DE19648537C1 - Gleichlaufgelenkwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkwelle mit zwei Gleichlauf­ drehgelenken, die jeweils ein Gelenkaußenteil mit ersten Kugel­ bahnen, das mit Antriebsmitteln verbindbar ist, ein Gelenkinnen­ teil mit zweiten Kugelbahnen, das mit einem die Gelenkinnenteile verbindenden Wellenschaft verbunden ist, in korrespondierenden ersten Kugelbahnen im Gelenkaußenteil und zweiten Kugelbahnen und im Gelenkinnenteil geführten drehmomentübertragenden Kugeln und einem mit umfangsverteilten Fenstern versehenen, die Kugeln in den Fenstern aufnehmenden und in einer Ebene haltenden ring­ förmigen Käfig umfassen, wobei die beiden Gleichlaufdrehgelenke VL-Schiebegelenke mit zueinander entgegengesetzt schräg zur Längsrichtung verlaufenden sich kreuzenden korrespondierenden ersten und zweiten Kugelbahnen sind und die Gelenkinnenteile zerstörungsfrei unlösbar mit dem Wellenschaft verbunden sind, wobei jeweils die zum Wellenschaft weisende Öffnung des Käfigs einen kleinsten Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist, als der größte Außendurchmesser des jeweiligen Gelenkinnenteils, und die zum Wellenschaft weisende Öffnungsseite des Käfigs einen Axialanschlag für das jeweilige Gelenkinnenteil bildet.

Eine Welle der genannten Art ist aus der DE 37 10 572 C2 be­ kannt, eine Welle ähnlicher Art mit einem Festgelenk aus der DE 34 30 067 C1. VL-Gelenke der hier in Rede stehenden Art, die sich rein axial montieren lassen, jedoch gegen ein selbsttätiges Demontieren gesichert sind, sind als solche aus der DE 38 20 449 A1 bekannt. Hierbei ist das Gelenkinnenteil des VL-Schiebegelen­ kes über Profilverzahnungen mit dem separat hergestellten Wel­ lenschaft lösbar verbunden. Axiale Anschlagmittel für die Ge­ lenkinnenteile bzw. den Wellenschaft sind in den Gelenkaußen­ teilen vorgesehen. Dagegen ist es aus der genannten DE 34 30 067 C1 bereits bekannt, das Gelenkinnenteil eines VL-Schiebegelenkes mit einer Hohlwelle durch Schweißen zu verbinden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gelenk­ wellen der genannten Art bereitzustellen, die hinsichtlich der Montage- und der Herstellungskosten weiter optimiert sind.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß jeweils die Ge­ lenkinnenteile mit angebundenem Wellenschaft koaxial in den jeweiliegen Käfig einführbar sind, indem die zum Wellenschaft weisende Öffnung des Käfigs durch Ausnehmungen erweitert ist, die ein größeres Radialmaß und eine größere Umfangserstreckung als die jeweils von zwei Kugelbahnen begrenzten Längsstege des jeweiligen Gelenkinnenteils haben.

Durch die erfindungsgemäße Merkmalskombination sind alle Teile der Gelenkwelle einschließlich der VL-Gelenke koaxial montier­ bar. Die Montage der Gelenkinnenteile mit den Käfigen erfolgt hierbei nach dem Bewegungsablauf eines Bajonettverschlusses, d. h. einem axialen Einführen folgt eine Drehbewegung, die die Bahnen im Gelenkinnenteil mit den Fenstern im Käfig in Deckung bringt, damit die Kugeln anschließend durch die Fenster von außen in die Kugelbahnen einsetzbar sind.

Hierbei werden zunächst die Längsstege des Gelenkinnenteils auf die Ausnehmungen in der Käfigöffnung bezüglich ihrer gegenseiti­ gen Winkelstellung zueinander ausgerichtet, so daß das Gelenk­ innenteil in den Käfig einführbar ist. Auch diese axiale Montage erlaubt ein einstückiges Ausführen des Wellenschaftes mit den Gelenkinnenteilen bzw. ein unlösbares Verbinden des Wellenschaf­ tes mit den Gelenkinnenteilen vor der Gelenkmontage.

Die Gestalt des Käfigs bildet hierbei die Anschlagmittel gegen ein unbeabsichtigtes axiales Demontieren der Gelenke, indem das Gelenkinnenteil innen an die öffnungsseitigen Wandungsteile des Käfigs anschlägt. Ein Faltenbalg zur Abdichtung des Gelenkes kann unmittelbar auf dem Gelenkaußenteil festgelegt werden, sofern eine Blechkappe zum Aufnehmen des Faltenbalgs vorgesehen ist, erfüllt sie keine Anschlagfunktion.

In einer ersten Ausführung ist der Käfig so ausgeführt, daß die Ausnehmungen Ausklinkungen in dem wellenschaftseitigen Wandungs­ teil des Käfigs sind. Derartige Ausnehmungen sind durch mecha­ nische Bearbeitung, insbesondere durch Räumen leicht herstell­ bar.

Eine zweite Ausgestaltungsform des Käfigs sieht vor, daß die Ausnehmungen durch einen gewellten Verlauf des wellenschaft­ seitigen Wandungsteils des Käfigs bei unveränderter Wandstärke des Wandungsteils gebildet werden. Dies läßt sich durch radiale Umformschritte an einem zunächst rotationssymmetrisch herge­ stellten Käfig darstellen, insbesondere durch ein Aufspreizen des zunächst mit kreisförmiger wellenseitiger Innenöffnung her­ gestellten Käfigs.

In besonders günstiger Ausführung ist der Wellenschaft durch einen Rohrkörper gebildet, wodurch die Herstellung der Verbin­ dung zu den Gelenkinnenteilen erleichtert wird, indem ein Reib­ schweißverfahren verwendet werden kann.

In weiterer günstiger Ausführung kann vorgesehen sein, den Wel­ lenschaft einstückig mit den Gelenkinnenteilen auszuführen, um die Teilezahl bzw. die Zahl der Herstellschritte zu reduzieren.

Nach einer besonders vorteilhaften Herstellungsart ist vorgese­ hen, daß der Wellenschaft mit den Gelenkinnenteilen verschweißt wird, bevor er gemeinsam mit diesen einem Härteverfahren unter­ zogen wird. Hiermit kann insbesondere auch die Schweißverbin­ dungsstelle in die Härtung bzw. Vergütung einbezogen werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Welle mit zwei VL-Ver­ schiebegelenken;

Fig. 2 zeigt den Käfig eines VL-Gelenkes nach Fig. 1
a) in Axialansicht
b) im Längsschnitt;

Fig. 3 zeigt den Käfig eines abgewandelten VL-Gelenkes
a) in Axialansicht
b) im Längsschnitt.

In Fig. 1 ist eine Gelenkwelle bestehend aus zwei untereinander gleichen Verschiebegelenken 31, 32 und einem Wellenschaft 33 gezeigt. Die Gelenke umfassen, wie am Gelenk 31 dargestellt, jeweils ein Gelenkaußenteil 41 mit angeformten Wellenzapfen 42, ein Gelenkinnenteil 43, einen Käfig 44 sowie in Fenstern 45 des Käfigs 44 gehaltene Kugeln 46. Die Kugeln 46 sind in einander zugeordneten Bahnen 47 im Gelenkaußenteil 11 und Bahnen 48 im Gelenkinnenteil 13 geführt. Auf das Gelenkaußenteil 31 ist je­ weils wellenschaftseitig eine Blechkappe 49 aufgesetzt, auf der jeweils ein Faltenbalg 50 mit einem Ende festgelegt ist. Eine Axialanschlagfunktion erfüllen diese Blechkappen hier nicht. An die Gelenkinnenteile 43 ist jeweils ein hohler Wellenschaft 33 angeschweißt, auf dem jeweils der Faltenbalg 50 mit dem anderen Ende festgelegt ist. Wie mit entsprechenden Maßpfeilen ange­ zeigt, ist der kleinste Öffnungsdurchmesser D_F der Blechkappe 49 größer als der Außendurchmesser D_N des Gelenkinnenteils 43.

Dagegen ist der wellenschaftseitige Öffnungsdurchmesser D_A des Käfigs 44 kleiner als der größte Außendurchmesser D_N des Gelenk­ innenteils. Wie in der oberen Schnitthälfte zu erkennen ist, hat der Käfig 44 jeweils beidseitig Umfangsbereiche, durch die das Gelenkinnenteil 43 mit zwischen den Kugelbahnen 18 liegenden Längsstegen 62 in koaxialer Stellung hindurchgeführt werden kann. Wie in der unteren Schnitthälfte ebenfalls dargestellt, sind den Längsstegen 62 in montierter Stellung jedoch jeweils Wandungsteile des Käfigs 44 zugeordnet, die eine axiale Demonta­ ge in Richtung Wellenschaft 33 verhindern, indem sie Innenflä­ chen 63 bilden, die einen Axialanschlag für die Gelenkinnenteile 43 bilden.

In Fig. 2 ist der Käfig 44 nach Fig. 1 in vergrößerter Dar­ stellung gezeigt. Der Käfig 44 ist hierbei etwa symmetrisch zu einer Mittelebene E ausgeführt. Neben den bereits in Fig. 1 bezeichneten Fenstern 45 sind hier im einzelnen eine wellen­ schaftseitige Öffnung 58 und eine deckelseitige Öffnung 59 be­ zeichnet, die jeweils einen kleinsten Öffnungsdurchmesser D_A haben, der kleiner ist als der größte Durchmesser des Gelenkin­ nenteils D_N gemäß Fig. 1. Die Öffnungen 58, 59 weisen weiterhin Ausklinkungen 60, 61 auf, die einen größeren Durchmesser D_K bilden, der größer ist als der größte Nabendurchmesser des Ge­ lenkinnenteils D_N, wobei die Breite der Ausklinkungen 60, 61 größer ist als die der Längsstege 62 jeweils zwischen zwei Ku­ gelbahnen 48 am Gelenkinnenteil. Das Gelenkinnenteil kann auf diese Weise nach Art eines Bajonettverschlusses mit dem Käfig 44 koaxial montiert werden, wobei durch Verdrehen um den Winkel α dann die Längsstege 62 zwischen den Kugelbahnen 48 axial durch innere Anschlagflächen 63 gesichert werden.

In Fig. 3 ist ein Käfig mit ähnlichen Merkmalen wie der in Fig. 2 dargestellt. Hierbei sind jedoch an einem zunächst sym­ metrisch zur Mittelebene E hergestellten Käfig 44' Aufweitungs­ bereiche 60 nur an der wellenschaftseitigen Innenöffnung 58 ausgebildet, während die deckelseitige Innenöffnung 59 eine Kreisform beibehalten hat. Wie in der Ansicht auf die Innenöff­ nung 58 erkennbar, sind die Aufweitungen durch eine wellenförmi­ ge Verformung über dem Umfang bei unveränderter Wandstärke her­ gestellt. Durch die Bereiche der Aufweitungen 60 hindurch ist die hintere Innenkante der zweiten Innenöffnung 59 erkennbar.

Claims (7)

1. Gelenkwelle mit zwei Gleichlaufdrehgelenken (31; 32), die jeweils ein Gelenkaußenteil (41) mit ersten Kugelbahnen (47), das mit Antriebsmitteln verbindbar ist, ein Gelenk­ innenteil (43) mit zweiten Kugelbahnen (48), das mit einem die Gelenkinnenteile verbindenden Wellenschaft (33) verbun­ den ist, in korrespondierenden ersten Kugelbahnen (47) im Gelenkaußenteil (41) und zweiten Kugelbahnen (48) und im Gelenkinnenteil (43) geführten drehmomentübertragenden Kugeln (46) und einen mit umfangsverteilten Fenstern (45) versehenen, die Kugeln (46) in den Fenstern (45) aufnehmen­ den und in einer Ebene haltenden ringförmigen Käfig (44) umfassen, wobei die beiden Gleichlaufdrehgelenke (31; 32) VL-Schiebegelenke mit zueinander entgegengesetzt schräg zur Längsrichtung verlaufenden sich kreuzenden korrespondieren­ den Kugelbahnen (47) ersten und zweiten Kugelbahnen (48) sind, und die Gelenkinnenteile (43) zerstörungsfrei unlös­ bar mit dem Wellenschaft (33) verbunden sind, wobei jeweils die zum Wellenschaft (33) weisende Öffnung des Käfigs (44) einen kleinsten Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist, als der größte Außendurchmesser des jeweiligen Gelenkinnen­ teils (31), und die zum Wellenschaft (33) weisende Öff­ nungsseite des Käfigs (44) einen Axialanschlag für das jeweilige Gelenkinnenteil (31) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Gelenkinnenteile (31) mit angebundenem Wellenschaft (33) koaxial in den jeweiligen Käfig (44) einführbar sind, indem die zum Wellenschaft (33) weisende Öffnung des Käfigs (44) durch Ausnehmungen (60) erweitert ist, die ein größeres Radialmaß und eine größere Umfangser­ streckung als die jeweils von zwei Kugelbahnen (38) be­ grenzten Längsstege (62) des jeweiligen Gelenkinnenteils (31) haben.

2. Gelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (60) Ausklinkungen in dem wellen­ schaftseitigen Wandungsteil des Käfigs (44) sind.

3. Gelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (60) durch einen gewellten Verlauf des wellenschaftseitigen Wandungsteils des Käfigs (44) bei unveränderter Wandstärke des Wandungsteils gebildet werden.

4. Gelenkwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gewellte Verlauf durch einen Wechsel zwischen kuge­ ligen und konischen Abschnitten des wellenschaftseitigen Wandungsteils des Käfigs (44) gebildet wird.

5. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Innendurchmesser der vom Wellenschaft (33) abgewandten Öffnung des Käfigs (44) kleiner ist als der Außendurchmesser des Gelenkinnenteils (43) und einen Axial­ anschlag für das Gelenkinnenteil (43) bildet.

6. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenschaft (3, 33) ein Rohrkörper ist.

7. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenschaft (3, 33) einstückig mit den Gelenk­ innenteilen ist.