-
Die
Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zwischen einem Wellenzapfen
und einem Gleichlaufdrehgelenk, insbesondere im Längsantriebsstrang
eines Kraftfahrzeugs. Das Gleichlaufdrehgelenk umfaßt ein
Gelenkaußenteil, das beispielsweise mit einer Antriebswelle
verbindbar ist, ein Gelenkinnenteil, in das der Wellenzapfen zur Übertragung
eines Drehmoments verdrehfest eingreift, sowie drehmomentübertragende
Elemente, die zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil
wirksam sind. Der Wellenzapfen kann das Eingangs- oder Ausgangsteil
eines Getriebes, insbesondere eines Achsdifferentials oder eines
Schaltgetriebes sein, so daß er axial und radial festgelegt
ist. Das Gleichlaufdrehgelenk befindet sich dementsprechend an einem
Ende der Längsantriebswelle. Der Wellenzapfen kann auch
in einem elastischen Zwischenlager radial elastisch aufgehängt
sein, wobei das Gleichlaufdrehgelenk dann als Mittelgelenk einer zweiteiligen
Längsantriebswelle eingesetzt ist.
-
Aus
der
DE 10 2004
048 079 A1 ist eine Verbindungsanordnung zwischen einem
Gleichlaufdrehgelenk, das am Ende einer Längsantriebswelle
angeordnet ist, und einem axial festgelegten Wellenzapfen eines
Getriebes bekannt. Der Wellenzapfen greift mittels einer Längsverzahnung
drehfest in ein Gelenkinnenteil des Gleichlaufdrehgelenks ein. Die
Längsantriebswelle weist einen Gewindeabschnitt auf, an der
eine Verschraubungshülse aufgeschraubt ist. Die Verschraubungshülse
greift in eine Eindrehung des Gelenkinnenteils ein, wobei ein in
der Eindrehung einsitzender Sicherungsring das Gelenkinnenteil gegenüber
der Verschraubungshülse axial fixiert.
-
Aus
der
US 4 756 640 ist
eine Verbindungsanordnung zwischen dem Gelenkinnenteil eines Gleichlaufdrehgelenks
und einem Wellenzapfen mittels eines Sicherungselements bekannt.
Das Sicherungselement umfaßt einen Bund, der in einer äußeren
Ringnut des Wellenzapfens axial gehalten ist, sowie mehrere sich
in Längsrichtung erstreckende elastische Finger, die in
eine innere Ringnut des Gelenkinnenteils eingreifen.
-
Insgesamt
gestaltet sich die Anbindung eines Gleichlaufdrehgelenks an einen
Wellenzapfen als schwierig, da in der Regel nur ein begrenzter Bauraum
zur Verfügung steht und die Endmontage aufwendig ist. Gleichzeitig
werden an die Verbindungsanordnung zwischen Gleichlaufdrehgelenk
und Wellenzapfen 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 Verbindungsanordnung
zwischen einem Gleichlaufdrehgelenk und einem Wellenzapfen vorzuschlagen,
die kompakt baut, eine sichere axiale Befestigung ermöglicht
und einen minimalen Einfluß auf die Wellenfestigkeit hat,
wobei eine leichte Montierbarkeit gegeben sein soll.
-
Die
Lösung besteht in einer Verbindungsanordnung, insbesondere
im Längsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend
einen Wellenzapfen mit einer äußeren Zapfennut;
ein Gleichlaufdrehgelenk mit einem Gelenkinnenteil, das mit dem
Wellenzapfen zur Übertragung eines Drehmoments drehfest
verbunden ist und einen Hülsenansatz aufweist, wobei in
einer äußeren Umfangsfläche des Hülsenansatzs
zumindest eine Rastausnehmung vorgesehen ist; eine Sicherungshülse
zur axialen Fixierung des Gelenkinnenteils relativ zum Wellenzapfen;
wobei die Sicherungshülse innere Halteabschnitte aufweist,
die in die Zapfennut eingreifen, sowie äußere Halteabschnitte,
die in die zumindest eine Rastausnehmung eingreifen.
-
Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung
liegt darin, daß eine sichere axiale Festlegung zwischen
dem Gelenkinnenteil und dem Wellenzapfen erreicht wird. Das Gelenkinnenteil
wird mit seinem Hülsenansatz vorzugsweise in den zwischen
den inneren Halteabschnitten und den äußeren Halteabschnitten
der Sicherungshülse gebildeten Ringraum eingeschoben. Durch
diese Konstruktion kann die Tiefe der Zapfennut minimiert werden
und damit die Festigkeit des Wellenzapfens im Bereich der Zapfennut
maximiert werden, da die inneren Halteabschnitte durch den Hülsenansatz
des aufgeschobenen Gelenkinnenteils radial gegen Aufweiten gesichert
sind. Die Form der Zapfennut kann entsprechend flach gestaltet werden,
so daß der Wellenzapfen lediglich eine geringe Querschnittsverringerung erfährt.
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 Verbindungsanordnung ist gering und es ergibt sich eine leichte
Montierbarkeit der Komponenten. Insbesondere kann das Gleichlaufdrehgelenk
komplett vormontiert werden, so daß bei der Endmontage
lediglich die Anbindung an den Wellenzapfen zu bewerkstelligen ist.
-
Der
Wellenzapfen kann insbesondere Eingangsteil oder Ausgangsteil eines
Getriebes sein. Als Eingangsteil findet der Wellenzapfen beispielsweise Verwendung
in einem Achsdifferential, das zur Verteilung des eingeleiteten
Drehmoments von der Längsantriebswelle auf zwei Seitenwellen
dient. Als Ausgangsteil kann der Wellenzapfen beispielsweise in
einem Schaltgetriebe verwendet werden, von dem das Drehmoment in
die Längsachse eingeleitet wird. Das Getriebe ist vor der
Montage der Antriebswelle eingebaut, so daß der Wellenzapfen
axial und radial in dem Getriebegehäuse festgelegt ist.
-
Zur
Montage wird die Sicherungshülse auf den Wellenzapfen so
weit aufgeschoben, bis die elastischen inneren Halteabschnitte in
die Zapfennut einrasten. Dann wird das Gelenkinnenteil, und damit das
gesamte Gleichlaufdrehgelenk, auf den Wellenzapfen so weit aufgeschoben,
bis die elastischen äußeren Halteabschnitte in
die zumindest eine Rastausnehmung des Hülsenansatzes einrasten.
In eingeschobenem Zustand befindet sich der Hülsenansatz
mit seinem Endabschnitt radial zwischen den inneren und äußeren
Halteabschnitten der Sicherungshülse. Auf diese Weise wird
ein radiales Aufweiten der inneren Halteabschnitte verhindert, so daß diese
sicher in der Zapfennut gehalten sind. Die Sicherungshülse
hat im Halblängsschnitt betrachtet vorzugsweise ein etwa
C-förmiges Profil; insofern kann die Sicherungshülse
auch als Umschlaghülse bezeichnet werden, wobei in den
zwischen dem inneren Hülsenabschnitt und dem äußeren
Hülsenabschnitt gebildeten Ringraum das Gelenkinnenteil
mit seinem Hülsenansatz eingesteckt ist.
-
Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Manschette vorgesehen,
die auf die Sicherungshülse aufgezogen ist und die äußeren
Halteabschnitte gegen radiales Aufweiten sichert. Dabei überdeckt die
Manschette einen Teil des Hülsenansatzes des Gelenkinnenteils
samt Sicherungshülse. So verhindert die Manschette in montiertem
Zustand ein elastisches Aufbiegen oder Aufweiten der äußeren
Halteabschnitte der Sicherungshülse nach radial außen, so
daß die Verbindungsanordnung auch bei hohen Drehzahlen
und damit verbundenen Fliehkräften gut gesichert ist. Zur
Fixierung der Manschette kann ein Binder oder ein Sicherungsring
vorgesehen sein. Dabei ist der Binder vorzugsweise derart gestaltet,
daß er nur bei korrekt auf dem Hülsenansatz aufsitztender
Manschette geschlossen werden kann. Auf diese Weise wird eine sichere
Montage gewährleistet.
-
Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Sicherungshülse
einen Radialabschnitt auf, der die inneren Halteabschnitte mit den äußeren
Halteabschnitten verbindet. Dabei kann der Radialabschnitt als umlaufender
Ring gestaltet sein oder radiale Teilabschnitte umfassen, die mittelbar
miteinander verbunden sind. Die Sicherungshülse ist vorzugsweise
so gestaltet, daß sich der Hülsenansatz des Gelenkinnenteils,
in montiertem Zustand, etwa bis zum Radialabschnitt der Sicherungshülse
erstreckt, insbesondere mit diesem in Anlage bringbar ist. So fungiert
der Radialabschnitt als Anschlag bei zwischen dem Gelenkinnenteil
und dem Wellenzapfen auftretenden Axialkräften. Vorzugsweise
ist die Sicherungshülse als Umformteil aus Blech hergestellt
wird. Dies ist vorteilhaft, da die Sicherunghülse auf einfache
Weise gefertigt werden kann, und zwar beispielsweise durch Umschlagen
aus einer Ronde oder aus mäanderförmigem Bandmaterial,
das zum Ring geformt und anschließend verschweißt
wird oder offenbleibt. Die Verwendung von Blech hat den Vorteil,
daß die einzelnen Teilabschnitte der Sicherungshülse
flach ausgebildet sind, so daß nur ein geringer Bauraum
erforderlich ist. Es sind jedoch auch andere Materialien und Herstellungsverfahren
denkbar, wie beispielsweise die Fertigung der Sicherungshülse
aus Kunststoff.
-
Nach
einer ersten Ausführungsform der Sicherungshülse
sind die inneren Halteabschnitte in Form von elastischen Haltefingern
gestaltet, die umfangsverteilt von dem Radialabschnitt in Längsrichtung
abstehen. Die Haltefinger weisen vorzugsweise nach radial innen
gerichtete Rastnasen auf, die sich insbesondere am Ende der Haltefinger
befinden und in die Zapfennut eingreifen. Auf diese Weise ist das Gelenkinnenteil
relativ zum Wellenzapfen axial gesichert. Die äußeren
Halteabschnitte umfassen vorzugsweise elastische Haltezungen, welche
in die zumindest eine Rastausnehmung des Gelenkinnenteils eingreifen.
In Konkretisierung weisen die äußeren Halteabschnitte
jeweils zwei sich in Längsrichtung erstreckende Seitenstege
und einen diese miteinander verbindenden Verbindungssteg auf, wobei
die elastischen Haltezungen von den Verbindungsstegen nach innen
abstehen. So bilden der sich in Umfangsrichtung erstreckende Ringabschnitt,
die sich in Längsrichtung erstreckenden Seitenstege und
der sich in Umfangsrichtung erstreckende Verbindungssteg einen Rahmen
um einen Durchbruch, in den sich die Haltezunge hineinerstreckt.
Dabei sind die Haltezungen vom Verbindungssteg leicht nach innen abgebogen
und erstrecken sich mit ihren freien Enden in Richtung zum Radialabschnitt
der Sicherungshülse. Alle Haltezungen greifen in die Rastausnehmung
ein, die vorzugsweise in Form einer umlaufenden Ringnut gestaltet
ist. Das Profil der Ringnut ist, im Längsschnitt betrachtet,
etwa an die Form der Haltezungen angepaßt, wobei die Tiefe
der Ringnut in Richtung zum Ende des Hülsenansatzes insbesondere
zunimmt.
-
Nach
einer zweiten Ausführungsform sind die inneren Halteabschnitte
der Sicherungshülse in Form von umfangsverteilten inneren
Haltezungen gestaltet, die sich in Längsrichtung erstrecken.
Die inneren Haltezungen umfassen vorzugsweise nach innen gerichtete
erste Vorsprünge, die in die Zapfennut zur Axialsicherung
eingreifen. Dabei können die Vorsprünge, im Halblängsschnitt
betrachtet, als bogenförmige Ausformungen gestaltet sein,
wobei die Zapffennut dann vorzugsweise ein rundes oder ovales Profil
hat. So können die Nuttiefe und die Kerbwirkung minimiert
werden, was sich positiv auf die Festigkeit des Wellenzapfens auswirkt.
Entsprechend sind die äußeren Halteabschnitte
vorzugsweise in Form von umfangsverteilten äußeren
Haltezungen gestaltet, die sich in Längsrichtung erstrecken.
Die äußeren Haltezungen weisen nach innen gerichtete zweite
Vorsprünge auf, welche in die zumindest eine Ausnehmung
des Hülsenansatzes zur Axialsicherung eingreifen. Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Sicherungshülse
in der Abwicklung meanderförmig gestaltet, wobei jeweils
eine innere Haltezunge an zwei benachbarte äußere
Haltezungen anschließt, und entsprechend eine äußere
Haltezunge an zwei benachbarte innere. Dies wird dadurch erreicht,
daß zwischen zwei benachbarten äußeren und
inneren Haltezungen jeweils Längsschlitze vorgesehen sind,
wobei sich die äußeren Längsschlitze bis
in die gegenüberliegende innere Haltezunge erstrecken,
und sich die inneren Längsschlitze bis in die gegenüberliegende äußere
Haltezunge. Auf diese Weise wird eine elastische Federwirkung des
Sicherungsrings erreicht.
-
Für
beide Ausführungsformen ist es vorteilhaft, wenn der Hülsenansatz
des Gelenkinnenteils eine innere Ausnehmung mit einer vorzugsweise
zylindrischen Innenfläche aufweist, die einen Aufnahmeraum
für die inneren Halteabschnitte der Sicherungshülse
begrenzt. So sind die inneren Halteabschnitte zwischen der Außenfläche
des Wellenzapfens und der Innenfläche des Hülsenansatzes
eingespannt. Ein radiales Aufbiegen der inneren Halteabschnitte,
beispielsweise aufgrund von Fliehkräften oder axialkraftinduzierten
Radialkräften, wird verhindert, so daß die Halteabschnitte
sicher in der Zapfennut fixiert sind. Der Hülsenansatz
hat an seinem stirnseitigen Ende vorzugsweise konische Abflachungen, um
eine einfache Montage durch Einschieben in die Sicherungshülse
zu ermöglichen. An seiner Außenumfangsfläche
hat der Hülsenansatz vorzugsweise einen radialen Vorsprung,
bis zu dem die äußeren Halteabschnitte mit ihren
freien Enden in montiertem Zustand der Anordnung etwa erstrecken.
So bildet der radiale Vorsprung, der als ringförmiger Wulst
gestaltet sein kann, einen axialen Anschlag für die Sicherungshülse.
Für eine sichere Abdichtung ist es günstig, wenn
das Gelenkinnenteil an seinem Hülsenansatz eine umlaufende
Ringnut aufweist, in die der innere Bund einer Dichtmanschette eingreifen kann.
-
Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung, die für alle vorgenannten
Ausführungsformen gilt, ist zur drehfesten Verbindung des
Gelenkinnenteils mit dem Wellenzapfen eine Wellenverzahnung vorgesehen ist,
wobei die Zapffennut, in welche die Sicherungshülse mit
ihren inneren Halteabschnitten eingreifen, axial benachbart zu der
Wellenverzahnung angeordnet ist. Die Ringnut läßt
sich somit einfach fertigen, da sie nicht innerhalb der Wellenverzahnung
liegt. Das Gelenkinnenteil hat einen Kugel bahnabschnitt, in dem
innere Kugelbahnen gebildet sind, wobei sich die Wellenverzahnung
axial über den Kugelbahnabschnitt hinaus bis in den Hülsenansatz
erstreckt. Durch diese Maßnahme lassen sich besonders hohe Drehmomente übertragen.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren
beschrieben. Es zeigt:
-
1 eine erfindungsgemäße
Verbindungsanordnung zwischen einem Wellenzapfen und einem Gleichlaufdrehgelenk
in einer ersten Ausführungsform
- a)
im Längsschnitt in perspektivischer Ansicht;
- b) den Verbindungsbereich aus 1a) im
Detail;
- c) die Sicherungshülse aus 1a) als
Einzelheit in perspektivischer Ansicht;
-
2 die Verbindungsanordnung gemäß 1 mit aufgeschobener Manschette
- a) im Längsschnitt in perspektivischer
Ansicht;
- b) den Verbindungsbereich aus 2a) im
Detail;
-
3 eine erfindungsgemäße
Verbindungsanordnung zwischen einem Wellenzapfen und einem Gleichlaufdrehgelenk
in einer weiteren Ausführungsform
- a)
im Längsschnitt in perspektivischer Ansicht;
- b) die Sicherungshülse aus 2a) als
Einzelheit in perspektivischer Ansicht.
-
Die 1 bis 3 werden
nachstehend zunächst gemeinsam beschrieben, soweit sie übereinstimmende
Einzelheiten erkennen lassen. Ein Wellenzapfen 3 ist mit
einem Gleichlaufdrehgelenk 4 in noch näher zu
erläuternder Weise verbunden. Der Wellenzapfen 3 kann
Eingangsteil oder Ausgangsteil eines Getriebes sein, beispielsweise
eines Achsdifferentials oder Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs.
In diesem Fall ist das Gleichlaufdrehgelenk 4 an einem Ende
der Längsantriebswelle angeordnet und der Wellenzapfen 3 ist
in einem Getriebegehäuse drehbar gelagert und axial festgelegt.
Der Wellenzapfen kann auch das Endstück einer Antriebswelle
sein, wobei das Gleichlaufdrehgelenk dann das Mittelgelenk einer
mehrteiligen Antriebswelle fungiert.
-
Das
Gleichlaufdrehgelenk 4 umfaßt ein Gelenkaußenteil 5,
ein Gelenkinnenteil 6, drehmomentübertragene Kugeln
und einen Kugelkäfig 8. Die Kugeln befinden sich
bei den gezeigten Darstellungen in einer anderen Schnittebene und
sind daher hier nicht sichtbar. Das Gelenkaußenteil 5 hat äußere
Kugelbahnen, die über den Umfang verteilt sind, und das Gelenkinnenteil 6 hat
entsprechend innere Kugelbahnen. Jeweils eine äußere
und eine innere Kugelbahn bilden ein Paar von Kugelbahnen, in dem
jeweils eine Kugel zur Drehmomentübertragung geführt
ist. Am Gelenkaußenteil 5 ist eine Hohlwelle 11 angeschweißt.
Die Hohlwelle 11 umfaßt ein Wellenrohr mit einem
Flanschteil 14 am Ende. Zwischen dem Flanschteil 14 und
dem Gelenkaußenteil 5 ist ein Deckel 15 eingesetzt,
der den Gelenkraum in Richtung zum Wellenrohr abdichtet. Es versteht
sich, daß das Gleichlaufdrehgelenk 4 jede beliebige
Ausgestaltung haben kann.
-
Auf
der der Hohlwelle 11 gegenüberliegenden Seite
ist das Gleichlaufdrehgelenk 4 mittels einer Dichtungsanordnung 22 abgedichtet.
Die Dichtungsanordnung 22 umfaßt ein Halteelement 23,
das an dem Gelenkaußenteil 5 befestigt ist, insbesondere aufgeklipst
ist, sowie eine Dichtmanschette 24, die mit einer äußeren
umlaufenden Wulst 25 in ein umgebördeltes Ende
des Halterings 23 dichtend eingreift. Radial innen hat
die Dichtmanschette 24, die in Form eines Membranbalgs
gestaltet ist, einen inneren Bund 28, der in eine entsprechende
Ringut 27 des Gelenkinnenteils 6 eingreift. Zur
Fixierung des inneren Bundes 28 auf dem Gelenkinnenteil 6 ist
ein Sicherungsring 26 vorgesehen, der in eine entsprechende
ringförmige Ausnehmung an der Außenseite des Bundes 28 eingreift.
Das Gelenkinnenteil 6 hat einen Kugelbahnabschnitt 19,
der sich etwa über die Länge der inneren Kugelbahnen 10, 13 erstreckt,
sowie einen sich hieran axial anschließenden Hülsenansatz 20,
der vorzugsweise einteilig angeformt ist. Dabei ist die umlaufende
Ringnut 27 zur Fixierung des Membranbalgs 24 in
dem Hülsenansatz 20 axial benachbart zum Kugelbahnabschnitt 19 angeordnet. Das
Gelenkinnenteil 6 hat ferner eine zentrale Durchgangsbohrung 21 mit
einer inneren Wellenverzahnung 17, in die der Wellenzapfen 3 mit
einer entsprechenden äußeren Wellenverzahnung
zur Übertragung eines Drehmoments eingesteckt ist.
-
Der
Wellenzapfen 3 hat an seinem dem Gelenk 4 zugewandten
Ende eine äußere Konusfläche 36 zum
Einführen in die Bohrung 17 des Gelenkinnenteils 6.
Zur Axialsicherung des Wellenzapfens 3 relativ zum Gelenkinnenteil 6 ist
eine Sicherungshülse 30 vorgesehen, die nach Art
einer Umschlagmanschette gestaltet ist und im Halblängsschnitt
betrachtet ein etwa C-förmiges Profil aufweist. Dabei greift
die Sicherungshülse 30 mit inneren Halteabschnitten 31 in
eine umlaufenden äußere Ringnut 34 des
Wellenzapfens 3 ein, und mit äußeren
Halteabschnitten 32 in eine umlaufende äußere
Ringut 33 des Gelenkinnenteils 6. So ist das Gelenkinnenteil 4 relativ
zum Wellenzapfen 3 axial gesichert. Die Sicherungshülse 30 kann
beispielsweise als Umformteil aus Blech hergestellt werden.
-
Zur
Montage wird die Sicherungshülse 30 auf den Wellenzapfen 3 so
weit aufgeschoben, bis die elastischen inneren Halteabschnitte 31 in
die Zapfennut 34 einschnappen. Dann wird das Gelenkinnenteil 6,
und damit das gesamte Gleichlaufdrehgelenk 4, auf den Wellenzapfen 3 so
weit aufgeschoben, bis die elastischen äußeren
Halteabschnitte 32 in die als Ringnut gestaltete äußere
Rastausnehmung 33 des Hülsenansatzes 20 einrasten.
In eingeschobenem Zustand befindet sich der Hülsenansatz 20 mit
seinem Endabschnitt radial zwischen den inneren und äußeren
Halteabschnitten 31, 33 der Sicherungshülse 30.
Ein radiales Aufweiten oder Aufbiegen der inneren Halteabschnitte 31 wird
verhindert, so daß diese sicher in der Zapfennut 34 gehalten
sind.
-
Im
folgenden wird auf die Besonderheiten der unterschiedlichen Ausführungsformen
hinsichtlich der Verbindung zwischen dem Wellenzapfen 3 und
dem Gelenkinnenteil 6 eingegangen.
-
Bei
der in 1 (1a bis 1c) gezeigten Ausführungsform
umfassen die inneren Halteabschnitte 31 der Sicherungshülse 30 elastische
Haltefinger 38. Die Haltefinger 38 sind regelmäßig über den
Umfang verteilt angeordnet und stehen von ei nem etwa ringscheibenförmigen
Radialabschnitt 35 der Sicherungshülse 30 in
Längsrichtung ab, das heißt etwa parallel zur
Drehachse A. Die Haltefinger 38 sind wtwa in Form von Hohlzylinderabschnitten gestaltet,
die in Umfangsrichtung eine deutlich größere Erstreckung
haben als in radiale Richtung. Die konkaven Innenflächen
der Haltefinger 38 liegen dabei auf einem Kreis, dessen
Durchmesser etwa dem Außendurchmesser des Wellenzapfens 3 im
Bereich benachbart zur Zapfennut 34 entspricht. An den
Enden weisen die Haltefinger 38 nach radial innen gerichtete
Rastnasen 37 auf, welche in die Zapfennut 34 eingreifen.
Der Hülsenansatz 20 hat an seinem Endabschnitt
eine innere Eindrehung 39, die eine ringförmige
Ausnehmung mit einer etwa zylindrischen Innenfläche bildet.
Zwischen der Innenfläche des Hülsenansatzes 20 und
der Außenfläche des Wellenzapfens 3 ist
ein länglicher Ringraum gebildet, in dem die inneren Halteabschnitte 31 der
Sicherungshülse 30 aufgenommen sind. Dabei entspricht der
durch die konvexen Außenflächen der Haltefinger 38 gebildete
Durchmesser etwa dem Innendurchmesser der Eindrehung 39 des
Hülsenansatzes 20. Auf diese Weise sind die Halteabschnitte 31 radial
fixiert, so daß ein radiales Aufweiten oder Aufbiegen aufgrund
von Fliehkräften verhindert wird. Die Rastnasen 37 sind
sicher in der Zapfennut 34 gehalten, so daß der
Wellenzapfen 3 zuverlässig mit dem Gelenkinnenteil 6 axialgesichert
ist.
-
Die äußeren
Halteabschnitte 32 umfassen jeweils zwei sich in Längsrichtung
erstreckende Seitenstege 43, 44 und einen diese
miteinander verbindenden Verbindungssteg 45, von dem eine
elastische Haltezunge 46 winklig zur Drehachse A nach innen
abgebogen ist. So bilden der sich in Umfangsrichtung erstreckende
Ringabschnitt, die sich in Längsrichtung erstreckenden
Seitenstege 43, 44 und der sich in Umfangsrichtung
erstreckende Verbindungssteg 45 einen Rahmen um einen Durchbruch, in
den sich die Haltezunge elastisch hineinragt. Die Haltezungen 46 greifen
in die ringförmige Rastausnehmung 33 des Gelenkinnenteils 6 ein,
so daß das Gelenkinnenteil 6 gegenüber
der Sicherungshülse 30 und damit gegenüber
dem Wellenzapfen 3 axialgesichert ist. Die Tiefe der Rastausnehmung 33,
die in Form einer Ringnut gestaltet ist, nimmt in Richtung zum freien
Ende des Hülsenansatzes 20 zu. Die Ringnut 33 wird
seitlich durch eine umlaufende radiale Seitenwandung 47 begrenzt,
die eine Anlauffläche für die Haltezungen 46 bildet.
Es ist ersichtlich, daß die elastischen Haltezungen 46 an
dem dem Gelenk 4 zugewandten Ende der äußeren
Halte stege 32 angeformt sind, wobei die freien Enden der
Haltezungen 46 in Richtung zum Radialabschnitt 35 der
Sicherungshülse 30 gerichtet sind. Durch diese
Ausgestaltung stoßen die Haltezungen 46, bei voneinander weg
gerichteten Axialkräften zwischen Gelenk 4 und Wellenzapfen 3,
mit ihren Enden gegen die Seitenwandung 47 der Ringnut 33 an.
Bei aufeinander zu gerichteten Axialkräften zwischen Gelenk 4 und
Wellenzapfen 3 stoßen die Verbindungsstege 45 gegen eine
umlaufende Ringwulst 42 des Hülsenansatzes 20 an.
Durch die genannten Maßnahmen sind das Gelenk 4 und
der Wellenzapfen 3 in beide Richtungen relativ zueinander
axialgesichert.
-
Das
in 2 (2a und 2b)
gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht weitestgehend demjenigen
aus 1, so daß auf obige Beschreibung Bezug
genommen werden kann. Dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Als zusätzliche Sicherungsmittel sind vorliegend
eine Manschette 48 vorgesehen, die auf den Endabschnitt des
Hülsenansatzes 20 bzw. die hiermit verbundene Sicherungshülse 20 aufgeschoben
ist. Die Manschette 48 umfaßt einen Hülsenabschnitt 49,
der die Sicherungshülse 30 axial überdeckt
und so ein ungewünschtes elastisches Aufbiegen oder Aufweiten
der äußeren Halteabschnitte 41 bzw. der
Haltezungen 46 verhindert, sowie einen Bodenabschnitt 50,
der die Stirnseite des Hülsenansatzes 20 radial überdeckt. Der
Bodenabschnitt 50 hat einen zentralen Durchbruch 51,
den der Wellenzapfen 3 durchdringt. Die Fixierung der Manschette 48 gegenüber
dem Wellenzapfen 3 kann formschlüssig über
Schnappnasen zum Axialsicherungsring oder mittels bekannter Sicherungsmittel,
beispielsweise einem Spannband oder einem Sicherungsring erfolgen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform hat die zentrale Durchgangbohrung 21 in
einem der Hohlwelle 11 zugewandten Endabschnitt einen radial
erweiterten Bohrungsabschnitt 18, in die ein weiterer Deckel 16 zur Abdichtung
des Gelenkraums eingesetzt ist.
-
3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Verbindungsanordnung,
die hinsichtlich ihres Aufbaus weitestgehend derjenigen aus 2 entspricht. Insofern wird auf obige
Beschreibung und damit auch auf die Beschreibung zu 1 verwiesen.
Gleiche Bauteile sind mit gleichen und abgewandelte Bauteile mit
Bezugszeichen mit gestrichenen Indizes versehen. Bei der vorliegenden
Ausführungsform sind die inneren und äußeren
Halteabschnitte 31, 32 in Form von Haltezungen
gestaltet, die regel mäßig über den Umfang
verteilt sind und sich in Längsrichtung, das heißt
parallel zur Drehachse A erstrecken. Die inneren Haltezungen 31 sind
durch Längsschlitze 52 voneinander getrennt, die
sich über die axiale Länge der inneren Haltezungen 31,
die radiale Erstreckung des Radialabschnitts 35 bis in
die äußeren Halteabschnitte 32 erstrecken.
Die äußeren Haltezungen 32 sind durch
Längsschlitze 53 voneinander getrennt, die sich über
die axiale Länge der äußeren Haltezungen 32,
die radiale Erstreckung des Radialabschnitts 35 bis in
die inneren Halteabschnitte 31 erstrecken. Dabei wechseln
sich die äußeren und die inneren Längsschlitze 52, 53 über
den Umfang ab, so daß sich insgesamt ein mäanderartiger
Aufbau der Sicherungshülse 30 ergibt. Auf diese
Weise erhält die Sicherungshülse 30' ihre
Elastizität, so daß sie sich geringfügig
radial aufweiten kann, um auf den Wellenzapfen 30 aufgeschoben
zu werden.
-
Die
inneren Haltezungen 31 bilden in ihrer Gesamtheit eine
Art Innenhülse zum Aufschieben auf den Wellenzapfen 3.
Dabei haben die inneren Haltezungen 31 jeweils nach radial
innen gerichtete erste Vorsprünge 54, die in die
Zapfennut 34 zur Axialsicherung eingreifen. Die Vorsprünge 54 sind
im Halblängsschnitt betrachtet als bogenförmige
Auswölbungen gestaltet, welche in die entsprechend gegengleich
ausgeformte Zapfennut 34 eingreifen. Das heißt
die Zapfennut 34 hat im Schnitt betrachtet ein rundes oder
ovales Profil mit insbesondere abgerundeten Kanten. Durch diese
Ausgestaltung können die Nuttiefe und die Querschnittsschwächung
des Wellenzapfens 3 minimiert werden, was sich positiv
auf die Festigkeit und damit die Lebensdauer auswirkt. Grundsätzlich
sind jedoch auch andere Nutprofile der Zapfennut denkbar, beispielsweise
trapezförmig oder rechteckig.
-
Die äußeren
Haltezungen 32 weisen nach innen gerichtete zweite Vorsprünge 55 auf,
welche in die ringförmige äußere Ausnehmung 33 des
Hülsenansatzes 20 zur Axialsicherung eingreifen.
Dabei sind die zweiten Vorsprünge 55 im Längsschnitt
betrachtet an das Profil der Ausnehmung 33 angepaßt. Insbesondere
hat die ringförmige Ausnehmung 33 ein etwa wannenförmiges
Profil. So ist ein etwa zylindrischer Boden gebildet, der ist gegenüber
dem Ringwulst 42 und dem freien Ende des Hülsenansatzes 20 nach
radial innen zurückversetzt ist. Durch diese Ausgestaltung
bilden die Außenflächen der zweiten Vorsprünge 55 in
ihrer Gesamtheit eine ring förmige Nut 56. In die
Nut 56 kann ein Binder 57 zur Axialsicherung der
Manschette 48 eingreifen. Der Binder 57 erfüllt
damit eine doppelte Funktion. Zum einen fixiert der Binder 57 die
Manschette 48 auf der Sicherungshülse 30;
zum anderen verhindert der Binder 57 ein elastisches Aufweiten
der Sicherungshülse 30, beispielsweise aufgrund
von Fliehkräfte, so daß das Gelenkinnenteils 6 gegenüber
dem Wellenzapfen 3 zuverlässig axialgesichert
ist. Es ist denkbar, daß die Manschette 48 einteilig
mit dem Membranbalg 24 gestaltet ist, was hier aber nicht
gesondert dargestellt ist.
-
Die
Montage erfolgt in der Reihenfolge: Aufschieben der Manschette 48 auf
den Wellenzapfen 3; Aufschieben der Sicherungshülse 30 auf
den Wellenzapfen 3 bis die inneren Vorsprünge 54 in
die Zapfennut 34 einrasten; Einschieben des Gelenkinnenteils 6 mit
seinem Hülsenansatz 20 in den Ringraum der Sicherungshülse 30;
Zurückschieben der Manschette 48 auf den Hülsenansatz 20;
Sichern der Manschette 48 mittels des Binders 57.
Bei Bedarf läßt sich die Verbindungsanordnung 2 durch
Lösen des Binders 57 und Abziehen des Gelenkinnenteils 6 leicht
wieder demontieren.
-
Die
vorstehend beschriebenen Verbindungsanordnungen 2 haben
den Vorteil einer besonders zuverlässigen und einfach aufgebauten
axialen Verbindung zwischen dem Gelenkinnenteil 6 und dem Wellenzapfen 3.
Dadurch, daß die inneren Halteabschnitte 31 der
Sicherungshülse 30 durch die Innenfläche 39 des
Hülsenansatzes 20 gegen radiales Aufweiten bzw.
Aufbiegen gesichert sind, kann die Zapfennut 34 eine minimale
Tiefe und eine günstige, insbesondere gerundete Kontur
aufweisen. Dies wirkt sich günstig auf die Festigkeit des
Wellenzapfens 3 aus, da die Querschnittsschwächung
und Kerbwirkung minimiert sind. Es ist ferner nur eine geringe Teilezahl
erforderlich, um die Axialsicherung zu bewerkstelligen. Das Gleichlaufdrehgelenk 4 wird
vor dem Aufschieben auf den Wellenzapfen 3 komplett vormontiert,
was sich günstig auf den Aufwand für die Endmontage
auswirkt.
-
- 2
- Verbindungsanordnung
- 3
- Wellenzapfen
- 4
- Gleichlaufdrehgelenk
- 5
- Gelenkaußenteil
- 6
- Gelenkinnenteil
- 8
- Kugelkäfig
- 11
- Hohlwelle
- 14
- Flanschteil
- 15
- Deckel
- 16
- Deckel
- 17
- Wellenverzahnung
- 18
- Bohrungsabschnitt
- 19
- Kugelbahnabschnitt
- 20
- Hülsenansatz
- 21
- Durchgangsbohrung
- 22
- Dichtungsanordnung
- 23
- Haltering
- 24
- Membranbalg
- 25
- Außenwulst
- 26
- Sicherungsring
- 27
- äußere
Ringnut
- 28
- Innenwulst
- 29
- Haltering
- 30
- Axialsicherungsring
- 31
- innere
Halteabschnitte
- 32
- äußere
Halteabschnitte
- 33
- Ausnehmung
- 34
- Zapfennut
- 35
- Radialabschnitt
- 36
- Konusfläche
- 37
- Rastnase
- 38
- Haltefinger
- 39
- Eindrehung
- 40
- Umfangsfläche
- 41
- Haltezunge
- 42
- Ringwulst
- 43
- Seitensteg
- 44
- Seitensteg
- 45
- Verbindungssteg
- 46
- Haltezunge
- 47
- Seitenwand
- 48
- Manschette
- 49
- Hülsenabschnitt
- 50
- Bodenabschnitt
- 51
- Durchbruch
- 52
- innerer
Schlitz
- 53
- äußerer
Schlitz
- 54
- Vorsprung
- 55
- Vorsprung
- 56
- Nut
- A
- Drehachse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102004048079
A1 [0002]
- - US 4756640 [0003]