DE3430206A1

DE3430206A1 - Axiale haltevorrichtung

Info

Publication number: DE3430206A1
Application number: DE19843430206
Authority: DE
Inventors: Glenn Fred Brighton Mich. Gehrke
Original assignee: GKN Automotive Components Inc
Current assignee: GKN Driveline North America Inc
Priority date: 1983-08-19
Filing date: 1984-08-17
Publication date: 1985-03-07
Also published as: AU591035B2; ES289805Y; IT8467828A1; IT8453749V0; GB8713209D0; IT1179057B; FR2550832B1; FR2550832A1; FR2624223A1; ES289805U; CA1234699A; BR8401264A; IT8467828A0; US4756640A; AU1266688A; GB2145148B; AU571496B2; KR850002883A; FR2624223B1; JPH0196515U

Description

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Axiale Haltevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine axiale Haltevorrichtung zum Zusammenhalten von zwei durch eine Relativbewegung entlang einer Achse trennbaren Bauteilen, insbesondere zum Verhindern einer axialen Relativbewegung zwischen einem Außenteil, etwa dem Innenring eines Gleichlaufgelenkes einer Halbwellenanordnung, und einer in eine Bohrung des Außenteils eingeschobenen Welle.

In mannigfachen Anwendungsfällen ist es erforderlich, eine Verbindung zwischen einer Welle und einem mit einer Bohrung für die Welle vorgesehen Außenteil herzustellen. Vielfach wird auch eine technische Lösung gefordert, mit welcher eine axiale Relativbewegung zwischen der Welle und dem Außenteil verhindert werden kann. Ein Beispiel für eine Vorrichtung, bei der eine solche Lösung erforderlich ist, ist eine in dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit Vorderradantrieb vorgesehene Halbwellenanordnung. Hierfür wird üblicherweise eine Welle vorgesehen, die in die Bohrung eines Innenrings einzuschieben ist. Zwischen Welle und Innenring sind zusammenwirkende Keilverzahnungen vorzusehen, um eine relative Drehung zwischen Welle und Innenring zu verhindern.

Bei einer weiteren, an sich bekannten Ausführungsform finden zwei oder mehr Befestigungsvorrichtungen Anwendung, um Welle und Innenring miteinander zu verbinden. Eine erste Befestigungsvorrichtung kann hier beispielsweise ein Haltering sein, der vor der Keilverzahnun'g auf der Welle angeordnet ist und von der Keiiverzahnung unterhalb dem Innendurchmesser der Keilverzahnung des Innenrings in eine Haltestellung gedrückt wird. In dieser Stellung dehnt sich der Haltering in eine Rille des Innenrings aus, wodurch eine Trennung von Welle und Innenring verhindert wird. Spiel bestimmter Größenordnung zwischen Welle und Innenring ist jedoch immer noch möglich.

Möglich ist beispielsweise auch eine zweite, aus einem Abstandsring bestehende Haltevorrichtung, wobei der Abstandsring in einer ringförmigen Bohrung auf der Welle befestigt wird und gegen einen Teil des Innenringes wirkt. Hierdurch soll verhindert werden, daß sich die Welle weiter in die Bohrung des Innenrings hineinbewegt. Es wirkt also der Abstandsring mit dem Haltering zusammen, um eine Bewegung der Welle relativ zu dem Innenring in beiden Richtungen zu verhindern. Das untere Ende der Gegenbohrung ist dabei maschinell so bearbeitet, daß eine Fase oder Schräge unter bestimmtem Winkel entsteht, der eine keilartige Wirkung ausübt, indem sie den Haltering nach innen drückt und so auch den Ausbau erleichtert. Dieser Keilwinkel muß sehr sorgfältig ausgewählt werden, um ein unbeabsichtiges Lösen der Einheit im Betrieb zu verhindern und dennoch einen Ausbau- zu ermöglichen, falls dies erforderlich ist.

Die Verwendung von zwei getrennten Halteelementen, wie vorstehend beschrieben, ist aufwendig, teuer und kompliziert.

In der US-PS 38 32 076 wurde bereits eine einteilige Haltevorrichtung vorgeschlagen. Der bei diesem Lösungsvorschlag benutzte Haltering wird zum Verbinden eines mit einer Keilverzahlung versehenen Innen- und Außenteils verwandt. Das Außenteil hat dabei eine ringförmige, radial nach innen gerichtete Halterille. Diese ist radial gegenüber einer ringförmigen, radial nach außen weisenden Halterille auf dem Innenteil angeordnet, wenn die mit Keilverzahnungen versehenen Teile sich in der gewünschten Eingriffstellung befinden. Die mit einer Keilverzahnung versehenen Teile werden mittels eines geschlitzten Halteringes, etwa in Gestalt eines Sprengrings, zusammengehalten. Er kann derart angeordnet sein, daß er beide Halterillen einnimmt, sofern diese radial verlaufen. Die Größe des Halteringes ist so bemessen, daß er sich auf dem Boden der Halterille erweitert und dabei formschlüssige Verbindung mit den Keilverzahnungen zwischen deren Außen- und Innendurchmesser eingeht. Der Haltering wird mittels Schrägen, Rampen od. dgl. an dem einen Ende der Keilverzahnung der einen Vorrichtung in eine Einbau-Ausbau-Stellung in einer ringförmigen Rille in der anderen Vorrichtung gezwungen. Bei richtigem Ineinandergreifen der beiden Vorrichtungen nimmt der Haltering eine Haltestellung in den Rillen ein. Eine der Rillen ist jedoch an einer Seite mit einer schrägen Rampe od. dgl. versehen, um auch einen Ausbau zu ermöglichen. Infolgedessen trägt der Haltering nicht zum kraftschlüssigen Verbinden des mit einer Keilverzahnung versehenen Außenteils mit dem mit einer entsprechenden Keilverzahnung versehenen Innenteil bei. Hierdurch ist ein unbeabsichtigtes Lösen im Betrieb, wenn auch nur unter bestimmten Voraussetzungen, möglich.

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Ferner wurden bereits verschiedene andere Lösungen zum Verbinden von mit Keilverzahnungen versehenen Teilen vorgeschlagen: Die Lehre nach US Patent Nr. 35 27 120 bezieht sich dabei beispielsweise auf eine Haltevorrichtung für ein Differential und eine Achswelle, zu der auch ein Federelement gehört. Dieses ist auf der Achswelle durch Griffe gehalten, die in eine in die Welle eingeformte Rille eingreifen gehalten. Der Körper der Haltevorrichtung ist nach außen hin elastisch, um seine Befestigung auf der Achswelle durch das Differentialgehäuse und die Öffnungen der Seitenverzahnung zu ermöglichen. Nach Einbau springen die Finger der Haltevorrichtung nach außen und greifen in die anstoßenden Flächen der Seitenverzahnungen ein, um die Achswelle zu blockieren und ihre axiale Bewegung nach außen zu verhindern.

Weitere Lehren (US Patent Nr. 20 89 168, US Patent Nr. 3U 49 926) beziehen sich auf Mittel, um eine Mutter oder Nabe auf einer Welle zu befestigen. Nach dem erstgenannten Vorschlag wird eine Nabe mit einer Keilverzahnung, die auf der einen Seite parallel zur Nabenachse verläuft und auf der anderen Seite verjüngt ist, auf einer mit einer parallel verlaufenden Keilverzahnung versehenen Welle befestigt. Dies geschieht mit Hilfe eines mit Fingern od. dgl. versehenen Zwischenelementes. Die Fingerform ist dabei derart ausgestaltet, daß sie mit der Keilverzahnung der Nabe und der Welle zusammenarbeitet. Die Finger des Zwischenelementes erstrecken sich auf der einen Seite parallel zur Achse, während sie auf der anderen Seite verjüngt sind. Nach Befestigen der Nabe und des Zwischenelementes auf der Welle wird eine Mutter in der Weise gegen das Zwischenelement angezogen, daß die Finger in die verjüngten Seiten der Nabenkeilverzahnung eingreifen und die Nabe mitnehmen, bis sie gegen das

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Abstandsstück anstößt. Bei weiterem Anziehen der Mutter werden zugleich zwei Ziele erreicht, und zwar

(a) Die verjüngten Finger werden über den Umfang in die verjüngten Abstände zwischen der Nabenverzahnung und der Wellenverzahnung eingekeilt;

(b) Die Nabe wird durch den axialen Druck der Mutter fest gegen das Abstandsstück gedrückt, wodurch der Lagerring an der Schulter festgeklemmt wird. Dieser Lösungsvorschlag schafft damit einen relativ festen und zugleich umfangsverteilten Antriebssitz zwischen Nabe und Welle.

Bei dem Lösungsvorschlag nach US-PS 34 49 926 ist eine Turbinenwelle an die Welle eines Kompressorantriebs angekupppelt, und zwar mittels einer Druckmutter, die jede Relativ-Drehung zwischen der Druckmutter und der Welle verhindert und die sich mittels eines Werkzeugs relativ leicht einstellen läßt. Vorgesehen ist bei diesem Vorschlag zudem ein Sicherheitsverschluß, der es gestattet, daß das Werkzeug nach der Einstellung der Mutter nicht entfernt werden kann. Bei der Kupplung handelt es sich also um eine axial verstellbare Verbindung zwischen zwei koaxialen Wellen. Bei diesem Lösungsvorschlag handelt es sich ferner um eine Kupplung, deren Finger dazu dienen, die Mutter mit der Verschlußvorrichtung oder dem Verschlußring zu verbinden. Eine Vielzahl von wellenförmigen Federn und Ringkörpern ist auf der Druckmutter angeordnet. Hierzu gehört ferner auch das Teil, das sich axial erstreckt und durch Finger definiert ist, um den Ring drehfest mit der Welle zu verbinden. Zur Aufnahme eines Sprengringes erstreckt sich die zugehörige Nut um das hintere Ende der Finger, wodurch die wellenförmigen Federn und die Ringkörper mit der Druckmutter verriegelt werden.

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Die Lehre nach dem US Patent Nr. 26 25 415 bezieht sich schließlich auf eine, elastische Keilverzahnungsverbindung für ein Teilepaar, wobei ein Teil mit einer Vielzahl von einteilig mit ihm ausgebildeten elastischen, in Längsrichtung sich erstreckenden Keilen oder Fingern versehen ist. Diese erweitern sich so, daß ein Kontakt mit der gesamten Kontaktfläche des entsprechenden Keilverzahnungsdurchgangs gewährleistet ist. Die in Längsrichtung sich erstreckenden Keile oder Finger werden durch Schlitzen oder Schneiden des verzahnten Wellenendes hergestellt und radial erweitert. Das geschieht im wesentlichen dadurch, daß auf den Ring an der Basis der Vertiefung Druck ausgeübt wird. Voraussetzung hierfür ist, den Außendurchmesser der umfangsverteilten Keile etwas größer auszubilden als der Durchmesser des Keilverzahnungsdurchgang ist.

Beim Zusammenbau werden dem vorstehenden Lösungsvorschlag zufolge die Keile einzeln um einen kleinen Betrag nach innen gebogen; wennsie die gewünschte Stellung eingenommen haben, berührt jeder einzelne Keil einen Teil des benachbarten Keils und die ihm entsprechende Keilnut in der Nabe. Auf diese Weise wird Kontakt und konstanter Druck entlang der ganzen Länge und des ganzen Durchmessers des Durchgangs gewährleistet. Bevor die Keilverzahnungen an die Welle angeformt werden, wird auf der Welle eine äußere ringförmige Rippe hergestellt, die so bemessen ist, daß sie in die Vertiefung paßt. Besonders für einen derartigen Anwendungsfall ist es interessant festzustellen, daß das verzahnte Wellenende sich über die Nabe hinaus erstrecken muß, um ein Loslösen von der Welle zu ermöglichen.

Angesichts der diesen bekannten bzw. vorgeschlagenen Lösungen anhaftenden technologischen Grenzen hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine einfache, preiswerte und zudem einteilige Haltevorrichtung zu schaffen, um eine Welle mit dem Innenring einer Halbwellenanordnung formschlüssig zu verbinden.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Haltevorrichtung im wesentlichen aus einem hohlzylinderförmigen Körper besteht, der sich entlang einer Achse erstreckt und in dieser Achse durch ein erstes Ende sowie durch ein zweites Ende in seiner Länge begrenzt ist, und Verbindungsmittel aufweist, deren eines sich vom hohlzylinderförmigen Körper aus radial nach innen erstreckt, am ersten Ende oder in dessen Nähe angeordnet ist und in das eine der miteinander verbindbaren Bauteile eingreift, während deren zweites sich vom hohlzylinderförmigen Körper aus radial nach außen erstreckt, am zweiten Ende oder in dessen Nähe angeordnet ist und in das zweite der miteinander verbindbaren Bauteile eingreift.

Nach einem anderen wesentlichen Erfindungsmerkmal besteht der hohlzylindrische Körper aus elastischem Kunststoff.

Mit den vorstehenden Merkmalen geht der Vorteil einher eine einteilige und axiale Haltevorrichtung von höchster Einfachheit hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise bei zugleich hoher Preiswürdigkeit zu schaffen. Diese Haltevorrichtung gestattet es ohne weiteres, etwa eine Welle mit dem Innenring einer Halbwellenanordnung eines Gelenkes formschlüssig zu verbinden. Dabei trägt die Haltevorrichtung zudem auch dem Gedanken leichter (De-) Montage gebührend Rechnung.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Vielzahl von in Längsrichtung sich erstreckenden Schlitzen im hohlzylindrischen Körper angeordnet, die sich von einem Ende der axiale Haltevorrichtung aus in Richtung auf das gegenüberliegende Ende erstrecken. Dieses Ende ist demgemäß in eine Vielzahl von in Längsrichtung sich erstreckenden Fingern aufteilt. Im Falle, daß sich die Finger an dem dem Außenteil zugeordneten Ende der axialen Haltevorrichtung befinden,

lassen sich zusätzlich kurze Finger vorsehen, die an das Außenteil anstoßen und so eine formschlüssige Verbindung herstellen. Die Finger sind im Gebrauchszustand unter gewisser Spannung, damit sie eine formschlüssige Verriegelung zwischen der axialen Haltevorrichtung und dem Innen- oder Außenteil gewährleisten.

In der schon genannten bevorzugten Ausführungsform weist der nach außen orientierte Flansch zudem vorzugsweise eine ringförmige Schulter auf, die mit dem hohlzylinderförmigen Körper einen Winkel von höchstens 90° bildet, um den Flansch formschlüssig in einem nach innen orientierten ringförmigen Kanal des Außenteils zu halten. Der zweite Flansch weist zudem vorzugsweise ein kegelstumpfförmiges Ende auf, das mit einer kegelstumpfförmigen Fläche des Außenteils zusammenwirkt. Hierdurch lassen sich die flexiblen Finger derart elastisch . führen, daß sie nach innen, d.h. auf die Welle zu, gebogen werden. Eine schnelles Verbinden zwischen der axialen Haltevorrichtung und dem Außenteil wird hierbei wesentlich erleichtert.

Die Erfindung gewährleistet überdies auch das Befestigen eines Außenteils auf einem Innenteil bei gleichzeitiger Verhinderung einer axialen Relativbewegung zwischen diesen Teilen auf preiswerte, wirkungsvolle und formschlüssige Weise. Dieses Ziel wird erreicht durch Schaffung einer einteiligen axialen Haltevorrichtung, die auf dem Innenteil befestigbar ist und gewährleistet, daß Innenteil und Außenteil formschlüssig ineinandergreifen.

Unter Berücksichtigung der eingangs gestellten Aufgabe erleichtert die Erfindung ein schnelles und zuverlässiges Verbinden eines Außen- mit einem Innenteil. Die Ausbildung der axialen Haltevorrichtung gemäß der Erfindung gestattet eine schnelle Verbindung zwischen Außen- und Innenteil. Darüberhinaus wird auch das Verbinden dieser beiden Teile durch

Verwendung von miteinander zusammenarbeitenden kegelstumpfförmigen Flächen an der axialen Haltevorrichtung und an dem Außenteil erleichtert.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele dargestellt. Dabei zeigt

Fig.! einen Teil eines Freistichs in seitlicher Ansicht einer Halbwellenanordnung Mit einer axialen Haltevorrichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer axialen Haltevorrichtung,

Fig. 3 einen vergrößerten Freistich eines Teils einer Halbwellenanordnung mit axialer Haltevorrichtung entsprechend Fig. 1 und 2, wobei die axiale Haltevorrichtung und der Innenring voneinander entkuppelt sind,

Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie die in Fig. 3, jedoch mit dem Unterschied, daß sich die axiale Haltevorrichtung zum Eingriff mit dem Innenring diesem schon genähert hat,

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie die in den Fig. 3 und 4, jedoch mit dem Unterschied, daß sich die axiale Haltevorrichtung in vollem Eingriff mit dem Innenring der Halbwellenanordnung befindet,

Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie die in Fig. 5, die sich jedoch jedoch auf eine weitere Ausführungsform einer axialen Haltevorrichtung gemäß der Erfindung bezieht,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer axialen Haltevorrichtung entsprechend der in Fig. 6,

Fig. 8 eine ähnliche Ansicht wie die in Fig. 5, die sich jedoch auf eine andere Ausführungsform einer axialen Haltevorrichtung bezieht,

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer axialen Haltevorrichtung entsprechend der in Fig. 8,

Fig. 10 eine ähnliche Ansicht wie die in Fig. 5, die sich indes auf eine weitere Ausführungsform einer axialen Haltevorrichtung bezieht,

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer axialen Haltevorrichtung entsprechend der in Fig. 10,

Fig. 12 eine ähnliche Ansicht wie die in Fig. 5, die sich jedoch auf eine weitere Ausführungsform einer axialen Haltevorrichtung bezieht, und schließlich

Fig. 13 eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer axialen Haltevorrichtung entsprechend der in Fig. 12.

In Fig. 1 ist eine Halbwellenanordnung 10 mit einer axialen Haltevorrichtung 12 nach der Erfindung dargestellt. Eine solche Halbwellenanordnung 10 ist an sich bekannt; ihre Einzelteile werden daher nicht näher beschrieben. Es ist zudem offensichtlich, daß die anhand einer Halbwellenanordnung dargestellte Erfindung auch zum Verbinden anderer geeigneter Teile Anwendung finden kann. Die der Erfindung zugrundeliegende axiale Haltevorrichtung ist besonders geeignet zum Verbinden von mit einer Keilverzahnung versehenen Wellen und keilverzahnten Außenteilen, damit in jedem Falle eine an sich unerwünschte axiale Relativbewegung vermieden wird.

Zu der Halbwellenanordnung 10 gehört der Innenring 14 eines an sich bekannten Gleichlaufgelenks od. dgl. mit einer Bohrung 16. Eine Welle 18 ist in die Bohrung 16 eingeführt und wird an einer Drehung gegenüber der entsprechenden Keilverzahnung 20, 22 (Fig. 3) gehindert, die an der Welle 18 bzw. an dem Innenring 14 angeordnet ist. Die axiale Haltevorrichtung 12 nach der Erfindung findet dann vor allem Anwendung, wenn eine axiale Bewegung der Welle 18 gegenüber dem Innenring 14 verhindert werden soll, jedoch auch dann, wenn ein rascher und leichter Zusammenbau der Halbwellenanordnung 10 vonstatten zu gehen hat.

Nach Figur 3 ist die Welle 18 mit einem nach außen sich erstreckenden ringförmigen Kanal 24, der eine Grundfläche 30 sowie ringförmige Wände 26, 28 aufweist, versehen. Diese erstrecken sich von der Grundfläche 30 aus zu einer peripher äußeren zylindrischen Fläche 32 der Welle 18. Die ringförmigen Wände 26, 28 bilden Anschlagflächen für eine Haltevorrichtung, um die Welle gegen eine Relativbewegung gegenüber dem Innenring 14 sichern. In bereits bekannten bzw. vorgeschlagenen Halbwellenanordnungen wird demgegenüber ein Abstandsring in einem Kanal angeordnet, der dem nach außen sich erstreckenden ringförmigen Kanal 24 ähnlich ist; er stößt gegen einen Teil des Innenrings in einer Richtung an, so wie dies schon bei der Erörterung der zum Stande der Technik gehörenden Haltemittel für Halbwellenanordnungen erwähnt wurde.

Die Welle 18 der vorliegenden Erfindung ist zudem mit einem Flächenabschnitt 33 verkleinerten Durchmessers versehen, um der axialen Haltevorrichtung 12 in einer noch zu beschreibenden Weise Spiel zu geben.

Der Innenring 14 weist eine koaxial zur Bohrung 16 verlaufende Gegenbohrung 34 und einen nach innen orientierten ringförmigen Kanal 36 auf, der sich um die Gegenbohrung 34 herumer-

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streckt und sich radial in die Gegenbohrung öffnet. Der nach innen orientierte ringförmige Kanal 36 hat eine Basis 38 (Figur 3) sowie zwei ringförmige Wände 40, 42, die sich von der Basis 38 des Kanals in Richtung der Welle 18 erstrecken. Der nach innen orientierte ringförmige Kanal 36 unterscheidet sich von dem bei den schon anderweitig vorgeschlagenen Halbwellenanordnungen zur Sicherung von Halteringen verwendeten und oben im einzelnen vor dem Hintergrund der Erfindung beschriebenen, nach innen gerichteten ringförmigen Kanal dadurch, daß der bei diesen an sich bekannten Halbwellenanordnungen verwendete, nach innen gerichtete ringförmige Kanal in der Bohrung 16 (und nicht in der Gegenbohrung) vorgesehen war. Wie deshalb ersichtlich, weist der Innenring 14 eine Gegenbohrung 34 auf, um der axialen Haltevorrichtung 12 ein gewisses Spiel zu geben. Neben der Gegenbohrung 34 ist eine kegelstumpfförmige Fläche 41 vorgesehen, die nach innen, d.h. in Richtung auf die Gegenbohrung, abgeschrägt ist.

Die axiale Haltevorrichtung 12 nach der Erfindung ersetzt den zuvor schon in an sich bekannten Halbwellenanordnungen verwendeten Abstandsring sowie auch den Haltering* Sie erleichtert zudem den Zusammenbau der Halbwellenanordnung 10. Die axiale Haltevorrichtung 12 besteht dabei aus einem länglichen hohlzylindrischen Körper 44 (Figur 2). Der Körper 44 wiederum besteht aus elastischem Werkstoff; er weist dabei ein erstes Ende 46 mit einem daran oder in der Nähe angeformten, nach innen gekehrten radialen Flansch 48 auf. Dieser hat eine zylindrische Bodenwand 50 sowie eine äußere und innere ringförmige Wand 52, 54, die sich beide senkrecht zu der zylindrischen Bodenwand erstrecken. Nach Figur 3 kann der Körper 44 der axialen Haltevorrichtung 12 auf der Welle 18 mittels des nach innen weisenden in den nach außen weisenden ringförmigen Kanal 24 eingefügten radialen Flansches 48 befestigt werden. Die äußere ringförmige Wand 52 und die innere ringförmige

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Wand 54 wirken dabei mit den ringförmigen Wänden 40, 42 zusammen, um den nach innen weisenden radialen Flansch in einer vorbestimmten axialen Stellung gegenüber der Welle zu halten.

Weiterhin weist die in Fig. 2 dargestellte axiale Haltevorrichtung ein dem ersten Ende 46 gegenüberliegendes zweites Ende 56 auf. An oder nahe diesem zweiten Ende ist ein nach außen weisender radialer Flansch 58 vorgesehen, der mit einer kegelstumpfförmigen Fläche 60 versehen ist. Der Durchmesser des Flansches 58 vergrößert sich von dem zweiten Ende 56 aus in Richtung auf das erste Ende 46; der nach außen gerichtete radiale Flansch 58 ist zudem mit einer ringförmigen Fläche 62 versehen, die sich senkrecht zum Körper 44 und zwischen einer äußeren zylindrischen Fläche 64 und der kegelförmigen Fläche 60 erstreckt. Die Flächen 62, 60 grenzen an eine zylindrische Zwischenfläche 66 an.

Die axiale Haltevorrichtung weist weiterhin eine Vielzahl von in Längsrichtung verlaufenden und umfangsverteilten Schlitzen 68 auf, die sich von dem zweiten Ende 56 teilweise zu dem ersten Ende 46 hin erstrecken. Die Schlitze 68 teilen das zweite Ende 56 der axialen Haltevorrichtung 12 in eine Vielzahl von ebenfalls umfangsverteilten elastischen Fingern 70 auf. Die Schlitze teilen außerdem den nach außen weisenden radialen Flansch 58 in eine Vielzahl umfangsverteilter unabhängiger Flanschabschnitte. Nach Fig. 2 sind vier in Längsrichtung verlaufende Schlitze 68 und dementsprechend vier elastische Finger 70 vorgesehen. Der Zusammenbau der erfindungsgemäßen Halbwellenanordnung 10 mittels der vorstehend schon beschriebenen axialen Haltevorrichtung 12 ist unter Berücksichtigung der Figuren 3 bis 5 leicht verständlich. In dem Maße wie sich die Welle 18 auf die Bohrung 16 hinbewegt, greifen die Keilverzahnungen 20, 22 ineinander ein.

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Entsprechend Figur 3 stoßen die elastischen Finger 70 und die axiale Haltevorrichtung 12 gegen den Innenring 14 an, wenn die Haltevorrichtung auf der Welle 18 befestigt und diese wiederum in die Bohrung 16 des Innenrings eingefügt wird. Insbesondere begegnet die kegelstumpfförmige Fläche 60 des nach außen weisenden Flanschs 58 am Ende der elastischen Figer 70 der kegelstumpfförmigen Fläche 41 des Innenrings. Die kegelstumpfförmigen Flächen 60 und 41 wirken in der Weise zusammen, daß die elastischen Finger 70 nach innen auf die Welle zu gebogen werden (Fig. 4), bis der nach außen weisende radiale Flansch 58 den nach innen weisenden ringförmigen Kanal 36 freimacht. Der nach außen weisende radiale Flansch 58 wird sodann in dem nach innen weisenden ringförmigen Kanal 36 eingefangen (Fig. 5), und zwar vermöge der Eigenelastizität der Finger 70.

Es versteht sich, daß zwischen der pheripher äußeren Fläche 32 der Welle 18 und dem nach innen weisenden ringförmigen Kanal 36 Spiel vorhanden sein muß, um es dem zweiten Ende 56 der axialen Haltevorrichtung 12 zu ermöglichen, hindurchzutreten. Wie schon beschrieben, entsteht das notwendige Spiel durch eine Gegenbohrung 34 im Innenring 14 und durch den verkleinerten Durchmesserabschnitt 33 in der Welle 18. Es liegt auch noch im Rahmen der Erfindung, durch entsprechende Bemessung der Bauteile nur eine der beiden Spielmöglichkeiten vorzusehen.

Nach Fig. 3 sind die Finger 70 vorzugsweise so bemessen, daß sie sich in ihrem spannungslosen Zustand bis zu einem Außendurchmesser erstrecken, der größer ist als der Innendurchmesser der Basis 38 des nach innen weisenden Kanals 36. Wenn die elastischen Finger 70 auf schon beschriebene Weise in dem nach innen weisenden Kanal 36 eingerastet sind, führt ein Zurückfedern der elastischen Finger 70 zu deren positiver Vorspannung nach außen, was wiederum einen sicheren Eingriff zwischen der axialen Haltevorrichtung 12 und dem Innenring 14 im Gefolge hat.

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Es ist ohne weiteres verständlich, daß die Elastizität der Finger 70 sowie auch das schon beschriebene Spiel einen selektiven Ausbau der Halbwellenanordnung ermöglicht, indem eine äußere Kraft vorgesehen wird, die die Finger vor dem Ausbau der Welle zusammendrückt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer axialen Haltevorrichtung 12' ist in den Figuren 8 und 9 dargestellt. Aufbau und Wirkungsweise der axialen Haltevorrichtung 12' sind identisch mit denjenigen der vorstehend bereits beschriebenen axialen Haltevorrichtung, mit Ausnahme folgender Eigenschaften:

Die axiale Haltevorrichtung 12' hat einen kegelstumpfförmigen Körperabschnitt 44', bei dem sich der Durchmesser dieses Körperabschnittes von dem ersten Ende 46' in Richtung auf das zweite Ende 56' vergrößert. Die Vorrichtung 12' ist an ihrem ersten Ende 46' mit einem nach innen weisenden ringförmigen Flansch 48' und an ihrem zweiten Ende 56' mit einem nach außen weisenden radialen Flansch 58' versehen, und zwar in ähnlicher Weise wie auch die Vorrichtung 12. Die in Längsrichtung verlaufenden und umfangsverteilten Schlitze 68' erstrekken sich jedoch vom ersten Ende 46' in eine Vielzahl umfangsverteilter elastischer Fingern 70'. Es versteht sich hierbei ohne weiteres, daß die elastischen Finger 70' hier eine gegenteilige Funktion der elastischen Finger 70 der zuvor beschriebenen Vorrichtung 12 insofern haben, als die elastischen Finger 70' den nach innen weisenden radialen Flansch 48' in dem nach außen weisenden ringförmigen Kanal 24' der Welle 18' fixieren.

Selbstverständlich kann die axiale Haltevorrichtung nach der Erfindung auch ohne die elastischen Finger 70 oder 70' ausgebildet sein. Für eine Vielzahl von Anwendungsfällen ist die

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Elastizität des die axiale Haltevorrichtung bildenden Werkstoffes durchaus ausreichend, um ihre problemlose Befestigung auf einer Welle und einem Innenring zu ermöglichen. Die Verwendung von Fingern ist jedoch zu bevorzugen, weil sie eine problemlose Befestigung der Welle 18 an dem Innenring 14 und einen problemlosen Ausbau der Welle 18 aus dem Innenring 14 gestatten. '

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Die Figuren 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die in diesen Figuren dargestellte axiale Haltevorrichtung 12" ähnelt im wesentlichen der schon beschriebenen Vorrichtung 12, sie unterscheidet sich lediglich im folgenden:

Die axiale Haltevorrichtung 12" weist einen Körperabschnitt 44" auf mit einem nach innen weisenden radialen Flansch 48" an ihrem ersten Ende 46" und einem nach außen weisenden radialen Flansch 58" an ihrem zweiten Ende 56" sowie eine Vielzahl von in Längsrichtung sich erstreckenden umfangsverteilten Schlitzen 68", die das zweite Ende 56"in eine Vielzahl von primären elastischen Fingern 70" in ähnlicher Weise aufteilen, wie dies schon zuvor hinsichtlich der Vorrichtung 12 beschrieben wurde. Die axiale Haltevorrichtung 12" weist jedoch weiterhin eine Vielzahl von sekundären, umfangsverteilten elastischen Fingern 72" auf, die wesentlich kürzer sind als die elastischen Finger 70". Die Finger 72" sind dabei mit einem zweiten, nach außen weisenden Flanschabschnitt 74" versehen, der gegen eine radiale Fläche 76" des Innenrings 14" um die kegelstumpfförmige Fläche 41" herum anstößt, um die Vorrichtung 12" formschlüssig am Innenring 124" zu befestigen.

Die Vorrichtung 12" kann beispielsweise mit sechs in Längsrichtung verlaufenden und umfangsverteilten Schlitzen 68", sechs primären elastischen und ebenfalls umfangsverteilten Fingern 70" sowie mit zwei gegenüber angeordneten sekundären

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elastischen und umfangsverteilten Fingern 72" versehen sein.

Eine weitere Ausführungsform einer axialen Haltevorrichtung 12"', ist in den Figuren 10 und 11 dargestellt. Die Vorrichtung 12"' ist dabei mit einer nach außen weisenden Ausbauchung 80"' versehen, die zwischen dem nach außen weisenden radialen Flansch 58"' und dem nach innen weisenden radialen Flansch 48"' angeordnet ist. Die Mehrzahl der Schlitze 68"' verläuft über die Ausbauchung 80"'. Diese erleichtert ein rasches Verbinden und Lösen von der Welle 18"' und dem Innenring 14"', weil ein geeignetes, in der Zeichnung jedoch weiter nicht dargestelltes Werkzeug vorgesehen sein kann, um die Ausbauchung vorübergehend zu umfassen und die elastischen Finger, falls erforderlich, nach innen zu biegen. Die Ausbauchung 80"' ermöglicht es zudem, die Halbwellenanordnung 10"' schnell auszubauen, und zwar durch Einfügen eines Schneidwerkzeuges zwischen der Ausbauchung 80"' und einem Wellenabschnitt 33"' mit verkleinertem Durchmesser und Durchschneiden eines jeden elastischen Fingers 70"'.

Eine andere Ausführungsform einer axialen Haltevorrichtung 12"" ist in den Figuren 12 und 13 dargestellt. Diese Vorrichtung 12"" hat hier eine etwa zylindrische Form. Sie weist zudem einen nach innen sich erstreckenden radialen Flansch 48"" auf, der an einem nach außen weisenden ringförmigen Kanal 24"" auf einer Welle 18"" befestigt ist. Eine Vielzahl von umfangsverteilten elastischen Fingern 70"" erstreckt sich von dem an den nach innen weisenden radialen Flansch 48"" angrenzenden Abschnitt der axialen Haltevorrichtung 12"". Jeder der elastischen Finger 70"" ist mit Teilflanschabschnitten 82"" versehen bzw. in axialer Richtung'begrenzt.

Die Welle 18"" weist neben und gegenüber den nach außen sich erstreckenden Flanschabschnitten 82"" eine Schrägfläche bzw. Fase 84"" auf. Der Innenring 14"" ist mit einer Gegenbohrung

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34"" und einem nach innen weisenden radialen Kanal 36"" versehen.

Beim Zusammenbau wird die Vorrichtung 12"" zunächst auf der Welle 18"" befestigt. Sodann wird die Welle 18"" in die Bohrung 16"" des Innenringes 14"" eingedrückt. Die Enden 56"" der Finger 70"" biegen sich vermöge ihrer Eigenelastizität in die Fase 84"" und greifen anschließend in den nach innen weisenden radialen Kanal 36"" ein.

Die vorstehende Beschreibung des Erfindungsgegenstandes ist nur als Beispiel aufzufassen. Es ist durchaus möglich, ver-. schiedene axiale Haltevorrichtungen mit nur einigen Merkmalen einer jeden axialen Haltevorrichtung 12, 12', 12"' und 12"" . zu schaffen, ohne von allen Merkmalen Gebrauch zu machen. So läßt sich beispielsweise eine solche Vorrichtung ähnlich der axialen Haltevorrichtung 12"" der Figuren 12 und 12 herstellen, die in der Weise kegelstumpfförmig ausgeführt wird, daß die elastischen Finger 70"" sich in einem vorgespannten Zustand befinden, wenn sie in den nach innen weisenden radialen Schlitz 36"" eingreifen. Wenn eine solche Vorrichtung verwendet wird, kann ein Werkzeug, eine Halteklammer oder ein anderes geeignetes Haltemittel eingesetzt werden, um die elastischen Finger 70"" vorübergehend zu biegen, damit die Vorrichtung 12"" zeitweise während des Zusammenbaus an der Welle 18"" befestigt werden kann.

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10,10'" 12, 12', 12», 12'",12»" 14, 14", 14'", 14"» 16, 16"" 18, 18', 18'", 18"" 20 ) 22J 24,24',24"» 26) 28 I

33, 33'"

34, 34"» 36, 36"» 38

41, 41"

44, 44', 44" 46, 46', 46» 48, 48', 48», 48'", 48""

56, 56', 56",56"" 58, 58', 58«,58'"

68, 68',68",68'" 70, 70',70»,70'", 70"» Halbwellen-Anordnung Axiale Haltevorrichtung Innenring

Bohrung

Welle

Keilverzahnung

Ringförmiger Kanal Ringförmige Wand

Grundfläche zylindrische Fläche Flächenabschnitt Gegenbohrung Ringförmiger Kanal Basis

Ringförmige Wand, Kegelstumpfförmige Fläche Ringförmige Wand Hohlzylinderförmiger Körper Erstes Ende Radialer Flansch Zylindrische Bodenwand

Äußere ringförmige Wand Innere ringförmige Wand Zweites Ende Radialer Flansch Kegelstumpfförmige Fläche Ringförmige Fläche Äußere zylindrische Fläche zylindrische Zwischenfläche Schlitze
Elastische Finger

72" Elastischer Finger

74» Flanschabschnitt

76" Radiale Fläche

78» (frei)

80"' Ausbauchung

82"» Teilflanschabschnitte

84"" Schräge bzw. Fase

Claims

Automotive Components Inc. - - - 03.08c 23800 Northwestern Highway ""* ' *~X0"T08.OO1 Southfield, Michigan 48075 PAT-Hn-sr Patentansprüche

1. Axiale Haltevorrichtung zum Zusammenhalten von zwei durch eine Relativbewegung entlang einer Achse trennbaren Bauteilen, insbesondere zum Verhindern einer axialen Relativbewegung zwischen einem Außenteil, etwa dem Innenring eines Gleichlaufgelenkes einer Halbwellenordnung, und einer in eine Bohrung des Außenteils eingeschobenen Welle,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Haltevorrichtung (12...12"") im wesentlichen aus einem hohlzylinderförmigen Körper (44) besteht, der sich entlang einer Achse erstreckt und in dieser Achse durch ein erstes Ende (46) sowie durch ein zweites Ende (56) in siner Länge begrenzt ist, und Verbindungsmittel (48, 58) aufweist, deren eines (48) sich vom hohlzylinderförmigen Körper (44) aus radial nach innen erstreckt, am ersten Ende (46) oder in dessen Nähe angeordnet ist und in das eine (14...14"") der miteinander verbindbaren Bauteile eingreift, während deren zweites (58) sich vom hohlzylinderförmigen Körper (44) aus radial nach außen erstreckt, am zweiten Ende (56) oder in dessen Nähe angeordnet ist und in das zweite (18... 18"") der miteinander verbindbaren Bauteile eingreift.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der hohlzylindrische Körper (44) aus elastischem Werkstoff besteht.

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3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Längsschlitzen (68), die in dem hohlzylindrischen Körper (44) angeordnet sind und sich von dem einen, ersten (46) zu dem entgegengesetzten, zweiten (56) Ende in der Weise erstrecken, daß das zweite Ende (56) in eine Vielzahl von in Längsrichtung sich erstreckenden elastischen Fingern (70) aufgeteilt ist.

4. Haltevorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichet,

daß wenigstens einer der elastischen Finger (72") kürzer ist als die anderen elastischen Finger (70"') und sich nur teilweise zu dem entgegengesetzten Ende (46") hinerstreckt, wobei dieser eine Finger (72"') einen nach außen sich erstreckenden radialen Zwischenflansch (74") aufweist.

5. Axiale Haltevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß sich die elastischen Finger (70) im Wirkzustand in vorgespanntem Zustand befinden.

6. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verbindungsmittel (48, 58) radial sich erstrekkende Flansche aufweisen, wobei der zweite radiale Flansch (58) mit einer ringförmigen Schulter (62) versehen ist, die sich von dem hohlzylinderförmigen Körper (44) aus radial erstreckt und mit diesem einen Winkel von höchstens 90° bildet.

PAT-Hn-sr

7· Haltevorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß der zweite Radialflansch (60) kegelstumpfförmig ausgebildet ist und sich im Durchmesser von dem zweiten Ende (56) aus in Richtung auf das erste Ende (46) des hohlzylinderförmigen Körpers (44) hin vergrößert.

8. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß

der hohlzylinderförmige Körper (44') kegelstumpfförmig ausgebildet sein kann.

9. Anordnung mit einer axialen Haltevorrichtung (12...12"") nach einem der vorhergehenden Ansprüche und zwei Bauteilen (14...14"", 18...18""), wobei die Verbindungsmittel (48, 58) der Haltevorrichtung in Ausnehmungen dieser Bauteile eingreifen.

10. Anordnung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Bauteile jeweils aus einer Profilwelle bestehen, die sich durch die Haltevorrichtung hindurcherstreckt und einen die ersten Verbindungsmittel aufnehmenden Kanal aufweist, und einem Körper mit einer die genannte Welle aufnehmenden Profilbohrung und mit einer Gegenbohrung mit einem ringförmigen, die zweiten Verbindungsmittel aufnehmenden Kanal bestehen.

11. Anordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Körper mit der Profilbohrung das Innenteil eines Gleichlaufgelenkes ist.

12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11 mit einer Haltevorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Körper mit der Profilbohrung eine kegelstümpfförmige Fläche aufweist, die in die kegelstümpfförmige Fläche des zweiten radialen Flansches eingreift.

13· Verfahren zum Herstellen einer Anordnung nach einem der Ansprüche 10...12, das darin besteht, die Haltevorrichtung in die Welle einzubauen sowie die ersten Verbindungsmittel in den Kanal in der Welle drehbar eingreifen zu lassen.