DE19853798C1 - Connection between two shafts is a sleeve pushed over the teeth or splines at the shaft ends in a press fit with malleable distortion to mold round the teeth/splines in a keyed and positive fit - Google Patents
Connection between two shafts is a sleeve pushed over the teeth or splines at the shaft ends in a press fit with malleable distortion to mold round the teeth/splines in a keyed and positive fitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verbinden von zwei Wellenteilen mit einer Hülse, mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merk malen.The invention relates to a device for connecting two shaft parts a sleeve with the specified in the preamble of claim 1 to paint.
Eine derartige Einrichtung ist in der US 2,952,999 vorgesehen, bei der an zwei Ver bindungsstellen jeweils zwei Wellenteile, die sich in einem Überdeckungsbereich axial überlagern, über eine radiale Presspassung verbunden sind. Um die beiden Wellenteile möglichst fest zu verbinden, sind an der ersten Verbindungsstelle am Innenumfang des einen Aussenbereich bildenden Wellenteiles und an der zweiten Verbindungsstelle am Aussenumfang des radial inneren Wellenteiles Rillen vorgese hen, die sich durch die Presspassung elastisch verformen dürften. Ausserdem sind an der ersten Verbindungsstelle eine Befestigungskappe und an der zweiten Verbin dungsstelle eine Befestigungsbuchse verwendet, die jeweils eine die betreffende Presspassung verstärkende radiale Kraft an dem zugeordneten Wellenteil bewirken. Die an den Presspassungen beteiligten Flächen sind aufwendig und genau zu ferti gen, wodurch sich hohe Herstellungskosten für die Verbindungen ergeben. Die Ver bindungen dürften nicht so intensiv sein, dass sie auch größere Drehmomente über tragen könnten.Such a device is provided in US 2,952,999, in which two Ver binding points two shaft parts each, which are in a coverage area axially overlay, are connected via a radial press fit. To the two To connect shaft parts as firmly as possible are at the first connection point on Inner circumference of the shaft part forming an outer region and on the second Connection point on the outer circumference of the radially inner shaft part is provided with grooves hen, which should deform elastically due to the press fit. Also are a fastening cap at the first connection point and at the second connector used a mounting socket, each one the relevant Press fit reinforcing radial force on the associated shaft part. The surfaces involved in the press fits are complex and precisely machined gene, which results in high manufacturing costs for the connections. The Ver bindings should not be so intense that they also have higher torques could wear.
Bei der GB 2 167 819 A sind zur drehfesten Verbindung einer Nabenbuchse eines Fahrrads mit einer Stützdrehspindel einige Zähne an der Nabenbuchse ausgebildet, die über den Umfang verteilt angeordnet sind und in jeweils eine Längsnut in der Stützdrehspindel eingreifen. Die Zähne werden mit Hilfe von mehreren Werkzeug stempeln gefertigt, die aus Platzgründen lediglich die Ausbildung einiger Zähne am Innenumfang der Nabe ermöglichen dürften. Die Nabenbuchse ist lediglich über die mit den Längsnuten in der Stützdrehspindel zusammenwirkenden Zähne verbunden und durch diese radial zentriert. Bei einer Drehmomentbelastung werden radiale Kräfte an den Zähnen verursacht, die eine radiale Verlagerung eines Zahnes oder mehrerer Zähne bewirken können, wodurch die Stützdrehspindel nicht mehr spielfrei mit der Nabenbuchse verbunden sowie nicht mehr ausreichend von ihren Zähnen radial zentriert ist.In GB 2 167 819 A there is one for the rotationally fixed connection of a hub bushing Bike with a support spindle some teeth formed on the hub bushing, which are distributed over the circumference and each in a longitudinal groove in the Engage the support rotating spindle. The teeth are made using several tools stamp manufactured, which for space reasons only the formation of some teeth on Inner circumference of the hub should allow. The hub bushing is only over the teeth interacting with the longitudinal grooves in the support spindle and radially centered by it. With a torque load, radial Forces on the teeth caused a radial displacement of a tooth or can cause multiple teeth, making the support spindle no longer free of play connected to the hub bushing and not enough of their teeth is radially centered.
In der EP-A-0 211 347 ist ein Verfahren beschrieben, mit dem durch Erwärmung und radialen Druck ein buchsenförmiges Verdickungsteil mit einer Keramikwelle dadurch verbunden wird, dass Material des Verdickungsmittels in Ausnehmungen in der Keramikwelle eindringt. In diese Ausnehmungen dürfte jedoch nur wenig Mate rial des Verdickungsteiles eindringen, da sich die Druckstempel in Umfangsrichtung über mehrere Ausnehmungen erstrecken und sich dadurch druckbelastete Bereiche des Verdickungsteiles an der Oberfläche der Keramikwelle abstützen können. Zwi schen dem Verdickungsteil und der Keramikwelle ist ein schmelzbarer Kragen vor gesehen, von dem geschmolzenes Material in die Vertiefungen eindringen kann, das ein Eingreifen des erwärmten Verdickungsteiles in die Ausnehmungen der Ke ramikwelle zusätzlich erschwert.In EP-A-0 211 347 a method is described with which by heating and radial pressure a sleeve-shaped thickening part with a ceramic shaft is connected in that material of the thickener in recesses in penetrates the ceramic shaft. However, only a little mate should be in these recesses rial of the thickening part penetrate, since the pressure stamp in the circumferential direction extend over several recesses and thereby areas under pressure can support the thickening part on the surface of the ceramic shaft. Two Between the thickening part and the ceramic shaft there is a meltable collar seen from which molten material can penetrate into the depressions, an engagement of the heated thickening part in the recesses of the Ke ceramic wave made even more difficult.
Bei der DE-PS 682 168 wird ein erhitzter trapezförmiger Ring in eine radiale Ein schnürung an einer Welle sowie in darin ausgebildete Einkerbungen gepresst, um den Ring unlösbar mit der Welle zu verbinden. Der Ring wird dabei so stark ver formt, dass sich nach der Verformung seine geneigten Flanken in einer zur Wellen achse radialen Ebene befinden.In DE-PS 682 168 a heated trapezoidal ring is in a radial one lacing on a shaft and pressed into indentations formed therein to permanently connect the ring to the shaft. The ring is ver so strong forms that after the deformation its inclined flanks in one to the waves axis are radial plane.
Bei der Schrumpfverbindung der DE-PS 559 779 sind aufwendige Arbeitsschritte mit Maschinen erforderlich, wobei der Aussendurchmesser der Welle und der Innen durchmesser des die Welle aufnehmenden Teiles genau einzuhalten sind.In the shrink connection of DE-PS 559 779 complex work steps are involved Machines required, the outside diameter of the shaft and the inside diameter of the part receiving the shaft must be strictly observed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Verbinden von zwei Wellenteilen mit einer Hülse mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspru ches 1 anzugeben, die einfach zu fertigen ist und eine hohe Drehmomentübertra gung von einem Wellenteil auf das andere ermöglicht.The invention has for its object a device for connecting two Shaft parts with a sleeve with the features in the preamble of claim ches 1, which is easy to manufacture and high torque transmission movement from one shaft part to the other.
Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.This object is achieved by the features specified in claim 1. Advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims.
Bei der Erfindung werden zwei Wellenteile axial nebeneinander angeordnet und in dieser Lage durch plastische Kalt- oder Warmverformung einer über die Endberei che der Wellenteile gebrachten Hülse verbunden. Nachdem sich die Wellenteile bei unverformter Hülse nicht gegenseitig zentrieren, können die Wellenteile beispiels weise aufgrund von Bauteiltoleranzen eine mehr oder weniger von einer Konstruk tionslage abweichende Lage einnehmen, die beispielsweise von Anschlussteilen be stimmt ist. Es ist auch nicht erforderlich, dass die Achsen der Wellenteile zueinander fluchten. Die Hülse ist lediglich so auszulegen, dass sie durch plastische Verfor mung eine innige Verbindung mit den Wellenteilen eingeht und in der Lage ist, das vorgesehene Drehmoment von einem Wellenteil auf das andere zu übertragen. Durch die Wahl eines stirnseitigen Abstandes der Wellenteile in der Hülse kann die Biegesteifigkeit der Verbindung beeinflusst bzw. auf ein gewünschtes Maß einge stellt werden. Mit einer in Umfangsrichtung beispielsweise eines Wellenteiles umlau fenden Nut, in die bei der plastischen Verformung Material der Hülse eindringt, kann die Hülse an dem betreffenden Wellenteil auch axial fixiert sein.In the invention, two shaft parts are arranged axially next to each other and in this position by plastic cold or hot forming one over the final area che the shaft parts brought sleeve connected. After the shaft parts at do not center undeformed sleeve, the shaft parts can for example because of component tolerances a more or less of a construct position take a different position, for example, from connecting parts is true. It is also not necessary for the axes of the shaft parts to face each other swear. The sleeve should only be designed so that it can be deformed by plastic an intimate connection with the shaft parts and is able to to transmit the intended torque from one shaft part to the other. By choosing an end face distance of the shaft parts in the sleeve, the Flexural rigidity of the connection influenced or set to a desired dimension be put. With a circumferential direction, for example, a shaft part umlau fenden groove into which material of the sleeve penetrates during plastic deformation the sleeve can also be axially fixed to the shaft part in question.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is explained in more detail with reference to a drawing. Show it
Fig. 1 zwei Stabilisatorteile vor dem Verbinden mittels einer Hülse, Fig. 1 shows two stabilizer parts prior to bonding by means of a sleeve,
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1, Fig. 2 is a sectional view taken along the section line II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht nach dem Verbinden der beiden Stabilisatorteile mittels einer Hülse und Fig. 3 is a Fig. 1 corresponding view after connecting the two stabilizer parts by means of a sleeve and
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3. Fig. 4 is a sectional view taken along the section line IV-IV in Fig. 3.
In Fig. 1 sind zwei Stabilisatorteile 1, 2 eines an einer Achse eines Kraftfahrzeugs verwendeten Stabilisators mit ihren Achsen 8, 9 fluchtend nebeneinander angeord net, die mit Hilfe einer Hülse 3 zu verbinden sind. Die beiden Stabilisatorteile 1, 2 sind an den zugewandten Endbereichen jeweils außen mit einer Verzahnung 4, 5 versehen, die mehrere in Achsrichtung verlaufende Zähne aufweisen, die radial vor stehen und in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind. In Umfangs richtung zwischen den Zähnen sind Lücken gebildet. An einem Umfang der Verzah nung 4 ist eine Nut 6 ausgebildet. Die zwischen den Stabilisatorteilen 1, 2 angeord nete Hülse 3 weist einen zylindrischen Außendurchmesser 7 und einen zylindri schen Innendurchmesser 8 auf, der so ausgebildet ist, daß sich die Stabilisatorteile 1, 2 mit ihren Verzahnungen 4, 5 jeweils stirnseitig in die Hülse 3 bis in eine vorge gebene Einbaulage einstecken lassen.In Fig. 1, two stabilizer parts 1 , 2 of a stabilizer used on an axle of a motor vehicle with their axes 8 , 9 in alignment alongside one another are net, which are to be connected with the aid of a sleeve 3 . The two stabilizer parts 1 , 2 are each provided on the outside with a toothing 4 , 5 on the facing end regions, which have a plurality of teeth extending in the axial direction, which are radially in front and are evenly distributed in the circumferential direction. Gaps are formed in the circumferential direction between the teeth. On a circumference of the toothing 4 , a groove 6 is formed. The between the stabilizer parts 1 , 2 angeord Nete sleeve 3 has a cylindrical outer diameter 7 and a cylindri's inner diameter 8 , which is designed so that the stabilizer parts 1 , 2 with their teeth 4 , 5 each end face in the sleeve 3 to in allow a specified installation position to be inserted.
In Fig. 2 ist ein Querschnitt der Hülse 3 entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1 darge stellt. In Fig. 2 is a cross section of the sleeve 3 along the section line II-II in Fig. 1 represents Darge.
In Fig. 3 sind die beiden Stabilisatorteile 1, 2 durch die beiden stirnseitigen Öffnung en in die Hülse 3 eingesteckt, die durch äußere Druckbelastung beispielsweise durch Verrollen, Vercrimpen usw. zu den Verzahnungen 5, 6 hin plastisch verformt wurde. Dabei sind Bereiche am Innendurchmesser 8 der Hülse 3 in die Lücken zwi schen den Zähnen der Verzahnungen 5, 6 und der Bereich 11 in die Nut 6 im Stabi lisatorteil 1 eingedrungen, wodurch in einfacher Weise eine formschlüssige, spiel freie Verbindung der beiden Stabilisatorteile 1, 2 mit der Hülse 3 erreicht und die Hülse 3 an dem Stabilisatorteil 1 axial fixiert ist. Die aus einem verhältnismäßig har ten Material gefertigten Stabilisatorteile 1, 2, sind beispielsweise aus einem Feder stahl oder einem gehärteten Einsatzstahl gefertigt und haben sich bei der plasti schen Verformung der Hülse 3 nicht oder nicht wesentlich verformt. Bei der vorlie genden Ausführung ist das Stabilisatorteil 1 ein Koppelelement eines Schwenkmo tors, mit dem zwei Stabilisatorteile 2 entgegengesetzt verdrehbar oder mit einem entgegengesetzten Drehmoment belastbar sind bzw. voneinander freigeschaltet werden können. Das Stabilisatorteil 2 ist mit einem Stabilisatorarm verbunden, der an einem Radführungselement oder an einem Radträger angelenkt ist.In Fig. 3, the two stabilizer parts 1 , 2 are inserted through the two end openings en in the sleeve 3 , which was plastically deformed by external pressure, for example by rolling, crimping, etc. to the teeth 5 , 6 . Areas on the inner diameter 8 of the sleeve 3 have penetrated into the gaps between the teeth of the teeth 5 , 6 and the area 11 into the groove 6 in the stabilizer part 1 , whereby a positive, play-free connection of the two stabilizer parts 1 , 2 reached with the sleeve 3 and the sleeve 3 is axially fixed to the stabilizer part 1 . The stabilizer parts 1 , 2 made of a relatively hard material are made, for example, of a spring steel or a hardened case-hardened steel and have not or not significantly deformed during the plastic deformation of the sleeve 3 . In the embodiment, the constricting vorlie stabilizer part 1 is a coupling element of a Schwenkmo tors, with the two stabilizer parts 2 oppositely rotatable or can be loaded with an opposite torque or can be unlocked from each other. The stabilizer part 2 is connected to a stabilizer arm which is articulated on a wheel guide element or on a wheel carrier.
Die durch plastische Verformung der Hülse 3 bewirkte formschlüssige Verzahnung der Stabilisatorteile 1, 2 mit der Hülse 3 ist in dem in Fig. 4 dargestellten Querschnitt entlang der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3 zu erkennen. Die Verbindung ermöglicht eine hohe Drehmomentübertragung zwischen den Stabilisatorteilen 1, 2 und der Hülse 3, wobei die übertragenen Kräfte an einem vorgebbaren Radius wirken und damit zu bestimmen sind. Eine noch intensivere Verbindung der Stabilisatorteile 1, 2 mit der Hülse 3 kann dadurch erreicht werden, daß die Hülse 3 bei ihrer plastischen Verfor mung erwärmt ist und sich beim anschließenden Abkühlen zusammenzieht, wo durch die Hülse 3 mit einer Vorspannungkraft an den Verzahnungen 4, 5 der Stabili satorteile 1, 2 anliegt bzw. in die Lücken zwischen den Zähnen der Verzahnungen 5, 6 belastet ist.The interlocking toothing of the stabilizer parts 1 , 2 with the sleeve 3, which is caused by plastic deformation of the sleeve 3 , can be seen in the cross section shown in FIG. 4 along the section line IV-IV in FIG. 3. The connection enables a high torque transmission between the stabilizer parts 1 , 2 and the sleeve 3 , the transmitted forces acting on a predeterminable radius and thus having to be determined. An even more intensive connection of the stabilizer parts 1 , 2 with the sleeve 3 can be achieved in that the sleeve 3 is heated at its plastic deformation and contracts during the subsequent cooling, where through the sleeve 3 with a biasing force on the teeth 4 , 5th the Stabili satorteile 1 , 2 abuts or is loaded into the gaps between the teeth of the teeth 5 , 6 .
Bei den Ausführungsbeispielen ist die Verzahnung durch eine Vielzahl von an den Stabilisatorteilen radial nach außen vorstehenden Zähnen gebildet, zwischen denen in Umfangsrichtung Lücken gebildet sind. Außerdem sind die Zähne über den Um fang des betreffenden Stabilisatorteiles gleichmäßig verteilt angeordnet. Ebenso ist es möglich, die Zähne über einen Umfang des betreffenden Stabilisatorteiles un gleichmäßig anzuordnen und/oder durch wenigstens eine Vertiefung in einem Stabi lisatorteil oder allgemeiner in einem betreffenden Wellenteil auszubilden, in die nach der plastischen Verformung ein Bereich der Hülse eingreift, die an ihrem Innenum fang mit dem in die Vertiefung eingreifenden Bereich einen radial nach innen gerich teten Zahn bzw. mit mehreren derartigen Bereichen eine Verzahnung bildet. Eine hohe Drehmomentübertragung ist bereits möglich, wenn die Verzahnung wenig stens einen einzigen radial nach außen vorstehenden Zahn oder eine radial nach in nen gerichtete Vertiefung aufweist. Durch die Ausbildung der Verzahnung bzw. Ver tiefung an einem vorgebbaren Umfang des Stabilisatorteiles bzw. der Hülse ist die Lage der zwischen dem Stabilisatorteil und der Hülse wirkenden Kraft zu bestim men. Vorzugsweise erfolgt eine plastische Verformung lediglich an der Hülse. Es ist aber auch möglich, daß bei der plastischen Verformung der Hülse auch ein Bereich eines betreffenden Stabilisatorteiles bzw. Wellenteiles plastisch oder elastisch ver formt wird. Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht das Verbinden eines Wel lenteiles oder mehrerer Wellenteile mit einer Hülse, wobei die Achsen der Wellentei le in beliebigen Richtungen verlaufen können, wenn in der Hülse in diesen Richtung en Stirnausnehmungen ausgebildet sind, in die jeweils ein Wellenteil bis in eine Ge brauchslage einsteckbar und durch die angegebene plastische Verformung mit der Hülse zu verbinden ist. Das Wellenteil bzw. Stabilisatorteil kann in einer vorgebba ren Drehwinkellage unter einem Winkel zur Achse der Stirnausnehmung in die Stirn ausnehmung der Hülse eingesteckt und in dieser Lage durch plastische Verformung mit der Hülse verbunden sein, wodurch bei nicht genau gefertigten Teilen ein Tole ranzausgleich bewirkt ist. Die Verzahnung an dem Wellenteil bzw. an dem Stabilisa torteil kann in Achsrichtung des betreffenden Wellenteiles bzw. Stabilisatorteiles ver laufen oder unter einem Winkel zur Achsrichtung verlaufende Zähne (Schrägverzah nung) aufweisen.In the embodiments, the toothing is by a variety of to Stabilizer parts formed radially outwardly protruding teeth between which gaps are formed in the circumferential direction. In addition, the teeth are over the um beginning of the stabilizer part concerned evenly distributed. Likewise it is possible to un the teeth over a circumference of the stabilizer part in question arrange evenly and / or by at least one recess in a stabilizer lizer part or more generally in a relevant shaft part, in the after the plastic deformation engages an area of the sleeve on its inner circumference Catch a radially inward direction with the area engaging in the recess teten tooth or with several such areas forms a toothing. A high torque transmission is already possible if the toothing is low least a single radially outwardly projecting tooth or a radially inward tooth NEN directed recess. By forming the gearing or Ver Deepening on a predeterminable circumference of the stabilizer part or the sleeve is the To determine the position of the force acting between the stabilizer part and the sleeve men. Plastic deformation is preferably carried out only on the sleeve. It is but it is also possible that an area during the plastic deformation of the sleeve a relevant stabilizer part or shaft part ver or plastically or elastically is formed. The device according to the invention enables the connection of a wel Part or several shaft parts with a sleeve, the axes of the shaft part le can run in any direction if in the sleeve in that direction en end recesses are formed, in each of which a shaft part into a Ge insertable position and due to the plastic deformation indicated with the Sleeve to connect. The shaft part or stabilizer part can be in a predetermined Ren angular position at an angle to the axis of the front recess in the forehead recess of the sleeve inserted and in this position due to plastic deformation be connected to the sleeve, which creates a tole in the case of parts that are not exactly manufactured ranc equalization is effected. The teeth on the shaft part or on the Stabilisa Gate part can ver in the axial direction of the shaft part or stabilizer part in question running or teeth running at an angle to the axial direction (helical teeth tion).
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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