DE19958674C2

DE19958674C2 - Verbindungsanordnung an einer Gelenkwelle

Info

Publication number: DE19958674C2
Application number: DE19958674A
Authority: DE
Inventors: Werner Krude
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2001-11-29
Anticipated expiration: 2019-12-07
Also published as: DE19958674A1

Description

Die Erfindung betrifft Verbindungsanordnungen an einer Gelenk welle, nämlich zwischen einem Gelenkaußenteil eines Gleichlauf gelenks der Gelenkwelle und einem weiteren Bauteil, z. B. einer Radnabe, oder jeweils zur Anwendung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges.

Aus der DE 197 51 855 C1 ist eine Verbindungsanordnung in einer ersten Form bekannt mit einer Stirnverzahnung an einem radnaben seitigen Gelenkaußenteil eines Gleichlaufgelenks der Gelenkwelle und mit einer Stirnverzahnung innen an der Radnabe, wobei die Stirnverzahnungen axial ineinandergesteckt sind und im Umfangs sinn spielfrei ineinandergreifen und die Zähne der Stirnverzah nungen jeweils radial nach außen offene von zwei Flanken be grenzte Umfangsnuten haben, die gemeinsam miteinander eine in Umfangsrichtung verlaufende Ringnut bilden, in der ein Siche rungsring außen einsitzt, wobei an der Radnabe und dem Gelenk außenteil etwa durchmessergleiche konzentrische Ringzylinder ansätze ausgebildet sind, sowie eine solche Verbindungsanordnung in einer zweiten Form mit mit einer Stirnverzahnung an einem wellenflanschseitigen Gelenkaußenteil eines Gleichlaufgelenks der Gelenkwelle und mit einer Stirnverzahnung an dem Wellen flansch, wobei die Stirnverzahnungen axial ineinandergesteckt sind und im Umfangssinn spielfrei ineinandergreifen und die Zähne der Stirnverzahnungen jeweils radial nach außen offene von zwei Flanken begrenzte Umfangsnuten haben, die gemeinsam mitein ander eine in Umfangsrichtung verlaufende Ringnut bilden, in der ein Sicherungsring außen einsitzt, wobei am Wellenflansch und am Gelenkaußenteil etwa durchmessergleiche konzentrische Ringzylin deransätze ausgebildet sind. Diese Anordnungen erfüllen alle Anforderungen hinsichtlich einer spielfreien, leicht montier baren Verbindung, jedoch sind die Stirnverzahnungen in der er forderlichen Qualität nicht leicht herstellbar.

Aus der US 967395 ist eine Klauenkupplung zwischen zwei rotie renden Hohlwellen bekannt. Die einzelnen Klauen weisen innenlie gende Nuten auf, die im zusammengesteckten Zustand eine umlau fende Nut bilden, in der innen ein Sprengring einsitzt. Zur Verbindung von Ringteilen mit Zwischenwänden oder Einbauten ist diese Art der Kupplung nicht geeignet, da Zugangsmöglichkeiten für die Montage des Sprengrings durch das Innere der Hohlwellen erhalten werden müssen.

Aus der DE 81 36 172 U1 ist eine Kupplung zum starren Verbinden koaxialer Bauteile bei Gelenkwellen bekannt. Hierbei sind die zu verbindenen Bauteile jeweils mit Stirnverzahnungen ausgebildet, die ineinandergesteckt werden. Zur axialen Sicherung weisen die zu verbindenen Bauteile jeweils hinter der Stirnverzahnung einen rückspringenden Wellenabsatz auf. Im zusammengesteckten Zustand der Stirnverzahnungen werden U-Profilstücke in Form von Kreis segmenten im Umfang über diese Wellenabsätze gesteckt. Damit sich die U-Profilstücke nicht lösen, müssen sie zu einem Ring zusammengefügt oder durch einen übergeschobenen Ring gesichert oder mit Keilen gegeneinander verspannt werden. Dies führt zu einem erheblichen Aufwand bei der Montage.

Aus der DE 196 45 880 A1 ist eine Verbindungsanordnung zwischen einem Gelenkaußenteil eines Gleichlaufgelenks und dem Wellen flansch einer Getriebewelle bekannt, bei der die beiden Teile über ineinandergreifende Klauenverzahnungen zur Übertragung eines Drehmoments im Drehsinn spielfrei ineinandergreifen. Am Gelenkaußenteil bilden die vorderen Enden der Klauen eine zu sammengesetzte plane Stirnfläche, die sich gegen eine zusammen gesetzte plane Stirnfläche am Wellenflansch zwischen den Basis bereichen der Klauen abstützt. An den Enden der Klauen der bei den Teile sind jeweils nach außen weisende Klinken ausgebildet. Diese Klinken bilden an jedem der Teile einen zusammengesetzten Ringkragen mit jeweils nach rückwärts weisender konischer Schrä gungsfläche. Zur spielfreien axialen Verspannung der aneinander anliegenden planen Stirnflächen der beiden Teile ist ein Siche rungsring zwischen die aus den Klinken zusammengesetzten Ring kragen gesetzt, der sich auf die konischen Schrägungsflächen aufsetzt. Neben den Schrägungsflächen und den Flankenflächen der Zähne der Klauenverzahnungen sind die planen Stirnflächen exakt zu bearbeiten, um eine spielfreie drehmomentübertragende Verbin dung zu bilden.

Aus der DE 27 15 639 B1 und der DE 25 54 574 A1 sind Flansch verbindungsanordnungen an Kreuzgelenkwellenteilen bekannt, die an zwei ringförmigen Flanschteilen jeweils zwei Gruppen von gruppenweise parallel verlaufenden Nuten zeigen, die unter einem Winkel zueinander ausgerichtet sind. Die Nuten sind in größerer Zahl nach Art von Feinverzahnungen ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbindungsanordnungen zwischen einem Gelenkaußenteil eines Gleichlaufgelenks einer Gelenkwelle und einem weiteren Bauteil, z. B. einer Radnabe oder einem Wellenflansch zu schaffen, die im Verhältnis zu den ein gangs genannten mit geringerem Aufwand herstellbar sind.

Die Lösung besteht darin, daß die Zähne der Stirnverzahnungen an jedem der Bauteile - Gelenkaußenteil und weiteres Bauteil - jeweils durch zwei Gruppen von den Ringzylinderansatz stirnsei tig durchsetzenden Nuten gebildet werden, die jeweils parallel zu einer durch die Längsachse der Bauteile verlaufenden Radiala bene ausgerichtet sind und in einem der Ringzylinderansätze jede der Gruppen drei bis fünf Nuten und in dem anderen der Ring zylinderansätze jede der Gruppen zwei bis vier Nuten umfaßt, und letztere durch vier Winkelausnehmungen auf den Winkelhalbieren den zu den Radialebenen ergänzt sind. Hiermit ergeben sich Grö ßenverhältnisse der Verzahnungen, die eine relativ entfeinerte Bearbeitung ermöglichen. Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, daß die die Zähne bildenden Nuten jeder Gruppe symmetrisch zu der durch die Längsachse der Hauteile verlaufenden Radialebene ge staltet sind; insbesondere daß die beiden den Bezug für die Nuten der beiden Gruppen bildenden Radialebenen senkrecht zuein ander liegen.

Mit diesen Maßnahmen ergibt sich eine allgemein zu bevorzugende symmetrische Gestaltung der entstehenden Verzahnungselemente.

Die Verzahnungen werden vorzugsweise in der Weise hergestellt, daß die die Verzahnungselemente bildenden Nuten mit einem Räum werkzeug, das sich quer zur Längsachse des Ringzylinderansatzes bewegt, in den ursprünglich voll ringzylindrischen Ansatz einge bracht werden. Hierbei kann für jeden Ringzylinderansatz ein und das gleiche Räumwerkzeug zweimal verwendet werden, wobei das Werkstück einmal umgespannt wird, insbesondere um 90° um seine Achse gedreht wird.

Hierbei kann das Räumwerkzeug für das erste der Bauteile drei oder fünf miteinander verspannte parallele Räumnadeln haben, während das Werkzeug für das zweite der Bauteile eine entspre chende gerade Anzahl von vier oder sechs gegeneinander abge stützten oder miteinander verspannten parallelen Räumnadeln haben kann. Letztere sind so gesetzt, daß im Bereich der Winkel halbierenden zwischen den beiden radialen Bezugsebenen eine insbesondere rechtwinklig begrenzte Ausnehmung durch überschnei dendes Räumen in zwei Richtungen geschaffen wird.

Abweichend vom vorstehenden können die mit den Räumwerkzeugen herzustellenden Nuten auch bereits vorgeschmiedet sein, zumin dest die genannten Eckbereiche in dem Bauteil mit der gradzah ligen Anzahl von Nuten in jeder der beiden Gruppen.

Die erfindungsgemäßen Verbindungsanordnungen haben den Vorteil, daß sie sehr schnell und ohne großen Aufwand montiert werden können. Durch die sehr geringen Verschiebewege beim Ineinander stecken der Stirnverzahnungen lassen sich Gelenkwellen sehr einfach zwischen Radnabe und Wellenflansch eines Differential getriebes montieren und demontieren, insbesondere am kompletten Fahrzeug mit fertigmontierter Radaufhängung. Dies ist sowohl für die Erstmontage als auch für Reparaturen günstig. Die Verbin dungsanordnungen zeichnen sich weiterhin durch eine geringe Anzahl benötigter Bauteile und durch ein geringes Gewicht aus. Die Umfangsnuten können entweder an jedem der Teile für sich oder bei ineinandergreifenden Stirnverzahnungen an beiden Teilen gleichzeitig eingestochen werden.

Drehmomente, die von der Gelenkwelle zu übertragen sind, werden von den ineinandergreifenden Stirnverzahnungen der Verbindungs anordnung aufgefangen; umlaufende Biegemomente an der Verbin dungsanordnung, die vom gebeugt umlaufenden Gleichlaufgelenk herrühren, wirken vorrangig auf den in der Ringnut einsitzenden Sicherungsring ein. Hierbei wird in jeder Umfangsnut jeweils eine Flanke vom Sicherungsring belastet und die andere Flanke entlastet; an im Umfangssinn unmittelbar aufeinanderfolgenden Umfangsnuten, die jeweils zu einem anderen Zahn und damit zu einer anderen der beiden Stirnverzahnungen gehören, belastet der Sicherungsring jeweils in entgegengesetzte Richtungen weisende Flanken.

Eine erste günstige Ausführung sieht vor, daß die Verzahnungs elemente der beiden Stirnverzahnungen parallel zu den Radialebe nen ausgerichtete Flanken aufweisen, wodurch sie sich durch eine einfache Geometrie und damit durch einfache Herstellbarkeit auszeichnen.

Aufgrund der Axialverschieblichkeit derartiger Stirnverzahnungen sind hierbei Sicherungsring und Umfangsnuten so auszuführen, daß ersterer sich jeweils mit beiden Flanken spielfrei in letzteren abstützt, um Axialkräfte in beiden Richtungen ohne Axialverset zungen bei Änderung der Belastungsrichtung abzufangen.

Eine andere günstige Ausführung sieht vor, daß die Verzahnungs elemente der beiden Stirnverzahnungen mit den Radialebenen einen Winkel einschließende Flanken haben, wobei die Winkel an den beiden Stirnverzahnungen entgegengesetzt geöffnet und gleichgroß sind. Die Zähne der beiden Stirnverzahnungen haben somit eine Keilform und können spielfrei ineinandergesteckt werden. Die breiten Zahnfüße sorgen für eine erhöhte Festigkeit und eine gleichmäßige Belastung in den Zähnen.

Bei solchen Stirnverzahnungen mit Zähnen, die einen Winkel ein schließen, wird eine Axialabstützung der Teile in einer Richtung (Druck) sichergestellt, so daß der Sicherungsring und die Um fangsnuten so ausgeführt werden können, daß nur in der entgegen gesetzten Richtung (Zug) eine spielfreie Anlage des Sicherungs rings an den Flanken der Nut vorliegen. Die Umfangsnuten der einen Stirnverzahnung können relativ zu den Umfangsnuten der anderen Stirnverzahnung so versetzt sein, daß eine hin- und herspringende Ringnut gebildet wird. Dies hat zur Folge, daß die Flanken des Sicherungsrings nur mit denjenigen Flanken der Um fangsnuten in Anlage sind, die jeweils der anderen Stirnverzah nung zugewandt sind.

Eine erste Ausführung weist Umfangsnuten außen an den Stirn verzahnungen auf, die zueinander parallele Flanken haben, wobei der Sicherungsring entsprechende, zueinander parallele Flanken aufweist. Die Umfangsnuten sind hierbei einfach herstellbar und es können genormte Standardsicherungsringe zum Einsatz kommen.

Eine andere Ausführung sieht vor, daß die Flanken der Umfangs nuten außen an den beiden Stirnverzahnungen einen Winkel gegenüber einer gedachten achsnormalen Radialebene einschließen, der radial nach außen geöffnet ist, und daß der Sicherungsring ent sprechende Flanken hat, die den gleichen Winkel gegenüber einer gedachten achsnormalen Radialebene einschließen. Im zusammen gesteckten Zustand der Stirnverzahnungen bilden die Umfangsnuten somit eine Keilnut, die einen Sicherungsring mit einem keilför migen Profil aufnimmt. Durch die radiale Spannkraft des Siche rungsrings wird dieser in die Keilnut gedrückt, wobei aufgrund der Keilform des Sicherungsrings axiale Kraftkomponenten auf treten.

Im Zusammenspiel mit einer Keilform der Stirnverzahnungen kann durch ein keilförmiges Profil des Sicherungsrings und Umfangs nuten, die eine hin- und herspringende Ringnut bilden, eine axiale Kraftkomponente erzeugt werden, die letztendlich die beiden Stirnverzahnungen weiter ineinanderdrückt. Dadurch wird ein axiales Spiel ebenso wie ein Umfangsspiel in der Verbin dungsanordnung vermieden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der nachstehenden Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigen

Fig. 1 eine Gelenkwelle zwischen Differentialgetriebeflansch und Radnabe mit zwei erfindungsgemäßen Verbindungs anordnungen im Längsschnitt; (02100)

Fig. 2 die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung zwischen einem radnabenseitigen Gelenkaußenteil eines Gleich laufgelenks einer Gelenkwelle und einer Radnabe nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung im Längsschnitt; (02102)

Fig. 3 die Einzelheit X aus Fig. 1 in vergrößerter Darstel lung; (02103)

Fig. 4 die Einzelheit X aus Fig. 1 in gegenüber Fig. 3 abgewandelter Ausführung; (02104)

Fig. 5 eine Radialansicht einer erfindungsgemäßen Verbin dungsanordnung mit in axialer Richtung parallel zuein ander verlaufenden Zahnflanken mit Schnittlinie BB; (02107)

Fig. 6 einen Schnitt BB durch die Verzahnung nach Fig. 5; (02107)

Fig. 7 eine Radialansicht einer erfindungsgemäßen Verbin dungsanordnung mit in axialer Richtung parallel zuein ander verlaufenden Zahnflanken mit Schnittlinie AA; (02110)

Fig. 8 einen Schnitt AA durch die Verzahnung nach Fig. 7; (02110)

Fig. 9 eine Radialansicht einer erfindungsgemäßen Verbin dungsanordnung mit Zahnflanken, die mit der axialen Richtung einen Winkel einschließen mit Schnittlinie BB; (02109)

Fig. 10 einen Schnitt BB durch die Verzahnung nach Fig. 9; (02109)

Fig. 11 eine Radialansicht einer erfindungsgemäßen Verbin dungsanordnung mit Zahnflanken, die mit der axialen Richtung einen Winkel einschließen mit Schnittlinie AA; (02111)

Fig. 12 einen Schnitt AA durch die Verzahnung nach Fig. 10. (02111)

In Fig. 1 ist eine Gelenkwelle 10 in einer Fahrzeugeinbausitua tion als Seitenwelle an einem gelenkten Rad zwischen einem Wel lenflansch 20 eines Differentialgetriebes und einer Radnabe 30 gezeigt. Die Gelenkwelle 10 umfaßt differentialgetriebeseitig ein Tripodegelenk 12 und radnabenseitig ein Kugelgleichlauf festgelenk 13, die über die Welle 11 miteinander verbunden sind. Ein Faltenbalg 14 dichtet das Tripodegelenk 12 gegenüber der Welle 11 ab, ein Faltenbalg 15 dichtet das Kugelgleichlauffest gelenk 13 gegenüber der Welle 11 ab. Das Tripodegelenk 12 umfaßt im wesentlichen ein Gelenkinnenteil 17, Rollenelemente 18 und ein Gelenkaußenteil 19. Eine Verbindungsanordnung stellt die Verbindung zwischen dem Gelenkaußenteil 19 und dem Wellenzapfen 20 des Differentialgetriebes her, der in einem Rollenlager 21 im Differentialgetriebe gelagert ist, das nur mit gestrichelten Linien in seiner Kontur angedeutet ist. Das Gleichlauffestgelenk 13 besteht im wesentlichen aus einem Gelenkinnenteil 22, drehmo mentübertragenden Kugeln 23, einem Kugelkäfig 24 und einem Ge lenkaußenteil 25. Das Gelenkaußenteil 25 ist über eine Verbin dungsanordnung unmittelbar mit einem ringförmigen Bauteil 26 verbunden, das formschlüssig auf der Radnabe 30 festgelegt ist und als Teil derselben betrachtet werden kann. An der Radnabe 30 ist eine Bremsscheibe 27 angeschraubt, die Radnabe 30 ist mit tels eines zweireihigen Kugellagers 28 in einem Radträger 29 gelagert. Eine erste erfindungsgemäße Verbindungsanordnung, die mit X als Einzelheit bezeichnet ist, umfaßt das Gelenkaußenteil 25 und das weitere Bauteil 26. Diese wird im weiteren näher beschrieben. Eine zweite erfindungsgemäße Verbindungsanordnung, die mit Y bezeichnet ist, wird vom Gelenkaußenteil 19 und dem Wellenflansch 20 gebildet und soll die gleichen Merkmale auf weisen, wie die erstgenannte.

In Fig. 2 sind Teile des Gleichlauffestgelenks 13 und der Rad nabe 30 aus Fig. 1 vergrößert dargestellt. Das Gleichlauffest gelenk 13 wird von einem Deckel 49 verschlossen. Wie mit gestri chelten Linien angedeutet, ist die Radnabe 30 vor der Lagermon tage mit einem hülsenförmigen Ansatz 31 versehen, an dem eine Außenverzahnung 32 ausgebildet ist. Hinter dieser ist eine zy lindrische Zentrierfläche 33 vorgesehen, die von einer radialen Anschlagfläche 34 begrenzt wird. Das Bauteil 26, das eine La gerrille 35 bildet, hat auf der Innenseite eine Stützfläche 36, eine Innenverzahnung 37, die mit der Außenverzahnung 32 zusam mengreift, eine Sitzfläche 38, die auf der Zentrierfläche 33 aufsitzt, sowie eine Stirnfläche 39, die an der Anschlagfläche 34 anliegt. Nach dem Aufschieben des Bauteils 26 auf die Nabe 30 wird der Ansatz 31 aufgeweitet, so daß er sich als Hund 40 gegen die Stützfläche 36 anlegt.

Hiermit wird zugleich das Kugellager 28 komplettiert und einge stellt, von dem eine äußere Lagerrille 41 und eine Lagerkugel 42 sowie ein Lagerkäfig 43 erkennbar sind. Wie weiter zu erkennen ist, sind am Gelenkaußenteil 25 und am Bauteil 26 Ringzylinder ansätze mit ineinandergreifenden Stirnverzahnungen 45, 46 ausge bildet.

In Fig. 3 ist die in Fig. 1 mit X bezeichnete Einzelheit der Verbindungsanordnung nochmals vergrößert dargestellt. Die Ver zahnungen 45, 46 sind jeweils an Ringzylinderansätzen 75, 76 am Gelenkaußenteil 25 bzw. an dem Bauteil 26 ausgebildet. Die vor deren Stirnflächen werden von Abschnitten von Innenkonusflächen 73, 74 gebildet. Die Basis der Verzahnungen bilden jeweils Teile von Radialflächen 77, 78.

Auf den Außenumfang der Stirnverzahnungen 45, 46 sind Umfangs nuten 47, 48 ausgebildet, die sich zu einer im wesentlichen geschlossenen Ringnut ergänzen, in der ein Sicherungsring 50 einsitzt. Die seitlichen Flanken 51, 52 des Sicherungsrings 50 sind parallel zueinander und liegen in normalen Ebenen bezogen auf die Längsachse der zu verbindenen Teile. Entsprechend sind die nicht näher bezeichneten Flanken der Umfangsnuten 47, 48 ausgerichtet, die somit Rechtecknuten bilden. Die Verzahnungen 45, 46 sind so ausgebildet sind, daß sie bei spielfreier Anlage der Zahnflanken im Umfangssinn gegeneinander axial verschiebbar sind, muß der Sicherungsring 50 im wesentlichen spielfrei in beide Umfangsnuten 47, 48 eingreifen, d. h. es ist nur ein Mon tagespiel in der Größenordnung von ca. 1/10 mm zulässig.

Fig. 4 zeigt die in Fig. 1 als X bezeichnete Einzelheit in Vergrößerung in einer Abwandlung. Am Gelenkaußenteil 25 ist eine Stirnverzahnung 45' ausgebildet, am Bauteil 26 eine Stirnverzah nung 46'. Die Verzahnungen 45, 46 sind jeweils an Ringzylinder ansätzen 75, 76 am Gelenkaußenteil 25 bzw. an dem Bauteil 26 ausgebildet. Die vorderen Stirnflächen werden von Abschnitten von Innenkonusflächen 73, 74 gebildet. Die Basis der Verzahnun gen bilden jeweils Teile von Radialflächen 77, 78.

Jeweils außen an den Stirnverzahnungen sind Umfangsnuten 63, 64 ausgeführt, die übereinstimmende Breite haben, aber axial zuein ander versetzt sind. In den Umfangsnuten sitzt ein Sicherungs ring 70 ein. Der Sicherungsring 70 hat im Bereich seines Ein griffs mit den Umfangsnuten 63, 64 einen Winkel miteinander bildende, sich nach außen öffnenden Flanken 71, 72. Die jeweili gen Flanken der Umfangsnuten 63, 64 entsprechen in ihrer Aus richtung den Flanken des Sicherungsringes 70. Die Umfangsnuten 63, 64 sind um einen geringen Betrag axial zueinander versetzt und bilden somit eine hin- und herspringende Ringnut. Bei Ver bindungsanordnungen der hier gezeigten Art mit einem axialen Versatz der Umfangsnuten ist davon auszugehen, daß die Verzah nungen 45', 46' sich bei spielfreier Anlage in Umfangsrichtung zugleich axial aneinander auf Druck abstützen. Ein in dieser Position eingesetzter Sicherungsring 70 legt sich dann unter Druckvorspannung spielfrei mit der Flanke 72 an der rechts lie genden Flanke der Umfangsnut 63 in der Stirnverzahnung 45' an und mit der Flanke 71 ausschließlich an der links liegenden Flanke der Umfangsnut 64 in der Stirnverzahnung 46'. Gegenüber der jeweils anderen Flanke der Umfangsnut ist ein Spiel zuläs sig, daß größer ist als ein Montagespiel. Der keilförmige Siche rungsring 70 kann mit Radialvorspannung eingesetzt werden. Ein radiales Einziehen des Ringes in die Umfangsnuten erzeugt eine axiale Druckvorspannung zwischen den Stirnverzahnungen. Die Tiefe der Umfangsnuten 63, 64 ist mit t und die Breite der Um fangsnuten ist mit b bezeichnet. Die radiale Höhe des Verzah nungseingriffs ist mit h und die Eingriffstiefe des Verzahnungs eingriffs ist mit s bezeichnet.

Die Fig. 5 bis 8 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Fig. 5 und Fig. 7 stimmen überein mit Ausnahme der Schnitt linien.

Es ist ein Gelenkaußenteil 25 ₁ und eine Radnabe 30 ₁ sowie ein Lager 28 ₁ gezeigt, in dem die Radnabe 30 ₁ gelagert ist. Die Stirnverzahnungen 45 ₁, 46 ₁ haben in radialer Ansicht achsparallel verlaufende Flanken. Die Stirnflächen der Stirnverzahnungen 45 ₁, 46 ₁ haben jeweils axialen Abstand gegenüber dem anderen Teil der Verbindung. Die zu verbindenen Teile sind damit grundsätzlich bei in Umfangsrichtung spielfrei ineinandergreifenden Verzahnun gen noch axial verschiebbar gegeneinander. Die Form der Verzah nungen wird aus den Fig. 6 und 8 deutlich. In dem in Fig. 6 geschnitten dargestellten Ringansatz 75 ₁ an der Radnabe sind jeweils zwei Gruppen von jeweils drei Nuten 81 ₁, 82 ₁, 83 ₁, 91 ₁, 92 ₁, 93 ₁ eingebracht, die den Ringansatz jeweils zweimal in sich gegenüberliegenden Ringhälften durchsetzen. Diese Gruppen von Nuten verlaufen jeweils parallel zu eingezeichneten radialen Bezugsebenen 89 ₁, 99 ₁. Hierdurch entstehen jeweils viermal zwei Zähne 84 ₁, 85 ₁, 94 ₁, 95 ₁ mit parallelen Flanken, die sich jeweils paarweise auf verschiedenen Ringhälften gegenüberliegen, und insgesamt vier nach innen rechtwinklig begrenzte Eckzähne 86 ₁, 87 ₁, 96 ₁, 97 ₁. Die Flanken der Zähne bzw. der Nuten sind jeweils parallel zu einer der Bezugsebenen 89 ₁, 99 ₁. In dem in Fig. 8 geschnitten dargestellten Ringansatz 76 ₁ am Gelenkaußenteil 25 ₁ sind jeweils zwei Gruppen von jeweils zwei Nuten 101 ₁, 102 ₁, 111 ₁, 112 ₁ eingebracht, die den Ringansatz jeweils zweimal auf sich gegenüberliegenden Ringhälften durchsetzen. Diese Nuten verlaufen jeweils parallel zu den zwei eingezeichneten radialen Bezugsebenen 89 ₁, 99 ₁. Weiterhin sind im Ringansatz Eckausnehmun gen 106 ₁, 107 ₁, 116 ₁, 117 ₁ ausgeführt, die zwei rechtwinklig zueinander liegende Begrenzungen haben. Durch die Nuten und die Eckausnehmungen entstehen jeweils viermal drei Zähne 103 ₁, 104 ₁, 105 ₁, 113 ₁, 114 ₁, 115 ₁ die sich paarweise auf verschiedenen Ring hälften gegenüberliegen.

In Umfangsnuten 47 ₁, 48 ₁, die außen auf den Stirnverzahnungen 45 ₁, 46 ₁ ausgebildet sind, sitzt ein Sicherungsring 50 ₁ ein, der die Umfangsnuten 47 ₁, 48 ₁ fluchtend zueinander ausrichtet und die Radnabe 30 ₁ gegenüber dem Gelenkaußenteil 25 ₁ axial sichert. Es ist nachzuvollziehen, daß hierbei der Sicherungsring 50 ₁ mög lichst spielfrei in den Umfangsnuten 47 ₁, 48 ₁ einsitzen muß, die dadurch eine geschlossene Ringnut bilden. Die Umfangsnuten 47 ₁, 48 ₁ und der Sicherungsring 50 ₁ können hierbei parallele Flanken haben, wobei der Sicherungsring 50 ₁ dann mit geringem Montage spiel von ca. 1/10 mm in die Ringnut einzusetzen ist.

Die Fig. 9 bis 12 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Fig. 9 und Fig. 11 stimmen überein mit Ausnahme der Schnitt linien.

Es ist ein Gelenkaußenteil 25 ₂ und eine Radnabe 30 ₂ sowie ein Lager 28 ₂ gezeigt, in der die Radnabe 30 ₂ gelagert ist. Die Stirnverzahnungen 45 ₂, 46 ₂ haben in radialer Ansicht keilförmig verlaufende Flanken. Die Stirnflächen der Stirnverzahnungen 45 ₂, 46 ₂ haben bei gegenseitiger Anlage der Flanken der Stirnverzah nungen jeweils axialen Abstand gegenüber dem anderen Teil der Verbindung. Die zu verbindenen Teile sind damit bei in Umfangs richtung spielfrei ineinandergreifenden Verzahnungen axial ge geneinander abgestützt.

Die Form der Verzahnungen wird aus den Fig. 10 und 12 deut lich. In dem in Fig. 10 geschnitten dargestellten Ringansatz 75 ₂ an der Radnabe sind jeweils zwei Gruppen von jeweils drei Nuten 81 ₂, 82 ₂, 83 ₂, 91 ₂, 92 ₂, 93 ₂ eingebracht, die den Ringansatz jeweils zweimal in sich gegenüberliegenden Ringhälften durch setzen. Diese Gruppen von Nuten verlaufen jeweils parallel zu eingezeichneten radialen Bezugsebenen 89 ₂, 99 ₂. Hierdurch ent stehen jeweils viermal zwei Zähne 84 ₂, 85 ₂, 94 ₂, 95 ₂ mit paarweise keilförmig symmetrisch im Verhältnis zu den Bezugsebenen geneig ten Flanken, die sich jeweils paarweise auf verschiedenen Ring hälften gegenüberliegen, und insgesamt vier nach innen recht winklig begrenzte Eckzähne 86 ₂, 87 ₂, 96 ₂, 97 ₂. Die Flanken der Zähne bzw. der Nuten sind jeweils parallel zu einer der Bezugs ebenen 89 ₂, 99 ₂. In dem in Fig. 12 geschnitten dargestellten Ringansatz 76 ₂ am Gelenkaußenteil 25 ₂ sind jeweils zwei Gruppen von jeweils zwei Nuten 101 ₂, 102 ₂, 111 ₂, 112 ₂ eingebracht, die den Ringansatz jeweils zweimal auf sich gegenüberliegenden Ringhälf ten durchsetzen. Diese Nuten verlaufen jeweils parallel zu den zwei eingezeichneten radialen Bezugsebenen 89 ₂, 99 ₂. Weiterhin sind im Ringansatz Eckausnehmungen 106 ₂, 107 ₂, 116 ₂, 117 ₂ ausge führt, die zwei rechtwinkling zueinander liegende Begrenzungen haben. Durch die Nuten und die Eckausnehmungen entstehen jeweils viermal drei Zähne 103 ₂, 104 ₂, 105 ₂, 113 ₂, 114 ₂, 115 ₂ die sich paarweise auf verschiedenen Ringhälften gegenüberliegen.

In den Umfangsnuten 63 ₂, 64 ₂ sitzt ein Sicherungsring 70 ₂ ein, der die Radnabe gegenüber dem Gelenkaußenteil axial gegeneinander sichert. Die Umfangsnuten 63 ₂, 64 ₂ können axial um einen geringen Betrag versetzt zueinander sein, wobei der Sicherungsring 70 ₂ jeweils nur an einer Flanke unter Druckvorspannung anliegt. Die Umfangsnuten und der Sicherungsring können hierbei im Profil keilförmig sich nach außen öffnende Flanken haben, wobei der Sicherungsring 70 ₂ radiale Vorspannung haben soll. Auf diese Weise kann der Sicherungsring bei Erreichen einer Anlage an jeweils einer der beiden Flanken der Umfangsnuten eine axial spielfreie Verbindung zwischen den Stirnverzahnungen 45 ₂, 46 ₂ sicherstellen.

Claims

1. Verbindungsanordnung an einer Gelenkwelle, umfassend eine Stirnverzahnung (45) an einem Gelenkaußenteil (25) eines Gleichlaufgelenks (13) der Gelenkwelle (10) und eine Stirnverzahnung (46) an einem weiteren Bauteil (26), wobei die Stirnverzahnungen (45, 46) axial ineinandergesteckt sind und im Umfangssinn spielfrei ineinandergreifen und die Zähne der Stirnverzahnungen (45, 46) am Außenumfang jeweils radial nach außen offene von zwei Flanken begrenzte Um fangsnuten (47, 48; 63, 64) haben, die gemeinsam mitein ander eine in Umfangsrichtung verlaufende Ringnut bilden, in der ein Sicherungsring (50, 70) außen einsitzt, wobei an dem Gelenkaußenteil und dem weiteren Bauteil etwa durch messergleiche konzentrische Ringzylinderansätze (75, 76) ausgebildet sind, wobei die Zähne (84, 85, 94, 95; 103, 104, 105; 113, 114, 115) der Stirnverzahnungen an jedem der Bauteile - Gelenk außenteil (25) und weiteres Bauteil (26) - jeweils durch zwei Gruppen von den Ringzylinderansatz (75, 76) stirnsei tig durchsetzenden Nuten (81, 82, 83, 91, 92, 93; 101, 102, 111, 112) gebildet werden, die jeweils parallel zu einer durch die Längsachse der Bauteile verlaufenden Radialebene (89, 99) ausgerichtet sind, und in einem der Ringzylinder ansätze jede der Gruppen drei bis fünf Nuten und in dem anderen der Ringzylinderansätze jede der Gruppen zwei bis vier Nuten umfaßt, und letztere durch vier Winkelausnehmun gen (106, 107, 116, 117) auf den Winkelhalbierenden zu den Radialebenen (89, 99) ergänzt sind.

2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Bauteil (26) mit einer Radnabe (30) verbun den oder integraler Bestandteil der Radnabe ist.

3. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Bauteil ein Wellenflansch eines Differenti algetriebezapfens oder einer Anschlußwelle ist.

4. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zähne bildenden Nuten jeder Gruppe symmetrisch zu der durch die Längsachse der Bauteile verlaufenden Ra dialebene (89, 99) gestaltet sind.

5. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden den Bezug für die Nuten der beiden Gruppen bildenden Radialebenen (89, 99) senkrecht zueinander lie gen.

6. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der Stirnverzahnungen (45 ₁, 46 ₁) parallel zu den den Bezug bildenden Radialebenen ausgerichtete Flanken aufweisen.

7. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der Stirnverzahnungen (45 ₂, 46 ₂) die den Bezug bildenden Radialebenen unter einem Winkel kreuzende Flanken haben, wobei die Winkel zwischen den Flanken jedes Zahns entgegengesetzt geöffnet und gleich groß sind.

8. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnuten (47, 48) in den Zähnen der beiden Stirnverzahnungen (45, 46) und der Sicherungsring (50) zueinander parallele Flanken (51, 52) haben, die in achs normalen Radialebenen liegen.

9. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnuten (63, 64) in den Zähnen der beiden Stirnverzahnungen (45, 46) und der Sicherungsring (70) Flanken (71, 72) haben, die gegenüber einer achsnormalen Radialebene einen Winkel einschließen, der sich radial nach außen öffnet.

10. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (50, 70) spielfrei mit beiden Flan ken in den Umfangsnuten (47, 48) einsitzt.

11. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnuten (47, 63) in den Zähnen der einen Stirnverzahnung (45) axial zu den Umfangsnuten (48, 64) in den Zähnen der anderen Stirnverzahnung (46) so versetzt sind, daß die Flanken (51, 52; 71, 72) des Sicherungsrings (50, 70) jeweils nur mit denjenigen Flanken der Umfangs nuten in Anlage sind, die jeweils der anderen Stirnverzah nung (45, 46) zugewandt sind.

12. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Größenverhältnis zwischen der radialen Dicke h der Ringzylinderansätze und der Tiefe s der die Zähne bildenden Nuten durch h ≦ 2s gegeben ist.

13. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Größenverhältnis zwischen der Tiefe s der die Zähne bildenden Nuten und der Breite b der Umfangsnut durch s ≧ 2b gegeben ist.