DE2543210C2 - Formschlüssige Verbindung zwischen einer Antriebswelle und einer Wälzlagereinheit - Google Patents
Formschlüssige Verbindung zwischen einer Antriebswelle und einer WälzlagereinheitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine formschlüssige, ein Drehmoment von einem Antriebsteil auf ein Abtriebsteil übertragende Verbindung zwischen einer Antriebswelle
und dem auf ihr sitzenden Innenring einer zumindest zweireihigen Wälzlagereinheit mit flanschartigen
äußeren Abschnitten an beiden Laufringen durch mehrere ineinandergreifende Vorsprünge, die einerseits
aus dem Innenring in seinem dem flanschartigen äußeren Abschnitt gegenüberliegenden Bereich und
andererseits aus der Antriebswelle oder einem mit ihr verbundenen Teil hervortreten.
Eine derartige Verbindung zwischen einer Wälzlagereinheit und einer Welle ist bereits aus der FR-PS
22 06 814 bekannt. Als Befestigungsmittel dient hier eine Kerbverzahnung, mit welcher der Innenring auf der
Welle formschlüssig befestigt ist Zu diesem Zweck sind die Kerbzahnprofile einerseits direkt in die innere
Fläche des Innenringes und andererseits in den Mantel der Welle eingearbeitet Diese Verbindungsart hat sich
für bestimmte Zwecke durchaus bewährt, jedoch haben Versuche ergeben, daß, insbesondere bei der Übertragung
von relativ hohen Drehmomenten von der Welle auf den Innenring, die genannte Befestigungsart
manchmal nicht ausreicht, da sich die hierbei auftretenden Spannungen im Innenring nicht gleichmäßig in
diesem verteilen. Die Belastungen sind örtlich auch vielfach sehr hoch, weil die das Drehmoment übertragenden
Flächen auf einem relativ kleinen Durchmesser liegen.
Durch die AT-PS 68 711 ist ferner die Befestigung
eines Kugellagerinnenringes auf einer Welle mittels einer Mutter bekanntgeworden, bei der zum Verhindern
des Drehens des Innenringes gegenüber der Sitzfläche der Welle die eine Stirnfläche der Mutter und die
entsprechende Stirnfläche des Innenringes mit Klauen oder dgl. versehen sind, die ineinandergreifen. Diese
bekannte Ausbildung dient jedoch ausschließlich dazu, das Verdrehen des Innenringes gegenüber der Welle zu
verhindern, nicht aber, wie es beim Gegenstand der Erfindung der Fall ist, zur Übertragung eines Drehmomentes
von der Antriebswelle auf ein an dem Flansch eines der Lagerringe befestigtes Abtriebsteil.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine betriebssichere sowie einfach herzustellende Verbindung
zwischen einer Wälzlagereinheit und einer Welle zu schaffen, die eine Übertragung von relativ hohen
Drehmomenten von der Welle auf das den Innenring darstellende Lagerteil der Wälzlagereinheit ermöglicht,
ohne daß dadurch die äußeren Abmessungen der Wälzlagereinheit im Verhältnis zu denen der eingangs
beschriebenen Einheit merklich vergrößert werden müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorüprünge im wesentlichen axial gerichtet sind
und von der betreffenden Stirnfläche des Innenringes bzw. einer Stirnfläche der entsprechend abgesetzten
Welle oder eines mit der Welle verbundenen Teils ausgehen.
Durch die Anordnung von im wesentlichen axial gerichteten Vorsprü'.igen, die zusammen eine Verzahnung
bilden, wird eine günstige Spannungsverteilung im Innenring erzielt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es
hinsichtlich einer einfachen Herstellung besonders vorteilhaft, daß das mit der Welle verbundene Teil ein
auf diese mit Preßpassung aufgesteckter Ring ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Innenring im Längsschnitt L-förmig ausgebildet, wobei
zumindest sein axial äußerer Übergang zum Flansch abgerundet verläuft. Um ein spielfreies Ineinandergreifen
der Vorsprünge zu. bewirken, wird der Innenring
ferner an diesem Übergang von einem Druckring mit entsprechend gerundeter Schulter in Richtung auf die
formschlüssige Verbindung mit der Welle gedrückt. Von Vorteil ist ferner, daß der Radius des axial äußeren
Überganges des Innenringes zum Flansch bei verschiedenen Innendurchmessern des Innenringes einen
Konstanten Wert haben kann. Schließlich ist es fertigungstechnisch besonders günstig, wenn in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung der Innenring und der auf
die Welle aufgesteckte Ring aus einem Sinterwerkstoff bestehen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert und beschrieben.
Die in der Zeichnung im Schnitt gezeigte Anordnung besteht im wesentlichen aus einer Wälzlagereinheit 1
und einer Welle 2. Die gezeigte Wälzlagereinheit 1 dient zur Lagerung eines Rades an einem Kraftfahrzeug,
wobei die Welle 2 einen Abschnitt der Antriebswelle des Kraftfahrzeuges darstellt
Die Wälzlagereinheit 1 hat zwei Lagerteile 3 und 5, welche den Innen- und den Außenring eines Wälzlagers
darstellen. Die Lageiteile 3 und 5 bestehen aus einem Sinterwerkstoff und werden nachstehend zur besseren
Unterscheidung nur als Innenring 3 und Außenring 5 bezeichnet Der Innenring 3 hat einen annähernd
L-förmigen Querschnitt, dessen äußerer Abschnitt 4 flanschartig ausgebildet ist Der Außenring 5 hat
ebenfalls einen L-förmigen Querschnitt und einen äußeren, flanschartig ausgebildeten Abschnitt 6. Zwischen
dem Innen- und Außenring 3 und 5 sind zwei Wälzkörperreihen 7 und 8 angeordnet, deren Wälzkörper
— im vorliegenden Fall Kugeln — paarweise durch einen Käfig 9 voneinander getrennt sind. Der Lagerinnenraum
ist durch besonders ausgebildete Dichtungen 10 und 11 abgedichtet, die jeweils mit ihrem einen Ende
am Außenring 5 befestigt sind und die jeweils mit ihrem anderen Ende — bezeichnet mit 12 bzw. 13 — am
Innenring 3 anliegen. Das Endteil 12 der Dichtung 10 berührt dabei die Stirnfläche des Innenringes 3
(bezeichnet mit 3A), während das Endteil 13 der Dichtung 11 auf der mit 3ß bezeichneten Innenseite des
flanschartigen Abschnitts 4 aufliegt. Es ist auch möglich, das Endteil 12 der Dichtung 10 im Bereich der
Lauffläche der Kugeln an dem Innenring anliegen zu lassen.
An der Stirnseite 3Λ des Innenringes befinden sich mehrere als Befestigungsmittel dienende Vorsprünge
14, die eine Verzahnung darstellen, deren Zähne im wesentlichen axial gerichtet sind. Die mit3Cbezeichnete
Innenfläche des Innenrings 3 ist glatt ausgeführt Der Übergang von der Innenfläche 3C zu der mit 3D
bezeichneten äußeren Fläche des fianschartigen Abschnittes 4 verläuft abgerundet Von Vorteil ist hierbei,
daß der mit R bezeichnete Radius dieses Übergangs bei verschiedenen Innendurchmessern des Innenrings 3
einen konstanten Wert haben kann.
Die mit der Wälzlagereinheil 1 verbundene Welle 2 hat einen glatten Wellenstuinpf 15, der mit einem
Abschnitt 16 aus der Wälzlagereinheit 1 herausragt Auf dem Abschnitt 16 befindet sich ein Feingewinde 16/1, auf
das eine Mutter 17 geschraubt ist, die einen Druckring
18 gegen den Innenring 3 drückt Der Druckring 18 hat eine Schulter 19, deren Oberfläche derart konkav
ausgebildet ist, daß der Druckring 18 mit seiner Schulter
19 statt an dem äußeren Übergang von der Innenfläche 3Czu der äußeren Fläche 3D des Innenrings 3 anliegt.
Durch eine derartige Ausbildung der Schulter 19 wird vorteilhaft erreicht, daß die Berührungsfläche zwischen
dem Druckring 18 und dem Innenring 3 verhältnismäßig groß ist, wa8 einen günstigen Einfluß auf die
Spannungsverteilung innerhalb des Innenringes 3 hat
Die Welle 2 hat ferner einen Bund 20, an dem ein auf den Wellenstumpf 15 mit einer Preßpassung aufgesteckter
Ring 21 anliegt. Der Ring 21 hat auf seiner der Wälzlagereinheit 1 zugewandten Stirnseite ebenfalls
mehrere zahnartige Vorsprünge 2iA, die zwischen die Vorsprünge 14 des Innenringes 3 formschlüssig
eingreifen. Der Ring 21 besteht ebenfalls aus einem Sinterwerkstoff. Durch die Verwendung des Rings 21 ist
es auf einfache Weise möglich, zur Übertragung von relativ hohen Drehmomenten eine formschlüssige
Verbindung zwischen der Welle 2 und der Wälzlagereinheit 1 herzustellen, ohne daß eine kostspielige
Bearbeitung der Welle 2 erforderlich ist. Es ist jedoch auch möglich, anstatt des Ringes 21 an dem Bund 20 eine
Verzahnung vorzusehen. Durch Anziehen der Mutter 17 wird der Druckring 18 gegen den Innenring 3 gedrückt,
so daß die Verzahnung spielfrei ineinandergreift, wobei die Mutter 17 durch einen Splint 22 gegen ein
Verdrehen gesichert ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Formschlüssige, ein Drehmoment von einem Antriebsteil auf ein Abtriebsteil übertragende
Verbindung zwischen einer Antriebswelle (2) und dem auf ihr sitzenden Innenring (3) einer zumindest
zweireihigen Wälzlagereinheit (1) mit flanschartigen äußeren Abschnitten (4, 6) an beiden Laufringen (3,
5) durch mehrere ineinandergreifende Vorsprünge (14, 21 A), die einerseits aus dem Innenring (3) in
seinem dem flanschartigen äußeren Abschnitt (4) gegenüberliegenden Bereich und andererseits aus
der Antriebswelle (2) oder einem mit ihr verbundenen Teil (21) hervortreten, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorsprünge (14, 21A) im wesentlichen axial gerichtet sind und von der
betreffenden Stirnfläche (3A) des Innenringes (3) b?.w. einer Stirnfläche der entsprechend abgesetzten
Welle (2) oder eines mit der Welle verbundenen Teils (21) ausgehen.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (14, 21A) zusammen
eine Verzahnung bilden.
3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Welle (2)
verbundene Teil ein auf diese mit Preßpassung ajfgesteckter Ring (21) ist.
4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (3) im
Längsschnitt L-förmig ausgebildet ist und zumindest sein axial äußerer Obergang zum Flansch (4)
abgerundet verläuft und daß der Innenring ferner an diesem Übergang von einem Druckring (18) mit
entsprechend gerundeter Schulter in Richtung auf die formschlüssige Verbindung mit der Welle
gedrückt wird, um ein spielfreies Ineinandergreifen der Vorsprünge zu bewirken.
5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennze chnet, daß der Radius (R) des axial äußeren
Überganges des Innenringes (3) zum Flansch (4) bei verschiedenen Innendurchmessern des Innenringes
einen konstanten Wert aufweist.
6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (2) einen aus
der Wälzlagereinheit (1) herausragenden Abschnitt (16) mit einem Feingewinde (IbA) hat, auf den eine
Mutter (17) geschraubt ist, die den Druckring (18) gegen den Innenring (3) drückt.
7. Verbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (3) und
der auf die Welle (2) aufgesteckte Ring (21) aus einem Sinterwerkstoff besteht.
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