DE102011088480A1

DE102011088480A1 - Transportsicherung für eine zumindest zweiteilige Gelenkwelle

Info

Publication number: DE102011088480A1
Application number: DE201110088480
Authority: DE
Inventors: Erwin Fusseder; Florian Vilser; Josef Hofstetter; Wolfgang Streinz
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-06-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportsicherung (10) für eine zumindest zweiteilige Gelenkwelle (100) mit einem Wellendorn (112) eines ersten Wellenteilstücks (110), der in eine Hülsenvorrichtung (122) eines zweiten Wellenteilstücks (120) eingeschoben werden kann, gekennzeichnet durch einen Verbindungsabschnitt (20) für eine Verbindung mit dem Wellendorn (112) und einen Sicherungsabschnitt (30) mit zumindest einem flexiblen Sicherungselement (32) gegen das Trennen der beiden Wellenteilstücke (110, 120), welches in die Hülsenvorrichtung (122) eingeschoben werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportsicherung für eine zumindest zweiteilige Gelenkwelle, eine derartige zumindest zweiteilige Gelenkwelle sowie ein Verfahren zum Sichern einer zumindest zweiteiligen Gelenkwelle.
Es ist bekannt, dass bei Fahrzeugen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, die Verteilung der zur Verfügung gestellten Kraft in Form der Verteilung eines Drehmoments notwendig ist. Bei Fahrzeugen, welche einen Allradantrieb aufweisen beziehungsweise bei welchen der Ort des Motors sich von dem Ort der Antriebsachse unterscheidet, erfolgt diese Verteilung des Drehmoments üblicherweise über einen Antriebsstrang, welcher eine mehrteilige Gelenkwelle aufweist. Die Mehrteiligkeit der Gelenkwelle ist notwendig, um zum einen die Möglichkeit von Winkelversatz zur Verfügung zu stellen und zum anderen einen Axialausgleich zu bieten. Hierfür ist es bekannt, dass die zweiteiligen Gelenkwellen ein erstes Wellenstück mit einem Wellendorn sowie ein zweites Wellenstück mit einer Hülsenvorrichtung aufweisen. Der Wellendorn wird bei bekannten zweiteiligen Gelenkwellen in die Hülsenvorrichtung, insbesondere in die Hülse einer Hülsenvorrichtung, eingeschoben. Wellendorn und Hülse weisen jeweils eine Verzahnung auf, die miteinander korrespondieren, um mit möglichst geringem Spiel das Drehmoment zwischen den beiden Wellenteilstücken zu übertragen. Bei den bekannten Gelenkwellen folgt nach der Fertigung der einzelnen Wellenteilstücke ein Zusammenstecken der beiden Wellenteilstücke in der voranstehend beschriebenen Weise.
Die zusammengesteckten Wellenteilstücke einer zweiteiligen Gelenkwelle müssen anschließend ausgewuchtet werden. Dies ist notwendig, um Vibrationen im Betrieb der zweiteiligen Gelenkwelle zu reduzieren beziehungsweise zu vermeiden. Problematisch ist jedoch, dass die Auswuchtung spezifisch auf die Stecksituation zwischen dem Wellendorn und der Hülsenvorrichtung ist. Erfolgt unerwünscht ein Lösen dieser Steckvorrichtung und nachfolgendes Zusammenstecken, so ist nicht sichergestellt, dass die ausgewuchtete Situation der beiden Wellenteilstücke zueinander wieder erreicht wird. Vielmehr besteht die Gefahr, dass hier in unkontrollierter Weise eine unwuchtige Gelenkwelle in einem Fahrzeug eingebaut wird. Da solche mehrteiligen Gelenkwellen am Ort ihrer Herstellung ausgewuchtet werden, erfolgt in vielen Fällen ein Transport zum Einsatzort. Um sicherzustellen, dass die beiden Gelenkwellen in der ausgewuchteten Relativposition zueinander verbleiben, sind heutzutage Sicherungselemente bekannt, welche von außen auf die beiden Wellenteilstücke aufgesetzt werden und dieser in ihrer Relativposition zueinander halten. Das außen aufgesetzte Sicherungselement erzeugt zum einen relativ hohe Materialkosten. Zum anderen beansprucht das außen aufgesetzte Sicherungselement relativ viel Platz, was bei dem Transport der Gelenkwellen nachteilhaft ist. Auch müssen solche Sicherungselemente vor dem Einbau in ein Fahrzeug zwingend entfernt werden, so dass ein zusätzlicher Montageschritt notwendig wird. Da es sich um zusätzliche Bauteile in Form dieser äußeren Sicherungselemente handelt, müssen diese auch gelagert, vernichtet beziehungsweise zum ursprünglichen Herstellungsort der zweiteiligen Gelenkwelle zurücktransportiert werden. Dies erfordert einen hohen Logistikaufwand, der mit entsprechenden Kosten einhergeht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Transportsicherung für eine zumindest zweiteilige Gelenkwelle, eine entsprechende Gelenkwelle sowie ein Verfahren zum Sichern einer zumindest zweiteiligen Gelenkwelle zur Verfügung zu stellen, bei welchem in kostengünstiger und einfacher Weise die Sicherung der beiden Wellenteilstücke zueinander während des Transports zur Verfügung gestellt werden kann.
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Transportsicherung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch eine Gelenkwelle mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 11 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 13. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Transportsicherung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der erfindungsgemäßen Gelenkwelle und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Eine erfindungsgemäße Transportsicherung für eine zumindest zweiteilige Gelenkwelle ist derart ausgeschaltet, dass sie für eine zweiteilige Gelenkwelle mit einem ersten Wellenteilstück mit einem Wellendorn und einem zweiten Wellenteilstück mit einer Hülsenvorrichtung eingerichtet ist. Bei einer solchen zumindest zweiteiligen Gelenkwelle ist der Wellendorn in eine Hülsenvorrichtung einschiebbar. Damit kann eine erfindungsgemäße Transportsicherung für Gelenkwellen eingesetzt werden, wie sie bereits bekannt sind. Eine Anpassung der zweiteiligen Gelenkwelle an eine erfindungsgemäße Transportsicherung ist also vorzugsweise nicht oder nur in geringem Maße notwendig.
Eine erfindungsgemäße Transportsicherung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Verbindungsabschnitt für eine Verbindung mit dem Wellendorn und ein Sicherungsabschnitt mit zumindest einem flexiblen Sicherungselement gegen das Trennen der beiden Wellenteilstücke vorgesehen sind. Das Sicherungselement und damit zumindest ein Teil des Sicherungsabschnitts können in die Hülsenvorrichtung eingeschoben werden. Das bedeutet, dass der Sicherungsabschnitt der Transportsicherung und damit zumindest ein wesentlicher Teil dieser Transportsicherung in die Hülsenvorrichtung eingeschoben werden kann. Im Gegensatz zu bekannten Transportsicherungen gemäß dem Stand der Technik kann bei vorliegender Erfindung auch von einer inneren Transportsicherung im Gegensatz zur bekannten äußeren Transportsicherung gesprochen werden.
Eine innere Transportsicherung gemäß der vorliegenden Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass sie sich nicht über die geometrischen Abmessungen der zumindest zweiteiligen Gelenkwelle hinaus erstreckt. Damit wird kein zusätzlicher Platzbedarf für den Transport der zweiteiligen Gelenkwelle in dieser gesicherten Weise notwendig. Darüber hinaus kann die Transportsicherung auch beim Einbau der zumindest zweiteiligen Gelenkwelle in ein Fahrzeug zwischen den beiden Wellenteilstücken verbleiben. Es muss also kein zusätzlicher Demontageschritt der Transportsicherung vor dem Einbau der Gelenkwelle in ein Fahrzeug erfolgen. Darüber hinaus kann auf einen Entsorgungsschritt beziehungsweise die Rückführung der Transportsicherung verzichtet werden. Da es sich bei der Transportsicherung um geometrische Abmessungen handelt, die in die Hülsenvorrichtung einschiebbar ist, ist diese relativ klein.
Der dafür erforderliche Materialbedarf ist damit mit Bezug auf bekannte äußere Transportsicherungen ebenfalls reduziert. So können durch eine erfindungsgemäße Transportsicherung nicht nur beim Materialaufwand gespart werden, sondern neben den Materialkosten auch die Demontage- beziehungsweise Montagekosten bei der Verwendung der zumindest zweiteiligen Gelenkwelle gesenkt werden.
Bei einer erfindungsgemäßen Transportsicherung ist diese vorzugsweise für eine Gelenkwelle geeignet, bei welcher auf dem Wellendorn des ersten Wellenteilstücks und der Hülsenvorrichtung des zweiten Wellenteilstücks jeweils eine miteinander korrespondierende Rastverzahnung vorgesehen ist. Diese Rastverzahnung dient dazu, die gewünschte Drehmomentübertragung für die zweiteilige Gelenkwelle zur Verfügung zu stellen.
Der Verbindungsabschnitt der Transportsicherung ist vorzugsweise als Passungsabschnitt ausgebildet, so dass er eine Passung mit dem Wellendorn. insbesondere in Form eines Presssitzes, zur Verfügung stellen kann. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Verbindungen, wie zum Beispiel irreversible Schweißverbindungen, Steckverbindungen, Schnapprastverbindungen oder Schraubverbindungen denkbar. Auch das Einkleben des Verbindungsabschnitts in den Wellendorn kann in manchen Ausführungsformen vorteilhaft sein.
Unter einem Sichern gegen das Trennen der beiden Wellenteilstücke ist zu verstehen, dass der Wellendorn nicht so weit aus der Hülsenvorrichtung herausrutschen kann, dass sich die eingestellte Rastverzahnung zwischen Wellendorn und Hülsenvorrichtung lösen und verändern kann. In anderen Worten wird durch das Sicherungselement ein Herausziehen des Wellendorns aus der Hülsenvorrichtung und damit ein Trennen der beiden Wellenteilstücke voneinander vermieden.
Unter einem flexiblen Sicherungselement kann insbesondere eine Art Schnapprastverbindung verstanden werden. Diese flexiblen Sicherungselemente ragen vorzugsweise über die äußere Mantelfläche eines Sicherungsabschnitts beziehungsweise über den Grundradius dieses Sicherungsabschnitts hervor. Sie werden beim Einschieben des Sicherungsabschnitts in beziehungsweise durch die Hülsenvorrichtung gegen ihre flexible Ausgestaltung verformt, so dass sie sich nach dem Einschieben wieder in ihre kraftbefreite Position zurückbewegen. Damit befinden sie sich nach dem Einschieben in einer Position, in welcher sie das Trennen der beiden Wellenteilstücke verhindern. Werden die beiden Wellenteilstücke auseinandergezogen, so greift das flexible Sicherungselement gegen dieses Trennen ein, und sperrt in vorzugsweiser formschlüssiger Weise.
Wird für die Verbindung des Verbindungsabschnitts mit dem Wellendorn eine Passung verwendet, so sind vorzugsweise Toleranzen von ±0,1 mm zu wählen. Vorzugsweise ist die Transportsicherung auch an verschiedene Durchmesser der zweiteiligen Gelenkwelle angepasst. Die Anpassungen an die Durchmesser, kann zum Beispiel durch die Auswahl der Materialfarbe der Transportsicherung gekennzeichnet werden, so dass noch einfacher und sicherer die richtige Transportsicherung für die entsprechende zweiteilige Gelenkwelle ausgewählt werden kann.
Der Wellendorn kann, wie auch die Hülsenvorrichtung, ein separates Bauteil sein. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, dass Wellendorn und Hülsenvorrichtung jeweils integraler beziehungsweise monolithischer Bestandteil des jeweiligen Wellenteilstücks sind. Insbesondere können Sie auch ein entsprechend ausgebildetes Ende des jeweiligen Wellenteilstücks darstellen. Die jeweiligen Wellenteilstücke können hohl sein.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Transportsicherung der Verbindungsabschnitt für einen Presssitz in einer Bohrung des Wellendorns ausgebildet ist. Durch den Presssitz werden Vorteile erzielt, wie sie im voranstehenden Absatz bereits erläutert worden sind. Insbesondere wird die Montage besonders einfach, da das Einpressen kostengünstig und schnell erfolgen kann. Auch werden aufwendige Bearbeitungsschritte der Bohrung wie zum Beispiel das Schneiden eines Gewindes, auf diese Weise vermieden. Darüber hinaus wird eine bereits bestehende Bohrung des Wellendorns verwendet, welche ursprünglich aus Gewichtsreduktionsgründen im Wellendorn ausgebildet worden ist. Das Verbinden in dieser Bohrung bringt zum einen den Vorteil mit sich, dass kein zusätzlicher Bearbeitungsschritt des Wellendorns notwendig wird. Zum anderen wird eine innenseitige Passung in der Bohrung dazu führen, dass die Transportsicherung hinsichtlich der geometrischen Gesamtabmessungen noch kleiner ausfallen kann, im Vergleich zu einer außen aufgesetzten Transportsicherung. Damit wird insgesamt nochmals eine Gewichtseinsparung erzielt. Darüber hinaus muss keine Beeinflussung einer möglicherweise vorhandenen Verzahnung am Umfang des Wellendorns beziehungsweise an der Innenwandung der Hülsenvorrichtung beziehungsweise der Hülse in Kauf genommen werden.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung das zumindest eine flexible Sicherungselement ausgebildet ist für einen Anschlag und/oder ein Abstützen gegen die Hülsenvorrichtung nach dem Einschieben in die Hülsenvorrichtung. Dabei können ein Abstützen und/oder ein Anschlag gegen eines oder mehrere der Bauteile der Hülsenvorrichtung, also zum Beispiel einen Dämpfungsring, einen Sicherungsring, die Hülse selbst oder andere Bauteile erfolgen. Das Abstützen beziehungsweise der Anschlag ist vorzugsweise in Form eines teilweise formschlüssigen Abstützens ausgeführt. Damit handelt es sich um eine mechanische Sicherung, wie sie zum Beispiel durch Schnapprastvorrichtungen als Sicherungselemente zur Verfügung gestellt werden können. So können die Sicherungselemente auch als Haltenase, Haltekralle oder ähnliches bezeichnet werden. Insbesondere weist die Hülsenvorrichtung eine Hülse oder ein oder mehrere Dämpfungsringe auf, die sozusagen als Abstützbauteil für das jeweilige Sicherungselement dienen. Selbstverständlich können sich auch mehrere Sicherungselemente an unterschiedlichen Bauteilen des Hülsenelementes abstützen und so einen erhöhten Sicherungsbedarf befriedigen.
Ein weiterer Vorteil kann dadurch erzielt werden, dass bei einer erfindungsgemäßen Transportsicherung das zumindest eine flexible Sicherungselement für ein Trennen der beiden Wellenteilstücke bei einer Lösekraft ausgebildet ist, welche größer als die während des Transports maximal auftretende Transportkraft ist. Zumindest zweiteilige Gelenkwellen werden üblicherweise stehend transportiert, so dass die Gefahr besteht, dass bei Umschichtung beim Transport zum Beispiel mit einem Gabelstapler das eine Wellenteilstück sich relativ zum anderen Wellenteilstück axial bewegt. Damit besteht die Gefahr eines Herausrutschens des Wellendorns aus der Hülsenvorrichtung. Die dabei entstehenden Kräfte, die zum Beispiel durch die Trägheit der Masse der einzelnen Wellenteilstücke, durch entsprechende Beschleunigung während des Transports oder ähnliches entstehen, sind vorzugsweise kleiner als die notwendige Lösekraft für das Trennen der beiden Wellenteilstücke gegen das flexible Sicherungselement. Trotzdem ist vorzugsweise eine solche Lösekraft vorgesehen, die ein insbesondere beschädigungsfreies Lösen der beiden Wellenteilstücke mit Bezug auf eine Beschädigung der Funktion der Wellenteilstücke erlaubt. Für den Wartungsfall kann auf diese Weise eine solche mehrteilige Gelenkwelle auseinandergebaut werden, obwohl eine erfindungsgemäße Transportsicherung eingesetzt ist. In einem solchen Fall, welcher als Einzelfall auftreten kann, kann entweder ein neues Auswuchten durchgeführt werden, oder aber durch zum Beispiel Markieren durch Körnung, eine Sicherung vorgenommen werden, dass nach der Wartung die beiden Wellenteilstücke wieder in der ausgewuchteten Position zueinander zu liegen kommen. Der Unterschied zwischen Lösekraft und maximal auftretender Transportkraft ist vorzugsweise mit einem Sicherheitsfaktor von 2 bis 5 versehen.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Transportsicherung das zumindest eine flexible Sicherungselement derart angeordnet ist, dass im eingebauten Zustand ein Axialspiegel der beiden Wellenteilstücke zueinander von bis zu 30 mm gegeben ist. Das bedeutet, dass das Sicherungselement so weit eingeschoben wird, dass es in seiner Standardposition keinerlei Eingriff mit der Hülsenvorrichtung und somit auch keine direkte Sicherung übernimmt. Vielmehr befinden sich die Sicherungselemente frei und in einem Abstand zur eingreifenden Position. 30 mm sind insbesondere mit Bezug auf die Montage der mehrteiligen Gelenkwelle von Vorteil. So kann die Gelenkwelle vollständig zusammengeschoben werden, und zum Beispiel das Axialspiel von 30 mm oder zum Beispiel von ca. 25 mm, ausgenützt werden, um die mehrteilige Gelenkwelle von unten in ein Fahrzeug einzubringen. Auch während des Betriebs des Fahrzeugs muss ein Axialausgleich zwischen den beiden Wellenteilstücken gegeben sein, welcher zum Beispiel für das Bremsen und Beschleunigen des Fahrzeugs notwendig ist. Dabei sind vorzugsweise mindestens 6 mm Axialspiel für den Betrieb des Fahrzeugs vorgegeben. Besonders bevorzugt ist ein Axialspiel von ca. 10 mm während des Betriebs des Fahrzeugs. Unter dem Axialspiel ist zu verstehen, dass sich die beiden Wellenteilstücke entlang ihrer Hauptachse zueinander in dieser Richtung entlang dieses Axialspiels frei bewegen können ohne dass das Sicherungselement oder ein anderes Bauteil dieses Axialspiel stören.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Transportsicherung das zumindest eine flexible Sicherungselement in Form einer federnden Haltekralle ausgebildet ist. Diese schlägt vorzugsweise in einem Dämpfungsring der Hülsenvorrichtung an. Eine solche Haltekralle kann auch als Schnapprastvorrichtung bezeichnet werden. Die Haltekralle beziehungsweise das flexible Sicherungselement weist vorzugsweise dafür eine Einschubschräge sowie eine Rastfläche auf. Die Einschubschräge dient dazu, dass beim Einschieben der Transportsicherung in die Hülsenvorrichtung sich das Sicherungselement in eine entsichernde Position bewegt. Durch zum Beispiel Materialrückstellkräfte oder anders wirkende Federkräfte wird nach Beendigung des Einschiebens bei Entlastung des jeweils flexiblen Sicherungselementes dieses sich in die sichernde Position bewegen. Vorzugsweise sind an der Hülsenvorrichtung, insbesondere zum Beispiel an einem Dämpfungsring, entsprechende Gegenkonturen vorgesehen, die ein Sichern mit Hilfe des Sicherungselementes ermöglichen.
Eine erfindungsgemäße Transportsicherung kann vorteilhafter Weise dahingehend weitergebildet sein, dass das zumindest eine flexible Sicherungselement integral, insbesondere monolithisch, mit dem Sicherungsabschnitt ausgebildet ist. Insbesondere wird die Flexibilität des Sicherungselementes zumindest eines flexiblen Sicherungselementes durch dessen Materialelastizität ausgebildet. Damit kann eine erfindungsgemäße Transportsicherung zum Beispiel als Spritzgussteil aus Kunststoff, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Material, hergestellt werden. Dies reduziert den Fertigungsaufwand wie auch die Materialkosten für eine erfindungsgemäße Transportsicherung weiter. Zusätzliche Federelemente können durch die Ausbildung der Flexibilität durch die Materialelastizität vermieden werden, wodurch sich die Kosten und der Fertigungsaufwand nochmals reduzieren.
Eine erfindungsgemäße Transportsicherung ist vorzugsweise dahingehend weitergebildet, dass der Sicherungsabschnitt zumindest zwei flexible Sicherungselemente aufweist, welche insbesondere symmetrisch oder im Wesentlichen symmetrisch am Umfang des Sicherungsabschnitts verteilt sind. Insbesondere mit Bezug auf die Abstützung im Sicherungsfall erfolgt hier ein möglichst verkantfreies Absichern. Auch beim Einschieben, also beim Einfedern der flexiblen Sicherungselemente kann auf diese Weise eine im Wesentlichen vorhersagbare, vordefinierte Einfederrichtung und Einfederkraft für jedes flexible Sicherungselement vorgegeben werden. So kann der konstruktive Aufwand der Auslegung der Sicherungselemente reduziert werden.
Ebenfalls vorteilhaft kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Transportsicherung der Sicherungsabschnitt beabstandet zu dem zumindest einen flexiblen Sicherungselement wenigstens eine Versteifungsrippe aufweist. Diese Versteifungsrippe ist vorzugsweise im Inneren einer ansonsten hohl ausgebildeten Transportsicherung vorgesehen. Sie dient der Abstützung des Sicherungsabschnitts, so dass damit auch eine Kraftaufnahme der flexiblen Verformungskraft beim Einschieben und Ausfedern der flexiblen Sicherungselemente gegeben werden kann. Das Vorsehen beabstandet zu dem zumindest einen flexiblen Sicherungselement verhindert eine Beeinträchtigung der gewünschten Flexibilität.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Transportsicherung diese einen Einschubabschnitt mit reduziertem Außendurchmesser für ein erleichtertes Einschieben in die Hülsenvorrichtung aufweist. Dieser Einschubabschnitt kann also auch als Einfädelhilfe bezeichnet werden und ist insbesondere mit einem teilweise oder vollständig umlaufenden Konus beziehungsweise einer entsprechenden Fase ausgebildet.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Gelenkwelle mit einem Wellendorn eines ersten Wellenteilstücks der Gelenkwelle und einer Hülsenvorrichtung eines zweiten Wellenteilstücks der Gelenkwelle, in welche der Wellendorn eingeschoben ist. Eine erfindungsgemäße Gelenkwelle zeichnet sich dadurch aus, dass die Gelenkwelle eine erfindungsgemäße Transportsicherung aufweist, welche gegen das Trennen der beiden Wellenstücke mit dem Wellendorn verbunden ist. Die Verbindung zwischen Wellendorn und Hülsenvorrichtung ist vorzugsweise mit einer Rastverzahnung versehen, über welche eine Übertragung von Drehmoment zwischen den einzelnen Wellenteilstücken erfolgen kann. Ansonsten bringt eine erfindungsgemäße Gelenkwelle die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Transportsicherung erläutert worden sind.
Eine erfindungsgemäße Gelenkwelle kann dahingehend weitergebildet sein, dass die Hülsenvorrichtung eine Hülse mit wenigstens einer umlaufenden Innennut aufweist, in welcher ein Dämpfungsring aufgenommen ist. In diesem Dämpfungsring stützt sich das zumindest eine flexible Sicherungselement der Transportsicherung ab. Damit kann in besonders einfacher und kostengünstiger Weise eine erfindungsgemäße Absicherung im Transportzustand erfolgen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Sichern einer zumindest zweiteiligen Gelenkwelle, insbesondere gemäß der vorliegenden Erfindung, für den Transport der Gelenkwelle mit den folgenden Schritten:

– Herstellen einer Verbindung einer Transportsicherung, insbesondere gemäß der vorliegenden Erfindung, mit einem Wellendorn eines ersten Wellenteilstücks der Gelenkwelle, und
– Einschieben des Wellendorns mit der Transportsicherung in eine Hülsenvorrichtung eines zweiten Wellenteilstücks der Gelenkwelle gegen das Trennen der beiden Wellenteilstücke.

Aus dem voranstehend beschriebenen Verfahren wird ersichtlich, dass die Transportsicherung, auch nach dem Einbau der Gelenkwelle in ein Kraftfahrzeug, an Ort und Stelle verbleibt. Dementsprechend sind keine weiteren Verfahrensschritte notwendig, die zur Demontage der Transportsicherung dienen würden. Auf diese Weise können durch ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile erzielt werden, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Gelenkwelle wie auch mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Transportsicherung erläutert worden sind.
Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Die dabei verwendeten Begrifflichkeiten „links”, „rechts”, „oben” und „unten” beziehen sich auf eine Ausrichtung der Zeichnungsfiguren mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen schematisch:
1a eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Transportsicherung,
1b die Transportsicherung der 1a im Querschnitt,
2a die Transportsicherung der 1a in perspektivischer Ansicht,
2b die Transportsicherung der 1a in Draufsicht,
3 eine Einbausituation einer erfindungsgemäßen Transportsicherung,
4a die Einbausituation gemäß 3,
4b die Sicherungssituation gemäß einer Ausführung der 3, und
4c die vollständig eingefahrene Situation einer Ausführung gemäß 3.
1a bis 2b zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Transportsicherung 10. Diese ist grundsätzlich mit zwei Abschnitten, nämlich einem Verbindungsabschnitt 20 und einem Sicherungsabschnitt 30 versehen. Der Verbindungsabschnitt 20 ist hier für eine Passverbindung, insbesondere in Form eines Presssitzes, ausgebildet. Hierfür weist der Verbindungsabschnitt vorstehende Rippen auf, die beim Erzeugen der Passung des Presssitzes plastisch verformt werden.
Am Sicherungsabschnitt 30 sind flexible Sicherungselemente 32 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform sind vier flexible Sicherungselemente 32 im Wesentlichen symmetrisch am Umfang des Sicherungsabschnittes 30 verteilt. Die einzelnen flexiblen Sicherungselemente 32 sind als Haltekrallen derart ausgebildet, dass sie integral beziehungsweise monolithisch mit dem Sicherungsabschnitt 30 verbunden sind. Eine Transportsicherung 10 dieser Ausführungsform ist vorzugsweise als Spritzgussteil aus thermoplastischem Material hergestellt und innen zumindest teilweise hohl. Die Flexibilität der vier Sicherungselemente 32 wird durch deren Materialflexibilität zur Verfügung gestellt, so dass mit Bezug auf 2b die Sicherungselemente 32 auf das Zentrum, also auf die Mittelachse, der Transportsicherung 10 zugeschoben werden können. Sobald eine von außen wirkende Kraft nachlässt, entspannen sich die Sicherungselemente 32 wieder in die Position, wie sie in den 1a, 2a und 2b zu erkennen ist.
Weiter weist die Ausführungsform gemäß der 1a bis 2b einen Einschubabschnitt 40 auf, der als Konus 42 ausgebildet ist. Für das Einführen des Wellendorns 112 in eine Hülsenvorrichtung 122 wird auf diese Weise eine Einfädelhilfe zur Verfügung gestellt, die dieses Einführen erleichtert.
Die Sicherungselemente 32 dieser Ausführungsform weisen eine Einlaufschräge wie auch eine Rastfläche auf, welche auch als Sicherungsfläche bezeichnet werden kann. Diese Sicherungsfläche der Sicherungselemente 32 wirkt mit einer Hülsenvorrichtung 122 zusammen, wie es nachfolgend mit Bezug auf die 3 bis 4c noch näher erläutert wird.
In 3 ist eine Einbausituation einer Transportsicherung 10 gezeigt, wie sie zum Beispiel 1a bis 2b zu entnehmen ist. Dabei wurde in einem ersten Schritt die Transportsicherung 10 in eine Bohrung 114 in einem Wellendorn 112 eingesetzt, insbesondere eingepresst. Mit anderen Worten besteht ein Presssitz zwischen dem Verbindungsabschnitt 20 und der Innenmantelfläche der Bohrung 114 des Wellendorns 112. Der Wellendorn 112 ist außen mit einer Außenverzahnung versehen, welche in eine entsprechende Innenverzahnung der Hülse 124 der Hülsenvorrichtung 122 eingreift. Über diese Verzahnung kann das Drehmoment zwischen den beiden Wellenteilstücken 110 und 120 erfolgen.
Das Einschieben erfolgt derart, dass der Wellendorn 112 zusammen mit der eingepressten Transportsicherung 10 von rechts in die Hülse 124 eingeschoben wird. Dafür schwenken die Sicherungselemente 32 gegen die eigene Materialflexibilität nach Innen und geben damit das Einschieben frei. Sobald das jeweilige Sicherungselement 32 durch die Verzahnung in der Hülse 124 hindurchgeschoben wurde, entspannen sich die Materialkräfte wieder, so dass die Sicherungselemente 32 ausfedern. Diese Situation ist in 3 dargestellt, welche auch als Situation nach der Montage bezeichnet werden kann. Auf diese Weise kann anschließend eine Wuchtung der Wellenteilstücke und in der in 3 gezeigten Position der Transport der Gelenkwelle 100 erfolgen.
Die 4a, 4b und 4c zeigen die unterschiedlichen Positionen, welche die beiden Wellenteilstücke 110 und 120 zueinander einnehmen können. In 4a ist die typische Einbausituation gezeigt, wobei sich die beiden Wellenteilstücke 110 und 120 noch relativ zueinander axial in beide Richtungen bewegen können. Gegen die Gefahr, dass sich der Wellendorn 112 aus der Hülse 124 herausziehen möchte, ist 4b dargestellt. Diese Situation kann auch als Sicherungssituation bezeichnet werden. Hier ist zu erkennen, dass die Sicherungselemente 32 in der ausgefederten, also in der sichernden Situation, gegen die Hülsenvorrichtung 22 eingreifen beziehungsweise sich gegen die Hülsenvorrichtung 122 abstützen. Bei dieser Ausführungsform erfolgt das Abstützen gegen einen Dämpfungsring 126, welcher in einer Innennut 128 der Hülse 124 aufgenommen ist. In dieser Sicherungssituation wird eine weitere Axialbewegung des Wellendorns 112 nach rechts durch die Transportsicherung 10 vermieden und damit das Trennen der beiden Wellenteilstücke 110 und 120 verhindert.
Jedoch kann der Wellendorn 112 auch noch weiter einfahren, wie dies in 4c als Position A dargestellt ist. Dabei wird sozusagen zwischen den beiden Positionen A und C ein maximales Axialspiel definiert, welches insbesondere bis zu 25 mm oder sogar noch mehr bis zu 30 mm aufweist. Neben der Standardposition B wie sie in 4a gezeigt ist, besteht also eine Sicherungsposition C, wie sie in 4b gezeigt ist und eine maximal zusammengeschobene Position A, wie sie in 4c gezeigt ist. Die Position A kann auch als Montageposition bezeichnet werden, in welcher die mehrteilige Gelenkwelle 100 in einem Fahrzeug montiert werden kann.
Die voranstehenden Erläuterungen der Ausführungsformen beschreiben die vorliegende Erfindung nur im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der einzelnen Ausführungsform, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Transportsicherung
20: Verbindungsabschnitt
30: Sicherungsabschnitt
32: Sicherungselement
40: Einschubabschnitt
42: Konus
100: Gelenkwelle
110: erstes Wellenteilstück
112: Wellendorn
114: Bohrung
120: zweites Wellenteilstück
122: Hülsenvorrichtung
124: Hülse
126: Dämpfungsring
128: Innennut

Claims

Transportsicherung (10) für eine zumindest zweiteilige Gelenkwelle (100) mit einem Wellendorn (112) eines ersten Wellenteilstücks (110), der in eine Hülsenvorrichtung (122) eines zweiten Wellenteilstücks (120) eingeschoben werden kann, gekennzeichnet durch einen Verbindungsabschnitt (20) für eine Verbindung mit dem Wellendorn (112) und einen Sicherungsabschnitt (30) mit zumindest einem flexiblen Sicherungselement (32) gegen das Trennen der beiden Wellenteilstücke (110, 120), welches in die Hülsenvorrichtung (122) eingeschoben werden kann.
Transportsicherung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (20) für einen Presssitz in einer Bohrung (124) des Wellendorns (112) ausgebildet ist.
Transportsicherung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine flexible Sicherungselement (30) ausgebildet ist für einen Anschlag und/oder ein Abstützen gegen die Hülsenvorrichtung (122) nach dem Einschieben in die Hülsenvorrichtung (122).
Transportsicherung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine flexible Sicherungselement (32) für ein Trennen der beiden Wellenteilstücke (110, 120) bei einer Lösekraft ausgebildet ist, welche größer als die während des Transports maximal auftretende Transportkraft ist.
Transportsicherung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine flexible Sicherungselement (32) derart angeordnet ist, dass im eingebauten Zustand ein Axialspiel der beiden Wellenteilstücke (110, 120) zueinander von bis zu 30 mm gegeben ist.
Transportsicherung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine flexible Sicherungselement (32) in Form einer federnden Haltekralle ausgebildet ist.
Transportsicherung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine flexible Sicherungselement (32) integral, insbesondere monolithisch, mit dem Sicherungsabschnitt (30) ausgebildet ist, insbesondere die Flexibilität des zumindest einen flexiblen Sicherungselementes (32) durch Materialelastizität gebildet ist.
Transportsicherung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsabschnitt (30) zumindest zwei flexible Sicherungselemente (32) aufweist, welche insbesondere symmetrisch oder im Wesentlichen symmetrisch am Umfang des Sicherungsabschnitts (30) verteilt sind.
Transportsicherung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsabschnitt (30) beabstandet zu dem zumindest einen flexiblen Sicherungselement (32) wenigstens eine Versteifungsrippe aufweist.
Transportsicherung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Einschubabschnitt (40) mit reduziertem Außendurchmesser für ein erleichtertes Einschieben in die Hülsenvorrichtung (122) aufweist.
Gelenkwelle (100) mit einem Wellendorn (112) eines ersten Wellenteilstücks (110) der Gelenkwelle (100) und einer Hülsenvorrichtung (122) eines zweiten Wellenteilstücks (120) der Gelenkwelle (100), in welche der Wellendorn (112) eingeschoben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkwelle (100) eine Transportsicherung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 10 aufweist, welche gegen das Trennen der beiden Wellenteilstücke (110, 120) mit dem Wellendorn (112) verbunden ist.
Gelenkwelle (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsenvorrichtung (122) eine Hülse (124) mit wenigstens einer umlaufenden Innennut (128) aufweist, in welcher ein Dämpfungsring (126) aufgenommen ist, gegen welchen sich das zumindest eine flexible Sicherungselement (32) der Transportsicherung (10) abstützt.
Verfahren zum Sichern einer zumindest zweiteiligen Gelenkwelle (100), insbesondere mit den Merkmalen des Anspruchs 11 oder 12, für den Transport der Gelenkwelle (100), aufweisend die folgenden Schritte: – Herstellen einer Verbindung einer Transportsicherung (10), insbesondere mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 10, mit einem Wellendorn (112) eines ersten Wellenteilstücks (110) der Gelenkwelle (100), und – Einschieben des Wellendorns (112) mit der Transportsicherung (10) in eine Hülsenvorrichtung (122) eines zweiten Wellenstücks (120) der Gelenkwelle (100) gegen das Trennen der beiden Wellenteilstücke (110, 120).