DE2740226B2 - Gleichlauf drehgelenk - Google Patents

Gleichlauf drehgelenk

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Description

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk mit einem inneren Gelenkkörper, einem diesen umgebenden äußeren Gelenkkörper mit auf der Außenfläche des inneren Gelenkkörpers und der Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers jeweils paarweise aneinander zugeordneten Rillen zur Aufnahme von Wälzkörpern, insbesondere Kugeln, gegebenenfalls in einem Käfig gehalten sind und der äußere Gelenkkörper auf seinem äußeren Umfang in Umfangsrichtung eine Ringnut aufweist und mit axial verlaufenden Nuten versehen ist, wobei die Tiefe der Ringnut größer ist als die tier axial verlaufenden Nuten und wobei der äußere Gelenkkörper von einem rohrförmigen Anschlußteil umgeben ist, der durch Verformung in die Vertiefungen des äußeren Gelenkkörpers hinein mit diesem drehfest verbunden ist.
Bei einem bekannten Gleichlaufdrehgelenk (ζ. Β. DE-PS 2121417) werden auf der Außenfläche des äußeren Gelenkkörpers axiale Nuten und im Bereich des viin innen verstärkten Endes, eine Umfangsniit eingearbeitet. Die axialen Nuten sind jedoch jeweils /wischen zwei aufeinanderfolgenden der Aufnahme der Kugeln dienenden Rillen vorgesehen. Bei einem solchen äußeren Gelenkkörper lassen sieh auf der Außenfläche im Hereich der Rillen keine weiteren Nuten einbringen, da ein solches Metallteil aufgrund der Formgebung nur schwierig zu härten ist. Um solcher: Härtevorzügen aus dem Wege zu gehen, sind bei einem Gelenk die axialen Nuten sowie die Umfangsnut im Bereich des verstärkten Endes, angeordnet. Es ist leicht einzusehen, daß zur Herstellung dieser Nuten genaue Fertigungoperationen vorgesehen werden müssen, und es läßt sich zum Eindrücken der Rohrwelle in die Vertiefungen auch nur ein spezielles dafür vorgesehenes Einpreßwerkzeug veiwenden. Darüber hinaus ist von Nachteil, daß der Außendurchmesser des äußeren Gelenkkörpers und der Innendurchmesser des zu verbindenden Rohres ehr engen und genauer. Toleranzen unterliegen, denn davon ist die exakte Zentrierung des gesamten Gleichlaufdrehgelenkes abhängig. Die Verformung in die Nuten hinein erfolgt durch eine Streckung von Materialanteilen des Verbindungsrohres. Zur Befestigung einer Dichtungsmanschette muß ein weiterer Blechring oder eine Rohrschelle vorgesehen werden.
Des weiteren ist ein Gelenk bekannt (z. B. DE-GM 7 214095), bei dem Nutpaare über dem Umfang verteilt sind, jedoch besitzen die einzelnen Nuten keinen gleichmäßigen Abstand zueinander. Dies ist aufgrund der Innennuten nicht möglich. Fällt eine Außennut in den Bereich einer Innennut, so wäre der Querschnitt des äußeren Gelenkkörpers derart geschwächt, daß kaum noch eine Drehmomentübertragung möglich wäre, ohne Deformicrung des Gelenkkörpers.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, bei einem Gleichlaufdrehgelenk eine kostengünstige und wirtschaftliche Verbindung mit einer Rohrwelle zu schaffen, bei der gleichzeitig die Befestigung einer Dichtungsmanschette gewährleistet ist und daß ohne Berücksichtigung von Durchmessertoleranzen der zu verbindenden Bauteile auch verschieden breite und mit unterschiedlicher Nutgestaltung versehene Gelenkkörper ausreichend fixiert werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß
a) die Ringnut mit den axialen, über die gesamte Länge verlaufenden Nuten versehene Außenfläche in gleichlange Teilflächen unterteilt und
b) die Ringnut ein Volumen aufweist, das mindestens dem aus den axialen Nuten verdrängten Volumen entspricht.
Bei dieser Ausbildung ist von Vorteil, daß die Nuten in axialer Richtung über die Gesamtaußenfläche des äußeren Gelenkkörpers verlaufen, wodurch eine rationelle Fertigung gewährleistet ist. Da die Nuten im Verhältnis zum Querschnitt des äußeren Gelenkkörpers eine geringe Tiefe aufweisen, können diese über dem gesamten Umfang gleichmäßig verteilt werden, auch in den Bereichen, in denen sich im Innenraum des äußeren Gelenkkörpers, die der Aufnahme der Kugeln dienenden Rillen befinden. Durch diese Anordnung wird ermöglicht, daß einerseits eine kostengünstige Fertigung, z. B. durch Fräsen oder auch die Rändelung erfolgen kann, daß andererseits während des Härtevorganges nicht mit Verzügen aufgrund i gleichmäßiger Härtetiefen zu rechnen ist. Darüber hinaus ist durch die vorteilhafte Ausgestaltung des äußeren Gelenkkörpers eine Befestigung der Dichtungsmanschette in einer dafür vorgesehenen Ringstiife möglich.
Um bei eier fixierung der beiden Bauteile zueinander ein leichtes Hinbringen von Materialanteilen der Rohrwelle in die Ringnut /u ermöglichen, ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß die Seitcnflä
chen der Ringnuten in bezug auf die Mittelachse einen Winkel aufweisen, der kleiner ist als 75°.
Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung, daß das Material leichter von den axialen Nuten her in die tiefere Ringnut einfließen kann.
Bei einem Gleichlaufdrehgelenk, bei dem zwischen dem inneren Gelenkkörper und dem äußeren Gelenkkörper eine relative Verschiebung vorgesehen ist und dadurch bedingt eine große Breite der Außenfläche notwendig wird, ist nach einem weiteren wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß bei Verwendung von mehreren Ringnuten diese so angeordnet sind, daß die mit axialen Nuten versehene Außenfläche in gleich lange Teilflächen unterteilt wird.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Gleichlaufdrehgelenk mit einer Rohrwelle,
Fig. 2 ein Gelenk im Prinzip wie ip Fig. 1 dargestellt, jedoch ohne eine Rohrwelle,
Fig. 3 ein Gelenk im Prinzip wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch mit dem Unterschied, daß die Rohrwelle noch nicht mit dem äußeren Gelenkkörper fixiert ist,
Fig. 4 ein Gleichlaufdrehgelenk mit einer Rohrwelle im Prinzip wie in Fig. 1 dargestellt,
Fig. 5 einen äußeren Gelenkkörper mit einer Rohrwelle vor der Verformung im Axialschnitt,
Fig. 6 einen Schnitt der Fig. 5 quer zur Achse,
Fig. 7 und 8 das Prinzip der Verformung und Fixierung der Rohrwelle auf dem äußeren Gelenkkörper.
Das in Fig. 1 dargestellte Gleichlaufdrehgelenk besteht im wesentlichen aus dem äußeren Gelenkkörper 1, in dessen Hohlraum Rillen 2 zur Aufnahme der der Drehmomentübertragung dienenden Kugeln 3 angeordnet sind. Im Hohlraum des äußeren Gelenkkörpers 1 ist des weiteren der innere Gelenkkörper 4, welcher auf seinem Außenumfang ebenfalls Rillen 5 zur Aufnahme der Kugeln 3 aufweist, angeordnet. Zur Steuerung der Kugeln 3 in die Winkelhalbierende Ebene bei Beugung des Gelenkes sind diese in einem Käfig 6 geführt. Der Käfig 6 ist mit seiner äußeren kugelförmigen Fläche in einer ebenfalls kugeligen Fläche des äußeren Gelenkkörpers 1 und mit seiner Innenfläche auf einem als separates Bauteil ausgeführten Steuerteil 7 geführt. Zur Abdichtung des Gelenkinnenraumes dient einerseits ein Faltenbalg 8 und andererseits auf dem gegenüberliegenden Ende eine Verschlußkappe 9.
Die Verbindung des äußeren Gelenkkörpers 1 mit einer als Antriebswelle ausgebildeten Rohrwelle 10 erfolgt durch eine formschlüssige Verbindung. Hierzu besitzt der äußere Gelenkkörper 1 auf seiner äußeren Mantelfläche in Achsrichtung verlaufende Nuten 11, welche der drehfesten Verbindung dienen. Zur axialen Fixierung des äußeren Gelenkkörpers 1 gegenüber der Rohrwelle IO ist die Mantelfläche des äußeren Gelenkkörpers 1 mit einer Ringnut 12 versehen. Zur einfachen und problemlosen Befestigung einer Dichtungsmanschette erhält das entsprechende Ende des äußeren Gelenkkörpers 1 auf seiner Außenfläche eine Ringstufe 13. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Rohrwelle 10 mit einer über die Stirnfläche hinausragenden Verlängerung 14 verschen, welche zum Abfangen der Fliehkräfte, die durch das Schmiermittel im Faltenbalg K hervorgerufen werden, verwendet weiden kann. Die Verschlußkappe 9 wird bei diesel
Ausführung gleichzeitig mit dem einzigen Arbeitsgang fixiert, wobei zusätzlich eine Dichtung 15 zur einwandfreien Abdichtung verwendet werden kann.
Fig. 2 zeigt im Prinzip das in Fig. 1 dargestellte Gleicblaufdrehgelenk, jedoch ist bei Fig. 2 das Gelenk so dargestellt, wie es sich vor Aufbringen der Ruhrwelle 10 ansieht. Dieses Ausführungsbeispiel besitzt im Unterschied zur Fig. 1 eine anders gestaltete Verschlußkappe 9. Auf der äußeren Mantelfläche des äußeren Gelenkkörpers 1 ist ohne weiteres zu erkennen, daß über die gesamte Länge axiale Nuten 11 in Form einer Rändelung verlaufen. Diese axial verlaufenden Nuten werden in etwa der Mitte der Außenfläche durch eine Ringnut 12, die über den gesamten Umfang verläuft, unterbrochen. Die Ringstufe 13 nimmt das Befestigungsende des Faltenbalges 8 auf, wobei der Außendurchmesser des montierten Faltenbalges 8 nicht wesentlich größer ist als der Außendurchmesser des äußeren Gelenkkörpers 1. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daS der Faltenbalg 8 exakt fixiert wird. Diese Fixierung wird darüber hinaus noch durch den ringförmigen Vorsprung 16 unterstützt.
Die Fig. 3 zeigt das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 lediglich mit dem Unterschied, daß die unverformte Rohrwelle 10 über den Außendurchmesser des äußeren Gelenkkörpers 1 einschließlich des Faltenbalges 8 geschoben worden ist. Die Rohrweite 10 besitzt eine glatte, unbearbeitete Innenfläche 17, welche unabhängig von Toleranzen auch mit Spiel den äußeren Gelenkkörper 1 aufnimmt. Bei dieser Zuordnung von äußerem Gelenkkörper 1 und Rohrwelle 10 zueinander ist eine Verformung der Rohrwelle 10 in die exakten Nuten 11 sowie die Ringnut 12 durch das hier angedeutete Verformungswerkzeug 18 möglich.
Fig. 4 zeigt das in Fig. 3 bereits dargestellte Gelenk nach der Vorformung der Rohrweile 10 in die axialen Nuten 11 sowie in die Ringnut 12. Somit ergibt sich durch die axialen Nuten 11 eine drehfeste Verbindung zwischen Rohrwelle 10 und dem äußeren Gelenkkörper 1 und eine axiale Fixierung durch die Ringnut 12, ebenfalls mit dem äußeren Gelenkkörper 1. Der Faltenbalg ist durch die Verlängerung 14 vor Fliehkräften geschützt und in der Ringstufe 13 mit seinem Ende befestigt.
Die Fig. 5 und 6 zeigen den äußeren Gelenkkörper 1 und die Rohrwelle 10 im vergrößerten Maßstab jeweils als Ausschnitt geschnitten. Die axialen Nuten 11 verlaufen über die gesamte äußere Mantelfläche des äußeren Gelenkkörpers 1 und besitzen, wie aus Fig. 6 erkenntlich, einen konstanten Abstand zueinander. Sie sind beispielsweise durch eine Rändelung hergestellt. Diese axialen Nuten 11 werden lediglich durch die in Umfangsrichtung verlaufende Ringnut 12 unterbrochen. Die Ringnut 12 verläuft in etwa der Mitte der Außenfläche des äußeren Gelenkkörpers 1. so daß beidseitig in etwa gleich lange axiale Nuten 11 zurückbleiben. Die Ringnut 12 besitzt einen Querschnitt, der sich aus der Breite 21 und der Tiefe 22 zusammensetzt. Der Querschnitt der Ringnut ist so bemessen, daß er die Materi-ilanteile, die sich zusammensetzen aus der Durchmesserverkleiiierung der Rohrwelle 10 und dem durch die Verzahnung verdrängten Materialvolumen, aufnehmen kann. Die Rohrwelle 10 ist vor der Verformung zum äußeren (ielenkkörper 1 mit Spiel versehen. Die Größe de<. Spieles 23 ist von den Bauteilen an sich unabhängig, lediglich der Querschnitt der Kmuiuit 12 muß an die-
ses Spiel angepaßt werden, da mit einer unterschiedlichen Durchmesserverringerung zu rechnen ist. Die Seitenflächen 24 der Ringnut 12 verlaufen, um ein besonders günstiges Fließverhalten des Werkstoffes der Rohrwelle 10 in die Ringnut 12 hinein zu erreichen, in bezug auf die Mittelachse unter einem Winkel a, der kleiner ist als 75°.
In den Fig. 7 und 8 ist das Prinzip der Verformung zwischen der Rohrwelle 10 und dem äußeren Gelenkkörper 1 schematisch dargestellt. In Fig. 7 wird zuerst das Material in die Ringnut 12 hineinverformt, wobei hier ein Fließen des Materials von der Ringnut 12 ausgehend zu beiden Stirnseiten des äußeren Gelenkkörpers 1 hin erfolgt. Das schematisch dargestellte Verformungswerkzeug 18 kann in diesem Fall als Walze, wobei dann das Werkzeug rotiert, oder als Preßwerkzeug ausgebildet sein. In Fig. 8 dagegen wird als erstes das Material der Rohrwelle 10 an den Stirnseiten des äußeren Gelenkkörpers 1 zur Mittelachse hin verformt, so daß sich jeweils zwei Nuten ergeben. Durch die Durchmesserreduzierung erfolgt bei diesem Aus-
■i führungsbeispiel ein Fließen des Materials der Rohrwelle 10 von den Stirnseiten ausgehend in die Ringnut 12 hinein. Hierbei ist es ebenfalls möglich, daß das Verformungswerkzeug 18 entweder als Walze oder als Preßwerkzeug ausgebildet ist. Bei beiden Ausfüh-η rungsformen ist ohne weiteres einzusehen, daß sowohl die drehfeste Verbindung wie auch die axiale Sicherung gewährleistet ist.
Die Verwendung einer solchen Rohrwelle 10 ist unabhängig von der Gattung des Gelenkes, so daß
π ohne weiteres auch Gelenke verwendet werden können, die sich auf andere Gattungen beziehen und in den Fig. 1 bis 5 nicht dargestellt worden sind.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Gleichlaufdrehgelenk mit einem inneren Gelenkkörper, einem diesen umgebenden äußeren Gelenkkörper mit auf der Außenfläche des inneren Gelenkkörpers und der Innenfläche des äußeren Gelenkkörpers jeweils paarweise aneinander zugeordnete Rillen zur Aufnahme von Wälzkörpern, insbesondere Kugeln, die gegebenenfalls in einem Käfig gehalten sind, und der äußere Gelenkkörper auf seinem äußeren Umfang in Umfangsrichtung eine Ringnut aufweist und mit axial verlaufenden Nuten versehen ist, wobei die Tiefe der Ringnut größer ist als die der axial verlaufenden Nuten und wobei der äußere Gelenkkörper von einem rohrförmigen Anschlußteil umgeben ist, der durch Verformung in die Vertiefungen des äußeren Gelenkkörpers hinein mit diesem drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die Ringnut (12) die mit den axialen, über die gesamte Länge verlaufenden Nuten (11) versehene Außenfläche in gleichlange Teilflächen unterteilt und
b) die Ringnut (12) ein Volumen aufweist, das mindestens dem aus den axialen Nuten (11) verdrängten Volumen entspricht.
2. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (24) der Ringnuten (12) in bezug auf die Mittelachse einen Winkel (α) aufweisen, der kleiner ist als 75 °.
3. Gleichlaufdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von mehreren Ringnuten (12) diese so angeordnet sind, daß die mit axialen Nuten (11) versehene Außenfläche in gleichlange Teilflächen unterteilt wird.
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