DE19707766A1 - Kupplung zum drehfesten Kuppeln eines Antriebsradflansches mit einer Ausgangseinrichtung eines Gelenks einer Kraftübertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung zum dreh­ festen Kuppeln eines Antriebsradflansches mit einer Aus­ gangseinrichtung eines Gelenks einer Kraftübertragung, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer herkömmlichen Vorrichtung ist die Ausgangs­ einrichtung des Gelenks durch eine Schale eines homokineti­ schen Gelenks gebildet, die sich in einer damit einstückigen kanellierten Radspindel fortsetzt.

Zur Herstellung der Kupplung wird die Spindel in eine geräumte Bohrung des Flansches eingepreßt. Die feste Anbrin­ gung des Flansches an der Spindel wird durch eine Mutter gewährleistet, die auf einen mit einem Gewinde versehenen Endabschnitt der Spindel geschraubt ist.

Eine solche Vorrichtung weist mehrere Nachteile auf.

Die Spindel, die den Radflansch vollständig durchsetzt, hat eine große Länge, die die Demontage der Kraftübertragung schwierig macht.

Es ist daher oftmals erforderlich, praktisch den gesam­ ten Halbantriebszug des Fahrzeugs zu demontieren, um eine der Komponenten zu ersetzen.

Ferner macht das Vorhandensein der Spindel den vom Lager abgestützten drehenden Aufbau schwerer. Ferner führt das Einpressen der Spindel in die geräumte Bohrung des Rad­ flansches zu einer unkontrollierbaren Aufweitung desselben, derart, daß die ohne diese Aufweitung vorgenommene vorherige Einstellung des Lagers verändert wird, was der Zuverlässig­ keit des Aufbaus abträglich ist.

Bei einer weiteren bekannten Einrichtung, die diese Schwierigkeiten vermeidet, fehlt die Spindel, und die kom­ plementären Kupplungsmittel weisen Stirnkannelierungen auf, die an dem der Schale des homokinetischen Gelenks zugekehr­ ten Ende des Flansches angeordnet sind, wobei diese Kanne­ lierungen mit komplementären Stirnkannelierungen zusammen­ wirken, die auf der Schale sitzen. Der feste Anschluß des Flansches wird durch eine Schraube gewährleistet, welche die Bohrung des Flansches frei durchsetzt.

In diesem Falle müssen, da die Stirnkannelierungen auf einem Kreis mit kleinem Radius ausgebildet sind, die Berühr­ flanken der Kannelierungen geneigt sein, um eine Zerstörung der Kannelierungen unter der Wirkung des Drehmoments zu vermeiden. Im Antriebszustand wird also der Flansch in un­ erwünschter Weise in einer Weise axial belastet, die die Tendenz hat, den Flansch vom homokinetischen Gelenk zu ent­ fernen.

Eine Lösung dieser Probleme wurde in FR-A-2 605 557, insbesondere bei der unter Bezug auf Fig. 4 beschriebenen Ausführungsform, vorgeschlagen.

Diese Lösung besteht in einer drehfesten Kupplung eines Flansches eines Antriebsrads mit einer Ausgangseinrichtung eines Gelenks einer Kraftübertragung, bei welcher der Rad­ flansch drehfrei in einem Radträger vermittels eines Lagers angebracht ist, bei welchem ein Innenringaufbau mit dem Rad­ flansch durch eine Mitnahmeverbindung fest verbunden ist, wobei der Radflansch und die Ausgangseinrichtung des Gelenks komplementäre Kupplungsmittel aufweisen, welche einen am Ende des Flansches der Ausgangseinrichtung zugekehrt ange­ setzten Kranz aufweisen, der mit dem Innenringaufbau fest verbunden ist, wobei dieser Kranz Mitnahmeprofile aufweist, die für ein Zusammenwirken mit mit der Ausgangseinrichtung verbundenen komplementären Profilen eingerichtet sind, wobei die Kraftübertragungsübergangsstelle dieser Mitnahmeprofile im wesentlichen außerhalb der Verlängerung des Endes des Radflansches, das den Kranz trägt, verteilt ist.

Auch diese Lösung hat aber noch einen Nachteil. So wird die Mitnahmeverbindung zwischen dem Innenring des Lagers und dem Flansch durch komplementäre Kannelierungen verwirklicht, die allein am Ende des Flansches ausgebildet sind. Eine solche Einrichtung erfordert, daß sich der Flansch in erheb­ licher Weise über die beweglichen Elemente des Lagers hinaus fortsetzt, damit eine Mitnahmeverbindung errichtet werden kann. Dadurch liegt die Mitte des Gelenks vom Lager ent­ fernt, was den gesamten Platzbedarf des Gelenks vergrößert.

Ferner begrenzt der große Abstand zwischen der Mitte des Gelenks und dem Lager den Einschlagwinkel des Fahrzeugs, an dem die Vorrichtung montiert ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehkupplung vor­ zuschlagen, die die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist und die insbesondere sowohl einen geringeren Platzbedarf hat als auch einen höheren Einschlagwinkel des Fahrzeugs gestat­ tet, wobei sie gleichzeitig rasch demontierbar ist und eine zuverlässige und leistungsfähige Drehmomentübertragung ge­ währleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kupplung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei einer solchen Kupplung ist die Mitnahmeverbindung zumindest teilweise in dem durch das Lager begrenzten Raum verwirklicht. Auf diese Weise kann die Länge des Endes des Flansches, das sich über das Lager hinaus erstreckt, ver­ mindert werden, weil sie nicht mehr die Gesamtheit der Mit­ nahmeverbindung zwischen dem Ringaufbau und dem Radflansch tragen muß.

Bei bestimmten Ausführungsformen ist die Mitnahmever­ bindung durch eine Verschweißung oder andere mechanische Mittel zur Verbindung zwischen dem Radflansch und dem Ring­ aufbau gebildet.

Bei anderen Ausführungsformen ist der Ringaufbau voll­ ständig oder teilweise einstückig mit dem Flansch, und der Kranz ist direkt am Ende des Flansches in der Zone desselben angesetzt, die den Ringaufbau begrenzt. In diesem Fall kommt die Mitnahmeverbindung dann zwischen dem Innenring und dem Flansch direkt in der den Flansch bildenden Materie zustan­ de.

In allen Fällen verläuft das Belastungsfeld durch den Lagerringaufbau und quert die Lagerebene in Richtung des Rades.

Besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 23.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnun­ gen erläutert, auf welchen

Fig. 1 eine Längsschnitt-Halbansicht eines Endes einer einem Antriebsrad eines Kraftfahrzeugs zugeordneten Kraft­ übertragung ist, die eine Kupplung gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 2 und 3 Abwandlungen der Ausführungsform der Vor­ richtung der Fig. 1 sind, bei welchen die Rollbahnen des Kugellagers durch angesetzte Ringe bestimmt sind,

Fig. 4, 5 und 6 Längsschnittansichten von Einzelheiten von Abwandlungen zur Ausführungsform der Fig. 1 sind,

Fig. 7 eine Längsschnitteilansicht des Endes einer Kraftübertragung ist, die einem Antriebsrad eines Kraftfahr­ zeugs zugeordnet ist und eine Kupplung gemäß der Erfindung aufweist, wobei die Kraftübertragung gekuppelt und entkup­ pelt dargestellt ist,

Fig. 8 eine Längsschnitt-Halbansicht des Endes einer Kraftübertragung ist, die einem Antriebsrad eines Kraftfahr­ zeugs zugeordnet ist und eine Kupplung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt, und

Fig. 9 eine Teillängsschnittansicht des Endes einer Kraftübertragung ist, die einem Antriebsrad eines Kraftfahr­ zeugs zugeordnet ist und eine Kupplung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei die Kraftüber­ tragung gekuppelt und entkuppelt dargestellt ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist im wesent­ lichen ein mit einer Schale 12 versehenes homokinetisches Gelenk 10, einen Radflansch 14, einen Radträger 16, ein Kugellager 18 und komplementäre Kupplungseinrichtungen 19 zur Kupplung von Flansch 14 und Schale 12 auf. Diese Vor­ richtung ist insgesamt rotationssymmetrisch um die Achse X-X.

Der Flansch 14 hat die allgemeine Form eines Rotations­ stutzens bezüglich der Achse X-X. An seinem hinteren Ende, das heißt am vom homokinetischen Gelenk 10 abgekehrten Ende, weist er außen einen ringförmigen Kragen 20 auf, der mit Gewindelöchern 22 zur Aufnahme von (nicht dargestellten) Befestigungsschrauben für das Rad versehen ist. Da der oder die Innenringe des Lagers 18 mit dem Flansch einstückig sind, weist dieser ferner auf seiner zylindrischen Außen­ fläche 24 eine Umfangsnut 26 mit langgestrecktem Querschnitt und abgerundeten Rändern auf, die Lauf- und Begrenzungsbah­ nen für Kugeln 28 des Lagers bilden, die auf zwei Reihen verteilt sind.

Das Lager 18 weist einen Außenring 30 sowie eine nicht dargestellte Garnitur zum Beabstanden der Kugeln auf. Das Lager 18 und der Flansch 14 sind in einer Durchgangsbohrung 32 des Radträgers 16 aufgenommen. Der Außenring 30 wird axial beiderseits durch Sicherungsringe 34, 36 gehalten, die in Ringnuten aufgenommen sind, die an der Oberfläche der Bohrung 32 münden. Auf diese Weise ist der Flansch 14 frei drehbar in Bezug auf den Radträger 16 montiert.

Ferner sind Garnituren 37A, 37B beiderseits des Lagers 18 vorgesehen, um dieses zu schützen.

Das homokinetische Gelenk 10 ist teilweise dargestellt. Es weist beispielsweise einen Kern 38 auf, der am Ende einer Antriebswelle aufgenommen ist. Die Kehlen dieses Kerns wir­ ken über Zwischenkugeln mit Kehlen der Schale 12 zusammen.

Die komplementären Kupplungseinrichtungen 19 weisen einen ersten Zahnkranz 40 auf, der am Vorderende des Flan­ sches 14 mit einer Stirnverschweißung 41 angeschweißt ist. Dieser erste Kranz 40 ist durch ein ringförmiges Blechstück gebildet, dessen Innenrand so gekrümmt ist, daß es dem In­ nenprofil des Flansches folgt und so einen Bund 42 bildet. An seinem Außenumfang weist der Kranz 40 eine seitliche Ver­ zahnung 44 mit nach außen orientierten radialen Zähnen auf. Diese Verzahnung hat einen Durchmesser, der größer als der­ jenige des Vorderendes des Flansches ist. Die Flanken der Zähne der Verzahnung 44 erstrecken sich im wesentlichen radial, das heißt in die Achse X-X enthaltenden Ebenen.

Ein zweiter Zahnkranz 46 ist koaxial an den ersten Kranz 40 angeschweißt. Er weist eine Außenumfangsverzahnung 48 mit denjenigen der Verzahnung 44 entsprechenden Zähnen auf. Sein Innenrand 50, an dem er mit dem Kranz 40 ver­ schweißt ist, ist axial versetzt, so daß die konzentrischen Zahnkränze 40 und 46 zwischen sich einen Ringraum 52 begren­ zen.

Die komplementären Kupplungseinrichtungen 19 weisen ferner eine mit der Schale 12 einstückige Stirnverzahnung 54 auf. Diese Verzahnung 54 ist so eingerichtet, daß sie mit den Verzahnungen 44 und 48 eine Klauenkupplung bildend zu­ sammenwirken. Die Flanken der Zähne der Verzahnung 54 er­ strecken sich folglich im wesentlichen radial, das heißt in die Achse X-X enthaltenden Ebenen. Ferner ist das innere Ende der Zähne der Verzahnung 54 abgeschrägt, um die Montage zu vereinfachen.

An ihrer zylindrischen Innenwand weist die Verzahnung 54 eine Randnut 56 auf. Wenn der Flansch 14 und die Schale 12 gekuppelt sind, ist ein Sprengring 58 im Raum 52 zwischen den beiden Zahnkränzen 40, 46 aufgenommen und sitzt teilwei­ se in der Nut 56. Dieser Sprengring hat eine Stärke, die im wesentlichen gleich der Breite des Raums 52 ist, und gewähr­ leistet eine axiale Rückhaltung zwischen dem Flansch 14 und der Schale 12. Zur Montage einer solchen Kupplung ordnet man zunächst auf dem Flansch 14 die Garnitur 37A, den Siche­ rungsring 36, die beiden Reihen von Kugeln 28 sowie den Außenring 30 an. Man verschweißt dann die Kränze 40 und 46 koaxial mit dem Stirnende des Flansches 14, wobei der Ring 58 vorher zwischen den beiden Kränzen im Raum 52 angeordnet worden ist. Der so gebildete Aufbau wird im Inneren des Radträgers 16 angeordnet, wobei die Sicherungsringe 34 und 36 angebracht werden, die den Flansch 14 in Bezug auf den Radträger 16 in Translation festhalten. Die Schale 12 des homokinetischen Gelenks wird dann axial gegen den Flansch geführt. Sobald die Schale 12 ausreichend eingerückt ist, kommen die komplementären Verzahnungen der Kupplungseinrich­ tungen 19 in Eingriff, und der Sprengring 58 rastet, nachdem er sich zum Boden des Raumes 52 unter der Wirkung des abge­ schrägten Endes der Verzahnung 48 eingezogen hat, in der Nut 56 ein und gewährleistet so das axiale Halten von Flansch und Schale 12.

Es ist einsichtig, daß mit einer solchen Einrichtung die Drehmomentübertragung zwischen der Schale 12 und dem Flansch 14 durch Klauenkupplung im wesentlichen tangential in Bezug auf die Drehbewegung des Flansches erfolgt. Diese Übertragung erfolgt damit entlang der radialen Flanken der komplementären Verzahnungen.

Unter diesen Bedingungen entsteht keine axiale Kraft zwischen dem Flansch 14 und der Schale 12, so daß der Ring 58 für die axiale Rückhaltung ausreichend ist.

Ferner kann, da die Übergangsfläche der Übertragung des Drehmoments im wesentlichen außerhalb der Verlängerung des Endes des Flansches, und insbesondere vor den Kugeln 28 des Lagers verteilt ist, das Drehmoment in zufriedenstellender Weise, ohne Gefahr für die Zähne der Zahnkränze, übertragen werden, wobei diese Zähne auf einem Kreis mit einem Durch­ messer verteilt sind, der größer als der Durchmesser des Endes des Flansches 14 ist. Auf diese Weise machen die ra­ dialen Flanken der Verzahnung keine Abnutzung durch, da die auf jeden Zahn für ein gegebenes Drehmoment aufgebrachte Kraft kleiner als die Kraft ist, die ausgeübt würde, wenn das Drehmoment an einem Zahnkranz mit kleinerem Durchmesser, der in der Verlängerung des Endes des Flansches angeordnet ist, übertragen würde.

Da die Zähne ferner auf einem Kreis liegen, der einen größeren Durchmesser hat, als es der Fall wäre, wenn sie im Ende des Flansches angeordnet wären, sind die Winkelspiele zwischen den im Eingriff befindlichen Zähnen für ein und dieselbe Herstellungstoleranz geringer als für Zähne, die im Ende des Flansches auf einem Kreis mit kleinerem Durchmesser realisiert sind.

In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung der Fig. 1 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der Innenring des Kugellagers 18 durch zwei axial anein­ andergefügte Ringe, bezeichnet mit 60 und 62, gebildet. Jeder Ring trägt eine Rollbahn für eine der Reihen von Ku­ geln 28. Der Flansch 14 weist an seiner Außenfläche 24 einen Randfreistrich 64 zur Aufnahme der Ringe 60 und 62 auf.

Bei dieser Ausführungsform ist der hintere Ring 62 auf den Flansch in dem Freistich 64 aufgezogen und gegen eine Stirnfläche 66 in Anlage. Dieser Ring 62 ist längs seiner zylindrischen Berührfläche mit dem Flansch 14 beispielsweise durch Laser-Schweißung verschweißt. Die sich ergebende Schweißstelle ist in dieser Figur mit 68 bezeichnet.

Der vordere Ring 60 ist teilweise auf den Flansch 14 aufgezogen und am hinteren Ring 62 durch Laser-Schweißung beispielsweise längs ihrer Berührflächen angeschweißt, was zur Entstehung einer Schweißstelle 70 führt.

Der erste Zahnkranz 40 ist an der Stirnfläche des vor­ deren Rings 60, beispielsweise durch Laser-Schweißung, längs einer Schweißstelle 72 angeschweißt. Bei dieser Ausführungs­ form folgt der Bund 42 der Form des vorstehenden Endes des Rings 60.

Bei der Mitnahme wird das von der Schale 12 ausgehende Drehmoment von der Verzahnung 54 den Zahnkränzen 40, 46 mitgeteilt. Letztere übertragen das Drehmoment auf den vor­ deren Ring 60, der seinerseits den Ring 62 vermittels der Schweißstelle 70 belastet, wobei der Ring 62 schließlich das Drehmoment durch die Schweißstelle 68 bis auf den Flansch 14 überträgt.

Die Fig. 3 stelle eine weitere Abwandlung der Ausfüh­ rungsform der Fig. 2 dar. In dieser Figur ist der hintere Ring 62 nicht an dem Flansch 14 angeschweißt. Nur der vor­ dere Ring 60 ist längs seiner mit dem Flansch in Berührung stehenden zylindrischen Wand durch eine Schweißstelle 74 angeschweißt, die beispielsweise durch Laser-Schweißen ver­ wirklicht ist. Wie vorher ist der Zahnkranz 40 an der Stirn­ fläche des vorderen Rings 60 angeschweißt.

In einer Abwandlung kann der Ring 62 mit dem Flansch 14 einstückig sein. Der angesetzte Ring 60 ist dann am Flansch 14 längs seiner Stirnfläche mit dem einstückigen Ring 62 oder längs seiner mit dem Flansch in Berührung stehenden zylindrischen Wand angeschweißt.

Die Anordnung der Fig. 4 unterscheidet sich von derjeni­ gen der Fig. 1 allein dadurch, daß der Zahnkranz 40 nicht am Stirnende des Flansches 14 angeschweißt ist. In diesem Fall ist der Zahnkranz 40 am Flansch längs des Bundes 42 bei­ spielsweise durch Laser-Schweißung angeschweißt, was zu einer Schweißstelle 76 führt. Hierzu weist der Bund 42, der in den axialen Durchtritt des Flansches 14 eingesetzt ist, eine Länge auf, die größer als diejenige bei den vorherge­ henden Ausführungsformen ist.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform sind die Zahnkränze 40 und 46 einstückig und durch radiale äußere Lappen 80, 82 gebildet, die aus ein und demselben ringförmi­ gen Blechstück ausgeschnitten sind. Diese Lappen sind in im wesentlichen parallele Ebenen getrieben und gebogen. Sie bestimmen zwischen sich den Raum 52 zur Aufnahme des Spreng­ rings 58. Ferner ist die Verzahnung 44 zur Verzahnung 56 hin geneigt, um den Raum 52 an seinem äußeren Ende zuzumachen und auf diese Weise den Ring 58 zu umgreifen. Die Neigung der Verzahnung 44 ist derart, daß der Sprengring 58 gegen diese zur Anlage gelangt, was seine Zentrierung in Bezug auf die Achse X-X gewährleistet.

In Fig. 6 weist die Kupplungseinrichtung 19 einen Zahn­ kranz 90 auf, der durch ein planes Blech gebildet ist, wel­ ches an das Stirnende des Flansches 14 angeschweißt ist. Bei dieser Ausführungsform weist der Zahnkranz 90 an seinem Innenrand eine Senkung 92 auf, die mit der Endfläche des Flansches 14 eine Nut 94 bildet.

Ferner ist ein Zentrierteller 96 längs einer ringförmi­ gen Schweißstelle 98 mit dem Ende der Schale 12 verschweißt. Er bildet eine Nut 100, die durch eine Falzung des Bleches, das ihn bildet, gebildet ist. Diese Nut 100 erstreckt sich vor der Nut 94. Ein Ring 102 ist im Übergangsbereich zwi­ schen den konzentrischen Nuten 94 und 100 aufgenommen, um eine axiale Rückhaltung der Schale 12 in Bezug auf den Flansch 14 zu gewährleisten.

Der Zentrierteller 96 weist hinter der Nut 100 einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 104 auf, bei dem der Durch­ messer des an die Nut 100 grenzenden Abschnitts im wesentli­ chen gleich dem Innendurchmesser des Flansches 14 ist. Auf diese Weise gewährleistet bei der Annäherung der Schale 12 an den Flansch 14 dieser kegelstumpfförmige Abschnitt 104 eine Zentrierung der Schale 12 in Bezug auf den Flansch. Ferner drückt bei der Montage der Kupplung dieser Abschnitt 104 den Ring 102 in die Nut 94.

Bei dieser Ausführungsform sichert der geringe Durch­ messer des Rings 102 diesem eine erhöhte Festigkeit gegen­ über Kräften längs der Achse X-X, so daß die axialer Rück­ haltung des Flansches 14 und der Schale 12 fester ist als bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, bei denen der Ring einen großen Durchmesser hat.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform ist der äußere Ring des Lagers 18 einstückig mit dem Radträger 16.

Ferner enthalten die komplementären Kupplungseinrich­ tungen, die in dem Teil der Zeichnung oberhalb der Achse in gekuppelter Stellung und im unteren Teil in entkuppelter Stellung gezeigt sind, einen dicken Zahnkranz 110, der mit dem Vorderende des Flansches 14 längs einer Stirnverschwei­ ßung 112 verschweißt ist. Wie vorstehend zeigt der Kranz 110 eine Außenrandverzahnung 114 mit einem Durchmesser, der größer als der Durchmesser des Vorderendes des Flansches 14 ist. Die Verzahnung 114 hat eine Breite (gemessen in Rich­ tung der Achse X-X), die größer als die an seinem Innenrand gemessene Breite des Zahnkranzes 110 ist.

Bei dieser Ausführungsform zeigt die Schale 12 eine Stirnverzahnung 115, die für ein Zusammenwirken mit der Verzahnung 114 eingerichtet ist. Eine Außenrandnut 116 ist sowohl in die Verzahnung 114 als auch in die Verzahnung 115 eingelassen. Diese Nut öffnet sich zur zylindrischen Außen­ fläche der jeweiligen Verzahnung. Ein Sprengring 118 ist im Inneren der Nut 116 aufgenommen, um eine axialer Rückhaltung des Flansches 14 und der Schale 12 zu gewährleisten.

Ein Ring 120 ist ferner auf die komplementären Verzah­ nungen 114, 115 aufgezogen und deckt die Nut 116 ab, damit der Sprengring 118 in dieser gehalten wird und geschützt ist. Der Ring 120 wird in Richtung der Achse X-X aufgepreßt.

Die in Bezug auf die Ausführungsform der Fig. 1 aufge­ zählten Vorteile finden sich auch bei den Abwandlungen der Fig. 2 bis 7 wieder.

Bei der in Fig. 8 dargestellten abgewandelten Ausfüh­ rungsform ist der Flansch 14 an seinem Vorderende mit einem Drehmitnahmekranz 122 verbunden. Letzterer zeigt einen im wesentlichen S-förmigen Radialschnitt. Ein erster innerer Schenkel bestimmt einen Bund 124, der in den Mitteldurchgang des Flansches 14 eingeführt ist. Der Kranz 122 ist längs dieses Bundes 124 an der zylindrischen Innenfläche des Flan­ sches 14 längs einer Schweißstelle 126 angeschweißt. Der zweite Schenkel des S-förmigen Kranzes 122 definiert einen Bund 128, dessen Durchmesser größer als der Enddurchmesser des Flansches 14 ist. Die Bunde 124 und 128 sind durch ein radial sich erstreckendes ringförmiges Mittelstück 129 ver­ bunden, mit dem sie an jedem Ende einstückig sind. Der Bund 128 trägt an seiner zylindrischen Außenfläche Längskannelie­ rungen 130. Ferner ist eine Nut 132 in der Innenfläche des Bundes 128 ausgenommen.

Die Schale 12 weist an ihrer zylindrischen Außenwand Längskannelierungen 134 auf, die den Kannelierungen 130 des Kranzes 122 entsprechen. Eine innenkannelierte Muffe 136 umgibt die kannelierten Abschnitte 130 und 134 und gewähr­ leistet so eine drehfeste Verbindung der Schale 12 und des Flansches 114 durch ein Zusammenwirken der Kannelierungen der Muffe 136 mit den kannelierten Abschnitten 130 und 134.

Ferner ist eine Nut 138 in der Schale 12 der Nut 132 zugekehrt ausgebildet. Ein Sprengring 140 ist zwischen die­ sen beiden konzentrischen Nuten so angeordnet, daß er eine axiale Rückhaltung der Schale 12 und des Flansches 14 ge­ währleistet.

Bei der Montage der Kupplung zieht sich der Sprengring 140 unter der Einwirkung des Vorderrands des Bundes 128 in den Boden der Nut 138 zurück.

Bei dieser Ausführungsform ist einsichtig, daß die Muffe 136 eine drehfeste Kupplung von Schale 12 und Flansch 14 mit einer Übertragung von Kräften gestattet, die im we­ sentlichen tangential in Bezug auf die Drehrichtung des Flansches 14 sind.

Die in Fig. 9 dargestellte Ausführungsform ist eine Abwandlung der Kupplung der Fig. 7. Wie in letzterer Figur sind die komplementären Kupplungseinrichtungen im Teil der Zeichnung oberhalb der Achse in gekuppelter Stellung und im unteren Teil in entkuppelter Stellung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der äußere Ring des Lagers 18 einstückig mit dem Radträger 16. Dieses Lager 18 weist zwei Kugelreihen 150, 152 auf, die durch zwei unabhängige Käfige 152A und 153B getrennt sind und im Abstand gehalten werden. Eine erste Laufbahn 154 für die Kugelreihe 150, die auf der zur Aufnahme des Rades bestimmten Seite angeordnet ist, wird direkt mit der Außenfläche des Flansches 14 bestimmt. Eine zweite Laufbahn 156 für die zweite Kugelreihe 152 ist auf einem angesetzten Ring 158 bestimmt, der einen Innenring des Lagers bildet. Dieser Ring 158 ist auf die seitliche Außen­ wand des Flansches 14 in einem Randausstich 160 aufgezogen. Der Ring 158 ist beispielsweise durch Laser-Schweißung an den Flansch 14 angeschweißt.

Die komplementären Kupplungseinrichtungen enthalten einen Zahnkranz 162 entsprechend dem Zahnkranz 110 der Aus­ führungsform der Fig. 7. Bei der vorliegenden Ausführungs­ form ist dieser Zahnkranz mit dem Ring 158 einstückig. Der Ring 158 bildet so einen Bund, der den Kranz 162 im Bereich des Innenrands desselben verlängert, so daß die äußeren Mitnahmeprofile des Kranzes 162 im wesentlichen außerhalb der Verlängerung des Rings 158 angeordnet sind. Diese Profi­ le weisen eine Verzahnung 164 auf, die mit der Verzahnung 114 identisch ist. Wenn der aus dem Ring 158 und dem Kranz 162 gebildete einstückige Aufbau am Ende des Flansches ange­ bracht ist, sind die Mitnahmeprofile im wesentlichen außer­ halb der Verlängerung des Endes des Radflansches verteilt.

Die Schale 12 weist eine Stirnverzahnung 166 auf, die mit der Verzahnung 115 identisch und für ein Zusammenwirken mit der Verzahnung 164 des Kranzes eingerichtet ist. Ebenso ist ein Sprengring 170 zur axialen Rückhaltung im Inneren einer Außenumfangsnut 172 aufgenommen, die sowohl in der Verzahnung 164 als auch der Verzahnung 168 eingelassen ist. Ein Ring 174 deckt die Nut 172 ab.

Zur Montage der Nabe 14 im Radträger 16 bringt man zunächst die Kugeln der ersten Reihe 150 im Käfig 153A an. Man ordnet dann die erste Kugelreihe 50, die durch den Käfig 153A gehalten wird, auf der Rollbahn 154 des Flansches 14 an. Man führt dann den mit der ersten Kugelreihe 150 ver­ sehenen Flansch 14 in das Innere des Radträgers 16 in die in Fig. 9 gezeigte Stellung ein. Die Kugeln der zweiten Reihe 152 werden dann im Käfig 153B angebracht. Der Ring 158 ist noch nicht montiert und man ordnet die -durch den Käfig 153B gehaltenen Kugeln der zweiten Reihe 152 in der vom Radträger 16 getragenen Rollbahn an.

Wenn die gesamte Kugelreihe 152 korrekt angeordnet ist, wird der durch den Ring 158 und den Kranz 162 gebildete Aufbau in Stellung gebracht. Der Ring 158, der die innere Laufbahn 156 trägt, wird mit den Kugeln der zweiten Reihe 152 in Berührung gebracht. Er wird dann mit dem Flansch 14 verschweißt, um die Drehmomentübertragung zu gewährleisten.

Die Kupplung des Flansches 14 und der Schale 12 erfolgt wie bei der Ausführungsform der Fig. 7.

Bei der Ausführungsform der Fig. 9 werden bei ihrer Montage die Kugeln der ersten Reihe und der zweiten Reihe jeweils auf einer einzelnen Rollbahn angeordnet. So werden die Kugeln der ersten Reihe 150 auf der vom Flansch getrage­ nen inneren Rollbahn angeordnet und die Kugeln der zweiten Reihe 152 auf der vom Radträger 16 getragenen äußeren Roll­ bahn. Die komplementären Rollbahnen werden erst angesetzt, wenn die Kugeln am gesamten Umfang angeordnet und korrekt voneinander im Abstand liegen. Die angesetzten Rollbahnen bilden also keine Behinderung bei der Anbringung der Kugeln.

Eine solche Montage gewährleistet eine große Freiheit der Wahl hinsichtlich des Durchmessers und der Anzahl der Kugeln des Lagers 18.

Unabhängig von der Art der Ausführungsform gestattet die Kupplung eine schnelle und leichte Montage und Demonta­ ge. Wegen der geringen axialen Länge der Kupplungseinrich­ tungen ist es bei der Demontage der Kraftübertragung nicht erforderlich, den Radflansch 14 aus dem Radträger 16 her­ auszuziehen.

Ebenso kann die Montage der Kupplung erfolgen, während der Flansch 14 bereits im Radträger 16 in Stellung ist.

Claims (23)

1. Kupplung zum drehfesten Kuppeln eines Flansches eines angetriebenen Rades (14) mit einer Ausgangseinrichtung (12) eines Gelenks einer Kraftübertragung, bei welcher der Radflansch (14) einen Radträger (16) durchsetzend über ein Lager (18) frei drehbar angebracht ist, dessen Innenring­ aufbau (60, 62; 158) mit dem Radflansch (14) durch eine Mitnahmeverbindung (68, 70; 74) fest verbunden ist, wobei der Radflansch (14) und die Ausgangseinrichtung (12) des Gelenks komplementäre Kupplungseinrichtungen (19) aufweisen, wobei die komplementären Kupplungseinrichtungen (19) einen Kranz (40, 46; 90; 110; 120; 162) aufweisen, der am Ende des Flansches der Ausgangseinrichtung (12) zugekehrt angeordnet und mit dem Innenringaufbau (60, 62; 158) fest verbunden ist, wobei dieser Kranz (40, 46; 90; 110; 122; 162) Mitnah­ meprofile (44, 48; 114; 130; 164) aufweist, die für ein Zusammenwirken mit mit der Ausgangseinrichtung verbundenen komplementären Profilen (54; 115; 134, 136; 166) eingerich­ tet sind, wobei die Kraftübertragungsübergangsstelle der Mitnahmeprofile (44, 48; 114; 130; 164) im wesentlichen auf der Außenseite der Verlängerung des den Kranz (40, 46; 90; 110; 122; 162) tragenden Endes des Radflansches (14) ver­ teilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeverbin­ dung (68, 70; 74) zwischen dem Lagerinnenringaufbau (60, 62; 158) und dem Radflansch (14) sich wenigstens teilweise in der Zone erstreckt, die axial zwischen den äußeren Enden von Rollelementen (28) des Lagers (18) begrenzt sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenringaufbau mit dem Flansch (14) einstückig ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeverbindung (68, 70; 74) rechtwinklig zu den Rollelementen (28) verwirklicht ist.

4. Kupplung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsübergangs­ stelle im wesentlichen beweglichen Elementen des Lagers (18) zugekehrt liegt.

5. Kupplung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungsüber­ gangsstelle zwischen den Mitnahmeprofilen (44, 48; 114; 130) des Kranzes und den komplementären Mitnahmeprofilen (54; 115; 134, 136), die mit der Ausgangseinrichtung (12) ver­ bunden sind, im wesentlichen radial ist, so daß die Kräfte im wesentlichen tangential bezüglich der Bewegung des Rad­ flansches (14) übertragen werden.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeprofile des Kranzes eine Randverzahnung (44, 48) aufweisen und die Ausgangseinrichtung (12) des Gelenks eine komplementäre Randverzahnung aufweist, wobei die Flan­ ken der Zähne der beiden Verzahnungen eine Klauenkupplung gewährleistend sich im wesentlichen radial erstrecken.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Kranz (40, 46) getragene Verzahnung (44, 48) eine seitliche Verzahnung und die von der Ausgangseinrich­ tung (12) des Gelenks getragene Verzahnung (54) eine Stirn­ verzahnung ist.

8. Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtungen (19) ein Element zur axialen Rückhaltung (58, 102, 118, 140) aufweisen, das mit dem Kranz (40, 46) und mit der Ausgangseinrichtung (12) des Gelenks zusammenwirkt.

9. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Element zur axialen Rückhaltung einen Sprengring (58) aufweist, der in einem Raum (52) aufgenommen ist, wel­ cher durch den Zahnkranz (40) und einen, insbesondere mit Zähnen versehenen, komplementären Kranz; der mit ihm koaxial fest verbunden ist, begrenzt ist, wobei eine Nut (56) zur Aufnahme des Sprengrings in der Innenfläche der Verzahnung (54), welche von der Ausgangseinrichtung (12) der Gelenkver­ bindung getragen wird, ausgebildet ist.

10. Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kränze (40, 46) gezahnt sind und die Verzahnung (44) wenigstens eines Kranzes (40) zur Verzahnung (48) des anderen Kranzes (46) geneigt ist, um eine Zentrierung und eine Rückhaltung des Sprengrings (58) zu gewährleisten.

11. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Element zur axialen Rückhaltung einen Sprengring (118) aufweist, der in einer Nut (116) aufgenommen ist, die in den zylindrischen Außenflächen der komplementären Ver­ zahnungen (114, 115) aufgenommen ist.

12. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur axialen Rückhaltung einen Sprengring (102) aufweist, der einerseits in einer ersten Nut (94), die durch die Innenfläche des Zahnkranzes (90) begrenzt ist, und andererseits in einer komplementären konzentrischen Nut (100) aufgenommen ist, die der ersten Nut (94) zugekehrt angeordnet ist und an einem Zentrierteller (96) begrenzt ist, der axial auf dem Ende mit der Ausgangseinrichtung (12) verschweißt ist.

13. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz (122) an seinem Außenrand Längskannelierungen (130) und die Ausgangseinrichtung (12) entsprechende Kanne­ lierungen (134) aufweist, wobei die Kupplungseinrichtung ferner eine innenkannelierte Muffe (136) aufweist, in welche die kannelierten Abschnitte (130, 134) des Kranzes (122) und der Ausgangseinrichtung (12) eingepreßt sind.

14. Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sprengring (140) zur axialen Rückhaltung einerseits in einer im Kranz (122) ausgebildeten Nut (132) und anderer­ seits in einer dieser zugekehrt angeordneten und in der Ausgangseinrichtung (12) des Gelenks ausgebildeten konzen­ trischen Nut (138) aufgenommen ist.

15. Kupplung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (14) außen ringförmige Rollbahnen (26) für die beweglichen Elemente (28) des Lagers (18) aufweist und der Kranz (40) längs des Stirnendes des Flansches (14) angeschweißt ist.

16. Kupplung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (14) axial ausgespart ist und außen ringförmige Rollbahnen (26) für die beweglichen Elemente (28) des Lagers (18) aufweist, und daß der Kranz (40) an seinem Innenrand einen einspringenden Bund (42) aufweist, längs welchem er mit dem Flansch (14) in dem zentralen ausgesparten Teil desselben verschweißt ist.

17. Kupplung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (18) einen mit dem Flansch (14) fest verbundenen Innenring (60, 62) aufweist und der Kranz (40) mit der Stirnfläche des Innenrings (60) des Lagers verschweißt ist.

18. Kupplung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring des Lagers zwei axial aneinandergefügte Ringe (60, 62) aufweist und der Ring (60), an den der Kranz (40) angeschweißt ist, direkt mit dem Flansch (14) ver­ schweißt ist.

19. Kupplung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Ring (60), an den der Kranz (40) angeschweißt ist, angesetzte Ring (62) mit dem Flansch einstückig ist.

20. Kupplung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring des Lagers zwei axial aneinandergesetzte Ringe (60, 62) aufweist, und der Ring (60), an den der Kranz (40) angeschweißt ist, mit dem komplementären Ring (62) längs ihrer Berührflächen verschweißt ist, wobei der kom­ plementäre Ring (62) mit dem Flansch (14) verschweißt ist.

21. Kupplung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (18) zwei Reihen (150, 152) von beweglichen Elementen und zwei innere Rollbahnen (154, 156) für diese beiden Reihen aufweist, und daß wenig­ stens eine der Rollbahnen (156) durch einen am Flansch ange­ setzten Ring (158) bestimmt ist und einen Innenring des Lagers (18) bildet.

22. Kupplung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der die Mitnahmeprofile aufweisende Kranz (164) mit dem angesetzten Ring (158) einstückig ist.

23. Kupplung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die andere Rollbahn (154) direkt an der Außen­ fläche des Flansches (14) bestimmt ist.