DE10056409A1 - Tripodal universal joint comprises outer and inner parts able to slide axially and pivot relative to each other, inner part is located in cavity in outer part - Google Patents
Tripodal universal joint comprises outer and inner parts able to slide axially and pivot relative to each other, inner part is located in cavity in outer partInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Tripodegelenk zur Übertragung von Antriebsmomenten zwischen zwei Antriebselementen eines Antriebsstranges gemäß ausgewählten Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Tripodegelenk zur Übertragung von Antriebsmomenten zwischen zwei Antriebselementen eines Antriebsstranges gemäß ausgewählten Merkmalen des Patentanspruchs 4.The invention relates to a tripod joint for the transmission of Driving torques between two drive elements one Powertrain according to selected features of the Claim 1. The invention further relates to a Tripod joint for the transmission of drive torques between two drive elements of a drive train according to selected features of claim 4.
Tripodegelenke finden beispielsweise Einsatz als Verbindung von zwei Antriebswellen eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges, wobei die Tripodegelenke eine Drehmomentübertragung bei gleichzeitiger Gewährleistung einer Verschiebung der Antriebswellen sowie einer Verschwenkbarkeit der Antriebswellen gegeneinander ermöglichen.Tripod joints are used, for example, to connect two drive shafts of a drive train one Motor vehicle, the tripod joints a Torque transmission while ensuring a Displacement of the drive shafts and swiveling enable the drive shafts against each other.
Aus der US 4 619 628 ist ein Tripodegelenk bekannt, welches über ein Gelenkaußenteil sowie ein Gelenkinnenteil verfügt. Das Gelenkinnenteil weist einen Gelenkstern mit drei radial nach außen kragenden Kugelzapfen auf. Gegenüber dem Kugelzapfen ist ein Druckstück mit einer Kugelkalotte drehbar gelagert. Das Druckstück verfügt über axial orientierte Laufflächen. Diese sind im Einbauzustand parallel zu Laufflächen des Gelenkaußenteiles orientiert. Zwischen den Laufflächen des Druckstücks und des Gelenkaußenteils sind radial orientierte Wälzkörper, nämlich Nadellager, in einem Käfig angeordnet. Die axiale Position des Käfigs ist durch die Anlage desselben an Führungen des Gelenkaußenteiles festgelegt. Die Nadeln ermöglichen bei wälzendem Kontakt eine Verschiebbarkeit des Gelenkinnenteils gegenüber dem Gelenkaußenteil in axialer Richtung sowie eine radiale Verschiebung des Druckstücks und damit des Kugelkopfes und des Gelenkinnenteils. Es erfolgt eine Sicherung der Positionen des Käfigs gegenüber dem Druckstück durch eine Spiralfeder.A tripod joint is known from US Pat. No. 4,619,628 has an outer joint part and an inner joint part. The Inner joint part detects an articulated star with three radially cantilevered ball stud on the outside. Opposite the ball stud is a thrust piece with a spherical cap rotatably mounted. The Thrust piece has axially oriented running surfaces. This are installed parallel to the treads of the Oriented outer part. Between the treads of the Thrust piece and the outer joint part are radially oriented Rolling elements, namely needle bearings, arranged in a cage. The axial position of the cage is due to its attachment Guides of the outer joint part set. The needles enable a rolling movement of the Inner joint part in relation to the outer joint part in axial Direction and a radial displacement of the pressure piece and thus the ball head and the inner joint part. There is one Securing the positions of the cage in relation to the pressure piece by a spiral spring.
Aus der EP 0 426 186 B1 ist ein weiteres Tripodegelenk bekannt, welches die radiale Verschieblichkeit sowie die Verschwenkbarkeit der Kugelzapfen gegenüber einem Druckstück mittels der Anordnung des Kugelzapfens in einer zylindrischen Bohrung realisiert. Eine wälzende Realisierung wird durch Nadeln, einen über die Nadeln gegenüber dem Kugelzapfen um die radiale Achse drehbar gelagerten Ring sowie einen Wälzkontakt zwischen Ring und Laufflächen des Gelenkaußenteiles realisiert. Neben den genannten Bauteilen verfügt der aus der genannten Druckschrift bekannte Gegenstand über zwei Sicherungsringe, wodurch eine große Bauteilvielfalt mit u. U. erschwerter Montage gegeben ist. Weiterhin sind die Ringe unter einem Spiel in Richtung des wirkenden Antriebsmomentes in das Gelenkaußenteil eingesetzt, wodurch, insbesondere bei wirkenden Antriebsmomenten mit wechselnden Vorzeichen, mechanische Beeinträchtigungen, vorzugsweise in Form von Komfort- oder Geräuschbeeinträchtigungen, beim Betrieb des Tripodegelenkes bedingt sind.Another tripod joint is known from EP 0 426 186 B1, which the radial displaceability as well as the Pivotal movement of the ball stud relative to a pressure piece by means of the arrangement of the ball pin in a cylindrical Hole realized. A pivotal realization is through Needles, one over the needles opposite the ball stud around the radial axis rotatably mounted ring and a rolling contact realized between the ring and the tread of the outer joint part. In addition to the components mentioned, the one from the above Document known object on two circlips, whereby a large variety of components with u. U. difficult assembly given is. Furthermore, the rings are under a game in Direction of the driving torque in the outer joint part used, whereby, especially with acting Driving torques with changing signs, mechanical Impairment, preferably in the form of comfort or Noise impairment when operating the tripod joint are conditional.
Aus der DE 39 36 602 C2 ist ein Tripodegelenk bekannt, bei dem der Kugelkopf abwinkelbar und radial verschiebbar in den mit einer innenzylindrischen Ausnehmung versehenen Druckkopf unmittelbar eingreift. Die Wälzlager zur Realisierung einer axialen Verschiebbarkeit sind als Umlaufkugelbahnen ausgebildet, welche den Druckkopf vollständig umgeben.A tripod joint is known from DE 39 36 602 C2, in which the ball head can be angled and moved radially into the an inner cylindrical recess provided printhead intervenes immediately. The roller bearings for realizing a axial displaceability are as orbital ball tracks formed which completely surround the printhead.
Als weiterer Stand der Technik wird beispielsweise auf die EP 0 206 886 B1, US 4 708 693, EP 0 290 142 B1, DE 39 05 556 C1 verwiesen.As further prior art, for example, EP 0 206 886 B1, US 4 708 693, EP 0 290 142 B1, DE 39 05 556 C1 directed.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tripodegelenk vorzuschlagen, welches bei Gewährleistung der genannten Funktionen über einen einfachen und kompakten Aufbau verfügt und welches einfach montierbar ist.The present invention is based on the object To propose tripod joint, which, if the mentioned functions via a simple and compact structure which is easy to assemble.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß kann die Funktion der Übertragung des Antriebsmomentes bei Gewährleistung der Verschieblichkeit und der Verschwenkbarkeit mit dem Druckstück, dem Käfig und den Nadeln gewährleistet werden. Das Gelenkinnenteil mit den Kugelzapfen ist auf einfache Weise, beispielsweise mittels eines Schmiedevorganges, fertigbar. Ebenfalls die zylinderförmige Ausnehmung des Druckstücks ist auf einfache Weise und mit hoher Präzision, insbesondere in Form einer Bohrung, fertigbar. Die so hergestellte Verbindung Kugelzapfen - zylinderförmige Ausnehmung stellt eine besonders einfache Realisierung einer Kraftübertragung in Umfangsrichtung bei radialer Verschieblichkeit dar. Durch die Verwendung von Nadeln an Stelle von Kugeln verfügt das Tripodegelenk bei geringen Durchmessern der Nadeln über eine hohe Drehmomentkapazität. Ebenfalls die Außenflächen des Druckstücks mit den ebenen Laufflächen sind auf einfache Weise fertigbar, so daß das Druckstück mit geringen Kosten herstellbar ist. Auch die Nadeln sind als Mengenware verfügbar. Durch die einfache Geometrie der Ausnehmung aus dem Gelenkaußenteil mit den Laufbahnen kann dieses ebenfalls auf einfache Weise, beispielsweise spanlos und/oder spanend, hergestellt werden. Auch der Käfig ist auf einfache Weise, beispielsweise aus einem einem Umformvorgang unterworfenen Blech, hergestellt. Erfindungsgemäß ist die Zahl der für das Tripodegelenk notwendigen Bauelemente minimiert. Hierdurch kann die Montage vereinfacht werden. Aufwendige Nuten oder Anlageflächen am Gelenkaußenteil oder Gelenkinnenteil erübrigen sich. Die Bauelemente werden nicht durch etwaige Nuten oder Vorsprünge im zusammengebauten Zustand zueinander fixiert oder geführt. Das Tripodegelenk bildet somit eine kompakte und einfach montierbare Einheit.The object on which the invention is based is achieved by the features of claim 1. According to the invention Function of the transmission of the drive torque at Ensuring mobility and pivotability guaranteed with the pressure piece, the cage and the needles become. The inner joint part with the ball stud is open simple way, for example by means of a forging process, manufacturable. Also the cylindrical recess of the Pressure piece is simple and with high precision, in particular in the form of a hole, can be manufactured. The so produced connection ball pin - cylindrical Recess represents a particularly simple realization of a Radial power transmission in radial direction Movability is represented by the use of needles Instead of balls, the tripod joint has small ones Diameters of the needles over a high torque capacity. Also the outer surfaces of the pressure piece with the flat ones Treads are easy to manufacture, so that Pressure piece can be produced at low cost. Even the needles are available in bulk. Due to the simple geometry of the Can recess from the outer joint part with the raceways this also in a simple manner, for example without cutting and / or machining. The cage is open too simple way, for example from a forming process subjected sheet. According to the invention is the number the components required for the tripod joint are minimized. This can simplify assembly. Elaborate grooves or contact surfaces on the outer joint part or inner joint part are unnecessary. The components are not covered by any Grooves or projections to each other when assembled fixed or guided. The tripod joint thus forms one compact and easy to assemble unit.
Eine weitere Aufgabe zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Patentanspruchs 4. Gemäß dieser Ausführungsform verfügt das Druckstück über eine teilkugelförmige Ausnehmung, an welcher die Außenfläche des Kugelkopfes zur Übertragung des Antriebsmomentes bei Gewährleistung einer Verschwenkbarkeit anliegt. Die mit den Druckstücken sowie den im Käfig geführten Nadeln versehenen Kugelköpfe können als kompakte Baueinheit in das Gelenkaußenteil eingesetzt werden. Erfindungsgemäß kann somit die Montage vereinfacht werden und gleichzeitig eine fehlerhafte Montage vermieden werden. Die Zahl der Bauteile ist minimiert. Durch die Verringerung der Zahl der notwendigen Bauteile kann das Spiel zwischen benachbarten Bauteilen verringert bzw. vermieden werden.Another object for solving the problem of the invention lying task is characterized by the characteristics of Claim 4. According to this embodiment, the Pressure piece over a part-spherical recess, on which the outer surface of the ball head for transferring the Drive torque while ensuring pivotability is applied. The one with the pressure pieces and the one in the cage Ball heads with needles can be used as a compact unit the outer joint part are used. According to the invention thus the assembly can be simplified and at the same time a incorrect assembly can be avoided. The number of components is minimized. By reducing the number of necessary Components can be the game between adjacent components be reduced or avoided.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung verfügt der Käfig über Anschläge, welche zur Begrenzung der axialen Bewegung des Käfigs gegenüber dem Druckstück zur Anlage an dem Druckstück kommen. Die Anschläge können beispielsweise maximale Schwenkwinkel des Gelenkinnenteils gegenüber dem Gelenkaußenteil vorgeben, wodurch zu große Schwenkwinkel, in denen die Nadeln die Laufflächen des Gelenkaußenteiles (teilweise) verlassen würden, vermieden werden. Weiterhin ergibt sich mit einer derartigen Begrenzung der Verschiebung bzw. des Schwenkwinkels ein Bauraumvorteil.According to a further proposal of the invention, the cage has via stops, which limit the axial movement of the Cage opposite the pressure piece to rest on the pressure piece come. The stops can be, for example, maximum Swivel angle of the inner joint part relative to that Specify outer joint part, causing too large swivel angles, in which the needles the running surfaces of the outer joint part (partially) would be avoided. Farther results with such a limitation of the displacement or the pivot angle a space advantage.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Begrenzung der axialen Bewegung des Käfigs bei Schwenkwinkeln, welche kleiner sind als der maximal zulässige Schwenkwinkel. Hierdurch kann ein weiterer Bauraumvorteil erzielt werden. Insbesondere ist in der normalen Arbeitsfunktion des Gelenkes, beispielsweise bei kleinen Beugewinkeln < 10°, nur ein geringer axialer Verschiebeweg erforderlich, der innerhalb des durch die Anschläge vorgegebenen Rollweges abgedeckt ist. Für große axiale Verschiebewege, die nur sehr selten und stochastisch auftreten, liegen die Anschläge an Gegenflächen des Druckstücks an, so daß Käfig und Druckstück "als Block" gegenüber dem Gelenkaußenteil verschoben werden, insbesondere mit nicht oder nur teilweise wälzendem Kontakt zwischen Druckstück und Nadeln und/oder Nadeln und Laufbahnen des Gelenkaußenteiles. Durch das stochastische seltene Auftreten dieses Zustandes, sind keine Komfort- oder Geräuschbeträchtigungen zu erwarten.According to a preferred embodiment of the invention limiting the axial movement of the cage Swivel angles that are smaller than the maximum permissible Swivel angle. This can provide a further advantage in terms of installation space be achieved. In particular, is in the normal Working function of the joint, for example in small ones Bending angles <10 °, only a small axial displacement required within the through the stops predetermined taxiway is covered. For large axial Displacement paths that occur very rarely and stochastically, the stops on the mating surfaces of the pressure piece, so that Cage and pressure piece "as a block" opposite the outer joint part be postponed, especially with none or only partially rolling contact between pressure piece and needles and / or Needles and raceways of the outer joint part. By the stochastic rare occurrences of this condition are none Comfort or noise considerations can be expected.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.Advantageous further developments result from the Subclaims and the description.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Tripodegelenke werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.Preferred embodiments of the invention Tripod joints are explained in more detail below with the aid of the drawing explained.
Die Zeichnung zeigt:The drawing shows:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Tripodegelenk im Querschnitt, Fig. 1 shows an inventive tripod joint in cross-section,
Fig. 2 einen Schnitt II-II durch Teile des Tripodegelenkes gemäß Fig. 1, Fig. 2 shows a section II-II through parts of the tripod joint shown in FIG. 1,
Fig. 3 ein weiteres erfindungsgemäßes Tripodegelenk, Fig. 3 is a further inventive tripod joint,
Fig. 4 einen Schnitt IV-IV durch Teile des Tripodegelenkes gemäß Fig. 3, Fig. 4 shows a section IV-IV through parts of the tripod joint shown in FIG. 3,
Fig. 5 eine Feder, welche zur Sicherung insbesondere der axialen Position des Käfigs zwischen dem Druckstück und dem Käfig angeordnet ist, in abgewickelter Darstellung und Fig. 5 is a spring, which is arranged to secure in particular the axial position of the cage between the pressure piece and the cage, in a developed view and
Fig. 6 die Feder gemäß Fig. 5 in einem Einbauzustand. Fig. 6, the spring of FIG. 5 in an installed state.
Ein Tripodegelenk 10 verfügt über ein Gelenkinnenteil 11 und ein Gelenkaußenteil 12. Das Gelenkinnenteil 11 und das Gelenkaußenteil 12 sind antriebsmäßig mit zwei Antriebselementen eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges verbunden. Im folgenden wird die Bezeichnung "in axialer Richtung" für die Richtung der Drehachse eines Antriebselementes oder eine Richtung senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 bzw. Fig. 3, insbesondere für die Längsachse des Gelenkaußenteiles, bezeichnet.A tripod joint 10 has an inner joint part 11 and an outer joint part 12 . The inner joint part 11 and the outer joint part 12 are drivingly connected to two drive elements of a drive train of a motor vehicle. In the following, the designation “in the axial direction” is used for the direction of the axis of rotation of a drive element or a direction perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1 or FIG. 3, in particular for the longitudinal axis of the outer joint part.
Das Gelenkinnenteil 11 verfügt über einen Gelenkstern, der drei radial nach außen kragende Kugelzapfen 13 aufweist. Der Kugelzapfen 13 können ein- oder mehrstückig mit dem Gelenkinnenteil 11 ausgebildet sein. Im folgenden bezeichnet "in radialer Richtung" die Richtung der Längsachse 14-14 eines Kugelzapfens 13 bzw. quer zur Längsachse eines Antriebselementes. Die Außenfläche des Kugelzapfens 13 ist ballig ausgebildet und entspricht insbesondere Teilen der Oberfläche einer Kugel.The inner joint part 11 has an articulated star which has three radially outwardly projecting ball pins 13 . The ball pin 13 can be formed in one or more pieces with the inner joint part 11 . In the following, "in the radial direction" denotes the direction of the longitudinal axis 14-14 of a ball pin 13 or transverse to the longitudinal axis of a drive element. The outer surface of the ball pin 13 is spherical and corresponds in particular to parts of the surface of a ball.
Die folgende Beschreibung bezieht sich jeweils auf einen Kugelzapfen sowie die diesem zugeordneten Bauteile.The following description refers to one Ball stud and the components assigned to it.
Ein Druckstück 15 verfügt über eine Innenbohrung 16, deren Durchmesser (mit einem geeigneten Über- oder Untermaß) dem Durchmesser des Kugelzapfens 13 entspricht. Der Kugelzapfen 13 kann zur Montage in die Innenbohrung 16 (spielfrei) in radialer Richtung eintreten. Das Druckstück 15 verfügt über mindestens zwei äußere Laufflächen 17, die eben ausgebildet sind und parallel zur Längsachse der Innenbohrung 16 sowie in axialer Richtung orientiert sind. Gemäß dem Schnitt II-II ist die Außenkontur des Druckstücks 15 ungefähr rechteckig oder quadratisch, wobei im Eckbereich stufenförmige Ausnehmungen vorgesehen sind, die mit quer zur axialen Richtung orientierten Gegenflächen 18 gebildet sind.A pressure piece 15 has an inner bore 16 , the diameter of which (with a suitable oversize or undersize) corresponds to the diameter of the ball pin 13 . The ball pin 13 can enter the inner bore 16 (without play) in the radial direction for assembly. The pressure piece 15 has at least two outer running surfaces 17 , which are flat and are oriented parallel to the longitudinal axis of the inner bore 16 and in the axial direction. According to section II-II, the outer contour of the pressure piece 15 is approximately rectangular or square, step-shaped recesses being provided in the corner region, which are formed with counter surfaces 18 oriented transversely to the axial direction.
Auf den Laufflächen 17 wälzen in axialer Richtung hintereinander liegende Nadeln 19 ab, welche in einem Käfig 20 gelagert sind. Im radial außen liegenden Bereich stehen die Nadeln 19 in wälzendem Kontakt mit Laufflächen 21 des Gelenkaußenteils 12, die in axialer Richtung und parallel zu den Laufflächen 17 orientiert sind. Needles 19 , which are located one behind the other in the axial direction, roll on the running surfaces 17 and are mounted in a cage 20 . In the radially outer region, the needles 19 are in rolling contact with running surfaces 21 of the outer joint part 12 , which are oriented in the axial direction and parallel to the running surfaces 17 .
Die Käfige 20 sind jeweils im in Fig. 1 dargestellten Querschnitt ungefähr W-förmig mit zwei außen liegenden Seitenschenkeln und zwei Zwischenschenkeln ausgebildet, wobei die Übergangsbereiche zwischen Seitenschenkeln und Zwischenschenkeln abgerundet, verbreitert und/oder abgeflacht ausgebildet sind. Zumindest die Endbereiche der Seitenschenkel sind parallel zueinander orientiert und liegen (mit einem geeigneten Über- oder Untermaß) an den quer zur radialen Richtung orientierten radial innenliegenden und radial außenliegenden Seiten der Druckstücke 15 an. Mittels des Kontaktes zwischen den Endbereichen oder Schultern 99 des Seitenschankel an der radial innenliegenden und der radial außenliegenden Seite des Druckstücks 15 erfolgt eine Zentrierung des Käfigs 20 in radialer Richtung. Der Mittenbereich des W-förmigen Querschnitts, also der Übergangsbereich der Zwischenschenkel, ist parallel zu der zugeordneten Lauffläche 17 orientiert und liegt an dieser an oder bildet einen geringfügigen Spalt mit dieser aus. Der Übergangsbereich zwischen den Zwischenschenkeln und den Seitenschenkeln ist parallel zu der zugeordneten Lauffläche 21 des Gelenkaußenteils 12 ausgebildet und liegt an dieser an oder bildet ein geringfügiges Spiel mit dieser. In radialer Richtung ist der Käfig 20, insbesondere im Bereich der Seitenschenkel durch Gegenflächen 23, 24 des Gelenkaußenteils geführt. In radialer Richtung ist somit die Position des Käfigs 20 sowohl gegenüber dem Gelenkaußenteil 12 als auch gegenüber dem Druckstück 15 festgelegt.The cages 20 are each approximately W-shaped in the cross section shown in FIG. 1 with two outer side legs and two intermediate legs, the transition regions between side legs and intermediate legs being rounded, widened and / or flattened. At least the end regions of the side legs are oriented parallel to one another and lie (with a suitable oversize or undersize) on the radially inner and radially outer sides of the pressure pieces 15 oriented transversely to the radial direction. The cage 20 is centered in the radial direction by means of the contact between the end regions or shoulders 99 of the side shell on the radially inner and the radially outer side of the pressure piece 15 . The central region of the W-shaped cross section, that is to say the transition region of the intermediate legs, is oriented parallel to the associated running surface 17 and lies against it or forms a slight gap with it. The transition region between the intermediate legs and the side legs is formed parallel to the associated running surface 21 of the outer joint part 12 and bears against it or forms a slight play with it. The cage 20 is guided in the radial direction, in particular in the region of the side legs, through counter surfaces 23 , 24 of the outer joint part. In the radial direction, the position of the cage 20 is thus fixed both in relation to the outer joint part 12 and in relation to the pressure piece 15 .
Im in Fig. 1 dargestellten Querschnitt sind die Laufflächen in Umfangsrichtung des Gelenkaußenteils 12 gleichmäßig verteilt (Ein-Uhr-Position, Fünf-Uhr-Position und Neun-Uhr-Position). Jeweils zwei einem Kugelzapfen 13 zugeordnete Laufflächen 21 sind parallel zueinander orientiert und in Umfangsrichtung einander gegenüberliegend in das Gelenkaußenteil 12 in axialer Richtung eingebracht. Eine Ausnehmung 22 aus dem Gelenkaußenteil 12 ist mit dem Zwischenraum zwischen den Laufflächen 21 derart ausgebildet, daß bei Eintritt des Gelenkinnenteils 11 mit vormontiertem Druckstück 15 und Nadeln 19 im Käfig 20 in die Ausnehmung 22 in axialer Richtung sich lediglich Kontaktflächen im Bereich der Laufflächen 21 ergeben.In the cross section shown in FIG. 1, the treads are evenly distributed in the circumferential direction of the outer joint part 12 (one o'clock position, five o'clock position and nine o'clock position). In each case two treads 21 assigned to a ball pin 13 are oriented parallel to one another and introduced into the outer joint part 12 in the axial direction opposite one another in the circumferential direction. A recess 22 from the outer joint part 12 is formed with the space between the treads 21 such that when the inner joint part 11 with preassembled thrust piece 15 and needles 19 in the cage 20 enters the recess 22 in the recess 22 in the axial direction, there are only contact surfaces in the region of the treads 21 ,
In dem in Fig. 2 dargestellten Längsschnitt des Käfigs 20 ist dieser ungefähr U-förmig ausgebildet mit im Bereich des Grundschenkels angeordneten Ausnehmungen zur Aufnahme der Nadeln. Die Seitenschenkel des U-förmigen Längsschnittes bilden Anschläge 24, welche zur Begrenzung der axialen Bewegung des Käfigs gegenüber dem Druckstück 15 zur Anlage an den Gegenflächen 18 des Druckstücks 15 kommen.In the longitudinal section of the cage 20 shown in FIG. 2, it is approximately U-shaped with recesses arranged in the region of the base leg for receiving the needles. The side legs of the U-shaped longitudinal section form stops 24 which come to bear against the counter surfaces 18 of the pressure piece 15 in order to limit the axial movement of the cage relative to the pressure piece 15 .
Zwischen dem Druckstück 15 und dem Käfig 20 ist mindestens eine Feder 25 zur Realisierung einer Gleichgewichtslage des Käfigs 20 in axialer Richtung gegenüber dem Druckstück 15 vorgesehen. Gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei identisch ausgebildete Federn 25 an in axialer Richtung gegenüberliegenden Seitenflächen des Druckstücks 15 vorgesehen. Die Federn 25 sind mit dem Druckstück stoffschlüssig, formschlüssig und/oder mittels eines Verbindungselementes wie einer Schraube oder ein Niet verbunden. Vorzugsweise sind die Federn 25 verschraubt, verschweißt, vernietet oder in das Druckstück 15 eingeclipst. Insbesondere handelt es sich bei den Federn 25 um aus Blech gebildete Blatt- oder Biegefedern. Bei dem in Fig. 2, 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeweils eine Feder 25 in abgewickelter Darstellung mit zwei versetzt zueinander angeordneten und parallel zueinander orientierten Längsblechen 26, die durch ein Querblech 27 miteinander verbunden sind, gebildet. Die Verbindung der Feder 25 mit dem Druckstück 17 erfolgt im Bereich des Querblechs 27. Das Querblech 27 liegt an dem Druckstück 15 an. Die Längsbleche 26 sind ausgehend vom Querblech 27 U-förmig in entgegengesetzter Richtung geformt und liegen in dem dem Querblech 27 abgewandten Endbereich (unter Ausübung einer Vorspannkraft) an den Käfigen 20, insbesondere im Außenbereich der Anschläge 24, an, so daß bei einer Bewegung des Käfigs 20 die U-Form der Längsbleche aufgeweitet bzw. weiter geschlossen wird. Die Längsbleche 26 einer Feder 25 liegen an gegenüberliegenden einem Kugelzapfen 13 zugeordneten Käfigen 20 an. Vorzugsweise ist je Kugelzapfen 13 nur eine Feder 20 vorgesehen. In diesem Fall kann jeweils ein Längsblech 26 der Feder 25 fest mit jeweils einem Käfig 20 verbunden sein.At least one spring 25 is provided between the pressure piece 15 and the cage 20 to achieve an equilibrium position of the cage 20 in the axial direction with respect to the pressure piece 15 . According to the exemplary embodiment shown in FIG. 2, two identically designed springs 25 are provided on opposite side surfaces of the pressure piece 15 in the axial direction. The springs 25 are integrally, positively and / or connected to the pressure piece by means of a connecting element such as a screw or a rivet. The springs 25 are preferably screwed, welded, riveted or clipped into the pressure piece 15 . In particular, the springs 25 are leaf or spiral springs formed from sheet metal. In the exemplary embodiment shown in FIGS . 2, 4 and 5, a spring 25 is formed in a developed representation with two offset longitudinally arranged longitudinal plates 26 which are connected to one another and are connected to one another by a transverse plate 27 . The connection of the spring 25 to the pressure piece 17 takes place in the region of the transverse plate 27 . The cross plate 27 abuts the pressure piece 15 . The longitudinal plates 26 are formed from the transverse plate 27 in a U-shape in the opposite direction and are in the end area facing away from the transverse plate 27 (using a biasing force) on the cages 20 , in particular in the outer region of the stops 24 , so that when the Cage 20, the U-shape of the longitudinal sheets is expanded or closed further. The longitudinal plates 26 of a spring 25 rest on opposite cages 20 assigned to a ball pin 13 . Preferably, only one spring 20 is provided for each ball pin 13 . In this case, a longitudinal plate 26 of the spring 25 can be firmly connected to a cage 20 .
Gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel bildet ein Druckstück 115 eine Kugelkalotte, in welcher (möglichst spielfrei) der Kugelzapfen 13 angeordnet ist. In diesem Fall kann das Druckstück 115 in eingebautem Zustand lediglich gegenüber dem Kugelzapfen 13 verschwenkt werden und ist nicht in radialer Richtung verschieblich gegenüber diesem gelagert. Die erforderliche radiale Verschieblichkeit wird dadurch erzeugt, daß der Käfig 120 und die Nadeln 19 verschieblich gegenüber dem Druckstück 115 angeordnet sind. Die beiden Seitenschenkel des Käfigs 120 umschließen das Druckstück 115 in radialer Richtung nicht. Die Seitenschenkel des Käfigs 20 kragen somit nicht über die Nadeln in Richtung des Druckstücks 115 aus. Die Länge der Seitenschenkel des Käfigs 120 entspricht maximal dem Durchmesser der Nadeln 19.According to the embodiment shown in FIG. 3, a pressure piece 115 forms a spherical cap in which the ball pin 13 is arranged (with as little play as possible). In this case, the pressure piece 115 can only be pivoted in relation to the ball pin 13 in the installed state and is not displaceably mounted in the radial direction relative to the latter. The required radial displaceability is generated in that the cage 120 and the needles 19 are arranged displaceably with respect to the pressure piece 115 . The two side legs of the cage 120 do not enclose the pressure piece 115 in the radial direction. The side legs of the cage 20 thus do not protrude over the needles in the direction of the pressure piece 115 . The length of the side legs of the cage 120 corresponds at most to the diameter of the needles 19 .
Gelenkinnenteil 11, Druckstück 15 (115), Nadeln 19 und Käfig 20 (120) bilden eine kompakte Baueinheit, welche vormontiert in axialer Richtung des Gelenkaußenteils 12 in dieses eingeführt werden kann. Die Laufflächen 17 sowie 21 sind rechteckförmig und eben ausgebildet. Die Nadelkäfige können seitlich in das Druckstück (zur Montageerleichterung) eingeclipst sein, wodurch eine Sicherung gegen Herausfallen vorbei der Montage erreicht wird. Andererseits kann eine derartige Sicherung auch durch die Federn 25 erreicht werden.Inner joint part 11 , pressure piece 15 ( 115 ), needles 19 and cage 20 ( 120 ) form a compact structural unit which can be inserted into the outer joint part 12 in a preassembled manner in the axial direction thereof. The treads 17 and 21 are rectangular and flat. The needle cages can be clipped into the side of the pressure piece (to make assembly easier), which ensures that the assembly cannot fall out. On the other hand, such a fuse can also be achieved by the springs 25 .
Die Anschläge 24 kommen bei einem maximalen axialen Verschiebeweg zur Anlage an den Gegenflächen 18 des Druckstücks, wodurch der maximale Verschiebeweg vorgegeben ist. Mit einer derartigen Begrenzung der axialen Verschiebung ergibt sich ein Bauraumvorteil. In der normalen Arbeitsfunktion des Tripodegelenkes (bei zumeist kleinen Beugewinkeln < 10°) ist kinematisch nur ein geringer axialer Verschiebeweg erforderlich.The stops 24 come into contact with the counter surfaces 18 of the pressure piece with a maximum axial displacement path, whereby the maximum displacement path is predetermined. Such a limitation of the axial displacement results in a space advantage. In the normal work function of the tripod joint (with mostly small flexion angles <10 °), only a small axial displacement path is required kinematically.
Die Montage des Kugelzapfens 13 in dem Druckstück 115 mit Kugelkalotte kann beispielsweise entsprechend Fig. 4 über eine Bajonettmontage ermöglicht werden.The mounting of the ball pin 13 in the pressure piece 115 with a spherical cap can be made possible, for example, in accordance with FIG. 4 via a bayonet mounting.
Vorzugsweise ist der Abstand der Laufflächen 17 derart vorgegeben, daß die dem Gelenkinnenteil 11 zugeordneten Bauelement spielfrei (oder sogar unter leichter Vorspannung) zwischen die Laufflächen 21 eingeführt werden können. Durch die Spielfreiheit ergeben sich insbesondere für eine Verwendung bei Kraftfahrzeugen bei Lastwechselvorgängen deutliche Komfort- und Geräuschvorteile.The spacing of the running surfaces 17 is preferably predetermined such that the component assigned to the inner joint part 11 can be inserted between the running surfaces 21 without play (or even under slight prestress). The freedom from play results in clear advantages in comfort and noise, particularly for use in motor vehicles during load change processes.
Eine axiale Bewegung des Käfigs 20 (120) kann eine Folge einer gemeinsamen, rein translatorischen Bewegung der drei Kugelzapfen 13 sein. Alternativ erfolgt eine (für unterschiedlich Kugelzapfen 13 gegenläufige) axiale Bewegung, wenn das Gelenkinnenteil 11 gegenüber dem Gelenkaußenteil 12 verschwenkt wird. Eine Überlagerung der genannten rein translatorischen Bewegung und der Verschwenkung ist ebenfalls möglich.An axial movement of the cage 20 ( 120 ) can be a result of a common, purely translatory movement of the three ball pins 13 . Alternatively, there is an axial movement (in opposite directions for different ball pins 13 ) when the inner joint part 11 is pivoted relative to the outer joint part 12 . A superimposition of the purely translational movement mentioned and the pivoting is also possible.
Der Antrieb kann vom Gelenkinnenteil 11 zum Gelenkaußenteil 12 oder in umgekehrter Richtung erfolgen. Die Nadeln 19 sind in radialer Richtung orientiert. Abweichend von den hier dargestellten Nadeln können je nach Einsatzfall beliebige an sich bekannte Wälzkörper verwendet werden, wobei die Form der Laufflächen und des Käfigs geeignet an die verwendeten Wälzköper anzupassen ist.The drive can take place from the inner joint part 11 to the outer joint part 12 or in the opposite direction. The needles 19 are oriented in the radial direction. Deviating from the needles shown here, any rolling elements known per se can be used, depending on the application, the shape of the running surfaces and the cage being suitable to be adapted to the rolling elements used.
Claims (10)
- a) das Gelenkaußenteil (12) und das Gelenkinnenteil (11) zueinander axial verschieblich sind,
- b) das Gelenkaußenteil (12) und das Gelenkinnenteil (11) zueinander verschwenkbar sind,
- c) das Gelenkinnenteil (11) über radial nach außen kragende Kugelzapfen verfügt,
- d) das Gelenkaußenteil (12) über eine Ausnehmung (22) verfügt, in der das Gelenkinnenteil (11) zumindest im Bereich der Kugelzapfen (13) angeordnet ist,
- e) das Gelenkaußenteil (12) über in axialer Richtung orientierte Laufflächen (21) verfügt,
- f) mindestens einem Kugelzapfen (13) mindestens ein Druckstück (15) sowie mehrere in einem Käfig (20) angeordnete und mit ihren Längsachsen radial orientierte Nadeln (19) zugeordnet sind und diese im Kraftfluß zwischen Kugelzapfen (13) und Laufflächen (21) liegen,
- g) der Käfig (20) mit den Nadeln (19) über mindestens eine zumindest in axialer Richtung wirkende Feder (25) mit dem Druckstück (15) verbunden ist,
- h) das Druckstück (15) über eine zylindrische Ausnehmung verfügt, an welcher die Außenfläche des Kugelzapfens (13) zur Übertragung des Antriebsmomentes anliegt,
- i) die Außenfläche des Druckstückes (15) über zwei parallel zueinander und parallel zu den Laufflächen (21) des Gelenkaußenteiles (12) orientierte Laufflächen (17) verfügt,
- j) die Nadeln (19) in wälzendem Kontakt mit den Laufflächen (17) des Druckstückes (15) stehen,
- k) die Naden (19) in wälzendem Kontakt mit den Laufflächen (21) des Gelenkaußenteiles (12) stehen,
- l) die radiale Position des Käfigs (20) gegenüber dem Druckstück (15) festgelegt ist und
- m) die radiale Position des Käfigs (20) und/oder der Nadeln (19) gegenüber dem Gelenkaußenteil (12) festgelegt ist.
- a) the outer joint part ( 12 ) and the inner joint part ( 11 ) are axially displaceable to one another,
- b) the outer joint part ( 12 ) and the inner joint part ( 11 ) can be pivoted relative to one another,
- c) the inner joint part ( 11 ) has radially outwardly projecting ball pins,
- d) the outer joint part ( 12 ) has a recess ( 22 ) in which the inner joint part ( 11 ) is arranged at least in the region of the ball studs ( 13 ),
- e) the outer joint part ( 12 ) has running surfaces ( 21 ) oriented in the axial direction,
- f) at least one ball pin ( 13 ) is assigned at least one pressure piece ( 15 ) and several needles ( 19 ) arranged in a cage ( 20 ) and radially oriented with their longitudinal axes, and these lie in the flow of force between the ball pin ( 13 ) and the running surfaces ( 21 ) .
- g) the cage ( 20 ) is connected to the needles ( 19 ) by at least one spring ( 25 ) acting at least in the axial direction with the pressure piece ( 15 ),
- h) the pressure piece ( 15 ) has a cylindrical recess against which the outer surface of the ball pin ( 13 ) bears in order to transmit the drive torque,
- i) the outer surface of the pressure piece ( 15 ) has two running surfaces ( 17 ) oriented parallel to one another and parallel to the running surfaces ( 21 ) of the outer joint part ( 12 ),
- j) the needles ( 19 ) are in rolling contact with the running surfaces ( 17 ) of the pressure piece ( 15 ),
- k) the needles ( 19 ) are in rolling contact with the running surfaces ( 21 ) of the outer joint part ( 12 ),
- l) the radial position of the cage ( 20 ) relative to the pressure piece ( 15 ) is fixed and
- m) the radial position of the cage ( 20 ) and / or the needles ( 19 ) relative to the outer joint part ( 12 ) is fixed.
- a) das Gelenkaußenteil (12) und das Gelenkinnenteil (11) zueinander axial verschieblich sind,
- b) das Gelenkaußenteil (12) und das Gelenkinnenteil (11) zueinander verschwenkbar sind,
- c) das Gelenkinnenteil (11) über radial nach außen kragende Kugelzapfen (13) verfügt,
- d) das Gelenkaußenteil (12) über eine Ausnehmung (22) verfügt, in der das Gelenkinnenteil (11) zumindest im Bereich der Kugelzapfen (13) angeordnet ist,
- e) das Gelenkaußenteil (12) über in axialer Richtung orientierte Laufflächen (21) verfügt,
- f) mindestens einem Kugelzapfen (13) mindestens ein Druckstück (115) sowie mehrere in einem Käfig (120) angeordnete und mit ihren Längsachsen radial orientierte Nadeln (19) zugeordnet sind und diese im Kraftfluß zwischen Kugelzapfen (13) und Laufflächen (21) liegen,
- g) der Käfig (120) mit den Nadeln (19) über mindestens eine zumindest in axialer Richtung wirkende Feder (25) mit dem Druckstück (115) verbunden ist,
- h) das Druckstück (115) über eine teilkugelförmige Ausnehmung verfügt, an welcher die Außenfläche des zugeordneten Kugelzapfens (13) zur Übertragung des Antriebsmomentes bei Gewährleistung lediglich einer Verschwenkbarkeit anliegt,
- i) die Außenfläche des Druckstückes (115) über zwei parallel zueinander und parallel zu den Laufflächen (21) orientierte Laufflächen (17) verfügt,
- j) die Nadeln (19) in wälzendem Kontakt mit den Laufflächen (17) des Druckstückes (115) stehen,
- k) die Nadeln (19) in wälzendem Kontakt mit den Laufflächen (21) des Gelenkaußenteiles (12) stehen,
- l) die Nadeln (19) in radialer Richtung gegenüber den Laufflächen (17) des Druckstücks (115) verschieblich sind und
- m) die radiale Position des Käfigs (120) und/oder der Nadeln (19) gegenüber dem Gelenkaußenteil (12) festgelegt ist.
- a) the outer joint part ( 12 ) and the inner joint part ( 11 ) are axially displaceable to one another,
- b) the outer joint part ( 12 ) and the inner joint part ( 11 ) can be pivoted relative to one another,
- c) the inner joint part ( 11 ) has radially outwardly projecting ball pins ( 13 ),
- d) the outer joint part ( 12 ) has a recess ( 22 ) in which the inner joint part ( 11 ) is arranged at least in the region of the ball studs ( 13 ),
- e) the outer joint part ( 12 ) has running surfaces ( 21 ) oriented in the axial direction,
- f) at least one ball pin ( 13 ) is assigned at least one pressure piece ( 115 ) and a plurality of needles ( 19 ) arranged in a cage ( 120 ) and radially oriented with their longitudinal axes and these lie in the flow of force between the ball pin ( 13 ) and the running surfaces ( 21 ) .
- g) the cage ( 120 ) with the needles ( 19 ) is connected to the pressure piece ( 115 ) via at least one spring ( 25 ) acting at least in the axial direction,
- h) the pressure piece ( 115 ) has a partially spherical recess, on which the outer surface of the associated ball pin ( 13 ) for transmission of the drive torque is present while only ensuring pivotability,
- i) the outer surface of the pressure piece ( 115 ) has two running surfaces ( 17 ) oriented parallel to one another and parallel to the running surfaces ( 21 ),
- j) the needles ( 19 ) are in rolling contact with the running surfaces ( 17 ) of the pressure piece ( 115 ),
- k) the needles ( 19 ) are in rolling contact with the running surfaces ( 21 ) of the outer joint part ( 12 ),
- l) the needles ( 19 ) are displaceable in the radial direction relative to the running surfaces ( 17 ) of the pressure piece ( 115 ) and
- m) the radial position of the cage ( 120 ) and / or the needles ( 19 ) relative to the outer joint part ( 12 ) is fixed.
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