DE2838235A1

DE2838235A1 - Verfahren zum axialen vorspannen eines homokinetischen gelenks und homokinetisches gelenk

Info

Publication number: DE2838235A1
Application number: DE19782838235
Authority: DE
Inventors: Michel A Orain
Original assignee: Glaenzer Spicer SA
Current assignee: Glaenzer Spicer SA
Priority date: 1977-09-05
Filing date: 1978-09-01
Publication date: 1979-03-08
Also published as: ES473072A1; FR2402109A1; IT7868939A0; DE2838235C2; AR219123A1; US4229871A; FR2402109B1; GB2004978B; MX152688A; US4339931A; GB2004978A; JPS5449443A; IT1160603B; BR7805742A

Description

Verfahren zum axialen Vorspannen eines homokinetischen Gelenks und homokinetisches Gelenk

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum axialen Vorspannen eines homokinetischen Gelenks mit einem glockenförmigen ersten Teil, das mit einer von zwei miteinander zu verbindenden Wellen verbunden ist und Rollbahnen bildet, mit einem zweiten Teil, das mit der anderen Welle verbunden ist und eine Nabe enthält, von der aus sich Drehzapfen erstrecken, auf denen drehbar und verschiebbar Bollen gelagert sind, die in den Rollbahnen des ersten Teils aufgenommen sind, indem eine axiale Haltevorrichtung wenigstens ein Anläget eil enthält, das verschiebbar in einer axialen Bohrung der Nabe eingebaut ist, das eine radiale Schulter enthält, die einer Anlageflache der Nabe zugewandt ist, und mit einer elastischen Befestigung, die am Ende des glockenförmigen Teils befestigt ist.

Die Erfindung betrifft auch ein homokinetisches Gelenk, insbesondere ein solches mit großem Kniekwinkel und einer axialen Haltevorrichtung.

Diese Gelenke dienen der Verbindung zweier Wellen oder anderer gleichartiger Organe. Bei einem mit einem dreiarmigen Gelenk— kreuz versehenen Gelenk begrenzt das glockenförmige Teil drei Rollbahnen mit kreisförmigem Querschnitt, von denen jede eine Rolle aufnimmt, die von jedem der drei Drehzapfen des zweiten Teilρ getragen wird, der folglich die Form eines dreiarmigen Gelcnkkreuzes hat.

Derartige Gelenke haben einen großen Eniekwinkel und werden häufig dadurch axial festgestellt, daß zwischen.dem glockenförmigen Teil und der Nabe des die Drehzapfen tragenden Teils eine axiale Haltevorrichtung angeordnet wird, die folgendes zuläßt: eine Kugelgelenkbewegung und eine Verschiebebewegung senkrecht zur Achse einer der beiden Wellen. Hierzu ist das

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glockenförmige Tieil im allgemeinen wenigstens teilweise durch, eine elastische Befestigung; mit mehreren Armen geschlossen, die an den entsprechenden Armen des glockenförmigen Teils eingehängt werden. Diese Befestigung bildet in ihrem mittleren Teil eine Haltefläche für die Habe des die Drehzapfen bildenden Teils« Es ist ·ebenfalls wenigstens ein Anlageteil vorgesehen, das in der Nabe des Selenkkreuzes längs der Achse der zugehörigen Welle verschiebbar angeordnet ist. Dieses Teil-hat im allgemeinen die Form eines Pilzes, dessen Stiel in der-Nabe aufgenommen ist und der eine radiale Schulter aufweist, die in Berührung mit einer radialen. Anlagefläche der Nabe kommen kann.

In gewissen Anwendungsfallen,· insbesondere bei Fahrzeugen mit Vorderradantrieb,, sind derartige Gelenke von der Motorgruppe erzeugten Schwingungen^; dem Straßenzustand und verschiedenen Reibungen ausgesetztr:-Das axiale Haltesystem wird dann zyklisch erregt, wobei zur Erzielung eines leisen und dauerhaften Be-. triebs zwei Bedingungen erfüllt sein müssen :" - ,

1. Es muß in der axialen Haltevorrichtung eine gegebene; Vor— Spannkraft ausgeübt werdenj

2. Die axiale Steifheit der Haltevorrichtung muß so groß wie möglich sein zur Vermeidung von Resonanzerscheinungen unter den hauptsächlich vom Motor stammenden zyklischen Erregungen. .

Nun sind aber diese beiden Bedingungen gleichzeitig praktisch nicht zu erfüllen,' weil die auszuübende Vorspannkraft in merklichem Ausmaß von der algebraischen Summe der'Herstellungstoleranzen der verschiedenen das G-elenk bildenden Teile abhängt, insbesondere des glockenförmigen Teils, der elastischen Befestigung, der Nabe des G-elenkkreuzes und des pilzförmigen Anlageteils. Überdies kann das Einrasten der elastischen Befestigung unter axialer Vorspannung nicht erfolgen, da dieses

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Einrasten erfolgt, wenn sich, das Gelenk bereits in zusammengebautem Zustand befindet, folglich unter sehr ungünstigen Zugangs— und Sichtbarkeitsbedingungen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Unter-Spannung-Setzen eines homokineti— sehen Gelenks, die der Vorspannvorrichtung eine ausreichende Steifheit und Vorspannkraft erteilen bei leichtem, schnellem und sicherem Zusammenbau des Gelenks, und die bei der Großserienfertigung anwendbar sind.

Dies wird bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß nach dem Einrasten der elastischen Befestigung am glockenförmigen Teil und bei zusammengesetztem Gelenk in Ausfluchtungsstellung des Gelenks der Abstand bestimmt wird, der zwischen der Schulter des An-. lageteils und der Anlagefläche der" Wabe besteht, und daß das Anlageteil axial von der Wabe entfernt wird und zwischen das Anlageteil und die Nabe ein Zwischenstück eingeführt wird, dessen Dicke geringfügig größer als der Abstand ist.

Vorzugsweise wird das Anlageteil von der Nabe durch Bewegung des Gelenks in seine maximale Knickstellung axial entfernt.

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein homokinetisches Gelenk mit einem glockenförmigen Teil, das Rollbahnen für Rollen bildet, die drehbar und verschiebbar auf mit einer " Wabe verbundenen Drehzapfen gelagert sind, wobei zwischen dem glockenförmigen Teil und der Nabe eine axiale Halteeinrichtung angeordnet ist, die folgendes enthält: wenigstens ein Anlage— teil, das in der Nabe axial verschiebbar angeordnet ist und eine Schulter aufweist, die einer radialen Anlagefläche der Nabe zugewandt ist, und eine am Ende des. glockenförmigen Teils befestigte elastische Befestigung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der radialen Schulter des Anlageteils und der angrenzenden radialen Anlagefläche der Nabe ein Zwischenstück

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angeordnet ist, das durch einen auf dem Anlageteil eingerasteten Federring gebildet wird und dessen axiale Dicke geringfügig größer als der Abstand ist, der bei ausgefluchtetem Gelenk die radiale Schulter von der angrenzenden radialen Anlagefläche der Nabe trennt.

Dank diesem Verfahren genügt es, über eine gewisse Anzahl von Zwischenstücken mit verschiedenen Dicken zu verfugen, um für jedes Gelenk-das Zwischenstück zu wählen, das die=gewünschte Vorspannkraft erzielt, und zwar unabhängig von den normalen Herstellungstoleranzen an den verschiedenen Teilen, die das Gelenk und dessen axiale Haltevorrichtung bilden. - .·

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 bis 3 Längsschnitte eines Gelenks nach der Erfindung ■ in drei verschiedenen Verfahrensstadien des Unter-Vor- ' spannung-S etζ ens;

Fig. 4 eine vergrößerte Detailansicht einer ersten Ausführungsform eines eine bestimmte Dicke aufweisenden Zwischenstücks, das Teil des Gelenks ist; ;

Fig. 5 eine Ansicht einer Variante des Zwischenstücks;

Fig. 6 einen Längsschnitt des Gelenks in zusammengebautem Zustand;

Fig. 7 eine gleiche Ansicht einer Variante eines derartigen Gelenks.

Gemäß Fig.· 1 sind zwei Wellen 1 , 2 durch ein homokinetisches Gelenk nach der Erfindung miteinander verbunden. Die Welle 1 ist mit einem glockenförmigen Teil 3 mit drei Armen 4 verbunden, die drei Rollbahnen5 mit kreisförmigem Querschnitt bilden. Die Welle 2 ist ihrerseits mit einer "Schale 6 ver-

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bunden, in der ein Teil 7 in Form, eines dreiarmigen Gelenkkreuzes befestigt ist. Dieses Gelenkkreuz enthält eine Nabe 6 und drei Drehzapfen 9 , auf denen drehbar und verschiebbar Kugelrollen 10 gelagert sind, die in den Rollbahnen des glockenförmigen Teils aufgenommen sind. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Nabe hohl und bildet eine axiale Bohrung, in der ein pilzförmiges Anlageteil 12 aufgenommen ist, das einen zylindrischen Schaft 13 und eine kugelkalottenförmige Anlagefläche 14 aufweist. Das Anlageteil 12 weist ebenfalls eine radiale Schulter 15 auf, die der radialen Anlagefläche 16 der Nabe zugewandt ist. Eine Druckfeder 17 ist zwischen dem Grund der Bohrung 11 und dem Anlageteil 12 angeordnet. Die axiale Haltevorrichtung ist durch eine elastische Befestigung 18 ergänzt, die eine Fläche 19 bildet zur Anlage an eine Kugelfläche 20 der Nabe, und die drei Arme 21 hat, die elastisch auf den Armen des glockenförmigen Teils in an sich bekannter Weise einrasten und daher nicht im einzelnen beschrieben sind.

Das Verfahren zum Vorspannen nach der Erfindung erfolgt in folgender Weise.

Zunächst wird die Befestigung 18 in die Schale 6 eingeführt. Das glockenförmige Teil wird auf die drei Rollen 10 gepaßt und um einen dem maximalen Winkel nahekommenden Winkel so ge-· neigt·(Fig. l), daß das Anlageteil 12 eingedrückt und mit seiner Schulter 15 in Anlage an die Anlagefläche 16 der Nabe gebracht wird. Das glockenförmige Teil befindet.sich dann in eingedrungener Stellung, wobei das Einrasten des Arms 18 der elastischen Befestigung, durch die die Ebene der Achsen X-X und Y-Y der beiden Wellen 1 , 2 verläuft, kann leicht am entsprechenden Arm des glockenförmigen Teils eingerastet werden. Das Einrasten der beiden anderen Arme der Befestigung erfolgt in gleicher Weise durch Schwenken des glokkenförmigen Teils in den Ebenen der beiden anderen Arme. Außerdem, daß die von der Feder 17 ausgeübte verhältnismäßig geringe axiale Kraft überwunden werden muß, erfolgt dieser

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Vorgang in diesem Stadium ohne jegliche axiale Vorspannung.

Wird das glockenförmige Teil freigegeben und werden die beiden Wellen ausgefluchtet (Fig. 2), so erscheint zwischen der Schulter 15 und der Anlagefläche 16 der Wabe ein Abstand. Dieser Abstand kann in diesem Augenblick gemessen werden zum Beispiel durch axiale Verschiebung des glockenförmigen Teils bis zur Anlage der Schulter 15 an der Anlagefläche'16 oder mittels einer speziellen Lehre. Der Abstand kann beispielsweise etwa 0,5 bis 1,5 mm betragen. ■ .

Das Gelenk wird danach maximal abgewinkelt (Fig. 3) durch eine ausgerichtete Drehung um einen Drehzapfen des Gelenkkreuzes, was eine maximale Freigabe des Anlageteils 12 ermöglicht, den Abstand zwischen der Schulter 15 und der Anlagefläche erhöht und das Anlageteil 12 ausreichend freigibt, um die Einführung eines Zwischenstücks 22 (Fig. 3)' zu ermöglichen, das in Form eines elastischen Pederrings vorliegt. Die axiale Dicke des Zwischenstücks wird so gewählt, daß sie den in der Stellung von Pig. 2 gemessenen Abstand geringfügig überschreitet, sodaß bei der Rückstellung des Gelenks in die ausgefluchtete Stellung nach Einführung des Zwischenstücks automatisch die gewünschte Vorspannung erhalten wird.

Das Dickenübermaß des Zwischenstücks bezüglich des gemessenen Maßes oder Ab'stands ist für ein und dieselbe Art von Gelenk konstant. Sie wird experimentell bestimmt in Abhängigkeit von der axialen Steifheit der elastischen Befestigung 18 und von der gewünschten Vorspannkraft. Es ist wünschenswert, daß eine Reihe von Zwischenstücken mit gestuften Dicken zur Verfügung steht, wobei der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zwischenstücken von 0,01 mm bis 0,1 mm gehen kann, sodaß alle sich aus den Herstellungstoleranzen der verschiedenen den Zusammenbau bildenden Teile ergebenden Abweichungen kompensiert werden können, wobei die gewünschte Vorspannkraft genau erzielt wird.

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Bei der Ausführungsform von Fig. 4 hat der das Zwischenstück bildende elastische Federring 22 a einen Umschließungswinkel e_n , der ausreicht, um seine Halterung auf dem Schaft 13 des Anlageteils 12 zu gewährleisten. Bei der Ausführungsform von Fig. 6 hat der Federring eine beinahe konstante radiale Dicke, wobei eine Endabschrägung 23 seinen Eingriff erleichtert.

Bei der Ausführungsform von Fig. 5 hat der Federring 22 b eine kompliziertere Form und insbesondere eine radial· veränderliche Dicke, die eine bessere Verteilung des resultierenden Drucks· der Vorspannkraft auf den Flächen und eine Erhöhung des Umschließungswinkels e„ ermöglicht, ohne daß die beim Einrasten erforderliche Kraft beim Einrasten erhöht wird. Hierzu hat der Federring zwei etwa diametral gegenüberliegende Bereiche 24 mit minimaler Dicke und zwei Enden 25 mit erhöhter radialer Dicke, die in Abschrägungen 26 enden.

Die Bohrung 27 ist überdies gegenüber dem Umfang 28 geringfügig exzentrisch. Der Druck wird auf diese Weise gleichmäßig auf die beiden Flächen verteilt.

Bei der oben beschriebenen und in Fig. 6 zusammengebaut dargestellten Ausführungsform enthält die axiale Haltevorrichtung eine Feder 17 zwischen dem Anlageteil 12 und dem Grund ihres Sitzes 11 in der Nabe.

Die Aufgabe dieser Feder besteht in der Erleichterung des Zusammenbaus und der Aufnahme der bei bestimmten Gestaltungen auftretenden Spiele. Jedoch ist eine solche Feder nicht erforderlich, und es ist in Fig. 1 eine Aus führungs form dargestellt, bei der eine solche Feder weggelassen ist. Um jedoch den Abstand zwischen der Schulter 15 des Anlageteils 12 und der angrenzenden Anlagefläche 16 der Nabe zu messen, muß auf das glockenförmige Teil ein Zug ausgeübt werden, wenn sich das Gelenk in der Gestaltung von Fig. 2 befindet. Danach muß

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eine Zusammendrückung ausgeübt werden. Die Verschiebung des glockenförmigen Teils zwischen diesen beiden Stellungen wird genau gemessen und ermöglicht die Bestimmung der Klasse des Zwischenstücks, das die gewünschte Vorspannung liefern kann.

Aus dem Obigen ergibt sich, daß das Verfahren und die Vorrichtung nach .der Erfindung gut in der Lage sind, die gewünschten Ziele zu erreichen. So kann das Verfahren in industrieller Weise und in Großserie ■ durchgeführt werden und kann die Steifheit der elastischen Befestigung sehr hoch sein,' wobei eine genaue und reproduzierbare Vorspannkraft von einem Gelenk zum anderen erzielt wird. Dies ergibt sich dadurch, daß das die Vorspannkraft bestimmende Zwischenstück erst eingesetzt wird, nachdem bei jedem Gelenk der tatsächliche Abstand gemessen wurde, der die Schulter des Anlageteils von der angrenzenden Anlagefläche der Nabe trennt.

Patentanwälte

Dipl. ng. 27 E^r

Dipl.-ing. K. anshiaschk» B München 40 Jiftfebethstf a8· 34

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Leerseite

Claims

Oi.pk-i'ii.g; r. t*t:.lTK ■-ct.rK.i;
ii>vUTi.-jj-Jü4Ui tiiü.tu·= tn-ifef.-.i .3·; —

10.012'er

Crlaenzer Spicer
F - 78301 POISSY
Frankreich.

Patentansprüche

Verfahren, zuto axialen Vorspannen eines homokinetischen Grelemks niii; einem glockenförmigen ersten Teil, das mit einer von zwei miteinander zu verbindenden Wellen verbunden ist und Eollbahnen bildet, mit einem zweiten Teil, das, mit der anderen Welle verbunden ist und eine Nabe enthält, von der aus sieht Drehzapfen erstrecken, auf .denen drehbar und versendebbar Rollen gelagert sind, die in den Rollbahnen des ersten Teils aufgenommen sind, indem eine axiale Haltevorrichtung wenigstens ein Anlageteil enthält, das verschiebbar in einer axialen Bohrung der Rabe eingebaut ist, das eine radiale Schulter enthält, die einer Anlage-

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ORIGINAL INSPECTED

fläche der Nabe zugewandt ist, und mit einer elastischen Befestigung, die am Ende des glockenförmigen Teils befestigt ist, dadurch gekennz eichnet, daß nach dem Einrasten der elastischen Befestigung am glockenförmigen Teil und bei zusammengesetztem Gelenk in Ausfluchtungsstellung des Gelenks der Abstand bestimmt wird, der zwischen der Schulter des Anlageteils und der Anlagefläche der Habe besteht, und .daß das Anlageteil axial von der Nabe entfernt wird und zwischen das Anlageteil und die Wabe ein Zwischenstück eingeführt wird, dessen Dicke geringfügig größer als der Abstand ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch bei ausgefluchtetem Gelenk erfolgende Messung des Abstands durch axiale Verschiebung des glockenförmigen Teils, bis die . Schulter an der Anlagefläche der Nabe anstößt.

3. Verfahren nach Ansprach 1, gekennzeichnet durch bei ausgefluchtetem Gelenk erfolgende Messung des Abstands durch Ausübung eines Zugs am glockenförmigen Teil und durch anschließende Zusammendriickung, bis die Schulter an der Anlagefläche der Nabe anstößt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch axiale Entfernung des Anlageteils von der Nabe durch Bewegung des Gelenks in seine maximale Knickstellung.

5. Homokinetisches Gelenk mit einem glockenförmigen Teil, das Rollbahnen für Rollen bildet, die drehbar und verschiebbar auf mit einer Nabe verbundenen Drehzapfen gelagert sind, wobei zwischen dem glockenförmigen Teil und der Nabe eine axiale Halteeinrichtung angeordnet ist, die folgendes enthält: wenigstens ein Anlageteil, das in der Nabe axial verschiebbar angeordnet ist und eine Schulter aufweist, die einer radialen Anlagefläche der Nabe zugewandt ist, und eine am Ende des glockenförmigen Teils be-

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festigte elastische Befestigung, dadurch g e k e η η + zeichnet, daß zwischen der radialen Schulter (15) des Anlageteils (12) und der angrenzenden radialen Anlagefläche (16) der Nabe (8) ein Zwischenstück (22) angeordnet ist, das durch einen auf dem Anlageteil (12) eingerasteten Federring gebildet wird und dessen axiale Dicke geringfügig größer als der Abstand ist, der bei ausge-ι fluchtetem Gelenk die radiale Schulter (15) von der angrenzenden radialen Anlagefläche (16) der Nabe (8) trennt.

6. Gelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Federring (22 a) eine etwa gleichbleibende radiale Dicke hat.

7. Gelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß de.r elastische Federring (22 b) eine veränderliche radiale
Dicke hat, die in der Nähe seiner freien Enden am größten " ist.

8. Gelenk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (22b) in zwei diametral gegenüberlxegenden und den freien Enden benachbarten Bereichen eine minimale
radiale Dicke hat.

9. Gelenk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (22 b) eine'Innenbohrung (27) aufweist, die
gegenüber seinem Umfang (28) exzentrisch ist.

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