DE19506517A1 - Wellenkupplungsaufbau einer Antriebswelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen einen Wellenkupplungs­ aufbau, und insbesondere einen Wellenkupplungsaufbau einer Antriebswelle oder dergleichen. Im speziellen betrifft die Erfindung den Typ eines Wellenkupplungsaufbaus, welcher ein innenkerbverzahntes rohrförmiges Element und ein außenkerb­ verzahntes Wellenelement aufweist, welche kerbverbunden sind.

Bei einem VH (vorne ist der Motor, hinten wird angetrieben) Kraftfahrzeug, gemäß dem Stand der Technik, wird eine An­ triebswelle eingesetzt, welche Kraft von einem Motor (insbe­ sondere einem mit dem Motor verbundenen Getriebe), welcher in einem vorderen Bereich des Kraftfahrzeuges montiert ist, auf das Differential für die Hinterräder übertragen. Die Hinterräder sind mit einem hinteren Teil des Kraftfahrzeuges durch Aufhängungseinrichtungen verbunden. Um die Kraftüber­ tragung vom Getriebe zum Differential zu gewährleisten werden gewöhnlicherweise zwei, d. h. ein vorderes und ein hinteres Universalgelenk verwendet. Das vordere Gelenk ver­ bindet das vordere Ende der Antriebswelle mit einer Abriebs­ des Getriebes. Das hintere Gelenk verbindet das hin­ tere Ende der Antriebswelle mit einer Antriebswelle des Differentials. D.h. die beiden Universalgelenke kompensieren Winkeländerungen eines Antriebsstranges vom Getriebe zum Differential.

Einige Antriebswellen sind geteilt, und weisen zwei Teile auf, welche durch eine Kerbverbindung gekoppelt sind, um Änderungen über die komplette Länge des Antriebsstranges während der Kraftfahrzeugbewegung zu kompensieren.

Jedoch neigen geteilte Antriebswellen dazu, ein Spiel zwi­ schen den beiden (Wellen-)Teilen durch deren Aufbau zu bewirken. Das Spiel kann deutliche Geräusche erzeugen, wenn ein intermitierendes Drehmoment vom Motor und/oder Vibrationen von der Fahrzeugkarosserie aufgebracht werden.

Eine Maßnahme zum Lösen eines derartigen Problems wurde durch die japanische erste vorläufige Gebrauchsmusterver­ öffentlichung 60-185725 vorgeschlagen. Bei dieser Maßnahme wird ein elastisch verformbares Kunststoffelement zwischen die kerbverzahnt-gekoppelten Bereiche der beiden Teile preß­ gepaßt, um das unerwünschte Spiel zu eliminieren, oder zu­ mindest zu minimieren. Jedoch hat selbst diese Maßnahme bei der Zufriedenstellung der Benutzer fehlgeschlagen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Wellenkupplungsaufbau der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher die Anforde­ rungen der Benutzer erfüllen kann.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; die Unteransprüche haben bevorzugte Ausgestaltungsformen zum Inhalt.

Erfindungsgemäß wird ein Wellenkupplungsaufbau einer An­ triebswelle oder dergleichen geschaffen, welcher frei von oben ausgeführtem Spiel und einfach montierbar ist.

Erfindungsgemäß wird ein Wellenkupplungsaufbau geschaffen, mit einer innenkerbverzahnten Innenwelle, einer außen­ kerbverzahnten Außenwelle, wobei die Außenwelle koaxial in der Innenwelle aufgenommen ist, um zwischen den beiden Wel­ len eine Kerbverbindung auszubilden und einem Spiel-Unter­ drückungselement, welches zwischen den Außen- und Innenwel­ len angeordnet ist, um ein zwischen den Wellen bestehendes relatives Spiel zu unterdrücken, wobei das Spiel-Unter­ drückungselement ein längliches Element aufweist, welches sich in und entlang einer axial verlaufenden Nut erstreckt, welche zwischen den Außen- und Innenwellen festgelegt ist, sowie einen am länglichen Element ausgebildeten Hakenbe­ reich, welcher lösbar an einer der Außen- und Innenwellen befestigt ist; und eine am länglichen Element ausgebildete Vorspannungseinrichtung, welche die Außen- und Innenwellen in radial entgegengesetzte Richtungen vorspannt.

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Es zeigt:

Fig. 1 teilweise eine Schnittansicht einer Antriebswellen­ einheit mit einem Wellenkupplungsaufbau gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches der Antriebswelleneinheit, welcher durch den Pfeil "II" in Fig. 1 gekennzeichnet ist;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von Fig. 2;

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des vorderen Endbereiches einer kerbverzahnten Welle (oder kerbverzahnten Außenwelle), welche einen Teil des Wellenkupplungsaufbaus des ersten Ausführungs­ beispiels bildet;

Fig. 6 eine schematische Ansicht des Wellenkupplungsaufbaus des ersten Ausführungsbeispiels, welche deren Kenn­ zeichen hervorgehoben darstellt;

Fig. 7 eine Fig. 5 ähnliche Ansicht, es wird jedoch eine andere kerbverzahnte Welle (oder kerbverzahnte Außenwelle) dargestellt, welche einen Teil eines Kupplungswellenaufbaus eines zweiten Ausführungsbei­ spiels der Erfindung darstellt;

Fig. 8 eine Fig. 6 ähnliche Ansicht, es wird jedoch der Wellenkupplungsaufbau des zweiten Ausführungsbei­ spieles hervorgehoben dargestellt;

Fig. 9 eine Fig. 2 ähnliche Ansicht, es wird jedoch ein Wellenkupplungsaufbau eines dritten Ausführungsbei­ spiels der Erfindung dargestellt;

Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie X-X von Fig. 9;

Fig. 11, 12 und 13 eine Seitenansicht, eine Vorderansicht und eine Draufsicht einer Spiel-Unterdrückungsstan­ ge, welche im dritten Ausführungsbeispiel eingesetzt wird;

Fig. 14 eine Fig. 4 ähnliche Ansicht, es wird jedoch ein Wellenkupplungsaufbau eines vierten Ausführungsbei­ spiels der Erfindung dargestellt;

Fig. 15 eine vergrößerte Ansicht eines Teil des Wellenkupp­ lungsaufbaus von Fig. 14;

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht einer im vierten Aus­ führungsbeispiel eingesetzten Spiel-Unterdrückungs­ stange;

Fig. 17 eine Fig. 15 ähnliche Ansicht, es wird jedoch ein Wellenkupplungsaufbau eines fünften Ausführungsbei­ spiels der Erfindung dargestellt;

Fig. 18 eine perspektivische Ansicht einer im fünften Aus­ führungsbeispiel eingesetzten Spiel-Unterdrückungs­ stange; und

Fig. 19 und 20 perspektivische Ansichten weiteren Spiel-Un­ terdrückungsstangen, welche bei der vorliegenden Er­ findung einsetzbar sind.

Im folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung detailliert beschrieben.

Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist auf eine Antriebswelleneinheit für VH Kraftfahrzeuge gerichtet, welche einen erfindungsgemäßen, darin aufgenommenen Wellen­ kupplungsaufbau aufweist.

Bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 6, insbesondere Fig. 1, wird eine Antriebswelleneinheit 10 mit einem darin aufgenommenen Wellenkupplungsaufbau eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, umfaßt die Antriebswelleneinheit 10 eine Antriebswelle 12, ein vorderes Universalgelenk 11, welches mit einem vorderen Ende der Antriebswelle 12 ver­ bunden ist, und ein hinteres Universalgelenk 17, welches mit einem hinteren Ende der Antriebswelle 12 gekoppelt ist. Obwohl in der Zeichnung nicht dargestellt, ist das vordere Universalgelenk 11 mit einer Abriebswelle eines Getriebes und das hintere Universalgelenk 17 mit einer Antriebswelle eines Differentials verbunden.

Die Antriebswelle 12 umfaßt einen ersten zylindrischen Teil (14a + 14b) und einen zweiten zylindrischen Teil 16, welche auf kerbverzahnte Weise, wie aus der nachfolgenden Beschrei­ bung ersichtlich wird, verbunden sind.

Das erste zylindrische Teil (14a + 14b) umfaßt einen rohr­ förmigen Bereich 14a mit kleinerem Durchmesser und einen rohrförmigen Bereich 14b mit größerem Durchmesser, welche koaxial verbunden sind, um ein längliches, abgestuftes, rohrförmiges Gefüge, wie dargestellt, auszubilden. Die Öff­ nung bzw. Bohrung des rohrförmigen Bereiches 14a mit klei­ nerem Durchmesser ist mit mehreren Kerbverzahnungen 13 ausgebildet.

Der zweite zylindrische Teil 16 ist um seine Außenoberfläche mit mehreren Kerbverzahnungen 15 ausgestaltet. Der zweite zylindrische Teil 16 ist in der Öffnung des rohrförmigen Bereiches 14a mit kleinerem Durchmesser des ersten zylind­ rischen Teils (14a + 14b) aufgenommen, so daß eine Kerbver­ zahnungs-Verbindung zwischen den beiden Teilen bewirkt wird. Somit können die beiden Teile 16 und (14a + 14b) entsprechend einer Einheit zusammen um ihre gemeinsame Achse rotieren, während dazwischen ein relativer Versatz in Richtung der gemeinsamen Achse ermöglicht wird.

Zum einfacheren Verständnis wird der innenkerbverzahnte, rohrförmige Bereich 14a mit kleinerem Durchmesser des ersten zylindrischen Teils (14a + 14b) als "Innenwelle" und der außenkerbverzahnte zweite zylindrische Teil 16 im folgenden als "Außenwelle" bezeichnet.

Wie aus den Fig. 2, 3 und 4 ersichtlich, ist eine sogenannte "Spiel-Unterdrückungsstange" 18 in einen dünnen ringförmigen Raum eingeführt, welcher zwischen der Innenwelle 16 und der Außenwelle 14a des zylindrischen Teils (14a + 14b) festge­ legt ist. Der Raum ist mit Schmiermittel gefüllt. In diesem ersten Ausführungsbeispiel wird ein elastischer Stahldraht als Spiel-Unterdrückungsstange 18 eingesetzt.

Wie die Fig. 2 und 4 zeigen, erstreckt sich die längliche Spiel-Unterdrückungsstange in und entlang einer von mehreren längsverlaufenden Nuten 15a der Außenwelle 16, wobei jede Nut 15a zwischen zwei benachbarten Kerbverzahnungen 15 festgelegt ist. Vorzugsweise verläuft die Spiel-Unterdrüc­ kungstange 18 über die komplette Länge der Nut 15a.

Eine der Kerbverzahnungen 13 der Innenwelle 14a, welche in die ausgewählt verlaufende Nut 15a eingreifen würde, wurde entfernt, um die Spiel-Unterdrückungsstange 18 aufzunehmen. Somit sind die beiden Nuten 13a, zwischen welchen die Kerb­ verzahnung entfernt wurde, derart miteinander verschmolzen, daß sie eine breitere Nut 13a′, wie aus den Fig. 3 und 4 er­ sichtlich, bilden.

Bei dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel hat die In­ nenwelle 14a an einer diametral gegenüberliegenden Position eine weitere breitere Nut 13a′′ aus Gründen, welche nach­ folgend ersichtlich werden.

Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, ist das vordere Ende der Spiel-Unterdrückungsstange 18 rechtwinklig radial nach innen umgebogen, um einen Hakenbereich 20 auszubilden, welcher in einer Eingriffsöffnung 19 steckt, die an der Grundfläche der Innenwelle 16 ausgebildet ist. Somit wird die Stange 18 durch die Außenwelle 16, selbst wenn der relative Versatz zwischen der Außenwelle 16 und der Innen­ welle 14a auftritt, gehalten bzw. das Halten wird wiederum beibehalten.

Die Spiel-Unterdrückungsstange 18 ist, wie in Fig. 2 darge­ stellt, mit zwei nach außen erhobenen Bereichen 21 ausgebil­ det, von denen jeder elastisch gegen die Grundfläche der breiteren Nut 13a′ der Innenwelle 14a gedrückt wird.

Jeder erhabene bzw. erhobene Bereich 21 der Spiel-Unter­ drückungsstange 18 verläuft, wie in Fig. 5 dargestellt, über das Oberteil der benachbarten Kerbverzahnung 15 der Außen­ welle 16, wenn keine Belastung auf die erhöhten Bereiche 21 wirkt bzw. aufgebracht wird.

Somit werden die erhöhten Bereiche 21 der Spiel-Unter­ drückungsstange 18 komprimiert, wenn die Stange 18 in die richtige Stellung in der oben genannten Weise gesetzt wird und folglich erzeugen die erhöhten Bereiche 21 eine Vorspan­ nungskraft, durch welche die Außenwelle 16 und die Innen­ welle 14 in entgegengesetzte Richtungen, wie aus Fig. 6 ersichtlich, vorgespannt werden. Das heißt, die Außenwelle 16 wird in Fig. 4 entsprechend der Vorspannungskraft nach unten vorgespannt, während die Innenwelle 14a nach oben vor­ gespannt wird. Durch diese Kraft werden die beiden Elemente vorgespannt und drücken gegeneinander. Hierdurch wird das Spiel der Außenwelle 16 relativ zur Innenwelle 14a und vice versa unterdrückt oder zumindest minimiert.

Da die Dicke der Spiel-Unterdrückungsstange 18 bis zu einem der Höhe der entfernten Kerbverzahnung der Innenwelle 14a entsprechenden Grad erhöhbar ist, wird die Lebensdauer bzw. Haltbarkeit der Spiel-Unterdrückungsstange 18 sicherge­ stellt.

Kunststoffe und Verbundkunststoffe sind als Material für die Spiel-Unterdrückungsstange 18 verwendbar, sofern sie eine ausreichende Elastizität und einen ausreichenden Verschleiß­ widerstand aufweisen. Obwohl in dem oben ausgeführten Aus­ führungsbeispiel die Spiel-Unterdrückungsstange 18 zwei er­ höhte Bereiche 21 aufweist, ist die Anzahl der erhöhten Be­ reiche 21 nicht auf zwei begrenzt. Das heißt, die Stange 18 kann sowohl einen erhöhten Bereich als auch mehr wie zwei erhöhte Bereiche aufweisen, sofern sie eine geeignete Vor­ spannungskraft für das Unterdrücken des Spieles erzeugen können.

Bezugnehmend auf die Fig. 7 und 8, insbesondere auf Fig. 7, wird eine Außenwelle 16 dargestellt, welche einen Teil eines Wellenkupplungsaufbaus eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung darstellt.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden zwei Spiel- Unterdrückungsstangen 22 und 23 eingesetzt, welche jeweils in diametral gegenüberliegenden Nuten 15a und 15a′ der Außenwelle aufgenommen sind. Jede Nut 15a oder 15a′ ist zwischen den zwei benachbarten Kerbverzahnungen 15 festge­ legt. Um diese beiden Spiel-Unterdrückungsstangen 22 und 23 aufzunehmen wurden, wie in Fig. 4 dargestellt, zwei diame­ tral gegenüberliegende Kerbverzahnungen 13 der Innenwelle 14a des ersten zylindrischen Teils (14a + 14b), welche in die ausgewählte Nut in 15a und 15a′ eingreifen würden, ent­ fernt. Somit hat in diesem zweiten Ausführungsbeispiel, wie dargestellt, die Innenwelle 14a zwei breitere Nuten 13a′ und 13a′′.

Das vordere Ende 20 jeder Stange 22 und 23 ist rechtwinklig radial nach innen gebogen und steckt in Eingriffsöffnungen 19, welche in der Außenwelle 16 ausgebildet sind.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, ist die Spiel-Unterdrückungs­ stange 22 an ihrem Vorderteil mit einem erhöhten Bereich 24a und die andere Spiel-Unterdrückungsstange 23 an ihren Rück­ teil mit einem erhobenen Bereich 24b ausgebildet.

Wenn die Spiel-Unterdrückungsstangen 22 und 23 in die ent­ sprechenden Positionen auf oben dargestellte Weise gesetzt werden, werden die erhobenen Bereiche 24a und 24b der Stangen 22 und 23 elastisch gegen die Grundflächen der dia­ metral gegenüberliegenden breiteren Nuten 13a′ und 13a′′ der Innenwelle 14a gedrückt. Somit wird die Außenwelle 16 rela­ tiv zur Innenwelle 14a und umgekehrt vorgespannt. Da die erhöhten Bereiche 24a und 24b in Axialrichtung in unter­ schiedlichen Positionen angeordnet sind spannt das Zusammen­ drücken der erhöhten Bereiche 24a und 24b die Außenwelle 16 vor, so daß sie sich in Richtung des Pfeils "B" um den Punkt "P", wie aus Fig. 7 ersichtlich, dreht. Das heißt, die Außenwelle 16 wird aufgrund der Vorspannungskraft entgegen dem Uhrzeigersinn um den Punkt "P" vorgespannt, während die In­ nenwelle 14a in Uhrzeigerrichtung um den Punkt "P" vorge­ spannt wird. Die Vorspannungskraft wirkt derart, daß sie die beiden Wellen 16 und 14a vorspannt, um einen festen gekrümm­ ten Aufbau auszubilden und unterdrückt oder zumindest mini­ miert somit das Spiel der Außenwelle 16 relativ zur Innen­ welle 14a und umgekehrt.

Die Verwendung der beiden Spiel-Unterdrückungsstangen 22 und 23 in diesem zweiten Ausführungsbeispiel führt eine ausge­ glichene Anordnung zwischen der Außen- und Innenwellen 16 und 14a herbei.

Bezugnehmend auf die Fig. 9 und 10, insbesondere Fig. 9, wird teilweise ein Wellenkupplungsaufbau eines dritten Aus­ führungsbeispiels der Erfindung dargestellt.

Der Wellenkupplungsaufbau dieses dritten Ausführungsbei­ spiels ist im wesentlichen der gleiche wie der des oben ausgeführten ersten Ausführungsbeispiels, ausgenommen dem folgenden.

Das heißt, beim dritten Ausführungsbeispiel wird die Spiel- Unterdrückungsstange 25 gehalten durch oder eingehakt in die Innenwelle 14a des ersten zylindrischen Teils (14a + 14b).

Das vordere Ende der Stange 25 ist rechtwinklig radial nach außen gebogen, um einen Hakenbereich 20 auszubilden, wel­ cher, wie aus der Zeichnung ersichtlich, in einer Eingriffs­ öffnung 26 steckt, die in der Innenwelle 14a ausgebildet ist, um die Spiel-Unterdrückungsstange 25 zu halten.

Die Spiel-Unterdrückungsstange 25 ist mit zwei nach innen gerichteten, gehobenen Bereichen 27 ausgebildet, von denen jeder elastisch gegen die Grundfläche der Nut 15a der Außen­ welle 16 gedrückt wird. Das heißt die beiden erhöhten Be­ reiche 27 der Stange 25 werden zusammengedrückt, wenn die Spiel-Unterdrückungsstange 25 in die richtige Position ge­ setzt wird, so daß eine Vorspannungskraft erzeugt wird, durch welche die beiden Wellen 14a und 16 in entgegengesetz­ te Richtungen vorgespannt werden. Somit wird ein unerwünsch­ tes Spiel dieser beiden Wellen unterdrückt oder zumindest minimiert.

Wenn der kerbverzahnte Bereich der Außenwelle 16 einem Induktionshärten zum Aushärten der Kerbverzahnungen 15 unterworfen wird, kann ein Verschleiß der Grundfläche der Nut 15a der Außenwelle 16 durch die beiden erhöhten Bereiche 27 verringert werden.

Bezugnehmend auf die Fig. 11, 12 und 13 wird eine Spiel- Unterdrückungsstange 25′ dargestellt, welche als Ersatz für die Stange 25 des dritten Ausführungsbeispiels einsetzbar ist. Das heißt, wie in Fig. 12 dargestellt, die beiden nach innen gerichteten erhöhten bzw. abgesenkten Bereiche 27 der Spiel-Unterdrückungsstange 25′ werden in Lateralrichtung geneigt, um zwischen den beiden erhöhten Bereichen einen bestimmten Winkel "2Θ" festzulegen.

Das heißt in Fig. 12 ist ein erhöhter Bereich 27′ um Θ von einer Vertikalebene "P" nach links geneigt und der andere erhöhte Bereich 27′ ist um "Θ" von der Vertikalebene "P" nach rechts geneigt.

Bei dieser Modifikation können die beiden erhöhten Bereiche 27′ eine ersichtliche Breite "W" aufweisen, welche aus­ reicht, um einen Druckkontakt der Bereiche 27′ mit gegen­ überliegenden Seitenwänden der Nut 15a der Außenwelle 16 auszuüben. Somit wird das Spiel der Außenwelle 16 in Rich­ tung um ihre Achse weiter unterdrückt, zusätzlich zur Unter­ drückung des Spiels in Radialrichtung.

Wenn die beiden erhöhten Bereiche 27′ in die gleiche Rich­ tung geneigt sind, um die Außenwelle 16 in eine Richtung um die Achse der Außenwelle 16 relativ zur Innenwelle 14a vor­ zuspannen, kann das intermitierende Drehmoment vom Motor wirkungsvoll durch den Wellenkupplungsaufbau absorbiert werden.

Bezugnehmend auf die Fig. 14, 15 und 16, insbesondere Fig. 14, wird ein Wellenkupplungsaufbau eines vierten Ausfüh­ rungsbeispiels der Erfindung dargestellt.

Wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, werden im vierten Ausfüh­ rungsbeispiel drei Spiel-Unterdrückungsstangen 28 einge­ setzt, welche in drei gleich beabstandete Nuten 15a, 15a′ und 15a′′ der Außenwelle 16 aufgenommen sind. Das heißt, die drei Nuten 15a, 15a′ und 15a′′ sind um 120° voneinander beab­ standet. Um die drei Spiel-Unterdrückungsstangen 28 auf zu­ nehmen, wurden drei gleich beabstandete Kerbverzahnungen der Innenwelle 14a des ersten zylindrischen Teils (14a + 14b) entfernt, welche in die drei Nuten 15a, 15a′ und 15a′′ ein­ greifen würden. Somit hat, wie dargestellt, in diesem vier­ ten Ausführungsbeispiel die Innenwelle 14a drei breitere Nuten 13a, 13a′ und 13a′′.

Die drei Spiel-Unterdrückungsstangen 28 sind identisch aus­ gebildet, von denen eine in Fig. 16 dargestellt ist.

Die Stange 28 hat im wesentlichen ein längliches Grundplat­ tenelement 29, ein elastisches Blockelement 30, welches an dem Grundplattenelement 29 befestigt ist, und einen Stift 32, welcher an einem Ende des Grundplattenelementes 29 mon­ tiert ist. Das Grundplattenelement 29 ist aus einem Kunst­ stoff oder dergleichen aufgebaut, welcher einen geringeren Reibungskoeffizienten aufweist, und das elastische Block­ element 30 besteht aus flexiblem Gummi, flexiblem Schaum­ kunststoff oder dergleichen. Das elastische Blockelement 30 hat Seitenwände 30a und 30b, welche zueinander geneigt sind. Das elastische Blockelement 30 ist mit einer längsverlaufen­ den Nut 33 ausgebildet, um die Flexibilität des elastischen Blockelementes 30 einzustellen.

Wenn keine Belastung aufgebracht wird, weist die Spiel-Un­ terdrückungsstange 28 eine Dicke auf, die ein wenig größer ist, als die Höhe der Kerbverzahnungen 15 der Außenwelle 16.

Wie aus Fig. 15 ersichtlich ist im zusammengebauten Zustand die Spiel-Unterdrückungsstange 28 mit einem Paßfitz in die Nut 15a der Außenwelle 16 eingefügt und drückt das Grund­ plattenelement 29 gegen die Grundfläche der breiteren Nut 13a der Innenwelle 14a. Das heißt, im montierten Zustand steckt der Stift 32 in einer Eingriffsöffnung 31, welche in der Außenwelle 16 ausgebildet ist und das elastische Block­ element 30 wird in der Nut 15a elastisch zusammengedrückt und drückt die geneigten Seitenwände 30a und 30b gegen die geneigten gegenüberliegenden Seitenwände der Nut 15a.

Somit werden die elastischen Blockelemente 30 dieser Stangen 28 zusammengedrückt, wenn die drei Spiel-Unterdrückungs­ stangen 28 in der oben beschriebenen Weise in entsprechende Positionen gesetzt wurden. Die elastischen Blockelemente 30 erzeugen somit eine Vorspannungskraft, mittels welcher die Außenwelle 16 vorgespannt wird, um eine Mittelposition mit Bezug auf die Innenwelle 14a einzunehmen. Das heißt die Außenwelle 16 wird eng aber elastisch durch die Innenwelle 14a gehalten, wobei die drei Stangen 28 dazwischen elastisch komprimiert werden. Folglich wird ein unerwünschtes Spiel zwischen den beiden Wellen 16 und 14a unterdrückt oder zumindest minimiert.

Da die drei Spiel-Unterdrückungsstangen 28 mit gleich beab­ standeten Distanzen angeordnet sind, wird eine ausgeglichene Anordnung zwischen den beiden Wellen 16 und 14a mit einem höheren Sicherheitsgrad erreicht.

Falls erwünscht, können mehr als drei Spiel-Unterdrückungs­ stangen 28 mit gleich beabstandeten Distanzen angeordnet werden.

Es ist festzuhalten, daß in diesem vierten Ausführungsbei­ spiel jede Spiel-Unterdrückungsstange 28 sowohl die Außen­ als auch die Innenwellen 16 und 14a in einer sogenannten "Oberfläche auf Oberfläche" - berührenden Weise berühren darf. Somit kann die Größe und die Flexibilität des elasti­ schen Blockelementes 30 die schlechte Orientierung bzw. Lage der Eingriffsöffnung 31 kompensieren, wenn die Eingriffsöff­ nung 31 nicht adäquat ausgerichtet ist, und folglich kann eine ausreichende Vorspannungskraft durch jede der Spiel-Un­ terdrückungsstangen 28 erzeugt werden.

Falls erwünscht, können die Außenoberfläche des Grundplat­ tenelementes 29 und die Innenoberfläche des elastischen Blockelements 30 in Übereinstimmung mit der gekrümmten Form der Grundfläche der breiteren Nut 13a der Innenwelle 14a und der Grundfläche der Nut 15a der Außenwelle 16 gebogen sein.

Bezugnehmend auf die Fig. 17 und 18, insbesondere Fig. 17, wird ein Wellenkupplungsaufbau eines fünften Ausführungsbei­ spiels der Erfindung dargestellt.

Da der Wellenkupplungsaufbau dieses Ausführungsbeispiels im wesentlichen der gleiche ist, wie der des oben genannten vierten Ausführungsbeispiels, ausgenommen der Spiel-Unter­ drückungsstangen 34, werden nachfolgend lediglich die Stangen 34 detailliert beschrieben.

Die Spiel-Unterdrückungsstangen 34 weisen eine identische Form auf, von denen eine in Fig. 18 dargestellt ist. Die Stange 34 umfaßt ein längliches Grundelement 35 mit recht­ eckigem Querschnitt, ein geringe Reibung aufweisendes, äußeres Plattenelement 36, welches an einer Außenoberfläche des Grundelementes 35 befestigt ist, und ein elastisches inneres Plattenelement 30, welches an der Innenoberfläche des Grundelements 35 montiert ist. Das längliche Grundele­ ment 35 ist aus einem Metall aufgebaut und hat einen schlan­ ken Endbereich, welcher rechtwinklig umgebogen ist, um einen Stiftbereich 37 auszubilden. Das äußere Plattenelement 36 besteht aus Teflon (Warenzeichen) oder dergleichen, welches einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat. Das innere Plat­ tenelement 30 besteht aus flexiblem Gummi, flexiblem Schaum­ kunststoff oder dergleichen.

Wie die Fig. 17 zeigt, ist im montierten Zustand die Spiel- Unterdrückungsstange 34 mit Paß-Sitz in die Nut 15a der Außenwelle 16 eingefügt und drückt das äußere Plattenelement 36 gegen die Grundfläche der breiteren Nut 13a der Innen­ welle 14a. Das heißt, der Stiftbereich 37 steckt im einge­ bauten Zustand in einer Eingriffsöffnung 31, welche in der Außenwelle 16 ausgebildet ist und das elastische innere Plattenelement 30 wird gegen die Grundfläche der Nut 15a gedrückt.

Somit werden die elastischen inneren Plattenelemente 30 zusammengedrückt, wenn die drei Spiel-Unterdrückungsstangen 34 in die entsprechende Position in oben genannter Weise gesetzt werden, und folglich erzeugen sie eine Vorspan­ nungskraft, durch welche die Außenwelle 16 vorgespannt wird, um eine Mittelposition mit Bezug auf die Innenwelle 14a einzunehmen.

Aufgrund der Aufbaueigenschaften hat der Wellenkupplungsauf­ bau des fünften Ausführungsbeispieles im wesentlichen die gleichen Vorteile wie die des vierten Ausführungsbeispiels der Fig. 14 bis 16.

Bezugnehmend auf Fig. 19 wird eine Spiel-Unterdrückungs­ stange 38 dargestellt, welche im fünften Ausführungsbeispiel von Fig. 17 verwendbar ist.

Die Spiel-Unterdrückungsstange 38 hat ein längliches Grund­ element 35 mit rechteckigem Querschnitt, ein niedere Reibung aufweisendes äußeres Plattenelement 36, welches an einer Außenoberfläche des Grundelementes 35 befestigt ist, und mehrere elastische Innenelemente 39, welche zueinander aus­ gerichtet und voneinander beabstandet sind. Das längliche Grundelement 35 hat einen schlanken Endbereich, welcher rechtwinklig umgebogen ist, um einen Stiftbereich 37 auszu­ bilden.

Im zusammengebauten Zustand steckt der Stiftbereich 37 in der Eingriffsöffnung 31 (sh. Fig. 17) der Außenwelle 16, wird das äußere Plattenelement 36 gegen die Grundfläche der breiteren Nut 13a der Innenwelle 14a gedrückt und werden die elastischen Innenelemente 39 gegen die Grundfläche der Nut 15a der Außenwelle 16 gedrückt.

Da die elastischen Innenelemente 39 voneinander beabstandet sind, können sie wirkungsvoll ohne Störungen oder Beeinflus­ sungen komprimiert werden.

Bezugnehmend auf Fig. 20 wird eine weitere Spiel-Unter­ drückungsstange 40 gezeigt, welche auch in dem fünften Aus­ führungsbeispiel von Fig. 17 einsetzbar ist.

Die Spiel-Unterdrückungsstange 40 weist ein längliches Grundelement 41 mit rechteckigem Querschnitt, mehrere ela­ stische Innenelemente 39, welche an einer Innenoberfläche des Grundelements 41 befestigt sind und ein Stiftelement 32, welches an einem Zwischenbereich des Grundelements 41 befestigt ist, auf. Das Grundelement 41 ist aus einem Kunst­ stoff oder dergleichen mit geringer Reibung aufgebaut.

Im montierten Zustand steckt das Stiftelement 32 in der Eingriffsöffnung 31 (sh. Fig. 17) der Außenwelle 16, wird die Außenoberfläche des Grundelementes 41 gegen die Grund­ fläche der breiteren Nut 13a der Innenwelle 14a gedrückt und werden die elastischen Innenelemente 39 gegen die Grund­ fläche der Nut 15a der Außenwelle 16 gedrückt.

Da das Stiftelement 32 mit dem Zwischenbereich des Grundele­ ments 41 verbunden ist, kann jegliche Belastung, welche sich auf das Stiftelement 32 konzentriert, gedämpft bzw. abge­ schwächt werden und die Verbindung der Spiel-Unterdrückungs­ stange 40 mit der Außenwelle 16 wird erheblich mehr ge­ sichert.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß erfindungsgemäß ein Wellenkupplungsaufbau für eine kerbverzahnte Antriebswelle 12 ausgebildet wird, mit einer innenkerbverzahnten Innen­ welle 14a und einer außenkerbverzahnten Außenwelle 16, wel­ che koaxial in der Innenwelle 14a aufgenommen ist, um eine Kerbverzahnungs-Verbindung zwischen den beiden Wellen 14a, 16 auszubilden. Ferner ist ein Spiel-Unterdrückungselement 18 angeordnet, welches zwischen den Außen- und Innenwellen 16, 14a zum Unterdrücken eines relativen Spiels zwischen der Außenwelle 16 und der Innenwelle 14a angeordnet ist. Das Spiel-Unterdrückungselement 18 weist ein längliches Element 29 auf, welches sich in und entlang einer axial verlaufenden Nut 15a, 33 erstreckt, die zwischen den Außen- und Innen­ wellen 16, 14a festgelegt ist. Ein am länglichen Element 29 angeordneter Hakenbereich 20 ist an einer der Außen- und Innenwellen 16, 14a befestigt. Ferner ist eine Vorspannungs­ einrichtung 21 am länglichen Element 29 angeordnet. Die Vor­ spannungseinrichtung 21 spannt die Außen- und Innenwellen 16, 14a in radial entgegengesetzte Richtungen vor.

Claims (23)

1. Wellenkupplungsaufbau, mit:

• - einer innenkerbverzahnten Innenwelle (14a);
• - einer außenkerbverzahnten Außenwelle (16), wobei die Außenwelle (16) koaxial in der Innenwelle (14a) auf­ genommen ist, um zwischen den beiden Wellen (14a, 16) eine Kerbverbindung auszubilden;
• - einem Spiel-Unterdrückungselement (18, 22, 23, 25, 28, 34, 38, 40), welches zwischen den Außen- und Innenwel­ len (16, 14a) angeordnet ist, um ein zwischen den Wellen bestehendes relatives Spiel zu unterdrücken, wobei das Spiel-Unterdrückungselement (18, 22, 23, 25, 28, 34, 38, 40):
• - ein längliches Element (29, 35, 41), welches sich in und entlang einer axial verlaufenden Nut (15a, 33) erstreckt, welche zwischen den Außen- und Innenwellen (16, 14a) festgelegt ist;
• - einen am länglichen Element (29, 35, 41) ausgebildeten Hakenbereich (20, 27, 32, 37), welcher lösbar an einer der Außen- und Innenwellen (16, 14a) befestigt ist; und
• - eine am länglichen Element (29, 35, 41) ausgebildete Vorspannungseinrichtung (21, 24a, 24b, 27, 30, 39), welche die Außen- und Innenwellen (16, 14a) in radial entgegengesetzte Richtungen vorspannt, aufweist.

2. Wellenkupplungsaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich das Spiel-Unterdrückungselement (18, 22, 23, 25, 28, 35, 38, 40) in und entlang einem axial verlaufenden länglichen Raum erstreckt, welcher zwischen den Außen- und Innenwellen (16, 14a) festgelegt ist, wobei der axial verlaufende längliche Raum:

• - eine Einrichtung zum Festlegen einer axial verlaufen­ den Nut (15a), welche zwischen benachbarten Kerbver­ zahnungen (15) der Außenwelle (16) festgelegt ist; und
• - eine Einrichtung zum Festlegen einer axial verlaufen­ den Nut (13a) aufweist, welche zwischen benachbarten Kerbverzahnungen (13) der Innenwelle (14a) festgelegt ist.

3. Wellenkupplungsaufbau nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nut (13a) der Innenwelle (14a) derart dimensioniert ist, daß sie benachbarte Kerbverzahnungen (15) der Außenwelle (16) aufnehmen kann.

4. Wellenkupplungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Außen- und Innen­ wellen (16, 14a) mit einer Eingriffsöffnung (19, 26, 31) ausgebildet ist, in welche der Hakenbereich (20, 27, 32, 37) des Spiel-Unterdrückungselements (18, 22, 23, 25, 28, 34, 38, 40) eingreift.

5. Wellenkupplungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungseinrichtung (21, 24a, 24b, 27, 30, 39) mindestens einen radial er­ höhten Bereich (21, 27) des länglichen Elementes (29, 35, 41) aufweist, wobei der erhöhte Bereich zwischen den Außen- und Innenwellen (16, 14a) zusammengedrückt wird.

6. Wellenkupplungsaufbau nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erhöhte Bereich (21, 27) zwischen einer Grundfläche der Nut (15a) der Außenwelle (16) und einer Grundfläche der Nut (13a) der Innenwelle (14a) zusammengedrückt wird.

7. Wellenkupplungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Element (29, 35, 41) aus einem Stahldraht aufgebaut ist und einen Endbereich aufweist, welcher rechtwinklig umgebogen ist, um den Hakenbereich (20, 27, 32, 37) auszubilden.

8. Wellenkupplungsaufbau nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erhöhten Bereiche (21, 27) in Lateralrichtungen mit Bezug auf das längliche Element (29, 35, 41) geneigt sind, um einen bestimmten Winkel dazwischen festzulegen.

9. Wellenkupplungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungseinrichtung (21, 24a, 24b, 27, 30, 39) ein elastisches Blockelement (30) aufweist, welches an dem länglichen Element befes­ tigt ist, wobei das elastische Blockelement (30) zusam­ mengedrückt wird, wenn das Spiel-Unterdrückungselement (18, 22, 23, 25, 28, 34, 38, 40) in geeigneter Form in den axial verlaufenden länglichen Raum angeordnet ist.

10. Wellenkupplungsaufbau nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elastische Blockelement (30) derart ausgestaltet ist, daß es in der Nut (15a) der Außenwelle (16) eng aufnehmbar ist.

11. Wellenkupplungsaufbau nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Blockelement (30) an seinem oberen Bereich mit einer Nut ausgebildet ist, um dessen Flexibilität einzustellen.

12. Wellenkupplungsaufbau nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Blockelement (30) aus flexiblem Gummimaterial oder flexiblem Schaum­ kunststoff aufgebaut ist.

13. Wellenkupplungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Element (29, 35, 41) ein Kunststoff-Grundplattenelement mit einem ge­ ringen Reibungskoeffizienten ist.

14. Wellenkupplungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungseinrichtung (21, 24a, 24b, 27, 30, 39) ein elastisches inneres Plat­ tenelement (30, 39) aufweist, welches an einer Ober­ fläche des länglichen Elementes (41) befestigt ist, wo­ bei das längliche Element (41) eine weitere Oberfläche aufweist, an welcher ein äußeres Plattenelement (36) mit einem geringen Reibungskoeffizienten befestigt ist, und das elastische innere Plattenelement (30, 39) kompri­ miert wird, wenn das Spiel-Unterdrückungselement (40) in geeigneter Form in dem axial verlaufenden länglichen Raum angeordnet ist.

15. Wellenkupplungsaufbau nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elastische innere Plattenelement (30, 39) gegen eine Grundfläche der Nut (15a) der Außenwelle (16) und das äußere Plattenelement (36) gegen eine Grundfläche der Nut (13a) der Innenwelle (14a) gedrückt wird.

16. Wellenkupplungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungseinrichtung mehrere elastische Innenelemente (39) aufweist, welche an einer Oberfläche des länglichen Elementes (41) be­ festigt sind, wobei das längliche Element (41) eine an­ dere Oberfläche aufweist, an welcher ein äußeres Plat­ tenelement (36) mit einem geringen Reibungskoeffizienten befestigt ist, und die elastischen Innenelemente (39) zusammengedrückt werden, wenn das Spiel-Unterdrückungs­ element (40) in geeigneter Form in dem axial verlaufen­ den länglichen Raum angeordnet ist.

17. Wellenkupplungsaufbau nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elastischen Innenelemente (39) gegen eine Grundfläche der Nut (15a) der Außenwelle (16) und das äußere Plattenelement (36) gegen eine Grundfläche der Nut (13a) der Innenwelle (14a) gedrückt werden.

18. Wellenkupplungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungseinrichtung (39) mehrere elastische Innenelemente (39) aufweist, welche an einer Oberfläche des länglichen Elementes (41) befestigt sind, wobei das längliche Element (41) aus einem Material mit einem geringen Reibungskoeffizienten aufgebaut ist.

19. Wellenkupplungsaufbau nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elastischen Innenelemente (39) gegen eine Grundfläche der Nut (15a) der Außenwelle (16) und die andere Oberfläche des länglichen Elementes (41) gegen eine Grundfläche der Nut (13a) der Innenwelle (14a) gedrückt werden.

20. Wellenkupplungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch ein weiteres Spiel-Unterdrückungs­ element (22, 23), wobei die beiden Spiel-Unterdrückungs­ elemente in entsprechenden axial verlaufenden länglichen Räumen aufgenommen sind, welche zwischen den Außen- und Innenwellen (16, 14a) an diametral gegenüberliegenden Positionen festgelegt sind.

21. Wellenkupplungsaufbau nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorspannungseinrichtung (21, 24a, 24b) einen radial erhöhten Bereich des länglichen Elementes (29) jedes Spiel-Unterdrückungselementes (22, 23) auf­ weist, wobei die erhöhten Bereich der beiden Spiel-Un­ terdrückungselemente in unterschiedlichen Positionen ausgebildet sind.

22. Wellenkupplungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch zwei weitere Spiel-Unterdrückungs­ elemente (28), wobei die drei Spiel-Unterdrückungs­ elemente (28) in entsprechenden axial verlaufenden länglichen Räumen aufgenommen sind, welche zwischen den Außen- und Innenwellen (16, 14a) an gleich beabstandeten Positionen mit Bezug auf die Axialrichtung der Außen­ welle (16) festgelegt sind.

23. Wellenkupplungsaufbau nach Anspruch 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorspannungseinrichtung (21, 24a, 24b) ein elastisches Blockelement (30) aufweist, welches an dem länglichen Element (29) jedes Spiel-Unterdrückungs­ elementes (28) befestigt ist.