DE102005036939A1

DE102005036939A1 - Shaft mounting device used in initial assembly or repair work of motor vehicles, has flexible revertive pulling component connected with centering ring for mounting shaft into receiving opening

Info

Publication number: DE102005036939A1
Application number: DE200510036939
Authority: DE
Inventors: Alexander HÜBNER; Amir Softic
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2006-02-16

Abstract

The device (1) has a flexible revertive pulling component (60) connected with a centering ring (50) for mounting a shaft (10) into a receiving opening (34). The centering ring is partially arranged in the receiving opening. The shaft is mounted from a transfer case to a driven wheel of a motor vehicle. The receiving opening is formed on the transfer case. An independent claim is also included for the shaft mounting operation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur erleichterten Montage einer Welle in einer Aufnahmeöffnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren betreffend eine derartige Montage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6.The The invention relates to a device for facilitated assembly of a Wave in a receiving opening with the features of the preamble of claim 1 and a method concerning such a mounting with the features of the preamble of Claim 6.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 197 44 592 C2 bekannt. Dort wird ein Dichtring für eine Welle oder Stange offenbart, der während der Montage der Welle mit einem Zentrierring zusammenwirkt. Der Zentrierring ist nach der Montage axial von der Welle entfernbar.A generic device is from the DE 197 44 592 C2 known. There, a sealing ring for a shaft or rod is disclosed, which cooperates with a centering ring during assembly of the shaft. The centering ring is axially removable from the shaft after assembly.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur erleichterten Montage einer Welle in einer Aufnahmeöffnung anzugeben, die auch unter beengten Platzverhältnissen einfach verwendet werden kann.task The present invention is an apparatus for facilitated Specify mounting a shaft in a receiving opening, which is also under cramped space easy to use.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst.These The object is with respect to the device by the features of Claim 1 and in terms of the method by the features of Claim 6 solved.

Beengte Platzverhältnisse können beispielsweise bei der Erstmontage von bzw. bei Reparaturarbeiten an Verteilergetrieben bzw. Differentialen vorliegen. Insbesondere bei Allradfahrzeugen sind die Bauraumverhältnisse schwierig, da gegenüber Fahrzeugen mit nur einer angetriebenen Achse zusätzliche Gelenk- und Seitenwellen sowie in der Regel ein weiteres Verteilergetriebe im Bereich des Motors vorhanden sind.confined space can for example, during the initial assembly of or during repair work present at transfer cases or differentials. Especially In four-wheel drive vehicles, the space requirements are difficult, as opposed to vehicles with only one driven axle additional joint and side shafts as well as usually another transfer case in the area of Motors are present.

Heutige Fahrzeuge weisen oftmals an der Vorderachse geschlossene Integralträger auf, an denen die Fahrzeugräder abgestützt werden. Bei Allradfahrzeugen liegen die Verteilergetriebe der Vorderachse in der Regel innerhalb dieser Integralträger, so dass die vom Verteilergetriebe zu den Rädern abgehenden Seitenwellen regelmäßig den Integralträger durchqueren. Insofern ist eine Montage der Seitenwelle am Differential durch den Integralträger erschwert.today Vehicles often have integral integral supports at the front axle, where the vehicle wheels supported become. For all-wheel drive vehicles, the transfer cases are located on the front axle usually within this integral support, so that of the transfer case to the wheels Outgoing side waves regularly integral support traverse. In this respect, an assembly of the side shaft on the differential through the integral carrier difficult.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein mit dem Zentrierring verbundenes Rückholelement mit formflexiblen Eigenschaften auf. Mittels des Rückholelements kann der Zentrierring nach der Montage der Welle aus der Aufnahmeöffnung gezogen werden. Dabei dient das Rückholelement quasi als verlängerter Demontagearm, der bei beengtem Bauraum auch durch der Aufnahmeöffnung vorgelagerte, weitere querschnittsenge Öffnungen sowie um evtl. Bauteile herum geführt werden kann.The inventive device has a return element connected to the centering ring with formflexiblen Properties on. By means of the return element the centering ring can be pulled out of the receiving opening after assembly of the shaft become. The return element is used almost as an extension Dismantling arm, which also precedes in a confined space through the receiving opening, further cross-sectioned openings as well as around any components can be performed around.

Das Rückholelement ist in vorteilhafter Weise als ein formelastischer Draht oder eine Gliederkette, insbesondere als eine feingliedrige Gliederkette, ausgebildet. Diese kann über eine oder mehrer Verbindungsstellen mit dem Zentrierring, insbesondere mit dem Abschirmbereich des Zentrierrings verbunden sein.The return element is advantageously as a form-elastic wire or a Link chain, in particular as a delicate link chain formed. This can over one or more connection points with the centering ring, in particular with be connected to the shielding of the centering ring.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Zentrierring durch einen Schlitz an einer Stelle vollständig axial und radial durchtrennt. Somit kann der Zentrierring an dieser Stelle auf geweitet und dadurch in radialer Richtung auf der Welle montiert bzw. von dieser entfernt werden. Hierzu kann der Zentrierring beispielsweise ein der geschlitzten Stelle gegenüberliegendes Scharnier aufweisen.In An embodiment of the invention is the centering ring by a Slit in one place completely severed axially and radially. Thus, the centering ring on this Place on dilated and thereby in radial direction on the shaft be mounted or removed from this. For this purpose, the centering ring for example, have a hinge opposite the slotted location.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Rückholelement mit dem Zentrierring an einer Verbindungsstelle kraftschlüssig verbunden, die im Wesentlichen diametral entgegengesetzt zum Schlitz angeordnet ist. Dadurch lässt sich eine günstige Kraftverteilung vom Rückholelement auf den Zentrierring erreichen.In an advantageous embodiment is the return element with the centering ring connected at a junction non-positively, the substantially is arranged diametrically opposite to the slot. This can be done a favorable power distribution from the return element reach the centering ring.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Zentrierring aus formelastischem Material gefertigt. Aufgrund der elastischen Eigenschaften kann der Zentrierring verformt werden, so dass ein Aufweiten des Schlitzes bis auf das Maß Außenmaß der Welle möglich ist. Dadurch kann der Zentrierring einfach auf der Welle montiert sowie von dieser wieder entfernt werden. Als vorteilhaft hat sich ein formelastisches Material mit einer Härte von 85 bis 95 Shore, insbesondere Polyurethan mit ca. 90 Shore erwiesen. Innerhalb dieser Härtegrenzen ist dar Zentrierring ausreichend formstabil, um eine sichere Einführhilfe für die Welle darzustellen und dennoch ausreichen elastisch, um radial nach Aufweitung von der Welle entfernt werden zu können. In vorteilhafter Weise kann der Zentrierring eine reibungsmindernde Oberfläche, beispielsweise eine Oberfläche auf Teflonbasis, aufweisen. Dadurch kann die Reibung sowohl zwischen Zentrierring und Welle als auch zwischen Zentrierring und Aufnahmeöffnung während des Montage- bzw. Demontagevorgangs des Zentrierringes reduziert werden.In Another embodiment of the invention is the centering ring made of form-elastic material. Due to the elastic Properties, the centering ring can be deformed, allowing a widening of the slit to the dimension outer dimension of the shaft possible is. This allows the centering ring to be easily mounted on the shaft and removed from it again. As beneficial has a form-elastic material with a hardness of 85 to 95 Shore, in particular Polyurethane with about 90 Shore proven. Within these limits of hardness the centering ring is dimensionally stable enough to provide a safe insertion aid for the Represent shaft and yet sufficient elastic to radially to Widening of the shaft to be removed. In an advantageous way the centering a friction-reducing surface, for example a surface Teflon-based. This allows the friction between both Centering ring and shaft as well as between centering ring and receiving opening during the Assembly and disassembly of the centering be reduced.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Zentrierrings kann eine Welle wie folgt erleichtert in einer Aufnahmeöffnung montiert werden:
Der Zentrierring wird manuell, mittels eines Werkzeugs oder eines Roboters in die Aufnahmeöffnung eingesetzt. Danach wird die in die Aufnahmeöffnung einzubringende Welle mit ihrem ersten axialen Ende in einen Führungsbereich des Zentrierrings eingeführt. Sobald die Welle in die Aufnahmeöffnung eingeführt ist, kann der Zentrierring axial aus der Aufnahmeöffnung entlang der Welle gezogen werden. Dabei wird die Zugkraft von der Hand eines Monteurs, von einem Werkzeug oder einem Roboter über ein Rückholelement aus formflexiblem Material auf den Zentrierring übertragen.With the aid of the centering ring according to the invention, a shaft can be mounted in a receiving opening in a simplified manner as follows:
The centering ring is inserted manually, by means of a tool or a robot in the receiving opening. Thereafter, the shaft to be introduced into the receiving opening is introduced with its first axial end into a guide region of the centering ring. Once the shaft enters the receiving opening is guided, the centering ring can be pulled axially out of the receiving opening along the shaft. The tensile force is transmitted from the hand of a mechanic, a tool or a robot via a return element of formflexiblem material on the centering ring.

In Weiterbildung der Erfindung wird der Zentrierring nach axialem Herausziehen aus der Aufnahmeöffnung radial von der Welle entfernt.In Further development of the invention, the centering ring after axial extraction from the receiving opening radially away from the shaft.

Nachfolgend wird anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.following is an embodiment of the invention with reference to a drawing described in more detail.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 einen Längsschnitt durch ein schematisch dargestelltes Verteilergetriebe bei in eine Dichtungsöffnung eingesetztem Zentrierring und unmontierter Welle, 1 a longitudinal section through a schematically illustrated transfer case with inserted in a seal opening centering and unmounted shaft,

2 einen Längsschnitt nach 1 bei teilweiser montierter Welle, 2 a longitudinal section after 1 with partially mounted shaft,

3 einen Längsschnitt nach 1 bei zurückgezogenem Zentrierring, 3 a longitudinal section after 1 with retracted centering ring,

4 einen Längsschnitt nach 1 bei vollständig montierter Welle und 4 a longitudinal section after 1 with fully assembled shaft and

5 eine perspektivische Ansicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung. 5 a perspective view of the device according to the invention.

In den nachfolgenden Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the following figures are the same or equivalent components provided with the same reference numerals.

In 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt. Dabei sind im linken Teil von 1 geschnittene Teile eines Integralträgers 5 sowie eine überwiegend hohl ausgeführte Seitenwelle 10 wiedergegeben. Die Seitenwelle 10 ist im Bereich ihres einen axialen Endes massiv, mit gestuft abnehmenden Außendurchmessern ausgeführt. Dabei weist der Endbereich der Welle drei Teilbereiche 11, 20, 24 mit unterschiedlichen Außendurchmessern auf, wovon der erste, innere Teilbereich 11 den größten Außendurchmesser aufweist. Auf diesem liegt im montierten Zustand der Welle 10 eine Dichtung 33 eines Differentialgehäuses 30 an.In 1 is an embodiment of the device according to the invention 1 shown. Here are in the left part of 1 cut parts of an integral support 5 as well as a predominantly hollow side wave 10 played. The side wave 10 is solid in the region of its one axial end, with stepped decreasing outside diameters. In this case, the end portion of the shaft has three subregions 11 . 20 . 24 with different outer diameters, of which the first, inner portion 11 having the largest outer diameter. This is in the assembled state of the shaft 10 a seal 33 a differential case 30 at.

Der zweite, mittlere Teilbereich 20 weist ein Keilwellenprofil 21 mit einem gegenüber dem ersten Teilbereich 11 verringerten Außendurchmesser auf. Das Keilwellenprofil 21 wirkt im montierten Zustand der Welle 10 mit einem entsprechenden Keilwellenprofil 41 eines im rechten Teil der 1 dargestellten Innenbauteil 40 eines Differentials eines nicht weiter gezeigten Kraftfahrzeugs zusammen.The second, middle section 20 has a splined shaft profile 21 with one opposite the first part 11 reduced outside diameter. The spline profile 21 acts in the mounted state of the shaft 10 with a corresponding spline shaft profile 41 one in the right part of the 1 illustrated inner component 40 a differential of a motor vehicle not shown together.

Der an den zweiten Teilbereich 20 angrenzende dritte, äußere Teilbereich 24 wird axial durch eine axiale Stirnfront 28 der Welle begrenzt und weist eine radial umlaufende Nut 25 auf, in der ein axialer Sicherungsring 26 angeordnet ist. Dieser weist an seinem Umfang eine Trennfuge auf und kann somit radial etwas geweitet sowie gestaucht werden. Der Sicherungsring 26 wirkt bei montierter Welle 10 mit einer entsprechenden Nut 42 im Innenbauteil 40 des Differentials zusammen und bildet mit dieser sowie der Nut 26 in der Welle 10 einen Schnappverschluss. An der axialen Stirnfront 28 weist die Welle 10 zudem eine trichterförmige Einkerbung 29 auf, die mit einem entsprechend geformten Dorn 43 im Innenbauteil 40 des Differentials zusammenwirkt und eine radiale Führung bildet.The second part 20 adjacent third, outer subarea 24 becomes axial through an axial front 28 limited the shaft and has a radially circumferential groove 25 on, in which an axial circlip 26 is arranged. This has at its periphery a parting line and thus can be slightly widened radially and compressed. The circlip 26 acts on mounted shaft 10 with a corresponding groove 42 in the interior component 40 the differential together and forms with this and the groove 26 in the wave 10 a snap closure. At the axial front end 28 shows the wave 10 also a funnel-shaped notch 29 on top, with a suitably shaped mandrel 43 in the interior component 40 the differential cooperates and forms a radial guide.

Im mittleren Teil der 1 ist eine Wandung 31 des Gehäuses 30 des Differentials angedeutet. In einer Öffnung 32 der Wandung 31 ist eine Dichtung 33 gehalten. In eine von der Dichtung 33 gebildete Öffnung 34 ist ein Zentrierring 50 axial eingeführt dargestellt.In the middle part of the 1 is a wall 31 of the housing 30 of the differential indicated. In an opening 32 the wall 31 is a seal 33 held. In one of the seal 33 formed opening 34 is a centering ring 50 shown axially introduced.

Eine Detaildarstellung des Zentrierrings 50 ist vergrößert dargestellt.A detail of the centering ring 50 is shown enlarged.

Der Zentrierring 50 weist einen um eine Längsachse 51 rotationssymmetrischen Körper mit einem zylindrischen Führungsbereich 52 und einem an der linken Seite des Zentrierrings 50 angeordneten, flanschförmigen Abschirmbereich 57 auf. Im Abschirmbereich 57 befindet sich ein Loch 58, durch das ein Glied 61 einer mehrgliedrigen Kette 60 geführt ist und somit die Kette 60 mit dem Zentrierring 50 kraftschlüssig verbindet.The centering ring 50 has one about a longitudinal axis 51 rotationally symmetrical body with a cylindrical guide area 52 and one on the left side of the centering ring 50 arranged, flange-shaped shielding 57 on. In the shielding area 57 there is a hole 58 through which a limb 61 a multi-link chain 60 is guided and thus the chain 60 with the centering ring 50 positively connects.

Mit dem in 1 dargestellten rechten Ende liegt der Zentrierring 50 am Innenbauteil 40 des Differentials an. Der Abschirmbereich 57 überdeckt die Öffnung 32 in der Wandung 31 des Differentialgehäuses 30 in axialer Richtung fast vollständig. Sowohl an der der Welle 10 zugewandten linken Seite des Innenumfangs 53 als auch an der dem Innenbauteil 40 des Differentials zugewandten rechten Seite des Außenumfangs 55 weist der Zentrierring 50 abgeschrägte Phasen 54, 56 mit einem Winkel von 30° – 60°, insbesondere ca. 45°, gegenüber der Längsachse 51 auf. Diese ermöglichen ein erleichtertes Einführen des Zentrierrings 50 in die vom Dichtring 33 gebildete Öffnung 34 bzw. ein erleichtertes Einführen der Welle 10 in die vom Innenumfang 53 umgebene Öffnung des Zentrierrings 50.With the in 1 shown right end is the centering ring 50 on the interior component 40 of the differential. The shielding area 57 covers the opening 32 in the wall 31 of the differential case 30 in the axial direction almost completely. Both on the shaft 10 facing left side of the inner circumference 53 as well as on the interior component 40 the differential facing the right side of the outer periphery 55 has the centering ring 50 bevelled phases 54 . 56 at an angle of 30 ° - 60 °, in particular about 45 °, with respect to the longitudinal axis 51 on. These allow easier insertion of the centering ring 50 in the from the sealing ring 33 formed opening 34 or a simplified insertion of the shaft 10 in the from the inner circumference 53 surrounded opening of the centering ring 50 ,

In 2 ist die Welle 10, geführt durch den Führungsbereich 52 des Zentrierrings 50, bereits teilweise in das Innenbauteil 40 des Differentials eingeführt dargestellt. Mit dem Außenumfang des mittleren, zweiten Teilbereichs 20 liegt die Welle 10 am Innenumfang 53 des Zentrierrings 50 an. Aufgrund des Zentrierrings 50 ist dabei eine Beschädigung der Dichtung 33, beispielsweise durch das Keilwellenprofil 21 der Welle 10 oder ein verkantetes ansetzen der Welle 10, ausgeschlossen.In 2 is the wave 10 , guided by the management area 52 of the centering ring 50 , already partially in the interior component 40 of the differential leads shown. With the outer circumference of the middle, second portion 20 lies the wave 10 on the inner circumference 53 of the centering ring 50 at. Due to the centering ring 50 is a damage to the seal 33 For example, by the spline profile 21 the wave 10 or tilting the shaft 10 , locked out.

Im Unterschied zu 2 ist in 3 der Zentrierring 50 aus der Öffnung 34 der Dichtung 33 axial auf dem mittleren Teilbereich 20 der Welle 10 nach links verschoben dargestellt. Die für die Verschiebung notwendige Kraft zur Überwindung der Haft- und Gleitreibung zwischen Zentrierring 50 und Welle 10 wird über die Gliederkette 60 auf den Zentrierring 50 übertragen. Der Zentrierring 50 liegt mit seinem linken Ende an einem Absatz 22 zwischen erstem 11 und zweitem Teilbereich 20 an.In contrast to 2 is in 3 the centering ring 50 out of the opening 34 the seal 33 axially on the middle portion 20 the wave 10 shown shifted to the left. The necessary force for the displacement to overcome the static friction and sliding friction between centering 50 and wave 10 is about the link chain 60 on the centering ring 50 transfer. The centering ring 50 lies with his left end on a paragraph 22 between the first 11 and second section 20 at.

Weiter über die Kette 60 am Zentrierring 50 angreifende Kräfte führen dazu, dass sich der Zentrierring 50 an einer geschlitzten Stelle 59 öffnet, während der Zentrierring 50 radial von der Welle 10 entfernt wird. Der Zentrierring 50 kann mittels der Kette 60 durch die vom Integralträger 5 umgrenzte Öffnung 6 entnommen werden.Next on the chain 60 at the centering ring 50 attacking forces cause the centering ring 50 at a slotted place 59 opens while the centering ring 50 radially from the shaft 10 Will get removed. The centering ring 50 can by means of the chain 60 by the integral carrier 5 bounded opening 6 be removed.

Sodann kann die Welle 10 bis zur vollständigen Montageposition in das Innenbauteil 40 des Differentials eingeführt werden (4). Über den Sicherungsring 26 wird die Welle 10 in axialer Richtung formschlüssig mit dem Innenbauteil 40 des Differentials verbunden. Eine drehfeste Verbindung erfolgt über die Welle-Naben-Verbindung der beiden Keilwellenprofile 21, 41.Then the wave 10 to the complete assembly position in the inner component 40 of the differential ( 4 ). About the circlip 26 becomes the wave 10 in the axial direction positively with the inner component 40 connected to the differential. A non-rotatable connection via the shaft-hub connection of the two splined shaft profiles 21 . 41 ,

In 5 ist eine perspektivische Ansicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt. In vorteilhafter Weise ist der in axialer und radialer Richtung durch den Zentrierring 50 verlaufende Schlitz 59 diametral entgegengesetzt vom Loch 58 im Abschirmbereich 57 angeordnet. Dadurch wirkt eine über die Kette 60 auf den Zentrierring 50 übertragene Kraft vorwiegend im Bereich des Schlitzes 59 auf die vom Zentrierring 50 umgebene Welle 10, wodurch sich der Zentrierring 50 einfach radial weiten und von der Welle 10 abziehen lässt.In 5 is a perspective view of the device according to the invention shown. Advantageously, in the axial and radial directions through the centering ring 50 running slot 59 diametrically opposite from the hole 58 in the shielding area 57 arranged. As a result, one acts over the chain 60 on the centering ring 50 transmitted force mainly in the area of the slot 59 on the centering ring 50 surrounded wave 10 , which causes the centering ring 50 simply expand radially and away from the shaft 10 pull off.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 kann auch ein weiterer Nutzen bei demontierter oder noch nicht montierter Seitenwelle 10 erzielt werden. Durch seine Abschirmfunktion schützt der Zentrierring 50 die Dichtung 33, so dass beispielsweise auch durch die Öffnung des Zentrierrings 50 Öl in das Differential gefüllt oder daraus abgesaugt werden kann ohne die Dichtung 33 zu verschmutzen.With the device according to the invention 1 can also be another benefit with dismantled or not yet mounted side wave 10 be achieved. The centering ring protects by its shielding function 50 the seal 33 , so that, for example, through the opening of the centering ring 50 Oil can be filled or sucked out of the differential without the gasket 33 to pollute.

Claims

Contraption ( 1 ) for facilitating assembly of a shaft ( 10 ) in a receiving opening ( 34 ) with a in the receiving opening ( 34 ) at least partially insertable centering ring ( 50 ), characterized by a with the centering ring ( 50 ) connected return element ( 60 ) with shape-flexible properties.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the shaft ( 10 ) leading from a transfer case to a driven wheel of a motor vehicle side shaft and the receiving opening ( 34 ) is an opening in the transfer case.

Contraption ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the centering ring ( 50 ) through a slot ( 59 ) is cut completely axially and radially at one point.

Contraption ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the return element ( 60 ) with the centering ring ( 50 ) at a connection point ( 58 ) is connected non-positively, which is substantially diametrically opposite to the slot ( 59 ) is arranged.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the centering ring ( 50 ) is made of form-elastic material.

Method for facilitating assembly of a shaft ( 10 ) in a receiving opening ( 34 ) with a in the receiving opening ( 34 ) at least partially insertable device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized by the following method steps: - inserting the centering ring ( 50 ) into the receiving opening ( 34 ), - introducing the shaft ( 10 ) into the receiving opening ( 34 ) through a management area ( 52 ) of the centering ring ( 50 ), - remove the centering ring ( 50 ) by pulling out of the receiving opening ( 34 ) via a with the centering ring ( 50 ) connected return element ( 60 ) made of a flexible material.

Method according to claim 6, characterized in that the centering ring ( 50 ) after axial withdrawal from the receiving opening ( 34 ) radially from the shaft ( 10 ) Will get removed.