DE69116660T2

DE69116660T2 - Eine Verbundstruktur aufweisender Antriebsgelenkkörper

Info

Publication number: DE69116660T2
Application number: DE69116660T
Authority: DE
Inventors: Michel Margerie; Bernard Poulin
Original assignee: GKN Glaenzer Spicer SA
Current assignee: GKN Driveline SA
Priority date: 1990-12-03
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2011-11-15
Also published as: US5299981A; DE69116660D1; FR2669979B1; JPH04285318A; FR2669979A1; EP0489608A1; EP0489608B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse eines Antriebsgelenks, das für den Anschluß an eine Welle oder an ein rotierendes Antriebsorgan vorgesehen ist und mehrere Bahnen von Gelenkselementen umfaßt, die um die Achse des Gelenksgehäuses und der Welle verteilt sind und je zwei Spuren umfassen, die derart angeordnet sind, daß sie mit Gelenkselementen des Antriebsgelenks zusammenwirken, wobei jede Spur von einer ersten Fläche eines Metallstücks gebildet wird, von dem eine zweite Fläche mit einer Komplementärfläche des Gelenksgehäuses verbunden ist, die in einem Teil des Gelenksgehäuses gebildet wird, der aus einem Verbundwerkstoff aus einer verstärkten duroplastischen oder thermoplastischen Masse besteht.
Ein solches Gelenksgehäuse mit Verbundstruktur ist beispielsweise in dem Dokument EP-A-335.781 beschrieben und dargestellt.
Bei den verschiedenen Durchführungsarten, die in diesem Dokument beschrieben und dargestellt sind, sind die Bahnen parallel zur Achse der Welle, mit der das Gehäuse des Antriebgelenks verbunden ist, d.h. tatsächlich parallel zur Hauptachse des Gehäuses des Antriebsgelenks.
Dieses Dokument schlägt auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gelenksgehäuses mit Verbundstruktur vor, das besonders leicht zu verwirklichen ist, indem jede Spur, die in Form eines Metallstücks ausgeführt ist, vor dem Einspritzen der Verbundmasse in der Spritzform positioniert wird.
Nach dem Patent FR-A-1218082 ist überdies eine Kupplung bekannt, die schräge Bahnen umfaßt, deren Achsen nicht in einer Ebene enthalten sind, die auch die Achse der angeschlossenen Welle enthält. Daraus ergibt sich bei der Anwendung eines Antriebs- oder Bremsmoments ein Axialschub, der im allgemeinen in einem verschiebbaren Antriebsgelenk nicht erwünscht ist.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Lösung für ein Gehäuse eines Antriebsgelenks obenerwähnten Typs anzubieten.
Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Gelenksgehäuse dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Längsachse einer jeden Bahn, die in einer Ebene enthalten ist, die die Achse des Gehäuses und der Welle umfaßt, mit letzterer Achse einen Winkel bildet.
Ein solches Gelenksgehäuse mit Verbundstruktur und geneigten Spuren ist besonders leicht zu verwirklichen und ermöglicht, daß es in großer Serie industriell hergestellt wird. Es ist tatsächlich möglich, die Metallstücke in der Spritzform in der gewünschten geneigten Konfiguration zu positionieren, indem einfach deren Positionierung in der Form vor dem Einspritzvorgang verändert wird. Nur die Kombination einer Verbundstruktur und von Spuren, die in Form von Metallstücken ausgeführt sind, ermöglicht eine derart einfache Durchführung.
Die Erfindung schlägt auch ein Verfahren zur Herstellung eines Gelenksgehäuses obenerwähnten Typs vor, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht:
a) eine Spritzform zu verwenden, die zumindest einen Mittelkern umfaßt;
b) auf dem Mittelkern die Metallstücke mit ihren ersten Flächen in einer geneigten Position anzubringen, sodaß sich die Achse einer jeden Bahn in einer Ebene befindet, die die Achse des Gehäuses und der Welle enthält, und mit dieser Achse einen Winkel bildet; und
c) den Teil aus Verbundwerkstoff des Gelenksgehäuses um die Metallstücke und den Mittelkern zu formen.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung:
- kann die zweite Fläche des Metallstücks in bezug auf die Komplementärfläche des Gelenksgehäuses verschoben werden;
- sind die zweite Fläche und die Komplementärfläche konvex bzw. konkav gekrümmte Flächen;
- sind die gekrümmten Flächen Teile von zylindrischen Flächen;
- sind die Krümmungsradien der Teile von zylindrischen Flächen gleich;
- sind die Mantellinien der ersten Fläche des Metallstücks parallel zur Achse der zweiten Metallfläche.
Sind die Metallstücke in bezug auf die Struktur des Gelenksgehäuses beweglich, ist das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenteile der Metallstücke, abgesehen von ihren ersten Flächen, vor ihrer Positionierung in der Form mit einem Antihaftmittel überzogen werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Studie der folgenden detaillierten Beschreibung hervor, für deren Verständnis auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug zu nehmen ist, wobei:
- Figur 1 eine Axialschnittansicht einer ersten Durchführungsart mit unbeweglichen Spuren eines erfindungsgemäßen Gehäuses eines Antriebsgelenks ist;
- Figur 2 eine Teuschnittansicht nach der Linie 2-2 aus Figur 1 ist; und
- die Figuren 3 und 4 ähnliche Ansichten wie jene aus den Figuren 1 und 2 sind, die eine zweite Durchführungsart der Erfindung darstellen, bei der die Spuren in bezug auf das Gelenksgehäuse beweglich sind.
In den Figuren 1 und 2 ist ein Gehäuse eines Antriebsgelenks 10 zu sehen, das der Familie der Gehäuse von Antriebsgelenken aus Verbundwerkstoffen angehört, wovon eine erste Reihe von Durchführungsarten in dem Dokument EP-A-335.781 beschrieben und dargestellt ist, auf dessen Inhalt Bezug genommen werden kann, um die weiteren Strukturmerkmale des Gelenksgehäuses kennenzulernen.
Das Gehäuse 10 eines Antriebsgelenks besteht im wesentlichen aus einer Hülle 11 und einem inneren Teil 12 aus Verbundwerkstoff, bestehend aus einer duroplastischen oder thermoplastischen Masse, die mit Kurzoder Teilchenfasern verstärkt ist.
Das Gehäuse 10 eines Antriebsgelenks umfaßt Laufoder Auflagebahnen von Gelenkselementen, die regelmäßig um die Achse X-X des Geienksgehäuses verteilt sind, die auch die Achse der Welle 13 ist, mit der das Gelenksgehäuse 10 verbunden ist.
Jede Bahn umfaßt zwei Spuren, die untereinander parallel angeordnet sind, um mit Gelenkselementen des Antriebsgelenks (nicht dargestellt) zusammenzuwirken.
Jede Spur ist ein Metallstück 14, das mit dem Teil aus Verbundmasse 12 verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist die mittlere Längsachse ACR einer jeden Bahn in bezug auf die Achse X-X um einen Winkel α geneigt.
Als mittlere Längsachse wird die geometrische Mittelachse einer jeden Bahn bezeichnet, die in der Ebene P, die durch die Achse x-x geht, enthalten ist.
Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Durchführungsart sind die Metallstücke 14 in bezug auf das Gelenksgehäuse unbeweglich. Die Festsetzung der Metallstücke 14 kann sich beispielsweise durch deren Konzeption in Form von Einsatzteilen ergeben, die beim Formen der Verbundmasse teilweise versenkt werden, wie dies später beschrieben wird.
Jeder metallische Einsatzteil 14 umfaßt eine erste Fläche 16, die mit einem Gelenkselement zusammenwirken soll, dessen Geometrien ähnlich sind.
Es folgt nun die Beschreibung der Durchführungsart, die in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, in denen die Bestandteile, die mit den in den Figuren 1 und 2 dargestellten identisch oder diesen ähnlich sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.
Diese zweite Durchführungsart eines erfindungsgemäßen Gehäuses eines Antriebsgelenks unterscheidet sich wesentlich von der ersten Durchführungsart dadurch, daß die Metallstücke 14 in bezug auf das Gelenksgehäuse verschiebbar sind.
Jedes Metallstück 14 umfaßt eine erste Fläche 16, die mit einem entsprechenden Gelenkselement zusammenwirken soll, und eine zweite Fläche 18, die der Fläche 16 gegenüberliegt, die mit einer Komplementärfläche 20 verbunden ist, die in dem Teil 12 des Gelenksgehäuses aus Verbundmasse gebildet wird.
Die erste Fläche 16, die hier eben dargestellt ist, stellt die eigentliche Laufspur dar, und die zweite Fläche 18 ist ein konvexer Teil einer zylindrischen Fläche, der mit einem komplementären konkaven Teil einer zylindrischen Fläche 20 zusammenwirkt.
Die Achse des konkaven Teils einer zylindrischen Fläche 20 ist die mittlere Längsachse ACR, die im vorhergehenden definiert wurde.
Bei der in den Figuren dargestellten Durchführungsart sind die Krümmungsradien der Flächenteile 18 und 20 gleich.
Durch das Zusammenwirken der Flächen 18 und 20 kann sich das Metallstück 14 in bezug auf das Gelenksgehäuse verschieben, indem es sich um die Achse ACR auf beide Seiten seiner Mittelposition, die in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, in winkelversetzte Positionen dreht, von denen eine in Figur 4 in strichpunktierten Linien 14' dargestellt ist.
Je nach Anwendung ist es auch möglich, Mittel vorzusehen (nicht dargestellt), die verhindern, daß sich die Metallstücke 14 in bezug auf das Gelenksgehäuse in eine Richtung bewegen, die parallel zur mittleren Längsachse ACR ist.
Bei beiden Durchführungsarten können die beiden verbundenen Spuren getrennte Elemente oder in einem Stück U-förmig ausgeführt sein.
Beide Durchführungsarten des Gelenksgehäuses, die beschrieben wurden, können mit Hilfe eines Verfahrens jenes Typs verwirklicht werden, das in dem Dokument EP- A-335.781 beschrieben und dargestellt ist.
Das Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, eine Spritzform zu verwenden, die zumindest einen Mittelkern umfaßt, in der die Metallstücke auf dem Mittelkern positioniert werden und sodann der Teil aus Verbundmasse des Gelenksgehäuses um die Metallstücke und den Mittelkern geformt wird, beispielsweise durch Einspritzung.
Die genaue Positionierung der Metallstücke 14 in bezug auf das Gelenksgehäuse wird dadurch erzielt, daß diese über ihre ersten Flächen 16 positioniert werden, die mit Flächenteilen zusammenwirken, die ein zum Formkern komplementäres Profil aufweisen.
Am Ende des Formvorganges sind die Metallstücke 14 normalerweise mit der Füllverbundmasse 12 verbunden.
Um das Ausformen zu ermöglichen, kann der Kern bewegliche oder dehnbare Teile umfassen, wie dies dem Fachmann bekannt ist.
Für die Verwirklichung eines Antriebsgelenks gemäß den Figuren 3 und 4 ist es erforderlich, daß die Flächenteile der Metallstucke 14, abgesehen von ihren ersten Flächen 16, vor ihrer Positionierung in der Form mit einem Antihaftmittel überzogen werden. Wurden alle äußeren Flächenteile, die mit der Verbundmasse in Berührung kommen können, vorher überzogen, können sich die Metallstücke 14 später in bezug auf die Komplementärflächen 20 verschieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das die direkte Erzeugung von Komplementärflächen ermöglicht, ist besonders vorteilhaft, denn es wird dadurch eine perfekte Konformität der Flächen 18 und 20 erzielt.
Jedes Gehäuse eines Antriebsgelenks, das nach diesem Verfahren hergestellt wurde, wird direkt mit den Metallstücken 14 verbunden, die dessen Herstellung ermöglichten und ihm angepaßt sind.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen Durchführungsarten und findet für verschiedene Typen von Antriebsgelenken und für verschiedene geometrische Konfigurationen der Flächen 16 und 18 der Metallstücke 14 Anwendung.

Claims

1. Gehäuse (10) eines Antriebsgelenks, das für den Anschluß an eine Welle (13) vorgesehen ist und mehrere Bahnen mit Gelenkelementen umfaßt, die um die Achse (X-X) des Gehäuses (10) und der Welle (13) verteilt sind und je zwei Spuren (14) umfassen, die derart angeordnet sind, daß sie mit Gelenkelementen des Antriebsgelenks zusammenwirken, wobei jede Spur von einer ersten Fläche (16) eines Metallstücks (14) gebildet wird, von dem eine zweite Fläche (18) mit einer Komplementärfläche (20) des Gelenkgehäuses (10) verbunden ist, die in einem Teil (12) des Gelenkgehäuses gebildet wird, der aus einem Verbundwerkstoff aus einer verstärkten duroplastischen oder thermoplastischen Masse besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Längsachse (ACR) einer jeden Bahn, die in einer Ebene enthalten ist, die die Achse (X-X) des Gehäuses (10) und der Welle (13) umfaßt, mit letzterer Achse einen Winkel ( ) bildet.

2. Gehäuse eines Antriebsgelenks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fläche (18) des Metallstücks (14) in bezug auf die Komplementärfläche (20) des Gelenkgehäuses verschiebbar ist.

3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fläche (18) und die Komplementärfläche (20) konvex bzw. konkav gekrümmte Flächen darstellen.

4. Gehäuse eines Antriebsgelenks nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Flächen Teile von zylindrischen Flächen sind.

5. Gehäuse eines Antriebsgelenks nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsradien der Teile von zylindrischen Flächen (18, 20) gleich sind.

6. Gehäuse eines Antriebsgelenks nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellinien der ersten Fläche (16) des Metallstücks (14) parallel zur Achse der zweiten zylindrischen Fläche (18) sind.

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

a) eine Spritzform zu verwenden, die zumindest einen Mittelkern umfaßt;

b) auf dem Mittelkern die Metallstücke (14) mit ihren ersten Flächen (16) in einer geneigten Position anzubringen, sodaß sich die Achse (ACR) einer jeden Bahn in einer Ebene befindet, die die Achse (X-X) des Gehäuses (10) und der Welle (13) enthält, und mit dieser Achse (X-X) einen Winkel ( ) bildet; und

c) den Teil aus Verbundwerkstoff (12) des Gelenkgehäuses (10) um die Metallstücke (14) und den Mittelkern (30) zu formen.

8. Herstellungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenteile der Metallstücke, abgesehen von ihren ersten Flächen (16), vor ihrer Anbringung in Position b) mit einem Antihaftmittel überzogen werden.