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Gelenkwelle
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Die Erfindung betrifft eine Gelenkweile bstehend aus zwel Kreuzgelenken
und einer beide miteinander kuppelnden Verbindungswelle, wobei die Verbindungswelle
eine Welle und eine auf der Welle über ein Keilwellenprofil axial verschiebbare
Hohlwelle aufweist Gelenkwellen dieser Art sind so ausgebildet, daß deren Verbindungswellen
aus zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Wellenteilen bestehen. Diese teleskopartige
Verschiebbarkeit erfolgt Über ein Keilwellenprofil, huber deren Längsverzahnung
sowohl die axiale Verschiebbarkeit wie auch die Drehmomentuber tragung ausgeführt
werden muß
Es sind Gelenkwellen bekannt (z.B. DE-Gm 19 ii 806),
bei denen zur Drehmoment + ertragung profilierte Wellenteile verwendet werden, die
an iin Kardan Gelenk angeschlossen sind. Es muß jedoch bei einer derartigen Ausführungsform
gewährleistet sein daß die Drehmomentkapazität wie auch die Torsionsfestigkeit ge
sichert ist Hierzu bedarf es einer entsprechenden Wandstärke stärke des profilierten
Rohres, da zusätzlich noch die axiale Verschiebung ohne Klemmen vorhanden sein muß
Auch sind Gele 4 wellen bekannt (z.B. DE-OS 29 17 391), bei denen ein dickwandiges
als Rohr ausgebildetes Anschlußelement vorgesehen ist, in dem ein Zahnprofilrohr
aufgenommen wird. Bei 9iner darartigen Ausführungsform soll jedoch die schwierige
Heratellung des profilierten Innenteiles umgangen werden, inden ein Einzelteil durch
separate Herstellung verwendet wird. Es entfällt dabei ein spanendes Verfahren und
die Herstellung dieses Zahnprofiles kann durch Kaltwalzen übernommen werden. Da
bei der Gerste lung des Innenteiles durch konventionelle Methoden keine Probleme
bestanden, wird hier eine volle Welle verwendet. Derartige Gelenkwellen besitzen
jedoch ein hohes Geweicht und sind somit nur kostenungÜnstig herzustellen.
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Aufgabe der Erz windung ist es daher, eine Verbindungswelle als Leichtbauwelle
auszubilden, bei der sowohl die Drehmomentkapaweitet als auch die Torsionssteifigkeit
einer hochbelasteten Längsverschiebung gewährleistet ist und bei der lediglich niedrige
Massenträgheitsmomente auftreten.
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Zur Lösung diester Aufgabe ist vorgesehen, daß a) die Welle Aus einem
dünnwandigen Abstützrohr und einem auf der Außenfäche des Abstützrohres angeordneten
ersten Rohrprofil besteht
b) die Hohlwelle aus einem dünnwandigen
AbstUtzrohr und einem im Hohlraum der Hohlwelle angeordneten, mit dem ersten Rohrprofil
zusammenarbeitenden zweiten Rohprofil besteht c) die beiden zusammenarbeitenden
Rohrprofile durch ihre Profile das eigentliche Keilwellonprofil bilden.
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Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung7 daß diese lEngsprofiharten
Rohre durch Walzen, Ziehen oder ähnlicher Herstellungsverfahren aus Rohrmaterial
hergestellt werden und bei der die Übertragungskapazität des RohrprofilesR durch
ein entsprechendes Abstützrohr verbessert wtrd. Es ergibt sich dadurch eine wesentliche
Abstützung der gewählten Profilflanken über dem Ringquerschnitt, so daß das eigentliche
Profil in der Materialstärke und im Durchmesser klein gehalten werden kann. Es wird
so eine extrem leichte Bauweise möglich Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal
ist vorgesehen, daß die Welle direkt als entsprechendes Teil der Verbindungswelle
ausgebildet ist. Es ist von Vorteil, daß die als Innenteil artestende Welle direkt
als Teil der Verbindungswelle ausgebildet ist und mit einem Teil des Gelenkes verbunden
wird Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesahen, daß das Rohrprofil der Hohlwelle
im axial verschiebbaren bereich der Hohlwelle an geordnet ist Als Innenprofil wird
dieses Rohrprofi4 in der Hohlwelle lediglich auf die Länge der Verzahnung benötigt
Es ist jedoch ohne weiteres möglich, daß auch hier für besonders leichte Bauweisen
die Hohlwelle direkt mit dem entgegengesetzt liegenden Kreuzgelenk verbuhnden wird
Nach
einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Stützrohre der Welle
und/oder der Hohlwelle mit den jeweiliegen Rohrprofilen auf der gesamten Länge oder
nur in partiellen Bereichen durch Kleben, Lötens Schweißen oder dergl. miteinander
verbunden sind Es entstehen bei dieser Ausführungsform Varianten, bei denen das
Rohrprofil über die gesamte Länge mit dem Stützrohr verbunden wird oder auch nur
in partiellen Bereichen, so daß dann noch über den Umfang verteilt Verstärkungsrippen
angeordnet melden können, die eine zusätzliche Versteifung der gesamten werde mit
sich bringen Es sind bei diesen Ausführungsformen besonders kaltverformte Blechprofile
möglich, die dann durch Besonders kaltverform oder auch Kleben miteinander verbunden
werden können.
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Eine Einengung auf ein bestimmtes Profil ist nicht notwendig, so daß
des weiteren vorgesehen ist, daß die Rohrprofile ein Keilwellenprofil bilden, dessen
Profilierung als SAE-Profil, trapezförmiges Profil oder Evolventenprofil ausgebildet
ist.
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bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen
schematisch dargestellt Es zeigt : Fig. 1 eine Gelenkwelle, deren Enden Kreuzgelenke
tragen Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine Verbindungswelle Fig. 3 einen uerschnitt
durch die in Fig. 2 dargestellte Verbindungswelle
Fig. 4 eine weitere
AusfÜhrunsform einer Verein dungswelle im Schnitt Fig. 5 einen Querschnitt der in
Fig 4 dargestellten Verbindungswelle Fig. 6 eine Welle mit einem Rdhrprofil Fig.
7 einen Schnitt der in Fig 6 dargestellten Welle Fig. 8 eine Welle, die direkt-mit
dem Gelenk verbunden weerden kann Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie I-I, der
in Fig. 8 dargestellten Welle Fig. 10 eine Hohlwelle mit einen innenliegenden Rohrprofil
Fig. 11 einen Schnitt entlang ver Linie I-I, der in Fig. 10 dargestellten hohlwelle
Fig. 12 - 14 verschiedene Varianten eines Abstützrohres.
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Die in Fig 1 gezeigte Gelenkwelle umfaßt zwei koaxiale Gelenkt abschnitte
1 und 2, die an ihren äußeren Enden Kreuzgelenke 3 und 4 tragen. Der Gelenkwellenabschnitt
1 ist als Welle 5 und der Gelenkwellenabschnitt 2 als Hohlwelle 6 ausgebildet. Über
eine Keilwellenverzahnung 7 sind die Helle 5 und Hohlwelle 6 miteinander undrehbar,
jedoch axial verschiebbar verbunden
in Fig. 2 und 3 ist eine Verbindungswelle
als Einzalteil gezeigt, die aus der Hohlwelle 6 und des Welle 5 besteht. Die Hohlwelle
6 ist zusammengesetzt aus dem dünnwandigen Abstützrohr 8 und dem Rohrprofil 9O Die
Welle 5 ist ebenfalls aus ei nem dünnwandigen Abstutzrohr 10 und auf ihrer Außenfläche
mit einem Rohrprofil 11 umgeben. Figo 3 zeigt, daß das Rohrprofil der Hohlwelle
8 und das Rohrprofil der Welle 10 zusammen die Kellwellenverzahnung 7 bilden. Die
einzelnen Zähne der ?Ceilwe) lenverzahnung 7 sind als Elvolventenverzahnung ausgebildet,
da bedeutet, daß die Zentrierung und die Übertragung des Drehmomentes auf den Zahnflanken
erfolgt, wobei zwischen Zahngrund und Zahnkopf der jeweiligen flohrprofile 9 und
11 Spiel vorhanden ist. Die beiden Rohrprofile sind auf der Innenfläche der Hohlwelle
8 bzwo auf der Außenfläche der Welle 10 durch Widerstandssehwelßen oder Kleben aufgebracht.
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In Fig 4 und 5 ist eine weitere Variante einer Verbindungswel le gezeigt,
wobei die Rohrprofile 9 der Hohlwelle 8 und das Rohrprofil 11 der zelle 10 in die
entsprechenden Oberflächen eingebettet sind und zoB @ durch Kleben miteinander verbunden
wurden Fig. 6 und 7 zeigt eine Welle 5 als Einzelteil, bei der das Rohrprofil 11
mit dem Abstützrohr verbunden ist. Das AbstUtzrohr 10 ist im Verhältnis zum Rohrprofil
11 dünnwandig ausgeführt und genügt der Drehmomentübertragung durch das AbstUtzen
der beiden Teile zueinander.
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Fig. 8 zeigt eine Welle 5, deren Rohrprofil 11 einerseits die Keilwellenverzahnung
7 beinhaltet und an seinem einen Ende direkt in den AuPnahmeteil 12 Übergeht zur
Aufnahme des Gelenkes.
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Das Abstützrohr 10 ist innen aufgenommen und wie aus Fig. 9 zu
sehen
ist, entsprechend der Ausführungsformen der Figuren 6 und 7, miteinander verbunden
Des gleichen läßt sich die Hohlwelle 6 ausbilden, daß an ihrem Ende ebenfalls ein
Aufnahmeteil 13 vorgesehen wird, der ein Gelenk aufnehmen kann, wobei hier das Aufnahmeteil
13 mit dem Abstützrohr 8 verbunden wird und das Rohrprofil innerhalb des Hohlraumes
dieses Abstützrohres 8 angeordnet ist Fig 11 zeigt als Einzelteil diese Anordnung
eines AbstAtzrohres 8 zusammen mit dem Rohrprofil 9, wobei diese Einzelheit wiederum
der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Version entspricht In den Figuren 12A bis 12C
sind Versionen gezeigt, deren Abstützrohr 8 bzw. 10 nicht auf der gesamten Fläche
mit den Rohrprofilen 9 bzw 11 verbunden sind. Die Varianten A, B und C zeigen verschiedene
mögliche Formen, wobei in der Fig 13 die Abstützrohre 8 bzw. 10 gezeigt sind, deren
Außenflächen im Prinzip zylindrisch verlaufen im Gegensatz zu den Ausführungsformen
nach den Figuren 14A bis C, deren Verstärkungsrippen schraubenförmig umlaufend angeordnet
sind Die Fig. 15 zeigt im Schnitt die Versionen nach den Figuren 12, wobei im Prinzip
wiederum die Abstützrohre mit den Rohrprofilen 9 bzw 11 verbunden sind und somit
die Keilwellenverzahnung 7 bilden.
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BEZUGSZEICHENLISTE 1 Gelenkwellenabschnitt 2 Gelenkwellenabschnitt
3 Kreuzgelenk 4 Kreuzgelenk 5 Welle 6 Hohlwelle 7 Keilwellenverzahnung 8 AbstUtzrohr
der Hohlwelle 9 Rohrprofil 10 Abstützrohr der Welle 11 Rohrprofil 12 Aufnahmeteil
13 Aufnahmetell