WO2018202232A1 - Beschichtungssystem für gelenkkreuzbüchse - Google Patents

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WO2018202232A1
WO2018202232A1 PCT/DE2018/100287 DE2018100287W WO2018202232A1 WO 2018202232 A1 WO2018202232 A1 WO 2018202232A1 DE 2018100287 W DE2018100287 W DE 2018100287W WO 2018202232 A1 WO2018202232 A1 WO 2018202232A1
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side wall
universal joint
edge
edge element
face
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PCT/DE2018/100287
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Inventor
Martin Kruppa
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/38—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another
    • F16D3/382—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another constructional details of other than the intermediate member
    • F16D3/385—Bearing cup; Bearing construction; Bearing seal; Mounting of bearing on the intermediate member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C21/00—Combinations of sliding-contact bearings with ball or roller bearings, for exclusively rotary movement
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Definitions

  • the invention relates to a universal joint bush, intended for a universal joint of a universal joint shaft. More specifically, the invention relates to a universal joint box for automotive steering and cardan joints.
  • the transition of the bush bottom or the bottom element to the hollow cylindrical side wall element of the universal joint bushing is also endangered because of the contact corrosion frequently occurring at this point. This is primarily due to applications with materials that have different voltage potentials, for example when a steel box is installed in an aluminum fork.
  • a universal joint socket intended for a universal joint of a universal joint shaft comprises the following features:
  • cup-shaped figure with an inside and an outside, - wherein the cup-shaped shape is formed by a bottom element and a 9.wand- delement,
  • the side wall element is formed as a hollow cylinder, an outer and an inner circumferential surface and a first and a second end face comprises, - wherein the bottom element comprises a bottom outside and a bottom inside,
  • both or one of the end faces have an edge element which forms a transition of the side wall element to an end face
  • the coating on the edge element on a larger compared to the outer surface of the side wall member and / or the bottom outside of the bottom element layer thickness. This ensures better corrosion protection on or on the edge element. Furthermore, it is favorable if the first end face has a first edge element, in particular for the application of an embossing nose of a joint fork of a universal joint. Thus, this area can be better protected against corrosion.
  • the bottom element is arranged on the first end face, in particular on the first edge element. It is also expedient for the first edge element to be designed so as to be radially encircling and directed inwards.
  • the second end face has a second edge element, in particular for bearing a sealing element, preferably a sealing ring. In this way, this area can ensure an improved protection against corrosion.
  • the second edge element is designed to be radially circumferential and directed inwards.
  • the edge element in particular the first and / or second edge element, has a layer thickness for the coating which, in comparison with the outer lateral surface of the side wall element and / or to the bottom outer layer.
  • side of the floor element is 20 to 100% thicker. Then it is possible to achieve increased corrosion protection.
  • the coating of the bottom element and / or the side wall element has a layer thickness of between 2 and 10 ⁇ m, in particular between 2 and 6 ⁇ m. These layer thicknesses provide excellent protection against corrosion and are also inexpensive to produce.
  • the edge element in particular the first and / or second edge element, an outer curved surface for the transition of the outer circumferential surface of the side wall member to the first or second end face.
  • a smooth transition from the outer lateral surface can be created to one of the end faces.
  • the edge element in particular the first and / or second edge element, an outer curved surface for the transition of the outer lateral surface of the side wall member to the bottom outside of the bottom element. Consequently, the side wall member and the bottom member are connected to each other via the edge member.
  • edge element in particular the first and / or second edge element, has an inner curved surface for the transition of the inner lateral surface of the side wall element to the first or second end side. In this way, a smooth transition from the inner circumferential surface can be created to one of the end faces.
  • the edge element in particular the first and / or second edge element, an inner curved surface for the transition of the inner circumferential surface of the side wall member to the bottom inside of the bottom element.
  • the side wall element and the bottom element are connected to one another via the edge element.
  • the outer side of the cup-shaped shape is formed by the outer circumferential surface of the side wall member, the bottom outside of the bottom member and the outer curved surface of the edge member. Further, it is advantageous if the inside of the cup-shaped shape of the inner circumferential surface of the side wall member, the bottom inside of the bottom element and the inner curved surface of the edge element is formed.
  • the coating on the outer curved surface of the edge element comprises a larger compared to the outer surface of the side wall element and / or the bottom outside of the bottom element layer thickness. In this way, the outer curved surfaces of the edge element can provide improved protection against corrosion.
  • edge element in particular the first rim element, forms a transition from the bottom element to the side wall element.
  • the edge element for the transition from the bottom element to the side wall element is curved in an angular range between 80 and 100 degrees. It is advantageous if the inner curved surface and / or the outer curved surface of the edge element is curved in an angular range between 80 and 100 degrees.
  • bottom element, the edge element and the side wall element are integrally formed. This facilitates manufacturing and reduces manufacturing costs.
  • the bottom element comprises a circular base. It is also advantageous if the coating comprises a Zn alloy, in particular a ZnNi or ZnFe alloy for cathodic protection.
  • the coating is applied galvanically.
  • This idea preferably concerns - in simplified terms - a universal joint bushing with a coating against corrosion on the outside of the cup-shaped joint cross-bushing.
  • the coating is an extremely thin (galvanically applied) coating that effectively protects the outside of the universal joint bush against corrosion.
  • the outside of the universal joint bushing has a cathodic protection effect (remote action), for example, a sealing lip contact also advantageously permanently protects, if this has clear rubbed during operation tracks.
  • the coating covers at least the entire outside of the universal joint bush and has in its cylindrical region a layer thickness between preferably 2 and 10 pm, preferably between 2 and 6 pm.
  • At least partially at least 20%, preferably at most 100%, are thicker in regions of a sealing lip system and / or embossing nose system or in regions of an edge element which forms a transition of a hollow-cylindrical side wall element to an end face.
  • the coating or corrosion protection layer is preferably at least 20% thicker in functional areas, such as at edge elements for a transition of a hollow cylindrical sidewall element to an end face, than at other areas, such as at the front sides or at the front sidewall member. In this way it is possible to achieve a sufficiently increased corrosion protection in the functional areas or at the edge elements.
  • the universal joint box according to the invention has the advantage that it provides a higher corrosion protection where it is needed. Furthermore, preferably the universal joint box according to the invention has a smaller layer thickness at the locations where a thicker coating is more dysfunctional, such as on the cylindrical outer shell or on the outer surface of the hollow cylindrical side wall element, where it is preferably low, not too high press forces in the To have mounting and to keep the influence of the operating clearance by tolerance of the coating within limits. From a process point of view, it is expedient to realize the layer thickness variation by controlling the energization of the electroplating bath - so-called external energization. The current flowing through or the current strength preferably determine the result of the targeted layer thickness design.
  • the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment in conjunction with accompanying drawings. Here are shown schematically:
  • Figure 1A is a sectional view of an inventive universal joint bushing arranged on a pivot pin and inserted into a yoke.
  • Fig. 1 B is a three-dimensional view of a universal joint with pivot pin
  • Fig. 2 is a sectional view of the universal joint socket according to the invention of Fig. 1 in an enlarged view.
  • FIG. 1 A shows a sectional view of a universal joint bushing 1 according to the invention arranged on a pivot pin 24 and inserted in a hinged fork 21. More precisely, FIG. 1A shows a universal joint bush 1 intended for a universal joint 20 of a universal joint shaft.
  • the joint cross-bushing 1 has a cup-shaped shape G, which is formed by a bottom element 2 and a side wall element 3.
  • the side wall element 3 is hollow-cylindrical and has a first 4 and a second end face 5.
  • Both end faces 4, 5 have an edge element 6, 7, which forms a transition of the side wall element 3 to the respective end face 4, 5.
  • a coating B is applied against corrosion.
  • the coating B on the edge element 6, 7 has a greater layer thickness compared to the side wall element 3 and bottom element 2.
  • the first end face 4 has a first edge element 6 for contacting an embossing nose 22 of a joint fork 21 of a universal joint 20.
  • the bottom element 2 is arranged on the first end face 4 or on the first edge element 6, wherein the first edge element 6 is designed to be radially encircling and directed inwards.
  • the second end face 5 has a second edge element 7 for abutment of a sealing element 23, preferably a sealing ring, wherein the second edge element 7 is likewise designed to run radially around and inwards.
  • rolling elements 25 are arranged between the pivot pin 24 and the universal joint bushing 1, as a result of which the pivot pin 24 can rotate relative to the universal joint bushing 1. No rotation is possible between the joint fork 21 and the universal joint bush 1, since these are connected to one another via an interference fit.
  • Figure 1 B shows a three-dimensional view of a universal joint 20 with pivot pin 24, wherein in each of the pin 24 usually a universal joint bushing 1 is arranged.
  • Figure 2 shows a sectional view of the universal joint socket 1 according to the invention from Figure 1 in an enlarged view.
  • the universal joint bush 1 has a pot-shaped form G with an inner side I and an outer side A, wherein the cup-shaped shape G is formed by a bottom element 2 and a side wall element 3.
  • the side wall element 3 is hollow-cylindrical and has an outer AM, an inner circumferential surface IM and a first 4 and a second end face 5.
  • the bottom element 2 has a bottom outside AS and a bottom inside IS.
  • Both end faces 4, 5 have an edge element 6, 7, which forms a transition of the side wall element 3 to the respective end face 4, 5.
  • a coating B is applied against corrosion.
  • the coating B on the edge elements 6, 7 a greater compared to the outer surface AM of the side wall member 3 and the bottom outside AS of the bottom element 2 layer thickness.
  • the first end face 4 has a first edge element 6 for abutment of an embossing nose 22 of a joint fork 21 of a universal joint 20, wherein the bottom element 2 is arranged on the first end face 4 or on the first edge element 6.
  • the second end face 5 has a second edge element 7 for bearing a sealing element 23 or a sealing ring (see FIG. 1A).
  • Both the first edge element 6 and the second edge element 7 are designed to run radially inwards and inwards.
  • the first 6 and second edge element 7 have on the outside A a layer thickness for the coating B, which is 20 to 100% thicker compared to the outer lateral surface AM of the side wall element 3 and the bottom outside AS of the bottom element 2. As a result, an increased corrosion protection can be achieved.
  • the coating B of the bottom element 2 and the side wall element 3 in the present example has a layer thickness of 4 pm.
  • both the first 6 and the second edge element 7 have an outer curved surface AF for the transition of the outer lateral surface AM of the side wall element 3 to the first and second end face 4, 5.
  • the first edge element 6 with the outer curved surface AF creates a transition from the outer lateral surface AM of the side wall element 3 to the floor outer side AS of the floor element 2.
  • first 6 and second edge element 7 has an inner curved surface IF for the transition of the inner lateral surface IM of the side wall element 3 to the first and second end face 4, 5.
  • the first edge element 6 with the inner curved surface IF creates a transition of the inner lateral surface IM of the side wall element 3 to the bottom inner side IS of the bottom element 2.
  • the edge elements 6, 7 form a transition to the end faces 4, 5. More specifically, the first edge element 6 forms a transition from the bottom element 2 to the side wall element 3, wherein the edge element 6 for the transition from the bottom element 2 to the side wall element 3 is curved in an angular range between 80 and 100 degrees. This applies to both the inner curved surface IF and the outer curved surface AF.
  • the bottom element 2, the edge elements 6, 7 and the side wall element 3 are formed in one piece, wherein the bottom element 2 comprises a circular base surface.
  • the outer side A of the cup-shaped shape G is formed by the outer lateral surface AM of the side wall element 3, the bottom outer side AS of the bottom element 2 and the outer curved surfaces AF of the edge elements 6, 7.
  • the inner side I of the cup-shaped shape G is formed by the inner lateral surface IM of the side wall element 3, the bottom inner side IS of the bottom element 2 and the inner curved surfaces IF of the two edge elements 6, 7.
  • the coating B has on the outer curved surfaces AF of the first and second edge elements 6, 7 a greater layer thickness compared to the outer lateral surface AM of the side wall element 3 and compared to the bottom outer side AS of the bottom element 2.
  • the coating B in the present case may comprise a Zn alloy, in particular a ZnNi or ZnFe alloy, for cathodic protection, the coating B being applied by electroplating.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gelenkkreuzbüchse (1), bestimmt für ein Kreuzgelenk (20) einer Kreuzgelenkwelle. Die Gelenkkreuzbüchse (1) umfasst eine topfförmige Gestalt (G) mit einer Innenseite (I) und einer Außenseite (A), wobei die topfförmige Gestalt (G) von einem Bodenelement (2) und einem Seitenwandelement (3) gebildet wird, wobei das Seitenwandelement (3) hohlzylindrisch ausgebildet ist, eine äußere (AM) und eine innere Mantelfläche (IM) sowie eine erste (4) und eine zweite Stirnseite (5) umfasst, wobei das Bodenelement (2) eine Bodenaußenseite (AS) und eine Bodeninnenseite (IS) umfasst, wobei beide oder eine der Stirnseiten (4, 5) ein Randelement (6, 7) aufweisen, welches einen Übergang des Seitenwandelements (3) zu einer Stirnseite (4, 5) bildet, und wobei eine Beschichtung (B) gegen Korrosion auf der Außenseite (A) der topfförmigen Gestalt (G) aufgebracht ist. Dabei weist die Beschichtung (B) auf dem Randelement (6, 7) eine im Vergleich zur äußeren Mantelfläche (AM) des Seitenwandelements (3) und/oder zur Bodenaußenseite (AS) des Bodenelements (2) größere Schichtdicke auf.

Description

Besch ichtunqssystem für Gelenkkreuzbüchse
Die Erfindung betrifft eine Gelenkkreuzbüchse, bestimmt für ein Kreuzgelenk einer Kreuzgelenkwelle. Genauer dargestellt, betrifft die Erfindung eine Gelenkkreuzbüchse für KFZ-Lenkungs- und Kardanwellengelenke.
Derartige Lager sind starken Umwelteinflüssen ausgesetzt und müssen gegen diese geschützt werden. In der Regel werden Dichtungen gegen Eindringen von Schmutz und Wasser vorgesehen. Für die im Kontakt mit dem Bördelbord des Lagers stehende Dichtlippe ist ein Lager- Korrosionsschutz von großer Bedeutung, da dieser die Unterrostung und relativ schnelle Beschädigung die Dichtlippenkontur verhindert.
Auch der Übergang des Büchsenbodens bzw. des Bodenelements zum hohlzylindrischen Seitenwandelement der Gelenkkreuzbüchse ist wegen der an dieser Stelle häu- fig auftretender Kontaktkorrosion gefährdet. Dies liegt in erster Linie an Anwendungen mit Materialien, die unterschiedliche Spannungspotentiale aufweisen, wenn beispielsweise eine Stahlbüchse in einer Aluminiumgabel verbaut ist.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gelenkkreuzbüchse, bestimmt für ein Kreuzgelenk einer Kreuzgelenkwelle, anzugeben, welche eine Beschichtung gegen Korrosion aufweist, die vorzugsweise sowohl die Dichtungslauffläche als auch den Übergang des Büchsenbodens bzw. des Bodenelements zum hohlzylindrischen Seitenwandelement der Gelenkkreuzbüchse effektiv schütz und außerdem kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Pa- tentanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß umfasst bei der vorliegenden Erfindung eine Gelenkkreuzbüchse, bestimmt für ein Kreuzgelenk einer Kreuzgelenkwelle, folgende Merkmale:
- eine topfförmige Gestalt mit einer Innenseite und einer Außenseite, - wobei die topfförmige Gestalt von einem Bodenelement und einem Seitenwan- delement gebildet wird,
- wobei das Seitenwandelement hohlzylindrisch ausgebildet ist, eine äußere und eine innere Mantelfläche sowie eine erste und eine zweite Stirnseite umfasst, - wobei das Bodenelement eine Bodenaußenseite und eine Bodeninnenseite umfasst,
- wobei beide oder eine der Stirnseiten ein Randelement aufweisen, welches einen Übergang des Seitenwandelements zu einer Stirnseite bildet, und
- wobei eine Beschichtung gegen Korrosion auf der Außenseite der topfförmigen Gestalt aufgebracht ist.
Bevorzugterweise weist die Beschichtung auf dem Randelement eine im Vergleich zur äußeren Mantelfläche des Seitenwandelements und/oder zur Bodenaußenseite des Bodenelements größere Schichtdicke auf. Dies gewährleistet einen besseren Korrosionsschutz an bzw. auf dem Randelement. Des Weiteren ist es günstig, wenn die erste Stirnseite ein erstes Randelement, insbesondere zur Anlage einer Prägenase einer Gelenkgabel eines Kreuzgelenkes, aufweist. Somit kann dieser Bereich besser gegen Korrosion geschützt werden.
Vorzugsweise ist an der ersten Stirnseite, insbesondere am ersten Randelement, das Bodenelement angeordnet. Auch ist es günstig, wenn das erste Randelement radial umlaufend und nach innen gerichtet ausgebildet ist.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die zweite Stirnseite ein zweites Randelement, insbesondere zur Anlage eines Dichtelements, vorzugsweise eines Dichtrings, aufweist. Auf diese Weise kann dieser Bereich eine verbesserte Schutzwirkung gegen Korrosion gewährleisten.
Auch ist es günstig, wenn vorzugsweise das zweite Randelement radial umlaufend und nach innen gerichtet ausgebildet ist.
Des Weiteren ist bevorzugt, dass das Randelement, insbesondere das erste und/oder zweite Randelement, eine Schichtdicke für die Beschichtung aufweist, die im Ver- gleich zur äußeren Mantelfläche des Seitenwandelements und/oder zur Bodenaußen- seite des Bodenelements um 20 bis 100 % dicker ist. Dann ist es möglich, einen gesteigerten Korrosionsschutz zu erreichen.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Beschichtung des Bodenelements und/oder des Seitenwandelements eine Schichtdicke zwischen 2 und 10 pm, insbesondere zwi- sehen 2 und 6 pm, aufweist. Diese Schichtdicken bilden einen hervorragenden Schutz gegen Korrosion und sind zudem günstig herstellbar.
Bevorzugterweise weist das Randelement, insbesondere das erste und/oder zweite Randelement, eine äußere gekrümmte Fläche zum Übergang der äußeren Mantelfläche des Seitenwandelements zur ersten oder zweiten Stirnseite auf. Somit kann ein fließender Übergang von der äußeren Mantelfläche zu einer der Stirnseiten geschaffen werden.
Vorzugsweise weist das Randelement, insbesondere das erste und/oder zweite Randelement, eine äußere gekrümmte Fläche zum Übergang der äußeren Mantelfläche des Seitenwandelements zur Bodenaußenseite des Bodenelements auf. Folglich sind das Seitenwandelement und das Bodenelement miteinander über das Randelement verbunden.
Ferner ist es günstig, wenn das Randelement, insbesondere das erste und/oder zweite Randelement, eine innere gekrümmte Fläche zum Übergang der inneren Mantelfläche des Seitenwandelements zur ersten oder zweiten Stirnseite aufweist. Auf diese Weise kann ein fließender Übergang von der inneren Mantelfläche zu einer der Stirnseiten geschaffen werden.
Vorteilhafterweise weist das Randelement, insbesondere das erste und/oder zweite Randelement, eine innere gekrümmte Fläche zum Übergang der inneren Mantelfläche des Seitenwandelements zur Bodeninnenseite des Bodenelements auf. In der Folge sind das Seitenwandelement und das Bodenelement über das Randelement miteinander verbunden.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Außenseite der topfförmigen Gestalt von der äußeren Mantelfläche des Seitenwandelements, der Bodenaußenseite des Bodenelements und der äußeren gekrümmten Fläche des Randelements gebildet wird. Ferner ist es von Vorteil, wenn die Innenseite der topfförmigen Gestalt von der inneren Mantelfläche des Seitenwandelements, der Bodeninnenseite des Bodenelements und der inneren gekrümmten Fläche des Randelements gebildet wird.
Auch ist es günstig, wenn die Beschichtung auf der äußeren gekrümmten Fläche des Randelements eine im Vergleich zur äußeren Mantelfläche des Seitenwandelements und/oder zur Bodenaußenseite des Bodenelements größere Schichtdicke umfasst. Auf diese Weise können die äußeren gekrümmten Flächen des Randelements einen verbesserten Schutz gegen Korrosion bieten.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Randelement, insbesondere das erste Ran- delement, einen Übergang vom Bodenelement zum Seitenwandelement bildet.
Günstigerweise ist das Randelement für den Übergang vom Bodenelement zum Seitenwandelement in einem Winkelbereich zwischen 80 und 100 Grad gekrümmt. Dabei ist es günstig, wenn die innere gekrümmte Fläche und/oder die äußere gekrümmte Fläche des Randelements in einem Winkelbereich zwischen 80 und 100 Grad ge- krümmt ist.
Ferner ist bevorzugt, dass das Bodenelement, das Randelement und das Seitenwandelement einstückig ausgebildet sind. Dies erleichtert die Herstellung und reduziert die Herstellungskosten.
Vorzugsweise umfasst das Bodenelement eine kreisrunde Grundfläche. Auch ist es günstig, wenn die Beschichtung eine Zn-Legierung, insbesondere eine ZnNi- oder ZnFe-Legierung zur kathodischen Schutzwirkung umfasst.
Günstigerweise ist die Beschichtung galvanisch aufgebracht.
Nachfolgend wird der oben dargestellte Erfindungsgedanke ergänzend mit anderen Worten ausgedrückt. Dieser Gedanke betrifft vorzugsweise - vereinfacht dargestellt - eine Gelenkkreuzbüchse mit einer Beschichtung gegen Korrosion auf der Außenseite der topfförmigen der Gelenkskreuzbüchse.
Dabei handelt es sich bei der Beschichtung um einen (nur einen) extrem dünnen galvanisch aufgebrachten Überzug, der die Außenseite der Gelenkkreuzbüchse effektiv gegen Korrosion schützt. Durch vorzugsweise Zn-Legierungen, wie beispielsweise ZnNi oder ZnFe, verfügt die Außenseite der Gelenkkreuzbüchse über eine kathodische Schutzwirkung (Fernwirkung), die beispielsweise einen Dichtlippenkontakt auch dann vorteilhafterweise dauerhaft schützt, wenn, dieser im Betrieb blankgeriebene Spuren aufweist. Günstigerweise bedeckt die Beschichtung zumindest die gesamte Außenseite der Gelenkkreuzbüchse und weist in deren zylindrischem Bereich eine Schichtdicke zwischen vorzugsweise 2 und 10 pm, bevorzugterweise zwischen 2 und 6 pm auf.
Erfindungsgemäß ist jedoch in Bereichen einer Dichtlippenanlage und/oder Prägenasenanlage bzw. in Bereichen eines Randelements, das einen Übergang eines hohlzy- lindrisch ausgebildeten Seitenwandelements zu einer Stirnseite bildet, zumindest teilweise mindestens 20%, vorzugsweise maximal 100%, dicker.
Nochmals anders ausgedrückt, ist vorzugsweise die Beschichtung bzw. die Korrosionsschutzschicht in Funktionsbereichen, wie zum Beispiel an Randelementen für einen Übergang eines hohlzylindrisch ausgebildeten Seitenwandelements zu einer Stirnseite, mindestens um 20% dicker als an anderen Bereichen, wie zum Beispiel an den Stirnseiten oder an dem Seitenwandelement. Auf diese Weise ist es möglich, einen ausreichend gesteigerten Korrosionsschutz in den Funktionsbereichen bzw. an den Randelementen zu erreichen.
Auch wird darauf hingewiesen, dass es bevorzugterweise nicht sinnvoll ist, die Be- Schichtung in Funktionsbereichen bzw. an den Randelementen um mehr als 100% zu erhöhen. Denn dann kann ein Korrosionsangriff im Bereich des hohlzylindrisch ausgebildeten Seitenwandelements oder im Bereich des Bodenelements lebensdauerbestimmend und damit keine weitere Verbesserung erreicht werden.
Mit anderen Worten ausgedrückt hat die erfindungsgemäße Gelenkkreuzbüchse den Vorteil, dass sie einen höheren Korrosionsschutz dort bietet, wo dieser benötigt wird. Ferner weist vorzugsweise die erfindungsgemäße Gelenkkreuzbüchse an den Orten eine geringere Schichtdicke auf, wo ein dickerer Überzug eher funktionsstörend ist, wie beispielsweise am zylindrischem Außenmantel bzw. an der äußeren Mantelfläche des hohlzylindrisch ausgebildeten Seitenwandelements, wo es vorzugsweise günstig ist, nicht zu hohe Einpresskräfte bei der Montage zu haben und die Beeinflussung des Betriebsspiels durch Toleranzlage der Beschichtung in Grenzen zu halten. Verfahrenstechnisch lässt sich günstigerweise die Schichtdickenvariation durch eine Steuerung der Bestromung des Galvanikbades - sogenannte Außenbestromung - realisieren. Der durchfließende Strom, bzw. die Stromstärke bestimmen vorzugsweise das Ergebnis der gezielten Schichtdickengestaltung. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch:
Fig. 1A eine Schnittansicht auf eine erfindungsgemäße Gelenkkreuzbüchse in Anordnung an einem Gelenkzapfen und eingesetzt in eine Gelenkgabel;
Fig. 1 B eine dreidimensionale Ansicht eines Kreuzgelenks mit Gelenkzapfen; und
Fig. 2 eine Schnittansicht auf die erfindungsgemäße Gelenkkreuzbüchse aus Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung.
In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Gegenstände verwendet.
Figur 1 A zeigt eine Schnittansicht auf eine erfindungsgemäße Gelenkkreuzbüchse 1 in Anordnung an einem Gelenkzapfen 24 und eingesetzt in eine Gelenkgabel 21 . Genauer dargestellt zeigt Figur 1 A eine Gelenkkreuzbüchse 1 , bestimmt für ein Kreuzgelenk 20 einer Kreuzgelenkwelle.
Die Gelenkskreuzbüchse 1 hat eine topfförmige Gestalt G, die von einem Bodenelement 2 und einem Seitenwandelement 3 gebildet wird.
Das Seitenwandelement 3 ist hohlzylindrisch ausgebildet und hat eine erste 4 und ei- ne zweite Stirnseite 5.
Beide Stirnseiten 4, 5 weisen ein Randelement 6, 7 auf, welches einen Übergang des Seitenwandelements 3 zu zur jeweiligen Stirnseite 4, 5 bildet.
Außenseitig bzw. auf der Außenseite A, wie Figur 1 A zeigt, ist eine Beschichtung B gegen Korrosion aufgebracht. Die Besch ichtung B auf dem Randelement 6, 7 weist dabei eine im Vergleich zum Sei- tenwandelement 3 und Bodenelement 2 größere Schichtdicke auf.
Des Weiteren geht aus Figur 1A hervor, dass die erste Stirnseite 4 ein erstes Randelement 6 zur Anlage einer Prägenase 22 einer Gelenkgabel 21 eines Kreuzgelen- kes 20 aufweist.
Dabei ist an der ersten Stirnseite 4 bzw. am ersten Randelement 6 das Bodenelement 2 angeordnet, wobei das erste Randelement 6 radial umlaufend und nach innen gerichtet ausgebildet ist.
Die zweite Stirnseite 5 hingegen weist ein zweites Randelement 7 zur Anlage eines Dichtelements 23, vorzugsweise eines Dichtrings, auf, wobei das zweite Randelement 7 ebenfalls radial umlaufend und nach innen gerichtet ausgebildet ist.
Des Weiteren ist aus Figur 1 A zu erkennen, dass zwischen dem Gelenkzapfen 24 und der Gelenkkreuzbüchse 1 Wälzkörper 25 angeordnet sind, wodurch sich der Gelenkzapfen 24 relativ zur Gelenkkreuzbüchse 1 drehen kann. Zwischen der Gelenksgabel 21 und der Gelenkskreuzbüchse 1 ist keine Drehung möglich, da diese über eine Presspassung miteinander verbunden sind.
Figur 1 B zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Kreuzgelenks 20 mit Gelenkzapfen 24, wobei in jedem der Zapfen 24 in der Regel eine Gelenkkreuzbüchse 1 angeordnet ist. Figur 2 zeigt eine Schnittansicht auf die erfindungsgemäße Gelenkkreuzbüchse 1 aus Figur 1 in einer vergrößerten Darstellung.
Hierbei weist die Gelenkkreuzbüchse 1 eine topfförmige Gestalt G mit einer Innenseite I und einer Außenseite A auf, wobei die topfförmige Gestalt G von einem Bodenelement 2 und einem Seitenwandelement 3 gebildet wird. Das Seitenwandelement 3 ist hohlzylindrisch ausgebildet und weist eine äußere AM, eine innere Mantelfläche IM sowie eine erste 4 und eine zweite Stirnseite 5 auf.
Das Bodenelement 2 hat eine Bodenaußenseite AS und eine Bodeninnenseite IS.
Beide Stirnseiten 4, 5 weisen ein Randelement 6, 7 auf, welches einen Übergang des Seitenwandelements 3 zur jeweiligen Stirnseite 4, 5 bildet. Auf der Außenseite A der topfförmigen Gestalt G ist eine Beschichtung B gegen Korrosion aufgebracht.
Hierbei weist die Beschichtung B auf den Randelementen 6, 7 eine im Vergleich zur äußeren Mantelfläche AM des Seitenwandelements 3 und zur Bodenaußenseite AS des Bodenelements 2 größere Schichtdicke auf.
Wie bereits zu Figur 1A beschrieben, hat die erste Stirnseite 4 ein erstes Randelement 6 zur Anlage einer Prägenase 22 einer Gelenkgabel 21 eines Kreuzgelenkes 20, wobei an der ersten Stirnseite 4 bzw. am ersten Randelement 6 das Bodenelement 2 angeordnet ist. Die zweite Stirnseite 5 hat ein zweites Randelement 7 zur Anlage eines Dichtelements 23 bzw. eines Dichtrings (vergleiche Figur 1 A).
Sowohl das erste Randelement 6 als auch das zweite Randelement 7 sind radial umlaufend und nach innen gerichtet ausgebildet.
Das erste 6 und zweite Randelement 7 haben auf der Außenseite A eine Schichtdicke für die Beschichtung B, die im Vergleich zur äußeren Mantelfläche AM des Seitenwandelements 3 und zur Bodenaußenseite AS des Bodenelements 2 um 20 bis 100 % dicker ist. Dadurch kann ein gesteigerter Korrosionsschutz erreicht werden.
Die Beschichtung B des Bodenelements 2 und des Seitenwandelements 3 hat im vorliegenden Beispiel eine Schichtdicke von 4 pm. Wie Figur 2 ferner zeigt, hat sowohl das erste 6 als auch das zweite Randelement 7 eine äußere gekrümmte Fläche AF zum Übergang der äußeren Mantelfläche AM des Seitenwandelements 3 zur ersten bzw. zweiten Stirnseite 4, 5.
Dabei schafft das erste Randelement 6 mit der äußeren gekrümmten Fläche AF einen Übergang von der äußeren Mantelfläche AM des Seitenwandelements 3 zur Bo- denaußenseite AS des Bodenelements 2.
Ferner hat das erste 6 und zweite Randelement 7 eine innere gekrümmte Fläche IF zum Übergang der inneren Mantelfläche IM des Seitenwandelements 3 zur ersten bzw. zweiten Stirnseite 4, 5.
Hierbei schafft das erste Randelement 6 mit der inneren gekrümmten Fläche IF einen Übergang der inneren Mantelfläche IM des Seitenwandelements 3 zur Bodeninnenseite IS des Bodenelements 2. Nochmals ein wenig anders ausgedrückt, bilden die Randelemente 6, 7 einen Übergang zu den Stirnseiten 4, 5. Genauer dargestellt, bildet das erste Randelement 6 einen Übergang vom Bodenelement 2 zum Seitenwandelement 3, wobei das Randelement 6 für den Übergang vom Bodenelement 2 zum Seitenwandelement 3 in einem Winkelbereich zwischen 80 und 100 Grad gekrümmt ist. Dies gilt sowohl für die innere gekrümmte Fläche IF als auch für die äußere gekrümmte Fläche AF.
Ferner geht aus Figur 2 hervor, dass das Bodenelement 2, die Randelemente 6, 7 und das Seitenwandelement 3 einstückig ausgebildet sind, wobei das Bodenelement 2 eine kreisrunde Grundfläche umfasst. Die Außenseite A der topfförm igen Gestalt G wird von der äußeren Mantelfläche AM des Seitenwandelements 3, der Bodenaußenseite AS des Bodenelements 2 und der äußeren gekrümmten Flächen AF der Randelemente 6, 7 gebildet.
Die Innenseite I der topfförm igen Gestalt G wird von der inneren Mantelfläche IM des Seitenwandelements 3, der Bodeninnenseite IS des Bodenelements 2 und der inne- ren gekrümmten Flächen IF der beiden Randelemente 6, 7 gebildet.
Wie bereits angedeutet, weist die Beschichtung B auf den äußeren gekrümmten Flächen AF des ersten und zweiten Randelements 6, 7 eine im Vergleich zur äußeren Mantelfläche AM des Seitenwandelements 3 und im Vergleich zur Bodenaußenseite AS des Bodenelements 2 größere Schichtdicke auf. Die Beschichtung B im vorliegenden Fall kann eine Zn-Legierung, insbesondere eine ZnNi- oder ZnFe-Legierung, zur kathodischen Schutzwirkung umfassen, wobei die Beschichtung B galvanisch aufgebracht wurde.
Bezugszeichenliste
1 Gelenkkreuzbüchse
2 Bodenelement
3 Seitenwandelement
4 erste Stirnseite
5 zweite Stirnseite
6 erstes Randelement
7 zweites Randelement
20 Kreuzgelenk
21 Gelenkgabel
22 Prägenase
23 Dichtelement
24 Gelenkzapfen
25 Wälzkörper
G topfförmige Gestalt
I Innenseite der topfförmigen Gestalt
A Außenseite der topfförmigen Gestalt
IM innere Mantelfläche des Seitenwandelements
AM äußere Mantelfläche des Seitenwandelements
AS Bodenaußenseite des Bodenelements
IS Bodeninnenseite des Bodenelements
B Beschichtung
AF äußere gekrümmte Fläche des Randelements
IF innere gekrümmte Fläche des Randelements

Claims

Patentansprüche
Gelenkkreuzbüchse (1 ), bestimmt für ein Kreuzgelenk (20) einer Kreuzgelenkwelle, aufweisend:
- eine topfförmige Gestalt (G) mit einer Innenseite (I) und einer Außenseite (A),
- wobei die topfförmige Gestalt (G) von einem Bodenelement (2) und einem Sei- tenwandelement (3) gebildet wird,
- wobei das Seitenwandelement (3) hohlzylindrisch ausgebildet ist, eine äußere (AM) und eine innere Mantelfläche (IM) sowie eine erste (4) und eine zweite Stirnseite (5) umfasst,
- wobei das Bodenelement (2) eine Bodenaußenseite (AS) und eine Bodeninnenseite (IS) umfasst,
- wobei beide oder eine der Stirnseiten (4, 5) ein Randelement (6, 7) aufweisen, welches einen Übergang des Seitenwandelements (3) zu einer Stirnseite (4, 5) bildet, und
- wobei eine Beschichtung (B) gegen Korrosion auf der Außenseite (A) der topf- förmigen Gestalt (G) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Beschichtung (B) auf dem Randelement (6, 7) eine im Vergleich zur äußeren Mantelfläche (AM) des Seitenwandelements (3) und/oder zur Bodenaußenseite (AS) des Bodenelements (2) größere Schichtdicke aufweist.
Gelenkkreuzbüchse nach Anspruch 1 ,
- wobei die erste Stirnseite (4) ein erstes Randelement (6), insbesondere zur Anlage einer Prägenase (22) einer Gelenkgabel (21 ) eines Kreuzgelenkes (20), aufweist,
- wobei vorzugsweise an der ersten Stirnseite (4), insbesondere am ersten Randelement (6), das Bodenelement
(2) angeordnet ist,
- wobei vorzugsweise das erste Randelement (6) radial umlaufend und nach innen gerichtet ausgebildet ist.
3. Gelenkkreuzbüchse nach Anspruch 1 oder 2,
- wobei die zweite Stirnseite (5) ein zweites Randelement (7), insbesondere zur Anlage eines Dichtelements (23), vorzugsweise eines Dichtrings, aufweist,
- wobei vorzugsweise das zweite Randelement (7) radial umlaufend und nach innen gerichtet ausgebildet ist.
4. Gelenkkreuzbüchse nach einem der vorigen Ansprüche,
- wobei das Randelement (6, 7), insbesondere das erste (6) und/oder zweite Randelement (7), eine Schichtdicke für die Beschichtung (B) aufweist, die im Vergleich zur äußeren Mantelfläche (AM) des Seitenwandelements (3) und/oder zur Bodenaußenseite (AS) des Bodenelements (2) um 20 bis 100 % dicker ist, um einen gesteigerten Korrosionsschutz zu erreichen,
- wobei vorzugsweise die Beschichtung (B) des Bodenelements (2) und/oder des Seitenwandelements (3) eine Schichtdicke zwischen 2 und 10 pm, insbesondere zwischen 2 und 6 pm, aufweist.
5. Gelenkkreuzbüchse nach einem der vorigen Ansprüche,
- wobei das Randelement (6, 7), insbesondere das erste (6) und/oder zweite Randelement (7), eine äußere gekrümmte Fläche (AF) zum Übergang der äußeren Mantelfläche (AM) des Seitenwandelements (3) zur ersten oder zweiten Stirnseite (4, 5) aufweist,
- wobei vorzugsweise das Randelement (6, 7), insbesondere das erste (6)
und/oder zweite Randelement (7), eine äußere gekrümmte Fläche (AF) zum Übergang der äußeren Mantelfläche (AM) des Seitenwandelements (3) zur Bodenaußenseite (AS) des Bodenelements (2), aufweist.
6. Gelenkkreuzbüchse nach einem der vorigen Ansprüche,
- wobei das Randelement (6, 7), insbesondere das erste (6) und/oder zweite Randelement (7), eine innere gekrümmte Fläche (IF) zum Übergang der inneren Mantelfläche (IM) des Seitenwandelements (3) zur ersten oder zweiten Stirnseite (4, 5) aufweist, - wobei vorzugsweise das Randelement (6, 7), insbesondere das erste (6) und/oder zweite Randelement (7), eine innere gekrümmte Fläche (IF) zum Übergang der inneren Mantelfläche (IM) des Seitenwandelements (3) zur Bodeninnenseite (IS) des Bodenelements (2) aufweist.
7. Gelenkkreuzbüchse nach Anspruch 5 oder 6,
- wobei die Außenseite (A) der topfförmigen Gestalt (G) von der äußeren Mantelfläche (AM) des Seitenwandelements (3), der Bodenaußenseite (AS) des Bodenelements (2) und der äußeren gekrümmten Fläche (AF) des Randelements (6, 7) gebildet wird, und/oder
- wobei vorzugsweise die Innenseite (I) der topfförmigen Gestalt (G) von der inneren Mantelfläche (IM) des Seitenwandelements (3), der Bodeninnenseite (IS) des Bodenelements (2) und der inneren gekrümmten Fläche (IF) des Randelements (6, 7) gebildet wird, und/oder
- wobei vorzugsweise die Beschichtung (B) auf der äußeren gekrümmten Fläche (AF) des Randelements (6, 7) eine im Vergleich zur äußeren Mantelfläche (AM) des Seitenwandelements (3) und/oder zur Bodenaußenseite (AS) des Bodenelements (2) größere Schichtdicke umfasst.
8. Gelenkkreuzbüchse nach einem der vorigen Ansprüche,
- wobei das Randelement (6, 7), insbesondere das erste Randelement (6), einen Übergang vom Bodenelement (2) zum Seitenwandelement (3) bildet,
- wobei vorzugweise das Randelement (6) für den Übergang vom Bodenelement (2) zum Seitenwandelement (3) in einem Winkelbereich zwischen 80 und 100 Grad gekrümmt ist, insbesondere dessen innere gekrümmte Fläche (IF) und/oder dessen äußere gekrümmte Fläche (AF).
Gelenkkreuzbüchse nach einem der vorigen Ansprüche,
- wobei das Bodenelement (2), das Randelement (6, 7) und das Seitenwandelement (3) einstückig ausgebildet sind,
- wobei vorzugsweise das Bodenelement (2) eine kreisrunde Grundfläche umfasst.
10. Gelenkkreuzbüchse nach einem der vorigen Ansprüche,
- wobei die Beschichtung (B) eine Zn-Legierung, insbesondere eine ZnNi- oder ZnFe-Legierung zur kathodischen Schutzwirkung umfasst,
- wobei vorzugsweise die Beschichtung (B) galvanisch aufgebracht ist.
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