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WO2020025078A1 - Verfahren zur montage einer tripodenrolle, tripodenrolle sowie gleichlaufgelenk mit der tripodenrolle - Google Patents

Verfahren zur montage einer tripodenrolle, tripodenrolle sowie gleichlaufgelenk mit der tripodenrolle Download PDF

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Publication number
WO2020025078A1
WO2020025078A1 PCT/DE2019/100553 DE2019100553W WO2020025078A1 WO 2020025078 A1 WO2020025078 A1 WO 2020025078A1 DE 2019100553 W DE2019100553 W DE 2019100553W WO 2020025078 A1 WO2020025078 A1 WO 2020025078A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ring
diameter
raceway
outer ring
protrusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2019/100553
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Xavier Mehul
Christophe Walliser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to CN201980046789.5A priority Critical patent/CN112424495A/zh
Publication of WO2020025078A1 publication Critical patent/WO2020025078A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/202—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
    • F16D3/205—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part
    • F16D3/2055—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part having three pins, i.e. true tripod joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/202—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
    • F16D2003/2026—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints with trunnion rings, i.e. with tripod joints having rollers supported by a ring on the trunnion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/12—Mounting or assembling

Definitions

  • the invention relates to a method for assembling a tripod roller with the features of claim 1.
  • the invention further relates to the tripod roller and a constant velocity joint with the tripod roller.
  • Constant velocity joints are joints for uniform angular velocity and torque transmission from one shaft to another shaft arranged at an angle to it.
  • One type of constant velocity joints are tripod joints, which often have a tripod star with bolts as a joint partner, the bolts being aligned in the radial direction to the joint partner and each carrying a tripod roller.
  • the tripod star with the tripod rollers engages on an articulated bell which has three elongate recesses running in the axial direction to the second articulated partner, in which the three tripod rollers can move axially to the second articulated partner.
  • the tripod rollers have an outer ring which is designed to guide rollers.
  • This object is achieved by a method with the features of claim 1, with a tripod roller with the features of claim 8 and by solved a constant velocity joint with the features of claim 10.
  • Preferred or advantageous embodiments of the invention result from the subclaims, the following description and the attached figures.
  • the invention thus relates to a method for mounting a tripod roller, which is particularly suitable and / or designed for a constant velocity joint, in particular for a tripod joint.
  • the constant velocity joint is designed in particular as a constant velocity sliding joint.
  • the constant velocity joint is designed as a constant velocity joint for uniform angular velocity and torque transmission from one shaft to a second shaft attached at an angle thereto.
  • the constant velocity joint is particularly preferably designed as a transmission joint for transmitting a drive torque from an engine to steered wheels of a vehicle.
  • the constant velocity joint is arranged between an axle drive and a drive shaft.
  • the constant velocity joint has as a first joint partner a tripod star with three pins which extend in the radial direction to an axis of the tripod star.
  • Such a tripod roller is positioned on the pin.
  • the tripod star engages in an articulated bell as a second articulated partner, the articulated bell having three elongate recesses running in the axial direction to the second articulated partner, in which the three tripod rollers can move axially to the second articulated partner.
  • the tripod roller has an outer ring and an outer ring.
  • Inner ring and outer ring are in particular arranged concentrically to one another. Furthermore, the inner ring and outer ring can be rotated relative to one another in the assembled state.
  • the outer ring in particular provides an outer raceway.
  • the outer raceway is preferably designed as a cylindrical surface.
  • the cylinder jacket surface can form a straight or a flat or a curved cylinder jacket surface.
  • the inner ring has an inner raceway, the inner raceway and outer raceway being arranged concentrically and / or coaxially with one another.
  • the inside track is in particular designed as a cylindrical surface.
  • the inner raceway is preferably a flat surface, alternatively the inner raceway is a curved surface.
  • the inner raceway and outer raceway can be congruent and / or congruent.
  • the inner raceway and the outer raceway define a tripod roller axis.
  • the outer ring preferably has a spherical and / or spherical segment-like outer side.
  • the inner ring and the outer ring are each designed as a race.
  • the races are preferably made of a metallic material, in particular steel.
  • Inner ring and outer ring can be made of the same or different materials, for example with different inductive or electrical properties.
  • a rolling element space is formed between the races, in particular between the inner ring and the outer ring, in particular between the inner race and the outer race.
  • the rolling element space in particular forms an annular gap.
  • the tripod roller has a plurality of rolling elements, the rolling elements being arranged in the rolling element space.
  • the rolling elements are designed as rollers or barrels, in particular as needles.
  • the inner raceway and outer raceway and / or inner ring and outer ring can move relative to one another via the rolling elements.
  • the races are mounted to one another via the rolling elements.
  • the rolling elements are held captively in the rolling element space by means of the races.
  • the tripod roller has a first and a second board.
  • the flanges limit the rolling element space in the axial direction to the tripod roller axis.
  • the rims form an axial run-up for the rolling elements.
  • Each of the shelves defines a shelf diameter.
  • the rim diameter can be designed as an outer diameter or as an inner diameter.
  • the rims are integrally formed on the rim, so that the rim is U-shaped in a longitudinal section. It is also provided that the raceway diameter of the thrust ring overlaps with both flange diameters at least in the form of an interference fit. The thrust ring between the ribs is thus held in a form-fitting and / or captive manner with respect to an axial direction to the tripod roller axis. Alternatively or in addition, the rims form an axial run-up for the run-up ring in both axial directions. Both rims are assigned to one of the races, this race forming a rim and the other race forming a thrust ring. The raceway for the rolling elements from the thrust ring defines a raceway diameter.
  • the first flange diameter is not the same as the second flange diameter.
  • the first flange diameter is smaller or larger than the second flange diameter.
  • the shelves form a radial protrusion over the track, the protrusions having a protrusion height, the protrusion heights of the two shelves being of different sizes.
  • the rims in particular form slingshots of the outer ring.
  • the races be assembled one inside the other, the outer ring being heated to a temperature of at least 100 degrees Celsius during the assembly process.
  • the outer ring is preferably heated to at least 150 degrees Celsius and in particular to at least 250 degrees Celsius during the assembly process.
  • the outer ring is heated to a minimum temperature, the minimum temperature being determined such that the races can be assembled into one another without collision or at least non-destructively during assembly.
  • the actual and / or active heating preferably takes place before assembly, alternatively and / or additionally, it takes place during assembly.
  • the assembly is preferably carried out by an axial Pushing the races into each other.
  • the rolling elements are inserted into the race or races before assembly.
  • the first board has a protrusion with a protrusion height BH1 and the second board a protrusion with a protrusion height BH2 over the career.
  • the protrusion is a cuboid protrusion.
  • the protrusion and / or the shelves can be angular or bevelled or rounded.
  • the ratio of the overhang height BH1 to the overhang height BH2 is less than 0.6.
  • the ratio of the overhang height BH1 to the overhang height BH2 is preferably less than 0.5 and in particular less than 0.3.
  • This embodiment is based on the idea of providing a tripod roller that is particularly easy to assemble with the method in that a protrusion height and thus a flange diameter is smaller and at the same time the tripod roller is particularly resilient and stable, by the board with the larger protrusion height more force, for example can take up from the race and / or the rolling elements.
  • the first shelf has a protrusion with a protrusion height BH1 and the second shelf has a protrusion with a protrusion height BH2 over the raceway and the rolling elements have a rolling element thickness DW.
  • the smaller of the two overhang heights BH1 and BH2 is preferably greater than the rolling element thickness DW.
  • smaller of the two overhang heights BH1 and BH2 greater than 1.1 times the rolling element thickness DW and preferably greater than 1.2 times the rolling element thickness DW.
  • the smaller of the two overhang heights BH1 and BH2 is smaller than 1.6 times the rolling body thickness DW, preferably smaller than 1.4 times the rolling body thickness DW and in particular smaller than 1.3 times the rolling body thickness DW.
  • the thrust ring has a thrust ring thickness DA.
  • the thrust ring thickness is defined in particular as the ring thickness in the radial direction.
  • the flange height difference is greater than 0.2 times the thrust ring thickness, preferably greater than 0.4 times the thrust ring thickness and in particular greater than 0.5 times the thrust ring thickness. Furthermore, the flange height difference is in particular smaller than the thrust ring thickness, preferably smaller than 0.8 times the thrust ring thickness and in particular smaller than 0.6 times the thrust ring thickness.
  • the outer ring is preferably heated with a heat source, the heating taking place in particular without contact.
  • a heat source the heating taking place in particular without contact.
  • Contactless in this context means that there is no mechanical contact between the heat source and the outer ring during heating.
  • the heat transfer can take place, for example, by means of electromagnetic waves or via a gaseous medium.
  • the outer ring is heated by induction. Inductive heating is especially media-free.
  • the outer ring is in particular electrically conductive, the outer ring being heated based on eddy current losses generated.
  • a power of more than 10 2 watts per square centimeter is preferably transmitted and in particular a power of more than 5000 watts per square centimeter is transmitted.
  • Inductive heating takes place in particular by means of an alternating magnetic field, the alternating field having an alternating frequency.
  • the alternating frequency is preferably low frequency, for example between 50 and 300 hertz, alternatively a medium frequency, for example between 300 hertz and 100 kilohertz, or high frequency, for example greater than 100 kilohertz.
  • the alternating field has one in particular Depth of penetration, the depth of penetration preferably being greater than one millimeter and in particular greater than 5 millimeters.
  • the outer ring is heated by means of thermal radiation.
  • the outer ring is heated by means of IR radiation.
  • the outer ring can be heated with a spot radiator, for example with an IR spot radiator.
  • the heating is carried out with a laser, for example a CO2 laser, or an electron beam.
  • the inner ring has room temperature during assembly.
  • Room temperature is understood to mean in particular the ambient temperature and in particular a temperature between 10 and 30 degrees Celsius.
  • the inner ring and outer ring in particular have a temperature difference in that the inner ring is at room temperature and the outer ring is heated to over 100 degrees Celsius.
  • a possible embodiment of the invention provides that the inner ring of the cooled down during the assembly step.
  • the inner ring has cooled in particular to below five degrees Celsius, preferably to below zero degrees Celsius and in particular to below 100 degrees Celsius.
  • the actual cooling can take place before and / or during the assembly step.
  • the cooling can be a Konatkab cooling, a cooling in a liquid or gaseous medium and in particular a cooling with liquid nitrogen. Cooling improves a temperature difference between the inner ring and the outer ring, the temperature difference being in particular more than 100 degrees Celsius, preferably more than 150 degrees Celsius. This temperature difference ensures that the change in contour of at least one of the races is sufficient so that assembly can take place.
  • Another object of the invention is formed by a tripod roller, which has the inner ring and the outer ring and the plurality of rolling elements, in particular as described above. Furthermore, the Tripod roller on the shelves, as also described above. The relationship between the raceway diameter and the two board diameters is also designed as described above.
  • the difference between the raceway diameter and the rim diameters is chosen such that the raceways are assembled one inside the other when the outer ring is heated to a temperature of at least 100 degrees Celsius.
  • the tripod roller is designed so that when the outer ring is heated to an assembly temperature, the races can be assembled one inside the other, the assembly temperature being at least 100 degrees.
  • the two shelves have different shelf diameters BH1 and BH2.
  • the flange ring is designed as the outer ring and / or the thrust ring as the inner ring.
  • the shelves are opened radially inwards to the tripod roller axis.
  • the thrust ring as an inner ring is arranged between the ribs and runs axially against them.
  • the free inside diameter of the shelves forms the shelf diameter.
  • the inner raceway of the thrust ring designed as an inner ring forms the raceway diameter.
  • the free inner diameter of the ribs is made smaller than the raceway diameter of the thrust ring.
  • the thrust ring has at least on the axial side, via which the thrust ring is pushed into the flange, the maximum diameter of the raceway diameter. It is preferably provided that the thrust ring, in particular the inner ring, is designed without a board. In particular, the maximum diameter of the thrust ring, in particular the inner ring, is defined by the raceway diameter. It is envisaged that the thrust ring, in particular the inner ring, with the axial side faces will start or can run on both rims during operation.
  • the constant velocity joint has a tripod star, which has three pins oriented in the radial direction with respect to the joint partner, on each of which a tripod roller is arranged, as described above or according to one of the preceding claims.
  • the other joint partner is designed as a bell, which has three elongated recesses into which the tripod rollers are inserted.
  • the constant velocity joint is designed as described above.
  • Figures 2 a - d is a schematic representation of an embodiment of the method for mounting the tripod roller for the constant velocity joint in Figure 1;
  • FIGS. 3 a - d show a schematic illustration of an exemplary embodiment of the method for mounting the tripod roller for the constant velocity joint in FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a constant velocity joint 1 for a vehicle 2, which is only shown as a block, as an exemplary embodiment of the invention.
  • the constant velocity joint 1 is arranged in the drive train between a transmission output 3, in particular a differential transmission, and an intermediate shaft 4, in particular a wheel drive shaft or an articulated shaft.
  • the transmission output 3 defines an output axis 5
  • the intermediate shaft 4 defines a shaft axis 6.
  • the constant velocity joint 1 is designed to transmit a rotation and thus a drive torque from the output 3 to the intermediate shaft 4 and at the same time to enable a pivoting or change in angle between the output axis 5 and the shaft axis 6, as is the case, for example, when the intermediate shaft 4 is deflected connected, driven wheel can take place.
  • the intermediate shaft 4 has a stub shaft section 7, on which a plurality of pins 8, in this exemplary embodiment three pins 8, are arranged, which extend radially to the shaft axis 6.
  • the pins 8 are regularly arranged in the circumferential direction around the shaft axis 6, so that they form a tripod star 11. Only one of the pins 8 is shown graphically in FIG.
  • a tripod roller 9 is arranged on the pin 8, which has a tripod roller axis T as the axis of rotation, which is arranged radially to the shaft axis 6.
  • the constant velocity joint 1 has a bell section 10 which is coupled in a rotationally fixed manner to the outlet 3 and which provides raceways for the tripod rollers 9.
  • the bell section 10 is rotatably coupled to the output 3 and the stub shaft section 7 is rotatably coupled to the intermediate shaft 4.
  • the stub shaft section 7 it is also possible for the stub shaft section 7 to be coupled in a rotationally fixed manner to the output 3 and for the bell section 10 to be coupled to the intermediate shaft 4.
  • the bell section 10 it is possible for the bell section 10 to be closed all round or to have free areas.
  • FIGS. 2a, 2b, 2c and 2d An exemplary embodiment of the method for mounting the tripod roller 9, as used in the constant velocity joint 1 in FIG. 1, is shown in FIGS. 2a, 2b, 2c and 2d. In the figures, a longitudinal section of the tripod roller 9 is shown.
  • FIGS. 2a to 2d show the tripod roller 9 at different stages of the process, that is, the manufacture of the tripod roller 9.
  • Figure 2a shows the tripod roller 9 in a disassembled state
  • Figure 2b shows the Tripod roller 9 during the assembly process
  • FIG. 2c shows the tripod roller 9 after the assembly process at a temperature adjustment
  • FIG. 2d shows the tripod roller 9 in an assembled state.
  • the tripod roller 9 has an inner ring 12 and an outer ring 13, which are arranged coaxially and concentrically to one another and have the tripod roller axis T as the axis of rotation.
  • Inner ring 12 and outer ring 13 can be called unified as races.
  • the outer ring 13 is part-circular, segment-shaped and / or crowned on its radial outer side.
  • the outer ring 13 has a first and a second flange 16, 17, the ribs 16, 17 extending radially inwards.
  • the rims 16, 17 are rectangular in the longitudinal section.
  • the first flange 16 defines a first flange diameter BD1 due to its free opening cross section
  • the second flange 17 defines a second flange diameter BD2 due to its free opening cross section.
  • the two board diameters each define a protrusion height BH1 or BH2.
  • the protrusion heights BH1, BH2 are the height of the rim 16, 17 measured from the track.
  • the shelf heights BH1, BH2 and the shelf diameters BD1, BD2 are of different sizes.
  • the rims 16, 17 are formed in one piece in the outer ring 13 and / or are produced from a common base material without being separated. In the longitudinal section shown, the ribs 16, 17 are directed radially inward to the tripod roller axis T.
  • the outer ring 13 is thus designed as a rim ring.
  • a plurality of rolling bodies 14 are arranged between the inner ring 12 and the outer ring 13, the rolling bodies 14 being designed as rollers, in particular cylindrical rollers or needles.
  • the rolling elements 14 have a rolling element thickness DA in the radial direction.
  • the rolling elements 14 are arranged between the inner ring and the outer ring 12, 13 in a rolling element space 15, the rolling element space 15 in the radial direction on the one hand through an inner raceway 18 and on the other hand is limited by an outer raceway 19. In the axial direction, the rolling element space 15 is delimited by the rims 16, 17, which form a run-up for the rolling elements 14.
  • the inner ring with the inner race 18 has a thrust ring thickness DA in the radial direction.
  • the inner ring 12 has the inner raceway 18 as the maximum outer diameter.
  • the inner ring 12 is rectangular in the longitudinal section shown.
  • the inner race 18 defines a raceway diameter LD from the inner ring 12.
  • the tripod roller 9 is shown in a uniform temperature state with the temperature T1.
  • the temperature T1 can be, for example, a room temperature of 20 ° C. It should be emphasized in particular that the inner ring 12 and the outer ring 13 have the same temperature T1. In this temperature state, the flange diameter BD1, BD2 is smaller than the raceway diameter LB. This structural relationship can also be referred to as an interference fit or at least as an interference fit.
  • the inner ring 12 is held captively and / or positively in the axial direction by the ribs 16, 17.
  • the inner ring 12 is thereby designed as a thrust ring.
  • 2a shows that the inner ring 12 cannot be pushed into the outer ring 13 due to the interference fit. It can be seen from FIG. 2d that the tripod roller 9 cannot be removed.
  • the assembly is made possible in that the outer ring 13 is heated to a heating temperature T2, the heating temperature T2 being at least 100 degrees Celsius.
  • the inner ring 12 is kept at the temperature T1.
  • the outer ring 13 expands due to the heating.
  • the heating of the outer ring 13 to the temperature T2 increases it, so that the raceway diameter LD is smaller than at least one of the two flange diameters BD1 and BD2.
  • the temperature T2 is selected so that at the temperature T2 the raceway diameter LD is smaller than the larger of the two flange diameters BD2 and larger than the smaller of the two flange diameters BD1.
  • the inner ring 12 can be inserted into the outer ring 13.
  • the outer ring 13 is cooled again, so that there is a transition from the temperature T2 to the temperature T1.
  • the outer ring 13 contracts again, so that it finally reaches its original size and the ribs 16, 17 form-fit the inner ring.
  • FIGS. 3a-d show a method for assembling the tripod roller 9 from FIG. 1 in a further exemplary embodiment.
  • the inner ring 12 is cooled.
  • the inner ring 12 is cooled to a temperature T3, the temperature T3 being less than or equal to zero degrees Celsius.
  • the inner ring can be cooled with liquid nitrogen or dry ice. As the inner ring cools, it contracts and shrinks. In particular, the raceway diameter LD is reduced, so that the inner ring 12 can be mounted in the outer ring.
  • the inner ring 12 is heated again to the temperature T1, whereby it expands and is held in a form-fitting manner by the ribs 16, 17. LIST OF REFERENCES

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Tripodenrollen finden vielfach Anwendung in Getrieben und anderen Antrieben. Solche Tripodenrollen sollen stabil und einfach herstellbar sein. Es wird ein Verfahren zur Montage einer Tripodenrolle (9) vorgeschlagen, wobei die Tripodenrolle (9) aufweist: einen Innenring (12) und einen Außenring (13), wobei der Innenring (12) und der Außenring (13) als Laufringe ausgebildet sind, eine Mehrzahl von Wälzkörpern (14), wobei die Wälzkörper (14) in einem Wälzkörperraum 15 zwischen den Laufringen angeordnet sind, einen ersten und einen zweiten Bord (16), (17), wobei die Borde (16), (17) den Wälzkörperraum (15) axial begrenzen und/oder einen axialen Anlauf für die Wälzkörper (14) bilden, wobei die Borde (16), (17) jeweils einen Borddurchmesser BD1, BD2 definieren, wobei der Borddurchmesser BD1 ungleich dem Borddurchmesser BD2 ist, wobei die Borde (16), (17) einem der Laufringe zugeordnet sind, so dass dieser Laufring einen Bordring und der andere Laufring einen Anlaufring bildet, wobei eine Laufbahn für die Wälzkörper (14) von dem Anlaufring einen Laufbahndurchmesser LD definiert, wobei die Borde (16), (17) an dem Bordring einstückig angeformt sind und wobei der Laufbahndurchmesser LD mit beiden Borddurchmessern BD1, BD2 mindestens in Form einer Übermaßpassung überlappt und/oder wobei der Anlaufring (13) zwischen den Borden (16), (17) in axialer Richtung verliersicher gehalten ist, wobei bei dem Verfahren die Laufringe (12), (13) ineinander montiert werden, wobei der Außenring (13) während des Montagevorgangs auf mindestens 100 Grad Celsius erwärmt ist.

Description

Verfahren zur Montage einer Tripodenrolle. Tripodenrolle sowie
Gleichlaufqelenk mit der Tripodenrolle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage von einer Tripodenrolle mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren die Tripodenrolle sowie ein Gleichlaufgelenk mit der Tripodenrolle.
Gleichlaufgelenke sind Gelenke zur gleichmäßigen Winkelgeschwindigkeits- und Drehmomentübertragung von einer Welle auf eine winklig dazu angeordnete weitere Welle. Eine Bauart von Gleichlaufgelenken sind Tripodengelenke, welche oftmals als einen Gelenkpartner einen Tripodenstern mit Bolzen aufweisen, wobei die Bolzen in radialer Richtung zu dem Gelenkpartner ausgerichtet sind und jeweils eine Tripodenrolle tragen. Der Tripodenstern mit den Tripodenrollen greift auf eine Gelenkglocke ein, welche drei in axialer Richtung zu dem zweiten Gelenkpartner verlaufende, längliche Aussparungen hat, in denen sich die drei Tripodenrollen axial zu dem zweiten Gelenkpartner bewegen können. Die Tripodenrollen weisen dabei einen Außenring auf, welcher zur Führung von Rollen ausgebildet ist.
Ein Beispiel für ein derartiges Gleichlaufgelenk ist in der Offenlegungsschrift DE 44 39 965 A1 gezeigt, die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. Die Druckschrift offenbart eine Tripodeneinheit mit drei Tripodenrollen, wobei jede der Tripodenrollen einen Innenring und einen Außenring aufweist. Zwischen den Ringen sind eine Vielzahl von Wälzkörpern, insbesondere Nadeln, angeordnet, so dass Innenring und Außenring relativ zueinander abwälzen können.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Montage einer Tripodenrolle, eine Tripodenrolle sowie ein Gleichlaufgelenk mit der Tripodenrolle vorzuschlagen, so dass besonders stabile Tripodenrollen kostengünstig hergestellt werden können. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , mit einer Tripodenrolle mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie durch ein Gleichlaufgelenk mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Gegenstand der Erfindung ist damit ein Verfahren zur Montage einer Tripodenrolle, welche insbesondere für ein Gleichlaufgelenk, im Speziellen für ein Tripodengelenk, geeignet und/oder ausgebildet ist. Das Gleichlaufgelenk ist insbesondere als ein Gleichlauf-Verschiebegelenk ausgebildet. Insbesondere ist das Gleichlaufgelenk als ein homokinetisches Gelenk zur gleichmäßigen Winkelgeschwindigkeit- und Drehmomentübertragung von einer Welle auf eine winklig dazu angebrachte zweite Welle ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Gleichlaufgelenk als ein Übertragungsgelenk zur Übertragung eines Antriebsdrehmoments von einem Motor auf gelenkte Räder eines Fahrzeugs ausgebildet. Insbesondere wird das Gleichlaufgelenk zwischen einem Achsgetriebe und einer Antriebswelle angeordnet. Das Gleichlaufgelenk weist als einen ersten Gelenkpartner einen Tripodestern mit drei sich in radialer Richtung zu einer Achse des Tripodesterns erstreckenden Zapfen auf. Auf den Zapfen ist jeweils eine derartige Tripodenrolle positioniert. Der Tripodenstern greift in eine Gelenkglocke als zweiten Gelenkpartner ein, wobei die Gelenkglocke drei in axialer Richtung zu dem zweiten Gelenkpartner verlaufende, längliche Aussparungen hat, in den sich die drei Tripodenrollen axial zu dem zweiten Gelenkpartner bewegen können.
Die Tripodenrolle weist einen Außenring und einen Außenring auf. Innenring und Außenring sind insbesondere konzentrisch zueinander angeordnet. Ferner sind insbesondere Innenring und Außenring im montierten Zustand gegeneinander verdrehbar.
Der Außenring stellt insbesondere eine Außenlaufbahn bereit. Die Außenlaufbahn ist vorzugsweise als eine Zylindermantelfläche ausgebildet. Die Zylindermantelfläche kann eine gerade oder eine ebene oder eine gewölbte Zylindermantelfläche bilden. Der Innenring weist eine Innenlaufbahn auf, wobei Innenlaufbahn und Außenlaufbahn zueinander konzentrisch und/oder koaxial angeordnet sind. Die Innenlaufbahn ist insbesondere als eine Zylindermantelfläche ausgebildet. Die Innenlaufbahn ist vorzugsweise eine ebene Fläche, alternativ ist die Innenlaufbahn eine gewölbte Fläche. Im Speziellen können Innenlaufbahn und Außenlaufbahn deckungsgleich und/oder kongruent ausgebildet sein.
Insbesondere definieren die Innenlaufbahn und die Außenlaufbahn eine Tripodenrollenachse. Vorzugsweise weist der Außenring in einem Längsschnitt entlang der Tripodenrollenachse eine ballige und/oder kugelsegmentartige Außenseite auf. Der Innenring und der Außenring sind jeweils als ein Laufring ausgebildet. Die Laufringe sind bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahl, gefertigt. Innenring und Außenring können aus gleichen oder aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt sein, beispielsweise mit unterschiedlichen induktiven oder elektrischen Eigenschaften.
Zwischen den Laufringen, insbesondere zwischen dem Innenring und dem Außenring, im Speziellen zwischen der Innenlaufbahn und der Außenlaufbahn ist ein Wälzkörperraum ausgebildet. Der Wälzkörperraum bildet insbesondere einen Ringspalt.
Die Tripodenrolle weist eine Mehrzahl von Wälzkörpern auf, wobei die Wälzkörper in dem Wälzkörperraum angeordnet sind. Insbesondere sind die Wälzkörper als Rollen oder Tonnen, im Speziellen als Nadeln ausgebildet. Über die Wälzkörper können sich Innenlaufbahn und Außenlaufbahn und/oder Innenring und Außenring relativ zueinander bewegen. Insbesondere sind die Laufringe über die Wälzkörper zueinander gelagert. Insbesondere werden mittels der Laufringe die Wälzkörper verliersicher im Wälzkörperraum gehalten.
Die Tripodenrolle weist einen ersten und einen zweiten Bord auf. Die Borde begrenzen den Wälzkörperraum in axialer Richtung zu der Tripodenrollenachse. Alternativ oder ergänzend ausgedrückt bilden die Borde einen axialen Anlauf für die Wälzkörper. Jeder der Borde definiert einen Borddurchmesser. In Abhängigkeit der konkreten Ausgestaltung können die Borddurchmesser als Außendurchmesser oder als Innendurchmesser ausgebildet sein.
Es ist vorgesehen, dass die Borde an dem Bordring einstückig angeformt sind, so dass der Bordring in einem Längsschnitt im Profil U-förmig ausgebildet ist. Ferner ist vorgesehen, dass der Laufbahndurchmesser des Anlaufrings mit beiden Borddurchmesser mindestens in Form einer Übermaßpassung überlappt. Somit wird der Anlaufring zwischen den Borden in Bezug auf eine axiale Richtung zu der Tripodenrollenachse formschlüssig und/oder verliersicher gehalten. Alternativ oder ergänzend bilden die Borde einen axialen Anlauf für den Anlaufring in beide axiale Richtungen. Beide Borde sind einem der Laufringe zugeordnet, wobei dieser Laufring einen Bordring und der andere Laufring einen Anlaufring bildet. Die Laufbahn für die Wälzkörper von dem Anlaufring definiert einen Laufbahndurchmesser.
Der erste Borddurchmesser ist ungleich dem zweiten Bordurchmesser. Beispielsweise ist der erst Borddurchmesser kleiner oder größer als der zweite Borddurchmesser. Insbesondere bilden die Borde einen radialen Überstand über die Laufbahn, wobei die Überstände eine Überstandshöhen aufweisen, wobei die Überstandshöhen der beiden Borde unterschiedlich groß ausgebildet. Die Borde bilden insbesondere Schludern des Außenrings.
Im Rahmen des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Laufringe ineinander montiert werden, wobei der Außenring während des Montagevorgangs auf eine Temperatur von mindestens 100 Grad Celsius erwärmt ist. Vorzugsweise ist der Außenring während des Montagevorgangs auf mindestens 150 Grad Celsius und im Speziellen auf mindestens 250 Grad Celsius erwärmt. Insbesondere wird der Außenring auf eine Mindesttemperatur erwärmt, wobei die Mindesttemperatur so bestimmt ist, dass die Laufringe bei der Montage kollisionsfrei oder zumindest zerstörungsfrei ineinander montiert werden können. Das eigentliche und/oder aktive Erwärmen erfolgt vorzugsweise vor der Montage, alternativ und/oder ergänzend erfolgt es während der Montage. Die Montage erfolgt bevorzugt durch ein axiales Ineinanderschieben der Laufringe. Die Wälzkörper werden vor dem Montieren in den oder die Laufringe eingelegt.
Optional ist es vorgesehen, dass der erste Bord einen Überstand mit Überstandshöhe BH1 und der zweite Bord einen Überstand mit Überstandshöhe BH2 über die Laufbahn. Beispielsweise ist der Überstand ein quaderförmiger Überstand. Der Überstand und/oder die Borde können eckig ausgebildet sein oder Abschrägungen oder Abrundungen aufweisen. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Verhältnis der Überstandshöhe BH1 zur Überstandshöhe BH2 kleiner ist als 0,6. Vorzugsweise ist das Verhältnis der Überstandshöhe BH1 zur Überstandshöhe BH2 kleiner als 0,5 und im Speziellen kleiner als 0,3. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zu Grunde, eine Tripodenrolle bereitzustellen die mit dem Verfahren besonders einfach montierbar ist, indem eine Überstandshöhe und damit ein Borddurchmesser kleiner ist und gleichzeitig die Tripodenrolle besonders belastbar und stabil ist, indem der Bord mit der größeren Überstandshöhe mehr Kraft, beispielsweise vom Laufring und/oder den Wälzkörpern aufnehmen kann.
Besonders bevorzugt weist der erste Bord einen Überstand mit Überstandshöhe BH1 und der zweite Bord einen Überstand mit Überstandshöhe BH2 über die Laufbahn auf und die Wälzkörper weißen eine Wälzkörperdicke DW auf. Vorzugsweise ist die kleinere der beiden Überstandshöhen BH1 und BH2 größer als die Wälzkörperdicke DW. Im Speziellen kleinere der beiden Überstandshöhen BH1 und BH2 größer als das 1 ,1 -fache der Wälzkörperdicke DW und vorzugsweise größer als das 1 ,2-fache der Wälzkörperdicke DW. Insbesondere ist die kleinere der beiden Überstandshöhen BH1 und BH2 kleiner als die 1 ,6-fache Wälzköperdicke DW, vorzugsweise kleiner als die1 ,4-fache Wälzköperdicke DW und im Speziellen kleiner als die 1 ,3-fache Wälzkörperdicke DW.
Der Anlaufring weist eine Anlaufringdicke DA auf. Die Anlaufringdicke ist dabei insbesondere als die Ringdicke in radiale Richtung definiert. Mittels der Überstandshöhen BH1 und BH2 der Borde kann eine Bordhöhendifferenz definiert werden, wobei die Bordhöhendifferenz insbesondere der Betrag der Differenz zwischen Überstandshöhe BH1 und Überstandshöhe BH2 ist.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Bordhöhendifferenz größer als das 0,2- fache der Anlaufringdicke, vorzugsweise größer als das 0,4 fache der Anlaufringdicke und im Speziellen größer als das 0,5-fache der Anlaufringdicke. Ferner ist die Bordhöhendifferenz insbesondere kleiner als die Anlaufringdicke, vorzugsweise kleiner als das 0,8-fache der Anlaufringdicke und im Speziellen kleiner das 0,6-fache der Anlaufringdicke.
Vorzugsweise erfolgt die Erwärmung des Außenrings mit einer Wärmequelle, wobei die Erwärmung insbesondere kontaktlos erfolgt. Kontaktlos meint in diesem Zusammenhang, dass kein mechanischer Kontakt zwischen Wärmequelle und Außenring während der Erwärmung vorliegt. Die Wärmeübertragung kann beispielsweise mittels elektromagnetischer Wellen oder über ein gasförmiges Medium erfolgen. Alternativ ist auch eine Erwärmung des Außenrings in einem Medienbad möglich, beispielsweise in einem Wasserbad, wobei die Montage von Innenring und Außenring außerhalb des Medienbads erfolgt.
Besonders bevorzugt ist es, dass die Erwärmung des Außenrings mittels Induktion erfolgt. Die Induktive Erwärmung erfolgt insbesondere medienfrei. Bei dem induktiven Erwärmen ist der Außenring insbesondere elektrisch leitfähig, wobei der Außenring basierend auf erzeugten Wirbelstromverlusten erwärmt wird. Mittels der induktiven Erwärmung wird vorzugsweise eine Leistung von mehr als 102 Watt pro Quadratzentimeter übertragen und im Speziellen eine Leistung von mehr als 5000 Watt pro Quadratzentimeter übertragen. Das induktive Erwärmen erfolgt insbesondere mittels eines magnetischen Wechselfeldes, wobei das Wechselfeld eine Wechselfrequenz aufweist. Die Wechselfrezenz ist vorzugsweise niederfrequent, beispielsweise zwischen 50 und 300 Hertz, alternativ ein mittelfrequent, beispielsweise zwischen 300 Hertz und 100 Kilohertz, oder hochfrequent, beispielsweise größer als 100 Kilohertz. Das Wechselfeld weist insbesondere eine Eindringtiefe auf, wobei die Eindringtiefe vorzugsweise größer ist als ein Millimeter und im Speziellen größer ist als 5 Millimeter.
Optional ist es vorgesehen, dass das der Außenring mittels Wärmestrahlung erwärmt wird. Insbesondere wird der Außenring mittels IR-Strahlung erwärmt. Im Speziellen kann der Außenring mit einem Punktstrahler, beispielsweise mit einem IR- Punktstrahler erwärmt werden. Alternativ und/oder ergänzend erfolgt die Erwärmung mit einem Laser, beispielsweise einem CO2-Laser, oder einem Elektronenstrahl.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass der Innenring bei der Montage Raumtemperatur aufweist. Als Raumtemperatur wird insbesondere die Umgebungstemperatur verstanden und im Speziellen eine Temperatur zwischen 10 und 30 Grad Celsius. Innenring und Außenring weisen insbesondere einen Temperaturunterschied dadurch auf, dass der Innenring Raumtemperatur aufweist und der Außenring auf über 100 Grad Celsius erwärmt ist.
Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Innenring des während des Montageschritts abgekühlt ist. Der Innenring ist insbesondere auf unter fünf Grad Celsius, vorzugsweise auf unter Null Grad Celsius und im Speziellen auf unter 100 Grad Celsius abgekühlt. Das eigentliche Abkühlen kann vor und/oder während des Montageschritts erfolgen. Das Abkühlen kann ein Konatkabkühlen, ein Abkühlen in einem flüssigen oder gasförmigen Medium und im Speziellen ein Abkühlen mit flüssigem Stickstoff bilden. Durch das Abkühlen wird ein Temperaturunterschied zwischen Innenring und Außenring verbessert, wobei der Temperaturunterschied insbesondere mehr als 100 Grad Celsius beträgt, vorzugsweise mehr als 150 Grad Celsius. Mit diesem Temperaturunterschied wird sichergestellt, dass die Konturänderung von mindestens einem der Laufringe ausreichend ist, so dass die Montage erfolgen kann.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung wird durch eine Tripodenrolle gebildet, wobei diese den Innenring und den Außenring sowie die Mehrzahl von Wälzkörpern aufweist, insbesondere wie diese zuvor beschrieben wurden. Ferner weist die Tripodenrolle die Borde auf, wie diese ebenfalls zuvor beschrieben wurden. Das Verhältnis zwischen dem Laufbahndurchmesser und den beiden Borddurchmessern ist ebenfalls wie zuvor beschrieben ausgebildet.
Bei einer bevorzugten Konkretisierung der Erfindung ist der Unterschied zwischen dem Laufbahndurchmesser und den Borddurchmessern so gewählt, dass die Laufringe ineinander montiert sind, wenn der Außenring auf einen Temperatur von mindestens 100 Grad Celsius erwärmt ist. Konstruktiv betrachtet ist die Tripodenrolle so ausgeführt, dass bei Erwärmung des Außenrings auf eine Montagetemperatur, die Laufringe ineinander montiert werden können, wobei die Montagetemperatur mindestens 100 Grad beträgt.
Die beiden Borde weißen unterschiedliche Bordurchmesser BH1 und BH2 auf. Bei einer bevorzugten Konkretisierung der Erfindung ist der Bordring als der Außenring und/oder der Anlaufring als der Innenring ausgebildet. Somit sind die Borde radial nach innen zu der Tripodenrollenachse geöffnet. Der Anlaufring als Innenring ist zwischen den Borden angeordnet und läuft axial an diese an. Der freie Innendurchmesser von den Borden bildet jeweils den Borddurchmesser. Die Innenlaufbahn des als Innenring ausgebildeten Anlaufrings bildet den Laufbahndurchmesser. Der freie Innendurchmesser von den Borden ist kleiner ausgebildet als der Laufbahndurchmesser von dem Anlaufring.
Der Anlaufring weist zumindest auf der axialen Seite, über die der Anlaufring in den Bordring eingeschoben wird, als maximalen Durchmesser den Laufbahndurchmesser auf. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Anlaufring, insbesondere Innenring, bordfrei ausgebildet ist. Im Speziellen wird der maximale Durchmesser des Anlaufrings, insbesondere Innenrings, durch den Laufbahndurchmesser definiert. Es ist vorgesehen, dass der Anlaufring, insbesondere der Innenring, mit den axialen Seitenflächen an beide Borde im Betrieb anläuft oder anlaufen kann. Die Tripodenrolle ist insbesondere Schnappringrei ausgebildet und/oder weißt keinen Schnappring auf. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Gleichlaufgelenk, welches mindestens eine Tripodenrolle aufweist, wie diese zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Das Gleichlaufgelenk weist als einen Gelenkpartner einen Tripodenstern auf, welcher drei in radialer Richtung zu dem Gelenkpartner ausgerichtete Zapfen aufweist, auf den jeweils eine Tripodenrolle angeordnet ist, wie diese zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Der andere Gelenkpartner ist dagegen als eine Glocke ausgebildet, welche drei längliche Aussparungen aufweist, in die die Tripodenrollen eingefahren werden. Insbesondere ist das Gleichlaufgelenk ausgebildet, wie dies zuvor beschrieben wurde.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:
Figur 1 Gleichlaufgelenks als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Darstellung;
Figuren 2 a - d eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Montage der Tripodenrolle für das Gleichlaufgelenk in der Figur 1 ;
Figuren 3 a - d eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Montage der Tripodenrolle für das Gleichlaufgelenk in der Figur 1.
In einer stark schematisierten Darstellung zeigt Figur 1 ein Gleichlaufgelenk 1 für ein Fahrzeug 2, welches nur als ein Block dargestellt ist, als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Zwischen einem Getriebeausgang 3, insbesondere eines Differentialgetriebes, und einer Zwischenwelle 4, insbesondere einer Radantriebswelle oder einer Gelenkwelle, ist das Gleichlaufgelenk 1 im Antriebsstrang angeordnet. Der Getriebeausgang 3 definiert eine Ausgangsachse 5, die Zwischenwelle 4 definiert eine Wellenachse 6. Das Gleichlaufgelenk 1 ist ausgebildet, eine Drehung und damit ein Antriebsdrehmoment von dem Ausgang 3 auf die Zwischenwelle 4 zu übertragen und zugleich eine Schwenkung oder Winkeländerung zwischen der Ausgangsachse 5 und der Wellenachse 6 zu ermöglichen, wie dies beispielsweise bei einem Einfedern des an der Zwischenwelle 4 angeschlossenen, angetriebenen Rads erfolgen kann. Die Zwischenwelle 4 weist einen Wellenstumpfabschnitt 7 auf, auf denen eine Mehrzahl von Zapfen 8, in diesem Ausführungsbeispiel drei Zapfen 8, angeordnet sind, welche sich radial zu der Wellenachse 6 erstrecken. Die Zapfen 8 sind in Umlaufrichtung um die Wellenachse 6 regelmäßig angeordnet, sodass diese einen Tripodenstern 11 bilden. In der Figur 1 ist nur einer der Zapfen 8 grafisch dargestellt. Auf den Zapfen 8 ist jeweils eine Tripodenrolle 9 angeordnet, welche eine Tripodenrollenachse T als Rotationsachse aufweist, die radial zu der Wellenachse 6 angeordnet ist.
Das Gleichlaufgelenk 1 weist einen Glockenabschnitt 10 auf, welcher drehfest mit dem Ausgang 3 gekoppelt ist und welcher Laufbahnen für die Tripodenrollen 9 bereitstellt.
Der Glockenabschnitt 10 ist hier drehfest mit dem Ausgang 3 gekoppelt ist und der Wellenstumpfabschnitt 7 drehfest mit der Zwischenwelle 4 gekoppelt. Alternativ ist es bei anderen Ausführungsbeispielen auch möglich, dass der Wellenstumpfabschnitt 7 mit dem Ausgang 3 drehfest gekoppelt ist und der Glockenabschnitt 10 mit der Zwischenwelle 4 gekoppelt ist. Ferner ist es möglich, dass der Glockenabschnitt 10 umlaufend geschlossen ausgebildet ist oder freie Bereiche aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel für das Verfahren zur Montage der Tripodenrolle 9, wie diese in dem Gleichlaufgelenk 1 in der Figur 1 Verwendung findet, ist in den Figuren 2a, 2b, 2c und 2d gezeigt. In den Figuren ist jeweils ein Längsschnitt der Tripodenrolle 9 gezeigt.
In den Figuren 2a bis 2d ist die Tripodenrolle 9 zu jeweils unterschiedlichen Stadien des Verfahrens, also der Herstellung der Tripodenrolle 9 gezeigt. Die Figur 2a zeigt die Tripodenrolle 9 in einem demontierten Zustand, die Figur 2b zeigt die Tripodenrolle 9 während dem Montagevorgang, die Figur 2c zeigt die Tripodenrolle 9 nach dem Montagevorgang bei einem Temperaturangleich und die Figur 2d zeigt die Tripodenrolle 9 in einem montierten Zustand.
Die Tripodenrolle 9 weist einen Innenring 12 und einen Außenring 13 auf, welche koaxial und konzentrisch zueinander angeordnet sind und als Drehachse die Tripodenrollenachse T haben. Innenring 12 und Außenring 13 können vereinheitlicht als Laufringe bezeichnet werden.
Der Außenring 13 ist an seiner radialen Außenseite teilkreisförmig, kreissegmentförmig und/oder ballig ausgebildet. Der Außenring 13 weist einen ersten und einen zweiten Bord 16, 17 auf, wobei sich die Borde 16, 17 radial nach innen erstrecken. Die Borde 16, 17 sind in dem Längsschnitt rechteckig ausgebildet. Der erste Bord 16 definiert durch seinen freien Öffnungsquerschnitt einen ersten Borddurchmesser BD1 , der zweite Bord 17 definiert durch seinen freien Öffnungsquerschnitt einen zweiten Borddurchmesser BD2. Die beiden Borddurchmesser definieren jeweils einen Überstandshöhe BH1 bzw. BH2. Die Überstandshöhen BH1 , BH2 sind dabei die Höhe des Bordes 16, 17 gemessen von der Laufbahn aus. Die Bordhöhen BH1 , BH2 sowie die Borddurchmesser BD1 , BD2 sind unterschiedlich groß ausgebildet.
Die Borde 16, 17 sind in dem Außenring 13 einstückig ausgebildet und/oder aus einem gemeinsamen Grundmaterial ungetrennt hergestellt. In dem gezeigten Längsschnitt sind die Borde 16, 17 radial nach innen zu der Tripodenrollenachse T gerichtet. Der Außenring 13 ist damit als ein Bordring ausgebildet.
Zwischen dem Innenring 12 und dem Außenring 13 sind eine Mehrzahl von Wälzkörpern 14 angeordnet, wobei die Wälzkörper 14 als Rollen, insbesondere Zylinderrollen oder Nadeln ausgebildet sind. Die Wälzkörper 14 weißen in radiale Richtung eine Wälzkörperdicke DA auf. Die Wälzkörper 14 sind zwischen dem Innenring und dem Außenring 12, 13 in einem Wälzkörperraum 15 angeordnet, wobei der Wälzkörperraum 15 in radialer Richtung einerseits durch eine Innenlaufbahn 18 und andererseits durch eine Außenlaufbahn 19 begrenzt ist. In axialer Richtung ist der Wälzkörperraum 15 durch die Borde 16, 17 begrenzt, welche einen Anlauf für die Wälzkörper 14 bilden. Der Innenring mit der Innenlaufbahn 18 weist in radialer Richtung eine Anlaufringdicke DA auf.
Der Innenring 12 weist als maximalen Außendurchmesser die Innenlaufbahn 18 auf. Insbesondere ist der Innenring 12 in dem gezeigten Längsschnitt rechteckig ausgebildet. Die Innenlaufbahn 18 definiert einen Laufbahndurchmesser LD von dem Innenring 12.
In den Figuren 2a und 2d ist die Tripodenrolle 9 in einem einheitlichen Temperaturzustand mit der Temperatur T1 dargestellt. Bei der Temperatur T1 kann sich beispielsweise um eine Raumtemperatur von 20 °C handeln. Zu unterstreichen ist insbesondere, dass der Innenring 12 und der Außenring 13 die gleiche Temperatur T1 aufweisen. In diesem Temperaturzustand ist sind die Borddurchmesser BD1 , BD2 kleiner als der Laufbahndurchmesser LB. Diese konstruktive Verhältnisse kann auch als Übermaßpassung oder mindestens als Übermaßpassung bezeichnet werden.
Aus der Figur 2d ergibt sich, dass der Innenring 12 durch die Borde 16,17 in axialer Richtung verliersicher und/oder formschlüssig gehalten ist. Der Innenring 12 ist dadurch als ein Anlaufring ausgebildet. Aus der Figur 2a ergibt sich, dass der Innenring 12 aufgrund der Übermaßpassung nicht in den Außenring 13 geschoben werden kann. Aus der Figur 2d ergibt sich, dass die Tripodenrolle 9 nicht demontierbar ist.
Die Montage wird dadurch ermöglicht, dass der Außenring 13 auf eine Erwärmungstemperatur T2 erwärmt wird, wobei die Erwärmugnstemperatur T2 mindestens 100 Grad Celsius beträgt. Der Innenring 12 wird auf der Temperatur T1 gehalten. Zwischen dem Innenring und dem Außenring 13, 12 herrscht so ein Temperaturunterschied während des Montagevorgangs. Der Außenring 13 dehnt sich aufgrund der Erwärmung aus. Durch die Ausdehnung des Außenrings 13 kann der Innenring 13 montiert werden. Das entsprechende Verfahren ist durch die Figuren 2b und 2c visualisiert. Durch das Erwärmen des Außenrings 13 auf die Temperatur T2 vergrößert sich dieser, so dass der Laufbahndurchmesser LD kleiner als mindestens einer der beiden Borddurchmesser BD1 bzw. BD2 ist. Insbesondere ist die Temperatur T2 so gewählt, dass bei der Temperatur T2 der Laufbahndurchmesser LD kleiner ist als größerer der beiden Borddurchmesser BD2 und größer ist als der kleinere der beiden Borddurchmesser BD1 In diesem Zustand kann der Innenring 12 in den Außenring 13 eingeschoben werden. In dem montierten Zustand wie dieser in der Figur 2c dargestellt ist wird der Außenring 13 wieder abgekühlt, so dass es einen Übergang von der Temperatur T2 auf die Temperatur T1 gibt. Durch das Abkühlen zieht sich der Außenring 13 wieder zusammen, so dass dieser schließlich seine ursprüngliche Größe erreicht und die Borde 16, 17 formschlüssig den Innenring fassen.
In den Figuren 3a - d ist ein Verfahren zur Montage der Tripodenrolle 9 aus Figur 1 in einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt. Zusätzlich zur den bezüglich der Figur 2 beschriebenen Schritten wird der Innenring 12 abgekühlt. Der Innenring 12 wird auf eine Temperatur T3 abgekühlt, wobei die Temperatur T3 kleiner oder gleich Null Grad Celsius ist. Insbesondere kann der Innenring mit Flüssigstickstoff oder Trockeneis gekühlt werden. Durch das Abkühlen des Innenrings zieht sich dieser zusammen und verkleinert sich. So verkleinert sich insbesondere der Laufbahndurchmesser LD, so dass der Innenring 12 im Außenring montiert werden kann. Nach dem Montageschritt wird der Innenring 12 wieder auf die Temperatur T1 erwärmt, wobei er sich ausdehnt und formschlüssig von den Borden 16, 17 gehalten wird. Bezuqszeichenliste
1 Gleichlaufgelenk
Fahrzeug
Getriebeausgang
Zwischenwelle
Ausgangsachse
Wellenachse
Wellenstumpfabschnitt
Zapfen
Tripodenrolle
10 Gelenkglocke
1 1 Tripodenstern
12 Innenring
13 Außenring
14 Wälzkörper
15 Wälzkörperraum
16 erster Bord
17 zweiter Bord
18 Innenlaufbahn
19 Außenlaufbahn
T1 Erste Temperatur
T2 Zweite Temperatur
T1 Dritte Temperatur
LD Laufbahndurchmesser
BD1 , BD2 Borddurchmesser
BH1 , BH2 Überstandshöhe
DW Wälzkörperdicke
DA Anlaufringdicke

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Montage einer Tripodenrolle (9), wobei die Tripodenrolle (9) aufweist: einen Innenring (12) und einen Außenring (13), wobei der Innenring (12) und der Außenring (13) als Laufringe ausgebildet sind, eine Mehrzahl von Wälzkörpern (14), wobei die Wälzkörper (14) in einem Wälzkörperraum (15) zwischen den Laufringen angeordnet sind, einen ersten und einen zweiten Bord (16,17), wobei die Borde (16,17) den Wälzkörperraum (15) axial begrenzen und/oder einen axialen Anlauf für die Wälzkörper (14) bilden, wobei die Borde (16,17) jeweils einen Borddurchmesser (BD1 , BD2) definieren, wobei die Borde (16,17) einem der Laufringe zugeordnet sind, so dass dieser Laufring einen Bordring und der andere Laufring einen Anlaufring bildet, wobei eine Laufbahn für die Wälzkörper (14) von dem Anlaufring einen Laufbahndurchmesser (LD) definiert, wobei die Borde (16,17) an dem Bordring einstückig angeformt sind und wobei der Laufbahndurchmesser (LD) mit beiden Borddurchmessern (BD1 , BD2) mindestens in Form einer Übermaßpassung überlappt und/oder wobei der Anlaufring (13) zwischen den Borden (16,17) in axialer Richtung verliersicher gehalten ist, wobei der erste Borddurchmesser (BD1 ) ungleich dem zweiten Borddurchmesser (BD2) ist, wobei bei dem Verfahren die Laufringe (12,13) ineinander montiert werden, wobei der Außenring (13) während des Montagevorgangs auf mindestens 100 Grad Celsius erwärmt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bord (16) einen Überstand mit Überstandshöhe (BH1 ) und der zweite Bord (17) einen Überstand mit Überstandshöhe (BH2) über die Laufbahn bildet, wobei das Verhältnis der Überstandshöhe (BH1 ) zur Überstandshöhe (BH2) kleiner ist als 0,6.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bord (16) einen Überstand mit Überstandshöhe (BH1 ) der zweite Bord (17) einen Überstand mit Überstandshöhe (BH2) über die Laufbahn bildet, wobei die Wälzkörper (12) eine Wälzkörperdicke (DW) aufweisen, wobei die kleinere der Überstandshöhen (BH1 , BH2) größer ist als die Wälzkörperdicke (DW) ist und kleiner ist als die 1 ,4- fache Wälzköperdicke (DW).
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dass der erste Bord (16) einen Überstand mit Überstandshöhe (BH1 ) und der zweite Bord (17) einen Überstand mit Überstandshöhe (BH2) über die Laufbahn bildet, wobei der Anlaufring eine Anlaufringdicke (DA) aufweist, wobei der Betrag der Differenz zwischen den Überstandshöhen (BH1 , BH2) größer ist als das 0,2-fache der Anlaufringdicke (DA) und kleiner ist als das 0,8-fache der Anlaufringdicke (DA).
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (13) kontaktlos mit einer Wärmequelle erwärmt wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (13) mittels Induktion erwärmt wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (12) während des Montagerings auf unter 5 Grad Celsius abgekühlt ist.
8. Tripodenrolle (9), vorzugsweise montiert nach dem Verfahren der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Innenring (12) und mit einem Außenring (13), wobei der Innenring (12) und der Außenring (13) als Laufringe ausgebildet sind und mit einer Mehrzahl von Wälzkörpern (14), wobei die Wälzkörper (14) in einem Wälzkörperraum (15) zwischen den Laufringen angeordnet sind, mit einem ersten und einem zweiten Bord (16,17), wobei die Borde (16,17) den Wälzkörperraum (15) axial begrenzen und/oder einen axialen Anlauf für die Wälzkörper (14) bilden, wobei die Borde (16,17) jeweils einen Borddurchmesser (BD1 , BD2) definieren, wobei die Borde (16,17) einem der Laufringe zugeordnet sind, so dass dieser Laufring einen Bordring und der andere Laufring einen Anlaufring bildet, wobei die Laufbahn des Anlaufrings einen Laufbahndurchmesser (LD) definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Borde (16,17) an dem Bordring einstückig angeformt sind und dass der Laufbahndurchmesser (LD) mit beiden Borddurchmessern (BD1 , BD2) mindestens in Form einer Übermaßpassung überlappt und/oder der Laufring zwischen den Borden (16,17) in axialer Richtung verliersicher gehalten ist, wobei der erste Borddurchmesser (BD1 ) ungleich dem zweiten Borddurchmesser ist (BD2), wobei der Unterschied zwischen dem Laufbahndurchmesser (LD) und den Borddurchmessern (BD1 , BD2) so gewählt ist, dass die Laufringe montierbar sind, wenn der Außenring (13) auf über 100 Grad Celsius erwärmt ist.
9. Tripodenrolle (9) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bordring als der Außenring (13) und/oder der Anlaufring als der Innenring (12) ausgebildet ist.
10. Gleichlaufgelenk (1 ), gekennzeichnet durch mindestens eine Tripodenrolle (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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