-
Die Erfindung betrifft ein Drehgelenk in montiertem Zustand mit einer Fettfüllung und elastischen Abdichtmitteln, umfassend ein Gelenkinnenteil, das mit einer Welle verbunden ist, ein Gelenkaußenteil, an das ein Hohlzapfen mit einer Innenverzahnung angeformt ist, dessen Innenöffnung offen in den Gelenkinnenraum übergeht, und Rollkörper zur Drehmomentübertragung zwischen Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil. Die Innenöffnung des Hohlzapfens geht hierbei insbesondere mit unvermindertem Querschnitt in den erweiterten Innenraum des Gelenkaußenteils über. Bei der Montage von Gelenken der genannten Art wird nach dem Einsetzen des Gelenkinnenteils mit der daran anschließenden Welle in das Gelenkaußenteil letzteres mit Fett gefüllt und der offene Ringraum zwischen der mit dem Gelenkinnenteil verbundenen Welle und dem Gelenkaußenteil von einem zuvor auf die Welle aufgeschobenen Faltenbalg überbrückt. Die vom Gelenkinnenraum in den Hohlzapfen überleitende Öffnung muß zuvor verschlossen werden, damit das eingefüllte Fett nicht durch den Hohlzapfen wegfließt. Zu diesem Zweck ist es bisher üblich, am Übergang von der Innenöffnung des Hohlzapfens zum Gelenkinnenraum einen Absatz einzudrehen, in den ein runder gewölbter oder flacher Blechdeckel unverlierbar von der Gelenkinnenseite her eingepreßt wird. Derartige Lösungen sind z. B. aus der
US 4 132 422 A und der
US 4 708 693 A bekannt. Der zusätzliche mechanische Bearbeitungsschritt zur Darstellung der Sitzfläche ist relativ kostenträchtig.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein zur Gelenkmontage vorbereitetes Drehgelenk der genannten Art dahingehend zu verbessern, das es zu reduzierten Kosten herstellbar ist. Die Lösung hierfür besteht darin, daß die Innenöffnung im Hohlzapfen ausschließlich von einem in diese eingesetzten Wellenzapfen verschlossen ist, der mit seiner Außenverzahnung in die Innenverzahnung des Hohlzapfens eingesetzt ist, wobei ein Ringspalt zwischen Hohlzapfen und Wellenzapfen durch einen Ring aus verformter elastischer Dichtmasse abgedichtet ist und Axialsicherungsmittel zwischen Hohlzapfen und Wellenzapfen wirksam sind. Insbesondere ist vorgesehen, daß der Wellenzapfen mit einer Fase am freien Ende versehen ist, wobei der Ring aus elastischer Dichtmasse zwischen der Fase und der Innenverzahnung des Hohlzapfens wirksam ist.
-
Bei der Herstellung des Gelenkaußenteils brauchen auf diese Weise im Bereich des Hohlzapfens nach dem Herstellen der Innenverzahnung, die durch Räumen erfolgen kann, keine weiteren mechanischen Bearbeitungsschritte durchgeführt werden. Anstelle des bisher üblichen Blechdeckels tritt der durch den Ring aus elastischer Dichtmasse abgedichtete eingesetzte Wellenzapfen. Es kann ein später wieder zu entfernender napfförmiger Hohlstopfen als Platzhalter für den erst später einzusetzenden Wellenzapfen verwendet werden.
-
Zur Vorbereitung wird zunächst eine umfänglich umlaufende Raupe aus elastischer Dichtmasse in die Innenöffnung des Hohlzapfens eingebracht. Diese kann insbesondere in einen Bereich eingelegt werden, in dem die Zähne der Innenverzahnung durch eine Eindrehung entfernt sind. Als elastisches Dichtmaterial eignet sich beispielsweise ”Hylomar”®, das als plastisches Material aufgetragen werden kann und sich durch Luftkontakt zu elastischem Material verfestigt.
-
Nach einer ersten Verfahrensführung wird in den Hohlzapfen dann ein Stopfen Zapfen eingesetzt, der am vorderen zuerst eingesetzten Ende einen Absatz mit einem reduzierten Durchmesser hat, der mit der Innenöffnung des Hohlzapfens einen Ringspalt bildet und beim Einsetzen des Stopfens den Ring aus elastischem Material so weit verformt, daß der Innenraum des Gelenkaußenteils vorübergehend abgedichtet ist. Der eingesetzte Stopfen kann als napfförmiger Hohlstopfen aus Kunststoff oder Blech ausgeführt sein und am hinteren Ende einen Flansch haben, der als Anschlag beim Einschieben in den Hohlzapfen dient. Der Stopfen kann außen rein zylindrisch sein und mit leichter Preßpassung in die Innenverzahnung des Hohlzapfens eingesetzt sein. Nach diesem Abdichten des Gelenkinnenraums nach außen kann die vollständige Gelenkmontage einschließlich Einbringen der Fettfüllung des Gelenkaußenteils und Abdichtung des Gelenkaußenteils gegenüber der mit dem Gelenkinnenteil verbundenen Welle erfolgen, wobei der Stopfen ein Austreten der Fettfüllung verhindert. In dem geschilderten Montagezustand kann der Transport des fertigen Gelenkes an den Ort der Verbauung stattfinden. Dort kann der Stopfen entfernt werden und durch einen Wellenzapfen mit Außenverzahnung, z. B. einen Getriebeausgangszapfen eines Differentialgetriebes oder einen Nabenzapfen einer Radträgeranordnung, ersetzt werden, indem der Hohlzapfen des Gelenks auf dem entsprechenden Wellenzapfen, der bereits im Kraftfahrzeug montiert ist, aufgesteckt wird. Die genannten Verzahnungen greifen hier zur Drehmomentübertragung ineinander. Die axiale Sicherung des Wellenzapfens gegenüber dem Hohlzapfen kann in üblicher Weise durch einen in Ringnuten eingesetzten Sicherungsring erfolgen. Der genannte Wellenzapfen ist hierbei bevorzugt mit einer Fase am vorderen freien Ende versehen und in jedem Fall so lang, daß er den nach Entfernen des Stopfens teilweise elastisch zurückgeformten Ring aus Dichtungsmaterial erneut elastisch verformt. Durch die Fase kann hierbei der Ring zur Abdichtung auf Dauer elastisch verformt gehalten werden oder in die Außenverzahnung des Wellenzapfens eingeführt und zwischen den ineinandergreifenden Verzahnungen bzw. der Umfangsnut im Hohlzapfen und der Außenverzahnung am Wellenzapfen abdichtend verpreßt werden. Die radiale Verformung des Rings aus elastischem Material ist hierbei stärker als bei dem zuvor verwendeten Platzhalterzapfen für Montage und Transport.
-
Nach einer zweiten Verfahrensführung wird in den Hohlzapfen unmittelbar nach dem Einbringen des Rings aus elastischem Material ein Wellenzapfen mit einer Außenverzahnung eingesetzt, der für die vollständige Montage zunächst die Funktion des Stopfens übernimmt, jedoch gleichzeitig bereits zur späteren Drehmomentübertragung dient. Die Formgebung und das Zusammenwirken mit dem Ring aus elastischem Material entspricht dabei vollständig dem zuvor beschriebenen Wellenzapfen.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben.
-
1 zeigt ein erfindungsgemäßes montiertes Gelenk in der Ausführung als Tripodegelenk;
-
- a) im Längsschnitt
- b) im Querschnitt;
-
2 zeigt das Gelenkaußenteil des Gelenkes nach 1 als Einzelheit nach Einbringen des Rings aus Dichtmasse;
-
3 zeigt das Gelenkaußenteil nach 2 nach Einsetzen eines Stopfens für Montage und Transport;
-
4 zeigt das Gelenkaußenteil nach 2 mit eingesetztem Wellenzapfen in einer ersten Ausführung;
-
5 zeigt das Gelenkaußenteil nach 2 mit eingesetztem Wellenzapfen in einer zweiten Ausführung.
-
Die beiden Darstellungen der 1 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Das Tripodegelenk 10 umfaßt ein Gelenkinnenteil 11 mit einer Nabe 12 und drei umfangsverteilten Tripodezapfen 13, auf denen mehrteilige Rollenanordnungen 14 pendelnd aufsitzen. In das Gelenkinnenteil 11 ist eine Welle 15 eingesteckt. Das Gelenkinnenteil 11 sitzt in einem Gelenkaußenteil 21 ein, in dem die Rollenanordnungen 14 axial abrollen können. Der offene Ringspalt zwischen Welle 15 und Gelenkaußenteil 21 ist durch einen Faltenbalg 16 abgedichtet, der mittels Spannbändern 17, 18 auf der Welle bzw. im Gelenkaußenteil festgelegt ist. Am Gelenkaußenteil 21 ist ein Hohlzapfen 22 angeformt, in den ein napfartiger Hohlstopfen 31 eingesetzt ist. Dieser wird anhand der folgenden Zeichnungen näher beschrieben.
-
2 zeigt das Gelenkaußenteil 21 des Tripodegelenkes nach 1 als Einzelheit mit einstückig angeformtem Hohlzapfen 22. Der Innenraum 23 geht hierbei ohne Querschnittsverengung in die Innenöffnung 24 des Hohlzapfens über. Im Innenraum 23 sind Rollenbahnen 25 angedeutet. In der Innenöffnung 24 ist eine Innenverzahnung 26 insbesondere durch Räumen hergestellt. Die Innenverzahnung kann in einem axialen Bereich durch eine Eindrehung 29 entfernt sein, in den ein Ring 27 aus elastischer Dichtmasse eingelegt ist. Der Ring 27 aus elastischer Dichtmasse kann jedoch auch unmittelbar in die Innenverzahnung eingeformt sein. In einigem Abstand vom Ring 27 ist eine Ringnut 28 zur Aufnahme eines Axialsicherungsrings vorgesehen.
-
In 3 sind gleiche Einzelheiten wie in 2 mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. In die zuvor offene Innenöffnung 24 des Hohlzapfens 22 ist ein Hohlstopfen 31 in Form eines Napfes mit einem abschließenden Boden 32 und einem rückwärtigen Flanschanschlag 33 eingeschoben. Im vorderen Bereich ist ein durchmesserverminderter Absatz 34 vorgesehen, der gegenüber der Innenverzahnung 24 mit radialem Abstand zu den Zahnköpfen einen Ringspalt 35 bildet. Der Absatz 34 ist in Kontakt mit dem Ring 27 aus elastischer Dichtmasse und dichtet damit den Innenraum 23 gegenüber dem Zapfeninneren 24 ab. Der aus Blech oder Kunststoff bestehende napfförmige Hohlstopfen 31 sitzt mit Vorspannung in der Innenverzahnung 26 ein.
-
In 4 ist wiederum das Gelenkaußenteil gemäß 2 als Einzelheit dargestellt, wobei davon auszugehen ist, daß tatsächlich ein vollständig montiertes Gelenk nach 1 vorliegt. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die Beschreibung der 2 und 3 wird insoweit Bezug genommen. Der Hohlstopfen 31 ist in dieser Darstellung entfernt und durch einen Wellenzapfen 41 mit Außenverzahnung 42 ersetzt, der in den Hohlzapfen 22 eingeführt ist und mit dessen Innenverzahnung 26 zusammenwirkt. Der Wellenzapfen 41 hat am vorderen freien Ende eine Fase 43 und in einigem Abstand davon eine Ringnut 44, die mit einem Sicherungsring 45 bestückt ist, der in die Ringnut 28 im Hohlzapfen 22 eingeschnappt ist. In dieser axial fixierten Position liegt die Fase 43 im Bereich des Ringes 27 aus elastischer Dichtmasse. Dieser ist hierbei deutlich stärker verpreßt als durch den Absatz des zuvor verwendeten Hohlstopfens. Eine Abdichtung des Gelenkinnenraums 26 nach außen ist hiermit zuverlässig sichergestellt. Ein positiver Abstand a zwischen dem Ring 27 und dem Ende der Innenverzahnung 26 muß eingehalten werden.
-
In 5 ist wiederum das Gelenkaußenteil gemäß 2 als Einzelheit dargestellt, wobei davon auszugehen ist, daß tatsächlich ein vollständig montiertes Gelenk nach 1 vorliegt. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die Beschreibung der 2 und 3 wird insoweit Bezug genommen. In Abweichung von 4 ist ein Gelenkaußenteil 21 mit eingestecktem Wellenzapfen 41' in abgewandelter Ausführung gezeigt. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern belegt. Auf die vorangehende Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Der Abstand zwischen Ringnut 44 zur Aufnahme des Sicherungsrings 45 und Fase 43 am vorderen Ende des Zapfens 41' ist hierbei größer, so daß bei gleicher Anordnung des Ringes 27 aus elastischer Dichtmasse wie zuvor diese zur Abdichtung des Gelenkinnenraums 23 nach außen vollständig zwischen den Verzahnungen 26, 42 verpreßt ist.
