DE102005044324B4

DE102005044324B4 - Verfahren zur Herstellung eines Zwischenlagers für Gelenkwellen

Info

Publication number: DE102005044324B4
Application number: DE102005044324A
Authority: DE
Inventors: Hans Roth
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: IFA Technologies GmbH
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2025-09-17
Also published as: DE102005044324A1; US20070065062A1; GB0617972D0; GB2430239B; GB2430239A

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Zwischenlagers für Gelenkwellen mit einem Lagerträger (2), der Montageflächen (5, 6) zur Anbringung an einem die Gelenkwelle (4) stützenden Bauteil aufweist, und einem elastischen Ausgleichsteil (3) aus einem elastischen Material, das in einer in dem Lagerträger (2) ausgebildeten Basisöffnung (7) aufgenommen ist, und in welchem die Gelenkwelle (4) schwingungsfähig gelagert ist, wobei zum Höhenausgleich das Zentrum des Lagers bezüglich der Montageflächen (5, 6) in unterschiedlicher Höhe positionierbar ist, wobei die Basisöffnung des Lagerträgers (2) mit einer zumindest in Hochrichtung gegenüber dem elastischen Ausgleichsteil (3) größeren Ausdehnung hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Ausgleichsteil (3) entsprechend dem vorgesehenen Maß an Höhenausgleich in unterschiedlicher Höhe in dem Lagerträger (2) einvulkanisiert und eine den verbleibenden Raum zwischen Ausgleichsteil (3) und Basisöffnung (7) schließende Füllung (8, 9) durch beim Herstellen des elastischen Ausgleichsteils (3) vulkanisiertes zusätzliches Material gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zwischenlagers für Gelenkwellen.
Es sind eine große Anzahl von Zwischenlagern für Gelenkwellen bekannt, mit deren Hilfe mehrteilige Gelenkwellen, wie sie insbesondere bei Straßenfahrzeugen zur Verbindung zwischen Antriebsaggregat und Achsgetriebe vorgesehen sind, in einem mittleren Bereich nahe dem Gelenk gegen ein Bauteil der Karosserie abgestützt werden. Solche Zwischenlager umfassen einen Lagerträger, der Montageflächen zur Anbringung an dem die Gelenkwelle stützenden Bauteil aufweist, und ein elastisches Ausgleichsteil aus einem vulkanisierten Material, das in einer in dem Lagerträger ausgebildeten Basisöffnung aufgenommen ist und in welchem die Gelenkwelle schwingungsfähig gelagert ist. Das Ausgleichsteil kann als Faltenbalg oder auf andere Weise, z. B. mit einem zwischen einem Innenkranz und einem Außenring abrollbaren Zwischenring mit torusförmiger Grundform, ausgebildet sein.
Aus der gattungsbildenden DE 20 13 305 A1 geht ein solches Zwischenlager als bekannt hervor. Dort ist ein als Faltenbalg ausgebildetes elastisches Ausgleichsteil festhaftend mit einer inneren Metallhülse und einem äußeren Metallring verbunden. Metallhülse und Metallring sind exzentrisch zueinander angeordnet. Das elastische Ausgleichsteil ist entsprechend elliptisch ausgebildet. Der äußere Metallring ist auf seinem Außenumfang mittels elastischer Beilagen einstellbar an einem Lagerträger befestigbar. Die Beilage weist eine sichelförmige Gestalt auf. Der äußere Metallring ist unter Zwischenlage der sichelförmigen Beilage mit dem Lagerträger verschraubt. Mit der sichelförmigen Beilage kann der Mittelpunkt der Lagerung gegenüber dem Lagerträger bzw. einem Fahrzeug verändert werden.
In der DE 197 55 307 A1 ist ein Zwischenlager dargestellt, das elastisch derart abgestützt ist, dass über dem Umfang unterschiedliche Steifigkeiten dargestellt werden. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass über dem Umfang unterschiedliche Mengen an elastischem Material durch Füllen von Aussparungen beim Vulkanisieren vorgesehen sind.
Weitere Zwischenlager für Gelenkwellen von verschiedener Art sind beispielsweise in der DE 43 20 642 C1 , der DE-AS 24 57 941 und in dem Deutschen Gebrauchsmuster 6919078 beschrieben.
Je nach Einbaulage der Gelenkwelle soll innerhalb gewisser Grenzen die Möglichkeit eines Höhenausgleichs durch unterschiedliche Positionierung des Zentrums des Lagers, also das Zentrum des die Welle tragenden Ausgleichsteils vorgesehen sein. Bei Gelenkwellen der Anmelderin, die einen weiteren Stand der Technik darstellen, erfolgt dies typischerweise durch Anschweißen von Metallplättchen an für die Anbringung des Zwischenlagers vorgesehene Montageflächen bildenden Fußbereichen des Lagerträgers. Ein Nachteil dieser Art des Höhenausgleichs ist einerseits der zusätzliche Herstellungsaufwand für das Anschweißen und andererseits der Umstand, dass im Bereich der angeschweißten Metallplättchen eine erhöhte Gefahr von Korrosion, insbesondere von Spaltkorrosion zwischen Fußbereich und Metallplättchen besteht.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines höheneinstellbaren Zwischenlagers für Gelenkwellen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Zwischenlagers für Gelenkwellen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen des Verfahrens sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren geschaffen zur Herstellung eines Zwischenlagers für Gelenkwellen mit einem Lagerträger, der Montageflächen zur Anbringung an einem die Gelenkwelle stützenden Bauteil aufweist, und einem elastischen Ausgleichsteil aus einem vulkanisierten Material, das in einer in dem Lagerträger ausgebildeten Basisöffnung aufgenommen ist, und in welchem die Gelenkwelle schwingungsfähig gelagert ist, wobei zum Höhenausgleich das Zentrum des Lagers bezüglich der Montageflächen in unterschiedlicher Höhe positionierbar ist. Die Basisöffnung des Lagerträgers wird mit einer zumindest in Hochrichtung gegenüber dem elastischen Ausgleichsteil größeren Ausdehnung hergestellt. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das elastische Ausgleichsteil entsprechend dem vorgesehenen Maß an Höhenausgleich in unterschiedlicher Höhe im Lagerträger einvulkanisiert und eine den verbleibenden Raum zwischen Ausgleichsteil und Basisöffnung schließende Füllung durch beim Herstellen des Ausgleichsteils vulkanisiertes zusätzliches Material gebildet wird.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass das Zwischenlager im Vergleich zum Stand der Technik mit geringerem Aufwand herstellbar ist. Ein anderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass das Zwischenlager weniger anfällig gegen Korrosion ist. Weiterhin wird eine verbesserte Maßhaltigkeit erreicht, weil das Anschweißen von Abstandplättchen entfällt.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Basisöffnung mit einer im Durchmesser vergrößerten Ausdehnung hergestellt wird.
Gemäß einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Basisöffnung mit einer in Hochrichtung oval vergrößerten Ausdehnung hergestellt wird.
Vorzugsweise wird der Lagerträger durch Tiefziehen aus Metallblech hergestellt.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Montageflächen durch Fußbereiche des Lagerträgers hergestellt werden, deren Festigkeit durch Umklappen und Aufdoppeln des Metallblechs vergrößert wird.
Vorzugsweise erfolgt das Vulkanisieren des Ausgleichsteils und des die Füllung bildenden Materials unter Verwendung eines an das jeweilige Maß des Höhenausgleichs angepasstes Vulkanisierwerkzeug.
Insbesondere kann das Vulkanisieren des Ausgleichsteils und des die Füllung bildenden Materials unter Verwendung von Wechseleinsätzen erfolgen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Zwischenlagers und eines Verfahrens zu seiner Herstellung anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Gelenkwelle, wie sie insbesondere bei Straßenfahrzeugen zur Verbindung zwischen Antriebsaggregat und Achsgetriebe vorgesehen ist, wie es ein typisches Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäß hergestellte Zwischenlager ist;
2 eine Ansicht eines Zwischenlagers für eine Gelenkwelle gemäß dem Stand der Technik in axialer Richtung;
3 eine seitliche Schnittansicht des in 2 gezeigten Zwischenlagers für eine Gelenkwelle gemäß dem Stand der Technik;
4a) und b) jeweils eine Ansicht eines Zwischenlagers für eine Gelenkwelle gemäß einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Ausführungsbeispiel in axialer Richtung, wobei das Zentrum des Lagers einmal in einer oberen Position (4a)) und einmal in einer unteren Position (4b)) dargestellt ist;
5a) und b) jeweils eine seitliche Schnittansicht des in 4a) bzw. 4b) gezeigten Zwischenlagers für eine Gelenkwelle gemäß dem erfindungsgemäß hergestellten Ausführungsbeispiel, wobei das Zentrum des Lagers einmal in einer oberen Position (5a)) und einmal in einer unteren Position (5b)) dargestellt ist.
In 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 4 bezeichneten Gelenkwelle gezeigt, wie sie insbesondere bei Straßenfahrzeugen zur Verbindung zwischen einem Antriebsaggregat 13 und einem Achsgetriebe, insbesondere Hinterachsgetriebe 14 vorgesehen ist. Die Gelenkwelle 4 ist durch ein kardanisches Gelenk 15 in eine antriebseitige Teilwelle 4a und eine abtriebseitige Teilwelle 4b unterteilt. In einem mittleren Bereich nahe dem Gelenk 15 ist die Gelenkwelle 4 mittels eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneten Zwischenlagers gegen ein in der Figur nicht gezeigtes Bauteil der Karosserie abgestützt.
Die 2 und 3 zeigen eine Ansicht eines Zwischenlagers 1 für eine Gelenkwelle 4 gemäß dem Stand der Technik in axialer Richtung bzw. eine seitliche Schnittansicht desselben. Das Zwischenlager 1 umfasst einen Lagerträger 2, der Montageflächen 5, 6 zur Anbringung an dem die Gelenkwelle 4 stützenden Bauteil aufweist, und ein elastisches Ausgleichsteil 3 aus einem vulkanisierten Material, das in einer in dem Lagerträger 2 ausgebildeten Basisöffnung 7 aufgenommen ist, und in welchem die Gelenkwelle 4 schwingungsfähig gelagert ist. Das Ausgleichsteil 3 ist hier, wie häufig der Fall, in Form eines Faltenbalgs ausgebildet.
Je nach Einbaulage der Gelenkwelle 4 soll innerhalb gewisser Grenzen die Möglichkeit eines Höhenausgleichs durch unterschiedliche Positionierung des Zentrums des Lagers 1, also des Zentrums des die Welle tragenden Ausgleichsteils 3, in unterschiedlicher Höhe vorgesehen sein. Bei dem dargestellten Zwischenlager 1 nach dem Stand der Technik erfolgt dies durch Anschweißen von Metallplättchen 16, 17 an den für die Anbringung des Zwischenlagers 1 vorgesehene Montageflächen 5, 6 bildenden Fußbereichen 10, 11 des Lagerträgers 2.
Wie bereits weiter oben festgestellt wurde, ist ein Nachteil dieser Art des Höhenausgleichs einerseits der zusätzliche Herstellungsaufwand für das Anschweißen der Metallplättchen 16, 17 und andererseits der Umstand, dass im Bereich der angeschweißten Metallplättchen 16, 17 eine erhöhte Gefahr von Korrosion, insbesondere von Spaltkorrosion zwischen Fußbereich 10, 11 und Metallplättchen 16, 17 besteht.
Die 4a) und b) zeigen jeweils eine Ansicht eines Zwischenlagers 1 für eine Gelenkwelle 4 gemäß einem erfindungsgemäß hergestellten Ausführungsbeispiel in axialer Richtung, und die 5a) und b) jeweils eine seitliche Schnittansicht des in 4a) bzw. 4b) gezeigten Zwischenlagers 1 gemäß dem erfindungsgemäß hergestellten Ausführungsbeispiel, wobei das Zentrum des Lagers zum Zwecke eines Höhenausgleichs einmal in einer oberen Position (4a) und 5a)) und einmal in einer unteren Position (4b) und 5b)) vorgesehen ist.
Wie bei dem in den 2 und 3 dargestellten bekannten Zwischenlager umfasst das Zwischenlager 1 einen Lagerträger 2, der Montageflächen 5, 6 zur Anbringung an einem die Ge lenkwelle 4 stützenden Bauteil aufweist, und ein elastisches Ausgleichsteil 3 aus einem vulkanisierten Material, das in einer in dem Lagerträger 2 ausgebildeten Basisöffnung 7 aufgenommen ist, und in welchem die Gelenkwelle 4 schwingungsfähig gelagert ist. Auch hier ist, wie bei 2 und 3, das Ausgleichsteil 3 in Form eines Faltenbalgs ausgebildet.
Je nach Einbaulage der Gelenkwelle 4 soll innerhalb gewisser Grenzen die Möglichkeit eines Höhenausgleichs durch unterschiedliche Positionierung des Zentrums des Lagers 1, also des Zentrums des die Welle tragenden Ausgleichsteils 3 in unterschiedlicher Höhe vorgesehen sein. Zu diesem Höhenausgleich ist die Basisöffnung 7 des Lagerträgers 2 mit einer zumindest in Hochrichtung gegenüber dem elastischen Ausgleichsteil 3 größeren Ausdehnung hergestellt und das elastische Ausgleichsteil 3 entsprechend dem vorgesehenen Maß an Höhenausgleich in unterschiedlicher Höhe in dem Lagerträger 2 einvulkanisiert.
Bei dem in den 4a) und 5a) gezeigten Zwischenlager 1 ist das Zentrum des Ausgleichsteils 3 und damit das Zentrum, in dem die Gelenkwelle 4 gelagert ist, in einer oberen Position angeordnet.
Bei dem in den 4b) und 5b) gezeigten Zwischenlager 1 ist das Zentrum des Ausgleichsteils 3 und damit das Zentrum, in dem die Gelenkwelle 4 gelagert ist, in einer unteren Position angeordnet.
Eine jeweilige den verbleibenden Raum zwischen dem Ausgleichsteil 3 und der Basisöffnung 7 schließende untere Füllung 8 in 4a) und 5a) bzw. obere Füllung 9 in 4b) bzw. 5b) ist durch beim Herstellen des Ausgleichsteils 3 vulkanisiertes zusätzliches Material gebildet.
Bei dem in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zwischenlagers 1 ist die Basisöffnung 7 mit einer kreisförmigen, gegenüber dem Ausgleichsteil 3 im Durchmesser vergrößerten Ausdehnung hergestellt. Alternativ kann die Basisöffnung 7 beispielsweise auch mit einer nur in Hochrichtung oval vergrößerten Ausdehnung hergestellt sein.
Der Lagerträger 2 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Tiefziehen aus Metallblech hergestellt. Die Montageflächen 5, 6, welche zur Anbringung an dem die Gelenkwelle 4 stützenden Bauteil, etwa einem Teil der Karosserie eines Straßenfahrzeugs dienen, sind durch die Befestigungs- oder Fußbereiche 10, 11 des Lagerträgers 2 hergestellt, deren Festigkeit durch Umklappen und Aufdoppeln des Metallblechs an den Fußbereichen 10, 11 vergrößert ist.
Das Vulkanisieren des Vulkanisationsteils 3 und des die Füllung 8, 9 bildenden Materials erfolgt unter Verwendung eines an das jeweilige Maß des Höhenausgleichs angepasstes Vulkanisierwerkzeugs, insbesondere mit Wechseleinsätzen.

1: Zwischenlager
2: Lagerträger
3: elastisches Ausgleichsteil
4: Gelenkwelle
5: Montagefläche
6: Montagefläche
7: Basisöffnung
8: Füllung
9: Füllung
10: Fuß- oder Befestigungsbereich
11: Fuß- oder Befestigungsbereich
13: Antriebsaggregat
14: Achsgetriebe
15: kardanisches Gelenk
16: Metallplättchen
17: Metallplättchen

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Zwischenlagers für Gelenkwellen mit einem Lagerträger (2), der Montageflächen (5, 6) zur Anbringung an einem die Gelenkwelle (4) stützenden Bauteil aufweist, und einem elastischen Ausgleichsteil (3) aus einem elastischen Material, das in einer in dem Lagerträger (2) ausgebildeten Basisöffnung (7) aufgenommen ist, und in welchem die Gelenkwelle (4) schwingungsfähig gelagert ist, wobei zum Höhenausgleich das Zentrum des Lagers bezüglich der Montageflächen (5, 6) in unterschiedlicher Höhe positionierbar ist, wobei die Basisöffnung des Lagerträgers (2) mit einer zumindest in Hochrichtung gegenüber dem elastischen Ausgleichsteil (3) größeren Ausdehnung hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Ausgleichsteil (3) entsprechend dem vorgesehenen Maß an Höhenausgleich in unterschiedlicher Höhe in dem Lagerträger (2) einvulkanisiert und eine den verbleibenden Raum zwischen Ausgleichsteil (3) und Basisöffnung (7) schließende Füllung (8, 9) durch beim Herstellen des elastischen Ausgleichsteils (3) vulkanisiertes zusätzliches Material gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisöffnung (7) mit einer gegenüber dem elastischen Ausgleichsteil (3) im Durchmesser vergrößerten Ausdehnung hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisöffnung (7) gegenüber dem elastischen Ausgleichsteil (3) mit einer in Hochrichtung oval vergrößerten Ausdehnung hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger (2) durch Tiefziehen aus Metallblech hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageflächen (5, 6) durch Fußbereiche (10, 11) des Lagerträgers (2) hergestellt werden, deren Festigkeit durch Umklappen und Aufdoppeln des Metallblechs vergrößert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vulkanisieren des elastischen Ausgleichsteils (3) und des die Füllung (8, 9) bildenden Materials unter Verwendung eines an das jeweilige Maß des Höhenausgleichs angepasstes Vulkanisierwerkzeug erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vulkanisieren des elastischen Ausgleichsteils (3) und des die Füllung (8, 9) bildenden Materials unter Verwendung von Wechseleinsätzen erfolgt.