DE2641879A1

DE2641879A1 - Anordnung an durch axialpressung zusammenzufuegenden, koaxiale sitzflaechen aufweisenden inneren und aeusseren teilen

Info

Publication number: DE2641879A1
Application number: DE19762641879
Authority: DE
Inventors: Peter-Josef Bauer; Rolf Horcher; Horst Seibicke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-09-17
Filing date: 1976-09-17
Publication date: 1978-03-23
Also published as: GB1537800A; FR2365048A1; IT1113615B; FR2365048B1

Description

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung nach der Gattung . des Hauptanspruchs. Es ist nämlich schon eine Einpressungsart bekannt, bei der die gerändelte Sitzfläche einer Welle in eine glatte Bohrung einer Nabe eingepreßt wird. Nachteilig bei dieser Einpressungsart ist, daß die zusammengefügten Bauteile nach dem Einpressen meistens nicht in einer Achse liegen, so daß sie nicht genau zueinanderlaufen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Teile sehr maßhaltig miteinander verbunden werden können und die Verbindung verhältnismäßig große Kräfte übertragen kann. Handelt es sich bei den zu verbindenden Teilen um eine Welle und eine Nabe, so wird ein sehr genauer Lauf zueinander erzielt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich. Sehr vorteilhaft ist, wenn der Werkstoff zumindest an der .Sitzfläche des äußeren Teils eine größere Härte aufweist als der Werkstoff zumindest an der Sitzfläche des inneren Teils.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Welle mit aufgepreßtem Zahnrad, Fig. 2 eine'Welle ohne Zahnrad, Fig. 3 eine Einzelheit gemäß III der Fig. 2, Fig. λ das Zahnrad gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, Fig. 5 eine Einzelheit gemäß V der Fig. 4 und Fig. einen Schnitt längs VI-VI der Fig. 4.

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Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 ist mit 1 das Ende einer Welle bezeichnet, auf das ein Zahnrad 2 aufgepreßt ist. Das Zahnrad überträgt auf die Welle ein relativ hohes Drehmoment. In Fig. 2 ist die Welle 1 ohne das Zahnrad 2 dargestellt, wodurch die Sitzfläche 3, die mit einer zugeordneten Sitzfläche 4 des' Zahnrades 2 (Fig. 4,5) zusammenarbeitet, sichtbar wird. Die Sitzfläche 3 der Welle 1

- des inneren Teils - weist ein Profil auf, welches von nebeneinanderliegenden, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Rillen 5 mit keilförmigem, gewindeprofilahnlichem Querschnitt gebildet ist. Die Rillen 5 sind jeweils an sich geschlossen; sie bilden gewissermaßen ein Gewinde mit einer Steigung Null. Der Außendurchmesser der das rillen- oder nutenförmige Profil 3 aufweisenden Sitzfläche ist in Fig. 3 mit dl bezeichnet. Innerhalb der für das Maß dl zulässigen Fertigungstoleranz sollen die Spitzen zwischen den Rillen 5 in Richtung auf das freie Ende 6 der Welle 1 ansteigen. Wie Fig. 3 erkennen läßt, ist der Spitzenwinkel der in Umfangsrichtung sich erstreckenden Rillen 5 60 Grad. Die das Profil der Sitzfläche 3 bildenden Rillen sind

- wie aus Fig. 2 und 3 deutlich ersichtlich ist - nicht bis zum freien Ende 6 der Welle 1 angebracht. An dem freien Ende 6 der Welle 1 verbleibt ein im Querschnitt dem Querschnitt der Welle gleicher Ansatz 7· Die Querschnittsabmessungen der Welle 1 - es handelt sich dabei um den Durchmesser dp - entsprechen den kleinsten Abmessungen der zugeordneten Sitzfläche 4 - hier der Durchmesser D„ - des Zahnrades 2.

Das Zahnrad 2 trägt an seiner Außenseite eine Stirnverzahnung Die Bohrung des Zahnrades 2 weist an der Seite, von der das Zahnrad 2 auf die Welle 1 aufgepreßt wird (Pfeil 11), eine Fase 10 auf (Fig. 6). Diese Fase kann, wenn das Zahnrad 2 gestanzt ist, vom Stanzeinzug gebildet werden. Die der Sitzfläche 3 der Welle 1 zugeordnete Sitzfläche 4 in der Bohrung des Zahnrades 2 weist ein von einer achsparallel verlaufenden Keilnabenverzahnung 9 (Fig. 4,5) gebildetes Profil auf. Die Keilnabenverzahnung 9 besteht aus zylindrischen Flächenstücken mit dem Durchmesser Dl - dem Fußkreis - und zylindrischen Flächenstücken mit dem Durchmesser D2 - dem Kopfkreis - zwischen denen ebene Flankenflächen angeordnet sind.

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Die ebenen Flankenflächen stehen in einem Plankenwinkel von 60 Grad zueinander, wie Fig. 5 erkennen läßt. (Wenn die zu verbindenden der Welle 1 und dem Zahnrad 2 entsprechenden inneren und äußeren Teile keine zylindrischen, sondern ebene Sitzflächen aufweisen, ist die Keilnabenverzahnung 9 natürlich nicht aus zylindrischen, sondern aus ebenen Flächenstücken zusammengesetzt, zwischen denen die ebenen Flankenflächen liegen.

Der Außendurchmesser dl der Sitzfläche 3 der Welle 1 - des inneren Teils - entspricht dem Fußkreis Dl der Sitzfläche *t des Zahnrades 2. Der Kopfkreis D2 der Keilnabenverzahnung 9 des Zahnrades 2 - des äußeren Teils - entspricht dem Durchmesser d2 des Führungsansatzes 7 der Welle 1. Natürlich weichen die Querschnittsmaße Dl, D2 von den Querschnittsmaßen dl, d2 durch die zulässige Fertigungstoleranz voneinander ab. Ein besonderer "Vorteil der beschriebenen erfinderischen Lehre ist, daß ihr relativ grob tolerierte Fertigungsmaße zugelassen werden können, ohne daß die Qualität der Verbindung beeinträchtigt würde. So kann für die Welle nach dem ISA-Passungssystem eine Zwölferqualität und für die Sitzfläche H des Zahnrades eine Zehnerqualität zugelassen werden.

Zum Zusammenfügen der beiden Teile 1, 2 wird der Kopfkreis D2 der Keilnabenverzahnung 9 zunächst auf den glatten Teil der Welle 1 aufgesetzt und sodann ein axialer Druck in Richtung des Pfeils 11 auf das Zahnrad 2 ausgeübt. Bei dem dann folgenden Zusammenpressen gräbt sich die Keilnabenverzahnung 9 des Zahnrades 2, welches z.B. aus gehärtetem Stahl besteht, in die in besonders günstiger und einfacher Weise nach dem Verfahren des Gewinderollens hergestellten Rillen 5 der Sitzfläche 3 der Welle 1, die aus einem gegenüber dem Werkstoff des Zahnrades weicheren Stahl besteht, ein. Der dabei infolge der Fase 10 zum größeren Teil verdrängte Werkstoff kann in die Bereiche der Rillen 5 ausweichen, welche innerhalb des Durchmessers d2 liegen. Bei dem beschriebenen Vorgang des Zusammenpressen wird ein kräftiger Formschluß zwischen der Welle 1 und dem Zahnrad 2 erzielt. Gegenüber der bekannten Einpressung eines

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gerändelten Zapfenteils in eine glatte Bohrung wird mit der erfindungsgemäßen Anordnung ein sehr genauer Lauf des Zahnrades 2 bezüglich der Welle 1 erreicht. Gegenüber dem ähnlich gute Ergebnisse bezüglich des schlagfreien Laufes erzielenden Verfahrens des Härtverlötens eines Zahnrades mit glatter zylindrischer Sitzfläche auf einer Welle mit glatter zylindrischer Sitzfläche ist die beschriebene erfindungsgemäße Anordnung wesentlich kostengünstiger, da das Zahnrad als Einzelteil im Schüttgut gehärtet werden kann, die Welle 1 ohne das Zahnrad 2 mit einer geeigneten Oberfläche versehen werden kann. Da das Zusammenfügen der Welle 1 mit dem Zahnrad 2 durch ein kaltes Verfahren erreicht wird, können rostfreie Stähle eingesetzt werden, was z.B. beim Hartlöten nicht möglich ist. Außerdem wird eine ungewollte Wärmebehandlung - z.B. Weichglühen - der Welle 1 und des Zahnrades 2 beim Hartlöten verhindert.

Natürlich können das innere Teil - Welle 1 - und das äußere Teil - Zahnrad 2 - auch mit ebenen, d.h. nicht zylindrischen Sitzflächen ausgestattet sein; die erfindungsgemäße Anordnung muß dann sinngemäß angewandt werden. Der beschriebene Zusammenpreßvorgang kann - wenn auch mit weniger guten Ergebnissen ohne die Fase 10 bewirkt werden.

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Claims

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Ansprüche

f IJ Anordnung an durch Axialpressung zusammenzufügenden, koaxiale Sitzflächen aufweisenden inneren und äußeren Teilen, wie Welle und Nabe, mit an der einen Sitzfläche angeordneten Vorsprüngen, die sich in die zugeordnete andere Sitzfläche eingraben, dadurch gekennzeichnet, daß beide Sitzflächen (3₃4) mit einem ineinander zumindest teilweise überdeckenden Bereichen radialer Abmessungen (dl, d2, Dl, D2) bezüglich ihrer gemeinsamen Achse liegenden rillen- oder nutenförmigen Profil versehen sind, wobei die Längsrichtungen der Profile unter einem Winkel von vorzugsweise 90 Grad zueinander stehen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche (3) des inneren Teils (1) mit nebeneinanderliegenden, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Rillen. (5) mit keilförmigem, gewindeähnlichen Querschnitt versehen ist und die Sitzfläche (4) des äußeren Teils (2) eine achsparallel verlaufende Keilnabenverzahnung (9) aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche (4) des äußeren Teils (2) in der in Zusammenpreßrichtung (11) der beiden Teile gesehen vorderen Seite eine Ifase (10) aufweist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (dl) der das rillen- oder nutenförmige Profil aufweisenden Sitzfläche (3) dem Fußkreis (Dl) der Keil-

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nabenverzahnung (9) der¹ zugeordneten Sitzfläche (4) des äußeren Teils (2) entspricht.
5. Anordnung mit zylindrischen Sitzflächen nach Anspruch 2, dadurch' gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung sich erstreckenden Rillen (5) ein Gewinde mit einem spitzen Winkel von 60 Grad sind.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (5) eine Steigung Null aufweist, wobei die Gewindegänge in sich geschlossene, nebeneinanderliegende Ringnuten bilden.
7· Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Teil (1) an der - in axialer Richtung gesehen - Seite, von der das äußere Teil (2) aufgefräst wird, ein Führungsansatζ (7) aufweist, dessen Querschnittsabmessungen (d2) den kleinsten Abmessungen (D2) der zugeordneten Sitzfläche (¹O im äußeren Teil (2) entspricht.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Keilnabenverzahnung (9) aus ebenen bzw. zylindrischen Flächenstücken besteht, zwischen denen ebene Flankenflächen angeordnet sind, die zueinander einen Flankenwinkel von 60 Grad einschließen.
9. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff zumindest an der Sitzfläche des äußeren Teils eine größere Härte aufweist als der Werkstoff zumindest an der Sitzfläche des inneren TV 80b«12/0231