DE3832002A1 - Tripode-weitwinkel-gleichlauffestgelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufgelenk, bestehend aus einem tripodenfömigen Teil, das fest mit einer der beiden zu verbindenden Wellen verbunden ist, sowie aus einer Tulpe, die fest mit der anderen dieser beiden Wellen ver­ bunden ist, wobei die Tripode drei Zapfen umfaßt, auf denen Rollen dreh- und verschiebbar angeordnet sind, die in drei in der Tulpe vorgesehenen Laufbahnen laufen, sowie mit axialen Befestigungsmitteln für die axiale Fixierung der beiden Gelenkhälften einander gegenüber.

Gleichlaufgelenke, zum Beispiel Tripoden-Festgelenke, finden seit Jahren in der Kraftfahrzeugindustrie Anwen­ dung, wo sie radseitig in Getrieben eingesetzt werden, die die Bewegung des Antriebsaggregats auf die Antriebsräder von frontangetriebenen Fahrzeugen übertragen. Das Kon­ zeptionsprinzip derartiger Gleichlaufgelenke wurde bei­ spielsweise in FR-A-12 72 530 beschrieben und dargestellt.

Ein minimaler Platzbedarf sowohl hinsichtlich des Durch­ messers als auch der Länge und eine maximale Winkelbeweg­ lichkeit sind die beiden Haupterfordernisse für den Ein­ satz dieser Gelenke in modernen Kraftfahrzeugen.

Ein Gleichlaufgelenk, dessen Laufbahnen durch im wesent­ lichen kreisförmige Bahnen gebildet werden, in denen die Rollen mit ihrer kugeligen Außenfläche laufen, weist eine geringe Längenabmessung und einen ebenfalls etwas kleineren Durchmesser auf als ein Gelenk, dessen Lauf­ bahnen in Form von Bahnen bestehen, deren Achsen parallel zur Achse der Tulpe verlaufen. Darüber hinaus können die mit einer der beiden zu verbindenden Wellen fest verbund­ ene Tulpe und das schalenförmige Teil, über welches die Tripode mit der anderen der beiden Wellen verbunden ist, ineinandergreifen, wie dies bei den Backen eines Weit­ winkel-Kardangelenks der Fall ist.

Eine solche Anordnung ist aus der US-A3 8 77 251 bekannt, doch bietet diese Anordnung nur eine teilweise Lösung für das Problem eines Gelenks mit großem Beugewinkel und geringem Platzbedarf. Um die axiale Verschiebung der beiden Wellen zu unterbinden, muß eine entsprechende Vorichtung vorgesehen werden, mit deren Hilfe die mechanische Festigkeit und die Beugefähigkeit des Gleichlaufgelenks bewahrt bleiben. So besteht die in der FR-A-12 72 530 vorgeschlagene Lösung (Fig. 3 und 8) darin, daß der mittlere Teil der Tripode eine sphärische Form aufweist, die mit zwei planen, gegenüberliegenden Flächen zusammenarbeitet, die auf im wesentlichen radialen, auf der Tulpe vorgesehenen Ebenen verlaufen. Bei einer solchen Anwendung erfolgt jedoch eine punktuelle Aufbringung der axialen Belastungen , so daß das Gelenk einem relativ schnellen Verschleiß unterliegt. In der Folge wurden zahlreiche Lösungen für Tripoden- oder ähnliche Festgelenke vorgeschlagen, wie z. B. die in der FR-A-23 98 924 beschriebenen Lösungen, bei denen das Gelenk durch die Zusammenwirkung zwischen planen Flächen und Kugelabschnitten im Bereich der Drehachse der zweiten Welle axial gehalten wird.

In der FR-A-23 98 924 ist in den Fig. 7 bis 11 ein Gleich­ laufgelenk beschrieben und dargestellt, bei dem die Laufbahnen in Form von Bahnen bestehen, deren Achse pa­ rallel zur Achse der Tulpe verlaufen, wobei das axiale Befestigungsmittel ein Zwischenstück enthält, das eine konvexe, spärische Außenfläche begrenzt, die in eine kon­ kave, vollständig in dem tulpenförmigen Teil eingelassene spärische Lagerung eingreift. Auch wenn durch diese Aus­ führungsform eine erhebliche Verbesserung der Funktions­ merkmale des Gelenkes erzielt wird, weist sie doch einen Hauptnachteil auf, der in einem erheblichen Platzbedarf des Gelenkes sowohl hinsichtlich des Durchmessers als auch der Länge besteht. Außerdem ist der maximale Beugewinkel im wesentlichen gleich 43°.

Die Kinematik des Gelenkes muß außerdem eine Verschiebung der Tripode senkrecht zu ihrer Achse erlauben, was bei der in der US-A-38 77 251 beschriebenen Lösung nicht gegeben ist, da keine Abwinklung des Gelenkes ohne Verklemmung möglich zu sein scheint. Die Konzeption dieses Gelenkes ist im übrigen hinsichtlich einer Großserienfertigung wenig realistisch.

Bekannt ist ebenfalls aus der FR-A-23 94 711, ein An­ triebsgelenk, jedoch kein Festgelenk, da es eine axiale Verschiebung einer Welle im Verhältnis zur anderen ermög­ licht. Die zwischen der Tripode 104 und der Tulpe vorge­ sehenen Verbindungsteile gestatten keine Verschiebung der Tulpe senkrecht zu ihrer Achse, um die Offset-Bewegung auszugleichen. Wie auf Seite 1 (Zeile 22-25) der FR-A-23 94 711 ausgeführt, soll im Gegenteil eine Unter­ bindung der Offset-Bewegung der mit der Tripode verbunden­ en Welle erreicht werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gleichlaufgelenk mit geringem Platzbedarf und einer Abbeugbarkeit von mehr als 50° zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die axialen Befestigungsmittel ein Zwischenstück umfassen, das mit der Tripode über eine Verbindung zusammenwirkt, die eine Verschiebung der Tripode senkrecht zu ihrer Achse ermöglicht, und daß die Laufbahnen aus im wesentlichen kreisförmigen Bahnen bestehen, in denen die Rollen mit ihrer kugelig sphärischen Außenfläche laufen.

Dank dieser Auslegung erhält man ein Tripoden-Festgelenk mit sehr großer Winkelbeweglichkeit bei gleichzeitig geringem Platzbedarf bezüglich Länge und Durchmesser.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung weist das Zwischenstück eine kugelige Fläche auf, die mit einer entsprechenden, aus der Tulpe vorgesehenen sphärischen Fläche zusammenwirkt. Die geometrische Mitte der kreisförmigen Bahnen fällt in vorteilhafter Weise mit der geometrischen Mitte der ergänzenden sphärischen Fläche zusammen.

Gemäß der Erfindung wird ebenfalls eine besonders einfache Ausführungsform des Gelenkes vorgeschlagen, wobei das Zwischenstück von einer konvex sphärischen Fläche begrenzt ist, die in eine konkav sphärische in den Axialarmen der Tulpe vorgesehene Lagerung eingreift.

Um eine Verschiebung der Tripode senkrecht zur Achse, mit der sie verbunden ist, und damit eine Offset-Bewegung dieser Art von Gleichlaufgelenken zu ermöglichen, weist das Zwischenstück eine erste plane Fläche auf, die senk­ recht zur Tripodenachse verläuft und mit einem ersten auf der Tripode gegenüberliegend vorgesehenen Berührungsbe­ reich zusammenwirkt. Eine bessere Führung der Bewegungen der Tripode wird dadurch erzielt, daß an dem Zwischenstück eine zweite plane Fläche vorgesehen ist, die parallel zu der ersten planen Fläche verläuft und mit einem zweiten Berührungsbereich an der Tripode zusammenwirkt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht der erste an der Tripode vorgesehene Berührungsbereich aus einer ersten planen, senkrecht zur Tripodenachse ver­ laufenden Fläche. Der zweite an der Tripode vorgesehene Berührungsbereich kann ebenfalls durch eine zweite plane Fläche an der Tripode vorgesehen Fläche verläuft.

Als Variante kann eine der beiden planen Flächen des Zwischenstücks direkt mit der sphärischen Außenfläche der Rollen zusammenfallen, deren koplanare Berührungspunkte den zweiten auf der Tripode vorgesehen Berührungsbereich bilden.

Die vorbeschriebene Auslegung ermöglicht ein Tri­ poden-Festgelenk mit sehr großen Beugewinkeln bei geringem Platzbedarf hinsichtlich Durchmesser und Länge.

Es ist jedoch festzustellen, daß zwischen der konvexen und der konkaven sphärischen, insbesondere kugeligen Fläche ein Funktionsspiel auftreten kann, das zu Verschleiß und Geräuschentwicklung Anlaß gibt.

In Fällen, in denen das Zwischenstück als ein Teil mit planen parallelen Flächen ausgelegt ist, zwischen denen die Tripode gleitet, besteht darüber hinaus ein axiales herstellungsbedingtes Spiel, das ebenfalls vermindert bzw. unterbunden werden sollte.

Zur weiteren Verbesserung der Funktionsqualität dieser Gelenke wird im Rahmen der Erfindung ein Gleichlaufgelenk des vorgenannten Typs vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die axialen Befestigungsmittel Mittel enthalten, die an der Tulpe anliegen, um die Tripode in einer parallel zur Tripodenachse verlaufenden Richtung sowie in einer Richtung entsprechend dem besagten Berührungsbereich mit der besagten planen Fläche des Zwischenstücks zu beaufschlagen.

Gemäß weiterer Merkmale der Erfindung umfassen die besagten Mittel ein Stützelement mit einer planen, senkrecht zur Tripodenachse verlaufenden Fläche, die mit einem zweiten an der Tripode vorgesehenen und parallel zu dem ersten Berührungsbereich verlaufenden Berührungsbereich zusammenfällt. Dabei ist das Stütz­ element verschiebbar zum Zwischenstück einer zur Tri­ podenachse parallelen Richtung angeordnet.

Es ist vorgesehen, daß das Zwischenstück drei Laschen aufweist, die axial von der planen Fläche zwischen den Tripodenzapfen aus verlaufen, zwischen denen das Stützelement verschiebbar angeordnet ist. Dabei umfaßt das Stützelement drei Laschen, die axial von der planen Fläche zwischen den Tripodenzapfen aus verlaufen und mit den axialen Laschen des Zwischenstücks zusammenarbeiten. Ferner ist vorgeschlagen, daß die radiale Innenfläche jeder Lasche des Zwischenstücks eine axiale Führungsnut aufweist, in welcher ein radialer, an der Außenseite der jeweiligen Lasche des Stützelements gebildeter Nocken gleitet. Das Stützelement wird von einer konvexen Fläche begrenzt, auf der ein Vorspannungselement aufliegt.

Es ist vorgesehen, daß das Vorspannungselement eine von elastischen, sternförmigen Halterungen gebildete Feder ist, wobei die Enden der Schenkel in die Tulpe eingreifen und der mittlere Teil eine axiale Vorspannung des Stützelementes bewirkt.

Die Vorspannungsmittel umfassen ferner einen Stößel, der zwischen dem mittleren Teil der elastischen Halterung und dem Stützelement eingesetzt ist und eine konkave Fläche in Ergänzung zu der konvexen Fläche aufweist.

Die konvexe und konkave Fläche sind als kugelig sphärische Flächen gestaltet.

Das Vorspannungselement kann auch als Verschlußteil ausgebildet sein, das an dem offenen Ende der Tulpe aufgesetzt ist, wobei ein mittlerer Abschnitt die axiale Vorspannung des Stützelements bewirkt. Dabei umfaßt das aufgesetzte Teil eine konkave Fläche in Ergänzung zu der konvexen Fläche des Stützelements. Schließlich ist vorgeschlagen, das Vorspannungselement in Form eines an den freien Enden der Tulpenarme verschweißten Teils auszubilden.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Zeichnungen hervor.

Es zeigt

Fig. 1 eine vereinfachte, schematische, axiale Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Tripodengelenkes gemäß der Erfindung, dargestellt in gestreckter Lage,

Fig. 2 eine vereinfachte Querschnittsansicht gemäß der Linie 2-2 von Fig. 1,

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, wobei das Gelenk bei maximalem Beugewinkel dargestellt ist,

Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3, wobei das Gelenk entgegengesetzt zu dem nach Fig. 3 abgewinkelt ist,

Fig. 5 u. 6 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 und 3 einer zweiten Ausführungsform eines Gleichlaufge­ lenks gemäß der Erfindung,

Fig. 7 eine vereinfachte, axiale Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in gestreckter Lage,

Fig. 8 eine vereinfachte, perspektivische Explo­ sionsansicht des Gleichlaufgelenks von Fig. 7,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht mit Darstellung des Stützelementes in umgekehrter Position zu der in Fig. 8 dargestellten Position und

Fig. 10 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 7 einer vier­ ten Ausführungsform der Erfindung.

Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Gleichlaufgelenk umfaßt eine Tripode 20, die durch eine Rohrwelle 22 über eine Glocke 24 in Drehung versetzt wird. Die Tripode 20 besteht aus drei Zapfen 26 a, 26 b, und 26 c, die regelmäßig mit 120° verteilt und über eine mittlere Nabe 28 miteinan­ der verbunden sind. Die Glocke 24 umfaßt drei Axialarme 30 a, 30 b und 30 c, mit denen die Zapfen 26 a, 26 b, 26 c mit Hilfe von Bolzen (nicht dargestellt), verbunden sind.

Durch die Rohrwelle 22 mit der Achse X-X wird eine Voll­ welle 34 mit der Achse Y-Y über drei Rollen 36 a, 36 b und 36 c, die drehbar und verschiebbar auf den Zapfen 26 a, 26 b, und 26 c montiert sind, in Drehung versetzt. Jede Rolle 36 a, 36 b, 36 c weist eine zylinderförmige Bohrung 38 auf, in die der entsprechende Zapfen eingreift. Zur Gewähr­ leistung des Drehantriebs der Welle 34 läuft jede Rolle in einer Laufbahn 40, die in einer Tulpe 42, die eine Ver­ längerung der Vollwelle 34 darstellt, vorgesehen ist.

Gemäß der Erfindung bestehen die Laufbahnen 40 aus paar­ weise angeordneten, im wesentlichen kreisförmigen Bahnen, in denen die Rollen 36 a, 36 b, 36 c mit ihrer sphärischen Außenfläche laufen.

Die geometrische Mitte C der kreisförmigen Bahnen liegt auf der Achse Y-Y der Vollwelle 34. Bei der Anwendung in einem frontangetriebenen Kraftfahrzeug bildet die Voll­ welle 34 den Achszapfen, der ein Rad (nicht dargestellt) antreibt, wobei die hohle Rohrwelle 22 mit dem Antriebsdifferential verbunden ist.

Die Bahnen 40 können vollständig kreisförmig sein, wie dies bei den in den Abbildungen dargestellten Ausführungsformen der Fall ist, oder auch im wesentlichen kreisförmig sein, wobei die Mitte der Bahnen beispielsweise zur Achse X-X hin versetzt ist.

Das Gleichlaufgelenk umfaßt axiale Befestigungsmittel für die axiale Fixierung der beiden Gelenkhälften zueinander sowie zur Gewährleistung der Abwinklung.

Gemäß der Erfindung umfassen diese axialen Befestigungs­ mittel ein Zwischenstück 44, das mit der Tulpe 42 verbun­ den ist und mit der Tripode 20 über eine Verbindung zu­ sammenwirkt, die eine Verschiebung der Tripode 20 senk­ recht zu ihrer Achse X-X ermöglicht.

Die axialen Befestigungsmittel umfassen ein im wesentlichen kugelförmiges Zwischenstück 44, das von einer konvexen sphärischen Außenfläche 46 begrenzt ist. Die sphärische Außenfläche 46 greift in eine konkave, sphärische Lagerung 48 ein, die in drei Axialarmen 50 der Tulpe 42 vorgesehen ist.

Die geometrische Mitte der konkaven, sphärischen Lagerung 48 fällt mit der geometrischen Mitte C der kreisförmigen Bahnen 40 zusammen. Der Deutlichkeit halber wurden das Zwischenstück 44 und die Arme 50 der Tulpe 42 in der Schnittansicht von Fig. 2 weggelassen. Wie aus Fig. 1, 3 und 4 ersichtlich, verfügt das Zwischenstück 44 über eine polare Achse Z-Z, die parallel zur Achse X-X der Rohrwelle 22 verläuft, ungeachtet der Winkelposition der Achse X-X, im Verhältnis zur Achse Y-Y. Als äquatoriale Ebene des Zwischenstücks 44 wird die senkrecht zur polaren Achse Z-Z und durch die geometrische Mitte dieser Achse verlaufende Ebene P bezeichnet.

Die Tripode 20 ist in einem äquatorialen Hohlraum 54 des Zwischenstücks 44 montiert, in dem sie senkrecht zu ihrer Achse X-X. d. h. parallel zur äquatorialen Ebene P, ver­ setzt werden kann.

Der äquatoriale Hohlraum 54 ist axial zur linken Seite hin, bei Betrachtung von Fig. 1, durch eine erste plane Fläche 56 begrenzt, die senkrecht zu der polaren Achse Z-Z verläuft und die Führung der Verschiebungen der Tripode 20 unterstützt. Diese erste plane Führungsfläche 56 arbeitet mit einer entsprechenden ersten planen Fläche 58 der Tripode 20 senkrecht zur Achse dieser letzteren zusammen.

Der Berührungsbereich zwischen der Tripode 20 und der ersten planen Fläche 56 des Zwischenstücks 44, der die erste plane Fläche 58 darstellt, kann als Variante beispiels- weise durch drei koplanare äußere Mantellinien der drei Zapfen ersetzt werden, die gemeinsam mit der planen Fläche 56 eine gleichwertige Führung der Ebenen ermöglichen.

Der äquatoriale Hohlraum 54 ist axial zur rechten Seite hin, bei Betrachtung von Fig. 1, durch eine zweite plane Fläche 72 zur Führung der Verschiebungen der Tripode 20 parallel zu der ersten planen Fläche 56 des äquatorialen Hohlraums 54 begrenzt. Die zweite plane Fläche 72 arbeitet mit einer entsprechenden zweiten planen Fläche 74 auf der Tripode 20 zusammen, die einen zweiten auf der Tripode vorgesehenen Berührungsbereich bildet, der parallel zu der ersten planen Fläche 58 der Tripode verläuft.

Wie insbesondere in Fig. 1 zu erkennnen ist, sind die erste und zweite plane Fläche 56 und 72 in vorteilhafter Weise symmetrisch beiderseits der äquatorialen Ebene P des Zwischenstücks 44 angeordnet. Der zwischen diesen beiden planen Flächen 56 und 72 bestehende axiale Abstand ent­ spricht im wesentlichen der axialen Stärke, die die erste und zweite Führungsfläche 58 und 74 der Tripode 20 vonein­ ander trennt.

Um das Ausführungsprinzip des Gleichlaufgelenks gemäß der Erfindung und nicht die Ausführungsdetails, die die Dar­ stellung komplizieren würden, aufzuzeigen, sind die Mittel für den Zusammenbau und die Montage der Tripode 20 in dem äquatorialen Hohlraum 54 nicht dargestellt.

So kann die Tripode 20 beispielsweise in drei Teilen aus­ geführt werden, wobei jeder Zapfen mit einer mittleren zuvor in den äquatorialen Hohlraum 54 eingeführten Nabe 28 verbunden ist. Als Variante kann das kugelförmige Zwischenstück 44 entsprechend der Lehre der Veröffent­ lichung FR-A-23 98 924 ausgeführt werden, insbesondere in Form einer mit Kerben versehenen Kugel, die eine axiale Einführung der Tripode in den äquatorialen Hohlraum 54 ermöglicht.

Die Auslegung gamäß der Erfindung ermöglicht, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, einen maximalen Beugewinkel des Gelenks von mehr als 50° sowie einen hinsichtlich der Länge stark eingeschränkten Platzbedarf der gesamten Gelenkteile.

Eine zweite Ausführungsform des Gleichlaufgelenks, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, unterscheidet sich von der ersten vorbeschriebenen Form nur durch die Art, in der die Tripode 20 mit der ersten planen, in dem Zwischenstück 44 vorgesehenen Fläche zusammenwirkt, um eine Führung der Tripoden-Bewegungen zu gewährleisten. Gleiche oder gleichwertige Teile entsprechend jenen, wie sie in Fig. 1 bis 4 dargestellt sind, sind in Fig. 5 und 6 mit den gleichen Bezugszahlen, erhöht um 100, gekennzeichnet.

Die erste plane in dem Zwischenstück 144 vorgesehene Führungsfläche 156 arbeitet in diesem Fall mit der sphäri­ schen Außenfläche der Rollen 136 zusammen und verläuft radial vom mittleren Teil des Zwischenstücks 144 nach außen hin. Der bei Betrachtung von Fig. 5 und 6 linke, seitliche Berührungsbereich der Tripode 120 mit der ersten planen Fläche 156 wird somit durch drei im wesentlichen punktuelle und koplanare Berührungsbereiche gebildet, die 120° um die Achse X-X der Tripode 120 verteilt angeordnet sind.

Als Variante - nicht dargestellt - kann die Außenfläche der Rollen mit der zweiten planen Fläche und/oder den beiden planen Flächen des Zwischenstücks zusammenwirken. Nachstehend wird die in Fig. 7 bis 9 dargestellte Aus­ führungsform beschrieben. Gleiche oder gleichwertige Teile entsprechend jenen, wie sie in Fig. 1 bis 4 dargestellt sind, sind mit den gleichen Bezugszahlen, erhöht um 200, gekennzeichnet.

Das Gleichlaufgelenk umfaßt axiale Befestigungsmittel für die axiale Fixierung der beiden Gelenkhälften zueinander sowie zur Gewährleistung der Abwinklung.

Die axialen Befestigungsmittel umfassen ein Zwischenstück 244, das mit der Tulpe 242 verbunden ist und mit der Tripode 220 über eine Verbindung zusammenwirkt, die eine Verschiebung der Tripode 220 senkrecht zu ihrer Achse X-X im Verhältnis zur Tulpe 242 ermöglicht.

Das Zwischenstück 244 weist im wesentlichen die Form eines Kugelabschnittes auf und begrenzt eine konvexe, sphärische Außenfläche 246. Die sphärische Außenfläche 246 greift in eine konkave, sphärische Lagerung ein, die in den drei Axialarmen der Tulpe 242 vorgesehen ist.

Die geometrische Mitte der konkaven, sphärischen Lagerung 248 fällt in diesem Fall mit der geometrischen Mitte C der kreisförmigen Bahn 240 zusammen.

Das Zwischenstück 244 verfügt über eine polare Achse, die parallel zur Achse X-X der Welle 222 verläuft, ungeachtet der Winkelposition der Achse X-X im Verhältnis zur Achse Y-Y. Als äquatoriale Ebene des Zwischenstücks 244 wird die fiktive geometrische Ebene P bezeichnet, die senkrecht zur polaren Achse des Zwischenstücks sowie durch dessen geometrische Mitte verläuft. Das Zwischenstück 244 ist als Kugelabschnitt mit einer planen Führungsfläche 256, die parallel zur äquatorialen Ebene P verläuft und die Führung der Verschiebung der Tripode 220 unterstützt, ausgebildet. Bei der dargestellten Ausführungform ist das Zwischenstück 244 mit einem Hohlraum versehen und die plane Führungsfläche 256 wird durch drei plane Flächenab­ schnitte gebildet, die winkelversetzt mit 120° um die polare Achse des Kugelabschnittes verteilt sind und mit einer ersten entsprechenden planen Fläche 258 der Tripode, senkrecht zur Achse dieser letzteren zusammenarbeiten.

Der Berührungsbereich der Tripode 220 mit der ersten planen Fläche 256 des Zwischenstücks 244, der durch die erste plane Fläche 258 gebildet wird, umfaßt drei koplana­ re Abflachungen an den drei Zapfen, die gemeinsam mit den drei planen Flächenabschnitten 256 eine Führung der Ebenen der Tripode 220 im Verhältnis zu dem Kugelabschnitt 244 bilden.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, ist die plane aus den drei Abschnitten 56 gebildete Führungsfläche bei gestreckter Gelenkposition im Verhältnis zu der diametralen Ebene P axial nach links versetzt. Die konkave, sphärische Füh­ rungsfläche, mit der die konvexe, sphärische Fläche 246 des dazwischen liegenden Kugelabschnitts 244 zusammen­ arbeiten, verläuft nach rechts über die diametrale Ebene P hinaus. Die konkave, sphärische Fläche 248 umfaßt eben­ falls einen hinterschnittenen Abschnitt 260, der auf der Achse Y-Y zentriert ist und eine Herstellung des Pols des Kugelabschnitts in den Armen 250 der Tulpe 244 unnötig macht.

Gemäß der Erfindung enthalten die axialen Befestigungs­ mittel des Gelenks darüber hinaus Mittel 280 zur Ausübung einer elastischen Vorspannung auf die Tripode 220, pa­ rallel zur Richtung ihrer Achse, sowie zur Aufrechterhaltung einer ständigen Berührung zwischen den planen Flächen 256 und 258.

Die elastischen Mittel 280 umfassen eine elastische sternförmige Halterung 282, deren drei Schenkel 284 mit den Enden 287 in die entsprechenden Kerben der umlaufenden Außenfläche 288 der Tulpe 242 eingreifen. Durch den mittleren Teil 286 der Halterung 282 erfolgt eine axiale Belastung eines Stützelements 288 über einen Stößel 290, der drei Schenkel 292 umfaßt, die in die Schenkel 284 der Halterung 282 eingelassen sind.

Das Stützelement 288 weist ebenfalls die Form eines mit einem Hohlraum versehenen Kugelabschnitts auf, dessen konvex kugelige Außenfläche 294 mit einer ergänzenden, gegenüberliegend in dem Stößel 290 bestehenden, konkaven, kugeligen Fläche 296 zusammenarbeiten. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, weist das Stützelement 288 eine plane Fläche 272 auf, die, wie die plane Fläche 256 des Zwischenstücks 244, durch drei plane, koplanare Flächenabschnitte 272 gebildet wird, die mit einem Winkel von 120° verteilt sind und mit einer entsprechenden zweiten planen Fläche 274 auf der Tripode 220 zusammenfallen. Die zweite plane Fläche 274 wird, wie die erste Fläche 258, zu der sie parallel verläuft, durch ensprechende Abflachungen an den drei Zapfen gebildet. Die Abmessungen des Stößels 290, der Halterung 282 und des Stützelements 288 sind derart, daß durch die elastischen Mittel 280 eine ständige axiale Vorspannung auf die Tripode 220 ausgeübt und damit eine feste Auflage der zweiten planen Fläche 272 auf der zweiten planen Fläche 274 der Tripode, sodann der ersten planen Fläche 258 auf den drei planen Flächenabschnitten 256 und schließlich der sphärischen Flächen 246 und 248 zueinander bewirkt wird. Damit ist jedes Axialspiel ausgeschlossen. Das Stützelement 288 ist im Verhältnis zu dem Kugelabschnitt 244 entsprechend einer parallel zur Tripodenachse verlaufenden Richtung, d. h. senkrecht zu den planen Flächen 256 und 272 angeordnet. Das Zwischen­ stück 244 umfaßt drei Laschen 296, die von der Fläche 56 parallel zur Tripodenachse zwischen den Zapfen der Tripode verlaufen. Wie aus Fig. 7 und 8 ersichtlich, verläuft die konvexe, sphärische Fläche 246 über die axialen Laschen 296 hinaus, so daß sie über die diamentrale Ebene P hinaus mit der konkaven, sphärischen Fläche 248 zusammenarbeitet.

Jede der axialen Laschen 296 weist an ihrer radialen In­ nenseite eine axiale Nut 297 auf. Jede axiale Nut 297 nimmt ein Teil 298 verschiebbar auf, das von der konvexen, sphärischen Fläche 294 einer entsprechenden axialen Lasche 299 des Stützelments 288 radial nach außen hin hervorragt und axial parallel zur Tripodenachse verläuft. Da die radialen Nocken 298 und die axialen Nuten 297 zusammen­ arbeiten, ist das Stützelement 288 verschiebbar zwischen den Laschen 296 des Kugelabschnitts 244 angeordnet, so daß die Tripode eingespannt und eine ständige Berührung der planen Flächen 256 und 272 mit den parallelen Berührungsbereichen 258 und 274 der Tripode gewährleistet ist.

Die Abschnitte 237 der zu dem Zwischenstück 244 hin ge­ richteten Rollen liegen jeweils gegenüber einer auf der Außenfläche des Zwischenstücks 244 gebildeten Abflachung 247. Jede Abflachung 247 verläuft in einer Ebene senkrecht zur diametralen Ebene P. Bei normaler Betriebsstellung besteht ein Spiel zwischen den Abflachungen 247 und den Abschnitten 237. Diese Anschlagflächen können gelegentlich aneinander anschlagen, so daß das Zwischenstück 244 in einer im Verhältnis zur Tripode zentrierten Winkelposition gehalten wird. Das Stützelement 288 wird im Verhältnis zu dem Zwischenstück 244, mit dem es über die Laschen 256 und 299 winkelförmig verbunden ist, in Drehung versetzt.

Die vierte in Fig. 10 dargestellt Ausführungsform unter­ scheidet sich von der vorstehend beschiebenen Form durch die axialen Vorspannungsmittel des Gelenks. Diese Mittel umfassen ein Stützelement 388, das in allen Punkten dem in Fig. 7 bis 9 beschriebenen und dargestellten Teil ent­ spricht. Das Stützelement wird axial in Richtung der Tri­ pode 320 durch ein aufgesetztes Teil 383 belastet. Das Teil 383 hat einen starren sternförmigen Teil, der einen mittleren Abschnitt 385 und drei Schenkel 389 umfaßt. Der mittlere Abschnitt 385 weist eine konkave sphärische Fläche 391 auf, die wie die Fläche 396, mit der konvexen Fläche 394 des Stützelements 388 zusammenarbeiten. Das freie Ende eines jeden Schenkels 390 ist in diesem Fall mit dem freien Ende des Schenkels 350 gegenüber der Tulpe 342 verschweißt.

Bezugszeichenliste

20 Tripode
22 Rohrwelle
24 Glocke
25 a, b, c Zapfen
28 Nabe
30 a, b, c Axialarme
34 Vollwelle
36 a, b, c Rollen
38 Bohrung in Rolle
40 Laufbahn
42 Tulpe
44 Zwischenstück
46 Außenflach des Zwischenstücks
48 Lagerung
50 Axialarme der Tulpe
54 Hohlraum des Zwischenstücks
56 erste Planfläche des Hohlraums
58 erste Planfläche der Tripode
72 Planfläche des Hohlraums (zweite)
74 zweite Planfläche der Tripode

Claims (22)

1. Gleichlauffestgelenk, bestehend aus einem tripoden­ förmigen Teil, das fest mit einer der beiden zu ver­ bindenden Wellen verbunden ist, sowie aus einer Tulpe, die fest mit der anderen dieser beiden Wellen ver­ bunden ist, wobei die Tripode drei Zapfen umfaßt, auf denen Rollen dreh- und verschiebbar angeordnet sind, die in drei in der Tulpe vorgesehenen Laufbahnen lau­ fen, sowie mit aus axialen Befestigungsmitteln für die axiale Fixierung der beiden Gelenkhälften einander gegenüber, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Befestigungsmittel ein Zwischenstück (44, 144) umfassen, das mit der Tripode (20, 120) über eine Verbindung zusammenwirkt, die eine Verschiebung der Tripode auf einer senkrecht zu ihrer Achse (X-X) verlaufenden Ebene ermöglicht, und daß die Laufbahnen (40, 140) aus im wesentlichen kreisförmigen Bahnen bestehen, in denen die Rollen mit ihrer kugelig sphärischen Außenfläche laufen.

2. Gleichlaufgelenk gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (44, 144) eine kugelige Fläche (46, 146) besitzt, die mit einer entsprechenden sphä­ rischen Fläche (48, 148) in der Tulpe (42, 142) zu­ sammenarbeitet.

3. Gleichlaufgelenk gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Mitte (C) der kreisförmigen Bah­ nen (40, 140) mit der geometrischen Mitte der er­ gänzenden kugeligen Fläche (48, 148) zusammenfällt.

4. Gleichlaufgelenk gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (44, 144) eine konvex kugelige Fläche (46, 146) begrenzt, die in eine konkav kugelige Lagerung (48, 148) in den axialen Armen (50, 150) der Tulpe eingreift.

5. Gleichlaufgelenk gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (44, 144) eine erste plane, senkrecht zur Achse (X-X) der Tripode verlaufende Fläche (56, 156) aufweist, die mit einem ersten auf der Tripode gegenüberliegend angeordneten Berührungs­ bereich zusammenarbeitet.

6. Gleichlaufgelenk gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (44, 144) eine zweite plane, parallel zu der ersten planen Fläche (72, 172) ver­ laufende Fläche aufweist, die mit einem zweiten an der Tripode vorgesehenen Berührungsbereich (74, 174) zu­ sammenarbeitet.

7. Gleichlaufgelenk gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste an der Tripode vorgesehene Berührungs­ bereich einer ersten planen, senkrecht zur Achse der Tripode verlaufenden Fläche (58) entspricht.

8. Gleichlaufgelenk nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite an der Tripode vorgesehene Berührungs­ bereich einer zweiten planen Fläche (74, 174) ent­ spricht, die parallel zu der ersten planen, an der Tripode vorgesehenen Fläche verläuft.

9. Gleichlaufgelenk gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß einen der beiden planen Flächen (156) des Zwischenstückes (144) mit der sphärischen Außenfläche der Rollen (130 a) zusammenfällt.

10. Gleichlaufgelenk gemäß Anspruch 5 in Verbindung mit den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Befestigungsmittel Mittel (280) enthalten, die an der Tulpe (242) aufliegen und die Tripode (220) entsprechend einer zur Tripodenachse parallelen Richtung sowie in der Richtung entsprechend dem besagten Berührungsbereich (258) und der planen Fläche (256) des Zwischenstücks (244) beaufschlagen.

11. Gleichlaufgelenk gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel ein Stützelement (288) mit einer planen, senkrecht zur Achse (X-X) der Tripode (220) verlaufenden Fläche (272) umfassen, die mit einem zweiten Berührungsbereich (274) zusammenfällt, der an der Tripode (220) vorgesehen ist und parallel zu dem ersten Berührungsbereich (258) verläuft.

12. Gleichlaufgelenk gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (288) verschiebbar zum Zwischenstück (244) entsprechend einer zur Tripoden­ achse parallel verlaufenden Richtung angeordnet ist.

13. Gleichlaufgelenk gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß das Zwischenstück (244) drei Laschen (296) aufweist, die axial von der besagten planen Fläche (256) aus zwischen den Zapfen der Tripode verlaufen, zwischen denen das Stützlement (288) in verschiebbarer Weise angeordnet ist.

14. Gleichlaufgelenk gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (288) drei Laschen (299) aufweist, die axial von der besagten planen Fläche (272) aus zwischen den Zapfen der Tripode verlaufen und mit den axialen Laschen (296) des Zwischenstücks (244) zusammenarbeiten.

15. Gleichlaufgelenk gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Innenseite jeder Lasche (296) des Zwischenstücks (244) mit einer axialen Führungsnut (297) versehen ist, in der eine radiale auf der Außenfläche (294) der entsprechenden Lasche (299) des Stützelements (288) gebildete Nocke (298) verschiebbar ist.

16. Gleichlaufgelenk gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (288) eine konvexe Fläche (294) besitzt, auf der ein Vorspannungselement (282) aufliegt.

17. Gleichlaufgelenk gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannungselement als Feder ausgebildet ist, die eine elastische sternförmige Halterung (284) umfaßt, wobei die Schenkelenden dieser Halterung in die Tulpe eingreifen und der mittlere Teil (286) für eine axiale Vorspannung des Stützelements (288) bewirkt.

18. Gleichlaufgeklenk gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsmittel darüber hinaus einen Stößel (290) enthalten, der zwischen dem mittleren Teil (286) der elastischen Halterung (282) und dem Stützelement (288) eingesetzt ist und eine konkave Fläche in Ergänzung zu der konvexen Fläche des Stützelements besitzt.

19. Gleichlaufgelenk gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannungselement als Verschlußteil (385) gestaltet ist, das auf das offene Ende der Tulpe aufgesetzt ist, wobei ein mittlerer Abschnitt die axiale Vorspannung des Stützelements bewirkt.

20. Gleichlaufgelenk gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgesetzte Teil (385) über eine konkave Fläche (391) in Ergänzung zu der konvexen Fläche des Stützelements verfügt.

21. Gleichlaufgelenk gemäß einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannungselement (385) als an den freien Enden der Tulpenarme angeschweißtes Teil ausgebildet ist.

22. Gleichlaufgelenk gemäß einem der Ansprüche 18 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte konvexe Fläche als kugelige Fläche ausgebildet sind.