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Die
Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zwischen einem Wellenzapfen
und einem Gleichlaufdrehgelenk, insbesondere im Längsantriebsstrang
eines Kraftfahrzeugs. Das Gleichlaufdrehgelenk umfaßt ein Gelenkaußenteil,
das beispielsweise mit einer Antriebswelle verbindbar ist, ein Gelenkinnenteil,
in das der Wellenzapfen zur Übertragung
eines Drehmoments verdrehfest eingreift, sowie drehmomentübertragende
Elemente, die zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil
wirksam sind. Der Wellenzapfen kann das Eingangs- oder Ausgangsteil
eines Getriebes, insbesondere eines Achsdifferentials oder eines
Schaltgetriebes sein, so daß er
axial und radial festgelegt ist. Das Gleichlaufdrehgelenk befindet
sich dementsprechend an einem Ende der Längsantriebswelle. Der Wellenzapfen
kann auch in einem elastischen Zwischenlager radial elastisch aufgehängt sein,
wobei das Gleichlaufdrehgelenk dann als Mittelgelenk einer zweiteiligen
Längsantriebswelle
eingesetzt ist.
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Aus
der
DE 10 2004
048 079 A1 ist eine Verbindungsanordnung zwischen einem
Gleichlaufdrehgelenk, das am Ende einer Längsantriebswelle angeordnet
ist, und einem axial festgelegten Wellenzapfen eines Getriebes bekannt.
Der Wellenzapfen greift mittels einer Längsverzahnung drehfest in ein
Gelenkinnenteil des Gleichlaufdrehgelenks ein. Die Längsantriebswelle
weist einen Gewindeabschnitt auf, an der eine Verschraubungshülse aufgeschraubt
ist. Die Verschraubungshülse
greift in eine Eindrehung des Gelenkinnenteils ein, wobei ein in
der Eindrehung einsitzender Sicherungsring das Gelenkinnenteil gegenüber der
Verschraubungshülse
axial fixiert.
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Aus
der
DE 10 2004
009 477 B4 ist eine weitere Verbindungsanordnung zwischen
einem Gleichlaufdrehgelenk und einem Wellenzapfen bekannt. Dabei
ist eine Hülse
vorgesehen, die mit dem Gelenkinnenteil fest verbunden ist und in
eine Ringnut des Wellenzapfens eingreift, so daß eine axial wirksame Rastverbindung
gebildet ist. Die Hülse
ist im Bereich der Rastverbindung mittels eines Spannbands radial gesichert.
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Aus
der
DE 102 15 657
A1 ist eine Verbindungsanordnung bekannt, bei der eine
Längsantriebswelle über ein
Gleichlaufdrehgelenk mit einer Differentialeingangswelle antriebsverbunden
ist.
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Insgesamt
gestaltet sich die Anbindung eines Gleichlaufdrehgelenks an einen
Wellenzapfen als schwierig, da in der Regel nur ein begrenzter Bauraum
zur Verfügung
steht und die Endmontage aufwendig ist. Gleichzeitig werden an die
Verbindungsanordnung zwischen Gleichlaufdrehgelenk und Wellenzapfen
die Anforderungen einer optimalen Sicherung gegen Lösen und
einer minimalen Beeinträchtigung
der Festigkeit der Bauteile gestellt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsanordnung
zwischen einem Gleichlaufdrehgelenk und einem Wellenzapfen vorzuschlagen,
die kompakt baut, eine sichere axiale Befestigung ermöglicht und
einen minimalen Einfluß auf
die Wellenfestigkeit hat, wobei eine leichte Montage und Demontage
gegeben sein soll.
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Die
Lösung
besteht in einer Verbindungsanordnung, insbesondere im Längsantriebsstrang
eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Wellenzapfen mit einer äußeren Zapfennut;
ein Gleichlaufdrehgelenk mit einem Gelenkinnenteil, das mit dem
Wellenzapfen zur Übertragung
eines Drehmoments drehfest verbunden ist, wobei das Gelenkinnenteil
einen hülsenartigen
Abschnitt mit einer inneren Ringnut aufweist; und einen radial elastisch
aufweitbaren Axialsicherungsring zur axialen Fixierung des Gelenkinnenteils,
der in der Zapfennut des Wellenzapfens einsitzt; und Sicherungsmittel,
die auf dem hülsenartigen
Abschnitt angeordnet sind und ein radiales Aufweiten des Axialsicherungsrings
verhindern.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung
liegt darin, daß eine
sichere axiale Festlegung zwischen dem Gelenkinnenteil und dem Wellenzapfen
erreicht wird. Insbesondere bei auftretenden Fliehkräften oder
eingeleiteten Axialkräften bieten
die Sicherungsmittel einen wirksamen Schutz gegen radiales Aufweiten des
Axialsicherungsrings und damit eine zuverlässige Verbindung. Ferner hat die
Konstruktion nur einen mimimalen Einfluß auf die Festigkeit des Wellenzapfens,
da Axialsicherungsringe einsetzbar sind, deren Form lediglich eine
geringe Querschnittsverringerung des Wellenzapfens erfordern. Dabei
ist die Tiefe der Zapfennut, in die der Axialsicherungsring eingeschnappt
ist, vorzugsweise geringer als die Tiefe der inneren Ringnut des
hülsenartigen
Abschnittes. Ein weiterer Vorteil ist im einfachen Aufbau der Verbindungsanordnung
zu sehen, die nur wenige Teile aufweist, was sich günstig auf die
Herstellungskosten auswirkt. Der benötigte Bauraum der Anordnung
ist gering und es ergibt sich eine leichte Montierbarkeit der Komponenten.
Insbesondere kann das Gleichlaufdrehgelenk komplett vormontiert
werden, so daß bei
der Endmontage lediglich die Anbindung an den Wellenzapfen zu bewerkstelligen
ist.
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Zur
Montage wird der Axialsicherungsring in die Ringnut des hülsenartigen
Abschnittes eingesetzt und das Gelenkinnenteil, und damit das gesamte Gleichlaufdrehgelenk,
wird auf den Wellenzapfen aufgeschoben. Dabei wird der Axialsicherungsring vorzugsweise
durch einen Endkonus des Wellenzapfens radial aufgeweitet und schnappt
bei Erreichen der Zapfennut nach innen. Auf diese Weise ist der Axialsicherungsring
nach radial innen vorgespannt, das heißt er sitzt mit Vorspannung
in der Zapfennut ein. Bei Bedarf läßt sich die Verbindungsanordnung durch
elastisches Aufweiten des Axialsicherungrings leicht wieder lösen, wobei
die Funktionsfähigkeit
der einzelnen Bauteile in vollem Umfang erhalten bleibt. Der Wellenzapfen
kann insbesondere Eingangsteil oder Ausgangsteil eines Getriebes
sein. Als Eingangsteil findet der Wellenzapfen beispielsweise Verwendung
in einem Achsdifferentials, das zur Verteilung des eingeleiteten
Drehmoments von der Längsantriebswelle
auf zwei Seitenwellen dient. Als Ausgangsteil kann der Wellenzapfen
beispielsweise in einem Schaltgetriebe verwendet werden, von dem
das Drehmoment in die Längsachse
eingeleitet wird. Das Getriebe ist vor der Montage der Antriebswelle
eingebaut, so daß der
Wellenzapfen axial und radial in dem Getriebegehäuse festgelegt ist.
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Nach
einer ersten Ausführungsform
ist der Axialsicherungsring in Form eines Sprengrings gestaltet,
das heißt
eines offenen Rings. Nach einer zweiten Ausführungsform ist der Axialsicherungsring als
umlaufend geschlossener Ring gestaltet.
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Bei
Verwendung eines Sprengrings ist es besonders günstig, wenn dieser und gegebenenfalls auch
die Zapfennut ein rechteckiges Profil aufweisen. Das Rechteckprofil
gewährleistet,
daß es
bei zwischen dem Gelenkinnenteil und dem Wellenzapfen wirkenden
Axialkräften
nicht zu einer Gleitbewegung an den Kontaktflächen und damit einem radialen
Aufweiten des Sprengrings kommt. Es sind jedoch auch beliebige andere
Querschnittsformen denkbar, beispielsweise runde, ovale oder trapezförmige Querschnitte.
Zu Handhabungszwecken ist es besonders günstig, wenn die zumindest zwei
nach außen
vorstehenden Ringabschnitte die Enden des offenen Sprengrings bilden.
Vorzugsweise hat der hülsenartige
Abschnitt in einem Teilumfangsbereich der inneren Ringnut eine Ausnehmung
zur Außenumfangsfläche, in
der die Enden des Sprengrings aufgenommen sind. Diese Ausnehmung
erstreckt sich in axiale Richtung vorzugsweise bis zum stirnseitigen
Ende des hülsenartigen
Abschnitts, so daß ein
Freiraum für
Montage- bzw. Demontagezwecke gebildet ist. Es ist für die Sicherung
der Verbindungsanordnung besonders günstig, wenn die Enden des Sprengrings
radial zumindest bis zur Außenumfangsfläche vorstehen,
wobei der Sprengring in die Zapfennut eingerastet ist.
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Bei
Verwendung eines geschlossenen Rings ist dessen Querschnitt vorzugsweise
derart gestaltet, daß eine
axiale Relativbewegung des Rings relativ zum Wellenzapfen ein radial-elastisches
Aufweiten des Rings bewirkt. Dies kann beispielsweise durch einen
runden, einen ovalen oder einen trapezförmigen Querschnitt des Sicherungsrings
bewerkstelligt werden. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht
darin, daß die
Anordnung durch Aufbringen einer Axialkraft, sofern die Sicherungsmittel
zum Verhindern eines Aufweitens des Sicherungsrings entfernt sind, leicht
demontierbar ist.
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Nach
einer günstigen
Weiterbildung, die für die
erste und die zweite Ausführungsform
gilt, sind die nach außen
vorstehenden Ringabschnitte als umfangsverteilte Ausbuchtungen des
Axialsicherungsrings gestaltet. Die Anzahl der Ausbuchtungen, die
vorzugsweise regelmäßig über den
Umfang verteilt sind, ist grundsätzlich
frei wählbar,
wobei eine Anzahl von zumindest drei, insbesondere vier radialen
Ausbuchtungen für
eine Zentrierung relativ zum Gelenkinnenteil günstig ist. Der hülsenartige Abschnitt
weist in Teilumfangsbereichen der inneren Ringnut vorzugsweise mehrere
Ausnehmungen zur Außenumfangsfläche bzw.
zur Stirnfläche
des hülsenartigen
Abschnitts auf, in die sich die Ausbuchtungen des Axialsicherungsrings
hineinerstrecken. Dabei sind die Ausnehmungen im Querschnitt betrachtet
gerade so groß,
daß die
hierin einliegenden Ausbuchtungen aufgenommen werden, ohne Raum
für elastische
Verformung zu haben. Für
eine einfache Sicherung ist es von Vorteil, wenn die Ausbuchtungen
so gestaltet sind, daß sie
mit ihren äußeren Endflächen radial
zumindest bis zur Außenumfangsfläche des
hülsenartigen
Abschnittes reichen, wobei der Axialsicherungsring in die Zapfennut
eingerastet ist. Bei Verwendung eines offenen Rings mit Ausbuchten
befindet sich der Öffnungsschlitz
vorzugsweise in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Ausbuchtungen.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung, die ebenfalls für beide vorstehend genannten
Ausführungsformen
gilt, sind die Sicherungsmittel zum Verhindern eines radialen Aufweitens
des Axialsicherungsrings in Form einer Manschette gestaltet. Diese sitzt
auf dem hülsenartigen
Abschnitt des Gelenkinnenteils auf und überdeckt die zumindest eine Ausnehmung.
In aufgeschobenem Zustand der Manschette liegen die nach außen abstehenden
Endabschnitte des offenen Rings bzw. die Ausbuchtungen des geschlossenen
Rings gegen die Innenfläche der
Manschette an, so daß ein
Aufweiten des Axialsicherungsrings verhindert wird. Eine besonders
gute Sicherung wird erreicht, wenn die Manschette im Überdeckungsbereich
mit den Enden des offenen Sicherungsrings bzw. den Ausbuchtungen
des geschlossenen Sicherungsrings verstärkt ist, beispielsweise durch
eine einliegenden Verstärkungsring. Durch
die aufgeschobene Manschette wird in vorteilhafter Weise erreicht,
daß ein
radiales Aufweiten des Axialsicherungsrings zumindest soweit verhindert wird,
daß er
nicht mehr aus der Zapfennut gedrückt werden kann. Die Manschette
hat vorzugsweise einen inneren Ringwulst, der in eine äußere Ringnut des
hülsen
Abschnittes zur Axialsicherung eingreift. Die Fixierung der Manschette
wird mittels eines Binders bewerkstelligt, der insbesondere derart
gestaltet ist, daß er
nur bei korrekt auf dem hülsenartigen
Abschnitt aufsitzender Manschette geschlossen werden kann. Durch
diese Ausgestaltung wird eine versehentliche Falschmontage verhindert.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung, die für alle vorgenannten Ausführungsformen
gilt, ist zur drehfesten Verbindung des Gelenkinnenteils mit dem Wellenzapfen
eine Wellenverzahnung vorgesehen, wobei die Ringnut, in die der
Axialsicherungsring eingesetzt ist, axial benachbart zu der Wellenverzahnung
angeordnet ist. Die Ringnut läßt sich
einfacher fertigen, da sie nicht innerhalb der Wellenverzahnung liegt.
Vorzugsweise weist das Gelenkinnenteil einen Kugelbahnabschnitt
auf, in dem innere Kugelbahnen gebildet sind, wobei sich die Wellenverzahnung
axial über
den Kugelbahnabschnitt hinaus bis in den hülsenartigen Abschnitt des Gelenkinnenteils
erstreckt. Durch diese Maßnahme
der verlängerten
Wellenverzahnung lassen sich besonders hohe Drehmomente übertragen.
Es ist weiter vorgesehen, daß das
Gelenkinnenteil im Bereich des hülsenartigen
Abschnitts eine äußere Ringnut
aufweist, in die ein innerer Bund einer Dichtmanschette mittels
eines Spannrings fixiert ist. Das so gestaltete Gelenk kann vor
der Montage mit dem Wellenzapfen komplett vormontiert werden. Durch
die Verwendung eines Membranbalgs als Dichtmanschette ergibt sich
ein besonders kompakter Aufbau.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren beschrieben. Es
zeigt:
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1 eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung zwischen
einem Wellenzapfen und einem Gleichlaufdrehgelenk in einer ersten
Ausführungsform
mit offenem Axialsicherungsring
- a) im Halblängsschnitt
in perspektivischer Ansicht;
- b) im Querschnitt durch eine Ebene, die den Axialsicherungsring
beinhaltet;
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2 eine
erfindungsgemäße Verbindungsanordnung
zwischen einem Wellenzapfen und einem Gleichlaufdrehgelenk in einer
zweiten Ausführungsform
mit offenem Axialsicherungsring in perspektivischer Ansicht, teilweise
geschnitten;
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3 eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung zwischen
einem Wellenzapfen und einem Gleichlaufdrehgelenk in einer dritten
Ausführungsform mit
geschlossenem Axialsicherungsring
- a) im Halblängsschnitt
in perspektivischer Ansicht;
- b) in Axialansicht in einer Querschnittsebene, die den Axialsicherungsring
beinhaltet;
- c) den Axialsicherungsring als Detail;
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4 eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung zwischen
einem Wellenzapfen und einem Gleichlaufdrehgelenk in einer vierten
Ausführungsform
mit offenem Axialsicherungsring
- a) in Axialansicht
in einer Querschnittsebene, die den Axialsicherungsring beinhaltet;
- b) den Axialsicherungsring als Detail.
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Die
Figuren werden nachstehend zunächst gemeinsam
beschrieben, soweit sie übereinstimmende
Einzelheiten erkennen lassen. Ein Wellenzapfen 3 ist mit
einem Gleichlaufdrehgelenk 4, das in Form eines Gegenbahnfestgelenks
gestaltet ist, in noch näher
zu erläuternder
Weise verbunden. Der Wellenzapfen 3 ist axial und radial
mittels eines Wälzlagers
in einem Getriebegehäuse
gelagert (nicht dargestellt). Dabei kann das Getriebe beispielsweise das
Achsdifferential oder das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs sein,
wobei das Gleichlaufdrehgelenk 4 dann an einem Ende der
Längsantriebswelle
angeordnet ist. Insofern ist der Wellenzapfen 3 in dem
Getriebegehäuse
axial festgelegt und läßt sich
bei der Endmontage des Gleichlaufdrehgelenks 4 und der damit
verbundenen Antriebswelle nicht verschieben.
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Das
Gleichlaufdrehgelenk 4 umfaßt ein Gelenkaußenteil 5,
ein Gelenkinnenteil 6, drehmomentübertragene Kugeln 7 und
einen Kugelkäfig 8.
Die Kugeln befinden sich bei den Darstellungen gemäß den 1 und 2 in einer
anderen Schnittebene und sind daher hier nicht sichtbar. Wie in 3 erkennbar ist, sind die Kugeln 7 in
ersten äußeren Kugelbahnen 9 und
ersten inneren Kugelbahnen 10 gehalten, die sich in Richtung
zur Antriebswelle hin öffnen,
und in zweiten äußeren Kugelbahnen 12 und zweiten
inneren Kugelbahnen 13 gehalten, die sich zum Wellenzapfen öffnen. Am
Gelenkaußenteil 5 ist eine
Hohlwelle 11 angeschweißt. Die Hohlwelle 11 umfaßt ein Wellenrohr
mit einem Flanschteil 14 am Ende. Zwischen dem Flanschteil 14 und
dem Gelenkaußenteil 5 ist
ein Deckel 15 eingesetzt, der den Gelenkraum in Richtung
zum Wellenrohr abdichtet. Das Gleichlaufdrehgelenk 4 kann
selbstverständlich
auch jede beliebige andere bekannte Ausgestaltung als die eines
Gegenbahngelenks haben.
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Auf
der der Hohlwelle 11 gegenüberliegenden Seite ist das
Gleichlaufdrehgelenk 4 mittels einer Dichtungsanordnung 22 abgedichtet.
Die Dichtungsanordnung 22 umfaßt ein Halteelement 23,
das an dem Gelenkaußenteil 5 befestigt
ist, insbesondere aufgeklipst ist, sowie eine Dichtmanschette 24,
die mit einer äußeren umlaufenden
Wulst 25 in ein umgebördeltes
Ende des Halterings 23 dichtend eingreift. Radial innen
hat die Dichtmanschette 24, die in Form eines Membranbalgs
gestaltet ist, einen inneren Bund 28, der in eine entsprechende
Ringut 27 des Gelenkinnenteils 6 eingreift. Zur
Fixierung des inneren Bundes 28 auf dem Gelenkinnenteil 6 ist
ein Sicherungsring 26 vorgesehen, der in eine entsprechende
ringförmige
Ausnehmung an der Außenseite des
Bundes 28 eingreift. Das Gelenkinnenteil 6 hat einen
Kugelbahnabschnitt 19, der sich etwa über die Länge der inneren Kugelbahnen 10, 13 erstreckt,
sowie einen sich hieran axial anschließenden hülsenartigen Abschnitt 20.
Der hülsenartige
Abschnitt 20 ist einteilig an das Gelenkinnenteil 6 angeformt
und kann daher auch als Hülsenansatz
bezeichnet werden. Es versteht sich von selbst, daß der hülsenartige Ansatz
auch zunächst
als separates Bauteil hergestellt und nachträglich mit dem Gelenkinnenteil
fest verbunden werden kann, beispielsweise mittels Schweißen. Die
umlaufende Ringnut 27 zur Fixierung des Membranbalgs 24 ist
in dem hülsenartigen Abschnitt 20 axial
benachbart zum Kugelbahnabschnitt 19 angeordnet.
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Das
Gelenkinnenteil 6 hat eine zentrale Durchgangsbohrung 21 mit
einer inneren Wellenverzahnung 17, in die der Wellenzapfen 3 mit
einer entsprechenden äußeren Wellenverzahnung
zur Übertragung
eines Drehmoments eingesteckt ist. In einem der Hohlwelle 11 zugewandten
Endabschnitt hat die zentrale Durchgangsbohrung 21 einen
radial erweiterten Bohrungsabschnitt, in die ein weiterer Deckel 16 zur
Abdichtung des Gelenkraums eingesetzt ist. Auf diese Weise ist der
Gelenkraum durch die Dichtungsanordnung 22 sowie die beiden
Deckel 15, 16 abgedichtet, so daß ein Aus laufen
von Schmiermittel bzw. ein Eindringen von Schmutz verhindert wird.
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Der
Wellenzapfen 3 hat an seinem dem Gelenk 4 zugewandten
Ende eine äußere Konusfläche 36 zum
Einführen
in die Bohrung 17 des Gelenkinnenteils 6. Zur
Axialsicherung des Wellenzapfens 3 relativ zum Gelenkinnenteil 6 ist
ein Axialsicherungsring 30 vorgesehen, der innen in einer
umlaufenden äußeren Zapfennut 34 des
Wellenzapfens 3 und außen
in einer inneren Ringnut 36 des Gelenkinnenteils 6 einsitzt.
Dabei ist der Axialsicherungsring 30 nach radial innen
vorgespannt. Zur Montage wird der Axialsicherungsring 30 in
die Ringnut 36 des hülsenartigen
Abschnittes 20 eingesetzt, und das Gelenkinnenteil 6,
und damit das gesamte Gleichlaufdrehgelenk 4, wird auf
den Wellenzapfen 3 aufgeschoben. Dabei wird der Axialsicherungsring 30 durch
die Konusfläche 36 des
Wellenzapfens 3 radial aufgeweitet und schnappt bei Erreichen
der Zapfennut 34 nach innen.
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Im
folgenden wird auf die Besonderheiten der unterschiedlichen Ausführungsformen
hinsichtlich der Verbindung zwischen dem Wellenzapfen 3 und
dem Gelenkinnenteil 6 eingegangen.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform ist
der Axialsicherungsring 30 in Form eines Sprengrings gestaltet.
Der Sprengring ist offen und hat zwei nach außen vorstehende Ringabschnitte 37, 38,
die die Enden des offenen Sprengrings bilden. Die nach radial außen gerichteten
Enden 37, 38 sind in Umfangsrichtung benachbart
zueinander angeordnet, so daß sie
einfach mittels eines Werkzeugs handhabbar sind. Die Enden 37, 38 des
Sprengrings 30 sind in einer radialen Ausnehmung 39 des
Gelenkinnenteils 6 aufgenommen, der die Zugänglichkeit
und damit eine Demontage ermöglicht.
Dabei befindet sich die Ausnehmung 39 in einem Teilumfangsbereich
der inneren Ringnut 35 und verbindet diese mit der äußeren Umfangsfläche 40 des
hülsenartigen
Abschnitts 20. Der Sprengring 30 kann in die Ringnut 35 des
Gelenkinnenteils 6 vormontiert werden, wobei den radialen Enden 37, 38 in
der Ausnehmung 39 genügend Raum
in Umfangsrichtung zur Verfügung
steht, um beim Aufschieben auf den Wellenzapfen 3 aufgeweitet
zu werden. Die radialen Enden 37, 38 stehen in aufgeweitetem
Zustand des Sprengrings 30, das heißt wenn sich das Gelenkinnenteil 6 mit
eingesetztem Sprengring 30 in einer Position zwischen der
Konus fläche 36 und
der Zapfennut 34 befindet, deutlich über die Umfangsfläche 40 radial
hervor. Nach dem Einrasten des Sprengrings 30 in die Zapfennut 34 schnappen
die Enden 37, 38 nach radial innen und liegen
dann etwa im Bereich der Außenumfangsflache 40 des
hülsenartigen
Abschnitts 20.
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Zur
Sicherung des Sprengrings 30 gegen ungewolltes Aufweiten,
was ein Lösen
des Gelenks 4 vom Wellenzapfen 3 zur Folge haben
könnte,
sind Sicherungsmittel 41 vorgesehen. Diese sind vorzugsweise
als ringförmige
Manschette gestaltet, die nach dem Einrasten des Sprengrings 30 auf
den hülsenartigen
Abschnitt 20 aufgeschoben wird und die Ausnehmung 39 und
die darin angeordneten Enden 37, 38 überdeckt.
Auf diese Weise wird verhindert, daß der Sprengring 30 beispielsweise
aufgrund von Fliehkräften
radial aufgeweitet wird, so daß er
in der Zapfennut 34 sicher gehalten ist. Die Manschette 41 weist
einen Zylinderabschnitt mit einem inneren Ringwulst 42 auf,
der in eine äußere Ringnut 43 des hülsenartigen
Abschnittes 20 zur Axialsicherung eingreift. Getriebeseitig
hat die Manschette 41 eine nach innen gerichtete Einziehung,
welche die Stirnseite des hülsenartigen
Abschnitts 20 überdeckt,
sowie einen inneren Bund 31, mit dem die Manschette 41 auf dem
Wellenzapfen aufsitzt. Dabei wird die Fixierung der Manschette 41 mittels
eines Fixierungsrings 44 bewerkstelligt, der auf dem Bund 31 aufsitzt.
Die Manschette 41 kann bereits vor der Montage der Antriebswelle
auf dem hülsenartigen
Abschnitt 20 des Gelenkinnenteils 6 aufgeschoben
werden. Es ist prinzipiell auch denkbar, daß die Sicherungsmanschette 41 einteilig
mit der Dichtmanschette 24 gestaltet ist, was die Teilezahl
nochmals reduzieren würde.
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Es
ist ersichtlich, daß der
Sprengring 30 und die Zapfennut 34 ein rechteckiges
Profil aufweisen. Bei einwirkenden Axialkräften kommt die radiale Seitenfläche des
Sprengrings 30 mit der radialen Seitenwand der Zapffennut 34 in
Anlagekontakt, wobei keine Radialkräfte erzeugt werden. Insofern
kann das Einwirken von Axialkräften
auf die Verbindungsanordnung nicht zu einem Aufweiten des Sprengrings 30 führen, so
daß dieser
sicher in der Zapfennut 34 gehalten ist. Es ist jedoch
für bestimmte
Anwendungsfälle
auch denkbar, daß der
Sprengring ein anderes als ein Rechteckprofil aufweist. Eine Ausgestaltung
mit rundem oder ovalem Profil würde,
eine abgezogene Manschette vorrausgesetzt, eine leichte Demontierbarkeit
durch einfaches Abziehen des Gelenkinnenteils von dem Wellenzapfen
ermöglichen.
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Die
Ausführungsform
gemäß 2 entspricht
hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise weitestgehend
derjenigen gemäß 1. Insofern kann auf obige Beschreibung
Bezug genommen werden, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen
versehen sind. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Manschette 41 bei
der vorliegenden Ausführungsform
im Bereich der Ausnehmung 39 bzw. des Sicherungsrings 30 einen
inneren Verstärkungsring 45 aufweist.
Der Verstärkungsring 45 besteht
aus einem Material höherer
Festigkeit als die Manschette 41, so daß ein Aufweiten des Sprengrings 30 durch
ungewünschtes
Eindringen der Enden 37, 38 in die Manschette 41 noch
zuverlässiger verhindert
wird.
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Die
in 3 gezeigte Verbindungsanordnung
ist ähnlich
aufgebaut wie diejenigen gemäß den 1 und 2, so daß hinsichtlich
der Gemeinsamkeiten auf obige Beschreibung Bezug genommen werden
kann. Dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen und abgewandelte
Bauteile mit gestrichenen Indizes versehen.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist der Axialsicherungsring 30' als umlaufend geschlossener Ring 30' ausgebildet.
Der Ring 30' ist
derart gestaltet, daß er
sich beim Aufschieben auf die Konusfläche 36 elastisch aufweitet.
Hierfür
hat der geschlossene Ring 30' mehrere
umfangsverteilte Ausbuchtungen 46, welche über die
in Umfangsrichtung zwischen den Ausbuchten 46 gebildeten
Ringabschnitte nach außen
vorstehen. Es ist insbesondere in den 3b) und 3c) ersichtlich, daß vier radiale Ausbuchtungen 46 vorgesehen
sind, die sich regelmäßig über den
Umfang verteilen. Entsprechend weist der hülsenartige Abschnitt 20 des
Gelenkinnenteils 6 in Teilumfangsbereichen der inneren
Ringnut 34' mehrere
Ausnehmungen 39' auf,
die sich radial bis zur Außenumfangsfläche 40 und
axial bis zur Stirnfläche
des hülsenartigen
Abschnitts 20 erstrecken und in denen die radialen Ausbuchtungen 46 des
Sicherungsrings 30' aufgenommen
sind.
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Auch
die vorliegende Ausführungsform
ermöglicht
eine Vormontage des Sicherungsrings 30' in die Ringnut 35 des
Gelenkinnenteils 6, wobei die radialen Ausbuchtungen 46 beim
Aufschieben auf den Wellenzapfen 3 nach radial außen gedrückt wer den. Die
Ausbuchtungen 46 stehen in aufgeweitetem Zustand des Sicherungsrings 30', das heißt wenn
sich das Gelenkinnenteil 6 mit eingesetztem Sicherungsring 30' in einer Position
zwischen der Konusfläche 36 und
der Zapfennut 34 befindet, deutlich über die Umfangsfläche 40 nach
radial außen
hervor. Beim Einrasten des Sicherungsrings 30' in die Zapfennut 34 bewegen
sich die radialen Ausbuchtungen 46 nach radial innen und
liegen dann etwa im Bereich der Außenumfangsfläche 40 des
hülsenartigen
Abschnitts 20.
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Das
Profil des Sicherungsrings 30' ist so gestaltet, daß durch
das Aufbringen einer Axialkraft ein elastisches Aufweiten des Sicherungsrings 30' bewirkt wird.
Auf diese Weise kann die Verbindungsanordnung durch Abziehen des
Gelenks 4 von dem Wellenzapfen 3 leicht demontiert
werden. Hierfür
hat der Sicherungsring 30' vorliegend
ein rundes Profil, wobei auch andere Querschnittsformen, beispielsweise
ein ovaler oder ein trapezförmiger
Querschnitt denkbar sind. Dies gilt im übrigen auch für die obengenannten
Ausführungsbeispiele
gemäß den 1 oder 2.
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Zum
Verhindern eines ungewollten Lösens des
Axialsicherungsrings 30' ist
auch bei der vorliegenden Ausführungsform
gemäß 3 eine Manschette 41 als Sicherungsmittel
vorgesehen, die auf dem hülsenartigen
Abschnitt 20 des Gelenkinnenteils 6 aufsitzt und
die radialen Ausnehmungen 39' überdeckt.
Dabei liegen die Ausbuchtungen 46 mit ihren radial äußeren Enden – in aufgeschobenem
Zustand der Manschette 41 – gegen die Innenfläche der
Manschette 41 an, so daß ein Aufweiten des Sicherungsrings 30' verhindert
wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß ein radial-elastisches Aufweiten
des Sicherungsrings 30' zumindest
soweit verhindert wird, daß er
nicht mehr aus der Zapfennut 34 gedrückt werden kann. Bei der vorliegenden
Ausführungsform wird
die Fixierung der Manschette 41 mittels eines Binders 47 bewerkstelligt.
Der Binder 47 ist derart gestaltet, daß er nur dann auf der Manschette 41 fixiert bzw.
geschlossen werden kann, wenn die Manschette 41 korrekt
auf dem hülsenartigen
Abschnitt 20 aufsitzt. Durch diese Ausgestaltung wird eine
sichere Montage gewährleistet.
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Die
in 4 gezeigte Verbindungsanordnung
entspricht weitestgehend derjenigen aus 3, so
daß hinsichtlich
der Gemeinsamkeiten auf obige Beschreibung Bezug genommen werden
kann. Dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen und abgewandelte
Bauteile mit gestrichenen Indizes versehen. Der einzige Unterschied
liegt in der Ausgestaltung des Axialsicherungsrings 30'', der vorliegend als offener Ring
gestaltet ist. Es ist ersichtlich, daß die Trennstelle 48 des
Axialsicherungsrings 30'' in Umfangsrichtung
zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen 46 angeordnet
ist.
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Alle
der vorstehend genannten Verbindungsanordnungen 2 haben
den Vorteil einer besonders zuverlässigen und einfach aufgebauten
axialen Verbindung zwischen dem Gelenkinnenteil 6 und dem Wellenzapfen 3.
Dadurch, daß der
Axialsicherungsring 30 in allen Ausführungsformen gegen radiales Aufweiten
gesichert ist, kann die Zapfennut 34, in welcher der Axialsicherungsring 30 einsitzt,
eine minimale Tiefe aufweisen. Dies wirkt sich günstig auf die Festigkeit des
Wellenzapfens 3 aus, da Querschnittsschwächung und
Kerbwirkung kleingehalten werden können. Es ist ferner nur eine
geringe Teilezahl erforderlich, um die Axialsicherung zu bewerkstelligen.
Das Gleichlaufdrehgelenk 4 wird vor dem Ausschieben auf
den Wellenzapfen 3 komplett vormontiert, was sich günstig auf
den Aufwand für
die Endmontage auswirkt. Bei Bedarf läßt sich die Verbindungsanordnung 2 auch
wieder lösen,
so daß die Funktionsfähigkeit
der einzelnen Bauteile in vollem Umfang erhalten bleibt.
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- 2
- Verbindungsanordnung
- 3
- Wellenzapfen
- 4
- Gleichlaufdrehgelenk
- 5
- Gelenkaußenteil
- 6
- Gelenkinnenteil
- 7
- Kugel
- 8
- Kugelkäfig
- 9
- äußere Kugelbahn
- 10
- innere
Kugelbahn
- 11
- Hohlwelle
- 12
- äußere Kugelbahn
- 13
- innere
Kugelbahn
- 14
- Flanschteil
- 15
- Deckel
- 16
- Deckel
- 17
- Wellenverzahnung
- 18
- Verzahnungsabschnitt
- 19
- Kugelbahnabschnitt
- 20
- hülsenartiger
Abschnitt
- 21
- Durchgangsbohrung
- 22
- Dichtungsanordnung
- 23
- Haltering
- 24
- Membranbalg
- 25
- Außenwulst
- 26
- Sicherungsring
- 27
- äußere Ringnut
- 28
- Innenwulst
- 29
- Haltering
- 30
- Axialsicherungsring
- 31
- Bund
- 34
- Zapfennut
- 35
- Ringnut
- 36
- Konusfläche
- 37
- Ende
- 38
- Ende
- 39
- Ausnehmung
- 40
- Umfangsfläche
- 41
- Sicherungsmittel
- 42
- Ringwulst
- 43
- Ringnut
- 44
- Fixierungsring
- 45
- Verstärkungsring
- 46
- Vorsprung
- 47
- Binder
- 48
- Trennstelle
- A
- Drehachse