DE2124936A1

DE2124936A1 - Verfahren zur Befestigung einer Lager buchse in einem Hooke Kreuzgelenk

Info

Publication number: DE2124936A1
Application number: DE19712124936
Authority: DE
Inventors: Yoji Ogaswara Yukio Kamo Keizo Toyota Aichi Kadono (Japan) P
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1970-05-21
Filing date: 1971-05-19
Publication date: 1971-12-02
Also published as: GB1330023A; DE2124936B2; US3701189A

Description

Anm.:Messra. Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha 1, Toyota-cho, Toyota-ahi, Aichi-ken, Japan

l/erfahren zur Befestigung einer Lagerbuchse in einem Hooke-Kreuzgelenk

Auszug aus der Anmeldung

Zur Sicherung einer Lagerbuchse in einem Loch der Gabel eines Hooke-Kreuzgelenkes wird ein zweites Loch mit einem Durchmesser, der etwas größer ist als der des Lagerbuchsen-Loches, konzentrisch mit dem Lagerbuchsenloch in die Gabel gebohrt und zuar so tief, daß der Grund beider Löcher in einer gemeinsamen Ebene liegt. Nach dem Einsetzen der Lagerbuchse in das entsprechende Loch mit einem geringen Abstand zwischen deren Stirnfläche und der gemeinsamen Ebene des Grundes beider Löcher wird ein Werkzeug, dessen Durchmesser etuas größer ist als der Durchmesser des Lagerbuchsenloches., in das andere Loch eingesetzt und gedreht, und dabei gegen die Fläche der Gabel in der gemeinsamen Ebene des Grundes beider Löcher gedruckt, so daß die Wandung dB8 Lagerbuchsen-Loches nach innen zwischen die gemeinsame Ebene und die Endfläche der Lagerbuchse gedrückt und dadurch die Lagerbuchse fest in ihrer Lage gehalten wird.

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Die vorliegende Erfindung betrifft Hooka-Kreuzgalenka zur Verwendung mit einer Antriebswelle oder dergleichen für den Einbau zwischen einem Getriebe und einem Differential eines Automobils, mit vorne liegendem Motor und Hinterradantrieb, und behandelt insbesondere ein Verfahren zur Befestigung einer Lagerbuchse für einen Zapfen innerhalb der An- und Abtriebgabel eines Gelenkes,,

Bei den Hooke-Kreuzgelenken uird ein Kreuzzapfen von den Nadellagern in den Lagerbuchsen aufgenommen. Die Lagerbuchsen sitzen in entsprechenden Löchern der Gabeln und werden durch einen Sicherungsring in einer im Lagerbuchsenloch vorgesehenen Nut in ihrer Lage gehalten· Bei diesem Verfahren zur Sicherung der Lagerbuchse in der Gabel muß die für den Sicherungsring erforderliche Nut während der Ausführung der Lagerbuchsenlöcher in einem komplizierten Bearbeitungsverfahren hergestellt werden. Außerdem muß ein geeigneter Sicherungsring, entsprechend der Fertigungsgenauigkeit der verschiedenen Teile des Hooke-Kreuzgelenks ausgewählt werden, was wiederum das Verfahren zur Sicherung der Lagerbuchse in der Gabel weiter kompliziert. Die größten Schwierigkeiten beim Zusammenbau eines derartigen Gelenks ergeben sich jedoch durch einen Spalt in der Nut zwischen Sicherungsring und Lagerbuchsenloch, den zu beseitigen bisher nicht gelungen ist. Sobald das Gelenk in Drehung versetzt wird, bewegen sich Sicherungsring, Lagerbuchse und Kreuzzapfen innerhalb des Spaltes, was zu einer Unwucht im Antriebssystem und somit zu Schwingungen führt.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zu schaffen, wonach eine Lagerbuchse in der Gabel eines Hooke-Gelenks gesichert werden kann, so daß die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden.

In Übereinstimmung mit dar vorliegenden Erfindung wird in der Gabel eines Hooke-Gelenks eine Lagerbuchse dadurch befestigt, daß in die dem Lagerbuchsenloch entgegengesetzt liegende Fläche der Gabel ein Loch gebohrt wird, 'und zwar so tief, daß der Grund

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des Lagerbuchsenloches und derjenige des gebohrten Loches in 8iner gemeinsamen Ebene liegen· Indem der Durchmesser des gebohrten Loches etwas größer gewählt wird, als der des Lagerbuchsen— loches entsteht eine Schulterfläche am Grund des gebohrten Loches. Nach Einsetzen der Lagerbuchse in das entsprechende Loch mit einem geringen Abstand zur Schulterfläche, welche die Peripherie des Grundes des gebohrten Loches bildet, wird ein Werkzeug in das gebohrte Loch eingesetzt, so daQ es auf der Schulterfläche aufsitzt, dessen Durchmesser geringfügig größer ist, als der Durchmesser des Lagerbuchsenloches· Durch Drehung das Werkzeuges und durch Ausübung eines Drucks auf die Schulterfläche, während einer kurzen Zeitspanne, wird die Fläche des Lagerbuchsenloches zwischen der Schulterfläche und der Stirnfläche der Lagerbuchse bei relativ geringem Druck und infolge der durch die Drehung des Werkzeuges erzeugten Reibungswärme verformt, so daß der v/erformte Werkstoff die Lagerbuchse in der Gabel hält·

Durch dieses Verfahren zur Sicherung der Lagerbuchse in der Gabel erübrigt sich die Verwendung eines Sicherungsringes und die Sicherung läßt sich leicht und rasch durch Verformung der Fläche des Lagerbuchsenloches bis zur Anlage an der Lagerbuchse erreichen. Weiterhin wird durch die Verformung des Gabel-Werkstoffes am Umfang der Lagerbuchse diese fest und spielfrei im Lagerbuchsenloch in ihrer Lage gehalten, wodurch Unwucht im Antriebswellensystem und Schwingungen vermieden werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigen:

Abb. 1 einen Aufriß mit Teilschnitt eines Kreuzgelenks in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung,

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' Abb» 2 einen Schnitt, der die Anordnung einer Lagerbuchse in einem Kreuzgelenk v/or der Sicherung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt,

Abb. 3 eine Ansicht, ähnlich der in Abb, 2, uobei jedoch die Lagerbuchse im Kreuzgelenk gesichert ist" und

Abb. 4 ein Foto, aus dem ersichtlich ist, auf welche Weise die Lagerbuchse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Er- - findung im Kreuzgelenk gesichert wird.

Abb·; 1 zeigt ein Hooke- oder Kreuzgelenk,in dem eine Lagerbuchse nach der in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Methode gesichert ist. Bei dieser Ausführung eines Kreuzgelenks sitzt eine genutete antriebsseitige Gabel 2 auf einer Abtriebsuelle (nicht gezeigt) eines Getriebes, uobei eine Muffengabel 3 von der antriebsseitigen Gabel ausgeht· Um die antriebsseitige Gabel 2 ist eine Staubabdeckung 1 angeordnet· An der dem Gelenk der Abtriebsuelle gegenüberliegenden Seite befindet sich eine Antriebswelle mit einer abtriebsseitigen Gabel, welche von dieser zur Muffengabel 3 geht. Muffengabel 3 und die abtriebsseitige Gabel 5 liegen im rechten Winkel zueinander. Muffengabel 3 und abtriebsseitige Gabel 5 sind mit Lagerbüchsen]fächern 6 ausgeführt, worin Lagerbuchse 7 in ihrer Lage gesichert is<*_c Lagerbuchse 7 enthält Nadellager 8 zur Aufnahme von Kreuzzapfen 9, Die Dichtungs-Sicherungen· 10 befinden sich zwischen Lagerbuchse 7 und Kreuzzapfen 9· Uie aus Abb. 1 ersichtlich, und wie in'Abb. 3 vergrößert gezeigt, dient ein nach innen verformter

Teil 12 der Fläche des Lagerbuchsenloches zur Sicherung von Lagerbuchse 7 in der Gabel· An der Lagerbuchsenloch 6 gegenüberliegenden Fläche befindet sich ein nach innen in die Gabel reichendes

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Loch 11, welches durch die Gabel hindurchgeht, 30 daß sein Grund innerhalb einer gemeinsamen Ebene mit dem Grund des Lagerbuchsenloches liegt, ehe die Lagerbuchse in ihrer Lage gesichert wird. Nach Durchführung der Sicherung liegt der verformte Bereich 12 zwischen dem Grund von Loch 11 und der angrenzenden Stirnfläche von Lagerbuchse 7.

Wie oben erwähnt, zeigt Abb. 2 eine Anordnung des Gelenks, bei der die Lagerbuchse zwar in die Gabel eingesetzt, aber nicht in ihrer Lage gesichert ist, während Abb.· 3 Lagerbuchse 7 nach Sicherung in der Gabel zeigt. Zunächst wird Loch so in die Gabel gebohrt, dessen Durchmesser größer ist als Lagerbuchsen-Loch 6, daß dessen Grund eine gemeinsame Ebene mit dem Grund des Lagerbuchsenloches bildet· Weiterhin wird Loch 11 konzentrisch mit Lagerbuchsenloch 6 gebohrt, so daß am Grund des gebohrten Loches 11 eine Schulterfläche 13 entsteht, welche die gemeinsame Ebene zwischen den beiden Löchern bildet« Lagerbuchse 7 einschließlich Nadellager 8 und Kreuzzapfen 9 liegen so in den Lagerbuchsenlöchern '6, daß die Stirnfläche von Lagerbuchse 7 einen geringen Abstand zur gemeinsamen Ebene 14 aufweist, welche den Grund des Lagerbuchsenloches und des gebohrten Loches bildet« Zur Sicherung einer Lagerbuchse 7 in den Gabeln 3, 5 wird ein Werkzeug 15 verwendet, wie in Abb« 2 und 3 gestrichelt dargestellt· In Abb. 2 ist Werkzeug 15 über dem gebohrten Loch 11 gezeigt, während in'Abb. 3 das Werkzeug in Loch 11 eingesetzt ist, uie zur Sicherung der Lagerbuchse in der Gabel erforderlich· Zur Sicherung der Lagerbuchse in der Gabel wird Werkzeug 15 in Drehung versetzt und dabei damit auf die Schulterfläche 13 innerhalb des Grundes von Loch 11 Druck ausgeübt· Infolge der Drehung des Werkzeuges und des darauf ausgeübten Druckes entsteht zwischen dem Werkzeug und der Gabelfläche Reibungswärme, welche zu einer plastischen Verformung des Teiles der Fläche i» Lagerbuchsenloch 6 führt, welcher sich zwischen Schulterfläche 13 und der angrenzenden Stirnfläche der Lagerbuchse erstreckt· Unter einem relativ geringen Druck verformt sich die Fläche dar Gabel nach innen und bildet den nach innen gerichteten Vorsprung 12· Dieser nach

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innen gerichtete Vorsprung erstreckt sich über die Peripherie der Lagerbuchsen-Stirnfläche und hält die Lagerbuchse innerhalb der Gabal fest in ihrer Lage«

Aus A.bJb.. 4 ist ersichtlich, auf welche Ueise sich die Fläche der Gabel zur Sicherung der Lagerbuchse in ihrer Lage nach innen verformt," wie durch den nach innen gerichteten Vorsprung 12 beispielhaft dargestellt. Im folgenden sind die Bedingungen und Abmessungen für die Sicherung der Lagerbuchse in der Gabel eines Kreuzgelenkes aufgeführt; diese Bedingungen und Abmessungen sollen jedoch nur als Beispiel und nicht als vorgeschriebene Uerte gelten· Der Durchmesser des Lagerbuchsenloches 6 beträgt 20 mm, Während der Durchmesser des gebohrten Loches 11 21,5 mm beträgt. Nach dem Einsetzen der Lagerbuchse 7 in Loch 6 beträgt deren Abstand, zur gemeinsamen Ebene 14 des Grundes von Lagerbuchsenloch 6 und gebohrtem Loch 111 mm. Werkzeug 15 zur Sicherung der Lagerbuchse in der Gabel hat einen Durchmesser von 21 mm und ist damit größer als dar Durchmesser des Lagerbuchsenloches, jedoch geringfügig kleiner als der Durchmesser des gebohrten Loches. Zur Sicherung der Lagerbuchse durch einen nach innen gerichteten Vorsprung 12 von 0,5 mm rotiert das Werkzeug mit 3.000 U/miπ und übt für die Dauer von 2 Sekunden einen Druck von 150 kp aus. Nach Durchführung dieses Arbeitsganges haben Lagerbuchse und Gabel, die in Abb ο 4 gezeigte Form. Weiterhin uurde das Spiel der Lagerbuchse in Richtung des Kreuzzapfens auf weniger als 0,01 mm verringert und die Bruchlast betrug mehr als 1.000 kp. Ferner verminderte sich die Härte der Lagerbuchse um weniger als 10 nach der Vickers Skala. Somit uurde eine Methode zur Sicherung der Lagerbuchse in der Gabel geschaffen, dia gegenüber den herkömmlichen Verfahren eine wesentliche Verbesserung darstellt. Werkzeug 15 ist vorzugsweise aus wärmebeständiger Hartmetall mit hoher thermischer Festigkeit herzustellsn,, um aine Verformung des Werkzeuges und Werkstoffübertragung zyischsn den Reibflächen zu vermeiden. Die hierin gezeigte und ausführlich beschriebene Ausführungsform wurde gewählt, um die Anwendung des Erfindungsgadanksns zu veranschaulichen! "selbstverständlich ist auch eine andere Ausführungsforst!

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zulässig, ohne daß dies eine Abweichung vom Erfindungsgedanken bedeutet.

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Claims

Patentansprüche

IJVerfahren zur Sicherung einer Lagerbuchse im Lagerbuchsenloch einer Gabel eines Hooke-Kreuzgelenks, dadurch gekennzeichnet, daß in die dem Lagerbuchsenloch gegenüberliegende Fläche ein Loch gebohrt wird, dessen Durchmesser etwas größer ist, als der Durchmesser des Lagerbuchsenloches, und welches zum Lagerbuchsenloch konzentrisch liegt und so tief ausgeführt wird, daß dsr Grund des Lagerbuchsenloches und der des gebohrten Loches in einer gemeinsamen Ebene liegen, uobei in das Lagerbuchsenloch eine Lagerbuchse derart eingesetzt wird, daß sie zu der gemeinsamen Ebene, in welcher der Grund des Lagerbuchsenloches und des gebohrten Loches liegt, einen geringen Abstand hat, worauf ein Werkzeug in das gebohrte Loch eingesetzt wird, welches die Oberfläche der Gabel in der ge^- meinsamen Ebene berührt, in welcher der Grund des Lagerbuchsenloches und des gebohrten Loches liegt, worauf das .Werkzeug in Drehung v/ersetzt und damit auf die Fläche der Gabel Druck ausgeübt wird, welche in der Ebene des Grundes des gebohrten Loches liegt, so daß die-Fläche der Gabel innerhalb des Lagerbuchsenloches und zwischen dem Grund des Lagerbuchsenloches und der angrenzenden Stirnseite der Lagerbuchse nach innen über das Ende der Lagerbuchse v/erformt wird und somit die Lagerbuchse in der Gabel sichert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gebohrte Loch mit einem etwa 1,5 mm größeren Durchmesser ausgeführt wird, als das Lagerbuchsenloch·
3. l/erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse im Lagerbuchsenloch zur gemeinsamen Ebene des gebohrten Loches und des Lagerbuchsehloches einen Abstand von etwa 1 mm aufweist,
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkzeug v/erwendet wird, dessen Durchmesser etwa 0,5 mm geringer ist, als der Durchmesser des gebohrten Loches.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkzeug aus wärmebeständiger Hartmetall-Legierung hoher thermischer Festigkeit verwendet wird«
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug mit etua 3.000 TJ/min rotiert und mit einem Druck von 150 kp auf die Fläche der Gabel in der gemeinsamen Ebene des Grundes von Lagerbuchsenloch und gebohrtem Loch gedrückt wird.

7o Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerbuchsenloch mit einem Durchmesser von 20 mm und das gebohrte Loch mit einem Durchmesser von 21,5 mm ausgeführt wird, und die Lagerbuchse zur gemeinsamen Ebene des Grundes von Lagerbuchsenloch und gebohrtem Loch einen Abstand von 1 mm aufweist und ein Werkzeug mit einem Durchmesser von 21 mm verwendet wird, welches mit 3.000 U/min rotiert und für die Dauer von 2 Sekunden mit einem Druck von 150 kp gegen die Fläche der Gabel am Grund des gebohrten Loches gedruckt wird«

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