DE102005044324A1

DE102005044324A1 - Zwischenlager für Gelenkwellen und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102005044324A1
Application number: DE102005044324A
Authority: DE
Inventors: Hans Roth
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: IFA Technologies GmbH
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2025-09-17
Also published as: DE102005044324B4; GB2430239B; US20070065062A1; GB2430239A; GB0617972D0

Abstract

Ein Zwischenlager für Gelenkwellen umfasst einen Lagerträger (2), der Montageflächen (5, 6) zur Anbringung an einem die Gelenkwelle (4) stützenden Bauteil aufweist, und ein elastisches Ausgleichsteil (3), das in einer in dem Lagerträger (2) ausgebildeten Basisöffnung (7) aufgenommen ist und in welchem die Gelenkwelle (4) schwingungsfähig gelagert ist, wobei zum Höhenausgleich das Zentrum des Lagers bezüglich der Montageflächen (5, 6) in unterschiedlicher Höhe positionierbar ist. Erfindungsgemäß wird die Basisöffnung des Lagerträgers (2) mit einer zumindest in Hochrichtung gegenüber dem elastischen Ausgleichsteil (3) größeren Ausdehnung hergestellt und das elastische Ausgleichsteil (3) entsprechend dem vorgesehenen Maß an Höhenausgleich in unterschiedlicher Höhe bezüglich des Lagerträgers (2) einvulkanisiert und eine den verbleibenden Raum zwischen Ausgleichsteil (3) und Basisöffnung (7) schließende Füllung (8, 9) durch beim Herstellen des Vulkanisationsteils (3) vulkanisiertes zusätzliches Material gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zwischenlager für Gelenkwellen und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Es sind eine große Anzahl von Zwischenlagern für Gelenkwellen bekannt, mit deren Hilfe mehrteilige Gelenkwellen, wie sie insbesondere bei Straßenfahrzeugen zur Verbindung zwischen Anriebsaggregat und Achsgetriebe vorgesehen sind, in einem mittleren Bereich nahe dem Gelenk gegen ein Bauteil der Karosserie abgestützt werden. Solche Zwischenlager umfassen einen Lagerträger, der Montageflächen zur Anbringung an dem die Gelenkwelle stützenden Bauteil aufweist, und ein elastisches Ausgleichsteil aus einem vulkanisierten Material, das in einer in dem Lagerträger ausgebildeten Basisöffnung aufgenommen ist und in welchem die Gelenkwelle schwingungsfähig gelagert ist. Das Ausgleichsteil kann als Faltenbalg oder auf andere Weise, z. B. mit einem zwischen einem Innenkranz und einem Außenring abrollbaren Zwischenring mit torusförmiger Grundform, ausgebildet sein. Zwischenlager für Gelenkwellen von verschiedener Art sind beispielsweise in der DE 43 20 642 C1 , der DE-AS 24 57 941 und in dem Deutschen Gebrauchsmuster 6919078 beschrieben.

Je nach Einbaulage der Gelenkwelle soll innerhalb gewisser Grenzen die Möglichkeit eines Höhenausgleichs durch unter schiedliche Positionierung des Zentrums des Lagers, also das Zentrum des die Welle tragenden Ausgleichsteils vorgesehen sein. Nach dem Stand der Technik erfolgt dies typicherweise durch Anschweißen von Metallplättchen an für die Anbringung des Zwischenlagers vorgesehene Montageflächen bildenden Fußbereichen des Lagerträgers. Ein Nachteil dieser Art des Höhenausgleichs ist einerseits der zusätzliche Herstellungsaufwand für das Anschweißen und andererseits der Umstand, dass im Bereich der angeschweißten Metallplättchen eine erhöhte Gefahr von Korrosion, insbesondere von Spaltkorrosion zwischen Fußbereich und Metallplättchen besteht.

Die Aufgabe der Erfindung ist es ein verbessertes Zwischenlager für Gelenkwellen und ein verbessertes Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen.

Die Aufgabe wird durch ein Zwischenlager für Gelenkwellen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Zwischenlagers für Gelenkwellen mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen des Erfindungsgegenstands sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

Durch die Erfindung wird ein Zwischenlager für Gelenkwellen geschaffen, mit einem Lagerträger, der Montageflächen zur Anbringung an einem die Gelenkwelle stützenden Bauteil aufweist, und einem elastischen Ausgleichsteil aus einem vulkanisierten Material, das in einer in dem Lagerträger ausgebildeten Basisöffnung aufgenommen ist und in welchem die Gelenkwelle schwingungsfähig gelagert ist. Zum Höhenausgleich ist das Zentrum des Lagers bezüglich der Montageflächen in unterschiedlicher Höhe positionierbar. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Basisöffnung des Lagerträgers zumindest in Hochrichtung eine gegenüber dem elastischen Ausgleichsteil größere Ausdehnung aufweist, und dass das elastische Ausgleichsteil entsprechend dem vorgesehenen Maß an Höhenausgleich in unterschiedlicher Höhe bezüglich dem Lagerträger einvulkanisiert ist, wobei eine den verbleibenden Raum zwischen Ausgleichsteil und Basisöffnung schließende Füllung aus beim Herstellen des Ausgleichsteils vulkanisiertem zusätzlichem Material vorgesehen ist.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Zwischenlagers ist, dass es mit geringerem Aufwand herstellbar ist. Ein anderer Vorteil des erfindungsgemäßen Zwischenlagers ist, dass es weniger anfällig gegen Korrosion ist. Weiterhin wird eine verbesserte Maßhaltigkeit erreicht, weil das Anschweißen von Abstandsplättchen entfällt.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zwischenlagers ist es vorgesehen, dass die Basisöffnung eine im Durchmesser vergrößerte Ausdehnung hat.

Gemäß einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zwischenlagers ist es vorgesehen, dass die Basisöffnung eine in Hochrichtung oval vergrößerte Ausdehnung hat.

Vorzugsweise ist der Lagerträger als ein tiefgezogenes Metallblechteil hergestellt.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zwischenlagers ist es vorgesehen, dass die Montageflächen an Fußbereichen des Lagerträgers ausgebildet sind, deren Festigkeit durch Umklappen und Auf doppeln des Metallblechs vergrößert ist.

Weiterhin wird durch die Erfindung ein Verfahren geschaffen zur Herstellung eines Zwischenlagers für Gelenkwellen mit einem Lagerträger, der Montageflächen zur Anbringung an einem die Gelenkwelle stützenden Bauteil aufweist, und einem elastischen Ausgleichsteil aus einem vulkanisierten Material, das in einer in dem Lagerträger ausgebildeten Basisöffnung aufgenommen ist, und in welchem die Gelenkwelle schwingungsfähig gelagert ist, wobei zum Höhenausgleich das Zentrum des Lagers bezüglich der Montageflächen in unterschiedlicher Höhe positionierbar ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Basisöffnung des Lagerträgers mit einer zumindest in Hochrichtung gegenüber dem elastischen Ausgleichsteil größeren Ausdehnung hergestellt wird, und dass das elastische Ausgleichsteil entsprechend dem vorgesehenen Maß an Höhenausgleich in unterschiedlicher Höhe bezüglich dem Lagerträger einvulkanisiert und eine den verbleibenden Raum zwischen Ausgleichsteil und Basisöffnung schließende Füllung durch beim Herstellen des Ausgleichsteils vulkanisiertes zusätzliches Material gebildet wird.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass das Zwischenlager mit geringerem Aufwand herstellbar ist. Ein anderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass das Zwischenlager weniger anfällig gegen Korrosion ist.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Basisöffnung mit einer im Durchmesser vergrößerten Ausdehnung hergestellt wird.

Gemäß einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Basisöffnung mit einer in Hochrichtung oval vergrößerten Ausdehnung hergestellt wird.

Vorzugsweise wird der Lagerträger durch Tiefziehen aus Metallblech hergestellt.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Montageflächen durch Fußbereiche des Lagerträgers hergestellt werden, deren Festigkeit durch Umklappen und Aufdoppeln des Metallblechs vergrößert wird.

Vorzugsweise erfolgt das Vulkanisieren des Ausgleichsteils und des die Füllung bildenden Materials unter Verwendung eines an das jeweilige Maß des Höhenausgleichs angepasstes Vulkanisierwerkzeug.

Insbesondere kann das Vulkanisieren des Ausgleichsteils und des die Füllung bildenden Materials unter Verwendung von Wechseleinsätzen erfolgen.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Zwischenlagers und eines Verfahrens zu seiner Herstellung anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Gelenkwelle, wie sie insbesondere bei Straßenfahrzeugen zur Verbindung zwischen Antriebsaggregat und Achsgetriebe vorgesehen ist, wie es ein typisches Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße Zwischenlager ist;
2 eine Ansicht eines Zwischenlagers für eine Gelenkwelle gemäß dem Stand der Technik in axialer Richtung;
3 eine seitliche Schnittansicht des in 2 gezeigten Zwischenlagers für eine Gelenkwelle gemäß dem Stand der Technik;
4a) und b) jeweils eine Ansicht eines Zwischenlagers für eine Gelenkwelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in axialer Richtung, wobei das Zentrum des Lagers einmal in einer oberen Position (4a)) und einmal in einer unteren Position (4b)) dargestellt ist;
5a) und b) jeweils eine seitliche Schnittansicht des in 4a) bzw. 4b) gezeigten Zwischenlagers für eine Gelenkwelle gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Zentrum des Lagers einmal in einer oberen Position (5a)) und einmal in einer unteren Position (5b)) dargestellt ist.
In 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 4 bezeichneten Gelenkwelle gezeigt, wie sie insbesondere bei Straßenfahrzeugen zur Verbindung zwischen einem Anriebsaggregat 13 und einem Achsgetriebe, insbesondere Hinterachsgetriebe 14 vorgesehen ist. Die Gelenkwelle 4 ist durch ein kardanisches Gelenk 15 in eine antriebseitige Teilwelle 4a und eine abtriebseitige Teilwelle 4b unterteilt. In einem mittleren Bereich nahe dem Gelenk 15 ist die Gelenkwelle 4 mittels eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneten Zwischenlagers gegen ein in der Figur nicht gezeigtes Bauteil der Karosserie abgestützt.
Die 2 und 3 zeigen eine Ansicht eines Zwischenlagers 1 für eine Gelenkwelle 4 gemäß dem Stand der Technik in axialer Richtung bzw. eine seitliche Schnittansicht desselben. Das Zwischenlager 1 umfasst einen Lagerträger 2, der Montageflächen 5, 6 zur Anbringung an dem die Gelenkwelle 4 stützenden Bauteil aufweist, und ein elastisches Ausgleichsteil 3 aus einem vulkanisierten Material, das in einer in dem Lagerträger 2 ausgebildeten Basisöffnung 7 aufgenommen ist, und in welchem die Gelenkwelle 4 schwingungsfähig gelagert ist. Das Ausgleichsteil 3 ist hier, wie häufig der Fall, in Form eines Faltenbalgs ausgebildet.
Je nach Einbaulage der Gelenkwelle 4 soll innerhalb gewisser Grenzen die Möglichkeit eines Höhenausgleichs durch unterschiedliche Positionierung des Zentrums des Lagers 1, also des Zentrums des die Welle tragenden Ausgleichsteils 3, in unterschiedlicher Höhe vorgesehen sein. Bei dem dargestellten Zwischenlager 1 nach dem Stand der Technik erfolgt dies durch Anschweißen von Metallplättchen 16, 17 an den für die Anbringung des Zwischenlagers 1 vorgesehene Montageflächen 5, 6 bildenden Fußbereichen 10, 11 des Lagerträgers 2.
Wie bereits weiter oben festgestellt wurde, ist ein Nachteil dieser Art des Höhenausgleichs einerseits der zusätzliche Herstellungsaufwand für das Anschweißen der Metallplättchen 16, 17 und andererseits der Umstand, dass im Bereich der angeschweißten Metallplättchen 16, 17 eine erhöhte Gefahr von Korrosion, insbesondere von Spaltkorrosion zwischen Fußbereich 10, 11 und Metallplättchen 16, 17 besteht.
Die 4a) und b) zeigen jeweils eine Ansicht eines Zwischenlagers 1 für eine Gelenkwelle 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in axialer Richtung, und die 5a) und b) jeweils eine seitliche Schnittansicht des in 4a) bzw. 4b) gezeigten Zwischenlagers 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Zentrum des Lagers zum Zwecke eines Höhenausgleichs einmal in einer oberen Position (4a) und 5a)) und einmal in einer unteren Position (4b) und 5b)) vorgesehen ist.
Wie bei dem in den 2 und 3 dargestellten bekannten Zwischenlager umfasst das Zwischenlager 1 einen Lagerträger 2, der Montageflächen 5, 6 zur Anbringung an einem die Gelenkwelle (4) stützenden Bauteil aufweist, und ein elastisches Ausgleichsteil 3 aus einem vulkanisierten Material, das in einer in dem Lagerträger 2 ausgebildeten Basisöffnung 7 aufgenommen ist, und in welchem die Gelenkwelle 4 schwingungsfähig gelagert ist. Auch hier ist, wie bei 2 und 3, das Ausgleichsteil 3 in Form eines Faltenbalgs ausgebildet.
Je nach Einbaulage der Gelenkwelle 4 soll innerhalb gewisser Grenzen die Möglichkeit eines Höhenausgleichs durch unterschiedliche Positionierung des Zentrums des Lagers 1, also des Zentrums des die Welle tragenden Ausgleichsteils 3 in unterschiedlicher Höhe vorgesehen sein. Zu diesem Höhenausgleich ist die Basisöffnung 7 des Lagerträgers 2 mit einer zumindest in Hochrichtung gegenüber dem elastischen Ausgleichsteil 3 größeren Ausdehnung hergestellt und das elastische Ausgleichsteil 3 entsprechend dem vorgesehenen Maß an Höhenausgleich in unterschiedlicher Höhe bezüglich dem Lagerträger 2 einvulkanisiert.
Bei dem in den 4a) und 5a) gezeigten Zwischenlager 1 ist das Zentrum des Ausgleichsteils 3 und damit das Zentrum, in dem die Gelenkwelle 4 gelagert ist, in einer oberen Position angeordnet.
Bei dem in den 4b) und 5b) gezeigten Zwischenlager 1 ist das Zentrum des Ausgleichsteils 3 und damit das Zentrum, in dem die Gelenkwelle 4 gelagert ist, in einer unteren Position angeordnet.
Eine jeweilige den verbleibenden Raum zwischen dem Ausgleichsteil 3 und der Basisöffnung 7 schließende untere Füllung 8 in 4a) und 5a) bzw. obere Füllung 9 in 4b) bzw. 5b) ist durch beim Herstellen des Ausgleichsteils 3 vulkanisiertes zusätzliches Material gebildet.
Bei dem in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zwischenlagers 1 ist die Basisöffnung 7 mit einer kreisförmigen, gegenüber dem Ausgleichsteil 3 im Durchmesser vergrößerten Ausdehnung hergestellt. Alternativ kann die Basisöffnung 7 beispielsweise auch mit einer nur in Hochrichtung oval vergrößerten Ausdehnung hergestellt sein.
Der Lagerträger 2 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Tiefziehen aus Metallblech hergestellt. Die Montageflächen 5, 6, welche zur Anbringung an dem die Gelenkwelle 4 stützenden Bauteil, etwa einem Teil der Karosserie eines Straßenfahrzeugs dienen, sind durch die Befestigungs- oder Fußbereiche 10, 11 des Lagerträgers 2 hergestellt, deren Festigkeit durch Umklappen und Aufdoppeln des Metallblechs an den Fußbereichen 10, 11 vergrößert ist.
Das Vulkanisieren des Vulkanisationsteils 3 und des die Füllung 8, 9 bildenden Materials erfolgt unter Verwendung eines an das jeweilige Maß des Höhenausgleichs angepasstes Vulkanisierwerkzeug, insbesondere mit Wechseleinsätzen.

1: Zwischenlager
2: Lagerträger
3: Ausgleichsteil, Faltenbalg
4: Gelenkwelle
5: Montagefläche
6: Montagefläche
7: Basisöffnung
8: Füllung
9: Füllung
10: Fuß- oder Befestigungsbereich
11: Fuß- oder Befestigungsbereich
12
13: Antriebsaggregat
14: Achsgetriebe
15: kardanisches Gelenk
16: Metallplättchen
17: Metallplättchen

Claims

Zwischenlager für Gelenkwellen mit einem Lagerträger (2), der Montageflächen (5, 6) zur Anbringung an einem die Gelenkwelle (4) stützenden Bauteil aufweist, und einem elastischen Ausgleichsteil (3) aus einem vulkanisierten Material, das in einer in dem Lagerträger (2) ausgebildeten Basisöffnung (7) aufgenommen ist, und in welchem die Gelenkwelle (4) schwingungsfähig gelagert ist, wobei zum Höhenausgleich das Zentrum des Lagers bezüglich der Montageflächen (5, 6) in unterschiedlicher Höhe positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisöffnung des Lagerträgers (2) zumindest in Hochrichtung eine gegenüber dem elastischen Ausgleichsteil (3) größere Ausdehnung aufweist, und dass das elastische Ausgleichsteil (3) entsprechend dem vorgesehenen Maß an Höhenausgleich in unterschiedlicher Höhe bezüglich dem Lagerträger (2) einvulkanisiert ist, wobei eine den verbleibenden Raum zwischen Ausgleichsteil (3) und Basisöffnung (7) schließende Füllung (8, 9) aus beim Herstellen des Vulkanisationsteils (3) vulkanisiertem zusätzlichem Material vorgesehen ist.
Zwischenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisöffnung (7) eine im Durchmesser vergrößerte Ausdehnung hat.
Zwischenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisöffnung (7) eine in Hochrichtung oval vergrößerte Ausdehnung hat.
Zwischenlager nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger (2) als ein tiefgezogenes Metallblechteil hergestellt ist.
Zwischenlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageflächen (5, 6) an Fußbereichen (10, 11) des Lagerträgers (2) ausgebildet sind, deren Festigkeit durch Umklappen und Auf doppeln des Metallblechs vergrößert ist.
Verfahren zur Herstellung eines Zwischenlagers für Gelenkwellen mit einem Lagerträger (2), der Montageflächen (5, 6) zur Anbringung an einem die Gelenkwelle (4) stützenden Bauteil aufweist, und einem elastischen Ausgleichsteil (3) aus einem elastischen Material, das in einer in dem Lagerträger (2) ausgebildeten Basisöffnung (7) aufgenommen ist, und in welchem die Gelenkwelle (4) schwingungsfähig gelagert ist, wobei zum Höhenausgleich das Zentrum des Lagers bezüglich der Montageflächen (5, 6) in unterschiedlicher Höhe positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisöffnung des Lagerträgers (2) mit einer zumindest in Hochrichtung gegenüber dem elastischen Ausgleichsteil (3) größeren Ausdehnung hergestellt wird und dass das elastische Ausgleichsteil (3) entsprechend dem vorgesehenen Maß an Höhenausgleich in unterschiedlicher Höhe bezüglich dem Lagerträger (2) einvulkanisiert und eine den verbleibenden Raum zwischen Ausgleichsteil (3) und Basisöffnung (7) schließende Füllung (8, 9) durch beim Herstellen des Balgenteils (3) vulkanisiertes zusätzliches Material gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisöffnung (7) mit einer im Durchmesser vergrößerten Ausdehnung hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisöffnung (7) mit einer in Hochrichtung oval vergrößerten Ausdehnung hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger (2) durch Tiefziehen aus Metallblech hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageflächen (5, 6) durch Fußbereiche (10, 11) des Lagerträgers (2) hergestellt werden, deren Festigkeit durch Umklappen und Auf doppeln des Metallblechs vergrößert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Vulkanisieren des Balgenteils (3) und des die Füllung (8, 9) bildenden Materials unter Verwendung ei nes an das jeweilige Maß des Höhenausgleichs angepasstes Vulkanisierwerkzeug erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Vulkanisieren des Balgenteils (3) und des die Füllung (8, 9) bildenden Materials unter Verwendung von Wechseleinsätzen erfolgt.