DE3936600C2 - Tripodegelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Tripodegelenk mit axial gegen­ einander verschiebbaren Gelenkteilen, das ein hülsenför­ miges Gelenkaußenteil mit drei achsparallelen Ausnehmungen mit sich im Umfangssinn gegenüberliegenden Bahnpaaren und ein im Querschnitt dreisternförmiges Gelenkinnenteil mit in die Ausnehmungen eingreifenden Zapfen umfaßt, wobei gegenüber den Zapfen abwinkelbare Zwischenelemente, die Wälzkörper tragen, und auf den Wälzkörpern laufende Rollen, die in den Bahnpaaren der Ausnehmungen mit sich im wesentlichen parallel bleibender Achse geführt sind, vorgesehen sind.

Gelenke der vorstehend genannten Art sind aus der DE 28 31 044 C2 und der DE 31 03 172 C2 bekannt. Hierbei sind jeweils Gelenkinnenteile vorgesehen, bei denen jeweils auf einem zylindrischen Zapfen ein außenkugeliger innerer Zwischenring radial verschieblich gehalten ist, der in eine innenkugelige Ausnehmung eines damit gegenüber dem Zapfen schwenkbaren Innenrings eingreift, auf dem sich eine Rolle dreht, die in den Bahnen des Gelenkinnenteils läuft. Hierbei bildet der Innenring mit einer außenzylindrischen Fläche die Innenbahn eines Nadellagers und die Rolle mit ihrer Innenbohrung die Außenbahn des Nadellagers. Da weiterhin zumindest ein Ring zur radialen Fixierung von Zwischenring und Außenrolle, die die Lagerteile bilden, erforderlich sind, entsteht eine relativ komplizierte Konstruktion mit einer Vielzahl von Bauteilen. Es ist eine hohe Fertigungsgenauigkeit einzuhalten, um die Drehbewegungen der Rolle gegenüber dem Zapfen auf die Wälzlager zu beschränken, ohne die Leichtgängigkeit der Schiebebewegungen und Schwenkbewegungen zu behindern.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Tripodegelenk der genannten Art bereitzustellen, das konstruktiv vereinfacht ist und seine Funktion auch bei reduzierter Fertigungsgenauigkeit erfüllt. Eine Lösung hierfür besteht darin, daß an den Zapfen auf den den Bahnpaaren zugewandten Seiten Kugelabschnittsflächen angeformt sind, die in Kugelkalottenflächen der Zwischenelemente eingreifen, und daß die Zwischenelemente jeweils in Achsrichtung des Gelenkes geteilt sind und jeweils unverdrehbar und um die Längsachse kreuzende Achsen abwinkelbar einen abgeflachten Zapfenkopf umschließen. Eine zweite Lösung besteht darin, daß an den Zapfen auf den den Bahnpaaren zugewandten Seiten Kugelabschnittsflächen angeformt sind, die in Kugelkalottenflächen der Zwischenelemente eingreifen, und daß die Zwischenelemente unverdrehbar formschlüssig in das Gelenkaußenteil eingreifen und zur Montage einen in Richtung der Gelenkachse liegenden Schlitz zur Einführung eines abgeflachten Zapfenkopfes in verdrehter Position aufweisen und um die Längsachse kreuzende Achsen abwinkelbar den Zapfenkopf umschließen. Wesentlich ist bei einer derartigen Ausgestaltung, daß durch die unverdrehbare Halterung der Zwischenelemente die Winkelbewegungen ausschließlich zwischen Zapfenkopf und Zwischenelement stattfinden, während die Axialbewegungen der Rollen in der Bahn als reine Abwälzbewegung und die Radialbewegungen der Zwischenelemente gegenüber den Rollen an den bevorzugt als Nadellager ausgeführten Wälzkörpern erfolgen.

Nach der ersten Lösung sind die Zwischenelemente in Achsrichtung des Gelenkes geteilt und umschließen den axial stirnseitig abgeflachten Zapfenkopf unverdrehbar. Ein derart geteilter Ring kann insbesondere durch Sprengen nach dem mechanischen Fertigen hergestellt werden. Der die Unverdrehbarkeit sicherstellende Formschluß besteht hier­ bei zwischen Zapfenkopf und Zwischenelement.

Nach der zweiten Lösung greifen die Zwischenelemente unverdrehbar formschlüssig mit radialen Nasen oder dergleichen in das Gelenkaußenteil und weisen zur Montage eine in Richtung der Gelenkachse sich erstreckende Ausnehmung zur Einführung des abgeflachten Zapfenkopfs bei verdrehter Position auf. Die Verdrehsicherung ist hierbei zwischen Zwischenelement und Gelenkaußenteil sichergestellt.

Die Wälzkörper in Form von Nadeln oder Rollen sind bevorzugt in einer Innenbahn an dem Zwischenelement radial gehalten, wobei ein zusätzlicher Käfig zur Meidung eines Verkantens vorgesehen werden kann. An den Rollen ist eine innenzylindrische Fläche vorgesehen, die ein radiales Verschieben der Rollen oder Nadeln gegenüber den winkel­ treu, d. h. mit zu sich selbst paralleler Achse in den Bahnen gehaltenen Rollen ermöglicht. Hierbei sind verschiedene aufeinander abgestimmte Querschnittsformen von Rollen und Bahnen möglich, die eine solche winkeltreue Führung der Rollen sicherstellen und bei denen ggfs. auf besondere Führungskanten verzichtet werden kann.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gelenk in einer ersten Ausführung im radialen Teilschnitt,

Fig. 2 zeigt ein Gelenk nach Fig. 1 im Tangentialschnitt durch eine Rolle,

Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Gelenk in einer zwei­ ten Ausführung im radialen Teilschnitt,

Fig. 4 zeigt ein Gelenk nach Fig. 3 im Tangentialschnitt durch eine Rolle.

In Fig. 1 ist ein Gelenkaußenteil 1 mit einer von drei umfangsverteilten axialen Ausnehmungen 2 gezeigt, in der zwei in Umfangsrichtung gegenüberliegende im Ausführungs­ beispiel ebene Bahnen 3, 4 ausgebildet sind. An den Rän­ dern der Bahnen sind Führungskanten 5, 6 vorgesehen. Ein Gelenkinnenteil 7 ragt mit einem von drei umfangsverteil­ ten Zapfen 8 in die Ausnehmung 2 hinein. Am Zapfen 8 ist ein Kopfstück 9 angeformt, das in Umfangsrichtung sich gegenüberliegende Kugelabschnittsflächen 10, 11 aufweist, die in entsprechende Kugelkalotten eines Zwischenelementes 12 eingreifen. Wie später zu zeigen ist das Zwischenele­ ment 12 unverdrehbar auf dem Kopfstück 9 des Zapfens 8 gehalten. Am außenzylindrischen Umfang des Zwischenele­ mentes 12 ist eine Lagerbahn 13 ausgebildet, in der Wälzkörper in Form von Nadeln 14 gehalten sind. Auf diesen läuft die in den Bahnen 3, 4 geführte Rolle 15, wobei eine relative Radialverschiebbarkeit gegeben ist.

In Fig. 2 ist erkennbar, daß das Kopfstück 9 die in Um­ fangsrichtung gegenüberliegenden kugeligen Stirnflächen 10, 11 und in Achsrichtung sich gegenüberliegende Ab­ flachungen 16, 17 hat. Das Kopfstück 9 greift in dieser Weise unverdrehbar in eine Ausnehmung 18 im Zwischenele­ ment 12 ein, das in Achsrichtung mittig geteilt, insbe­ sondere gesprengt ist. Auf dem Zwischenelement laufen die Wälzkörper 14, auf denen wiederum die Rolle 15 wälzge­ lagert ist. Letztere greift in die Bahnen 3, 4 des Gelenk­ außenteils ein, die Kanten 5, 6 sind ebenfalls erkennbar.

In Fig. 3 ist unter gleicher Bezifferung wie in Fig. 1 ein Gelenkaußenteil 1 gezeigt, das eine von drei Axialausneh­ mungen 2 erkennen läßt. In dieser sind sich in Umfangs­ richtung gegenüberliegende Bahnen 3, 4 mit ebener Ober­ fläche ausgebildet, an deren inneren Rändern Führungs­ kanten 5, 6 ausgebildet sind. Ein Gelenkinnenteil 7 greift mit einem von drei umfangsverteilten Zapfen 8 in die Aus­ nehmung 2 ein. Dieser weist wiederum ein Kopfstück 9 mit Kugelabschnittsflächen 10, 11 auf, die in entsprechende Kugelkalottenflächen eines Zwischenelementes 12 eingrei­ fen. Im Zwischenelement ist eine Lagerbahn 13 am Umfang ausgebildet, in der Wälzkörper 14 in Form von Nadeln ge­ halten sind. Auf diesen wiederum läuft die in den Bahnen 3, 4 mit Hilfe der Kanten 5, 6 winkeltreu axial geführte Rolle 15. Hierbei ist eine Radialverschieblichkeit zwi­ schen Nadeln 14 und Rolle 15 gegeben. Am Zwischenelement 12 sind paarweise Nasen 19 vorgesehen, die in eine Längs­ nut 20 im Gelenkaußenteil eingreifen.

In Fig. 4 ist im einzelnen erkennbar, daß das Kopfstück 9 des Zapfens 8 zwei in Umfangsrichtung gegenüberliegende Kugelabschnittsflächen 10, 11 und zwei in Achsrichtung gegenüberliegende Abflachungen 16, 17 aufweist. Eine in Längsrichtung liegende Ausnehmung 21 im Zwischenelement 12 erlaubt bei um 90° gedrehter Stellung das Einführen des Kopfteils 9 in das Zwischenelement bei formschlüssigem Eingriff der Kugelabschnittsflächen mit entsprechenden Kugelkalottenflächen des Zwischenelements in der gezeigten Stellung. Die außermittig angeordneten Nasen 19 greifen, wie erkennbar, in die axial verlaufende Nut 20 im Gelenk­ außenteil ein, die angedeutet ist, obwohl oberhalb der Schnittebene liegend. Auf dem Zwischenelement 12 laufen die ggfs. in einem Käfig geführten Nadeln 14, auf denen wiederum die von den Bahnen 3, 4 und den darunter erkennbaren Kanten 5, 6 gehaltene Rolle 15 läuft.

Bezugszeichenliste

 1 Gelenkaußenteil
 2 Ausnehmung
 3 Bahn
 4 Bahn
 5 Führungskante
 6 Führungskante
 7 Gelenkinnenteil
 8 Zapfen
 9 Zapfenkopf
10 Kugelabschnittsfläche
11 Kugelabschnittsfläche
12 Zwischenelement
13 Lagerbahn
14 Lagernadel
15 Rolle
16 Stirnfläche
17 Stirnfläche
18 Ausnehmung
19 Nase
20 Axialnut
21 Ausnehmung

Claims (4)

1. Tripodegelenk mit axial gegeneinander verschiebbaren Gelenkteilen, das ein hülsenförmiges Gelenkaußenteil (1) mit drei achsparallelen Ausnehmungen (2) mit sich im Umfangssinn gegenüberliegenden Bahnpaaren (3, 4) und ein im Querschnitt dreisternförmiges Gelenkinnenteil (7) mit in die Ausnehmungen eingreifenden Zapfen (8) umfaßt, wobei gegenüber den Zapfen (8) abwinkelbare Zwischenelemente (12), die Wälzkörper (14) tragen, und auf den Wälzkörpern (14) laufende Rollen (15), die in den Bahnpaaren (3, 4) der Ausnehmungen (2) mit sich im wesentlichen parallel bleibender Achse geführt sind, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß an den Zapfen (8) auf den den Bahnpaaren (3, 4) zugewandten Seiten Kugelabschnittsflächen (10, 11) angeformt sind, die in Kugelkalottenflächen der Zwischenelemente (12) eingreifen,
daß die Zwischenelemente (12) jeweils in Achsrichtung des Gelenkes geteilt sind und jeweils unverdrehbar und um die Längsachse kreuzende Achsen abwinkelbar einen abgeflachten Zapfenkopf (9) umschließen (Fig. 1, 2).

2. Tripodegelenk mit axial gegeneinander verschiebbaren Gelenkteilen, das ein hülsenförmiges Gelenkaußenteil (1) mit drei achsparallelen Ausnehmungen (2) mit sich im Umfangssinn gegenüberliegenden Bahnpaaren (3, 4) und ein im Querschnitt dreisternförmiges Gelenkinnenteil (7) mit in die Ausnehmungen eingreifenden Zapfen (8) umfaßt, wobei gegenüber den Zapfen (8) abwinkelbare Zwischenelemente (12), die Wälzkörper (14) tragen, und auf den Wälzkörpern (14) laufende Rollen (15), die in den Bahnpaaren (3, 4) der Ausnehmungen mit sich im wesentlichen parallel bleibender Achse (2) geführt sind, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß an den Zapfen (8) auf den den Bahnpaaren (3, 4) zugewandten Seiten Kugelabschnittsflächen (10, 11) angeformt sind, die in Kugelkalottenflächen der Zwischenelemente (12) eingreifen, und
daß die Zwischenelemente (12) jeweils unverdrehbar formschlüssig in das Gelenkaußenteil (1) eingreifen und zur Montage einen in Richtung der Gelenkachse liegenden Schlitz (21) zur Einführung eines abgeflachten Zapfenkopfes (9) in verdrehter Position aufweisen und um die Längsachse kreuzende Achsen abwinkelbar den Zapfenkopf (9) umschließen (Fig. 3, 4).

3. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelemente (12) gegenüber den Rollen (15) durch Gleitbewegung zumindest eines derselben auf den Wälzkörpern (14) radial verlagerbar sind.

4. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (14) im Zwischenelement (12) radial gehalten sind und auf einer innenzylindrischen Fläche der Rolle (15) abwälzen und radial gleiten können.