DE10060001A1 - Schiebegelenk,versehen mit einem Wälzlagerelement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schiebegelenk (16), vorgesehen für ein Gleichlaufdrehgelenk (1), versehen mit einem Wälzlagerelement (15), eingesetzt zwischen dem Zapfen (4) eines Tripodesterns (3) und einem Gelenkaußenteil (2). Das Wälzlagerelement (15) ist versehen mit einem Käfig (10), in dem die Wälzkörper (8) geführt sind, wobei der Käfig (10) spielbehaftet, verliergesichert an der Lagerschale (5) befestigt ist.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schiebegelenk mit einem linearen Wälzla­ gerelement, vorgesehen für ein Gleichlaufdrehgelenk in Antriebsgelenken von Fahrzeugen. Das Schiebegelenk ist dabei in einem Gelenkaußenteil eingesetzt und mit einer drehfest an einer Antriebswelle verbundenen Tripode verbunden. Der Tripodestern bildet symmetrisch verteilt radial ausgerichtete, kugelartig geformte Zapfen, denen jeweils zwei schiffchenartige, verschiebbare Wälzla­ gerelemente zugeordnet sind. Dabei umfaßt das Wälzlagerelement eine form­ schlüssig an dem kugelig gestalteten Zapfen des Tripodesterns angelenkte, schwenkbare Lagerschale sowie Wälzkörper, die zwischen einer Laufbahn, in der Ausnehmung des Gelenkaußenteils, und einer Mantelfläche der Lager­ schale angeordnet sind. Dem Wälzlagerelement ist eine Positioniereinrichtung zugeordnet, mit der die Wälzkörper in Richtung einer Mittenposition beauf­ schlagt werden.

Ein solches Gleichlaufdrehgelenk ist im Vergleich zu bisheringen Gleichlauf­ drehgelenken so konzipiert, daß dieses die Shudder-Problematik reduziert. Bei diesem Gleichlaufdrehgelenk werden die Bauteile innerhalb des Gelenks, die dafür verantwortlich sind, die Winkelbewegungen und die Translationsbewe­ gungen des Gelenks auszuführen, voneinander getrennt. Damit verbunden kann die Gleitreibung durch eine Rollreibung bei einer Übergangsbewegung ersetzt werden, wenn der Antrieb unter einem Beugewinkel der Antriebswelle erfolgt. Da die Rollreibung die Axialkraft positiv beeinflusst, stellt sich eine niedrigere Axialkraft ein als bei einem herkömmlichen Gleichlaufdrehelement.

Für heutige Kraftfahrzeuge ist generell eine geräuscharme Kraftübertragung sowohl für hinterradangetriebene als auch für frontgetriebene Fahrzeuge ge­ fordert. Bei frontgetriebenen Kraftfahrzeugen in Verbindung mit einem quer eingebauten Motor stellt sich oft ein konstruktiv nicht vermeidbarer Beugewin­ kel bzw. Ruhebeugewinkel der Antriebswellen ein. Diese Randbedingungen können die Geräuschentwicklung begünstigen, denen mit großen konstrukti­ vem Aufwand bzw. gezielten konstruktiven Maßnahmen zu begegnen ist, unter Beachtung der komplexen Bewegungsabläufe der in den Antriebswellen ange­ ordneten Schiebegelenken.

Hintergrund der Erfindung

Die EP 0 206 886 B1 zeigt ein Schiebegelenk, dessen Wälzlagerelement spe­ ziell geformte Wälzkörper in Nadelform aufweist, deren Stirnseiten jeweils ei­ nen Spitzkonus bilden, die zur Führung der Wälzkörper in dem Käfig dienen. Zur Lagefixierung des Käfigs ist dieser einseitig mit einem radial nach außen gerichteten Bord versehen, der in eine entsprechende Nut des Gelenkaußen­ teils eingreift. Der Aufbau der bekannten Wälzlagerelemente umfasst weiterhin eine formschlüssig an dem kugeligen Zapfen des Tripodesterns angeordnete Lagerschale. Dieser Aufbau ermöglicht keine Vormontage des Wälzlagerele­ mentes, sondern erfordert eine getrennte Montage in zwei Schritten zwischen dem Lagerring einerseits und dem Käfig einschließlich der Wälzkörper andererseits.

Aus der DE 34 40 105 C2 ist ein gattungsbildendes Schiebegelenk bekannt, bei dem das Wälzlagerelement eine Lagerschale umfaßt, welche mit einer Kugelpfanne formschlüssig an dem kugelig gestalteten Zapfen des Tripodesterns gehalten ist. Die als Nadeln gestalteten Wälzkörper sind zwischen der Lager­ schale und einer im Gelenkaußenteil angeordneten Laufbahn eingesetzt. Da­ bei sind die berührend aneinander angeordneten Wälzkörper in einem Käfig geführt, wobei jeder Wälzkörper an beiden Stirnseiten einen konischen Ansatz aufweist, die in halbrundartig geformte Borde des Käfigs eingreifen. Weiterhin ist das bekannte Schiebegelenk mit einer Positioniereinrichtung versehen, die eine parallel zur Ebene der Wälzkörper eingestetzte Haarnadelfeder umfaßt, die jeweils zwischen der Lagerschale und einem Ende des Wälzlagerkäfigs angeordnet ist, zur Beaufschlagung des Käfigs und damit der Wälzkörper in eine Mittenposition gegenüber der Lagerschale. Die Positioniereinrichtung soll dazu dienen, daß sich der Lagerring möglichst unabhängig vom Beugewinkel der Antriebswelle über die gesamte Breite an Wälzkörpern abstützt.

Den bekannten Dokumenten gemeinsam ist die Verwendung spezieller Wälz­ körper, die hohe Herstellkosten verursachen, aufgrund der beidseitigen koni­ schen Stirnflächen. Weiterhin ermöglicht das aus dem Dokument EP 0 206 886 B1 bekannte Schiebegelenk keine vorkomplettierbare Einheit, die alle Bauteile des Schiebegelenks einschließt. Gemäß dem Dokument DE 34 40 105 C2 sind die Wälzkörper zueinander berührend angeordnet, was sich negativ auf das Reibungsverhalten auswirkt und damit die Axialkraft vergrößert und gleichzeitig eine nachteilige Geräuschentwicklung verursacht.

Aufgabe der Erfindung

Ausgehend von den Nachteilen bekannter Lösungen ist es Aufgabe der vorlie­ genden Erfindung, ein Schiebegelenk mit einem kostengünstig herstellbaren und einfach montierbaren Wälzlagerelement zu schaffen, mit einer reduzierten Reibung und einer geringen Geräuschentwicklung.

Zusammenfassung der Erfindung

Zur Lösung der Problemstellung ist gemäß der Erfindung vorgesehen, den zur Führung der Wälzkörper bestimmten Käfig verliergesichert, spielbehaftet an der Lagerschale des Wälzlagerelementes zu befestigen. Die Gestaltung des Käfigs sieht weiterhin vor, daß die als Nadeln gestalteten Wälzkörper eine ebene, plane Stirnfläche aufweisen, mit der diese unmittelbar an zueinander parallel verlaufenden Wandungen der Ausnehmungen in dem Gelenkaußenteil unmittelbar axialgeführt sind. Das erfindungsgemäß gestaltete Wälzlagerele­ ment ermöglicht die Verwendung handelsüblich gestalteter Wälzkörper. Wei­ terhin verringert sich der Aufwand für die spanende Bearbeitung zur Herstel­ lung der im Gelenkaußenteil eingebrachten Ausnehmungen, die sich aus­ schließlich beschränkt auf die unmittelbare Längserstreckung der Wälzkörper. Die im Vergleich zum Stand der Technik verringerte Breite der Ausnehmung begünstigt weiterhin die Festigkeit des Gelenkaußenteils.

Die verliergesicherte Anordnung des Käfigs an der Lagerschale in Verbindung der im Käfig eingesetzten bzw. gehaltenen Wälzkörper schafft eine vormontier­ bare Einheit, die eine prozeßsichere automatisierte Montage des gesamten Schiebegelenks an dem kugelförmig gestalteten Zapfen des Tripodesterns ermöglicht. Die Erfindung verbessert weiterhin die Reibung, aufgrund einer Wälzkörperführung in dem Käfig, bei dem diese beabstandet zueinander ange­ ordnet sind. Die Wälzkörperführung bedingt außerdem eine verringerte Geräu­ schentwicklung. Das erfindungsgemäße Verschiebeelement besitzt im Ver­ gleich zu einer Tripoderolleneinheit ein geringeres Umschlagsspiel, d. h. ein Lastwechselschalg bei einem Wechsel von Zug auf Schub oder einem umge­ ehrten Wechsel in dem Antriebsstrang unterbleibt. Weiterhin zeichnet sich das Verschiebegelenk gemäß der Erfindung durch ein reduziertes NVH (noise vi­ bration harshness) aus.

Das erfindungsgemäße Schiebegelenk reduziert entscheidend die gelenkspe­ zifischen Einflußparameter bei der Geräuschentwicklung und zeigt folglich ein wirksames Konzept im Hinblick auf die zunehmende Geräuschempfindlichkeit bei der Fahrzeugentwicklung. Die Axialkraft ist der bedeutendste Einflußpara­ meter zur Reduzierung des nachteiligen Shuddergeräusches. In Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Wälzlagerelement ist ein Schiebegelenk mit ei­ nem reduzierten Axialkraftniveau realisierbar im Vergleich zu dem bekannten Stand der Technik, unabhängig von dem Beugewinkel der Antriebswelle. In gleicher Weise reduziert das erfindungsgemäße Schiebegelenk das nachteilige Standschütteln bei frontgetriebenen Fahrzeugen mit einer Getriebeautomatik. Das erfindungsgemäße Schiebegelenk beinhaltet konstruktive Maßnahmen mit dem die komplexen Bewegungsabläufe in dem Triplan-Gleichlaufdrehgelenk reibungsmindernd erfolgen und gleichzeitig die Geräuscherzeugung durch das Gelenk selbst und auch die Geräuschübertragung von dem Differential über die Gelenkwelle zur Radaufhängung erheblich reduziert wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der ab­ hängigen Ansprüche 2 bis 21.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung des Tripodestern-Zapfens und der Lagerschale. Diese Bauteile sind so gestal­ tet, dass sich eine ringförmige Abstützung ergibt. Die vorteilhafte gewünschte verteilte Krafteinleitung verhindert eine nachteilige punktuelle Belastung der Lagerschale. Eine Punktabstützung verändert die Abstützhöhe, wenn sich die Lagerschale und damit das Wälzlagerelement bewegt, bedingt durch ein Alter­ nieren der Anzahl der tragenden Wälzkörper und Verformungsströße der in die Lastzone einlaufenden Wälzkörper. Die erfindungsgemäße ringförmige Ab­ stützung eliminiert diesen Nachteil. Dazu ist die konkave Kontaktfläche in der Lagerschale nicht komplementär zu der konvexen Außenkontur des Zapfens ausgebildet sondern weist vorzugsweise ein gotisches Profil auf.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf die Gestaltung des Käfigs, in dem die Wälzkörper des Wälzlagerelementes verliergesichert und gleichzeitig axial beabstandet geführt sind. In vorteilhafter Weise ist der Wälzlagerkäfig durch ein Tiefziehverfahren oder durch ein alternatives spanloses Verfahren hergestellt. Damit ergibt sich ein Kostenvorteil insbesondere für in großen Stück­ zahlen hergestellte Käfige für Wälzkörper, die mit seitlich parallel zueinander verlaufenden, elastischen Halteelementen versehen sind. Im eingebauten Zu­ stand sind dabei die Halteelemente übereinstimmend mit den Ausnehmungen im Gelenkaußenteil ausgerichtet und spielbehaftet an der Lagerschale befe­ stigt.

Die Ausbildung des erfindungsgemäß gestalteten Käfigs ermöglicht die Schaf­ fung einer vorkomplettierten Baueinheit, bestehend aus den Wälzkörpern, der Lagerschale und dem Käfig. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Halteelemen­ te, mit denen der Käfig an der Halteschale befestigt ist, sieht vor, daß diese mit einem Axialspiel die Lagerschale hintergreifen bzw. an dieser befestigt sind. Das Axialspiel ist dabei größer als ein möglicher axialer Verschiebeweg der Lagerschale gegenüber den Wälzkörpern und dem damit verbundenen Käfig. Der erfindungsgemäß gestaltete Wälzkörper-Käfig stellt damit keinerlei Ein­ schränkung dar für die Wirkungsweise des Schiebegelenks.

Neben den übereinstimmend mit den Ausnehmungen in dem Gelenkaußenteil ausgerichteten Halteelementen ist der erfindungsgemäß gestaltete Käfig zur Aufnahme und Führung der Wälzkörper zusätzlich mit Längsanschlägen ver­ sehen. Diese radial in Richtung des Tripodesterns ausgerichteten Längsan­ schläge sind rechtwinklig zu den als Axialanschläge ausgebildeten Halteele­ menten stirnseitig an dem Käfig angeordnet und dienen als Verliersicherung bzw. als Endanschlag für die Lagerschale. Dabei sind die Längsanschläge so angeordnet, daß diese für das Schiebegelenk im eingebauten Zustand keiner­ lei Behinderung darstellen.

Als Montagehilfe bzw. Montagevereinfachung sieht die Erfindung eine Lager­ schale vor, die in dem Käfig eingeclipst ist. Die seitlichen an beiden Längssei­ ten des Käfigs vorgesehenen Halteelemente besitzen dabei eine gewisse Überdeckung zu dem Breitenmaß der Lagerschale. Aufgrund der entsprechen­ den Ausgestaltung der Halteelemente, die vorzugsweise voneinander abgewandt nach außen ausgelenkt sind, kann die Lagerschale werkzeuglos in den Käfig eingesetzt werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, in dem spanlos aus einem metallischen Blech hergestellten Käfig Aussparungen vor­ zusehen, die beispielsweise durch eine Stanzung eingebracht sind, wobei die einzelnen Aussparungen durch einen Steg begrenzt getrennt sind. Eine vor­ teilhafte Ausgestaltung sieht vor, die Stege in einer Mittenzone mit einer Kröp­ fung zu versehen, die in einer Einbaulage zur Ausnehmung des Gelenkau­ ßenteils ausgerichtet sind und die sich bis über die Wälzkörpermitte erstrec­ ken. Ein sich dabei einstellender Axialabstand zwischen den Stegen ist in dem Bereich der Kröpfungen kleiner als der Durchmesser der Wälzkörper, wodurch sich eine wirksame Verliersicherung und gleichzeitige Führung der Wälzkörper in dem Käfig einstellt. Die Erfindung schließt weiterhin ein, die Kröpfung teil­ weise so zu gestalten, daß diese im eingebauten Zustand des Schiebegelenks an der Wälzkörperlaufbahn in den Ausnehmungen des Gelenkaußenteils an­ liegt zur Erzielung einer sicheren Führung des Käfigs.

Die konstruktive Gestaltung der Lagerschale sieht eine ebene äußere Mantel­ fläche vor, an der die Wälzkörper geführt sind. Von der Mantelfläche bzw. einer Kontaktfläche ausgehend, verjüngt sich die Lagerschale in Richtung des Tripo­ desternzapfens zur Bildung eines Kegelstumpfs oder eines Pyramidenstumpfs. Die Abstützung der Lagerschale an dem konvex gestalteten Zapfen des Tripo­ desterns erfolgt über eine sphärisch konkave Kontaktfläche in Form einer Ku­ gelpfanne und schafft damit eine formschlüssige Abstützung an dem Tripode­ stern.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf die Gestaltung der Ausnehmungen im Gelenkaußenteil, die Laufbahnen für die Wälzkörper des Wälzlagerelementes bilden. Erfindungsgemäß ist die Tiefe der Ausnehmung geringer als der Durchmesser der Wälzkörper. Der zur Herstellung der Ausnehmung erforderli­ che Aufwand im Vergleich zu bisherigen Gleichlaufdrehgelenken verringert sich dadurch entscheidend, was neben einem Kostenvorteil auch weiterhin eine verbesserte Steifigkeit des Gelenkaußenteils bewirkt.

Als Positioniereinheit ist erfindungsgemäß anstelle eines Wälzkörpers eine elastisch verformbare Positionierrolle in den Käfig eingesetzt. Die vorzugswei­ se den mittleren Wälzkörper ersetzende Positionierrolle besitzt dabei einen Durchmesser, der den Wälzkörper-Durchmesser übetrifft. Die mit einem Über­ maß im Vergleich zu den Wälzkörpern ausgelegte Positionierrolle ist im einge­ bauten Zustand stets elastisch verformt und verhindert damit eine ungewollte selbsttätige Verstellung des Wälzlagerelementes gegenüber dem Tripodestern.

Die erfindungsgemäße Positioniereinheit verringert bzw. verhindert ein Ver­ drehspiel des Schiebeelemtes und ermöglicht ein vorgespanntes Wälzlager­ element, was insbesondere eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Geräu­ schentwicklung bewirkt.

Erfindungsgemäß eignet sich sowohl eine aus einem Elastomer hergestellte als Vollkörper oder als Rohrkörper gestaltete Positionierrolle. Alternativ kann ge­ mäß der Erfindung auch eine als Rohrkörper gestaltete Positionierrolle aus einem metallischen Werkstoff eingesetzt werden. Als Maßnahme, die Elastizität zu verbessern, der Laufbahn in ist der aus einem metallischen Werkstoff her­ gestellte Rohrkörper geschlitzt, wobei die Trennfuge möglichst wellenförmig oder in einer Schraubenlinienform in die Mantelfläche eingebracht ist. Alterna­ tiv oder zusätzlich schließt die Erfindung weiterhin eine strukturierte Mantelflä­ che des Rohrkörpers ein, mit der ein gezielter Einfluß auf die Reibung der Po­ sitionierrolle mit den Kontaktpartnern der Laufbahn in dem Gelenkausteil bzw. der Lagerschale genommen werden kann.

Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Positionierrolle wird insbesondere von dem Übermaß dieses Bauteils zu den benachbarten Wälzkörpern be­ stimmt. Erfindungsgemäß ist die Positionierrolle mit einem Übermaß von ≧ 0,05 mm gegenüber den Wälzkörpern ausgelegt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, als Positioniereinheit Fe­ dermittel vorzusehen, die in beiden Stellrichtungen des Wälzlagerelementes wirkend zwischen der Lagerschafe und dem Käfig der Wälzkörper angeordnet sind. Dabei bietet es sich an, jedes Federmittel mit einem Federende form­ schlüssig an die Außenkontur der Lagerschale abzustützen. Das weitere Fede­ rende ist dabei jeweils an dem Käfig befestigt. Ausgestaltungen dieser Positio­ niereinheit umfassen dabei sowohl Druckfedern als auch Zugfedern, die jeweils zwischen der Lagerschale und dem Käfig angeordnet sind. Die horizontal, parallel zu den Wälzkörpern eingesetzten Federmittel sind dabei vorzugsweise an den seitlichen, in Längsrichtung des Wälzlager-Käfigs angeordneten Hal­ teelementen geführt. Diese Maßnahme bewirkt einerseits eine sichere Einbau­ lage und andererseits einen spielfreien Einbau, wodurch ebenfalls keine nachteilige Geräuschentwicklung durch das Federmittel unterbunden wird.

Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf die Herstellung der Lagerschale. Hierzu ist vorzugsweise ein Fließpreßverfahren vorgesehen. Eine derartige Lagerschale erfüllt alle Forderungen hinsichtlich der Festigkeit und ermöglicht eine kostengünstige Herstellung in großen Stückzahlen unter Einhaltung ge­ forderter Lage- und Fertigungstoleranzen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Aus den Figuren sind Ausführungsbeispiele zu entnehmen, die nachfolgend erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Gleichlaufdrehmoment in Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Wälzlagerelement;

Fig. 2 das erfindungsgemäße Wälzlagerelement als Einzelteil in einer Vorderansicht;

Fig. 3 die Seitenansicht des in Fig. 2 abgebildeten Wälzlagerelemen­ tes;

Fig. 4 das in Fig. 2 abgebildete Wälzlagerelement in einer Draufsicht.

Fig. 5 das Wälzlagerelement versehen mit einer aus einem Kunststoff hergestellten Positionierrolle;

Fig. 6 das Wälzlagerelement gemäß Fig. 5 mit einer geschlitzten Posi­ tionierrolle;

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 zeigt einen Teilbereich eines Gleichlaufdrehgelenks 1, bestehend aus einem Gelenkaußenteil 2, in dem eine drehfest mit einer Antriebswelle verbundene Tripode eingesetzt ist, deren Tripodestern 3 drei symmetrisch zu­ einander angeordnete Zapfen 4 aufweist. An der kugelig, konvex gestalteten Außenkontur des Zapfens 4 stützt sich eine Lagerschale 5 ab, welche eine konkave Kontaktfläche 6 bildet in Form einer Kugelpfanne, mit der die Lager­ schale 5 formschlüssig verschwenkbar an dem Zapfen 4 befestigt ist. Außen­ seitig, über eine Mantelfläche 7 stützt sich die Lagerschale 5 an Wälzkörpern 8 ab, die in dem Gelenkaußenteil 2 an einer Laufbahn 9 geführt sind. Die Lauf­ bahn 9 ist Bestandteil einer Ausnehmung 11 in dem Gelenkaußenteil 2, die seitlich durch Wandungen 12a, 12b begrenzt ist, wobei die Wandungen 12a, 12b gleichzeitig eine Seitenführung bzw. einen Axialanschlag für die Wälzkör­ per 8 bilden. Die Wälzkörper 8 sind axial beabstandet, verliergesichert in ei­ nem Käfig 10 geführt. Zur Schaffung einer Baueinheit, die alle Bauteile des Wälzlagerelementes 15 umfaßt, ist der Käfig 10 mit Halteelementen 13a, 13b versehen, die konisch verlaufende Seitenflächen 14a, 14b der Lagerschale 5 hintergreifen. Das Wälzlagerelement 15 bildet gemeinsam mit dem Zapfen 4 ein Schiebegelenk 16, das geräuscharm und reibungsoptimiert in dem Gelen­ kaußenteil 2, der Ausnehmung 11 linear verschiebbar ist und damit unabhän­ gig von einem Beugewinkel der Antriebswelle einen ungehinderten, wirksamen Radantrieb sicherstellt.

Die Gestaltung der Ausnehmung 11 gewährleistet eine unmittelbare Seitenfüh­ rung der Wälzkörper 8 an den Wandungen 12a, 12b der Ausnehmung 11. Die Tiefe "t" der Wandungen 12a, 12b ist dabei kleiner als der Durchmesser der Wälzkörper 8. Das Wälzlagerelement 15 ermöglicht einen Versatz der Lager­ schale 5 zu den Wälzkörpern 8, der sich einstellt bei einer von der in Fig. 1 gezeigten geänderten Winkellage, d. h. einen Beugewinkel zwischen dem Tripodestern 3 und dem Gelenkaußenteil 2. Entsprechend sind die Halteele­ mente 13a, 13b spielbehaftet, mit einem Axialspiel "a" zu der konisch verlau­ fenden Seitenfläche 14a, 14b ausgerichtet, wobei eine Überdeckung zwischen den freien Enden der Halteelemente 13a, 13b und der größten Längserstrec­ kung der Lagerschale 5 im Bereich der Mantelfläche 7 gewährleistet bleibt.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen das Wälzlagerelement 15 in verschiedenen An­ sichten und verdeutlichen einzelne Bauteile dieser Baueinheit 15. Der Käfig 10 ist neben den seitlichen, in Längsrichtung des Wälzlagerelementes 15 verlau­ fenden Halteelementen 13a, 13b weiterhin mit stirnseitig angeordneten Längs­ anschlägen 17 versehen, die jeweils rechtwinklig zu den Halteelementen 13a, 13b angeordnet sind. An dem Längsanschlag 17 stützt sich eine als Positio­ niereinrichtung 18a dienende Druckfeder mit einem Federende ab. Das weitere Federende ist formschlüssig an die Außenkontur der Lagerschale 5 angepaßt. Mittels einer weiteren Positioniereinrichtung 18b, die sich ebenfalls zwischen dem weiteren Längsanschlag 17 und der Lagerschale 5 abstützt, erfolgt eine beidseitige Kraftbeaufschlagung, zur Erzielung einer selbsttätigen Verlagerung des Wälzlagerelementes 15 in eine Mittenposition, gegenüber der Lagerschale 5. Damit stellt sich bei einer Linearbewegung des Schiebegelenks 16 stets ein optimaler Traganteil zwischen der Lagerschale 5 und den Wälzkörpern 8 ein. Die an beiden Enden sicher geführte, die Positioniereinrichtung 18a, 18b bil­ dende Druckfeder erfährt zusätzlich außenseitig an den Halteelementen 13a, 13b eine Seitenführung, wodurch eine sichere Einbaulage gewährleistet ist.

Die Gestaltung des Käfigs 10 sieht zur Aufnahme der Wälzkörper 8 Ausspa­ rungen 19 vor, die jeweils durch Stege 20 getrennt sind. Die Stege 20 sind je­ weils in einem mittleren Bereich mit einer von der Lagerschale 5 abgewandten Kröpfung 21 versehen. Wie in Fig. 3 dargestellt, bildet sich zwischen den Stegen 20 im Bereich der Kröpfung 21 ein Axialabstand "s", der kleiner ist als ein Durchmesser "d" der Wälzkörper 8.

Die Fig. 5 zeigt das Wälzlagerelement 15 im eingebauten Zustand, kombiniert mit der Positioniereinrichtung 22. Dieser umfaßt eine elastische Positionierrolle 23, die mittig im Käfig 10 einen Wälzkörper 8 ersetzt. Die im Vergleich mit den Wälzkörpern 8 einen größeren Durchmesser aufweisende Positionierrolle 23 erzeugt eine Rückstellkraft in Richtung einer Ausgangsstellung bei einer Line­ arbewegung des Wälzlagerelementes 15.

In Fig. 6 ist die Positioniereinrichtung 24 abgebildet, deren Positionierrolle 25 einen geschlitzten Rohrkörper umfaßt. Dazu eignet sich beispielsweise ein dünnwandiges Metallrohr, das mit Übermaß im Vergleich zu den Wälzkörpern eingesetzt ist und im eingebauten Zustand elastisch verformt wird. Die elasti­ sche Verformung der Positionierrollen 23, 25 begünstigt ein selbsttätiges Rückstellen des Wälzlagerelementes 15 in die Ausgangsstellung. Eine struktu­ rierte Oberfläche der Positionierrolle 25 begünstigt diese Rückstellwirkung. Zur Erzielung einer ungehinderten Rollbewegung ist die Positionierrolle 25 vor­ zugsweise mit einem schraubenlinienartig verlaufenden Schlitz sowie einer strukturierten Mantelfläche versehen.

Bezugsziffern

1

Gleichlaufdrehgelenk

2

Gelenkaußenteil

3

Tripodestern

4

Zapfen

5

Lagerschale

6

Kontaktfläche

7

Mantelfläche

8

Wälzkörper

9

Laufbahn

10

Käfig

11

Ausnehmung

12

a Wandung

12

b Wandung

13

a Halteelement

13

b Halteelement

14

a Seitenfläche

14

b Seitenfläche

15

Wälzlagerelement

16

Schiebegelenk

17

Längsanschlag

18

a Positioniereinrichtung

18

b Positioniereinrichtung

19

Aussparung

20

Steg

21

Kröpfung

22

Positioniereinrichtung

23

Positionierrolle

24

Positioniereinrichtung

25

Positionierrolle
a Axialspiel (zwischen Halteelement

13

a,

13

b und Lagerschale

5

)
d Durchmesser des Wälzkörpers

8

s Axialabstand zwischen den Stegen

20

t Tiefe der Ausnehmung

11

Claims (21)

1. Schiebegelenk (16), insbesondere für ein Gleichlaufdrehgelenk (1) von Fahrzeugen, versehen mit einem Wälzlagerelement (15), eingesetzt in einem Gelenkaußenteil (2) mit einer drehfest an einer Antriebswelle ver­ bundenen Tripode, deren Tripodestern (3) symmetrisch verteilte Zapfen (4) aufweist, die über verschiebbare Wälzlagerelemente (15) in Aus­ nehmungen (11) des Gelenkaußenteils (2) geführt sind, dabei umfaßt das Wälzlagerelement (15):
eine formschlüssig an dem kugelig gestalteten Zapfen (4) des Tripo­ desterns (3) geführte Lagerschale (5);
Wälzkörper (8), die zwischen einer Laufbahn (9) in der Ausnehmung (11) des Gelenkaußenteils (2) und einer Mantelfläche (7) der Lager­ schale (5) angeordnet sind;
einen Käfig (10), in dem die Wälzkörper (8) und die Lagerschale (5) geführt sind;
eine Positioniereinrichtung (18a, 18b; 22; 24) zur Erzielung einer Mittenposition der Wälzkörper (8) gegenüber der Lagerschale (5);
dadurch gekennzeichnet, daß an dem verliergesichert, spielbehaftet an der Lagerschale (5) befestigten Käfig (10) die Wälzkörper (8) des Wälzlagerelementes (15) geführt sind und die zueinander parallel ver­ laufenden Wandungen (12a, 12b) der Ausnehmungen (11) in dem Ge­ lenkaußenteil (2) Führungen für die Wälzkörper (8) bilden.

2. Schiebegelenk nach Anspruch 1, wobei der Zapfen (4) des Tripode­ sterns (3) mit der Lagerschale (5) über eine ringförmige Kontaktfläche abgestützt ist.

3. Schiebegelenk nach Anspruch 1, wobei die Wälzkörper (8) des Wälzla­ gerelementes (15) in dem Käfig (10) verliergesichert, axial beabstandet gehalten sind.

4. Schiebegelenk nach Anspruch 1, wobei ein spanlos hergestellter, zur Aufnahme der Wälzkörper (8) bestimmter Käfig (10), mittels seitlichen übereinstimmend mit den Ausnehmungen (11) in dem Gelenkaußenteil (2) ausgerichteten, zueinander parallel verlaufenden, elastischen Hal­ teelementen (13a, 13b) an der Lagerschale (5) spielbehaftet befestigt ist, zur Schaffung einer alle Bauteile wie, Lagerschale (5), Käfig (10) und Wälzkörper (8) umfassenden Baueinheit.

5. Schiebegelenk nach Anspruch 4, wobei der spanlos aus einem Blech­ körper hergestellte Käfig (10) mit Aussparungen (19) für die Wälzkörper (8) versehen ist, die jeweils durch einen Steg (20) getrennt sind.

6. Schiebegelenk nach Anspruch 5, wobei die Stege (20) des Käfigs (10) in einer Mittenzone eine Kröpfung (21) aufweisen, die sich bis über eine Wälzkörpermitte erstrecken und in eine Einbaulage zur Ausnehmung (11) des Gelenkaußenteils (2) ausgerichtet sind, wobei sich ein Axialab­ stand "s" zwischen den Stegen (20) in dem gekröpften Bereich einstellt, der kleiner ist als ein Durchmesser der Wälzkörper (8).

7. Schiebegelenk nach Anspruch 4, wobei ein Axialspiel "a" zwischen den sich nahezu über die gesamte Länge des Käfigs (10) erstreckenden Halteelementen (13a, 13b) und der Lagerschale (5) vorgesehen ist, daß einen möglichen axialen Verschiebeweg der Lagerschale (5) in Verbin­ dung mit dem Tripodestern (3) übertrifft.

8. Schiebegelenk nach Anspruch 4, bei dem der Käfig (10), bestimmt für die Wälzkörper (8), stirnseitig Längsanschläge (17) aufweist, die recht­ winklig zu den Halteelementen (13a, 13b) angeordnet sind.

9. Schiebegelenk nach Anspruch 1, bei dem die Lagerschale (5) kraft­ schlüssig in dem Käfig (10) eingeclipst ist.

10. Schiebegelenk nach Anspruch 1, wobei sich die Lagerschale (5) von der parallel zu der Laufbahn (9) des Gelenkaußenteils (2) ausgerichteten Mantelfläche (7) ausgehend, allseitig verjüngt, zur Bildung eines Kegel­ stumpfs oder eines Pyramidenstumpfs, der mit einer sphärisch konkaven Kontaktfläche (6), einer Kugelpfanne, an dem konvex gestalteten Zapfen (4) des Tripodesterns (3) formschlüssig abgestützt ist.

11. Schiebegelenk nach Anspruch 1, wobei eine Tiefe "t" der Ausnehmung (11) in dem Gelenkaußenteil (2) kleiner ist als der Durchmesser der Wälzkörper (8).

12. Schiebegelenk nach Anspruch 1, wobei als Positioniereinrichtung (22, 24) anstelle eines Wälzkörpers (8) eine elastisch verformbare Positio­ nierrolle (23, 25) in den Käfig (10) eingesetzt ist, deren Durchmesser den Durchmesser der Wälzkörper (8) übertrifft.

13. Schiebegelenk nach Anspruch 12, mit einer aus einem Elastomer her­ gestellten Positionierrolle 23.

14. Schiebegelenk nach Anspruch 12, wobei eine als Rohrkörper gestaltete Positionierrolle (25) die Positioniereinrichtung (24) bildet.

15. Schiebegelenk nach Anspruch 14, mit einer geschlitzten und/oder mit einer strukturierten Mantelfläche versehenen Positionierrolle (25), die als Rohrkörper gestaltet ist.

16. Schiebegelenk nach Anspruch 12, wobei ein Durchmesser der Positio­ nierrolle (23, 25) ein Übermaß von ≧ 0,05 mm gegenüber den Wälzkör­ pern (8) aufweist.

17. Schiebegelenk nach Anspruch 1, bei dem zur Bildung der Positionierein­ richtung (18a, 18b) beidseitig der Lagerschale (5) Federmittel zwischen dem Käfig (10) und der Lagerschale (5) eingesetzt sind.

18. Schiebegelenk nach Anspruch 17, wobei als Federmittel Zugfedern vor­ gesehen sind, deren erstes Federende formschlüssig an einer Außen­ kontur der Lagerschale (5) abgestützt ist und deren zweites Federende in eine Nut des Längsanschlags (17) eingreift.

19. Schiebegelenk nach Anspruch 17, wobei als Federmittel zwischen der Lagerschafe (5) und dem Käfig (10) Druckfedern vorgesehen sind, die kraftschlüssig und/oder formschlüssig zwischen der Lagerschale (5) und dem Längsanschlag (17) des Käfigs (10) eingesetzt sind.

20. Schiebegelenk nach Anspruch 17, wobei die Federmittel in Längsrich­ tung beidseitig an den Halteelementen (13a, 13b) des für die Wälzkörper (8) bestimmten Käfigs (10) geführt sind.

21. Schiebegelenk nach Anspruch 1, mit einer als Fließpreßteil gestalteten Lagerschale (5).