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Title:
CONSTANT VELOCITY UNIVERSAL JOINT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/015042
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a constant velocity universal joint that comprises a tripod (2) preferably having three pins that are distributed on the periphery thereof and arranged in one plane, said tripod configuring a first joint element. The pins are provided with spherical zones that are functionally linked with bearings (5) so as to be swiveled, said bearings being provided with at least rolling bodies (7) and outer rings (8). Said outer rings (8) are arranged in the pairs of races of a second joint part, said races being distributed on the periphery so as to correspond to the pins and being movably guided along the axes of the races. The spherical zones are configured as spherical bodies (4), preferably spherical rolling bodies. The pins are configured as flanges having receiving openings (3). The spherical bodies (4) are inserted in the receiving openings (3) and fastened therein.

Inventors:
ABRAHAM UWE (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/008065
Publication Date:
February 17, 2005
Filing Date:
July 20, 2004
Export Citation:
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Assignee:
INA SCHAEFFLER KG (DE)
ABRAHAM UWE (DE)
International Classes:
F16D3/205; (IPC1-7): F16D3/205
Foreign References:
US4490126A1984-12-25
FR2730284A11996-08-09
EP0329278A11989-08-23
US4565540A1986-01-21
US4408806A1983-10-11
US5290202A1994-03-01
Attorney, Agent or Firm:
INA-SCHAEFFLER KG (Herzogenaurach, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Gleichlaufdrehgelenk mit einer ein erstes Gelenkteil bildenden, vor zugsweise drei umfangsverteilt und in einer Ebene angeordnete Zapfen aufweisenden Tripodestern (2), dessen Zapfen mit kugelförmigen Zonen versehen sind, die drehund schwenkbar mit zumindest Wälzkörper (7) und Außenringe (8) aufweisenden Lagern (5) in Wirkverbindung stehen, wobei die Außenringe (8) in zu den Zapfen entsprechenden umfangsver teilten Bahnpaaren eines zweiten Gelenkteils angeordnet sind und ent lang der Achse der Bahnen beweglich geführt sind, dadurch gekenn zeichnet, dass die kugelförmigen Zonen als kugelige Körper (4), vor zugsweise Wälzkörperkugeln, ausgebildet sind, dass die Zapfen als Flansche mit Aufnahmeöffnungen (3) ausgeführt sind und dass die ku geligen Körper (4) in die Aufnahmeöffnungen (3) eingesetzt und dort be festigt sind.
2. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kugeligen Körper (4) in den Aufnahmeöffnungen (3) durch Kleben, Schweißen, Löten oder dergleichen befestigt sind.
3. Gleichlaufgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kugeligen Körper (4) in den Aufnahmeöffnungen (3) durch Prägen der Flansche, insbesondere der Ränder der Aufnahmeöffnungen (3), in die sen befestigt sind.
4. Gleichlaufgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kugeligen Körper (4) vor dem Befestigen, vorzugsweise in einer Vorrichtung, gegeneinander und zu dem Tripode stern (2) und/oder einer an dem Tripodestern (2) befestigten Welle (1) ausgerichtet und während des Befestigungsvorganges gehalten sind.
5. Gleichlaufgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Aufnahmeöffnungen (3) parallel zu der dem Tripodestern (2) tragenden Welle (1) ausgerichtet sind.
6. Gleichlaufgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Aufnahmeöffnungen (3) in einem Winkel verschwenkt zu der dem Tripodestern (2) tragenden Welle (1) angeordnet sind.
7. Gleichlaufgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (5) Innenringe (6) aufweisen, die an ihren Innenflächen kugelige den kugeligen Körpern (4) angepasste Zo nen und Aussparungen (9) für die die kugeligen Körper (4) tragenden Flansche aufweisen.
8. Gleichlaufgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der an den Innenflächen der Innen ringe (6) angebrachten kugeligen Zonen so ausgeführt sind, dass die Innenringe (6) auf die kugeligen Körper einschnappend aufpressbar sind, wobei beim Aufweiten der Innenringe (6) beim Einschnappen deren Elastizitätsbereich nicht überschritten wird.
Description:
Bezeichnung der Erfindung Gleichlaufdrehgelenk Beschreibung Gebiet der Erfindung Gleichlaufdrehgelenk mit einer ein erstes Gelenkteil bildenden, vorzugsweise drei umfangsverteilt und in einer Ebene angeordnete Zapfen aufweisenden Tripodestern, dessen Zapfen mit kugelförmigen Zonen versehen sind, die dreh- und schwenkbar mit zumindest Wälzkörper und Außenringe aufweisenden Lagern in Wirkverbindung stehen, wobei die Außenringe in zu den Zapfen ent- sprechenden umfangsverteilten Bahnpaaren eines zweiten Gelenkteils ange- ordnet sind und entlang der Achse der Bahnen beweglich geführt sind.

Hintergrund der Erfindung Ein derartig ausgebildetes Gleichlaufdrehgelenk ist aus der DE-32 17 567 A1 bekannt. Der Tripodestern ist einstückig ausgeführt und weist eine Innenver- zahnung für eine Welle auf. Da die Führung der Welle über die Zapfen bezie- hungsweise kugeligen Zonen und die Lager im zweiten Gelenkteil erfolgt, müs- sen diese exakt zueinander und zu der Welle beziehungsweise der Innenver- zahnung in der Tripode ausgerichtet sein. Da die Zapfen radial nach außen gerichtet sind, ist es sehr aufwändig, die Zapfen und die kugeligen Zonen so herzustellen, dass sie exakt ausgerichtet sind und eine gute Führung der Ge- lenkwelle und der Tripode im zweiten Gelenkteil sicherstellen.

Aufgabe der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gleichlaufdrehgelenk so auszubilden, dass es mit einfachen Mitteln sehr präzise und kostengünstig hergestellt wer- den kann und geringen Verschleiß aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die kugeligen Zonen als kugelige Körper, vorzugsweise Wälzkörperkugeln, ausgebildet sind, dass die Zapfen als Flansche mit Aufnahmeöffnungen ausgeführt sind und dass die ku- geligen Körper in die Aufnahmeöffnungen eingesetzt und dort befestigt sind.

Da es erprobte Fertigungsverfahren gibt, Wälzkörperkugeln in großer Stück- zahl maßgenau herzustellen, ist es besonders vorteilhaft, diese als Lagerung für die Lager zu verwenden. Die Wälzkörperkugeln können in vorteilhafter Weise in die Tripode beziehungsweise in die Aufnahmeöffnungen der Flansche eingesetzt, dort ausgerichtet und in den Flanschen befestigt werden, so dass mit einfachen Mitteln und kostengünstig Tripodesterne hergestellt werden kön- nen.

Die Wälzkörperkugeln können in den Aufnahmeöffnungen durch Kleben, Schweißen, Löten oder entsprechende Verbindungsverfahren befestigt werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Wälzkörperkugeln durch Prä- gen der Flansche, insbesondere der Ränder der Aufnahmeöffnungen in diesen befestigt. Die Wälzkörperkugeln werden vorzugsweise vor dem Befestigen, insbesondere mittels einer Vorrichtung, gegeneinander und zu dem Tripode- stern und/oder der an dem Tripodestern befestigten Welle ausgerichtet und während des Befestigens gehalten. Durch die Verwendung der kugeligen Kör- per ist es in vorteilhafter Weise möglich, mit geringem Fertigungsaufwand maßgenaue kugelige Zonen zu fertigen. Aufwändige Bearbeitungsmaschinen können entfallen. Es können mit einfachen Mitteln hohe Genauigkeit und hohe Oberflächengüte erreicht werden, wobei auch eine hohe Härte der Aufnahme-

flächen gegeben ist, zumal die Wälzkörperkugeln aus einem anderen Werk- stoff gefertigt werden können, als der Grundkörper des Tripodesterns.

Für eine günstige Fertigung sind die Achsen der Aufnahmeöffnungen vorzugs- weise parallel zur tragenden Welle beziehungsweise zu der Innenverzahnung des Tripodesterns zur Befestigung des Tripodesterns auf der Welle ausgerich- tet, so dass sowohl die Verzahnung als auch die Aufnahmeöffnungen in einer Aufspannung hergestellt werden können, vorzugsweise durch Räumen. Die Lastrichtung für die Drehkräfte befindet sich dann in einem Bereich, in dem die Flansche beziehungsweise die Ränder der Aufnahmeöffnungen vorgesehen sind.

Werden die Achsen der Aufnahmeöffnungen winklig, z. B. rechtwinklig zu der tragenden Welle angebracht, so befindet sich die Lastrichtung quer zu den Flanschen, die dann ebenfalls entsprechend verdreht sind, wobei dann die Befestigungsstellen der Kugeln in den Flanschen die Kräfte aufzunehmen ha- ben. In der Praxis sind die Vor-und Nachteile mit den tatsächlichen Anforde- rungen abzuwägen. Beide Anordnungen einschließlich Zwischenstellungen der Winkel sind aber im Prinzip möglich.

Bei der vorliegenden Erfindung weisen die Lager zusätzlich zu den Außen- ringen und den Wälzkörpern auch Innenringe auf, die an ihren Innenflächen kugelige, zu den kugeligen Körpern passende Zonen und auch Aussparungen für die die kugeligen Körper überragenden Flanschränder aufweisen. Die Aus- sparungen müssen abgesehen von den reinen Abmessungen der Flanschrän- der zusätzliche Freiräume für die Bewegungen der Innenringe auf den kugeli- gen Körpern aufweisen. Die Innenringe sind daher so ausgebildet, dass sie die Kräfte aufnehmen können, die bei entsprechender Anordnung der Aufnahme- öffnungen in Richtung der Flanschränder wirken. Durch die bereits angespro- chene winklige Anordnung der Achsen der Aufnahmeöffnungen, können diese Kräfte modifiziert werden.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Tripodesterns ist auch eine Vormontage der Innenringe und damit der Lager auf den kugeligen Körpern möglich. Dabei werden die Ränder der an den Innenflächen der Innenringe angebrachten kugeligen Zonen so ausgeführt, z. B. angefast, dass die Innen- ringe auf die kugeligen Körper aufgepresst werden können und dabei ein- schnappen. Dabei ist darauf zu achten, dass die Innenringe nur innerhalb ihres Elastizitätsbereiches aufgeweitet werden. Für diese Zusammenhänge spielt auch die Breite der kugeligen Zone im Innenring eine Rolle.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind Es zeigen : Figur 1 eine Teilansicht einer Gelenkwelle mit Schnitt durch einen Flansch eines Tripodesterns mit kugeligem Körper und ei- nem Lager, Figur 2 eine Ansicht des Tripodesterns gemäß der Linie))-)) in Fi- gur 1 und Figur 3 einen Schnitt durch ein Lager gemäß der Linie ttt-ttt in Fi- gur 1.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung In den Figuren 1 bis 3 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Welle bezeichnet, die je nach Auslegung des Gleichlaufdrehgelenks als An-oder Abtriebswelle ausgebildet ist. Auf der Welle 1 ist, vorzugsweise mittels einer Verzahnung, ein Tripodestern 2 drehfest gelagert, der Flansche aufweist, in der sich Aufnahmeöffnungen 3 befinden (siehe insbesondere Figur 2). In den Aufnahmeöffnungen 3 sind kugelige Körper 4 eingesetzt und in den Aufnah-

meöffnungen 3, insbesondere durch Prägen der Ränder der Aufnah- meöffnungen, befestigt.

Auf den kugeligen Körpern sind Lager 5 angeordnet, die einen Innenring 6, Wälzkörper 7 und einen Außenring 8 aufweisen. Die Innenringe 6 haben In- nenflächen, die den kugeligen Körpern 4 angepasste Zonen aufweisen. Diese sind so ausgelegt und in ihrer Form, z. B. durch Anfasungen an den Rändern, ausgeführt, dass sie einschnappend auf die kugeligen Körper 4 aufgedrückt bzw. aufgepresst werden können. Die Außenringe 8 der Lager 5 sind in ihrer Form nicht dargestellten Bahnpaaren angepasst, die in einem zweiten, eben- falls nicht dargestellten Gelenkteil angeordnet sind. Die Anpassung der Außen- ringe ist so ausgeführt, dass die Außenringe mit möglichst geringer Reibung entlang der Bahnpaare verschoben werden können.

Wie insbesondere in Figur 3 dargestellt, weisen die Innenringe 6 Ausspa- rungen 9 auf, die den Flanschen der Tripode angepasst sind und so groß sind, dass sie auch die Winkelbewegung des Innenringes 6 auf dem kugeligen Kör- per 4 berücksichtigen.

Bezugszeichenliste 1 Welle 2 Tripodestern 3 Aufnahmeöffnungen 4 kugelige Körper 5 Lager 6 Innenringe 7 Wälzkörper 8 Außenringe 9 Aussparungen