DE3822637C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische verdrehsichere Wel­ len-Nabenverbindung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer solchen aus DE-GM 17 08 560 und DE-GM 19 32 927 an sich bekannten Verbindung sind die Welle und Nabe jeweils in gewissen Grenzen axial kraftfrei verschiebbar.

Hiervon ausgehend beschäftigt sich die Erfindung mit dem Problem, eine solche Verbindung dahingehend auszugestalten, daß Kräfte, die axial auf eine solche Verbindung einwirken, in Verformungsenergie umgewandelt werden können. Eine solche Energieumwandlung ist beispielsweise bei einer im Kraftfahrzeugbau in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteten Wellen-Nabenverbindung zur Crash-Energie absorbierenden Energieumwandlung erwünscht.

Eine Lösung dieses Problems zeigt eine Ausgestaltung der gattungsgemäßen Erfindung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 auf.

Bei dieser Ausgestaltung wird durch eine konstruktiv einfache formschlüssige Verklammerung der elastischen Zwischenschicht zwischen Nabe und Welle bei beispielsweise einem Einsatz in einem Fahrzeug für den Falle eines Fahrzeugcrashes ein hohes Maß an Crash-Energie aufgezehrt und damit von dem Fahrzeuginnenraum fahrgastschützend abgehalten.

Ein besonderer Vorteil bei dieser Lösung besteht darin, daß in Längsrichtung der Verbindung auf diese wirkende Verschiebeenergie durch lediglich eine einfache geringe Abwandlung der an sich ohnehin notwendigen Verbindungsmittel in Verformungsenergie umgewandelt bzw. durch diese aufgezehrt werden kann.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Wirkung einer extreme Längskräfte durch Energieumwandlung aufzehrenden Verbindung läßt sich mit einer gattungsähnlichen in US 34 00 558 beschriebenen bekannten Verbindung beispielsweise in keiner Weise erreichen, da der dortige Verschiebesitz besonders leichtgängig in Achsrichtung ausgebildet sein soll. Dadurch wird bei einem Ineinanderschieben von Welle und Nabe dort keine kraftverzehrende Verformungsenergie anfallen.

Obwohl das Merkmal des Anspruchs 4 an sich aus JP 56-24 225 (A) in: Patents Abstracts of Japan, Sect. M. Vol. 5 (1981), Nr. 76 (M-69) an sich für sich allein bekannt ist, bringt es bei der erfindungsgemäßen Anwendung eine anwendungsspezifisch besonders gute Wirkungsverbesserung.

Um ein axiales Ineinanderschieben von Welle und Nabe zu ermöglichen, muß selbstverständlich die Welle oder die Nabe, je nachdem welches Teil radial außen liegt, axial hohl ausgeführt sein. Dabei eignet sich insbesondere eine als Rohr ausgebildete Welle. Ein Rohr ist einerseits gewichtsmäßig leicht und einfach herstellbar und hat weiterhin den Vorteil, daß es in dem Verbindungsbereich aufgeweitet sein kann. Durch eine solche Aufweitung muß die darin gelagerte Nabe bei einem Ineinandertauchen von Nabe und Welle den engeren Rohrbereich aufweiten, wodurch für ein derartiges Ineinandertauchen ein bestimmtes Maß an Verformungsenergie aufgebracht werden muß. Dies ist besonders vorteilhaft für Anwendungsfälle, in denen bei einem Ineinandertauchen einer Wellen-Nabenverbindung Verformungsenergie entstehen soll. Ein solcher Anwendungsfall kann im Kraftfahrzeugbau gegeben sein, wenn Aufprallenergie eines Kraftfahrzeuges unter anderem auch durch in Aufprallrichtung vorhandene Wellen- Nabenverbindungen absorbiert werden soll.

Ein spezieller Anwendungsfall, in dem auf solche Weise Ver­ formungsenergie absorbiert werden soll, liegt unter anderem bei einem Kraftfahrzeug-Antriebsaggregat vor, bei dem die Antriebsenergie von der Motor-Getriebe-Einheit über eine Kardanwelle auf ein Achsgetriebe übertragen wird. Bei einer erfindungsgemäßen Anbindung der Kardanwelle an die Motor- Getriebe-Einheit und/oder das Achsgetriebe kann auf diese Weise durch eine Abstandsverkürzung zwischen Motor-Getrie­ be-Einheit einerseits und Achsgetriebe andererseits ein erhebliches Maß an Aufprallenergie absorbiert werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben:

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine elastische keilver­ zahnte Wellen-Nabenverbindung.

Fig. 2 einen Schnitt durch die Verbindung nach Linie II-II in Fig. 1.

Auf eine als Nabe 1 dienende Welle ist über eine Keilver­ zahnung eine als Rohr ausgebildete Welle 2 verdrehfest auf­ geschoben.

Auf die mit Längsrippen 3 versehene Nabe ist eine mit ra­ dialem Abstand aufgezogene Blechhülse 4 mit einer dem ge­ rippten Profil der Nabe 1 angepaßten Form über eine in den radialen Abstand einvulkanisierte Gummischicht 5 aufge­ bracht. Auf der Blechhülse sind die eigentlichen in die Gegenausnehmungen der Welle 2 eingreifenden Keilrippen 6 ausgebildet.

Durch die elastische Schicht 5 innerhalb der keilverzahnten Verbindung ist zwischen der Nabe 1 und der Welle 2 eine ge­ wisse Elastizität gegeben.

An den aus dem Verbindungsbereich herausragenden Enden ist die Gummischicht 5 als jeweils radial wirkende Dichtman­ schette 7 ausgebildet. Mit diesen Dichtmanschetten 7 kann die Verbindung an ihren axialen Enden gegen Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit geschützt werden.

Die Passung zwischen Welle 2 und Nabe 1 ist in dem Verbin­ dungsbereich so gewählt, daß die beiden Teile zur Ausbil­ dung der Verbindung von Hand ineinander geschoben werden können. Um dabei für den Fall, daß sie durch kein Drehmo­ ment beansprucht ist, eine unter Schwingungen klapperfreie Anlage von Welle 2 und Nabe 1 zu gewährleisten, kann ent­ weder die Nabe 1 oder die Welle 2 einen leicht ovalen Zahn­ grundkreis aufweisen. Die Abweichung von der Kreisform soll dabei nur etwa 0,1 bis 0,2 mm betragen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die als Rohr ausgebildete Welle 2 eine Kardanwelle sein, die bei einem Fahrzeug zwischen einer Motor-Getriebe-Einheit und einem davon entfernt liegenden Achsgetriebe die Antriebsenergie überträgt. Die Nabe 1 wäre dann das Ende der Motorgetriebe­ abtriebswelle. Bei einem Fahrzeugaufprall würde durch Hin­ wegdrücken der Welle 2 über die Nabe 1 hinweg Aufprallener­ gie absorbiert werden können. Für ein möglichst hohes Maß an notwendiger Verformungsenergie ist ein neben der keil­ verzahnten Verbindung liegender Welleneinzug, der bei­ spielsweise bei einem gezogenen Stahlrohr leicht herstell­ bar ist, besonders vorteilhaft. Der durch einen solchen Welleneinzug erreichte Anstieg an Verformungsenergie wird dadurch bewirkt, daß dieser beim Überschieben der Welle 2 über die Nabe 1 aufgeweitet werden muß.

Claims (4)

1. Elastische verdrehsichere keilverzahnte Wellen-Nabenverbindung mit einer die Nabe rohrförmig übergreifenden Welle, bei der im Bereich der aufeinanderliegenden Flächen von Welle und Nabe auf die Nabe eine elastische Schicht fest aufgebracht ist, die einerseits mit der Nabe und andererseits mit einer sie überziehenden metallischen Abdeckung unlösbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Welle (2) neben dem in die Welle hineinragenden freien Ende der Nabe (1) derart eingezogen ist, daß die Nabe (1) als solche, d. h. ohne elastische Schicht (5) und metallische Abdeckung (4) noch in den eingezogenen Bereich einschiebbar ist, und daß diese Wellen-Nabenverbindung innerhalb der Kraftübertragungsmittel zwischen Motor und Getriebe eines Kraftfahrzeuges liegen, bei dem Motor und Getriebe in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet sind.

2. Wellen-Nabenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Schicht (5) zumindest in Richtung auf ein Ineinanderschieben von Nabe (1) und Welle (2) hinterschnittartig in die Nabe (1) eingreift.

3. Wellen-Nabenverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material der mit der metallischen Abdeckung versehenen Schicht (5) die Enden des verzahnten Bereiches der Nabe (1) nach radial innen übergreift.

4. Wellen-Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzahnungskreis der Welle (2) um etwa 0,1 bis 0,2 mm ovalisiert ist.