DE3736516A1

DE3736516A1 - Gabel fuer kardangelenke

Info

Publication number: DE3736516A1
Application number: DE19873736516
Authority: DE
Inventors: Castellon Melchor Daumal
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-06
Filing date: 1987-10-28
Publication date: 1988-05-11
Also published as: US4995849A; GB2197051B; FR2606475A1; GB2197051A; JPS63172020A; IT8748536A0; GB8725645D0; IT1211881B; KR880006063A; ES2003937A6; FR2606475B1; JPH07111210B2; KR950002988B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gabel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Obwohl die Gabel auch ander weitig verwendet werden kann, ist sie insbesondere zur Integration in Universalgelenke der Kardanart oder ähn licher Art geeignet und dabei insbesondere zur Integra tion in Gelenke dieser Art, die einen Teil der Steuer säule eines Kraftfahrzeugs bilden.

Derartige Gelenke enthalten zwei identische oder ähn liche Gabeln, die starr an den Enden von zwei Rohren oder Stäben befestigt sind, die das Gelenk bilden, und die mit Hilfe eines Kreuzes miteinander verbunden sind, das zwei Paare von Gelenken enthält, die entsprechend den Achsen im rechten Winkel ausgerichtet sind, um in entsprechende Lager eingesetzt zu werden, die in gegen überliegenden und ausgerichteten Öffnungen in beiden Armen der Gabeln sitzen.

Derartige Gabeln weisen ein Basisbauteil des Gelenks auf, da durch diese Gabeln die Drehkräfte zwischen den beiden Segmenten oder Längen, in die die Säule geteilt ist, übertragen werden und da sie eine ausreichende Halterung für die Lager bieten müssen, in die die Ge lenke des Kreuzes eingesetzt sind. Diese Gabeln werden üblicherweise durch Gießen oder Schmieden hergestellt, wobei sie seit kurzem zur Verringerung ihres Gewichtes und ihrer Herstellungskosten auch aus einem Rohr oder auf der Basis von zwei gestanzten symmetrischen Teilen hergestellt werden, die durch Schweißen miteinander verbunden werden. Keine dieser Lösungen ist als zu friedenstellend zu betrachten, da meist den Armen der Gabel eine kräftige Krümmung verliehen werden muß, um die Starrheit zu erhöhen und eine ausreichende Halterung für die Lager zu gewährleisten, wodurch der Zusammenbau schwierig wird und die maximalen Winkel, die das Gelenk zuläßt, verringert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gabel für Gelenke des Kardantyps anzugeben, bei dem die vorstehend beschriebenen Nachteile vermieden sind und die es ermöglicht, das Gewicht der Säulenan ordnung zu verringern, wobei gleichzeitig die Herstel lungskosten erheblich verringert und die technische Leistung des Gelenks verbessert sein sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß einem wesentlichen Merkmale der Erfindung besteht das Gelenk aus einem einstückigen Teil, das durch Prä gen bzw. Stanzen eines Metallbleches einer geeigneten Qualität hergestellt ist. Dadurch kann die Gabelanordnung in einem einzigen Präge- bzw. Stanzvorgang mit einem fortschreitenden Preßstempel bzw. einer fortschreitenden Stanze hergestellt werden und muß lediglich einem ab schließen Schleifvorgang an den Öffnungen oder Gehäusen unterworfen werden, die die Lager aufnehmen, die das freie Spiel des Kreuzes sicherstellen, wobei es sogar möglich ist, diesen abschließenden Vorgang wegzulassen, wenn ein ausreichend genauer Prägevorgang bzw. Preß vorgang ausgeführt werden kann. Daher sind die Herstel lungskosten der Gabel auf ein Minimum reduziert, wobei zusätzlich infolge weiter unten beschriebener Merkmale der Erfindung die Anordnung aus einem Metallblech ver hältnismäßig geringer Dicke hergestellt werden kann, was ebenfalls zur Verringerung der Kosten und zur einer erheblichen Senkung des Gewichtes beiträgt.

Das oben erwähnte einstückige, durch Prägen bzw. Pressen hergestellte Bauteil enthält ein zylindrisches Halsteil, das mit Mitteln versehen ist, um seine Befestigung am Ende des zugehörigen Rohres oder der zugehörigen Stange zu erleichtern, und eine Kappe mit einer gewölbten Man tellinie, koaxial zu dem Hals, die die Verstärkungs basis bildet, die die Starrheit der Arme oder Flügel der Gabel gewährleistet, die im wesentlichen flach und parallel sind und die an ihren freien Enden die auf einander ausgerichteten kreisförmigen Öffnungen haben, die dazu dienen, die zugehörigen Lager aufzunehmen. Diese kreisförmigen Öffnungen sind jeweils von Flanschen oder inneren Hülsen umgeben, die ein wesentliches Merk mal der vorliegenden Erfindung darstellen, da sie nicht nur der Anordnung die erforderliche Starrheit verleihen, sondern eine große Fläche zur Halterung der Lager be reitstellen, wobei die letzteren exakt ausgerichtet werden, trotz der geringen Dicke des Metallbleches bzw. der Metallplatte, aus dem bzw. der die Anordnung hergestellt ist. Nach einem weiteren Merkmal der Er findung sind diese Hülsen oder Flansche durch Bewegung des Materials hergestellt, wodurch es während des Prägens bzw. Pressens oder Stanzens zum Fließen ge bracht wird.

Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung hat jeder Flügel oder Arme der Gabel eine zentrale, längsgerichte te, geradlinige Rippe eines U-förmigen Querschnitts und von beträchtlicher Größe, die sich von der Nähe der Öffnung zur Aufnahme des Lagers bis zur Nähe des Halses erstreckt, durch die die Kupplung der Gabel mit der Welle erfolgt. Diese Rippe spielt eine sehr wichtige Rolle, da sie die Starrheit bzw. Festigkeit der Gabel gewährleistet, wenn diese Torsionsspannungen unterworfen ist, die während des normalen Betriebs des Gelenks auf treten.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen auf schematische Weise:

Fig. 1 und 2 zueinander entgegengesetzte perspekti vische Ansichten einer erfindungsgemäßen Gabelanordnung für Kardangelenke;

Fig. 3 und 4 im rechten Winkel zueinander liegende Ansichten gemäß den Fig. 1 und 2;

Fig. 5 und 6 Querschnitte entlang den Linien V-V und VI-VI in Fig. 4 und

Fig. 7 eine stark vergrößerte Darstellung des Teils, der in Fig. 5 eingekreist ist.

Wie aus diesen Figuren zu ersehen ist, enthält die erfindungsgemäße Gabel, die im wesentlichen mittels eines Präge- bzw. Preßvorgangs aus Metallblech einer geeigneten Qualität hergestellt wird, einen zylindrischen hals 11, der mit Einrichtungen zum Koppeln mit dem Ende der zugehörigen Welle versehen ist, wobei diese Ein richtungen vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, aus regelmäßigen Keilnuten 2 bestehen, die so angeordnet sind, daß die Kopplung durch Druck hergestellt werden kann, einen Teil 3 in der annähernden Form eines Rota tionkörpers mit einer gewölbten Mantellinie, der koaxial mit dem Hals eine Art Kappe bildet, die einen wesent lichen mechanischen Teil im Hinblick auf die Gewährleistung der Starrheit bzw. Festigkeit der Anordnung bildet, so wie zwei symmetrische Flügel oder Arme 4, 4′, die im wesentlichen flach und parallel verlaufen und sich ohne Bruch bzw. Knickstelle von der Kappe erstrecken bzw. diese verlängern. An den Enden der Arme sind einzeln kreisförmige Öffnungen 5, 5′ ausgebildet, die identisch und miteinander fluchtend sind und die Lager aufnehmen, in die die ausgerichteten Achsen oder Stifte des zuge hörigen Kreuzes eingesetzt werden, wobei um jede dieser Öffnungen eine Hülse oder ein innerer Flansch 6, 6′ verläuft, dessen Außenfläche vorteilhafterweise um einige Grad konisch verläuft. Diese Flansche spielen eine Verstärkungsrolle und tragen zur Torsionsfestigkeit der Anordnung bei, wobei ferner die axiale Abmessung der Öffnung wesentlich größer als die Dicke des Metall blechs, aus der die Anordnung hergestellt ist, ist, so daß eine sehr viel größere Fläche zum Abstützen des zu gehörigen Lagers zur Verfügung steht, selbst wenn eine Platte bzw. ein Blech einer verhältnismäßig ge ringen Dicke verwendet wird. Zu demselben Zweck können die obigen Öffnungen, falls erwünscht, mit einem äußeren Flansch 7, 7′ versehen sein, der im allgemeinen erheblich kleinere Abmessungen hat.

Nach einem weiteren vorteilhaften Gesichtspunkt der Erfindung werden die obigen Flansche durch Bewegung des Materials erzeugt, wodurch es während des Preßvor gangs bzw. Stanzvorgangs zum Fließen gebracht wird. Andererseits ist es auch möglich, während des Preßvor gangs die Flügel oder Arme der Gabel ohne Öffnungen her zustellen oder mit Öffnungen eines Durchmessers, der kleiner als der endgültige Durchmesser ist, und diese Öffnungen anschließend durch Bohren mit einer bekannten Technik auszubilden, mit der während des Bohrvorgangs die Flansche erhalten werden können. In jedem Falle müssen die Öffnungen einer abschließenden Schleifbehand lung unterzogen werden, es sei denn, daß während des Preßvorgangs bzw. Prägevorgangs oder Stanzvorgangs eine ausreichende Genauigkeit erzielt wird, wobei dies sehr gut möglich, wenn auch technisch schwierig ist.

Schließlich werden nach einem wesentlichen Gesichtspunkt der Erfindung an beiden Armen der Gabel und während des Preßvorgangs einzelne längsgerichtete, geradlinige Rip pen 8, 8′ eines U-förmigen Querschnitts und großer Ab messung ausgebildet, die sich von den Öffnungen 5, 5′ zu dem Hals 1 erstrecken. In einer bevorzugten Aus führungsform haben diese Rippen einen horizontalen Quer schnitt, der von dem mittigen Bereich zu dem Enden zu nehmend abnimmt. Die Funktion dieser Rippen ist bereits ausreichend analysiert, wobei darauf hingewiesen wird, daß sie durch andere äquivalente Komponenten wie beispielsweise zwei oder mehr parallele oder diver gierende Rippen eines kleineren Querschnitts ersetzt werden können, die in Längsrichtung an den Armen der Gabel ausgebildet sind und in gleicher Weise während des Preßvorgangs hergestellt werden, obwohl dies in der Praxis nicht ohne Nachteile wäre.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Aus führungsbeispiel beschränkt, vielmehr liegen zahl reihe Variationen im Rahmen des Erfindungsgedankens.

Claims

1. Gabel für Kardangelenke, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einem einstückigen Teil zusammengesetzt und im wesentlichen durch Pressen eines Metallbleches geeigneter Qualität hergestellt ist und einen zylin drischen Hals (1), der mit Einrichtungen (2) zum Koppeln mit dem Ende einer zugehörigen Welle versehen ist, und eine Kappe (3) aufweist mit einer gewölbten Mantellinie, koaxial zu dem Hals, wobei von der Kappe an diametral gegenüberliegenden Stellen zwei symme trische Flügel oder Arme (4, 4′) verlaufen, die im wesentlichen flach und parallel zueinander sind und sich von der Kappe ohne eine Knickstelle erstrecken und die ferner an ihren freien Enden mit je einer kreis förmigen, aufeinander ausgerichteten und geflanschten Öffnung (5, 5′) versehen und mit je einer längsgerich teten, geradlinigen Rippe (8, 8′) eines U-förmigen Querschnitts und großer Abmessungen ausgerüstet sind, die sich von einem Bereich in der Nähe je einer Öff nung bis in die Nähe des Halses (1) erstrecken.

2. Gabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (6, 6′), der jeweils eine der Öffnungen (5, 5′) umgibt, durch Bewegung des Materials erzeugt ist, wodurch dieses während des Preßvorgangs zum Flies sen gebracht wird, um eine Hülse um die Öffnung auszu bilden, so daß deren axiale Abmessung wesentlich größer als die Dicke des Metallblechs ist, aus dem die Anord nung hergestellt ist.

3. Gabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Flansches (6, 6′), der die zu gehörige Öffnung (5, 5′) umgibt, um einige Grad konisch verläuft.

4. Gabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale längsgerichtete Rippe (8, 8′) mit U-förmigem Querschnitt an jedem Arm (4, 4′) der Gabel einen Querschnitt gewölbter Form hat, der vom Mittel bereich zu den Enden allmählich kleiner wird.