DD298539A5

DD298539A5 - Tripodegelenk

Info

Publication number: DD298539A5
Application number: DD90344366A
Authority: DD
Inventors: Hans-Heinrich Welschof
Original assignee: Loehr U. Bromkamp Gmbh,De
Priority date: 1989-11-03
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1992-02-27
Also published as: US5199925A; JPH081219B2; GB9023777D0; DE3936600A1; FR2654169A1; DE3936600C2; DD298537A5; GB2237618A; GB2237618B; JPH03172622A; FR2654169B1; DD298538A5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tripodegelenk mit axial gegeneinander verschiebbaren Gelenkteilen, das ein huelsenfoermiges Gelenkauszenteil (1) mit drei achsparallelen Ausnehmungen (2) mit sich im Umfangssinn gegenueberliegenden Bahnpaaren (3, 4) und ein im Querschnitt dreisternfoermiges Gelenkinnenteil (5) mit in die Ausnehmungen (2) eingreifenden Zapfenteilen (6) sowie in einem auf den Zapfenteilen winkelbeweglich angeordneten Schwenkkopf (8) gehaltene Waelzkoerper (11, 12) aufweist, die jweils zu mehreren in untereinander linearer Anordnung mit den Bahnen (3, 4) des Gelenkauszenteils (1) unmittelbar in Kontakt sind, wobei die Waelzkoerper (11, 12) in formangepaszten Fuehrungsrillen (13, 14) in den Bahnen (3, 4) gefuehrt sind, die den Schwenkkopf (8) winkeltreu und radial unverschieblich im Gelenkauszenteil (1) halten, und wobei der Schwenkkopf (8) auf den Zapfenteilen (6) radial verlagerbar gefuehrt ist. Figur{Tripodegelenk, verschiebbar; Gelenkteil, achsparallel, huelsenfoermig; Gelenkauszenteil; Gelenkinnenteil, winkelbeweglich; Zapfenteil; Fuehrungsrillen; Schwenkkopf, winkeltreu}

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Tripodegelenk mit axial gegeneinander verschiebbaren Gelenkteilen, das ein hülsenförmiges Gelenkaußenteil mit drei achsparallelen Ausnehmungen mit sich im Umfangssinn gegenüberliegenden Bahnpaaren und ein im Querschnitt dreisternförmiges Gelenkinnenteil mit in die Ausnehmungen eingreifenden Zapfenteilen sowie in einem auf den Zapfenteilen winkelbeweglich angeordneten Schwenkkopf gehaltene Wälzkörper aufweist, die jeweils zu mehreren in untereinander linearer Anordnung mit den Bahnen des Gelenkaußenteils unmittelbar in Kontakt sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Tripodegelenke, bei denen auf den Zapfen ringförmige Rollen laufen, die unmittelbar auf den Bahnen abwälzen, sind bekannt. Zur Reduzierung der Reibung zwischen Rollen und Zapfen sind bereits Nadellagerungen vorgesehen. Bei Schiebegelenken, in denen die Bahnen dabei axial verlaufen, ergeben sich bei Drehung des Gelenks unter Abwinkelung gemischte Gleit- und Wälzbewegungen der Rollen in den Bahnen sowie radiale Bewegungen der Nadellager auf den Zapfen, deren Resultierende an allen drei Zapfen zu Axialanregungen aus dem Gelenk heraus führen. Es sind weiterhin Triplangelenke bekannt, bei denen in Axialkäfigen gehaltene Wälzkörper sich über Zwischenstücke an den Radialzapfer, die außen kugelig sind, abstützen, wobei die

Käfige in den Bahnen parallel geführt sind. Auch hierbei finden bei Drehung des Gelenks unter Abwinkelung kombinierte Wälz- und Gleitbewegungen zwischen den Wälzkörpern und den Zwischenstücken statt, die die oben bereits geschilderten Nachteile ebenfalls zeigen.

Aus dor US 4768990 ist &in Gelenk der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Zapfen außen kugelig ausgeführt sind und einen Schwenkkörper winkelbeweglich halten, an dem sich auf den Bahnen abwälzende Nadeln abstützen. Zur Halterung der Nadeln ist ein den Schwenkkörper umgebender Blechkäfig vorgesehen. Auch hierbei findet die Radialbewegung des Schwenkkörpers gegenüber den Bahnen des Gelenkaußenteils in Form einer gleitenden Bewegung der Nadeln gegenüber den Bahnen statt. Die Bauweise ist außerordentlich kompliziert.

Aufgabe der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tripodegelenk der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das bei kostengünstiger Fertigung eine Verbesserung in bezug auf die Schwingungsanregung bei abgewinkelt laufendem Drehgelenk bietet.

Wesen der Erfindung

Die Lösung hierfür besteht darin, daß die Wälzkörper in formangepaßten Führungsrillen in den Bahnen geführt sind, die den Schwenkkopf radial unverschieblich im Gelenkaußenteil halten und daß der Schwenkkopf auf den Zapfenteilen radial verlagerbar geführt ist. Hierdurch findet eine vollständige Trennung der rein abwälzenden Bewegung der Wälzkörper in den Bahnen einerseits und der rein radialen Schiebebewegung des Zapfens im Schvvenkkopf statt, die hinsichtlich der Toleranzen und Schmierverhältnisse optimiert werden kann.

Für die dabei gleichzeitig erforderliche Winkelbewegung zwischen Zapfen und Schwenkkopf sind verschiedene Möglichkeiten gegeben, wobei nach einer ersten Ausgestaltung die Zapfen zylindrisch sind und jeweils eino darauf radial verschiebliche außenkugelige Rolle tragen, die in eine innenkugelige Ausnehmung des Schwenkkopfs eingreift. Hierbei ist an beiden r^rührungsflächenpaarer., d.h. zwischen Zapfen und Rolle und zwischen Rolle und Schwenkkopf, jeweils eine großflächige Anlage gewährleistet, die zu niedriger Flächenpressung und optimierbaren Schmierverhältnissen führt. Nach einer zweiten Möglichkeit kann der Zapfen einen angeformten oder aufgepreßten Kugelkopf aufweisen, der in eine zylindrische Bohrung des Schwonkkopfs eingreift. Wesentlicher Vorteil ist eine Reduzierung der Bauteile, wobei durch die keilringähnlichen Schmierspalte ebenfalls eine gute Schmierung sichergestellt ist. Wesentlich für beide Ausgestaltungen ist es, daß die für die Axialanregung bedeutenden axialen Relativbewegungen zwischen Gelenkinnenteil und Gelenkaußenteil jeweils als reine Wälzbewegung mitteis der in Rillen geführten Wälzkörper dargestellt sind. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, daß die Zapfen jeweils ein walzenförmiges Kopfstück aufweisen, das erste Zylinderflächen mit tangential zum Gelenkumfang liegende Achse hat, die mit axial stirnseitigen FLchen einer radialen Rechtausnehmung im Schwenkkopf in Kontakt stehen, und das zweite Zylinderflächen mit achsparallel zur Gelenkachse liegenden Achsen hat, die in Kontakt mit den seitlichen Flächen der Rechtausnehmung stehen. Auch hierdurch ist eine Radialbewegung und gleichzeitig eine Schwenkbewegung um zwei Achsen zwischen Schwenkkopf und Zapfenende sichergestellt.

Die verwendeten Wälzkörper können als Kugeln oder Rollen ausgebildet sein, die auf jeder Seite des Schwenkkopff s jeweils in einer Linie angeordnet sind, so daß die Wälzkörper an jedem Zapfen insgesamt in einer Ebene liegen. Zur Reduzierung der spezifischen Lasten können die Wälzkörper auf jeder Seite des Schwenkkopfes in zwei paralellen Linien liegen, so daß sie bezogen auf ihre Mittelpunkte insgesamt an jedem Zapfen in zwei Ebenen liegen. Dies läßt eine Verkleinerung der Wälzkörper zu. In günstiger Ausgestaltung sind die Wälzkörper in geschlossenem Ring umlaufend um den jeweiligen Schwenkkörper geführt, wobei sie durch einen Blechkäfig oder Kunststoffkäfig gehalten werden können. In radialer Draufsicht ist dabei der Schwenkkopf jeweils quadratisch, rechteckig oder auch oval mit parallelen Flankenteilen im Bereich der Bahnen.

Ausführungsbeispiel

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1a: zeigt ein erfindungsgemäßes Gelenk mit Zylinderzapfen und außenkugeliger Rolle im radialen Teilschnitt, Fig. 1 b: zeigt ein Gelenk nach Fig. 1 a im tangentialen Längsschnitt durch einen Schwenkkopf, Fig. 2 c: zeigt einen Schwenkkopf mit Kugeln und Käfig nach Fig. 1 bim Längsschnitt, Fig. 2 a: zeigt ein erfindungsgemäßes Gelenk mit einem Kugelkopf im radialen Teilschnitt, Fig.2 b: zeigt ein Gelenk nach Fig. 2a im tangentialen Längsschnitt durch einen Schwenkkopf, Fig.3a: zeigt ein Gelenk mit einem walzenförmigen Kopfstück im radialen Teilschnitt, Fig. 3b: zeigt ein Gelenk nach Fig.3a im tangentialen Längsschnitt durch einen Schwenkkopf.

In den Figuren 1 a bis 1 c sind einander entsprechende Teile jeweils mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Es ist ein Gelenkaußenteil 1 mit einer von drei Ausnehmungen 2 gezeigt, in der im Umfangssinn gegenüberliegende Bahnen 3,4 erkennbar sind. Weiter ist ein Gelenkinnenteil 5 mit einem von drei radialen Zapfen 6 gezeigt, der in die Ausnehmung 2 des Gelenkaußenteils 1 hineinragt. Der Zapfen 6 hat außenzylindrische Form und trägt eine außen teilkugelige Rolle 7, dio radial auf dem Zapfen verschiebbar geführt ist. Die außenkugelige Rolle greift in einen innenkugeligen Schwenkkopf 8 ein, der

gegenüberliegende axiale Kugelbahnen 9,10 hat, die jeweils gemeinsam mit axialen Führungsrillen 13,14 in den Bahnen 3,4 als Kugeln ausgeführte Wälzkörper 11,12 halten. Wie in Fig. 1 b erkennbar, bilden die Bahnteile 9,10 mit axial stirnseitigen Bahnteilen 23,24 am im wesentlichen quadratischem Schwenkkopf 8 eine umlaufende Bahn. Wie in Fig. 1 c besonders deutlich erkennbar, führt ein den Schwenkkopf umgreifender Blechkäfig 15 die Kugeln im Bereich der stirnseitigen Bahnen 23,24. Im Schwenkkopf 8 i λ eine radiale Rechteckausnehmung 16 vorgesehen, über die die teilkugelige Rolle 7 in um 90° gedrehter Stellung in die innenkugelige Ausnehmung des Schwenkkopfes 8 eingeführt werden kann.

In Fig. 2 a und 2 b sind einander entsprechende Teile mit gleichen und im übrigen mit der Fig. 1 übereinstimmenden Ziffern belegt. Auch hier ist wiederum das Gelenkaußenteil 1 mit einer von drei Ausnehmungen 2 dargestellt, in der sich in Umfangsrichtung gegenüberliegende Bahnen 3,4 befinden. Ein im Teilschnitt dargestelltes Gelenkinnenteil 5 greift mit einem von drei radialen Zapfen 6 in die Ausnehmung 2 im Gelenkaußenieil ein. Der Zapfen 6 hat einen teilkugeligen Kopf 17, der abwinkelbar und radial verschiebbar in den mit einer innenzylindrischen Ausnehmung versehenen Schwenkkopf 8 unmittelbar eingreift. Dieser weist wiederum Bahnen 9,10 auf, in denen jeweils im Zusammenwirken mit Führungsrillen 13,14 in den Bahnen 3,4 in der Ausnehmung 2 des Gelenkaußenteils Kugeln 11,12 axial geführt sind.

Wie in Fig. 2b erkennbar, ist der Schwenkkopf 8 wiederum im wesentlichen in radialer Draufsicht rechteckig. Die Kugeln 11,12 bilden einen umlaufenden Ring um den Schwenkkopf. Die Bahnen 9,10 sind durch stirnseitige Bahnteile 23,24 ergänzt und die Kugeln werden stirnseitig in einem Käfig 15 gehalten, der im wesentlichen dem in Fig. 1 c entspricht. In den Figuren 3a und 3b sind im wesentlichen die gleichen Teile wie in den Figuren 2 a und 2 b unter gleicher Bezifferung dargestellt. In einem Gelenkaußenteil 1 ist eine von drei Ausnehmungen 2 erkennbar, in der sich gegenüberliegende Bahnen 3, 4 vorgesehen sind. Ein im Teilschnitt dargestelltes Gelenkinnenteil 5 weist einen von drei radialen Zapfen 6 auf, der ein Kopfteil 18 mit axial stirnseitigen Zylinderabschnittsflächen 20 und in Umfangsrichtung gelegenen Zylinderabschnittsflächen 19 aufweist. Das Kopfstück 18 greift in eine radiale Rechteckausnehmung 21 des Schwenkkopfes 8 ein. Kugeln 11,12 sind in Führungsrillen 13,14, in den Bahnen 3,4 und in Kugelbahnen 9,10 im Schwenkkopf 8 geführt.

Wie vorher sind die Bahnen 9,10 durch Bahnteile 23,24 ergänzt, so daß die Kugeln umlaufend um den Schwenkkopf 8 geführt sind, wobei ein Käfig 15, der wie in Fig. 1 c ausgeführt ist, die Kugeln hält. Das Kopfstück 18 ist in der Ausnehmung 21 um zwei Achsen schwenkbar.

Ergänzungsblatt zur Patentschrift DD 298

Ausschließungspatent

Erteilt gemäß § 17 Absatz 1 Patentgesetz der DDR vom 27.10.1983

in Übereinstimmung mit den entsprechenden Festlegungen im Einigungsvertiag

Int. C!.: F16 D 3/221

Veröffentlichungstag: 27. Februar 1992

Im Titelblatt der Patentschrift wird der Vertreter wie folgt geändert:

(74) Harwardt,G.,Dipl.-lng.;Neumann,E.,Dipl.-lng.;Müller-Wolff,T.,Dipl.-lng., Pat.-Anwälte; Jörg, C, Rechtsanwalt, 53721 Siegburg

Claims

1. Tripodegelenk mit axial gegeneinanderverschiebbaren Gelenkteilen, das ein hülsenförmiges Gelenkaußenteil (1) mit drei achsparallelen Ausnehmungen (2) mit sich im Umfangssinn gegenüberliegenden Bahnpaaren (3,4) und ein im Querschnitt dreisternförmiges Gelenkinnenteil (5) mit in die Ausnehmungen (2) eingreifenden Zapfenteilen (6) sowie in einem auf den Zapfenteilen winkelbeweglich angeordneten Schwenkkopf (8) gehaltene Wälzkörper (11,12) aufweist, die jeweils zu mehreren in untereinnnder linearer Anordnung mit den Bahnen (3,4) des Gelenkaußenteils (1) unmittelbar in Kontakt sind, dadurch gekennzeichnet, daß dit Wälzkörper (11, 12) in formangepaßten Führungsrillen (13, 14) in den Bahnen (3, 4) geführt sind, die den Schwenkkopf (8) winkeltreu und radial unverschieblich im Gelenkaußenteil (1) halten, und daß der Schwenkkopf (8) auf den Zapfenteilen (6) radial verlagerbar geführt ist.

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (11,12) Kugeln sind.

3. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper Rollen sind.

4. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei oder mehr parallele Führungsrillen in den Bahnen (3,4) vorgesehen sind, in denen Wälzkörper.- bezogen auf ihre Mittelpunkte - in zwei oder mehreren parallelen Ebenen geführt sind.

5. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (11,12) jeweils mittels eines insbesondere aus Blech oder Kunststoff gefertigten Käfigs (15) auf dem Schwenkkopf (8) verliersicher gehalten sind.

6. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkkopf (8) mit Käfig (15) und die Anordnung der darin gehaltenen Wälzkörper (11,12) in radialer Ansicht Rechteckform haben.

7. Gelenk nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (11,12) in geschlossener Ringanoronung um den Schwenkkörper (8) umlaufend vom Käfig (15) gehalten sind.

8. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (6) zylindrisch sind und jeweils eine darauf radial verschiebliche außenkugelige Rolle (7) tragen, die in eine innenkugelige Ausnehmung des Schwenkkopfs (8) eingreift. (Figur 1)

9. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (6) einen Kugelkopf (17) aufweisen, der in eine zylindrische Bohrung des Schwenkkopfs (8) eingreift. (Figur 2)

10. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (6) jeweils ein zumindest teilweise walzenförmiges Kopfstück (18) aufweisen, das erste Zylinderflächen (20) mit tangential zum Gelenkumfang liegender Achse hat, die mit axial stirnseitigen Flächen einer radialen Rechteckausnehmung (21) im Schwenkkopf (8) in Kontakt stehen, und das zweite Zylinderflächen (19) mit achsparallel zur Gelenkachse liegender Achse hat, die in Kontakt mit den seitlichen Flächen der Rechteckausnehmung (21) stehen.