DE102022116964A1 - Sliding joint outer component, sliding joint and method for producing an outer sliding joint component - Google Patents
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Abstract
Verschiebegelenkaußenbauteil (1), das in einem zusammengesetzten Zustand mit einem Verschiebegelenkinnenbauteil (2) ein Kugel-Verschiebegelenk (10), insbesondere ein DO-Verschiebegelenk, bildet,wobei das Verschiebegelenkaußenbauteil (1) einen sich entlang einer Längsrichtung (L) erstreckenden Aufnahmebereich (7) zur Aufnahme des Verschiebegelenkinnenbauteils (2) aufweist, wobei in einem zusammengesetzten Zustand des Kugel-Verschiebegelenks (10) das Verschiebegelenkinnenbauteil (2) über eine Öffnung an einer ersten Stirnseite (11) des Verschiebegelenkaußenbauteils (1) in den Aufnahmebereich (7) eingreift und entlang der Längsrichtung (L) verschiebbar und gegenüber der Längsrichtung (L) neigbar ist,wobei an einer Innenseite (21) des Verschiebegelenkaußenbauteils (1) im Aufnahmebereich (7) mindestens eine Laufbahn (8) für einen als Kugel ausgeformten Wälzkörper ausgebildet ist,wobei an einer der Innenseite (21) gegenüberliegenden Außenseite (22) des Verschiebegelenkaußenbauteils (1) eine Materialaussparungen (5) ausgebildet ist, die sich, vorzugsweise entlang einer parallel zur Längsrichtung (L) verlaufenden Richtung, bis zu der ersten Stirnseite (11) des Verschiebegelenkaußenbauteils (1) erstreckt.Sliding joint outer component (1), which in an assembled state with a sliding joint inner component (2) forms a ball sliding joint (10), in particular a DO sliding joint, the sliding joint outer component (1) having a receiving area (7) extending along a longitudinal direction (L). ) for receiving the sliding joint inner component (2), wherein in an assembled state of the ball sliding joint (10), the sliding joint inner component (2) engages in the receiving area (7) via an opening on a first end face (11) of the sliding joint outer component (1) and can be displaced along the longitudinal direction (L) and tilted relative to the longitudinal direction (L), with at least one raceway (8) for a rolling body shaped as a ball being formed on an inside (21) of the sliding joint outer component (1) in the receiving area (7), whereby On an outside (22) of the sliding joint outer component (1) opposite the inside (21), a material recess (5) is formed, which extends, preferably along a direction parallel to the longitudinal direction (L), up to the first end face (11) of the sliding joint outer component (1) extends.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verschiebegelenkaußenbauteil, ein Verschiebegelenk und ein Verfahren zur Herstellung eines Verschiebegelenkaußenbauteils.The present invention relates to an external sliding joint component, a sliding joint and a method for producing an external sliding joint component.
Aus dem Stand der Technik sind Gleichlaufgelenke, die auch als homokinetische Gelenke bezeichnet werden, grundsätzlich bekannt. Sie ermöglichen eine Drehmomentübertragung von einer ersten Welle auf eine winklig dazu angebrachte zweite Welle ohne Änderung einer Winkelgeschwindigkeit einer Drehbewegung. Gleichlaufgelenke werden insbesondere im Fahrzeugbau zur Realisierung von Antriebswellen eingesetzt. Eine besondere Form von Gleichlaufgelenken bilden die Gleichlaufverschiebegelenke, d. h. Verschiebegelenke. Bei sogenannten Verschiebegelenken ermöglicht es das Gleichlaufgelenk, die Antriebswelle, zusammengesetzt aus der ersten Welle und der zweiten Welle, in ihrer Länge zu ändern. Hierzu weist das Gleichlaufgelenk ein Gleichlaufgelenkaußenbauteil auf, welches an einem der zu verbindenden (Wellen-)Bauteile angeordnet ist und eine zu dem anderen (Wellen-)Bauteil hin offene Tasche aufweist. In dieser Tasche wiederum ist ein Gleichlaufgelenkinnenbauteil des Gleichlaufgelenks längsverschiebbar angeordnet. Durch die längsverschiebbar miteinander verbundenen Gleichlaufgelenkbauteile kann somit eine Änderung der Länge der Antriebswelle ermöglicht werden.Constant velocity joints, which are also referred to as homokinetic joints, are basically known from the prior art. They enable torque transmission from a first shaft to a second shaft attached at an angle to it without changing the angular velocity of a rotary movement. Constant velocity joints are used particularly in vehicle construction to create drive shafts. A special form of constant velocity joints are constant velocity sliding joints, i.e. H. sliding joints. In so-called sliding joints, the constant velocity joint makes it possible to change the length of the drive shaft, which is composed of the first shaft and the second shaft. For this purpose, the constant velocity joint has an outer constant velocity joint component which is arranged on one of the (shaft) components to be connected and has a pocket that is open towards the other (shaft) component. In this pocket, an internal constant velocity joint component of the constant velocity joint is arranged to be longitudinally displaceable. The constant velocity joint components connected to one another in a longitudinally displaceable manner make it possible to change the length of the drive shaft.
Um mit Gleichlaufgelenkbauteilen Drehmomente zu übertragen, weisen diese Bauteile Laufbahnen auf, in denen Wälzkörper geführt werden. Dabei sind die Wälzkörper für das Übertragen des Drehmoments verantwortlich. Bei einer relativen längsverschiebbaren Bewegung der Gleichlaufgelenkbauteile zueinander rollen folglich die Wälzkörper in diesen Laufbahnen ab, während gleichzeitig eine Drehmomentübertragung ermöglicht wird.In order to transmit torque with constant velocity joint components, these components have raceways in which rolling elements are guided. The rolling elements are responsible for transmitting the torque. When the constant velocity joint components move relative to one another in a longitudinally displaceable manner, the rolling elements roll in these raceways, while at the same time torque transmission is made possible.
Aus
Ausgehend vom Stand der Technik widmet sich die vorliegende Erfindung Verschiebegelenkbauteile und macht es sich zur Aufgabe, Verschiebegelenkaußenbauteile bereitzustellen, die noch leichter, einfacher zu fertigen und für hohe Drehmomente geeignet sind.Based on the prior art, the present invention is dedicated to sliding joint components and sets itself the task of providing sliding joint external components that are even lighter, easier to manufacture and suitable for high torques.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verschiebegelenkaußenbauteil gemäß Anspruch 1, durch ein Verschiebegelenk gemäß Anspruch 8 und ein Verfahren zur Herstellung eines Verschiebegelenkaußenbauteils gemäß Anspruch 10. Weitere Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.This object is achieved by a sliding joint outer component according to
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verschiebegelenkaußenbauteil vorgesehen, das in einem zusammengesetzten Zustand mit einem Verschiebegelenkinnenbauteil ein Kugel-Verschiebegelenk, insbesondere ein DO-Verschiebegelenk (Double-Offset-Verschiebegelenk) oder ein Cross-Groove-Gelenk (bzw. VL-Verschiebegelenk), bildet,
wobei das Verschiebegelenkaußenbauteil einen sich entlang einer Längsrichtung erstreckenden Aufnahmebereich, insbesondere in Form einer Art Tasche, zur Aufnahme des Verschiebegelenkinnenbauteils aufweist, wobei in einem zusammengesetzten Zustand des Kugel-Verschiebegelenks das Verschiebegelenkinnenbauteil über eine Öffnung an einer ersten Stirnseite des Verschiebegelenkaußenbauteils in den Aufnahmebereich eingreift und entlang der Längsrichtung verschiebbar und gegenüber der Längsrichtung neigbar ist, wobei an einer Innenseite des Verschiebegelenkaußenbauteils im Aufnahmebereich mindestens eine Laufbahn für einen als Kugel ausgeformten Wälzkörper ausgebildet ist,
wobei an einer, insbesondere bezogen auf eine senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden Richtung, der Innenseite gegenüberliegenden Außenseite des Verschiebegelenkaußenbauteils eine Materialaussparung ausgebildet ist, die sich, vorzugsweise entlang einer parallel zur Längsrichtung verlaufenden Richtung, bis zu der ersten Stirnseite des Verschiebegelenkaußenbauteils erstreckt.According to a first aspect, an outer sliding joint component is provided which, in an assembled state with an inner sliding joint component, forms a ball sliding joint, in particular a DO sliding joint (double-offset sliding joint) or a cross-groove joint (or VL sliding joint). ,
wherein the sliding joint outer component has a receiving area extending along a longitudinal direction, in particular in the form of a kind of pocket, for receiving the sliding joint inner component, wherein in an assembled state of the ball sliding joint, the sliding joint inner component engages into the receiving area via an opening on a first end face of the sliding joint outer component and along can be displaced in the longitudinal direction and tilted relative to the longitudinal direction, with at least one raceway for a rolling element shaped as a ball being formed on an inside of the sliding joint outer component in the receiving area,
wherein a material recess is formed on an outside of the sliding joint outer component opposite the inside, in particular in relation to a direction perpendicular to the longitudinal direction, which extends, preferably along a direction parallel to the longitudinal direction, up to the first end face of the sliding joint outer component.
Im Gegensatz zu den Verschiebegelenkaußenbauteilen aus dem Stand der Technik ist es beim erfindungsgemäßen Verschiebegelenkaußenbauteil vorgesehen, dass sich die Materialaussparung bis zur ersten Stirnseite erstreckt. Damit schließt das Verschiebegelenkaußenbauteil an der ersten Stirnseite mit einem Außenumfang ab, der die Materialaussparung bzw. einen Teil der Materialaussparung enthält. Die Materialaussparung hat insbesondere den Vorteil, dass auf diese Weise eine zusätzliche Gewichtsreduktion möglich ist, da die Materialaussparung nicht in einem Bereich abgeschlossen ist, der gegenüber der erste Stirnseite in Längsrichtung in Richtung eines Bodens des taschenförmigen Aufnahmebereichs versetzt ist. Vielmehr wird die Materialaussparung bis zur ersten Stirnseite fortgesetzt. Außerdem erweist sich eine entsprechende Materialaussparung als vorteilhaft, weil sie dazu herangezogen werden kann, als Rotationssicherung für ein Balgelement, insbesondere einen Faltenbalg bzw. eine Manschette, genutzt zu werden. Die Rotationssicherung dient insbesondere dem Zweck, eine Rotation des Balgelements gegenüber dem Verschiebegelenkaußenbauteil zu verhindern.In contrast to the sliding joint outer components from the prior art, in the sliding joint outer component according to the invention it is provided that the material recess extends to the first end face. The sliding joint outer component thus ends on the first end face with an outer circumference which contains the material recess or a part of the material recess. The material recess has the particular advantage that an additional weight reduction is possible in this way, since the material recess is not closed in an area that is offset from the first end face in the longitudinal direction towards a bottom of the pocket-shaped receiving area. Rather, the material recess continues to the first end face. In addition, a corresponding material recess proves to be advantageous because it can be used as a rotation lock for a bellows element, in particular a bellows or a sleeve. The rotation lock serves the particular purpose of counteracting rotation of the bellows element over the sliding joint outer component.
Solche Balgelemente verbinden Verschiebegelenkinnenbauteil und Verschiebegelenkaußenbauteil im montierten Zustand, um insbesondere Schmiermittel am Austreten aus dem Gelenkbereich zu hindern. Außerdem wird durch ein entsprechendes Balgelement das Gelenk vor äußeren Einflüssen geschützt. Im Falle von typischen Kugel-Verschiebegelenken werden hierbei regelmäßig standardisierte Balgelemente verwendet, die eine kreisförmige und/oder elliptische Aufnahmeöffnung aufweisen, die wiederum im montierten Zustand in einem Endabschnitt des Verschiebegelenkaußenbauteils anliegt. Durch die Modulation an der Außenseite des Verschiebegelenkaußenbauteils im Endabschnitt, bedingt durch die bis zur ersten Stirnseite reichende Materialaussparung, ist es in vorteilhafter Weise möglich, mittels eines Formschlusses, der entlang einer Umlaufrichtung wirkt, einer Rotation des Balgelements entgegenzuwirken. Dies erweist sich insbesondere im Falle von Hochgeschwindigkeitsanwendungen bzw. Anwendungen mit hohem Drehmoment von Vorteil, bei denen die Gelenke größer dimensioniert werden müssen, um den Belastungen auf Dauer standzuhalten. Hier wirkt sich eine Reduzierung des Gewichts durch die Materialaussparungen an der Außenseite besonders positiv aus. Anwendungen mit vergleichsweise hohen Drehmomenten sind beispielsweise Antriebswellen, die von einem Elektromotor angetrieben werden.Such bellows elements connect the sliding joint inner component and the sliding joint outer component in the assembled state, in particular to prevent lubricants from escaping from the joint area. In addition, the joint is protected from external influences by a corresponding bellows element. In the case of typical ball sliding joints, standardized bellows elements are regularly used, which have a circular and/or elliptical receiving opening, which in turn rests in an end section of the sliding joint outer component in the assembled state. Due to the modulation on the outside of the sliding joint outer component in the end section, due to the material recess extending to the first end face, it is advantageously possible to counteract a rotation of the bellows element by means of a positive connection that acts along a circumferential direction. This proves to be particularly advantageous in the case of high-speed applications or applications with high torque, where the joints have to be dimensioned larger in order to withstand the loads over time. A reduction in weight through the material recesses on the outside has a particularly positive effect here. Applications with comparatively high torques include drive shafts that are driven by an electric motor.
Insbesondere erweisen sich DO-Gelenke als vorteilhaft, weil sie gegenüber Tripoden signifikant kleiner ausgestaltet werden und daher an sich bereits einen Gewichtsvorteil gegenüber Tripoden bedingen. Dieser Gewichtsvorteil wird dabei weiter verstärkt durch die Materialaussparungen. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft bei der Nutzung der DO-Gelenke mit Materialaussparung im Zusammenhang mit Elektromotoren, wegen den hier zu erwartenden hohen Drehmomenten.In particular, DO joints prove to be advantageous because they are designed to be significantly smaller than tripods and therefore in themselves already have a weight advantage over tripods. This weight advantage is further enhanced by the material cutouts. This proves to be particularly advantageous when using DO joints with material recesses in connection with electric motors because of the high torques that can be expected here.
Insbesondere bildet das Verschiebegelenkaußenbauteil einen Teil einer Welle bzw. einer ersten Welle und/oder das Verschiebegelenkinnenbauteil einen Teil einer Welle bzw. einer zweiten Welle. Im zusammengesetzten Zustand bilden Verschiebegelenkaußenbauteil und Verschiebegelenkinnenbauteil zumindest einen Teilabschnitt der Welle, der gewinkelt verlaufen kann und in seiner Länge veränderbar ist. Insbesondere ist unter Verschiebegelenkinnenbauteil nicht der Käfig und/oder ein Wälzkörper zu verstehen, sondern ein im zusammengesetzten Zustand aus dem Verschiebegelenkaußenbauteil herausragendes Bauteil.In particular, the sliding joint outer component forms part of a shaft or a first shaft and/or the sliding joint inner component forms part of a shaft or a second shaft. In the assembled state, the sliding joint outer component and the sliding joint inner component form at least a portion of the shaft, which can be angled and its length can be changed. In particular, the term internal sliding joint component does not mean the cage and/or a rolling element, but rather a component that protrudes from the external sliding joint component in the assembled state.
Die Umlaufrichtung folgt dabei insbesondere der Richtung, entlang der eine Rotationsbewegung des Verschiebegelenkaußenbauteils im Betrieb erfolgt, insbesondere in einer Ebene, die senkrecht zur Längsrichtung verläuft. Vorzugsweise verläuft parallel zur Längsrichtung eine Symmetrieachse bezüglich der der Aufnahmebereich eine Rotationsymmetrie gegenüber einer Drehung um die Symmetrieachse um einen Winkel von 360°/N aufweist, wobei N größer als 1 ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Materialaussparung als ein bezogen auf die Symmetrieachse radial nach innen rückspringender Verlauf ausgebildet ist.The direction of rotation follows in particular the direction along which a rotational movement of the sliding joint outer component occurs during operation, in particular in a plane that runs perpendicular to the longitudinal direction. Preferably, an axis of symmetry runs parallel to the longitudinal direction, with respect to which the receiving area has rotational symmetry compared to a rotation about the axis of symmetry by an angle of 360 ° / N, where N is greater than 1. In particular, it is provided that the material recess is designed as a course that recesses radially inwards with respect to the axis of symmetry.
Ein weiterer Vorteil der Ausbildung der Materialaussparung, die bis zur ersten Stirnseite reicht, ist der Vorteil beim Fertigen der Außenkontur. Insbesondere gestattet es die beschriebene Außengeometrie, dass durch einen Napf- und/oder Streckvorgang, vorzugsweise einen einzigen Napf- und/oder Streckvorgang, die Außengeometrie mit Materialaussparung gebildet werden kann. Insbesondere kann auf einen aufwendigen Nachbearbeitungsschritt verzichtet werden, bei dem durch spanenden Bearbeitung die Materialaussparung geformt wird. Insbesondere zeichnet sich das Verschiebegelenkaußenbauteil dadurch aus, dass die Oberfläche des Verschiebegelenkaußenbauteils an der Außenseite im Bereich der Materialaussparung zu erkennen gibt, dass hier keine spanende Bearbeitung stattfand. Stattdessen sind die insbesondere für die Warmumformung und/oder Halbwarmumformung typischen Faserverläufe am Verschiebegelenkaußenbauteil zu erkennen.Another advantage of forming the material recess, which extends to the first end face, is the advantage when producing the outer contour. In particular, the external geometry described allows the external geometry with a material recess to be formed by a cupping and/or stretching process, preferably a single cupping and/or stretching process. In particular, a complex post-processing step in which the material recess is formed by machining can be dispensed with. In particular, the sliding joint outer component is characterized in that the surface of the sliding joint outer component on the outside in the area of the material recess shows that no machining took place here. Instead, the fiber courses that are typical for hot forming and/or warm forming can be seen on the sliding joint outer component.
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass sich der Aufnahmebereich im Wesentlichen entlang der Längsrichtung erstreckt. Das Verschiebegelenkaußenbauteil weist dabei insbesondere im Aufnahmebereich eine zylinderförmige und/oder hülsenförmige Form auf. Dabei wird der Aufnahmebereich bevorzugt durch eine Mantelfläche ausgebildet, die umlaufend geschlossen den Aufnahmebereich umgibt. An einem der ersten Stirnseite gegenüberliegendem Ende des Verschiebegelenkaußenbauteils kann beispielsweise ein Wellenelement und/oder ein Montagebereich ausgebildet sein, über den eine Welle an das Verschiebegelenkaußenbauteil montierbar ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass bevorzugt der Aufnahmebereich des Verschiebegelenkaußenbauteils topfartig und/oder tulpenförmig ausgebildet ist. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Laufbahnen sich im Wesentlichen entlang der Längsrichtung an der Innenseite des Aufnahmebereichs erstrecken. Insbesondere zeichnen sich die Laufbahnen für Kugeln durch ihre im Wesentlichen kreisbogenförmigen bzw. kreisbogensegmentförmigen, elliptische und/oder gotische Konturen in einer Schnittebene aus, die senkrecht zur Längsrichtung liegen. Entsprechende Laufbahnen unterscheiden sich insbesondere von denjenigen, die beispielsweise in Tripodengelenken verwendet werden, da beispielsweise in Tripoden als Wälzkörper keine Kugelbahn bzw. Kugeln vorgesehen sind.Furthermore, it is preferably provided that the receiving area extends essentially along the longitudinal direction. The sliding joint outer component has a cylindrical and/or sleeve-shaped shape, particularly in the receiving area. The receiving area is preferably formed by a lateral surface which surrounds the receiving area in a closed manner. At an end of the sliding joint outer component opposite the first end face, for example, a shaft element and/or a mounting area can be formed, via which a shaft can be mounted on the sliding joint outer component. In particular, it is provided that the receiving area of the sliding joint outer component is preferably pot-shaped and/or tulip-shaped. Furthermore, it is preferably provided that the raceways extend essentially along the longitudinal direction on the inside of the receiving area. In particular, the raceways for balls are characterized by their essentially circular arc-shaped or circular arc segment-shaped, elliptical and / or Gothic contours in a sectional plane, which are perpendicular to the longitudinal direction. Corresponding raceways differ in particular from those used, for example, in tripod joints because, for example, no ball track or balls are provided as rolling elements in tripods.
Ferner ist es vorgesehen, dass das Verschiebegelenk im montierten Zustand ein Käfigelement aufweist, in dem die Wälzkörper, d. h. die Kugeln, gelagert sind. Vorzugsweise handelt es sich bei den verwendeten Materialien, aus denen das Verschiebegelenkaußenbauteil gebildet ist, um Stähle, die halbwarm, warm und/oder kalt umformbar sind, bevorzugt induktiv härtbare Stähle, insbesondere Cf 53, C 45, C50 SAE J 403 1050, S 45 CJ C50, C55 und C60.Furthermore, it is provided that the sliding joint in the assembled state has a cage element in which the rolling elements, i.e. H. the balls are stored. Preferably, the materials used from which the sliding joint outer component is formed are steels that can be formed at warm, warm and/or cold temperatures, preferably inductively hardenable steels, in particular Cf 53, C 45, C50 SAE J 403 1050, S 45 CJ C50, C55 and C60.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Herstellen des Verschiebegelenkaußenbauteils, das über eine Funktionsfläche an das Verschiebegelenkinnenbauteil zur Ausbildung eines Gelenks, insbesondere eines Gleichlaufgelenks, mittelbar oder unmittelbar anbindbar ist, folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- - Bereitstellen eines Rohlings, vorzugsweise eines stangenförmigen Rohling, und
- - Umformen des Rohlings in das Verschiebegelenkaußenbauteils mittels Warmumformung und/oder Halbwarmumformung in einem Umformvorgang, der bevorzugt mehrere Umformschritte bzw. mehrere mehrstufige Umformschritte umfasst, wobei auf ein Kaltkalibrieren an der Funktionsfläche, insbesondere an der gesamten Funktionsfläche, des umgeformten Verschiebegelenkaußenbauteils verzichtet wird, wobei insbesondere
- - zum Verzichten auf ein Kaltkalibrieren beim Umformen, beispielsweise nach dem Warmumformen und/oder Halbwarmumformen, auf eine prägende oder plastifizierendes Einwirkung auf das Verschiebegelenkaußenbauteil bei einer Temperatur unterhalb von 120 °C, bevorzugt unterhalb von 80 °C und besonders bevorzugt unterhalb von 50 °C verzichtet wird und/oder
- - das Umformen innerhalb eines Zeitintervalls abgeschlossen ist, das kürzer als 25 Sekunden und bevorzugt kürzer als 20 Sekunden und besonders bevorzugt kürzer 10 Sekunden ist. Die Funktionsfläche wird bevorzugt durch die Innenseite des Aufnahmebereichs gebildet und umfasst die Laufbahnen. Insbesondere wird beim Umformen auf das Kaltkalibrieren verzichtet.
- - Providing a blank, preferably a rod-shaped blank, and
- - Forming the blank into the sliding joint external component by means of hot forming and/or warm forming in a forming process which preferably comprises several forming steps or several multi-stage forming steps, with cold calibration on the functional surface, in particular on the entire functional surface, of the formed sliding joint external component being dispensed with, in particular
- - to avoid cold calibration during forming, for example after hot forming and/or warm forming, for a shaping or plasticizing effect on the sliding joint outer component at a temperature below 120 ° C, preferably below 80 ° C and particularly preferably below 50 ° C is waived and/or
- - the forming is completed within a time interval that is shorter than 25 seconds and preferably shorter than 20 seconds and particularly preferably shorter than 10 seconds. The functional surface is preferably formed by the inside of the receiving area and includes the raceways. In particular, cold calibration is not required during forming.
Denkbar ist es dabei vorgesehen, dass zumindest an den Funktionsflächen auf ein Kaltkalibrieren verzichtet wird. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass es möglich ist, im Rahmen der Warmumformung und/oder Halbwarmumformung die Funktionsflächen eines Gelenkwellenbauteils, insbesondere dessen Geometrie, derart festzulegen, dass sie den gehobenen Toleranzanforderungen an die Fertigung von Gelenkwellenbauteilen genügen. Insbesondere hat es sich in überraschender Weise herausgestellt, dass es möglich ist, Funktionsflächen derart auszugestalten, dass sie bereits nach dem Halbwarmumformen und/oder Warmumformen die gewünschte Geometrie aufweisen, die insbesondere eine optimale Drehmomentübertragung mit einer reduzierten Reibung gewährleisten. Durch den Verzicht auf ein Kaltkalibrieren nach dem Umformschritt wird dabei in vorteilhafter Weise auf einen zusätzlichen Arbeitsschritt im Verfahren zur Herstellung eines Gelenkwellenbauteils bzw. eines Wellengelenks verzichtet, wodurch der Fertigungsprozess beschleunigt wird und der Kostenaufwand zur Fertigung des Gelenkwellenbauteils reduziert werden kann. Darüber hinaus lässt sich der Aufwand für die Produktionsplanung reduzieren.It is conceivable that cold calibration is dispensed with, at least on the functional surfaces. It has surprisingly been found that it is possible, within the scope of hot forming and/or warm forming, to define the functional surfaces of a cardan shaft component, in particular its geometry, in such a way that they meet the increased tolerance requirements for the production of cardan shaft components. In particular, it has surprisingly been found that it is possible to design functional surfaces in such a way that they have the desired geometry even after warm forming and/or hot forming, which in particular ensure optimal torque transmission with reduced friction. By dispensing with cold calibration after the forming step, an additional work step in the process for producing a cardan shaft component or a cardan joint is advantageously dispensed with, whereby the manufacturing process is accelerated and the cost of producing the cardan shaft component can be reduced. In addition, the effort for production planning can be reduced.
Sofern von Umformschritten gesprochen wird, betreffen diese einzelnen Abschnitte des gesamten Umformprozesses, d. h. des Umformvorgangs. Bevorzugt umfasst der Umformvorgang mehrere Umformschritte, beispielsweise mehrerer Halbwarmumformschritte, wobei die einzelnen Umformschritte beispielsweise mehrstufig durchgeführt werden können. Hierbei ist beispielsweise an einen mehrstufigen Napf oder Streckvorgang zu denken. Während das Umformen bzw. ein Umformprozess/-vorgang in der Regel mehreren Umformschritte vorsieht, dessen letzter Umformschritt das Kaltkalibrieren ist, ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass auf den nach dem Stand der Technik üblichen letzten Umformschritt, d. h. das Kaltkalibrieren, verzichtet wird. Das Kaltkalibrieren betrifft dabei den letzten Umformschritt im Umformprozess bzw. beim Umformen. Dieses Kaltkalibrieren ist somit Teil des Umformens und erfolgt bevorzugt ausschließlich durch ein prägendes und plastifizierendes Einwirken. Mit anderen Worten: es wird auf ein ausschließlich prägendes und plastifizierendes Einwirken verzichtet. Auch wenn das Kaltkalibrieren bei Raumtemperaturen oder niedrigeren Temperaturen (im Vergleich zum Warmumformen / HalbwarmUmformen) erfolgt, wird der Fachmann diesen Arbeitsschritt dem Umformen zuschreiben. Mit anderen Worten: Das Umformen nach dem Stand der Technik umfasst mehrere Umformschritte, deren letzter Umformschritt das Kaltkalibrieren ist, mit dem die letzte durch prägende bzw. plastifizierende Einwirkung erfolgende Umformung der inneren und/oder äußeren Gestalt, insbesondere der Funktionsflächen, vorgenommen wird. Auf diesen Teil des Umformens wird verzichtet. Dabei kann sich an das Umformen eine Nacharbeitung anschließen. Beispielweise erfolgt im Anschluss an das Umformen eine spanende Bearbeitung und/oder ein Härten, um dem Gelenkwellenbauteil die fertige Form und Beschaffenheit zu verleihen.If we talk about forming steps, these concern individual sections of the entire forming process, i.e. H. of the forming process. The forming process preferably comprises several forming steps, for example several warm forming steps, whereby the individual forming steps can be carried out in several stages, for example. A multi-stage cup or stretching process should be considered here, for example. While the forming or a forming process/operation usually provides for several forming steps, the last forming step of which is cold calibration, it is particularly preferably provided that the last forming step that is usual according to the prior art, i.e. H. cold calibration is dispensed with. Cold calibration concerns the last forming step in the forming process or during forming. This cold calibration is therefore part of the forming process and is preferably carried out exclusively through a shaping and plasticizing effect. In other words: there is no exclusive shaping and plasticizing effect. Even if cold calibration is carried out at room temperatures or lower temperatures (compared to hot forming / warm forming), the expert will attribute this step to forming. In other words: Forming according to the prior art includes several forming steps, the last forming step of which is cold calibration, with which the last forming of the internal and/or external shape, in particular of the functional surfaces, is carried out by means of a shaping or plasticizing effect. This part of the forming is omitted. The forming can be followed by rework. For example, following the forming, machining and/or hardening is carried out in order to give the cardan shaft component the finished shape and texture.
Vorzugsweise wird beim Umformen auf das Kaltkalibrieren der Funktionsflächen verzichtet, d. h. es wird auf einen Teilabschnitt bzw. ein Teilarbeitsschritt beim Umformen verzichtet. Es hat sich in überraschender Weise herausgestellt, dass auf das Kaltkalibrieren, d. h. den letzten prägenden Umformschritt, verzichtet werden kann, ohne dass eine Beeinträchtigung für die Funktionsflächen des Gelenkwellenbauteils erfolgt. Beispielsweise erfolgt im Stand der Technik ein Kaltkalibrieren in Form eines Abstreckens und/oder Maßprägen. Auf das Abstrecken und/oder Maßprägen wird vorliegend vorzugsweise verzichtet. Vorstellbar ist auch die Durchführung einer Kaltkalibrierung als letzter Umformschritt im Umformvorgang.During forming, cold calibration of the functional surfaces is preferably dispensed with, ie a subsection or a partial work step during forming is dispensed with. It has surprisingly been found that cold calibration, ie the last forming step, can be dispensed with without impairing the functional surfaces of the cardan shaft component. For example, in the prior art, cold calibration takes place in the form of ironing and/or dimensional stamping. In the present case, ironing and/or dimensional embossing is preferably dispensed with. It is also conceivable to carry out a cold calibration as the last forming step in the forming process.
Es hat sich zudem mit Vorteil herausgestellt, dass an der ersten Stirnseite eine ebene Abschlussfläche realisiert werden kann, die insbesondere gleichmäßig und in einem engen maßlichen Toleranzbereich (reduzierte Höhenunterschiede, beherrschbare Längenkonstanz) realisiert werden kann. Dies macht eine zusätzliche Bearbeitung des Metallabtragens überflüssig.It has also been found to be advantageous that a flat end surface can be realized on the first end face, which can be realized in particular uniformly and within a narrow dimensional tolerance range (reduced height differences, manageable constant length). This makes additional processing of metal removal unnecessary.
Insbesondere ist als Materialaussparung ein gegenüber einem kreisförmigen oder elliptischen Verlauf der Außenseite zurückspringender Verlauf zu verstehen. Mit anderen Worten: Während die Außenseite in den Bereichen außerhalb der Materialaussparung eine geometrische Form/Größe für eine kreisförmige Außenkontur des Verschiebegelenkau-ßenbauteils in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung vorgibt, handelt es sich bei den Materialaussparungen um entsprechend rückspringende Verläufe gegenüber diesem gedachten generellen kreisförmigen Verlauf, der alle radial außenliegenden Bereiche am Außenumfang des Verschiebegelenkaußenbauteils tangiert. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass sich die Materialaussparung entlang der Außenseite entlang der Längsrichtung erstreckt. Mit anderen Worten: Die Materialaussparung folgt im Wesentlichen der Längsrichtung des Aufnahmebereichs bzw. des Verschiebegelenkaußenbauteils. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Außenseite im Endabschnitt entlang der Umlaufrichtung in einer senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden Ebene moduliert, insbesondere höhenmoduliert, ist. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass Materialaussparungen an der Außenseite entlang der Umlaufrichtung äquidistant angeordnet sind und/oder mehr als drei Materialaussparungen ausgebildet sind.In particular, a material recess is to be understood as a course that recedes from a circular or elliptical course on the outside. In other words: While the outside in the areas outside the material recess specifies a geometric shape/size for a circular outer contour of the external sliding joint component in a plane perpendicular to the longitudinal direction, the material recesses are correspondingly recessed courses compared to this imaginary general circular course , which affects all radially outer areas on the outer circumference of the sliding joint outer component. Furthermore, it is preferably provided that the material recess extends along the outside along the longitudinal direction. In other words: The material recess essentially follows the longitudinal direction of the receiving area or the sliding joint outer component. In particular, it is provided that the outside in the end section is modulated, in particular height-modulated, along the circumferential direction in a plane running perpendicular to the longitudinal direction. Preferably, it is provided that material recesses are arranged equidistantly on the outside along the circumferential direction and/or more than three material recesses are formed.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Materialaussparung eine senkrecht zur Längsrichtung bzw. in radialer Richtung bemessene maximale Tiefe aufweist, die ein Wert zwischen 1 und 10 mm, bevorzugt zwischen 2 und 8 mm und besonders bevorzugt zwischen 3 und 6 mm annimmt. Mit anderen Worten: es hat sich gezeigt, dass ein signifikanter Materialabtrag möglich ist, der von fertigungstechnisch bedingten Dickenmodulationen in der Wandstärke oder Modulationen im Verlauf der Wandung des Aufnahmebereichs zu unterscheiden ist. Dabei ist es vorgesehen, dass sich die Tiefe, insbesondere die maximale Tiefe, bestimmt durch den radial bemessenen maximalen Abstand zwischen der Außenseite und einem gedachten Kreis, der die außenliegenden Abschnitte der Außenseite tangiert.It is preferably provided that the material recess has a maximum depth measured perpendicular to the longitudinal direction or in the radial direction, which assumes a value between 1 and 10 mm, preferably between 2 and 8 mm and particularly preferably between 3 and 6 mm. In other words: it has been shown that significant material removal is possible, which can be distinguished from thickness modulations in the wall thickness caused by manufacturing technology or modulations in the course of the wall of the receiving area. It is provided that the depth, in particular the maximum depth, is determined by the radially dimensioned maximum distance between the outside and an imaginary circle that touches the outer sections of the outside.
Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Materialaussparung entlang ihrer Erstreckung, insbesondere entlang der gesamten Erstreckung, einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist, wobei der Querschnitt in einer senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden Ebene bemessen wird. Dieser ergibt sich insbesondere in vorteilhafter Weise, wenn das Außenbauteil durch einen Warmumformungs- oder Halbwarmumformungsprozess hergestellt worden ist, bei dem ohne zusätzliche spanende Bearbeitung die Materialaussparung hergestellt wird. In diesem Fall erstreckt sich die Materialaussparung in Längsrichtung gesehen bis zur ersten Seite. Der Fachmann wird dabei bevorzugt den Querschnitt der Materialaussparung zum Verschiebegelenkaußenbauteil durch die Außenseite begrenzen und auf der gegenüberliegenden Seite durch den gedachten kreisförmigen Verlauf, der die radial außenliegenden Außenseitenabschnitte des Verschiebegelenkaußenbauteile tangiert.Furthermore, it is preferably provided that the material recess has a substantially constant cross section along its extent, in particular along the entire extent, the cross section being dimensioned in a plane running perpendicular to the longitudinal direction. This results particularly advantageously if the external component has been produced by a hot forming or warm forming process in which the material recess is produced without additional machining. In this case, the material recess extends, viewed in the longitudinal direction, to the first side. The person skilled in the art will preferably limit the cross section of the material recess for the sliding joint outer component by the outside and on the opposite side by the imaginary circular course, which affects the radially outer side sections of the sliding joint outer component.
Vorzugsweise erstreckt sich die Materialaussparung entlang der Längsrichtung über den gesamten Bereich des Verschiebegelenkaußenbauteils, in dem der Aufnahmebereich angeordnet ist. Dabei wird die Dimension des Aufnahmebereichs bevorzugt festgelegt durch eine Topftiefe des topfförmigen Aufnahmebereichs. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Materialaussparung in Längsrichtung ununterbrochen ist, d. h. nicht entlang der Längsrichtung Bereiche existieren, in denen die Materialaussparung mit Material gefüllt ist.Preferably, the material recess extends along the longitudinal direction over the entire area of the sliding joint outer component in which the receiving area is arranged. The dimension of the receiving area is preferably determined by a pot depth of the cup-shaped receiving area. Furthermore, it is provided that the material recess is uninterrupted in the longitudinal direction, i.e. H. There are no areas along the longitudinal direction in which the material recess is filled with material.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass in einem Endabschnitt des Verschiebegelenkaußenbauteils, der die erste Stirnseite umfasst, die Außenseite einen von einem Kreis und/oder Ellipse abweichenden Verlauf aufweist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn sich die Materialaussparungen bis zur ersten Stirnseite erstreckt. Wie bereits festgestellt weich damit das Verschiebegelenkaußenbauteil von denen aus dem Stand der Technik üblichen Verschiebegelenkaußenbauteilen ab, die typischerweise einen kreisförmigen und/oder elliptischen Außenumfang im Endabschnitt vorsehen, um hier standardisierte Balgelemente befestigen zu können.It is preferably provided that in an end section of the sliding joint outer component, which comprises the first end face, the outside has a course that deviates from a circle and/or ellipse. This is particularly the case when the material recesses extend to the first end face. As already stated, the sliding joint outer component differs from the sliding joint outer components usual in the prior art, which typically provide a circular and/or elliptical outer circumference in the end section in order to be able to attach standardized bellows elements here.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass in einer senkrecht zur Längsrichtung bemessenen Richtung eine Wandstärke des Aufnahmebereichs im Bereich der Materialaussparung einen Wert zwischen 1 und 15 mm, bevorzugt zwischen 2 und 10 mm und besonders bevorzugt zwischen 3 und 6 mm annimmt. Es hat sich herausgestellt, dass es in vorteilhafter Weise möglich ist, die Materialaussparung derart zu dimensionieren, dass im Bereich der Materialaussparung in radialer Richtung, d. h. in einer senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden Richtung, Wandstärken für den insbesondere tulpenförmigen Aufnahmebereich des Verschiebegelenkaußenbauteils realisierbar sind, die Werte zwischen 4 und 5 mm annehmen und trotzdem die zu erwartenden Belastungen standhalten, die beispielsweise auftreten, wenn ein Kugel-Verschiebegelenk zum Übertragen von Antriebskräften genutzt wird, die beispielsweise von einer Elektromaschine ausgehen. Eine entsprechend dünne Wandung erweist sich als besonders vorteilhaft, weil sie nicht nur besonders leichte Gelenkbauteile und Gelenke erlaubt, sondern zudem auch dem Materialaufwand zur Fertigung entsprechender Gelenkbauteile reduziert.It is preferably provided that in a direction measured perpendicular to the longitudinal direction, a wall thickness of the receiving area in the area of the material recess assumes a value between 1 and 15 mm, preferably between 2 and 10 mm and particularly preferably between 3 and 6 mm. It has been found that it is advantageously possible to dimension the material recess in such a way that in the area of the material recess in the radial direction, ie in a direction perpendicular to the longitudinal direction, wall thicknesses for the in particular tulip-shaped receiving area of the sliding joint outer component can be achieved, the values between 4 and 5 mm and still withstand the expected loads that occur, for example, when a ball joint is used to transmit driving forces that come from an electric machine, for example. A correspondingly thin wall proves to be particularly advantageous because it not only allows particularly light joint components and joints, but also reduces the amount of material required to produce corresponding joint components.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Materialaussparung entlang einer Umlaufrichtung gesehen zwischen zwei Bereichen angeordnet ist, in denen jeweils eine Laufbahn ausgebildet ist. Vorstellbar ist auch, dass zwischen den Bereichen mit der jeweiligen Laufbahn an der Innenseite an der Außenseite mehrere Materialaussparungen ausgebildet sind. Die eine und/oder die mehreren Materialaussparungen können dabei entlang der Umlaufrichtung mittig zwischen zwei Bereichen angeordnet sein, die durch die Lage der Laufbahn vorgegeben sind, oder gegenüber einer mittigen Lage entlang der Umlaufrichtung versetzt sein. Vorzugsweise ist die Materialaussparung als eine Art Nut und/oder Rille ausgebildet, die sich an der Außenseite des Verschiebegelenkaußenbauteils entlang der Längsrichtung erstreckt.It is preferably provided that the material recess is arranged between two areas, viewed along a circumferential direction, in each of which a raceway is formed. It is also conceivable that several material recesses are formed on the inside on the outside between the areas with the respective raceway. The one and/or several material recesses can be arranged along the circumferential direction centrally between two areas that are predetermined by the position of the raceway, or can be offset from a central position along the circumferential direction. The material recess is preferably designed as a type of groove and/or groove which extends along the longitudinal direction on the outside of the sliding joint outer component.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass im Endabschnitt des Verschiebegelenkaußenbauteils Mittel zur axialen Sicherung eines Formbalgs, beispielsweise in Form eines Kragenelements und/oder einer Nut, ausgebildet sind. Dabei ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass das Kragenelemente und/oder die Nut entlang der Umfangrichtung gesehen in solchen Segmentbereichen des Außenumfangs angeordnet ist, in denen gerade keine Materialaussparung ausgebildet ist. Mit anderen Worten: In Bereichen ohne Materialaussparung ist bevorzugt ein Mittel zur axialen Sicherung des Formbalgs ausgebildet. Vorzugsweise ist es dabei vorgesehen, dass zur axialen Sicherung ein Formschluss zwischen Balgelement und Außenseite des Verschiebegelenkaußenbauteils realisiert wird, wobei der Formschluss entlang einer parallel zur Längsrichtung verlaufenden Richtung wirkt.It is preferably provided that means for axially securing a shaped bellows, for example in the form of a collar element and/or a groove, are formed in the end section of the sliding joint outer component. It is particularly preferably provided that the collar elements and/or the groove, viewed along the circumferential direction, are arranged in segment regions of the outer circumference in which no material recess is formed. In other words: In areas without material recesses, a means for axially securing the shaped bellows is preferably formed. Preferably, it is provided that for axial securing a positive connection is realized between the bellows element and the outside of the sliding joint outer component, the positive connection acting along a direction running parallel to the longitudinal direction.
Dabei kann das Kragenelement und/oder die Nut auf Höhe der ersten Stirnseite des Verschiebegelenkaußenbauteils angeordnet sein und/oder entlang der Längsrichtung in Richtung des zweiten Endes gegenüber der ersten Stirnseite versetzt angeordnet sein.The collar element and/or the groove can be arranged at the level of the first end face of the sliding joint outer component and/or can be arranged offset along the longitudinal direction in the direction of the second end relative to the first end face.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass im Aufnahmebereich in Umlaufrichtung gesehen die Wandstärke des Verschiebegelenkaußenbauteils variiert. Grundsätzlich ist es auch vorstellbar, dass die Wandstärke des Verschiebegelenkaußenbauteils im Aufnahmebereich entlang der Umlaufrichtung konstant bleibt. Die Ausbildung mit variierender Wandstärke erweist sich insbesondere in solchen Fällen als vorteilhaft, in denen eine Verdickung im Übergangsbereich zwischen Materialaussparung und dem Bereich, in dem an der Innenseite des Aufnahmebereichs eine Laufbahn ausgebildet ist, die Belastungsfähigkeit des entsprechenden Verschiebegelenkaußenbauteils erhöhen soll. Mit anderen Worten: Durch eine entsprechende Verdickung in diesem Übergangsbereich kann die Belastbarkeit des Verschiebegelenkaußenbauteils verstärkt werden.Preferably, it is provided that the wall thickness of the sliding joint outer component varies in the receiving area in the circumferential direction. In principle, it is also conceivable that the wall thickness of the sliding joint outer component in the receiving area remains constant along the direction of rotation. The design with varying wall thickness proves to be particularly advantageous in cases in which a thickening in the transition area between the material recess and the area in which a raceway is formed on the inside of the receiving area is intended to increase the load capacity of the corresponding sliding joint outer component. In other words: The load capacity of the sliding joint outer component can be increased by appropriate thickening in this transition area.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verschiebegelenk mit einem erfindungsgemäßen Verschiebegelenkaußenbauteil. Alle für das Verschiebegelenkaußenbauteil beschriebenen Vorteile und Eigenschaften gelten analog für das Verschiebegelenk und andersrum.Another object of the present invention is a sliding joint with an outer sliding joint component according to the invention. All of the advantages and properties described for the sliding joint external component apply analogously to the sliding joint and vice versa.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Verschiebegelenk einen Formbalg umfasst, wobei der Formbalg im montierten Zustand dem Verschiebegelenkaußenbauteil zugewandten Ende eine Innenseitenkontur aufweist, die komplementär zu der Außenseite des Verschiebegelenkaußenbauteils ausgebildet ist. Dadurch ist, wie bereits angedeutet, es in vorteilhafter Weise möglich, dass nach innen gewandte Teilabschnitte des Formbalgs eingreifen können in entsprechende Bereiche mit der Materialaussparung an der Außenseite des Verschiebegelenkaußenbauteils. Dies wiederrum ermöglicht einen Formschluss in Umlaufrichtung, der sich vorteilhaft auf die Rotationssicherung des Formbalgs im montierten Verschiebegelenk auswirkt.Preferably, it is provided that the sliding joint comprises a shaped bellows, wherein the shaped bellows, in the assembled state, has an inside contour at the end facing the sliding joint outer component, which is designed to be complementary to the outside of the sliding joint outer component. As already indicated, this makes it advantageously possible for inward-facing sections of the shaped bellows to engage in corresponding areas with the material recess on the outside of the sliding joint outer component. This in turn enables a positive connection in the circumferential direction, which has an advantageous effect on securing the forming bellows against rotation in the mounted sliding joint.
Insbesondere handelt es sich bei dem Verschiebegelenk um ein DO-Verschiebegelenk.In particular, the sliding joint is a DO sliding joint.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Verschiebegelenkaußenbauteils, wobei das Verschiebegelenkaußenbauteil in einem Umformvorgang, besonders bevorzugt in einem Massivumformschritt, insbesondere in einem Streck- und/oder Napfvorgang hergestellt wird. Alle für das Verschiebegelenkaußenbauteil beschriebenen Vorteile und Eigenschaften lassen sich analog übertragen auf das Verfahren zur Herstellung des Verschiebegelenkaußenbauteils und andersrum. Beispielsweise umfasst das Umformen bzw. der Umformvorgang ein Fließpressen.A further subject of the present invention is a method for producing an outer sliding joint component according to the invention, wherein the outer sliding joint component is carried out in a forming process, particularly preferably in a massive forming step, in particular in a stretching and / or cupping process. All of the advantages and properties described for the sliding joint outer component can be transferred analogously to the method for producing the sliding joint outer component and vice versa. For example, the forming or the forming process includes extrusion.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass durch das Herstellungsverfahren die Materialaussparungen festgelegt sind bzw. festgelegt werden, ohne dass sie durch eine spanende Nachbearbeitung hergestellt werden. Insbesondere ist es vorgesehen, dass am gefertigten Verschiebegelenkaußenbauteil Materialaussparungen ausgebildet sind, deren Oberfläche zu erkennen gibt, dass keine spanende Bearbeitung zur Ausbildung der Materialaussparung herangezogen wurde. Dies lässt sich beispielsweise an entsprechenden Faserverläufen an der Oberfläche erkennen. Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Verschiebegelenkaußenbauteile durch einen entsprechenden Streck- und/oder Napfvorgang herzustellen, da dadurch im Rahmen der Materialreduktion im Bereich der Materialaussparung mit Vorteil eine Modulation an der ersten Stirnseite in axialer Richtung bzw. entlang einer parallel zur Längsrichtung verlaufenden Richtung durch den Formvorgang reduziert werden kann. Mit anderen Worten: Bei der Herstellung eines Verschiebegelenkaußenbauteils, bei dem eine Außenseite ohne Materialaussparung realisiert wird, d. h. ein Außenumfang, der vorzugsweise bzw. üblicherweise einen kreis- oder elliptisch geformten Außenumfang hat, ergeben sich nach dem Umformprozess Höhenmodulationen an der ersten Stirnseite, die sich in axialer Richtung bzw. in Längsrichtung erstrecken. Im Vergleich zu diesen umgeformten Verschiebegelenkaußenbauteilen hat es sich ergeben, dass bei der gezielten Herstellung von Materialaussparungen während des Streck- und/oder Napfvorgangs diese Erhöhungen bzw. Variationen an der ersten Stirnseite reduziert werden können. Dies erweist sich insbesondere für eventuelle Nachbearbeitungsschritte an der ersten Stirnseite des Verschiebegelenkaußenbauteils als vorteilhaft.In particular, it is provided that the material recesses are or are defined by the manufacturing process without them being produced by post-machining. In particular, it is provided that material recesses are formed on the manufactured sliding joint outer component, the surface of which shows that no machining was used to form the material recess. This can be recognized, for example, by the corresponding fiber courses on the surface. In particular, it has proven to be advantageous to produce the sliding joint outer components by a corresponding stretching and/or cupping process, since this advantageously results in modulation on the first end face in the axial direction or along a direction parallel to the longitudinal direction as part of the material reduction in the area of the material recess Direction can be reduced through the molding process. In other words: When producing an external sliding joint component in which an outside is realized without material recess, i.e. H. an outer circumference, which preferably or usually has a circular or elliptically shaped outer circumference, height modulations result on the first end face after the forming process, which extend in the axial direction or in the longitudinal direction. In comparison to these formed sliding joint external components, it has been found that these increases or variations on the first end face can be reduced during the targeted production of material recesses during the stretching and/or cupping process. This proves to be particularly advantageous for any post-processing steps on the first end face of the sliding joint outer component.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Materialaussparung während des Umformvorgangs hergestellt werden, insbesondere durch den Streck- und/oder Napfvorgang.It is preferably provided that the material recess is produced during the forming process, in particular by the stretching and/or cupping process.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Einzelne Merkmale der einzelnen Ausführungsform können dabei im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert wer-den.Further advantages and features result from the following description of preferred embodiments of the object according to the invention with reference to the attached figures. Individual features of the individual embodiments can be combined with one another within the scope of the invention.
Es zeigt:
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1 und2 ein Kugel-Verschiebegelenk gemäß dem Stand der Technik -
3 und4 ein Kugel-Verschiebegelenk gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegende Erfindung
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1 and2 a ball sliding joint according to the prior art -
3 and4 a ball sliding joint according to an exemplary embodiment of the present invention
In den
Zur Aufnahme des Verschiebegelenkinnenbauteils 2 in das Verschiebegelenkaußenbauteil 1 ist hierbei ein Aufnahmebereich 7 vorgesehen, der insbesondere als Hohlkörperbereich ausgebildet ist bzw. einen Teil eines Hohlkörpers, insbesondere eines Hohlkörperrohrs bildet. Ein entsprechender Hohlkörperbereich bzw. Hohlkörperabschnitt ist bevorzugt tulpenförmig bzw. topfförmig ausgebildet. An der Innenseite des Aufnahmebereichs 7 sind Laufbahnen 8 vorgesehen, die im Falle eines Kugel-Verschiebegelenks für Kugeln vorgesehen sind. Damit unterscheiden sich Kugel-Verschiebegelenke insbesondere von Tripoden, deren Laufbahnen 8 für Wälzkörper ausgelegt sind, die typischerweise von Kugeln abweichen. Die Laufbahnen 8 erstrecken sich dabei insbesondere entlang einer Längsrichtung L, entlang der sich auch der Aufnahmebereich 7 des Verschiebegelenkaußenbauteils 1 erstreckt. Das Verschiebegelenkaußenbauteil 1 umfasst vorzugsweise neben dem Aufnahmebereich 7 zusätzlich einen Schaftbereich 16 am gegenüberliegenden zweite Ende des Verschiebegelenkaußenbauteils 1.To accommodate the sliding joint
Ferner ist es vorgesehen, dass an einer ersten Stirnseite 11 des Verschiebegelenkaußenbauteils 1 der Aufnahmebereich 7 eine Öffnung aufweist, über die das Verschiebegelenkinnenbauteil 2 in das Verschiebegelenkaußenbauteil 1 eingesetzt werden kann und in diesem gelagert wird. Vorzugsweise sind entlang einer Umlaufrichtung U, die bevorzugt in einer senkrecht zur Längsrichtung L verlaufenden Ebene verläuft, die Laufbahnen 8 äquidistant verteilt. Die Umlaufrichtung U verläuft parallel zu der Richtung, entlang der das Verschiebegelenkaußenbauteil 1 rotiert.Furthermore, it is provided that on a
Zur Befestigung des Balgelements 3 am Verschiebegelenkaußenbauteil 1 ist an einer Außenseite 22 des Aufnahmebereichs 7 eine sich entlang der Umlaufrichtung U erstreckende Nut 9 vorgesehen, in die entsprechend ein an der Innenseite 21 des Balgelements 3 ausgebildetes Kragenelement eingreifen kann, um eine axiale Sicherung des Balgelements 3 sicherzustellen. Der Teilbereich, der zwischen der Nut 9, d. h. dem Mittel zur axialen Sicherung des Balgelements 3 und der ersten Stirnseite 11 ausgebildet ist, ist insbesondere als Endbereich 15 bzw. als Teil des Endabschnitts des Verschiebegelenkaußenbauteils 1 zu verstehen. In Längsrichtung gesehen wird das Verschiebegelenkaußenbauteil durch die erste Stirnseite 11 und eine zweite Stirnseite 12 begrenzt.To attach the
In den
Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass diese Materialaussparung 5 Resultat einer Massivumformung ist, insbesondere eines Napf- oder Streckvorgangs. Im Gegensatz zu solchen Kugel-Verschiebegelenkaußenbauteilen 1, bei denen durch eine spanende Nachbearbeitung Materialaussparungen 5 an der Außenseite 22 eingelassen werden, ist es bevorzugt vorgesehen, dass bereits bei dem Schmiedevorgang, d. h. beim Napf- oder Streckvorgang, die Außenseitenmodulation realisiert wird, die sich bis zur ersten Stirnseite 11 des Verschiebegelenkaußenbauteils 1 erstreckt. Dies bringt beispielsweise den Vorteil mit sich, dass an der ersten Stirnseite 11 ausgebildete Höhenmodulationen, die sich entlang der Längsrichtung L erstrecken, reduziert sind im Vergleich zu einem Schmiedevorgang, der mit dem Ziel durchgeführt, einen im wesentlichen kreisförmigen Außenumfang am Verschiebegelenkaußenbauteil 1 auszubilden. Dies wiederrum vereinfacht die Nachbearbeitung, insbesondere dahingehend, dass weniger Material abgetragen werden muss, um an der ersten Stirnseite 11 eine ebene Abschlussfläche am Verschiebegelenkaußenbauteil 1 auszubilden. Dies schont darüber hinaus auch das Werkzeug, da, insbesondere bei mehreren hergestellten Bauteilen, der Materialabtrag geringer ist.It is particularly preferred that this
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Materialaussparungen 5 zwischen den Bereichen ausgebildet sind, in denen an der Innenseite 21 des Aufnahmebereichs 7 die Laufbahnen 8 ausgebildet sind.It is preferably provided that the material recesses 5 are formed between the areas in which the
Die Materialaussparungen 5 erstrecken sich vorzugsweise über mehr als 50%, bevorzugt mehr als 70% und besonders bevorzugt mehr als 80% einer Gesamtlänge des Aufnahmebereichs 7.The material recesses 5 preferably extend over more than 50%, preferably more than 70% and particularly preferably more than 80% of a total length of the receiving
In der in
Insbesondere umfasst das nach innen gerichtete Kragenelement des Formbalgelement 3` somit Teilbereiche, die zum Eingriff in die Nutabschnitte vorgesehen sind, und bevorzugt Teilbereich, die in die talförmigen Abschnitte der Materialaussparung 5 eingreifen. Somit handelt es sich bevorzugt um individualisierte an die Außengeometrie angepassten Formbalgelemente 3`, die hier Verwendung finden.In particular, the inwardly directed collar element of the shaped bellows element 3 'thus comprises partial areas which are intended for engagement in the groove sections, and preferably partial areas which engage in the valley-shaped sections of the
In dem in
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass ein Schaftbereich 16 des Verschiebegelenkaußenbauteils 1 an den Aufnahmebereich 7, insbesondere den topfförmigen bzw. tulpenförmigen Aufnahmebereich 7 angeschraubt ist. Mit anderen Worten: Das Verschiebegelenkau-ßenbauteil 1 wird aus mindestens zwei Einzelkomponenten gefertigt, wobei insbesondere der Aufnahmebereich 7 geschmiedet wird, insbesondere durch einen Napf- oder Streckvorgang.Preferably, it is provided that a
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Materialaussparung 5 in Umlaufrichtung U gesehen bevorzugt mittig zwischen zwei Teilbereichen angeordnet ist, in denen an der Innenseite 21 des Aufnahmebereichs 7 die Laufbahnen 8 angeordnet sind. Weiterhin ist es vorstellbar, dass mehrere Materialaussparungen 5 an der Außenseite 22 angeordnet sind in einem Bereich, der zwischen zwei Teilabschnitten angeordnet ist, an deren Innenseite 21 die Laufbahnen 8 verlaufen. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass als Materialaussparung 5 eine Art Rillenstruktur in Längsrichtung L ausgebildet ist. Mit anderen Worten: Neben der hier dargestellten Ausführungsform, bei der lediglich eine einzelne Nut 9 bzw. Rille in Längsrichtung L zwischen zwei Teilbereichen angeordnet ist, in denen auf der Innenseite 21 die Laufbahnen 8 verlaufen, ist es auch vorstellbar, dass mehrere Nuten 9 bzw. Rillen zwischen zwei Bereichen angeordnet sind, an deren Innenseite 21 die Laufbahnen 8 angeordnet sind.Furthermore, it is preferably provided that the
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Materialaussparung 5 eine senkrecht zur Längsrichtung L bzw. in radialer Richtung bemessene maximale Tiefe T aufweist, die ein Wert zwischen 1 und 10 mm, bevorzugt zwischen 2 und 8 mm und besonders bevorzugt zwischen 3 und 6 mm annimmt. Mit anderen Worten: es hat sich gezeigt, dass ein signifikanter Materialabtrag möglich ist, der zu unterscheiden ist von fertigungstechnisch bedingten Dickenmodulationen in der Wandstärke W oder Modulationen im Verlauf der Wandung des Aufnahmebereichs 7. Dabei ist es vorgesehen, dass sich die Tiefe, insbesondere die maximale Tiefe T, bestimmt ist durch den maximalen, radial bemessenen Abstand zwischen der Außenseite 22 und einem gedachten Kreis K, der außenliegenden bzw. die radial am weitesten außen liegenden Abschnitte der Außenseite 22 außerhalb der Materialaussparung 5 tangiert.It is preferably provided that the
Bezugszeichenliste:List of reference symbols:
- 11
- VerschiebegelenkaußenbauteilSliding joint external component
- 22
- VerschiebegelenkinnenbauteilInternal sliding joint component
- 55
- Materialaussparungmaterial recess
- 33
- BalgelementBellows element
- 3`3`
- FormbalgForming bellows
- 77
- AufnahmebereichRecording area
- 88th
- Laufbahncareer
- 99
- NutNut
- 1010
- Verschiebegelenksliding joint
- 1111
- erste Stirnseitefirst face
- 1212
- zweite Stirnseitesecond end face
- 1515
- EndabschnittEnd section
- 1616
- SchaftbereichShaft area
- 2121
- Innenseiteinside
- 2222
- AußenseiteOutside
- LL
- LängsrichtungLongitudinal direction
- UU
- UmlaufrichtungDirection of circulation
- KK
- KreisCircle
- TT
- Tiefedepth
- WW
- WandstärkeWall thickness
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- CN 103244571 B [0004]CN 103244571 B [0004]
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- 2023-07-06 WO PCT/EP2023/068693 patent/WO2024008859A1/en unknown
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Also Published As
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