DE3209571A1 - COMPONENT FOR A UNIVERSAL JOINT AND METHOD FOR PRODUCING SUCH A COMPONENT - Google Patents

COMPONENT FOR A UNIVERSAL JOINT AND METHOD FOR PRODUCING SUCH A COMPONENT

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DE3209571A1 DE19823209571 DE3209571A DE3209571A1 DE 3209571 A1 DE3209571 A1 DE 3209571A1 DE 19823209571 DE19823209571 DE 19823209571 DE 3209571 A DE3209571 A DE 3209571A DE 3209571 A1 DE3209571 A1 DE 3209571A1
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Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft ein Universalgelenk und insbesondere ein Bauteil für ein Universalgelenk in einer einstückigen Konstruktion, wobei dieses Bauteil erfindungsgemäß durch ein Verfahren hergestellt wird, bei dem durch Kaltverformung eine seitliche Extrusion erzeugt wird.The invention relates to a universal joint and, more particularly, to a component for a universal joint in one piece Construction, this component is produced according to the invention by a method in which by Cold deformation creates a lateral extrusion.

In der Vergangenheit wurden mehrere Typen von Naben bzw. Zentralstücken und Zapfen für Universalgelenke zum gegenseitigen Verbinden Von zwei gabelförmigen Gliedern hergestellt, wobei jede Type ihre eigenen Nachteile hatte. Mehrere solcher Teile wurden durch Schmieden oder Gießen hergestellt. Um eine maximale Stärke während der Lagerlebensdauer sicherzustellen, sollte die Bahn des Kornflusses in dem Zapfen axial und parallel zu der Berührungslinie zwischen den Lagerrollen und dem Zapfen sein. Ein solcher Kornfluß läßt sich nicht einfach in einem geschmiedeten oder gegossenen Teil herstellen.In the past, several types of hubs or center pieces and journals for universal joints became mutual Joining Made by two forked links, each type having its own drawbacks. Several such parts were made by forging or casting. To achieve maximum strength during the life of the bearing ensure the path of grain flow in the tenon should be axial and parallel to the line of contact between the bearing rollers and the journal. Such a flow of grain cannot easily be found in a forged or cast part.

Naben oder Zentralstücke und Zapfen für Universalgelenke sind hergestellt worden, bei denen die Notwendigkeit beseitigt wurde, die geschmiedeten oder gegossenen Teile kostspielig und wenig genau zu bearbeiten und zu schleifen. In der Vergangenheit sind Teile für Universalgelenke hergestellt worden, indem man bearbeitete und geschliffene Zapfen mit einer kreuzweise aufgebohrten Nabe zusammenfügte, wodurch die Notwendigkeit zum Schleifen oder Bearbeiten des zusammengefügten kreuzförmigen Gebildes beseitigt wurde. Auch die erwünschte Bahn des Kornflusses wurde in den Zapfen verwirklicht. Diese Vorteile wurden auch erzielt durch Einschweißen von vorbearbeiteten und geschliffenen ZapfenHubs or center pieces and tenons for universal joints have been made that obviate the need became expensive to machine and grind the forged or cast parts. In In the past, parts for universal joints were manufactured by using machined and ground tenons a cross-bored hub, eliminating the need for grinding or machining the assembled cruciform structure was eliminated. Also the desired path of the grain flow was in the cones realized. These advantages have also been achieved by welding in pre-machined and ground tenons

in ein nabenförmiges Gebilde. Die Nachteile solcher Strukturen bestehen in der Notwendigkeit, eine Vielzahl von Bauteilen zu handhaben, geeignete Toleranzen der zusammenzufügenden Teile aufrechtzuerhalten, so daß eine Aufsummierung der Toleranzen der zusammenzufügenden Teile immer noch innerhalb des Gesamttoleranzbereichs der zusammengefügten Teile liegt, sowie der Notwendigkeit, die mechanische Festigkeit oder den Zusammenhalt der zusammengefügten Teile sicherzustellen. into a hub-shaped structure. The disadvantages of such structures are the need to handle a large number of components, maintain appropriate tolerances of the parts to be joined, so that a summation of the tolerances of the parts to be joined is still within the total tolerance range of the parts joined, as well as the need to the mechanical strength or to ensure the cohesion of the assembled parts.

Die Erfindung schafft ein neues Bauteil für ein Universalgelenk für das gegenseitige Verbinden von zwei gabelförmigen Gliedern, Das Teil ist von einstückiger Konstruktion, die durch seitliche Extrusion durch Kaltverformung hergestellt wird. Dieses Verfahren schafft eine Bahn des Kornflusses, die parallel zu der äußeren Oberfläche des Zapfens ist, der zum Eingriff mit den Rollen, eines Lagers geeignet ist oder sein muß. Wenn die Zapfen in die Lager eingesetzt werden, ist daher die Bahn des Kornflusses parallel zu der Berührungslinie zwischen den Rollen des Lagers und den Zapfen. Dies schafft eine zehnfache Verbesserung in der Lebensdauer der Lager und schafft eine maximale Stärke an der Verbindungsstelle zwischen Nabe oder Zentralteil und Zapfen.The invention creates a new component for a universal joint for the mutual connection of two fork-shaped Linking, The part is of one piece construction made by cold forging by side extrusion will. This process creates a path of grain flow that is parallel to the outer surface of the tenon which is suitable or must be for engagement with the rollers, a bearing. When the tenons are inserted into the bearings therefore the path of grain flow is parallel to the line of contact between the rollers of the bearing and the Cones. This creates a ten fold improvement in bearing life and creates maximum strength the connection point between the hub or central part and the pin.

Kurz gesagt ist das neue Bauteil für ein Universalgelenk ein einstückiges Glied, das eine Nabe sowie Zapfen aufweist, die sich von der Nabe her erstrecken. Das einstückige Glied wird durch Kaltverformung hergestellt, um eine Bahn des Kornflusses in den Zapfen zu erzeugen, die parallel zu der äußeren Oberfläche der Zapfen ist, die mit den Rollen der Lager in Eingriff kommen.In short, the new component for a universal joint is a one-piece link that has a hub and tenons, extending from the hub. The one-piece link is produced by cold working to create a path of grain flow in the journal that is parallel to the outer surface of the journal that connects to the rollers of the bearings come into engagement.

Das Bauteil für ein Universalgelenk kann dadurch hergestellt werden, daß man einen Metallrohling in eine Aufnahmeöffnung einer Form einbringt, die Hohlräume aufweist, die so gestaltet sind, daß das einstückige Bauteil für ein Universalgelenk die gewünschte Konfiguration erhält. Druck wird auf den Metallrohling ausgeübt, um Metall von dem Metallrohling in die Hohlräume der Form zu extrudieren, um auf diese Weise durch Kaltverformung ein einstückiges Bauteil für ein Universalgelenk zu bilden. Das sich ergebende Bauteil für ein Universalgelenk wird dann aus der Form herausgenommen.The component for a universal joint can thereby be produced that one introduces a metal blank into a receiving opening of a mold which has cavities, which are designed so that the one-piece component for a universal joint is given the desired configuration. pressure is applied to the metal blank to extrude metal from the metal blank into the cavities of the mold, in order to form a one-piece component for a universal joint by cold forming. The resulting The component for a universal joint is then removed from the mold.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein bevorzugtes Ausführuijgsbeispiel eines Bauteils des Universalgelenks geigt, das ein Paar von Jochen miteinander verbindet, die jeweils mit einer drehbaren Welle verbündten sind.Fig. 1 is a perspective view showing a preferred embodiment of a component of the universal joint fiddled, that a pair of yokes with each other connects, which are each associated with a rotatable shaft.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitts die ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Bauteils für das Universalgelenk veranschaulicht=Fig. 2 is a side view, partially in section illustrating a preferred method s for producing the member for the universal joint =

Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3 ~ 3 von Figo 2 in Richtung der Pfeile«,FIG. 3 is a section along the line 3-3 of FIG. 2 in the direction of the arrows,

Fig. 1J ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Bauteils für das Universalgelenk mit zwei einander entgegengerichteten Zapfen, die in Rollenlager eingesetzt sind.Fig. 1J is a side view, partially in section, of the member for the universal joint with two oppositely directed cones, which are used in roller bearings.

Ξ::.. :V"::. X V- 320957Ξ :: ..: V ":. X V 320957

Pig. 5 ist eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, die das Bauteil für ein Universalgelenk zeigt, wobei alle Zapfen in Rollenlager eingesetzt sind.Pig. 5 is a front view, partly in section, of FIG shows the component for a universal joint, with all pins inserted in roller bearings.

Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, ist ein Joch 10, das gegabelte Arme 12 und 14 aufweist, die mit einer drehbaren Welle 16 verbunden sind, mit einem Joch 18 verbunden, das gegabelte Arme 20 und 22 aufweist, die mit einer drehbaren Welle 24 verbunden sind. Die Verbindung der beiden Joche 10 und 18 erfolgt über ein Bauteil 26 eines Universalgelenks.As particularly shown in Fig. 1, a yoke 10, the forked one Has arms 12 and 14 which are connected to a rotatable shaft 16, connected to a yoke 18, the has forked arms 20 and 22 which are connected to a rotatable shaft 24. The connection of the two yokes 10 and 18 takes place via a component 26 of a universal joint.

Wie die Fig. 1, 4 und 5 zeigen, weist das einstückige Universalgelenk-Baufceil 26 eine allgemein zylindrische Nabe oder ein entsprechendes Zentralteil sowie eine Vielzahl vor. Zapfen 30 auf, die sich von der Nabe 28 nach außen erstrekken. Vorzugsweise sind vier um 90° in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Zapfen 30 vorgesehen, über das Ende jedes Zapfens 30 ist ein Lager 32 gesetzt. Die Enden der Zapfen stehen in Eingriff mit Rollen 34 (Fig. 4 und 5) der Lager Die Lager 32 sind in Bohrungen eingepaßt, die in den gabel-» förmigen Armen der Joche 10 und 18 vorhanden sind, die mit den Wellen 16 und 24 verbunden sind (Fig· I).As FIGS. 1, 4 and 5 show, the one-piece universal joint component 26 a generally cylindrical hub or a corresponding central part and a plurality. Pin 30 which extend from the hub 28 to the outside. Preferably four are at 90 ° to each other in the circumferential direction offset pin 30 is provided, and a bearing 32 is set over the end of each pin 30. The ends of the tenons are in engagement with rollers 34 (Figs. 4 and 5) of the bearings The bearings 32 are fitted in bores which are present in the fork-shaped arms of the yokes 10 and 18 which are connected to the shafts 16 and 24 are connected (Fig · I).

Das einstückige Universalgelenk-Bauteil 26 wird durch Kaltverformung hergestellt, und zwar derart, daß eine Bahn 40 des Kornflusses (Fig. 4 und 5) in den Zapfen 30 parallel zu der äußeren Oberfläche 42 der Zapfen geschaffen wird, die in Eingriff mit den Rollen 34 der Lager 32 kommt. Auf diese Weise sind die Bahnen 40 des Kornflusses parallel zu der Berührungslinie zwischen dem Zapfen 30 und den Lagerrollen 34 ausgebildet, wodurch eine maximale Lagerlebensdauer sichergestellt wird, und die Kornflussbahnen sind anThe one-piece universal joint component 26 is cold forged produced, in such a way that a path 40 of the grain flow (Fig. 4 and 5) in the pin 30 is parallel to the outer surface 42 of the journals which comes into engagement with the rollers 34 of the bearings 32. on in this way the paths 40 of the grain flow are parallel to the line of contact between the pin 30 and the bearing rollers 34, ensuring maximum bearing life, and the grain flow paths are on

-» * — · MM Um - j. ^ *- »* - · MM at - y. ^ *

der Verbindung des Zapfens 30 mit der Nabe 28 so orientiert, daß sie maximale Stärke sicherstellen.the connection of the pin 30 with the hub 28 oriented so that they ensure maximum strength.

Die gewünschten Kornflussbahnen, die durch Kaltverformung gebildet werden, und das fertige, in seinen Dimensionen
genau kontrollierte Bauteil können durch ein Verfahren erhalten werden, wie es in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist.
Das hier gezeigte Werkzeug weist eine geteilte Formanordnung auf, die aus zwei Hälften 50 und 52 besteht. Jede
Formhälfte 50 und 52 hat eine zentrale Bohrung, so daß,
wenn sich die Formhälften 50 und 52 in gegenseitiger Anlage befinden, eine Bohrung 5^ sich durch die zusammengefügten Formhälften 50 und 52 hindurch erstreckt. Jede Formhälfte 50 und 52 hat ferner vier im wesentlichen halbzylindrische Hohlräume 53 (Fig· 3), die um 90 gegeneinander versetzt
sind, so daß, wenn die Formhälften 50 und 52 sich in gegenseitiger Berührung befinden und die halbzylindrischen Hohlräume aufeinander ausgerichtet sind, vier im wesentlichen zylindrische Hohlräume 56 (Fig. 2) gebildet sind, die in
Umfangsrichtung um 90° gegeneinander versetzt sind.
The desired grain flow paths, which are formed by cold forming, and the finished, in its dimensions
accurately controlled components can be obtained by a method as shown in Figs.
The tool shown here has a split mold assembly consisting of two halves 50 and 52. Every
Mold halves 50 and 52 have a central bore so that,
when the mold halves 50 and 52 are in mutual abutment, a bore 5 ^ extends through the joined mold halves 50 and 52 therethrough. Each mold half 50 and 52 also has four substantially semi-cylindrical cavities 53 (FIG. 3) which are 90 offset from one another
so that when the mold halves 50 and 52 are in mutual contact and the semi-cylindrical cavities are aligned, four substantially cylindrical cavities 56 (FIG. 2) are formed, shown in FIG
Are offset from one another by 90 ° in the circumferential direction.

Die Hohlräume 53 entsprechen einem Schnitt durch das fertige Universalgelenk-Bauteil, der durch eine Ebene gebildet ist, die senkrecht zu der Achse des Metallrohlings 58 verläuft und die längs der Mittellinie der Zapfen 30 angeordnet ist. Die Bohrung 54 durch die beiden Formteile 50
und 52 ist vorgesehen, um den Rohling 58 zu positionieren und zwei Druckstempel 60 und 62 in axialer Richtung zu positionieren und diese Stempel abzustützen.
The cavities 53 correspond to a section through the finished universal joint component which is formed by a plane which runs perpendicular to the axis of the metal blank 58 and which is arranged along the center line of the pins 30. The bore 54 through the two molded parts 50
and 52 is provided in order to position the blank 58 and to position two pressure punches 60 and 62 in the axial direction and to support these punches.

Im Betrieb werden die beiden Formteile 50 und 52 in Berührung miteinander gebracht und durch geeignete, nicht dargestellte Mittel gegeneinander festgehalten. Der Metallrohling 58 wird in die Bohrung 5'J eingebracht. Die Druckstempel 60 und 62 werden unter vermindertem Druck bis in eineIn operation, the two mold parts 50 and 52 come into contact brought together and held against each other by suitable means, not shown. The metal blank 58 is introduced into the bore 5'J. The printing stamp 60 and 62 are under reduced pressure to one

vorbestimmte Stellung vorgeschoben, um den Metallrohling 58 derart zu positionieren, daß seine senkrecht zu seiner Mittellinie liegende Mittelebene mit den einander berührenden Oberflächen der Formteile 50 und 52 zusammenfällt. Die Druckstempel 60 und 62 werden dann gleichförmig vorwärtsbewegt, wobei sie genügend Kraft auf den Rohling 58 ausüben, um das Metall des Rohlings zu veranlassen, sich seitlich in die zylindrischen Hohlräume 56 zu extrudieren. Die Stempel 60 und 62 werden dann zurückgezogen, die Formteile 50 und 52 voneinander getrennt, und das kaltgeformte, seitlich extrudierte Universalgelenk-Glied 26 wird entnommen.predetermined position advanced to the metal blank 58 to be positioned in such a way that its central plane, which is perpendicular to its center line, coincides with each other contacting surfaces of the molded parts 50 and 52 coincides. The rams 60 and 62 are then moved forward uniformly, providing sufficient force exert on the blank 58 to remove the metal of the blank to extrude into the cylindrical cavities 56 laterally. The punches 60 and 62 are then withdrawn, the mold parts 50 and 52 from each other separated and the cold-formed, laterally extruded universal joint member 26 is removed.

Claims (3)

HELMUT SCHRiSETER--^KLAUS-LVH1MANN 320957 1HELMUT SCHRiSETER - - ^ KLAUS-LVH 1 MANN 320957 1 DIPL.-PHYS. DIPL.-INC.DIPL.-PHYS. DIPL.-INC. PATENTANWÄLTE - EUROPEAN Ι>Λ Γ ENT Λ Γ TOR N E Y SPATENTANWÄLTE - EUROPEAN Ι> Λ Γ ENT Λ Γ TOR N E Y S The Torrington Company ' ir-tor-58The Torrington Company 'ir-tor-58 L/Be 11. März 1982L / Be March 11, 1982 Bauteil'für ein Universalgelenk und Verfahren zur Herstellung eines solchen BauteilsComponent for a universal joint and method of production of such a component PatentansprücheClaims [1. Bauteil für ein Universalgelenk, gekennzeichnet durch ein einstückiges Glied (26) mit einer Nabe (28) und mit Zapfen (30), die sich von der Nabe her erstrecken, wobei das einstückige Glied (26) durch Kaltverformung hergestellt ist, um eine Kornflussbahn (40) in den Zapfen (30) parallel zu der äußeren Oberfläche (42) der Zapfen zu bilden, die zum Eingriff mit den Rollen (34) eines Lagers (32) bestimmt ist.[1. Component for a universal joint, marked by a one-piece member (26) with a hub (28) and with pins (30) extending from the hub, wherein the one-piece member (26) is made by cold working to form a grain flow path (40) in the tenons (30) parallel to the outer surface (42) of the tenons which are intended to be engaged with the Rolls (34) of a bearing (32) is determined. 2. Bauteil für ein Universalgelenk nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (28) im wesentlichen zylindrisch ist und daß vier um 90° gegeneinander in Umfangsrichtung versetzte Zapfen (30) sich von der Nabe (28) her erstrecken.2. Component for a universal joint according to claim I 3, characterized in that the hub (28) is substantially cylindrical and that four pins (30) offset from one another by 90 ° in the circumferential direction extend from the hub (28). 3. Verfahren zum Kaltformen eines Universalgelenk-Bauteils, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Einsetzen eines Metallrohlings (58) in eine Bohrung (54) einer Form (50, 52), wobei die Form Hohlräume (56) aufweist, die so gestaltet sind, daß ein einstückiges3. Process for cold forming a universal joint component, characterized by the following steps: inserting a metal blank (58) into a bore (54) a mold (50, 52), the mold having cavities (56), which are designed so that a one-piece D-7O7O SCHWÄBISCH CMUND KONTEN: D-flOOO MÜNCHEN 70D-7O7O SCHWÄBISCH CMUND ACCOUNTS: D-flOOO MUNICH 70 H. SCHROETER Telefon: (07171) 5690 Dcujsths Bank AG Münchsn 70/37369 (BLZ 700 700 10) K LEHMANN Telefon: Ό89) 7252071H. SCHROETER Telephone: (07171) 5690 Dcujsths Bank AG Münchsn 70/37369 (BLZ 700 700 10) K LEHMANN Telephone: Ό89) 7252071 Telex: 7248868 pagdd Postscheckkonto München 1679 41-804 {BIZ 700 !QC SO) Lipowskyscraße 10 Telex: 5212248 pawedTelex: 7248868 pagdd Postscheckkonto Munich 1679 41-804 {BIZ 700! QC SO) Lipowskyscraße 10 Telex: 5212248 pawed Universalgelenk-Bauteil (26) der gewünschten Konfiguration in der Form hergestellt werden kann, Aufbringen eines Druckes gegen den Metallrohling (58), um Metall von dem Metallrohling in die Formhohlräume (56) hinein zu extrudieren um ein kaltgeformtes einstückiges Universalgelenk-Bauteil zu bilden, und Entnehmen des Universalgelenk-Bauteils aus der Form (50, 52).Universal joint component (26) of the desired configuration can be manufactured in the mold, applying pressure against the metal blank (58), to extrude metal from the metal blank into the mold cavities (56) to a cold formed one-piece Forming the universal joint component and removing the universal joint component from the mold (50, 52). Verfahren nach Anspruch 3, gekennzei chnet durch folgende Schritte: Die Form (50, 52) weist eine geteilte Formanordnung mit zwei Hälften (5O5 52) auf, wobei jede Hälfte eine Bohrung (5*0 und vier im wesentlichen halbzylindrische Hohlräume (53) aufweist, die um 90 gegeneinander versetzt sind, wobei die Bohrungen (5Ό und die halbzylindrischen Hohlräume (53) der beiden Hälften (50, 52) aufeinander ausgerichtet sind, um vier im wesentlichen zylindrische Hohlräume (56) und eine Bohrung (54) durch die beiden zusammengefügten Formhälften (50, 52) hindurch zu bilden, Einführen eines Druckstempels (60, 62) in jede Bohrung (5'0 einer Formhälfte (50, 52) und gegen den Metallrohling (58) zum Extrudieren des Metalls in die zylindrischen Hohlräume (56).Method according to claim 3, characterized by the following steps: the mold (50, 52) has a split mold arrangement with two halves (5O 5 52), each half having a bore (5 * 0 and four substantially semi-cylindrical cavities (53) which are offset from one another by 90, wherein the bores (5Ό and the semi-cylindrical cavities (53) of the two halves (50, 52) are aligned to four substantially cylindrical cavities (56) and a bore (54) through the to form the two joined mold halves (50, 52) through, inserting a plunger (60, 62) into each bore (5'0 of a mold half (50, 52) and against the metal blank (58) to extrude the metal into the cylindrical cavities ( 56).
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