DE3149596A1

DE3149596A1 - Verbindung von teilen

Info

Publication number: DE3149596A1
Application number: DE19813149596
Authority: DE
Inventors: Peter 5202 Hennef Harz; Alfons Ing.(grad.) Jordan; Werner Dipl.-Ing. 5200 Siegburg Krude
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Automotive GmbH
Priority date: 1981-12-15
Filing date: 1981-12-15
Publication date: 1983-06-23
Also published as: GB2111644B; ES275450U; JPS58102825A; IT8205229A0; IT8207094V0; US4525098A; IT1157594B; FR2518198A1; GB2111644A; ES275450Y; BR8206621A

Description

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Verbindung von Teilen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindung von Teilen, z.B. Wellen oder dergleichen zwischen einem einen rohrförmigen oder einen Rohrabschnitt aufweisenden Teil und einem dazu koaxial angeordneten zweiten Teil derart daß eines der Teile im überdeckenden Bereich des anderen Teiles Ausnehmungen aufweist, in die durch Verformung eines Teiles eine drehfeste Verbindung entsteht.

Es sind Verbindungen bekannt, bei denen Gleichlaufdrehgelenke mit Antriebswellen verbunden werden (z.B. DE-PS 21 21 417). Hierbei werden auf der Außenfläche des äußeren Gelenkkörpers des Gleichlaufdrehgelenkes axiale Nuten und im Bereich des von innen verstärkten Endes eine Umfangsnut eingearbeitet. Die axialen Nuten sind jedoch zwischen zwei aufeinanderfolgenden der Aufnahme

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der Kugeln dienenden Rillen vorgesehen. Bei einem solchen äußeren Gelenkkörper lassen sich auf der Außenfläche im Bereich der Rillen keine weitere Nuten einbringen, da eine solches Metallteil aufgrund der Formgebung nur schwierig zu härten ist. Um solchen Härteverzügen aus dem Wege zu gehen, sind bei einem Gelenk die axialen Nuten sowie die Umfangsnut im Bereich des verstärkten Endes anqeordnet. Er ifit leirht einzusehen, daß zur Herstellung dieser Nuten genaue Fertigungsoperationen vorgesehen werden müssen, und es läßt sich zum Eindrücken der Rohrwelle in die Vertiefungen auch nur ein spezielles dafür vorgesehenes Einpresswerkzeug verwenden. Außerdem müssen die Nuten derart gestaltet sein, daß nach dem Verbinden der Teile miteinander eine einwandfreie Drehmomentübertragung gewährleistet ist.

Des weiteren sind Flanschverbindungen bekannt, die das Drehmoment über eine Verschraubung übertragen CDE-PS 813 333). Es soll bei einer derartigen Verbindung eine Relativbewegung verhindert werden, so daß aus diesem Grunde zwischen den Bauteilen eine Zwischenlage vorgesehen ist, welche herausgearbeitete und gehärtete Zähne aufweist. Beim Verspannen der Bauteile durch die Verschraubung springen die Zähne in Bauteile ein und bewirken somit eine Relativbewegung unterbindende Verriegelung.

Ebenfalls ist eine lösbare Schraubverbindung bekannt (z.B. DE-OS 18 16 854), bei der ebenfalls eine Zwischenlage vorgesehen ist, die mit Scherelementen ausgestattet ist. Diese Scherelemente sind in die Zwischenlage zwischen den beiden Flanschen eingebracht und dringen beim gegenseitigen Verspannen durch die Verschraubungen in diese ein und verhindern eine Relativbewegung. Derartige Schraubverbindungen erfordern in der Regelebene Verbindungsflächen und werden deshalb normalerweise an den Stirnflächen oder Flanschen von zylindrischen Körpern angebracht.

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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine kostengünstige und wirtschaftliche Verbindung von umlaufenden Teilen su schaffen, bei der ohne Berücksichtigung von Durchmessertoleranzen der zu verbindenden Bauteile eine ausreichende, unlösbare und dauerhafte Verbindung erreicht w'rri.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Ausnehmung einen ringförmigen Hohlraum zwischen den zu verbindenden Teilen bildet, wobei axial zu beiden Seiten der Ausnehmung je ein Vorsprung angeordnet ist, der entweder Bestandteil der zu verbindenden Teile oder als separater Ring ausgebildet ist, wobei der Außendurchmesser des Vorsprunges dem Innendurchmesser des entsprechenden zweiten Teiles entspricht und daß in der Ausnehmung über dem Umfang verteilt eine Anzahl von Hartstoffkörpern angeordnet ist.

Eine derartige Verbindung kann z.B„ bei Außenteilen von Gleichlaufgelenken und einer Rohrwelle verwendet werden, wobei es unerheblich ist, ob es sich um Rohre aus Stahl oder Aluminium handelt. Die zu verbindenden Teile können ohne Verzug oder Deformation mit einem Rohr verbunden werden; durch hydraulischen Einfluß wird entweder eines der Teile verkleinert oder der Rohrdurchmesser vergrößert, wobei gleichzeitig eine Verfestigung des Rohrwerkstoffes im Bereich der Verbindung entsteht. Die Form des Rohrprofiles ist dabei nicht von Bedeutung. Durch die entsprechende Verformung des einen Teiles in die Nut des anderen Teiles hinein, erhält man den notwendigen Formschluß, da sich die Hartstoffkörper in die Oberflächen beider Teile hineindrücken.

Des weiteren ist nach einem wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß die Hartstoffkörper fest mit einem Ring oder einem Grundkörper beliebigen Materials verbunden sind.

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Vorteilhaft ist hierbei, daß die Hartstoffkörper auf einen Ring aufgebracht werden und somit die Zentrierung dieser Hartstoffkörper nicht erforderlich ist. Bei einer weiteren Variante werden diese Hartstoffkörper auf Grundkörper aufgebracht/ wobei als Grundkörper Folien, Metallteile oder Kunststoffkörper verwendet werden können. Außerdem lassen sich diese Hartstoffkörper auf Schnüre aufreihen und auf diese Art und Weise in die Nut einbringen. Nach der Verformung des Rohrteiles in die Nut des anderen Wellenteiles hinein, sind die Grundkörper nicht mehr von Bedeutung.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Vorsprünge aus zwei Ringen bestehen, wobei der Innendurchmesser des Ringeä dem Außendurchmesser des Innenteiles und der Außendurchmessef des Ringes dem Innendurchmesser des Außenteiles entspricht.

Von Vorteil ist bei dieser Ausführungsform, daß die Ringe als Seitenbegrenzung für die Nut dienen, so daß sich beim Verformen des Materials in die Nut hinein der Werkstoff nicht beliebig in axialer Richtung plastisch verformt werden kann.

Des weiteren ist vorgesehen, daß die Vorsprünge direkt auf der

Außenfläche des Innenteiles oder an der Innenfläche des Außenteiles angeordnet sind.

Von Vorteil ist bei dieser Ausführungsform, daß bei Verwendung von nur einem dünnwandigen zu verbindenden Teil das vom Material hier dickwandigere so ausgebildet werden kann, daß die entsprechende Ausnehmung direkt an der Außenfläche bzw. Innenfläche des Werkstückes eingebracht werden kann.

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Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt»

Es zeigt:

Fig. 1 eine Verbindung von Wellenteilen nach der Verformung im Schnitt

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Verbindung vor der

plastischen Verformung im Schnitt

Fig. 3 einen Schnitt A-B entlang der Linie A-B der in

Fig. 2 dargestellten Verbindung

Fig. 4 . ein Wellenteil mit einer Ausnehmung als Einzelteil im Schnitt

Fig. 5 u. eine Ausführungsform von Hartstoffkörpern Fig. 6

Fig. 7 zwei zu verbindende Teile, bei denen die Ausnehmung durch separate Ringe gebildet wird

Fig. 8 zwei zu verbindende Teile, bei denen die Nut

durch die Teile selbst gebildet wird und im Hohlraum entsprechende Hartstoffkörper im Schnitt

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines Wellenteiles

als Einzelteil im Prinzip wie in Fig. 4 bereits

dargestellt

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Fig. 10 eine Verbindung, bei der die Verformung durch

Aufweiten eines Rohres erfolgt

Fig. 11 eine Verbindung mit einer weiteren Variante von

Hartstoffkörperη

Fig. 12 Hartstoffkörper auf einer Folie befestigt

Fig. 13 weitere Hartstoffkörper durch geeignete Mittel

aneinandergereiht.

Die in Fig. 1 dargestellte Verbindung besteht im wesentlichen aus zwei einzelnen Wellenteilen, die miteinander zu verbinden sind. Das'innenteil 1 ist bei dieser Ausführungsform als massives Teil ausgebildet, wobei das Außenteil 2 aus einem Rohr besteht. Durch ein entsprechendes Werkzeug wird das Rohr im Bereich 3 in die Nut 4 hineinverformt, Vor der Montage heirier Wellenteile wurden bereits Hartstoffkörper 5 in die Ausnehmung 4 eingebracht, so daß nach der Formung des Außenteiles 2 in die Nut hinein über die Hartstoffkörper 5 eine entsprechende Verankerung beider Teile zueinander vorhanden ist.

In Fig. 2 ist wiederum das Innenteil 1 mit dem Außenteil 2 gezeigt, wobei es sich hier um den Zustand vor der plastischen Verformung des Außenteiles 2 handelt. In der Ausnehmung 4 sind wiederum im Abstand zueinander die Hartstoffkörper 5 angeordnet.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt der Fig. 2 entlang der Linie A-B, wobei wiederum das Innenteil 1 und das Außenteil 2 zu erkennen sind, mit den in der Ausnehmung 4 angeordneten Hartstoffkörpern 5. Diese Hartstoffkörper 5 sind als Einzelteile derart miteinan-

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der verbunden, daß sie einen geschlossenen Ring bilden, der somit wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, in der Ausnehmung 4 angeordnet werden kann, ohne daß mit einer Verschiebung der Hartstoffkörper 5 zueinander zu rechnen ist.

Fig. 4 zeigt ein Einzelteil eines Außenteiles 2, bei dem in der Außenfläche 6 die Ausnehmung 4 über den Umfang eingebracht ist.

Fig. 5 zeigt einzelne Hartstoffkörper 5, die zu einem Ring montiert wurden, so daß die einzelnen Hartstoffkörper 5 zueinander fixiert sind. In Fig. 6 ist eine derartige Anordnung von Hartstoffkörpern 5 gezeigt, wobei hier eine Herstellung endlos möglich ist, in dem diese Körper auf einem geeigneten Träger 8 z.B. aus Metall oder Kunststoff aufgereiht sind.

Die Fig. 7 zeigt eine Wellenverbindung zwischen einem Innenteil 1 und einem rohrförmigen Außenteil 2, wobei der Abstand 9 der beiden Teile zueinander durch entsprechende einzelne Ringe 10 überbrückt ist, damit während der Verformung des rohrförmigen Außenteiles 2, kein Material seitlich aus der Ausnehmung 4 herausgedrückt werden kann. Diese Figur zeigt noch nicht die Hartstoffkörper.

In Fig. 8 dagegen sind zwei Wellenteile miteinander verbunden, wobei anstatt des rohrförmigen Außenteiles 2 in Fig. 7 zwei im Verhältnis massive Teile miteinander verbunden werden. Das Außenteil 11 besitzt eine stufenförmige Bohrung 12, in die ein entsprechender Vorsprung 13 eingebracht ist, zur Führung des eigentlichen Innenteiles 14. Das Innenteil 14 besitzt eine Außenfläche 6, die mit dem Innendurchmesser 15 des Außenteiles 11 übereinstimmt und durch den weiteren Vorsprung 16 wird die entsprechende seitliche Begrenzung gebildet, so daß nach Zusammen-

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AO

fügen der beiden Teile 11 und 14 ineinander die Ausnehmung 4 entsteht. Bereits vor der Zusammenfügung dieser beiden Teile sind die Hartstoffkörper 5 eingelegt worden, so daß nun die Teile zueinander plastisch verformt werden können, damit die entsprechende drehfeste unlösbare Verbindung entsteht.

In Fig. 9 ist eine weitere Ausführungsform eines Innenteiles 14 gezeigt, welches im Prinzip auch in der Fig. 8 verwendet werden kann, mit dem Unterschied, daß die Ausnehmung 4 entsprechende Vorsprünge besitzt, die sowohl dem Vorsprung 16 wie auch 13 der Fig. 8 entsprechen und wobei die zusätzlich eingebrachten Nuten 17 zur Aufnahme der Hartstoffkörper dienen, damit eine axiale Verschiebung nicht möglich ist.

In Fig. 10 ist eine weitere Wellenverbindung gezeigt, bei der das Außenteil 18 mit der Ausnehmung 4 versehen ist und im Innendurchmesser ein rohrförmiges Innenteil 19 verwendet wird, das durch Aufweiten mit den Hartstoffkörpern 5 und dem Außenteil 18 verbunden wird.

In der Fig. 11 ist eine Wellenverbindung gezeigt, welche im Prinzip der in Fig. 1 gezeigten entspricht. Es ist ein Innenteil 1 sowie ein Außenteil 2 vorgesehen, wobei die Hartstoffkörper 5 auf einem entsprechenden Träger gehalten sind, damit diese Hartstoffkörper 5 sowohl über den Umfang wie auch in axialer Richtung einen entsprechenden Abstand einhalten. Nach Einbringen der Hartstoffkörper 5 in die Ausnehmung 4 ist durch Verformung des rohrförmigen Außenteiles 2 in die Ausnehmung 4 hinein durch die Hartstoffkörper 5 eine entsprechende Fixierung der umlaufenden Teile zueinander gewährleistet.

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In Fig. 12 ist eine Ausführungsform von Hartstoffkörpern gezeigt, die auf einem elastischen Trägermaterial 20 aufgebrachtsind, so daß eine entsprechende Verarbeitung z.B. von der Rolle möglich ist.

Fig. 13 dagegen zeigt eine Variante der Ha tstoffkörper 5, in dem sie in Form einer Schnur hintereinanderliegend befestigt sind, so daß hier durch einen geeigneten Träger wiederum im Endlosverfahren gearbeitet werden kann.

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BEZÜGSZEICHENLTSTE

1 Innenteil

2 Außenteil

3 Bereich

4 Nut/Ausnehmung

5 Hartstoffkörper

6 Außenfläche des Innenteiles

7 Ring

8 Träger

9 Abstand

10 Ringe

11 ¹ * Außenteil

12 " Bohrung

13 Vorsprung

14 Innenteil

15 Innendurchmesser

16 Vorsprung

17 Nuten

18 Außenteil

19 Innenteil

20 elastisches Trägermaterial

-43-Leerseite

Claims

Verbindung von Teilen, z.B. Wellen oder dergleichen, zwischen einem einen rohrförmigen oder einen Rohrabschnitt aufweisenden Teil und einem dazu koaxial angeordneten zweiten Teil derart, daß eines des Teile im überdeckenden Bereich des anderen Teiles Ausnehmungen aufweist, in die durch Verformung eines Teiles, eine drehfeste Verbindung entsteht,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausnehmung (4) einen ringförmigen Hohlraum zwischen den zu verbindenden Teilen (1, 2, 11, 14, 18, 19) bildet, wobei axial zu beiden Seiten der Ausnehmung (4) je ein Vorsprung (10, 13, 16) angeordnet ist, der entweder Bestandteil der zu verbindenden Teile (1, 2, 11, 14, 18, 19) oder als separater Ring (10) ausgebildet ist, wobei der Außendurchmesser des Vorsprunges (6) dem Innendurchmesser (15) des entsprechenden zweiten Teiles entspricht und daß in der Ausnehmung (4) über dem umfang verteilt eine Anzahl von Hartstoffkörpern (5) angeordnet ist.

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2. Verbindung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Hartstoffkörper (5) fest mit einem Ring (7) oder einem Grundkörper beliebigen Materials (20) verbunden sind.
3. Verbindung nach Anspruch l_f
dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorsprünge aus zwei Ringen (10) bestehen, wobei der Innendurchmesser des Ringes dem Außendurchmesser des Innenteiles (1) und der Außendurchmesser des Ringes (10) dem Innendurchmesser des Außenteiles (2) entspricht.

Verbindung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorsprünge (13, 16) direkt auf der Außenfläche (6) des Innenteiles (2, 14) oder an der Innenfläche des Außenteiles (11, 18) angeordnet sind.