DE102008020848B4

DE102008020848B4 - Gleichlaufgelenk

Info

Publication number: DE102008020848B4
Application number: DE102008020848A
Authority: DE
Inventors: Andreas Mahling; Frank Scheider
Original assignee: IFA Technologies GmbH
Current assignee: IFA Technologies GmbH
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2028-04-26
Also published as: DE102008020848A1; US8172690B2; US20090270186A1

Abstract

Gleichlaufgelenk (1) in Monoblockbauweise, mit einem Außenring (2), an welchem ein Boden (3) nebst Wellenzapfen (4) einstückig angeformt ist, mit einem Innenring (5), an welchem eine Innenverzahnung (6) zur Aufnahme eines Gelenkwellen-Endstücks (7) ausgebildet ist, mit axial verlaufenden Kugelbahnen (8) an der Innenfläche (10) des Außenrings (2) sowie axial verlaufenden Kugelbahnen (9) an der Außenfläche des Innenrings (5), mit Kugeln (11) zur Drehmomentübertragung vom Innenring (5) auf den Außenring (2) und mit einem Kugelkäfig (12) zur Fixierung der Kugeln (11), wobei im Raum (13) zwischen dem Boden (3) und dem Innenring (5) ein Stützring (14) angeordnet ist, welcher in Umfangsrichtung an der Innenfläche (10) des Außenrings (2) anliegt und über welchen der Innenring (5) des Gleichlaufgelenks (1) sich beim Einbringen des Gelenkwellen-Endstücks (7) in die Innenverzahnung (6) des Innenrings (5) am Boden (3) abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufgelenk in Monoblockbauweise nach Anspruch 1.
Ein Gleichlaufgelenk in Monoblockbauweise ist aus der JP 523 1436 A bekannt. Dieses besteht aus einem Außenring, an welchem ein Boden und ein Wellenzapfen einstückig angeformt sind, einem Innenring mit Innenverzahnung zur Aufnahme eines Gelenkwellen-Endstücks, axial verlaufende Kugelbahnen sowohl am Außenring als auch am Innenring und Kugeln nebst Kugelkäfig zur Momentübertragung vom Außenring auf den Innenring oder vice versa. Die Kugelbahn an der Innenfläche des Außenrings erstreckt sich über dessen gesamte Länge, das heißt, von einer offenen Stirnseite bis zum Boden. Der Kugelkäfig ist axial länger als der Innenring. Über einen Sicherungsring werden die Kugeln, der Kugelkäfig und der Innenring gegen ein Herausziehen aus dem Außenträger gesichert.
Bekannt ist ferner ein homokinetisches Kreuzgelenk, bestehend aus einem Außen- und einem Innenteil, die gegenüberliegende, sich in Längsrichtung erstreckende Rillenpaare aufweisen. In diesen befindet sich jeweils eine in einem Käfig gehaltene Kugel zur Drehmomentenübertragung. Beide Gelenkteile sind zueinander axial- und winkelbeweglich. Der Käfig weist eine teilweise kugelige Außenfläche, die mit der Innenfläche des Außenteils, und eine teilweise kugelige Innenfläche, die mit teilweise kugeligen Außenflächen von gesonderten Elementen in Wirkverbindung steht, auf. Jedes dieser gesonderten Elemente ist auf einem Steg zwischen zwei benachbarten Rillen des Gelenkinnenteils angeordnet und in seiner Schiebebewegung axial zu dem Gelenkinnenteil eingeschränkt, so dass die Kugeln in der Ebene, die den Winkel zwischen den Drehachsen der Gelenkteile halbiert, gehalten werden. Jedes der gesonderten Elemente bildet mit seinen teilweise kugeligen Außenflächen einen kreisförmigen Außenabschnitt. Die gesonderten Elemente weisen ferner eine Unterseite, die in den Steg des Gelenkinnenteils eingreift, sowie einen sich nach innen erstreckenden zylindrischen Vorsprung auf, der in eine entlang dem Steg des Gelenkinnenteils sich erstreckende Rille eingreift, so dass die gesonderten Elemente um die Achse des Vorsprungs rotieren und sich axial bewegen können ( US 4,464,143 A ).
Ein Gleichlaufgelenk ist ein Zulieferteil, welches beim Gelenkwellenhersteller mit einer Gelenkwelle komplettiert wird. Eine unmittelbare Komplettierung ist jedoch nicht möglich, da beim axialen Einbringen des Gelenkwellen-Endstücks der Innenring, die Kugeln und der Kugelkäfig in Richtung des Bodens verschoben werden und nur der Kugelkäfig am Boden zur Anlage kommt. Zur Herstellung eines Pressverbands zwischen dem Innenring mit Innenverzahnung und dem Gelenkwellen-Endstück mit Außenverzahnung müsste nun die axiale Kraft über die Gelenkwelle erhöht werden, wodurch aber der Innenring durch den Kugelkäfig hindurch geschoben wird und zerstört werden könnte. In der Praxis wird daher in einem ersten Schritt das Gleichlaufgelenk demontiert, in einem zweiten Schritt der Innenring mit Innenverzahnung auf das Gelenkwellen-Endstück mit Außenverzahnung im Presssitz montiert, in einem dritten Schritt der Innenring, die Kugeln nebst Kugelkäfig in den Außenring eingebracht und in einem vierten Schritt über den Sicherungsring gesichert. Die Demontage und der Rückbau des Gleichlaufgelenks sind zeitaufwendig und stellen eine potentielle Fehlerquelle dar, zum Beispiel, indem vergessen wird eine Kugel einzulegen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Gleichlaufgelenk bereit zu stellen, welches einfacher mit einer Gelenkwelle komplettiert werden kann.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Die Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Die vereinfachte Komplettierung einer Gelenkwelle mit dem Gleichlaufgelenk wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass innerhalb des Gleichlaufgelenks im Raum zwischen dem Boden und dem Innenring ein Stützring angeordnet ist, welcher in Umfangsrichtung am Innendurchmesser des Außenrings anliegt. Beim Einbringen des Gelenkwellen-Endstücks in die Innenverzahnung des Innenrings stützt sich dann der Innenring über den Stützring am Boden ab. Von Vorteil ist der Entfall der Demontage und der Rückmontage des Gleichlaufgelenks beim Gelenkwellenhersteller, da das Gleichlaufgelenk mit dem Stützring komplett angeliefert wird. Ein entsprechender Kostenvorteil ergibt sich als Konsequenz.
Im Außenring kann der Stützring kraft- oder formschlüssig, geklebt oder über ein Fixierungselement, beispielsweise Niete, befestigt sein. Ausgeführt ist der Stützring als zylindrischer Grundkörper und einem einstückig am Umfang des Grundkörpers angeformten äußeren Ring, wobei der Grundkörper einen kleineren Durchmesser als der Kugelkäfig besitzt. Am Grundkörper ist stirnseitig jeweils eine Anschlagsfläche ausgebildet. Da der Stützring zum Beispiel aus Kunststoff hergestellt wird und konstruktiv ein einfaches Bauteil darstellt, ist dessen Verwendung bei einem Gleichlaufgelenk nahezu kostenneutral. Im praktischen Betrieb der Gelenkwelle, verbleibt der Stützring innerhalb des Gleichlaufgelenks, jedoch ohne Funktion.
In der einzigen Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Gleichlaufgelenk 1 ist in Monoblockbauweise ausgeführt, indem an einem Außenring 2 ein Boden 3 und ein Wellenzapfen 4 einstückig angeformt sind. Die weiteren Bauteile des Gleichlaufgelenks 1 sind ein Innenring 5 mit Innenverzahnung 6, Kugeln 11, ein Kugelkäfig 12 und ein Sicherungsring 19. Auf der Innenfläche 10 des Außenrings 2 sind in axialer Richtung verlaufende Kugelbahnen 8 ausgebildet. Diese Kugelbahnen 8 erstrecken sich von einer offenen Stirnseite 20 bis zum Boden 3 des Gleichlaufgelenks. Zu den Kugelbahnen 8 im Außenring 2 korrespondieren entsprechende Kugelbahnen 9 auf der Außenseite des Innenrings 5. Über die Kugelbahnen werden die Kugeln 11 axial geführt und erfolgt die Momentübertragung vom Innen- auf den Außenring oder vice versa. Über den Sicherungsring 19 wird der Innenring 5, die Kugeln 11 nebst Kugelkäfig 12 gegen ein unbeabsichtigtes Herausziehen aus dem Außenring 2 gesichert.
Die Erfindung sieht nun vor, dass in einem Raum 13 ein Stützring 14, beispielsweise aus Kunststoff, angeordnet ist. Der Raum 13 entspricht dem verbleibenden Raum zwischen dem Boden 3 und dem Innenring 5. Bei der Herstellung des Gleichlaufgelenks wird der Stützring 14 als erstes Bauteil in den Außenring 2 eingeschoben. Der Stützring 14 besteht aus einem zylindrischen Grundkörper 16 und einem Ring 17, der einstückig am Grundkörper 16 angeformt ist. Der Grundkörper 16 besitzt einen kleineren Durchmesser als der Kugelkäfig 12. Der Außenumfang des Stützrings 14 liegt an der Innenfläche 10 des Außenrings 2 an. Dies kann kraft- oder formschlüssig sein. Selbstverständlich kann der Stützring 14 auch in den Außenring 2 geklebt sein. Eine Alternative sieht vor, dass am Außenring 2 eine radiale Durchgangsbohrung 15 angeordnet ist, in welcher ein Fixierungselement zum Festsetzten des Stützrings 14 angeordnet ist. Dies kann zum Beispiel eine Niete oder eine Schraube sein. Eine weitere nicht dargestellte Alternative besteht darin, dass am Ring 17 radial ersteckende Nasen ausgebildet sind, über welche der Stützring 14 in den Kugelbahnen 8 des Außenrings 2 geführt wird.
Bei der Komplettierung der Gelenkwelle mit dem Gleichlaufgelenk 1 wird das Gelenkwellen-Endstück 7 mit Außenverzahnung in axialer Richtung in den Innenring 5 mit Innenverzahnung eingeführt. Hierdurch bewegen sich der Innenring 5, die Kugeln 11 und der Kugelkäfig 12 in Richtung auf den Boden 3, bis der Innenring 5 am Stützring 14 über dessen Anschlagsfläche 18 zur Anlage kommt. Da der Stützring 14 zugleich am Boden 3 anliegt, ist eine weiter axiale Verschiebung des Innenrings 5 nicht mehr möglich. Nunmehr kann die axiale Kraft auf das Gelenkwellen-Endstück 7 erhöht werden, bis ein sicherer Pressverband Gelenkwellen-Endstück 7 und Innenring 5 hergestellt ist. Damit ist das Montageverfahren beendet. Im praktischen Betrieb der Gelenkwelle besitzt der Stützring 14 keine Funktionalität.
Aus der Beschreibung ergeben sich folgende Vorteile:

– Zur Komplettierung einer Gelenkwelle mit dem Gleichlaufgelenk ist nur ein Arbeitsgang erforderlich, wodurch die Herstellungszeit minimiert wird;
– durch den Entfall der bisherigen Demontage und Rückmontage des Gleichlaufgelenks werden die Fehlerquellen beseitigt;
– der Stützring ist ein einfaches und daher kostengünstiges Bauteil.

Bezugszeichenliste

1: Gleichlaufgelenk
2: Außenring
3: Boden
4: Wellenzapfen
5: Innenring
6: Innenverzahnung
7: Gelenkwellen-Endstück
8: Kugelbahn (Außenring)
9: Kugelbahn (Innenring)
10: Innenfläche des Außenrings
11: Kugel
12: Kugelkäfig
13: Raum
14: Stützring
15: Durchgangsbohrung
16: Grundkörper
17: Ring
18: Anschlagsfläche
19: Sicherungsring
20: Stirnseite (offen)

Claims

Gleichlaufgelenk (1) in Monoblockbauweise, mit einem Außenring (2), an welchem ein Boden (3) nebst Wellenzapfen (4) einstückig angeformt ist, mit einem Innenring (5), an welchem eine Innenverzahnung (6) zur Aufnahme eines Gelenkwellen-Endstücks (7) ausgebildet ist, mit axial verlaufenden Kugelbahnen (8) an der Innenfläche (10) des Außenrings (2) sowie axial verlaufenden Kugelbahnen (9) an der Außenfläche des Innenrings (5), mit Kugeln (11) zur Drehmomentübertragung vom Innenring (5) auf den Außenring (2) und mit einem Kugelkäfig (12) zur Fixierung der Kugeln (11), wobei im Raum (13) zwischen dem Boden (3) und dem Innenring (5) ein Stützring (14) angeordnet ist, welcher in Umfangsrichtung an der Innenfläche (10) des Außenrings (2) anliegt und über welchen der Innenring (5) des Gleichlaufgelenks (1) sich beim Einbringen des Gelenkwellen-Endstücks (7) in die Innenverzahnung (6) des Innenrings (5) am Boden (3) abstützt.
Gleichlaufgelenk (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (14) kraft- oder formschlüssig in den Außenring (2) eingesetzt ist oder in diesen geklebt ist.
Gleichlaufgelenk (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenring (2) eine radiale Durchgangsbohrung (15) angeordnet ist, in welcher ein Fixierungselement zum Festsetzen des Stützrings (14) angeordnet ist.
Gleichlaufgelenk (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Stützring (14) aus einem zylindrischen Grundkörper (16) und aus einem einstückig am Umfang des Grundkörpers (16) angeformten äußeren Ring (17) besteht, wobei der zylindrische Grundkörper (16) einen kleineren Durchmesser als der Kugelkäfig (12) besitzt.
Gleichlaufgelenk (1) nach einem der vorausgegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundkörper (16) stirnseitig jeweils eine Anschlagsfläche (18) ausgebildet ist.
Gleichlaufgelenk (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am äußeren Ring (17) radiale Nasen ausgebildet sind, welche in den Kugelbahnen (8) des Außenrings (2) geführt sind.