DE19515103A1 - Vielkeilwellenverbindung - Google Patents
VielkeilwellenverbindungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine um eine Achse rotierbare Vielkeilwellenverbindung mit
sich parallel zu der Achse erstreckenden, ineinander eingreifenden Keilwellen
verzahnungen eines Innen- und eines Außenteils, von denen zumindest die eine
Keilwellenverzahnung eine festhaftende Beschichtung aus einem elastisch ver
formbaren Werkstoff trägt, die im Bereich der Flankenflächen der anderen Keil
wellenverzahnung zu Federkörpern verdickt und durch deren Flankenflächen in
Umfangsrichtung abgestützt ist.
Eine solche Vielkeilwellenverbindung ist aus der DE-OS 3 82 26 637 bekannt.
Dabei ist die Keilwellenverzahnung des Außenteils auf eine Blechhülse von an
gepaßtem Profil axialverschiebbar aufgeschoben, die einen radialen Abstand von
der Keilwellenverzahnung des Innenteils aufweist, wobei der durch den Abstand
gebildete Spalt vollständig mit Gummi ausgefüllt ist. Die Vielkeilwellenverbin
dung gestattet es nicht, Drehschwingungen der beiderseits angeschlossenen
Maschinenteile in befriedigender Weise zu isolieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vielkeilwellenverbindung der ein
gangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß sich eine verbesserte Iso
lierung von Drehschwingungen ergibt ohne die Längsverschiebbarkeit des Innen
teiles in bezug auf das Außenteil zu beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vielkeilwellenverbindung der ein
gangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 ge
löst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
Bei der erfindungsgemäßen Vielkeilwellenverbindung ist es vorgesehen, daß
zwischen der Beschichtung aus dem elastisch verformbaren Werkstoff und der
jeweils anderen Keilwellenverzahnung Pufferräume vorgesehen sind, in die die
Federkörper bei einer Relativverdrehung beider Keilwellenverzahnungen auszu
weichen vermögen. Die Elastizität des die Federkörper bildenden Werkstoffkör
pers kann hierdurch für die Isolierung von Drehschwingungen genutzt werden.
Zugleich ergibt sich die Möglichkeit, das Innenteil in bezug auf das Außenteil
während der bestimmungsgemäßen Verwendung in axialer Richtung zu ver
schieben. Die erfindungsgemäße Vielkeilwellenverbindung eignet sich dadurch in
ausgezeichneter Weise zur Verwendung im Bereich der Kfz-Technik, beispiels
weise in bezug auf die Wellenverbindung zwischen einem Hinterachsantrieb und
zwischen einem Getriebe.
Die Puffertaschen können an denjenigen Stellen der Keilwellenverzahnungen
vorgesehen sein, die jeweils den größten und/oder den kleinsten Abstand von
der Achse haben. Die eigentlichen Flankenflächen der Keilwellenverzahnungen
stehen dadurch ungeschmälert für die Übertragung eines Drehmomentes zur
Verfügung. In bezug auf die Gewährleistung einer guten Dauerhaltbarkeit ist das
von großem Vorteil.
Die Beschichtung kann zumindest an einem axialen Ende der Keilwellenverzah
nungen in gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Zentrierelemente überge
hend ausgebildet sein, wobei die Zentrierelemente im wesentlichen parallel zu
einander erstreckende Stützflächen des Innen- und des Außenteils aufeinander
abstützen. Radialgerichtete Ausweichbewegungen des Außenteils in bezug auf
das Innenteil lassen sich hierdurch unterdrücken. In bezug auf die Vermeidung
von betriebsbedingten Unwuchterscheinungen ist das von großem Vorteil.
Die Zentrierelemente haben nur den Zweck, das Innenteil konzentrisch in dem
Außenteil zu führen. Dazu ist Voraussetzung, daß sich während der bestim
mungsgemäßen Verwendung möglichst keine elastischen Deformierungen in ra
dialer Richtung ergeben. Die spezifische Querschnittsbelastung, bezogen auf
senkrecht zur Achse eingeleitete Kräfte, muß dementsprechend sehr gering be
messen sein, d. h. die Zentrierelemente müssen, quer zu dieser Richtung be
trachtet, einen möglichst großen Querschnitt haben.
Die Stützflächen sollen die Achse konzentrisch umschließen und möglichst Teil
bereiche von konzentrischen Ringflächen bilden. Hierdurch wird erreicht, daß
sich die Stützflächen auf dem relativ verdrehbaren Teil, bei dem es sich wahl
weise um das Innen- oder um das Außenteil handeln kann, gleitend zu verlagern
vermögen. In bezug auf eine gute Zentrierung des Innenteils in dem Außenteil ist
das von großem Vorteil.
Die Zentrierelemente können beim Einfügen des Innenteils in das Außenteils in
radialer Richtung elastisch vorgespannt werden, um eine noch bessere Zentrie
rung zu erreichen. In bezug auf die Vermeidung von Unwuchterscheinungen
während der bestimmungsgemäßen Verwendung ist das von Vorteil.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Zentrierele
mente von Freiräumen begrenzt sind, in die der sie bildende Werkstoffkörper bei
einer Relativverlagerung des Innen- und Außenteils auszuweichen vermag. Das
Innen- und das Außenteil sind bei einer solchen Ausführung nicht starr ineinan
der zentriert sondern in gewisser Weise nachgiebig, was es erleichtert, Überla
stungen unter Vermeidung von bleibenden Schäden aufzufangen.
Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die Zentrierelemente ineinander
übergehend ausgebildet sind und in einer Dichtlippe enden, die das relativ be
wegbare Innen- bzw. das Außenteil entlang eines in Umfangsrichtung geschlos
senen Dichtbandes anliegend berühren. Die Dichtlippe ist auf der der Außenluft
zugewandten Seite der Zentrierelemente angeordnet und verhindert, daß
Schmutz und Wasser aus der Umgebung in den Zwischenraum der Funktions
elemente der Vielkeilwellenverbindungen einzudringen vermögen. Für über lange
Zeiträume nahezu unveränderte Gebrauchseigenschaften der Vielkeilwellenver
bindungen ist das von großem Vorteil.
Sowohl das Innen- als auch das Außenteil bestehen bei der erfindungsgemäßen
Vielkeilwellenverbindung zweckmäßigerweise aus dünnwandigen Rohren. Diese
lassen sich, in Längsrichtung der Rohre betrachtet, relativ zueinander verschie
ben, ohne daß es der Aufwendung großer Kräfte bedarf. Dennoch werden Dreh
schwingungen in ausgezeichneter Weise isoliert, ohne daß es erforderlich ist,
separat erzeugte und montierte, elastische Kupplungen zur Anwendung zu brin
gen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen weiter verdeutlicht.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Vielkeilwellenverbindung der erfindungsgemäßen Art in
längsgeschnittener Darstellung.
Fig. 2 bis 4 Querschnitte der Vielkeilwellenverbindung gemäß Fig. 1 im Bereich
der Schnittebenen A-A bis B-B.
Die in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Vielkeilwellenverbindung 1 ist mit sich parallel zu
der Achse erstreckenden, ineinander eingreifenden Keilwellenverzahnungen 2, 3
eines Innen- und einen Außenteils 4, 5 versehen, die aus profilierten, dünnwan
digen Blechrohren bestehen. Das Innenteil 4 ist mit einer festhaftenden Be
schichtung 6 aus Gummi versehen, die im Bereich der Flankenflächen der Keil
wellenverzahnungen 2, 3 zu Federkörpern 7 verdickt und durch deren Flanken
flächen in Umfangsrichtung abgestützt sind. Durch die Keilwellenverzahnungen
2, 3 und die Federkörper 7 lassen sich dadurch Drehmomente von dem Innenteil
4 auf das Außenteil 5 übertragen.
Zwischen den Federkörpern 7 und der Keilwellenverzahnung 3 des Außenteils 5
sind Pufferräume 13, 14 vorgesehen, in die die Federkörper 7 bei einer
Relativverdrehung beider Keilwellenverzahnungen 2, 3 auszuweichen vermögen.
Hochfrequente Drehschwingungen werden dadurch in ausgezeichneter Weise
isoliert. Sie werden über die erfindungsgemäße Vielkeilwellenverbindung nicht
mehr im bisherigen Maße übertragen.
Fig. 2 verdeutlicht, daß die Puffertaschen 13, 14 an denjenigen Stellen der
Keilverzahnungen 2, 3 vorgesehen sind, die jeweils den größten und den
kleinsten Abstand von der Achse haben. Über diese Umfangsbereiche werden
keine Drehkräfte übertragen. Hinsichtlich der Größe des übertragbaren
Drehmoments resultiert aus dem Vorhandensein der Puffertaschen 13, 14 daher
keine Beeinträchtigung.
Die Federkörper 7 bilden einen einstückigen Bestandteil der Beschichtung 6, die
die Keilwellenverzahnung des Innenteils 4 umschließt. Im Bereich der stirnseiti
gen Enden geht die Beschichtung in gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte
Zentrierelemente 8 über, welche sich im wesentlichen parallel zueinander er
streckende Stützflächen 9, 10 des Innen- und des Außenteils 4, 5 aufeinander
abstützen. Die Stützflächen 9, 10 bilden Teilbereiche von die Achse konzen
trisch umschließenden Ringflächen. Sie haben eine glatte Innenseite, auf der die
Zentrierelemente 8 bei einer Relativverdrehung des Innenteils 4 in bezug auf das
Außenteil 5 leicht in Umfangsrichtung zu gleiten vermögen. Hierdurch wird ver
hindert, daß sich im Bereich der Stirnflächen der Zentrierelemente 8 während
der bestimmungsgemäßen Verwendung Verschleiß ergeben kann, der zwangs
läufig zu einer Beeinträchtigung der Zentrierwirkung führen würde. Die Zentriere
lemente 8 können in radialer Richtung elastisch vorgespannt sein.
Den Zentrierelementen 8 ist in Richtung der Außenluft eine ringförmige Dicht
lippe 12, 15 vorgelagert, die eine konzentrische Ringfläche des Außenteils 5
relativ verdrehbar berührt. Dadurch wird verhindert, daß Feuchtigkeit und
Schmutz in das innere der Vielwellenverbindung einzudringen vermögen.
Fig. 2 zeigt die Vielkeilwellenverbindung gemäß Fig. 1 in quergeschnittener
Darstellung entlang der Schnittebene A-A. Hierdurch wird verdeutlicht, daß die
Federkörper die Flankenflächen der Keilwellenverzahnungen in Umfangsrichtung
aufeinander abstützen und in radialer Richtung nach außen und in radialer Rich
tung nach innen bei einer belastungsbedingten Deformierung in die dort vorhan
denen Puffertaschen 13, 14 auszuweichen vermögen. Zwischen dem Innen- und
dem Außenteil wirksame Drehschwingungen lassen sich dadurch in ausgezeich
neter Weise isolieren.
In Fig. 3 wird die Vielkeilwellenverbindung gemäß Fig. 1 quergeschnitten wie
dergegeben entlang der Schnittebene B-B. Zwischen einander konzentrisch um
schließenden Stützflächen 9, 10 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte
Zentrierelemente 8 vorhanden, die in Umfangsrichtung durch Freiräume vonein
ander getrennt sind. In radialer Richtung auftreffende Überlasten können da
durch elastisch federnd aufgefangen werden.
Fig. 4 zeigt die Vielkeilwellenverbindung 1 gemäß Fig. 1 quergeschnitten in einer
Ebene C-C. Auch in diesem Bereich sind lediglich Zentrierelemente 8 vorhanden,
welche gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt und in Umfangsrichtung durch
Freiräume 11 voneinander getrennt sind. Auch diese Zentrierelemente 8 stützen
sich parallel zueinander erstreckende Stützflächen des Innenteiles 4 und des
Außenteiles 5 aufeinander ab, die die Achse konzentrisch umschließen.
Bei der gezeigten Ausführung bilden die Dichtlippen 12, 15 die Zentrierele
mente 8 und die Federkörper 7 einen einstückigen Bestandteil der aus Gummi
bestehenden Beschichtung 6 des Innenteiles 4. Die Beschichtung 6 ist durch
unmittelbares Anvulkanisieren mit Innenteil 4 verbunden. Sie läßt sich in
gebrauchsfertigem Zustand erzeugen, wodurch es für die Bereitstellung der
gebrauchsfertigen Vielkeilwellenverbindung lediglich des Einfügens des
Innenteils 4 in das Außenteil 5 bedarf.
Claims (7)
1. Um eine Achse rotierbare Vielkeilwellenverbindung (1) mit sich parallel zu
der Achse erstreckenden, ineinander eingreifenden Keilwellenverzah
nungen (2, 3) eines Innen- und eines Außenteils (4, 5), von denen zumin
dest die eine Keilwellenverzahnung (4, 5) eine festhaftende Beschichtung
(6) aus einem elastisch verformbaren Werkstoff trägt, die im Bereich der
Flankenflächen der anderen Keilwellenverzahnung (3, 2) zu Federkörpern
(7) verdickt und durch deren Flankenflächen in Umfangsrichtung abge
stützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Federkörpern (7)
und der jeweils anderen Keilwellenverzahnung (3, 2) Puffertaschen
(13, 14) vorgesehen sind, in die Federkörper (7) bei einer Relativver
drehung beider Keilwellenverzahnungen (2, 3) auszuweichen vermögen.
2. Vielkeilwellenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Puffertaschen (13, 14) an denjenigen Stellen der Keilwellenverzah
nungen (2, 3) vorgesehen sind, die jeweils den größten und/oder den
kleinsten Abstand von der Achse haben.
3. Vielkeilwellenverbindung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beschichtung (6) an zumindest einem axialen Ende der Keilwel
lenverzahnungen (2, 3) in gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Zen
trierelemente (8) übergeht und daß die Zentrierelemente (8) sich im we
sentlichen parallel zueinander erstreckende Stützflächen (9, 10) des Innen-
und des Außenteils (4, 5) aufeinander abstützen.
4. Vielkeilwellenverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stützflächen (9, 10) die Achse konzentrisch umschließen.
5. Vielkeilwellenverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zentrierelemente (8) in radialer Richtung elastisch vorgespannt sind.
6. Vielkeilwellenverbindung nach Anspruch 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentrierelemente (8) durch Freiräume (11) begrenzt sind, in die
der sie bildende Werkstoffkörper bei einer Radialverlagerung des Innen-
und des Außenteils (4, 5) auszuweichen vermag.
7. Vielkeilwellenverbindung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentrierelemente (8) ineinander übergehend ausgebildet sind und
in mindestens einer Dichtlippe (12, 15) enden, die das Innen- bzw.
Außenteil (4, 5) entlang eines in Umfangsrichtung geschlossenen
Dichtbandes anliegend berührt.
Priority Applications (1)
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DE1995115103 DE19515103C2 (de) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | Vielkeilwellenverbindung |
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