DE4142359C2 - Außenring für ein vibrationsgeschütztes homokinetisches Gelenk - Google Patents
Außenring für ein vibrationsgeschütztes homokinetisches GelenkInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Außenring zur Verwendung bei
einem vibrationsgeschützten homokinetischen Gelenk gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Außenring
ist aus JP-2-168025 (A) in Patent Abstracts of Japan, M-
1025 September 14, 1990, Vol. 14/No. 428 bekannt. Einen ähn
lichen Außenring zeigen auch JP-2-217624 (A) in Patent
Abstracts of Japan M-1048, Nov. 14, 1990 Vol. 14/No. 519
und US-PS 4,507,100.
Bei Außenringen dieser Art ist, wie in Fig. 21 und 22 dar
gestellt, ein Vibrationsschutz- oder Dämpfungsteil 5 zwi
schen ein Außengehäuse 3 und ein Innengehäuse 4 eingefügt,
die zusammen das Gehäuse 2 des Außenringes 1 für ein homo
kinetisches Gelenk bilden. In das Gehäuse 2 greift ein
Dreiarmstern 6 ein. Bei 7 ist eine Manschette dargestellt.
Das Vibrationsschutzteil 5 ist aus einem elastischen Werk
stoff, beispielsweise Gummi, gefertigt und hat die Aufgabe,
Vibrationen zu absorbieren, die über das homokinetische Ge
lenk übertragen werden.
Wenn jedoch ein übermäßig hohes Drehmoment angelegt wird,
besteht die Gefahr, daß sich das Außengehäuse 3 und das In
nengehäuse 4 in Drehrichtung gegeneinander so weit verla
gern, daß dies zu einer übermäßigen Verformung und Beschä
digung des Vibrationsschutzteils 5 führt. Aufgrund eines
solchen übermäßigen Drehmoments kann das Vibrationsschutz
teil ferner gleichzeitig einer Druckbeanspruchung und einer
Scherbeanspruchung ausgesetzt werden, was eine Beschädigung
des Vibrationsschutzteils beschleunigt.
Bei dem aus JP-2-168025 (A) bekannten Außenring ist die An
ordnung zum Begrenzen der gegenseitigen Drehbewegung von
Innengehäuse und Außengehäuse von zwei Sprengringen gebil
det, die in Axialrichtung zu beiden Seiten des elastischen
Werkstoffes in Nuten am Außenumfang des Innengehäuses ein
gelegt sind und sich gegen die Innenumfangsfläche des Außen
gehäuses anlegen. Dies hat einerseits den Nachteil, daß
die Sprengringe Bauteile darstellen, die zusätzlich gefer
tigt und montiert werden müssen. Des weiteren erfolgt die
Übertragung eines übermäßigen Drehmoments zwischen Innen- und
Außengehäuse im wesentlichen über die Sprengringe und
damit auf einem sehr kleinen Flächenbereich. Wenn sich die
Sprengringe im Überlastfall gegen die Vorsprünge des Außen
gehäuses anlegen, wird das im Bereich zwischen den Seiten
flächen der Vorsprünge des Außengehäuses 2 und der Seiten
flächen der Nuten des Innengehäuses 1 befindliche elasti
sche Material stark gequetscht. Beim Langzeiteinsatz des
homokinetischen Gelenks kann es dadurch trotz der durch die
Sprengringe 13 bewirkten Begrenzung der gegenseitigen Dreh
bewegung von Innen- und Außengehäuse leicht zu einer Ermü
dung des elastischen Werkstoffes und Beschädigungen der
daraus bestehenden Vibrationsschutzteile kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Außenring
der angegebenen Art so auszubilden, daß er bei einfacher
und platzsparender Bauweise eine übermäßige Beanspruchung,
Ermüdung und Beschädigung der Vibrationsschutzteile zuver
lässig verhindert.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe wird durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Die Un
teransprüche beziehen sich auf vorteilhafte weitere Ausge
staltungen der Erfindung.
Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß zur Be
grenzung der Verdrehung zwischen Innen- und Außengehäuse
keine zusätzlichen Teile benötigt werden und daß die Vibra
tionsschutzteile selbst bei maximaler Verdrehung zwischen
Innen- und Außengehäuse nicht auf Druck, sondern nur be
grenzt auf Scherung beansprucht werden, wodurch die Lebens
dauer des Gelenks wesentlich verbessert wird.
Weil ferner bei dem oben erwähnten bekannten Außenring 1 das Außengehäuse 3 und
das Innengehäuse 4 einfach durch Preßsitz miteinander gekoppelt sind, kann eine im
Laufe der Zeit eintretende Degradation des Vibrationsschutzteils dazu führen, daß das
Innengehäuse 4 aus dem Außenring herausrutscht. Mit der Erfindung soll ferner ein sol
ches Freikommen des Innengehäuses verhindert werden.
Eine gegenseitige Verlagerung von Außen- und Innengehäuse in Drehrichtung läßt sich
dadurch begrenzen, daß ein Außengehäuse, das an seiner Innenumfangsfläche eine
Mehrzahl von axialen Vorsprüngen trägt, und ein Innengehäuse verwendet werden, das
an seiner Außenumfangsfläche mit zur Aufnahme der Vorsprünge geeigneten Nuten
versehen ist, und daß Vibrationsschutzteile zwischen die Innenumfangsfläche des
Außengehäuses und die Außenumfangsfläche des Innengehäuses eingefügt werden. In
diesem Falle werden die Vibrationsschutzteile zweckmäßig mit der Außenfläche des In
nengehäuses verbunden, während dünne Stahlplatten mit der Außenfläche der Vibra
tionsschutzteile verbunden werden. Das Innengehäuse wird dann mit Preßsitz in das
Außengehäuse eingebracht.
Bei dieser Art von Außenring für ein homokinetisches Gelenk tritt jedoch das Problem
auf, daß die Radialabmessung des Außenringes recht groß wird, um zu vermeiden, daß
der eingeführte Dreiarmstern an den Vorsprüngen des Außengehäuses anliegt. Die ein
gelegten Stahlplatten führen gleichfalls zu einer Vergrößerung der Radialabmessung.
Es soll daher ferner ein Außenring für ein vibrationsgeschütztes homokinetisches Ge
lenk geschaffen werden, dessen Außenabmessung ebenso klein ist wie diejenige des
Außenringes eines herkömmlichen vibrationsgeschützten homokinetischen Gelenks.
Eine wirksame Maßnahme zur Erzielung des letztgenannten Vorteils besteht darin, an
Stelle von in Axialrichtung langen Vorsprüngen an dem Außengehäuse kürzere Vor
sprünge an einer Stelle vorzusehen, die tiefer liegt, als die Stelle, welche der in den
Außenring eingesetzte Dreiarmstern erreicht. Bei einer solchen Ausbildung kann die
Innenumfangsfläche des Außengehäuses zylindrisch ausgebildet werden, mit Ausnahme
des tiefliegenden Bereiches, wo die Vorsprünge vorgesehen sind. Auf diese Weise liegt
kein Hindernis zwischen dem Außengehäuse und dem darin eingesetzten Innengehäuse
vor, so daß zwischen beide eine Form frei eingesetzt werden kann, um ein Vulkanisat
einzugießen und dieses zu Vibrationsschutzteilen von vorbestimmter Gestalt zu formen
sowie das Außengehäuse und das Innengehäuse miteinander zu koppeln. Diese Anord
nung eliminiert Stahlplatten, die mit den Außenflächen der Vibrationsschutzteile ver
bunden sind.
Eine Schwierigkeit bei einem derartigen Aufbau besteht jedoch darin, daß sich die Vi
brationsschutzteile bei Auftreten eines übermäßigen Drehmoments in Längsrichtung in
unterschiedlichem Maße verformen, weil das Außengehäuse und das Innengehäuse nur
an tief im Inneren liegenden Teilen aneinander anliegen. Dies kann dazu führen, daß
entweder das Außengehäuse oder das Innengehäuse eine Taumelbewegung ausführt.
Um dies zu verhindern, müssen die Vibrationsschutzteile eine erhöhte Steifigkeit haben.
Dadurch wird jedoch der Einstellbereich der Steifigkeit der Vibrationsschutzteile stark
eingeschränkt, so daß es schwierig wird, Vibrationen auf einen optimalen Pegel zu redu
zieren.
Mit der vorliegenden Erfindung soll daher auch ein Außenring für ein vibrationsge
schütztes homokinetisches Gelenk geschaffen werden, der frei von Taumelbewegungen
ist, ohne daß die Steifigkeit der Vibrationsschutzteile erhöht zu werden braucht.
In Ausgestaltung der Erfindung können an der Innenumfangsfläche des
Außengehäuses zwischen benachbarten Vorsprüngen dünne plattenförmige Bauteile an
geordnet sein, mit deren Innenseite die Vibrationsschutzteile verbunden sein können.
Jeder der Spalte, die zwischen jedem Vorsprung und den Wandflächen jeder Nut gebil
det sind, hat vorzugsweise einen Zentriwinkel, der gleich einem oder kleiner als ein
Zentriwinkel des Abstandes zwischen jedem Vorsprung und dem Ende jedes Vibra
tionsschutzteils ist.
Um das Innengehäuse an einem Herausrutschen aus dem Außengehäuse zu hindern, ist
vorzugsweise das Außengehäuse an beiden Enden offen, wobei seine dem Vibrations
schutzteil gegenüberliegende Innenumfangsfläche als verjüngte Oberfläche derart aus
gebildet ist, daß der Innendurchmesser des Außengehäuses in Richtung auf den Boden
des Gelenks allmählich zunimmt.
Um einen Außenring zu erhalten, dessen Außenabmessung etwa ebenso klein wie die
des Innenringes eines herkömmlichen vibrationsgeschützten homokinetischen Gelenks
ist, können die Vorsprünge nur nahe dem einen Ende des Außengehäuses vorgesehen
sein.
Damit Taumelbewegungen des homokinetischen Gelenks vermieden werden, ohne die
Steifigkeit der Vibrationsschutzteile steigern zu müssen, können die Vorsprünge an bei
den Enden des Außengehäuses vorgesehen sein, und das Außengehäuse kann zwischen
den Vorsprüngen mit einer Radialausnehmung zum Einspritzen von Werkstoff für das
Vibrationsschutzteil versehen sein.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Außenringes nach der Erfindung sind nachstehend
anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch den Außenring eines vibrationsgeschützten homo
kinetischen Gelenks entsprechend einer ersten Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1,
Fig. 3, 4 und 5 Schnitte ähnlich Fig. 2 für abgewandelte Ausführungsformen des
Außenringes nach der Erfindung,
Fig. 6 in größerem Maßstab einen Teilschnitt des Außenringes nach Fig. 5
bei Verlagerung aus der in Fig. 5 gezeigten Stellung,
Fig. 7 einen Längsschnitt einer weiter abgewandelten Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie C-C der Fig. 7,
Fig. 9 und 10 Längsschnitte von Außenringen entsprechend weiteren Ausführungs
formen der Erfindung,
Fig. 11 einen Schnitt entlang der Linie D-D der Fig. 10,
Fig. 12 und 13 Längsschnitte weiter abgewandelter Ausführungsformen der Erfin
dung,
Fig. 14 einen Schnitt entlang der Linie E-E der Fig. 13,
Fig. 15 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des Außenringes
nach der Erfindung,
Fig. 16 einen Schnitt entlang der Linie F-F der Fig. 15,
Fig. 17 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des Außenringes
nach der Erfindung,
Fig. 18 eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 17,
Fig. 19 einen Schnitt entlang der Linie G-G der Fig. 17,
Fig. 20 einen Teillängsschnitt einer weiteren Ausführungsform des Außenrin
ges nach der Erfindung,
Fig. 21 einen Längsschnitt einer bekannten Anordnung und
Fig. 22 einen Schnitt entlang der Linie H-H der Fig. 21.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist ein Außen
ring 10 für ein homokinetisches Gelenk ein Gehäuse 11 und einen Schaft 12 auf. Das
Gehäuse 11 ist mit einem Außengehäuse 13 und einem im Außengehäuse 13 montierten
Innengehäuse 14 versehen. Das Außengehäuse 13 hat die Form eines am Boden ge
schlossenen Bechers, und es ist mit dem Schaft 12 einstückig verbunden.
Das Außengehäuse 13 ist an seiner Innenumfangsfläche mit drei in Umfangsrichtung in
gleichmäßigen Abständen angeordneten Vorsprüngen 16 versehen. Die Vorsprünge 16
sitzen in solchen Positionen, daß sie den Boden 18 von Führungsnuten 17 bilden.
Das Innengehäuse 14 ist mit einer Abschlußwand 19 ausgestattet, welche der Bodenflä
che des Außengehäuses 13 gegenüberliegt. In dem Innengehäuse 14 sind drei Nuten 20
vorgesehen, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind und die sich
von einem Umfangsrand der Abschlußwand 19 bis zu einem offenen Ende erstrecken,
um die Vorsprünge 16 aufzunehmen. Die Nuten 20 sind etwas breiter als die Vor
sprünge 16, so daß die beiden Seiten jeder Nut den Seitenflächen der Vorsprünge 16 un
ter Bildung von Spalten X zwischen diesen Flächen gegenüberstehen. Führungsnut-
Wandflächen 21 mit einem bogenförmigen Abschnitt sind an der Innenumfangsseite der
Nuten 20 ausgebildet. Die Wandflächen 21 bilden zusammen mit den Nutböden 18 die
Führungsnuten 17 (Fig. 5).
Ein dünnes plattenförmiges Bauteil 22 aus Stahl und ein Vibrationsschutzteil 23 aus ei
nem nachgiebigen Werkstoff, beispielsweise Gummi, sitzen zwischen jeder der drei von
den Nuten 20 abgeteilten Außenumfangsflächen des Innengehäuses 14 und jeder der
drei von den Vorsprüngen 16 abgeteilten Innenumfangsflächen des Außengehäuses 13.
Die dünnen plattenförmigen Bauteile 22 sind entlang der Innenumfangsfläche des
Außengehäuses 13 so eingesetzt, daß ihre beiden Seiten an den Vorsprüngen 16 anlie
gen. Die dünnen plattenförmigen Bauteile 22, die Vibrationsschutzteile 23 und die
Außenumfangsfläche des Innengehäuses 14 sind miteinander verbunden.
Zur Bildung eines homokinetischen Gelenks wird ein Dreiarmstern in die drei Füh
rungsnuten 17 eingesetzt. Wenn sich das Außengehäuse 13 und das Innengehäuse 14 un
ter dem Einfluß des auf das Gelenk einwirkenden Drehmoments in der Drehrichtung
des homokinetischen Gelenks um eine vorbestimmte Strecke gegeneinander verlagern,
werden die Spalte X zu Null, so daß die Vorsprünge 16 und die Seitenwände der Nu
ten 20 aneinander anliegen und miteinander in Eingriff kommen, wodurch jede weitere
relative Verlagerung verhindert wird. Dadurch wird jede anormale Verformung der Vi
brationsschutzteile 23 ausgeschlossen. Die dünnen plattenförmigen Bauteile 22 ver
hindern einen Schlupf zwischen dem Außengehäuse 13 und den Vibrationsschutztei
len 23.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 haben sowohl das Außengehäuse 13 als auch das
Innengehäuse 14 die Form eines Bechers mit geschlossenem Boden. Die an der Innen
umfangsfläche des Außengehäuses 13 ausgebildeten Vorsprünge 16 sind schmaler als
bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, so daß die von den Vorsprüngen 16 be
grenzten Innenumfangsflächen entsprechend breiter werden.
In der Außenumfangsfläche des Innengehäuses 14 sind Nuten 20 ausgebildet, welche
den Vorsprüngen 16 unter Bildung von schmalen Spalten X in Umfangsrichtung gegen
überliegen. Die zwischen den Nuten 20 liegenden Außenumfangsteile des Innengehäu
ses 14 greifen zwischen benachbarte Vorsprünge 16 ein. Ein dünnes plattenförmiges
Bauteil 22 und ein Vibrationsschutzteil 23 befinden sich zwischen der Innenumfangsflä
che des Außengehäuses 13 und der Außenumfangsfläche des Innengehäuses 14. Diese
Teile sind in der gleichen Weise wie bei der zuvor erläuterten Ausführungsform mitein
ander verbunden. Beide Seiten der dünnen plattenförmigen Bauteile 22 liegen an den
Seiten der Vorsprünge 16 an.
Auch bei dieser Ausführungsform stehen beide Seiten der Vorsprünge 16 den Seiten
wänden der Nuten 20 unter Bildung von schmalen, in Umfangsrichtung verlaufenden
Spalten X gegenüber. Wenn daher auf das homokinetische Gelenk ein Drehmoment
einwirkt, das einen vorbestimmten Wert übertrifft, legen sich die Seitenwände der Nu
ten 20 gegen die gegenüberliegenden Seitenwände der Vorsprünge 16 an. Diese Seiten
wände kommen auf diese Weise miteinander in Eingriff und verhindern eine anormale
Verformung der Vibrationsschutzteile.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 haben die Vibrationsschutzteile 23 im Vergleich
zu den Vibrationsschutzteilen der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 ein
größeres Volumen und damit eine höhere Dauerhaftigkeit. Außerdem ist die Kontakt
fläche zwischen den Vorsprüngen 16 und den Seitenwänden der Nuten 20 erhöht, so daß
die Vibrationsschutzteile 23 auf besonders wirkungsvolle Weise an einer anormalen
Verformung gehindert werden.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Außenringes für ein homokinetisches Gelenk
mit doppelter Versetzung. Mehrere Kugelnuten 25 sind dabei in der Innenumfangsflä
che des Innengehäuses 14 ausgebildet.
In der gleichen Weise wie bei der zuvor erläuterten Ausführungsform befinden sich die
Vorsprünge 16 und die Nuten 20 zwischen dem Außengehäuse 13 und dem Innenge
häuse 14, und die dünnen plattenförmigen Bauteile 22 sowie die Vibrationsschutztei
le 23 sind zwischen die Außenumfangsfläche des Außengehäuses 13 und die Innenum
fangsfläche des Innengehäuses 14 eingesetzt. Ihre Funktionsweise entspricht derjenigen
des zuvor geschilderten Ausführungsbeispiels.
Bei allen drei Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 4 dienen die dünnen plattenförmi
gen Bauteile 22 dem Positionieren des Innengehäuses 14 mit Bezug auf das Außenge
häuse 13. Die Bauteile 22 können jedoch auch weggelassen werden, so daß zwischen
dem Außengehäuse 13 und dem Innengehäuse 14 nur die Vibrationsschutzteile 23 an
geordnet sind. Dies macht es zwar schwieriger, das Innengehäuse 14 mit Bezug auf das
Außengehäuse 13 zu positionieren. Gleichwohl wird eine anormale Verformung der Vi
brationsschutzteile 23 verhindert.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist grundsätzlich ähnlich derjenigen der Fig. 2. In
diesem Fall ist jedoch ein den Spalten X zwischen den Vorsprüngen 16 und den Seiten
wänden der Nuten 20 entsprechender Zentriwinkel α mit Bezug auf einen Zentriwin
kel β, der dem Abstand Y zwischen den Vorsprüngen 16 und den Endabschnitten 26 der
Vibrationsschutzteile 23 entspricht, so gewählt, daß die Beziehung α β erfüllt ist.
Bei dieser Anordnung werden die Vibrationsschutzteile 23 von dem Innengehäuse 14
selbst dann abgedeckt, wenn das Innengehäuse 14 und das Außengehäuse 13 sich um
eine maximale Strecke gegeneinander bewegen, so daß die Spalte X auf der einen Seite
zu Null werden, während die Spalte auf der anderen Seite auf 2X zunehmen, wie dies in
Fig. 6 dargestellt ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß Enden der Vibrationsschutz
teile 23 in den Spalt 2X in Richtung auf die Gelenkinnenseite vorstehen.
Der Außenring 10 gemäß dem in den Fig. 7 und 8 veranschaulichten Ausführungs
beispiel weist gleichfalls ein Außengehäuse 13, einen mit der Bodenseite des Außenge
häuses verschweißten Schaft 27, ein Innengehäuse 14 und ein Vibrationsschutzteil 23
auf.
Das Außengehäuse 13 trägt an seiner Innenumfangsfläche drei in Axialrichtung verlau
fende Vorsprünge 16, die in Umfangsrichtung in gleichen Abständen verteilt sind. Die
gegenüberliegenden Innenumfangsflächen der Vorsprünge 16 bilden sich verjüngende
Oberflächen 28 mit einem Neigungswinkel ϑ, der so gewählt ist, daß ihr Durchmesser in
Richtung auf die Bodenseite des Gelenks zunimmt.
In dem Innengehäuse 14 sind Nuten 20 ausgebildet, welche die Vorsprünge 16 unter
Bildung von vorbestimmten Spalten X aufnehmen. Die Spalte X erstrecken sich in der
Drehrichtung des Gelenks. Die verjüngte Oberfläche 28 des Außengehäuses 13 und die
Außenumfangsfläche des Innengehäuses 14 liegen einander unter Ausbildung der erfor
derlichen Spalte gegenüber. Das Vibrationsschutzteil 23 befindet sich zwischen den ein
ander gegenüberliegenden Oberflächen.
Das Vibrationsschutzteil 23 wird zuvor mit der Außenumfangsfläche des Innengehäu
ses 14 verbunden.
Nachdem das Innengehäuse 14 mit Preßsitz in das Außengehäuse 13 eingebracht ist,
wird der Schaft 27 im Bereich seines geschlossenen Flanschteils 29 mit dem Außenge
häuse 13 verschweißt.
Die Spalte X werden zu Null, wenn sich das Innengehäuse 14 und das Außengehäuse 13
in der Drehrichtung des Gelenks mit Bezug aufeinander drehen. Dabei kommen die
Vorsprünge 16 des Außengehäuses 13 mit den Seitenwänden der Nuten 20 des Innenge
häuses 14 in Eingriff, wodurch jede weitere relative Drehbewegung zwischen Innen- und
Außengehäuse verhindert wird.
Bei der in Fig. 9 veranschaulichten Ausführungsform sind an Stelle des Schafts 27 Flan
sche 31 vorgesehen, die an der Außenumfangsfläche des Außengehäuses 13 nahe dessen
bodenseitigem Ende sitzen.
Die Ausführungsform gemäß den Fig. 10 und 11 ist grundsätzlich ähnlich derjenigen
gemäß den Fig. 7 und 8. Sie unterscheidet sich dadurch, daß zwischen die Vorsprün
ge 16 des Außengehäuses 13 dünne plattenförmige metallische Bauteile 22 eingefügt
sind, deren Breite der Breite der sich verjüngenden Oberflächen 28 entspricht. Ein
weiterer Unterschied besteht darin, daß die Vibrationsschutzteile 23 mit den dünnen
plattenförmigen Bauteilen 22 verbunden sind. Das Innengehäuse 14 ist mit Preßsitz in
das Vibrationsschutzteil 23 eingebracht.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12 sind statt des Schaftes 27 der Ausführungsform
der Fig. 10 und 11 Flansche 31 an der Außenumfangsfläche des Außengehäuses 13
nahe dessen bodenseitigem Ende vorgesehen.
Die Fig. 13 und 14 Zeigen einen mit Flanschen ausgestatteten Außenring 10 für ein mit
einem Dreiarmstern versehenes homokinetisches Gelenk. Dabei sind an der Außenum
fangsfläche des Gehäuses 11 nahe dessen einem Ende Flansche 31 einstückig ange
formt.
Das Gehäuse 11 weist ein beidseitig offenes Außengehäuse 13 und ein in dem Außen
gehäuse 13 montiertes Innengehäuse 14 auf.
Das Außengehäuse 13 ist mit einer zylindrischen Innenumfangsfläche versehen, welche
den Boden 18 der Führungsnuten 17 bildet. An der Innenumfangsfläche des Außenge
häuses 13 sitzen im Bereich des einen Endes drei Vorsprünge 16′, die in Umfangsrich
tung in gleichen Winkelabständen verteilt sind. Die Vorsprünge 16′ wirken mit Anlage
flächen 32 am Außenumfang des Innengehäuses 14 unter Bildung von Anschlägen zu
sammen. Die Vorsprünge 16′ befinden sich nur an oder nahe dem bodenseitigen Ende
des Gehäuses 13, auf das ein Deckel 34 aufgesetzt ist. Auf diese Weise befinden sich die
Vorsprünge 16 nicht in dem axialen Bereich, in den sich ein in den Außenring eingrei
fender Dreiarmstern 33 erstreckt.
Das Innengehäuse 14 weist drei in Umfangsrichtung in gleichen Abständen verteilte Nu
ten 20 auf, die sich von dem Umfangsrand des Bodens bis zu dem offenen Ende des In
nengehäuses 14 erstrecken. Die Nuten bilden an ihrer Innenseite Wandflächen 21 von
Führungsnuten 17 mit bogenförmigem Querschnitt.
An der Außenumfangsfläche des Innengehäuses 14 befinden sich ferner am bodenseiti
gen Ende des Innengehäuses Rippen 35, welche den Vorsprüngen 16′ gegenüberliegen
und als Anschläge wirken. Die Rippen 35 sind an ihrer Außenumfangsfläche mit An
schlagflächen 32 versehen, welche den Vorsprüngen 16′ unter Bildung von Spalten ge
genüberliegen, die in Umfangsrichtung eine vorbestimmte Breite haben.
Das Innengehäuse 14 ist in das Außengehäuse 13 eingesetzt, und Innen- und Außenge
häuse sind untereinander über ein Vibrationsschutzteil 23 verbunden, das aus einem
elastischen Werkstoff, beispielsweise Gummi, besteht und das mit Innen- und Außenge
häuse durch Vulkanisieren verbunden ist.
Weil bei dieser Ausbildung die Vorsprünge 16′ und die Rippen 35, welche die An
schlaganordnung bilden, am Ende des Außenringes 10 vorgesehen sind, steht die An
schlaganordnung einem durch das offene Ende in das Außengehäuse 11 zwecks Vulka
nisation eingesetzten Formwerkzeug nicht im Wege. Dies macht es möglich, den Werk
stoff des Vibrationsschutzteils 23 durch Vulkanisieren sowohl mit der Innenumfangsflä
che des Außengehäuses 13 als auch mit der Außenumfangsfläche des Innengehäuses 14
zu verbinden. Es ist nicht notwendig, dünne plattenförmige Bauteile zwischenzuschie
ben.
Weil ferner die Anschlaganordnung nicht im Bereich der Führungsnuten 17 vorgesehen
ist, in denen sich der Dreiarmstern 33 bewegt, legt sich der Dreiarmstern 33 nicht gegen
die Vorsprünge 16′ an. Die Radialabmessung des Außenringes kann daher auf einen
Wert beschränkt werden, der demjenigen eines gewöhnlichen vibrationsgeschützten
homokinetischen Gelenks entspricht.
Der Dreiarmstern 33 wird in die drei Führungsnuten 17 des Außenringes 10 unter Bil
dung eines homokinetischen Gelenks eingesetzt. Wenn auf das Gelenk eine übermäßig
große Last einwirkt, aufgrund deren sich das Außengehäuse 13 und das Innengehäuse
14 um mehr als einen vorbestimmten Wert in der Drehrichtung des Gelenks
gegeneinander verlagern, stoßen die Vorsprünge 16′ und die Anlageflächen 32
aneinander an. Dadurch wird jede weitere relative Verlagerung verhindert. Das
Vibrationsschutzteil 23 wird auf diese Weise vor Schäden geschützt.
In diesem Fall können Schwierigkeiten aufgrund einer großen Drehmomentkonzentra
tion an den Enden von Innen- und Außengehäuse 14, 13 (wie eine Taumelbewegung des
Innengehäuses 14) dadurch verhindert werden, daß die Steifigkeit des Vibrations
schutzteils 23 in radialer Richtung erhöht wird und daß der Anlagewinkel der Teile der
Anschlaganordnung zweckentsprechend eingestellt wird.
Wenn der Außenring als beidseitig offener Flanschring ausgebildet ist, können die Vor
sprünge 16′ und die Anlageflächen 32 am offenen Ende des Außenringes vorgesehen
werden, weil das Formwerkzeug von der Bodenseite aus in den Außenring eingesetzt
werden kann.
Bei der in den Fig. 15 und 16 veranschaulichten Ausführungsform ist der Außenring 10
als Schaftring ausgebildet, dessen Gehäuse 10 mit einem mit einer Kerbverzahnung 36
versehenen Schaft 37 einstückig verbunden ist. Der Boden 38 des Außengehäuses 13
steht in einstückiger Verbindung mit dem Schaft 37.
Der Innenaufbau des Außenrings 10 entspricht grundsätzlich demjenigen des Ausfüh
rungsbeispiels nach den Fig. 13 und 14. In diesem Fall ist jedoch ein nachgiebiges, film
förmiges Bauteil 40, beispielsweise in Form einer Elastomerfolie, zwischen dem Bo
den 38 des Außengehäuses 13 und dem Boden 39 des Innengehäuses 14 angeordnet. Im
Falle eines mit Schaft versehenen Außenringes war es notwendig, das Innengehäuse 14
mit einem Formwerkzeug axial zu positionieren, um das Außengehäuse 13 und das In
nengehäuse 14 durch Vulkanisieren miteinander zu verbinden, während ihre Böden 38
und 39 in Axialrichtung in einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand liegen. Dies er
forderte ein Formwerkzeug von kompliziertem Aufbau. Im Gegensatz dazu kommt es
bei der vorliegenden Ausführungsform durch Anordnen des nachgiebigen Teils 40 zwi
schen den Böden 38 und 39 zu keinem Metall/Metall-Kontakt beim Positionieren von
Innen- und Außengehäuse 13 und 14. Innen- und Außengehäuse lassen sich daher durch
Vulkanisieren einfach miteinander verbinden. Weil kein Metall/Metall-Kontakt zwi
schen dem Innengehäuseboden 39 und dem Außengehäuseboden 38 besteht, ist die Ge
fahr von Abrieb und Fressen im Bereich der Böden geringer.
Die Fig. 17 bis 19 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen mit Flanschen
ausgestatteten Außenring zur Verwendung bei einem homokinetischen Gelenk mit
Dreiarmstern. Der Außenring weist ein Gehäuse 11 auf, an dessen Außenumfangsfläche
im Bereich des einen Gehäuseendes Montageflansche 31 einstückig angeformt sind.
Zu dem Gehäuse 11 gehören ein beidseitig offenes Außengehäuse 13 und ein in das
Außengehäuse 13 eingepaßtes Innengehäuse 14.
Das Außengehäuse 13 weist eine zylindrische Innenumfangsfläche auf, welche den Bo
den 18 der Führungsnuten 17 bildet. Das Außengehäuse 13 ist an beiden Enden seiner
Innenumfangsfläche mit drei Vorsprüngen 16a und 16b versehen, die in Umfangsrich
tung in gleichen Abständen verteilt sind. Die Vorsprünge 16a und 16b sowie Anlageflä
chen 32a und 32b am Innengehäuse 14 bilden eine Anschlaganordnung. Die Vorsprün
ge 16a und 16b sind nahe den offenen Enden des Außengehäuses 14 vorgesehen; sie
kommen mit einem eingesetzten Dreiarmstern nicht in Eingriff.
Das Außengehäuse 13 weist zwischen den Vorsprüngen 16a und 16b radiale Durch
gangsöffnungen 41 auf, durch die hindurch ein vibrationsdämpfender Werkstoff einge
spritzt wird.
Das Innengehäuse 14 ist mit drei in Umfangsrichtung in gleichen Abständen voneinan
der angeordneten Nuten 20 versehen, die von der Umfangskante des Bodens bis zu dem
offenen Ende des Innengehäuses 14 reichen. Eine bogenförmige Führungsnut-Wandflä
che 21 ist an beiden Seiten jeder Nut 20 ausgebildet. Die Führungsnuten 17 werden von
den Wandflächen 21 und dem Boden 18 der Nuten 20 gebildet.
Das Innengehäuse 14 trägt an seiner Außenumfangsfläche an beiden Enden Rippen 35a
und 35b, die mit den Vorsprüngen 16a und 16b in Axialrichtung ausgerichtet sind. Die
Rippen 35a und 35b sind seitlich mit den Anlageflächen 32a und 32b versehen, welche
den Vorsprüngen 16a und 16b unter Bildung von vorbestimmten Spalten gegenüberlie
gen.
Das Außengehäuse 13 und das Innengehäuse 14 werden zusammengepaßt und in einem
Formwerkzeug fixiert. Dann erfolgt eine gegenseitige Verbindung, indem über die
Durchgangsöffnungen 41 ein das Vibrationsschutzteil 23 bildender vibrationsdämmen
der Werkstoff eingespritzt wird. Das Einspritzen von vibrationsdämpfendem Werkstoff
in Radialrichtung von der Außenseite des Außengehäuses 13 aus ist besonders einfach.
Störende gegenseitige Beeinflussungen zwischen dem Innen- und dem Außengehäuse
sowie dem diese Gehäuse tragenden Formwerkzeug werden vermindert oder ganz ver
mieden; das Formwerkzeug läßt sich besonders einfach aufbauen. Die Herstellungs- und
Bearbeitungsvorgänge lassen sich besonders günstig gestalten, und die Fertigungskosten
können im Vergleich zu einem konventionellen Verfahren gesenkt werden, bei dem ein
Vibrationsschutzteil durch Vulkanisieren mit einer Stahlplatte verbunden und in das
Außengehäuse mit Preßsitz eingesetzt ist.
Der Außenring wird in Verbindung mit einem in die drei Führungsnuten 17 eingesetz
ten Dreiarmstern 33 als homokinetisches Gelenk benutzt. Wenn auf das Gelenk ein
übermäßig hohes Drehmoment einwirkt, legen sich die Vorsprünge 16a und 16b gegen
die Anlageflächen 32a und 32b an. Dadurch wird die relative Verlagerung und Verfor
mung des Vibrationsschutzteils 23 begrenzt.
Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel wird Drehmoment über beide Enden des
Außengehäuses 13 und des Innengehäuses 14 übertragen, wodurch ein Verwinden des
Vibrationsschutzteils 23 in Längsrichtung verhindert wird und wodurch sichergestellt ist,
daß das Innengehäuse 14 keine Taumelbewegung ausführt. Die Steifigkeit des Vibra
tionsschutzteils 23 kann daher frei variiert werden, ohne daß die Dauerhaftigkeit des
Vibrationsschutzteils leidet. Dies macht es seinerseits möglich, das Gelenk so auszubil
den, daß der maximale Schwingungsdämpfungseffekt für unterschiedliche Fahrzeuge er
reicht wird, die mit unterschiedlichen Antriebskraft-Übertragungsmechanismen ausge
stattet sind.
Weil sich die Anschlaganordnung nicht in den Führungsnuten befindet, durch die hin
durch sich der Dreiarmstern 33 bewegt, sind die Innenabmessungen nicht beschränkt.
Der Durchmesser des Außenringes kann daher auf den gleichen Wert wie derjenige ei
nes Außenringes für ein herkömmliches vibrationsgeschütztes homokinetisches Gelenk
reduziert werden.
In Fig. 20 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Außengehäu
se 13 des Außenringes für ein homokinetisches Gelenk mit einem Schaft 37 einstückig
verbunden ist, der eine Kerbverzahnung 36 trägt. Der Innenaufbau des Außenringes
entspricht im übrigen demjenigen des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 17 bis 19. Er
bedarf daher keiner nochmaligen Erläuterung.
Claims (6)
1. Außenring für ein vibrationsgeschütztes homokineti
sches Gelenk, mit einem ein Außengehäuse und ein Innenge
häuse aufweisenden Gehäuse und mit zwischen Außengehäuse
und Innengehäuse angeordneten Vibrationsschutzteilen aus
elastischem Werkstoff, wobei das Außengehäuse an seiner
Innenumfangsfläche mit in Umfangsrichtung verteilt angeord
neten Vorsprüngen versehen ist und das Innengehäuse an sei
ner Außenumfangsfläche in Umfangsrichtung verteilt angeord
nete Nuten aufweist, die sich ebenso wie die Vorsprünge
parallel zu der Drehachse des Gelenks erstrecken, wobei die
Vorsprünge in die Nuten hineinreichen und wobei Innen- und
Außengehäuse unter dem Einfluß auf das Gelenk einwirkenden
übermäßigen Drehmoments unter Verformung der Vibrations
schutzteile in der Gelenkdrehrichtung gegeneinander ver
drehbar sind und eine Anordnung zum Begrenzen dieser gegen
seitigen Drehbewegung von Innen- und Außengehäuse vorgese
hen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Anordnung zum Begrenzen der gegenseitigen Drehbewegung von Innen- und Außengehäuse von Seitenflächen der Vor sprünge (16, 16′, 16a, 16b) und Seitenwandteilen der Nuten (20) des Innengehäuses (14) gebildet ist, zwischen denen sich im unbelasteten Zustand Spalte (X) in der Drehrichtung des Gelenks befinden und die sich zur Begrenzung der gegen seitigen Drehbewegung gegeneinander anlegen, wenn das In nen- und das Außengehäuse so weit gegeneinander verdreht sind, daß die Spalte (X) zu Null geworden sind;
und daß die Vibrationsschutzteile (23) nur zwischen der In nenumfangsfläche des Außengehäuses (13) und der Außenum fangsfläche des Innengehäuses (14) und dabei nur im Bereich zwischen den Vorsprüngen (16, 16′, 16a, 16b) des Außenge häuses beabstandet zu den Vorsprüngen (16, 16′, 16a, 16b) angeordnet sind,
wobei der Abstand (Y) in Drehrichtung zwischen jedem Vor sprung (16, 16′, 16a, 16b) und einem benachbarten Vibra tionsschutzteil (23) gleich oder größer als die Breite der Spalte (X) ist.
die Anordnung zum Begrenzen der gegenseitigen Drehbewegung von Innen- und Außengehäuse von Seitenflächen der Vor sprünge (16, 16′, 16a, 16b) und Seitenwandteilen der Nuten (20) des Innengehäuses (14) gebildet ist, zwischen denen sich im unbelasteten Zustand Spalte (X) in der Drehrichtung des Gelenks befinden und die sich zur Begrenzung der gegen seitigen Drehbewegung gegeneinander anlegen, wenn das In nen- und das Außengehäuse so weit gegeneinander verdreht sind, daß die Spalte (X) zu Null geworden sind;
und daß die Vibrationsschutzteile (23) nur zwischen der In nenumfangsfläche des Außengehäuses (13) und der Außenum fangsfläche des Innengehäuses (14) und dabei nur im Bereich zwischen den Vorsprüngen (16, 16′, 16a, 16b) des Außenge häuses beabstandet zu den Vorsprüngen (16, 16′, 16a, 16b) angeordnet sind,
wobei der Abstand (Y) in Drehrichtung zwischen jedem Vor sprung (16, 16′, 16a, 16b) und einem benachbarten Vibra tionsschutzteil (23) gleich oder größer als die Breite der Spalte (X) ist.
2. Außenring nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß an der Innenumfangsfläche des
Außengehäuses (13) zwischen benachbarten Vorsprüngen (16)
dünne plattenförmige Bauteile (22) angeordnet sind und die
Vibrationsschutzteile (23) mit der Innenseite der dünnen
plattenförmigen Bauteile verbunden sind.
3. Außenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Außenge
häuse (13) an beiden Enden offen ist und seine dem Vibra
tionsschutzteil (23) gegenüberliegende Innenumfangsfläche
als verjüngte Oberfläche (28) derart ausgebildet ist, daß
der Innendurchmesser des Außengehäuses in Richtung auf den
Boden des Gelenks allmählich zunimmt.
4. Außenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge
(16′) nur nahe dem einen Ende des Außengehäuses (13) vorge
sehen sind.
5. Außenring nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein elastisches Teil in Form eines
dünnen Films (40) zwischen dem Boden (38) des Außengehäuses
(13) und dem Boden (39) des Innengehäuses (14) angeordnet
ist und diese beiden Böden voneinander trennt.
6. Außenring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (16a,
16b) an beiden Enden des Außengehäuses (13) vorgesehen sind
und daß das Außengehäuse zwischen den Vorsprüngen mit min
destens einer Radialöffnung (41) zum Einspritzen von Werk
stoff für das Vibrationsschutzteil (23) versehen ist.
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