DE19930396C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Überprüfen eines Kugelkäfigs - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Überprüfen eines KugelkäfigsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Überprüfen einer axialen Belastbarkeit eines Kugelkäfigs für
ein homokinetisches Gelenk, wobei der Kugelkäfig zur Halte
rung von Kugeln des Gelenkes in einer senkrecht zur Längsach
se des Kugelkäfigs verlaufenden Ebene dient.
Bei Gleichlaufdrehgelenken oder homokinetischen Gelenken, wie
sie bspw. aus der DE-AS 12 84 180 bekannt sind, werden
Drehmomente zwischen einem Gelenkeingang und einem Gelenkaus
gang durch Kugeln übertragen, die sowohl im Gelenkeingang als
auch im Gelenkausgang in Nuten geführt verstellbar sind. Die
Kugeln werden mit Hilfe eines Kugelkäfigs in einer quer zur
Längsrichtung des Kugelkäfigs verlaufenden Ebene gehaltert,
wobei die Kugeln in radiale Öffnungen des Kugelkäfigs einge
bracht sind. Von besonderem Interesse sind dabei Gelenke, die
als Verschiebe-Ringgelenke mit sich kreuzenden Nuten bzw. Ku
gellaufbahnen ausgebildet sind. Dort werden durch in das Ge
lenk eingeleitete Drehmomente aufgrund der geneigt zur Längs
achse des Kugelkäfigs verlaufenden Kugelbahnen auf die Kugeln
einwirkende Axialkräfte ausgebildet, die von den Kugeln auf
den Kugelkäfig übertragen werden. Durch die sich kreuzenden
Kugellaufbahnen wirken die axialen Kräfte benachbarter Kugeln
jeweils in entgegengesetzter Richtung von den Kugeln auf den
Kugelkäfig, so daß bei einer geraden Anzahl von Kugeln diese
axialen Kräfte innerhalb des Kugelkäfigs von diesem aufgenom
men und kompensiert werden. Die Kugelkäfige werden dabei ho
hen axialen Beanspruchungen ausgesetzt.
Für die Belastbarkeit bzw. Festigkeit eines solchen Kugelkä
figs ist eine Vielzahl von Fertigungs- und Werkstoffparame
tern maßgebend, die einzeln jedoch nur mit relativ hohem Auf
wand überprüft werden können. Damit im Rahmen einer Großseri
enfertigung einen gleichbleibend hohen Qualitätsstandard ge
währleistet werden kann, um bspw. einen Bruch des Kugelkäfigs
während der Lebensdauer des Gelenkes oder des Fahrzeuges zu
vermeiden, werden während der Produktion stichprobenartig Ku
gelkäfige entnommen, die dann einzeln auf ihre Gestaltfestig
keit und Bauteilfestigkeit bzw. hinsichtlich ihrer Belastbar
keit überprüft werden.
Herkömmlicherweise wird dazu das komplett montierte Gelenk in
einem entsprechenden Prüfstand mit einem Drehmoment beauf
schlagt, wobei das Drehmoment solange erhöht wird, bis der
Kugelkäfig versagt. Das zum Zeitpunkt des Versagens gemessene
Drehmoment erlaubt dann eine Aussage über die Belastbarkeit
des überprüften Kugelkäfigs. Bei dieser Überprüfung wird ne
ben dem Kugelkäfig regelmäßig auch das ganze Gelenk zerstört
bzw. unbrauchbar, so daß eine derartige Stichprobenprüfung
relativ teuer ist. Außerdem wird bei dieser Vorgehensweise
gleichzeitig eine Vielzahl anderer Komponenten des Gelenkes
belastet, so daß neben der Festigkeit des Kugelkäfigs noch
andere Faktoren das Versagen des Kugelkäfigs beeinflussen und
die Meßergebnisse dadurch relativ unzuverlässig sind.
Aus der JP 10-221 210 A ist ein Prüfverfahren zum Überprüfen
der Qualität von Schweißnähten in einem geschweißten Lagerkä
fig eines Nadellagers bekannt. Hierzu wird der Lagerkäfig an
beiden Seiten der Schweißnaht mit Spannvorrichtungen einge
spannt. Anschließend wird die Schweißnaht über die Spannvor
richtungen in Scherrichtung belastet bis die Schweißnaht
bricht. In Abhängigkeit der Belastung, die im Zeitpunkt des
Bruchs der Schweißnaht vorlag, kann die Qualität der Schweiß
naht ermittelt werden.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
eine Möglichkeit anzugeben, wie Kugelkäfige relativ preiswert
und zuverlässig hinsichtlich ihrer Belastbarkeit überprüft
werden können.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Kugel
käfige unabhängig vom Gelenk auf ihre Belastbarkeit hin zu
untersuchen, wobei durch die erfindungsgemäße Vorrichtung der
Kugelkäfig mit Kräften beaufschlagt wird, deren Kraftan
griffsstellen und deren Kraftrichtungen mit denjenigen über
einstimmen, die auch dann am Kugelkäfig auftreten, wenn die
ser in das Gelenk eingebaut ist und das Gelenk mit einem
Drehmoment beaufschlagt ist. Durch die erfindungsgemäße Vor
richtung wird einerseits erreicht, daß lediglich der zu über
prüfende Kugelkäfig im Rahmen der Überprüfung zerstört wird,
so daß die erfindungsgemäße Überprüfung relativ preiswert
durchführbar ist. Außerdem kann durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung die Überprüfung des Kugelkäfigs unabhängig von
zusätzlichen, durch den Einbau im Gelenk vorgegebenen Fakto
ren und insb. mit bei allen Überprüfungen im wesentlichen
gleichbleibenden Parametern durchgeführt werden, so daß sich
eine hohe Zuverlässigkeit für die Meßergebnisse ergibt.
Die am Kugelkäfig angreifenden axialen Zugkräfte werden bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch erzielt, daß sich
die obere Formhälfte durch die dort ausgebildeten Kugelsitze
ausschließlich an einigen der Kugeln abstützt, während sich
die untere Formhälfte über die entsprechenden Kugelsitze aus
schließlich an den anderen Kugeln axial abstützt. Auf diese
Weise ergibt sich eine vorteilhafte Kraftrichtungsumkehr, so
daß anstelle eines Zugkraftprüfstandes ein erheblich einfa
cher und preiswerter aufgebauter Druckkraftprüfstand, z. B.
mit einer hydraulischen Presse, verwendbar ist, um den Kugel
käfig mit Zugkräften zu beaufschlagen. Durch die vorgesehenen
Spalte zwischen den Formhälften und zwischen dem Kugelkäfig
und dem jeweiligen Nutgrund und durch die axiale Verstellbar
keit der Kugeln der jeweils dem Kugelsitz gegenüberliegenden
Ausnehmung führt eine axiale Druckbelastung auf der Außensei
te der Formhälften über die sich am Kugelkäfig abstützenden
Kugeln zu einer axialen Zugbelastung im Kugelkäfig. Die
Kraftangriffsstellen und die Kraftrichtungen entsprechen dann
denjenigen, die auch beim in das Gelenk eingebauten Kugelkä
fig bei einer Drehmomentbeaufschlagung des Gelenkes auftre
ten.
Vorzugsweise sind die Spalte zwischen den Formhälften und
zwischen den axialen Enden des Kugelkäfigs und dem jeweils
zugeordneten Nutgrund der zugeordneten Ringnut so groß ge
wählt bzw. dimensioniert, daß erst nach einem Versagen des
Kugelkäfigs aufgrund einer axialen Überbelastung die Form
hälften aneinander und/oder der Kugelkäfig an wenigstens ei
nem der Nutgründe zur Anlage kommt. Auf diese Weise wird ge
währleistet, daß ausschließlich die über die Kugeln in den
Kugelkäfig eingeleiteten axialen Zugkräfte die Ursache für
das Versagen des Kugelkäfigs bilden, so daß die dabei erziel
ten Meßergebnisse mit einer relativ hohen Zuverlässigkeit ei
ne Aussage über die Güte des Kugelkäfigs erlauben.
Zweckmäßigerweise wechseln sich entlang der Ringnuten die Ku
gelsitze und die Ausnehmungen regelmäßig ab, wodurch sich für
die Belastungsüberprüfung die in einem Gelenk mit sich kreuzenden
Kugellaufbahnen herrschende Kraftrichtungsverteilung
nachbilden läßt. Die gemessenen Versagenskräfte stimmen daher
im wesentlichen mit den Kräften überein, die auch beim in das
Gelenk eingebauten Kugelkäfig zu einem Versagen führen.
Die Ausnehmungen in den Formhälften sind besonders einfach
herstellbar, wenn sie zylindrisch, insb. als Bohrung, ausge
bildet sind, wobei der Innendurchmesser der Ausnehmungen grö
ßer als der Außendurchmesser der Kugeln ist, um die axiale
Verstellbarkeit der Kugeln innerhalb der Ausnehmungen zu ge
währleisten.
Zweckmäßigerweise ist bei einer Weiterbildung der erfindungs
gemäßen Vorrichtung die axiale Erstreckung jeder Ausnehmung
so gewählt, daß auch nach einem Versagen des Kugelkörpers
aufgrund einer axialen Überbelastung die in der Ausnehmung
axial verstellbare Kugel nicht mit einem axialen Ende der
Ausnehmung in Kontakt kommt. Auf diese Weise kann gewährlei
stet werden, daß durch das Versagen des Kugelkäfigs, das in
der Regel schlagartig erfolgt, keine Kräfte über die Kugeln
zwischen den Formhälften übertragen werden, so daß Beschädi
gungen der Formhälften durch das Versagen des Kugelkäfigs
vermieden werden können.
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Formhälften zu
mindest in dem den Kugelkörper mit den Kugeln aufnehmenden
Bereich identisch ausgebildet sein. Eine derartige Ausfüh
rungsform kommt lediglich bei Kugelkäfigen mit einer geraden
Kugelanzahl in Betracht, ermöglicht dann aber eine besonders
preiswerte Herstellung der Vorrichtung.
Um vor allem beim Versagen des Kugelkäfigs eine Splitter-
oder Trümmerausbreitung und somit eine Gefährdung der Verwen
der der Vorrichtung zu verhindern, kann gemäß einer Weiter
bildung eine die Formhälften außen umfassende Schutzhülse
vorgesehen sein, in der zumindest eine der Formhälften axial
verstellbar ist.
Zur Erzielung einer besonders hohen Zuverlässigkeit bei Aus
sagen über die Belastbarkeit bzw. über die Produktionsquali
tät anhand der durch die Belastbarkeitsprüfung erzielten Me
ßergebnisse wird entsprechend einer bevorzugten Ausführungs
form vorgeschlagen, Positioniermittel vorzusehen, die für die
Überprüfung des Kugelkäfigs eine vorbestimmte Relativlage
zwischen den Kugeln und dem Kugelkäfig gewährleisten. Bspw.
werden die Kugeln für jeden Prüfvorgang mittig in ihren ra
dialen Aufnahmen im Kugelkäfig angeordnet oder die Kugeln
kommen alle an der im Uhrzeigersinn zugewandten (alternativ:
abgewandten) Innenwandung der radialen Kugelaufnahmen im Ku
gelkäfig zur Anlage. Derartige Positioniermittel können z. B.
durch einen vor oder zu Beginn der Krafteinleitung in die Ku
gelaufnahmen eingreifenden Finger gebildet sein, der sich in
Umfangsrichtung zwischen der jeweiligen Kugel und am Kugelkä
fig abstützt und eine Relativverstellung zwischen Kugel und
Kugelkäfig bis zum Erreichen der vorbestimmten Relativlage
bewirkt. Der Finger kann dabei als Verdränger wirken.
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch
ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 10 gelöst.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen
Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich
aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zu
gehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je
weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombi
nationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den
Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den
Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Be
schreibung näher erläutert.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf einen in der er
findungsgemäßen Vorrichtung hinsichtlich seiner Be
lastbarkeit zu überprüfenden Kugelkäfig,
Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht auf eine erfin
dungsgemäße Vorrichtung und
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Formhälfte der erfindungs
gemäßen Vorrichtung.
Entsprechend Fig. 1 weist ein bezüglich einer Längsachse 1
rotationssymmetrischer Kugelkäfig 2 mehrere, hier sechs, ra
diale Öffnungen oder Durchbrüche 3 auf, die jeweils als Auf
nahme für eine Kugel (vgl. die Kugeln 4 in Fig. 2) dienen,
wodurch der Kugelkäfig 2 die Kugeln in einer senkrecht zur
Längsachse 1 verlaufenden Ebene haltert. Vorzugsweise sind
die Öffnungen bzw. Aufnahmen 3 in axialer Richtung, d. h. par
allel zur Längsachse 1, so bemessen, daß zwischen den sich in
axialer Richtung gegenüberliegenden Wandungsbereichen jeweils
eine Kugel mehr oder weniger stark eingespannt ist, während
in Umfangsrichtung gegenüberliegende Wandungsbereiche der
Aufnahmen 3 einen Abstand aufweisen, der größer ist als der
Kugeldurchmesser.
Aufgrund der sich kreuzenden Kugellaufbahnen in einem Gelenk,
in dem die durch den Kugelkäfig 2 gehalterten und positio
nierten Kugeln zur Drehmomentübertragung dienen, kommt es,
sofern das Gelenk mit einem Drehmoment beaufschlagt ist, im
Kugelkäfig 2 zu axial wirkenden Kräften, die in Fig. 1 mit
Pfeilen 5 symbolisiert sind. Da sich im Gelenk benachbarte
Kugelbahnen jeweils kreuzen, führt dies dazu, daß benachbarte
Kugeln die genannten Axialkräfte 5 in entgegengesetzter Wir
kungsrichtung in den Kugelkäfig 2 einleiten, wobei der Kugel
käfig 2 diese einander entgegenwirkenden Kräfte aufnimmt und
kompensiert.
Zur Überprüfung der axialen Belastbarkeit des Kugelkäfigs 2
wird dieser in die erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend
Fig. 2 eingebracht. Diese Vorrichtung weist eine untere Form
hälfte 6 auf, die bspw. auf einem Pressentisch 7 einer hy
draulischen Presse angebracht ist. Die untere Formhälfte 6
ist von einer Schutzhülse 8 radial außen eingefaßt, in der
eine obere Formhälfte 9 axial, d. h. parallel zur Längsachse 1
des Kugelkäfigs 2 verstellbar ist. Zu diesem Zweck wird die
obere Formhälfte 9 von einem Pressenstössel 10 der im übrigen
nicht dargestellten hydraulischen Presse mit einer axialen
Druckkraft beaufschlagt, die in Fig. 2 mit einem Pfeil 11
symbolisiert ist. Eine Kraftmeßeinrichtung 12 wirkt mit der
als Krafteinleitungsmittel dienenden hydraulischen Presse zu
sammen und ermöglicht die Messung der auf die Formhälften 6
und 9 aufgebrachten axialen Kräfte 11, wobei die Wirkverbindung
zwischen den Krafteinleitungsmitteln und den Kraftmeß
mitteln 12 durch einen mit unterbrochenen Linien dargestell
ten Doppelpfeil 13 symbolisiert ist.
Bei der in Fig. 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform
sind die beiden Formhälften 6 und 9 völlig identisch ausge
bildet. Entsprechend den Fig. 2 und 3 weisen die beiden Form
hälften 6 und 9 einander zugewandte, zueinander parallele und
bezüglich der Längsrichtung 1 des Kugelkäfigs 2 senkrecht
verlaufende ebene Stirnflächen 14 auf. In den Stirnflächen 14
der Formhälften 6, 9 ist jeweils eine koaxial zur Längsrich
tung 1 des Kugelkäfigs 2 angeordnete Ringnut 15 eingebracht.
Diese Ringnuten 15 sind dabei so dimensioniert, daß ein In
nendurchmesser 16 der Ringnut 15 kleiner ist als ein Innen
durchmesser 17 des Kugelkäfigs 2, während ein Außendurchmes
ser 18 der Ringnut 15 größer als ein Außendurchmesser 19 des
Kugelkäfigs ist. Durch diese Dimensionierung der Ringnuten 15
kann der Kugelkäfig 2 mit radialem Spiel in die Ringnuten 15
axial eingesetzt werden.
Entlang der Ringnuten 15 sind in jeder Formhälfte 6, 9 drei
Kugelsitze 20 und drei Ausnehmungen 21 ausgebildet, die ein
ander abwechselnd und jeweils um einen Winkel α von 60° zu
einander versetzt angeordnet sind.
Jeder Kugelsitz 20 weist eine an eine Kugelform angepaßte
Sitzfläche auf, so daß bei in die Vorrichtung mit den Kugeln
4 eingebrachtem Kugelkäfig 2 die Kugeln 4 flächig auf ihrem
jeweils zugeordneten Kugelsitz 20 zur Anlage kommen.
Im Unterschied dazu sind die als kreiszylindrische Bohrung
ausgebildeten Ausnehmungen 21 mit einem Innendurchmesser 22
ausgestattet, der größer ist als ein Außendurchmesser 23 der
Kugeln 4, so daß die Kugeln 4 innerhalb der Ausnehmungen 21
axial verstellbar sind.
Aus Fig. 2 geht hervor, daß die obere Formhälfte 9 um 60°
versetzt auf die untere Formhälfte 6 aufgesetzt ist, so daß
jeder Kugel 4 einer der Kugelsitze 20 und eine der Ausnehmun
gen 21 zugeordnet ist. Die Kugelsitze 20, die Ausnehmungen 21
und die Ringnuten 15 sind außerdem so angeordnet und dimen
sioniert, daß bei einer in Fig. 2 dargestellten Ausgangsposi
tion, in der noch keine oder nur geringe axiale Kräfte auf
die Formhälften 6, 9 aufgebracht werden, zwischen den Form
hälften 6, 9 ein axialer Spalt 24 und zwischen axialen Enden
25 des Kugelkäfigs 2 und einem Nutgrund 26 in der jeweiligen
Ringnut 15 jeweils ein axialer Spalt 27 ausgebildet ist. Au
ßerdem ist zwischen den Kugel 4 und einem vom Kugelsitz 20
abgewandten Ende 28 der Ausnehmungen 21 ein Abstand 29 ausge
bildet.
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft wie folgt ab:
In einem ersten Schritt ist der Pressenstössel 10 vom Pres sentisch 7 soweit entfernt, daß die obere Formhälfte 9 aus der Schutzhülse 8 entnehmbar ist. In einem zweiten Schritt wird der zu überprüfende Kugelkäfig 2 mit den darin gehalter ten Kugeln 4 in die untere Formhälfte 6 eingesetzt, wobei der Kugelkäfig 2 axial in die Ringnut 15 der unteren Formhälfte 6 eintritt. In einem dritten Schritt wird die obere Formhälfte 9 auf die untere Formhälfte 6 aufgesetzt, wobei der Kugelkä fig 2 axial in die Ringnut 15 der oberen Formhälfte 9 eindringt. Dabei wird darauf geachtet, daß die obere Formhälfte 9 soweit gegenüber der unteren Formhälfte 6 verdreht ist, daß jede Kugel einerseits auf einem Kugelsitz 20 aufsitzt und an dererseits in eine Aufnahme 21 eindringt.
In einem ersten Schritt ist der Pressenstössel 10 vom Pres sentisch 7 soweit entfernt, daß die obere Formhälfte 9 aus der Schutzhülse 8 entnehmbar ist. In einem zweiten Schritt wird der zu überprüfende Kugelkäfig 2 mit den darin gehalter ten Kugeln 4 in die untere Formhälfte 6 eingesetzt, wobei der Kugelkäfig 2 axial in die Ringnut 15 der unteren Formhälfte 6 eintritt. In einem dritten Schritt wird die obere Formhälfte 9 auf die untere Formhälfte 6 aufgesetzt, wobei der Kugelkä fig 2 axial in die Ringnut 15 der oberen Formhälfte 9 eindringt. Dabei wird darauf geachtet, daß die obere Formhälfte 9 soweit gegenüber der unteren Formhälfte 6 verdreht ist, daß jede Kugel einerseits auf einem Kugelsitz 20 aufsitzt und an dererseits in eine Aufnahme 21 eindringt.
In einem vierten Schritt wird der Pressenstössel 10 in Rich
tung auf den Pressentisch 7 verfahren, wobei dieser die
axiale Druckkraft 11 auf die obere Formhälfte 9 aufbringt.
Die obere Formhälfte 9 stützt sich über die daran ausgebilde
ten Kugelsitze 20 an den darin sitzenden Kugeln, hier die in
Fig. 2 rechts dargestellte Kugel 4, ab, wodurch diese die
Axialkraft 5 auf den Kugelkäfig 2 überträgt. Der Kugelkäfig 2
stützt sich über die anderen Kugeln, hier die in Fig. 2 links
dargestellte Kugel 4, ab, wodurch diese Kugel 4 die entspre
chende axiale Gegenkraft 5 in den Kugelkäfig 2 einleitet.
Diese Kugel 4 stützt sich über den zugehörigen Kugelsitz 20
an der unteren Formhälfte 6 ab, die sich ihrerseits am Pres
sentisch 7 abstützt. Insgesamt ergibt sich somit durch die
auf die Formhälften 6, 9 aufgebrachte axiale Druckkraft eine
axiale Zugbelastung des Kugelkäfigs 2.
In einem fünften Verfahrensschritt wird die axiale Belastung
des Kugelkäfigs 2 so lange erhöht, bis er versagt, insbeson
dere bricht. Die Versagenskraft wird von den Kraftmeßmitteln
12 festgestellt und entsprechend ausgewertet.
Die Spalte 24 und 27 sowie der Abstand 29 sind so dimensio
niert, daß eine Kraftübertragung zwischen der oberen Form
hälfte 9 und der unteren Formhälfte 6 bis zum Versagen des
Kugelkäfigs 2 ausschließlich über den Kugelkäfig 2 erfolgt,
so daß sich der Kugelkäfig 2 bis zu seinem Versagen verformen
kann, ohne sich dabei an einer der Formhälften 6 oder 9 abzu
stützen.
Nach dem Einbringen des Kugelkäfigs 2 in die untere Formhälf
te 6 und vor der Belastung des Kugelkäfigs 2 durch den Pres
senstempel 10 kann mit nicht dargestellten Positioniermitteln
selbsttätig eine vorgegebene Relativlage zwischen den Kugel 4
und dem Kugelkäfig 2 justiert werden. Beispielsweise soll der
Kugelkäfig 2 nur dann geprüft werden, wenn die Kugeln 4 mit
tig in den Aufnahmen 3 positioniert sind.
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Überprüfen einer axialen Belastbarkeit
eines Kugelkäfigs (2) für ein homokinetisches Gelenk, wobei
der Kugelkäfig (2) zur Halterung von Kugeln (4) des Gelenkes
in einer senkrecht zur Längsachse (1) des Kugelkäfigs (2)
verlaufenden Ebene dient,
mit folgenden Merkmalen:
- 1. A: die Vorrichtung weist eine untere Formhälfte (6) und eine obere Formhälfte (9) auf, in die jeweils eine Ringnut (15) eingebracht ist, deren Innendurchmesser (16) kleiner als der Innendurchmesser (17) des Kugelkäfigs (2) und deren Außendurchmesser (18) größer als der Außendurchmesser (19) des Kugelkäfigs (2) ist,
- 2. B: in den Ringnuten (15) der Formhälften (6) und (9) ist je weils wenigstens ein Kugelsitz (20) ausgebildet, der eine Kraftübertragung zwischen der Kugel (4) und der dem Kugel sitz (20) zugeordneten Formhälfte (6 oder 9) ermöglicht,
- 3. C: in den Ringnuten (15) der Formhälften (6 und 9) ist je weils wenigstens eine Ausnehmung (21) ausgebildet, in der die Kugel (4) axial in der der Ausnehmung (21) zugeordne ten Formhälfte (6 oder 9) verstellbar ist,
- 4. D: jeder im Kugelkäfig (2) gehalterten Kugel (4) ist ein Ku gelsitz (20) in der einen Formhälfte (6 oder 9) und eine Ausnehmung (21) in der anderen Formhälfte (9 oder 6) zuge ordnet,
- 5. E: die Formhälften (6 und 9) stützen sich über die zugehöri gen Kugelsitze (20) gegenseitig an den im Kugelkäfig (2) gehalterten Kugeln (4) ab, wenn der Kugelkäfig (2) mit seinen Kugeln (4) in die aufeinander aufgesetzten Form hälften (6 und 9) eingebracht ist,
- 6. F: bei unverformtem Kugelkäfig (2) ist zwischen den Formhälf ten (6) und (9) und zwischen axialen Enden (25) des Kugel käfigs (2) und einem jeweils zugeordneten Nutgrund (26) der zugeordneten Ringnut (15) jeweils ein Spalt (24, 27) ausgebildet,
- 7. G: es sind Krafteinleitungsmittel (7, 10) vorgesehen, mit de nen bezüglich der Längsachse (1) des Kugelkäfigs (2) axia le Druckkräfte (11) auf die Formhälften (6 und 9) auf bringbar sind,
- 8. H: es sind Kraftmeßmittel (12) vorgesehen, mit denen die von den Krafteinleitungsmitteln (7, 10) auf die Formhälften (6 und 9) aufgebrachten Druckkräfte (11) meßbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spalte (24, 27) so groß gewählt sind, daß erst nach
einem Versagen des Kugelkäfigs (2) aufgrund einer axialen
Überbelastung die Formhälften (6 und 9) aneinander und/oder
der Kugelkäfig (2) an dem Nutgrund (26) der Ringnut (15) der
einen Formhälfte (6 oder 9) und/oder an dem Nutgrund (26) der
Ringnut (15) der anderen Formhälfte (9 oder 6) zur Anlage
kommen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich entlang der Ringnuten (15) Kugelsitze (20) und Aus
nehmungen (21) abwechseln.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmungen (21) zylindrisch, z. B. als Bohrung, aus
gebildet sind, und der Innendurchmesser (22) der Ausnehmungen
größer als der Außendurchmesser (23) der Kugeln (4)ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die axiale Erstreckung jeder Ausnehmung (21) so gewählt
ist, daß auch nach einem Versagen des Kugelkäfigs (2) auf
grund einer axialen Überbelastung die in der Ausnehmung (21)
axial verstellbare Kugel (4) nicht mit einem axialen Ende
(28) der Ausnehmung (21) in Kontakt kommt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die einander gegenüberliegenden Stirnseiten (14) der
Formhälften (6 und 9) als senkrecht zu den axialen Druckkräf
ten (11) verlaufende ebene Flächen ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formhälften (6 und 9) zumindest in dem den Kugelkäfig
(2) mit den Kugeln (4) aufnehmenden Bereich identisch ausge
bildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine die Formhälften (6 und 9) außen umfassende Schutz
hülse (8) vorgesehen ist, in der zumindest eine der Formhälf
ten (9) axial verstellbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß Positioniermittel vorgesehen sind, die für die Überprü
fung des Kugelkäfigs (2) eine vorbestimmte Relativlage zwi
schen den Kugeln (4) und dem Kugelkäfig (2) gewährleisten.
10. Verfahren zum Überprüfen einer axialen Belastbarkeit
eines Kugelkäfigs (2) für ein homokinetisches Gelenk mittels
einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- 1. A: Einbringen des zu überprüfenden Kugelkäfigs (2) mit den darin gehalterten Kugeln (4) in die untere Formhälfte (6),
- 2. B: Aufsetzen der oberen Formhälfte (9), derart, das jeder Ku gel (4) ein Kugelsitz (20) und eine Ausnehmung (21) zuge ordnet ist,
- 3. C: Aktivieren der Krafteinleitungsmittel (7, 10) und der Kraftmeßmittel (12),
- 4. D: Aufbringen und Messen einer bis zum Versagen des Kugelkä figs (2) zunehmenden axialen Druckkraft (11),
- 5. E: Zuordnen einer Versagenskraft zum überprüften Kugelkäfig (2).
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ID=7913326
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| DE1999130396 Expired - Fee Related DE19930396C2 (de) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | Vorrichtung und Verfahren zum Überprüfen eines Kugelkäfigs |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007001048B3 (de) * | 2007-01-03 | 2008-07-31 | Gkn Driveline Deutschland Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von Bauteilen eines Gelenks |
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| DE1284180B (de) * | 1966-06-29 | 1968-11-28 | Gen Motors Corp | Homokinetische, laengsverschiebliche Wellenkupplung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge |
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1999
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