DE102008009361A1

DE102008009361A1 - Verbindungsanordnung mit Sicherungsring

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Publication number: DE102008009361A1
Application number: DE102008009361A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr.-Ing. Cermak
Original assignee: GKN Driveline Deutschland GmbH
Current assignee: GKN Driveline Deutschland GmbH
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-02-15
Also published as: US20090208278A1; DE102008009361B4; US8322941B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zur Drehmomentübertragung, insbesondere im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Die Verbindungsanordnung 2 umfaßt einen Wellenzapfen 3 mit einer äußeren Ringnut 7; eine Hohlwelle 4 mit einer inneren Ringnut 13, wobei die Hohlwelle 4 mit dem Wellenzapfen 3 zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbunden ist und zumindest eine Ausnehmung 14 zur Außenumfangsfläche der Hohlwelle 4 in einem Teilumfangsbereich der inneren Ringnut 13 aufweist; einen radial elastisch aufweitbaren Axialsicherungsring 16, der in der äußeren Ringnut 7 des Wellenzapfens und in der inneren Ringnut 13 der Hohlwelle 4 einsitzt, wobei der Axialsicherungsring 16 zumindest einen nach außen vorstehenden Vorsprung 17 aufweist, der in der zumindest einen Ausnehmung 14 der Hohlwelle 4 angeordnet ist, sowie Sicherungsmittel 22, welche die zumindest eine Ausnehmung 14 überdecken und ein radiales Aufweiten des Axialsicherungsrings 16 verhindern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung umfassend eine Welle mit einer Außenverzahnung und eine Nabe mit einer Innenverzahnung, wobei die Welle und die Nabe drehfest ineinandergesteckt sind. Die Verbindungsanordnung betrifft insbesondere Verzahnungen an Gelenkwellen, beispielsweise zwischen einer Hohlwelle und einem darin eingesteckten Wellenzapfen, oder zwischen einem Gelenkinnenteil eines Gleichlaufdrehgelenks und einem darin eingesteckten Wellenzapfen, oder zwischen einem Gelenkzapfen eines Gelenkaußenteils, der in eine Radnabe oder in eine Hohlwelle eines Getriebes eingesteckt ist.
Aus der DE 103 43 749 A1 ist eine Welle-Nabe-Verbindungsanordnung der genannten Art bekannt. Die Welle und die Nabe umfassen jeweils einen äußeren Bund, wobei die beiden Bunde in eingestecktem Zustand axial benachbart zueinander liegen. Es ist ein Axialsicherungselement vorgesehen, das die beiden Bunde von außen mit plastischer Verformung formschlüssig umklammert.
Aus der EP 0 253 968 A1 ist ein Festlege-Anordnung zwischen einer Welle und einem hierauf axial festgelegten Bauteil, z. B. einem Zahnrad, mittels eines geschlossenen Sicherungsrings bekannt. Nachdem der Sicherungsring gegen das Bauteil in Anlage gebracht und in eine Ringnut der Welle eingerastet ist, wird dieser in Teilbereichen seines Umfangs radial nach innen plastisch verformt. Durch die plastische Verformung entstehen in den dazwischenliegenden Teilbereichen sich von der Ringnut abhebende Wölbungen, mittels derer eine spätere Demontage unter Zerstörung des Sicherungsrings ermöglicht wird.
Aus der DE 197 53 781 C2 ist eine Vorrichtung zum Verspannen und Zentrieren zweier Bauteile mittels eines Federrings bekannt. Der Federring umfaßt Wellenberge und Wellentäler, die radial und axial federnde Bereiche bilden. Mittels der radial federnden Bereiche werden die beiden Bauteile relativ zueinander zentriert.
In bestimmten Fällen gestaltet sich die Anbindung einer Welle an eine Nabe als schwierig, da unter Umständen nur ein begrenzter Bauraum zur Verfügung steht Gleichzeitig werden an die Welle-Nabe-Verbindungsanordnungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs die Anforderungen einer optimalen Sicherung gegen Lösen und einer minimalen Beeinträchtigung der Festigkeit der Bauteile gestellt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Welle-Nabe-Verbindungsanordnung vorzuschlagen, die kompakt baut, eine zuverlässige axiale Sicherung ermöglicht und einen minimalen Einfluß auf die Wellenfestigkeit hat, wobei eine leichte Montierbarkeit gegeben sein soll.
Die Lösung besteht in einer Verbindungsanordnung zur Drehmomentübertragung, insbesondere im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Wellenzapfen mit einer äußeren Ringnut; eine Hohlwelle mit einer inneren Ringnut, wobei die Hohlwelle mit dem Wellenzapfen zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbunden ist und zumindest eine Ausnehmung zur Außenumfangsfläche der Hohlwelle aufweist, die in einem Teilumfangsbereich der inneren Ringnut angeordnet ist; einen radial elastisch aufweitbaren Axialsicherungsring, der in der äußeren Ringnut des Wellenzapfens und in der inneren Ringnut der Hohlwelle einsitzt, wobei der Axialsicherungsring zumindest einen nach außen vorstehenden Vorsprung aufweist, der in der zumindest einen Ausnehmung der Hohlwelle angeordnet ist; sowie Sicherungsmittel, welche die zumindest eine Ausnehmung überdecken und ein radiales Aufweiten des Axialsicherungsrings verhindern.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung liegt darin, daß eine sichere axiale Festlegung zwischen der Hohlwelle und dem Wellenzapfen erreicht wird. Dabei hat die Konstruktion nur einen minimalen Einfluß auf die Festigkeit des Wellenzapfens, da Axialsicherungsringe einsetzbar sind, deren Form lediglich eine geringe Querschnittsverringerung des Wellenzapfens erfordern und deren Querschnitte Nuten mit geringen Kerbzahlen zulassen. Die Tiefe der Ringnut des Wellenzapfens, in die der Axialsicherungsring eingesetzt ist, ist vorzugsweise geringer als die halbe radiale Erstreckung des Axialsicherungsring, im Querschnitt durch einen Umfangsbereich außerhalb des zumindest einen Vorsprungs betrachtet. Ein weiterer Vorteil ist im einfachen Aufbau der Verbindungsanordnung zu sehen, die nur wenige Teile aufweist, was sich günstig auf die Herstellungskosten auswirkt. Der benötigte Bauraum der Anordnung ist gering und es ergibt sich eine leichte Montierbarkeit und Demontierbarkeit der Komponenten.
Zur Montage wird der Axialsicherungsring in die Ringnut der Hohlwelle eingesetzt und die Hohlwelle wird auf den Wellenzapfen aufgeschoben. Dabei wird der Axialsicherungsring vorzugsweise durch einen Endkonus des Wellenzapfens radial aufgeweitet und schnappt bei Erreichen der Zapfennut nach innen. Auf diese Weise ist der Axialsicherungsring nach radial innen vorgespannt, das heißt er sitzt mit Vorspannung in der Ringnut des Wellenzapfens ein. Bei Bedarf läßt sich die Verbindungsanordnung durch elastisches Aufweiten des Axialsicherungrings leicht wieder lösen, wobei die Funktionsfähigkeit der einzelnen Bauteile in vollem Umfang erhalten bleibt. Der Sicherungsring kann grundsätzlich als umlaufend geschlossener Ring, aber auch als offener Ring gestaltet sein.
Vorzugsweise ist der zumindest eine Vorsprung in Form einer Ausbuchtung des geschlossenen Rings gestaltet, die auch als Auswölbung bezeichnet werden kann. Für eine besonders sichere Fixierung des Rings gegenüber dem Wellenzapfen ist es günstig, wenn mehrere Vorsprünge über den Umfang vorgesehen sind. Dabei ist die Anzahl der Auswölbungen grundsätzlich frei wählbar, wobei eine Anzahl von zumindest drei, insbesondere vier radialen Auswölbungen besonders vorteilhaft ist, da der Axialsicherungsring entsprechend an mehreren Bereichen über den Umfang radial abgestützt ist. Es ist vorgesehen, daß die Vorsprünge insbesondere regelmäßig über den Umfang des Axialsicherungsrings verteilt sind.
Die Hohlwelle weist in Teilumfangsbereichen der inneren Ringnut vorzugsweise mehrere Ausnehmungen zur Außenumfangsfläche, in die sich die Vorsprünge des Rings hineinerstrecken. Dabei entspricht die Anzahl der Ausnehmungen zumindest der Anzahl der Vorsprünge des Sicherungsrings, so daß jeder Vorsprung in einer zugehörigen Ausnehmung Platz findet. Die Ausnehmungen sind im Querschnitt betrachtet gerade so groß, daß die hierin einliegenden Vorsprünge aufgenommen werden, ohne mehr Raum für elastische Verformung zu haben als für die Montage notwendig ist. Ferner erstrecken sich die Ausnehmungen in axiale Richtung bis zur Stirnfläche der Hohlwelle, so daß der Axialsicherungsring mit seinen Vorsprüngen in koaxialer Ausrichtung zur Hohlwelle in diese eingeführt werden kann. Für eine zuverlässige Sicherung sind die Abmaße der Bauteile derart gestaltet, daß die Vorsprünge des Sicherungsrings in aufgeschobenem Zustand auf den Wellenzapfen, in dem er noch nicht in die Ringnut eingeschnappt ist, radial über die Außenumfangsfläche der Hohlwelle vorsteht. Wenn der radial-elastische Axialsicherungsring in die Ringnut des Wellenzapfens eingeschnappt ist, erstreckt sich der zumindest eine Vorsprung radial etwa bis zur Außenumfangsfläche der Hohlwelle.
Der Querschnitt des Rings ist vorzugsweise derart gestaltet, daß in eingesetztem Zustand eine axiale Relativbewegung des Rings relativ zum Wellenzapfen ein radial-elastisches Aufweiten des Rings bewirkt. Dies kann beispielsweise durch einen runden, einen ovalen oder einen trapezförmigen Querschnitt des Sicherungsrings bewerkstelligt werden. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß die Anordnung durch Aufbringen einer Axialkraft – sofern die Sicherungsmittel zum Verhindern eines Aufweitens des Sicherungsrings – entfernt sind, leicht demontierbar ist. Ein weiterer Vorteil ist, daß der Ring in der Wellennut axial spielfrei einsitzt. Ferner kann die Ringnut einen entsprechend runden Querschnitt haben, was sich günstig auf die Festigkeit des Wellenzapfens auswirkt.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Sicherungsmittel zum Verhindern eines radialen Aufweitens des Axialsicherungsrings in Form einer Manschette gestaltet. Diese sitzt auf der Hohlwelle und überdeckt die zumindest eine Ausnehmung. In aufgeschobenem Zustand der Manschette liegen die Vorsprünge des Sicherungsrings gegen die Innenfläche der Manschette an, so daß ein Aufweiten des Axialsiche rungsrings verhindert wird. Eine besonders gute Sicherung kann dadurch erreicht werden, wenn die Manschette im Überdeckungsbereich mit den Ausnehmungen verstärkt ist, beispielsweise durch eine einliegenden Verstärkungsring. Durch die aufgeschobene Manschette wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß ein radiales Aufweiten des Axialsicherungsrings zumindest soweit verhindert wird, daß er nicht mehr aus der Ringnut des Wellenzapfens gedrückt werden kann.
Die Manschette hat vorzugsweise einen inneren Ringwulst, der einen nach außen vorstehenden Kragen der Hohlwelle hintergreift oder in eine äußere Ringnut der Hohlwelle eingreift. Die Fixierung der Manschette wird mittels eines Binders bewerkstelligt, der insbesondere mit axialer Überdeckung der zumindest einen Ausnehmung auf der Manschette verspannt ist. Der Binder ist vorzugsweise derart gestaltet, daß er nur dann auf die Manschette aufgezogen werden kann, wenn der Ringwulst der Manschette den Kragen der Hohlwelle hintergreift. Durch diese Ausgestaltung wird eine versehentliche Falschmontage verhindert. Weiter hat die Manschette nach einer bevorzugten Ausgestaltung einen sich nach innen erstreckenden Radialabschnitt, der sich gegen die Stirnfläche der Hohlwelle anlegen kann, um einen Montageanschlag zu bilden. An dem radial innenliegenden Ende des Radialabschnitts hat die Manschette Dichtmittel, die auf dem Wellenzapfen dichtend anliegen und so ein Eindringen von Schmutz in die Verbindungsanordnung verhindern.
Zur drehfesten Verbindung der Hohlwelle mit dem Wellenzapfen ist vorzugsweise eine Kerbverzahnung oder eine Keilwellenverzahnung vorgesehen. Dabei weist die Hohlwelle eine innere Wellenverzahnung auf, in die der Wellenzapfen mit einer äußeren Wellenverzahnung drehfest eingesteckt ist. Für die Fertigung ist es von Vorteil, wenn die Ringnut der Hohlwelle bzw. die Ringnut des Wellenzapfens, in die der Axialsicherungsring eingesetzt ist, axial außerhalb zu der jeweiligen Wellenverzahnung angeordnet ist. Durch diese Maßnahme ist eine Nachbearbeitung der Wellenverzahnung nicht erforderlich.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren beschrieben. Es zeigt:
1 eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung zwischen einem Wellenzapfen und einer Hohlwelle im Längsschnitt;
2 die Verbindungsanordnung aus 1 im Querschnitt gemäß Schnittlinie A-A;
3 eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung zwischen einem Wellenzapfen und einer Hohlwelle im Querschnitt mit offenem Sicherungsring; und
4 den Sicherungsring aus 3 als Einzelheit.
Die 1 und 2 werden im folgenden gemeinsam beschrieben. Es ist eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung 2 zur Drehmomentübertragung zwischen einem Wellenzapfen 3 und einer Hohlwelle 4 gezeigt. Dabei kann die Hohlwelle 4 auch als Nabe bezeichnet werden, so daß insgesamt auch von einer Welle-Nabe-Verbindung gesprochen werden kann.
Derartige Verbindungsanordnungen kommen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dort zum Einsatz, wo Drehmoment von einem Bauteil auf ein anderes Bauteil übertragen werden soll. Als Beispiele seien hier Gelenkwellen genannt, wo eine Hohlwelle eines ersten Wellenteils mit einem Wellenzapfen eines zweiten Wellenteils verbunden werden, oder eine Verbindung zwischen dem Gelenkinnenteil eines Gleichlaufdrehgelenks und einem darin eingesteckten Wellenzapfen, oder zwischen dem Gelenkzapfen eines Gelenkaußenteils, der in eine Hohlwelle bzw. in eine Radnabe eingesteckt ist.
Der Wellenzapfen 3, von dem nur das Ende dargestellt ist, umfaßt einen konischen Endabschnitt 5, eine äußere Wellenverzahnung 6 und eine äußere Ringnut 7. Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß die Ringnut 7 axial benachbart zum Auslauf der Wellenverzahnung 6 angeordnet ist, so daß keine mechanische Nachbearbeitung der Zähne der Wellenverzahnung 6 nach dem Einstecken der Ringnut 7 erforderlich ist.
Die Hohlwelle 4, von der ebenfalls nur das Ende dargestellt ist, weist an ihrem freien Ende eine innere Wellenverzahnung 8 auf, die gegengleich zu der äußeren Wellenverzahnung 6 gestaltet ist. Die innere Wellenverzahnung 8 der Hohlwelle 4 und die äußere Wellenverzahnung 6 des Wellenzapfens 3 greifen ineinander, so daß ein Drehmoment zwischen den genannten Bauteilen übertragen werden kann. Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, hat die Hohlwelle 4 mit geringem axialen Abstand zu ihrer Stirnfläche 12 eine innere Ringnut 13. In montiertem Zustand, das heißt bei in die Hohlwelle 4 eingestecktem Wellenzapfen 3, liegen die innere Ringnut 13 der Hohlwelle 4 und die äußere Ringnut 7 des Wellenzapfens in einer Ebene. Die Hohlwelle 4 hat ferner mehrere Ausnehmungen 14, die insbesondere regelmäßig über den Umfang verteilt sind und sich radial bis zur äußeren Umfangsfläche 15 der Hohlwelle 4 erstrecken. In axiale Richtung sind die Ausnehmungen 14 in Richtung zur Stirnfläche 12 offen. Axial benachbart zur Ringnut 13 hat die Hohlwelle 4 einen äußeren Kragen 9, der sich insbesondere rotationssymmetrisch über den gesamten Umfang erstreckt. Vor dem Kragen 9 ist eine umlaufende Ausnehmung 10 gebildet, deren Funktion weiter unten noch erläutert wird.
Die Verbindungsanordnung 2 umfaßt ferner einen radial-elastisch aufweitbaren Axialsicherungsring 16, der in der äußeren Ringnut 7 des Wellenzapfens 4 und in der inneren Ringnut 13 der Hohlwelle 3 einsitzt, sowie Sicherungsmittel 19, die ein radiales Aufweiten des Axialsicherungsrings 16 verhindern. Es ist ersichtlich, daß die Sicherungsmittel 19 in Form einer Manschette gestaltet sind, die auf der Hohlwelle 4 sitzt und die Ausnehmungen 14 überdeckt. Die Manschette 19 hat an ihrer Außenfläche eine Ringnut 20, in der ein Binder 22 verspannt ist. Der Binder 22 stellt insofern eine Sekundärsicherung dar, als er die Manschette 19 gegenüber der Hohlwelle 4 fixiert und ein ungewünschtes Lösen verhindert.
Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, hat der Axialsicherungsring 16 mehrere Vorsprünge 17, die nach radial außen vorstehen und in den Ausnehmungen 14 der Hohlwelle 4 aufgenommen sind. Die Vorsprünge 17 sind in Form von Auswölbungen des Axialsicherungsrings 16 gestaltet, die ausgehend von der grundsätzlichen Kreisform des Rings 16 zwei nach radial außen abstehende miteinander verbundene Ste ge 18, 18 umfassen. Vorliegend hat der Axialsicherungsring 16 genau vier Vorsprünge 17 die regelmäßig über den Umfang verteilt sind, so daß bei auftretenden Axialkräften zwischen dem Wellenzapfen 3 und der Hohlwelle 4 an vier Bereichen über den Umfang nach radial innen gerichtete Gegenkräfte auf den Axialsicherungsring 16 einwirken. Auf diese Weise wird ein ungewünschtes Aufweiten und damit ein Lösen der Welle-Nabe-Verbindung 2 zuverlässig verhindert. Der gezeigte Axialsicherungsring 16 ist als umlaufend geschlossener Ring ausgebildet, wobei die Auswölbungen 17 gewährleisten, daß sich der Ring beim Aufschieben auf die Konusfläche 5 elastisch aufweiten kann. Es ist jedoch auch die Verwendung eines geschlitzten Ringes möglich. Das Profil des Axialsicherungsrings 16 ist so gestaltet, daß durch das Aufbringen einer Axialkraft ein elastisches Aufweiten des Sicherungsrings 16 bewirkt wird. Auf diese Weise kann die Verbindungsanordnung durch Abziehen der Hohlwelle 4 vom Wellenzapfen 3, bei abgenommener Manschette 19, leicht demontiert werden. Hierfür hat der Axialsicherungsring 16 ein rundes Profil, wobei auch andere Querschnittsformen, beispielsweise ein ovaler oder ein trapezförmiger Querschnitt denkbar sind. Die Ringnut 7 des Wellenzapfens 3 hat, im Querschnitt durch die Nut betrachtet, ebenfalls ein rundes Profil.
Die Manschette 19 hat an ihrem der Hohlwelle 4 zugewandten Ende einen inneren Ringwulst 23, der den nach außen vorstehenden Kragen 9 der Hohlwelle 4 hintergreift bzw. in der umlaufenden Ausnehmung 10 einsitzt. Weiter hat die Manschette 19 an ihrem dem Wellenzapfen 3 zugewandten Ende einen sich nach innen erstreckenden Radialabschnitt 24. Der Radialabschnitt 24 kommt beim Aufschieben der Manschette 19 auf die Hohlwelle 4 mit der Stirnfläche 12 der Hohlwelle 4 in Anlage und bildet insofern einen Montageanschlag. In dieser Endposition schnappt der Ringwulst 23 in die Ausnehmung 10 und hintergreift den Kragen 9, so daß die Manschette 19 gegenüber der Hohlwelle axial gesichert ist. An dem radial innenliegenden Ende des Radialabschnitts 24 ist ein Dichtabschnitt 25 gebildet, der sich in axiale Richtung erstreckt und Dichtmittel 26 aufweist. Die Dichtmittel 26 sind in Form von Dichtlippen gestaltet, die auf der Außenfläche des Wellenzapfens 3 dichtend anliegen. Die Dichtmittel 26 verhindern somit ein Eindringen von Schmutz in die Verbindungsanordnung.
Zur weiteren Sicherung der Manschette 19 dient der Binder 22, der nach dem Aufschieben der Manschette 19 auf dieser, mit axialer Überdeckung der Ausnehmungen, 14 verspannt wird. Der Querschnitt des Binders 22 ist derart gestaltet, daß er nur dann auf die Manschette 19 aufgezogen bzw. auf dieser fixiert werden kann, wenn die Manschette 19 korrekt auf der Hohlwelle 4 befestigt ist, das heißt, wenn der Ringwulst 23 den Kragen 9 hintergreift. Durch diese Ausgestaltung wird eine korrekte Montage der Verbindungsanordnung sichergestellt.
Die Montage der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung erfolgt dergestalt, daß der Axialsicherungsrings 16 in einer der beiden Ringnuten 7, 13 vormontiert wird. Beim Aufschieben des Rings auf den Wellenzapfen 3 werden die radialen Vorsprünge 17 nach radial außen gedrückt. Dabei stehen die Vorsprünge 17 in aufgeweitetem Zustand des Axialsicherungsrings 16, das heißt wenn sich die Hohlwelle 4 mit ihrer inneren Wellenverzahnung 8 in einer Position zwischen der Konusfläche 5 und der Ringnut 7 des Wellenzapfens 3 befindet, deutlich über die Umfangsfläche 15 der Hohlwelle 4 nach radial außen vor. Beim Einrasten des Sicherungsrings 16 in die andere Ringnut 13, 7 bewegen sich die Vorsprünge 17 nach radial innen und liegen dann etwa im Bereich der Außenumfangsfläche 15 der Hohlwelle 4. Anschließend wird die vorher auf den Wellenzapfen 3 aufgeschobene Manschette 19 auf die Hohlwelle 4 aufgezogen, bis der Radialabschnitt 24 gegen die Stirnseite 12 anschlägt bzw. der Ringwulst 23 in die Ausnehmung 10 einschnappt. Zuletzt wird der Binder 22 auf der Manschette 19 verspannt, so daß die Manschette 19 gegen Lösen, und damit der Axialsicherungsring 16 gegen ungewünschtes Aufweiten gesichert ist.
Die in 3 gezeigte Ausführungsform entspricht weitestgehend derjenigen gemäß den 1 und 2. Insofern wird auf die obenstehende Beschreibung Bezug genommen, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der einzige Unterschied der vorliegenden Ausführungsform liegt in der Ausgestaltung des Axialsicherungsrings 16'. Dieser ist nämlich als offener Ring gestaltet und kann insofern auch als Sprengring bezeichnet werden. Es ist ersichtlich, daß einer der Ringabschnitte 21 zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Vorsprüngen 17 eine Trennstelle 27 aufweist. Hieraus ergibt sich eine höhere radiale Elastizität des Axialsicherungsrings 16', der sich einfach auf den Wellenzapfen 3 axial aufschieben läßt. In 4 ist der Axialsicherungsring 16 als Einzelheit in Axialansicht dargestellt.
Die erfindungsgemäßen Verbindungsanordnungen 2 haben den Vorteil einer besonders zuverlässigen und einfach aufgebauten axialen Verbindung zwischen der Hohlwelle 4 und dem Wellenzapfen 3. Dadurch, daß der Axialsicherungsring 16 gegen radiales Aufweiten gesichert ist, kann die Ringnut 7 des Wellenzapfens 3, in welcher der Axialsicherungsring 16, 16' einsitzt, eine minimale Tiefe und günstigen Querschnitt aufweisen. Dies wirkt sich günstig auf die Festigkeit des Wellenzapfens 3 aus, da Querschnittsschwächung und Kerbwirkung minimiert sind. Es ist ferner nur eine geringe Teilezahl erforderlich, um die Axialsicherung zu bewerkstelligen. Bei Bedarf lassen sich die Verbindungsanordnungen 2 auch wieder lösen, so daß die Funktionsfähigkeit der einzelnen Bauteile in vollem Umfang erhalten bleibt.

2: Verbindungsanordnung
3: Wellenzapfen
4: Hohlwelle
5: Endabschnitt
6: äußere Wellenverzahnung
7: äußere Ringnut
8: innere Wellenverzahnung
9: Kragen
10: Ausnehmung
12: Stirnfläche
13: innere Ringnut
14: Ausnehmung
15: Umfangsfläche
16: Axialsicherungsring
17: Vorsprung
18: Steg
19: Manschette
20: Ringnut
21: Ringabschnitt
22: Binder
23: Ringwulst
24: Radialabschnitt
25: Dichtabschnitt
26: Dichtmittel
27: Trennstelle
A: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10343749 A1 [0002]
- EP 0253968 A1 [0003]
- DE 19753781 C2 [0004]

Claims

Verbindungsanordnung zur Drehmomentübertragung, insbesondere im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Wellenzapfen (3) mit einer äußeren Ringnut (7); eine Hohlwelle (4) mit einer inneren Ringnut (13), wobei die Hohlwelle (4) mit dem Wellenzapfen (3) zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbunden ist und zumindest eine Ausnehmung (14) zur Außenumfangsfläche (15) der Hohlwelle (4) in einem Teilumfangsbereich der inneren Ringnut (13) aufweist; einen radial elastisch aufweitbaren Axialsicherungsring (16), der in der äußeren Ringnut (7) des Wellenzapfens (3) und in der inneren Ringnut (13) der Hohlwelle (4) einsitzt, wobei der Axialsicherungsring (16) zumindest einen nach außen vorstehenden Vorsprung (17) aufweist, der in der zumindest einen Ausnehmung (14) der Hohlwelle (4) angeordnet ist; sowie Sicherungsmittel (22), welche die zumindest eine Ausnehmung (14) überdecken und ein radiales Aufweiten des Axialsicherungsrings (16) verhindern.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zumindest eine Vorsprung (17) des Axialsicherungsrings (16) radial etwa bis zur Außenumfangsfläche (15) der Hohlwelle (4) erstreckt.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialsicherungsring (16) in Form eines geschlossenen Rings gestaltet ist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Vorsprung (17) in Form einer Auswölbung des Axialsicherungsrings (16) gestaltet ist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialsicherungsring (16) zumindest drei, insbesondere vier Vorsprünge (17) aufweist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (17) regelmäßig über den Umfang des Axialsicherungsrings (16) verteilt sind.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (4) in Teilumfangsbereichen der inneren Ringnut (13) mehrere radiale Ausnehmungen (14) zur Außenumfangsfläche (15) aufweist, in die sich die Vorsprünge (17) des Axialsicherungsrings (16) hineinerstrecken.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Axialsicherungsrings (16) derart gestaltet ist, daß eine axiale Relativbewegung zwischen dem Wellenzapfen (3) und der Hohlwelle (4) ein radial-elastisches Aufweiten des Axialsicherungsrings (16) bewirkt.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Ringnut (7) des Wellenzapfens (3), in die der Axialsicherungsring (16) einsitzt, kleiner ist als die halbe radiale Erstreckung des Querschnitts des Axialsicherungsrings (16).
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsmittel (19) zum Verhindern eines radialen Aufweitens des Axialsicherungsrings (16) in Form einer Manschette gestaltet sind, die auf der Hohlwelle (4) angeordnet ist und die zumindest eine Ausnehmung (14) axial überdeckt.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (19) einen Ringwulst (23) aufweist, der in einen nach außen vorstehenden Kragen (9) der Hohlwelle (4) hintergreift.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (19) mittels eines Binders (22) fixiert ist, der insbesondere mit axialer Überdeckung der zumindest einen Ausnehmung (14) auf der Manschette (19) verspannt ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Binder (22) derart gestaltet ist, daß er nur dann auf die Manschette (19) aufgezogen werden kann, wenn der Ringwulst (23) der Manschette (19) den Kragen (9) der Hohlwelle (4) hintergreift.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (19) einen sich nach innen erstreckenden Radialabschnitt (24) aufweist, der gegen eine Stirnfläche (12) der Hohlwelle (4) in Anlage bringbar ist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (4) zur drehfesten Verbindung mit dem Wellenzapfen (3) eine innere Wellenverzahnung (8) aufweist, wobei die innere Ringnut (13) der Hohlwelle (4), in die der Axialsicherungsring (16) eingesetzt ist, axial beabstandet zu der inneren Wellenverzahnung (8) angeordnet ist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenzapfen (3) zur drehfesten Verbindung mit der Hohlwelle (4) eine äußere Wellenverzahnung (6) aufweist, wobei die äußere Ringnut (7) des Wellenzapfens (3), in die der Axialsicherungsring (16) eingesetzt ist, axial beabstandet zu der äußeren Wellenverzahnung (6) angeordnet ist.