WO2017133733A1 - Laufrolle für ein podegelenk - Google Patents

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Xavier Mehul
Christophe Walliser
Jean-Philippe DIETRICH
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to a roller for a pod joint, with an inner ring means for receiving a pin of a stub shaft portion, with an outer ring means, wherein on the outer side of the outer ring means a raceway for running on a bell portion is arranged, with a plurality of rolling elements, wherein the rolling elements between the inner ring means and the outer ring means are arranged, wherein the rolling bodies are formed as rollers, and with a cage means, wherein the rolling bodies are arranged in the cage means.
  • the pod joint is preferably designed as a constant velocity joint.
  • the pod joint is designed as a bipod joint, tripod joint or as a quattropod joint.

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Abstract

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Montage von Tripodegelenken zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird durch eine Laufrolle 9 für ein Podegelenk 1 gelöst, mit einer Innenringeinrichtung 11 zur Aufnahme eines Zapfens 8 von einem Wellenstumpfabschnitt 7, mit einer Außenringeinrichtung 12, wobei an der Außenseite der Außenringeinrichtung 12 eine Laufbahn 15 zum Ablaufen auf einem Glockenabschnitt 10 angeordnet ist, mit einer Mehrzahl von Wälzkörpern 17, wobei die Wälzkörper 17 zwischen der Innenringeinrichtung 11 und der Außenringeinrichtung 12 angeordnet sind, wobei die Wälzkörper 17 als Rollen ausgebildet sind, und mit einer Käfigeinrichtung 18, wobei die Wälzkörper 17 in der Käfigeinrichtung 18 angeordnet sind, wobei die Käfigeinrichtung 18 als ein Mittenkäfig ausgebildet ist, wobei die Rollen in einem Mittenbereich durch den Mittenkäfig geführt sind und in Laufbereichen beidseitig zu dem Mittenkäfig frei abstehen.

Description

Laufrolle für ein Podegelenk
Die Erfindung betrifft eine Laufrolle für ein Podegelenk, mit einer Innenringeinrichtung zur Aufnahme eines Zapfens von einem Wellenstumpfabschnitt, mit einer Außenringeinrichtung, wobei an der Außenseite der Außenringeinrichtung eine Laufbahn zum Ablaufen auf einem Glockenabschnitt angeordnet ist, mit einer Mehrzahl von Wälzkörpern, wobei die Wälzkörper zwischen der Innenringeinrichtung und der Außenringeinrichtung angeordnet sind, wobei die Wälzkörper als Rollen ausgebildet sind, und mit einer Käfigeinrichtung, wobei die Wälzkörper in der Käfigeinrichtung angeordnet sind.
Im Antriebsstrang von Fahrzeugen werden zur Übertragung des Antriebsdrehmoments von einer Differentialeinrichtung oder einem anderen Getriebeausgang zu einem angetriebenen, insbesondere gelenkten Rad, oftmals Gleichlaufgelenke verwendet, die zum einen die Übertragung des Antriebsdrehmoments sicherstellen und zum anderen eine Winkeländerung zwischen dem Getriebeausgang und einer Zwischenwelle ermöglichen. Durch die Gleichlaufgelenke ist es möglich, dass die angetriebenen Räder unabhängig von dem meist mit dem Fahrzeugkorpus verbundenen Getriebeausgang zum Beispiel bei Unebenheiten der Straße einfedern oder gelenkt werden können.
Gleichlaufgelenke sind in der Bauform von Tripodegelenken bekannt. Derartige Tripodegelenke weisen als einen ersten Gelenkpartner ein Wellenende mit daran angeformten, radial zu dem Wellenende abstehenden Zapfenabschnitten auf, auf denen Rollen angeordnet sind. Dieser erste Gelenkpartner ist in einer Glocke als zweiter Gelenkpartner eingeführt, wobei die Rollen an einer Innenseite der Glocke abrollen können, sodass das Wellenende relativ zu der Glocke verschwenkt, jedoch gemeinsam mit der Glocke rotiert werden kann. Ein derartiges Tripodegelenk ist beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2004 025 531 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschrieben. Diese Druckschrift behandelt insbesondere den Aufbau der Rolle, wobei diese einen Innenring, welcher auf dem Zapfen angeordnet ist, sowie einen Außenring aufweist, der mit seinem Außenumfang auf einer Innenfläche der Glocke abrollen kann. Zwischen dem Innenring und dem Außenring sind nadeiförmige Wälzkörper angeordnet, welche in einem Käfig geführt sind.
Ein Typ eines weiteren gattungsgemäßen Tripodegelenks, bei dem die Innenlaufbahn nicht wie an der zuvor beschriebenen Ausführungsform an einem Innenring, sondern direkt an der Oberfläche des Gelenkzapfens ausgebildet ist, ist in EP1219845 A2 offenbart.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Montage von Podegelenken zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird durch eine Laufrolle für ein Podegelenk sowie durch ein Podegelenk mit der Laufrolle gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Gegenstand der Erfindung ist eine Laufrolle, welche für ein Podegelenk geeignet und/oder ausgebildet ist. Insbesondere ist die Laufrolle als eine Podegelenkslaufrolle ausgebildet. Insbesondere ist die Laufrolle als ein Radiallager, im Speziellen als ein Radialwälzlager ausgebildet. Die Laufrolle definiert mit der Rotationsachse eine Laufrollenachse. Ein Radialwälzlager ist durch Wälzkörper, in diesem Fall Rollen und Nadeln, und durch eine Innenlaufbahn sowie eine Außenlaufbahn gebildet, an denen die Wälzkörper abwälzen.
Das Podegelenk und/oder die Laufrolle wird bzw. werden vorzugsweise in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs angeordnet. Optional bildet das Fahrzeug mit dem Podegelenk und/oder mit der Laufrolle einen weiteren Gegenstand der Erfindung. Das Podegelenk ist im Antriebsstrang vorzugsweise zwischen einem Getriebeausgang, insbesondere Differentialgetriebeausgang, und einem angetriebenen Rad angeordnet. Besonders bevorzugt ist das Podegelenk zwischen dem Getriebeausgang und einer Zwischenwelle, insbesondere Gelenkwelle, zur Übertragung eines Antriebsdrehmoments an das angetriebene Rad angeordnet. Vorzugsweise weist das Fahrzeug an einer angetriebenen Achse zwei der Podegelenke auf. Besonders bevorzugt ist die angetriebene Achse zugleich eine gelenkte Achse, beispielsweise die Vorderachse eines PkW.
Die Funktion des Podegelenks ist es, eine schwenkbare und/oder winkelveränderliche Gelenkverbindung zwischen dem Getriebeausgang und der Zwischenwelle zur Übertragung des Antriebsdrehmoments zu schaffen.
Das Podegelenk ist vorzugsweise als ein Gleichlaufgelenk ausgebildet. Insbesondere ist das Podegelenk als ein Bipodegelenk, Tripodegelenk oder als ein Quattropodegelenk ausgebildet.
Vorzugsweise weist das Podegelenk einen Wellenstumpfabschnitt als einen ersten Gelenkpartner mit darauf oder daran angeordneten Zapfen auf. Beispielsweise können die Zapfen einstückig mit dem Wellenstumpfabschnitt verbunden sein. Alternativ sind die Zapfen an einem Stern mit Nabe ausgebildet, dessen„Zacken" durch die Zapfen gebildet sind. Mit der Nabe sitzt der Zapfen auf einer Welle oder einem Wellenstumpf. Die Zapfen stehen vorzugsweise radial oder zumindest gewinkelt zu einer Wellenachse als Rotationsachse und/oder Längserstreckungsrichtung des Wellenstumpfabschnitts ab. Vorzugsweise sind die Zapfen in Umlaufrichtung um den Wellenstumpfabschnitt regelmäßig verteilt. Es ist vorgesehen, dass die Laufrolle auf dem Zapfen aufgesetzt oder aufsetzbar ist. Vorzugsweise ist auf jedem der Zapfen eine derartige Laufrolle aufgesetzt.
Ferner weist das Podegelenk einen, oft auch als Tulpe bezeichneten, Glockenabschnitt als zweiten Gelenkpartner auf. Der Wellenstumpfabschnitt mit den Zapfen und den Laufrollen ist in dem Glockenabschnitt eingeführt, wobei die Laufrollen (Außenringeinrichtung) mit ihren Außenlaufbahnen an einer oder mehreren Flächen, insbesondere Innenflächen des Glockenabschnitts abrollen, um den Wellenstumpfabschnitt relativ zu dem Glockenabschnitt zu verschwenken.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung bildet der Wellenstumpfabschnitt einen Teilabschnitt der Zwischenwelle oder ist mit dieser wirkverbunden und der Glockenabschnitt ist mit dem Getriebeausgang wirkverbunden. Bei einer alternativen Ausgestaltung ist Wellenstumpfabschnitt mit dem Getriebeausgang wirkverbunden und der Glockenabschnitt bildet einen Teilabschnitt der Zwischenwelle oder ist mit dieser wirkverbunden.
Die Innenlaufbahn ist direkt auf einem im Bereich der Innenlaufbahn zylindrischen Zapfen ausgebildet. Alternativ weist die Laufrolle eine Innenringeinrichtung auf, welche zur Aufnahme eines der Zapfen ausgebildet und/oder geeignet ist. Vorzugsweise ist die Innenringeinrichtung auf dem Zapfen, insbesondere drehfest und/oder verschiebefest aufgesetzt, im Speziellen derart, dass der Zapfen die Innenringeinrichtung durchdringt. Die Innenringeinrichtung kann aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt sein, vorzugsweise ist diese jedoch einstückig und/oder einmaterialig ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Innenringeinrichtung als umformtechnisch hergestellter Innenring ausgebildet. Die Innenringeinrichtung weist an der radialen Außenseite die Innenlaufbahn und an der Innenseite eine Kontaktfläche zur Kontaktierung mit dem Zapfens auf.
Laufrollen, deren Innenlaufbahn direkt auf der Oberfläche des Zapfens ausgebildet ist, beanspruchen im Vergleich zu denen mit Innenring wenig radialen Bauraum. Außerdem weisen derartige Rollen wegen des fehlenden Innenrings weniger Bauteile auf. Über Laufrollen mit Innenring dagegen kann vorteilhaft jeweils eine zusätzliche gelenkige Anbindung an die Gelenkwelle geschaffen werden, insbesondere dann, wenn der Sitz des Zapfens sphärisch ausgebildet ist.
Die Laufrolle weist ferner eine Außenringeinrichtung auf, welche in Bezug auf die Laufrollenachse bevorzugt koaxial und/oder konzentrisch zu der Innenringeinrichtung angeordnet ist. Die Außenringeinrichtung kann mehrteilig ausgebildet sein, besonders bevorzugt ist diese jedoch einteilig und/oder einstückig ausgebildet. Insbesondere ist die Außenringeinrichtung als umformtechnisch hergestellter Außenring ausgebildet. Alternativ ist der Außenring spanabhebend aus Wälzlagerstahl hergestellt. Die Außenringeinrichtung trägt an der radialen Innenseite eine Außenlaufbahn und an der Außenseite, insbesondere der radialen Außenseite, eine Laufbahn zum Ablaufen, insbesondere Abrollen und/oder Abgleiten auf dem Glockenabschnitt. Vorzugsweise ist die Laufbahn zum Ablaufen auf den Glockenabschnitt in einem Längsschnitt durch die Laufrollenachse ballig, insbesondere sphärisch, ausgebildet. Bei einer sphärischen Ausbildung liegt der Mittelpunkt der sphärischen Krümmung vorzugsweise auf der Laufrollenachse. Besonders bevorzugt beträgt eine Differenz des Durchmessers der Laufbahn von einem größten Durchmesser zu einem kleinsten Durchmesser mindestens zwei Millimeter, vorzugsweise mindestens vier Millimeter.
Ferner weist die Laufrolle eine Mehrzahl von Wälzkörpern auf, wobei die Wälzkörper zwischen der Innenringeinrichtung und der Außenringeinrichtung angeordnet sind. Insbesondere sind die Wälzkörper zwischen der Innenringeinrichtung und der Außenringeinrichtung abwälzend angeordnet. Besonders bevorzugt wälzen oder laufen die Wälzkörper auf der Außenlaufbahn der Innenringeinrichtung und der Innenlaufbahn der Außenringeinrichtung ab. Die Wälzkörper sind als Rollen, insbesondere als Zylinderrollen, im Speziellen als Nadeln oder Nadelrollen ausgebildet. In der Ausbildung als Nadeln oder Nadelrollen weisen die Wälzkörper eine Länge in axialer Richtung auf, die mindestens zweieinhalbmal Mal so groß ist wie der Durchmesser des jeweiligen Wälzkörpers, wobei Nadelrollen einen gegenüber Nadeln vergleichsweise großen Durchmesser aufweisen.
Ferner weist die Laufrolle eine Käfigeinrichtung auf, wobei die Wälzkörper in der Käfigeinrichtung angeordnet sind. Besonders bevorzugt ist die Käfigeinrichtung ausgebildet, die Wälzkörper in Umlaufrichtung um die Laufrollenachse voneinander zu beabstanden.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Käfigeinrichtung als ein Mittenkäfig ausgebildet ist. Die Rollen können insbesondere gedanklich entlang ihrer axialen Erstreckung in einen zentralen Mittenbereich sowie zwei daran angrenzende Laufbereiche unterteilt werden. Der Mittenkäfig ist so ausgebildet, dass dieser die Rollen ausschließlich in dem Mittenbereich führt, insbesondere voneinander beabstandet. Die Laufbereiche stehen dagegen frei über den Mittenkäfig über. In einer radialen Draufsicht ist somit in dem Mittenbereich der Mittenkäfig und auf jeder Seite ein frei abstehendes Ende der Rollen zu erkennen. In dieser Ausgestaltung sind die freien Enden der Wälzkörper, insbesondere der Rollen, frei herausstehend aus dem Mittenkäfig angeordnet. Insbesondere werden die Rollen nur mittig gehalten, wobei die freien Enden der Rollen von dem Mittenkäfig beabstandet sind. Der Mittenkäfig erstreckt sich in der axialen Erstreckung vorzugsweise über weniger als 50%, weniger als 40% der Länge der Rollen.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass durch den Mittenkäfig die Rollen in definierte Positionen in der Laufrolle angeordnet werden können und dadurch die Montage der Laufrolle vereinfacht wird. Der Mittenkäfig ist bei der Anwendung in einer Laufrolle geeignet, da die Laufrolle - trotz ihres Namens - nur geringe Relativverdrehungen zwischen Innenringeinrichtung und Außenringeinrichtung umsetzen muss. Dadurch ist es möglich, den Mittenkäfig zu verwenden, obwohl dieser möglicherweise hinsichtlich der Reibverluste zur Führung von Wälzkörpern nicht optimal ist. Der notwendige Bauraum für den Mittenkäfig kann beispielsweise durch Aussparungen in der Innenringeinrichtung und/oder - in bevorzugter Ausgestaltung - in der Außenringeinrichtung geschaffen sein. Der Wälzkontakt für das Abwälzen oder Ablaufen zwischen der Innenringeinrichtung und der Außenringeinrichtung erfolgt ausschließlich über die Laufbereiche der Rollen - das sind an der Laufbahn mit Aussparung die Bereiche links- und rechtsseitig des Mittenbereichs. An der Laufbahn ohne Aussparung können die Rollen über ihre gesamte tragende Länge, also auch im Mittenbereich, abwälzen.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weisen die Rollen jeweils in ihrer axialen Erstreckung über den Mittenbereich und die Laufbereiche einen ununterbrochenen und/oder konstanten Durchmesser auf. Zum einen hat diese Ausgestaltung den Vorteil, dass eine axiale Verschiebung der Rollen in dem Mittenkäfig problemlos ist, da Mittenbereich und Laufbereiche übergangslos ineinandergehen. Zum anderen hat die Ausgestaltung den Vorteil, dass die Rollen kostengünstig erzeugt werden können, da diese keine Verjüngung oder andere Durchmesseranpassungen für den Mittenkäfig aufweisen müssen. Alternativ werden die bekannten zumindest an ihren Enden ballig endprofilierten oder über die gesamte Länge ballig ausgebildete Rollen bzw. Nadeln eingesetzt.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausbildung der Erfindung ist der Mittenkäfig als ein ununterbrochen oder unterbrochen umlaufender Steg mit Aufnahmen, insbesondere Schnappaufnahmen, für die Rollen ausgebildet. In dieser Ausgestaltung ist es möglich, dass bei der Montage die Rollen zunächst in die Schnappaufnahme eingeschnappt werden und nachfolgend der bestückte Mittenkäfig montiert werden kann. Vorzugsweise sind die Schnappaufnahmen radial nach innen geöffnet und umgreifen die Rollen jeweils soweit, dass in dem eingebauten Zustand in der Laufrolle die Rollen linienförmig über den Mittenbereich und die zwei Laufbereiche auf der Innenringeinrichtung aufliegen. Alternativ hierzu sind die Aufnahmen so ausgestaltet, dass diese radial nach außen geöffnet sind und der Mittenkäfig so konstruiert ist, dass in dem eingebauten Zustand in der Laufrolle die Rollen die Außenringeinrichtung linienförmig mit dem Mittenbereich und den beiden Laufbereichen kontaktieren. Bei beiden Ausgestaltungen ergibt sich der Vorteil, dass Aussparungen für den Mittenkäfig entweder ausschließlich in der Innenringeinrichtung oder ausschließlich in der Außenringeinrichtung vorzusehen sind. Ein derartiger Käfig lässt sich einfach und kostengünstig, insbesondere aus Kunststoff, herstellen.
Prinzipiell kann der Mittenkäfig in Umlaufrichtung geschlossen ausgebildet sein. In dieser Ausgestaltung ist der Mittenkäfig besonders stabil.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung wird dagegen vorgeschlagen, dass der Mittenkäfig in Umlaufrichtung um die Laufrollenachse mindestens eine Trennstelle aufweist. Insbesondere ist der Mittenkäfig an der mindestens einen Trennstelle unterbrochen. Es ist dabei eine Überlegung der Weiterbildung, dass sich die Montage der Käfigeinrichtung mit den Wälzkörpern zwischen der Innenringeinrichtung und der Außenringeinrichtung aufgrund konstruktiver Randbedingungen als schwierig erweisen kann. Dadurch, dass der Mittenkäfig mindestens eine Trennstelle aufweist, ist es möglich, den Mittenkäfig abweichend von der späteren geometrischen Form, insbesondere abweichend von dem späteren Durchmesser des Mittenkäfigs zu montieren. So ist es beispielsweise möglich, den Mittenkäfig bei der Montage aufzubiegen oder einzuschnüren, wobei der Biegevorgang jeweils vorzugsweise elastisch ausgebildet ist, um die Montage des Mittenkäfigs optional mit oder ohne die Wälzkörper zwischen der Innenringeinrichtung und der Außenringeinrichtung zu vereinfachen. Bei mehreren Trennstellen können die einzelnen Segmente des Mittenkäfigs unabhängig voneinander eingesetzt werden, so dass auch bei mehreren Trennstellen die Montage vereinfacht ist.
Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung weist der Mittenkäfig genau eine Trennstelle auf. Beispielsweise ist der Mittenkäfig als ein gesprengter Ring ausgebildet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Mittenkäfig ähnlich einfach wie ein in Umlaufrichtung geschlossener Käfig während der Montage gehandhabt werden kann, jedoch im Durchmesser durch ein Auf- oder Zusammenbiegen bei der Montage im Durchmesser verändert werden kann.
Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Mittenkäfig als ein Segmentkäfig ausgebildet und/oder weist mehr als eine Trennstelle auf. Der Mittenkäfig teilt sich in Umlaufrichtung in genau oder mindestens zwei Segmente auf. Beispielsweise ist es möglich, dass der Mittenkäfig in Umlaufrichtung hälftig geteilt ist. Bei abgewandelten Ausführungsformen ist es auch möglich, dass der Mittenkäfig ein in Umlaufrichtung größeres und ein kleineres Segment aufweist. So ist es beispielsweise im Rahmen der Erfindung möglich, dass ein Segment drei Viertel und ein kleineres Segment ein Viertel des Mittenkäfigs bereitstellt. Es ist jedoch auch möglich, dass mehr Segmente, wie zum Beispiel drei oder vier Segmente, den Mittenkäfig bilden, welche sich in Umlaufrichtung aneinanderreihen lassen. Auch in dieser Ausgestaltung ist die Montage vereinfacht, da die Segmente des Mittenkäfigs einfach auf die Inneneinrichtung aufgelegt oder aufgeschnappt werden können.
Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung weist die Außenringeinrichtung eine umlaufende Laufnut für die Rollen auf. Die Rollen sind somit in der Außenringeinrichtung angeordnet, sodass die Rollen in axialer Richtung durch die Seitenwände der umlaufenden Laufnut geführt sind.
Bei einer Alternative oder möglichen Weiterbildung der Erfindung weist die Laufrolle mindestens einen Sicherungsseitenring, vorzugsweise zwei Sicherungsseitenringe auf. Es ist vorgesehen, dass der Sicherungsseitenring in der Außenringeinrichtung angeordnet ist und die Rollen in axialer Richtung sichert. Beispielsweise weist die Außenringeinrichtung umlaufende Ringnuten für den oder die Sicherungsseitenringe auf, in die der oder die Sicherungsseitenringe formschlüssig eingelegt sind.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung wird durch ein Podegelenk für ein Fahrzeug gebildet, wobei das Podegelenk mindestens eine Laufrolle aufweist, wie diese zuvor beschrieben wurde. Das Podegelenk ist vorzugsweise als ein Tripodegelenk ausgebildet und weist drei Zapfen und vorzugsweise drei der Laufrollen auf. Bei anderen Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, dass das Podegelenk nur genau zwei Zapfen oder genau vier Zapfen oder mehr Zapfen aufweist und eine entsprechende Anzahl von derartigen Laufrollen trägt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
Figur 1 eine stark schematisierte Darstellung eines Podegelenks als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figuren 2a, b schematische Längsschnittdarstellungen von zwei unterschiedlichen Ausführungsformen von Laufrollen für das Podegelenk in der Figur 1 ; Figur 3 in dreidimensionaler Darstellung ein Ausführungsbeispiel für eine Käfigeinrichtung für die Laufrollen in den Figuren 2a, b beziehungsweise in dem Podegelenk gemäß der Figur 1 .
Die Figur 1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung ein Podegelenk 1 für ein Fahrzeug 2, welches nur als ein Block dargestellt ist, als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das Podegelenk 1 ist im Antriebsstrang zwischen einem Getriebeausgang 3, insbesondere eines Differentialgetriebes, und einer Zwischenwelle 4, insbesondere Radantriebswelle oder Gelenkwelle, angeordnet. Der Getriebeausgang 3 definiert eine Ausgangsachse 5, die Zwischenwelle 4 definiert eine Wellenachse 6. Das Podegelenk 1 ist ausgebildet, eine Drehung und damit ein Antriebsdrehmoment von dem Ausgang 3 auf die Zwischenwelle 4 zu übertragen und zugleich eine Schwenkung oder Winkeländerung zwischen der Ausgangsachse 5 und der Wellenachse 6 zu ermöglichen, wie dies beispielsweise bei einem Einfedern des an der Zwischenwelle 4 angeschlossenen, angetriebenen Rads erfolgen kann. Die Zwischenwelle 4 weist einen Wellenstumpfabschnitt 7 auf, auf denen eine Mehrzahl von Zapfen 8, in diesem Ausführungsbeispiel drei Zapfen 8, angeordnet sind, welche sich radial zu der Wellenachse 6 erstrecken. Die Zapfen 8 sind in Umlaufrichtung um die Wellenachse 6 regelmäßig angeordnet, sodass diese einen Podenstern, in diesem Beispiel einen Tripodenstern, bilden. In der Figur 1 ist nur einer der Zapfen 8 grafisch dargestellt. Auf den Zapfen 8 ist jeweils eine Laufrolle 9 angeordnet, welche eine Laufrollenachse 30 als Rotationsachse aufweist, die radial zu der Wellenachse 6 angeordnet ist.
Das Podegelenk 1 weist ferner einen Glockenabschnitt 10 auf, welcher drehfest mit dem Ausgang 3 gekoppelt ist und welcher Laufbahnen für die Laufrollen 9 bereitstellt.
Während in der Figur 1 ein Ausführungsbeispiel gezeigt ist, wobei der Glockenabschnitt 10 drehfest mit dem Ausgang 3 gekoppelt ist und der Wellenstumpfabschnitt 7 drehfest mit der Zwischenwelle 4 gekoppelt ist, ist es bei anderen Ausführungsbeispielen auch möglich, dass der Wellenstumpfabschnitt 7 mit dem Ausgang 3 drehfest gekoppelt ist und der Glockenabschnitt 10 mit der Zwischenwelle 4 gekoppelt ist. Ferner ist es möglich, dass der Glockenabschnitt 10 umlaufend geschlossen ausgebildet ist oder freie Bereiche aufweist.
In den Figuren 2a, b sind Längsschnittdarstellungen von zwei Ausführungsbeispielen der Laufrolle 9 dargestellt. Die Laufrollen 9 weisen jeweils eine Innenringeinrichtung 1 1 sowie eine Außenringeinrichtung 12 auf, welche koaxial und konzentrisch zu der Laufrollenachse 30 angeordnet sind.
Die Innenringeinrichtung 1 1 ist als ein einstückiger und/oder einmaterialiger Innenring ausgebildet und weist radial innenseitig eine hohlzylindrische Aufnahme 13 für den Zapfen 8 auf. Radial außenseitig stellt diese eine Zylinderfläche als Innenlaufbahn 14 bereit.
Die Außenringeinrichtung 12 ist einstückig und/oder einmaterialig ausgebildet und weist an der radialen Außenseite eine Laufbahn 15 zum Ablaufen auf einem Innenbereich des Glockenabschnitts 10 auf. Die Laufbahn 15 ist in der gezeigten Längsschnittdarstellung ballig und in diesem Ausführungsbeispiel sphärisch in Bezug auf die Laufbahnrollenachse 10 ausgebildet. An der radialen Innenseite trägt die Außenringeinrichtung 12 eine Außenlaufbahn 16.
Zwischen der Innenringanordnung 1 1 und der Außenringanordnung 12 ist eine Mehrzahl von Wälzkörpern 17 angeordnet. Die Wälzkörper 17 sind als Rollen, insbesondere Zylinderrollen ausgestaltet und bei beiden Ausführungsbeispielen als Nadelrollen realisiert, wobei deren Längserstreckung in axialer Richtung zur Laufbahnachse 30 mehr als fünf Mal so groß ist wie der Durchmesser der Wälzkörper 17. Die Wälzkörper 17 wälzen einerseits auf der Innenlaufbahn 14 und andererseits auf der Außenlaufbahn 16 ab. Über die Wälzkörper 17 kann somit die Innenringeinrichtung 1 1 relativ zu der Außenringeinrichtung 12 rotiert werden, wobei Innenringeinrichtung 1 1 und Außenringeinrichtung 12 über die Wälzkörper 17 gegeneinander abwälzen. Die Wälzkörper 17 sind in einer Käfigeinrichtung 18 angeordnet, welche im Detail später anhand der Figur 2 erläutert werden.
Ferner weist die Laufrolle 9 zwei Sicherungsseitenringe 19, 20 auf, welche die Wälzkörper 17 unmittelbar in axialer Richtung sichern. Die Sicherungsseitenringe 19, 20 sind in umlaufende Ringnuten 21 , 22 eingelegt, welche in die Außenringeinrichtung 12 eingeformt sind. Die Seitenringe 19, 20 erstrecken sich in radialer Richtung nach innen so weit, dass sie in axialer Draufsicht mit der Innenringeinrichtung 1 1 überlappen und somit ebenfalls die Innenringeinrichtung 1 1 gegen ein axiales Herauswandern sichern.
In der Figur 2a ist die Außenlaufbahn 16 hohlzylindrisch ausgebildet und erstreckt sich über eine Verlängerung bis zu den Sicherungsseitenringen 19, 20. In dem Ausführungsbeispiel in der Figur 2b weist die Außenringeinrichtung 12 dagegen eine umlaufende Laufnut 23 auf, welche in der axialen Breite so ausgeführt ist, dass die Wälzkörper 17 axial durch die Seitenwände der Laufnut 23 geführt sind. Sowohl in dem Ausführungsbeispiel in der Figur 2a als auch in dem der Figur 2b ist in der Außenringeinrichtung 12 eine umlaufende Aussparung 24
Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Käfigeinrichtung 18 mit eingelegten Wälzkörpern 17. Die Käfigeinrichtung 18 ist als ein Mittenkäfig ausgebildet. Die Käfigeinrichtung 18 bzw. der Mittenkäfig ist als ein umlaufender Steg mit in diesem Beispiel einem rechteckigen Querschnitt realisiert. Die Käfigeinrichtung ist aus Kunststoff gefertigt. Die Käfigeinrichtung 18 weist Aufnahmen 25 auf, welche parallel zu der Laufrollenachse 30 ausgerichtet sind und radial nach innen geöffnet sind. In den Aufnahmen 25 ist jeweils ein Wälzkörper 17 angeordnet, wobei sich der als Rolle ausgebildet Wälzkörper 17 in axialer Richtung erstreckt. Die Wälzkörper 17 sind in Aufnahmen 25 der Käfigeinrichtung 18 eingelegt und vorzugsweise eingeclipst, sodass diese zumindest in radialer Richtung zu der Laufrollenachse 30 formschlüssig gehalten sind. Die Wälzkörper 17 weisen jeweils einen Mittenbereich 26 sowie daran angrenzend auf jeder Seite einen Laufbereich 27 a bzw. b auf. Die Käfigeinrichtung 18 ist konstruktiv so ausgeführt, dass die Wälzkörper 17 radial nach innen über die Käfigeinrichtung 18 überstehen und die Wälzkörper 17 mit dem Mittenbereich und den beiden Laufbereichen 27a, b linienförmig auf der Innenlaufbahn 14 ablaufen. Auf der Außenlaufbahn 16 kontaktieren dagegen nur die beiden Laufbereiche 27a, b. Die Außenlaufbahn 16 ist durch die Aussparung 18 in zwei Teilbereiche unterteilt, wobei auf jedem der Teilebereiche einer der Laufbereiche 27 a, b abrollen bzw. abwälzen.
Die Käfigeinrichtung 18 ist in Umlaufrichtung um die Laufrollenachse 10 nicht geschlossen, sondern weist eine Trennstelle 28 auf, sodass die Käfigeinrichtung 18 in Umlaufrichtung einmal vollständig unterbrochen ist. Durch die mindestens eine Trennstelle 28 wird erreicht, dass die Käfigeinrichtung 18 einfacher zu montieren ist. So kann die Käfigeinrichtung 18 in der Figur 3 durch Auf- oder Zubiegen in dem freien Durchmesser geändert werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist die Käfigeinrichtung 18 in Umlaufrichtung geschlossen. Bei abgewandelten Ausführungsformen ist es auch möglich, dass der Mittenkäfig als ein Segmentkäfig ausgebildet ist und mehrere Mittenkäfigsegmente aufweist.
Bezugszeichenliste
Podegelenk
Fahrzeug
Getriebeausgang
Zwischenwelle
Ausgangsachse
Wellenachse
Wellenstumpfabschnitt
Zapfen
Laufrolle
Glockenabschnitt
Innenringeinrichtung
Außenringeinrichtung
hohlzylindrische Aufnahme
Innenlaufbahn
Laufbahn
Außenlaufbahn
Wälzkörper
Käfigeinrichtung
Sicherungsseitenring
Sicherungsseitenring
Ringnut
Ringnut
Laufnut
Aussparung
Aufnahmen
Mittenbereich
a, b Seitenbereich
Laufrollenachse

Claims

Patentansprüche
1 . Laufrolle (9) für ein Podegelenk (1 ), mit einer Innenlaufbahn (14), mit einer Außenringeinrichtung (12), wobei an der Außenseite der Außenringeinrichtung (12) eine Laufbahn (15) zum Ablaufen auf einem Glockenabschnitt (10) angeordnet ist, mit einer Mehrzahl von Wälzkörpern (17), wobei die Wälzkörper (17) zwischen der Innenlaufbahn (14) und der Außenringeinrichtung (12) angeordnet sind, wobei die Wälzkörper (17) als Rollen ausgebildet sind, und mit einer Käfigeinrichtung (18), wobei die Wälzkörper (17) in der Käfigeinrichtung (18) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigeinrichtung (18) als ein Mittenkäfig ausgebildet ist, wobei die Rollen in einem Mittenbereich durch den Mittenkäfig geführt sind und in Laufbereichen beidseitig zu dem Mittenkäfig frei abstehen.
2. Laufrolle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Innenlaufbahn (14) an einer Innenringeinrichtung (1 1 ) zur Aufnahme eines Zapfens (8) von einem
Wellenstumpfabschnitt (7) ausgebildet ist.
3. Laufrolle (9) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenkäfig als ein umlaufender Steg mit Aufnahmen (25) für die Rollen ausgebildet ist.
4. Laufrolle (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenkäfig mindestens oder genau eine Trennstelle (28) aufweist.
5. Laufrolle (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenkäfig als ein Segmentkäfig ausgebildet ist und/oder mehr als eine Trennstelle (28) aufweist.
6. Laufrolle (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (17) als Nadeln ausgebildet sind.
7. Laufrolle (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenringeinrichtung (12) eine umlaufende Laufnut (23) für die Wälzkörper (17) aufweist.
8. Laufrolle (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Sicherungsseitenring (19,20), wobei der Sicherungsseitenring (19,20) in der Außenringeinrichtung (12) angeordnet ist und die Wälzkörper (17) in axialer Richtung sichert.
9. Laufrolle (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenringeinrichtung (1 1 ) einstückig ausgebildet ist und eine Außenlaufbahn (16) für die Wälzkörper (17) trägt und/oder dass die Außenringeinrichtung (12) einstückig ausgebildet ist und die Innenlaufbahn (14) für die Wälzkörper (17) trägt.
10. Podegelenk (1 ) für ein Fahrzeug (2), gekennzeichnet durch mindestens eine Laufrolle (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Laufrolle (9) auf dem Zapfen (8) angeordnet ist und die Laufbahn (15) der Laufrolle (9) ablaufend an dem Glockenabschnitt (10) anliegt.
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