DE4039597A1

DE4039597A1 - Tripodengelenk

Info

Publication number: DE4039597A1
Application number: DE4039597A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Krude; Dieter Jost
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1990-12-12
Filing date: 1990-12-12
Publication date: 1992-06-17
Also published as: US5376050A; JPH04277322A; FR2670547B1; FR2670547A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Tripodengelenk, mit einem Ge lenkaußenteil, das ein Ringgehäuse und aus Blech beste hende Rollenbahnelementen aufweist, und mit einem Gelenk innenteil, das aus einem mit Rollen bestückten Tripoden stern besteht, wobei die Rollenbahnelemente mit an der Innenoberfläche des Ringgehäuses anliegenden Längskanten versehen und die Rollen in den Rollenbahnen geführt sind und das Ringgehäuse an einer Stirnfläche eine Gehäuseöff nung aufweist und an der gegenüberliegenden Seite mit einem Antriebszapfen verbunden ist.

Derartige Tripodengelenke, wie sie aus der DE 38 34 441 A1 bekannt sind, werden beispielsweise in Gelenkwellen von Kraftfahrzeugen mit Frontantrieb verwendet. Diese bekann ten Tripodengelenke weisen eine relativ hohe Masse auf und erfordern einen recht großen mechanischen Fertigungsauf wand. Um ein Tripodengelenk mit Dämpfungseigenschaften zu schaffen, ist es aus der FR 26 29 157 A1 bekannt, ein Gelenkaußenteil mit einem Ringgehäuse aus Faserverbund werkstoff herzustellen, in dem Rollenbahnelemente mittels einer Kunststoffüllung in dem Ringgehäuse vergossen sind. Eine hoch drehmomentbelastbare feste Verbindung zwischen dem Ringgehäuse mit den Rollenbahnelementen und dem Ge lenkzapfen ist dabei aufgabenentsprechend nicht vorhanden. Die Kunststoffüllung ist empfindlich gegen hohe Tempera turen. Diese Ausführung bedingt einen relativ hohen Fer tigungsaufwand, insbesondere lange Fertigungszeiten und schlecht automatisierbare Fertigungsabläufe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Tripodenge lenk der eingangs beschriebenen Art mit reduziertem Ge wicht unter Gewährleistung der Funktionssicherheit zu schaffen, das mit geringem Fertigungsaufwand hergestellt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Rollenbahnele mente über ihre Längskanten in einer nichtlösbaren Verbin dung unmittelbar mit dem Ringgehäuse in Verbindung stehen.

Durch diese Maßnahme wird ein Tripodengelenk geschaffen, bei dem das Ringgehäuse und die Rollenbahnelemente als Blechumformteile ausgebildet sind, die mit relativ gerin gem Produktionsaufwand stoffschlüssig miteinander verbun den werden können. Bei einem Verschiebegelenk sind die Rollenbahnelemente als Profile gleichen Querschnitts aus zubilden, während bei einem Festgelenk die Rollenbahnele mente mit räumlichen Ausprägungen für gekrümmte Rollenbah nen zu fertigen sind. Eine praktische Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Rollenbahnelemente mit dem Ringgehäuse verschweißt sind, wobei es sich anbietet, daß die Rollenbahnelemente über Laserschweißungen mit dem Tripodengehäuse verbunden werden.

Zur Verbindung eines derartigen Drehgelenkes mit einem Wellenzapfen ist es vorgesehen, daß das Ringgehäuse auf der der Gehäuseöffnung gegenüberliegenden Seite einen radial nach innen zulaufenden Konus aufweist und der Konus über eine nichtlösbare Verbindung mit einer innenkonischen Konusaufnahme mit dem Wellenzapfen verbunden ist. Eine andere Ausführung sieht vor, daß das Tripodengehäuse mit einem zylindrischen Gehäuseanschluß versehen ist und der Wellenzapfen mit einem Zylinderansatz in dem Gehäusean schluß durch eine nichtlösbare Verbindung gehalten ist.

Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung darge stellt und wird nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Tripoden-Verschiebege lenk mit einem Ringgehäuse und mit Rollenbahnele menten, die als Blechteile ausgebildet sind, wobei die Rollenbahnelemente mit ihren Längskanten mit der Innenoberfläche des Gehäuses verschweißt sind,

Fig. 3 den Längsschnitt durch ein Verschiebegelenk nach der Fig. 1 und 2 mit einem Zylinderanschluß, der mit einem Zylinderabschnitt des Wellenan schlusses eines Wellenzapfens verschweißt ist,

Fig. 4 den Längsschnitt durch ein Verschiebegelenk nach der Fig. 1 und 2, mit einem Anschlußkonus, der in einer Konusaufnahme mit dem Wellenanschluß eines Wellenzapfens verschweißt ist,

Fig. 2 den Querschnitt durch ein Tripoden-Verschiebege lenk nach der Fig. 1 mit kugeligen Tripoden zapfen, auf denen Rollenträger für nadelgelagerte Tripodenrollen geführt sind,

Fig. 5 den Querschnitt durch ein Gelenkaußenteil nach der Fig. 1, bei der Rollen mit kugeligen Rollenober flächen in den Rollenbahnelementen mit konkav gekrümmten Rollenbahnen geführt sind,

Fig. 6 den Querschnitt durch ein Gelenkaußenteil nach der Fig. 1 mit Rollen mit kugeligen Rollenoberflä chen, die in Rollenbahnelementen mit zylindrischen Rollenbahnen geführt sind,

Fig. 7 den Querschnitt durch ein Gelenkaußenteil nach der Fig. 1 mit Rollen mit zylindrischen Rollenober flächen, die in Rollenbahnelementen mit ebenen Bahnen geführt sind.

Das in der Fig. 1 dargestellte Ringgehäuse 1 ist als ein Blech-Umformteil ausgebildet, in dem um jeweils 120° ver setzt Rollenbahnelemente 2 eingesetzt sind. Die Rollen bahnelemente 2 sind ebenfalls als Blech-Umformteile ausge bildet und mit ihren Längskanten 3 über eine nichtlösbare Verbindung 12 mit der Innenoberfläche 10 des Ringgehäuses 1 verbunden. Als nichtlösbare Verbindung 12 ist beispiel haft eine Laserschweißung dargestellt, die von außen das Ringgehäuse 1 durchdringt und in die Stirnflächen der Längskanten 3 eindringt.

Die Rollenbahnelemente 2 weisen im Bereich der Stirnseiten 3 Rollenbahnen 4 auf. Auf den Rollenbahnen 4 jeweils zwei benachbarter Rollenbahnelemente 2 sind Tripodenrollen 5 geführt. Die Tripodenrollen 5 laufen auf Tripodenzapfen 11 eines in dem Ringgehäuse 1 beweglich gehaltenen Tripoden sterns 6. Die Tripodenrollen 5 sind bei den gezeigten Ausführungsbeispielen mit Nadellagern 20 auf den Tri podenzapfen 11 gelagert und durch Anlaufscheiben 17 gegenüber den radial innenliegenden Tripodenstern 6 abge stützt. Radial nach außen sind die Tripodenrollen 5 durch Distanzscheiben 18 gehalten, die wiederum durch Siche rungsringe 19 gesichert sind. Die Tripodenrollen 5 weisen dabei eine vorbestimmbare Radialbeweglichkeit auf.

Bei der Ausführung nach der Fig. 2 sind ebenfalls die Rollenbahnelemente 2 im Bereich ihrer Längskanten 3 mit der Innenoberfläche 10 des Ringgehäuses 1 durch Schweißun gen 12 stoffschlüssig verbunden. Der Tripodenstern 6 weist bei dieser Ausführung einstückig angeformte, kugelige Zapfen 22 auf, auf denen Rollenträger 21 beweglich gela gert sind. Die Rollenträger halten Nadellager 20, auf denen die Tripodenrollen 5 laufen. Die Nadeln sind zwi schen Schultern 24 und Scheiben 25 an Rollenträgern ge halten, wobei die mittels Sicherungsringen 26 gehaltenen Scheiben zugleich die Rollen fixieren.

Wie die Fig. 3 zeigt, werden derartige Tripodenaußenteile mit einem Wellenzapfen 14 verbunden. Der Wellenzapfen 14 weist der Gehäuseöffnung 15 gegenüberliegend einen zylin drischen Wellenanschluß 7 auf, der mit einem vergrößerten Außendurchmesser versehen ist. Zur Angleichung an den Außendurchmesser des Wellenanschlusses 7 ist das einen größeren Innendurchmesser aufweisende Ringgehäuse 1 mit einem radial nach innen weisenden Konus 8 versehen, der in einen zylindrischen Gehäuseanschluß 13 ausläuft.

Der Gehäuseanschluß 13 weist einen Innendurchmesser auf, der im wesentlichen dem Außendurchmesser des Wellenan schlusses 7 entspricht. Der Wellenanschluß 7 ist in den Gehäuseanschluß 13 eingesteckt und über eine nichtlösbare Verbindung 27, nämlich über eine Laserschweißung, mit diesem stoffschlüssig verbunden.

Wellenanschluß 7 und Gehäuseanschluß 13 können im Quer schnitt kreiszylindrisch, aber auch ähnlich dem Ringge häuse 1 polygonförmig sein.

Bei einer anderen, in der Fig. 4 dargestellten Ausführung ist der Wellenzapfen 14 mit einer Konusaufnahme 16 ver sehen, in die ein der Gehäuseöffnung 15 des Tripodenaußen teil gegenüberliegende Konus 8 eingefügt ist. Der Innen durchmesser der Konusaufnahme 16 korrespondiert unter Bildung einer formschlüssigen Verbindung mit dem Außen durchmesser des Konusses 8. Bei dieser Ausführung wird die radial außen liegende Konusaufnahme 16 über eine nichtlös bare Verbindung 28 mit dem radial innenliegenden Ringge häuse 1 verbunden, vorzugsweise verschweißt. Die Konusauf nahme 16 ist zur Vereinfachung der Schweißung 12 in deren Bereich mit einer Ringnut 9 versehen.

Bei der Ausführung nach der Fig. 5 sind das Ringgehäuse 1 und die Rollenbahnelemente 2 ebenfalls als Blechteile ausgebildet. Die Rollenbahnelemente 2 sind dabei mit den Stirnseiten ihrer Längskanten 3 mit der Innenoberfläche 10 des Tripodengehäuses 1 durch nichtlösbare Verbindungen 12 verbunden, vorzugsweise angeschweißt. Die Rollenbahnen 4 der Rollenbahnelemente 2 weisen dabei eine konkave Krüm mung auf, während die Rollenoberflächen 23 der Tripoden rollen 5 kugelig ausgebildet sind.

Auch die in der Fig. 6 dargestellte Ausführung besteht aus einem als Blechteil ausgebildeten Ringgehäuse 1 mit als Blechteilen ausgebildeten Rollenbahnelementen 2. Die Rollenbahnelemente 2 weisen zylindrische Rollenbahnen 4 auf, in denen kugelig ausgebildete Tripodenrollen 5 win keltreu gehalten sind.

Bei der in der Fig. 7 dargestellten Ausführung sind als Umformblechteile ausgebildete Rollenbahnelemente 2 über Laserschweißungen 12 mit der Innenoberfläche 10 eines als Blechteil ausgebildeten Ringgehäuses 1 verbunden. Die Rollenbahnelemente 2 weisen ebene Rollenbahnen 4 auf, auf denen zylindrisch ausgebildete Tripodenrollen 5 geführt sind.

Bezugszeichenliste

1 Ringgehäuse
2 Rollenbahnelement
3 Längskante
4 Rollenbahn
5 Tripodenrolle
6 Tripodenstern
7 Wellenanschluß
8 Konus
9 Ringnut
10 Innenoberfläche
11 Tripodenzapfen
12 Schweißung
13 Gehäuseanschluß
14 Antriebswelle
15 Gehäuseöffnung
16 Konusaufnahme
17 Anlaufscheibe
18 Distanzscheibe
19 Sicherungsring
20 Nadellager
21 Rollenträger
22 Kugelzapfen
23 Rollenoberfläche
24 Schulter
25 Scheibe
26 Sicherungsring
27 Schweißung
28 Schweißung

Claims

1. Tripodengelenk, mit einem Gelenkaußenteil, das ein Ringgehäuse und aus Blech bestehende Rollenbahnele mente aufweist, und mit einem Gelenkinnenteil, das aus einem mit Rollen bestückten Tripodenstern besteht,
wobei die Rollenbahnelemente mit an der Innenober fläche des Ringgehäuses anliegenden Längskanten ver sehen und die Rollen in den Rollenbahnen geführt sind und das Ringgehäuse an einer Stirnfläche eine Gehäuse öffnung aufweist und an der gegenüberliegenden Seite mit einem Antriebszapfen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rollenbahnelemente (2) über ihre Längskanten (3) in einer nichtlösbaren Verbindung unmittelbar mit dem Ringgehäuse (1) in Verbindung stehen.

2. Tripodengelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenbahnelemente (2) mit dem Ringgehäuse (1) verschweißt sind, inbesondere mittels Laserschweißung.

3. Tripodengelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißung das Ringgehäuse (1) von außen durchdringt und in die Stirnseiten der Längskanten (3) der Rollenbahnelemente (2) eindringt.

4. Tripodengelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß drei umfangsverteilte Rollenbahnelemente (2) je weils zwei symmetrische Rollenbahnen für benachbarte Rollen (5) einstückig umfassen.

5. Tripodengelenk nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusering (1) auf der der Gehäuseöffnung (15) gegenüberliegenden Seite einen radial nach innen zulaufenden Konus (8) aufweist, der über eine nicht lösbare Verbindung (12) mit einer Konusaufnahme (16) an einem Wellenanschluß der Antriebswelle (14) verbun den ist.

6. Tripodengelenk nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusering (1) auf der der Gehäuseöffnung gegenüberliegenden Seite mit einem Anschlußzylinder (13) versehen ist, durch eine nichtlösbare Verbindung (12) mit auf einem zylindrischen Wellenanschluß (7) an der Antriebswelle (14) gehalten ist.

7. Tripodengelenk nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenanschluß (12) mit dem Gehäusering verschweißt ist, insbesondere mittels einer Laser schweißung.