DE102008009362B4

DE102008009362B4 - Verbindungsanordnung zwischen einem Wellenzapfen und einem Gleichlaufdrehgelenk

Info

Publication number: DE102008009362B4
Application number: DE102008009362A
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: 2010-04-22
Anticipated expiration: 2028-02-15
Also published as: US20090208279A1; DE102008009362A1; US8025454B2

Abstract

Verbindungsanordnung, insbesondere im Längsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend
einen Wellenzapfen (3) mit einer äußeren Zapfennut (34);
ein Gleichlaufdrehgelenk (4) mit einem Gelenkinnenteil (6), das mit dem Wellenzapfen (3) zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbunden ist und einen Hülsenansatz (20) aufweist, wobei in einer äußeren Umfangsfläche des Hülsenansatzs (20) zumindest eine Rastausnehmung (33) vorgesehen ist;
eine Sicherungshülse (30) zur axialen Fixierung des Gelenkinnenteils (6) relativ zum Wellenzapfen (3);
wobei die Sicherungshülse (30) innere Halteabschnitte (31) aufweist, die in die Zapfennut (34) eingreifen, sowie äußere Halteabschnitte (32), die in die zumindest eine Rastausnehmung (33) eingreifen;
wobei der Hülsenansatz (20) des Gelenkinnenteils (6) in den zwischen den inneren Halteabschnitten (31) und den äußeren Halteabschnitten (32) der Sicherungshülse (30) gebildeten Ringraum eingeschoben ist.

Description

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.
Aus der DE 89 12 249 U1 ist ein Verteilerläufer für eine Brennkraftmaschine bekannt, der mit einer Antriebswelle drehfest verbunden ist. Zur Axialsicherung ist ein im Halblängsschnitt betrachtet C-förmiges Sicherungselement vorgesehen, das an seinem oberen Ende erste nach radial innen abstehende Rastnasen aufweist, die in eine entsprechende Ringnut des Zapfens eingreifen, sowie an seinem unteren Ende nach radial innen gerichtete zweite Rastnasen, die in eine entsprechende Ringnut des Verteilerläufers 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 zu mindest 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; wobei der Hülsenansatz des Gelenkinnenteils in den zwischen den inneren Halteabschnitten und den äußeren Halteabschnitten der Sicherungshülse gebildeten Ringraum eingeschoben ist.
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 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 3a) 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
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

Claims

Verbindungsanordnung, insbesondere im Längsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Wellenzapfen (3) mit einer äußeren Zapfennut (34); ein Gleichlaufdrehgelenk (4) mit einem Gelenkinnenteil (6), das mit dem Wellenzapfen (3) zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbunden ist und einen Hülsenansatz (20) aufweist, wobei in einer äußeren Umfangsfläche des Hülsenansatzs (20) zumindest eine Rastausnehmung (33) vorgesehen ist; eine Sicherungshülse (30) zur axialen Fixierung des Gelenkinnenteils (6) relativ zum Wellenzapfen (3); wobei die Sicherungshülse (30) innere Halteabschnitte (31) aufweist, die in die Zapfennut (34) eingreifen, sowie äußere Halteabschnitte (32), die in die zumindest eine Rastausnehmung (33) eingreifen; wobei der Hülsenansatz (20) des Gelenkinnenteils (6) in den zwischen den inneren Halteabschnitten (31) und den äußeren Halteabschnitten (32) der Sicherungshülse (30) gebildeten Ringraum eingeschoben ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Manschette (48) vorgesehen ist, die auf die Sicherungshülse (30) aufgezogen ist und die äußeren Halteabschnitte (32) gegen radiales Aufweiten sichert.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungshülse (30) einen Radialabschnitt (35) aufweist, der die inneren Halteabschnitte (31) mit den äußeren Halteabschnitten (32) verbindet.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hülsenansatz (20) des Gelenkinnenteils (6), in montiertem Zustand, etwa bis zum Radialabschnitt (35) der Sicherungshülse (30) erstreckt, insbesondere mit diesem in Anlage bringbar ist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Halteabschnitte (31) in Form von elastischen Haltefingern (38) gestaltet sind, die umfangsverteilt von dem Radialabschnitt (35) in Längsrichtung abstehen.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefinger (38) nach radial innen gerichtete Rastnasen (37) aufweisen, die in die Zapfennut (34) eingreifen.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Halteabschnitte (32) elastische Haltezungen (46) aufweisen, welche in die zumindest eine Rastausnehmung (33) des Gelenkinnenteils (6) eingreifen.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Halteabschnitte (32) jeweils zwei sich in Längsrichtung erstreckende Seitenstege (43, 44) und einen diese miteinander verbindenden Verbindungssteg (45) aufweist, wobei die elastischen Haltezungen (41) von den Verbindungsstegen (45) nach innen abstehen.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Halteabschnitte (31) in Form von umfangsverteilten inneren Haltezungen gestaltet sind, die sich in Längsrichtung erstrecken.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Haltezungen nach innen gerichtete erste Vorsprünge (54) aufweisen, die in die Zapfennut (34) eingreifen.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten inneren Haltezungen jeweils ein Längsschlitz (52) gebildet ist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Halteabschnitte (32) in Form von umfangsverteilten äußeren Haltezungen gestaltet sind, die sich in Längsrichtung erstrecken.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Haltezungen nach innen gerichtete zweite Vorsprünge (55) aufweisen, die in die zumindest eine Ausnehmung (33') des Hülsenansatzes (20) eingreifen.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten äußeren Haltezungen jeweils ein Längsschlitz (52) gebildet ist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungshülse (30) in der Abwicklung meanderförmig gestaltet ist, wobei jeweils eine innere Haltezunge an zwei äußere Haltezungen angeschlossen ist, und umgekehrt.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülsenansatz (20) des Gelenkinnenteils (6) eine innere Ausnehmung (39) mit einer Innenfläche aufweist, wobei die inneren Halteabschnitte (31) der Sicherungshülse (30) zwischen der Außenfläche des Wellenzapfens (3) und der Innenfläche des Hülsenansatzes (20) aufgenommen sind.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülsenansatz (20) einen radialen Vorsprung (42) aufweist, wobei sich die freien Enden der äußeren Halteabschnitte (32), in montiertem Zustand der Anordnung, axial etwa bis zum radialen Vorsprung (42) erstrecken.