DE9304600U1

DE9304600U1 - Welle-Nabe-Verbindung

Info

Publication number: DE9304600U1
Application number: DE9304600U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1994-07-28
Anticipated expiration: 2003-03-27

Description

R. 26028
23.3.1993 Gu/Mn

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 30

Welie-Nabe-Verbindung
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Welle-Nabe-Verbindung nach der Gattung des Anspruchs 1.

Solche Welle-Nabe-Verbindungen sind allgemein bekannt. Bei diesen bekannten Welle-Nabe-Verbindungen ist die Welle im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet, weist jedoch an einem Teil ihres Umfangs ausgehend von einem Ende eine Abflachung auf. Das mit der Welle zu verbindende Bauteil mit der Nabe weist eine Öffnung auf, deren Querschnitt an den der Welle im Bereich der Abflachung angepaßt ist, also im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist, jedoch an einem Teil ihres Umfangs abgeflacht ist. Das Bauteil kann vom Ende der Welle her auf diese aufgeschoben werden und durch die Abflachung wird durch Formschluß eine Drehmitnahme des Bauteils bei einer Drehung der Welle erreicht. Die Welle kann auch mehrere Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen, wobei jedoch die Montierbar keit der einzelnen Bauteile sichergestellt sein muß. Die Durchmesser der Wellenabschnitte sollen aus Festigkeitsgründen möglichst groß sein, das heißt die Unterschiede der Durchmesser der einzelnen Abschnitte sollten nicht zu groß sein. Um ein hohes

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Drehmoment von der Welle auf das Bauteil übertragen zu können muß die Abflachung eine Mindestgröße aufweisen, um die auftretenden Flächenpressungen gering zu halten und ein Durchrutschen des Bauteils auf der Welle zu vermeiden. Hierzu sollte der radiale Abstand der Abflachung von der Mittelachse der Welle möglichst klein sein, was jedoch unter Berücksichtigung der Montierbarkeit des Bauteils von einem Ende der Welle aus im Widerspruch zur Forderung nach möglichst geringen Unterschieden bei den Durchmessern der Wellenabschnitte steht. Bei einer sich über die Wellenabschnitte hinwegerstreckenden Abflachung könnte diese zwar ausreichend tief ausgeführt werden, wobei dann jedoch der Wellenabschnitt mit dem kleineren Durchmesser keinen vollen Kreisquerschnitt mehr aufweist und daher dieser nur ungünstig gelagert werden könnte und die Anbringung einer Wellendichtung unmöglich wäre.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß der radiale Abstand der Abflachung von der Mittelachse der Welle kleiner ausgeführt werden kann, als der halbe Durchmesser des Wellenabschnitts mit dem kleineren Durchmesser und das Bauteil über den Wellenabschnitt mit dem kleineren Durchmesser ausgeschoben werden kann, wobei der Wellenabschnitt mit dem kleineren Durchmesser zu seinem freien Ende hin mit einem vollen Kreisquerschnitt erhalten bleibt.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben. In den Ansprüchen 2 und 3 ist für verschieden ausgebildete Übergänge zwischen den Wellenabschnitten die für eine Montierbarkeit des Bauteils erforderliche Erstreckung der Abflachung angegeben.

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Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Welle-Nabe-Verbindung in einem Längsschnitt entlang der Linie I-I in Figur 3 mit einer Welle und einem auf dieser zu montierenden Bauteil nach einem ersten Ausführungsbeispiel, Figur 2 die Welle von Figur 1 in der Ansicht in Pfeilrichtung II, Figur 3 die Welle-Nabe-Verbindung von Figur 1 im Querschnitt entlang der Linie III-III in Figur 1, Figur 4 die Welle in einer Seitenansicht nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, Figur 5 die Welle in einer Seitenansicht nach einem dritten Ausführungsbeispiel und Figur 6 die Welle von Figur 5 nach einer Variante in einer Seitenansicht.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Eine in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Welle 10 dient beispielsweise als Antriebswelle einer weiter nicht dargestellten Pumpe, durch die ein flüssiges Medium gefördert wird. Die Pumpe kann zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dienen. Auf die Welle 10 ist ein Bauteil 12 aufschiebbar, das beim Ausführungsbeispiel ein Pumpenlaufrad ist, welches an seinem Umfang eine Vielzahl von Flügeln 14 aufweist.

Bei einem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel weist die Welle 10 zwei koaxiale Abschnitte 16 und 18 auf, die jeweils im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet sind und unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Der Abschnitt 16 weist einen größeren Durchmesser D auf als der Abschnitt 18, dessen Durchmesser mit d bezeichnet wird. Der Übergang 20 zwischen den beiden Wellenabschnitten 16 und 18 ist stufenartig ausgebildet. Der Wellenabschnitt 16 mit dem größeren Durchmesser weist in seinem zum anderen Wellenabschnitt 18 weisenden Endbereich an einem Teil seines Umfangs eine

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Abflachung 22 auf. Die Abflachung 22 erstreckt sich über den Übergang 20 in Richtung der Mittelachse 24 der Welle 10 in den dünneren Wellenabschnitt 18 mindestens so weit hinein wie die Breite b des Bauteils 12. Am Ende der Abflachung 2 2 im Wellenabschnitt 16 ist eine senkrechte Stufe 26 zum anschließenden kreiszylindrischen Außenumfang des Wellenabschnitts 16 vorhanden. Der radiale Abstand s der Abflachung 22 von der Mittelachse 24 der Welle 10 ist kleiner als der halbe Durchmesser d des Wellenabschnitts 18. Die Abflachung 22 erstreckt sich parallel zur Mittelachse 24. Die radiale Erstrekkung a des Wellenabschnittes 16 im Bereich der Abflachung 22 ist mindestens so groß wie der Durchmesser d des Wellenabschnitts 18. Das Bauteil 12 weist eine Öffnung 28 auf, deren Querschnitt dem des Wellenabschnitts 16 mit dem größeren Durchmesser D im Bereich der Abflachung 22 entspricht, also im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist und eine Abflachung aufweist. Die Abflachung 22 auf der Welle 10 erstreckt sich über den Übergang 20 hinaus bis in den Wellenabschnitt 18 hinein und zwar entsprechend der Breite b des Bauteils 12. Am Ende der Abflachung 22 ist im Wellenabschnitt 18 eine senkrechte Stufe 30 zum anschließenden kreiszylindrischen Querschnitt des Wellenabschnitts 18 vorhanden. Am Ende der Abflachung 2 im Wellenabschnitt 18 kann auch eine schräge Fläche 31, wie in Figur 1 gestrichelt dargestellt, als Übergang zum anschließenden kreiszylindrischen Wellenabschnitt vorgesehen sein. Alternativ könnte der Übergang von der Abflachung 22 zum kreiszylindrischen Wellenabschnitt 18 auch gerundet ausgeführt werden. Wesentlich dabei ist, daß die Abflachung 22 selbst mindestens so weit in den Wellenabschnitt 18 hineinreicht wie das Bauteil 12 breit ist und erst anschließend die schräge Fläche oder der gerundete übergang beginnt. Der an die Abflachung 22 anschließende Bereich des Wellenabschnitts 18 ist kreiszylindrisch ausgebildet und kann zur Lagerung der Welle 10 dienen und mittels eines nicht dargestellten Dichtrings abgedichtet werden.

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Zur Montage des Bauteils 12 wird dieses vom Ende der Welle 10 her in Richtung der Mittelachse 24 der Welle 10 auf den Wellenabschnitt 18 mit dem kleineren Durchmesser d aufgeschoben bis zum Übergang 20. Am Übergang 20 wird das Bauteil 12 in den sich im Wellenabschnitt 18 erstreckenden Bereich der Abflachung 22 abgesenkt und kann dann weiter geschoben werden, wobei das Bauteil 12 mit dem die Abflachung 22 aufweisenden Bereich des Wellenabschnitts 16 in Drehrichtung formschlüssig verbunden wird. In seiner Endlage kommt das Bauteil 12 mit seiner Stirnseite an der Stufe 26 zur Anlage.

In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Welle 110 wie beim ersten Ausführungsbeispiel die zwei Abschnitte 116 und 118 mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Zwischen den Wellenabschnitten 116 und 118 ist ein konisch ausgebildeter Übergangsbereich 120 vorhanden. Die Abflachung 122 erstreckt sich im Wellenabschnitt 116, im Übergangsbereich 120 und im Wellenabschnitt 118. In den Wellenabschnitt 118 reicht die Abflachung 122 in Richtung der Mittelachse 124 der Welle 110 mindestens entsprechend der Breite b des Bauteils 112 hinein. Der Übergang von der Abflachung 122 zum anschließenden kreiszylindrischen Wellenabschnitt 118 kann wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ausgeführt sein.

In Figur 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Welle 210 ebenfalls die zwei koaxialen Abschnitte 216 und 218 mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Abweichend zu den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erstreckt sich die Abflachung 2 22 nur im Wellenabschnitt 216 mit dem größeren Durchmesser und im Übergangsbereich 220. Zwischen den beiden Wellenabschnitten 216 und 218 ist ein im wesentlichen konischer Ubergangsbereich 220 vorgesehen. Der Wellenabschnitt 218 mit dem kleineren Durchmesser weist zum Ubergangsbereich 220 hin eine zur Mittelachse 224 hin abfallende Fläche 232 auf, die bis zum Rand 234 des Ubergangsbereichs 220 reicht. Beim Ausführungsbeispiel ist die

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abfallende Fläche 232 unter einem Winkel von etwa 20 Grad bezüglich der Mittelachse 224 geneigt. Die Größe des Neigungswinkels OC ist dabei allgemein abhängig von den Durchmessern D und d der beiden Wellenabschnitte 216 und 218, von der Breite b des Bauteils 12 und vom halben Kegelwinkel ß> des Ubergangsbereichs 220. Der Neigungswinkel oC ist mindestens so groß wie der halbe Kegelwinkel /S des Ubergangsbereichs 220. Die abfallende Fläche 232 kann eben oder gewölbt ausgebildet sein. Der Abstand in Richtung der Mittelachse 224 zwischen dem Rand 234 des Ubergangsbereichs 220 zum dünneren Wellenabschnitt 218 hin und dem Übergang 236 der abfallenden Fläche 232 vom kreiszylindrischen Wellenabschnitt 218 ist dabei mindestens so groß wie die Breite b des Bauteils 212. Bei der Montage des Bauteils 212 wird dieses auf den Wellenabschnitt 218 aufgeschoben, gleitet entlang der abfallenden Fläche 232 und dem konischen Übergangsbereich 220 auf den Wellenabschnitt 216 auf und kommt in seiner Endlage an der am Ende der Abflachung 222 gebildeten Stufe 226 zur Anlage.

Bei einer in Figur 6 dargestellten Variante ist die Welle 310 im wesentlichen wie beim dritten Ausführungsbeispiel ausgeführt, weist also in ihrem Abschnitt 318 die zur Abflachung 322 hin abfallende Fläche 332 auf. Der Übergangsbereich 320 ist bei der Variante im wesentlichen konisch ausgebildet, jedoch ist dieser mit einer zur Fläche 332 des Wellenabschnitts 318 abfallenden Fläche 338 versehen, die sich im gleichen Umfangsbereich erstreckt wie die Abflachung 322 und die Fläche 332 des Wellenabschnitts 318. Die beiden abfallenden Flächen 332 und 338 berühren sich in einer senkrecht zur Mittelachse 324 der Welle 310 liegenden Linie 340. Der radiale Abstand &khgr; der Berührungslinie 340 von der Mittelachse 324 ist kleiner als der radiale Abstand s der Abflachung 322 von der Mittelachse 324. Die abfallende Fläche 338 ist unter einem Winkel tf*- von etwa 15 Grad zur Mittelachse 324 geneigt und kann eben oder gewölbt ausgebildet sein.

Claims

R. 26028 23.3.1993 Gu/Mn SOBEET BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 30 Ansprüche

1. Welle-Nabe-Verbindung bei der die Welle (10;110;210;310) im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet ist und auf einem Teil ihres Umfangs eine Abflachung (22;122;222;322) aufweist, wobei das die Nabe aufweisende, mit der Welle zu verbindende Bauteil (12) eine Öffnung (28) aufweist, deren Querschnitt an den der Welle (10;110; 210;310) im Bereich der Abflachung (22;122;222;322) angepaßt ist, so daß das Bauteil (12) auf die Welle (10;110;210;310) entlang von deren Mittelachse (24;124;224;324) aufschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (10;110;210;310) im Bereich der Abflachung (22;122;222;322) zwei koaxiale Abschnitte (16;116;216;316;18;118; 218;318) mit unterschiedlichen Durchmessern (D;d) aufweist, wobei sich die Abflachung (22;122;222;322) zumindest im dickeren Wellenabschnitt (16;116;216;316) erstreckt, daß der radiale Abstand (s) der Abflachung (22;122;222;322) von der Mittelachse (24;124;224;324) der Welle (10;110;210;310) geringer ist als der halbe Durchmesser (d) des dünneren Wellenabschnitts (18;118;218;318), daß die gesamte radiale Erstreckung (a) des dickeren Wellenabschnitts (16;116;216; 316) im Bereich der Abflachung (22;122;222;322) mindestens so groß ist wie der Durchmesser (d) des dünneren Wellenabschnitts (18;118; 218;318), und daß die Erstreckung der Abflachung (22;122;222;322) entlang der Welle (10;110;210;310) und der übergang (20;120;220;320)

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der beiden Wellenabschnitte (16;116;216;316;18;118;218;318) so auf die Breite (b) des Bauteils (12) abgestimmt sind, daß dieses über den dünneren Wellenabschnitt (18;118;218;318) bis auf den dickeren Wellenabschnitt (16;116;216;316) im Bereich der Abflachung (22;122; 222;322) aufschiebbar ist.

2. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang (20) zwischen den beiden Wellenabschnitten (16,18) in Form eines Absatzes ausgeführt ist und daß die Erstreckung der Abflachung (22) im dünneren Wellenabschnitt (18) in Richtung der Mittelachse (24) der Welle (10) mindestens so groß ist wie die Breite (b) des Bauteils (12).

3. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Wellenabschnitten (116,118) ein etwa konisch ausgebildeter Übergangsbereich (120) angeordnet ist, daß sich die Abflachung (122) durch den Ubergangsbereich (120) bis in den dünneren Wellenabschnitt (118) erstreckt, wobei die Erstreckung der Abflachung (122) im dünneren Wellenabschnitt (118) in Richtung der Mittelachse (124) der Welle (110) mindestens so groß ist wie die Breite (b) des Bauteils (12).

4. Welle-Nabe-Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dünnere Wellenabschnitt (218;318) eine ausgehend von dessen kreiszylindrischem Bereich zur Abflachung (222; 322) hin zur Mittelachse (224;324) der Welle (210;310) abfallende Fläche (232;332) aufweist.

5. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich (320) der Welle (310) eine von der Abflachung (322) wegweisende, zur Mittelachse (324) der Welle (310) hin abfallende Fläche (338) aufweist.

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6. Welie-Nabe-Verbindung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die abfallende Fläche (232;332;338) eben ausgebildet ist.

7. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 4 oder 5/ dadurch gekennzeichnet, daß die abfallende Fläche (232;332;338) in Richtung der Mittelachse (224;324) der Welle (210;310) gewölbt ausgebildet ist.

8. Welle-Nabe-Verbindung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden abfallenden Flächen (332,33 8) in einer quer zur Mittelachse (324) der Welle (310) liegenden Linie (340) berühren und daß der radiale Abstand (x) der Berührungslinie (340) von der Mittelachse (324) kleiner ist als der radiale Abstand (s) der Abflachung (322) von der Mittelachse (324).

9. Welle-Nabe-Verbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (10;110;210;310) und das als ein Laufrad ausgebildete Bauteil (12) Teil einer Pumpe zum Fördern eines flüssigen Mediums sind, insbesondere einer Pumpe zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs .