DE102004046657A1

DE102004046657A1 - Gelenkwelle

Info

Publication number: DE102004046657A1
Application number: DE200410046657
Authority: DE
Inventors: Hans Roth
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: IFA Technologies GmbH
Priority date: 2004-09-25
Filing date: 2004-09-25
Publication date: 2006-03-30
Also published as: WO2006032393A1

Abstract

Die Erfindung schlägt eine Gelenkwelle (1) mit einem Anschluss-Element (2) vor, bei welchem ein Dreiarm-Flansch (4) und eine Zentrierhülse (5) einstückig sind. Hergestellt wird dieses Bauteil mittels eines spanlosen Umformverfahrens, insbesondere Tiefziehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkwelle nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren hierfür.

Die Momentübertragung von einem Getriebe auf ein Achsverteiler-Getriebe erfolgt über eine Gelenkwelle. Diese besteht typischerweise aus zwei Wellen, welche über ein Kreuzgelenk miteinander verbunden sind, und einem Anschluss-Element an einem Wellenende. Eine derartige Gelenkwelle ist beispielsweise aus der DE 26 22 003 A1 und der DE 199 54 475 C1 bekannt. Bei diesen Gelenkwellen besteht das Anschluss-Element aus einem Dreiarm-Flansch mit Wellenbund, einer Zentrierhülse mit innenliegendem Einsatz und einer Gelenkscheibe. Der Dreiarm-Flansch mit Wellenbund ist mit der Welle über eine Schweißnaht verbunden. Auf der Zentrierhülse ist die Gelenkscheibe angeordnet, welche sowohl mit dem Dreiarm-Flansch als auch mit dem Getriebe oder dem Achsverteiler-Getriebe verschraubt ist. Über die Gelenkscheibe wird neben der Momentübertragung zusätzlich eine Torsionsdämpfung sowie ein Fehlwinkel-Ausgleich zwischen dem Getriebe und der Gelenkwelle erreicht. In der Praxis wird das Anschluss-Element in folgenden Schritten hergestellt: In einem ersten Schritt wird der Dreiarm-Flansch mit Wellenbund geschmiedet. In einem zweiten Schritt werden der Wellenbund und der Innendurchmesser spanabhebend bearbeitet. In einem dritten Schritt wird das Lochbild für die Schrauben gebohrt. In einem vierten Schritt wird danach die Zentrierhülse mit Einsatz in den Dreiarm-Flansch eingepresst. Nach Fertigstellung des Anschluss-Elements wird dieses mit der Welle verschweißt. Problematisch sind bei dieser Gelenkwelle die vielen Arbeitsschritte und unterschiedlichen Arbeits-Verfahren, welche kostenintensiv sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Gelenkwelle im Hinblick auf eine einfachere Ausführung weiter zu entwickeln.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren nach Anspruch 5 gelöst.

Die Erfindung sieht vor, dass der Dreiarm-Flansch und die Zentrierhülse einstückig sind. Hergestellt wird dieses Bauteil mittels eines spanlosen Umformverfahrens, zum Beispiel Tiefziehen oder Fließpressen. Gemäß der Erfindung kommt die Welle unmittelbar an einer Stirnfläche des Dreiarm-Flanschs zur Anlage, wodurch der Wellenbund entfällt.

Gegenüber dem bisherigen Herstellungsverfahren entfällt der Arbeitsschritt der spanenden Bearbeitung des Wellenbunds und des Innendurchmessers. Durch das Tiefziehen des Dreiarm-Flanschs an Stelle des Schmiedens und der Einstückigkeit des Dreiarm-Flanschs mit der Zentrierhülse wird ein weiterer Kostenvorteil erzielt.

In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt.
Hierbei zeigen:
1 Einen Längsschnitt des Anschluss-Elements;
2 Eine Draufsicht;
3 Eine Draufsicht.
In 1 ist ein Anschluss-Element 2 einer Gelenkwelle 1 dargestellt. Die Gelenkwelle 1 besteht üblicherweise aus einer ersten und zweiten Welle, welche über ein Gelenk verbunden sind, sowie dem Anschluss-Element 2 an einem Wellenende zum Verbinden der Gelenkwelle 1 mit einem Getriebe oder einem Achsverteiler-Getriebe. Eine derartige Gelenkwelle ist beispielsweise aus der DE 199 54 475 C1 bekannt.
Die weiter Erläuterung der 1 folgt in Verbindung mit den beiden anderen 2 und 3, welche die Gelenkwelle 1 in Draufsicht wellenseitig (2) bzw. getriebeseitig (3) zeigen. Das Anschluss-Element 2 besteht aus einem Dreiarm-Flansch 4, einer Zentrierhülse 5, einer Gelenkscheibe 7 und einem Einsatz 9. Der Einsatz 9 ist innerhalb der Zentrierhülse 5 angeordnet und umfasst einen ersten Ring 10 aus Elastomer und einen zweiten Ring 11 aus Kunststoff oder Metall, siehe hierzu auch 3. Über den Einsatz 9 wird die Gelenkwelle 1 gegenüber einem Getriebe zentriert, indem ein Zentrierzapfen 6 des Getriebes in den Einsatz 9 eingreift. Die Momentübertragung vom Getriebe auf die Gelenkwelle 1 erfolgt über die Gelenkscheibe 7, welche sowohl mit dem Getriebe als auch mit dem Dreiarm-Flansch 4 verschraubt wird, siehe Bohrungen 12. Gemäß der Erfindung sind der Dreiarm-Flansch 4 und die Zentrierhülse 5 einstückig ausgeführt. Hergestellt wird dieses Bauteil über ein spanloses Umformverfahren, zum Beispiel Tiefziehen oder Fließpressen. An Stelle des Dreiarm-Flanschs 4 kann selbstverständlich auch ein beliebig ausgebildeter Flansch verwendet werden, z. B. Vierarm-Flansch. Wie in 1 und 2 dargestellt, kommt eine Welle 3 unmittelbar an einer Stirnfläche 8 des Dreiarm-Flanschs 4 zur Anlage. Die Welle 3 wird an der Stirnfläche 8 des Dreiarm-Flanschs 4 verschweißt.
Aus der vorhergehenden Beschreibung ergeben sich für die Erfindung gegenüber dem Stand der Technik folgende Effekte:

– durch die Einstückigkeit des Dreiarm-Flanschs und der Zentrierhülse wird die Teile-Vielfalt reduziert;
– durch das spanlose Umformverfahren wird gegenüber dem Schmieden ein Kostenvorteil erreicht;
– der Dreiarm-Flansch besitzt keinen Wellenbund mehr, wodurch eine Bearbeitung des Wellenbunds und Innendurchmessers entfallen.

1: Gelenkwelle
2: Anschluss-Element
3: Welle
4: Dreiarm-Flansch
5: Zentrierhülse
6: Zentrierzapfen
7: Gelenkscheibe
8: Stirnfläche
9: Einsatz
10: erster Ring
11: zweiter Ring
12: Bohrung

Claims

Gelenkwelle (1) zur Momentübertragung von einem Getriebe auf ein Achsverteiler-Getriebe mit mindestens einer Welle (3) und einem Anschluss-Element (2), das einen Dreiarm-Flansch (4), eine Zentrierhülse (5) zur Aufnahme eines Zentrierzapfens (6) und eine Gelenkscheibe (7) zur Momentübertragung sowie Torsionsdämpfung, welche drehfest mit dem Dreiarm-Flansch (4) und dem Getriebe verbunden ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Dreiarm-Flansch (4) und die Zentrierhülse (5) einstückig sind.
Gelenkwelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) unmittelbar an einer Stirnfläche (8) des Dreiarm-Flanschs (4) anliegt.
Gelenkwelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zentrierhülse (5) ein Einsatz (9) angeordnet ist.
Gelenkwelle (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (9) aus einem ersten Ring (10) aus Elastomer und/oder einem zweiten Ring (11) aus Metall oder Kunststoff besteht.
Verfahren zur Herstellung einer nach Anspruch 1 ausgeführten Gelenkwelle (1), dadurch gekennzeichnet, dass der einstückige Dreiarm-Flansch (4) mit Zentrierhülse (5) mittels eines spanlosen Umformverfahrens, insbesondere Tiefziehen oder Fließpressen, hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) an der Stirnfläche (8) des Dreiarm-Flanschs (4) angeschweißt wird.