DE4336466A1 - Actuating device with a securing means - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk in Tripodebauart nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1.The invention relates to a constant velocity universal joint in tripod design the features defining the preamble of claim 1.
Ein derart aufgebautes Gleichlaufdrehgelenk ist den Fig. 1 und 2 der DE-A-39 36 600 zu entnehmen. Das bekannte Gleichlaufdrehgelenk ist mit einem beidseitig rechtwinklig zur Belastungsrichtung abgeflachten Zapfen versehen, der von zwei Halbschalen umgeben ist. Der Außenumfang der Halbschalen dient als Laufbahn für die Wälzkörper, die durch an den Halbschalen befindliche Borde eine axiale Begrenzung erfahren. Im eingebauten Zustand sind die Halbschalen einschließlich der Wälzkörper von einem Außenring umgeben, der in einer Längsnut des Gehäuses ab rollt.Such a constant velocity universal joint is shown in FIGS. 1 and 2 can be found in DE-A-39 36 600. The well-known constant velocity joint is flattened on both sides at right angles to the direction of loading Provide cone, which is surrounded by two half-shells. The outer circumference The half-shells serve as a raceway for the rolling elements, which pass through the shelves located on the half-shells experience an axial limitation. in the the half-shells including the rolling elements are installed surrounded by an outer ring that starts in a longitudinal groove in the housing rolls.
Bei der bekannten Ausbildung des Innenringes ist zum einen durch die seitliche Abflachung des Zapfens die Tragzone reduziert, und zum ande ren müssen die Wälzkörper über zwei Stoßfugen abrollen, wodurch funk tionelle Probleme, insbesondere erhöhter Verschleiß, auftreten.In the known design of the inner ring is on the one hand by the lateral flattening of the pin reduces the bearing area, and secondly The rolling elements must roll over two butt joints, which causes radio tional problems, especially increased wear, occur.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gleichlaufdrehgelenk mit einer großen Tragzone zu schaffen, deren Ausgestaltung keinen oder nur einen geringen Einfluß auf die Wälzlagerung nimmt.The object of the invention is therefore to provide a constant velocity joint with a to create a large supporting zone, the design of which has no or only one has little influence on the rolling bearing.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 4 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claims 1 and 4 solved.
Erfindungsgemäß ist nach Anspruch 1 der Zapfen als ein rotationssym metrischer Kugelkopf ausgebildet, der von einem Zwischenelement umge ben ist. Das Zwischenelement, das insgesamt ringförmig ausgebildet ist, hat eine ebenfalls rotationssymmetrische, kalottenförmige Innen kontur und besteht aus zwei Halbschalen oder hat an einer Stelle seines Umfangs eine Sprengfuge, wobei es vom Innenring radial um schlossen ist. Durch die vollkugelige Gestaltung des Zapfens in Ver bindung mit dem Zwischenelement, das eine an die sphärische Oberfläche des Kugelkopfes angepaßte Innenkontur aufweist, ist die Tragzone des Kugelzapfens voll ausgenutzt. Die Flächenpressung zwischen den drehbe weglichen Bauteilen Kugelkopf und Zwischenelement wird durch den erfindungsgemäßen Aufbau vorteilhaft reduziert, was sich förderlich auf den Verschleiß und damit die Lebensdauer des Gleichlaufdrehgelen kes auswirkt. Die Erfindung begünstigt weiterhin den Fertigungsauf wand, da gegenüber dem bisher verwendeten Zapfen die seitlichen Ab flachungen entfallen.According to the invention, the pin is a rotationally symmetric metric ball head formed by an intermediate element ben is. The intermediate element, which is ring-shaped overall is also rotationally symmetrical, dome-shaped inside contour and consists of two half-shells or has in one place an explosive joint around its circumference, whereby it radially around from the inner ring is closed. Due to the full spherical design of the pin in Ver bond with the intermediate element, one on the spherical surface of the ball head has adapted inner contour, is the supporting zone of the Ball pin fully used. The surface pressure between the rotating moving components ball head and intermediate element is by the structure advantageously reduced, which is beneficial on the wear and thus the lifespan of the synchronous rotary joint kes affects. The invention further favors production wall, as compared to the pin used so far, the lateral Ab Flattening is eliminated.
Ein weiterer Vorteil stellt sich gegenüber dem Stand der Technik für die Wälzlagerung ein. Aufgrund der Tatsache, daß beide Halbschalen oder das mit einer Sprengfuge versehene Zwischenelement von einem geschlossenen Innenring radial umgeben sind, auf deren Mantelfläche die Wälzkörper umlaufen, ist keine Trennfuge vorhanden, die sich nach teilig auf die Lebensdauer der Wälzkörper auswirken könnte.Another advantage arises over the prior art for the rolling bearing. Due to the fact that both half shells or the intermediate element provided with an explosive joint closed inner ring are radially surrounded, on the lateral surface around the rolling elements, there is no parting line that follows could partially affect the service life of the rolling elements.
Der Erfindungsgedanke erlaubt auch eine einfache Montage des Zwischen elementes. Sowohl die Halbschalen als auch das eine Sprengfuge auf weisende Zwischenelement sind durch ein radiales Aufsetzen oder durch ein Aufweiten und anschließendes axiales Aufsetzen auf den Kugelkopf anzuordnen. Der radial die Halbschalen oder das Zwischenelement um schließende Innenring fixiert diese auf dem Kugelkopf.The idea of the invention also allows simple assembly of the intermediate element. Both the half-shells and an explosive joint pointing intermediate element are by a radial attachment or by an expansion and subsequent axial placement on the ball head to arrange. The radial around the half shells or the intermediate element closing inner ring fixes this on the ball head.
Gemäß Anspruch 2 sind sowohl die Halbschalen als auch das am Umfang gesprengte Zwischenelement im eingebauten Zustand auf dem Kugelkopf drehbar angeordnet, was sich ebenfalls verschleißmindernd auswirkt, da die Tragzonenbereiche der einzelnen Bauteile nicht lagepositioniert sind.According to claim 2, both the half shells and the circumference detonated intermediate element when installed on the ball head rotatably arranged, which also reduces wear, since the supporting zone areas of the individual components are not positioned are.
Eine mögliche Axialverschiebung zwischen dem Tripodestern und dem Gehäuse des Gleichlaufdrehgelenks erfolgt gemäß Anspruch 3 erfindungs gemäß zwischen dem Innenring einerseits und den Halbschalen oder dem Zwischenelement andererseits. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß in vorteilhafter Weise für die Wälzkörper keine Laufbahnverschie bung bei einer auftretenden Axialverschiebung eintritt.A possible axial shift between the tripod star and the Housing of the constant velocity joint is fiction, according to claim 3 according to between the inner ring on the one hand and the half shells or Intermediate element on the other hand. This configuration achieves that in an advantageous manner for the rolling elements no raceway exercise occurs when an axial displacement occurs.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist nach dem unabhängi gen Anspruch 4 ein mit einer Sprengfuge versehener Innenring vorgese hen, dessen Mantelfläche gleichzeitig als Laufbahn für die Wälzkörper dient. Diese Gestaltung bewirkt einen bauteilverringernden Aufbau bei gleichzeitig reduziertem Bauraum, jedoch bei einer gegenüber dem be kannten Stand der Technik vergrößerten Tragzone.In a further embodiment of the invention, according to the indep gene claim 4 an inner ring provided with an explosive joint hen, the lateral surface at the same time as a track for the rolling elements serves. This design results in a component-reducing structure at the same time reduced installation space, but with one compared to the be known prior art enlarged support zone.
Nach Anspruch 5 soll die Sprengfuge schräg zu einer Längsmittelachse des Innenrings verlaufen. Aufgrund der schräg verlaufenden Sprengfuge wird das Abrollverhalten der Wälzkörper an dem entsprechenden Übergang verbessert.According to claim 5, the explosive should be oblique to a longitudinal central axis of the inner ring. Because of the oblique explosive joint the rolling behavior of the rolling elements at the corresponding transition improved.
Gemäß dem Anspruch 6 ist der Innenring gegenüber dem Kugelkopf ver drehsicher lagefixierbar. Mit dieser Maßnahme kann die Sprengfuge gezielt außerhalb der Tragzone angeordnet werden, wodurch die Wälzkör per in einer Zone mit einer geringeren Radialbelastung die Sprengfuge überlaufen, was sich positiv auf den Verschleiß der Wälzkörper aus wirkt.According to claim 6, the inner ring is ver relative to the ball head non-rotatable fixable. With this measure, the explosive joint can be arranged outside the supporting zone, which means that the rolling elements the explosive joint in a zone with a lower radial load overflow, which has a positive effect on the wear of the rolling elements works.
Vorteilhaft ist es, wenn die Sprengfuge des Innenrings im eingebauten Zustand der Tragzone gegenüberliegend angeordnet ist. Zur Schaffung einer Sprengfuge wird ein Verfahren eingesetzt, mit dem der Innenring bzw. das Zwischenelement im Bereich des beabsichtigten Verlaufs der Sprengfuge mit einer Strahlung beaufschlagt wird. Die eingesetzte energiereiche Strahlung, z. B. Laser- oder Elektronenstrahlung verhin dert in vorteilhafter Weise ein Abplatzen von Material sowohl an der zum Kugelzapfen gerichteten Sitzfläche als auch an der Lauffläche für die Wälzlager des gehärteten Innenrings. Damit ergibt sich für den Innenring im eingebauten Zustand, das heißt nach einem Aufweiten und Aufsetzen auf den Kugelzapfen, eine vorteilhaft nahezu übergangslose Lauffläche im Bereich der Sprengfuge, was sich förderlich auf das Laufverhalten der Wälzkörper auswirkt. It is advantageous if the explosive joint of the inner ring in the built-in State of the supporting zone is arranged opposite. To create an explosive joint, a process is used with which the inner ring or the intermediate element in the area of the intended course of the Blasting joint is exposed to radiation. The one used high energy radiation, e.g. B. prevent laser or electron radiation advantageously, flaking of material both on the seat facing the ball pin as well as on the running surface for the rolling bearings of the hardened inner ring. This results in the Inner ring in the installed state, that is after expanding and Put on the ball stud, an advantageous almost seamless Tread in the area of the explosive joint, which is conducive to that Running behavior of the rolling elements affects.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist zur Erreichung einer wirk samen Drehfixierung nach Anspruch 7 eine Scheibenfeder vorgesehen, die in eine Ausnehmung des Innenrings eingelegt ist und die, aus der Aus nehmung ragend, in einer im Kugelkopf eingebrachten Quernut geführt ist. Damit wird zum einen die erforderliche Schwenkbarkeit zwischen dem Innenring und und dem Kugelkopf gewährleistet, aber eine Verdre hung zwischen diesen beiden Bauteilen wirksam verhindert. Diese Lage fixierung soll beispielhaft als eine von mehreren Fixierungen betrach tet werden.In one embodiment of the invention, an effect is to be achieved seed rotary fixation according to claim 7, a disc spring provided is inserted into a recess of the inner ring and which, from the out Take outstanding, guided in a transverse groove in the ball head is. On the one hand, the required swiveling between the inner ring and and the ball head, but a twist effectively prevented between these two components. This location Fixation should be considered as one of several fixations be tested.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gleichlaufdrehgelenks werden nachfolgend anhand der Abbildungen und Bezugszeichen im einzel nen erläutert und beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the constant velocity universal joint according to the invention are based on the illustrations and reference numerals in detail NEN explained and described. It shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform mit zwei Halbschalen eines erfindungsgemäßen Gleichlaufdrehge lenks; Figure 1 shows a longitudinal section through an embodiment with two half-shells of a synchronous rotary joint according to the invention.
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie L-L in Fig. 1; Fig. 2 shows a section along the line LL in Fig. 1;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Gleichlaufdrehgelenk mit einem gesprengten Innenring; Figure 3 is a longitudinal section through a constant velocity universal joint with an exploded inner ring.
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie M-M in Fig. 3; FIG. 4 shows a section along the line MM in FIG. 3;
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Wälzkörper un mittelbar auf einem gesprengten Innenring geführt sind und Fig. 5 shows an embodiment in which the rolling elements are guided un indirectly on an exploded inner ring and
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie N-N in Fig. 5. Fig. 6 shows a section along the line NN in Fig. 5.
Der Aufbau eines erfindungsgemäßen Gleichlaufdrehgelenks 1a wird zunächst anhand der Fig. 1 erläutert, in der ein Teilbereich des in eine Tripodeeinheit aufgebauten Gleichlaufdrehgelenks 1a im Längs schnitt abgebildet ist. Das Gleichlaufdrehgelenk 1a ist versehen mit einem Tripodestern 2, der drei um je 120° zueinander versetzt angeord nete Kugelköpfe 3 aufweist, von denen in Fig. 1 ein rotationssym metrischer, d. h. ein eine vollkugelige Kontur aufweisender Kugelkopf 3 abgebildet ist.The construction of a constant velocity universal joint 1 a according to the invention is first explained with reference to FIG. 1, in which a partial area of the constant velocity rotary joint 1 a constructed in a tripod unit is shown in longitudinal section. The constant velocity universal joint 1 a is provided with a tripod star 2 , which has three ball heads 3 offset from one another by 120 ° to one another, of which a rotationally symmetrical, ie a ball head 3 having a full spherical contour is shown in FIG. 1.
Jeder Kugelkopf 3 ist über ein Wälzlager 4, ausgeführt als Radial wälzlager, in einem das Gleichlaufdrehgelenk 1a umschließenden Gehäuse 5 gelagert. Damit wird eine schwenkbewegliche, axial verschiebbare Anordnung des Tripodesterns 2 im Gehäuse 5 erreicht. Das Wälzlager um faßt ein Zwischenelement 6a, bestehend aus zwei Halbschalen 7, 8, die mit einer dem sphärischen Bereich des Kugelkopfs 3 angepaßten, eben falls rotationssymmetrischen Innenkontur 9 versehen unmittelbar auf dem Kugelkopf 3 geführt sind. Die Halbschalen 7, 8 sind von einem Innenring 10 umgeben, auf dessen Mantelfläche Wälzkörper 11 des Wälz lagers 4 umlaufen. Die Wälzkörper 11 erfahren durch seitlich am Innen ring 10 angeordnete Borde 12, 13 eine Axialfixierung. Die Wälzkörper 11 liegen außen an einem Außenring 14 an, der zur Erreichung einer Längsverschiebung des Tripodesterns 2 in eine Längsnut 15 des Gehäuses 5 eingesetzt ist.Each ball head 3 is mounted on a roller bearing 4 , designed as a radial roller bearing, in a housing 5 enclosing the constant velocity joint 1 a. A pivotable, axially displaceable arrangement of the tripod star 2 in the housing 5 is thus achieved. The rolling bearing comprises an intermediate element 6 a, consisting of two half-shells 7 , 8 , which are adapted to the spherical region of the ball head 3 , if provided with a rotationally symmetrical inner contour 9 , are guided directly on the ball head 3 . The half-shells 7 , 8 are surrounded by an inner ring 10 , on its outer surface rolling elements 11 of the rolling bearing 4 revolve. The rolling elements 11 are axially fixed by rings 12 , 13 arranged laterally on the inner ring 10 . The rolling elements 11 bear against the outside of an outer ring 14 which is inserted into a longitudinal groove 15 of the housing 5 in order to achieve a longitudinal displacement of the tripod star 2 .
Aus der Fig. 2 geht hervor, daß der Kugelkopf 3 durch die Halbschalen 7, 8 vollständig umschlossen ist, wodurch die Tragzone 18 als Bereich des Kugelkopfs 3, der durch die Belastung "F" zwischen dem Kugelkopf 3 und den Halbschalen 7, 8 am stärksten beansprucht ist, sowohl radial als auch axial vergrößert ist. Die aufgrund der Belastung "F" in das Gleichlaufdrehgelenk 1a eingeleitete Belastung wird so über eine größere Fläche auf den Kugelkopf 3 übertragen, wodurch die Flächen pressung "P" deutlich reduziert ist (siehe grafische Darstellung in Fig. 1).From Fig. 2 it can be seen that the ball head 3 is completely enclosed by the half-shells 7 , 8 , whereby the support zone 18 as a region of the ball head 3 , which by the load "F" between the ball head 3 and the half-shells 7 , 8 on is heavily stressed, is enlarged both radially and axially. The load introduced due to the load "F" in the constant velocity joint 1 a is transferred over a larger area to the ball head 3 , whereby the surface pressure "P" is significantly reduced (see graphic representation in Fig. 1).
In den weiteren Ausführungsbeispielen der Fig. 3 bis 6 sind die mit dem ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmenden Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen, so daß bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführung zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen werden kann.In the further exemplary embodiments of FIGS . 3 to 6, the components which correspond to the first exemplary embodiment are provided with the same reference numerals, so that reference can be made to the description of the first exemplary embodiment with regard to their description.
Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Gleichlaufdrehgelenk 1b, bei dem das Zwischenelement 6b anstelle von Halbschalen (Fig. 1 und 2) mit einer einzigen Sprengfuge 17 versehen ist. Das Zwischenelement 6b, das zur Montage aufgeweitet werden kann und anschließend axial auf den Kugel kopf 3 aufschiebbar ist, ist gemäß Fig. 4 so in das Gleichlaufdrehge lenk 1b eingesetzt, daß die Sprengfuge 17 der Tragzone 18 gegenüber liegend angeordnet ist, so daß sie nicht im tragenden Bereich liegt. FIGS. 3 and 4 show a constant velocity joint 1 b, in which the intermediate member 6 b instead of half shells (Figs. 1 and 2) is provided with a single Sprengfuge 17th The intermediate element 6 b, which can be expanded for assembly and then axially pushed onto the ball head 3 , is steered according to FIG. 4 in the synchronous rotary joint 1 b that the explosive joint 17 of the supporting zone 18 is arranged opposite, so that it is not in the load-bearing area.
Fig. 3 zeigt weiterhin eine Maßnahme, mit der eine Axialverschiebung zwischen dem Gehäuse 5 und dem Tripodestern 2 ausschließlich zwischen dem Innenring 10 und dem Zwischenelement 6b erfolgt. Dazu weist der Außenring 14 einseitig einen radial nach innen zeigenden Bord 26 auf. Fig. 3 also shows a measure with which an axial displacement between the housing 5 and the tripod star 2 takes place exclusively between the inner ring 10 and the intermediate element 6 b. For this purpose, the outer ring 14 has on one side a radially inwardly pointing rim 26 .
Auf der Gegenseite ist der Außenring 14 mit einem in der Umlaufnut eingesetzten Sicherungsring 27 versehen, der nach dem Zusammenbau des Wälzlagers 4 bzw. des Gleichlaufdrehgelenks 1b eine Axialverschiebung zwischen den Wälzkörpern 10 und dem Außenring 14 unterbindet.On the opposite side, the outer ring 14 is provided with a circlip 27 inserted in the circumferential groove, which prevents an axial displacement between the rolling elements 10 and the outer ring 14 after the rolling bearing 4 or the constant velocity joint 1 b has been assembled.
Aus den Fig. 5 und 6 ist das Gleichlaufdrehgelenk 1c entnehmbar, bei dem das Zwischenelement 6c durch den Innenring 21 des Wälzlagers 4 gebildet wird. Abweichend zu dem in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der mit einer Sprengfuge 25 versehene Innen ring auf dem Kugelkopf 3 durch eine Scheibenfeder 23 drehfixiert. Dazu weist der Kugelkopf 3, der Tragzone 18 gegenüberliegend eine Quernut 22 auf, in der die Scheibenfeder 23 geführt ist, welche in eine örtli che Ausnehmung 24 im Innenring 21 eingesetzt ist. Die Sprengfuge 25 ist gemäß Fig. 6 um ca. 45° zur Scheibenfeder 23 versetzt angeordnet und verläuft schräg zur Längsmittelachse des Innenrings 21. Außerdem besteht ein Unterschied in der Führung der Wälzkörper 11, die eine Axialfixierung durch am Außenring 14 angeordnete Borde 19, 20 erfah ren.From FIGS. 5 and 6, the constant velocity universal joint 1 c can be removed, in which the intermediate element 6 c by the inner ring 21 of the rolling bearing 4 is formed. In contrast to the example shown in Figs. 3 and 4 embodiment, provided with a Sprengfuge 25 inner ring is rotationally fixed by a disk spring 23 on the ball head 3. For this purpose, the ball head 3 , the support zone 18 opposite a transverse groove 22 , in which the disc spring 23 is guided, which is inserted into a local recess 24 in the inner ring 21 . The explosive joint 25 is arranged offset by approximately 45 ° to the disc spring 23 according to FIG. 6 and extends obliquely to the longitudinal central axis of the inner ring 21 . There is also a difference in the guidance of the rolling elements 11 , which experience axial fixation by rims 19 , 20 arranged on the outer ring 14 .
BezugszeichenlisteReference list
1a Gleichlaufdrehgelenk
1b Gleichlaufdrehgelenk
1c Gleichlaufdrehgelenk
2 Tripodestern
3 Kugelkopf
4 Wälzlager
5 Gehäuse
6a Zwischenelement
6b Zwischenelement
6c Zwischenelement
7 Halbschale
8 Halbschale
9 Innenkontur
10 Innenring
11 Wälzkörper
12 Bord
13 Bord
14 Außenring
15 Längsnut
16 Innenring
17 Sprengfuge
18 Tragzone
19 Bord
20 Bord
21 Innenring
22 Quernut
23 Scheibenfeder
24 Ausnehmung
25 Sprengfuge
26 Bord
27 Sicherungsring 1 a constant velocity swivel
1 b constant velocity swivel
1 c constant velocity swivel
2 tripod stars
3 ball head
4 rolling bearings
5 housing
6 a intermediate element
6 b intermediate element
6 c intermediate element
7 half-shell
8 half-shell
9 inner contour
10 inner ring
11 rolling elements
12 board
13 board
14 outer ring
15 longitudinal groove
16 inner ring
17 explosive joint
18 support zone
19 board
20 board
21 inner ring
22 transverse groove
23 disc spring
24 recess
25 explosive joint
26 board
27 circlip
Claims (7)
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DE4336466A Withdrawn DE4336466A1 (en) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | Actuating device with a securing means |
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Owner name: INA WAELZLAGER SCHAEFFLER OHG, 91074 HERZOGENAURAC |
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