DE19531864C2

DE19531864C2 - Connection between shaft and hub that can be made using splines

Info

Publication number: DE19531864C2
Application number: DE1995131864
Authority: DE
Inventors: Adolf Draisbach
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1995-08-30
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2015-08-31
Also published as: DE19531864A1

Description

Die Erfindung betrifft eine mittels Keilverzahnung her stellbare Verbindung zwischen Welle und Nabe, insbesonde re einer Getriebeantriebswelle und einer Kupplungsnabe bei Kraftfahrzeugen, nach dem Oberbegriff des Patentan spruches.The invention relates to a spline adjustable connection between shaft and hub, especially re a transmission drive shaft and a clutch hub in motor vehicles, according to the preamble of the patent award.

Üblicherweise wird bei der Montage von Motor-Getriebeag gregaten für Kraftfahrzeuge das Getriebe an den Motor an gesetzt, wobei die Getriebeantriebswelle mit einer Keil verzahnung in eine entsprechende Nabeninnenverzahnung der Kupplungsnabe einer mit dem Motor verbundenen Kupplung gesteckt wird. Die beiden miteinander zu verbindenden Teilaggregate haben erhebliches Gewicht, und schon bei geringfügigen Fluchtungsfehlern zwischen Welle und Nabe können Beschädigungen an den Stirnseiten der Keilverzah nungen oder an der Vordämpfeinrichtung der Kupplung ent stehen, was zu späteren Kupplungs- oder Getriebestörungen führen kann. Da die Keilverzahnung bei Getriebeantriebs wellen vorzugsweise spanlos durch Rollumformen herge stellt wird, entsteht an der Stirnseite jedes Zahnes ein technologisch bedingter aufgeworfener Grat, welcher die Fügeoperation, insbesondere bei der Großserienfertigung, weiter kompliziert. Die Entfernung dieses Grates wäre je doch nur mit erheblichem Aufwand möglich. Usually when assembling motor gearbox gregaten for motor vehicles the transmission to the engine set, the transmission input shaft with a wedge toothing in a corresponding internal toothing of the Coupling hub of a coupling connected to the engine is stuck. The two to be connected Sub-assemblies have considerable weight, and already at minor misalignment between shaft and hub can damage the face of the spline ent or on the pre-damping device of the clutch stand, leading to later clutch or gearbox malfunctions can lead. Because the splines on gear drives waves preferably without cutting by roll forming is created on the face of each tooth technologically caused ridge, which the Joining operation, especially in large-scale production, further complicated. The removal of this ridge would ever be but only possible with considerable effort.

Mit DE 34 08 857 C1 ist eine mittels Keilverzahnung her stellbare Verbindung zwischen einer Welle und einer Nabe beschrieben und dargestellt. Diese Verbindung ist vorge sehen für eine Zapfwelle eines Schleppers und damit für häufiges Verbinden und Lösen ausgelegt. Dazu ist die Wel le mit einer langen kegligen Einfädelfase versehen. Die Nabe hat vor der Nabeninnenverzahnung einen zylindrischen Bohrungsabschnitt. Beim Einstecken der Welle in die Nabe kann sich die Einfädelfase in dem zylindrischen Bohrungs abschnitt zentrieren, ohne daß die Nabeninnenverzahnung an ihren Stirnseiten belastet oder gar verformt wird. Die Keilverzahnung der Welle wird jedoch bei verkantetem oder außermittigem Ansatz nicht geschützt und kann von den Kanten der Nabe beschädigt werden. Insbesondere dann, wenn die Keilwellenverzahnung durch spanloses Umformen hergestellt und die Stirnseite nicht nachträglich bear beitet ist, besteht die Gefahr, daß die dann vorhandenen aufgeworfenen Grate gequetscht werden und dann die Ver bindung zum Klemmen neigt. Man wird daher bei einer sol chen bekannten Verbindung nicht umhin kommen, die Stirn seite der Welle nach einem spanlosen Verzahnungsvorgang mit entsprechendem Aufwand nachzuarbeiten.DE 34 08 857 C1 produces a spline adjustable connection between a shaft and a hub described and illustrated. This connection is featured see for a PTO of a tractor and thus for designed to connect and disconnect frequently. This is the wel le with a long conical threading chamfer. The The hub has a cylindrical front toothing Bore section. When inserting the shaft into the hub the threading chamfer in the cylindrical bore Center the section without the hub teeth is loaded or even deformed on its end faces. The Spline of the shaft, however, is tilted or off-center approach is not protected and can by the Edges of the hub may be damaged. Especially then if the spline toothing through non-cutting forming manufactured and the end face not bear afterwards is finished, there is a risk that the then existing burrs raised and then the ver binding tends to jam. One is therefore at a sol Chen known connection cannot avoid the forehead side of the shaft after a non-cutting gear process rework with appropriate effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mittels Keilverzahnung herstellbare Verbindung zwischen einer Welle und einer Nabe nach dem Oberbegriff des Patentan spruches so zu verbessern, daß auch bei einer durch span lose Umformverfahren hergestellten Keilverzahnung der Welle die Verbindung ohne Nachbearbeitung der Welle stö rungsfrei und ohne Gefahr der Beschädigung von Teilen, z. B. im Großserienbetrieb, montierbar ist.The invention has for its object a Spline can be made between a connection Shaft and a hub according to the preamble of the patent to improve saying so that even with one by span loose forming process produced splines of Shaft the connection without reworking the shaft stungsfrei and without risk of damage to parts such. B. in large series operation, can be assembled.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich nenden Merkmale des Patentanspruches gelöst.This object is inventively characterized by nenden features of the claim solved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches auch die Vorteile deutlich macht, ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigenAn embodiment of the invention, which also Advantages, is shown below using a Drawing described in more detail. Show it

Fig. 1 ein Schaltgetriebe und einen Motor mit angebau ter Kupplung, teilweise geschnitten, in einer Position vor dem Verbinden von Getriebean triebswelle und Nabe der Kupplung; Fig. 1 is a manual transmission and a motor with an attached clutch, partially sectioned, in a position before connecting the transmission shaft and hub of the clutch;

Fig. 2 die vergrößerte Darstellung der Einzelheit X in Fig. 1. FIG. 2 shows the enlarged representation of the detail X in FIG. 1.

Ein Schaltgetriebe 1 sowie eine mit einem Motor 2 verbun dene Kupplung 3 eines Kraftfahrzeuges sind über eine mit tels Keilverzahnung 4 auf einer Getriebeantriebs-Welle 5 und einer adäquaten Nabeninnenverzahnung 6 einer Kupp lungs-Nabe 7 verbunden. Am freien Ende 8 der Welle 5 vor der Keilverzahnung 4 befindet sich ein zylindrischer Zap fen 9 mit einem Durchmesser 10, der geringfügig, etwa um 0,1 mm, kleiner als der Kopfkreisdurchmesser 11 der Na beninnenverzahnung 6 ist. Die Länge 13 des Zapfens 9 be trägt ca. zwei Zahnhöhen der Keilverzahnung 4. Am freien Ende 8 der Welle 5 ist der Zapfen 9 mit einer Einfädelfa se 14 versehen, deren Breite 15 etwa einviertel der Länge 13 des Zapfens 9 ist. Die Einfädelfase 14 hat gegenüber der Wellenmittelachse 16 einen Winkel von ca. 45°. An der Begrenzung des Zapfens 9 zur Keilverzahnung 4 setzt die Keilverzahnung 4 mit einem Kegelwinkel β an, der ca. 100° beträgt. Die Nabe 7 hat eine Bohrung 17 mit einem zylin drischen Bohrungsabschnitt 18. Der Bohrungsabschnitt 18 hat einen geringfügig, etwa um 0,1 mm, größeren Durchmes ser 19 als der Kopfkreisdurchmesser 20 der Keilverzahnung 4 der Welle 5. Die Länge 21 des Bohrungsabschnittes 18 beträgt etwa 1,5 Zahnhöhen der Keilverzahnung 4. An der Stirnseite 22 der Nabe 7 hat der Bohrungsabschnitt 18 ei ne Einfädelfase 23, deren Breite 24 etwa einviertel der Länge 21 des Bohrungsabschnittes 18 beträgt. Der Winkel der Einfädelfase 23 beträgt etwa 45° zur Nabenmittenachse 25. An der Begrenzung des Bohrungsabschnittes 18 zur Nabeninnenverzahnung 6 setzt diese mit einem Kegelwinkel α an, der ca. 90° beträgt.A manual transmission 1 and a verbun with a motor 2 clutch 3 of a motor vehicle are connected via a spline means 4 on a gear drive shaft 5 and an adequate internal toothing 6 of a clutch hub 7 . At the free end 8 of the shaft 5 in front of the spline 4 there is a cylindrical Zap fen 9 with a diameter 10 , which is slightly, approximately by 0.1 mm, smaller than the tip diameter 11 of the Na beninnenentahnnung 6 . The length 13 of the pin 9 be about two tooth heights of the spline 4th At the free end 8 of the shaft 5 , the pin 9 is provided with a threading thread 14 , the width 15 of which is approximately one quarter of the length 13 of the pin 9 . The threading chamfer 14 has an angle of approximately 45 ° with respect to the shaft center axis 16 . 4 continues at the boundary of the pin 9 to the splines 4 the spline with a back taper angle β of which is approximately 100 °. The hub 7 has a bore 17 with a cylin drical bore section 18th The bore section 18 has a slightly larger, approximately 0.1 mm, larger diameter 19 than the tip diameter 20 of the spline 4 of the shaft 5 . The length 21 of the bore section 18 is approximately 1.5 tooth heights of the spline 4 . On the end face 22 of the hub 7 , the bore section 18 has a threading chamfer 23 , the width 24 of which is approximately one quarter of the length 21 of the bore section 18 . The angle of the threading chamfer 23 is approximately 45 ° to the hub center axis 25 . At the boundary of the bore section 18 to the internal toothing 6 , this starts with a cone angle α, which is approximately 90 °.

Beim Zusammenfügen von Welle 5 und Nabe 7 führen die Ein fädelfasen 14 und 23 in üblicher Weise die Teile ineinan der, wobei der Zapfen 9 in den Bohrungsabschnitt 18 ge langt und sich mit der Einfädelfase 14 an den unter Ke gelwinkel α angeschrägten Zähnen der Nabeninnenverzahnung 6 weiter zentrieren kann. Im weiteren Verlauf des Zusam menfügens gelangt dann der Zapfen 9 in den Bereich der Nabeninnenverzahnung 6 und wird an seinem Durchmesser 19 durch die Zahnköpfe der Nabeninnenverzahnung 6 mittig ge halten. Die Zähne der Keilverzahnung 4 können damit ohne Kantenstoß in den Bohrungsabschnitt 18 eindringen. Infol ge des größeren Kegelwinkels β an der Keilverzahnung 4 gegenüber dem Kegelwinkel α an der Nabeninnenverzahnung 6 gleiten die Kopfspitzen der Zähne der Keilverzahnung 4 auch dann ohne Haken in die Lücken der Nabeninnenverzah nung 6, wenn infolge spanloser Fertigung an den Stirnsei ten der Zähne der Keilverzahnung 4 ein Grat aufgeworfen ist. Die Verbindung gewährleistet somit eine störungs freie Montage auch im Großserienbetrieb, ohne daß eine spanlos hergestellte Keilverzahnung nachgearbeitet werden muß.When assembling the shaft 5 and hub 7 , the A thread chamfers 14 and 23 carry out the parts in the usual manner, the pin 9 reaching into the bore section 18 and engaging with the thread chamfer 14 on the teeth of the internal hub toothing 6 which are chamfered at the angle α can center further. In the course of the joining together, the pin 9 then enters the area of the internal toothing 6 and is held in its center by its diameter 19 by the tooth heads of the internal toothing 6 . The teeth of the spline 4 can thus penetrate into the bore section 18 without an edge joint. Infol ge of the larger cone angle β of the spline 4 with respect to the cone angle α of the hub inner toothing 6 to slide the head tips of the teeth of the spline 4 and then drying without hooks in the gaps of the Nabeninnenverzah 6, when as a result of non-cutting production at the Stirnsei ten of the teeth of the spline 4 a ridge has been raised. The connection thus ensures trouble-free assembly, even in large-scale production, without the need to rework a non-cutting spline.

Claims

1. Manufacture by means of splines connection between the shaft and hub, in particular a gearbox drive shaft and a coupling hub in motor vehicles, in which the shaft is provided with a spline and the hub is provided with an adequate spline of the spline and on the end facing the free shaft end of the Hub in front of the hub internal toothing is a cylindrical drilling section, characterized in that the cylindrical bore section ( 18 ) has a slightly larger diameter ( 19 ) than the tip circle diameter ( 20 ) of the spline toothing ( 4 ) and a length ( 21 ) of 0.5 to 3 tooth heights of the Keilverzah voltage (4) and extending approximately at 45 ° with center axis to Nabenmit (25) to the cylindrical bore section (18) has a greater than about one-quarter of the length (21) extending Einfädelfase (23) and whose diameter ( 19 ) attaches the internal toothing ( 6 ) with an inner taper angle α, on free end ( 8 ) of the shaft ( 5 ) in front of the spline ( 4 ), a cylindrical pin ( 9 ) with a diameter ( 10 ) which is slightly smaller than the tip diameter ( 11 ) of the internal toothing ( 6 ) and a length ( 13 is arranged) of 0.5 to 3 tooth heights of the splines (4) and with an approximately 45 ° axis to the shaft means (16) extending, extending over about one-quarter of the power take-off length (13) Einfädelfase (14) to its diameter ( 10 ) the spline ( 4 ) of the shaft ( 5 ) with a cone angle β, the cone angle β of the shaft ( 5 ) is 10 ° to 20 ° larger than the inner cone angle α of the hub ( 6 ).