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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung einer ersten Welle eines Getriebes an einer als Gelenkwelle ausgebildeten zweiten Welle für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Verbindungsanordnung einer ersten Welle eines Getriebes an einer als Gelenkwelle ausgebildeten zweiten Welle für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ist beispielsweise bereits der
DE 25 34 684 A1 als bekannt zu entnehmen. Da die erste Welle eine Welle eines Getriebes des Fahrzeugs ist, ist die erste Welle eine Getriebewelle, welche beispielsweise als Getriebeeingangswelle oder als Getriebeausgangswelle ausgebildet ist. Über die Getriebeeingangswelle werden beispielsweise Drehmomente in das Getriebe eingeleitet. Über die Getriebeausgangswelle kann das Getriebe Drehmomente, insbesondere zum Antreiben des Fahrzeugs, bereitstellen. Die in das Getriebe einzuleitenden Drehmomente werden beispielsweise von einem Antriebsmotor des Fahrzeugs bereitgestellt.
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Bei der Verbindungsanordnung sind die Wellen mittels einer Verbindungseinrichtung drehmomentübertragend miteinander verbunden. Unter dieser drehmomentübertragenden Verbindung der Wellen ist zu verstehen, dass Drehmomente zwischen den Wellen, das heißt von einer der Wellen auf die andere Welle und/oder umgekehrt übertragen werden können.
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Die Drehmomentübertragung zwischen Getrieben und Achsdifferentialen erfolgt bei Kraftfahrzeugen üblicherweise mittels Gelenkwellen. Dabei ist das jeweilige Achsdifferential als Differentialgetriebe ausgebildet, welches beispielsweise bei einer Kurvenfahrt einen Drehzahlausgleich zwischen kurveninnerem und kurvenäußerem Rad zulässt. Um einen Winkelversatz zwischen Getrieben in einem Fahrzeug auszugleichen, weisen Gelenkwellen üblicherweise wenigstens zwei Winkelausgleichselemente auf. Bei sehr geringen auszugleichenden Winkeln von beispielsweise kleiner als zwei Grad können als Winkelausgleichselemente Gelenkscheiben, insbesondere so genannte Hardyscheiben, oder Kreuzgelenke verwendet werden. Bei demgegenüber größeren, auszugleichenden Winkeln kommen beispielsweise Gleichlaufgelenke als die genannten Winkelausgleichselemente zum Einsatz. Die unterschiedlichen Gelenkbauarten erfordern üblicherweise aufgrund ihrer unterschiedlichen Formen entsprechend geometrisch unterschiedliche Anbindungsflansche. So werden beispielsweise Gelenkscheiben in der Regel über Drei- oder Vier-Armflansche an die Getriebe geschraubt. Gleichlaufgelenke werden üblicherweise mit Hilfe von Rundflanschen an die Getriebe angeschraubt. Üblicherweise sind die Gelenke der Gelenkwellen mit einer Zentrierung ausgestattet, um einen unrunden Lauf beziehungsweise Unwuchten zu vermeiden.
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Der Einsatz von Vielarmflanschen wie beispielsweise Drei- oder Vier-Armflanschen ist aus der
DE 25 34 684 A1 sowie aus dem Serienfahrzeugbau hinlänglich bekannt. Üblicherweise werden Gelenkwellen meistens mit Gelenkscheiben je nach Leistungsklasse über Drei- oder Vier-Armflansche mit unterschiedlichen Lochkreisdurchmessern am Getriebe angebunden. Dabei wird üblicherweise der Flansch mit Hilfe einer Bundmutter an das Getriebe geschraubt, wobei dadurch gleichzeitig das Getriebeeingangs- beziehungsweise -ausgangslager notwendigerweise vorgespannt wird. Die Getriebewelle weist neben einer drehmomentübertragenden Verzahnung und einem Gewinde für die Bundmutter auch einen Zentrierzapfen an ihrem Ende auf. Eine Änderung der Geometrie beziehungsweise des Konzepts der üblicherweise zum Einsatz kommenden Wellen hätte sehr hohe Kosten zur Folge. Eine Drehmomentübertragung über Drei- und Vier-Armflansche hat einerseits Nachteile wegen des hohen Gewichts und andererseits wegen des erforderlichen großen Durchmessers von Flansch und Gelenkscheibe. Dieser Bauraum ist in einem Unterboden- beziehungsweise Tunnelbereich eines Fahrzeugs oftmals nicht mehr vorhanden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Verbindungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass die Wellen auf besonders gewichts- und bauraumoptimierte Weise drehmomentübertragend miteinander verbunden werden können, ohne dass es zu übermäßigen Änderungen der Wellen kommt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Verbindungsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass die Wellen auf besonders gewichts- und bauraumgünstige Weise drehmomentübertragend miteinander verbunden werden können, ohne dass es zu übermäßigen und somit kostenintensiven Änderungen der Wellen kommt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verbindungseinrichtung wenigstens ein erstes Schraubelement, und ein separat von den Wellen ausgebildetes, Adapterelement aufweist. Das Adapterelement kann mittels eines des zweiten Schraubelements zumindest axial, das heißt in axialer Richtung an der ersten Welle gehalten beziehungsweise fixiert sein.
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Das Adapterelement weist eine erste Verzahnung auf, die mit der ersten Welle in Eingriff steht und eine zweite Verzahnung, die mit einer an der zweiten Welle vorgesehenen dritten Verzahnung in Eingriff steht, wobei die Verbindungseinrichtung eine mit der zweiten Verzahnung korrespondierende und an der zweiten Welle vorgesehene dritte Verzahnung umfasst. Insbesondere steht das Adapterelement über die zweite Verzahnung mit der an der zweiten vorgesehenen dritten Verzahnung in drehmomentübertragendem Eingriff, so dass über die miteinander in Eingriff stehenden Verzahnungen Drehmomente übertragen werden können. Da ferner das Adapterelement drehfest mit der ersten Welle verbunden ist, können Drehmomente zwischen den Wellen über das Adapterelement und die Verzahnungen übertragen werden. Dabei ist das Adapterelement mittels des ersten Schraubelements zumindest axial an der zweiten Welle gehalten beziehungsweise fixiert.
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Insbesondere ist es im Rahmen der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung möglich, insbesondere auch für Gleichlaufgelenke, ein gewichts- und bauraumoptimiertes Anbindungskonzept zu schaffen, mittels welchem eine Getriebewelle (erste Welle) an eine Gelenkwelle (zweite Welle) drehmomentübertragend angebunden werden kann, ohne dabei eine Standard-Geometrie der Getriebewelle und/oder der Gelenkwelle ändern zu müssen. Dadurch können beispielsweise je nach Fahrzeuganforderung unterschiedliche Gelenk- beziehungsweise Gelenkwellentypen wie Gelenkscheiben, Gleichlaufgelenke, Kreuzgelenke etc. verwendet werden. Ferner ist es beispielsweise möglich, ein Spiel zwischen den Verzahnungen besonders gering zu halten oder zu vermeiden, so dass die Entstehung von unerwünschten Geräuschen während des Betriebs des Fahrzeugs vermieden werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Verbindungsanordnung einer ersten Welle eines Getriebes an einer als Gelenkwelle ausgebildeten zweiten Welle für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform, bei welcher die Wellen mittels einer Verbindungseinrichtung drehmomentübertragend miteinander verbunden sind;
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2 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Explosionsansicht der Verbindungsanordnung;
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3 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Verbindungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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4a, b jeweils ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer jeweiligen Ausführungsform von Verzahnungen der Verbindungsanordnung;
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5 eine schematische Perspektivansicht einer als Hirth-Verzahnung ausgebildeten Verzahnung der Verbindungsanordnung;
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6a–c jeweils eine schematische Vorderansicht einer Ausführungsform eines als Zentralmutter ausgebildeten Schraubelements der Verbindungsanordnung;
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7 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Verbindungsanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform; und
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8 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Verbindungsanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht eine erste Ausführungsform einer Verbindungsanordnung einer ersten Welle 10 eines Getriebes 12 an einer als Gelenkwelle ausgebildeten zweiten Welle 14 für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Da die erste Welle 10 eine Welle des Getriebes 12 ist, wird die erste Welle 10 auch als Getriebewelle bezeichnet. Vorliegend ist die Getriebewelle als Getriebeausgangswelle ausgebildet, über welche das beispielsweise als Hauptgetriebe ausgebildete Getriebe 12 Drehmomente zum Antreiben des Fahrzeugs bereitstellen kann. Die vorigen und folgenden Ausführungen können jedoch auch ohne weiteres auf andere Getriebewellen wie beispielsweise Getriebeeingangswellen übertragen werden, über welche Drehmomente in jeweilige Getriebe eingeleitet werden.
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Die über die Getriebeausgangswelle bereitgestellten Drehmomente werden beispielsweise über die als Gelenkwelle ausgebildete zweite Welle 14 auf ein in 1 nicht dargestelltes Differentialgetriebe übertragen, welche beispielsweise einer Achse, insbesondere eine Hinterachse, des Fahrzeugs zugeordnet und somit als Achsgetriebe oder Achsdifferential ausgebildet ist. Das Differentialgetriebe lässt bei einer Kurvenfahrt einen Drehzahlausgleich zwischen kurveninnerem und kurvenäußerem Rad der Achse zu. Das Hauptgetriebe und das Differentialgetriebe sind jeweilige Getriebe eines Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs, wobei die Gelenkwelle (zweite Welle 14) zum Einsatz kommt, um beispielsweise Winkelversätze zwischen den Getrieben ausgleichen zu können. Hierzu weist die Gelenkwelle beispielsweise zwei Winkelausgleichselemente auf, von denen ein Winkelausgleichselement in 1 erkennbar und mit 16 bezeichnet ist. Vorliegend ist das Winkelausgleichselement 16 ein als Gleichlaufgelenk ausgebildetes Gelenk der zweiten Welle 14. Dabei umfasst das Gleichlaufgelenk ein erstes Gelenkteil 18 und ein zweites Gelenkteil 20, welches drehmomentübertragend mit dem ersten Gelenkteil 18 verbunden ist, sodass Drehmomente zwischen den Gelenkteilen 18 und 20 übertragen werden können. Ferner sind die Gelenkteile 18 und 20 relativ zueinander verschwenkbar, um Winkelversätze zwischen den Getrieben ausgleichen zu können. Das Gleichlaufgelenk umfasst ferner Wälzkörper 22, welche vorliegend als Kugeln ausgebildet sind. Dabei sind die Gelenkteile 18 und 20 insbesondere über die Wälzkörper 22 drehmomentübertragend miteinander verbunden, wobei die Wälzkörper 22 das zuvor beschriebene Verschwenken der Gelenkteile 18 und 20 relativ zueinander zulassen.
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Ferner ist in 1 ausschnittsweise ein Gehäuse 24 des Getriebes 12 erkennbar, wobei die erste Welle 10 über wenigstens ein Wälzlager 26 drehbar an dem Gehäuse 24 gelagert ist. Somit ist die erste Welle 10 um eine Drehachse 28 relativ zu dem Gehäuse 24 drehbar. Besteht zwischen den Getrieben beispielsweise kein Winkelversatz, so sind die Wellen 10 und 14 koaxial zueinander angeordnet, sodass ihre jeweiligen Drehachsen, um welche die Wellen 10 und 14 relativ zu dem Gehäuse 24 während des Betriebs des Kraftfahrzeugs drehbar sind, zusammenfallen. Dann ist auch die zweite Welle 14 um die Drehachse 28 relativ zu dem Gehäuse 24 drehbar.
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Bei der Verbindungsanordnung sind die Wellen 10 und 14 mittels einer Verbindungseinrichtung 30 drehmomentübertragend miteinander verbunden. Dies bedeutet, dass die Wellen 10 und 14 mittels der Verbindungseinrichtung 30 zumindest derart miteinander verbunden sind, dass Drehmomente zwischen den Wellen 10 und 14 übertragen werden können. Dadurch können beispielsweise die von dem Getriebe 12 über die Welle 10 bereitgestellten Drehmomente über die Verbindungseinrichtung 30 auf die Welle 14 übertragen werden, sodass die auf die Welle 14 übertragenen Drehmomente schließlich auf das Differentialgetriebe übertragen beziehungsweise in das Differentialgetriebe eingeleitet werden können.
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Um nun die Wellen 10 und 14 auf besonders bauraum- und gewichtsgünstige Weise drehmomentübertragend miteinander verbinden zu können, ohne dass hierzu übermäßige Änderungen insbesondere der Welle 10 erforderlich sind, umfasst die Verbindungseinrichtung 30 wenigstens ein als Bundmutter 32 ausgebildetes zweites Schraubelement und wenigstens ein vorliegend als Zentralmutter 34 ausgebildetes erstes Schraubelement. Die Schraubelemente sind separat voneinander und separat von den Wellen 10 und 14 ausgebildet und erfüllen bei der Verbindungseinrichtung 30 jeweilige Funktionen, welche im Folgenden noch genauer erläutert werden.
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In einer alternativen Ausführungsform kann die Verschraubung oder Bundmutter 32 durch einen Sicherungsring ersetzt werden. Diese Variante ist insbesondere bei Anwendungen möglich, bei denen keine axiale Vorspannung auf das Getriebelager erforderlich ist. Ebenso besteht alternativ die Möglichkeit der Fixierung des Adapterelementes 36 mittels eines einfachen Sicherungsrings.
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Ferner umfasst die Verbindungseinrichtung 30 ein separat von den Wellen 10 und 14 ausgebildetes und drehfest mit der Welle 10 verbundenes Adapterelement 36, welches auch als Adapterflansch oder Kupplungsflansch bezeichnet wird. Besonders gut in Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass das Adapterelement 36 eine erste Verzahnung 42 und eine zweite Verzahnung 38 aufweist. Ferner umfasst die Verbindungseinrichtung 30 eine mit der zweiten Verzahnung 38 korrespondierende und an der zweiten Welle 14 vorgesehene dritte Verzahnung 40, welche vorliegend an dem Gelenkteil 20 vorgesehen beziehungsweise durch das Gelenkteil 20 gebildet ist. Aus 1 ist erkennbar, dass die Verzahnungen 38 und 40 bei der Verbindungsanordnung in Eingriff miteinander stehen, sodass das Adapterelement 36 über seine Verzahnung 38 mit der Verzahnung 40 in Eingriff steht. Dadurch ist das Adapterelement 36 über die Verzahnungen 38 und 40 zumindest drehmomentübertragend mit dem Gelenkteil 20 und somit mit der Welle 14 insgesamt verbunden, sodass Drehmomente zwischen dem Adapterelement 36 und der Welle 14 über die Verzahnungen 38 und 40 übertragen werden können. Da ferner das Adapterelement 36 drehfest mit der ersten Welle 10 verbunden ist, können auch Drehmomente zwischen dem Adapterelement 36 und der Welle 10 übertragen werden.
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Ferner ist das Adapterelement 36 mittels der Zentralmutter 34 an der zweiten Welle 14 gehalten, wobei die Zentralmutter 34 insbesondere dazu dient, das Adapterelement 36 axial, das heißt in axialer Richtung der Welle 14, insbesondere des Gelenkteils 20, an der Welle 14, insbesondere an dem Gelenkteil 20, zu halten, wodurch die Verzahnungen 38 und 40 in gegenseitigem Eingriff gehalten werden. Die Bundmutter 32 dient insbesondere dazu, das Adapterelement 36 in axialer Richtung der Welle 10 an dieser zu halten beziehungsweise zu fixieren.
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Die drehfeste Verbindung des Adapterelements 36 mit der Welle 10 erfolgt beispielsweise über jeweilige, in Eingriff miteinander stehende Verzahnungen 42 und 44, welche beispielsweise als Steckverzahnungen ausgebildet sind. Dadurch ist es beispielsweise möglich, das Adapterelement 36 auf besonders einfache Weise in axialer Richtung der Welle 10 auf diese aufzustecken, um dadurch die erste Verzahnung 42 des Adapterelements 36 mit der korrespondierenden vierten Verzahnung 44 der Welle 10 in Eingriff zu bringen. Daraufhin wird beispielsweise die Bundmutter 32 auf die Welle 10 aufgeschraubt, um dadurch das Adapterelement 36 in axialer Richtung der Welle 10 an dieser zu fixieren.
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Dabei ist aus 1 erkennbar, dass sich das Adapterelement 36 in axialer Richtung in Stützanlage mit dem Wälzlager 26 befindet, sodass das Wälzlager 26 unter Vermittlung des Adapterelements 36 mittels der Bundmutter 32, insbesondere gegen das Gehäuse 24, vorgespannt werden kann.
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Bei der in 1 und 2 veranschaulichten ersten Ausführungsform ist die Zentralmutter 34 als Überwurfmutter ausgebildet, welche in axialer Richtung der Welle 10 an dem Adapterelement 36 abstützbar beziehungsweise abgestützt ist und ein als Innengewinde ausgebildetes Gewinde 46 aufweist. Die Gelenkwelle, insbesondere das Gelenkteil 20, weist ein mit dem Gewinde 46 korrespondierendes und vorliegend als Außengewinde ausgebildetes Gewinde 48 auf, mit welchem das Gewinde 46 verschraubt ist, um dadurch das Adapterelement 36 mittels der Zentralmutter 34 zumindest in axialer Richtung an der Welle 14 zu halten. Mit anderen Worten wird das Adapterelement 36 über die Gewinde 46 und 48 mit der Gelenkwelle, insbesondere dem Gelenkteil 20, verschraubt, wodurch das Adapterelement 36 zumindest in axialer Richtung an das Gelenkteil 20 angebunden wird.
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Unter der Zentralmutter 34 ist insbesondere zu verstehen, dass lediglich die Zentralmutter 34 zum Einsatz kommt, welche – um das Adapterelement 36 mit der Welle 14 zu verbinden – um die Drehachse 28 relativ zu dem Gelenkteil 20 gedreht wird. Mit anderen Worten ausgedrückt wird das Gelenk der Gelenkwelle mittels der Zentralmutter 34 mit dem Adapterelement 36 und über dieses drehmomentübertragend mit der Welle 10 verbunden, insbesondere verschraubt. Die Zentralmutter 34 kann beispielsweise mit form- und kraftschlüssigen Schraubensicherungsmaßnahmen ausgestattet sein. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, die Zentralmutter 34 über verklebende Mittel wie beispielsweise einen Klebstoff, Mikroverkapselungen etc. an der Welle 14, insbesondere am Gelenkteil 20, zu sichern.
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Insbesondere ist es möglich, das Adapterelement 36 mit der Welle 10 zu verbinden und über das Adapterelement 36 die Gelenkwelle an die Getriebewelle anzubinden, ohne dass übermäßige Änderungen der Welle 10 erforderlich sind. Ferner können Gewichts-, Kosten- und Packagingvorteile realisiert werden, da eine besonders bauraum- und gewichtsgünstige Anbindung der Welle 14 über die Verbindungseinrichtung 30 an die Welle 10 realisierbar ist. Darüber hinaus kann die Welle 14 über die Verbindungseinrichtung 30 auf besonders zeit- und kostengünstige Weise an die Welle 10 angebunden werden, da die Verbindungseinrichtung 30 eine besonders einfache Montage ermöglicht. Außerdem können unterschiedliche Gelenktypen und Gelenkscheiben bei identischen Getriebeeingangs- beziehungsweise Getriebeausgangswellen verwendet werden. Mit anderen Worten ist es möglich, an Getriebe wie beispielsweise dem Getriebe 12 und das Achsgetriebe wahlweise unterschiedliche winkelausgleichende Gelenkwellenkomponenten wie Gelenkscheiben, homokinetische Gelenke, Kardangelenke, etc. anzubinden, ohne eine Standard-Geometrie der Getriebewelle zu verändern.
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Aus 1 ist ferner erkennbar, dass die Welle 10 einen Zentrierzapfen 50 aufweist, welcher zumindest teilweise in einer an der Welle 14 vorgesehenen Zentrieröffnung 52 aufgenommen ist und vorliegend die Zentrieröffnung 52 durchdringt. Mittels des Zentrierzapfens 50 und mittels der Zentrieröffnung 52 ist die Welle 10 relativ zur Welle 14, insbesondere relativ zu dem Gelenkteil 20, zentriert, so dass ein unrunder Lauf beziehungsweise Unwuchten vermieden werden können. Dabei sind das Adapterelement 36 und die Bundmutter 32 auf dem Zentrierzapfen 50 angeordnet und insbesondere auf diesem verschraubt. Das Adapterelement 36 trägt dabei die Verzahnung 38, wobei das als winkelausgleichende Komponente ausgebildete Gelenk, vorliegend das Gelenkteil 20, die Verzahnung 40 als Gegenverzahnung zur Verzahnung 38 aufweist. Über die Verzahnungen 38 und 40 ist somit eine formschlüssige Drehmomentübertragung zwischen der Welle 14 und dem Adapterelement 36 realisierbar. Mittels der Zentralmutter 34 wird die winkelausgleichende Komponente, vorliegend das Gelenkteil 20, axial mit dem Adapterelement 36 und über diesen mit dem Getriebe 12 beziehungsweise mit der Welle 10 verschraubt. Beispielsweise ist die Zentrieröffnung 52 als Bohrung ausgebildet, welche zur Zentrierung der Welle 10 relativ zu dem Gelenkteil 20 genutzt wird.
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Bei der in 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform ist die jeweilige Verzahnung 38 beziehungsweise 40 als Axialverzahnung ausgebildet. Dies bedeutet, dass die jeweilige Verzahnung 38 beziehungsweise 40 axial auf das Adapterelement 36 beziehungsweise Gelenkteil 20 aufgebracht ist. Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass die jeweilige Verzahnung 38 beziehungsweise 40 als Trapezverzahnung ausgebildet ist. In Zusammenschau in 4a ist erkennbar, dass die Trapezverzahnung jeweilige, zumindest im Wesentlichen trapezförmige Zähne 54 beziehungsweise 56 aufweist. Die bei der ersten Ausführungsform trapezförmige Verzahnung 38 beziehungsweise 40 ist somit beispielsweise auf dem Adapterelement 36 und dem Gelenkteil entsprechend identisch. Ferner ist es bei der ersten Ausführungsform vorgesehen, dass die Zentralmutter 34 adapterseitig angeordnet ist und über die Gewinde 46 und 48 mit dem Gelenkteil 20 verbunden wird.
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3 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei welcher die Zentralmutter 34 auf Seiten des Gelenkteils 20 beziehungsweise der Welle 14 angeordnet und somit gelenkseitig angebunden ist. Somit unterscheidet sich die zweite Ausführungsform insbesondere dadurch von der ersten Ausführungsform, dass das mit dem Gewinde 46 der Zentralmutter 34 korrespondierende Gewinde 48 nicht an dem Gelenkteil 20, sondern an dem Adapterelement 36 vorgesehen ist.
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Um den jeweiligen Durchmesser der Zentralmutter 34 und des Gelenkteils 20 gering zu halten, stützt sich die Zentralmutter 34 axial an einem eingelegten Ring 58 ab, welcher beispielsweise teilweise in dem Gelenkteil 20 aufgenommen ist. Beispielsweise ist der Ring 58 aus Runddraht gebildet.
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Bei der zweiten Ausführungsform trägt die Zentralmutter 34 ferner eine zusätzliche Staubschutzkappe 60, welche beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Blech, oder aus einem Kunststoff gebildet ist. Im hergestellten Zustand der Verbindungsanordnung bildet die Staubschutzkappe 60, insbesondere mit dem Gehäuse 24, ein schützendes Labyrinth zu einem Radialwellendichtring 62, mittels welchem die relativ zu dem Gehäuse 24 drehbare Welle 10 gegen das Gehäuse 24 abgedichtet ist. Das vorliegend als Gleichlaufgelenk ausgebildete Gelenk wird über den als Getriebezapfen ausgebildeten Zentrierzapfen 50 und die vorliegend gelenkseitigen und beispielsweise als Passbohrung ausgebildeten Zentrieröffnung 52 zentriert. In der Zentrieröffnung 52 bei der zweiten Ausführungsform ist ein beispielsweise als Dichtring ausgebildetes Dichtelement 64 angeordnet, mittels welchem das Gelenkteil 20 gegen den Zentrierzapfen 50 gedichtet ist. Dadurch könnte beispielsweise ein in das Gelenkteil 20 eingepresster und beispielsweise aus Blech gebildeter Deckel 66 innerhalb des Gelenks entfallen.
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Aus 4a ist erkennbar, dass die jeweilige, trapezförmige Verzahnung 38 beziehungsweise 40 einen Winkel W aufweist, welcher relativ steil sein sollte, damit sich eine gute drehmomentübertragende Verbindung ergibt. Axial sollte im verschraubten Zustand stets ein kleiner Spalt S zwischen Adapterelement 36 und Gelenk vorliegen, damit in der Verbindung kein Spiel entsteht. Die als Axialverzahnungen ausgebildeten Verzahnungen 38 und 40 sollten beispielsweise möglichst so ausgeführt sein, dass sich eine selbstzentrierende Wirkung ergibt. Positiv hierfür ist beispielsweise die Ausgestaltung der Verzahnungen 38 und 40 als Hirthverzahnungen, wobei in 5 am Beispiel der Verzahnung 38 eine Hirthverzahnung gezeigt ist. Auch sollte sich die jeweilige Verzahnung 38 und 40 möglichst fertig schmieden lassen, damit die Herstellungskosten minimiert werden können. Bei einer guten Auslegung können bei der entsprechenden Ausführungsform im Gegensatz zu vielen anderen Gelenkverbindungen kein Umfangspiel und damit keine Geräusche auftreten.
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4b zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der Verzahnungen 38 und 40, wobei die Verzahnungen 38 und 40 beispielsweise als Plan-Kerb-Verzahnungen ausgebildet sind.
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6a–c zeigen jeweilige, mögliche Ausführungsformen der Zentralmutter 34. Gemäß 6a ist die Zentralmutter 34 außenumfangsseitig als Sechskant ausgebildet. Gemäß 6b ist die Zentralmutter 34 außenumfangsseitig als Zwölfkant ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Zentralmutter 34 als Mehrkantmutter ausgebildet sein kann. Gemäß 6c ist die Zentralmutter 34 außenumfangsseitig als Keilnutmutter ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Zentralmutter 34 als Mutter ausgebildet sein kann, welche außenumfangsseitig Keilnuten und/oder andere Formen wie beispielsweise Rund- und/oder Torxformen aufweisen kann.
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7 zeigt eine dritte Ausführungsform der Verbindungsanordnung. Bei der dritten Ausführungsform sind die Verzahnungen 38 und 40 nicht etwa als Axialverzahnungen, sondern als Radialverzahnungen ausgebildet. Die am Adapterelement 36 vorgesehene Verzahnung 38 ist dabei als innenumfangsseitige Verzahnung beziehungsweise als Innenverzahnung ausgebildet, so dass die Verzahnung 40 des Gelenkteils 20 als außenumfangsseitige Verzahnung beziehungsweise als Außenverzahnung ausgebildet ist.
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8 zeigt eine vierte Ausführungsform der Verbindungsanordnung. Bei der vierten Ausführungsform ist die Verzahnung 38 des Adapterelements 36 als außenumfangsseitige Verzahnung beziehungsweise als Außenverzahnung ausgebildet, wobei die mit der Verzahnung 38 korrespondierende Verzahnung 40 des Gelenkteils 20 als innenumfangsseitige Verzahnung beziehungsweise als Innenverzahnung ausgebildet ist. Mit anderen Worten sind bei der dritten und vierten Ausführungsform die drehmomentübertragenden Verzahnungen 38 und 40 nicht axial, sondern radial außen beziehungsweise innen aufgebracht. Die Radialverzahnungen können als konventionelle Steckverzahnungen, Evolventenverzahnungen oder sonstige Verzahnungen ausgeführt sein. Bei der dritten und vierten Ausführungsform ist die Zentralmutter 34 flanschseitig fixiert, das heißt an beziehungsweise auf dem Adapterelement 36 angeordnet. In anderen, nicht dargestellten Ausführungsformen kann die Zentralmutter 34 alternativ gelenkseitig, das heißt an dem Gelenkteil 20 befestigt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erste Welle
- 12
- Getriebe
- 14
- zweite Welle
- 16
- Winkelausgleichselement
- 18
- Gelenkteil
- 20
- Gelenkteil
- 22
- Wälzkörper
- 24
- Gehäuse
- 26
- Wälzlager
- 28
- Drehachse
- 30
- Verbindungseinrichtung
- 32
- Bundmutter
- 34
- Zentralmutter
- 36
- Adapterelement
- 38
- Verzahnung
- 40
- Verzahnung
- 42
- Verzahnung
- 44
- Verzahnung
- 46
- Gewinde
- 48
- Gewinde
- 50
- Zentrierzapfen
- 52
- Zentrieröffnung
- 54
- Zahn
- 56
- Zahn
- 58
- Ring
- 60
- Staubschutzkappe
- 62
- Radialwellendichtring
- 64
- Dichtungselement
- 66
- Deckel
- W
- Winkel
- S
- Spalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2534684 A1 [0002, 0005]
