DE2925058C2 - Drehfeste Preßfüge-Verbindung zweier Bauteile zur Übertragung von Drehmomenten - Google Patents

Drehfeste Preßfüge-Verbindung zweier Bauteile zur Übertragung von Drehmomenten

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Description

40
Die Erfindung betrifft eine drehfeste Preßfüge-Verbindung zweier Bauteile zur Übertragung von Drehmomenten der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.
Aus der DE-PS 7 45 675 ist eine derartige Preßfüge-Verbindung bekannt bei welcher der zylindrische Mantel einer Bürstenführung gegeneinander beabstandete Längsrippen trägt und in eine Zylinderbohrung so eines Tragkörpers derart eingepreßt ist daß an den zwischen den Längsrippen befindlichen Mantelflächen der zylindrischen Bürstenführung kein den Tragkörper dehnender Druck auftritt Während des Preßfügevorgangs dringen die Längsrippen in den relativ weicheren Werkstoff des Tragkörpers ein und verdrängen Teile uicbcs Wci ksiuiib in Richtung auf üen RippenfuS, so daö der Tragkörperwerkstoff nicht nur in engem Kontakt an den gesamten Oberfiächen der Längsrippen, sondern auch an schmalen Abschnitten der Zylinderwandung unmittelbar neben dem jeweiligen Rippenfuß anliegt. In Umfangsrichtung neben diesen schmalen Abschnitten eines direkten Kontaktes erstreckt sich zwischen beiden Bauteilen ein schmaler Spaltrauin. Die Höhe der Längsrippen wird so gewählt, daß sie sich in den Tragkörper zürn Teil einpressen, ohne auf diesen einen zur Beschädigung oder Sprengung des Tragkörpers führenden Druck auszuüben. Ein Druckkontakt zwischen den fließverformten Werkstoffteilen des Tragkörpers und der zylindrischen Mantelfläche der Bürstenführung ist somit bei dieser Verbindung weder beabsichtigt noch erwünscht so daß diese Preßfügeverbindung zur Übertragung hoher Drehmomente nur begrenzt geeignet ist
Aufgabe der Erfindung ist es, eine drehfeste Preßfüge-Verbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die Übertragung größerer Drehmomente gestattet
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst Die erfindungsgemäße Ausbildung der einzelnen Rippen in Verbindung mit der Anordnung je einer Kerbe an einer Rippenseite bewirkt einen Werkstoffriuß, insbesondere an der gewölbten Rippenflanke in Richtung auf den Rippenfuß und damit einen intensiven Druckkontakt dieses Werkstoffteils mit dem zylindrischen Bauteil in einem Abschnitt unmittelbar neben der Rippe, was von einer geringfügigen Aufweituiig der zylindrischen Bohrung im zweiten weicheren Bauteil begleitet ist Dies ermöglicht eine genau zentrierte und kippsichere Befestigung, z. B. eines Zahnrades auf einer Welle, zur Übertragung hoher Drehmomente ohne größeren technischen Aufwand durch spanende Bearbeitung.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem Anspruch 2 ermöglicht be', einfachster Herstellung der Längsrippen eine genaue gegenseitige Zentrierung der beiden Bauteile und eine Verminderung der im Betrieb schädlichen Biegungen des ersten zylindrischen Bauteil? durch den Preßfügevorgang.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 schematisch die Preßfüge-Verbindung zwischen einer Welle und einer darauf aufgepreßten Scheibe,
F i g. 2 schematisch die Formung von Rippenpaaren auf einer Welle.
Gemäß F i g. 1 ist auf eine Welle 10 eine Scheibe 20, beispielsweise ein Zahnrad, ein Blechpaket oder eine Nabe, aufgepreßt Die Welle 10 trägt mehrere über den Umfang gleichmäßig beabstandete Längsrippen 11, deren Stirnflächen an ihren beiden Enden unter einem Neigungswinkel von z. B. 30° zur Mittelachse verlaufen, um das genau zentrierte Aufpressen der Scheibe 20 zu verleichtern und Fluchtfehler zu vermeiden.
Jede Längsrippe 11 ist von einer geringfügig gewölbten Rippenflanke 12 und einer ebenen Rippenflanke Ha begrenzt die von der Bodenfläche 13 einer in der Welle 10 ausgebildeten Längskerbe ausgeht Die R'ppenflanke 1 la ist unter einem Winkel &e zwischen 25 und 35" und die Rippenflanke 12 unter einem Winkel Qf von ca. 60° zu jeweils einem Radialstrahl geneigt Die Rippenflanke 11a und die gewölbte Rippenflanke 12 jeder Längsrippe 11 sowie ein Teil der zylindrischen Fläche 101, die unmittelbar an die gewölbte Rippenflanke 12 angrenzt, stehen mit der Innenfläche der Bohrung der Scheibe in engem Druckkontakt. Die angrenzenden Bereiche der Welle 10 sind von der Bohrungswand der Scheibe 20 durch einen schmalen Spaltraum δ getrennt.
Wenn die Welle 10 mit einem Drehmoment im Uhrzeigersinn beaufschlagt wird, kann die Rippenflanke 11a eine diesem Drehmoment entsprechende Kraft aushalten, da die gewölbte Rippenflanke 12 unter einem relativ großen Winkel Qr zur Radialen geneigt ist und der Winkel &e der anderen Rippenflanke Ha klein ist
Die Zylinderflächen '01 (vgL Fig.2) zwischen den beiden Längsrippen 11 eines Rippenpaares bewirken eine Erhöhung der Querkraft der Verbindung auf der Scheibenseite, da der Scherbereich der Scheibe 20 durch den zylindrischen Flächenteil größer ist
Gemäß Fig.2 werden die Längsrippen 11 durch Werkzeughälften 41, 42 einer Presse geformt Jede Werkzeughälfte 41, 42 weist eine Formkante auf, die durch eine Seitenfläche 411 und eine Eingriffsfläche 412 begrenzt wird. Der Winkel zwischen diesen beiden Flächen 411,4i2 beträgt 90° +«. Die beiden Werkzeughälften 41, 42 sind so eingestellt, daß irtre Fonnkanten mit der Oberfläche der Welle JO unter ein^m Winkel Qd zum mittleren Zentralstrahi 11 d in Kontakt tre n. Vier Längsrippen 11 werden mit deri Werkreuphälf*"" 4i,42 gleichzeitig geformt, wobei die RippenhöL·. 2r"--;nüber dem Grundkreis ca. 0,2 bis 0,25 i.stn H«»i,- .gL Nach Bildung der vier Längsrippen wird d "VeIIe 10 um 90° gedreht und vier weitere Läng'rip^en geformt. Damit sind auf der Mantelfläche der W !.'- i0 vier Rippenpaare in regelmäßigen Abständen gebildet
Das übertragbare Drehmoment der Freßfüge-Verbindung wird stark durch den Winkel Qd beeinflußt ur.ier dem die Werkzeughälften 41, 42 mit der Mantelfläche der Welle 10 in Kontakt treten. Bei einem Wellendurchmesser von 20 mm und einem übertragbaren Drehmoment über 30 kg · m liegt der Winkel Qa bevorzugt zwischen 12 und 25°.
Die bleibende Durchbiegung der Welle 10 nach dem Preßfügevorgang soll innerhalb einer Grenze von z. B. 10 μτη liegen. Die in der Welle 10 beim Formen der Längsrippen auftretende Biegung ist u. a. von der Grööe des Winkels 0rf abhängig. Bei einem Winkelbetrag zwischen 10 und 25° hat die Biegung der Welle 10 einen günstigsten Absolutwert zwischen 10 und 2 μιη und eine geringere Abhängigkeit von Änderungen des Winke's θα.
Die Standzeit der Werkzeughälften 41,42 wird stark vom Eingriffswinkel cc beeinflußt Wenn dieser Winkel <x zwischen 10 und 25° liegt können mit Werkzeughälften aus SKD 11-StahI mehr als 30 000 V/ellen hergestellt werden.
Da bei dem Vorgehen nach Fi g. 2 die Welle in ihren Oberflächenbereichen nur geringfügig verformt wird, können die Längsrippen auch nach dem Härten der Welle hergestellt werden, was sich günstig auf die Maßhaltigkeit der Welle und auch der Verbindung auswirkt
Statt der dargestellten Scheibe 20 bzw. eines Zahnrades kann auf die Welle auch ein Blechpaket aufgepreßt werden, dessen Einzelbleche aus einem weicheren Metaii als dem Weilenwerkstoff bestehen.
Bevorzugt liegt die Durchmesserdifferenz zwischen dem Grundkreis der Welle 10 und dem innendurchmesser der Zylinderbohrung in der Scheibe ja) zwischen 0 und 0,1 mm.
Die Längsrippen können auch an der Innenwand einer Zylinderbohrung im härteren Bauteil ausgebildet sein, falls der in diese Bohrung eingepreßte zylindrische Bauteil aus einem weicheren Werkstoff besteht, so daß ein Fließen von Metall dieses weicheren Bauteils stattfindet und die Längsrippen einschneiden. Die härtere Welle 10 kann beispielsweise aus Werkzeugstahl und das aufzupressende weichere Bauteil aus z. B. Aluminium, Messing, Kupfer, Flußstahl od. dgl. bestehen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

29 25 05S Patentansprüche:
1. Drehfeste Preßfügs-Verbindung zweier Bauteile zur Übertragung von Drehmomenten, bei der ein zylindrisches Bauteil aus einem relativ härteren Metall mehrere achsparaHele Rippen mit zur Radialen geneigten Flanken aufweist und bei der ferner ein "zweiter Bauteil aus einem relativ weicheren Metall mit einer ursprünglich zylindrisehen Bohrung von gegenüber dem Grundkreis des zylindrischen Bauteils einen Schiebesitz zulassendem Durchmesser auf den gerippten Abschnitt des zylindrischen Bauteils unter Materialverdrängung formschlüssig axial aufgepreßt ist wobei in einem is Abschnitt unmittelbar neben jeder Rippe ein Kontakt zwischen dem durch Fließen verdrängten Metall des weicheren zweiten Bauteils und dem zylindrischen ersten Bauteil sowie in einem daran in Unifangsrichtung anschließenden Abschnitt ein Spalt zwischen diesen beiden Bauteilen besteht dadurch ^kennzeichnet, daß die eine Rippenflanke (12) gewölbt ist und daß sich die zweite unter dem Winkel Be von 25° bis 35° zur Radialen geneigte Rippenflanke (Wa) zwischen der oberen Endkante der gewölbten Rippenflanke (12) und einer dritten Fläche (13) erstreckt die unter einem Winkel von 90" +« zur zv/eiten flippcnflanke (Ha) geneigt ist wobei der Winkel α 10 bis 25° beträgt
2. Preßfüge-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß am zylindrischen Bauteil (10) mehrere Ri: oenpaare mit gleicher gegenseitiger Winkelversetzung ausgebildet sind, wobei die Rippen (U) jedes Rippenpaare·7 symmetrisch zur Radialen (Wd)sind und die drit*e Fläche (13) jeder Rippe (11) an einem Punkt auf dem Grundkreis beginnt der zur Radialen (Wd) einen Winkel Qd von 10 bis 25° einschließt
DE2925058A 1978-06-21 1979-06-21 Drehfeste Preßfüge-Verbindung zweier Bauteile zur Übertragung von Drehmomenten Expired DE2925058C2 (de)

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