DE2044724A1

DE2044724A1 - Gleichlaufdrehgelenk

Info

Publication number: DE2044724A1
Application number: DE19702044724
Authority: DE
Inventors: Henry Thomas Whittington Staffordshire Millward Thomas Hughes Sutton Coldfield Warwickshire Smith, (Groß britanmen) R
Original assignee: GKN Transmissions Ltd
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 1969-09-09
Filing date: 1970-09-09
Publication date: 1971-03-11
Also published as: GB1320698A; ES383407A1; JPS4832530B1; TR16716A; ZA705788B; JPS4832531B1; DE2044701A1; FR2064807A5; ES383298A1; NL7013296A; CS166743B2; US3656318A; ES386968A1; DE2044724B2; DK127305B; FR2064808A5; IL35174A0; US3696638A; AT307826B; SE361203B

Description

betreffend
Gleichlaufdrehgelenk

Die Erfindung bezieht sich auf Gleichlaufdrehgelenke mit einem inneren Gelenkkörper, der mit einer treibenden oder einer getriebenen Welle verbindbar ist, einem diesen umgebenden äußeren Gelenkkörper, der mit der anderen der beiden Wellen verbindbar 1st, sowie außen am inneren Gelenkkörper und innen am äußeren Gelenkkörper ausgearbeiteten, jeweils paarweise einander zugeordneten Rillen, wobei in jedem Rille npaar ein Drehmomentübertragungselement, normalerweise eine Kugel, aufgenommen ist and eine Einrichtung vorgesehen ist, die bei einer gegenseitigen Winkelbewegung zwischen, den beiden Gelenkkörpern die Drehmomentübertragungselemente in der den Winkel zwischen den Gelenkkörperachsen halbierenden. Ebene hält.

Gleichlaufdrehgelenke der vorstehend beschriebenen Bauart wurden in der Hauptsache für dtn Frontantrieb bei Kraftfahrzeugen verwendet. Die bekannten Ausführungen dieser Gelenke sind verhältnismäßig teuer, da die Rillen in dem äußeren und Inneren Gelenk durch ein spangebendes Herstellungsverfahren und nachträglicheβ Schleifen hergestellt werden. Dies let insbesondere bei der Herstellung der auf der Innenseite de« äußeren Gelenkkörperβ herzustellenden Rillen «in teuerer Herstellungsvorgang.

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Bei der Kardanwelle für den Antrieb der Hinterachsen von Kraftfahrzeugen ist es auch heute noch üblich, Kreuzgelenke zu verwenden, obgleich diese keinen Gleichlauf zwischen der treibenden und der getriebenen Welle ergeben, weil dieser Nachteil durch die billigere Herstellungsmöglichkeit von Kreuzgelenken gegenüber Gleichlaufdrehgelenken der eingangs genannten Bauart weit aufgewogen wird.

In den letzten Jahren sind Gleichlaufdrehgelenke der eingangs genannten Bauart entwickelt worden, die sowohl eine fe Winkelbewegung als auch eine Axialbewegung zwischen dem treibenden und dem getriebenen Gelenkkörper des Gelenks zulassen und im Gegensatz zu Festgelenken, die nur eine gegenseitige Schwenkbewegung der Gelenkkörper zulassen, als Verschiebegelenke bezeichnet werden. Solche GIeichlaufdrehgelenke in dor Ausführung als Verschiebegelenke hätten, wenn nicht die ou®a erwähnten hohen Herstellungskosten wären, eine 3slar weite Anwendung finden können, da es die gegenseitige axiale Verschiebbarkeit der Gelenkkörper ermöglicht, die übliche Keilwellenverbindung wegzulassen, welche bisher trotz des Nachteils der bei der Drehmomentübertragung in ihr auftretenden hohen Reibungskräfte in Kraftübertragungswellen* z. B. der Kardanwelle, unumgänglich gewesen wares.·

Aus der US Patentschrift 2 352 776 ist ein Gleichlaufdrefegelenk der eingangs genannten Gattung bekannt, bei dem der äußere Gelenkkörper von einem aus Blech,z. B. durch Tiefziehen, geformten Gehäuse gebildet wird, das Rillen aufweist, deren Innenfläche durch einen Prägevorgang fertig bearbeitet ist· Der äußere Gelenkkörper wird ergänzt durch eine Nabe mit einem Flansch, an dem das Gehäuse mittels mehrerer Schrauben befestigt ist» Die Nabe ist dann ihrerseits mit einer Antriebswelle verbunden·

Aufgab® der Erfiaduug ist «8, ein® Konstruktion eines SI«icfrlaufdrehgelenk· der eingangs genannten Gattung su schaffen, die billiger herzustellen 1st al® das bekannt® Gleichlaufdr.hg.l.nk. ,09811/1582

Ein gemäß der Erfindung gestaltetes Gleichlaufdrehgelenk der eingangs genannten Gattung ist dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Gelenkkörper mit der mit ihm verbundenen Welle einstükfcig ist und beide von. einem Metallteil von Rohrquerschnitt gebildet sind, der einen Endabschnitt von größerer Wandstärke als sein Hauptabschnitt besitzt, welcher durch spanlose Formgebung mit den Killen versehen ist.

Mit dem Ausdruck "spanlose Formgebung¹¹ wird jeder Formgebungsvorgang wie Pressen, Drücken, Strangpressen, Prägen oder dgl. verstanden, bei dem die Gestalt ausschließlich durch Umformung des Ausgangsstücks erhalten wird, ohne daß Metall durch Schnei- ™ den, Schleifen oder dgl* abgenommen wird.

Dadurch, daß der äußere Gelenkkörper mit der mit ihm verbundenen Welle einstückig ausgebildet wird, entfallen die Kosten für die sonst notwendige Verbindung der Welle mit dem äußeren Gelenkkörper. Dadurch, daß der Endabschnitt des rohrförmigen Metallteils größere Wandstärke als sein übriger Teil erhält, kann der Endabschnitt genügend kräftig *iir die Kraftübertragung ausgebildet werden, ohne daß es notwendig ist, daß das gesamte Metallteil diese Wandstärke besitzt, so daß die Kosten des rohrförmigen Metallteils geringer sind. Dadurch, dais die Rillen statt durch spanabhebende Bearbeitung durch ein span- μ loses Formgebungsverfahren hergestellt werden, sind die Kosten des Gelenks noch weiter reduziert.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Gleichlaufdrehgelenks der vorbeschriebenen Ausführung besteht darin, daß ein Metallteil von Rohrform so bearbeitet wird, daß es einen Endabschnitt erhält, der eine größere Wandstärke besitzt als sein Hauptabschnitt, und daß in dem Endabschnitt mittels eines spanlosen Formgebungsverfahrens die Rillen ausgebildet werden.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden "im folgenden anhand eines AÜsftihrungsbeispiels näher erläutert.

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Fig. 1 ist ein Längsschnitt längs der Linie 1-1 von Pig. 2

eines Gleichlaufdrehgelenks in der Ausführungsform als Verschiebegelenk,und

Pig. 2 ist ein Querschnitt durch das Gelenk.

Das in der Zeichnung dargestellte Gleichlaufdrehgelenk besitzt einen inneren Gelenkkörper Io, der mit geraden, sich in Längsrichtung erstreckenden Rillen 11 versehen ist und mittels einer Keilwellenverzahnung auf einem Wellenstück 12 sitzt und auf diesem mittels eines Pederrings 13 festgehalten

φ ist. Das Wellenstück 12 besitzt einen Plansch 14, durch den es beispielsweise mit der Ausgangswelle des Getriebes eines Kraftfahrzeugs verbindbar ist. Der äußere Gelenkkörper 15 besteht mit der mit ihm verbundenen Antriebswelle, nämlich der rohrförmigen Antriebswelle 16, aus einem Stück. Die Antriebswelle und der äußere Gelenkkörper werden aus einem Bohrabschnitt hergestellt, der gestaucht wird, so daß die Wandstärke seines Endabschnitts vergrößert wird. Nach deia Stauchen wird der verdickte Teil der Welle einer spanlosen Formgebung unterworfen, durch den er mit sechs gradlinigen Rillen 17 versehen wird, wobei die Formgebung so erfolgt, daß alle Innenflächen 18 zwischen benachbarten Rillen 17 auf einer gerneinsamen Zylinderfläehe liegen, so daß sie eine zylindrische

™ Lagerfläche für die Außenfläche ©ines Käfigs 19 bilden.

Tor der spanlosen Verformung des Eohrabschnitts ist in das Enie des Rohres eine Abschlußplatte 2o ©ing@s©tst und so befestigt, daß sie einen Abschluß des inneren Endes fier Höhlung des äußeren Gelenkkörpers 15 bildet.

Wenngleich in der Zeichnung nicht dargestellt, kann die Ab» scalußplatt® 2.O in der Mitt® eis© Erhebung besitEeHj, al® io, Hie&tung zur Welle 12 weist, um üi® Axialbew©gaag d©s inneren Gelenkkörpers im Zusammenwirken mit der Stirnfläche 21 d©r Welle 12 zu begrenzen.

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Während des Formgebungsverfahrens oder, wie dies vorzuziehen ist, bei einem nachfolgenden Formgebungsvorgang, wird das Ende des Endabschnitts des Rohres 16 nach innen gedrückt, wie dies bei 22 in Pig. 1 gezeigt ist, so daß eine Abstützung für das eine Ende eines im Querschnitt etwa Z-förmigen Dichtungsrings bzw. einer Dichtungsmanschette 23 gebildet wird, deren eines Ende mittels eines Spreizrings 24 mit dem nach innen gedrückten Ende 22 des Rohres 16 in Eingriff gehalten wird und deren anderes Ende mittels einer Schelle 25 auf dem den inneren Gelenkkörper Io tragenden Wellenstück 12 befestigt ist.

Wie aus Fig· 1 ersichtlich, ist die Manschette 23 so angeordnet, daß deren eines Ende einen Endanschlag bildet, der das Herauslaufen der Kugeln 2ο aus den Rillen 17 in Richtung zu dem angedrückten Ende 22 verhindert.

Wie aus Fig· 1 ersichtlich, hat der Kugelkäfig 19 eine den Teil einer Hohlkugel bildende Innenfläche 27, deren Mittelpunkt 28 auf der einen Seite des Gelenkmittelpunkts 29 liegt, und außen einen den Teil einer Kugelfläche bildenden Abschnitt 3o, dessen Mittelpunkt 31 im gleichen Abstand auf der anderen Seite des Gelenkmittelpunkts 29 liegt.

Eine solche Anordnung, die im einzelnen in der britischen Patentschrift 1 o72 144 beschrieben ist, stellt sieher, daß die zusammenwirkenden Oberflächen zwischen Käfig 19 und innerem Gelenkkörper Io und Käfig 19 und äußerem Gelenkkörper 15 die in den Käfigfenstern enthaltenen Kugeln 32 in der den Winkel zwischen den Achsen der Gelenkkörper halbierenden Ebene halten, was für den Gleichlauf dee Drehgelenks notwendig ist» fro tzdem können eich innerer und äußerer Gelenkkörper Io und 15 frei in »xialer Richtung gegeneinander verschieben, weil der äußere Gelenkkörper 15 mit eioh gradlinig erstreckenden Rillen 21 und einer zylindrischen Innenfläche 21 versehen let»

für die Herstellung der Rillen 17 in des äußeren Geleakkörper 15 wird ein einstUokiger oder aue mehreren teilen bestehender

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Dorn mit der gewünschten Außenkontur in das angestauchte Ende des Rohres eingesetzt und die durch das Anstauchen entstandene verdickte Wand dann nach innen verformt, so dai sie im Querschnitt die la Fig. 2 gezeigte Gestalt annimmt. Dadurch, daß die Rillen. 17 gradlinig verlaufen, ist das Herausziehen des Borns Each der Formgebung, bei der das Material nach innen gedrückt wird, erleichtert. Bei einem anderen erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren, wird das augestauchte Ende des Rohres in eine Matrize mit dar erforderlichen Innenkontur eingebracht und dans, dieser aagestauchte Abschnitt elektrohydraulisch auf den gewünschten Querschnitt aufgeweitet.

Die Wandstärke des Rohres, aus dem der äußere Gelenkkörper und die Welle 16 hergestellt werden, liegt normalerweise ursprünglich in dem Bereich zwischen 2 und 16 # des Rohrdurchmessers, und zwar abhängig von dem Durchmesser und der vorgesehenem Am?©Mung des Gelenks. Der STauchvorgang wird normalerweise so ausgeführt, daß die Wandstärke des Endabschnitts etwa doppelt so groß wird wie die Wandstärke des übrigen Teils des Rohres·

Es wird normalerweise notwendig sein, daß die in dem äußeren Gelenkkörper durch die spanlose Formgebung ausgebildeten Hilfe len 17 induktiv gehärtet werden.

Die oben beschriebene Konstruktion ermöglicht es, den äußeren Gelenkkörper und die mit ihm verbundene Antriebswelle sehr viel billiger herzustellen als dies bisher möglich war. Die Erfindung bietet daher die Möglichkeit, eine Kardanwelle wirtschaftlieh - statt wie jetzt mit einem Kreuzgelenk an jedem Ende und eimer dazwischenliegenden Keilwellen-Kupplung an einem oder beiden Enden mit einem Gleichlaufdrehgelenk in der Form eines Vereehiebagelenks auszuführen.

Die Erfindung 1st la gleicher Welse auf Festgelenke der eingangs genannten Bauart anwendbar.

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Obgleich die Erfindung in Bezug auf ihr hauptsächlichstes Anwendungsgebiet im Krafttibertragungsstrang eines Kraftfahrzeugs beschrieben ist, kann sie auch sonst in der Technik eine weite Anwendung finden.

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Claims

2 O 4 4 7 2 A

8 MÜNCHEN ΘΟ SenWElOERSTHASSE S

_ Q __ TKLKFOK 22 06 31

TELKGRAMMADRKSRKI

1A-38 553

Ansprüche

1· Gleichlaufdrehgelenk mit einem inneren Gelenkkörper, einem diesen umgebenden äußeren Gelenkkörper und außen am inneren Gelenkkörper und innen am äußeren Gelenkkörper ausgearbeiteten, jeweils paarweise einander zugeordneten Rillen, wobei in jedem Rillenpaar ein Drehmomentübertragungselement aufgenommen ist und eine Einrichtung vorgesehen ist, die bei einer gegenseitigen Winkelbewegung zwischen den beiden Gelenkkörpern die Srenmomentübertragungselemente in der den Winkel zwischen den Achsen der Gelenkkörper halbierenden Ebene hält, dadurch gekennzeichnet , daß der äußere Gelenkkörper (15) mit der mit ihm verbundenen Welle einstückig ist und beide aus einem Rohrteil (16) hergestellt sind, der einen Endabschnitt von größerer Wandstärke als sein Hauptabschnitt besitzt, welcher durch spanlose Formgebung mit den Rillen (17) versehen ist.
2. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, in der Ausführung als Yerschiebegelenk, dadurch gekennzeichnet , daß sich die in dem äußeren Gelenkkörper (15) eingeformten Rillen (17) gradlinig erstrecken.
3· Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch, 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb des Eohrteils (16) an dem Übergang vom Hauptabschnitt zu dem Endabsclmitt größerer Wandstärke eine Abschlußplatt© (2o) befestigt ist«
4. Verfahren zum Herstellen eines
nacii einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß ein lohrabschnitt (16) so verformt wird, daß er einen Endabschnitt (15) erhält, der eine größe re Wandstärke besitzt als sein Hauptabschnitt, und daß dann

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in dem Endabschnitt mittels eines spanlosen Fonngebungsverfahrens die Rillen (1?) ausgebildet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e Jc e η η ze lehnet , daß der Endabschnitt (15) bei der spanlosen Formgebung radial nach inren verformt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g β Jt β n α ζ β lehne t , daß das Ende des Rohres (16) nach innen gedruckt wird, so daß ein Sitz für eine die Porm einer Dichtungsmanschette aufweisende flexible Dichtung (23) zwiecheii

dem äußeren Gelenkkörper (15) und der den inneren Gelenkkör- | per (lo) tragenden Welle (12) gebildet wird· .

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