DE8713285U1

DE8713285U1 - Antriebswelle mit gruppenweise darauf befestigten Antriebselementen.

Info

Publication number: DE8713285U1
Application number: DE8713285U
Authority: DE
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH; Uni Cardan AG
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH; GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1987-10-02
Publication date: 1987-12-23
Also published as: BR8805008A; JPH01141216A; KR890006416A; US5081880A; DE3866204D1; EP0309899A1; ES2026982T3; CA1326962C; MX173134B; JPH0796886B2; IN170953B; KR910009171B1; SU1662355A3; EP0309899B1

Description

Interatom GmbH
D-5060 Bergisch Gladbach &iacgr;
u &eegr; ^iJ

Uni-Cardan AG
D-5200 Siegburg

Antriebswelle mit gruppenweise darauf befestigten Antriebselementen

Pie vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebswelle nach dem Oberbegriff des 1. Anspruchs. Unter den Antriebselementen sind solche zu verstehen, die geeignet sind, mit anderen Maschinenteilen zusammenzuwirken, wie Zahnräder, Nocken, aber auch Teile von Gleit- und Wälzlagern. Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel einer für den Einbau in eine Verbrennungskraftmaschine bestimmten Nockenwelle beschrieben, ist jedoch nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt. In ihrer EP-A-O 213 529 hat eine der Anmelderinnen ein Verfahren zum Befestigen von Antriebselementen auf einer Hohlwelle vorgeschlagen, bei der diese aus einem handelsüblichen Rohr besteht, auf die die Elemente aufgeschoben werden, worauf sie durch Aufweiten der darunterliegenden Abschnitte des Rohres auf diesem befestigt werden. Dabei wird der Werkstoff des Rohres selbst plastisch, derjenige des Nockens jedoch nur elastisch verformt, so daß durch das Rückfedern des letzteren der den Kraftschluß zwischen den beiden Teilen bewirkende Druck erzeugt wird. Damit die Verbindung den im Betrieb zu erwartenden Belastungen standhält, muß das Produkt aus dem Anpreßdruck und der Anpreßfläche ein bestimmtes Maß erreichen; wenn, wie bislang üblich* die Breite des Nockens ebenso wie der Außendurchmesser der Hohlwelle nicht über die aus anderen konstruktiven Gründen gegebenen Abmessungen hinaus vergrößert werden, so wird ein verhältnismäßig hoher Aufweitdruck (in der Größenordnung von 2500 bar) benötigt, um der Welle die nötige plastische und dem Nocken die nötige elastische Verformung

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mitzuteilen. Diese Verformung des Nockens beschränkt sich nicht auf einen inneren, der Welle benachbarten Bereich, sondern erstreckt sich über seinen gesamten Querschnitt, und zwar, da dieser nicht rotationssymmetrisch ist, in azimutal unterschiedlichem Ausmaß. Es hat sich gezeigt, daß dadurch einer der mit dem er'vähnten Verfahren angestrebten Vorteile wieder verloren geht, nämlich den Nocken bereits vor dem Zusammenbau maßlich fertig zu bearbeiten und auch etwaige gezielte Beeinflussungen des Werkstoffgefüges (z. B. durch Oberflächenhärten) vorzunehmen. Da insbesondere bei Verwendung derartig gehärteter Nocken durch die Aufweitung unter Umständen Oberflächenrisse hervorgerufen werden, haben die Anmelderinnen in ihrer nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 37 17 534.3 vorgeschlagen, die Antriebselemente in axial voneinander abgesetzte Bereiche aufzuteilen, deren Werkstoffe jeweils unterschiedliche Eigenschaften, insbesondere verschieden hohe Dehnbarkeit aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebswelle mit darauf kraftschlüssig befestigten Antriebselementen, bei der die elastische Aufweitung derselben so gering ist, daß sie sich nicht bis in deren Randbereiche fortsetzt und so die Maßhaltigkeit der fertig hergestellten Antriebselemente gefährdet. Darüber hinaus soll eine Herabsetzung des erforderlichen Aufweitdrucks auf etwa die Hälfte des oben angegebenen Wertes möglich sein, wodurch eine Standzeiterhöhung der Dichtungen erzielbar wird, die auf der zur Aufweitung verwendeten Sonde die jeweiligen, unter den Antriebselementen liegenden Aufweitbereiche abgrenzen.

Die Lösung dieser Aufgäbe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des 1. Anspruchs angegebenen Mittel. Werden die Antriebselemente wie vorgeschlagen wenigstens teilweise durch dünnwandige (und dadurch eine höhere Dehnbarkeit aufweisende) Hülsen miteinander verbunden, z. B. in Form von Doppelnocken,

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' wie sie in neuerer Zeit für Mehrventilverbrennungskraftmaschinen in Gebrauch gekommen sind, so erhöht sich einmal die zur Herstellung des Kraftschlusses zur Verfugung stehende Fläche, wodurch der Grad der elastischen Verformung herabgesetzt werden kann; unterstützt durch die infolge der Dünnwandigkeit erhöhte Dehnbarkeit der Hülsen, kann der Aufweitdruck selbst herabgesetzt werden. In den Antriebselementen selbst kann die elastische Verformung auf einen radial inneren Bereich beschränkt werden. Es können auch Antriebselemente iö unterschiedlicher Art zu Gruppen kombiniert werden, etwa Nocken mit Lagsrschaien, ader die verbindungshüisen selbst können dank entsprechender Werkstoffwahl und Oberflächenbeschaffenheit für letzteren Zweck genutzt werden.

in weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die zu einer Gruppe zusammengefaßten Antriebselemente und die dazugehörigen Verbindungshülsen in einem einzigen Stück hergestellt; axial unterschiedliche Werkstoffeigenschaften sind zwar möglich, nicht aber erforderlich.

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Gemäß den in den Ansprüchen 3 und 4 aufgezeigten Alternativen können die Antriebselemente einmal in der oben beschriebenen Art durch inneres Aufweiten der zu diesem Zweck hohlen Welle befestigt werden, andererseits aber auch durch das als

■25 Äquivalent anzusehende Aufschrumpfen. Da bei letzterem Verfahren die Antriebselemente mit Rücksicht auf die Stabilität des Werkstoffgefüges nicht beliebig hoch erhitzt werden können, sind die beim anschließenden Abkühlen erzielbaren Flächendrücke nur verhältnismäßig gering, so daß hier einer Vergrößerung der Anpreßfläche eine erhöhte Bedeutung zukommt.

Insbesondere für Antriebselemente, die wie Nocken keinen rotationssymmetrischen Querschnitt aufweisen, wird gemäß dem 5. Anspruch vorgeschlagen, den Abbau der elastischen Verformung zwischen Innen- und Außenseite des Elementes dadurch zu begünstigen, daß im Längsschnitt desselben gesehen die

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Materialdicken über einen bestimmten BereiGh verringert werden, so daß auf der Außenseite der Elemente keine hieraus herrührenden yeiferfflunysn mehr auftreten<

Im 6. Anspruch wird vorgeschlagen, den Kraftschluß überhaupt nur zwischen den Hülsen und der Welle herzustellen, die Antriebselemente selbst aber in ihrem Innendurchmesser leicht zu vergrößern, so daß die Aufweitung der Welle lediglich zum Schließen des Spaltes zwischen beiden Teilen führt, nicht j Io jedoch zu einer merklichen Aufweitung des Elementes.

Wie ier 7, Anspruch verdeutlicht, könnon die Anforderungen an die Dehnfähigkeit des Werkstoffes der Antriebselemente verhältnismäßig gering gehalten werden, sodaß diese z. B. aus Temperguß hergestellt werden können, einem Werkstoff, der noch andere vorteilhafte Eigenschaften aufweist, die ihn für diesen Zweck besonders geeignet machen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar im Langsaxialschnitt. Auf eine Hohlwelle X sind Doppelnocken 2 aufgeschoben, die jeweils aus zwei, die eigentlichen Nocken bildenden Abschnitte 21 und einer sie verbindenden Hülse 22 bestehen. Mittels einer hier nicht gezeigten, dem Fachmann jedoch bekannten hydraulischen Drucksonde sind Bereiche 11 der Hohlwelle aufgeweitet und dpbei plastisch verformt worden. Die Verformung teilte sich den Verbindungshülsen 22 mit, jedoch nur im elastischen Bereich; durch deren Rückfederung wurde der die Welle und Antriebselemente miteinander verbindende Kraftschluß hergestellt. Der Aufweitbereich 11 kann sich (linke Hälfte der

Figur) nur auf den Teil der Hohlwelle 1 beschränken, der der Verbindungshülse 22 gegenüberliegt, so daß die Nockenabschnitte f 21 von der elastischen Verformung nicht oder nur wenig \ betroffen werden; der zwischen Hohlwelle 1 und Nocken J 35 verbleibende Spalt ist hier übertrieben groß dargestellt, .in [ , einer anderen Ausführungsform (rechte Hälfte der Figur)

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erstreckt sich der Aufweitbereich 11 über den gesamten Doppelnocken 2. Um eine unerwünscht große, insbesondere sich bis zu seiner Oberfläche 25 erstreckende Verformung des Nockens 21 zu vermeiden, können entweder die Nocken 21 von vornherein einen etwas größeren lichten Durchmesser als die Verbindungshülsen 22 aufweisen, so daß sich auch hier die elastische Verformung praktisch nur der letzteren mitteilt, oder aber es können Ausnehmungen 27 vorgesehen werden, durch die zwischen einem radial inneren Bereich 23, der ebenfalls elastisch aufgeweitet wird, und dem äußeren Bereich 25 Stege gebildet werden, in denen sich die elastische Verformung vollständig abbauen kann.

7 Schutzansprüche 1 FIG

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Claims

Schutzansprüche 87 g&bgr; 5 ? 4 &ogr;&egr;

1. Antriebswelle (1) mit darauf befestigten Antriebseiementen (21), dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Antriebselemente (21) zu Gruppen zusammengefaßt und die einzelnen Mitglieder der Gruppe durch elastisch aufgeweitete, dünnwandige Hülsen (22) miteinander verbunden sind.

2&ldquor; Antriebswelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebselemente (21) einstückig mit den Verbindungshülsen (22) hergestellt sind.

3. Antriebswelle nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (1) hohl und zumindest im Bereich der Verbindungshülsen (22) plastisch aufgeweitet ist.

4. Antriebswelle nch Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Antriebselemente und/oder Verbindungshülsen (22) auf die Welle (1) aufgeschrumpft sind.

5. Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4, insbesondere mit nicht rotatiofissymmetrischen Antriebselementen (21), dadurch gekennzeichnet, daß Antriebselemente (21) mit axialen Ausnehmungen (27) versehen sind derart, daß zwischen einem radial inneren, zur Welle (1) konzentrischen Bereich (23) der Elemente (21) und einem radial äußeren, im wesentlichen gleichbleibend dicken Bereich (25) Stege (24) mit verringertem Querschnitt gebildet werden.

6* Antriebswelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebselemente (21) vor dem Befestigen auf der Welle einen größeren Innendurchmesser aufweisen als die Verbindungshülsen (22).

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7. Antriebswelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Antriebselemente (21) aus einem Werkstoff mit einer Dehnfähigkeit von mindestens 0,5 % hergestellt sind.

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