DE3604630C2 - - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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Description
Die Erfindung betrifft eine aus zwei voneinander
unabhängigen Baueinheiten bestehende Lagerungsanordnung
einer über ein Gleichlaufdrehgelenk antreibbaren Radnabe
am zugehörigen Radträger eines Kraftfahrzeuges, wobei die
durch den Radträger gehaltene Lagerung mit der Radnabe die
eine und das Gelenk die andere Baueinheit bilden, beide
Baueinheiten lösbar miteinander verbunden sind, und beide
Bauteile mittels zueinander korrespondierender, sowohl in
Umfangs- als auch in Axialrichtung spielfrei ineinandergreifender
Stirnverzahnungen an einander zugekehrten
Flächen beider Baueinheiten, insbesondere an innerem
Lagerring und äußerem Gelenkkörper, und mittels einer
zentralen Schraube oder dergleichen verbunden sind.
In der DE-PS 31 16 720 wird eine Lagerungsanordnung der
eingangs genannten Art vorgeschlagen. Aus Fig. 2 dieser
Druckschrift ist beispielhaft die Ausbildung einer
Stirnverzahnung ersichtlich. Selbstverständlich ist auch
die Anwendung anderer Zahnformen oder -anordnungen möglich.
Lagerungsanordnungen der hiermit beschriebenen Art bieten
den Vorteil, daß sie sich baugruppenweise vormontieren
lassen. Im Einbaufalle lassen sich beide Baugruppen
mittels ihrer Stirnverzahnungen und der zentralen Schraube
leicht, unaufwendig und relativ spielfrei miteinander
verbinden; im Demontagefall, etwa zur Vornahme von
Reparaturen, gleten die oben schon genannten Vorteile
sinngemäß.
In der DE-PS 31 16 775 wird eine Lagerungsanordnung
vorgeschlagen, die aus zwei einzelnen und unabhängig
voneinander fertigmontierten Baueinheiten besteht. Die
Stirnseite des inneren Lagerringes der Lagerbaueinheit
einerseits und die des äußeren Gelenkkörpers andererseits
sind dabei miteinander formschlüssig verbindbar und im
Bedarfsfall wieder voneinander lösbar, wobei jedoch in
Umfangsrichtung eine gewisse Spielfreiheit vorhanden ist.
Der Formschluß wird mittels Stirnverzahnungen hergestellt,
die an den zueinander korrespondierenden Flächen beider
Baugruppen angeordnet sind, und mittels einer zentralen
Schraube dauerhaft gewährleistet.
Ungeachtet der geschilderten Vorteile ist die Herstellung
der erforderlichen Stirnverzahnungen gleichermaßen
arbeits- wie kostenintensiv. Dieses Kriterium gilt sowohl
für spanend hergestellte Verzahnungen als auch für
Verzahnungen, wie sie beispielsweise entsprechend dem
Vorschlag nach der DE-OS 19 31 300 mittels Kaltpressen
hergestellt werden, bei dem große axiale Preßkräfte
aufgebracht werden müssen.
Angesichts der bislang mit der Herstellung der
Stirnverzahnungen für Radlagerungsanordnungen
einhergehenden relativ hohen Arbeits- und Kostenintensität
hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt,
eine etwa im Aufbau und Wirkungsweise dem Lösungsvorschlag
nach DE-PS 31 16 720 und 31 16 775 entsprechende
Radlagerungsanordnung zu schaffen, bei der jedoch die
für beide Baugruppen erforderlichen Verzahnungen auf
einfachere und damit zugleich auch weniger Arbeits- und
Kostenaufwand erfordernde Weise bei zugleich hoher
Genauigkeit und hoher Festigkeit hergestellt werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Stirnverzahnungen
taumelgepreßt sind und der dem Taumelpressen
unterworfene Werkstoff Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt
in der Größenordnung von 0,4 . . . 1,2% ist, wobei
die dem inneren
Lagerring zugekehrte Fläche des äußeren Gelenkkörpers
unter Verzicht auf einen sich in Axialrichtung an die
Fläche einstückig anschließenden zylindrischen Absatz eben
ausgebildet ist.
Mit der vorgeschlagenen Erfindung geht eine Reihe von
Vorteilen einher, deren wesentlichster in einer vereinfachten
und daher auch wirtschaftlicheren Herstellung
der Verzahnung bei zugleich hoher Genauigkeit besteht. Ein
weiterer Vorteil, der sich aus der Anwendung des Taumelpressens
ergibt, besteht darin, daß nur relativ kleine
Preßkräfte notwendig sind, was nach Mössle ("Kaltmassivumformung
durch Taumelpressen") in Z "Industrie", Nr. 79 vom
03. 10. 1979, Seite 66 f, für Werkteile mit ca. 80 . . . 100 mm
Durchmesser eine zu Kaltumformungszwecken ausgelegte
Taumelpesse mit einer Nennkraft von lediglich 1600 KN
erfordert.
Nach Mössle aaO. geht die Grundidee des Taumelpressens im
Vergleich zum konventionellen Stauchen in eine Richtung, bei
der das Werkstück nicht im ganzen, sondern nur partiell umge
formt wird. Das Taumelpreßverfahren als solches besteht dar
in, daß das Werkstück zwischen zwei Gesenken umgeformt wird,
von denen das obere definierte Taumelbewegungen um einen auf
der Werkzeugoberfläche liegenden Mittelpunkt herum ausführt.
Infolge der sich periodisch wiederholenden Auslenkbewegungen
des Obergesenkes konzentriert sich die Umformkraft auf eine
beschränkte Umformzone, wobei diese, je nach dem, wie sich
das Gesenk bewegt, über die gesamte Werkstückoberfläche wan
dert. Die Verkleinerung der Kontaktfläche zwischen Werkstück
und Werkzeug hat eine starke Verringerung der beim Stauchen
auftretenden Gesamtkraft und auch der Normalspannung mit ei
ner entsprechend geringeren Beanspruchung der Gesenke zur
Folge.
Eine effiziente Anwendung des Taumelpressens zum Zwecke des
Herstellens von Stirnverzahnungen setzt sowohl eine preßtech
nisch sinnvolle Ausbildung der Werkstoff-Rohlinge als auch
eine technologisch zweckmäßige, den Umformvorgang entgegen
kommende Werkstoffauswahl voraus. In vorteilhafter Weise
trägt die vorliegende Erfindung diesen Gegebenheiten Rech
nung: Zum einen ist die dem inneren Lagerring zugekehrte Flä
che des äußeren Gelenkkörpers unter Verzicht auf einen sich
in Axialrichtung an die Fläche einstückig anschließenden
zylindrischen Absatz eben ausgebildet, zum anderen enthält
der dem Taumelpressen unterworfene Stahl einen Kohlenstoffge
halt in der Größenordnung von 0,4 . . . 1,2%. Obwohl nach allge
meiner Auffassung des Fachmannes ein Stahl in dieser Zusam
mensetzung für die Umformung weniger geeignet ist, hat sich
in der Praxis eine vorteilhafte Bearbeitung in Verbindung mit
dem erfindungsgemäß angewendeten Taumelpressen gezeigt. Dabei
bewirkt der erhöhte Kohlenstoffgehalt eine größere Material
härte, die unter anderem insbesondere für die einstückig mit
der Stirnverzahnung hergestellten Lagerabschnitte notwendig
ist.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbei
spiel dargestellt. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine mit einem Gleich
laufdrehgelenk mittels Stirnverzahnungen lösbar ver
bundene Radlagerung,
Fig. 2 eine - nach Mössle an sich bekannte - schematische
Darstellung des Umformvorganges mit taumelndem Ge
senk,
Fig. 3 mehrere mögliche Bewegungen des Obergesenkes beim
Taumelpressen nach Mössle u. a., sowie schließlich
Fig. 4 eine schaubildliche Gegenüberstellung der Preßkraft
verläufe (a) beim konventionellen Stauchen und (b)
beim Taumelpressen, ebenfalls nach Mössle.
Die in Fig. 1 dargestellte Radlagerungsanordnung für ein
Kraftfahrzeug besteht im wesentlichen aus einem an der Radna
be 2 angeordneten Ansatz 1, der zugleich als innerer Lager
ring 22 ausgebildet ist. Sowohl in diesem Lagerring als auch
in dem äußeren Lagerring 3 sind Laufbahnen zur Aufnahme von
Wälzkörpern 4 so angeordnet, daß ein zweireihiges Schrägku
gellager, also ein sogenanntes Radiaxlager, entsteht. Der
Ansatz 1 weist auf der dem in seiner Gesamtheit mit 5 be
zeichneten Gleichlaufdrehgelenk abgewandten Seite einen Zen
trieransatz 6 auf. Dieser dient der Aufnahme einer - nicht
dargestellten - Bremsscheibe. Das Gleichlaufdrehgelenk 5
weist seinerseits einen äußeren Gelenkkörper 7 auf, dessen
Inneres mit Rillen 8 versehen ist. Im Inneren des äußeren
Gelenkkörpers 7 ist zudem ein innerer Gelenkkörper 9 angeord
net, der ebenfalls mit Rillen 10 versehen ist.
Zwischen den Rillen 8, 10 sind Wälzkörper in Gestalt von Ku
geln 11 angeordnet, die in Fenstern eines Käfigs 12 geführt
sind und der Drehmomentübertragung dienen. Der innere Gelenk
körper 9 weist dabei eine Bohrung auf, in die eine Profilwel
le 13 mittels Längsverzahnung od. dgl. aufgenommen und gela
gert ist. Das Abdichten des Gleichlaufdrehgelenkes 5 erfolgt
mittels eines Faltenbalges 14. Zwischen der Stirnseite 15 des
äußeren Gelenkkörpers 7 und der Stirnseite 1 a des Ansatzes 1
besteht eine formschlüssige Verbindung 16. Diese dient der
Drehmomentübertragung vom Gleichlaufdrehgelenk 5 zum Ansatz 1
der Radnabe 2. Die formschlüssige Verbindung ist dabei als
Stirnverzahnung ausgebildet. Die Zähne der Stirnverzahnung
sind - in noch näher zu beschreibender Weise - mittels Tau
melpressens hergestellt. Im Zentrum der an sich eben ausge
bildeten Stirnseite 15 des äußeren Gelenkkörpers 7 ist eine
mit Gewinde versehene Bohrung 18 angeordnet. In diese Ge
windebohrung wird von der Seite der Radnabe 2 aus eine
Schraube 19 eingeschraubt, wodurch die beiden Baugruppen
(Radlager einerseits, Gleichlaufdrehgelenk andererseits) über
ihre jeweils zueinander korrespondierenden Stirnverzahnungen
16 miteinander fest, jedoch jederzeit wieder lösbar, verbun
den sind. Die Schraube 19 ist von der Zentralbohrung 20 aus
zugänglich, die Zentralbohrung wiederum läßt sich durch die
Mittelbohrung des Fahrzeugrades - nicht dargestellt - errei
chen. Hierdurch ist sowohl die Montage als auch die Demontage
der Gelenkwelle mit dem Gleichlaufdrehgelenk 5 von der Fahr
zeug-Außenseite aus ohne weiteres möglich.
Das Taumelpressen eines Werkstückes 25 gem. Fig. 2 erfolgt
zwischen dem feststehenden Untergesenk 26 und dem taumelnden
Obergesenk 24; im Untergesenk ist in üblicher Weise ein Aus
werfer 27 angeordnet.
In Fig. 3 sind vier mögliche geometrische Konfigurationen
gezeigt, nach welchen sich das Taumeln des Obergesenkes 24
vollziehen kann:
- a) Kreisbewegungen, bei denen sich die Kontaktfläche nur in Umfangsrichtung verschieben kann. Eine solche Bewegungs art findet dann vor allem Anwendung, wenn ein intensiver Materialfluß notwendig ist, beispielsweise beim Umformen von Werkstücken mit relativ großen und dünnen Flanschen,
- b) Spiralbewegungen, die dann vorteilhaft sind, wenn in der Mitte des Werkstückes aufgrund einer komplizierten Form große Umformgrade auftreten,
- c) Pendelbewegungen in einer Ebene, die besonders für die Umformung von langen Werkstücken geeignet sind, und schließlich
- d) Mehrblattkurvenbewegungen, die eine radiale Verlagerung der Umformzone bewirken. Derartige Bewegungen sind für das Umformen von Werkstücken mit konzentrischen Rippen, etwa Kegelzahnräder oder verzahnte Kupplungsscheiben, geeignet.
Fig. 4 zeigt einen Vergleich der Preßkraftverläufe beim kon
ventionellen Stauchen zwischen ebenen Stauchbahnen (linkes
Diagramm) und beim Stauchen mit taumelndem Gesenk (rechtes
Diagramm). Die Kontaktfläche im linken Diagramm ist mit 28
und im rechten Diagramm mit 29 bezeichnet.
Bezugszeichenliste
1 Ansatz
1 a Stirnseite des Ansatzes
2 Radnabe
3 äußerer Lagerring
4 Wälzkörper, etwa Kugeln
5 Gleichlaufdrehgelenk
6 Zentrieransatz
7 äußerer Gelenkkörper
8 Rillen
9 innerer Gelenkkörper
10 Rillen
11 Wälzkörper, etwa Kugeln
12 Käfig
13 Profilwelle
14 Faltenbalg
15 Stirnseite des äußeren Gelenkkörpers
16 formschlüssige Verbindung
18 Bohrung
19 Schraube
20 Zentralbohrung
22 innerer Lagerring
24 taumelndes Obergesenk
25 Werkstück
26 feststehendes Untergesenk
27 Auswerfer
28 Kontaktfläche
29 Kontaktfläche
1 a Stirnseite des Ansatzes
2 Radnabe
3 äußerer Lagerring
4 Wälzkörper, etwa Kugeln
5 Gleichlaufdrehgelenk
6 Zentrieransatz
7 äußerer Gelenkkörper
8 Rillen
9 innerer Gelenkkörper
10 Rillen
11 Wälzkörper, etwa Kugeln
12 Käfig
13 Profilwelle
14 Faltenbalg
15 Stirnseite des äußeren Gelenkkörpers
16 formschlüssige Verbindung
18 Bohrung
19 Schraube
20 Zentralbohrung
22 innerer Lagerring
24 taumelndes Obergesenk
25 Werkstück
26 feststehendes Untergesenk
27 Auswerfer
28 Kontaktfläche
29 Kontaktfläche
Claims (1)
- Lagerungsanordnung aus zwei voneinander unabhängigen Baueinheiten bestehende Lagerungsanordnung einer über ein Gleichlaufdrehgelenk antreibbaren Radnabe am zugehörigen Radträger eines Kraftfahrzeuges, wobei die durch den Radträger gehaltene Lagerung mit der Radnabe die eine und das Gelenk die andere Baueinheit bilden, beide Baueinheiten lösbar miteinander verbunden sind, und beide Bauteile mittels zueinander korrespondierender, sowohl in Umfangs- als auch in Axialrichtung spielfrei ineinandergreifender Stirnverzahnungen an einander zugekehrten Flächen beider Baueinheiten, insbesondere an innerem Lagerring und äußerem Gelenkkörper, und mittels einer zentralen Schraube oder dergleichen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnverzahnungen (16) taumelgepreßt sind und der dem Taumelpressen unterworfene Werkstoff Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt in der Größenordnung von 0,4 . . . 1,2% ist, wobei die dem inneren Lagerring (22) zugekehrte Fläche des äußeren Gelenkkörpers (7) unter Verzicht auf einen sich in Axialrichtung an die Fläche einstückig anschließenden zylindrischen Absatz eben ausgebildet ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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---|---|
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DE3604630C2 true DE3604630C2 (de) | 1989-03-30 |
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ID=6294073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE (1) | DE3604630A1 (de) |
ES (1) | ES8707145A1 (de) |
FR (1) | FR2594385B1 (de) |
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IT (2) | IT8607045V0 (de) |
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