WO2006032393A1 - Gelenkwelle mit zentriervorrichtung - Google Patents

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WO2006032393A1
WO2006032393A1 PCT/EP2005/009842 EP2005009842W WO2006032393A1 WO 2006032393 A1 WO2006032393 A1 WO 2006032393A1 EP 2005009842 W EP2005009842 W EP 2005009842W WO 2006032393 A1 WO2006032393 A1 WO 2006032393A1
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shaft
arm flange
transmission
flange
propeller shaft
Prior art date
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PCT/EP2005/009842
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English (en)
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Inventor
Hans Roth
Original Assignee
Mtu Friedrichshafen Gmbh
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/78—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members shaped as an elastic disc or flat ring, arranged perpendicular to the axis of the coupling parts, different sets of spots of the disc or ring being attached to each coupling part, e.g. Hardy couplings

Definitions

  • the invention relates to a propeller shaft according to the preamble of claim 1 and a manufacturing method thereof.
  • the transmission of torque from a gearbox to an axlebox transmission takes place via a cardan shaft.
  • This ⁇ • typically consists of two shafts, which are interconnected via a universal joint, and a connecting member at a shaft end.
  • a propeller shaft is known for example from DE 26 22 003 Al. and DE 199 54 475 C1.
  • the connection element consists of a three-arm flange with shaft collar, a centering sleeve with internal insert and a flexible disc.
  • the three-arm flange with shaft collar is connected to the shaft via a weld.
  • the joint disc is arranged, which is bolted to both the three-arm flange and with the transmission or the axle distributor.
  • connection element is manufactured in the following steps: In a first step, the three-arm flange is forged with shaft collar. In a second step, the shaft collar and the inner diameter are machined. In one third step, the hole pattern for the screws is drilled. In a fourth step, then the centering sleeve is pressed with insert in the three-arm flange. After completion of the connection element this is welded to the shaft, problematic in this propeller shaft are the many steps and different working procedures, which are costly. ⁇ .
  • the object of the invention is to further develop the known propeller shaft with respect to a simpler design.
  • the invention provides that the three-arm flange and the centering sleeve are integral.
  • This component is manufactured by means of a chipless forming process, for example deep drawing or extrusion.
  • the shaft comes directly to an end face of the three-arm flange to the system, whereby the shaft collar is eliminated.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section of the connection element
  • Fig. 2 is a plan view
  • Fig. 3 is a plan view.
  • FIG. 1 shows a connection element 2 of a propeller shaft 1.
  • the propeller shaft 1 usually consists of a first and second shaft, which are connected via a joint, as well as the connection element 2 at a shaft end for connecting the propeller shaft 1 with a transmission or an axle distributor transmission.
  • a propeller shaft is known for example from DE 199 54 475 Cl.
  • Figure 1 shows the propeller shaft 1 in plan view shaft side ( Figure 2) and the transmission side ( Figure 3).
  • the connecting element 2 consists of a three-arm flange 4, a centering sleeve 5, a flexible disc 7 and an insert 9.
  • the insert 9 is disposed inside the centering sleeve 5 and includes a first ring 10 • made of elastomer and a second ring 11 of plastic or metal, see also Figure 3.
  • the insert 9 is. the PTO shaft 1 centered with respect to a transmission by a centering pin 6 of the transmission engages in the insert 9.
  • the three-arm flange 4 and the centering sleeve 5 are made in one piece. This component is produced by a non-cutting forming process, for example deep drawing or extrusion.
  • any desired flange can be used, for. B. four-arm flange.
  • a shaft 3 comes directly to an end face 8 of the three-arm flange 4 to the plant.
  • the shaft 3 is welded to the end face 8 of the three-arm flange 4.
  • the chipless forming process is compared to the forging achieved a cost advantage; the three-arm flange no longer has a shaft collar, which eliminates machining of the shaft collar and inner diameter.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung schlägt eine Gelenkwelle (1) mit einem Anschluss-Element (2) vor, bei welchem ein Dreiarm-Flansch (4) und eine Zentrierhülse (5) einstückig sind. Hergestellt wird dieses Bauteil mittels eines spanlosen Umformverfahrens, insbesondere Tiefziehen.

Description

GELENKWELLE MIT ZENTRIERVORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Gelenkwelle nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren hierfür.
Die Momentübertragung von einem Getriebe auf ein Achsverteiler-Getriebe erfolgt über eine Gelenkwelle. Diese ■ • besteht typischerweise aus zwei Wellen, welche über ein Kreuzgelenk miteinander verbunden sind, und einem Anschluss- Element an einem Wellenende. Eine derartige Gelenkwelle ist beispielsweise aus der DE 26 22 003 Al. und der DE 199 54 475 Cl bekannt. Bei diesen Gelenkwellen besteht das Anschluss-Element aus einem Dreiarm-Flansch mit Wellenbund, einer Zentrierhülse mit innenliegendem Einsatz und einer Gelenkscheibe. Der Dreiarm-Flansch mit Wellenbund ist mit der Welle über eine Schweißnaht verbunden. Auf der Zentrierhülse ist die Gelenkscheibe angeordnet, welche sowohl mit dem Dreiarm-Flansch als auch mit dem Getriebe oder dem Achsverteiler-Getriebe verschraubt ist. Über die Gelenkscheibe wird neben der Momentübertragung zusätzlich eine Torsionsdämpfung sowie ein Fehlwinkel-Ausgleich zwischen dem Getriebe und der Gelenkwelle erreicht. In der Praxis wird das Anschluss-Element in folgenden Schritten hergestellt: In einem ersten Schritt wird der Dreiarm-Flansch mit Wellenbund geschmiedet. In einem zweiten Schritt werden der Wellenbund und der Innendurchmesser spanabhebend bearbeitet. In einem dritten Schritt wird das Lochbild für die Schrauben gebohrt. In einem vierten Schritt wird danach die Zentrierhülse mit Einsatz in den Dreiarm-Flansch eingepresst. Nach Fertigstellung des Anschluss-Elements wird dieses mit der Welle verschweißt, problematisch sind bei dieser Gelenkwelle die vielen Arbeitsschritte und unterschiedlichen Arbeits- Verfahren, welche kostenintensiv sind. ■ .
Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Gelenkwelle im Hinblick auf eine einfachere Ausführung weiter zu entwickeln.
Die Aufgabe .wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren nach Anspruch 5 gelöst.
Die Erfindung sieht vor, dass der Dreiarm-Flansch und die Zentrierhülse einstückig sind. Hergestellt wird dieses Bauteil mittels eines spanlosen Umformverfahrens, zum Beispiel Tiefziehen oder Fließpressen. Gemäß der Erfindung kommt die Welle unmittelbar an einer Stirnfläche des Dreiarm- Flanschs zur Anlage, wodurch der Wellenbund entfällt.
Gegenüber dem bisherigen Herstellungsverfahren entfällt der Arbeitsschritt der spanenden Bearbeitung des Wellenbunds und des. Innendurchmessers. Durch das Tiefziehen des Dreiarm- • Flanschs an Stelle des Schmiedens und der Einstückigkeit des Dreiarm-Flanschs mit der Zentrierhülse wird ein weiterer Kostenvorteil erzielt.
In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 Einen Längsschnitt des Anschluss-Elements;
Fig. 2 Eine Draufsicht; Fig. 3 Eine Draufsicht.
In Figur 1 ist ein Anschluss-Element 2 einer Gelenkwelle 1 dargestellt. Die Gelenkwelle 1 besteht üblicherweise aus einer ersten und zweiten Welle, welche über, ein Gelenk verbunden sind, sowie dem Anschluss-Element- 2 an einem Wellenende zum Verbinden der Gelenkwelle 1 mit einem Getriebe oder einem Achsverteiler-Getriebe. Eine derartige Gelenkwelle ist beispielsweise aus der DE 199 54 475 Cl bekannt.
Die weiter Erläuterung der Figur 1 folgt in Verbindung mit den beiden anderen Figuren 2 und 3, welche die Gelenkwelle 1 in Draufsicht wellenseitig (Figur 2) bzw. getriebeseitig (Figur 3) zeigen. Das Anschluss-Element 2 besteht aus einem Dreiarm-Flansch 4, einer Zentrierhülse 5, einer Gelenkscheibe 7 und einem Einsatz 9. Der Einsatz 9 ist innerhalb der Zentrierhülse 5 angeordnet und umfasst einen ersten Ring 10 • aus Elastomer und einen zweiten Ring 11 aus Kunststoff oder Metall, siehe hierzu auch Figur 3. Über den Einsatz 9 wird . die Gelenkwelle 1 gegenüber einem Getriebe zentriert, indem ein Zentrierzapfen 6 des Getriebes in den Einsatz 9 eingreift. Die Momentübertragung vom Getriebe auf die Gelenkwelle 1 erfolgt über die Gelenkscheibe 7, welche sowohl mit dem Getriebe als auch mit dem Dreiarm-Flansch 4 verschraubt wird, siehe Bohrungen 12. Gemäß der Erfindung sind der Dreiarm-Flansch 4 und die Zentrierhülse 5 einstückig ausgeführt. Hergestellt wird dieses Bauteil über ein spanloses Umformverfahren, zum Beispiel Tiefziehen oder Fließpressen. An Stelle des Dreiarm-Flanschs 4 kann selbstverständlich auch ein beliebig ausgebildeter Flansch verwendet werden, z. B. Vierarm-Flansch. Wie in Figur 1 und Figur 2 dargestellt, kommt eine Welle 3 unmittelbar an einer Stirnfläche 8 des Dreiarm-Flanschs 4 zur Anlage. Die Welle 3 wird an der Stirnfläche 8 des Dreiarm-Flanschs 4 verschweißt. Aus der vorhergehenden Beschreibung ergeben sich für die Erfindung gegenüber dem Stand der Technik folgende Effekte;
- durch die Einstückigkeit des Dreiarm-Flanschs und der Zentrierhülse wird die Teile-Vielfalt reduziert; • •
- durch das spanlose Umformverfahren wird gegenüber dem Schmieden ein Kostenvorteil erreicht; der Dreiarm-Flansch besitzt keinen Wellenbund mehr, wodurch eine Bearbeitung des Wellenbunds und Innendurchmessers entfallen.
Bezugszeichen
Gelenkwelle
Anschluss-Element
Welle
Dreiarm-Flansch
Zentrierhülse
Zentrierzapfen
Gelenkscheibe
Stirnfläche
Einsatz erster Ring zweiter Ring
Bohrung

Claims

Patentansprüche
1. Gelenkwelle (1) zur Momentübertragung von einem Getriebe auf ein Achsverteiler-Getriebe mit mindestens einer Welle (3) und einem Anschluss-Element (2), das einen Dreiarm- .
Flansch (4), eine Zentrierhülse (5) zur' Aufnahme eines
Zentrierzapfens (6) und eine Gelenkscheibe (7) zur .
Momentübertragung sowie Torsionsdämpfung, welche drehfest mit dem Dreiarm-Flansch (4) und dem Getriebe verbunden ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Dreiarm-Flansch (4) und die Zentrierhülse (5) einstückig sind.
2. Gelenkwelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ■ . dass die Welle (3) unmittelbar an einer Stirnfläche (8) des Dreiarm-Flanschs (4) anliegt.
3. Gelenkwelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zentrierhülse (5) ein Einsatz (9) angeordnet ist.
4^. Gelenkwelle (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (9) aus einem ersten Ring (10) aus Elastomer und/oder einem zweiten Ring (11) aus Metall oder Kunststoff besteht.
5. Verfahren zur Herstellung einer nach Anspruch 1 ■ ausgeführten Gelenkwelle (1), dadurch gekennzeichnet, dass der einstückige Dreiarm-Flansch (4) mit Zentrierhülse (5) mittels eines spanlosen Umformverfahrens, insbesondere Tiefziehen oder Fließpressen, hergestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, • dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) an der Stirnfläche (8) des Dreiarm- Flanschs (4) angeschweißt wird.
PCT/EP2005/009842 2004-09-25 2005-09-14 Gelenkwelle mit zentriervorrichtung WO2006032393A1 (de)

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