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Verfahren zur Montage von Zapfenlagern von Kardangelenken
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Dicke gegeben wird.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen derselben an Hand der Zeichnung.
Fig. l ist ein axialer Schnitt durch einen Backen des Kardangelenkes und zeigt zwei Spurzapfen eines
Kreuzzapfens mit den zwischengeschalteten Nadellagern. Fig. 2 ist ein Schnitt gemäss Linie 2 - 2 der
Fig. 1. Die Fig. 3 und 4 sind Teildarstellungen der Fig. 1 und veranschaulichen zwei andere Ausführungs- formen des Haltekörpers. Fig.-5 zeigt in Aufsicht einen kappenförmigen Haltekörper. Fig. 6 ist ein axialer
Schnitt durch Fig. 5. Die Fig. 7 und 8 sowie 9 und 10 zeigen in den Fig. 5 und entsprechend der Dartel- lung zwei weitere Ausführungsformen des Haltekörpers. Fig. 11 ist eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht und zeigt einen Haltekörper mit einem dielektrischen Lacküberzug.
In Fig. l sind mit 1 und 2 zwei Drehzapfen eines Kreuzzapfens 3 bezeichnet, der in dem Backen 4 des Kardangelenkes montiert werden soll. Jeder Drehzapfen ist von einer Reihe von Nadeln 5 umgeben. die in einer Schale gehalten werden, die an ihrer innenliegenden Seite eine Randleiste 7 und an ihrer aussenliegenden Seite einen Halteboden 8 für die Nadeln aufweist.
Bei der üblichen Montage solcher Anordnungen werden die Schalen 6 durch einen in eine Auskeh- lung der Bohrung 9 des Backens 4 eingelegten Ringkörper in ihrer ordnungsgemässen axialen Stellung ge- sichert.
Um das einwandfreie Betriebsverhalten eines Kardangelenkes, das mit grosser Geschwindigkeit arbei- tet, zu sichern, muss die Rotationsachse X - X des Kreuzzapfens sehr genau mit der des Backens zusam- menfallen (selbstverständlich, falls diese beiden Teile miteinander den Winkel Null bilden) denn jede Exzentrizität würde Anlass zu Schwingungen geben. Ferner ist es erforderlich, dass das axiale Spiel in der
Richtung Y - Y zwischen dem Ende jedes Zapfens 1, 2 und dem Boden der zugeordneten Schale, der zur Anlage gegen den Haltering kommt, so klein als möglich ist, ohne dass anderseits für die guten Laufeigenschaften des Kardangelenkes schädliche Spannungen hervorgerufen werden.
Wie oben bereits ausgeführt wurde, ist ersichtlicherweise die Genauigkeit der Montage hiebei von der Bearbeitung der Auskehlungen, der Schalen usw. abhängig und umso schwieriger zu erzielen, weil sich in diesem Falle mehrere Toleranzen addieren. Das bedeutet eine erhebliche Steigerung der Bearbeitungskosten.
Das Verfahren gemäss der Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten und Nachteile. Es besteht grundsätzlich darin, dass zunächst in die koaxialen Bohrungen 9 des Backens der Kreuzzapfen mit den mit Nadeln versehenen Schalen 6 eingesetzt wird und dann, während die Rotationsachsen des Kreuzzapfens und des Backens durch zweckentsprechende Montageanordnung in genau übereinstimmender Lage, nämlich in der Achse X - X erhalten werden, die Böden 8 der Schalen unter Gleiten in ihren Bohrungen 9 unter Zwischenschaltung von Haltekörpern 10, die sich auf den zugeordneten Schalenböden abstützen, zurückgedrückt werden, bis sie in Kontakt mit den Enden der Zapfen gelangen,
und die Schalen dann in dieser Lage im Inneren der Bohrungen verschweisst werden
Auf diese Weise erfolgt die Befestigung jedes Haltekörpers 10 und demzufolge jeder Schale 6 genau in der axialen Stellung, die der Lage des Kreuzzapfens 3 in der Achse Y - Y ohne Spiel und ohne Spannung entspricht. Eine Präzisionsbearbeitung ist nur noch für die Bohrung 9 erforderlich. Die Schale 6 braucht nur noch eine geringe Wandstärke zu besitzen, denn die Beanspruchungen in der Achse Y - Y werden durch den Haltekörper 10 aufgenommen.
Die Form dieses Haltekörpers wird in Abhängigkeit von der des Bodens oder der Randleiste der Schale 6 und entsprechend dem Verfahren, das zum Anschweissen der Schale an die Innenwandung der sie aufneh- menden Bohrung angewendet wird, gewählt.
Die Verbindung dieses Teiles 10 mit dem Backen erfolgt vorzugsweise durch elektrisches Verschwei- ssen, ohne zusätzliches Schweissmetall Diese Arbeitsweise erfordert einen engen Kontakt zwischen dem Umfang des Körpers 10 und dem Innenumfang der Bohrung 9, der dadurch erzielt werden kann, dass der Körper 10 unter Krafteinwirkung in die Bohrung eingepresst und ihm, sei es durch eine allgemeine Wölbung, sei es durch Wölben gewisser ausgeschnittener Teile oder schliesslich durch Ausübung eines Drukkes in zu dem Verlauf der Bohrung radialer Richtung zwecks Abstützung an deren Wandungen eine gewisse Elastizität erteilt wird. Ausser diesem engen Kontakt zwischen Schalenumfang und Bohrungswandung müssen die Elektroden selbst in innigem Kontakt mit den Flächen der miteinander zu verschweissenden Teile stehen.
Während sich die eine der Elektroden auf dem Haltekörper 10 abstützt, wird die andere mit der gegebenenfalls zwecks Sicherung eines guten Kontaktes bearbeiteten Aussenwandung des Backens 4 oder, um auch die Notwendigkeit einer solchen Bearbeitung zu vermeiden, mit der Innenwandung der Bohrung in Kontakt gebracht. Im letzteren Falle kann es zweckmässig sein, den Haltekörper auszuschneiden, um den Durchtritt der Elektrode zu ermöglichen.
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In den Zeichnungen sind diese verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht
Gemäss Fig. 1 und 2 ist die eine der Elektroden A an den Haltekörper 10 in Richtung der Achse Y - Y angelegt, und kann gleichzeitig dazu dienen, den Haltekörper an den Boden der Schale an- und diesen auf das Ende des Zapfens 1 aufzudrücken, während die andere Elektrode B an die Aussenwandung des Backens angelegt ist, wobei der die Verschweissung bewirkende Strom vom Umfang des Haltekörpers nach dem der
Bohrung fliesst. Gemäss Fig. 3 ist der Verschweissvorgang der gleiche, jedoch weist der Haltekörper einen mittleren gewölbten Teil 11 für die Abstützung der Elektrode A auf.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 besitzt die Schale 6 keinen Boden, sondern eine Ringleiste 8a für das Halten der Nadeln 5, die sich nach innen hinreichend weil erstreckt, um den Anschlag für den Zapfen 1 zu bilden.
Der Haltekörper selbst kann, wie in Fig. 4 - 12 dargestellt, eine mittlere Ausnehmung besitzen. Er kann auch von der Kreisform abweichend gestaltet sein und z. B., wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, aus einer elastischen Kappe bestehen.
Der innige Kontakt der Kanten des Haltekörpers mit der Innenwandung der Bohrung 9 wird bei den beschriebenenAusführungsformen durchEindrücken eines eine geeignete Eigenelastizität besitzenden Kör- pers unter Kraftaufwendung herbeigeführt. Diese Elastizität wird dem Körper bei den Ausführungsformen gemäss Fig. 1-4 dadurch verliehen, dass er durch Ausbauchen eine gewisse Auswölbung erhält. Das glei- ehe kann auch durch Auswölben der elastischen Kappe gemäss den Fig. 5 und 6 erzielt werden. Der Kör- per 10 könnte ferner auch sternförmig gestaltet sein, oder durch eine Scheibe mit radialen Zähnen oder solchen von beliebiger anderer Form gebildet werden, wobei dann die Strahlen des Sternes oder die ra- dialen Zähne ausgewölbt werden.
Wie oben ausgeführt wurde, kann aber auch der Körper 10, ohne dann Eigenelastizität zu besitzen, durch eine von aussen wirkende Kraft, z. B. durch den Andruck einer der Elektroden selbst, in die Bohrung verbracht werden.
Die Fig. 7 und 8 zeigen einen Haltekörper, dessen Abmessungen auf die eines Halbkreises 14 be- schränkt sind und der ausserdem bei 15 und 16 ausgeschnitten werden kann. Dieser Körper wird durch
Einwirkung einer äusserenKraftF an dieinnenwandung der Bohrung 9 angedrückt. Diese äussere Kraft kann zweckmässig durch die eine der Elektroden A ausgeübt werden, die dann in seitlicher Richtung auf die freie Kante des im Inneren der Bohrung befindlichen Körpers 14 wirkt. Die andere Elektrode B kann zweckmässig an die Innenwandung der Bohrung angelegt werden, derart, dass die beiden Elektroden eine
Zange bilden, deren Schenkel sich im Zeitpunkt der Verschweissung voneinander entfernen.
Diese Herstellung des Kontaktes der einen Elektrode B mit der Innenwandung der Bohrung ermöglicht einen innigen Kontakt, ohne dass eine Aussenbearbeitung des Backens notwendig ist (die anderseits bei den Ausführungsformen gemäss den Fig. 1 - 6 an der Stelle, an der sich die Elektrode auf der Aussenwan- dung des Backens abstützt, erforderlich sein kann).
Der Haltekörper kann auch aus zwei Teilen 17 und 18, die entweder völlig voneinander unabhän- gig, oder miteinander durch eine in Scharnier bildende Brücke verbunden sind, bestehen, wobei die beiden Teile zwecks Herbeiführung eines engen Kontaktes mit der 3ohrungswandung, z. B. durch zwei zusammen eine Zange bildende Elektroden A, A', die sich für die Verschweissung öffnen, voneinander entfernt werden können. Wenn die Teile 17 und 18 völlig voneinander getrennt sind, so kann der Strom durch die Elektrode A und den Teilkörper 17 ein-und durch den Teilkörper 18 sowie die Elektrode A' unter Durchfliessen des Backens (Reihenschaltung) austreten.
Wenn die beiden Teilkörper 17 und 18 durch eine Brücke 19 miteinander verbunden sind, so tritt der Strom durch die Elektroden A, A'und die Teil- körper 17 und 18 ein und über den Backen 4 und die Elektrode B aus (Parallelschaltung).
Um ein Fliessen des Schweissstromes zwischen dem Haltekörper und dem Boden oder den Kanten der
Schale zu verhindern, kann zwischen diesen Teilen ein DieleKtrikum in Gestalt einer besonderen Folie oder eines an dem einen der beiden Bauteile, z. B. dem Haltekörper anhaftenden Filmes, vorgesehen werden. Falls das Verschweissen unter niedriger Spannung erfolgt, kann das Dielektrikum sehr dünn sein und dann z. B. aus einem isolierenden Lack bestehen, wie das bei 21 in Fig. 11 gezeigt ist. Der Halte- körper aus dem wenigstens auf einer Seite gelackten Blech kann auch ausgeschnitten sein.
Da sich der an denBacken4 angeschweisste Haltekörper auf dem Boden der Schale 6 abstützt, nimmt dieser während des Betriebes die Beanspruchungen, die durch den Drehzapfen 1 auf die Schale ausgeübt werden, auf, so dass die Schale selbst keinen nennenswerten Spannungsbeanspruchungen unterworfen ist und deshalb dann aus dünnem, z. B gekümpeltem Metall bestehen kann.
In allen beschriebenen Fällen erfolgt eine sehr genaue Zentrierung des Kreuzzapfens in dem Backen, ohne dass es notwendig ist, bei der Herstellung auf sehr kleine Toleranzen Wert zu legen, da die Lage des
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Haltekörpers in der Längsrichtung der Achse Y-Y sich um einige Zehntel Millimeter ändern kann, ohne dass die optimale Zentrierung verlorengeht.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend im einzelnen beschriebenen und die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt, die nur als Beispiele anzusehen sind. So i kann, wenn ein gewisses, genau einstellbares Spiel zwischen den Enden der Drehzapfen und den Böden der Schalen erwünscht ist, dieses Spiel dadurch geschaffen werden, dass der Backen im Zeitpunkt der Ver- schweissung einer kontrollierten elastischen Verformung unterworfen wird, derzufolge die beiden Teile des- selben derart einander genähert werden, dass, wenn nach dem Verschweissen der Backen wieder freigegeben wird und seine Anfangsform annimmt, die nunmehr mit ihm fest verbundenen Schalen sich von dem Ende des zugeordnetenDrehzapfens je um den Weg entfernen, der der Hälfte dieser elastischen Verformung entspricht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Montage von Zapfenlagern von Kardangelenken in den koaxialen Bohrungen des
Backenkörpers, bei welchem eine genaue Zentrierung des Zapfenkreuzes im Backenkörper erhalten wird, wobei die Rotationsachsen dieser Teile in genauer Übereinstimmung gehalten werden und ein Teil des
Lagers unter Zwischenschaltung eines Haltekörpers, der in die Bohrung eingesetzt ist. gegen die Zapfen- enden gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (8) eines mit seiner Mantelfläche (6) in der
Bohrung (9) des Backenkörpers (4) eingeschobenen Nadellagers (5) gegen die Endfläche des Zapfens (1 bzw. 2) angesetzt und der aussen auf dem Boden (8) sich abstützende Haltekörper (10) an seinem Platz dann in der Bohrung verschweisst wird.