DE3409541A1

DE3409541A1 - Hohlwelle zur uebertragung von drehmomenten

Info

Publication number: DE3409541A1
Application number: DE19843409541
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. 7080 Aalen Ebbinghaus
Original assignee: Gesenkschmiede Schneider GmbH
Current assignee: Gesenkschmiede Schneider GmbH
Priority date: 1984-03-15
Filing date: 1984-03-15
Publication date: 1985-11-07

Description

"Hohlwelle zur Übertragung von Drehmomenten ......."
Die Erfindung begrifft eine Hohlwelle zur Überttagung von Drehmomenten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist bekannt einer Drehmomentübertragung dienende Wellen als Massiv-Wellen einzusetzen, bei denen Zahnkränze, Lagerschalen, Nocken usw. durch spanabhebende Bearbeitung eine Einheit mit der Massiv-Welle bilden.
Es ist weiterhin bekannt, der Drehmomentübertragung dienende Wellen als Hohlwellen auszubilden, und die Zahnkränze, Lagerschalen, Nocken usw. auf diese Hohlwelle aufzuschweißen. Weiterhin ist es bekannt, Nockenwellen als Hohlwellen auszubilden, Kurvenscheiben, Zahnkränze usw. in einer entsprechenden Form konzentrisch um die Hohlwelle zu legen, und durch ein gummielastisches Medium in der Hohwelle, diese unter Druckbeaufschlagung im Bereich der Kurvenscheiben, Zahnkränze, usw. aufzuweiten, und in Mitnehmerkonturen, die radial innen an den Lagerschalen, Zahnkränzen, Nocken usw. angebracht sind, einzupressen.
Es ist weiterhin bekannt, dieses Einpressen der Hohlwellenwandung in die Mitnehmerkonturen durch ein Innendruckumformverfahren zu vollziehen.
Diese bekannten, der Drehmomentübertragung dienenden Wellen haben große Nachteile. Die Massiv-Welle erfordert neben hohen Materialkosten auch hohe Fertigungskosten und besitzen, insbesondere beim Fahrzeugbau, ein relativ hohes Gewicht. Bei den bekannten Hohlwellen müssen andererseits die Lagerschalen, Zahnkränze, Nockenringe usw. radial innen Mitnehmerkonturen aufweisen, was auf der einen Seite höhere Bearbeitungskosten bedingt, auf der anderen Seite bei mehr oder weniger langer Betriebszeit durch meistens nicht zu vermeidende Temperaturschwankungen, und durch Verschleiß an den Mitnehmerkonturen zu einem Spiel zwischen der Hohlwelle und den Mitnehmerkonturen der Kränze oder Nockenringe führt. Dieses Spiel, sei es im Anfang auch noch so gering, führt im Betrieb sehr schnell zu großem Verschleiß, und zu Materialbrüchen, insbesondere bei sich ändernden, bzw. pulsierenden zu übertragenden Drehmomenten.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Hohlwelle zur Übertragung von Drehmomenten mit Zahnrädern, Kurven, oder anderen ein Drehmoment übertragenden Konstruktionselementen zu erstellen, mit einem geringen Gewicht, mit niederen Herstellkosten praktisch ohne Nachbearbeitung, und durch Umformung eines zentrisch innenliegenden Stahlrohres eine rein kraftschlüssige Verbindung dieses Stahlrohres mit den Kurven, Zahnrädern usw., also ohne spezielle Mitnehmerprofile, zu gewährleisten.
Dies wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erreicht.
Durch die Umformung, Aufweitung, beispeilsweise durch ein Innendruckumformverfahren sind die Außenwandungen des innenliegenden Stahlrohres und die Innenwandungen der Konstruktionselemente, wie Kurven, Zahnräder usw. kraftschlüssig verbunden.
Die Wandung des Stahlrohres liegt demnach nicht an Mitnehmerkonturen der Konstruktionselemente an, und das bedeutet, daß die Wandung der Stahlrohre einen optimalen Faserverlauf besitzt. Beim Einpressen der Rohrwandung in Mitnehmerkonturen würde die Wandstärke über den Umfang unregelmäßig sein, und würde Festigkeitsbruchstellen aufweisen.
Zweckmäßigerweise sind die Durchmesser des Stahlrohres zwischen den Konstruktionselementen unterschiedlich.
Nach einem weitern Merkmal weisen die Wandungen des zentrisch innenliegenden Stahlrohres keine Festigkteisbruchstellen auf, und der Faserverlauf ist optimal.
Nach einem weiterem Merkmal sind die Wandungen des Stahlrohres über Länge und Umfang im wesentlichen gleich.
Zur Erhöhung des axialen Widerstandsmomentes weist das Rohr zwischen den Konstruktionselementen Längsrippen auf.
Nachfolgend wird an Hand der beigefügten Zeichnung ein erfinderisches Ausführungsbeispiel näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch die Hohwelle und Fig. 2 einen Querschnitt der Hohlwelle nach dem Schnitt I - I der Figur 1.
In der Figur 1 ist das Stahlrohr 1 mit einigen unterschiedlichen Konstruktionselementen 2, 3, 4, 5, 6 dargestellt. 2 stellt beispielsweise einen Zahnkranz dar, 3 und 6 sind beliebige Konstruktionselemente, 4 ist ein Nocken und demonstriert, daß die Hohlwelle ebenfalls als Nockenwelle für den Kraftfahrzeugbau gelten kann.
Figur 2 zeigt die Querschnittsaufsicht nach dem Schnitt I - I der Figur 1 mit dem Stahlrohr 1 einem Konstruktionselement 5, das am Außenumfang eine unregelmäßige Kurvenform 7 aufweist.
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Claims

Patentansprüche 1. Hohlwelle zur Übertragung von Drehmomenten mit Zahnrädern, Kurven oder anderen ein Drehmoment übertragenden Konstruktionselementen dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung eines zentrisch innenliegenden Stahlrohres (1) an den Innenwndungen der Kurven, Zahnräder (2, 3, 4, 5, 6 usw.) ohne spezielle Mitnehmerprofile anliegen, wobei diese Konstruktionselemente (2, 3, LI, 5, 6 ) aus beliebigem Material bestehen, und durch Umformung des Stahlrohres (1) kraftschlüssig mit diesem verbunden sind.
2. Hohlwelle nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Stahrohr (1) zwischen den Konstruktionselementen unterschiedliche Durchmesser aufweist.
3. Hohlwelle nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Faserverlauf in den Wandungen des zentrisch innenliegenden Stahlrohres (1) optimal ist, also keine Festigkeitsbruchstellen aufweist.
4. Hohlwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen des Stahlrohres (1) im wesentlichen gleiche Wandstärken, sowohl in Längs- wie auch in Umfangs-Richtung aufweisen.
5. Hohwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlrohr (1) zwischen den Konstruktionselementen (2, 3, 4, 5, 6) Rippen aufweist.