DE68912170T2

DE68912170T2 - Eine Verbundstruktur aufweisender Körper für Antriebsgelenke und Verfahren zu dessen Herstellung.

Info

Publication number: DE68912170T2
Application number: DE68912170T
Authority: DE
Inventors: Michel Rouillot
Original assignee: GKN Glaenzer Spicer SA
Current assignee: GKN Driveline SA
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1989-03-23
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2009-03-24
Also published as: JPH02229917A; EP0335781B1; US5009628A; ES2050826T3; FR2629157A1; FR2629157B1; DE68912170D1; EP0335781A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsgelenkkörper des Typs mit mehreren um die Achse des Körpers verteilten Lagerbahnen zum Zusammenwirken mit Gelenkelementen des Antriebsgelenks und einem System zum Verbinden des Gelenkkörpers mit einem Antriebsorgan.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Tulpe für ein Antriebsgelenk, der mehrere um die Achse der Tulpe verteilte Lagerbahnen aufweist, von denen jedes zwei einander gegenüberliegend angeordnete parallele Lagerbahnelemente und ein Stück zum Verbinden der Tulpe mit einer Welle aufweist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gelenkkörper zu schaffen, der, integriert in den Antrieb eines Automobils und unter Beibehaltung oder Verbesserung seiner Drehmomentübertragungseigenschaften, das Erzielen erheblicher Gewichtsvorteile, einer Verbesserung des Komforts des Fahrzeugs ermöglicht, indem er eine bessere Filterung der im Antrieb auftretenden Geräusche und Vibrationen bewirkt, sowie einer sehr guten Korrosionsbeständigkeit ermöglicht.
US-A-2 194 798 beschreibt und zeigt einen Antriebsgelenkkörper, bei dem die Lagerbahnen mit einer metallischen Hülse des Körpers durch inneres Formgießen einer Aluminiumlegierung verbunden sind. Die Notwendigkeit, des Gießens einer Legierung, deren Schmelztemperatur über 500ºC liegt, bewirkt durch Thermoschockeffekte eine Verschlechterung der mechanischen und metallurgischen Eigenschaften der als metallische Einsätze ausgebildeten Lagerbahnen. Ferner ermöglicht der Vorgang des Gießens mit sehr hoher Temperatur und des anschließenden Abkühlens nicht die exakte Gewährleistung der Abmessungen und der Funktionstoleranzen, die für ein störungsfreies Funktionieren des Antriebsgelenks erforderlich sind. Das Gewicht eines solchen Antriebsgelenks ist ebenfalls in bezug auf die zuvor genannten Erfordernisse der Gewichtsverringerung noch erheblich zu hoch.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung einen Antriebsgelenkkörper des Typs mit mehreren Lagerbahnen, die als mindestens ein metallischer Einsatz ausgebildet und um die Achse des Körpers herum verteilt sind und jeweils zwei zum Zusammenwirken mit Gelenkelementen des Antriebsgelenks und einem System zur Verbindung des Gelenkkörpers mit einem Antriebsorgan vorgesehene Bahnelemente aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Mantel aufweist, der aus einem durch durchgehende Fasern verstärkten Verbundmaterial gebildet ist und in dessen Innerem die Lagerbahnen vorgesehen sind, daß der radial durch die Innenumfangsfläche des Mantels und durch die der Innenumfangsfläche zugewandten Flächen der Lagerbahnen begrenzte Innenraum mit einem Material ausgefüllt ist, das aus einer wärmehärtbaren oder thermoplastischen Matrix besteht, die durch kurze Fasern oder Partikel verstärkt ist, und daß ein Teil des Verbindungssystems in dem Füllmaterial aufgenommen ist.
Gemäß anderen Merkmalen der Erfindung ist vorgesehen, daß:
- der Teil des Verbindungssystems an seiner äußeren Zylinderfläche axiale Flügel aufweist, die radial nach innen vorstehen und in dem Material, mit dem sie zur Übertragung des Drehmoments an die Bahnelemente zusammenwirken, eingebettet sind;
- die Flügel durch axiale Einkehlungen gebildet sind;
- der Teil des Verbindungssystems den Innenraum axial begrenzt und einen Boden der inneren Ausnehmung des Körpers bildet;
- der Teil des Verbindungssystems wenigstens einen in das Füllmaterial eingebetteten metallischen Einsatz aufweist;
- der Mantel ein Zylinder ist;
- die Leitlinie des Zylinders im wesentlichen polygonal ist;
- die Leitlinie des Zylinders ein Kreis ist;
- die durchgehenden Verstärkungsfasern des Mantels winklig in bezug zur Achse des Körpers angeordnet sind;
- ein Teil des Füllmaterials sich über die Außenumfangsfläche des Mantels erstreckt;
- der Teil des Materials eine funktionelle Befestigungsfläche, insbesondere für eine Dichtung oder eine Abdeckung, aufweist;
- ein äußeres Bestandteil in den Teil des Füllmaterials eingebettet ist;
- jedes Bahnelement aus einem Abschnitt eines Metallprofils gebildet ist;
- jedes Bahnelement aus einem unabhängigen Einsatz besteht;
- die beiden benachbarten Bahnelemente zweier benachbarter Lagerbahnen miteinander durch ein einstückig ausgebildetes inneres längliches Teil derart verbunden sind, daß sie einen Einsatz bilden.
- jeder der Einsätze mit den anderen Einsätzen durch ein einstückig ausgebildetes längliches äußeres Teil derart verbunden ist, daß sie einen einzelnen Einsatz bilden;
- die beiden einander gegenüberliegenden Bahnelemente einer Lagerbahn untereinander durch einen querverlaufenden Endbereich verbunden sind, der im Boden des inneren Hohlraums vorgesehen ist;
- der querverlaufende Bereich ein einstückig mit den beiden Bahnelementen ausgebildetes und ein in bezug auf die beiden Bahnelemente um 90º abgewinkeltes Teil ist.
Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsgelenkkörpers, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
a) Anordnen eines äußeren Mantels aus verstärktem Verbundmaterial, der als wenigstens ein Einsatz ausgebildeten Lagerbahnen und eines Teils des Verbindungssystems in einer Spritzgußform;
b) Einspritzen des aus einer mit kurzen Fasern oder Partikeln verstärkten thermoplastischen oder wärmehärtbaren Matrix bestehenden Füllmaterials, das einen Teil des Verbindungssystems aufnimmt, in den Innenraum; und
c) Entformen des derart gebildeten Körpers.
Die Erfindung schafft schließlich eine Form zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Außenwand, die den Mantel und das Verbindungssystem in Teilen mit komplementären Profilen aufnimmt, einen zentralen Kern, dessen äußeres Profil zu demjenigen des inneren Kohlraums des Körpers komplementär ist und der Fixierungseinrichtungen aufweist, und eine querverlaufende Verschlußwand aufweist, die den Innenraum axial begrenzt, und daß die genannten Fixierungseinrichtungen durch wenigstens einen an dem Kern befestigten Permanentmagneten gebildet sind, der mit den als wenigstens ein metallischer Einsatz ausgebildeten Lagerbahnen zusammenwirkt.
Figur 1 ist ein axialer Schnitt durch Antriebsgelenkkörper entlang der Linie 1-1 in Figur 2, der zum Beispiel bei diesem Ausführungsbeispiel eine Tripod-Antriebsgelenktulpe ist;
Figur 2 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie 2-2 in Figur 1;
Figur 3 ist ein Teilschnitt entlang der Linie 3-3 in Figur 1;
Figur 4 ist eine Schnittdarstellung des Endstücks der Verbindungsstange entlang der Linie 4-4 in Figur 1;
Figuren 5, 6 und 7 sind den Figuren 1, 2 und 4 ähnliche Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Tulpe;
Figuren 8, 9 und 10 sind den Figuren 1, 2 und 3 ähnliche Darstellungen eines dritten Ausführungsbeispiels einer Tulpe;
Figur 11 ist eine der Figur 2 ähnliche Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Tulpe;
Figuren 12 und 13 sind den Figuren 1 und 2 ähnliche Darstellungen eines fünften Ausführungsbeispiels einer Tulpe;
Figuren 14 und 15 sind den Figuren 1 und 2 ähnliche Darstellungen eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Tulpe;
Figuren 16 und 17 sind den Figuren 1 und 2 ähnliche Darstellungen eines siebten Ausführungsbeispiels einer Tulpe;
Figur 18 ist ein axialer Schnitt durch eine erfindungsgemäße Form entlang der Linie 18-18 in Figur 19, wobei die Form die gleichzeitige Herstellung zweier Tulpen gemäß dem in den Figuren 1 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ermöglicht; und
Figur 19 ist ein Teilschnitt entlang der Linie 19-19 in Figur 18;
Figuren 20 und 21 sind den Figuren 1 und 2 ähnliche Darstellungen eines achten Ausführungsbeispiels der Tulpe ohne darin vorgesehene Verbindungsstange.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen eine Tulpe 20 für ein Tripod- Gelenk, die im wesentlichen eine metallische Verbindungsstange 22, einen zur Achse X-X der Verbindungsstange 22 koaxialen Mantel 24 und drei mit Winkelabständen von 120º verteilt angeordnete Lagerbahnen auf, die jeweils aus zwei einander gegenüberliegenden parallelen Lagerbahnelementen 26a und 26b gebildet sind.
Jedes Lagerbahnelement 26a, 26b besteht aus einem unabhängigen metallischen Einsatz, der ein Teil eines gebogenen metallischen Profils ist.
Wie aus der Figur 2 ersichtlich, ist der äußere Mantel 24 ein Zylinder, dessen Krümmungsleitlinie ein gleichseitiges Dreieck ist, dessen Spitzen abgerundet sind und in einem gemeinsamen, auf die Achse X-X zentrierten Kreis liegen.
Der Mantel 24 weist an seiner Innenumfangsfläche 28 drei axiale Stege 30 auf, die radial nach innen vorstehen und jeweils in Winkelabständen von 120º verteilt zwischen zwei benachbarten Bahnelementen zweier benachbarter Lagerbahnen angeordnet sind.
Der äußere zylindrische Mantel 24 besteht aus einem Verbundmaterial mit organischer Matrix, verstärkt durch durchgehende Fasern, die in bezug zur Achse X-X der Tulpe winklig, beispielsweise in einem Winkel von 60 bis 75º, angeordnet sein können.
Der einerseits von der Innenumfangsfläche 28 des Mantels 24, andererseits von den einander gegenüberliegenden Flächen 32 jedes metallischen Einsatzes radial begrenzte Innenraum ist mit einem Füllmaterial 34 verfüllt.
Das Material 34 kann ein wärmehärtbares oder thermoplastisches Material sein, das durch Kurzfasern verstärkt ist.
Im vorliegenden Fall ist das Material ein gemäß einem noch zu beschreibenden Verfahren in die Tulpe gespritztes Gußmaterial, das den Innenraum derart ausfüllt, daß die Positionierung und die Befestigung der metallischen Einsätze 26a und 26b im äußeren Mantel 24 gewährleistet ist.
Die radiale vordere Stirnfläche 36 der Tulpe (in Figur 1 rechts) ist eine ebene Fläche, die durch eine entsprechende Wand der Form erhalten wird, die den mit dem Gußmaterial 34 ausgefüllten Innenraum begrenzt. Wie sich aus der Figur 1 ergibt, kann sich das Gußmaterial 34 jedoch radial nach außen ausbreiten, um die Außenumfangsfläche des äußeren Mantels 24 teilweise mit einem Teil 38 mit funktioneller Form zu bedecken, das zur Befestigung einer Dichtung oder einer Haube dienen kann.
Gemäß einem nicht dargestellten Merkmal kann der Materialbereich 38 zur Befestigung eines äußeren Elements dienen, das teilweise als zum Teil oder vollständig in diesem Bereich eingebetteter Einsatz ausgebildet sein kann. Es kann sich hierbei zum Beispiel um einen gerippten Ring für einen Rotationsparametersensor einer mit der Tulpe versehenen Antriebswelle handeln.
Je nach der Ausgestaltung der Form kann das überdeckende Formteil 38 ein Profil aufweisen, das vom äußeren Profil des Mantels 24 verschieden ist, nämlich beispielsweise ein kreisförmiges Profil gegenüber einem dreieckigen Profil der Tulpe.
Das Gußmaterial verläuft im Innenraum bis zur hinteren ebenen radialen Stirnfläche 40 der Tulpe sowie über diese hintere Fläche hinaus (nach links in der Figur 1), um den Endbereich 42 der metallischen Verbindungsstange 22 zu umschließen.
Erfindungsgemäß ist der Endabschnitt 42 in dem Gußmaterial aufgenommen, um die Drehmomentübertragung von der Welle, mit der die Verbindungsstange 22 verbunden ist, zu den metallischen Einsätzen 26a und 26b zu gewährleisten.
Wie aus der Figur 4 ersichtlich, weist der Endabschnitt 42 zu diesem Zweck an seiner Umfangsfläche axiale Flügel 44 auf, die radial nach außen vorstehen und sich in Richtung auf die offene Vorderseite 36 erweitern.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die axialen Flügel 44 durch axiale Einkehlungen der Verbindungsstange gebildet, die durch einen Strangpreßvorgang geformt werden können.
Das napfförmige Innenprofil 46 des Endabschnitts 42 begrenzt den zur Aufnahme des Tripods und der Laufelemente vorgesehenen Innenhohlraum 48 der Tulpe.
Der Hohlraum 48 ist ferner radial durch drei Bereiche 50 mit ebener Fläche begrenzt, die sich in zur Achse X-X parallelen Ebenen erstrecken, und die die radialen Innenränder zweier benachbarter metallischer Einsätze zweier benachbarter Lagerbahnen miteinander verbinden.
Die Stege 50 werden aufgrund der entsprechenden Ausbildung der Herstellungsform erhalten.
Die Dreieckform des Profils des Mantels 24, die Stege 30 und die axialen Flügel 44 tragen zusammen zur Übertragung der Drehmomentkräfte bei.
Die metallischen Einsätze 26a und 26b sind auf einfache Weise aus vergütetem Stahl durch Schneiden und Kaltformen herstellbar.
Die durchgehenden Verstärkungsfasern des Mantels 24 tragen zur Drehmomentübertragung bei und verhindern radiale Deformierungen der Tulpe.
Die in den Figuren 5 bis 7 dargestellte Tulpe 110 unterscheidet sich in mehreren Punkten von dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie aus Figur 6 ersichtlich, sind die beiden benachbarten Einsätze 126a und 126b miteinander durch ein inneres längliches Teil 150 verbunden, das zur Bildung eines metallischen Einsatzes mit den beiden Bahnelementen aus einem Material gebildet ist.
Die Tulpe weist daher lediglich drei unabhängige metallische Einsätze auf, die den Innenhohlraum 148 der Tulpe zusammen mit der Innenumfangsfläche 128 des Mantels 124 begrenzen.
Wie aus Figur 5 ersichtlich, erweitert sich der äußere Mantel 124 radial in der Nähe der Stirnseite 136 und ist durch ein inneres Verstärkungselement 152 verstärkt, das ebenfalls in Form eines metallischen Einsätzen ausgebildet ist, der teilweise in dem Gußmaterial 134 eingebettet ist. Der Endabschnitt 142 der Verbindungsstange 122 weist ebenfalls Einkehlungen 144 auf, die im vorliegenden Fall eine sehr geringe axiale Länge aufweisen.
Das in den Figuren 8 bis 10 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 4 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die beiden Einsätze 226a und 226b, die die parallelen Lagerbahnelemente einer Lagerbahn bilden, durch einen querverlaufenden Endbereich 254 miteinander verbunden sind.
Wie sich aus Figur 10 ergibt, ist der Verbindungsendbereich 254 ein Bereich, der derart einstückig mit den beiden Bahnelementen 226a und 226b ausgebildet ist, daß sie zusammen einen einzigen metallischen Einsatz bilden. Die derart ausgebildete Tulpe weist somit lediglich drei unabhängige metallische Einsätze auf, das heißt, einen für jede Lagerbahn.
Wie sich ebenfalls aus der Figur 8 ergibt, ist im vorliegenden Fall eine große Zahl von Stegen 230 vorgesehen und in regelmäßigen Abständen über die Innenumfangsfläche 228 des Mantels 224 derart verteilt, daß diesem eine eingekehlte Struktur gegeben ist, wodurch die Drehmomenthaltigkeit der Tulpe weiter verbessert ist.
Die axiale Positionierung jedes der drei Einsätze in der Tulpe ist durch die querverlaufende Stirnfläche 256 des Bereichs 254 gewährleistet, die einen Anschlag an die gegenüberliegende Stirnfläche 258 der Verbindungsstange 222 bildet. Um die Herstellung der Tulpe zu vereinfachen, können die Einsätze in bezug auf die metallische Stange 222 durch vor dem Gießvorgang ausgebildete Schweißpunkte 260 in Position gehalten werden.
Das in der Figur 11 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem der Figur 2 durch die Form jedes der sechs unabhängigen Einsätze, von denen jeder, 326a und 326b, einen gebogenen Innenrand 362, der der Form der Innenwand 328 des äußeren Mantels 324 folgt und in das Gußmaterial eingebettet ist.
Bei dem in den Figuren 12 und 13 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gesamtheit der die Lagerbahnen bildenden Bahnelemente in Form eines einzigen rohrförmigen metallischen Einsatzes 464 ausgebildet, der den Innenhohlraum 448 der Tulpe sowie, zusammen mit der Innenumfangsfläche 428 des äußeren Mantels 424, den mit dem Gußmaterial 434 verfüllten Innenraum begrenzt.
Der einzelne metallische Einsatz 464 ist an seinen inneren radialen Bereichen mit der Außenumfangsfläche 466 des Endabschnitts 442 der metallischen Verbindungsstange 422 verschweißt.
Das in den Figuren 14 und 15 dargestellte Ausführungsbeispiel ist dem in den Figuren 5 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sehr ähnlich, jedoch weist es das Merkmal auf, daß jeder der drei metallischen Einsätze einen hinteren Endbereich 565 aufweist, der sich axial zwischen zwei axialen Flügeln 544 des Endabschnitts 542 der metallischen Verbindungsstangen 522 erstreckt. Dieses Zusammenwirken ermöglicht eine Verbesserung der Drehmomentübertragung zwischen der Verbindungsstange 522 und des Lagerbahnelementen 526a und 526b.
Bei dem in den Figuren 16 und 17 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Lagerbahnelemente 626a und 626b aus sechs unabhängigen metallischen Einsätzen, die teilweise in dem Gußmaterial 634 eingebettet sind. Jeder metallische Einsatz besteht aus einer sich parallel zur Achse der Tulpe erstreckenden zylindrischen Stange, deren größerer Teil von einem Boden 670 bis zum offenen Ende der Tulpe zur Bildung des eigentlichen Lagerbahnelements maschinell bearbeitet ist. Der nicht bearbeitet zylindrische hintere Endbereich 672 erstreckt sich axial durch das Gußmaterial 634 und liegt axial an der radialen Stirnfläche 658 des Endabschnitts 642 der Verbindungsstange 622 an.
Jeder der sechs kleinen Zylinder kann an die Stirnfläche 658 angeschweißt sein.
Gemäß nicht dargestellten Varianten kann die Stange durch ein anderes Verbindungsstück in Form einer Nabe, eines Zahnradflansches etc. ersetzt werden.
Die wesentliche Aufgabe des Mantels ist, radiale Deformierungen des Gelenks unter Einwirkung des Drehmoments zu verhindern. Vorzugsweise sollte zu diesem Zweck ein mit durchgehenden Fasern verstärktes Verbundmaterial gewählt werden, wobei die Fasern in einem Winkel von ±45º und ±90º in bezug auf die Hauptachse des Gelenks derart ausgerichtet sind (ein typischer Wert ist ±70º), daß für den äußeren Mantel eine sehr hohe Berstbeständigkeit erreicht wird (500 bis 800 MPa). Da das Gelenk eine erhebliche Länge aufweist (erhebliche Gleiterfordernis), ist die Faserverstärkung derart optimiert, daß sich ein zufriedenstellender Kompromiß zwischen der Berstbeständigkeit und der Biegefestigkeit ergibt (Verstärkungswinkel von ungefähr ±50º bis ±60º in bezug auf die Hauptachse des Gelenks.
Die Fasern sind im allgemeinen kostengünstige Glasfasern, jedoch können bei Bedarf nach besseren mechanischen Eigenschaften andere Verstärkungen verwendet werden, beispielsweise Kohlestoffasern zur Verbesserung der Festigkeit, Aramidfasern zur Verbesserung der Stoßfestigkeit sowie jede Mischung aus diesen verschiedenen Verstärkungen.
Das Material der Matrix sollte nicht nur in Abhängigkeit von seinem mechanischen, sondern auch seinem thermischen Verhalten aus den klassischen wärmehärtbaren Harzen (Epoxy, Polyester) oder unter bestimmten thermoplastischen Harzen (Polyester, Polyamide ...) gewählt werden.
Der Gehalt der Faserverstärkung sollte hoch sein und ungefähr 60 Volumenprozent betragen.
Die Dichte des Mantels sollte im wesentlichen in der Nähe von 2000kg/m³ liegen.
Die Füllung erfüllt zwei wesentliche Aufgaben: einerseits die Übertragung der Kräfte zwischen den Bahnelementen und dem Mantel, und andererseits die Übertragung des Drehmoments durch die Verbindung mit der Verbindungsstange.
Um gute Druck- und Schereigenschaften zu erzielen, besteht eine Möglichkeit darin, ein isotrop mit kurzen Fasern verstärktes Polymermaterial zu verwenden, wobei die Fasern vorzugsweise einspritzbar sind, um ein erleichtertes Herstellungsverfahren zu erreichen. Die thermoplastischen Matrizen sind insbesondere hinsichtlich ihrer kurzen Betriebszeiten interessant. Es seien als Beispiele thermoplastische Polyamidpolyester angeführt, wobei die Auswahl ausgehend von einem Kompromiß zwischen dem Preis und mechanischen und thermischen Eigenschaften erfolgte.
Diese Matrizen können durch Zugabe von Elastomeren oder metallischen Partikeln zur Erzielung komplementärer Eigenschaften (Dämpfung oder thermische Leitfähigkeit) verändert werden.
Die Faserverstärkung besteht vorzugsweise aus Glas und die Faserlänge, im wesentlichen zwischen 3 und 10 mm, hängt gleichzeitig von den gewünschten Eigenschaften und den Betriebsbedingungen ab.
Die Dichte des Füllmaterials beträgt ungefähr 1600 kg/m³.
Die Figuren 18 und 19 zeigen eine aus zwei Teilen 778 und 780 bestehen Spritzgußform 776, die das gleichzeitige Herstellen zweier erfindungsgemäßer Tulpen ermöglicht.
Die im folgenden beschriebene Form ist keine zur Massenfertigung geeignete Form, sondern eine Prototyp-Form zur Erläuterung der allgemeinen Prinzipien der Ausbildung der Form und der Herstellung der Tulpen.
Jedes der beiden Teile 778 und 780 der Form besteht im wesentlichen aus einer Außenwand 782 der Form mit einem Innenprofil 784, das einerseits zu einem Außenprofil des Mantels 24 und andererseits zu dem Außenprofil des hinteren Teils des Endabschnitts 42 der Verbindungsstange 22 komplementär ist.
Der vordere Teil der Formwand 782 weist ein Innenprofil 786 auf, dessen Form zu derjenigen des funktionellen Formteils 38, das auf der Außenumfangsfläche des Mantels 24 ausgebildet werden soll, komplementär ist.
Die Formhälfte 780 weist einen Endverschluß 788 auf, der es ermöglicht, die Verbindungsstange 22 axial an ihrem Platz in der Form zu halten, und der mit dem Formenkörper durch drei Schrauben 790 befestigt ist, die an einem Ausdrückring 792 anliegen.
Die beiden Formhälften 778 und 780 sind durch mit Gewinden versehene Zugstangen 794 derart miteinander verbunden, daß sie eine radiale Zwischenwand 796 einklemmen, deren seitliche Profile 798 die Bildung des Profils der Vorderfläche 36 jeder der beiden Tulpen ermöglichen.
Erfindungsgemäß weist der innere Kern 800 jeder der beiden Formhälften, dessen Außenprofil zu demjenigen des Innenhohlraumes der herzustellenden Tulpe komplementär ist, an seinem unteren Teil Permanentmagneten 802 und 804 auf.
Die Permanentmagneten 802 und 804 sind, wie aus der Figur 19 zu entnehmen, derart angeordnet, daß sie die beiden unteren Einsätze 26a und 26b vor dem Einspritzen des Gußmaterials 34 durch eine Einspritzöffnung 802 durch magnetische Anziehung an ihrem Platz halten.
Jede Formhälfte weist schließlich eine radiale Öffnung 804 auf, die das Überprüfen der geeigneten Füllung mit dem Gußmaterial 34 sowie das Entweichen von Luft beim Gießvorgang ermöglicht.
Der Gießvorgang vollzieht sich folgendermaßen:
- zunächst werden die metallischen Einsätze auf dem Mittelkern 800 angeordnet, an dem sie durch die Permanentmagneten 802 und 804 gehalten werden;
- nach dem Anbringen des Ausdrückrings 792 wird der äußere Verbundmantel 24 in Anlage an dem Ring 792 in die Formhälfte eingesetzt;
- sodann wird die metallische Stange angeordnet, die in den entsprechenden Teil der Formenwand 784 geführt wird;
- das Teil 788 wird mittels der Schrauben 790 festgespannt;
- anschließend werden die Kerne 800 und die Zwischenwand 796 angeordnet, wodurch diese durch den zentralen Zugbolzen 808 ein abgeschlossenes Ganzes bilden, woraufhin die beiden Formhälften mittels der Zugstangen 794 geschlossen werden.
Nach Abschluß sämtlicher Anordnungs- und Montageschritte wird schließlich das Gußmaterial 34 über die Öffnungen 802 eingespritzt, bis die Form vollständig gefüllt ist.
Der Entformvorgang geschieht zunächst durch Trennen der beiden Formhälften und anschließendes Entfernen des Flanschteils 788. Sodann werden die Schrauben 790 erneut derart in die entsprechenden Gewindebohrungen eingeschraubt, daß sie Druck auf den Ausdrückring 792 ausüben, wodurch das Auswerfen der Tulpe aus ihrer Formhälfte bewirkt wird.
Beim Gießvorgang ist die Dichtheit durch das Zusammenwirken des Konus des Innenprofils des Endabschnitts 42 der Verbindungsstange 22 mit dem Konus des entsprechenden Endes 810 des Kerns gewährleistet.
Bei dem in den Figuren 20 und 21 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Form und die Struktur der Tulpe 910 den in den Figuren 1 und 2 dargestellten sehr ähnlich, insbesondere in bezug auf die Anordnung der unabhängigen Einsätze 926a und 926b.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch das (nicht dargestellte) Ende der Verbindungsstange nicht in dem Gußmaterial 934 eingebettet. Letzteres nimmt vielmehr drei mit Gewinden versehenen axiale metallische Einsätze 998 auf, die in der verstärkten organischen Matrix eingebettet sind und das eigentliche Verbinden einer Verbindungsstange durch Bolzen ermöglichen.

Claims

1. Antriebsgelenkkörper (20) des Typs mit mehreren Lagerbahnen, die als mindestens ein metallischer Einsatz ausgebildet und um die Achse des Körpers herum verteilt sind und jeweils zwei zum Zusammenwirken mit Gelenkelementen des Antriebsgelenks und einem System zur Verbindung des Gelenkkörpers mit einem Antriebsorgan vorgesehene Bahnelemente aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Mantel aufweist, der aus einem durch durchgehende Fasern verstärkten Verbundmaterial gebildet ist und in dessen Innerem die Lagerbahnen vorgesehen sind, daß der radial durch die Innenumfangsfläche (28) des Mantels (24) und durch die der Innenumfangsfläche zugewandten Flächen (32) der Lagerbahnen begrenzte Innenraum mit einem Material (34) ausgefüllt ist, das aus einer wärmehärtbaren oder thermoplastischen Matrix besteht, die durch kurze Fasern oder Partikel verstärkt ist, und daß ein Teil (42) des Verbindungssystems (22) in dem Füllmaterial aufgenommen ist.

2. Antriebsgelenkkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (42) des Verbindungssystems an seiner äußeren Zylinderfläche axiale Flügel (44) aufweist, die radial nach innen vorstehen und in dem Material (34), mit dem sie zur Übertragung des Drehmoments an die Bahnelemente (26a, 26b) zusammenwirken, eingebettet sind.

3. Antriebsgelenkkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel durch axiale Einkehlungen (44) gebildet sind.

4. Antriebsgelenkkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (42) des Verbindungssystems den Innenraum axial begrenzt und einen Boden der inneren Ausnehmung (48) des Körpers bildet.

5. Antriebsgelenkkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Verbindungssystems wenigstens einen in das Füllmaterial (934) eingebetteten metallischen Einsatz (998) aufweist.

6. Antriebsgelenkkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel ein Zylinder ist.

7. Antriebsgelenkkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitlinie des Zylinders im wesentlichen polygonal ist.

8. Antriebsgelenkkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitlinie des Zylinders ein Kreis ist.

9. Antriebsgelenkkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehenden Verstärkungsfasern des Mantels winklig in bezug zur Achse des Körpers angeordnet sind.

10. Antriebsgelenkkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Füllmaterials (34) sich über die Außenumfangsfläche des Mantels (24) erstreckt.

11. Antriebsgelenkkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Materials eine funktionelle Befestigungsfläche (38), insbesondere für eine Dichtung oder eine Abdeckung, aufweist.

12. Antriebsgelenkkörper nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußeres Bestandteil in den Teil (34) des Füllmaterials eingebettet ist.

13. Antriebsgelenkkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bahnelement (26a, 26b) aus einem Abschnitt eines Metallprofils gebildet ist.

14. Antriebsgelenkkörper nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bahnelement aus einem unabhängigen Einsatz (26a, 26b) besteht.

15. Antriebsgelenkkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden benachbarten Bahnelemente (26a, 26b) zweier benachbarter Lagerbahnen miteinander durch ein einstückig ausgebildetes inneres längliches Teil (150) derart verbunden sind, daß sie einen Einsatz bilden.

16. Antriebsgelenkkörper nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Einsätze mit den anderen Einsätzen durch ein einstückig ausgebildetes längliches äußeres Teil derart verbunden ist, daß sie einen einzelnen Einsatz (464) bilden.

17. Antriebsgelenkkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einander gegenüberliegenden Bahnelemente (226a, 226b) einer Lagerbahn untereinander durch einen querverlaufenden Endbereich (254) verbunden sind, der im Boden des inneren Hohlraums vorgesehen ist.

18. Antriebsgelenkkörper nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der querverlaufende Bereich (254) ein einstückig mit den beiden Bahnelementen ausgebildetes und ein in bezug auf die beiden Bahnelemente (226a, 226b) um 90º abgewinkeltes Teil ist.

19. Verfahren zur Herstellung eines Antriebsgelenkkörpers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Anordnen eines äußeren Mantels aus verstärktem Verbundmaterial, der als wenigstens ein Einsatz ausgebildeten Lagerbahnen und eines Teils des Verbindungssystems in einer Spritzgußform;

b) Einspritzen des aus einer mit kurzen Fasern oder Partikeln verstärkten thermoplastischen oder wärmehärtbaren Matrix bestehenden Füllmaterials, das einen Teil des Verbindungssystems aufnimmt, in den Innenraum; und

c) Entformen des derart gebildeten Körpers.

20. Form (776) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Außenwand (782), die den Mantel (24) und das Verbindungssystem (22) in Teilen (784) mit komplementären Profilen aufnimmt, einen zentralen Kern (800), dessen äußeres Profil zu demjenigen des inneren Hohlraums (48) des Körpers komplementär ist und der Fixierungseinrichtungen aufweist, und eine querverlaufende Verschlußwand (796) aufweist, die den Innenraum axial begrenzt, und daß die genannten Fixierungseinrichtungen durch wenigstens einen an dem Kern befestigten Permanentmagneten (802, 804) gebildet sind, der mit den als wenigstens ein metallischer Einsatz ausgebildeten Lagerbahnen zusammenwirkt.