DE102011057012A1 - Arrangement structure of shaft and hub used in automobile applications, has shaft-hub connection portion for connecting shaft and hub such that two portions of teeth of shaft are extended on surface of shaft at specific angle - Google Patents
Arrangement structure of shaft and hub used in automobile applications, has shaft-hub connection portion for connecting shaft and hub such that two portions of teeth of shaft are extended on surface of shaft at specific angle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011057012A1 DE102011057012A1 DE102011057012A DE102011057012A DE102011057012A1 DE 102011057012 A1 DE102011057012 A1 DE 102011057012A1 DE 102011057012 A DE102011057012 A DE 102011057012A DE 102011057012 A DE102011057012 A DE 102011057012A DE 102011057012 A1 DE102011057012 A1 DE 102011057012A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- hub
- shaft
- teeth
- wave
- tooth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
- F16D1/108—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
- F16D2001/103—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially the torque is transmitted via splined connections
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Welle und einer Nabe, die über eine Welle-Nabe-Verbindung miteinander verbunden sind, und die Welle axial von der Nabe umschlossen ist, wodurch die Zähne der Welle mit den Zähnen der Nabe im Eingriff sind und Drehmomente übertragbar sind, wobei die Welle oder die Nabe erste Zähne aufweist, deren Zahnflanken geradlinig verlaufen, und die Nabe oder die Welle zweite Zähne aufweist. The invention relates to an arrangement of a shaft and a hub, which are interconnected via a shaft-hub connection, and the shaft is axially enclosed by the hub, whereby the teeth of the shaft with the teeth of the hub are engaged and torques are transferable wherein the shaft or the hub has first teeth whose tooth flanks are rectilinear, and the hub or the shaft has second teeth.
In Verbindungen zweier drehmomentübertragender Elemente, die über Längsverzahnungen miteinander im Eingriff stehen, kann zwischen der Innenverzahnung einer Welle und der Außenverzahnung einer Nabe ein Spiel entstehen. Dieses entsteht aufgrund feiner Toleranzschwankungen im Fertigungsprozess oder wird absichtlich durch gezielte Dimensionierung hervorgerufen um die beiden Elemente unter Aufwendung niedriger Fügekräfte miteinander verbinden zu können. In connections of two torque-transmitting elements, which are mutually engaged via splines, between the internal teeth of a shaft and the external teeth of a hub play a game. This arises due to fine tolerance variations in the manufacturing process or is intentionally caused by targeted dimensioning to connect the two elements with the application of low joining forces.
Wird nun die spielbehaftete Verbindung mit wechselnden Drehmomenten beaufschlagt, kommt es zu einer Relativbewegung der beiden Elemente zueinander. Dies kann dazu führen, dass die Zahnflanken der Innen- und Außenverzahnung aneinander anschlagen, was zu akustischen Beeinträchtigungen führen kann und gleichzeitig die Lebensdauer der Verbindung negativ beeinflussen kann. Now, if the game-afflicted connection is acted upon by changing torques, there is a relative movement of the two elements to each other. This can cause the tooth flanks of the inner and outer teeth abut each other, which can lead to acoustic interference and at the same time negatively affect the life of the compound.
Insbesondere an Hinterachsgetrieben in automobilen Anwendungen können störende Geräusche auftreten, die beim Drehrichtungswechsel der Welle-Nabe-Verbindung entstehen, wie es beispielsweise beim Rangieren oder bei Lastwechseln im Fahrbetrieb der Fall ist. Dies ist hauptsächlich auf die oben beschriebene Relativbewegung der Welle zur Nabe zurückzuführen. In particular, at Hinterachsgetrieben in automotive applications disturbing noises may occur that arise when changing the direction of the shaft-hub connection, as is the case for example, when maneuvering or when changing loads when driving. This is mainly due to the above-described relative movement of the shaft to the hub.
Während einer solchen Relativbewegung erfolgt die Momentenübertragung zuerst durch einen Reibschluss von Welle und Nabe. Hierbei werden die Welle und die Nabe tordiert, wodurch sie Energie speichern. Beim Überschreiten des durch den Reibschluss übertragbaren Drehmoments löst sich der Reibschluss und die gespeicherte Energie wird wieder freigesetzt. Die Welle führt dann gegenüber der Nabe eine schlagartige Relativbewegung aus, die durch den Anschlag der Zahnflanken der Innen- und Außenverzahnung aneinander beendet wird. Diese komfortbeeinträchtigenden Schläge können durch Eingriffe in die Steifigkeit der Elemente, die Position der Krafteinleitung oder durch das Spiel in der Verzahnung der Welle und der Nabe beeinflusst werden. During such a relative movement, the torque transmission takes place first by a frictional engagement of shaft and hub. Here, the shaft and the hub are twisted, saving energy. When the torque which can be transmitted by the frictional engagement is exceeded, the frictional connection is released and the stored energy is released again. The shaft then performs relative to the hub a sudden relative movement, which is terminated by the stop of the tooth flanks of the inner and outer teeth to each other. These comfort-affecting impacts can be influenced by interfering with the rigidity of the elements, the position of the force application or by the play in the toothing of the shaft and the hub.
Hierzu offenbart die
Die
Die
Nachteilig am Stand der Technik sind insbesondere das Spiel bei gradverzahnten Verbindungen und die teilweise geringen Kontaktflächen von alternativen Ausgestaltungen der Zähne, wie zum Beispiel der reinen Schrägverzahnung. Außerdem, dass jeweils eine Kombination aus zwei Zähnen die Verzahnung auf dem einen Element bildet. A disadvantage of the prior art, in particular the game at gradverzahnten connections and the sometimes small contact surfaces of alternative embodiments of the teeth, such as the pure helical gearing. In addition, that in each case a combination of two teeth forms the toothing on the one element.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine konstruktive Gestaltung einer Welle-Nabe-Verbindung zur Verbindung einer Welle mit einer Nabe bereitzustellen, die eine hinsichtlich des Spiels optimierte Verbindung ermöglicht und darüber hinaus vorteilhafte akustische Eigenschaften aufweist. Therefore, it is the object of the present invention to provide a structural design of a shaft-hub connection for connecting a shaft to a hub, which allows a game-optimized connection and also has advantageous acoustic properties.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Welle-Nabe-Verbindung zur Verbindung einer Welle mit einer Nabe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst, wonach die Anordnung einer Welle und einer Nabe geschaffen wird, die über eine Welle-Nabe-Verbindung miteinander verbunden sind, und die Welle axial von der Nabe umschlossen ist, wodurch die Zähne der Welle mit den Zähnen der Nabe im Eingriff sind und Drehmomente übertragbar sind, wobei die Welle oder die Nabe erste Zähne aufweist, deren Zahnflanken geradlinig verlaufen, und die Nabe oder die Welle zweite Zähne aufweist, wobei die zweiten Zähne mindestens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweisen, welche in einen Winkel zueinander auf der Oberfläche des Elementes verlaufen. The object of the present invention is achieved by a shaft-hub connection for connecting a shaft to a hub with the features according to
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Zähne der Welle und die Zähne der Nabe im unmontierten Zustand eine räumliche Überdeckung aufweisen, so dass im montierten Zustand eine Pressung entsteht. Dies verhindert Relativbewegungen der beiden Elemente zueinander. Furthermore, it is advantageous if the teeth of the shaft and the teeth of the hub in the unmounted state have a spatial overlap, so that in the assembled state, a pressure arises. This prevents relative movements of the two elements to each other.
Außerdem ist es zu bevorzugen, wenn die ersten Zähne parallel zur Drehachse der Anordnung verlaufen. Diese Anordnung erleichtert den Fertigungsprozess. In addition, it is preferable for the first teeth to be parallel to the axis of rotation of the assembly. This arrangement facilitates the manufacturing process.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn ein Abschnitt der zweiten Zähne parallel zu den ersten Zähnen verläuft. Hierdurch ergibt sich eine große Kontaktfläche zwischen den ersten und den zweiten Zähnen, was eine bessere Kraftübertragung ermöglicht. In addition, it is advantageous if a portion of the second teeth is parallel to the first teeth. This results in a large contact area between the first and second teeth, which allows a better power transmission.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Zahnflanken der ersten und der zweiten Zähne nicht über die gesamte Länge der Zahnflanken in formschlüssigen Kontakt miteinander stehen. Dies erleichtert die Fügung der beiden Elemente. Furthermore, it is advantageous if the tooth flanks of the first and the second teeth are not in positive contact with each other over the entire length of the tooth flanks. This facilitates the joining of the two elements.
Außerdem ist es zu bevorzugen, wenn der erste Abschnitt der zweiten Zähne mit einem ersten Zahn der ersten Zähne in Kontakt steht und der zweite Abschnitt der zweiten Zähne mit einem dem ersten Zahn der ersten Zähne benachbarten zweiten Zahn der ersten Zähne in Kontakt steht. In addition, it is preferable that the first portion of the second teeth is in contact with a first tooth of the first teeth and the second portion of the second teeth is in contact with a second tooth of the first teeth adjacent to the first tooth of the first teeth.
Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn die Nabe die ersten Zähne aufweist und die Welle die zweiten Zähne aufweist. Die Kontur der ersten Zähne ist aus fertigungstechnischer Sicht in der Nabe einfacher zu realisieren. Furthermore, it is preferable if the hub has the first teeth and the shaft has the second teeth. The contour of the first teeth is easier to realize from the manufacturing point of view in the hub.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Welle die ersten Zähne aufweist und die Nabe die zweiten Zähne aufweist. Für bestimmte Anwendungsgebiete kann diese Ausführung trotz des höheren Fertigungsaufwandes vorteilhaft sein. Moreover, it is advantageous if the shaft has the first teeth and the hub has the second teeth. For certain applications, this embodiment may be advantageous despite the higher production costs.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Welle das Drehmoment einleitet, und die Nabe auf die Welle aufgepresst ist, über eine Wellenmutter auf der Welle fixiert ist und einen Flansch aufweist, über welchen die Nabe mit weiteren Elementen verbindbar ist. Furthermore, it is advantageous if the shaft introduces the torque, and the hub is pressed onto the shaft, is fixed on the shaft via a shaft nut and has a flange, via which the hub can be connected to further elements.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen: In the following the invention will be explained in detail by means of an embodiment with reference to the drawing. In the drawing show:
Dargestellt sind zwei der Zähne
Die Zähne
Durch die in
In montiertem Zustand entstehen somit zwei Kontaktflächen
Im Vergleich zu einem einfachen schräggestellten Zahn ohne die Unterteilung in zwei Abschnitte
Im Unterschied zur
Die
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen sind auch andere Anordnungen der zwei Abschnitte der Welle denkbar. Außerdem ist auch eine Unterteilung der Zähne der Welle in noch weitere Abschnitte möglich, wodurch sich zum Beispiel ein wellenförmiger Verlauf ergeben kann. Die Anzahl der Kontaktflächen zwischen den beiden Zähnen kann auf diese Weise ebenfalls erhöht werden. In further advantageous embodiments, other arrangements of the two sections of the shaft are conceivable. In addition, a subdivision of the teeth of the shaft in even more sections is possible, which may result, for example, a wave-shaped course. The number of contact surfaces between the two teeth can also be increased in this way.
Weiterhin gezeigt ist eine Welle
Die ebenfalls in der Zeichnung dargestellten Lagerungen der Welle sowie die Gehäuseteile werden an dieser Stelle nicht näher beschrieben, da sie nicht erfindungswesentlich sind. The bearings also shown in the drawing of the shaft and the housing parts are not described in detail at this point, since they are not essential to the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Zahn der Nabe Tooth of the hub
- 22
- Zahn der Welle Tooth of the wave
- 33
- Zahnzwischenraum Interdental
- 44
- Nabe hub
- 55
- Welle-Nabe-Verbindung Shaft-hub-connection
- 66
- Welle wave
- 7a, 7b7a, 7b
- Zahnflanken tooth flanks
- 8a, 8b8a, 8b
- Zahnflanken tooth flanks
- 99
- Überdeckung coverage
- 10a, 10b10a, 10b
- Kontaktflächen contact surfaces
- 11a, 11b, 11c11a, 11b, 11c
- Kontaktflächen contact surfaces
- 1212
- erster Abschnitt des Zahns der Welle first section of the tooth of the shaft
- 1313
- zweiter Abschnitt des Zahns der Welle second section of the tooth of the shaft
- 1414
- erster Abschnitt des Zahns der Welle first section of the tooth of the shaft
- 1515
- zweiter Abschnitt des Zahns der Welle second section of the tooth of the shaft
- 1616
- Winkel angle
- 2020
- Hinterachsgetriebe rear
- 2121
- Welle wave
- 2222
- Nabe hub
- 2323
- Wellenmutter shaft nut
- 2424
- Innenverzahnung internal gearing
- 2525
- Außenverzahnung external teeth
- 2626
- Flansch flange
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 4395247 [0006, 0006] US 4395247 [0006, 0006]
- US 1424211 [0007] US 1424211 [0007]
- US 7478969 B2 [0008, 0008] US 7478969 B2 [0008, 0008]
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011057012A DE102011057012A1 (en) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | Arrangement structure of shaft and hub used in automobile applications, has shaft-hub connection portion for connecting shaft and hub such that two portions of teeth of shaft are extended on surface of shaft at specific angle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011057012A DE102011057012A1 (en) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | Arrangement structure of shaft and hub used in automobile applications, has shaft-hub connection portion for connecting shaft and hub such that two portions of teeth of shaft are extended on surface of shaft at specific angle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102011057012A1 true DE102011057012A1 (en) | 2013-06-27 |
Family
ID=48575197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102011057012A Withdrawn DE102011057012A1 (en) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | Arrangement structure of shaft and hub used in automobile applications, has shaft-hub connection portion for connecting shaft and hub such that two portions of teeth of shaft are extended on surface of shaft at specific angle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102011057012A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE1022410B1 (en) * | 2014-08-29 | 2016-03-24 | Cnh Industrial Belgium Nv | PRESS GROOVE CONNECTION. |
DE102016213209A1 (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | splines |
DE102020211158A1 (en) | 2020-09-04 | 2022-03-10 | Volkswagen Aktiengesellschaft | passport connection |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1424211A (en) | 1921-01-27 | 1922-08-01 | Rudge Whitworth Ltd | Rotational driving connection such as detachable wheel hubs |
US4395247A (en) | 1979-08-31 | 1983-07-26 | Rolls-Royce Limited | Shaft coupling |
US4875796A (en) * | 1987-11-23 | 1989-10-24 | Eaton Corporation | Press-fit splined connection |
DE19513905C1 (en) * | 1995-04-12 | 1996-06-20 | Gkn Automotive Ag | Connection for drive element on shaft |
US5533825A (en) * | 1994-11-14 | 1996-07-09 | General Electric Company | Parabolically helical spline shaft coupling |
US20020006239A1 (en) * | 2000-07-17 | 2002-01-17 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Bearing apparatus |
US7478969B2 (en) | 2006-01-27 | 2009-01-20 | Delphi Technologies, Inc | Spline arrangement for rotatably coupling two members |
-
2011
- 2011-12-23 DE DE102011057012A patent/DE102011057012A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1424211A (en) | 1921-01-27 | 1922-08-01 | Rudge Whitworth Ltd | Rotational driving connection such as detachable wheel hubs |
US4395247A (en) | 1979-08-31 | 1983-07-26 | Rolls-Royce Limited | Shaft coupling |
US4875796A (en) * | 1987-11-23 | 1989-10-24 | Eaton Corporation | Press-fit splined connection |
US5533825A (en) * | 1994-11-14 | 1996-07-09 | General Electric Company | Parabolically helical spline shaft coupling |
DE19513905C1 (en) * | 1995-04-12 | 1996-06-20 | Gkn Automotive Ag | Connection for drive element on shaft |
US20020006239A1 (en) * | 2000-07-17 | 2002-01-17 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Bearing apparatus |
US7478969B2 (en) | 2006-01-27 | 2009-01-20 | Delphi Technologies, Inc | Spline arrangement for rotatably coupling two members |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE1022410B1 (en) * | 2014-08-29 | 2016-03-24 | Cnh Industrial Belgium Nv | PRESS GROOVE CONNECTION. |
DE102016213209A1 (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | splines |
DE102020211158A1 (en) | 2020-09-04 | 2022-03-10 | Volkswagen Aktiengesellschaft | passport connection |
US11708861B2 (en) | 2020-09-04 | 2023-07-25 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Spline connection |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2076682B1 (en) | Coupling device | |
AT393717B (en) | GEARING FOR LOSS AND SLIDING CONNECTION AND TORQUE TRANSMISSION BETWEEN TWO COMPONENTALLY COMPONENT COMPONENTS | |
EP1382872A1 (en) | Driving disk for multi-plate friction clutch | |
EP1945957B1 (en) | Mechanism for securing a shaft-hub connection of two shafts | |
DE102017220457A1 (en) | gearing arrangement | |
DE102011057012A1 (en) | Arrangement structure of shaft and hub used in automobile applications, has shaft-hub connection portion for connecting shaft and hub such that two portions of teeth of shaft are extended on surface of shaft at specific angle | |
WO2018002122A1 (en) | Shaft-hub connection | |
DE102011057010A1 (en) | Assembly for shaft and hub used in automobiles, has teeth of shaft engaged with teeth of hub for transmitting torque, where spatial overlap is unassembled state of teeth of shaft and of hub, such that pressure is formed in assembled state | |
EP2834083B1 (en) | Wheel hub rotary joint arrangement | |
WO2015172968A1 (en) | Device for securing a tension element against unintentional release | |
DE102015104135A1 (en) | Wave gear with dry running | |
DE102010002846A1 (en) | Torque transmission assembly, in particular for the drive train of a vehicle | |
DE102009027342A1 (en) | Superposition gear for a steering system | |
DE102014109473A1 (en) | Connecting arrangement for torque transmission for use in the drive train of a motor vehicle | |
WO2022079097A1 (en) | Shaft-hub connection with a spline toothing | |
WO2005111467A1 (en) | Harmonic drive transmission, especially for a steering effort aid of a vehicle steering system | |
DE102015214257A1 (en) | Shaft-hub connection with helical gearing | |
DE102015212896A1 (en) | Hub part for a spline | |
DE102009001579A1 (en) | manual transmission | |
DE102019206520A1 (en) | Shaft-hub connection and a method for producing such a shaft-hub connection | |
DE102022122943B3 (en) | Wheel bearing unit for a vehicle | |
DE112019004402B4 (en) | An anti-backlash transmission assembly, and a transmission, powertrain, and vehicle having such an assembly | |
DE102020105255B4 (en) | Rotary damper device | |
DE102012202926A1 (en) | Gearbox for single wheel thruster of industrial truck, has countershaft that is connected to wheel shaft through gear stage, and gear that is provided with internal tooth for meshing drive shaft with pinion | |
DE102016124369A1 (en) | Shaft-hub connection with a centering area and (P2) hybrid vehicle powertrain |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |