~ IIIIIMIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII European Patent Office Office europeen des brevets (11) EP A1 (19) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG (12)

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1 (19) (12) ~ IIIIIMIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII European Patent Office Office europeen des brevets (11) EP A1 EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG (43) Veröffentlichungstag: igstag: (51) nt. Cl.6: F16D 3/ Patentblatt 1999/43 (21) Anmeldenummer: (22) Anmeldetag: (84) Benannte Vertragsstaaten: Karasek, Jo AT BE CH CY DE DK ES Fl FR GB GR IE IT LI LU 1010 Wien (AT) MCNLPTSE Benannte Erstreckungsstaaten: (^4) Vertreter: AL LT LV MK RO SI Patentanwalte BARGER, PISO & PARTNER (71) Anmelder: Pankl R&D GmbH Mahlerstrasse Bruck an der Mur (AT) Postfach Wien (AT) (72) Erfinder: Pankl, Gerald, Ing Bruck an der Mur (AT) (54) Wellengelenk (57) Die Erfindung betrifft ein Wellengelenk, auch Tripod genannt, bei dem das eine Wellenende mit zumeist drei Armen (5), die normal zur Wellenachse (7) verlaufen, ausgestattet ist, wobei am Ende jedes Armes und um diesen drehbar, eine Scheibe (6) mit sphärischer Außenkontur angeordnet ist, wobei weiters am Ende der entgegenstehenden Welle eine Hülse (1) angeordnet ist, die, entsprechend der Anzahl und Winkellage der Arme (5), Ausnehmungen (3) aufweist, deren Querschnitt den Rollenaußenflächen angepaßt ist, wobei die Ausnehmungen (3) mit einem zentralen Hohlraum in Verbindung stehen, sodaß die Arme (5) hindurchtreten können. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der sphärische Abschnitt der Oberfläche der Rollen (6) asymmetrisch zu deren Äquator (8) liegt. FIG. 2 CO CO CO CM IO <7> O Q_ LU Printed by Xerox (UK) Business Services /3.6

2 1 EP A1 2 Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Wellengelenk, auch Tripod genannt. [0002] Auf den verschiedensten Gebieten des Maschinenbaues besteht die Notwendigkeit, Drehmomente entlang von Strecken zu übertragen, die nicht geradlinig verlaufen. Ein klassisches Mittel zur Übertragung von Drehmomenten über abgewinkelte Wellenbereiche ist das Kardangelenk, das besonders im Automobilbau Eingang gefunden hat. [0003] Eine andere Möglichkeit, die verschiedene Vorteile aufweist, ist die Verwendung eines sogenannten Tripods, bei dem das eine Wellenende mit zumeist drei Armen, die normal zur Wellenachse verlaufen, ausgestattet ist, wobei am Ende jedes Armes und um diesen drehbar, eine Scheibe mit sphärischer Außenkontur angeordnet ist. [0004] Am Ende der entgegenstehenden Welle ist eine Hülse angeordnet, die, entsprechend der Anzahl und Winkellage der Arme, Ausnehmungen aufweist, deren Querschnitt den Rollenaußenflächen angepaßt ist, wobei die Ausnehmungen mit einem zentralen Hohlraum in Verbindung stehen, sodaß die Arme hindurchtreten können. [0005] Es kommt bei dieser gelenkigen Wellenkupplung in geknickter Lage zu einer Abrollbewegung der Scheiben, in den Ausnehmungen, wodurch die maximale Auslenkung bestimmt wird. Dieser Auslenkwinkel, wie er bisher möglich war, ist nun für viele Anwendungsgebiete in der Technik, beispielsweise für die Kraftübertragung von Kraftfahrzeugen, die ja lenkbar sind, nicht ausreichend. [0006] Die Erfindung bezweckt hier Abhilfe zu schaffen und sieht die Schaffung eines Tripods vor, das kompakt gebaut ist und doch einen größeren Auslenkwinkel als bekannte Tripode zuläßt. [0007] Erfindungsgemäß werden diese Ziele dadurch erreicht, daß der sphärische Abschnitt der Oberfläche der Rollen asymmetrisch zu deren Äquator liegt. Durch diese Maßnahme wird der während des Betriebes nicht benötigte, von der Drehachse aus gesehen jenseits des Äquators liegende Teil auf das konstruktiv benötigte Maß reduziert ausgebildet und erlaubt so die Schaffung eines besonders kompakten Gelenkes. Die Möglichkeit dieser Reduktion wurde bisher in der Fachwelt nicht erkannt. [0008] In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Scheibe entlang der Achse ihres Armes längsverschieblich gelagert ist. Dadurch wird erreicht, daß in der ausgelenkten Lage, insbesondere in der am weitest ausgelenkten Lage, die Scheibe sich nach die vor in dem radialen Abstand zur Welle befindet, in der sich trotz der Auslenkung der Welle auch die Ausnehmung auf der Gegenwelle befindet. [0009] Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Tripod in gestreckter Lage, teilweise im Schnitt, die Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1 in gestreckter Lage und 5 die Fig. 3 zeigt einen Schnitt analog zur Fig. 2, aber in geknickter Lage des Tripods. [0010] Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist am Ende einer (nicht dargestellten) Welle eine Gelenkscheibe 1 fest 10 angeordnet. Die Gelenkscheibe 1 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel drei Ausnehmungen 3 auf. Diese Ausnehmungen weisen den aus Fig. 1 ersichtlichen Querschnitt auf und erstrecken sich in der Richtung parallel zur zugehörigen Wellenachse 4 durch die gesamte 15 Gelenkscheibe 1. [001 1 ] Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ist im Inneren der Gelenkscheibe 1 die Gegenwelle 2 angeordnet, die an Armen 5 drehbar und entlang der Arme verschiebbar gelagerte Scheiben 6 aufweist. Die Schei- 20 ben 6 kommen (Fig. 1) in die Ausnehmungen 3 zu liegen, so daß entlang der Berührflächen bzw. -linien das Drehmoment übertragen wird. [0012] Wenn nun die Wellenachse 4 bezüglich der Wellenachse 7 nicht mehr in fluchtender Lage, wie in 25 Fig. 2 dargestellt, verläuft, so verlagern sich die Scheiben 6 entlang der Arme 5 nach außen, ohne dabei aus dem Bereich der Ausnehmungen 3 zu kommen. [0013] Durch die asymmetrische Ausbildung der Scheiben 6 bezüglich ihres Äquators 8 und der Ver- 30 schiebbarkeit entlang des Armes 5 ist es möglich, die Ausnehmungen 3 nahe an die Wellenachse 4 zu legen, ohne daß es durch die beim Abknicken bedingte Änderung des Abstandes der Scheiben 6 von den Ausnehmungen 3 zu Problemen kommt. 35 [0014] Es vollführt, in der in Fig. 2 gezeigten Lage, jede Scheibe 6 während einer Umdrehung der Welle 2 eine lineare Hin-Herbewegung entlang der Achse des Armes 5 und eine hin-hergehende Drehbewegung um die Achse des Armes 5, wobei gleichzeitig ihre Kontakt- 40 linie mit der Ausnehmung 3 sich parallel zur Achse 4 hin-hergehend verschiebt. Es vollführt somit die Scheibe 6 in der geknickten Lage des Wellenelementes eine echte Taumelbewegung, was erst durch die erfindungsgemäßen Merkmale ermöglicht wird. 45 [001 5] Die Erfindung ist nicht auf das gestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann verschiedentlich abgewandelt werden. So ist es möglich, mehr als drei Arme 5 vorzusehen und die Lagerung der Scheiben 6 auf den Armen 5 durch andere als die dargestell- 50 ten Nadellager vorzunehmen. Es kann selbstverständlich die Montage der Arme bzw. des sie tragenden Kranzes an der Welle 2 auf andere Weise erfolgen und es kann auch die Längsscheibe 1 anders als auf die in Fig. 1 angedeutete Weise mit der sie tra- 55 genden Welle verbunden sein. [0016] Die Materialwahl, die Bestimmung der notwendigen Dimensionen und die Auslegung der anderen Parameter des Gelenkes ist für den Fachmann auf dem 2

3 3 EP A1 Gebiete des Gelenkbaues in Kenntnis der Erfindung mit keinerlei Schwierigkeiten verbunden, es soll nur darauf hingewiesen werden, daß alle bei üblichen Tripoden verwendeten Materialien und Schmiermittel auch bei erfindungsgemäßen Tripoden verwendet können. 5 [001 7] Es ist auch möglich, die Lagerung der Rollen 6 auf den Armen 5 anders als dargestellt auszubilden, es ist insbesondere möglich, die dargestellten Nadellager durch Gleitlager oder durch beschichtete Oberflächen der miteinader in Kontakt tretenden Bauteile zu erset- 10 zen. Patentansprüche 1. Wellengelenk, auch Tripod genannt, bei dem das 1s eine Wellenende mit zumeist drei Armen (5), die normal zur Wellenachse (7) verlaufen, ausgestattet ist, wobei am Ende jedes Armes und um diesen drehbar, eine Scheibe (6) mit sphärischer Außenkontur angeordnet ist, wobei weiters am Ende der 20 entgegenstehenden Welle eine Hülse (1) angeordnet ist, die, entsprechend der Anzahl und Winkellage der Arme (5), Ausnehmungen (3) aufweist, deren Querschnitt den Rollenaußenflächen angepaßt ist, wobei die Ausnehmungen mit einem zen- 25 tralen Hohlraum in Verbindung stehen, sodaß die Arme (5) hindurchtreten können, dadurch gekennzeichnet, daß der sphärische Abschnitt der Oberfläche der Rollen (6) asymmetrisch zu deren Äquator (8) liegt Tripod nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rolle (6) entlang der Achse des sie tragenden Armes (5) längsverschieblich gelagert ist. 55

4 EP A1 4

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6 EP A1 Europäisches Patentamt EUROPAISCHER RECHERCHENBERICHT Nummer der Anmeldung EP Kategoria EINSCHLAGIGE DOKUMENTE Kennzeichnung des Dokuments mit Angabe, soweit erforderlich, der maßgeblichen Teile FR A (GLAENZER SPICER SA) 8. Februar 1985 * Seite 3, Zeile 26 - Seite 4, Zeile 9; Abbildungen 2,3 * WO A (GKN AUTOMOTIVE INC) 4. Februar 1993 * Seite 4, Zeile 13 - Zeile 19; Abbildungen 2,3 * US A ( ROETHLISBERGER JERRY M) 20. Januar 1970 * Spalte 2, Zeile 50 - Zeile 72; Abbildung 2 * FR A (GKN AUTOMOTIVE AG) 3. Dezember 1993 * Seite 14, Zeile 6 - Zeile 10; Abbildungen * Betrifft Anspruch KLASSIFIKATION DER ANMELDUNG (lnt.ci.6) F16D3/205 RECHERCHIERTE SACHGEBIETE (lnt.ci.6) F16D Der vorliegende Recherchenbericht wurde für alle Patentansprüche erstellt Recherchenort Abscrtußdatum der Recherche DEN HAAG 11. September 1998 KATEGORIE DER GENANNTEN DOKUMENTE X: von besonderer Bedeutung allein betrachtet Y: von besonderer Bedeutung in Verbindung mit einer anderen Veröffentlichung derselben Kategorie A: technologischer Hintergrund O nichtschriftllche Offenbarung P : Zwischenliteratur Prüfer Van Overbeeke, T: der Erfindung zugrunde liegende Theorien oder Grundsätze E : älteres Patentdokument, das jedoch erst am oder nach dem Anmeldedatum veröffentlicht worden ist D: in der Anmeldung angeführtes Dokument L: aus anderen Gründen angeführtes Dokument &: Mitglied der gleichen Patentfamilie, übereinstimmendes Dokument J 6