DE4302726A1 - Toothed shaft connection between drive shaft and hub - has teeth and tooth gaps in drive shaft gearing prismatic and hardened over entire length - Google Patents

Toothed shaft connection between drive shaft and hub - has teeth and tooth gaps in drive shaft gearing prismatic and hardened over entire length

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Abstract

The counter teeth (62) and counter teeth gaps (63) of the hub are also prismatic at least over the length (12) of the longitudinal gearing (61) which has toothed play but are not hardened over the adjoining play-free length (11). The hardened longitudinally toothed end (9) of the drive shaft is pressed into the non-hardened play-free part (11) of the longitudinal toothing (61) of the hub (6) with plastic deformation of their counter teeth (64). To make the connection the drive shaft and hub are first provided over the entire axial extension of the connection with the corresponding prismatic gearing (91,61) and then the gearing (61) of the hub is then compressed from the outer end side over a first part so that the counter tooth gaps of the hub become narrower than the drive shaft teeth. ADVANTAGE - Automated construction and long service life.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnwellenverbindung zwischen einer Antriebswelle und einer Nabe der im Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 genannten Art, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 26 56 946 bekannt ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnwellenverbindung.The invention relates to a splined connection between a Drive shaft and a hub in the preamble of the patent Say 1 mentioned type, such as from DE-OS 26 56 946 is known, and a method for producing a Splined connection.

Zahnwellenverbindungen mit Längsverzahnungen, das heißt mit ei­ ner Vielzahl sich axial erstreckender, formschlüssig ineinander greifender Zähne und Zahnlücken bzw. Gegenzähne und Gegenzahn­ lücken werden auf den verschiedensten technischen Gebieten ein­ gesetzt, um Drehmomente von einem rotierenden Bauteil auf ein anderes rotierendes Bauteil zu übertragen, z. B. von einer an­ treibenden Welle auf eine Nabe, ein Zahnrad o. ä.Toothed shaft connections with splines, that is, with egg A large number of axially extending, interlocking gripping teeth and tooth gaps or opposing teeth and opposing tooth gaps are created in a wide variety of technical fields set to torque from a rotating component to a to transfer other rotating component, e.g. B. from one driving shaft on a hub, a gear or the like.

Solche Zahnwellenverbindungen werden u. a. z. B. im Kraftfahr­ zeugbau eingesetzt, um das motorisch erzeugte Antriebsmoment über Antriebswellen bzw. über von diesen angetriebene Achszapfen auf die angetriebenen Fahrzeugräder bzw. deren Radnaben zu über­ tragen.Such splined connections are u. a. e.g. B. in motor vehicles tooling used to the motor-generated drive torque via drive shafts or via axle journals driven by them to the driven vehicle wheels or their wheel hubs wear.

Aus der DE-PS 14 25 231 ist eine derartige Zahnwellenverbindung für die drehfeste Verbindung der Achswelle eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebszahnrad bekannt, die über die axiale Er­ streckung der Zahnwellenverbindung hinweg ein sich stetig ver­ größerndes Zahnflankenspiel aufweist. Dazu wurden die Zahnlücken der Längsverzahnung entweder der Welle oder Nabe längs der Welle stetig erweitert, wozu bei der Herstellung der Welle bzw. der Nabe die Vorschubrichtung des zur Herstellung dieser Zahnlücken verwendeten Werkzeugs schräg zur Wellenachse ausgerichtet wurde.From DE-PS 14 25 231 such a splined connection for the rotationally fixed connection of the axle shaft of a motor vehicle known with a drive gear, which on the axial Er  extension of the spline connection a constantly ver has larger backlash. To do this were the tooth gaps the longitudinal toothing of either the shaft or hub along the shaft steadily expanded, for which purpose in the manufacture of the shaft or the Hub the direction of feed to produce these tooth gaps used tool was aligned obliquely to the shaft axis.

Die Herstellung einer derartigen Zahnwellenverbindung ist ferti­ gungstechnisch aufwendig und zumindest bei Massenfertigung wirt­ schaftlich kaum vertretbar.The manufacture of such a splined connection is ferti technically complex and at least in mass production socially unacceptable.

Um die Nachteile dieser bekannten Zahnwellenverbindung auszuräu­ men, wurde schon eine Zahnwellenverbindung konzipiert (DE-OS 26 56 946), bei der die Zähne und Gegenzähne wenigstens auf einem kleinen Bruchteil - Zentrierlänge - der axialen Erstreckung der Zahnwellenverbindung wenigstens annähernd gleichmäßig spielfrei (d. h. mit Übergangspassung oder Überdeckung) ineinandergreifen und auf dem verbleibenden Teil der axialen Erstreckung mit einem sich in Richtung auf das der Kraftflußrichtung entgegenweisende stirnseitige Ende der Zahnwellenverbindung erweiternden Zahn­ flankenspiel ausgebildet sind, wobei die Erweiterung des Zahn­ flankenspiels nach einer ganz bestimmten Bemessungsregel er­ folgt.To overcome the disadvantages of this known splined shaft connection a splined shaft connection has already been designed (DE-OS 26 56 946), where the teeth and counter teeth are at least on one small fraction - centering length - the axial extension of the Toothed shaft connection at least approximately evenly without play (i.e. with a transition fit or overlap) and on the remaining part of the axial extension with a towards the direction opposite to the direction of the power flow front end of the toothed shaft-expanding tooth backlash are formed, the expansion of the tooth backlash according to a very specific dimensioning rule follows.

Bei dieser bekannten Zahnwellenverbindung sind die Zähne und Zahnlücken der Längsverzahnung der Nabe über die ganze Länge der Zahnwellenverbindung streng prismatisch, d. h. gleich dick bzw. gleich weit bleibend ausgebildet. Die Zähne der längsverzahnten Welle sind dagegen nur in einem an der außenseitigen Stirnseite der Nabe beginnenden ersten Teil - Zentrierlänge - der Längsver­ zahnung gleichbleibend dick und werden anschließend zur anderen Nabenseite hin nach der oben erwähnten Gesetzmäßigkeit zunehmend schmaler.In this known splined connection, the teeth and Tooth gaps of the longitudinal toothing of the hub over the entire length of the Spline connection strictly prismatic, d. H. same thickness or trained equally far. The teeth of the longitudinal teeth In contrast, shaft are only in one on the outside end face the first part of the hub - centering length - the longitudinal ver serration of constant thickness and then become another Hub side increasingly according to the above-mentioned law narrower.

Auch diese vorbekannte Zahnwellenverbindung erfordert einen nicht geringen Aufwand sowohl bei der Herstellung der Längsver­ zahnung, nämlich insbesondere der Längsverzahnung der Welle, als auch beim Zusammenbau der Anordnung, nämlich beim Einführen des längsverzahnten Wellenendes in die längsverzahnte Nabe.This previously known splined shaft connection also requires one not little effort both in the manufacture of the longitudinal ver  serration, namely in particular the longitudinal toothing of the shaft as also when assembling the arrangement, namely when inserting the longitudinally toothed shaft end in the longitudinally toothed hub.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bezüglich Herstellung und Montierbarkeit verbesserte Zahn­ wellenverbindung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ge­ nannten Art zu schaffen, die sich sowohl durch eine gute Be­ triebsfestigkeit, d. h. gute Lebensdauer als auch dadurch aus­ zeichnet, daß sie für einen automatisierten Zusammenbau geeignet ist.Against this background, the invention is based on the object an improved tooth in terms of manufacture and assembly shaft connection of the ge in the preamble of claim 1 called kind to create, which is characterized both by a good Be drive resistance, d. H. good lifespan as well records that they are suitable for automated assembly is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of Pa claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements and developments of the invention are specified in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Zahnwellenverbindung zeichnet sich insbe­ sondere dadurch aus, daß einerseits das längsverzahnte Ende ins­ besondere auch im Rahmen einer automatisierten Montage ver­ gleichsweise einfach und ohne besonderen Zentrieraufwand - weil spielbehaftet - in die längsverzahnte Nabe einführbar ist und daß andererseits bei fertig montierter Zahnwellenverbindung auf einem Teil der axialen Erstreckung der Längsverzahnung, aber eben nur auf einem Teil, die Zähne und Gegenzähne nach einer ge­ wissen plastischen Verformung spielfrei ineinandergreifen, näm­ lich in dem Teil der Längserstreckung, der an der außenliegen­ den, d. h. an der der Kraftflußrichtung entgegenweisenden Stirn­ seite der Nabe beginnt.The splined shaft connection according to the invention is particularly notable special in that on the one hand the longitudinally toothed end into especially in the context of automated assembly ver equally simple and without special centering effort - because with play - can be inserted into the longitudinally toothed hub and that, on the other hand, when the splined shaft connection is fully assembled part of the axial extension of the longitudinal toothing, however just on one part, the teeth and opposite teeth after one ge know plastic deformation mesh without play, näm Lich in the part of the longitudinal extension that is on the outside the, d. H. on the forehead opposite to the direction of the power flow side of the hub begins.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie­ les wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.Using an exemplary embodiment shown in the drawing The invention is explained in more detail below.

In der Zeichnung zeigen in schematisierter und zum Teil ge­ schnittener Darstellung In the drawing show schematized and partially ge sectional representation  

Fig. 1 die Radaufhängung eines angetriebenen Kfz-Ra­ des mit einer zur Übertragung des Antriebsmo­ ments eingesetzten erfindungsgemäßen Zahnwel­ lenverbindung , Fig. 1 shows the wheel suspension of a driven vehicle Ra of lenverbindung with a for transmitting the Antriebsmo invention ments used spline shaft,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Nabe einer er­ findungsgemäßen und erfindungsgemäß gefertig­ ten Zahnwellenverbindung, Fig. 2 is a longitudinal section through the hub of a he inventive and according to the invention gefertig th splined shaft connection,

Fig. 3 das freie Ende einer längsverzahnten An­ triebswelle - bzw. eines mit dieser verbunde­ nen Bauteils - einer erfindungsgemäßen Zahn­ wellenverbindung und Fig. 3 shows the free end of a longitudinally toothed drive shaft - or a component connected to this - a toothed shaft connection according to the invention and

Fig. 4 einen zweigeteilten Querschnitt einer erfin­ dungsgemäßen Zahnwellenverbindung. Fig. 4 shows a two-part cross section of an inventive splined shaft connection.

Fig. 1 zeigt in teilgeschnittener Darstellung eine in der Pra­ xis übliche Einzelradaufhängung eines angetriebenen Kfz-Rades 1, dessen Radträger 2 einerseits über ein nur angedeutetes Dämpfer- oder Federbein 3 und andererseits über einen ebenfalls nur ange­ deuteten unteren üblichen Querlenker 4 schwenkbar am nicht wei­ ter dargestellten Fahrzeugaufbau angelenkt ist. Die mittels ei­ nes Radlagers 5 drehbar im Radträger 2 gelagerte Radnabe 6 ist drehmomentenschlüssig mit dem längsverzahnten Ende 9 eines von einer Antriebswelle 7 angetriebenen Achszapfens 8 verbunden, wo­ bei Radnabe 6, Radlager 5 und Achszapfen 8 mittels einer Mutter 10 axial fest miteinander verspannt sind. Fig. 1 shows a partially sectioned in the usual practice independent wheel suspension of a driven motor vehicle wheel 1 , the wheel carrier 2 on the one hand via an indicated damper or strut 3 and on the other hand also only indicated lower conventional control arm 4 pivotable on not white ter shown vehicle body is articulated. The wheel hub 6, which is rotatably mounted in the wheel carrier 2 by means of egg nes wheel bearing 5, is torque-locked connected to the longitudinally toothed end 9 of an axle pin 8 driven by a drive shaft 7 , where in the wheel hub 6 , wheel bearing 5 and axle pin 8 are axially firmly clamped together by means of a nut 10 .

Die drehmomentenschlüssige Verbindung zwischen Radnabe 6 und An­ triebswelle 7 bzw. dem Ende 9 des Achszapfens 8 erfolgt durch eine Zahnwellenverbindung, d. h. mittels einerseits auf dem Ende 9 des Achszapfens und andererseits in der Radnabe 6 angeordneter Längsverzahnungen 91 bzw. 61, die in den Schnittdarstellungen der Fig. 2 bis 4 erkennbar sind. Es ist also eine Vielzahl sich axial erstreckender, formschlüssig ineinander greifender Zähne und Zahnlücken auf dem Wellenende 9 bzw. Gegenzähne und Gegenzahnlücken in der Radnabe 6 vorgesehen.The torque-locking connection between the wheel hub 6 and the drive shaft 7 or the end 9 of the axle 8 is carried out by a splined connection, that is to say on the one hand on the end 9 of the axle and on the other hand in the wheel hub 6 arranged longitudinal teeth 91 and 61 , respectively, in the sectional views of the 2 to 4 are recognizable Fig.. A large number of axially extending, positively interlocking teeth and tooth gaps are therefore provided on the shaft end 9 or counter teeth and counter tooth gaps in the wheel hub 6 .

Die Längsverzahnungen sind dabei derart ausgebildet, daß Zähne und Gegenzähne - ausgehend von der außenliegenden, d. h. von der der Kraftflußrichtung entgegenweisenden Stirnseite 68 der Radna­ be 6 - nur auf einem ersten Teil der axialen Erstreckung der Zahnwellenverbindung spielfrei ineinandergreifen, während sie im übrigen mit Zahnflankenspiel behaftet sind. Auf diese Weise ist der Achszapfen 8 bzw. sein längsverzahntes Ende 9 einerseits im außenliegenden Bereich der Radnabe 6 fixiert, was sowohl für den Festsitz der Mutter 10 als auch gegen Geräusche günstig ist, und andererseits im übrigen Axialbereich der Radnabe mit Zahnflan­ kenspiel eingesetzt, so daß die Momenteneinleitung von der An­ triebswelle 7 bzw. dem Achszapfen 8 in die Radnabe 6 nahezu ste­ tig über die Verzahnungslänge erfolgt, da sich Zähne und Gegen­ zähne mit wachsendem Moment zunehmend über die ganze Verzah­ nungslänge aneinander anlegen. Dieser an sich bekannte Effekt ist hinsichtlich der Betriebsfestigkeit von Vorteil.The longitudinal teeth are designed such that teeth and counter teeth - starting from the outside, ie from the opposite side of the force flow direction 68 of the Radna be 6 - only mesh with one another on a first part of the axial extent of the splined connection, while they are otherwise subject to backlash are. In this way, the journal 8 or its longitudinally toothed end 9 is fixed on the one hand in the outer region of the wheel hub 6 , which is favorable both for the tight fit of the nut 10 and against noise, and on the other hand, kenspiel used in the rest of the axial region of the wheel hub, so that the introduction of torque from the drive shaft 7 or the axle 8 into the wheel hub 6 takes place almost ste term over the tooth length, since teeth and counter teeth with increasing moment increasingly create length along the toothing. This known effect is advantageous in terms of durability.

Die Zähne und Zahnlücken der in Fig. 3 nur schematisch ange­ deuteten Längsverzahnung 91 der Antriebswelle 7 bzw. des Wellen­ endes 9 des Achszapfens 8 sind über ihre ganze Länge prismatisch ausgebildet und gehärtet, vorzugsweise induktiv- oder ein­ satzgehärtet. Zahnbreite und Lückenweite der Zähne bzw. Zahn­ lücken der Längsverzahnung 91 sind also über die ganze Länge 1 der Längsverzahnung zumindest annähernd konstant, was ferti­ gungstechnisch von großem Vorteil ist.The teeth and tooth spaces in Fig. 3 only schematically indicated longitudinal teeth 91 of the drive shaft 7 or the shaft end 9 of the journal 8 are prismatic over their entire length and hardened, preferably induction or a set hardened. The tooth width and gap width of the teeth or tooth gaps of the longitudinal toothing 91 are at least approximately constant over the entire length 1 of the longitudinal toothing, which is a great advantage in terms of production technology.

Zahnbreite und Lückenweite der Gegenzähne bzw. Gegenzahnlücken der Längsverzahnung 61 der Radnabe sind im Gegensatz dazu nicht über die ganze Länge 1 der Längsverzahnung konstant bemessen.In contrast, the tooth width and gap width of the counter teeth or counter tooth gaps of the longitudinal toothing 61 of the wheel hub are not constant over the entire length 1 of the longitudinal toothing.

Wie in der Schnittdarstellung der Fig. 2 prinzipienhaft und schematisiert angedeutet ist, sind in einem von der außenliegen­ den, d. h. von der der Kraftflußrichtung entgegenweisenden Stirnseite 68 der Radnabe 6 ausgehenden ersten Teil 11 der Naben-Längsverzahnung 61 die Gegenzähne 64 derart bemessen, daß ihre Zahnbreite b2 größer ist als die relevante Lichte Weite der Zahnlücken der Wellen-Längsverzahnung 91, während in dem daran anschließenden übrigen Teil 12 der Längsverzahnung 61 die Gegen­ zähne 62 derart bemessen sind, daß ihre Zahnbreite b1 ent­ sprechend der gewählten Spielpassung geringer ist, als die rele­ vante Lichte Weite der Zahnlücken der Wellen-Längsverzahnung 91.As indicated schematically and schematically in the sectional view of FIG. 2, the first teeth 11 of the hub longitudinal toothing 61 are dimensioned in such a way that their opposing teeth 64 are dimensioned in a manner from the outside, that is to say from the end 68 of the wheel hub 6 that is opposite the force flow direction 6 Tooth width b2 is greater than the relevant clear width of the tooth gaps of the shaft spline 91 , while in the adjoining remaining part 12 of the spline 61, the counter teeth 62 are dimensioned such that their tooth width b1 is corresponding to the selected clearance fit less than that rele vante clear width of the tooth gaps of the shaft splines 91 .

Entsprechend ist die Lichte Weite b3 der Gegenzahnlücken 65 im ersten Teil 11 der Längsverzahnung 61 kleiner und die Lichte Weite b4 der Gegenzahnlücken 63 im anschließenden Teil 12 der Längsverzahnung entsprechend der gewählten Spielpassung größer bemessen als die relevante Zahnbreite der Wellen-Längsverzahnung 91. Zumindest über die zahnflankenspielbehaftete Länge 12 sind dabei die Gegenzähne 62 und Gegenzahnlücken 63 ebenfalls prisma­ tisch ausgebildet, d. h. Zahnbreite und Zahnlückenweite ist über diese Länge zumindest annähernd konstant.Correspondingly, the inside width b3 of the opposing tooth gaps 65 in the first part 11 of the longitudinal toothing 61 is smaller and the inside width b4 of the opposing tooth gaps 63 in the subsequent part 12 of the longitudinal toothing is larger than the relevant tooth width of the shaft longitudinal toothing 91 . At least over the tooth flank backlash length 12 , the opposing teeth 62 and opposing tooth spaces 63 are also prismatic, ie tooth width and tooth space width is at least approximately constant over this length.

Die derart gestaltete Längsverzahnung 61 der Radnabe 6, deren der Radbefestigung dienender Nabenflansch mit 66 und deren das Radlager 5 tragende Nabenhülse mit 67 beziffert sind, ist ferti­ gungstechnisch sehr einfach herzustellen. Zunächst wird die Rad­ nabe genau wie die Antriebswelle 7 bzw. das freie Ende 9 des Achszapfens 8 über die ganze axiale Erstreckung 1 mit einer mit Spielpassung gefertigten prismatischen Längsverzahnung versehen, die mit der prismatischen Längsverzahnung 91 der Antriebswelle korrespondiert. Danach wird diese Längsverzahnung der Radnabe 6 von der außenliegenden, d. h. von der der Kraftflußrichtung ent­ gegenweisenden Stirnseite 68 her über nur einen ersten Teil 11 ihrer axialen Erstreckung 1 kopfseitig derart gestaucht, daß in diesem ersten Teil 11 die dort mit 65 bezifferten Gegenzahn­ lücken der Längsverzahnung 61 eine geringere Breite aufweisen als die relevante Zahnbreite der Zähne der Wellen-Längsverzah­ nung 91. The thus designed longitudinal toothing 61 of the wheel hub 6 , the hub flange serving for the wheel attachment is numbered 66 and the hub sleeve carrying the wheel bearing 5 is numbered 67 , is technically very easy to manufacture. First, the wheel hub, just like the drive shaft 7 or the free end 9 of the axle 8, is provided over the entire axial extent 1 with a prismatic longitudinal toothing made with a clearance fit, which corresponds to the prismatic longitudinal toothing 91 of the drive shaft. Then this longitudinal toothing of the wheel hub 6 is compressed from the outside, ie from the end face 68 opposite the force flow direction, via only a first part 11 of its axial extension 1 in such a way that in this first part 11 the opposing tooth, numbered 65 there , gaps the longitudinal toothing 61 have a smaller width than the relevant tooth width of the teeth of the shaft longitudinal toothing 91st

Dieses kopfseitige Stauchen der Längsverzahnung 61 der Radnabe 6 kann - wie in Fig. 2 angedeutet - in einfacher Weise mit Hilfe einer Prägekugel 11 vorgenommen werden, welche axial in die zu­ vor mit Spielpassung gefertigte und zumindest in diesem ersten Bereich 11 ungehärtete Längsverzahnung 61 der Radnabe einge­ drückt wird, und zwar vorzugsweise um weniger als die Hälfte der Längserstreckung 1. Der Durchmesser dp der Prägekugel 11 ist um so viel größer als der Kopfdurchmesser dk der mit Spielpassung gefertigten Längsverzahnung 61 gewählt, daß die Gegenzähne 64 im Prägebereich 11 im gewünschten bzw. im erforderlichen Maße ge­ staucht werden.This head-side upsetting of the longitudinal toothing 61 of the wheel hub 6 can - as indicated in FIG. 2 - be carried out in a simple manner with the aid of an embossing ball 11 which axially into the longitudinal toothing 61 of the wheel hub, which was previously manufactured with a clearance fit and at least in this first region 11, is not hardened is pressed, preferably by less than half of the longitudinal extent 1 . The diameter dp of the embossing ball 11 is chosen so much larger than the head diameter dk of the longitudinal toothing 61 made with a clearance fit that the opposing teeth 64 in the embossing area 11 are compressed to the desired or required extent.

Auch die Montage der Zahnwellenverbindung, d. h. das Ineinander­ fügen von Wellenende 9 und Radnabe 6 ist sehr einfach durchzu­ führen. Da die Längsverzahnung 91 des Wellenendes 9 und die Längsverzahnung 61 der Radnabe 6 ihm nicht gestauchten Bereich 12 mit Spielpassung gefertigt sind, läßt sich das Längsverzahnte Wellenende 9 ohne besonderen Zentrieraufwand leicht axial in die Längsverzahnung 61 der Radnabe 6 einführen und zunächst bis zum gestauchten Bereich 11 der Längsverzahnung 61 einschieben. Die­ ses leichte Einführenkönnen macht diese Zahnwellenverbindung be­ sonders geeignet für automatisierte Montageeinrichtungen.The assembly of the splined shaft connection, ie the intermeshing of shaft end 9 and wheel hub 6, is very easy to carry out. Since the longitudinal toothing 91 of the shaft end 9 and the longitudinal toothing 61 of the wheel hub 6 region 12 which is not upset with it are made with a clearance fit, the longitudinally toothed shaft end 9 can be easily inserted axially into the longitudinal toothing 61 of the wheel hub 6 without any special centering effort and initially up to the upset region 11 insert the longitudinal toothing 61 . The ease of insertion makes this splined shaft connection particularly suitable for automated assembly systems.

In den nicht gehärteten gestauchten Bereich 11 der Längsverzah­ nung 61, in dem die Gegenzähne 64 und Gegenzahnlücken 65 auch nach Stauchung im Regelfall ebenfalls zumindest annähernd pris­ matisch ausgebildet sind, wird dann die gehärtete Längsverzah­ nung 91 des Wellenendes 9 unter plastischer und elastischer Ver­ formung der Gegenzähne 14 axial eingepreßt, so daß sich hier ein zentrierter spielfreier Sitz der Radnabe 6 auf dem Wellenende 9 ergibt. Durch diese Plastifizierung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß alle Zähne/Gegenzähne in gleichem Maße an der Drehmomentenübertragung beteiligt werden.In the non-hardened compressed area 11 of the longitudinal toothing 61 , in which the opposing teeth 64 and opposing tooth gaps 65 are also at least approximately prismatic, even after compression, as a rule, the hardened longitudinal toothing 91 of the shaft end 9 is then subjected to plastic and elastic deformation Counter teeth 14 axially pressed in, so that there is a centered play-free seat of the wheel hub 6 on the shaft end 9 . This plasticization advantageously ensures that all teeth / counter teeth are equally involved in the torque transmission.

Wenn das in üblicher Weise am freien Ende 9 der Antriebswelle 7 bzw. dessen Achszapfens 8 angeordnete Schraubgewinde 94 für die die Radnabe 6, das Radlager 5 und die Antriebswelle 7 bzw. den Achszapfen 8 axial zusammenspannende Mutter 10 in ihrer Länge zumindest um einige Gewindegänge größer bemessen ist, als die Länge 11 des gestauchten, spielfreien ersten Teils der Längsver­ zahnung 61, dann kann das Einpressen bzw. das Durchziehen der Längsverzahnung 91 durch den gestauchten Bereich 11 der Längs­ verzahnung 61 in einfacher Weise in einem Zug beim - z. B. eben­ falls im Rahmen eines automatisierten Vorganges - Aufschrauben der Mutter 10 auf das Schraubgewinde 94 erfolgen, so daß für diesen Einpreßvorgang keine besonderen Vorrichtungen erforder­ lich werden.If the screw thread 94 arranged in the usual way on the free end 9 of the drive shaft 7 or its axle pin 8 for the nut 10 axially clamping the wheel hub 6 , the wheel bearing 5 and the drive shaft 7 or the axle pin 8 is at least a few threads longer is dimensioned as the length 11 of the compressed, play-free first part of the longitudinal toothing 61 , then the pressing or pulling through the longitudinal toothing 91 through the compressed region 11 of the longitudinal toothing 61 in a simple manner in one go at - z. B. just in case of an automated process - screwing the nut 10 onto the screw thread 94 so that no special devices are required for this press-in process.

In Fig. 4, die entsprechend einer in Fig. 2 angedeuteten Schnittführung IV zwei verschiedene Querschnittbereiche der zu­ sammengebauten erfindungsgemäßen Zahnwellenverbindung zeigt, ist in der oberen Hälfte der Figur gut zu erkennen, daß auf Grund der gewählten Spielpassung die Zahnlücken 93 und die Ge­ genzahnlücken 63 jeweils um so viel größer bemessen sind, als die relevanten Zahnbreiten der Gegenzähne 62 bzw. der Zähne 92, daß das dadurch bedingte Zahnflankenspiel einerseits bei der Montage ein leichtes axiales Ineinanderführen der beiden Teile ermöglicht und andererseits in Umfangsrichtung ein gewisses Drehspiel um den Winkel Φ zuläßt.In FIG. 4, which shows according to a in Fig. 2 indicated incision IV two different cross-sectional areas of about sammengebauten invention splined shaft connection, in the upper half of the figure can easily be seen that due to the selected clearance fit the tooth gaps 93 and the Ge genzahnlücken 63 are each dimensioned so much larger than the relevant tooth widths of the opposing teeth 62 or teeth 92 that the resulting tooth flank play enables easy axial interlocking of the two parts on the one hand during assembly and on the other hand allows a certain rotational play by the angle Φ in the circumferential direction .

Im unteren Teil der Fig. 4 ist dagegen gut erkennbar, daß durch das kopfseitige Stauchen der Längsverzahnung 61 in diesem ersten Bereich 11 in der Längsverzahnung 61 Verhältnisse geschaffen wurden, auf Grund derer Zähne 92 und Gegenzähne 64 spielfrei in­ einandergreifen bzw. aneinander anliegen.In the lower part of FIG. 4, on the other hand, it can be clearly seen that the head-side compression of the longitudinal toothing 61 in this first region 11 in the longitudinal toothing 61 has created conditions on the basis of which teeth 92 and counter teeth 64 engage with one another without play or rest against one another.

Die im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 - im oberen Teil - dar­ gestellte spitze Zahnkontur ist für die erfindungsgemäße Zahn­ wellenverbindung natürlich nicht zwingend. Es können grundsätz­ lich natürlich auch andere geeignete Konturen gewählt werden; bei spitzen Zahnkonturen von Innenverzahnungen läßt sich das kopfseitige Stauchen jedoch besonders einfach und wirkungsvoll durchführen.The - in the upper part - put pointed tooth contour in the embodiment of FIG. 4 is of course not mandatory for the tooth shaft connection according to the invention. Of course, other suitable contours can also be selected; in the case of sharp tooth contours of internal gears, the head-side upsetting can be carried out particularly easily and effectively.

Erwähnt sei noch, daß in Fig. 2 keine realen Zahnkonturen o. ä. dargestellt sind und daß die angegebenen Zahnbreiten b1, b2 der Gegenzähne bzw. die angegebenen Lichten Weiten b3, b4 der Gegen­ zahnlücken der Längsverzahnung 61 lediglich prinzipienhaften Charakter für eine willkürlich gewählte Teilhöhe der Längsver­ zahnung besitzen.It should also be mentioned that in Fig. 2 no real tooth contours or the like are shown and that the specified tooth widths b1, b2 of the opposing teeth or the indicated internal widths b3, b4 of the counter tooth gaps of the longitudinal toothing 61 are merely principle-like in character for an arbitrarily selected one Have partial height of the longitudinal toothing.

Claims (5)

1. Zahnwellenverbindung zwischen einer Antriebswelle (7) und ei­ ner Nabe (6), vorzugsweise zwischen Achszapfen (8, 9) und Radnabe eines angetriebenen Kfz-Rades (1), mit einer Vielzahl sich axial erstreckender, formschlüssig ineinandergreifender Zähne (92) und Zahnlücken (93) bzw. Gegenzähne (62, 64) und Gegenzahnlücken (63, 65), wobei Zähne (92) und Gegenzähne (62, 64) - ausgehend von der außenliegenden, d. h. von der der Kraftflußrichtung entgegenweisenden Stirnseite (68) der Nabe (6) - nur auf einem ersten Teil (11) der axialen Erst­ reckung (1) der Zahnwellenverbindung spielfrei ineinanderein­ greifen, während sie im übrigen mit Zahnflankenspiel behaftet sind, gekennzeichnet durch nachstehende, zum Teil für sich bekannte Merkmale:
  • a) Die Zähne (92) und Zahnlücken (93) der Längsverzahnung (91) der Antriebswelle (7 bzw. 8, 9) sind über ihre ganze Länge prismatisch ausgebildet und gehärtet, vorzugsweise induktiv- oder einsatzgehärtet.
  • b) Die Gegenzähne (62) und Gegenzahnlücken (63) der Nabe (6) sind zumindest über die zahnflankenspielbehaftete Länge (12) der Längsverzahnung (61) ebenfalls prismatisch ausge­ bildet und zumindest über die daran anschließende spiel­ freie Länge (11) nicht gehärtet.
  • c) Das gehärtete längsverzahnte Ende (9) der Antriebswelle (7 bzw. 8) ist in den nicht gehärteten spielfreien Teil (11) der Längsverzahnung (61) der Nabe (6) unter plastischer Verformung deren Gegenzähne (64) eingepreßt.
1. splined shaft connection between a drive shaft ( 7 ) and egg ner hub ( 6 ), preferably between axle journal ( 8 , 9 ) and wheel hub of a driven motor vehicle wheel ( 1 ), with a plurality of axially extending, interlocking teeth ( 92 ) and Tooth gaps ( 93 ) or opposing teeth ( 62 , 64 ) and opposing tooth gaps ( 63 , 65 ), with teeth ( 92 ) and opposing teeth ( 62 , 64 ) - starting from the outside, ie from the end face ( 68 ) of the hub opposite the force flow direction ( 6 ) - only engage in one another without play on a first part ( 11 ) of the axial initial stretching ( 1 ) of the splined shaft connection, while they are otherwise subject to backlash, characterized by the following, partly known features:
  • a) The teeth ( 92 ) and tooth gaps ( 93 ) of the longitudinal toothing ( 91 ) of the drive shaft ( 7 or 8 , 9 ) are prismatic and hardened over their entire length, preferably inductively or case-hardened.
  • b) The opposing teeth ( 62 ) and opposing tooth gaps ( 63 ) of the hub ( 6 ) are also prismatic out at least over the tooth flank backlash length ( 12 ) of the longitudinal toothing ( 61 ) and not hardened at least over the subsequent backlash-free length ( 11 ).
  • c) The hardened longitudinally toothed end ( 9 ) of the drive shaft ( 7 or 8 ) is pressed into the non-hardened backlash-free part ( 11 ) of the longitudinal toothing ( 61 ) of the hub ( 6 ) with plastic deformation of its opposing teeth ( 64 ).
2. Zahnwellenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (9) der Antriebswelle (7 bzw. 8) ein Schraubgewinde (94) für eine die Nabe (6) mit der Antriebs­ welle (7 bzw. 8, 9) axial zusammenspannende Mutter (10) trägt, wobei die Länge (13) des Schraubgewindes (94) zumin­ dest um einige Gewindegänge größer ist als die Länge (11) des spielfreien ersten Teils der Längsverzahnung.2. Splined shaft connection according to claim 1, characterized in that the free end ( 9 ) of the drive shaft ( 7 or 8 ) has a screw thread ( 94 ) for a the hub ( 6 ) with the drive shaft ( 7 or 8 , 9 ) axially tightening nut ( 10 ), wherein the length ( 13 ) of the screw thread ( 94 ) is at least a few turns greater than the length ( 11 ) of the play-free first part of the longitudinal toothing. 3. Zahnwellenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (9) der Antriebswelle (7 bzw. 8) ein In­ nenschraubgewinde für eine die Nabe (6) mit der Antriebswelle (7 bzw. 8) axial zusammenspannende Schraube trägt, wobei die Länge der Schraube zumindest etwas größer ist als die Länge (11) des spielfreien ersten Teils der Längsverzahnung (61).3. splined shaft connection according to claim 1, characterized in that the free end ( 9 ) of the drive shaft ( 7 or 8 ) carries an internal screw thread for an axially spanning screw the hub ( 6 ) with the drive shaft ( 7 or 8 ), wherein the length of the screw is at least somewhat greater than the length ( 11 ) of the play-free first part of the longitudinal toothing ( 61 ). 4. Verfahren zur Herstellung einer Zahnwellenverbindung zwischen einer Antriebswelle (7) und einer Nabe (6), vorzugsweise zwi­ schen Achszapfen (8, 9) und Radnabe eines angetriebenen Kfz-Rades (1), mit einer Vielzahl sich axial erstreckender, formschlüssig ineinander greifender Zähne (92) und Zahn­ lücken (93) bzw. Gegenzähne (62, 64) und Gegenzahnlücken (63, 65), wobei Zähne (92) und Gegenzähne (93) nur auf einem ersten Teil (11) der axialen Erstreckung (1) der Zahnwellen­ verbindung spielfrei ineinandereingreifen, während sie im üb­ rigen mit Zahnflankenspiel behaftet sind, dadurch gekennzeichnete, daß Antriebswelle (7 bzw. 8, 9) und Nabe (6) zunächst über die ganze axiale Erstreckung (1) der Zahnwellenverbindung mit ei­ ner mit Spielpassung gefertigten korrespondierenden prisma­ tischen Längsverzahnung (91, 61) versehen werden,
daß danach die Längsverzahnung (61) der Nabe (6) von der au­ ßenliegenden, d. h. von der der Kraftflußrichtung entgegen­ weisenden Stirnseite (68) her über nur einen ersten Teil (11) ihrer axialen Erstreckung (1), vorzugsweise über weniger als der halben Erstreckung, kopfseitig derart gestaucht wird, daß die Gegenzahnlücken (65) der Nabe (6) in diesem ersten Teil (11) eine geringere Breite aufweisen als die Zähne (92) der Antriebswelle (7 bzw. 8, 9)
und daß das längsverzahnte Ende der Antriebswelle (7 bzw. 8, 9) danach von der nichtgestauchten Seite her in die längsver­ zahnte Nabe (6) eingeführt und schließlich in deren ersten Teil (11) axial eingepreßt wird.4. A method for producing a splined connection between a drive shaft ( 7 ) and a hub ( 6 ), preferably between the axle journal ( 8 , 9 ) and the wheel hub of a driven motor vehicle wheel ( 1 ), with a plurality of axially extending, positive interlocking Teeth ( 92 ) and tooth spaces ( 93 ) or opposing teeth ( 62 , 64 ) and opposing tooth spaces ( 63 , 65 ), teeth ( 92 ) and opposing teeth ( 93 ) only on a first part ( 11 ) of the axial extension ( 1 ) the toothed shaft connection mesh without play, while they are afflicted with backlash in the rest, characterized in that the drive shaft ( 7 or 8 , 9 ) and hub ( 6 ) initially over the entire axial extent ( 1 ) of the toothed shaft connection with egg ner with clearance fit manufactured corresponding prismatic longitudinal teeth ( 91 , 61 ) are provided,
that thereafter the longitudinal toothing ( 61 ) of the hub ( 6 ) from the outside, ie from the end facing the force flow direction ( 68 ) over only a first part ( 11 ) of its axial extent ( 1 ), preferably over less than half Extent, upset on the head side in such a way that the counter-tooth gaps ( 65 ) of the hub ( 6 ) in this first part ( 11 ) have a smaller width than the teeth ( 92 ) of the drive shaft ( 7 or 8 , 9 )
and that the longitudinally toothed end of the drive shaft ( 7 or 8 , 9 ) is then inserted from the non-upset side into the longitudinally toothed hub ( 6 ) and finally axially pressed into the first part ( 11 ) thereof. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum kopfseitigen Stauchen der Längsverzahnung (61) der Nabe (6) eine Prägekugel (11) in die mit Spielpassung gefer­ tigte Längsverzahnung (61) der Nabe (6) eingedrückt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that for upsetting the longitudinal toothing ( 61 ) of the hub ( 6 ) an embossing ball ( 11 ) is pressed into the longitudinal toothing ( 61 ) of the hub ( 6 ).
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