippbewegung auf den Zapfen des Tripodesterns ausführen. Bei der letztgenannten Ausgestaltung ist es von besonderem Vorteil, wenn der Innenring und der Außenring des Wälzlagers in Richtung der Drehachse des Wälzlagers gegeneinander verschieblich sind. Ein solcher Bewegungsfreiheitsgrad ist hingegen nicht zwingend erforderlich, wenn der Innenring des Wälzlagers eine zylindrische Innenausnehmung aufweist, da hier der kugelige Zapfen des Tripodesterns in der Innenausnehmung des Wälzlagerinnenrings hin und her gleiten kann.Basically, the Tripodegelenk each known from the prior art suitable shaping with respect. The pins of the tripod star or the inner rings of the rolling bearing have. In a particularly preferred embodiment, the pins of the tripod star are formed spherical, which to that effect is understood that the pins are at least partially form spherical surfaces. The complementary surfaces in the inner ring of the rolling bearing can be configured, for example, cylindrical, so that the rolling bearing has an inner ring with a cylindrical inner recess. Alternatively, it is also possible to provide the inner rings of the rolling bearing with an inner recess, the shape of which in turn is formed at least partially spherical surface. In both embodiments, the inner rings can perform a tilting movement on the pin of the Tripodesterns. In the latter embodiment, it is of particular advantage if the inner ring and the outer ring of the rolling bearing in the direction of the axis of rotation of the bearing are mutually displaceable. By contrast, such a degree of freedom of movement is not absolutely necessary if the inner ring of the roller bearing has a cylindrical inner recess, since here the spherical pin of the tripod stator can slide back and forth in the inner recess of the roller bearing inner ring.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Tripodegelenks für ein Kraftfahrzeug umfasst die folgenden Verfahrensschritte:An inventive method for producing a tripod joint for a motor vehicle comprises the following method steps:
1. Bereiststellen von : a. einem Tripodestern, der eine Mehrzahl von Zapfen ausbildet, b. einer Mehrzahl von Wälzlagern, die von den Zapfen des Tripodesterns getragen werden und die jeweils einen Außenring aufweisen, in dessen Außenumfangsfläche eine umlaufende Ringnut ausgebildet ist, c. einem Außengelenk, das eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Laufbahnausnehmungen aufweist, in denen jeweils ein von einem Zapfen getragenes Wälzlager in Axialrichtung verschieblich gelagert werden kann, wobei in jeder Laufbahnausneh- mung zwei gegenüberliegend angeordnete Laufbahnen für einen mechanischen Kontakt mit dem darin geführten Wälzlager ausgebildet sind, und in den Laufbahnen jeweils ein schienenartiges Führungselement ausgebildet ist, das in die am Außenring ausgebildete Ringnut eingreifen kann,1. Provide: a. a tripod star forming a plurality of pins, b. a plurality of rolling bearings, which are supported by the pins of the tripod star and each having an outer ring, in whose outer peripheral surface a circumferential annular groove is formed, c. an outer joint having a plurality of axially extending raceway recesses, in each of which a bearing supported by a pin bearing can be mounted displaceably in the axial direction, wherein formed in each Laufbahnausneh- mung two oppositely disposed raceways for mechanical contact with the rolling bearing guided therein are in each case, and in the raceways a rail-like guide element is formed, which can engage in the annular groove formed on the outer ring,
2. Aufsetzen der Wälzlager auf die Zapfen des Tripodesterns, und2. placing the bearings on the pins of the tripod esters, and
3. Einführen der Wälzlager in die Laufbahnausnehmungen. wobei die schienenartigen Führungselemente im Eingriff mit den umlaufenden Ringnuten gelangen, so dass bei einem Abrollen eines Wälzlagers auf einer Laufbahn zumindest drei Punktkontakte zwischen Außenring und Laufbahn ausgebildet werden.3. Introduce the bearings in the Laufbahnausnehmungen. wherein the rail-like guide elements in engagement with the circumferential annular grooves arrive, so that when rolling a rolling bearing on a track at least three point contacts between the outer ring and raceway are formed.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden zusätzlichen Verfahrensschritte auf:In a preferred development, the method according to the invention has the following additional method steps:
4. Bereitstellen von einer Mehrzahl als separate Bauteile ausgebildeter schienenartiger Führungselemente, und4. Provision of a plurality formed as separate components rail-like guide elements, and
5. Festlegen der schienenartigen Führungselemente am Außengelenk.5. Determining the rail-like guide elements on the outer joint.
Weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens Tripodege- lenks ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie dem Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden Anhang der Zeichnung näher erläutert wird. In dieser zeigen :Further advantages and features of the inventive Tripodege- lenk result from the subclaims and the embodiment, which is explained in more detail in the appendix of the drawing. In this show:
Fig. 1 : eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Tripodegelenks,1 is a perspective view of a first embodiment of a tripod joint according to the invention,
Fig. 2: eine Teilschnittdarstellung des Tripodegelenks aus Figur 1,2 shows a partial sectional view of the tripod joint of Figure 1,
Fig. 3: eine vergrößerte Teilschnittdarstellung durch Außengelenk, Wälzlager und Tripodestern des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1.3 shows an enlarged partial sectional view through the outer joint, roller bearings and tripod testers of the exemplary embodiment according to FIG. 1.
Fig. 4: eine perspektivische Teilschnittdarstellung des Tripodegelenks aus4 shows a perspective partial sectional view of the tripod joint
Figur 1.FIG. 1
Fig. 5: eine perspektivische Darstellung des Außengelenks eines Tripodegelenks gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einem eingesetzten Wälzlager,5 is a perspective view of the outer joint of a tripod joint according to a second embodiment with a rolling bearing used,
Fig. 6: eine vergrößerte Teilansicht aus Figur 5,6 is an enlarged partial view of Figure 5,
Fig. 7: die Ansicht aus Figur 4 für ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tripodegelenks, Fig. 8: eine vergrößerte Teilansicht aus Figur 7 in einer ersten Ausgestaltung, und7 shows the view from FIG. 4 for a third exemplary embodiment of a tripod joint according to the invention, 8 is an enlarged partial view of Figure 7 in a first embodiment, and
Fig. 9: eine vergrößerte Teilansicht aus Figur 7 in einer zweiten Ausgestaltung.9 shows an enlarged partial view from FIG. 7 in a second embodiment.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tripodegelenks 1 in perspektivischer Ansicht. Das Außengelenk 20 weist eine Drehachse D auf und ist einseitig geöffnet. An seinem geschlossenen Ende mündet das Außengelenk 20 in einen Wellenschaft 28 zum An- schluss beispielsweise an eine Abtriebswelle eines Getriebes des Kraftfahrzeugs. Im Außengelenk 20 sind drei Laufbahnausnehmungen 22 ausgebildet, die sich in Richtung der Drehachse D erstrecken. Jede Laufbahnausnehmung 22 bildet zwei gegenüber liegend angeordnete Laufbahnen 24 aus, auf denen in die Laufbahn- ausnehmung 22 eingesetzte Wälzlager 60 abrollen, von denen in Figur 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eines gezeigt ist. Dabei ist die Dimensionierung der Wälzlager 60 so gewählt, dass bei einer Krafteinleitung beispielsweise in das Außengelenk 20 des Tripodegelenks 1 das Wälzlager 60 mit seinem Außenring 64 tatsächlich nur auf einer Laufbahn 24 der Laufbahnausnehmung 22 abrollt.Figure 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a tripod joint 1 according to the invention in a perspective view. The outer joint 20 has a rotation axis D and is open on one side. At its closed end, the outer joint 20 opens into a shaft shank 28 for connection to, for example, an output shaft of a transmission of the motor vehicle. In the outer joint 20 three Laufbahnausnehmungen 22 are formed, which extend in the direction of the axis of rotation D. Each raceway recess 22 forms two oppositely disposed raceways 24 on which roller bearings 60 inserted in the raceway recess 22 roll, of which only one is shown in FIG. 1 for reasons of clarity. The dimensioning of the bearings 60 is selected so that when a force is introduced, for example, in the outer joint 20 of the tripod joint 1, the roller bearing 60 actually rolls with its outer ring 64 only on a raceway 24 of the raceway recess 22.
Wie aus Figur 1 weiter ersichtlich ist, ist jeder Laufbahnausnehmung 22 im Außengelenk 20 ein Zapfen 42 des in das Außengelenk 20 eingesetzten Tripode- sterns 40 zugeordnet. Dabei tragen die Zapfen 42 jeweils ein Wälzlager 60. Der Tripodestern 40 weist eine Innenausnehmung auf, in dessen Innenwandung eine Vielzahl von Splines 44 ausgebildet sind zum Anschluss einer Verbindungswelle, beispielsweise zu einem Kugelverschiebegelenk.As is further apparent from FIG. 1, each raceway recess 22 in the outer joint 20 is assigned a pin 42 of the tripod stator 40 inserted into the outer joint 20. The pins 42 each carry a rolling bearing 60. The tripod star 40 has an inner recess, in the inner wall of a plurality of splines 44 are formed for connecting a connecting shaft, for example, a ball displacement joint.
Bevorzugt sind Außengelenk 20 und Wellenschaft 28 einstückig als Schmiedeteil ausgebildet, wobei die in den Laufbahnausnehmungen 22 ausgebildeten Laufbahnen 24 nach dem Schmieden des Außengelenks 20 weiteren Bearbeitungsschritten zur Fertigbearbeitung und Härtung unterworfen werden.Preferably, the outer joint 20 and shaft shaft 28 are integrally formed as a forged part, wherein the formed in the Laufbahnausnehmungen 22 raceways 24 are subjected to the forging of the outer joint 20 further processing steps for finishing and curing.
Figur 2 zeigt das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tripodegelenks 1 gemäß Figur 1 nochmals in einer teilweise geschnittenen Darstellung, aus der der Aufbau des Wälzlagers 60, hier insbesondere von dessen Außenring 64, sowie die Formgebung der Laufbahn 24 der Laufbahnausnehmung 22 im Außengelenk 20 ersichtlich werden. Die von den Zapfen 42 des Tripodesterns 40 getragenen Wälzlager 60 weisen einen Innenring 62 und einen Außenring 64 auf, zwischen denen eine Vielzahl von zylindrischen Rollen 68 angeordnet ist. Dabei sind Innenring 62 und Außenring 64 in Richtung der Drehachse R des Wälzlagers 60 gegeneinander verschieblich. Wie sich aus der Schnittdarstellung des Wälzlagers 60 in Figur 2 ergibt, ist der Außenring 64 des Wälzlagers 60 mit einer umlaufenden Ringnut 66 versehen. In diese greift ein schienenartiges Führungselement 26 ein, welches jeweils auf der Laufbahn 24 der Laufbahnausnehmung 22 ausgebildet ist. Dabei kann dieses schienenartige Führungselement 26 integral mit dem Außengelenk 20 ausgebildet sein, es kann aber auch als separates Bauteil beispielsweise in Form eines Einlegers ausgebildet sein welches jeweils in eine in der Laufbahn 24 der Laufbahnausnehmung 22 ausgebildete Aufnahmeausneh- mung 25 eingesetzt und bevorzugt dort mechanisch festgelegt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 und 2 ist das schienenartige Führungselement 26 integral mit dem geschmiedeten Außengelenk 20 ausgebildet.2 shows the first embodiment of a tripod joint according to the invention 1 according to FIG 1 again in a partially sectioned view, from which the structure of the rolling bearing 60, in particular of its outer ring 64, as well as the shape of the raceway 24 of the raceway recess 22 in the outer joint 20 can be seen. The supported by the pins 42 of the tripod stator 40 bearings 60 have an inner ring 62 and an outer ring 64, between which a plurality of cylindrical rollers 68 is arranged. Inner ring 62 and outer ring 64 are displaceable relative to each other in the direction of the axis of rotation R of the rolling bearing 60. As is apparent from the sectional view of the rolling bearing 60 in Figure 2, the outer ring 64 of the rolling bearing 60 is provided with a circumferential annular groove 66. In this engages a rail-like guide member 26, which is formed in each case on the raceway 24 of the raceway recess 22. In this case, this rail-like guide member 26 may be integrally formed with the outer joint 20, but it may also be formed as a separate component, for example in the form of an insert which each inserted into a trained in the raceway 24 of the Laufbahnausnehmung 22 receiving recess 25 and preferably mechanically fixed there is. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the rail-like guide element 26 is formed integrally with the forged outer joint 20.
Wie aus Figur 2 ebenfalls ersichtlich ist, weisen die Zapfen 42 des Tripodesterns 40 kugelige Oberflächenabschnitte 43 auf. Zugleich ist die Innenausnehmung des Innenrings 62 teilweise kugelig ausgebildet, so dass der vom Zapfen 42 getragene Innenring 62 des Wälzlagers 60 und damit dieses insgesamt eine Kippbewegung um den Zapfen 42 ausführen kann.As can also be seen from FIG. 2, the pins 42 of the tripod star 40 have spherical surface sections 43. At the same time, the inner recess 62 of the inner ring 62 is formed partially spherical, so that the pin 42 supported by the inner ring 62 of the rolling bearing 60 and thus this total can perform a tilting movement about the pin 42.
Im ersten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 4 ist in den Laufbahnen 24 der Laufbahnausnehmung 22 im Außengelenk 20 jeweils nur ein schienenartiges Führungselement 26 ausgebildet, wie im Detail nochmals aus Figur 3 ersichtlich ist. Zugleich ist im Außenring 64 der Wälzlager 60 nur eine umlaufende Ringnut 66 ausgebildet, in die das schienenartige Führungselement 26 eingreift. Aufgrund der speziellen Formgebung der Laufbahn 24 sowie der Außenumfangs- fläche des Außenrings 64 des Wälzlagers 60 ergeben sich beim Abrollen des Wälzlagers 60 auf der Laufbahn 24 mech. Kontakte nur zwischen dem Außenring 64 und der Laufbahn 24. Diese sind in Figur 3 mit Pl bzw. P2 gekennzeichnet. Alle drei Kontaktpunkte Pl, P2 liegen auf der mit „L" bezeichneten Geraden L und weisen denselben Abstand von der Drehachse R des Wälzlagers 60 auf, so dass eine reine Abrollbewegung des Wälzlagers 60 auf der Laufbahn 24 möglich ist. Eine teilweise Gleitbewegung des Außenrings 64, welche die Laufeigenschaften des erfindungsgemäßen Tripodegelenks 1 negativ beeinflussen könnte, wird dadurch vermieden.In the first exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 4, only one rail-like guide element 26 is formed in the raceways 24 of the raceway recess 22 in the outer joint 20, as can be seen again in detail from FIG. At the same time only a circumferential annular groove 66 is formed in the outer ring 64 of the rolling bearing 60, in which the rail-like guide member 26 engages. Due to the special shape of the raceway 24 and the outer peripheral surface of the outer ring 64 of the rolling bearing 60 arise when rolling the roller bearing 60 on the track 24 mech. Contacts only between the outer ring 64 and the raceway 24. These are marked in Figure 3 with Pl or P2. All three contact points P1, P2 lie on the straight line L denoted by "L" and are at the same distance from the axis of rotation R of the rolling bearing 60, so that a pure rolling movement of the rolling bearing 60 on the track 24 is possible which the running characteristics of the tripod joint 1 according to the invention could adversely affect, is avoided.
Die im ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tripodegelenks 1 realisierten drei Kontaktpunkte Pl, P2 des Wälzlageraußenrings 64 mit der Laufbahn 24 sorgen auch für eine Lagestabilisierung des Wälzlageraußenrings 64 in der Laufbahn 24 z.B. bei einer Lasteinleitung ins erfindungsgemäße Tripodegelenk 1. Ein Verkippen der Drehachse R des Wälzlagers 60 wird hierdurch vermieden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass auch bei einer Lasteinleitung in das Tripodegelenk 1 ein mechanischer Kontakt zwischen dem Wälzlager 60 und einer Laufbahnausnehmung 22 nur im Abroll-Bereich einer Laufbahn 24 stattfindet. Ein gleitendes Anlegen des Wälzlageraußenrings 66 an dieser oder der gegenüberliegenden Laufbahn 24 kann hierdurch sicher vermieden werden. Die bei vielen aus dem Stand der Technik vorbekannten Tripodegelenken auftretende Gleitbewegung des Außenrings des Wälzlagers z.B. an der dem Kraftpfad abgewandten Laufbahn 24 entfällt daher bei dieser Konstruktion.The three contact points P1, P2 of the roller bearing outer ring 64 with the raceway 24 realized in the first exemplary embodiment of the tripod joint 1 according to the invention also ensure a position stabilization of the rolling bearing outer race 64 in the raceway 24, e.g. with a load introduction into the tripod joint 1 according to the invention. Tilting of the axis of rotation R of the rolling bearing 60 is thereby avoided. In this way it can be ensured that even with a load introduction into the tripod joint 1, mechanical contact between the roller bearing 60 and a raceway recess 22 takes place only in the rolling region of a raceway 24. A sliding application of the roller bearing outer ring 66 at this or the opposite track 24 can be safely avoided thereby. The sliding movement of the outer ring of the rolling bearing occurring in many prior art tripod joints occurring in the prior art, e.g. on the path away from the force path 24 therefore omitted in this construction.
Wenn man sich eine Situation vorstellt, in der sich der Wälzlageraußenring nicht in seiner definierten Endlage befindet, sondern vielmehr nur zwei Kontaktpunkte P 1 im Bereich der Gleitflächen 72, 82 von Wälzlageraußenring 66 und Laufbahnen 24 im Außengelenk 20 ausbildet. Übt der Zapfen 42 nun eine in Richtung des mit K bezeichneten Pfeils in Figur 3 gerichtete Kraft auf den Wälzlagerinnenring 62 aus, so wird diese über die Rollen 64 auf dem Wälzlageraußenring 66 übertragen. Diese Krafteinleitung hat eine Bewegung des Wälzlageraußenrings in Richtung des mit „B" bezeichneten Pfeils zur Folge, d.h. der Wälzlageraußenring 66 gleitet mit seinen Gleitflächen 72 auf den Gleitflächen in der Laufbahn 24 des Außengelenks. Diese Gleitbewegung wird begrenzt durch ein in Kontakt kommen der Stopflächen 74, 84 am Wälzlageraußenring 66 und der Laufbahn 24 im Außengelenk 28, wobei sich der dritte Kontaktpunkt P2 zwischen Wälzlagerinnenring 62 und Laufbahn 24 im Außengelenk 20 ausbildet. In dieser Lage, die durch das Vorhandensein dreier Kontaktpunkte (2xKontaktpunke Pl, lxKontaktpunkt P2) gekennzeichnet ist, ist die räumliche Lage des Wälzlageraußenrings 66 in der Laufbahnausnehmung 22 des Außengelenks 20 eindeutig bestimmt. Darüber hinaus kann durch Anwendung der technischen Lehre der DE 41 301 83 Al sichergestellt werden, dass bis zum maximalen Beugewinkel des erfindungsgemäßen Tripodegelenks 1 die Krafteinleitung des Zapfens 42 in den Wälzlagerinnenring 62 so erfolgt, dass nur ein solches Kippmoment auf das Wälzlager 60 ausgeübt wird, das ein Verkippen des Wälzlagers 60 nur in Richtung der Drehachse D des Außengelenks 20 hin ermöglicht. Grundsätzlich ist aber festzuhalten, dass durch die spezielle erfindungsgemäße Formgebung von Wälzlageraußenring 66 und Laufbahn 24 im Außengelenk 20 und der Ausbildung dreier Kontaktpunkte Pl, P2 zwischen Wälzlageraußenring 66 und Laufbahn 24 die Lage des Wälzlageraußenring 66 auf der Laufbahn 24 eindeutig bestimmt ist und bereits hierüber ein Verkippen des Wälzlagers in der Laufbahnausnehmung 22 auch bei der Einleitung höherer Drehmomente D bzw. bei Lastwechselvorgängen weitestgehend ausgeschlossen ist.If one imagines a situation in which the rolling bearing outer ring is not in its defined end position, but rather only two contact points P 1 in the region of the sliding surfaces 72, 82 of roller bearing outer ring 66 and raceways 24 in the outer joint 20 is formed. If the pin 42 now exerts a force directed in the direction of the arrow K in FIG. 3 onto the roller bearing inner ring 62, this is transmitted via the rollers 64 to the roller bearing outer ring 66. This force introduction results in a movement of the roller bearing outer ring in the direction of the arrow labeled "B", ie, the rolling bearing outer ring 66 slides with its sliding surfaces 72 on the sliding surfaces in the outer joint raceway 24. This sliding movement is limited by contacting the stop surfaces 74 , 84 on the roller bearing outer ring 66 and the raceway 24 in the outer joint 28, wherein the third contact point P2 between roller bearing inner ring 62 and raceway 24 forms in the outer joint 20. In this situation, which is characterized by the presence of three contact points (2x contact point Pl, lxKontaktpunkt P2), the spatial position of the roller bearing outer ring 66 is uniquely determined in the raceway recess 22 of the outer joint 20. In addition, by applying the technical teaching of DE 41 301 83 A1, it is ensured that the force introduction of the pin 42 into the shaft is up to the maximum bending angle of the tripod joint 1 according to the invention Rolling Inne nring 62 takes place so that only such a tilting moment is exerted on the roller bearing 60, which allows tilting of the rolling bearing 60 only in the direction of the axis of rotation D of the outer joint 20 out. Basically, however, it should be noted that the position of the roller bearing outer ring 66 on the track 24 is uniquely determined by the special inventive shaping of Wälzlageraußenring 66 and raceway 24 in the outer joint 20 and the formation of three points of contact Pl, P2 between Wälzlageraußenring 66 and raceway 24 and already on this Tilting of the rolling bearing in the Laufbahnausnehmung 22 is largely excluded even in the introduction of higher torques D or load change operations.
Figur 3 kann weiterhin die spezielle Formgebung des Wälzlagers 60 und des Zapfens 42 des Tripodesterns 40 entnommen werden. Insbesondere ist der kugelige Oberflächenabschnitt 43 des Zapfens 42 des Tripodesterns 40 zu erkennen. Mit diesem korrespondiert die kugelige Innenausnehmung 63 im Innenring 62 des Wälzlagers 60, so dass insgesamt eine Kippbewegung der Drehachse des Wälzlagers 60 auf den Zapfen 42 möglich wird. Der Außenumfang des Wälzlagerinnenrings 62 sowie der Innenumfang des Wälzlageraußenrings 64 sind jeweils als Zylinderfläche ausgestaltet, so dass zwischen Innenring 62 und Außenring 64 zylindrische Rollen 68 abrollen können. Dabei werden die Rollen 68 in Richtung der Drehachse R des Wälzlagers 60 im Innenring 62 in ihrer Lage fixiert. Hingegen ist die Lage des Außenrings 64 auf den Rollen 68 im Wesentlichen nur durch einen Sicherungsvorsprung 65 begrenzt, der am innen liegenden Ende des Wälzlageraußenrings 64 ausgebildet ist. Hierdurch ist der Wälzlageraußenring 64 in Richtung der Drehachse R des Wälzlagers 60 gegen den Innenring 62 verschieblich. Der Sicherungsvorsprung 65 begrenzt dabei die Verschiebebewegung des Außenrings 64 auf dem Innenring 62 und verhindert somit ein Auseinanderfallen des vom Zapfen 42 getragenen Wälzlagers 60 beispielsweise bei der Endmontage des erfindungsgemäßen Tripodegelenks 1.FIG. 3 furthermore shows the special shape of the roller bearing 60 and the pin 42 of the tripod star 40. In particular, the spherical surface portion 43 of the pin 42 of the tripod star 40 can be seen. With this, the spherical inner recess 63 in the inner ring 62 of the rolling bearing 60 corresponds, so that a total of a tilting movement of the axis of rotation of the rolling bearing 60 on the pin 42 is possible. The outer circumference of the roller bearing inner ring 62 and the inner circumference of the roller bearing outer ring 64 are each configured as a cylindrical surface, so that between the inner ring 62 and outer ring 64 cylindrical rollers 68 can roll. The rollers 68 are fixed in the direction of the axis of rotation R of the rolling bearing 60 in the inner ring 62 in position. By contrast, the position of the outer ring 64 on the rollers 68 is limited essentially only by a securing projection 65 which is formed at the inner end of the roller bearing outer ring 64. As a result, the roller bearing outer ring 64 is displaceable in the direction of the axis of rotation R of the rolling bearing 60 against the inner ring 62. The securing projection 65 limits the displacement movement of the outer ring 64 on the inner ring 62 and thus prevents falling apart of the supported by the pin 42 rolling bearing 60, for example, in the final assembly of the tripod joint 1 of the invention.
Figur 4 zeigt nochmals den Aufbau des Außengelenks 20, des Tripodesterns 40 sowie des Wälzlagers 60 des erfindungsgemäßen Tripodegelenks 1 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Darstellung.Figure 4 shows again the structure of the outer joint 20, the tripod star 40 and the rolling bearing 60 of the tripod joint 1 according to the invention according to the first embodiment in a perspective view.
Figur 5 zeigt nun das Außengelenk 20 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Tripodegelenks 1 ebenfalls in einer perspektivischen Darstel- lung, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit darauf verzichtet wurde, den Trip- odestern 40 nochmals im Detail darzustellen. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Aufbau des Tripodesterns 40 sowie der Wälzlager 60 im Wesentlichen demjenigen gemäß des ersten Ausführungsbeispiels. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch, dass auf der Außenumfangsfläche des Wälzlageraußenrings 64 zwei umlaufende Ringnuten 66 ausgebildet sind. Zugleich sind auf der Laufbahn 24 in den Laufbahnausnehmungen 22 des Außengelenks 20 jeweils zwei schienenartige Führungselemente 26 ausgebildet, die jeweils zwei Führungsflächen ausbilden und in die zwei umlaufenden Ringnuten 66 im Wälzlageraußenring 64 eingreifen. Dies wird nochmals deutlich aus der Ausschnittvergrößerung gemäß Figur 6, aus der die schienenartigen Führungselemente 26 in der Laufbahn 24 der Laufbahn- ausnehmung 22 des Außengelenks 20 ersichtlich sind. Ebenfalls sind die komplementären umlaufenden Ringnuten 66 im Außenring 64 des Wälzlagers 60 ersichtlich. Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 5 und 6 sind die schienenartigen Führungselemente 26 integral mit dem Außengelenk 20 ausgebildet, beispielsweise angeschmiedet.FIG. 5 now also shows the outer joint 20 of a second embodiment of a tripod joint 1 according to the invention in a perspective representation. ment, wherein it was omitted for reasons of clarity, the Trip odestern 40 again in detail. In this embodiment, the structure of the tripod stator 40 and the rolling bearings 60 substantially corresponds to that according to the first embodiment. The second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment essentially in that two circumferential annular grooves 66 are formed on the outer circumferential surface of the roller bearing outer ring 64. At the same time two rail-like guide elements 26 are formed on the track 24 in the Laufbahnausnehmungen 22 of the outer joint 20, each forming two guide surfaces and engage in the two circumferential annular grooves 66 in the rolling bearing outer ring 64. This is again clear from the enlarged detail according to FIG. 6, from which the rail-like guide elements 26 in the raceway 24 of the raceway recess 22 of the outer joint 20 can be seen. Also, the complementary circumferential annular grooves 66 in the outer ring 64 of the rolling bearing 60 can be seen. In the second embodiment according to Figures 5 and 6, the rail-like guide elements 26 are integrally formed with the outer joint 20, for example, forged.
Hiervon unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 dadurch, dass die schienenartigen Führungselemente 26 als separate Bauteile vom Außengelenk 20 ausgebildet sind. Diese sind in komplementäre, sich in Drehrichtung D des Außengelenks 20 erstreckende Aufnahmeausnehmungen 25 in der Laufbahn 24 eingelegt und dort beispielsweise mittels einem oder mehreren Schweißpunkten mechanisch fixiert. Dabei können die schienenartigen Führungselemente 26 beispielsweise aus gehärtetem Rundstahl bestehen.This differs from the embodiment according to FIG. 7 in that the rail-like guide elements 26 are designed as separate components of the outer joint 20. These are placed in complementary, in the direction of rotation D of the outer joint 20 extending receiving recesses 25 in the raceway 24 and mechanically fixed there, for example by means of one or more welds. The rail-like guide elements 26 may consist, for example, of hardened round steel.
In den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 6 und 7 weisen die schienenartigen Führungselemente 26 jeweils teilweise einen kreisbogenförmigen Querschnitt auf. Ebenso weisen die in den Wälzlageraußenring 64 ausgebildeten umlaufenden Ringnuten 66 abschnittsweise einen kreisbogenförmigen Querschnitt auf. Dabei ist der Krümmungsradius des kreisbogenförmigen Abschnitts des schienenartigen Führungselements 26 maximal genauso groß wie der Krümmungsradius der umlaufenden Ringnut 66 im Wälzlageraußenring 64, bevorzugt aber kleiner als deren Krümmungsradius. Letztere Ausführung ist in Fig. 8 als vergrößerte Ansicht von Figur 7 dargestellt. Hierdurch ergibt sich eine minimierte Hertzsche Kontaktspannung an den Kontaktpunkten P zwischen dem schienenar- tigen Führungselement 26 und der Ringnut 66. In den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 5 bis 7 bilden sich im Bereich jeder umlaufenden Ringnut 66 zwei Kontaktpunkte P mit jeweils einem in die Ringnut 66 eingreifenden schienenartigen Führungselement 26 aus, so dass insgesamt zwischen dem Wälzlageraußenring 64 und der Laufbahn 24 des Außengelenks 20 jeweils vier Kontaktpunkte P auftreten. Dabei liegen auch diese Kontaktpunkte P bevorzugt wieder auf einer Geraden, die parallel zur Drehachse R des Wälzlagers 60 orientiert ist. In dem vier Kontaktpunkte P vorgesehen werden, wird eine weitere Stabilisierung des Wälzlageraußenrings 64 gegen ein Verkippen, beispielsweise bei einer Krafteinleitung in das Tripodegelenk 1, verhindert, so dass eine reine Abrollbewegung des Wälzlageraußenrings 64 auf einer Laufbahn 24 einer Laufbahnaus- nehmung 22 sichergestellt ist. Dies führt wiederum zu besonders vorteilhaften Laufeigenschaften des erfindungsgemäßen Tripodegelenks 1.In the exemplary embodiments according to FIGS. 6 and 7, the rail-like guide elements 26 each partially have a circular arc-shaped cross section. Likewise, the circumferential annular grooves 66 formed in the roller bearing outer ring 64 have, in sections, a circular arc-shaped cross section. In this case, the radius of curvature of the arcuate portion of the rail-like guide element 26 is at most as large as the radius of curvature of the circumferential annular groove 66 in the rolling bearing outer ring 64, but preferably smaller than the radius of curvature. The latter embodiment is shown in Fig. 8 as an enlarged view of Figure 7. This results in a minimized Hertzian contact voltage at the contact points P between the rail arm In the exemplary embodiments according to FIGS. 5 to 7, two contact points P are formed in the region of each circumferential annular groove 66, each with a rail-like guide element 26 engaging in the annular groove 66, so that a total of between the roller bearing outer ring 64 and the Runway 24 of the outer joint 20 each four contact points P occur. In this case, these contact points P are preferably again on a straight line which is oriented parallel to the axis of rotation R of the rolling bearing 60. Provided that four contact points P are provided, a further stabilization of the roller bearing outer ring 64 against tilting, for example when force is introduced into the tripod joint 1, is prevented, so that a pure rolling movement of the rolling bearing outer ring 64 on a raceway 24 of a raceway recess 22 is ensured. This in turn leads to particularly advantageous running properties of the tripod joint 1 according to the invention.
In einer alternativen Ausgestaltung, welche in Figur 9 dargestellt ist, entspricht der Aufbau des Tripodegelenks 1 im Wesentlichen dem aus den Figuren 5 und 7 ersichtlichen. Auch hier weisen die als separate Bauteile ausgebildeten schienenartigen Führungselemente 26 abschnittsweise einen kreisbogenförmigen Querschnitt auf. Hingegen weisen die im Außenring 64 des Wälzlagers 60 ausgebildeten umlaufenden Ringnuten 66 keinen abschnittsweise kreisbogenförmigen Querschnitt auf, vielmehr wird hier eine gotische Formgebung für die Ringnuten gewählt. Wie bereits erläutert wurde, sind hierunter zwei gegeneinander geneigte Kugelflächenabschnitte zu verstehen, die miteinander einen Winkel α einschließen, der zwischen 45° und 170° liegt, bevorzugt zwischen 90° und 150°. In an alternative embodiment, which is shown in FIG. 9, the structure of the tripod joint 1 essentially corresponds to that shown in FIGS. 5 and 7. Here too, the rail-like guide elements 26 designed as separate components have, in sections, a circular-arc-shaped cross-section. On the other hand, the peripheral annular grooves 66 formed in the outer ring 64 of the roller bearing 60 do not have a sectionally circular-arc-shaped cross-section, but rather a Gothic shape is selected here for the annular grooves. As has already been explained, this is to be understood as two mutually inclined spherical surface sections, which enclose with one another an angle α which lies between 45 ° and 170 °, preferably between 90 ° and 150 °.

Claims

Patentansprücheclaims
1. Tripodegelenk 1 für ein Kraftfahrzeug, mit a. einem Tripodestern 40, der eine Mehrzahl von Zapfen 42 ausbildet, b. einer Mehrzahl von Wälzlagern 60, die von den Zapfen 42 des Tripodesterns 40 getragen werden, c. einem Außengelenk 20, das eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Laufbahnausnehmungen 22 aufweist, in denen jeweils ein von einem Zapfen 42 getragenes Wälzlager 60 in Axialrichtung verschieblich gelagert ist, wobei in jeder Laufbahnausnehmung 22 zwei gegenüberliegend angeordnete Laufbahnen 24 für einen mechanischen Kontakt mit dem darin geführten Wälzlager 60 ausgebildet sind,1. Tripod joint 1 for a motor vehicle, with a. a tripod stator 40 which forms a plurality of pins 42, b. a plurality of rolling bearings 60 carried by the pins 42 of the tripod stator 40, c. an outer joint 20 having a plurality of axially extending Laufbahnausnehmungen 22, in each of which a supported by a pin 42 rolling bearing 60 is slidably mounted in the axial direction, wherein in each Laufbahnausnehmung 22 two oppositely disposed raceways 24 for mechanical contact with the therein guided rolling bearings 60 are formed,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
d. die Wälzlager 60 jeweils einen Außenring 64 aufweisen, in dessen Außenumfangsfläche eine umlaufende Ringnut 66 ausgebildet ist, e. in den Laufbahnen 24 jeweils ein schienenartiges Führungselement 26 ausgebildet ist, das in die am Außenring 64 ausgebildete Ringnut 66 eingreift, wobei bei einem Abrollen eines Wälzlagers 60 auf einer Laufbahn 24 zumindest drei Punktkontakte zwischen Außenring 64 und Laufbahn 24 ausgebildet werden.d. the rolling bearings 60 each have an outer ring 64, in whose outer peripheral surface a circumferential annular groove 66 is formed, e. in the raceways 24 each have a rail-like guide member 26 is formed, which engages in the formed on the outer ring 64 annular groove 66, wherein at a rolling of a rolling bearing 60 on a track 24 at least three point contacts between the outer ring 64 and raceway 24 are formed.
2. Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Punktkontakte auf einer Linie L liegen.2. Tripod joint 1 according to claim 1, characterized in that the three point contacts lie on a line L.
3. Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Linie L parallel zur Drehachse R des Wälzlagers 60 ist.3. tripod joint 1 according to claim 1, characterized in that the line L is parallel to the axis of rotation R of the rolling bearing 60.
4. Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring 64 folgendes ausbildet: a. zwei Gleitflächen 82, die in einer ersten Richtung gegen die4. tripod joint 1 according to claim 1, characterized in that the outer ring 64 forms the following: a. two sliding surfaces 82 in a first direction against the
Drehachse R des Wälzlagers 60 geneigt sind und auf der sich je ein Kontaktpunkt Pl mit der Laufbahn 24 ausbildet, b. eine Stopfläche 84, die in einer zweiten, zur ersten Richtung entgegen gesetzten Richtung gegen die Drehachse R des Wälzlagers 60 geneigt ist und auf der sich ein weiterer Kontaktpunkt P2 mit der Laufbahn 24 ausbildet.Rotary axis R of the rolling bearing 60 are inclined and on each of which a contact point Pl is formed with the raceway 24, b. a stop surface 84, which is inclined in a second direction opposite to the first direction against the rotation axis R of the rolling bearing 60 and on which a further contact point P2 with the raceway 24 is formed.
5. Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Gleitflächen 82 abschnittsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.5. tripod joint 1 according to claim 4, characterized in that at least one of the sliding surfaces 82 sections has a circular cross-section.
6. Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahn 24 folgendes ausbildet: a. zwei Gleitflächen 72, die den zwei Gleitflächen 82 des Außenrings 64 gegenüberliegend angeordnet sind und auf denen sich je einer der Kontaktpunkte Pl mit dem Außenring 64 ausbildet, b. eine Stopfläche 74, die der Stopfläche 84 des Außenrings 64 gegenüber liegend angeordnet ist und auf der sich der weitere Kontaktpunkt P2 mit der Laufbahn 24 ausbildet.6. tripod joint 1 according to claim 4, characterized in that the raceway 24 forms the following: a. two sliding surfaces 72, which are arranged opposite the two sliding surfaces 82 of the outer ring 64 and on each of which one of the contact points Pl forms with the outer ring 64, b. a stop surface 74, which is arranged opposite the stop surface 84 of the outer ring 64 and on which the further contact point P2 with the raceway 24 is formed.
7. Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Gleitflächen 72 abschnittsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, deren Krümmungsradius größer ist als der Krümmungsradius der am Außenring 64 ausgebildeten zumindest einen Gleitfläche 82 mit abschnittsweise kreisförmigem Querschnitt.7. tripod joint 1 according to claim 5 and 6, characterized in that at least one of the sliding surfaces 72 sections has a circular cross-section whose radius of curvature is greater than the radius of curvature of the outer ring 64 formed at least one sliding surface 82 with sections of circular cross-section.
8. Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Gleitflächen 82 abschnittsweise eine ebene Pyramidenmantelfläche ist.8. tripod joint 1 according to claim 5, characterized in that at least one of the sliding surfaces 82 sections a planar pyramid shell surface.
9. Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gleitfläche 72 und die Stopfläche 74 am schienenartigen Führungselement 26 ausgebildet sind.9. tripod joint 1 according to claim 4, characterized in that a sliding surface 72 and the stop surface 74 are formed on the rail-like guide member 26.
10. Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfen 42 zumindest abschnittsweise kugelig ausgebildet sind. ll.Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager 60 einen Innenring 62 mit zylindrischer Innenausnehmung aufweisen.10. tripod joint 1 according to claim 1, characterized in that the pins 42 are at least partially spherical. ll.Tripodegelenk 1 according to claim 1, characterized in that the rolling bearings 60 have an inner ring 62 with a cylindrical inner recess.
12.Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager 60 einen Innenring 62 mit einer Innenausnehmung aufweisen, deren Formgebung zumindest abschnittweise Kugelflächenförmig ist.12.Tripodegelenk 1 according to claim 1, characterized in that the rolling bearings 60 have an inner ring 62 with an inner recess whose shape is at least partially spherical surface.
13.Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein schienenartiges Führungselement 26 integral mit dem Außengelenk 20 ausgebildet ist.13.Tripodegelenk 1 according to claim 1, characterized in that at least one rail-like guide member 26 is formed integrally with the outer joint 20.
14.Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein schienenartiges Führungselement 26 als separates Bauteil ausgebildet ist.14.Tripodegelenk 1 according to claim 1, characterized in that at least one rail-like guide member 26 is formed as a separate component.
15.Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das separat ausgebildete schienenartige Führungselement aus einem anderen Werkstoff besteht als das Außengelenk 20.15.Tripodegelenk 1 according to claim 14, characterized in that the separately formed rail-like guide member made of a different material than the outer joint 20th
16.Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das separat ausgebildete schienenartige Führungselement an zumindest einem Punkt mechanisch am Außengelenk 20 festgelegt ist.16.Tripodegelenk 1 according to claim 15, characterized in that the separately formed rail-like guide element is mechanically fixed to the outer joint 20 at at least one point.
17.Tripodegelenk 1 gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung des separat ausgebildeten schienenartigen Führungselements mit dem Außengelenk 20 mittels Verschweißen, Verstemmen, Verlöten oder Verkleben hergestellt wird.17.Tripodegelenk 1 according to claim 16, characterized in that the mechanical connection of the separately formed rail-like guide member is made with the outer joint 20 by means of welding, caulking, soldering or gluing.
18. Verfahren zur Herstellung eines Tripodegelenks 1 für ein Kraftfahrzeug, mit den folgenden Verfahrensschritten : a. Bereitstellen von : i. einem Tripodestern 40, der eine Mehrzahl von Zapfen 42 ausbildet, ii. einer Mehrzahl von Wälzlagern 60, die von den Zapfen 42 des Tripodesterns 40 getragen werden und die jeweils einen Außenring 64 aufweisen, in dessen Außenumfangsfläche eine umlaufende Ringnut 66 ausgebildet ist, iii. eines Außengelenks 20, das eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Laufbahnausnehmungen 22 aufweist, in denen jeweils ein von einem Zapfen 42 getragenes Wälzlager 60 in Axialrichtung verschieblich gelagert ist, wobei in jeder Laufbahnausnehmung 22 zwei gegenüberliegend angeordnete Laufbahnen 24 für einen mechanischen Kontakt mit dem darin geführten Wälzlager 60 ausgebildet sind, und in den Laufbahnen 24 jeweils ein schienenartiges Führungselement 26 ausgebildet ist, das in die am Außenring 64 ausgebildete Ringnut 66 eingreift, b. Aufsetzen der Wälzlager 60 auf die Zapfen 42 des Tripodesterns 40, und c. Einführen der Wälzlager 60 in die Laufbahnausnehmungen 22. wobei bei einem Abrollen eines Wälzlagers 60 auf einer Laufbahn 24 zumindest drei Punktkontakte zwischen Außenring 64 und Laufbahn 24 ausgebildet werden.18. A method for producing a tripod joint 1 for a motor vehicle, comprising the following method steps: a. Provide: i. a tripod stator 40 which forms a plurality of pins 42, ii. a plurality of rolling bearings 60, which are supported by the pins 42 of the tripod star 40 and each one Outer ring 64 have, in whose outer peripheral surface a circumferential annular groove 66 is formed, iii. an outer joint 20 having a plurality of axially extending Laufbahnausnehmungen 22, in each of which a supported by a pin 42 rolling bearing 60 is slidably mounted in the axial direction, wherein in each Laufbahnausnehmung 22 two oppositely disposed raceways 24 for mechanical contact with the therein guided rolling bearing 60 are formed, and in the raceways 24 each have a rail-like guide member 26 is formed, which engages in the formed on the outer ring 64 annular groove 66, b. Placing the rolling bearings 60 on the pins 42 of the tripod star 40, and c. Introducing the bearings 60 in the Laufbahnausnehmungen 22. wherein at a rolling of a rolling bearing 60 on a track 24 at least three point contacts between the outer ring 64 and raceway 24 are formed.
19. Verfahren gemäß Anspruch 18, durch folgende weitere Verfahrensschritte gekennzeichnet: a. Bereitstellen von einer Mehrzahl als separates Bauteil ausgebildeter schienenartiger Führungselemente, und b. Festlegen der schienenartigen Führungselemente am Außengelenk 20. 19. The method according to claim 18, characterized by the following further method steps: a. Providing a plurality of rail-like guide elements formed as a separate component, and b. Determining the rail-like guide elements on the outer joint 20th
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