DE2937323C2

DE2937323C2 - Glockenförmige Kupplungshälfte für ein Gelenk in Tripod-Bauart

Info

Publication number: DE2937323C2
Application number: DE2937323A
Authority: DE
Inventors: Alain Cergy Chauvelot; Claude Les Mureaux Dolain; Jacques Chatou Mangiavacchi
Original assignee: GLAENZER SPICER 78301 POISSY YVELINES FR
Current assignee: GLAENZER SPICER 78301 POISSY YVELINES FR
Priority date: 1978-09-18
Filing date: 1979-09-14
Publication date: 1983-08-18
Also published as: FR2436282B1; ES484215A1; SU1009284A3; GB2036251A; DE2937323A1; JPH0154574B2; GB2036251B; IT7968777A0; FR2436282A1; IT1121476B; US4279528A; JPS5540399A

Description

35

Die Erfindung bezieht sich auf eine glockenförmige Kupplungshälfte für ein Gelenk in Tripod-Bauart, aus halbhartem, legiertem Stahl, vorzugsweise aus Chromr Molybdän-Stahl, mit einem C-Gehalt von ca. 0,27% und einem Cr-Gehalt von ca. 1%, das durch Zementieren oder Carbonitrieren eine Oberflächenhärtung erfahren hat, bestehend aus mehreren, klauenförmigen Segmenten, welche Wälzbahnen begrenzen, und über Anschlußbereiche geringeren Querschnitts mit der zugehörigen Welle verbunden sind.

Bekannte Gelenke dieser Art bestehen im wesentlichen aus einem Tripod-Element, auf dessen Zapfen drehbar gleitend Wälzkörper in Form von Rollen gelagert sind, welche in in einer glockenförmigen Kupplungshälfte ausgebildeten Wälzbahnen aufnehmbar sind. Diese Kupplungshälfte ist dreigeteilt in Form dreier Segmente oder Arme, welche jeweils zwei Wälzbahnen begrenzen und über einen Anschluß- bzw. Übergangsbereich verringerter Querschnittsfläche mit einer Welle verbunden sind.

Das maximale, auf das Gelenk aufbringbare und damit in der Kraftübertragung zulässige Drehmoment hängt von der Widerstandsfähigkeit dieser Anschlußbe- ^b0 reiche gegenüber Biege' und Torsionsbeanspruchungen ab. Da die Wälzbahnen eine hohe Oberflächenhärte besitzen müssen, wird die Kupplungshälfte in Wärmebehandlungsverfahren zementiert oder carbonitriert und anschließend gehärtet. Durch diese Verfahren wurde die ^M Verschleißhärte der Wäl/bahnen gegenüber den Anlagedrücken der Rollen wesentlich erhöht; andererseits wurde jedoch ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber normalen und tangentialen, in den Anschlußbereichen der Kupplungshälfte bei der Drehmomentübertragung auftretenden Belastungen schlechter. Es ergibt sich damit eine Minderung der statischen Bruchlast, so daß die maximale Kapazität dieser Gelenke nicht voll ausnutzbar ist. Bei dem Stand der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, hegen fest verbundene Gelenke vor, weiche eine hohe Winkelbelastung erfahren und als Radgelenke eingesetzt sind (DE-AS 26 01 479). In diesem Gelenk ist das Tripod-Element über eine Hülse gelagert an welcher es über das äußere Ende seiner drei Arme befestigt ist; die klauenförmigen Segmente der glockenförmigen Kupplungshälfte massen an ihren Randbereichen vertieft bzw. ausgehöhlt ausgebildet sein, damit das Gelenk bei eingeschlagenen Rädern unter maximalem Winkel arbeiten kann, wobei dann diese ausgehöhlten bzw. vertieften Bereiche die Arme des Tripod-Elements aufnehmen.

Ausgehend davon, daß bei dem bekannten Verfahren durch Zementieren und Carbonitrieren die Verschleißhärte der Wälzbahnen eine Erhöhung erfährt, wohingegen die Widerstandsfähigkeit in den Anschiußbereichen der Kupplungshälfte gegenüber bei der Drehmomentübertragung auftretenden Belastungen schlechter wird, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kupplungshälfte der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich eine Erhöhung der statischen Bruchlast ergibt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die glockenförmige Kupplungshälfte gänzlich zementiert oder carbonitriert ausgebildet ist mit Ausnahme der Anschlußbereiche, an welchen das Material im wesentlichen von der Zementierung oder Carbonisierung ausgenommen ist Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß eine erhebliche Erhöhung des übertragbaren statischen Drehmoments erzielt wird, wobei sich außerdem der elastische Drehwinkel vergrößern läßt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine glockenförmige Kupplungshälfte nach einer Ausführungsform der Erfindung in Draufsicht;
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in F i g. 1;
F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 2;
F i g. 4 eine schaubildhafte Darstellung der Beziehungen zwischen elastischem Torsionswinkel und Drehmoment.

In F i g. 1 und 2 ist eine glockenförmige Kupplungshälfte 1 eines homokinetischen Gelenks in Tripod-Bauart dargestellt, welches aus drei Armen 2 besteht, die über einen Anschlußbereich 4 mit einer Transmissionswelle 3 verbunden sind. Diese Arme begrenzen, wie an sich bekannt, Wälzbahnen 5 für auf einem Tripod-Element gelagerte, nicht näher dargestellte, als Rollen ausgebildete Wälzkörper.

Erfindungsgemäß bestehen die in F i g. 1 und 2 schattiert wicdergegebenen Anschlußbereiche 4 beiderseits der kritischen Zone 4a (Fig,3) mit der schwächsten Querschnittsfläche aus dem normalen, ungehärteten Metall der Kupplungshälfte, z. B. aus einem Stahl nach der französischen Norm 27 CD 4, während die restliche Kupplungshälfte, insbesondere die Wälzhahnen 5, der Boden 6, der von der Kupplungshälfte umschlossenen Ausnehmung und die zur Befestigung einer nicht näher dargestellten axialen

Abstützung dienenden Ausnehmungen 7 aus zumindest oberflächengehärtetem, zementierten oder carbonitrierten Stahl bestehen.

Dank dieser Ausbildung bieten die Anschlußbereiche 4 eine bessere Festigkeit und Haltbarkeit. F i g. 4 zeigt die Ergebnisse aus zwei Torsionsversuchsreihen für eine repräsentative Anzahl einer Fertigungsserie bei glokkenförmigen Kupplungshälften: Aufgrund der Streuung der Ergebnisse erhält man jeweils einen breiteren Bereich. Hierbei beziehen sich die Werte im Bereich A '" auf den Stand der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, während der Bereich B die glockenförmigen erfindungsgemäßen Kupplungshälften umfaßt. Es ist ersichtlich, daß sich das übertragbare statische Drehmoment vcn 150 auf ca. 195 mkg erhöht )ί und daß sich der elastische Verdrehwinkel von 30° auf über 45° vergrößern läßt

Zu diesem Zweck werden vor Beginn des Behandlungsverfahrens zum Zementieren oder Carbonitrieren die Obergangszonen mit Schutzschichten entweder in Form eines sehr hitzebeständigen Lacks oder diese Zonen formanliegend umgebender ivletallteile abgedeckt Das anschließende Verfahren wird auf herkömmliche Weise durchgeführt, d. h. nach erfolgter Zementierung oder Carbonisierung wird das gesamte Werkstück, nach erfolgter Abnahme der Abdeckungen, abgeschreckt und ausgehärtet
Als Ausführungsbeispiel sei genannt:

— verwendeter Stahl für die Herstellung derartiger glockenförmiger Kupplungshälften:
französiche Normbezeichnung 27 CD 4

Kohlenstoff:	0,24-0,31%
Mangan:	0,6-0,85
Chrom:	O35-1,25%
Molybdän:	0.2-03%

Folgendes Behandlungsverfahren wurde angewendet:

Carbonisierung mit einer Eindringtiefe von 0,55 mm in Gas bei 800⁰C im Ofen. Die die kritische Querschnittsfläche umgebenden Flächen werden gegen diese Carbonisierung geschützt. Nach Entnahme aus dem Ofen erfolgt direktes Abschrecken in einem Öl bekannter Art, mit anschließender Entspannung durch Anlassen auf 140 bis 16O⁰C.

Zur Schutzabdeckung läßt sich ein gegenüber hohen Temperaturen beständiger, handelsüblicher Lack verwenden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Glockenförmige Kupplungshälfte für ein Gelenk in Tripod-Bauart, aus halbhartem, legiertem Stahl, vorzugsweise aus Chrom-Molybdän-Stahl, mit einem C-Gehalt von ca. 0,27% und einem Cr-Gehalt von ca. 1%, der durch Zementieren oder Carbonitrieren eine Oberflächenhärtung erfahren hat, bestehend aus mehreren, klauenförmigen Segmenten, welche Wälzbahnen begrenzen und über Anschlußbereiche geringeren Querschnitts mit der zugehörigen Welle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die glockenförmige Kupplungshälfte (1) gänzlich zementiert oder carbonitriert ausgebildet ist mit Ausnahme der Anschlußbereiche (4), an weichen das Material im wesentlichen von der Zementierung oder Carbonitrierung ausgenommen ist.

2. Verfahren zur Herstellung einer glockenförmigen Kupplungshälfte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem üblichen Behandlungsverfahren zum Zementieren oder Carbonitrieren die Anschlußbereiche (4) der Arme (2) der glockenförmigen Kupplungshälfte zu der Welle (3) mit einer gegenüber hohen Temperaturen ausreichend beständigen Schutzschicht abgedeckt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzschicht Lack verwendbar ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn- ^o zeichnet, daß als Schutzschicht die auszunehmenden Bereiche inliegend umgebende Metallteile verwendbar sind.