DE4411515C1 - Gelenkaußenteil für ein Gleichlaufdrehgelenk und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Gelenkaußenteil für ein Gleichlaufdrehgelenk und Verfahren zu dessen Herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenkaußenteil für ein Gleichlaufdrehgelenk mit drei achsparallel verlaufenden, jeweils zwei einander gegenüberliegende Führungsbahnen aufweisenden Führungsnuten und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Man ist seit langem bestrebt Gewichtsreduzierungen bei Gleichlaufdrehgelenken zu erreichen (DE 30 20 193 A1). Die genannte Offenlegungsschrift schlägt vor, einen einstückigen Einsatz oder geteilte Einzeleinsätze in ein Gelenkaußenteil eines Kugelgleichlaufge­ lenkes einzusetzen, wobei der tragende äußere Gelenkkörper aus einem Material besteht, welches ein geringeres spezifisches Gewicht, bezogen auf die Einsätze, aufweist.
Die Offenlegungsschrift gibt jedoch keinen Hinweis darauf, wie sichergestellt werden soll, daß die Einsätze innerhalb des äußeren Gelenkkörpers in einer zueinander zentrierten Lage und darüber hinaus in einer zu den Anschlußmitteln (Zapfen oder Flansch) ausge­ richteten Lage angeordnet werden sollen.
Die EP-0477074 A1 zeigt bereits ein Gelenkaußenteil, bei dem im Bereich der teilweise einstückig ausgebildeten Einsätze ein sich axial erstreckender Freiraum zwischen dem Einsatz und dem Grundkörper des Gelenkaußenteils gebildet ist.
Die hier bereits genannten Freiräume sind radial innerhalb von axial verlaufenden die Einsätze stützenden-Nasen angeordneten Nasen angeordnet. Von ihrer Aus­ bildung her, sind diese Freiräume jedoch nicht in der Lage, einen nennenswerten Beitrag zur Gewichtsverminderung beizutragen.
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik, ist es Aufgabe der Erfindung, ein Gelenkaußenteil für ein Gleichlaufdrehgelenk zu schaffen, das eine beträchtliche Gewichtsreduzierung durch konstruktive Maßnahmen ermöglicht und bei dem eine exakte Zentrierung der Einsätze zueinander und zu Anschlußmitteln gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Mantel für das Ge­ lenkaußenteil außen einen im wesentlichen zylindrischen Umfang aufweist, und daß die Führungsbahnen als fertig geformte und bearbeitete Einsätze an der Innenwandung des Mantels befestigt sind, und daß im radial außenliegenden Bereich der Einsätze, sich über die gesamte axiale Länge des Mantels erstreckende, zu den Einsätzen hin offene Ausnehmungen angeordnet sind.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung eines Gelenkaußenteils ist es von Vorteil, daß die gewichtsreduzierenden Ausnehmungen im Inneren des Mantels angeordnet sind. Hierdurch bleibt die Außenwandung in ihrer zylindrischen Ausbildung erhalten und gewährleistet einen gleichmäßigen Kraftangriff für die radial nach innen anstellbaren Preßwerkzeuge. Vorteilhaft ist die zylindrische Ausbildung des Mantels auch zur Befestigung eines Faltenbalges.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ausneh­ mungen mit mindestens einem teilzylindrischen Bereich versehen sind.
Bei dieser Ausbildung lassen sich die Ausnehmungen gleichzeitig für Befestigungs­ schrauben zur Verbindung mit Anschlußteilen benutzen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß im Bereich jedes Einsatzes jeweils zwei Ausnehmungen vorgesehen sind, und daß zwischen diesen Ausnehmungen symmetrisch zu ihrer radialen Mittellinie ein - bezogen auf die Achse des Gelenkaußenteils - radial nach innen weisender Steg angeordnet ist.
Durch diese Maßnahme wird eine partielle Verstärkung im Bereich der Durchbrüche gewährleistet.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einsätze durch den Steg in ihrem mittleren Bereich radial nach außen abgestützt sind.
Durch diese Abstützung können die Einsätze, falls notwendig, höhere Drehmomen­ te aufnehmen.
Nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind die Einsätze durch Schweißen mit dem Mantel verbunden.
Die Einsätze können hierbei durch Laserschweißen oder andere verzugsarme Schweißverfahren mit dem Mantel verbunden werden.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind die Einsätze durch radial nach innen gerichtete Verpressung unter gleichzeitigem Einsatz eines den Mantel und die Einsätze nach innen stützenden Stützkerns im Mantel befestigt.
Diese Befestigungsart für die Einsätze läßt sich ohne Mehraufwand durch Aus­ nutzung des Preßvorganges anwenden und bedeutet daher keine verfahrenbeding­ ten Mehrkosten.
In einer vorteilhaften Ausbildung ist vorgesehen, daß der Mantel aus einem Strangpreßprofil hergestellt ist. Hierdurch ergibt sich eine kostengünstige Möglich­ keit einer Bereitstellung dem Mantelrohlings.
Nach einem Verfahren zu Herstellung eines Gelenkaußenteils ist vorgesehen, daß die Einsätze in den in vorteilhafter Weise durch Strangpressen vorgefertigten Mantel eingeführt werden, und daß während des radial nach innen gerichteten Preßvorganges ein im Inneren des mit den Einsätzen bestückten Mantels angeord­ neter Stützkern in einer ausgerichteten Stellung zu den Preßwerkzeugen gehalten ist.
Durch die ausgerichtete Positionierung des Stützkernes innerhalb des mit den Einsätzen bestückten Mantels und seine Zentrierung zu den radial nach innen anstellbaren Preßwerkzeugen, wird eine gute Ausrichtung der Innenkontur des Gelenkaußenteils, zu dessen zylindrischer Außenwandung erreicht.
Nachstehend wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausfüh­ rungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1a einen Mantel für das Gelenkaußenteil mit einem teilzylindri­ schen Bereich der Ausnehmungen.
Fig. 1b den Mantel nach Fig. 1a mit darin befestigten Einsätze.
Fig. 2a einen Mantel dessen Ausnehmungen mit jeweils zwei teilzylin­ drischen Bereichen versehen sind.
Fig. 2b den Mantel nach Fig. 2a mit darin aufgenommenen Einsätzen.
Fig. 3a einen Mantel für ein Gelenkaußenteil mit einem Steg im Bereich der Ausnehmungen.
Fig. 3b das Gelenkaußenteil nach Fig. 3a mit eingesetzten Einsätzen.
Fig. 4a einen Mantel für ein Gelenkaußenteil mit langlochförmigen Ausnehmungen.
Fig. 4b den Mantel nach Fig. 4a mit verbauten Einsätzen.
Fig. 5 einen Mantel mit an der zylindrischen Außenwand vorgesehe­ nen Ausnehmungen für den Kraftangriff der Preßwerkzeuge.
Fig. 6 einen Stützkern für den Einpreßvorgang der Einsätze im Man­ tel.
Fig. 7 ein Gelenkaußenteil mit einem mit einem Zapfen versehenen Bodenteil.
Fig. 8 ein Gelenkaußenteil mit einem als Flansch ausgebildeten Bo­ denteil.
Fig. 9 ein Gelenkaußenteil mit einer Schraubverbindung zur Befesti­ gung eines Anschlußteils.
Fig. 10 einen Längsschnitt durch ein komplettes Gleichlaufdrehgelenk mit einem erfindungsgemäßen Gelenkaußenteil.
Die Fig. 1a zeigt einen für ein erfindungsgemäßes Gelenkaußenteil 1 vorgesehe­ nen Mantel 2, der vorzugsweise durch ein Extrudierverfahren hergestellt ist. Im Inneren des Mantels 2 sind Ausnehmungen 3 vorgesehen, die hier jeweils einen teilzylindrischen Bereich 6 beinhalten. Der teilzylindrische Bereich 6 kann zur Aufnahme von Schraubbolzen 17 benutzt werden, um Anschlußteile mit dem Gelenkaußenteil 1 zu verbinden.
In der Fig. 1b ist das komplettierte Gelenkaußenteil 1 dargestellt, bei dem die jeweils paarweise eine Führungsnut 25 darstellenden Führungsbahnen 26 beinhal­ tenden Einsätze 4 im Mantel 2 befestigt sind.
In der Fig. 2a ist ein Mantel 2 dargestellt, bei dem die Ausnehmungen 3 jeweils mit zwei teilzylindrischen Bereichen 6 versehen sind. Die teilzylindrischen Bereiche 6 sind durch einen mittig zwischen ihnen angeordneten Steg 5 gegeneinander abgegrenzt. In der Fig. 2b ist das mit den Einsätzen 4 komplettierte Gelenkaußen­ teil dargestellt.
Die Fig. 3a stellt einen Mantel 2 dar, bei dem ebenfalls die Ausnehmungen 3 mit jeweils zwei teilzylindrischen Bereichen 6 versehen sind, jedoch ist der Steg 5 gegenüber der Darstellung der Fig. 2a und 2b radial weiter nach innen weisend ausgebildet.
In der Fig. 3b ist das vervollständigte Gelenkaußenteil 1 mit den Einsätze 4 dargestellt. Der Steg 5 ist hier derart weit radial nach innen ausgebildet, daß die Einsätze 4 durch den Steg 5 radial nach außen abgestützt werden. Durch diese Maßnahme können die Einsätze 4 eine höhere umfangsgerichtete Kraft und damit ein höheres Drehmoment aufnehmen.
Die Fig. 4a zeigt einen Mantel 2, bei dem die Ausnehmungen als radial nach innen offenes Langloch 7 dargestellt sind.
Die Fig. 4b zeigt das mit den Einsätzen 4 vervollständigte Gelenkaußenteil 1.
In der Fig. 5 ist ein Mantel 2 dargestellt, der mit Ausnehmungen 8 für den Kraft­ angriff d. h. für den Einsatz der radial nach innen anstellbaren Preßwerkzeuge (nicht dargestellt) an der zylindrischen Außenwand des Mantels 2 versehen ist.
In der Fig. 6 ist ein Stützkern 9 dargestellt, der während des Preßvorganges den Mantel 2 und die Einsätze 4 bei dem radial nach innen gerichteten Preßvorgang abstützt. Der Stützkern 9 ist mittig mit einer Zentrier- und Befestigungsbohrung 10 versehen die eine exakte Positionierung der Innenkontur des Gelenkaußenteils 1 zu den Preßwerkzeugen gewährleistet.
Die Fig. 7 zeigt ein erfindungsgemäßes Gelenkaußenteil 1 mit einem Bodenteil 13, das seinerseits mit einer auf einem Zapfen angeordneten Steckverzahnung 14 versehen ist. Das Gelenkaußenteil 1 und das Bodenteil 13 sind durch eine Schweißverbindung 27, vorzugsweise durch Reibschweißen miteinander verbun­ den.
An der dem Bodenteil 13 gegenüberliegenden Seite ist das Gelenkaußenteil mit einem sogenannten Faltenbalg 11 versehen, der seinerseits durch ein Spannband 12 auf der zylindrischen Außenwandung des Gelenkaußenteils 1 befestigt ist.
Die Fig. 8 zeigt ein Gelenkaußenteil 1, das ebenfalls durch eine Schweißver­ bindung 27 mit einem als Flansch ausgebildeten Bodenteil 15 verbunden ist. In dem als Flansch ausgebildeten Bodenteil 15 sind zur Befestigung Schraublöcher 16 vorgesehen.
Die Fig. 9 zeigt ein Gelenkaußenteil 1 mit verbauten Einsätzen 4, bei dem die Verbindung mit einem Anschlußteil (nicht dargestellt) durch Schraubbolzen 17 sichergestellt wird.
Das in der Fig. 9 dargestellte Gelenkaußenteil ist mit einem Abdecktopf 16 verbunden, der seinerseits den mit einem Spannband 12 befestigten Faltenbalg 11 aufnimmt.
In der Fig. 10 ist ein komplettes Gleichlaufdrehgelenk dargestellt, das im wesentli­ chen aus dem Gelenkaußenteil 1 und dem Gelenkinnenteil 18 besteht. Das Gelen­ kinnenteil 18 ist mit drei radial nach außen weisenden kugeligen Zapfen 20 ver­ sehen, die in ihrer Anordnung zu den Führungsnuten 25 korrespondieren.
Auf dem kugeligen Zapfen 20 ist eine Innenrolle 21 schwenkbeweglich und axial verschiebbar angeordnet. Auf der Innenrolle 21 ist über ein Nadellager 22 eine sich in der Führungsnut 25 abstützende Außenrolle 23 gelagert.
Das Gelenkinnenteil 18 ist über eine als Verzahnung ausgebildete Steckverbindung mit einer Welle 19 versehen, die das Gelenkinnenteil 18 drehmomentmäßig weiter­ verbindet. Das Gleichlaufdrehgelenk ist durch den Faltenbalg 11, der wiederum mit einem Spannband 12 sowohl auf dem Gelenkaußenteil 1 als auch auf der Welle 19 befestigt ist, staub- und fettdicht nach außen abgeschlossen.
Bezugszeichenliste
1 Gelenkaußenteil
2 Mantel
3 Ausnehmung
4 Einsatz
5 Steg
6 Teilzylindrischer Bereich
7 Langloch
8 Ausnehmung für Kraftangriff
9 Stützkern
10 Zentrier- und Befestigungsbohrung
11 Falten
12 Spannband
13 mit Zapfen versehenen Bodenteil
14 Steckverzahnung
15 Als Flansch ausgebildetes Bodenteil
16 Abdeckkopf
17 Schraubbolzen
18 Gelenkinnenteil
19 Welle
20 Zapfen
21 Innenrolle
22 Nadellager
23 Außenrolle
24 Abstützkante
25 Führungsnut
26 Führungsbahn
27 Schweißverbindung
28 Durchbruch.

Claims (8)

1. Gelenkaußenteil für ein Gleichlaufdrehgelenk vom Tripodetyp mit drei um­ fangsverteilten, achsparallel verlaufenden, jeweils zwei einander gegenüber­ liegende Führungsbahnen aufweisenden Führungsnuten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mantel (2) für das Gelenkaußenteil (1) außen einen im wesentlichen zylindrischen Umfang aufweist, und daß die Führungsbahnen (25) als fertig geformte und bearbeitete Einsätze (4) an der Innenwandung des Mantels (2) befestigt sind, und dem im radial außenliegenden Bereich der Einsätze (4), sich über die gesamte axiale Länge des Mantels (2) erstreckende, zu den Einsätzen (4) hin offene Ausnehmungen (3) geordnet sind.
2. Gelenkaußenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (3) mit mindestens einem teilzylindrischen Bereich (6) versehen sind.
3. Gelenkaußenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich jedes Einsatzes (4) jeweils zwei Ausnehmungen (3) vorgesehen sind, und daß zwischen diesen Ausnehmungen (3) symmetrisch zu ihrer radialen Mittellinie ein - bezogen auf die Achse des Gelenkaußenteils - radial nach innen weisender Steg (5) angeordnet ist.
4. Gelenkaußenteil nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (4) durch den Steg (5) in ihrem mittleren Bereich radial nach außen abgestützt sind.
5. Gelenkaußenteil nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, die Einsätze (4) durch Schweißen mit dem Mantel (2) verbunden sind.
6. Gelenkaußenteil nach den Ansprüchen 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (4) durch radial nach innen gerichtete Verpressung unter gleich­ zeitigem Einsatz eines den Mantel (2) und die Einsätze (4) nach innen stützen­ den Stützkerns (9) im Mantel (2) befestigt sind.
7. Gelenkaußenteil nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (2) aus einem Strangpreßprofil hergestellt ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Gelenkaußenteils nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (4) in den in vorteilhafter Weise durch Strangpressen vorgefer­ tigten Mantel (2) eingeführt werden, und daß während eines radial nach innen gerichteten Preßvorganges ein im Inneren des mit den Einsätzen (4) bestück­ ten Mantels (2) angeordneter Stützkern (9) in einer ausgerichteten Stellung zu den Preßwerkzeugen gehalten ist.
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