DE69931693T2

DE69931693T2 - Halter für ein Gleichlaufgelenk

Info

Publication number: DE69931693T2
Application number: DE69931693T
Authority: DE
Inventors: Richard Macomb Township Seidel; Michael Walter Clinton Twp Hopson; Daniel J. Clinton Twp Schmidt
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 1998-06-03
Filing date: 1999-05-20
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2019-05-21
Also published as: US6042479A; EP0962677B1; EP0962677A3; DE69931693D1; EP0962677A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hinterschneidungsfreien Sicherungsring für ein Gleichlaufgelenk und ein Verfahren zur Montage eines solchen Gleichlaufgelenks.
Die deutsche Patentschrift DE 43 27 990 C1 (deutsches '990er Patent) beschreibt ein festes Gleichlaufgelenk mit einem Sicherungsring 8 zur Fixierung eines inneren Gelenkteils und eines äußeren Gelenkteils. In dem 990er Patent wird der Sicherungsring 8 dadurch gehalten, daß das offene Ende umgeformt wird, wie in einer ersten Ausführungsform in 1 bei 12 dargestellt ist. In der 1 des deutschen '990er Patents wird das Ende gestaucht, indem eine axiale Kraft angelegt wird, um einen Anschlag 12 auszuformen, der den Ring 8 axial fixiert. Ebenso wird in der 2 der deutschen '990er Schrift das offene Ende bei 13 angestaucht, so daß diskrete Anschläge (Kerben) erzeugt werden, die den Ring 8 fixieren.
In 3 der deutschen '990er Schrift hat der Ring 8 radial nach außen vorstehende Zungen 15, die in radiale Schlitze in einem offenen Ende des äußeren Gelenkteils eingreifen. Die Schlitze sind bei 14 angestaucht, so daß sie den Ring 8 axial arretieren, wie dies am besten in der 3A des deutschen '990er Patents dargestellt ist.
In 4 des deutschen '990er Patents hat das äußere Gelenkteil eine Ringnut 18. Wie aus der 4a der deutschen '990er Schrift zu ersehen ist, wird der Ring dann bei 19 gestaucht, so daß ein Anschlag gebildet wird, der den Ring 18 arretiert. Das deutsche '990er Patent erfordert daher die Ausbildung irgendeiner Art von Flansch am offenen Ende der Gelenkglocke, und die Einführung eines Käfig-Sicherungsteils in die Nut sowie anschließend einen Stauchvorgang an der Gelenkglocke, um das Gelenk axial so zu verformen, daß es den Ring festhält. Diese Vorgänge sind aber teuer, schwierig und möglicherweise unfähig, eine genaue axiale Lagefixierung, noch eine angemessene Arretierung des Gelenkes zu schaffen.
Es ist daher wünschenswert, einen verbesserten Sicherungsring zu stellen, um das innere Teil des Gelenkes im äußeren Gelenkteil sicherer, genauer und kostengünstiger zu fixieren.
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Gleichlaufgelenk mit einem Sicherungsring zu stellen, das leicht und billig hergestellt und montiert werden kann. Demzufolge wird ein Sicherungsring und ein Verfahren zu seiner Montage vorgeschlagen, bei dem die relative Lage des inneren und des äußeren Gelenkteils in einem Gleichlaufgelenk gewahrt wird. Das äußere Gelenkteil hat ein offenes Ende, eine allgemein sphärische Innenoberfläche mit mehreren Kugellaufnuten und eine Ringnut, welche in die Innenoberfläche in der Nähe des offenen Endes des äußeren Gelenkteils eingeformt ist. Ein ringförmiger Ring mit einer sich radial erstreckenden Zunge ist mit einer der Kugellaufnuten fluchtend so ausgerichtet, daß die Zunge axial mit der Ringnut fluchtet. Der ringförmige Ring ist dann so in der Ringnut drehbar, daß die Zunge zwischen zwei Kugellaufnuten plaziert werden kann. Der ringförmige Ring ist in der Ringnut verdrehfest fixiert.
Die vorliegende Erfindung soll nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beispielartig näher erläutert werden, dabei zeigt:
1: eine teilgeschnittene Ansicht eines Gleichlaufgelenkes gemäß der vorliegenden Erfindung;
2: eine quergeschnittene Darstellung des Gleichlaufgelenkes gemäß 1 der vorliegenden Erfindung;
3: eine Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Ringes in einer nicht verdrehten Position während des Einbaus; und
4: eine Ausführungsform eines Sicherungselements zur Arretierung des Ringes.
Ein Gleichlaufgelenk 10 beinhaltet eine äußere Gelenkglocke 14 und einen inneren Gelenkstern 16. Die äußere Gelenkglocke 14 weist mehrere in Umfangsrichtung eingeformte Kugellaufbahnflächen oder Laufbahnen oder Kugellaufnuten 30 auf, die in den Innenumfang der Glocke eingeformt sind. Die Laufbahnen erstrecken sich in einer allgemein axialen Richtung.
Der innere Gelenkstern 16 weist mehrere darin eingeformte Kugellaufnuten 26 auf, welche den Kugellaufnuten 30 entsprechen. In den Nuten 30, 26 sind mehrere Kugeln 28 angeordnet, so daß Drehmoment übertragen werden kann und Gelenkbewegungen zwischen den Teilen ermöglicht werden. Ein Käfig 24 ist in bekannter Weise vorgesehen, um die Kugeln 28 in den Kugellaufnuten 26, 30 zu halten. Der Käfig 24 ist zwischen den sphärischen Flächen 34, 35 jeweils des äußeren und des inneren Gelenksterns angeordnet. Ein Sicherungsring 18 ist vorgesehen, um den Käfig 24 axial innerhalb des offenen Endes der äußeren Gelenkglocke 14 zu fixieren. Gleichermaßen ist der innere Gelenkstern 16 innerhalb der äußeren Gelenkglocke 14 arretiert, und zwar durch das Zusammenwirken des inneren Gelenksterns 16 mit dem Käfig 24 und dem Sicherungsring 18.
In einer bevorzugten Ausführungsform begrenzt der Sicherungsring 18 die Gelenkbewegungen des inneren Gelenksterns 16 dadurch, daß er einen Anschlag für die Abrollstrecke der Kugeln 28 bildet. In ähnlicher Weise reichen die Nuten 30 in der äußeren Gelenkglocke 14 axial bis zu einem gewissen Grad nach innen in die äußere Gelenkglocke 14, so daß die Abrollstrecke der Kugeln 28 in der entgegengesetzten axialen Richtung ebenfalls begrenzt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gleichlaufgelenk ein festes Gelenkteil auf, wie es in den 1–3 dargestellt ist, das keine nennenswerte axiale Tauchbewegungsfreiheit hat. Der Fachmann in der Technik wird diese Konstruktion auch in der Weise abändern können, daß der Ring 18 in gleicher Weise einen Anschlag für axiale Bewegungen und für die Gelenkbewegungen in einem axial verschiebbaren Gleichlaufgelenk bietet.
Der Sicherungsring 18 wird in die äußere Gelenkglocke 14 in einer derartigen Ausrichtung eingesetzt, daß die am Umfang des Ringes 18 vorgesehenen mehreren Vorsprünge 22 in Drehrichtung mit den Kugellaufnuten 30 am Innenumfang der äußeren Gelenkglocke 14 fluchten. Dann wird der Ring 18 axial soweit eingeführt, daß die Vorsprünge 22 axial mit der Umfangsnut 20 am Innenumfang der äußeren Gelenkglocke 14 fluchten. Sobald der Ring 18 derart axial ausgerichtet ist, wird der Ring 18 soweit verdreht, bis die Vorsprünge 22 in Drehrichtung nicht mehr mit den Kugellaufnuten fluchten, wie dies in 2 dargestellt ist. Vorzugsweise sind die Vorsprünge 22 so von einander beabstandet, daß die Vorsprünge 22 nach der Montage in Drehrichtung zwischen den Kugellaufnuten 30 liegen, so daß die Kugeln 28 axial bis zu einem Punkt außerhalb der in die äußere Gelenkglocke eingearbeiteten Nut 20 rollen können, wie es in Phantomlinien in 1 dargestellt ist. In einer alternativen Ausführungsform können sich die Vorsprünge 22 in Umfangsrichtung in die äußeren Nuten 30 hinein erstrecken, so daß sie als axialer Anschlag für die Kugeln 28 wirken.
Zwar ist der Ring 18 hier als einteiliges Integralbauteil dargestellt, der Fachmann in der Technik wird jedoch leicht auch einen Ring mit einer separaten Sicherung konstruieren können, der die in den vorliegenden Figuren gezeigten Funktionen erfüllt.
Wie in 2 dargestellt, hat die Nut 20 eine radiale Tiefe, die kleiner als diejenige der Kugellaufnuten 30 in der äußeren Gelenkglocke 14 ist. In einer alternativen Ausführungsform, wie sie in 3 dargestellt ist, hat eine Nut 20' eine radiale Tiefe, welche größer ist als diejenige der Kugellaufnuten 30'. In 3 sind die Vorsprünge fluchtend mit den Kugellaufnuten 30' dargestellt. In dieser Ausführungsform ist in dem Ring 18' ein radialer Schnitt 36 eingebracht, der ein radiales Zusammendrücken des Ringes 18' beim Einfügen in die Nuten 30' in der äußeren Gelenkglocke 14' erlaubt, wie es in 3 dargestellt ist. Der Ring 18' wird axial in eine Ebene mit der Ringnut 20' gebracht, dann wird der Ring 18' in ähnlicher Weise gedreht, wie es mit Bezug auf die 2 beschrieben worden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Verdrehen des Ringes 18, wie in 2 veranschaulicht ist, ein Arbeitsgang durchgeführt, um den Ring 18 gegen Verdrehen in bezug auf die äußere Gelenkglocke 14 zu arretieren. Dies kann in einer beliebigen bekannten Art und Weise geschehen, einschließlich einer Punktschweißung, wie sie bei 32 in 1 dargestellt ist. Alternativ dazu kann auch ein Verstemmvorgang durchgeführ werden, um eine oder mehrere der Kugellaufnuten 30 in der äußeren Gelenkglocke so zu verformen, daß etwas Material in die Umfangsnut 20 hinein gedrückt wird, um eine Überschneidung mit einem der Vorsprünge 22 zu erzeugen, so daß ein Verdrehen des Ringes 18 in bekannter Weise verhindert wird.
Eine alternative Ausführungsform beinhaltet ein Sicherungsteil, das durch die äußere Gelenkglocke 14 hindurch so befestigt wird, daß eine Verdrehung des Ringes 18 verhindert wird. Eine Ausführungsform dieser Art ist in 4 dargestellt, wo eine Inbus-Stellschraube 50 soweit durch die äußere Gelenkglocke 14 geschraubt ist, daß sie am Ring 18 wie dort dargestellt anliegt. Der Vorsprung 22 weist dabei vorzugsweise am Außenumfang an dieser Stelle eine Abflachung auf, um die Verdrehsicherung zu unterstützen.
In einer alternativen Ausführungsform kann die radiale Schraube 50 dazu eingesetzt werden, den Ring 18 einzustellen. In dieser alternativen Ausführungsform können mehrere Schrauben 50 in Umfangsrichtung im Abstand von einander vorgesehen sein, wobei man dann die Schrauben so anzieht, daß der Ring 18 radial zusammengedrückt und sein Innendurchmesser damit verkleinert wird. Der Ring 18 weist vorzugsweise einen radialen Schnitt 36 auf, wie in 3 dargestellt ist, um die Kompression zu erleichtern.
In einer weiteren Alternative ist die Schraube 50 axial vom offenen Ende der äußeren Gelenkglocke her eingesetzt und liegt am Ring 18 an, so daß eine Verdrehung desselben verhindert wird. In ähnlicher Weise kann auch ein (nicht dargestellter) Stift durch eine Bohrung eingeführt werden, die axial vom offenen Ende her durch die äußere Gelenkglocke gebohrt ist, so daß er in eine (nicht dargestellte) entsprechende Bohrung im Ring 18 eingreift.

Claims

Sicherungsringeinheit zur Fixierung einer Relativlage zwischen einem inneren Gelenkteil und einem äußeren Gelenkteil in einem Gleichlaufgelenk, folgendes beinhaltend: besagtes äußeres Gelenkteil (14) mit einem offenen Ende, einer allgemein sphärischen Innenoberfläche mit mehreren darin eingeformten Kugellaufnuten (30) und einer Ringnut (20), die in die Innenfläche in der Nähe des offenen Endes des äußeren Gelenkteiles eingeformt ist; und dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes beinhaltet: einen ringförmigen Ring (18) mit einer radial abstehenden Zunge (22), wobei besagte Zunge derart in einer der besagten Kugellaufnuten (30) ausrichtbar ist, daß die besagte Zunge (22) axial mit besagter Ringnut fluchtet, wonach besagter ringförmiger Ring (18) dann in besagter Ringnut verdrehbar ist, so daß besagte Zunge (22) zwischen zweien der besagten Kugellaufnuten (30) ausgerichtet ist; und Mittel (32) zur Arretierung des besagten ringförmigen Ringes (18) gegen Verdrehen innerhalb der besagten Ringnut (20).
Sicherungsringeinheit nach Anspruch 1, wobei der Sicherungsring außerdem mehrere sich radial erstreckende Zungen (22) aufweist, die sich jeweils mit einer der besagten Kugellaufnuten decken oder diesen jeweils entsprechen.
Sicherungsringeinheit nach Anspruch 2, worin besagter Sicherungsring außerdem von einem einteilig ausgebildeten Integralteil (18) gebildet wird oder beinhaltet.
Sicherungsringeinheit nach Anspruch 3, worin besagte Verdrehsicherungsmittel von einem Schweißpunkt zwischen besagtem Ring und besagter äußerer Gelenkglocke gebildet werden.
Sicherungsringeinheit nach Anspruch 3, worin besagte Verdrehsicherungsmittel von einer Anstauchung in einer der besagten Kugellaufnuten gebildet werden.
Sicherungsringeinheit nach Anspruch 3, worin besagte Verdrehsicherungsmittel von einem Befestigungsteil (50) gebildet werden, das so in die äußere Gelenkglocke eingeschraubt ist, daß es an besagtem Ring zur Anlage kommt und ein Verdrehen desselben verhindert.
Sicherungsringeinheit nach Anspruch 6, wobei der Sicherungsring außerdem eine(n) radiale(n) Schnitt oder Unterbrechung (36) aufweist.
Sicherungsringeinheit nach Anspruch 7, worin besagtes Gewindebefestigungsteil radial vorsteht und besagten Ring so zusammendrückt, daß dessen Einstellung bewerkstelligt wird.
Verfahren zur Halterung eines inneren Gelenkteils eines Gleichlaufgelenkes in einem äußeren Gelenkteil (14) mit einem offenen Ende und einer allgemein sphärischen Innenoberfläche mit mehreren, darin eingeformten Kugellaufnuten (30), welches Verfahren folgendes beinhaltet: Einformen einer Ringnut (20) in die Innenfläche des äußeren Gelenkteils nahe des offenen Endes desselben; Ausrichten einer radial vorstehenden Zunge (22) an einem ringförmigen Ring (18) in Drehrichtung innerhalb einer der besagten Kugellaufnuten (30) derart, daß besagte Zunge (22) axial mit besagter Ringnut (20) ausgerichtet ist; Verdrehen des besagten ringförmigen Ringes (18) in besagter Ringnut (20) so, daß besagte Zunge (22) zwischen zweien der besagten Kugellaufnuten (30) liegt oder ausgerichtet ist; und Sichern des besagten ringförmigen Ringes (18) gegen Verdrehen in besagter Ringnut (20).
Verfahren nach Anspruch 9, außerdem die Ausrichtung in Umfangsrichtung einer zweiten Zunge (22) an besagtem Ring (18) auf eine zweite Nut in besagter äußerer Gelenkglocke beinhaltend, bevor die besagte erste Zunge (22) axial in eine Ebene mit besagter Ringnut gebracht wird, wonach besagte erste und besagte zweite Zunge mit besagter Ringnut fluchtend ausgerichtet werden.