DE3019407A1

DE3019407A1 - Verfahren und vorrichtung zur montage eines auf nadeln gelagerten waelzkoerpers

Info

Publication number: DE3019407A1
Application number: DE19803019407
Authority: DE
Inventors: Michel Alexandre Orain
Original assignee: Glaenzer Spicer SA
Current assignee: Glaenzer Spicer SA
Priority date: 1979-05-21
Filing date: 1980-05-21
Publication date: 1980-11-27
Also published as: US4317602A; GB2050569B; FR2457408B1; IT1128472B; ES8200452A1; DE3019407C2; ES491691A0; IT8067789A0; FR2457408A1; JPS55159328A; GB2050569A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. E. Edsr DipUIng. K. Schieschkö

8 München 40, Elisabsihstraße34

GLAENZER SPICER
F-78301 Poissy
Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zur Montage eines auf Nadeln gelagerten Wälzkörpers

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung, bei welcher insbesondere ein Wälzkörper mittels Wälzelementen, z.B. durch axiale Halterungsmittel festgelegte Nadeln, drehbar auf einem Lagerzapfen montiertjst.

Solche Elemente kommen insbesondere in der Konstruktion von frei gleitenden homokinetischen Gelenken in Tripod-Bauart vor, wie sie weitgehend in den seitlich kraftübertragenden Elementen von Kraftfahrzeugen verwendet werden.

Die FR-PS 2 079 747 der Anmelderin beschreibt eine Anordnung mit hoher Belastbarkeit bei verringertem Raumbedarf sowie zuverlässiger Arbeitsweise. Dabei ist in eine im Lagerzapfen des dreiarmigen Elements eingeformte halbkreisförmige Nut ein Federring eingesetzt, der durch den Längsflansch eines Kapselstücks von L-förmigem Querschnitt in der Nut gehalten wird, wobei der radiale Flansch des Kapselstücks zwischen dem Federring und den Nadeln festgelegt ist, die zwischen dem Lagerzapfen und der Bohrung des Wälzkörpers sitzen.

030048/0868

3D19407

Der Wälzkörper wird dureh die im glockenförmigen Teil des homokinetischen Gelenks gebildete kreisförmige Nut axial auf dem Lagerzapfen gehalten. Die Nadeln werden so auf völlig zuverlässige Weise axial zwischen dem Kapselstück und einer Unterlagscheibe gehalten, wobei eine Kaskadenverriegelung des Federrings gegeben ist, durch welche der axialen Schubkraft der Nadeln Einhalt geboten wird. Selbst wenn sich der Federring verformt oder bricht, bleibt er an der durch die Nut des Lagerzapfens und das Kapselstück bestimmten Stelle festgelegt und übt weiter seine Funktion aus.

Diese Kaskadenverriegelung erfordert jedoch eine bestimmte Reihenfolge des Zusammenbaus und erlaubt keine Automatisierung, wie sie für die Serienproduktion und zur Erzielung der erwünschten Zuverlässigkeit anstrebenswert wäre. Diese Reihenfolge des Zusammenbaus, ausgehend vom unbestückten Lagerzapfen, ist folgende:

1. Auf dem Lagerzapfen wird die Unterlagscheibe zur axialen Abstützung der Nadeln angeordnet;

2.-mittig-um den Lagerzapfen wird das Kapselstück angebracht;

3. der Federring wird in seine Nut eingesetzt;

4. über den Federring wird das Kapselstück befestigt;

5. um den Lagerzapfen herum zwischen Unterlagscheibe und Kapselstück wird die passende Anzahl Nadeln angeordnet;

6. der Wälzkörper wird axial gleitend angebracht, wobei eine an dem Kapselstück vorgesehene, normalerweise vorspringende und den Wälzkörper haltende Ausbuchtung radial einwärts gedrückt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorstehend beschriebene Anordnung insgesamt dahingehend zu verbes-

030048/0886

sern, daß ein wesentlich vereinfachtes Verfahren des Zusammenbaus geschaffen wird, das für eine verstärkte Automatisierung geeignet ist.

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung mit einem Lagerzapfen und einem drehbar auf diesem montierten Wälzkörper, der mittels Wälzelementen, insbesondere Nadeln, gelagert ist, welche axial zwischen einer radialen Abstützfläche des Lagerzapfens und einem Ring nahe dem freien Ende des Lagerzapfens gehalten sind, wobei der Ring durch einen in ungespanntem Zustand flachliegenden Federring arretiert ist, welcher zwischen einer Nut des Lagerzapfens und dem Ring eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen zwischen seinem freien Ende und der Nut einen im wesentlichen spiralförmigen Kanal aufweist, dessen Tiefe so bemessen ist, daß er mit dem benachbarten Ring einen Zwischenraum bildet, in den der Federring einsetzbar ist. Dabei beträgt der Winkel an der Anschlußstelle zwischen dem Kanal (10) und der Nut (9) vorzugsweise etwa zwischen 5 und 30 .

Die in den Patentansprüchen 4 und 5 bzw. 6 bis 10 genannten· Merkmale lösen die Aufgabe bezüglich des Verfahrens und der Vorrichtung.

Die Erfindung wird nachfolgend"anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine axiale Schnittansicht der erfindungsgemäßen Anordnung vor Anbringung des Federrings;

Fig. 2 eine Schnittansicht des Lagerzapfens entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 und 4

zwei Stadien des Zusammenbaus;

Fig. 5 die Anordnung in fertigem Zustand.

030048/0866 _ ₇ _

Fig. 1 zeigt die Anordnung gemäß der Erfindung, mit einem Lagerzapfen 1, welcher bei dem gewählten Ausführungsbeispiel ^ Teil eines dreiarmigen Elements 2 ist. An diesem Lagerzapfen ist mittels Nadeln 4 ein Wälzkörper 3 montiert, wobei die Nadeln axial zwischen einer auf einer radialen Schulter 6 des dreiarmigen Elements ruhenden Unterlagscheibe 5 und dem radialen Flansch 7a eines Rings oder Kapselstücks 7 gehalten werden. Dieses Kapselstück weist auch ein axiales Mantelstück 7b auf, an welchem vorspringende Ohrstücke 7c vorgesehen sind, um den Wälzkörper 3 in seiner Lage zu halten. Diese Konstruktion Wird durch einen Federring 8 ergänzt, der in einer Nut von halbkreisförmigem Querschnitt aufnehmbar ist, die nahe dem Ende des Lagerzapfens ausgespart ist. Der Federring ist in ungespanntem Zustand flachliegend ausgebildet.

Zwischen dem Ende des Lagerzapfens und der Nut 9 sieht die Erfindung einen Kanal 10 vor, dessen Wirkungsweise nachfolgend erläutert ist. Der Kanal 10 ist vorzugsweise von halbkreisförmigem Querschnitt, wobei seine Tiefe in etwa derjenigen der Nut 9 entspricht.. Er verläuft spiralförmig und bildet zur Achse der Nut 9 auf der Anschlußhöhe zwischen Kanal und Nut einen Winkel zwischen 5 und 30°. Der Kanal 10 ist auch in Fig», 2 dargestellt, wo auch eine. Zentrierungsausnehmung 12 zu sehen "ist, deren Funktion weiter unten näher erläutert ist.

Aufgrund des Kanals 10 ist der vorstehend beschriebene Zusammenbau nach einem anderen Verfahren als bisher üblich durchführbar, wobei eine verstärkte Automatisierung möglich wird. Dieses Verfahren wird im folgenden anhand von Fig. 3 und 4 näher erläutert. Der mit den Nadeln 4 sowie der Unterlagscheibe 5 und dem Kapselstück 7 bestückte Wälzkörper wird auf ein Führungsteil 20 aufgenommen, das mittels des Eindrucks 12 gegenüber dem .Lagerzapf en zentriert ist. Mit einer Druckvorrichtung 21 wird;die aus Wälzkörper, Nadeln, Unterlagscheibe und Kapselstuck bestehende Einheit wie in Fig. 3 dargestellt auf den Lagerzapfen aufgeschoben/ Der Federring 8 wird angebracht, indem er auf einen Stößel 22. aufgebracht wird, der ein Gewinde

030048/0866 _R

von halbkreisförmigem Querschnitt aufweist, dessen Teilung zum Ende hin größer wird. Die Endfläche des Stößels ist vorzugsweise schräg ausgebildet, so daß beim Aufsetzen auf das Lagerzapfenende die Achse Y-Y zur Achse X-X des Lagerzapfens leicht schräg verläuft.

Es genügt nun, in Richtung des Pfeils Fl auf das zum Lagerzapfen entferntere Ende des Federrings einen Druck auszuüben, wodurch dieser entlang der Teilung des Stößels geschoben wird und an seinem anderen Ende in den zwischen dem Kanal 10 und dem Mantelstück 7b des Kapselstücks gebildeten Zwischenraum eingreift. Dieser Druck wird beispielsweise durch eine drehbare Hülse 24 ausgeübt, deren Anschlagfläche 25 mit dem Ende des Federrings in Berührung gelangt. Diese Anschlagflache folgt dem Ende des Federrings so lange, bis dieser vollständig in der Nut 9 sitzt, wo er wieder seine ursprüngliche flache Form einnimmt (Fig. 5).

Des weiteren läßt sich ein äußerer Drehring 26 vorsehen, der den Federring aufnimmt und verhindert, daß dieser bei dem eben beschriebenen Vorgang überdehnt wird. Dieser Ring wird vorzugsweise mit schwacher Umdrehungsweite und rascher Geschwindigkeit hin- und hergedreht, wodurch die Reibung des Federrings an der Innenwand des Rings 26 während des Einsetzens aufgehoben wird.

Nachdem der Federring eingesetzt ist, hält er das Kapselstück auf dieselb eWeise und ebenso zuverlässig wie nach dem bekannten Verfahren. Da der Federring in ungesparintem Zustand flachliegt, besteht keine Gefahr, daß eines seiner Enden in den Kanal 10 eingreifen könnte. Außerdem wird die Berührungsfläche zwischen Federring und angrenzender Lagerzapfenfläche nur an der Anschlußstelle zwischen dem Kanal 10 und der Nut 9 unterbrochen, wodurch eine Verformung bzw. Loslösung des Federrings bei Belastung in Richtung der Lagerzapfenachse unmöglich gemacht wird.

Das Montageverfahren ist für industrielle Zwecke wesentlich rationeller und besser automatisierbar, wobei die durchzufüh-

030048/0886 _ ₉ _

renden Änderungen außerordentlich einfach zu verwirklichen sind. So ist der Kanal IO auf einfache und wirtschaftliche Weise durch Kaltschlag entlang der Achse des dreiarmigen Elements gleichzeitig an jedem der drei Lagerzapfen des dreiarmigen Elements herstellbar.

Die Zerlegung erfolgt problemlos wie nach dem bekannten Verfahren, wobei nacheinander der Wälzkörper, dann nach Verformung der Ohrstücke 7c die Nadeln, der Federring, das Kapselstück und die Unterlagscheibe abgenommen werden.

Als weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Konstruktion können genannt werden:

- Das Montageverfahren ermöglicht eine Kostensenkung, wobei der sich eintönig wiederholende manuelle Zusammenbau entfällt.:

- Das Montageverfahren bietet größere Zuverlässigkeit, da das Fehlerrisiko, insbesondere hinsichtlich der anzubringenden Nadelzahl, ausgeschaltet ist.

- DieWälzkörper können bereits vorher mit den entsprechenden Nadeln versehen werden, was vorteilhaft ist, weil der Durehmesser derNadeln der jeweiligen Bohrung des Wälzkörpers angepaßt sein muß, um das Spiel bei der Wälzbewegung auf einem Minimum zu halten, wobei die Nadeln innerhalb einer bestimmten Größe einen bis auf etwa 1 Mikron konstanten Durchmesser aufweisen. Hierdurch ist der Zusammenbau mit der erforderlichen Präzision durchführbar. Außerdem besteht keine Gefahr der Verwechslung bei der Größe der Wälzkörper oder der Nadeln.

- Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren wesentliche Vorteile mit sich bringt, ist es möglich, die gleichen Montageteile wie beim bekannten Verfahren zu verwenden.

Patentanwälte DFpUlnga B.Eder

Dipl.-Ing. K. Scfiieschke

0 3 0 0 4 8/0866 lochen 40, SH_SÄ

Claims

Patentanwälte

DIpI.-Ing. E. Ecfer

DJpI.-Ing. K. -Sohlssohke

:β München 40, E!isVo&lhA----3o54

GLAENZER SPICER
F-78301 Poissy
Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zur Montage eines auf Nadeln gelagerten Wälzkörpers

Patentansprüche :

Il Getriebeanordnung, mit einem Lagerzapfen und einem drehbar auf diesem montierten Wälzkörper, der mittels Wälzelementen, insbesondere Nadeln, gelagert ist, welche axial zwischen einer radialen Abstützfläche des Lagerzapfens und einem Ring nahe dem freien Ende des Lagerzapfens gehalten and, wobei der Ring durch einen in ungespanntem Zustand flachliegenden Federring arretiert ist, welcher zwischen einer Nut des Lagerzapfens und dem Ring eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (1) zwischen seinem freien Ende (11) und der Nut (9) einen im wesentlichen spiralförmigen Kanal (10) aufweist, dessen Tiefe so bemessen ist, daß er mit dem benachbarten Ring einen Zwischenraum bildet, in den der Federring (8) einsetzbar ist.
2. Getriebeanprdnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (10) einen im wesentlichen halbkreisförmigen Quer s chn i tt aufwe ist.

030 0 48/0 886 - 2 -
3. Getriebeanordnung nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel an der Anschlußstelle zwischen dem Kanal (10) und der Nut (9) vorzugsweise etwa zwischen 5 und 30° beträgt.
4. Verfahren zur Herstellung einer Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Lagerzapfen (1) der mit den Nadeln versehene Wälzkörper (3) sowie der Ring (7) zur axialen Halterung angeordnet wird, und daß ein Ende des Federringes (8) mit dem am Lagerzapfen vorgesehenen Kanal (10) in Eingriff gebracht wird und der Federring entlang diesem Kanal geschoben wird, bis er vollständig in der Nut (9) aufgenommen ist und wieder seine ursprüngliche Form einnimmt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Führungsteil (20) die verschiedenen auf dem Lagerzapfen zu montierenden Teile aufgereiht werden mit Ausnahme des Federrings, daß das Führungsteil· (20) gegenüber dem Lagerzapfen (1) zentriert wird, daß die Montageteile auf den Lagerzapfen übertragen werden und daß der Federring in der in Anspruch 4 aufgeführten Weise angeordnet wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine koaxiale Einheit, bestehend aus dem Führungsteil (20) und der Druckvorrichtung (21) umfaßt, welche in der Achse des Lagerzapfens anbringbar sind, wobei das Führungsteil (20) zur Aufnahme der Einheit, bestehend aus Wälzkörper, Nadeln, Halterungsring und gegebenenfalls einer Unterlagscheibe sowie einer Vorrichtung zur Anbringung des Federrings geeignet ist, die ein Element (22) mit einem Gewinde (23) umfaßt, in welchem der Federring sowie Mittel zum Voischub des Federrings entlang dem Gewinde in den Kanal (10) des Lagerzapfens aufnehmbar sind.

030048/0 8 86
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß — das..Element- (22) eine schräge Abschlußfläche aufweist, wobei die Achse (Y-Y) des Elements (22) zur Achse (X-X) schräg verläuft.
8." Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung des Gewindes (23) zu dem dem Lagerzapfen naheri Ende des Elements (22) hin größer wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß -■"—■."■-■die Mittel zur Druckausübung eine Hülse (24) mit einem Anschlag (25) umfassen, "welche mit dem Ende des Federrings in Berührung gelangt und in Drehung versetzbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch ge- :' kennzeichnet, daß ein das Gewindeteil (22) und den Federring umgebender, vorzugsweise hin- und herdrehbarer Ring (26) vorgesehen ist.

Patentanwälte

DIpl.-Ing. E. Eder

DIpl.-Ing. K. s/hiesohke

030048/0866