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Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffen eine Außenbüchse einer Kreuzgelenkbüchse eines Kreuzgelenks. Die Außenbüchse weist einen hohlzylindrischen Grundkörper mit einer Längsachse und einer Innenwand sowie einen an einem Endbereich des Grundkörpers angeordneten Boden auf. Die Innenwand des Grundkörpers ist zur Aufnahme eines Lagers ausgebildet bzw. entspricht dem Außenring des Lagers. Des Weiteren betreffen Ausführungsbeispiele der Erfindung ein Kreuzgelenk mit mindestens einer gattungsgemäßen Außenbüchse. Überdies betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer gattungsgemäßen Außenbüchse.
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Kreuzgelenke sind Verbindungselemente, die insbesondere für die Verbindung zweier um ihre Längsachse drehbaren Wellen mit nicht fluchtenden bzw. mit relativ zueinander verschwenkbaren Längsachsen verwendet werden. Kreuzgelenke weisen ein zentrales Gelenkkreuz mit vier voneinander wegweisenden Zapfen auf, die paarweise auf zwei orthogonalen Achsen angeordnet und mit einem zum Zentrum des Gelenkkreuzes weisenden Ende miteinander verbunden sind. Die Zapfen, die auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, sind jeweils mit einem gabelförmigen Ende einer Welle verbindbar, so dass die Welle um die gemeinsame Achse des jeweiligen Zapfenpaares verschwenkbar ist.
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Zur Verbesserung dieser Verschwenkbarkeit weisen die Zapfen Kreuzgelenkbüchsen auf, die i.d.R. über ein Wälzlager auf dem Zapfen gelagert sind. Kreuzgelenkbüchsen weisen eine im Wesentlichen hohle Außenbüchse mit einer Innenfläche und einem auf einer Seite der Außenbüchse angeordneten Boden auf. An der Innenfläche ist das Wälzlager angeordnet. Da Kreuzgelenkbüchsen im Wesentlichen Kräften in Radialrichtung ausgesetzt sind, werden für die Lagerung oftmals Nadellager eingesetzt, die eine Mehrzahl von Nadelrollen aufweisen. Zur Aufnahme größerer Kräfte in Radialrichtung weisen viele Kreuzgelenkbüchsen mehrreihige Wälzkörpersätze auf, die z.B. zwei nebeneinander angeordnete Nadelrollen gleicher Länge aufweisen.
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Bekannte Außenbüchsen für Kreuzgelenkbüchsen werden aus einem einteiligen Rohling durch Kaltfließpressen, Schmieden oder Tiefziehen hergestellt. Zur Erzielung geforderter Maße und Oberflächen innerhalb vorgeschriebener Toleranzen ist oftmals eine mechanische Nachbearbeitung, z.B. durch Feindrehen oder Schleifen, erforderlich. Diese Herstellungsverfahren erfordern somit eine sehr aufwändige mehrstufige Bearbeitung auf einer Mehrzahl von Maschinen. Die Bereitstellung bzw. Verwendung dieser Maschinen ist mit hohen Investitions- bzw. Betriebskosten verbunden. Somit sind die Herstellungskosten derartiger Außenbuchsen bzw. von Kreuzgelenken mit derartigen Außenbuchsen verhältnismäßig hoch.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Außenbüchse für eine Kreuzgelenkbüchse sowie ein Kreuzgelenk und ein Verfahren zur Herstellung einer Außenbüchse bereitzustellen, die die obigen Nachteile zumindest teilweise nicht aufweisen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Außenbüchse für eine Kreuzgelenkbüchse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, ein Kreuzgelenk mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 7 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Außenbüchse für eine Kreuzgelenkbüchse eines Kreuzgelenks nach Anspruch 8 gelöst.
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Demnach wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch eine Außenbüchse einer Kreuzgelenkbüchse eines Kreuzgelenks gelöst, wobei die Außenbüchse einen hohlzylindrischen Grundkörper mit einer Längsachse und einer Innenwand sowie einen an einem Endbereich des Grundkörpers angeordneten Boden aufweist. Die Innenwand ist zur Aufnahme eines Lagers ausgebildet. Der Grundkörper und der Boden sind über eine erste Fügestelle miteinander verbunden.
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Die Außenbüchse weist demnach eine Mehrzahl vom Teilen auf, die zu einer Außenbüchse über eine Fügestelle miteinander verbunden sind. Dabei sind zumindest Grundkörper und Boden vor dem Zusammenfügen zu einer Außenbüchse als separate Teile ausgebildet.
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Die erste Fügestelle ist ein Bereich, an dem der Grundkörper mit dem Boden verbunden ist. Vorzugsweise ist die erste Fügestelle umlaufend und ohne Unterbrechungen ausgebildet, so dass vorzugsweise zwischen dem Grundkörper und dem Boden kein Spalt oder keine Löcher ausgebildet sind. Die Außenbüchse ist vorzugsweise becherförmig mit einem runden Boden ausgebildet, so dass ein in der Außenbüchse angeordnetes Lager vor äußeren Einflüssen, wie z.B. Schmutz, von der Außenbüchse geschützt wird.
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Eine derartige Außenbüchse hat gegenüber bekannten Außenbüchsen den Vorteil, dass sie in nur wenigen Arbeitsschritten unter Einhaltung vorgegebener Maße, Oberflächengüten, Toleranzen leicht, mit einfacheren Mitteln und kostengünstig herstellbar ist und dabei mechanische Eigenschaften aufweist, die den mechanischen Eigenschaften herkömmlicher Außenbüchsen im Wesentlichen entsprechen.
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Vorzugsweise ist die erste Fügestelle als Schweißnaht oder Klebenaht ausgebildet. Dabei ist es bevorzugt, wenn der Grundkörper und der Boden aus dem gleichen, vorzugsweise schweißbaren Material hergestellt sind. Vorzugsweise sind Grundkörper und Boden aus einem korrosionsbeständigen sowie hochfesten Lagerstahl hergestellt. Eine als Schweißnaht ausgebildete erste Fügestelle ist besonders leicht und kostengünstig herstellbar. Ferner ist mittels einer Schweißnaht oder einer Klebenaht eine stabile sowie wasserdichte Verbindung zwischen Grundkörper und Boden leicht herstellbar.
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In einer ersten Ausführungsform der Außenbüchse ist der Grundkörper aus einem gezogenen Rohr gebildet. Der Grundkörper ist somit einteilig aus einem Rohteil gebildet. Ein aus einem Rohr gezogener Grundkörper hat den Vorteil, dass durch das Ziehen vorgegebene Maße, Oberflächengüten und Toleranzen bereits erreichbar sind, so dass eine mechanische Nachbearbeitung des Grundkörpers nach dem Ziehvorgang nicht mehr erforderlich ist. Auf diese Weise können die Herstellungskosten des Grundkörpers und somit auch die Herstellungskosten der Außenbüchse weiter gesenkt werden.
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In einer zweiten Ausführungsform der Außenbüchse ist der Grundkörper als gebogenes Blech mit mindestens einer zweiten Fügestelle ausgebildet. Dabei ist der Grundkörper vorzugsweise aus einem einzelnen Blech hergestellt, das zu einem Hohlzylinder gebogen ist. Einander benachbarte Längskanten des Blechs sind über die zweite Fügestelle miteinander verbunden. Alternativ hierzu ist der Grundkörper aus einer Mehrzahl gebogener Bleche mit mehreren zweiten Fügestellen gebildet, wobei jedes gebogene Blech die Form eines Teilstücks eines Hohlzylinders aufweist. Vorzugsweise ist die zweite Fügestelle als Schweißnaht oder Klebenaht ausgebildet. Ein derartiger Grundkörper hat den Vorteil, dass durch das Biegen und Fügen vorgegebene Maße, Oberflächengüten und Toleranzen bereits erreichbar sind, so dass eine mechanische Nachbearbeitung des Grundkörpers nach dem Fügevorgang nicht mehr erforderlich ist. Auf diese Weise können die Herstellungskosten des Grundkörpers und somit auch die Herstellungskosten der Außenbüchse weiter gesenkt werden.
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Weiter bevorzugt erstreckt sich die zweite Fügestelle im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Grundkörpers. Dies hat den Vorteil, dass der Grundkörper leicht aus einem im Wesentlichen rechteckigen Blech herstellbar ist. Des Weiteren ist eine geradlinig verlaufende zweite Fügestelle besonders leicht herstellbar.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Boden als Stanzteil ausgebildet. Ein derartiger Boden ist leicht aus einem Blech im Rahmen vorgegebener Maße, Oberflächengüten und Toleranzen herstellbar, so dass eine mechanische Nachbearbeitung des Bodens nicht erforderlich ist. Die Fertigungskosten des Bodens und somit auch die Fertigungskosten der Außenbüchse lassen sich somit weiter senken.
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Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Kreuzgelenk mit einem Gelenkkreuz, das vier voneinander wegweisende Zapfen aufweist gelöst. An jedem Zapfen des Gelenkkreuzes ist ein Lager angeordnet. Auf mindestens einem Lager ist eine Außenbüchse gemäß der Erfindung angeordnet. Besonders bevorzugt ist an jedem Zapfen des Gelenkkreuzes eine gattungsgemäße Außenbüchse angeordnet. Ein derartiges Kreuzgelenk ist leichter und kostengünstiger herstellbar als ein herkömmliches Kreuzgelenk.
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Überdies wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Außenbuchse eines Kreuzgelenks gelöst, das die Schritte:
- – Anordnen eines Bodens an einem hohlzylinderförmigen Grundteil; und
- – Bilden einer ersten Fügestelle durch Verbinden des Bodens an einem Endbereich des Grundteils;
aufweist. Die erste Fügestelle ist vorzugsweise als Schweißnaht oder Klebenaht ausgebildet. Dieses Verfahren ermöglicht eine leichtere sowie kostengünstigere Herstellung einer Außenbuchse als herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Außenbüchsen von Kreuzgelenken.
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In einer bevorzugten ersten Ausgestaltung des Verfahrens wird das Grundteil durch die Schritte:
- – Biegen eines Blechs zu einem Hohlzylinder oder einem Teil eines Hohlzylinders;
- – Anordnen von Längskanten des Blechs zu einem Hohlzylinder; und
- – Bilden einer zweiten Fügestelle durch miteinander Verbinden benachbarter Längskanten;
hergestellt. Die zweite Fügestelle ist vorzugsweise als Schweißnaht oder Klebenaht ausgebildet. Dieses Verfahren ermöglicht eine leichtere sowie kostengünstigere Herstellung einer Außenbuchse als herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Außenbüchsen von Kreuzgelenken.
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In einer bevorzugten zweiten Ausgestaltung des Verfahrens wird das Grundteil durch das Ziehen eines Rohres hergestellt. Dieses Verfahren ermöglicht eine leichtere sowie kostengünstigere Herstellung einer Außenbuchse als herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Außenbüchsen von Kreuzgelenken.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt schematisch:
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1 in einer perspektivischen, explodierten Ansicht eine erste Ausführungsform einer Außenbüchse;
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2 in einer perspektivischen Ansicht die Außenbüchse aus 1 im zusammengefügten Zustand;
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3 in einer perspektivischen, explodierten Ansicht eine zweiten Ausführungsform einer Außenbüchse; und
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4 in einem Flussdiagramm eine Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung einer Außenbüchse.
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Die in 1 dargestellte erste Ausführungsform einer Außenbüchse 1 einer Kreuzgelenkbüchse eines Kreuzgelenks weist einen zylindrischen Grundkörper 2 mit einer Längsachse 3 und einer zur Längsachse 3 weisenden Innenfläche 4 auf. Der Grundkörper 2 ist als Ziehteil gefertigt und weist somit in seinem Inneren keine Fügestellen bzw. Nahtstellen auf. Ein Endbereich 5 des Grundkörpers 2 ist einem Boden 6 der Außenbüchse 1 benachbart angeordnet, so dass ein Flächenmittelpunkt des Bodens 6 auf der Längsachse 3 angeordnet ist. Der Boden 6 weist einen im Wesentlichen runden Querschnitt mit einem Außendurchmesser auf, der einem Außendurchmesser des Grundkörpers 2 im Wesentlichen entspricht.
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In 2 ist die Außenbüchse 1 aus 1 im zusammengefügten Zustand dargestellt. In diesem Zustand ist der Boden 6 an dem Endbereich 5 des Grundkörpers 2 angeordnet und entlang einer ersten Fügestelle 7 mit dem Grundkörper 2 verbunden. Ein Innenraum des Grundkörpers 2 ist somit von einer Seite durch den Boden 6 verschlossen. Die Fügestelle 7 ist durchgängig um einen kompletten Umfang des Bodens 6 bzw. des Grundkörpers 2 ausgebildet, so dass die Außenbüchse 1 zwischen dem Endbereich 5 und dem Boden 6 wasserdicht ausgebildet ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Fügestelle 7 als Schweißnaht 8 ausgebildet.
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Die in 3 dargestellte zweite Ausführungsform einer Außenbüchse 1 einer Kreuzgelenkbüchse eines Kreuzgelenks weist einen zylindrischen Grundkörper 2 mit einer Längsachse 3 und einer zur Längsachse 3 weisenden Innenfläche 4 auf. Der Grundkörper 2 ist aus einem Blechteil zu einem Hohlzylinder gebogen. Längskanten des Blechteils, die nach dem Biegen einender benachbart sind, sind an einer zweiten Fügestelle 9 mittels einer Schweißnaht 8 zusammengefügt. Ein Endbereich 5 des Grundkörpers 2 ist einem Boden 6 der Außenbüchse 1 benachbart angeordnet, so dass ein Flächenmittelpunkt des Bodens 6 auf der Längsachse 3 angeordnet ist. Im zusammengesetzten Zustand ist der Boden 6 an dem Grundkörper 2 ebenfalls gemäß der Darstellung in 2 angeordnet und über eine erste Fügestelle 7 mit dem Grundkörper 2 verbunden. Auch in diesem Fall ist die erste Fügestellt 7 vorzugsweise als Schweißnaht 8 oder als Klebenaht ausgebildet.
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4 zeigt schematisch in einem Flussdiagramm ein Verfahren zur Herstellung einer Außenbüchse 1 für eine Kreuzgelenkbüchse eines Kreuzgelenks. Im ersten Verfahrensschritt 10 wird ein Boden 6 an einem hohlzylinderförmigen Grundkörper 2 angeordnet. Im zweiten Verfahrensschritt 20 wird der Boden 6 an den Grundkörper 2 unter Bildung einer umlaufenden ersten Fügestelle 7 gefügt. Der Grundkörper 2 ist z.B. als Rohrziehteil oder als gebogenes sowie an einer zweiten Fügestelle 9 zusammengefügtes Blechteil ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Außenbüchse
- 2
- Grundkörper
- 3
- Längsachse
- 4
- Innenwand
- 5
- Endbereich
- 6
- Boden
- 7
- Erste Fügestelle
- 8
- Schweißnaht
- 9
- Zweite Fügestelle
- 10
- Erster Verfahrensschritt
- 20
- Zweiter Verfahrensschritt
