Die Erfindung betrifft ein Tripodegelenk und ein Gelenkinnenteil eines Tripodegelenks, insbesondere ein Gelenkinnenteil des beschriebenen Tripodegelenks.

Ein Tripodegelenk umfasst regelmäßig zumindest ein Gelenkaußenteil mit einer ersten Drehachse und ein Gelenkinnenteil mit einer zweiten Drehachse. Das Gelenkinnenteil umfasst einen Zentralkörper mit drei angeformten Zapfen. Auf den Zapfen ist jeweils ein Rollenkörper angeordnet. Das Gelenkinnenteil ist insbesondere gegenüber dem Gelenkaußenteil entlang der ersten Drehachse verlagerbar. Weiter ist das Gelenkinnenteil gegenüber dem Gelenkaußenteil abbeugbar, d. h. die erste Drehachse und die zweite Drehachse können unter einem sogenannten Beugewinkel zueinander angeordnet werden.

Gelenke dieser Art sind z. B. bekannt aus der WO 2009/052857 A1. Das Gelenkaußenteil umfasst eine Längsachse (erste Drehachse) und einen entlang der Längsachse verlaufenden Hohlraum (Aufnahme) mit zumindest einem offenen Ende, wobei in dem Gelenkaußenteil drei parallel zur Längsachse verlaufende Ausnehmungen (Laufbahn) ausgebildet sind. Das Gelenkinnenteil umfasst eine (eigene) Längsachse (zweite Drehachse) sowie einen Zentralkörper, an dem drei Zapfen angeformt sind mit jeweils einer sich radial von der Längsachse erstreckender Zapfenachse. Auf jedem Zapfen ist ein Rollenkörper angeordnet. Jeder Rollenkörper ist in jeweils einer Ausnehmung des Gelenkaußenteils längsbeweglich aufgenommen. Der Rollenkörper kann über Lagerkörper (Wälzkörper) oder über einen zusätzlichen Innenring an dem Zapfen angeordnet sein. Insbesondere umfasst der Rollenkörper wenigstens einen Außenring und die Lagerkörper, ggf. zusätzlich einen Innenring, wobei dann zwischen Außenring und Innenring die Lagerkörper angeordnet sind.

Tripodegelenke werden von der Anmelderin z. B. unter der Bezeichnung AAR-Tripodgelenke seit Längerem hergestellt und vertrieben. Sie kommen insbesondere bei Seitenwellen von Kraftfahrzeugen zum Einsatz, die der Antriebsverbindung zwischen einem Differenzialgetriebe und den Antriebsrädern dienen. Hierbei werden üblicherweise auf der Radseite so genannte Gleichlaufkugelfestgelenke und am Differenzialgetriebe die hier angeführten AAR- Tripodegelenke als Verschiebegelenke verwendet. Die AAR-Tripodegelenke sind insbesondere für Beugewinkel der Größenordnung von 23 Grad bis 26 Grad (oder weniger) ausgelegt.

Der Zapfen kontaktiert die Lagerkörper bzw. den Innenring des Rollenkörpers über sogenannte Gleitflächen (Kontaktflächen), die insbesondere kugelsegmentartig ausgeführt sind. Diese Gleitflächen sind in einer Umfangsrichtung ausgerichtet, so dass eine Übertragung eines um die Längsachsen des Gelenks wirkenden Drehmoments über die Gleitflächen des Zapfens auf den Rollenkörper und von dem Rollenkörper auf die Ausnehmungen erfolgt (oder umgekehrt).

Bei einem Zugbetrieb eines Kraftfahrzeugs, wenn das Kraftfahrzeug also von einer Antriebseinheit angetrieben wird, kontaktiert der Zapfen mit einer der Gleitflächen den Rollenkörper und der Rollenkörper nur eine Seite der Ausnehmungen. Bei einem Schubbetrieb oder beim Segelbetrieb (Coasting) des Kraftfahrzeuges, wenn also ausgehend von dem Rad Antriebsdrehmomente eingeleitet werden und die Antriebseinheit weiter angebunden (Schubbetrieb) oder ausgekoppelt ist (Segelbetrieb), kontaktiert der Zapfen mit der anderen der Gleitflächen den Rollenkörper und der Rollenkörper nur die andere Seite der Ausnehmungen. Bei dem Schubbetrieb bzw. dem Segelbetrieb sind die Richtung der eingeleiteten Drehmomente und die Drehrichtung des Gelenks einander entgegengesetzt, bei dem Zugbetrieb sind sie gleichgerichtet.

Zum Erreichen besonders vorteilhafter Führungseigenschaften wird ein Versatz zwischen den ersten Teilkreisradien der Gleitflächen der Zapfen und den zweiten Teilkreisradien der Ausnehmungen vorgesehen.

Der Teilkreisradius der Zapfen ist der sogenannte wirksame Radius. Dieser wird bei einem gestreckten Gelenk definiert, d. h. die Längsachsen bzw. Drehachsen sind koaxial zueinander angeordnet. Der wirksame Radius definiert den Hebelarm der Kraftresultierenden bei Übertragung eines Drehmoments. Der Teilkreisradius der Zapfen ist also der Radius, ausgehend von der Längsachse des Gelenkinnenteils, auf dem z. B. die Mittelpunkte der kugelsegmentförmigen Gleitflächen des Zapfens bei gestrecktem Gelenk angeordnet sind. Der Teilkreisradius des Gelenkaußenteils bzw. der Ausnehmungen ist auch hier der sogenannte wirksame Radius, der bei einem gestreckten Gelenk definiert wird, d. h. die Längsachsen bzw. Drehachsen sind koaxial zueinander angeordnet. Der wirksame Radius definiert den Hebelarm der Kraftresultierenden bei Übertragung eines Drehmoments.

Die Definition des Teilkreisradius (auch als pitch circle radius - PCR bezeichnet) ist grundsätzlich bekannt, insbesondere auch für Tripodegelenke.

Der Versatz der Teilkreisradien ist also der Unterschied zwischen diesen Teilkreisradien.

Die Eigenschaften eines Tripodegelenks werden insbesondere auch durch einen sogenannten ACFG-Wert (Axial Cyclic Force Generation, vom Gelenk erzeugte unerwünschte Axialkräfte) definiert. Dieser Wert wird als quadratischer Mittelwert der Kraft, mit der Einheit Newton root mean square [Nrms], angegeben. Der Wert variiert in Abhängigkeit von dem Beugewinkel des Gelenks, wobei der Verlauf des Werts in Abhängigkeit von dem Beugewinkel für jedes Gelenk definiert bzw. bestimmt werden kann. Der Einsatzbereich des Gelenks wird damit durch einen maximalen Beugewinkel beschränkt, bei dem der ACFG-Wert einen noch als zulässig angesehenen Betrag nicht überschreitet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Tripodegelenk bzw. ein Gelenkinnenteil eines Tripodegelenks vorgeschlagen werden, das ein besonders vorteilhaftes Verhalten im Hinblick auf den ACFG-Wert aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgaben trägt ein Tripodegelenk mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Gelenkinnenteil mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 10 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden. Es wird ein Tripodegelenk (im Folgenden auch als Gelenk bezeichnet) vorgeschlagen, zumindest umfassend ein Gelenkaußenteil und ein Gelenkinnenteil sowie eine Mehrzahl von Rollenkörpern. Das Tripodegelenk ist insbesondere ein Verschiebegelenk, bei dem das Gelenkinnenteil entlang der ersten Drehachse gegenüber dem Gelenkaußenteil verschiebbar ist.

Das Gelenkaußenteil weist eine sich entlang einer ersten Drehachse erstreckenden Aufnahme für das Gelenkinnenteil sowie drei sich entlang der ersten Drehachse erstreckende und in einer Umfangsrichtung (gleichmäßig) verteilt angeordnete Laufbahnen auf.

Das Gelenkinnenteil weist einen sich entlang einer zweiten Drehachse erstreckenden Zentralkörper sowie drei, sich ausgehend vom Zentralkörper entlang einer radialen Richtung erstreckende, jeweils eine Zapfenachse aufweisende und in der Umfangsrichtung (gleichmäßig) verteilt angeordnete Zapfen auf.

Auf jedem Zapfen ist jeweils ein Rollenkörper angeordnet, der mit einer Innenumfangsfläche den Zapfen und mit einer Außenumfangsfläche die jeweilige Laufbahn kontaktiert. Jeder Zapfen weist Kontaktflächen zur Kontaktierung der Innenumfangsfläche auf, wobei eine erste Kontaktfläche zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung und eine zweite Kontaktfläche zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung orientiert ist. Wenn die Drehachsen koaxial zueinander angeordnet sind, weisen die ersten Kontaktflächen einen ersten Teilkreisradius, die zweiten Kontaktflächen einen zweiten Teilkreisradius und die Laufbahnen einen dritten Teilkreisradius auf, wobei zumindest der erste Teilkreisradius und der zweite Teilkreisradius voneinander unterschiedliche Werte aufweisen.

Die Außenumfangsfläche des Rollenkörpers kann insbesondere gegenüber der Innenumfangsfläche des Rollenkörpers verdreht werden. Die Innenumfangsfläche kann z. B. durch einen Innenring oder aber durch Wälzkörper gebildet werden, der bzw. die den Zapfen bzw. die Kontaktflächen kontaktiert bzw. kontaktieren. Ist die Innenumfangsfläche durch einen Innenring gebildet, sind zwischen dem Innenring und der Außenumfangsfläche Wälzkörper angeordnet, so dass eine relative Verdrehung möglich ist.

Die Verdrehung der Innenumfangsfläche gegenüber der Außenumfangsfläche ermöglicht, dass der Rollenkörper entlang der Laufbahnen abrollen kann, so dass das Gelenkinnenteil entlang der ersten Drehachse gegenüber dem Gelenkaußenteil verschiebbar ist.

Bei einer Abbeugung des Gelenkinnenteils werden die Rollenkörper weiter durch die Laufbahnen geführt, wobei zumindest die Zapfen gegenüber den Rollenkörpern verschwenkt werden.

Insbesondere werden dabei die Rollenkörper durch die Laufbahnen so geführt, dass eine Verschwenkung der Rollenkörper gegenüber den Laufbahnen nicht möglich ist.

Alternativ werden bei der Abbeugung des Gelenkinnenteils auch die Rollenkörper gegenüber den Laufbahnen verschwenkt.

Die Innenumfangsfläche und die Außenumfangsfläche führen außer der relativen Verdrehung insbesondere keine weitere Relativbewegung zueinander aus.

Der Teilkreisradius der Zapfen ist, wie vorstehend definiert, insbesondere der sogenannte wirksame Radius. Dieser wird bei einem gestreckten Gelenk definiert, d. h. die Drehachsen sind koaxial zueinander angeordnet. Der wirksame Radius definiert den Hebelarm der Kraftresultierenden bei Übertragung eines Drehmoments. Der Teilkreisradius der Zapfen ist also der Radius, ausgehend von der zweiten Drehachse, auf dem z. B. die Mittelpunkte der kugelsegmentförmigen Gleitflächen des Zapfens bei gestrecktem Gelenk angeordnet sind.

Der Teilkreisradius des Gelenkaußenteils bzw. der Laufbahnen ist, wie vorstehend definiert, der sogenannte wirksame Radius, der bei einem gestreckten Gelenk definiert wird, d. h. die Längsachsen bzw. Drehachsen sind koaxial zueinander angeordnet. Der wirksame Radius definiert den Hebelarm der Kraftresultierenden bei Übertragung eines Drehmoments. Der Teilkreisradius wird dabei insbesondere für kugelförmige Flächen (des Zapfens bzw. des Gelenkaußenteils) definiert. Liegt eine Abweichung von einer Kugelform vor (z. B. wenn die betreffende Fläche bzw. deren Kontur durch eine Ellipse gebildet ist oder eine Splinekontur bzw. Toruskontur aufweist) so kann auch der tatsächliche Kontaktpunkt der Kraftresultierenden an der Fläche herangezogen werden.

Der in bekannten Gelenken vorgesehene Versatz liegt zwischen den ersten Teilkreisradien der Gleitflächen der Zapfen und den zweiten Teilkreisradien der Ausnehmungen vor. Es hat sich herausgestellt, dass der ACFG-Wert bzw. dessen Verlauf in Abhängigkeit von dem Beugewinkel unterschiedlich ist, wenn das Gelenk in einem Schub-/ Segelbetrieb oder einem Zugbetrieb eingesetzt wird. Der Versatz kann aber bei diesen Gelenken nur auf einen bestmöglichen Kompromiss eingestellt werden, so dass ein ACFG-Wert vorliegt, der für den Schub-/ Segelbetrieb und den Zugbetrieb gleichermaßen geeignet ist.

Das vorgeschlagene Tripodegelenk mit den unterschiedlichen Teilkreisradien an den Kontaktflächen ermöglicht nun eine Anpassung an den Schubbetrieb bzw. Segelbetrieb einerseits und eine Anpassung an den Zugbetrieb. Die in unterschiedliche Umfangsrichtung orientierten Kontaktflächen weisen also voneinander unterschiedliche Eigenschaften, eben voneinander unterschiedliche Teilkreisradien, auf. Entsprechend kann mit einer Anpassung des einen (z. B. des ersten) Teilkreisradius ein ACFG-Wert des Gelenks speziell für den Schubbetrieb bzw. den Segelbetrieb und mit einer Anpassung des anderen (also dann des zweiten) Teilkreisradius ein ACFG-Wert speziell für den Zugbetrieb ausgelegt werden.

Der erste Teilkreisradius und der zweite Teilkreisradius unterscheiden sich insbesondere um einen Faktor von mindestens 1 ,001 , bevorzugt um einen Faktor von mindestens 1 ,005, besonders bevorzugt um einen Faktor von mindestens 1 ,01.

Insbesondere ist der erste Teilkreisradius kleiner oder größer als der dritte Teilkreisradius.

Insbesondere ist der zweite Teilkreisradius kleiner oder größer als der dritte Teilkreisradius. Insbesondere entspricht der Wert des ersten Teilkreisradius oder des zweiten Teilkreisradius dem Wert des dritten Teilkreisradius.

Insbesondere ist der dritte Teilkreisradius größer oder kleiner als der erste Teilkreisradius und der zweite Teilkreisradius.

Insbesondere sind also alle Verhältnisse zwischen den Teilkreisradien möglich, wobei stets der erste Teilkreisradius und der zweite Teilkreisradius voneinander unterschiedlich sind bzw. unterschiedlich große Werte aufweisen.

Insbesondere sind die Kontaktflächen kugelförmig ausgeführt. Es sind aber auch von der Kugelform abweichende Konturen der Kontaktflächen möglich. Z. B. können die jeweiligen Kontaktflächen durch mehrere, voneinander unterschiedliche Krümmungsradien gebildet sein. Die Radienausgangspunkte können, müssen aber nicht, auf der jeweiligen Zapfenachse angeordnet sein. Die Kontaktflächen können auch elliptisch oder toroidal ausgeführt sein.

Insbesondere kontaktiert die Innenumfangfläche die Oberfläche der jeweiligen Kontaktflächen in einem Querschnitt, der quer zur zweiten Drehachse verläuft, an nur einem Punkt.

Insbesondere sind die Laufbahnen, in einem Querschnitt, der quer zur ersten Drehachse verläuft, gekrümmt ausgeführt. Insbesondere ist der Verlauf der Laufbahn in diesem Querschnitt durch einen oder durch mehrere Radien gebildet. Insbesondere ist die Krümmung gegenüber der Außenumfangsfläche des Rollenkörpers konkav ausgeführt. Insbesondere ist der Verlauf der Krümmung nach Art eines Spitzbogens, auch als gotisch bezeichnet, ausgeführt. Insbesondere kontaktiert die Außenumfangfläche die Oberfläche der Laufbahnen in dem Querschnitt an nur einem Punkt oder an zwei Punkten oder entlang einer Linie.

Der vorstehend beschriebene Kontakt zwischen den jeweiligen Flächen ist insbesondere nur idealisiert beschrieben. Kontaktiert z. B. eine konvex gekrümmte Fläche eine zylindrische Fläche, liegt bei idealisierter Betrachtung ein Kontakt nur in einem Punkt vor, wobei tatsächlich aufgrund der elastischen Verformung der jeweiligen Fläche durchaus ein linienförmiger Kontakt vorliegen kann. Insbesondere umfasst jeder Rollenkörper einen die Innenumfangsfläche aufweisenden Innenring, einen die Außenumfangsfläche aufweisenden Außenring sowie zwischen dem Innenring und dem Außenring eine Mehrzahl von Wälzkörpern.

Insbesondere weist die Außenumfangsfläche eine gegenüber den Laufbahnen konvexe Form auf.

Insbesondere ist die Innenumfangsfläche zylindrisch ausgeführt.

Insbesondere ist die Innenumfangsfläche gegenüber den Kontaktflächen konkav ausgeführt. Konkav heißt in diesem Zusammenhang, dass die Innenumfangsfläche einen gegenüber den Kontaktflächen zurückgesetzten mittleren Bereich und benachbart zu dem mittleren Bereich jeweils einen hin zu den Kontaktflächen vorstehenden äußeren Bereich aufweisen.

Der mittlere Bereich kann zylindrisch oder konkav gekrümmt ausgeführt sein. Die konkave Krümmung im mittleren Bereich kann sich insbesondere bis in die äußeren Bereiche mit einem konstanten oder auch sich ändernden Radius erstrecken. Die äußeren Bereiche können ausgehend von dem mittleren Bereich (gekrümmt oder zylindrisch) einen konischen Verlauf aufweisen.

Die konkave Ausführung der Innenumfangsfläche ermöglicht, dass der Rollenkörper bzw. der Innenring im Betrieb des Tripodegelenks auf dem Zapfen fixiert ist. Insbesondere ist damit keine Fixierung des Innenrings gegenüber dem Außenring erforderlich.

Üblicherweise ist z. B. eine solche Fixierung vorgesehen, so dass der Innenring nur eine Verdrehung gegenüber dem Außenring ausführen kann. Diese Fixierung, üblicherweise ein Sicherungsring am Außenring oder am Innenring, erzeugt aber Reibungsverluste, da nur der Außenring beim Verlagern des Gelenkinnenteils entlang der ersten Drehachse eine Drehbewegung um die Zapfenachse ausführt. Die konkave Ausführung der Innenumfangsfläche dient nun der Fixierung des Innenrings auf dem jeweiligen Zapfen, während die Außenumfangsfläche in den Laufbahnen geführt bzw. durch die Laufbahnen (z. B. gegenüber der Umfangsrichtung um die erste Drehachse und gegenüber der radialen Richtung) fixiert ist.

Insbesondere erstreckt sich jede Kontaktfläche über einen sich um die jeweilige Zapfenachse erstreckenden Winkelbereich, der weniger als 180 Winkelgrad, insbesondere weniger als 150 Winkelgrad, bevorzugt weniger als 130 Winkelgrad, aufweist.

Insbesondere weist das Gelenkinnenteil eine mittlere Querschnittsebene auf, die sich quer zur zweiten Drehachse erstreckt und den Masseschwerpunkt des Gelenkinnenteils schneidet. In dieser Querschnittsebene weist das Gelenkinnenteil, entlang der radialen Richtung bzw. entlang der jeweiligen Zapfenachse zwischen dem Zentralkörper und den Kontaktflächen, eine kleinste Dicke (die Summe aus einer ersten Dicke und einer zweiten Dicke) auf. Dabei ist eine erste Dicke, die sich von der Zapfenachse bis zur, benachbart zur ersten Kontaktfläche angeordneten, ersten Oberfläche des Gelenkinnenteils erstreckt, kleiner oder größer als eine zweite Dicke, die sich von der Zapfenachse bis zur, benachbart zur zweiten Kontaktfläche angeordneten, zweiten Oberfläche des Gelenkinnenteils, erstreckt. Der Unterschied zwischen der ersten Dicke und der zweiten Dicke beträgt mindestens ein Prozent, bevorzugt mindestens fünf Prozent, der größeren Dicke.

Es wird weiter ein Gelenkinnenteil für ein Tripodegelenk vorgeschlagen, insbesondere für das vorstehend beschriebene Tripodegelenk. Insbesondere weist das Gelenkinnenteil zumindest einen sich entlang einer zweiten Drehachse erstreckenden Zentralkörper sowie drei sich ausgehend vom Zentralkörper entlang einer radialen Richtung erstreckende, jeweils eine Zapfenachse aufweisende und in der Umfangsrichtung verteilt angeordnete, Zapfen auf. Jeder Zapfen weist Kontaktflächen zur Kontaktierung eines Rollenkörpers des Tripodegelenks auf. Eine erste Kontaktfläche ist zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung und eine zweite Kontaktfläche zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung orientiert. Die ersten Kontaktflächen weisen einen ersten Teilkreisradius und die zweiten Kontaktflächen einen zweiten Teilkreisradius auf, wo- bei der erste Teilkreisradius und der zweite Teilkreisradius voneinander unterschiedliche Werte aufweisen.

Das Gelenkinnenteil bzw. zumindest die Kontaktflächen können durch ein spanendes (z. B. Drehen, Fräsen, Schleifen) oder umformendes (z. B. Schmieden) Bearbeitungsverfahren hergestellt sein.

Die Ausführungen zum Tripodegelenk sind insbesondere auf das Gelenkinnenteil übertragbar und umgekehrt.

Das beschriebene Tripodegelenk bzw. ein Tripodegelenk mit dem beschriebenen Gelenkinnenteil kann insbesondere an einer Seitenwelle eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden. Insbesondere ist die Seitenwelle mit einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeuges verbunden, so dass ein Drehmoment der Antriebseinheit über das Tripodegelenk auf ein Rad des Kraftfahrzeuges übertragbar ist.

Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend. Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:

Fig. 1: eine Seitenwelle eines Kraftfahrzeuges im Zugbetrieb;

Fig. 2: die Seitenwelle nach Fig. 1 im Schub- bzw. Segelbetrieb;

Fig. 3: ein bekanntes Tripodegelenk in einer Ansicht entlang der koaxial angeordneten Drehachsen;

Fig. 4: ein Tripodegelenk gemäß der DE 41 30 183 A1;

Fig. 5: ein erstes Diagramm;

Fig. 6: ein zweites Diagramm;

Fig. 7: das Tripodegelenk nach Fig. 3 mit angetriebenem Gelenkaußenteil;

Fig. 8: ein Tripodegelenk in einer Ansicht entlang der koaxial angeordneten Drehachsen, mit angetriebenem Gelenkaußenteil;

Fig. 9: das Tripodegelenk nach Fig. 3 und 7 mit angetriebenem Gelenkinnenteil;

Fig. 10: das Tripodegelenk nach Fig. 8 mit angetriebenem Gelenkinnenteil;

Fig. 11 : das Gelenkaußenteil der Tripodegelenke nach Fig. 3, 4 sowie 7 bis 10;

Fig. 12: eine erste Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse; Fig. 13: eine zweite Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse;

Fig. 14: ein drittes Diagramm;

Fig. 15: ein viertes Diagramm;

Fig. 16: einen Teil eines Gelenkinnenteils, in einer dritten Ausführungsvariante, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse;

Fig. 17: einen Teil eines Gelenkinnenteils, in einer vierten Ausführungsvariante, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse;

Fig. 18: ein Gelenkinnenteil in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse;

Fig. 19: das Gelenkinnenteil nach Fig. 18 in einer Ansicht entlang einer Zapfenachse;

Fig. 20: das Gelenkinnenteil nach Fig. 18 und 19 in einer Seitenansicht;

Fig. 21 : ein T ripodegelenk in einer Ansicht entlang der Drehachsen, mit dem Gelenkinnenteil nach Fig. 18 bis 20, teilweise im Schnitt;

Fig. 22: das Gelenkinnenteil mit Rollenkörper nach Fig. 21 , in einer Ansicht entlang einer Zapfenachse;

Fig. 23: das Gelenkinnenteil mit Rollenkörper nach Fig. 22, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse, teilweise im Schnitt;

Fig. 24: das Tripodegelenk nach Fig. 21 , in einer Seitenansicht, im Schnitt; Fig. 25: eine dritte Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse;

Fig. 26: ein Detail des Gelenkinnenteils nach Fig. 26, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse; und

Fig. 27: ein Detail einer vierten Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils, in einer

Ansicht entlang der zweiten Drehachse.

Die Fig. 1 zeigt eine Seitenwelle 26 eines Kraftfahrzeuges 27 im Zugbetrieb. Die Seitenwelle 26 verbindet ein Rad 30 des Kraftfahrzeuges 27 mit einer Antriebseinheit 28 bzw. einem Getriebe 38. Die Seitenwelle 26 umfasst hin zur Antriebseinheit 28 bzw. zu einem Getriebe 38 ein Tripodegelenk 1 und hin zum Rad 30 ein weiteres Gelenk 29. Im Zugbetrieb sind die Richtung der eingeleiteten Drehmomente 31 und die Drehrichtung der Seitenwelle 26 gleichgerichtet (siehe Pfeile).

Die Fig. 2 zeigt die Seitenwelle 26 nach Fig. 1 im Schub- bzw. Segelbetrieb. Auf die Ausführungen zu Fig. 1 wird verwiesen. Bei dem Schubbetrieb bzw. dem Segelbetrieb sind die Richtung der eingeleiteten Drehmomente 31 und die Drehrichtung der Seitenwelle 26 einander entgegengesetzt.

Fig. 3 zeigt ein bekanntes Tripodegelenk 1 in einer Ansicht entlang der koaxial angeordneten Drehachsen 5, 10. Fig. 4 zeigt ein Tripodegelenk 1 gemäß der DE 41 30 183 A1. Die Fig. 3 und 4 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 und 2 wird verwiesen.

Das Tripodegelenk 1 umfasst ein Gelenkaußenteil 2 und ein Gelenkinnenteil 3 sowie eine Mehrzahl von Rollenkörpern 4. Das Tripodegelenk 1 ist ein Verschiebegelenk, bei dem das Gelenkinnenteil 3 entlang der ersten Drehachse 5 gegenüber dem Gelenkaußenteil 2 verschiebbar ist. Das Gelenkaußenteil 2 weist eine sich entlang einer ersten Drehachse 5 erstreckenden Aufnahme 6 für das Gelenkinnenteil 3 sowie drei sich entlang der ersten Drehachse 5 erstreckende und in einer Umfangsrichtung 7, 8 gleichmäßig verteilt angeordnete Laufbahnen 9 auf. Das Gelenkinnenteil 3 weist einen sich entlang einer zweiten Drehachse 10 erstreckenden Zentralkörper 11 sowie drei sich ausgehend vom Zentralkörper 11 entlang einer radialen Richtung 12 erstreckende, jeweils eine Zapfenachse 13 aufweisende und in der Umfangsrichtung 7, 8 gleichmäßig verteilt angeordnete Zapfen 14 auf.

Auf jedem Zapfen 14 ist jeweils ein Rollenkörper 4 angeordnet, der mit einer Innenumfangsfläche 15 den Zapfen 14 und mit einer Außenumfangsfläche 16 die jeweilige Laufbahn 9 kontaktiert. Jeder Zapfen 14 weist Kontaktflächen 17, 18 zur Kontaktierung der Innenumfangsfläche 15 auf, wobei eine erste Kontaktfläche 17 zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung 7 und eine zweite Kontaktfläche 18 zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung 7 entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung 8 orientiert ist. Wenn die Drehachsen 5, 10 koaxial zueinander angeordnet sind, weisen die ersten und die zweiten Kontaktflächen 17, 18 einen ersten Teilkreisradius 19 und die Laufbahnen 9 einen dritten Teilkreisradius 21 auf.

Zum Erreichen besonders vorteilhafter Führungseigenschaften ist ein Versatz 32 zwischen den ersten Teilkreisradien 19 der Kontaktflächen 17, 18 der Zapfen 14 und den dritten Teilkreisradien 21 der Laufbahnen 9 vorgesehen.

Jeder Rollenkörper 4 umfasst einen die Innenumfangsfläche 15 aufweisenden Innenring 22, einen die Außenumfangsfläche 16 aufweisenden Außenring 23 sowie zwischen dem Innenring 22 und dem Außenring 23 eine Mehrzahl von Wälzkörpern 24.

Bei einem Zugbetrieb eines Kraftfahrzeugs 27, wenn das Kraftfahrzeug 27 also von einer Antriebseinheit 28 angetrieben wird, kontaktiert der Zapfen 14 mit einer der Kontaktflächen 17, 18 den Rollenkörper 4 und der Rollenkörper 4 nur eine Seite der Laufbahnen 9. Bei einem Schubbetrieb oder beim Segelbetrieb (Coasting) des Kraftfahrzeuges 27, wenn also ausgehend von dem Rad 30 Antriebsdrehmomente eingeleitet werden und die Antriebseinheit 28 weiter angebunden (Schubbetrieb) oder ausgekoppelt ist (Segelbetrieb), kontaktiert der Zapfen 14 mit der anderen der Kontaktflächen 18, 17 den Rollenkörper 4 und der Rollenkörper 4 nur die andere Seite der Laufbahnen 9. Fig. 5 zeigt ein erstes Diagramm. Fig. 6 zeigt ein zweites Diagramm. Die Fig. 5 und 6 werden gemeinsam beschrieben. An der jeweiligen vertikalen Achse ist der ACFG-Wert 34 in [Nrms] und an der horizontalen Achse der Beugewinkel 33 des Tripodegelenks 1 in [Winkelgrad] aufgetragen.

Der ACFG-Wert 34 variiert in Abhängigkeit von dem Beugewinkel 33 des Tripodegelenks 1, wobei der Verlauf 35 des Werts in Abhängigkeit von dem Beugewinkel 33 für jedes Tripodegelenk 1 definiert ist und bestimmt werden kann. Der Einsatzbereich des Tripodegelenks 1 wird damit durch einen maximalen Beugewinkel 33 beschränkt, bei dem der ACFG-Wert 34 einen noch als zulässig angesehenen Höchstwert 36 überschreitet.

Fig. 5 zeigt den Verlauf 35 für den Zugbetrieb des Tripodegelenks 1 nach Fig. 3 und 4. Fig. 6 zeigt den Verlauf 35 für den Schub-/Segelbetrieb dieses Tripodegelenks 1. Es ist erkennbar, dass der Einsatzbereich des Tripodegelenks 1 durch den Beugewinkel 33 beschränkt wird, der im Schub-/Segelbetrieb bei einem noch als zulässig angesehenen Höchstwert 36 des ACFG-Werts 34 überschritten wird.

Fig. 7 zeigt das Tripodegelenk 1 nach Fig. 3 mit angetriebenem Gelenkaußenteil 2. Der Pfeil zeigt das am wirksamen Radius des Gelenkaußenteils 2 angreifende resultierende Drehmoment 31.

Fig. 8 zeigt ein Tripodegelenk 1 in einer Ansicht entlang der koaxial angeordneten Drehachsen 5, 10, mit angetriebenen Gelenkaußenteil 2. Das Tripodegelenk 1 umfasst ein Gelenkaußenteil 2 und ein Gelenkinnenteil 3 sowie eine Mehrzahl von Rollenkörpern 4. Das Tripodegelenk 1 ist ein Verschiebegelenk, bei dem das Gelenkinnenteil 3 entlang der ersten Drehachse 5 gegenüber dem Gelenkaußenteil 2 verschiebbar ist. Das Gelenkaußenteil 2 weist eine sich entlang einer ersten Drehachse 5 erstreckenden Aufnahme 6 für das Gelenkinnenteil 3 sowie drei sich entlang der ersten Drehachse 5 erstreckende und in einer Umfangsrichtung 7, 8 gleichmäßig verteilt angeordnete Laufbahnen 9 auf. Das Gelenkinnenteil 3 weist einen sich entlang einer zweiten Drehachse 10 erstreckenden Zentralkörper 11 sowie drei sich ausgehend vom Zentralkörper 11 entlang einer radialen Richtung 12 erstreckende, jeweils eine Zapfenachse 13 aufweisende und in der Umfangsrichtung 7, 8 gleichmäßig verteilt angeordnete Zapfen 14 auf.

Auf jedem Zapfen 14 ist jeweils ein Rollenkörper 4 angeordnet, der mit einer Innenumfangsfläche 15 den Zapfen 14 und mit einer Außenumfangsfläche 16 die jeweilige Laufbahn 9 kontaktiert. Jeder Zapfen 14 weist Kontaktflächen 17, 18 zur Kontaktierung der Innenumfangsfläche 15 auf, wobei eine erste Kontaktfläche 17 zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung 7 und eine zweite Kontaktfläche 18 zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung 7 entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung 8 orientiert ist.

Jeder Rollenkörper 4 umfasst einen die Innenumfangsfläche 15 aufweisenden Innenring 22, einen die Außenumfangsfläche 16 aufweisenden Außenring 23 sowie zwischen dem Innenring 22 und dem Außenring 23 eine Mehrzahl von Wälzkörpern 24.

Wenn die Drehachsen 5, 10 koaxial zueinander angeordnet sind, weisen die ersten Kontaktflächen 17 einen ersten Teilkreisradius 19, die zweiten Kontaktflächen 18 einen zweiten Teilkreisradius 20 und die Laufbahnen 9 einen dritten Teilkreisradius 21 auf, wobei zumindest der erste Teilkreisradius 19 und der zweite Teilkreisradius 20 voneinander unterschiedliche Werte aufweisen.

Die Außenumfangsfläche 16 des Rollenkörpers 4 kann gegenüber der Innenumfangsfläche 15 des Rollenkörpers 4 verdreht werden. Die Innenumfangsfläche 15 ist durch einen Innenring 22 gebildet, der den Zapfen 14 bzw. die Kontaktflächen 17, 18 kontaktiert. Zwischen dem Innenring 22 und der Außenumfangsfläche 16 sind Wälzkörper 24 angeordnet, so dass eine relative Verdrehung möglich ist.

Die Verdrehung der Innenumfangsfläche 15 gegenüber der Außenumfangsfläche 16 ermöglicht, dass der Rollenkörper 4 entlang der Laufbahnen 9 abrollen kann, so dass das Gelenkinnenteil 3 entlang der ersten Drehachse 5 gegenüber dem Gelenkaußenteil 2 verschiebbar ist. Bei einer Abbeugung des Gelenkinnenteils 3 werden die Rollenkörper 4 weiter durch die Laufbahnen 9 geführt, wobei die Zapfen 14 gegenüber den Rollenkörpern 4 verschwenkt werden.

Die Innenumfangsfläche 15 und die Außenumfangsfläche 16 führen außer der relativen Verdrehung keine weitere Relativbewegung zueinander aus.

Der Teilkreisradius 19, 20 der Zapfen 14 ist der sogenannte wirksame Radius. Dieser wird bei einem gestreckten Tripodegelenk 1 definiert, d. h. die Drehachsen 5, 10 sind koaxial zueinander angeordnet. Der wirksame Radius definiert den Hebelarm der Kraftresultierenden bei Übertragung eines Drehmoments 31 (siehe Pfeil in Fig. 8). Der Teilkreisradius 19, 20 der Zapfen 14 ist also der Radius, ausgehend von der zweiten Drehachse 10, auf dem die Mittelpunkte der kugelsegmentförmigen Kontaktflächen 17, 18 des Zapfens 14 bei gestrecktem Tripodegelenk 1 angeordnet sind.

Das vorgeschlagene Tripodegelenk 1 mit den unterschiedlichen Teilkreisradien 19, 20 an den Kontaktflächen 17, 18 ermöglicht nun eine Anpassung an den Schubbetrieb bzw. Segelbetrieb einerseits und eine Anpassung an den Zugbetrieb. Die in unterschiedliche Umfangsrichtungen 7, 8 orientierten Kontaktflächen 17, 18 weisen also voneinander unterschiedliche Eigenschaften, eben voneinander unterschiedliche Teilkreisradien 19, 20 auf. Entsprechend kann mit einer Anpassung des ersten Teilkreisradius 19 ein ACFG-Wert 34 des Tripodegelenks 1 speziell für den Schubbetrieb bzw. den Segelbetrieb und mit einer Anpassung des zweiten Teilkreisradius 20 ein ACFG-Wert 34 speziell für den Zugbetrieb ausgelegt werden.

Hier ist der zweite Teilkreisradius 20 kleiner als der dritte Teilkreisradius 21 und der erste Teilkreisradius 19 größer als der dritte Teilkreisradius 21.

Fig. 9 zeigt das Tripodegelenk 1 nach Fig. 3 und 7 mit angetriebenem Gelenkinnenteil 3. Es wird auf die Fig. 7 verwiesen. Der Pfeil zeigt das am wirksamen Radius des Gelenkaußenteils 2, dem dritten Teilkreisradius 21, angreifende resultierende Drehmoment 31. Fig. 10 zeigt das Tripodegelenk 1 nach Fig. 8 mit angetriebenen Gelenkinnenteil 3. Es wird auf die Fig. 8 verwiesen. Der Pfeil zeigt das am wirksamen Radius des Gelenkaußenteils 2, dem dritten Teilkreisradius 21 , angreifende resultierende Drehmoment 31.

Fig. 11 zeigt das Gelenkaußenteil 2 der Tripodegelenke 1 nach Fig. 3, 4 sowie 7 bis 10. Das Gelenkaußenteil 2 weist eine sich entlang einer ersten Drehachse 5 erstreckende Aufnahme 6 für das Gelenkinnenteil 3 sowie drei sich entlang der ersten Drehachse 5 erstreckende und in einer Umfangsrichtung 7, 8 gleichmäßig verteilt angeordnete Laufbahnen 9 auf.

Die Laufbahnen 9 sind in dem dargestellten Querschnitt, der quer zur ersten Drehachse 5 verläuft, gekrümmt ausgeführt. Der Verlauf der Laufbahn 9 ist in diesem Querschnitt durch mehrere Radien gebildet. Die Krümmung ist gegenüber der Außenumfangsfläche 16 des Rollenkörpers 4 konkav ausgeführt. Der Verlauf der Krümmung ist nach Art eines Spitzbogens, auch als gotisch bezeichnet, ausgeführt. Die Außenumfangfläche 16 kontaktiert die Oberfläche der Laufbahnen 9 in dem Querschnitt an zwei Punkten (siehe auch Fig. 7 bis 10).

Das Gelenkaußenteil 2 weist Laufbahnen 9 auf, die auf dem dritten Teilkreisradius 21 angeordnet sind.

Fig. 12 zeigt eine erste Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils 3, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10. Auf die Ausführungen zu Fig. 10 und das dort dargestellte Gelenkinnenteil 3 wird verwiesen.

Jeder Zapfen 14 weist Kontaktflächen 17, 18 zur Kontaktierung der Innenumfangsfläche 15 auf, wobei eine erste Kontaktfläche 17 zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung 7 und eine zweite Kontaktfläche 18 zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung 7 entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung 8 orientiert ist. Die ersten Kontaktflächen 17 weisen einen ersten Teilkreisradius 19 und die zweiten Kontaktflächen 18 einen zweiten Teilkreisradius 20 auf, wobei der erste Teilkreisradius 19 größer ist als der zweite Teilkreisradius 20. Fig. 13 zeigt eine zweite Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils 3, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10. Auf die Ausführungen zu Fig. 12 wird verwiesen.

Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante ist hier der erste Teilkreisradius 19 kleiner als der zweite Teilkreisradius 20.

Fig. 14 zeigt ein drittes Diagramm. Fig. 15 zeigt ein viertes Diagramm. Auf die Ausführungen zu den Fig. 5 und 6 wird verweisen. Die Fig. 14 und 15 werden gemeinsam beschrieben.

An der jeweiligen vertikalen Achse ist der ACFG-Wert 34 in [Nrms] und an der horizontalen Achse der Beugewinkel 33 des Tripodegelenks 1 in [Winkelgrad] aufgetragen.

Der ACFG-Wert 34 variiert in Abhängigkeit von dem Beugewinkel 33 des Tripodegelenks 1, wobei der Verlauf 35 des Werts in Abhängigkeit von dem Beugewinkel 33 für jedes Tripodegelenk 1 definiert ist und bestimmt werden kann. Der Einsatzbereich des Tripodegelenks 1 wird damit durch einen maximalen Beugewinkel 33 beschränkt, bei dem der ACFG-Wert 34 einen noch als zulässig angesehenen Höchstwert 36 überschreitet.

Fig. 14 zeigt den Verlauf 35 für den Zugbetrieb des Tripodegelenks 1 nach Fig. 8 und 10 bis 13. Fig. 15 zeigt den Verlauf 35 für den Schub-/Segelbetrieb dieses Tripodegelenks 1. Es ist erkennbar, dass der Einsatzbereich des Tripodegelenks 1 erst durch einen recht großen Wert eines Beugewinkels 33 beschränkt wird, der in beiden Betriebsarten bei einem noch als zulässig angesehenen Höchstwert 36 des ACFG-Werts 34 überschritten wird.

Fig. 16 zeigt einen Teil eines Gelenkinnenteils 3, in einer dritten Ausführungsvariante, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10. Hier ist der Zapfen 14 durch ein spanendes Fertigungsverfahren hergestellt. Erkennbar ist die für das Fertigungsverfahren verwendete Rotationsachse 37 der Zapfengeometrie.

Fig. 17 zeigt einen Teil eines Gelenkinnenteils 3, in einer vierten Ausführungsvariante, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10. Hier ist der Zapfen 14 durch ein Schmiedeverfahren hergestellt. Fig. 18 zeigt ein Gelenkinnenteil 3 in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10. Fig. 19 zeigt das Gelenkinnenteil 3 nach Fig. 18 in einer Ansicht entlang einer Zapfenachse 13. Fig. 20 zeigt das Gelenkinnenteil 3 nach Fig. 18 und 19 in einer Seitenansicht. Die Fig. 18 bis 20 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 8 und 10 bis 17 wird verwiesen.

Jeder Zapfen 14 weist Kontaktflächen 17, 18 zur Kontaktierung der Innenumfangsfläche 15 auf, wobei eine erste Kontaktfläche 17 zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung 7 und eine zweite Kontaktfläche 18 zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung 7 entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung 8 orientiert ist.

Jede Kontaktfläche 17, 18 erstreckt sich über einen sich um die jeweilige Zapfenachse 13 erstreckenden Winkelbereich 25, der weniger als 150 Winkelgrad aufweist.

Das Gelenkinnenteil 3 weist eine mittlere Querschnittsebene 41 auf, die sich quer zur zweiten Drehachse 10 erstreckt und den Masseschwerpunkt 42 des Gelenkinnenteils 3 schneidet. In dieser mittleren Querschnittsebene 41 weist das Gelenkinnenteil 3, entlang der radialen Richtung 12 bzw. entlang der jeweiligen Zapfenachse 13 zwischen dem Zentralkörper 11 und den Kontaktflächen 17, 18, eine kleinste Dicke (die Summe aus einer ersten Dicke 43 und einer zweiten Dicke 45) auf. Dabei ist eine erste Dicke 43, die sich von der Zapfenachse 13 bis zur, benachbart zur ersten Kontaktfläche 17 angeordneten, ersten Oberfläche 44 des Gelenkinnenteils 3 erstreckt, kleiner als eine zweite Dicke 45, die sich von der Zapfenachse 13 bis zur, benachbart zur zweiten Kontaktfläche 18 angeordneten, zweiten Oberfläche 46 des Gelenkinnenteils 3 erstreckt.

Fig. 21 zeigt ein Tripodegelenk 1 in einer Ansicht entlang der Drehachsen 5, 10, mit dem Gelenkinnenteil 3 nach Fig. 18 bis 20, teilweise im Schnitt. Fig. 22 zeigt das Gelenkinnenteil 3 mit Rollenkörper 4 nach Fig. 21, in einer Ansicht entlang einer Zapfenachse 13. Fig. 23 zeigt das Gelenkinnenteil 3 mit Rollenkörper 4 nach Fig. 22, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10, teilweise im Schnitt. Fig. 24 zeigt das Tripodegelenk 1 nach Fig. 21, in einer Seitenansicht, im Schnitt. Die Fig. 21 bis 24 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 8 und 10 bis 20 wird verwiesen.

Das Tripodegelenk 1 umfasst ein Gelenkaußenteil 2 und ein Gelenkinnenteil 3 sowie eine Mehrzahl von Rollenkörpern 4. Das Tripodegelenk 1 ist ein Verschiebegelenk, bei dem das Gelenkinnenteil 3 entlang der ersten Drehachse 5 gegenüber dem Gelenkaußenteil 2 verschiebbar ist. Das Gelenkaußenteil 2 weist eine sich entlang einer ersten Drehachse 5 erstreckenden Aufnahme 6 für das Gelenkinnenteil 3 sowie drei sich entlang der ersten Drehachse 5 erstreckende und in einer Umfangsrichtung 7, 8 gleichmäßig verteilt angeordnete Laufbahnen 9 auf. Das Gelenkinnenteil 3 weist einen sich entlang einer zweiten Drehachse 10 erstreckenden Zentralkörper 11 sowie drei, sich ausgehend vom Zentralkörper 11 entlang einer radialen Richtung 12 erstreckende, jeweils eine Zapfenachse 13 aufweisende und in der Umfangsrichtung 7, 8 gleichmäßig verteilt angeordnete Zapfen 14 auf.

Auf jedem Zapfen 14 ist jeweils ein Rollenkörper 4 angeordnet, der mit einer Innenumfangsfläche 15 den Zapfen 14 und mit einer Außenumfangsfläche 16 die jeweilige Laufbahn 9 kontaktiert. Jeder Zapfen 14 weist die zu den Fig. 18 bis 20 beschriebenen Kontaktflächen 17, 18 zur Kontaktierung der Innenumfangsfläche 15 auf, wobei eine erste Kontaktfläche 17 zumindest hin zu einer ersten Umfangsrichtung 7 und eine zweite Kontaktfläche 18 zumindest hin zu einer der ersten Umfangsrichtung 7 entgegengesetzt gerichteten zweiten Umfangsrichtung 8 orientiert ist.

Die Außenumfangsfläche 16 des Rollenkörpers 4 kann gegenüber der Innenumfangsfläche 15 des Rollenkörpers 4 verdreht werden. Die Innenumfangsfläche 15 ist durch einen Innenring 22 gebildet, der den Zapfen 14 bzw. die Kontaktflächen 17, 18 kontaktiert. Zwischen dem Innenring 22 und der Außenumfangsfläche 16 sind Wälzkörper 24 angeordnet, so dass eine relative Verdrehung möglich ist.

Die Verdrehung der Innenumfangsfläche 15 gegenüber der Außenumfangsfläche 16 ermöglicht, dass der Rollenkörper 4 entlang der Laufbahnen 9 abrollen kann, so dass das Gelenkinnenteil 3 entlang der ersten Drehachse 5 gegenüber dem Gelenkaußenteil 2 verschiebbar ist. Bei einer Abbeugung des Gelenkinnenteils 3 werden die Rollenkörper 4 weiter durch die Laufbahnen 9 geführt, wobei die Zapfen 14 gegenüber den Rollenkörpern 4 verschwenkt werden. Ein Beugewinkel 33, der sich dabei zwischen der ersten Drehachse 5 und der zweiten Drehachse 10 einstellt, ist in Fig. 24 angedeutet.

Die Innenumfangsfläche 15 und die Außenumfangsfläche 16 führen außer der relativen Verdrehung keine weitere Relativbewegung zueinander aus.

Das vorgeschlagene Tripodegelenk 1 mit den unterschiedlichen Teilkreisradien 19, 20 an den Kontaktflächen 17, 18 ermöglicht nun eine Anpassung an den Schubbetrieb bzw. Segelbetrieb einerseits und eine Anpassung an den Zugbetrieb.

Hier ist der zweite Teilkreisradius 20 kleiner als der dritte Teilkreisradius 21 und der erste Teilkreisradius 19 größer als der dritte Teilkreisradius 21.

Jeder Rollenkörper 4 umfasst einen die Innenumfangsfläche 15 aufweisenden Innenring 22, einen die Außenumfangsfläche 16 aufweisenden Außenring 23 sowie zwischen dem Innenring 22 und dem Außenring 23 eine Mehrzahl von Wälzkörpern 24. Die Außenumfangsfläche 16 weist eine gegenüber den Laufbahnen 9 konvexe Form auf. Die Innenumfangsfläche 15 ist zylindrisch ausgeführt.

Fig. 25 zeigt eine dritte Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils 3, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10. Fig. 26 zeigt ein Detail des Gelenkinnenteils 3 nach Fig. 26, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10. Fig. 27 zeigt ein Detail einer vierten Ausführungsvariante des Gelenkinnenteils 3, in einer Ansicht entlang der zweiten Drehachse 10.

Im Unterschied zu der ersten und zweiten Ausführungsvariante ist hier die Innenumfangsfläche 15 gegenüber den Kontaktflächen 17, 18 konkav ausgeführt. Konkav heißt in diesem Zusammenhang, dass die Innenumfangsfläche 15 einen gegenüber den Kontaktflächen 17, 18 zurückgesetzten mittleren Bereich 39 und benachbart zu dem mittleren Bereich 39 jeweils einen hin zu den Kontaktflächen 17, 18 vorstehenden äußeren Bereich 40 aufweist. Der mittlere Bereich 39 ist in der dritten und vierten Ausführungsvariante jeweils zylindrisch ausgeführt. Bei der dritten Ausführungsvariante weisen die äußeren Bereiche 40 einen gekrümmten Verlauf auf (siehe Fig. 26). Bei der vierten Ausführungsvariante weisen die äußeren Bereiche 40 ausgehend von dem zylindrischen mittleren Bereich 39 zumindest teilweise einen konischen Verlauf auf.

Die konkave Ausführung der Innenumfangsfläche 15 ermöglicht, dass der Rollenkörper 4 bzw. der Innenring 22 im Betrieb des Tripodegelenks 1 auf dem Zapfen 14 fixiert ist. Damit ist keine Fixierung des Innenrings 22 gegenüber dem Außenring 23 erforderlich.

Üblicherweise ist z. B. eine solche Fixierung vorgesehen, so dass der Innenring 22 nur eine Verdrehung gegenüber dem Außenring 23 ausführen kann. Diese Fixierung, üblicherweise ein Sicherungsring am Außenring 23 oder am Innenring 22, erzeugt aber Reibungsverluste, da nur der Außenring 23 beim Verlagern des Gelenkinnenteils 3 entlang der ersten Drehachse 5 eine Drehbewegung um die Zapfenachse 13 ausführt.

Die konkave Ausführung der Innenumfangsfläche 15 dient nun der Fixierung des Innenrings 22 auf dem jeweiligen Zapfen 14, während die Außenumfangsfläche 16 in den Laufbahnen 9 geführt bzw. durch die Laufbahnen 9 (z. B. gegenüber der Umfangsrichtung 7, 8 um die erste Drehachse 5 und gegenüber der radialen Richtung 12) fixiert ist.

Bezugszeichenliste

Tripodegelenk Gelenkaußenteil Gelenkinnenteil Rollenkörper erste Drehachse Aufnahme erste Umfangsrichtung zweite Umfangsrichtung Laufbahn zweite Drehachse Zentral körper radiale Richtung Zapfenachse Zapfen Innenumfangsfläche Außenumfangsfläche erste Kontaktfläche zweite Kontaktfläche erster Teilkreisradius zweiter Teilkreisradius dritter Teilkreisradius Innenring Außenring Wälzkörper Winkelbereich Seitenwelle Kraftfahrzeug Antriebseinheit Gelenk Rad

Drehmoment

Versatz

Beugewinkel

ACFG-Wert

Verlauf

Höchstwert

Rotationsachse

Getriebe mittlerer Bereich äußerer Bereich mittlere Querschnittsebene

Masseschwerpunkt erste Dicke erste Oberfläche zweite Dicke zweite Oberfläche