DE3822642C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine verdrehfeste Längsverbindung für zwei axial aneinanderliegende Teile, insbesondere Wellen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Der­ artige, eine geringfügige Elastizität einerseits gegenüber Drehbewegungen um die Längsachse sowie andererseits ge­ genüber Biegungen um diese Achse aufweisende Verbindungen sind z. B. aus dem DE-GM 18 95 908 oder der DE-PS 9 29 544 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbindung so auszubilden, daß sie bei extrem hohen Axialkräften ein In­ einanderschieben der miteinander verbundenen Teile er­ möglicht. Ferner soll die Verbindung insgesamt einfach auf­ gebaut und zusammenfügbar sein. In radialer Richtung soll sie eng bauen, um in die Bohrung eines Gehäuseteiles mög­ lichst formschlüssig eingesetzt werden zu können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausführung einer gattungsgemäßen Verbindung nach den kennzeichnenden Merk­ malen des Patentanspruchs 1.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist eine besonders einfache Montage der Verbindung möglich.

Die Ausführung nach Anspruch 3 gewährleistet, daß auch bei sehr hohen außerhalb eines üblichen Betriebsbereiches liegenden Drehmomenten das in der Verbindung eingesetzte elastische Material nicht überbeansprucht und damit irreversibel beschädigt wird.

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

Fig. 1 eine Ansicht zweier miteinander verbundener Teile,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Verbindung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Verbindung nach Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Ausschnitt nach Linie IV in Fig. 3.

Im vorliegenden Beispiel sind die miteinander zu ver­ bindenden Teile eine Welle 1 mit einem rohrförmigen Ende und eine Nabe 2.

Als radiale Vorsprünge sind in das rohrförmige Ende der Welle 1 Zapfen 3 eingesetzt. Die Ausnehmungen in der Nabe 2, in die die Zapfen 3 eingreifen, sind einseitig offene Axialnuten 4. Axial offen sind diese Nuten 4 an dem der Welle 1 zugewandten Ende.

Die Axialnuten 4 befinden sich nicht direkt in dem Material der Nabe 2, sondern in besonderen in die Nabe 2 eingesetz­ ten Paßstücken 5. Diese Paßstücke 5 lagern wiederum in weiteren Axialnuten 6 der Nabe 2. Diese weiteren Nuten 6 sind an ihren axialen Enden jeweils offen. Während diese Nuten 6 an ihrem jeweils zu der Welle 1 weisenden Ende ge­ schlossen sein können, müssen sie an ihren gegenüber­ liegenden Enden offen sein, wenn ein gegenseitiges In­ einanderschieben von Welle 1 und Nabe 2 unter extrem hohen Axialkräften gewährleistet sein soll. Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen werden.

Die Paßstücke 5 lagern in den Nuten 6 über eine Schicht 7 aus elastischem Material, das sowohl an den Paßstücken 5 als auch an der Oberfläche der Nuten 6 haftet. Ein solches Haften kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß als elastisches Material Gummi einvulkanisiert wird.

Zur Erleichterung beim Herstellen der Verbindung erweitert sich die Breite der Axialnuten 4 zu deren offenen Ende hin. Dadurch lassen sich die Zapfen der Welle 1 sehr gut in die Nuten 4 einschieben. Ein weiterer Vorteil der sich zu ihren offenen Enden hin verbreiternden Nuten 4 liegt darin, daß herstellungsbedingte Ungenauigkeiten bei den zu verbin­ denden Teilen, das heißt der Lage der Zapfen 3 und der Axialnuten 4 zueinander, auf recht einfache Weise aus­ geglichen werden können. Durch die elastische Lagerung der Paßstücke 5 ist damit auch bei geringfügigen herstellungs­ bedingten Ungenauigkeiten stets eine spielfreie form­ schlüssige Anlage der Zapfen 3 in den Axialnuten 4 gegeben. Die gewünschte Erweiterung der Nutenbreite in Achsrichtung kann in einer Größenordnung liegen, die durch einen Winkel der Längsseiten der Axialnut 4 von etwa alpha 1-5 Winkelgraden gekennzeichnet ist.

Um bei über dem Normalbetrieb liegenden hohen Drehmomenten das elastische Material der Schicht 7 vor Zerstörung zu be­ wahren, sind die Welle 1 an ihrem rohrförmigen Ende innen und die Nabe 2 außen mit Vieleckquerschnitten versehen. Die Vieleckquerschnitte lassen sich an den Mantellinien 8 der Welle 1 und 9 der Nabe 2 in der Zeichnung erkennen. Die Mantellinien 8 und 9 besitzen radial einen Abstand zuein­ ander. Bei einer Verdrehung von Welle 1 und Nabe 2 zueinan­ der über ein vorgebbares Maß hinaus treffen Welle 1 und Nabe 2 mit ihren jeweiligen Mantellinien in ihren von je­ weils starrem Material gebildeten Bereichen aufeinander. Dadurch ist eine Beschädigung des elastischen Materials der Schicht 7 mit Sicherheit ausgeschlossen.

Die Verbindung des hier beschriebenen Ausführungsbeispieles eignet sich insbesondere für eine Anwendung im Kraftfahr­ zeugbau. Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen übertragen die Antriebsenergie in vielen Fällen auf entfernt liegende Antriebsräder. In diesen Fällen wird die Antriebsenergie von dem Motor bzw. dem fest mit diesem verbundenen Getriebe über eine mehr oder weniger lange Welle auf ein Achsgetrie­ be übertragen. Im Falle eines Fahrzeugaufpralles (Crash- Fall) kann es erwünscht sein, daß die starre Verbindung von Motor und Getriebe einerseits und dem Achsgetriebe anderer­ seits in axialer Richtung nachgiebig ist. In einem solchen Fall kann die erfindungsgemäß aufgebaute Verbindung beson­ ders vorteilhaft eingesetzt werden. In das Getriebe des Verbrennungsmotors greift in einem solchen Fall die Nabe 2 ein, die beispielsweise über eine Keilverzahnung ange­ schraubt werden kann. Über die Welle 2 wird in diesem Fall die Antriebsenergie von dem Getriebe des Motors auf das entfernt liegende Achsgetriebe der Antriebswelle übertra­ gen. Innerhalb des rohrförmigen Endes der Welle 1 ist ein Absatz vorgesehen. Bei einem Fahrzeugaufprall kann die Nabe 2 bis zu diesem Absatz in die Welle 1 eingeschoben werden.

Die gesamte Verbindung aus der Welle 1 und der Nabe 2 kann in das Gehäuse 11 des Getriebes des Verbrennungsmotors raum­ sparend eingesetzt werden.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindung in den Kraftübertragungsmitteln zwischen dem Getriebe eines Ver­ brennungsmotors und einem entfernt liegenden Achsgetriebe besteht ein weiterer besonderer Vorteil darin, daß durch die Elastizität der Verbindung eine Schwingungsentkopplung zwischen den zu verbindenden Teilen erzielt wird. Eine solche Schwingungsentkopplung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe eines Kraftfahrzeuges einerseits und einem entfernt liegenden Achsgetriebe andererseits ist in vielen Fällen hoch erwünscht.

Claims (3)

1. Verdrehfeste Längsverbindung für zwei axial hinter­ einander liegende Teile, insbesondere Wellen, bei der eines der Teile das andere an dessen Ende rohrförmig übergreift und bei der radiale Vorsprünge, wie Stifte, Bolzen, Zapfen, Axialrippen oder dergleichen, des einen Teiles in Axialnuten des anderen Teiles eingreifen, wobei der Drehschluß zwischen den zu verbindenden Teilen über im Verbindungsbereich angeordnete elastische Einlagen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialnuten (4) an ihrem dem die radialen Vorsprünge aufweisenden Teil (Welle 1) zugewandten Ende offen und an ihrem anderen Ende geschlossen sind und an Paßstücken (5) ausgebildet sind, die ihrerseits in weiteren Axialnuten (6) eingesetzt sind, die zumindest an ihren jeweiligen von dem die radialen Vorsprünge aufweisenden Teil (Welle 1) abgewandten Ende offen sind, daß zwischen den weiteren Axialnuten (6) und den Paßstücken (5) jeweils eine der elastischen Einlagen angeordnet ist, und daß die Einlagen sowohl an den weiteren Axialnuten (6) als auch an dem jeweils zugehörigen Paßstück (5) fest haften.

2. Verdrehfeste Längsverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Axialnuten (4) in Richtung von dem offenen zu dem geschlossenen Ende hin leicht abnimmt.

3. Verdrehfeste Längsverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer senkrecht zur gemeinsamen Achse der beiden zu verbindenden Teile (Welle 1, Nabe 2) gelegten Schnittebene die Mantellinien (8 bzw. 9) des Innenmantels des rohr­ förmigen Endes des einen Teiles (Welle 1) und des Außen­ mantels des in das rohrförmige Ende eingreifenden anderen Teiles (Nabe 2) jeweils ein mit Abstand ineinanderliegendes Vieleck mit gleicher Eckenzahl beschreiben.