WO2024017468A1 - Tripodegelenk und gelenkinnenteil eines tripodegelenks - Google Patents

Tripodegelenk und gelenkinnenteil eines tripodegelenks Download PDF

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WO2024017468A1
WO2024017468A1 PCT/EP2022/070318 EP2022070318W WO2024017468A1 WO 2024017468 A1 WO2024017468 A1 WO 2024017468A1 EP 2022070318 W EP2022070318 W EP 2022070318W WO 2024017468 A1 WO2024017468 A1 WO 2024017468A1
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WO
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pitch circle
circle radius
joint part
axis
rotation
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/070318
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Weckerling
Orkan Eryilmaz
Julian LEHNERT
Original Assignee
Gkn Driveline International Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gkn Driveline International Gmbh filed Critical Gkn Driveline International Gmbh
Priority to PCT/EP2022/070318 priority Critical patent/WO2024017468A1/de
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/202—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
    • F16D3/205—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part
    • F16D3/2055—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part having three pins, i.e. true tripod joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/202—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
    • F16D2003/2026—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints with trunnion rings, i.e. with tripod joints having rollers supported by a ring on the trunnion

Definitions

  • the invention relates to a tripod joint and an inner joint part of a tripod joint, in particular an inner joint part of the tripod joint described.
  • a tripod joint regularly comprises at least one outer joint part with a first axis of rotation and an inner joint part with a second axis of rotation.
  • the inner joint part includes a central body with three molded pins.
  • a roller body is arranged on each pin.
  • the inner joint part is displaceable in particular relative to the outer joint part along the first axis of rotation.
  • the inner joint part can be bent relative to the outer joint part, i.e. H. the first axis of rotation and the second axis of rotation can be arranged at a so-called bending angle to one another.
  • the outer joint part comprises a longitudinal axis (first axis of rotation) and a cavity (receptacle) running along the longitudinal axis with at least one open end, with three recesses (raceway) running parallel to the longitudinal axis being formed in the outer joint part.
  • the inner joint part includes a (own) longitudinal axis (second axis of rotation) and a central body on which three pins are formed, each with a pin axis extending radially from the longitudinal axis.
  • a roller body is arranged on each pin. Each roller body is accommodated in a longitudinally movable manner in a recess in the outer joint part.
  • the roller body can be arranged on the pin via bearing bodies (rolling elements) or via an additional inner ring.
  • the roller body comprises at least one outer ring and the bearing bodies, possibly additionally an inner ring, the bearing bodies then being arranged between the outer ring and the inner ring.
  • Tripod joints are used by the applicant e.g. B. have long been manufactured and sold under the name AAR tripod joints. They are used in particular in side shafts of motor vehicles, which serve as a drive connection between a differential gear and the drive wheels. Here, so-called fixed constant velocity ball joints are usually used on the wheel side and the AAR joints listed here are used on the differential gear. Tripod joints used as sliding joints. The AAR tripod joints are particularly designed for flexion angles of the order of 23 degrees to 26 degrees (or less).
  • the pin contacts the bearing bodies or the inner ring of the roller body via so-called sliding surfaces (contact surfaces), which are designed in particular like spherical segments. These sliding surfaces are aligned in a circumferential direction, so that a torque acting around the longitudinal axes of the joint is transmitted via the sliding surfaces of the pin to the roller body and from the roller body to the recesses (or vice versa).
  • the pin When a motor vehicle is towing, i.e. when the motor vehicle is driven by a drive unit, the pin contacts the roller body with one of the sliding surfaces and the roller body only contacts one side of the recesses.
  • coasting or coasting of the motor vehicle i.e. when drive torques are introduced starting from the wheel and the drive unit is further connected (coasting) or decoupled (coasting)
  • the pin contacts the other of the sliding surfaces with the roller body and the roller body only the other side of the recesses.
  • the direction of the introduced torques and the direction of rotation of the joint are opposite to each other; during pulling operation, they are in the same direction.
  • an offset is provided between the first pitch circle radii of the sliding surfaces of the pins and the second pitch circle radii of the recesses.
  • the pitch circle radius of the cones is the so-called effective radius. This is defined with a stretched joint, ie the longitudinal axes or axes of rotation are arranged coaxially to one another.
  • the effective radius defines the lever arm of the force resulting from torque transmission.
  • the pitch circle radius of the pin is therefore the radius, starting from the longitudinal axis of the inner joint part, on which z. B. the centers of the spherical segment-shaped sliding surfaces of the pin are arranged with the joint extended.
  • the pitch circle radius of the outer joint part or the recesses is the so-called effective radius, which is defined for a stretched joint, ie the longitudinal axes or rotation axes are arranged coaxially to one another.
  • the effective radius defines the lever arm of the force resulting from torque transmission.
  • pitch circle radius also referred to as pitch circle radius - PCR
  • the definition of the pitch circle radius is generally known, especially for tripod joints.
  • the offset of the pitch circle radii is therefore the difference between these pitch circle radii.
  • the properties of a tripod joint are defined in particular by a so-called ACFG value (Axial Cyclic Force Generation, undesirable axial forces generated by the joint).
  • ACFG value Axial Cyclic Force Generation, undesirable axial forces generated by the joint.
  • This value is given as the root mean square of the force, with the unit Newton root mean square [Nrms].
  • Nrms Newton root mean square
  • the value varies depending on the flexion angle of the joint, whereby the course of the value can be defined or determined for each joint depending on the flexion angle.
  • the range of use of the joint is therefore limited by a maximum flexion angle at which the ACFG value does not exceed an amount that is still considered permissible.
  • the object of the present invention is to at least partially solve the problems mentioned with reference to the prior art.
  • a tripod joint or an inner joint part of a tripod joint should be proposed which has a particularly advantageous behavior with regard to the ACFG value.
  • a tripod joint with the features according to claim 1 and an inner joint part with the features according to claim 10 contribute to solving these tasks.
  • Advantageous further training is the subject of the dependent patent claims.
  • the features listed individually in the patent claims can be combined with one another in a technologically sensible manner and can be supplemented by explanatory facts from the description and/or details from the figures, with further embodiment variants of the invention being shown.
  • a tripod joint (hereinafter also referred to as a joint) is proposed, comprising at least an outer joint part and an inner joint part as well as a plurality of roller bodies.
  • the tripod joint is in particular a sliding joint in which the inner joint part is displaceable along the first axis of rotation relative to the outer joint part.
  • the outer joint part has a receptacle for the inner joint part, which extends along a first axis of rotation, and three raceways which extend along the first axis of rotation and are arranged (evenly) distributed in a circumferential direction.
  • the inner joint part has a central body extending along a second axis of rotation and three pins extending from the central body along a radial direction, each having a pin axis and arranged (evenly) distributed in the circumferential direction.
  • a roller body is arranged on each pin, which contacts the pin with an inner peripheral surface and the respective raceway with an outer peripheral surface.
  • Each pin has contact surfaces for contacting the inner circumferential surface, with a first contact surface being oriented at least toward a first circumferential direction and a second contact surface being oriented at least toward a second circumferential direction that is opposite to the first circumferential direction. If the axes of rotation are arranged coaxially to one another, the first contact surfaces have a first pitch circle radius, the second contact surfaces have a second pitch circle radius and the raceways have a third pitch circle radius, with at least the first pitch circle radius and the second pitch circle radius having different values from one another.
  • the outer peripheral surface of the roller body can be rotated in particular relative to the inner peripheral surface of the roller body.
  • the inner peripheral surface can z. B. can be formed by an inner ring or by rolling elements which contact or contact the pin or the contact surfaces. Is the inner circumferential surface through a Formed inner ring, rolling elements are arranged between the inner ring and the outer peripheral surface, so that relative rotation is possible.
  • the rotation of the inner peripheral surface relative to the outer peripheral surface enables the roller body to roll along the raceways, so that the inner joint part can be displaced along the first axis of rotation relative to the outer joint part.
  • roller bodies are guided through the raceways in such a way that pivoting of the roller bodies relative to the raceways is not possible.
  • roller bodies are also pivoted relative to the raceways.
  • the inner circumferential surface and the outer circumferential surface do not carry out any further relative movement to one another other than the relative rotation.
  • the pitch circle radius of the pins is, as defined above, in particular the so-called effective radius. This is defined when the joint is stretched, i.e. H. the axes of rotation are arranged coaxially to one another.
  • the effective radius defines the lever arm of the force resulting from torque transmission.
  • the pitch circle radius of the pin is therefore the radius, starting from the second axis of rotation, on which z. B. the centers of the spherical segment-shaped sliding surfaces of the pin are arranged with the joint extended.
  • the pitch circle radius of the outer joint part or the raceways is, as defined above, the so-called effective radius, which is defined for a stretched joint, ie the longitudinal axes or rotation axes are arranged coaxially to one another.
  • the effective radius defines the lever arm of the force resulting from torque transmission.
  • the pitch circle radius is defined in particular for spherical surfaces (of the pin or the outer joint part). If there is a deviation from a spherical shape (e.g. if the surface in question or its contour is formed by an ellipse or has a spline contour or torus contour), the actual contact point of the force resulting on the surface can also be used.
  • the offset provided in known joints is between the first pitch radii of the sliding surfaces of the pins and the second pitch radii of the recesses. It has been found that the ACFG value or its course is different depending on the flexion angle when the joint is used in a push/sail operation or a pull operation. However, the offset with these joints can only be set to the best possible compromise, so that there is an ACFG value that is equally suitable for pushing/sailing operation and pulling operation.
  • the proposed tripod joint with the different pitch circle radii on the contact surfaces now enables adaptation to the pushing operation or sailing operation on the one hand and an adaptation to the pulling operation on the one hand.
  • the contact surfaces oriented in different circumferential directions therefore have different properties from one another, i.e. different pitch circle radii from one another. Accordingly, by adjusting one (e.g. the first) pitch circle radius, an ACFG value of the joint can be created specifically for coasting operation or sailing operation, and with an adjustment of the other (i.e. the second) pitch circle radius, an ACFG value can be created specifically for the Train operation can be designed.
  • the first pitch circle radius and the second pitch circle radius differ in particular by a factor of at least 1.001, preferably by a factor of at least 1.005, particularly preferably by a factor of at least 1.01.
  • the first pitch circle radius is smaller or larger than the third pitch circle radius.
  • the second pitch circle radius is smaller or larger than the third pitch circle radius.
  • the value of the first pitch circle radius or the second pitch circle radius corresponds to the value of the third pitch circle radius.
  • the third pitch circle radius is larger or smaller than the first pitch circle radius and the second pitch circle radius.
  • the contact surfaces are spherical.
  • contours of the contact surfaces that deviate from the spherical shape are also possible.
  • the respective contact surfaces can be formed by several radii of curvature that differ from one another.
  • the radius starting points can, but do not have to, be arranged on the respective pin axis.
  • the contact surfaces can also be elliptical or toroidal.
  • the inner circumferential surface contacts the surface of the respective contact surfaces at only one point in a cross section that runs transversely to the second axis of rotation.
  • the raceways are curved in a cross section that runs transversely to the first axis of rotation.
  • the course of the raceway in this cross section is formed by one or more radii.
  • the curvature is concave relative to the outer peripheral surface of the roller body.
  • the course of the curvature is designed in the manner of a pointed arch, also known as Gothic.
  • the outer peripheral surface contacts the surface of the raceways in the cross section at only one point or at two points or along a line.
  • each roller body comprises an inner ring having the inner circumferential surface, an outer ring having the outer circumferential surface and a plurality of rolling bodies between the inner ring and the outer ring.
  • the outer peripheral surface has a convex shape relative to the raceways.
  • the inner peripheral surface is cylindrical.
  • the inner peripheral surface is designed to be concave relative to the contact surfaces.
  • concave means that the inner circumferential surface has a central region set back from the contact surfaces and, adjacent to the central region, an outer region that protrudes towards the contact surfaces.
  • the middle area can be cylindrical or concavely curved.
  • the concave curvature in the middle area can extend particularly into the outer areas with a constant or changing radius.
  • the outer areas can have a conical shape starting from the middle area (curved or cylindrical).
  • the concave design of the inner circumferential surface allows the roller body or the inner ring to be fixed on the pin during operation of the tripod joint. In particular, no fixation of the inner ring relative to the outer ring is required.
  • each contact surface extends over an angular range extending around the respective pin axis, which has less than 180 angular degrees, in particular less than 150 angular degrees, preferably less than 130 angular degrees.
  • the inner joint part has a central cross-sectional plane which extends transversely to the second axis of rotation and intersects the center of mass of the inner joint part.
  • the inner joint part has a smallest thickness (the sum of a first thickness and a second thickness) along the radial direction or along the respective pin axis between the central body and the contact surfaces.
  • a first thickness which extends from the pin axis to the first surface of the inner joint part arranged adjacent to the first contact surface, is smaller or larger than a second thickness, which extends from the pin axis to the second surface arranged adjacent to the second contact surface of the inner joint part.
  • the difference between the first thickness and the second thickness is at least one percent, preferably at least five percent, of the larger thickness.
  • the inner joint part for a tripod joint is also proposed, in particular for the tripod joint described above.
  • the inner joint part has at least one central body extending along a second axis of rotation and three pins extending from the central body along a radial direction, each having a pin axis and arranged distributed in the circumferential direction.
  • Each pin has contact surfaces for contacting a roller body of the tripod joint.
  • a first contact surface is oriented at least toward a first circumferential direction and a second contact surface is oriented at least toward a second circumferential direction that is opposite to the first circumferential direction.
  • the first contact surfaces have a first pitch circle radius and the second contact surfaces have a second pitch circle radius, where- in which the first pitch circle radius and the second pitch circle radius have different values from one another.
  • the inner joint part or at least the contact surfaces can be produced by a cutting (e.g. turning, milling, grinding) or forming (e.g. forging) machining process.
  • a cutting e.g. turning, milling, grinding
  • forming e.g. forging
  • the tripod joint described or a tripod joint with the inner joint part described can be used in particular on a side shaft of a motor vehicle.
  • the side shaft is connected to a drive unit of the motor vehicle, so that a torque of the drive unit can be transferred to a wheel of the motor vehicle via the tripod joint.
  • Fig. 1 a side shaft of a motor vehicle in towing operation
  • Fig. 2 the side shaft according to Fig. 1 in thrust or sailing operation
  • Fig. 3 a known tripod joint in a view along the coaxially arranged axes of rotation
  • Fig. 4 a tripod joint according to DE 41 30 183 A1;
  • Fig. 5 a first diagram
  • Fig. 6 a second diagram
  • Fig. 7 the tripod joint according to Fig. 3 with driven outer joint part
  • Fig. 8 a tripod joint in a view along the coaxially arranged axes of rotation, with a driven outer joint part;
  • Fig. 9 the tripod joint according to Figs. 3 and 7 with a driven inner joint part
  • Fig. 10 the tripod joint according to Fig. 8 with a driven inner joint part
  • Fig. 11 the outer joint part of the tripod joints according to Figs. 3, 4 and 7 to 10;
  • Fig. 12 a first embodiment variant of the inner joint part, in a view along the second axis of rotation
  • Fig. 13 a second embodiment variant of the inner joint part, in a view along the second axis of rotation
  • Fig. 14 a third diagram
  • Fig. 15 a fourth diagram
  • Fig. 18 an inner joint part in a view along the second axis of rotation
  • Fig. 19 the inner joint part according to Fig. 18 in a view along a pin axis;
  • Fig. 20 the inner joint part according to Figs. 18 and 19 in a side view
  • Fig. 21 a tripode joint in a view along the axes of rotation, with the inner joint part according to Figs. 18 to 20, partly in section;
  • Fig. 22 the inner joint part with roller body according to Fig. 21, in a view along a pin axis;
  • Fig. 23 the inner joint part with roller body according to Fig. 22, in a view along the second axis of rotation, partly in section;
  • Fig. 24 the tripod joint according to Fig. 21, in a side view, in section;
  • Fig. 25 a third embodiment variant of the inner joint part, in a view along the second axis of rotation;
  • Fig. 26 a detail of the inner joint part according to Fig. 26, in a view along the second axis of rotation;
  • Fig. 27 a detail of a fourth embodiment variant of the inner joint part, in one
  • Fig. 1 shows a side shaft 26 of a motor vehicle 27 in train operation.
  • the side shaft 26 connects a wheel 30 of the motor vehicle 27 with a drive unit 28 or a gearbox 38.
  • the side shaft 26 includes a tripod joint 1 towards the drive unit 28 or a gearbox 38 and a further joint 29 towards the wheel 30.
  • the direction of the introduced torques 31 and the direction of rotation of the side shaft 26 are aligned (see arrows).
  • Fig. 2 shows the side shaft 26 according to Fig. 1 in thrust or sailing operation. Reference is made to the comments on FIG. 1. During thrust operation or sailing operation, the direction of the introduced torques 31 and the direction of rotation of the side shaft 26 are opposite to one another.
  • FIG. 3 shows a known tripod joint 1 in a view along the coaxially arranged axes of rotation 5, 10.
  • Fig. 4 shows a tripod joint 1 according to DE 41 30 183 A1. 3 and 4 are described together below. Reference is made to the comments on FIGS. 1 and 2.
  • the tripod joint 1 comprises an outer joint part 2 and an inner joint part 3 as well as a plurality of roller bodies 4.
  • the tripod joint 1 is a sliding joint in which the inner joint part 3 is displaceable along the first axis of rotation 5 relative to the outer joint part 2.
  • the outer joint part 2 has a receptacle 6 for the inner joint part 3 which extends along a first axis of rotation 5 and three which extend along the first axis of rotation 5 and are arranged evenly distributed in a circumferential direction 7, 8 Raceways 9 on.
  • the inner joint part 3 has a central body 11 extending along a second axis of rotation 10 and three pins 14 extending from the central body 11 along a radial direction 12, each having a pin axis 13 and arranged evenly distributed in the circumferential direction 7, 8.
  • a roller body 4 is arranged on each pin 14, which contacts the pin 14 with an inner peripheral surface 15 and the respective raceway 9 with an outer peripheral surface 16.
  • Each pin 14 has contact surfaces 17, 18 for contacting the inner circumferential surface 15, a first contact surface 17 being oriented at least towards a first circumferential direction 7 and a second contact surface 18 at least towards a second circumferential direction 8 which is opposite to the first circumferential direction 7. If the axes of rotation 5, 10 are arranged coaxially to one another, the first and second contact surfaces 17, 18 have a first pitch circle radius 19 and the raceways 9 have a third pitch circle radius 21.
  • an offset 32 is provided between the first pitch circle radii 19 of the contact surfaces 17, 18 of the pins 14 and the third pitch circle radii 21 of the raceways 9.
  • Each roller body 4 comprises an inner ring 22 having the inner circumferential surface 15, an outer ring 23 having the outer circumferential surface 16 and a plurality of rolling elements 24 between the inner ring 22 and the outer ring 23.
  • Fig. 5 shows a first diagram.
  • Fig. 6 shows a second diagram. Figures 5 and 6 are described together.
  • the ACFG value 34 is plotted in [Nrms] on the respective vertical axis and the deflection angle 33 of the tripod joint 1 is plotted on the horizontal axis in [angular degrees].
  • the ACFG value 34 varies depending on the flexion angle 33 of the tripod joint 1, the course 35 of the value depending on the flexion angle 33 being defined for each tripod joint 1 and can be determined.
  • the range of use of the tripod joint 1 is thus limited by a maximum deflection angle 33, at which the ACFG value 34 exceeds a maximum value 36 that is still considered permissible.
  • Fig. 5 shows the course 35 for the pulling operation of the tripod joint 1 according to FIGS 33 is limited, which is exceeded in thrust/sailing operation at a maximum value 36 of the ACFG value 34 that is still considered permissible.
  • Fig. 7 shows the tripod joint 1 according to Fig. 3 with a driven outer joint part 2.
  • the arrow shows the resulting torque 31 acting on the effective radius of the outer joint part 2.
  • Fig. 8 shows a tripod joint 1 in a view along the coaxially arranged axes of rotation 5, 10, with driven outer joint part 2.
  • the tripod joint 1 comprises an outer joint part 2 and an inner joint part 3 as well as a plurality of roller bodies 4.
  • the tripod joint 1 is a sliding joint in which the inner joint part 3 can be displaced along the first axis of rotation 5 relative to the outer joint part 2.
  • the outer joint part 2 has a receptacle 6 for the inner joint part 3 which extends along a first axis of rotation 5 and three raceways 9 which extend along the first axis of rotation 5 and are arranged evenly distributed in a circumferential direction 7, 8.
  • the inner joint part 3 has a central body 11 extending along a second axis of rotation 10 and three extending from the central body 11 along a radial direction 12, Pins 14 each having a pin axis 13 and arranged evenly distributed in the circumferential direction 7, 8.
  • a roller body 4 is arranged on each pin 14, which contacts the pin 14 with an inner peripheral surface 15 and the respective raceway 9 with an outer peripheral surface 16.
  • Each pin 14 has contact surfaces 17, 18 for contacting the inner circumferential surface 15, a first contact surface 17 being oriented at least towards a first circumferential direction 7 and a second contact surface 18 at least towards a second circumferential direction 8 which is opposite to the first circumferential direction 7.
  • Each roller body 4 comprises an inner ring 22 having the inner circumferential surface 15, an outer ring 23 having the outer circumferential surface 16 and a plurality of rolling elements 24 between the inner ring 22 and the outer ring 23.
  • the first contact surfaces 17 have a first pitch circle radius 19
  • the second contact surfaces 18 have a second pitch circle radius 20
  • the raceways 9 have a third pitch circle radius 21, at least the first pitch circle radius 19 and the second pitch circle radius 20 have different values from each other.
  • the outer peripheral surface 16 of the roller body 4 can be rotated relative to the inner peripheral surface 15 of the roller body 4.
  • the inner circumferential surface 15 is formed by an inner ring 22, which contacts the pin 14 or the contact surfaces 17, 18.
  • Rolling bodies 24 are arranged between the inner ring 22 and the outer peripheral surface 16, so that relative rotation is possible.
  • the rotation of the inner peripheral surface 15 relative to the outer peripheral surface 16 enables the roller body 4 to roll along the raceways 9, so that the inner joint part 3 is displaceable along the first axis of rotation 5 relative to the outer joint part 2.
  • the roller bodies 4 are guided further through the raceways 9, with the pins 14 being pivoted relative to the roller bodies 4.
  • the inner circumferential surface 15 and the outer circumferential surface 16 do not carry out any further relative movement to one another other than the relative rotation.
  • the pitch circle radius 19, 20 of the pins 14 is the so-called effective radius. This is defined with a stretched tripod joint 1, i.e. H. the axes of rotation 5, 10 are arranged coaxially to one another.
  • the effective radius defines the lever arm of the force resulting from the transmission of a torque 31 (see arrow in Fig. 8).
  • the pitch circle radius 19, 20 of the pin 14 is therefore the radius, starting from the second axis of rotation 10, on which the center points of the spherical segment-shaped contact surfaces 17, 18 of the pin 14 are arranged when the tripod joint 1 is stretched.
  • the proposed tripod joint 1 with the different pitch circle radii 19, 20 on the contact surfaces 17, 18 now enables adaptation to the pushing operation or sailing operation on the one hand and an adaptation to the pulling operation on the one hand.
  • the contact surfaces 17, 18 oriented in different circumferential directions 7, 8 therefore have different properties from one another, i.e. different pitch circle radii 19, 20 from one another. Accordingly, with an adjustment of the first pitch circle radius 19, an ACFG value 34 of the tripod joint 1 can be designed specifically for pushing operation or sailing operation and with an adjustment of the second pitch circle radius 20, an ACFG value 34 can be designed specifically for pulling operation.
  • the second pitch circle radius 20 is smaller than the third pitch circle radius 21 and the first pitch circle radius 19 is larger than the third pitch circle radius 21.
  • Fig. 9 shows the tripod joint 1 according to Figs. 3 and 7 with a driven inner joint part 3. Reference is made to Fig. 7.
  • the arrow shows the resulting torque 31 acting on the effective radius of the outer joint part 2, the third pitch circle radius 21.
  • Fig. 10 shows the tripod joint 1 according to Fig. 8 with the driven inner joint part 3. Reference is made to Fig. 8.
  • the arrow shows the resulting torque 31 acting on the effective radius of the outer joint part 2, the third pitch circle radius 21.
  • FIG. 11 shows the outer joint part 2 of the tripod joints 1 according to FIGS Raceways 9 arranged evenly distributed in a circumferential direction 7, 8.
  • the raceways 9 are curved in the cross section shown, which runs transversely to the first axis of rotation 5.
  • the course of the raceway 9 is formed by several radii in this cross section.
  • the curvature is concave relative to the outer peripheral surface 16 of the roller body 4.
  • the course of the curvature is designed in the manner of a pointed arch, also known as Gothic.
  • the outer peripheral surface 16 contacts the surface of the raceways 9 in the cross section at two points (see also FIGS. 7 to 10).
  • the outer joint part 2 has raceways 9 which are arranged on the third pitch circle radius 21.
  • Fig. 12 shows a first embodiment variant of the inner joint part 3, in a view along the second axis of rotation 10. Reference is made to the comments on Fig. 10 and the inner joint part 3 shown there.
  • Each pin 14 has contact surfaces 17, 18 for contacting the inner circumferential surface 15, a first contact surface 17 being oriented at least towards a first circumferential direction 7 and a second contact surface 18 at least towards a second circumferential direction 8 which is opposite to the first circumferential direction 7.
  • the first contact surfaces 17 have a first pitch circle radius 19 and the second contact surfaces 18 have a second pitch circle radius 20, the first pitch circle radius 19 being larger than the second pitch circle radius 20.
  • Fig. 13 shows a second embodiment variant of the inner joint part 3, in a view along the second axis of rotation 10. Reference is made to the comments on Fig. 12.
  • the first pitch circle radius 19 is smaller than the second pitch circle radius 20.
  • FIG. 14 shows a third diagram.
  • Fig. 15 shows a fourth diagram. Please refer to the comments on FIGS. 5 and 6. Figures 14 and 15 are described together.
  • the ACFG value 34 is plotted in [Nrms] on the respective vertical axis and the deflection angle 33 of the tripod joint 1 is plotted on the horizontal axis in [angular degrees].
  • the ACFG value 34 varies depending on the flexion angle 33 of the tripod joint 1, the course 35 of the value depending on the flexion angle 33 being defined for each tripod joint 1 and can be determined.
  • the range of use of the tripod joint 1 is thus limited by a maximum deflection angle 33, at which the ACFG value 34 exceeds a maximum value 36 that is still considered permissible.
  • Fig. 14 shows the course 35 for the pulling operation of the tripod joint 1 according to FIGS. 8 and 10 to 13 is limited by a fairly large value of a deflection angle 33, which is exceeded in both operating modes at a maximum value 36 of the ACFG value 34 that is still considered permissible.
  • Fig. 16 shows part of an inner joint part 3, in a third embodiment variant, in a view along the second axis of rotation 10.
  • the pin 14 is produced by a machining manufacturing process.
  • the axis of rotation 37 of the pin geometry used for the manufacturing process can be seen.
  • Fig. 17 shows part of an inner joint part 3, in a fourth embodiment variant, in a view along the second axis of rotation 10.
  • the pin 14 is manufactured by a forging process.
  • Fig. 18 shows an inner joint part 3 in a view along the second axis of rotation 10.
  • Fig. 19 shows the inner joint part 3 according to Fig. 18 in a view along a pin axis 13.
  • Fig. 20 shows the inner joint part 3 according to Figs. 18 and 19 in one Side view. 18 to 20 are described together below. Reference is made to the comments on FIGS. 8 and 10 to 17.
  • Each pin 14 has contact surfaces 17, 18 for contacting the inner circumferential surface 15, a first contact surface 17 being oriented at least towards a first circumferential direction 7 and a second contact surface 18 at least towards a second circumferential direction 8 which is opposite to the first circumferential direction 7.
  • Each contact surface 17, 18 extends over an angular range 25 which extends around the respective pin axis 13 and has less than 150 angular degrees.
  • the inner joint part 3 has a central cross-sectional plane 41 which extends transversely to the second axis of rotation 10 and intersects the center of mass 42 of the inner joint part 3.
  • the inner joint part 3 has a smallest thickness (the sum of a first thickness 43 and a second thickness 45) along the radial direction 12 or along the respective pin axis 13 between the central body 11 and the contact surfaces 17, 18. on.
  • a first thickness 43, which extends from the pin axis 13 to the first surface 44 of the inner joint part 3, which is arranged adjacent to the first contact surface 17, is smaller than a second thickness 45, which extends from the pin axis 13 to, adjacent to the second Contact surface 18 arranged, second surface 46 of the inner joint part 3 extends.
  • Fig. 21 shows a tripod joint 1 in a view along the axes of rotation 5, 10, with the inner joint part 3 according to Figs. 18 to 20, partly in section.
  • Fig. 22 shows the inner joint part 3 with roller body 4 according to Fig. 21, in a view along a pin axis 13.
  • Fig. 23 shows the inner joint part 3 with roller body 4 according to Fig. 22, in a view along the second axis of rotation 10, partly in section .
  • Fig. 24 shows the tripod joint 1 according to Fig. 21, in a side view, in section. 21 to 24 are described together below. Reference is made to the comments on FIGS. 8 and 10 to 20.
  • the tripod joint 1 comprises an outer joint part 2 and an inner joint part 3 as well as a plurality of roller bodies 4.
  • the tripod joint 1 is a sliding joint in which the inner joint part 3 is displaceable along the first axis of rotation 5 relative to the outer joint part 2.
  • the outer joint part 2 has a receptacle 6 for the inner joint part 3 which extends along a first axis of rotation 5 and three raceways 9 which extend along the first axis of rotation 5 and are arranged evenly distributed in a circumferential direction 7, 8.
  • the inner joint part 3 has a central body 11 extending along a second axis of rotation 10 and three pins 14 extending from the central body 11 along a radial direction 12, each having a pin axis 13 and arranged evenly distributed in the circumferential direction 7, 8.
  • a roller body 4 is arranged on each pin 14, which contacts the pin 14 with an inner peripheral surface 15 and the respective raceway 9 with an outer peripheral surface 16.
  • Each pin 14 has the contact surfaces 17, 18 described in FIGS directed second circumferential direction 8 is oriented.
  • the outer peripheral surface 16 of the roller body 4 can be rotated relative to the inner peripheral surface 15 of the roller body 4.
  • the inner circumferential surface 15 is formed by an inner ring 22, which contacts the pin 14 or the contact surfaces 17, 18.
  • Rolling bodies 24 are arranged between the inner ring 22 and the outer peripheral surface 16, so that relative rotation is possible.
  • the rotation of the inner peripheral surface 15 relative to the outer peripheral surface 16 enables the roller body 4 to roll along the raceways 9, so that the inner joint part 3 is displaceable along the first axis of rotation 5 relative to the outer joint part 2.
  • the roller bodies 4 are guided further through the raceways 9, with the pins 14 being pivoted relative to the roller bodies 4.
  • a deflection angle 33 which is established between the first axis of rotation 5 and the second axis of rotation 10, is indicated in FIG. 24.
  • the inner circumferential surface 15 and the outer circumferential surface 16 do not carry out any further relative movement to one another other than the relative rotation.
  • the proposed tripod joint 1 with the different pitch circle radii 19, 20 on the contact surfaces 17, 18 now enables adaptation to the pushing operation or sailing operation on the one hand and an adaptation to the pulling operation on the one hand.
  • the second pitch circle radius 20 is smaller than the third pitch circle radius 21 and the first pitch circle radius 19 is larger than the third pitch circle radius 21.
  • Each roller body 4 comprises an inner ring 22 having the inner circumferential surface 15, an outer ring 23 having the outer circumferential surface 16 and a plurality of rolling elements 24 between the inner ring 22 and the outer ring 23.
  • the outer circumferential surface 16 has a convex shape relative to the raceways 9.
  • the inner peripheral surface 15 is cylindrical.
  • Fig. 25 shows a third embodiment variant of the inner joint part 3, in a view along the second axis of rotation 10.
  • Fig. 26 shows a detail of the inner joint part 3 according to Fig. 26, in a view along the second axis of rotation 10.
  • Fig. 27 shows a detail of a Fourth embodiment variant of the inner joint part 3, in a view along the second axis of rotation 10.
  • the inner peripheral surface 15 is concave relative to the contact surfaces 17, 18.
  • concave means that the inner peripheral surface 15 has a central region 39 that is set back relative to the contact surfaces 17, 18 and, adjacent to the central region 39, an outer region 40 that projects towards the contact surfaces 17, 18.
  • the middle area 39 is cylindrical in the third and fourth embodiment variants.
  • the outer regions 40 have a curved course (see FIG. 26).
  • the outer regions 40 have at least a partially conical shape starting from the cylindrical central region 39.
  • the concave design of the inner peripheral surface 15 enables the roller body 4 or the inner ring 22 to be fixed on the pin 14 during operation of the tripod joint 1. This means that no fixation of the inner ring 22 relative to the outer ring 23 is required.
  • the concave design of the inner circumferential surface 15 now serves to fix the inner ring 22 on the respective pin 14, while the outer circumferential surface 16 is guided in the raceways 9 or through the raceways 9 (e.g. relative to the circumferential direction 7, 8 around the first axis of rotation 5 and is fixed relative to the radial direction 12).
  • Tripod joint outer joint part joint inner part roller body first axis of rotation recording first circumferential direction second circumferential direction raceway second axis of rotation central body radial direction pin axis pin inner circumferential surface outer circumferential surface first contact surface second contact surface first pitch circle radius second pitch circle radius third pitch circle radius inner ring outer ring rolling body angular range side shaft motor vehicle drive unit joint wheel

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tripodegelenk (1), zumindest umfassend ein Gelenkaußenteil (2) und ein Gelenkinnenteil (3) sowie eine Mehrzahl von Rollenkörpern (4); wobei das Gelenkaußenteil (2) eine sich entlang einer ersten Drehachse (5) erstreckenden Aufnahme (6) für das Gelenkinnenteil (3) sowie drei sich entlang der ersten Drehachse (5) erstreckende und in einer Umfangsrichtung (7, 8) verteilt angeordnete Laufbahnen (9) aufweist, wobei das Gelenkinnenteil (3) einen sich entlang einer zweiten Drehachse (10) erstreckenden Zentralkörper (11) sowie drei, sich ausgehend vom Zentralkörper (11) entlang einer radialen Richtung (12) erstreckende, jeweils eine Zapfenachse (13) aufweisende und in der Umfangsrichtung (7, 8) verteilt angeordnete Zapfen (14) aufweist; wobei auf jedem Zapfen (14) jeweils einer der Rollenkörper (4) angeordnet ist, der mit einer Innenumfangsfläche (15) den Zapfen (14) und mit einer Außenumfangsfläche (16) die jeweilige Laufbahn (9) kontaktiert. Die Erfindung betrifft weiter ein Gelenkinnenteil (3).

Description

Tripodegelenk und Gelenkinnenteil eines Tripodegelenks
Die Erfindung betrifft ein Tripodegelenk und ein Gelenkinnenteil eines Tripodegelenks, insbesondere ein Gelenkinnenteil des beschriebenen Tripodegelenks.
Ein Tripodegelenk umfasst regelmäßig zumindest ein Gelenkaußenteil mit einer ersten Drehachse und ein Gelenkinnenteil mit einer zweiten Drehachse. Das Gelenkinnenteil umfasst einen Zentralkörper mit drei angeformten Zapfen. Auf den Zapfen ist jeweils ein Rollenkörper angeordnet. Das Gelenkinnenteil ist insbesondere gegenüber dem Gelenkaußenteil entlang der ersten Drehachse verlagerbar. Weiter ist das Gelenkinnenteil gegenüber dem Gelenkaußenteil abbeugbar, d. h. die erste Drehachse und die zweite Drehachse können unter einem sogenannten Beugewinkel zueinander angeordnet werden.
Gelenke dieser Art sind z. B. bekannt aus der WO 2009/052857 A1. Das Gelenkaußenteil umfasst eine Längsachse (erste Drehachse) und einen entlang der Längsachse verlaufenden Hohlraum (Aufnahme) mit zumindest einem offenen Ende, wobei in dem Gelenkaußenteil drei parallel zur Längsachse verlaufende Ausnehmungen (Laufbahn) ausgebildet sind. Das Gelenkinnenteil umfasst eine (eigene) Längsachse (zweite Drehachse) sowie einen Zentralkörper, an dem drei Zapfen angeformt sind mit jeweils einer sich radial von der Längsachse erstreckender Zapfenachse. Auf jedem Zapfen ist ein Rollenkörper angeordnet. Jeder Rollenkörper ist in jeweils einer Ausnehmung des Gelenkaußenteils längsbeweglich aufgenommen. Der Rollenkörper kann über Lagerkörper (Wälzkörper) oder über einen zusätzlichen Innenring an dem Zapfen angeordnet sein. Insbesondere umfasst der Rollenkörper wenigstens einen Außenring und die Lagerkörper, ggf. zusätzlich einen Innenring, wobei dann zwischen Außenring und Innenring die Lagerkörper angeordnet sind.
Tripodegelenke werden von der Anmelderin z. B. unter der Bezeichnung AAR-Tripodgelenke seit Längerem hergestellt und vertrieben. Sie kommen insbesondere bei Seitenwellen von Kraftfahrzeugen zum Einsatz, die der Antriebsverbindung zwischen einem Differenzialgetriebe und den Antriebsrädern dienen. Hierbei werden üblicherweise auf der Radseite so genannte Gleichlaufkugelfestgelenke und am Differenzialgetriebe die hier angeführten AAR- Tripodegelenke als Verschiebegelenke verwendet. Die AAR-Tripodegelenke sind insbesondere für Beugewinkel der Größenordnung von 23 Grad bis 26 Grad (oder weniger) ausgelegt.
Der Zapfen kontaktiert die Lagerkörper bzw. den Innenring des Rollenkörpers über sogenannte Gleitflächen (Kontaktflächen), die insbesondere kugelsegmentartig ausgeführt sind. Diese Gleitflächen sind in einer Umfangsrichtung ausgerichtet, so dass eine Übertragung eines um die Längsachsen des Gelenks wirkenden Drehmoments über die Gleitflächen des Zapfens auf den Rollenkörper und von dem Rollenkörper auf die Ausnehmungen erfolgt (oder umgekehrt).
Bei einem Zugbetrieb eines Kraftfahrzeugs, wenn das Kraftfahrzeug also von einer Antriebseinheit angetrieben wird, kontaktiert der Zapfen mit einer der Gleitflächen den Rollenkörper und der Rollenkörper nur eine Seite der Ausnehmungen. Bei einem Schubbetrieb oder beim Segelbetrieb (Coasting) des Kraftfahrzeuges, wenn also ausgehend von dem Rad Antriebsdrehmomente eingeleitet werden und die Antriebseinheit weiter angebunden (Schubbetrieb) oder ausgekoppelt ist (Segelbetrieb), kontaktiert der Zapfen mit der anderen der Gleitflächen den Rollenkörper und der Rollenkörper nur die andere Seite der Ausnehmungen. Bei dem Schubbetrieb bzw. dem Segelbetrieb sind die Richtung der eingeleiteten Drehmomente und die Drehrichtung des Gelenks einander entgegengesetzt, bei dem Zugbetrieb sind sie gleichgerichtet.
Zum Erreichen besonders vorteilhafter Führungseigenschaften wird ein Versatz zwischen den ersten Teilkreisradien der Gleitflächen der Zapfen und den zweiten Teilkreisradien der Ausnehmungen vorgesehen.
Der Teilkreisradius der Zapfen ist der sogenannte wirksame Radius. Dieser wird bei einem gestreckten Gelenk definiert, d. h. die Längsachsen bzw. Drehachsen sind koaxial zueinander angeordnet. Der wirksame Radius definiert den Hebelarm der Kraftresultierenden bei Übertragung eines Drehmoments. Der Teilkreisradius der Zapfen ist also der Radius, ausgehend von der Längsachse des Gelenkinnenteils, auf dem z. B. die Mittelpunkte der kugelsegmentförmigen Gleitflächen des Zapfens bei gestrecktem Gelenk angeordnet sind. Der Teilkreisradius des Gelenkaußenteils bzw. der Ausnehmungen ist auch hier der sogenannte wirksame Radius, der bei einem gestreckten Gelenk definiert wird, d. h. die Längsachsen bzw. Drehachsen sind koaxial zueinander angeordnet. Der wirksame Radius definiert den Hebelarm der Kraftresultierenden bei Übertragung eines Drehmoments.
Die Definition des Teilkreisradius (auch als pitch circle radius - PCR bezeichnet) ist grundsätzlich bekannt, insbesondere auch für Tripodegelenke.
Der Versatz der Teilkreisradien ist also der Unterschied zwischen diesen Teilkreisradien.
Die Eigenschaften eines Tripodegelenks werden insbesondere auch durch einen sogenannten ACFG-Wert (Axial Cyclic Force Generation, vom Gelenk erzeugte unerwünschte Axialkräfte) definiert. Dieser Wert wird als quadratischer Mittelwert der Kraft, mit der Einheit Newton root mean square [Nrms], angegeben. Der Wert variiert in Abhängigkeit von dem Beugewinkel des Gelenks, wobei der Verlauf des Werts in Abhängigkeit von dem Beugewinkel für jedes Gelenk definiert bzw. bestimmt werden kann. Der Einsatzbereich des Gelenks wird damit durch einen maximalen Beugewinkel beschränkt, bei dem der ACFG-Wert einen noch als zulässig angesehenen Betrag nicht überschreitet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Tripodegelenk bzw. ein Gelenkinnenteil eines Tripodegelenks vorgeschlagen werden, das ein besonders vorteilhaftes Verhalten im Hinblick auf den ACFG-Wert aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgaben trägt ein Tripodegelenk mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Gelenkinnenteil mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 10 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden. Es wird ein Tripodegelenk (im Folgenden auch als Gelenk bezeichnet) vorgeschlagen, zumindest umfassend ein Gelenkaußenteil und ein Gelenkinnenteil sowie eine Mehrzahl von Rollenkörpern. Das Tripodegelenk ist insbesondere ein Verschiebegelenk, bei dem das Gelenkinnenteil entlang der ersten Drehachse gegenüber dem Gelenkaußenteil verschiebbar ist.
Das Gelenkaußenteil weist eine sich entlang einer ersten Drehachse erstreckenden Aufnahme für das Gelenkinnenteil sowie drei sich entlang der ersten Drehachse erstreckende und in einer Umfangsrichtung (gleichmäßig) verteilt angeordnete Laufbahnen auf.
Das Gelenkinnenteil weist einen sich entlang einer zweiten Drehachse erstreckenden Zentralkörper sowie drei, sich ausgehend vom Zentralkörper entlang einer radialen Richtung erstreckende, jeweils eine Zapfenachse aufweisende und in der Umfangsrichtung (gleichmäßig) verteilt angeordnete Zapfen auf.
Auf jedem Zapfen ist jeweils ein Rollenkörper angeordnet, der mit einer Innenumfangsfläche den Zapfen und mit einer Außenumfangsfläche die jeweilige Laufbahn kontaktiert. Jeder Zapfen weist Kontaktflächen zur Kontaktierung der Innenumfangsfläche auf, wobei eine erste Kontaktfläche zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung und eine zweite Kontaktfläche zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung orientiert ist. Wenn die Drehachsen koaxial zueinander angeordnet sind, weisen die ersten Kontaktflächen einen ersten Teilkreisradius, die zweiten Kontaktflächen einen zweiten Teilkreisradius und die Laufbahnen einen dritten Teilkreisradius auf, wobei zumindest der erste Teilkreisradius und der zweite Teilkreisradius voneinander unterschiedliche Werte aufweisen.
Die Außenumfangsfläche des Rollenkörpers kann insbesondere gegenüber der Innenumfangsfläche des Rollenkörpers verdreht werden. Die Innenumfangsfläche kann z. B. durch einen Innenring oder aber durch Wälzkörper gebildet werden, der bzw. die den Zapfen bzw. die Kontaktflächen kontaktiert bzw. kontaktieren. Ist die Innenumfangsfläche durch einen Innenring gebildet, sind zwischen dem Innenring und der Außenumfangsfläche Wälzkörper angeordnet, so dass eine relative Verdrehung möglich ist.
Die Verdrehung der Innenumfangsfläche gegenüber der Außenumfangsfläche ermöglicht, dass der Rollenkörper entlang der Laufbahnen abrollen kann, so dass das Gelenkinnenteil entlang der ersten Drehachse gegenüber dem Gelenkaußenteil verschiebbar ist.
Bei einer Abbeugung des Gelenkinnenteils werden die Rollenkörper weiter durch die Laufbahnen geführt, wobei zumindest die Zapfen gegenüber den Rollenkörpern verschwenkt werden.
Insbesondere werden dabei die Rollenkörper durch die Laufbahnen so geführt, dass eine Verschwenkung der Rollenkörper gegenüber den Laufbahnen nicht möglich ist.
Alternativ werden bei der Abbeugung des Gelenkinnenteils auch die Rollenkörper gegenüber den Laufbahnen verschwenkt.
Die Innenumfangsfläche und die Außenumfangsfläche führen außer der relativen Verdrehung insbesondere keine weitere Relativbewegung zueinander aus.
Der Teilkreisradius der Zapfen ist, wie vorstehend definiert, insbesondere der sogenannte wirksame Radius. Dieser wird bei einem gestreckten Gelenk definiert, d. h. die Drehachsen sind koaxial zueinander angeordnet. Der wirksame Radius definiert den Hebelarm der Kraftresultierenden bei Übertragung eines Drehmoments. Der Teilkreisradius der Zapfen ist also der Radius, ausgehend von der zweiten Drehachse, auf dem z. B. die Mittelpunkte der kugelsegmentförmigen Gleitflächen des Zapfens bei gestrecktem Gelenk angeordnet sind.
Der Teilkreisradius des Gelenkaußenteils bzw. der Laufbahnen ist, wie vorstehend definiert, der sogenannte wirksame Radius, der bei einem gestreckten Gelenk definiert wird, d. h. die Längsachsen bzw. Drehachsen sind koaxial zueinander angeordnet. Der wirksame Radius definiert den Hebelarm der Kraftresultierenden bei Übertragung eines Drehmoments. Der Teilkreisradius wird dabei insbesondere für kugelförmige Flächen (des Zapfens bzw. des Gelenkaußenteils) definiert. Liegt eine Abweichung von einer Kugelform vor (z. B. wenn die betreffende Fläche bzw. deren Kontur durch eine Ellipse gebildet ist oder eine Splinekontur bzw. Toruskontur aufweist) so kann auch der tatsächliche Kontaktpunkt der Kraftresultierenden an der Fläche herangezogen werden.
Der in bekannten Gelenken vorgesehene Versatz liegt zwischen den ersten Teilkreisradien der Gleitflächen der Zapfen und den zweiten Teilkreisradien der Ausnehmungen vor. Es hat sich herausgestellt, dass der ACFG-Wert bzw. dessen Verlauf in Abhängigkeit von dem Beugewinkel unterschiedlich ist, wenn das Gelenk in einem Schub-/ Segelbetrieb oder einem Zugbetrieb eingesetzt wird. Der Versatz kann aber bei diesen Gelenken nur auf einen bestmöglichen Kompromiss eingestellt werden, so dass ein ACFG-Wert vorliegt, der für den Schub-/ Segelbetrieb und den Zugbetrieb gleichermaßen geeignet ist.
Das vorgeschlagene Tripodegelenk mit den unterschiedlichen Teilkreisradien an den Kontaktflächen ermöglicht nun eine Anpassung an den Schubbetrieb bzw. Segelbetrieb einerseits und eine Anpassung an den Zugbetrieb. Die in unterschiedliche Umfangsrichtung orientierten Kontaktflächen weisen also voneinander unterschiedliche Eigenschaften, eben voneinander unterschiedliche Teilkreisradien, auf. Entsprechend kann mit einer Anpassung des einen (z. B. des ersten) Teilkreisradius ein ACFG-Wert des Gelenks speziell für den Schubbetrieb bzw. den Segelbetrieb und mit einer Anpassung des anderen (also dann des zweiten) Teilkreisradius ein ACFG-Wert speziell für den Zugbetrieb ausgelegt werden.
Der erste Teilkreisradius und der zweite Teilkreisradius unterscheiden sich insbesondere um einen Faktor von mindestens 1 ,001 , bevorzugt um einen Faktor von mindestens 1 ,005, besonders bevorzugt um einen Faktor von mindestens 1 ,01.
Insbesondere ist der erste Teilkreisradius kleiner oder größer als der dritte Teilkreisradius.
Insbesondere ist der zweite Teilkreisradius kleiner oder größer als der dritte Teilkreisradius. Insbesondere entspricht der Wert des ersten Teilkreisradius oder des zweiten Teilkreisradius dem Wert des dritten Teilkreisradius.
Insbesondere ist der dritte Teilkreisradius größer oder kleiner als der erste Teilkreisradius und der zweite Teilkreisradius.
Insbesondere sind also alle Verhältnisse zwischen den Teilkreisradien möglich, wobei stets der erste Teilkreisradius und der zweite Teilkreisradius voneinander unterschiedlich sind bzw. unterschiedlich große Werte aufweisen.
Insbesondere sind die Kontaktflächen kugelförmig ausgeführt. Es sind aber auch von der Kugelform abweichende Konturen der Kontaktflächen möglich. Z. B. können die jeweiligen Kontaktflächen durch mehrere, voneinander unterschiedliche Krümmungsradien gebildet sein. Die Radienausgangspunkte können, müssen aber nicht, auf der jeweiligen Zapfenachse angeordnet sein. Die Kontaktflächen können auch elliptisch oder toroidal ausgeführt sein.
Insbesondere kontaktiert die Innenumfangfläche die Oberfläche der jeweiligen Kontaktflächen in einem Querschnitt, der quer zur zweiten Drehachse verläuft, an nur einem Punkt.
Insbesondere sind die Laufbahnen, in einem Querschnitt, der quer zur ersten Drehachse verläuft, gekrümmt ausgeführt. Insbesondere ist der Verlauf der Laufbahn in diesem Querschnitt durch einen oder durch mehrere Radien gebildet. Insbesondere ist die Krümmung gegenüber der Außenumfangsfläche des Rollenkörpers konkav ausgeführt. Insbesondere ist der Verlauf der Krümmung nach Art eines Spitzbogens, auch als gotisch bezeichnet, ausgeführt. Insbesondere kontaktiert die Außenumfangfläche die Oberfläche der Laufbahnen in dem Querschnitt an nur einem Punkt oder an zwei Punkten oder entlang einer Linie.
Der vorstehend beschriebene Kontakt zwischen den jeweiligen Flächen ist insbesondere nur idealisiert beschrieben. Kontaktiert z. B. eine konvex gekrümmte Fläche eine zylindrische Fläche, liegt bei idealisierter Betrachtung ein Kontakt nur in einem Punkt vor, wobei tatsächlich aufgrund der elastischen Verformung der jeweiligen Fläche durchaus ein linienförmiger Kontakt vorliegen kann. Insbesondere umfasst jeder Rollenkörper einen die Innenumfangsfläche aufweisenden Innenring, einen die Außenumfangsfläche aufweisenden Außenring sowie zwischen dem Innenring und dem Außenring eine Mehrzahl von Wälzkörpern.
Insbesondere weist die Außenumfangsfläche eine gegenüber den Laufbahnen konvexe Form auf.
Insbesondere ist die Innenumfangsfläche zylindrisch ausgeführt.
Insbesondere ist die Innenumfangsfläche gegenüber den Kontaktflächen konkav ausgeführt. Konkav heißt in diesem Zusammenhang, dass die Innenumfangsfläche einen gegenüber den Kontaktflächen zurückgesetzten mittleren Bereich und benachbart zu dem mittleren Bereich jeweils einen hin zu den Kontaktflächen vorstehenden äußeren Bereich aufweisen.
Der mittlere Bereich kann zylindrisch oder konkav gekrümmt ausgeführt sein. Die konkave Krümmung im mittleren Bereich kann sich insbesondere bis in die äußeren Bereiche mit einem konstanten oder auch sich ändernden Radius erstrecken. Die äußeren Bereiche können ausgehend von dem mittleren Bereich (gekrümmt oder zylindrisch) einen konischen Verlauf aufweisen.
Die konkave Ausführung der Innenumfangsfläche ermöglicht, dass der Rollenkörper bzw. der Innenring im Betrieb des Tripodegelenks auf dem Zapfen fixiert ist. Insbesondere ist damit keine Fixierung des Innenrings gegenüber dem Außenring erforderlich.
Üblicherweise ist z. B. eine solche Fixierung vorgesehen, so dass der Innenring nur eine Verdrehung gegenüber dem Außenring ausführen kann. Diese Fixierung, üblicherweise ein Sicherungsring am Außenring oder am Innenring, erzeugt aber Reibungsverluste, da nur der Außenring beim Verlagern des Gelenkinnenteils entlang der ersten Drehachse eine Drehbewegung um die Zapfenachse ausführt. Die konkave Ausführung der Innenumfangsfläche dient nun der Fixierung des Innenrings auf dem jeweiligen Zapfen, während die Außenumfangsfläche in den Laufbahnen geführt bzw. durch die Laufbahnen (z. B. gegenüber der Umfangsrichtung um die erste Drehachse und gegenüber der radialen Richtung) fixiert ist.
Insbesondere erstreckt sich jede Kontaktfläche über einen sich um die jeweilige Zapfenachse erstreckenden Winkelbereich, der weniger als 180 Winkelgrad, insbesondere weniger als 150 Winkelgrad, bevorzugt weniger als 130 Winkelgrad, aufweist.
Insbesondere weist das Gelenkinnenteil eine mittlere Querschnittsebene auf, die sich quer zur zweiten Drehachse erstreckt und den Masseschwerpunkt des Gelenkinnenteils schneidet. In dieser Querschnittsebene weist das Gelenkinnenteil, entlang der radialen Richtung bzw. entlang der jeweiligen Zapfenachse zwischen dem Zentralkörper und den Kontaktflächen, eine kleinste Dicke (die Summe aus einer ersten Dicke und einer zweiten Dicke) auf. Dabei ist eine erste Dicke, die sich von der Zapfenachse bis zur, benachbart zur ersten Kontaktfläche angeordneten, ersten Oberfläche des Gelenkinnenteils erstreckt, kleiner oder größer als eine zweite Dicke, die sich von der Zapfenachse bis zur, benachbart zur zweiten Kontaktfläche angeordneten, zweiten Oberfläche des Gelenkinnenteils, erstreckt. Der Unterschied zwischen der ersten Dicke und der zweiten Dicke beträgt mindestens ein Prozent, bevorzugt mindestens fünf Prozent, der größeren Dicke.
Es wird weiter ein Gelenkinnenteil für ein Tripodegelenk vorgeschlagen, insbesondere für das vorstehend beschriebene Tripodegelenk. Insbesondere weist das Gelenkinnenteil zumindest einen sich entlang einer zweiten Drehachse erstreckenden Zentralkörper sowie drei sich ausgehend vom Zentralkörper entlang einer radialen Richtung erstreckende, jeweils eine Zapfenachse aufweisende und in der Umfangsrichtung verteilt angeordnete, Zapfen auf. Jeder Zapfen weist Kontaktflächen zur Kontaktierung eines Rollenkörpers des Tripodegelenks auf. Eine erste Kontaktfläche ist zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung und eine zweite Kontaktfläche zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung orientiert. Die ersten Kontaktflächen weisen einen ersten Teilkreisradius und die zweiten Kontaktflächen einen zweiten Teilkreisradius auf, wo- bei der erste Teilkreisradius und der zweite Teilkreisradius voneinander unterschiedliche Werte aufweisen.
Das Gelenkinnenteil bzw. zumindest die Kontaktflächen können durch ein spanendes (z. B. Drehen, Fräsen, Schleifen) oder umformendes (z. B. Schmieden) Bearbeitungsverfahren hergestellt sein.
Die Ausführungen zum Tripodegelenk sind insbesondere auf das Gelenkinnenteil übertragbar und umgekehrt.
Das beschriebene Tripodegelenk bzw. ein Tripodegelenk mit dem beschriebenen Gelenkinnenteil kann insbesondere an einer Seitenwelle eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden. Insbesondere ist die Seitenwelle mit einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeuges verbunden, so dass ein Drehmoment der Antriebseinheit über das Tripodegelenk auf ein Rad des Kraftfahrzeuges übertragbar ist.
Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend. Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
Fig. 1: eine Seitenwelle eines Kraftfahrzeuges im Zugbetrieb;
Fig. 2: die Seitenwelle nach Fig. 1 im Schub- bzw. Segelbetrieb;
Fig. 3: ein bekanntes Tripodegelenk in einer Ansicht entlang der koaxial angeordneten Drehachsen;
Fig. 4: ein Tripodegelenk gemäß der DE 41 30 183 A1;
Fig. 5: ein erstes Diagramm;
Fig. 6: ein zweites Diagramm;
Fig. 7: das Tripodegelenk nach Fig. 3 mit angetriebenem Gelenkaußenteil;
Fig. 8: ein Tripodegelenk in einer Ansicht entlang der koaxial angeordneten Drehachsen, mit angetriebenem Gelenkaußenteil;
Fig. 9: das Tripodegelenk nach Fig. 3 und 7 mit angetriebenem Gelenkinnenteil;
Fig. 10: das Tripodegelenk nach Fig. 8 mit angetriebenem Gelenkinnenteil;
Fig. 11 : das Gelenkaußenteil der Tripodegelenke nach Fig. 3, 4 sowie 7 bis 10;
Fig. 12: eine erste Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse; Fig. 13: eine zweite Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse;
Fig. 14: ein drittes Diagramm;
Fig. 15: ein viertes Diagramm;
Fig. 16: einen Teil eines Gelenkinnenteils, in einer dritten Ausführungsvariante, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse;
Fig. 17: einen Teil eines Gelenkinnenteils, in einer vierten Ausführungsvariante, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse;
Fig. 18: ein Gelenkinnenteil in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse;
Fig. 19: das Gelenkinnenteil nach Fig. 18 in einer Ansicht entlang einer Zapfenachse;
Fig. 20: das Gelenkinnenteil nach Fig. 18 und 19 in einer Seitenansicht;
Fig. 21 : ein T ripodegelenk in einer Ansicht entlang der Drehachsen, mit dem Gelenkinnenteil nach Fig. 18 bis 20, teilweise im Schnitt;
Fig. 22: das Gelenkinnenteil mit Rollenkörper nach Fig. 21 , in einer Ansicht entlang einer Zapfenachse;
Fig. 23: das Gelenkinnenteil mit Rollenkörper nach Fig. 22, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse, teilweise im Schnitt;
Fig. 24: das Tripodegelenk nach Fig. 21 , in einer Seitenansicht, im Schnitt; Fig. 25: eine dritte Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse;
Fig. 26: ein Detail des Gelenkinnenteils nach Fig. 26, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse; und
Fig. 27: ein Detail einer vierten Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils, in einer
Ansicht entlang der zweiten Drehachse.
Die Fig. 1 zeigt eine Seitenwelle 26 eines Kraftfahrzeuges 27 im Zugbetrieb. Die Seitenwelle 26 verbindet ein Rad 30 des Kraftfahrzeuges 27 mit einer Antriebseinheit 28 bzw. einem Getriebe 38. Die Seitenwelle 26 umfasst hin zur Antriebseinheit 28 bzw. zu einem Getriebe 38 ein Tripodegelenk 1 und hin zum Rad 30 ein weiteres Gelenk 29. Im Zugbetrieb sind die Richtung der eingeleiteten Drehmomente 31 und die Drehrichtung der Seitenwelle 26 gleichgerichtet (siehe Pfeile).
Die Fig. 2 zeigt die Seitenwelle 26 nach Fig. 1 im Schub- bzw. Segelbetrieb. Auf die Ausführungen zu Fig. 1 wird verwiesen. Bei dem Schubbetrieb bzw. dem Segelbetrieb sind die Richtung der eingeleiteten Drehmomente 31 und die Drehrichtung der Seitenwelle 26 einander entgegengesetzt.
Fig. 3 zeigt ein bekanntes Tripodegelenk 1 in einer Ansicht entlang der koaxial angeordneten Drehachsen 5, 10. Fig. 4 zeigt ein Tripodegelenk 1 gemäß der DE 41 30 183 A1. Die Fig. 3 und 4 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 und 2 wird verwiesen.
Das Tripodegelenk 1 umfasst ein Gelenkaußenteil 2 und ein Gelenkinnenteil 3 sowie eine Mehrzahl von Rollenkörpern 4. Das Tripodegelenk 1 ist ein Verschiebegelenk, bei dem das Gelenkinnenteil 3 entlang der ersten Drehachse 5 gegenüber dem Gelenkaußenteil 2 verschiebbar ist. Das Gelenkaußenteil 2 weist eine sich entlang einer ersten Drehachse 5 erstreckenden Aufnahme 6 für das Gelenkinnenteil 3 sowie drei sich entlang der ersten Drehachse 5 erstreckende und in einer Umfangsrichtung 7, 8 gleichmäßig verteilt angeordnete Laufbahnen 9 auf. Das Gelenkinnenteil 3 weist einen sich entlang einer zweiten Drehachse 10 erstreckenden Zentralkörper 11 sowie drei sich ausgehend vom Zentralkörper 11 entlang einer radialen Richtung 12 erstreckende, jeweils eine Zapfenachse 13 aufweisende und in der Umfangsrichtung 7, 8 gleichmäßig verteilt angeordnete Zapfen 14 auf.
Auf jedem Zapfen 14 ist jeweils ein Rollenkörper 4 angeordnet, der mit einer Innenumfangsfläche 15 den Zapfen 14 und mit einer Außenumfangsfläche 16 die jeweilige Laufbahn 9 kontaktiert. Jeder Zapfen 14 weist Kontaktflächen 17, 18 zur Kontaktierung der Innenumfangsfläche 15 auf, wobei eine erste Kontaktfläche 17 zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung 7 und eine zweite Kontaktfläche 18 zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung 7 entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung 8 orientiert ist. Wenn die Drehachsen 5, 10 koaxial zueinander angeordnet sind, weisen die ersten und die zweiten Kontaktflächen 17, 18 einen ersten Teilkreisradius 19 und die Laufbahnen 9 einen dritten Teilkreisradius 21 auf.
Zum Erreichen besonders vorteilhafter Führungseigenschaften ist ein Versatz 32 zwischen den ersten Teilkreisradien 19 der Kontaktflächen 17, 18 der Zapfen 14 und den dritten Teilkreisradien 21 der Laufbahnen 9 vorgesehen.
Jeder Rollenkörper 4 umfasst einen die Innenumfangsfläche 15 aufweisenden Innenring 22, einen die Außenumfangsfläche 16 aufweisenden Außenring 23 sowie zwischen dem Innenring 22 und dem Außenring 23 eine Mehrzahl von Wälzkörpern 24.
Bei einem Zugbetrieb eines Kraftfahrzeugs 27, wenn das Kraftfahrzeug 27 also von einer Antriebseinheit 28 angetrieben wird, kontaktiert der Zapfen 14 mit einer der Kontaktflächen 17, 18 den Rollenkörper 4 und der Rollenkörper 4 nur eine Seite der Laufbahnen 9. Bei einem Schubbetrieb oder beim Segelbetrieb (Coasting) des Kraftfahrzeuges 27, wenn also ausgehend von dem Rad 30 Antriebsdrehmomente eingeleitet werden und die Antriebseinheit 28 weiter angebunden (Schubbetrieb) oder ausgekoppelt ist (Segelbetrieb), kontaktiert der Zapfen 14 mit der anderen der Kontaktflächen 18, 17 den Rollenkörper 4 und der Rollenkörper 4 nur die andere Seite der Laufbahnen 9. Fig. 5 zeigt ein erstes Diagramm. Fig. 6 zeigt ein zweites Diagramm. Die Fig. 5 und 6 werden gemeinsam beschrieben. An der jeweiligen vertikalen Achse ist der ACFG-Wert 34 in [Nrms] und an der horizontalen Achse der Beugewinkel 33 des Tripodegelenks 1 in [Winkelgrad] aufgetragen.
Der ACFG-Wert 34 variiert in Abhängigkeit von dem Beugewinkel 33 des Tripodegelenks 1, wobei der Verlauf 35 des Werts in Abhängigkeit von dem Beugewinkel 33 für jedes Tripodegelenk 1 definiert ist und bestimmt werden kann. Der Einsatzbereich des Tripodegelenks 1 wird damit durch einen maximalen Beugewinkel 33 beschränkt, bei dem der ACFG-Wert 34 einen noch als zulässig angesehenen Höchstwert 36 überschreitet.
Fig. 5 zeigt den Verlauf 35 für den Zugbetrieb des Tripodegelenks 1 nach Fig. 3 und 4. Fig. 6 zeigt den Verlauf 35 für den Schub-/Segelbetrieb dieses Tripodegelenks 1. Es ist erkennbar, dass der Einsatzbereich des Tripodegelenks 1 durch den Beugewinkel 33 beschränkt wird, der im Schub-/Segelbetrieb bei einem noch als zulässig angesehenen Höchstwert 36 des ACFG-Werts 34 überschritten wird.
Fig. 7 zeigt das Tripodegelenk 1 nach Fig. 3 mit angetriebenem Gelenkaußenteil 2. Der Pfeil zeigt das am wirksamen Radius des Gelenkaußenteils 2 angreifende resultierende Drehmoment 31.
Fig. 8 zeigt ein Tripodegelenk 1 in einer Ansicht entlang der koaxial angeordneten Drehachsen 5, 10, mit angetriebenen Gelenkaußenteil 2. Das Tripodegelenk 1 umfasst ein Gelenkaußenteil 2 und ein Gelenkinnenteil 3 sowie eine Mehrzahl von Rollenkörpern 4. Das Tripodegelenk 1 ist ein Verschiebegelenk, bei dem das Gelenkinnenteil 3 entlang der ersten Drehachse 5 gegenüber dem Gelenkaußenteil 2 verschiebbar ist. Das Gelenkaußenteil 2 weist eine sich entlang einer ersten Drehachse 5 erstreckenden Aufnahme 6 für das Gelenkinnenteil 3 sowie drei sich entlang der ersten Drehachse 5 erstreckende und in einer Umfangsrichtung 7, 8 gleichmäßig verteilt angeordnete Laufbahnen 9 auf. Das Gelenkinnenteil 3 weist einen sich entlang einer zweiten Drehachse 10 erstreckenden Zentralkörper 11 sowie drei sich ausgehend vom Zentralkörper 11 entlang einer radialen Richtung 12 erstreckende, jeweils eine Zapfenachse 13 aufweisende und in der Umfangsrichtung 7, 8 gleichmäßig verteilt angeordnete Zapfen 14 auf.
Auf jedem Zapfen 14 ist jeweils ein Rollenkörper 4 angeordnet, der mit einer Innenumfangsfläche 15 den Zapfen 14 und mit einer Außenumfangsfläche 16 die jeweilige Laufbahn 9 kontaktiert. Jeder Zapfen 14 weist Kontaktflächen 17, 18 zur Kontaktierung der Innenumfangsfläche 15 auf, wobei eine erste Kontaktfläche 17 zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung 7 und eine zweite Kontaktfläche 18 zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung 7 entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung 8 orientiert ist.
Jeder Rollenkörper 4 umfasst einen die Innenumfangsfläche 15 aufweisenden Innenring 22, einen die Außenumfangsfläche 16 aufweisenden Außenring 23 sowie zwischen dem Innenring 22 und dem Außenring 23 eine Mehrzahl von Wälzkörpern 24.
Wenn die Drehachsen 5, 10 koaxial zueinander angeordnet sind, weisen die ersten Kontaktflächen 17 einen ersten Teilkreisradius 19, die zweiten Kontaktflächen 18 einen zweiten Teilkreisradius 20 und die Laufbahnen 9 einen dritten Teilkreisradius 21 auf, wobei zumindest der erste Teilkreisradius 19 und der zweite Teilkreisradius 20 voneinander unterschiedliche Werte aufweisen.
Die Außenumfangsfläche 16 des Rollenkörpers 4 kann gegenüber der Innenumfangsfläche 15 des Rollenkörpers 4 verdreht werden. Die Innenumfangsfläche 15 ist durch einen Innenring 22 gebildet, der den Zapfen 14 bzw. die Kontaktflächen 17, 18 kontaktiert. Zwischen dem Innenring 22 und der Außenumfangsfläche 16 sind Wälzkörper 24 angeordnet, so dass eine relative Verdrehung möglich ist.
Die Verdrehung der Innenumfangsfläche 15 gegenüber der Außenumfangsfläche 16 ermöglicht, dass der Rollenkörper 4 entlang der Laufbahnen 9 abrollen kann, so dass das Gelenkinnenteil 3 entlang der ersten Drehachse 5 gegenüber dem Gelenkaußenteil 2 verschiebbar ist. Bei einer Abbeugung des Gelenkinnenteils 3 werden die Rollenkörper 4 weiter durch die Laufbahnen 9 geführt, wobei die Zapfen 14 gegenüber den Rollenkörpern 4 verschwenkt werden.
Die Innenumfangsfläche 15 und die Außenumfangsfläche 16 führen außer der relativen Verdrehung keine weitere Relativbewegung zueinander aus.
Der Teilkreisradius 19, 20 der Zapfen 14 ist der sogenannte wirksame Radius. Dieser wird bei einem gestreckten Tripodegelenk 1 definiert, d. h. die Drehachsen 5, 10 sind koaxial zueinander angeordnet. Der wirksame Radius definiert den Hebelarm der Kraftresultierenden bei Übertragung eines Drehmoments 31 (siehe Pfeil in Fig. 8). Der Teilkreisradius 19, 20 der Zapfen 14 ist also der Radius, ausgehend von der zweiten Drehachse 10, auf dem die Mittelpunkte der kugelsegmentförmigen Kontaktflächen 17, 18 des Zapfens 14 bei gestrecktem Tripodegelenk 1 angeordnet sind.
Das vorgeschlagene Tripodegelenk 1 mit den unterschiedlichen Teilkreisradien 19, 20 an den Kontaktflächen 17, 18 ermöglicht nun eine Anpassung an den Schubbetrieb bzw. Segelbetrieb einerseits und eine Anpassung an den Zugbetrieb. Die in unterschiedliche Umfangsrichtungen 7, 8 orientierten Kontaktflächen 17, 18 weisen also voneinander unterschiedliche Eigenschaften, eben voneinander unterschiedliche Teilkreisradien 19, 20 auf. Entsprechend kann mit einer Anpassung des ersten Teilkreisradius 19 ein ACFG-Wert 34 des Tripodegelenks 1 speziell für den Schubbetrieb bzw. den Segelbetrieb und mit einer Anpassung des zweiten Teilkreisradius 20 ein ACFG-Wert 34 speziell für den Zugbetrieb ausgelegt werden.
Hier ist der zweite Teilkreisradius 20 kleiner als der dritte Teilkreisradius 21 und der erste Teilkreisradius 19 größer als der dritte Teilkreisradius 21.
Fig. 9 zeigt das Tripodegelenk 1 nach Fig. 3 und 7 mit angetriebenem Gelenkinnenteil 3. Es wird auf die Fig. 7 verwiesen. Der Pfeil zeigt das am wirksamen Radius des Gelenkaußenteils 2, dem dritten Teilkreisradius 21, angreifende resultierende Drehmoment 31. Fig. 10 zeigt das Tripodegelenk 1 nach Fig. 8 mit angetriebenen Gelenkinnenteil 3. Es wird auf die Fig. 8 verwiesen. Der Pfeil zeigt das am wirksamen Radius des Gelenkaußenteils 2, dem dritten Teilkreisradius 21 , angreifende resultierende Drehmoment 31.
Fig. 11 zeigt das Gelenkaußenteil 2 der Tripodegelenke 1 nach Fig. 3, 4 sowie 7 bis 10. Das Gelenkaußenteil 2 weist eine sich entlang einer ersten Drehachse 5 erstreckende Aufnahme 6 für das Gelenkinnenteil 3 sowie drei sich entlang der ersten Drehachse 5 erstreckende und in einer Umfangsrichtung 7, 8 gleichmäßig verteilt angeordnete Laufbahnen 9 auf.
Die Laufbahnen 9 sind in dem dargestellten Querschnitt, der quer zur ersten Drehachse 5 verläuft, gekrümmt ausgeführt. Der Verlauf der Laufbahn 9 ist in diesem Querschnitt durch mehrere Radien gebildet. Die Krümmung ist gegenüber der Außenumfangsfläche 16 des Rollenkörpers 4 konkav ausgeführt. Der Verlauf der Krümmung ist nach Art eines Spitzbogens, auch als gotisch bezeichnet, ausgeführt. Die Außenumfangfläche 16 kontaktiert die Oberfläche der Laufbahnen 9 in dem Querschnitt an zwei Punkten (siehe auch Fig. 7 bis 10).
Das Gelenkaußenteil 2 weist Laufbahnen 9 auf, die auf dem dritten Teilkreisradius 21 angeordnet sind.
Fig. 12 zeigt eine erste Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils 3, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10. Auf die Ausführungen zu Fig. 10 und das dort dargestellte Gelenkinnenteil 3 wird verwiesen.
Jeder Zapfen 14 weist Kontaktflächen 17, 18 zur Kontaktierung der Innenumfangsfläche 15 auf, wobei eine erste Kontaktfläche 17 zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung 7 und eine zweite Kontaktfläche 18 zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung 7 entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung 8 orientiert ist. Die ersten Kontaktflächen 17 weisen einen ersten Teilkreisradius 19 und die zweiten Kontaktflächen 18 einen zweiten Teilkreisradius 20 auf, wobei der erste Teilkreisradius 19 größer ist als der zweite Teilkreisradius 20. Fig. 13 zeigt eine zweite Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils 3, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10. Auf die Ausführungen zu Fig. 12 wird verwiesen.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante ist hier der erste Teilkreisradius 19 kleiner als der zweite Teilkreisradius 20.
Fig. 14 zeigt ein drittes Diagramm. Fig. 15 zeigt ein viertes Diagramm. Auf die Ausführungen zu den Fig. 5 und 6 wird verweisen. Die Fig. 14 und 15 werden gemeinsam beschrieben.
An der jeweiligen vertikalen Achse ist der ACFG-Wert 34 in [Nrms] und an der horizontalen Achse der Beugewinkel 33 des Tripodegelenks 1 in [Winkelgrad] aufgetragen.
Der ACFG-Wert 34 variiert in Abhängigkeit von dem Beugewinkel 33 des Tripodegelenks 1, wobei der Verlauf 35 des Werts in Abhängigkeit von dem Beugewinkel 33 für jedes Tripodegelenk 1 definiert ist und bestimmt werden kann. Der Einsatzbereich des Tripodegelenks 1 wird damit durch einen maximalen Beugewinkel 33 beschränkt, bei dem der ACFG-Wert 34 einen noch als zulässig angesehenen Höchstwert 36 überschreitet.
Fig. 14 zeigt den Verlauf 35 für den Zugbetrieb des Tripodegelenks 1 nach Fig. 8 und 10 bis 13. Fig. 15 zeigt den Verlauf 35 für den Schub-/Segelbetrieb dieses Tripodegelenks 1. Es ist erkennbar, dass der Einsatzbereich des Tripodegelenks 1 erst durch einen recht großen Wert eines Beugewinkels 33 beschränkt wird, der in beiden Betriebsarten bei einem noch als zulässig angesehenen Höchstwert 36 des ACFG-Werts 34 überschritten wird.
Fig. 16 zeigt einen Teil eines Gelenkinnenteils 3, in einer dritten Ausführungsvariante, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10. Hier ist der Zapfen 14 durch ein spanendes Fertigungsverfahren hergestellt. Erkennbar ist die für das Fertigungsverfahren verwendete Rotationsachse 37 der Zapfengeometrie.
Fig. 17 zeigt einen Teil eines Gelenkinnenteils 3, in einer vierten Ausführungsvariante, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10. Hier ist der Zapfen 14 durch ein Schmiedeverfahren hergestellt. Fig. 18 zeigt ein Gelenkinnenteil 3 in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10. Fig. 19 zeigt das Gelenkinnenteil 3 nach Fig. 18 in einer Ansicht entlang einer Zapfenachse 13. Fig. 20 zeigt das Gelenkinnenteil 3 nach Fig. 18 und 19 in einer Seitenansicht. Die Fig. 18 bis 20 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 8 und 10 bis 17 wird verwiesen.
Jeder Zapfen 14 weist Kontaktflächen 17, 18 zur Kontaktierung der Innenumfangsfläche 15 auf, wobei eine erste Kontaktfläche 17 zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung 7 und eine zweite Kontaktfläche 18 zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung 7 entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung 8 orientiert ist.
Jede Kontaktfläche 17, 18 erstreckt sich über einen sich um die jeweilige Zapfenachse 13 erstreckenden Winkelbereich 25, der weniger als 150 Winkelgrad aufweist.
Das Gelenkinnenteil 3 weist eine mittlere Querschnittsebene 41 auf, die sich quer zur zweiten Drehachse 10 erstreckt und den Masseschwerpunkt 42 des Gelenkinnenteils 3 schneidet. In dieser mittleren Querschnittsebene 41 weist das Gelenkinnenteil 3, entlang der radialen Richtung 12 bzw. entlang der jeweiligen Zapfenachse 13 zwischen dem Zentralkörper 11 und den Kontaktflächen 17, 18, eine kleinste Dicke (die Summe aus einer ersten Dicke 43 und einer zweiten Dicke 45) auf. Dabei ist eine erste Dicke 43, die sich von der Zapfenachse 13 bis zur, benachbart zur ersten Kontaktfläche 17 angeordneten, ersten Oberfläche 44 des Gelenkinnenteils 3 erstreckt, kleiner als eine zweite Dicke 45, die sich von der Zapfenachse 13 bis zur, benachbart zur zweiten Kontaktfläche 18 angeordneten, zweiten Oberfläche 46 des Gelenkinnenteils 3 erstreckt.
Fig. 21 zeigt ein Tripodegelenk 1 in einer Ansicht entlang der Drehachsen 5, 10, mit dem Gelenkinnenteil 3 nach Fig. 18 bis 20, teilweise im Schnitt. Fig. 22 zeigt das Gelenkinnenteil 3 mit Rollenkörper 4 nach Fig. 21, in einer Ansicht entlang einer Zapfenachse 13. Fig. 23 zeigt das Gelenkinnenteil 3 mit Rollenkörper 4 nach Fig. 22, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10, teilweise im Schnitt. Fig. 24 zeigt das Tripodegelenk 1 nach Fig. 21, in einer Seitenansicht, im Schnitt. Die Fig. 21 bis 24 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 8 und 10 bis 20 wird verwiesen.
Das Tripodegelenk 1 umfasst ein Gelenkaußenteil 2 und ein Gelenkinnenteil 3 sowie eine Mehrzahl von Rollenkörpern 4. Das Tripodegelenk 1 ist ein Verschiebegelenk, bei dem das Gelenkinnenteil 3 entlang der ersten Drehachse 5 gegenüber dem Gelenkaußenteil 2 verschiebbar ist. Das Gelenkaußenteil 2 weist eine sich entlang einer ersten Drehachse 5 erstreckenden Aufnahme 6 für das Gelenkinnenteil 3 sowie drei sich entlang der ersten Drehachse 5 erstreckende und in einer Umfangsrichtung 7, 8 gleichmäßig verteilt angeordnete Laufbahnen 9 auf. Das Gelenkinnenteil 3 weist einen sich entlang einer zweiten Drehachse 10 erstreckenden Zentralkörper 11 sowie drei, sich ausgehend vom Zentralkörper 11 entlang einer radialen Richtung 12 erstreckende, jeweils eine Zapfenachse 13 aufweisende und in der Umfangsrichtung 7, 8 gleichmäßig verteilt angeordnete Zapfen 14 auf.
Auf jedem Zapfen 14 ist jeweils ein Rollenkörper 4 angeordnet, der mit einer Innenumfangsfläche 15 den Zapfen 14 und mit einer Außenumfangsfläche 16 die jeweilige Laufbahn 9 kontaktiert. Jeder Zapfen 14 weist die zu den Fig. 18 bis 20 beschriebenen Kontaktflächen 17, 18 zur Kontaktierung der Innenumfangsfläche 15 auf, wobei eine erste Kontaktfläche 17 zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung 7 und eine zweite Kontaktfläche 18 zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung 7 entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung 8 orientiert ist.
Die Außenumfangsfläche 16 des Rollenkörpers 4 kann gegenüber der Innenumfangsfläche 15 des Rollenkörpers 4 verdreht werden. Die Innenumfangsfläche 15 ist durch einen Innenring 22 gebildet, der den Zapfen 14 bzw. die Kontaktflächen 17, 18 kontaktiert. Zwischen dem Innenring 22 und der Außenumfangsfläche 16 sind Wälzkörper 24 angeordnet, so dass eine relative Verdrehung möglich ist.
Die Verdrehung der Innenumfangsfläche 15 gegenüber der Außenumfangsfläche 16 ermöglicht, dass der Rollenkörper 4 entlang der Laufbahnen 9 abrollen kann, so dass das Gelenkinnenteil 3 entlang der ersten Drehachse 5 gegenüber dem Gelenkaußenteil 2 verschiebbar ist. Bei einer Abbeugung des Gelenkinnenteils 3 werden die Rollenkörper 4 weiter durch die Laufbahnen 9 geführt, wobei die Zapfen 14 gegenüber den Rollenkörpern 4 verschwenkt werden. Ein Beugewinkel 33, der sich dabei zwischen der ersten Drehachse 5 und der zweiten Drehachse 10 einstellt, ist in Fig. 24 angedeutet.
Die Innenumfangsfläche 15 und die Außenumfangsfläche 16 führen außer der relativen Verdrehung keine weitere Relativbewegung zueinander aus.
Das vorgeschlagene Tripodegelenk 1 mit den unterschiedlichen Teilkreisradien 19, 20 an den Kontaktflächen 17, 18 ermöglicht nun eine Anpassung an den Schubbetrieb bzw. Segelbetrieb einerseits und eine Anpassung an den Zugbetrieb.
Hier ist der zweite Teilkreisradius 20 kleiner als der dritte Teilkreisradius 21 und der erste Teilkreisradius 19 größer als der dritte Teilkreisradius 21.
Jeder Rollenkörper 4 umfasst einen die Innenumfangsfläche 15 aufweisenden Innenring 22, einen die Außenumfangsfläche 16 aufweisenden Außenring 23 sowie zwischen dem Innenring 22 und dem Außenring 23 eine Mehrzahl von Wälzkörpern 24. Die Außenumfangsfläche 16 weist eine gegenüber den Laufbahnen 9 konvexe Form auf. Die Innenumfangsfläche 15 ist zylindrisch ausgeführt.
Fig. 25 zeigt eine dritte Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils 3, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10. Fig. 26 zeigt ein Detail des Gelenkinnenteils 3 nach Fig. 26, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10. Fig. 27 zeigt ein Detail einer vierten Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils 3, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10.
Im Unterschied zu der ersten und zweiten Ausführungsvariante ist hier die Innenumfangsfläche 15 gegenüber den Kontaktflächen 17, 18 konkav ausgeführt. Konkav heißt in diesem Zusammenhang, dass die Innenumfangsfläche 15 einen gegenüber den Kontaktflächen 17, 18 zurückgesetzten mittleren Bereich 39 und benachbart zu dem mittleren Bereich 39 jeweils einen hin zu den Kontaktflächen 17, 18 vorstehenden äußeren Bereich 40 aufweist. Der mittlere Bereich 39 ist in der dritten und vierten Ausführungsvariante jeweils zylindrisch ausgeführt. Bei der dritten Ausführungsvariante weisen die äußeren Bereiche 40 einen gekrümmten Verlauf auf (siehe Fig. 26). Bei der vierten Ausführungsvariante weisen die äußeren Bereiche 40 ausgehend von dem zylindrischen mittleren Bereich 39 zumindest teilweise einen konischen Verlauf auf.
Die konkave Ausführung der Innenumfangsfläche 15 ermöglicht, dass der Rollenkörper 4 bzw. der Innenring 22 im Betrieb des Tripodegelenks 1 auf dem Zapfen 14 fixiert ist. Damit ist keine Fixierung des Innenrings 22 gegenüber dem Außenring 23 erforderlich.
Üblicherweise ist z. B. eine solche Fixierung vorgesehen, so dass der Innenring 22 nur eine Verdrehung gegenüber dem Außenring 23 ausführen kann. Diese Fixierung, üblicherweise ein Sicherungsring am Außenring 23 oder am Innenring 22, erzeugt aber Reibungsverluste, da nur der Außenring 23 beim Verlagern des Gelenkinnenteils 3 entlang der ersten Drehachse 5 eine Drehbewegung um die Zapfenachse 13 ausführt.
Die konkave Ausführung der Innenumfangsfläche 15 dient nun der Fixierung des Innenrings 22 auf dem jeweiligen Zapfen 14, während die Außenumfangsfläche 16 in den Laufbahnen 9 geführt bzw. durch die Laufbahnen 9 (z. B. gegenüber der Umfangsrichtung 7, 8 um die erste Drehachse 5 und gegenüber der radialen Richtung 12) fixiert ist.
Bezugszeichenliste
Tripodegelenk Gelenkaußenteil Gelenkinnenteil Rollenkörper erste Drehachse Aufnahme erste Umfangsrichtung zweite Umfangsrichtung Laufbahn zweite Drehachse Zentral körper radiale Richtung Zapfenachse Zapfen Innenumfangsfläche Außenumfangsfläche erste Kontaktfläche zweite Kontaktfläche erster Teilkreisradius zweiter Teilkreisradius dritter Teilkreisradius Innenring Außenring Wälzkörper Winkelbereich Seitenwelle Kraftfahrzeug Antriebseinheit Gelenk Rad
Drehmoment
Versatz
Beugewinkel
ACFG-Wert
Verlauf
Höchstwert
Rotationsachse
Getriebe mittlerer Bereich äußerer Bereich mittlere Querschnittsebene
Masseschwerpunkt erste Dicke erste Oberfläche zweite Dicke zweite Oberfläche

Claims

Patentansprüche Tripodegelenk (1), zumindest umfassend ein Gelenkaußenteil (2) und ein Gelenkinnenteil (3) sowie eine Mehrzahl von Rollenkörpern (4); wobei das Gelenkaußenteil (2) eine sich entlang einer ersten Drehachse (5) erstreckenden Aufnahme (6) für das Gelenkinnenteil (3) sowie drei sich entlang der ersten Drehachse (5) erstreckende und in einer Umfangsrichtung (7, 8) verteilt angeordnete Laufbahnen (9) aufweist, wobei das Gelenkinnenteil (3) einen sich entlang einer zweiten Drehachse (10) erstreckenden Zentralkörper (11) sowie drei sich ausgehend vom Zentralkörper (11) entlang einer radialen Richtung (12) erstreckende, jeweils eine Zapfenachse (13) aufweisende und in der Umfangsrichtung (7, 8) verteilt angeordnete, Zapfen (14) aufweist; wobei auf jedem Zapfen (14) jeweils einer der Rollenkörper (4) angeordnet ist, der mit einer Innenumfangsfläche (15) den Zapfen (14) und mit einer Außenumfangsfläche (16) die jeweilige Laufbahn (9) kontaktiert, wobei jeder Zapfen (14) Kontaktflächen (17, 18) zur Kontaktierung der Innenumfangsfläche (15) aufweist, wobei eine erste Kontaktfläche (17) zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung (7) und eine zweite Kontaktfläche (18) zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung (7) entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung (8) orientiert ist; wobei, wenn die Drehachsen (5, 10) koaxial zueinander angeordnet sind, die ersten Kontaktflächen (17) einen ersten Teilkreisradius (19), die zweiten Kontaktflächen (18) einen zweiten Teilkreisradius (20) und die Laufbahnen (9) einen dritten Teilkreisradius (21) aufweisen, wobei zumindest der erste Teilkreisradius (19) und der zweite Teilkreisradius (20) voneinander unterschiedliche Werte aufweisen. Tripodegelenk (1) nach Patentanspruch 1 , wobei der erste Teilkreisradius (19) kleiner oder größer ist als der dritte Teilkreisradius (21). Tripodegelenk (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der zweite Teilkreisradius (20) größer oder kleiner ist als der dritte Teilkreisradius (21). Tripodegelenk (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Wert des ersten Teilkreisradius (19) oder des zweiten Teilkreisradius (20) dem Wert des dritten Teilkreisradius (21) entspricht. Tripodegelenk (1) nach Patentanspruch 1 , wobei der dritte Teilkreisradius (21) größer oder kleiner ist als der erste Teilkreisradius (19) und der zweite Teilkreisradius (20). Tripodegelenk (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei jeder Rollenkörper (4) einen die Innenumfangsfläche (15) aufweisenden Innenring (22), einen die Außenumfangsfläche (16) aufweisenden Außenring (23) sowie zwischen dem Innenring (22) und dem Außenring (23) eine Mehrzahl von Wälzkörpern (24) umfasst. Tripodegelenk (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Außenumfangsfläche (16) eine gegenüber den Laufbahnen (9) konvexe Form aufweist. Tripodegelenk (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Innenumfangsfläche (15) zylindrisch ausgeführt ist. Tripodegelenk (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 1 bis 7, wobei die Innenumfangsfläche (15) gegenüber den Kontaktflächen (17, 18) konkav ausgeführt ist. Tripodegelenk (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei sich jede Kontaktfläche (17, 18) über einen, sich um die jeweilige Zapfenachse (13) erstreckenden Winkelbereich (25) erstreckt, der weniger als 180 Winkelgrad aufweist. Gelenkinnenteil (3) für ein Tripodegelenk (1), zumindest aufweisend einen sich entlang einer zweiten Drehachse (10) erstreckenden Zentralkörper (11) sowie drei sich ausgehend vom Zentralkörper (11) entlang einer radialen Richtung (12) erstreckende, jeweils eine Zapfenachse (13) aufweisende und in der Umfangsrichtung (7, 8) verteilt angeordnete Zapfen (14), wobei jeder Zapfen (14) Kontaktflächen (17, 18) zur Kontaktierung eines auf jedem Zapfen (14) anordenbaren Rollenkörpers (4) des Tripodege- lenks (1) aufweist, wobei eine erste Kontaktfläche (17) zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung (7) und eine zweite Kontaktfläche (18) zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung (7) entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung (8) orientiert ist; wobei die ersten Kontaktflächen (17) einen ersten Teilkreisradius (19) und die zweiten Kontaktflächen (18) einen zweiten Teilkreisradius (20) aufweisen, wobei der erste Teilkreisradius (19) und der zweite Teilkreisradius (20) voneinander unterschiedliche Werte aufweisen.
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