DE202008001372U1 - Welle-Nabe-Verbindungsanordnung - Google Patents

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Abstract

Welle-Nabe-Verbindungsanordnung zur Übertragung eines Drehmoments, umfassend
eine Welle (2) mit einer Wellenverzahnung (4), die sich über einen Abschnitt (3) der Welle (2) erstreckt und einen ersten Auslauf (16) und einen zweiten Auslauf (18) aufweist,
eine Nabe (6) mit einer Nabenverzahnung (8), die sich zumindest über einen Abschnitt der Nabe (6) erstreckt und mit der Wellenverzahnung (4) eine drehfeste Verbindung bildet,
einen zwischen der Welle (2) und der Nabe (6) angeordneten Sicherungsring (10), der in einer umlaufenden Wellennut (12) und in einer umlaufenden Nabennut (14) zur axialen Fixierung der Welle (2) gegenüber der Nabe (6) angeordnet ist,
wobei die Wellennut (12) zwischen einem der beiden Ausläufe (16, 18) der Wellenverzahnung (4) und einer Stirnseite (5) der Welle (2) derart angeordnet ist, daß sie zumindest teilweise außerhalb der Wellenverzahnung (4) liegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Welle-Nabe-Verbindungsanordnung zur Übertragung eines Drehmoments, insbesondere im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Derartige Anordnungen umfassen üblicherweise eine Welle mit einer Wellenverzahnung, eine Nabe mit einer Nabenverzahnung, die mit der Wellenverzahnung korrespondiert und mit dieser eine drehfeste Verbindung bildet, sowie einen zwischen der Welle und der Nabe angeordneten Sicherungsring, der in einer umlaufenden Wellennut und in einer umlaufenden Nabennut zur axialen Fixierung der Welle gegenüber der Nabe angeordnet ist.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ausgestaltungen von formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindungsanordnungen bekannt, die der Übertragung von Drehbewegungen dienen, etwa in Gleichlaufgelenken von Gelenkwellen. Die Fixierung bzw. Sicherung erfolgt dabei mittels eines Sicherungsrings, der in entsprechende Ringnuten der Welle und der Nabe einschnappt. Die Ringnuten sind dabei bekanntlich innerhalb der Wellenverzahnungen der Welle-Nabe-Verbindungsanordnung angeordnet.
  • Nachteilig an einer solchen Ausgestaltung ist der Umstand, daß sich bei der Herstellung der Ringnuten ein Grat an den jeweiligen Zahnflanken der Wellen- und Nabenverzahnung bildet, der in einem gesonderten Arbeitsgang entfernt werden muß, um ein sicheres Einrasten bzw. Einschnappen des Sicherungsrings zu gewährleisten. Zudem können die Ringnuten auch eine festigkeitsmindernde Wirkung auf die Verzahnungen der Welle-Nabe-Verbindungsanordnung haben.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Welle-Nabe-Verbindungsanordnung vorzuschlagen, die sich einfach und kostengünstig herstellen läßt und die gleichzeitig eine zuverlässige Sicherung gegen Lösen und eine hohe Festigkeit der Welle aufweist.
  • Die Lösung besteht in einer Welle-Nabe-Verbindungsanordnung, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Welle mit einer Wellen- bzw. Außenverzahnung, die sich über einen Abschnitt der Welle erstreckt und einen ersten und zweiten Auslauf aufweist; eine Nabe mit einer Naben- bzw. Innenverzahnung, die sich zumindest über einen Abschnitt der Nabe erstreckt und eine mit der Wellenverzahnung drehfeste Verbindung bildet; sowie einen Sicherungsring, der in einer umlaufenden Wellennut und in einer umlaufenden Nabennut zur Fixierung der Welle gegenüber der Nabe angeordnet ist, wobei die Wellennut zwischen einem der beiden Ausläufe der Wellenverzahnung und einer Stirnseite der Welle derart angeordnet ist, daß die Wellennut zumindest teilweise außerhalb der Wellenverzahnung liegt.
  • Die erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbindungsanordnung hat den Vorteil, daß eine Gratbildung an den Zahnflanken der Wellenverzahnung bei der Herstellung der Wellennut vermieden wird, so daß eine Entgratung der Zahnflanken in einem gesonderten Arbeitsgang entfallen kann. Dadurch vereinfacht sich die Herstellung der Wellenverzahnung. Außerdem ist die Festigkeit der Welle, dadurch, daß die Wellennut axial außerhalb der Wellenverzahnung angeordnet ist, und damit außerhalb des Drehmomentflusses liegt, vergrößert. Denn durch die erfindungsgemäße Anordnung der Wellennut wird die Kerbwirkung an der Welle minimiert, so daß die Wellenfestigkeit insgesamt erhöht wird. Dies ist insbesondere dann gegeben, wenn es sich bei dem Wellenabschnitt um einen Wellenzapfen handelt, an dem die Wellennut im Bereich des freien Wellenzapfenendes ausgebildet ist.
  • Die Wellennut kann so angeordnet sein, daß sie den Verzahnungsauslauf der Wellenverzahnung geringfügig überschneidet oder daß sie mit axialem Abstand zum Verzahnungsauslauf liegt. Bei vollständig axial außerhalb der Wellenverzahnung angeordneter Wellennut befindet sich diese vorzugsweise unmittelbar axial benachbart zu dem Auslauf der Wellenverzahnung, so daß die Welle-Nabe-Verbindungsanordnung möglichst wenig Raum benötigt. Bei mit geringer Überschneidung zur Wellenverzahnung angeordneter Wellennut ist insbesondere vorgesehen, daß die Wellennut die Wellenverzahnung axial in einem Abschnitt schneidet, in dem der Auslauf bereits unterhalb des Teilkreisdurchmessers der Wellenverzahnung liegt. Ein besonders günstiger Anwendungsfall für die erfindungsgemäße Anordnung ist gegeben, wenn die Wellennut axial zwischen einer Stirnseite der Welle und der Wellenverzahnung angeordnet ist.
  • Die der Wellennut gegenüberliegende Nabennut kann entweder vollständig innerhalb der Nabenverzahnung oder zumindest teilweise außerhalb der Nabenverzahnung angeordnet sein, wobei bei einer Anordnung letzterer Art die Nabennut zweckmäßigerweise derart angeordnet ist, daß sie sich nur geringfügig mit der Nabenverzahnung überschneidet. Eine zumindest teilweise außerhalb der Nabenverzahnung angeordnete Nabennut bringt die gleichen Vorteile in Bezug auf die Nabe, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Wellennut in Bezug auf die Welle beschrieben sind.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Welle derart ausgestaltet, daß der Durchmesser des mit der Wellennut versehenen Abschnitts der Welle in etwa dem Fußkreisdurchmesser der Wellenverzahnung entspricht. Dadurch ist sichergestellt, daß der Sicherungsring in beide axiale Richtungen sicher gehalten ist und nicht aus der Ringnut herausspringen kann. Es ergibt sich somit eine zuverlässige axiale Fixierung der Welle gegenüber der Nabe in beide Längsrichtungen der Welle-Nabe-Verbindungsanordnung.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Sicherungsring derart gestaltet ist, daß er in montiertem Zustand ein Radialspiel gegenüber dem Wellennutgrund aufweist. Mit anderen Worten ist der Innendurchmesser des Sicherungsrings in entspanntem Zustand größer als der Durchmesser der Welle im Bereich des Zapfengrunds. Durch diese Ausgestaltung kann der Sicherungsring mit radialer Vorspannung in Ringnut der Nabe eingespannt werden. Nach einer alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung kann der Sicherungsring auch derart gestaltet sein, daß er in montiertem Zustand ein Radialspiel gegenüber dem Nabennutgrund aufweist. Das heißt, daß der Außendurchmesser des Sicherungsrings in entspanntem Zustand kleiner als der Durchmesser der Nabe im Bereich des Zapfengrunds ist. Durch diese Ausgestaltungen wird eine zuverlässige Fixierung der Welle-Nabe-Verbindungsanordnung durch den Sicherungsring gewährleistet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Verzahnungsanordnung mindestens zwei Bereiche axialer Erstreckung, deren Verzahnungsausgestaltungen sich unterscheiden, wobei die beiden Bereiche eine gestufte Verzahnungsanordnung bilden.
  • In Längsrichtung der Verzahnungsanordnung weist die Wellenverzahnung dabei einen konstanten Verlauf des Kopfkreisdurchmessers auf, die Nabenverzahnung hingegen einen konstanten Verlauf des Fußkreisdurchmessers. Ferner weisen die die beiden Verzahnungsabschnitte jeweils einen konstanten Verlauf des Fußkreisdurchmessers der Wellenverzahnung und des Kopfkreisdurchmessers der Nabenverzahnung auf. Es ist insbesondere vorgesehen, daß einer der beiden Verzahnungsabschnitte einen gegenüber dem anderen Verzahnungsabschnitt größeren Fußkreisdurchmesser der Wellenverzahnung und Kopfkreisdurchmesser der Nabenverzahnung aufweist. Weiter ist das Zahnprofil der Wellenverzahnung des Verzahnungsabschnitts mit dem größeren Fußkreisdurchmesser zum oberen Teil des Zahnprofils des anderen Verzahnungsabschnitts vorzugsweise deckungsgleich. Eine derartig gestufte Ausgestaltung der Verzahnungsanordnung reduziert die in der Welle wirkenden Spannungen bzw. Spannungsspitzen, zumal sich durch die stufige Vergrößerung des Wellendurchmessers das Widerstandsmoment der Welle erhöht.
  • In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Zahnprofil der Wellenverzahnung des Bereiches mit dem kleineren Fußkreisdurchmesser ferner im Bereich des Teilkreisdurchmessers stufig breiter ausgebildet, so daß die Zahnflanken der Wellenverzahnung nur in einem Fußbereich des Zahnprofils die zugeordneten Zahnflanken der Nabenverzahnung berühren. Durch diese spezifische Ausgestaltung der Verzahnungsanordnung lassen sich die in der Welle wirkenden Spannungen bzw. Spannungsspitzen weiter reduzieren, zumal die Verdrehung der Welle zum Teil in Richtung des besagten Bereiches mit dem kleineren Fußkreisdurchmesser verlagert wird. Es sei an dieser Steile zu weiteren Einzelheiten in Bezug auf die beiden zuvor beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung auf die Druckschrift DE 197 22 917 C1 verwiesen, die somit zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung gemacht wird.
  • In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen den mindestens zwei Verzahnungsabschnitten ein Übergangsabschnitt vorgesehen, in dem sich in Längsrichtung der Verzahnungsanordnung sowohl der Fußkreisdurchmesser der Wellenverzahnung sowie der Kopfkreisdurchmesser der Nabenverzahnung des einen Abschnitts bis zu den entsprechenden Verzahnungsdurchmessern des anderen Abschnitts stetig verändern. Dabei beschreiben die Veränderungen der Verzahnungsdurchmesser jeweils vorzugsweise einen Konus. Es sind jedoch auch progressive oder degressive Veränderungen der Verzahnungsdurchmesser denkbar.
  • Zweckmäßigerweise ist einer der beiden Ausläufe der Wellenverzahnung außerhalb der Nabe in einem definierten Abstand zu einer Stirnseite der Nabe angeordnet. Dadurch wird einem Monteur beim Zusammenbau der Welle-Nabe-Verbindungsanordnung leicht veranschaulicht, ob eine Einrastung des zuvor in die Wellennut eingesetzten Sicherungsrings in die Nabennut ordnungsgemäß erfolgt ist. Der besagte Abstand lässt sich dabei einfach mittels eines geeigneten Prüfwerkzeugs überprüfen und kann bis zur halben Länge, vorzugsweise bis zu einem Drittel der Länge der Wellenverzahnung betragen.
  • Die erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbindungsanordnung kann unterschiedliche Verwendungen haben. Beispielsweise kann die Nabe ein Gelenkinnenteil eines Gleichlaufdrehgelenks und die Welle ein Getriebezapfen sein. Weiterhin kann die Nabe ein Gelenkinnenteil eines Gleichlaufdrehgelenks und die Welle eine Zwischenwelle, insbesondere eine Seitenwelle eines Kraftfahrzeugs, sein. Die Nabe kann auch eine Radnabe eines Kraftfahrzeugs und die Welle der Wellenzapfen eines Gelenkaußenteils eines Gleichlaufdrehgelenks, das insbesondere in Monoblockbauweise gestaltet ist. Nach einer weiteren Ausführungsform kann die Nabe auch ein Sei tenwellenrad eines Differentialgetriebes und die Welle der Zapfen eines Gelenkaußenteils eines Gleichlaufdrehgelenks in Monoblockbauweise sein.
  • Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eingehend erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Gleichlaufdrehgelenk mit einer erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindungsanordnung in einer ersten Ausführungsform im Längsschnitt,
  • 2 eine vergrößerte Darstellung eines Wellenzapfens der in der 1 abgebildeten Welle-Nabe-Verbindungsanordnung und
  • 3 ein Gleichlaufdrehgelenk mit einer erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindungsanordnung in einer zweiten Ausführungsform mit gestuften Verzahnungen im Längsschnitt.
  • 1, die im folgenden gemeinsam mit 2 beschrieben wird, zeigt ein Gleichlaufdrehgelenk 1 mit einer erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindungsanordnung 3. Das Gleichlaufdrehgelenk 1 umfaßt ein Gelenkaußenteil 9 mit äußeren Kugelbahnen 11, ein Gelenkinnenteil 13 mit inneren Kugelbahnen 15, drehmomentübertragende Kugeln 26, die jeweils in eine äußere Kugelbahn 11 und eine innere Kugelbahn 13 eingreifen, sowie einen die Kugeln 26 in einer gemeinsamen Ebene haltenden Kugelkäfig 24. Es sind insgesamt mehrere Paare von Kugelbahnen 11, 15 über den Umfang vorgesehen, in denen jeweils eine Kugel 26 zur Drehmomentübertragung zwischen dem Gelenkaußenteil 9 und dem Gelenkinnenteil 13 geführt sind. Das Gelenkaußenteil 9 ist in sogenannter Monoblockbauweise gestaltet und umfaßt einen einstückig angeformten Zapfen 17 zur Drehmomentübertragung, beispielsweise auf eine Radnabe eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt).
  • Das Gelenkinnenteil 13 hat eine Durchgangsöffnung, die mit einer Innenverzahnung 8 versehen ist. Dabei bildet das Gelenkinnenteil 13 die Nabe 6 der erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindungsanordnung 3, wobei in die Innenverzahnung 8 des Ge lenkinnenteils eine korrespondierende Außenverzahnung 4 eines Wellenzapfens 2 drehfest, das heißt formschlüssig eingreift. Der Wellenzapfen 2 ist Teil einer Hohlwelle, die hier nur teilweise gezeigt ist und insbesondere zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dient. Die Außenverzahnung 4 befindet sich an einem Endabschnitt des Wellenzapfens 2 und umfaßt einen ersten Auslauf 16 im Bereich des freien Endes des Wellenzapfens 2 und einen zweiten Auslauf 18 am entgegengesetzten Ende der Wellenverzahnung 4.
  • Zur Axialsicherung zwischen dem Wellenzapfen 2 und der Nabe 6 ist ein Sicherungsring 10 vorgesehen, der insbesondere einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, und der in einer umlaufenden Wellennut 12 des Wellenzapfens 2 einerseits und in einer umlaufenden inneren Nabennut 14 des Gelenkinnenteils 13 einsitzt. Alternativ ist aber auch ein Sicherungsring 10 mit einer im Querschnitt kreisförmigen Ausbildung verwendbar.
  • Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, ist die Wellennut 12 zwischen dem ersten Auslauf 16 der Außenverzahnung 4 und der Stirnseite 5 des Wellenzapfens 2 derart angeordnet, daß sie sich mit dem Auslauf 16 nur geringfügig überschneidet. Konkret schneidet die Wellennut 12 die Außenverzahnung 4 axial in einem Abschnitt, in dem der Auslauf 16 bereits unterhalb des Teilkreisdurchmessers DTW liegt. Die zugeordnete Nabennut 14 hingegen ist axial innerhalb Innenverzahnung 8 angeordnet. Der Sicherungsring 10 ist so gestaltet, daß er in montiertem Zustand sowohl gegenüber dem Wellennutgrund 12' als auch gegenüber dem Nabennutgrund 14' ein Radialspiel SRW, SRN aufweist. Das heißt, in entspanntem Zustand ist der Innendurchmesser des Sicherungsrings größer als der kleinste Durchmesser der äußeren Ringnut des Wellenzapfens 2; ferner ist der Außendurchmesser des Sicherungsrings 10 kleiner als der größte Durchmesser der inneren Ringnut des Gelenkinnenteils 13. Der Sicherungsring 10 kann aber auch so gestaltet sein, daß er in montiertem Zustand mit radialer Vorspannung in der inneren Ringnut 14 des Gelenkinnenteils 13 einsitzt. Der Durchmesser D des Endabschnitts 20 des Wellenzapfens 2 entspricht in etwa dem Fußkreisdurchmesser DFW der Außenverzahnung 4. Durch diese Ausgestaltung ist der Sicherungsring 10 in beide axiale Richtungen sicher in der Wellennut 12 gehalten, so daß eine zuverlässige axiale Sicherung des Wellenzapfens 2 gegenüber der Nabe 6 bzw. dem Gelenkinnenteil 13 gewährleistet ist.
  • Der zweite Auslauf 18 der Außenverzahnung 4 ist axial außerhalb der Nabe 6 in einem definierten Abstand zu einer Stirnseite 7 der Nabe 6 angeordnet. Mittels dieses beim Zusammenbau des Gelenks 1 meßbaren Abstandes läßt sich einfach überprüfen, ob eine ordnungsgemäße Einrastung des zuvor in die Wellennut 12 eingesetzten Sicherungsrings 10 in die Nabennut 14 erfolgt ist.
  • 3 zeigt ein Gleichlaufdrehgelenk mit einer erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindungsanordnung 3 in einer zweiten Ausführungsform, wobei das Gelenkaußenteil der Einfachheit halber nicht dargestellt ist. Die vorliegende Ausführungsform entspricht weitestgehend derjenigen gemäß den 1 bzw. 2, so daß hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen und abgewandelte Bauteile mit Bezugszeichen mit gestrichenen Indizes versehen. Im folgenden werden die Besonderheiten der vorliegenden Ausführungsform erläutert.
  • Es ist ersichtlich, daß der Sicherungsring 10, der in den Ringnuten 12, 14 zur Axialsicherung des Gelenkinnenteils 13 bzw. der Nabe 6 gegenüber dem Wellenzapfen 2 einsitzt, einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Ein weiterer Unterschied liegt in der Ausgestaltung der Wellenverzahnung 4 bzw. der Nabenverzahnung 8. Die Wellenverzahnung 4 umfaßt zwei Verzahnungsabschnitte 19, 23 axialer Erstreckung, die sich hinsichtlich der Ausgestaltung der Verzahnungen voneinander unterscheiden. Diese zwei Verzahnungsabschnitte 19, 23 bilden dabei eine gestufte Wellenverzahnung. An dieser Stelle sei erwähnt, daß die Durchmesser der einzelnen Verzahnungsabschnitte 19, 23 der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet sind. Zwischen den beiden Verzahnungsabschnitten 19, 23 ist ein Übergangsabschnitt 21 gebildet.
  • Die Außenverzahnung 4 weist über ihre gesamte Länge, das heißt über alle drei Verzahnungsabschnitte 19, 21, 23 einen konstanten Kopfkreisdurchmesser DKW auf. Demgegenüber sind die Fußkreisdurchmesser DFW der Verzahnungsabschnitte 19, 21, 23 unterschiedlich, wobei in der Außenverzahnung 4 ein Sprung gebildet ist. Der benachbart zur Ringnut 12 angeordnete erste Verzahnungsabschnitt 19 hat einen kleineren Fußkreisdurchmesser DFW als der zweite Verzahnungsabschnitt 23. Die Nabenverzahnung 8 ist etwa gegengleich zur Wellenverzahnung 4 gestaltet, das heißt sie weist über ihre gesamte axiale Länge einen konstanten Fußkreisdurchmesser DFN auf. Demgegenüber sind die Kopfkreisdurchmesser DKN der beiden Verzahnungsabschnitte 19, 23 unterschiedlich, wobei in der Nabenverzahnung 8 ebenfalls ein Sprung gebildet ist. Der benachbart zur Ringnut 14 angeordnete erste Verzahnungsabschnitt 19 hat einen größeren Kopfkreisdurchmesser DKN als der zweite Verzahnungsabschnitt 23. Es ist vorgesehen, daß die Verzahnungen im zweiten Abschnitt 23 so gestaltet sind, daß der Kopfkreisdurchmesser DKN der Nabe 6 etwa dem Fußkreisdurchmesser DFW des Wellenzapfens 2 entspricht, so daß die Verbindung in diesem Abschnitt radial spielfrei ist. Das Zahnprofil der Wellenverzahnung 4 des zweiten Verzahnungsabschnitts 23 ist zum oberen Teil des Zahnprofils des ersten Verzahnungsabschnitts 19 deckungsgleich.
  • Zwischen den beiden Abschnitten 19, 23 befindet sich der relativ kleine Übergangsabschnitt 21, in dem sich in Längsrichtung der Verzahnungen sowohl der Fußkreisdurchmesser DFW der Außenverzahnung 4 sowie der Kopfkreisdurchmesser DKN der Innenverzahnung 6 stetig verändern. Dabei beschreiben diese Veränderungen der Verzahnungsdurchmesser jeweils einen Konus.
  • Die Ausgestaltung mit unterschiedlichen Verzahnungsabschnitten ist besonders günstig, weil so Spannungsspitzen im Bereich der Stirnseite 7 der Nabe 6 verringert werden. Insgesamt hat die Wellenverzahnung 4 somit eine längere Lebensdauer. Im Zusammenwirken mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Ringnut 12, die axial außerhalb der Wellenverzahnung 4 angeordnet ist, ergibt sich eine besonders hohe Festigkeit des Wellenzapfens.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen haben den Vorteil, daß eine Gratbildung an den Zahnflanken der Wellenverzahnung bei der Herstellung der Wellennut vermieden wird, so daß eine Entgratung der Zahnflanken in einem gesonderten Arbeitsgang entfallen kann. Dadurch vereinfacht sich die Herstellung der Wellenverzahnung. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Kerbwirkung in der Welle durch die erfindungsgemäße Anordnung der Wellennut minimiert ist, so daß die Wellenfestigkeit insgesamt erhöht ist. Insgesamt ist die erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbindungsanordnung einfach herstellbar und bietet eine zuverlässige Sicherung der Welle gegenüber Nabe.
    • 1
    Gleichlaufdrehgelenk
    2
    Welle/Wellenzapfen
    3
    Welle-Nabe-Verbindungsanordnung
    4
    Wellenverzahnung bzw. Außenverzahnung
    5
    Stirnseite des Wellenzapfenendes
    6
    Nabe
    7
    Stirnseite der Nabe
    8
    Nabenverzahnung bzw. Innenverzahnung
    9
    Gelenkaußenteil
    10
    Sicherungsring
    11
    äußere Kugelbahn
    12
    Wellennut
    13
    Gelenkinnenteil
    14
    Nabennut
    15
    innere Kugelbahn
    16
    erster Auslauf der Wellenverzahnung
    17
    Zapfen
    18
    zweiter Auslauf der Wellenverzahnung
    19
    erster Verzahnungsabschnitt
    20
    Zapfenendabschnitt
    21
    Übergangsabschnitt
    23
    zweiter Verzahnungsabschnitt
    24
    Kugelkäfig
    26
    Kugel
    A
    Drehachse
    SRW
    Radialspiel
    SRN
    Radialspiel
    DFW
    Fußkreisdurchmesser der Wellenverzahnung
    DTW
    Teilkreisdurchmesser der Wellenverzahnung
    DKW
    Kopfkreisdurchmesser der Wellenverzahnung
    DFN
    Fußkreisdurchmesser der Nabenverzahnung
    DTN
    Teilkreisdurchmesser der Nabenverzahnung
    DKN
    Kopfkreisdurchmesser der Nabenverzahnung
    D
    Durchmesser

Claims (20)

  1. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung zur Übertragung eines Drehmoments, umfassend eine Welle (2) mit einer Wellenverzahnung (4), die sich über einen Abschnitt (3) der Welle (2) erstreckt und einen ersten Auslauf (16) und einen zweiten Auslauf (18) aufweist, eine Nabe (6) mit einer Nabenverzahnung (8), die sich zumindest über einen Abschnitt der Nabe (6) erstreckt und mit der Wellenverzahnung (4) eine drehfeste Verbindung bildet, einen zwischen der Welle (2) und der Nabe (6) angeordneten Sicherungsring (10), der in einer umlaufenden Wellennut (12) und in einer umlaufenden Nabennut (14) zur axialen Fixierung der Welle (2) gegenüber der Nabe (6) angeordnet ist, wobei die Wellennut (12) zwischen einem der beiden Ausläufe (16, 18) der Wellenverzahnung (4) und einer Stirnseite (5) der Welle (2) derart angeordnet ist, daß sie zumindest teilweise außerhalb der Wellenverzahnung (4) liegt.
  2. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) des an die Wellennut (12) axial angrenzenden Abschnitts (20) der Welle (2) etwa dem Fußkreisdurchmesser (DFW) der Wellenverzahnung (4) entspricht.
  3. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellennut (12) vollständig außerhalb der Wellenverzahnung (4) angeordnet ist.
  4. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellennut (12) axial angrenzend an den ersten oder zweiten Auslauf (16, 18) der Wellenverzahnung (4) angeordnet ist.
  5. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabennut (14) zumindest teilweise axial innerhalb der Nabenverzahnung (8) angeordnet ist.
  6. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabennut (14) vollständig axial innerhalb der Nabenverzahnung (8) angeordnet ist.
  7. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (10) derart gestaltet ist, daß er in montiertem Zustand ein Radialspiel (SRW) gegenüber dem Wellennutgrund (12') aufweist.
  8. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (10) derart gestaltet ist, daß er in montiertem Zustand ein Radialspiel (SRN) gegenüber dem Nabennutgrund (14') aufweist.
  9. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenverzahnung (4) einen ersten Verzahnungsabschnitt (19) und einen zweiten Verzahnungsabschnitt (23) aufweist, wobei die beiden Verzahnungsabschnitte (19, 23) unterschiedlich gestaltet sind.
  10. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß, in Bezug auf die Wellenverzahnung (4), der Fußkreisdurchmesser des ersten Verzahnungsabschnitts (19) kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser des zweiten Verzahnungsabschnitts (23), wobei die Kopfkreisdurchmesser des ersten und des zweiten Verzahnungsabschnitts (19, 23) insbesondere gleich sind.
  11. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenverzahnung (8) einen ersten Verzahnungsabschnitt (19) und einen zweiten Verzahnungsabschnitt (23) aufweist, wobei die beiden Verzahnungsabschnitte (19, 23) unterschiedlich gestaltet sind.
  12. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß, in Bezug auf die Nabenverzahnung (8), der Kopfkreisdurchmesser des ersten Verzahnungsabschnitts (19) kleiner ist als der Kopfkreisdurchmesser des zweiten Verzahnungsabschnitts (23), wobei die Fußkreisdurchmesser des der beiden Verzahnungsabschnitte (19, 23) insbesondere gleich sind.
  13. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfkreisdurchmesser des zweiten Verzahnungsabschnitts der Nabenverzahnung (8) etwa dem Fußkreisdurchmesser des zweiten Verzahnungsabschnitts der Wellenverzahnung (4) entspricht.
  14. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den ersten und zweiten Verzahnungsabschnitten (19, 23) jeweils ein Übergangsabschnitt (21) vorgesehen ist, in dem sich der Fußkreisdurchmesser (DFW) der Wellenverzahnung (4) und der Kopfkreisdurchmesser (DKN) der Nabenverzahnung (8) stetig verändern.
  15. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Wellennut (12) entfernt liegende Auslauf (18) der Wellenverzahnung (4) außerhalb der Nabe (6) in einem definierten Abstand zu einer Stirnseite (7) der Nabe (6) angeordnet ist.
  16. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellennut (12) axial zwischen einer Stirnseite (5) der Welle (2) und der Wellenverzahnung (4) angeordnet ist.
  17. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (6) ein Gelenkinnenteil (13) eines Gleichlaufdrehgelenks (1) und die Welle (2) ein Getriebezapfen ist.
  18. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (6) ein Gelenkinnenteil (13) eines Gleichlaufdrehgelenks (1) und die Welle (2) eine Zwischenwelle, insbesondere eine Seitenwelle eines Kraftfahrzeugs, ist.
  19. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (6) eine Radnabe und die Welle (2) der Wellenzapfen eines Gelenkaußenteils eines Gleichlaufdrehgelenks in Monoblockbauweise ist.
  20. Welle-Nabe-Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (6) ein Seitenwellenrad eines Differentialgetriebes und die Welle (2) der Zapfen eines Gelenkaußenteils eines Gleichlaufdrehgelenks in Monoblockbauweise ist.
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