DE19804502B4

DE19804502B4 - Welle mit einer Nabe

Info

Publication number: DE19804502B4
Application number: DE19804502A
Authority: DE
Inventors: Frank Braunegger; Peter Steuer; Friedrich-Wilhelm Dreier; Robert Hessdoerfer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2018-02-06
Also published as: DE19804502A1

Abstract

Welle (20) mit einer Nabe (10), die mit der Welle (20) axial verschiebbar verbunden und durch zwei sich quer zur Wellenachse (18) erstreckende Schultern (12, 14) zwischen zwei Anschlägen axial fixiert ist, wobei eine Federscheibe (22) einen ersten Anschlag bildet, die mit einem äußeren Abschnitt (26) an der einen Schulter (12) anliegt, während ein radial nach innen gerichteter Abschnitt (32) sich mit einem Innenrand (24) an der Welle (20) abstützt, indem der Innenrand (24) in einem axialen Abstand (40) zur Schulter (12) federnd an der Welle (20) axial fixierend anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (20) über eine Kerbverzahnung (30) drehfest mit einer Bohrung (16) der Nabe (10) verbunden ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Welle mit einer Nabe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Welle-Nabenverbindungen sind in vielen Varianten bekannt, beispielsweise durch die Schriften DE 8125795 U1 , GB 1036103 A , GB 748948 A , US 5195860 A und DE 89 122 49 U1 .
Zum einen soll zwischen der Welle und der Nabe ein Drehmoment übertragen werden, zum anderen ist die Nabe in vielen Fällen axial auf der Welle zu fixieren. Zusätzlich wird verlangt, dass die Nabe mit einfachen Mitteln leicht zu montieren und zu demontieren ist. Aus diesem Grund werden häufig Sicherungsringe verwendet, die in eine Wellennut eingelassen sind und einen von zwei Anschlägen bilden, wobei der zweite Anschlag entweder ein weiterer Sicherungsring oder ein Wellenbund ist. Zwar verursacht diese axiale Fixierung geringe Kosten und der Sicherungsring ist leicht zu montieren und zu demontieren, aber sie hat aufgrund einer großen Toleranzkette vom Wellenbund über die Nabenbreite, die Wellennut bis zum Sicherungsring ein großes axiales Axialspiel von ca. 0,1 bis 0,7 mm.
Außerdem ist es bekannt, den an die Nabe angrenzenden Bereich der Welle zu vertaumeln oder zu stauchen. Dadurch kann man eine spielfreie Fixierung erzeugen, die jedoch nur schlecht lösbar ist. Ferner wird beim Lösen die Welle in der Regel unbrauchbar und muß daher ausgetauscht werden.
Vorteile der Erfindung
Nach der Erfindung bildet eine Federscheibe einen ersten Anschlag, die mit einem äußeren Abschnitt an einer Schulter der Nabe anliegt, während sich ein radial nach innen gerichteter Abschnitt mit einem Innenrand an der Welle abstützt, indem der Innenrand in einem axialen Abstand zur Schulter federnd an der Welle anliegt. Die Federscheibe wird vom Wellenende über die Welle geschoben, bis sie mit dem äußeren Abschnitt an der Schulter der Nabe anliegt. Dabei gibt der innere Rand federnd nach, während er sich in entgegengesetzter Belastungsrichtung am Umfang der Welle durch Reibung abstützt und verklemmt. Um die Abstützkraft zu vergrößern ist es zweckmäßig, daß ein Abschnitt der Welle, an dem sich der Innenrand abstützt, umlaufende Rillen aufweist, in die der Innenrand mit einer Kante eingreift und eine formschlüssige Verbindung bildet. Die Federscheibe kann soweit gegen die Schulter angedrückt werden, daß die Nabe spielfrei zwischen den beiden Anschlägen axial fixiert ist. Um die Spielfreiheit auch nach längerem Betrieb zu gewährleisten, erhält die Federscheibe in montiertem Zustand eine Vorspannung. Um die axiale Fixierung zu lösen, wird der Federring mit einem Werkzeug aufgeschnitten und bei der erneuten Montage durch einen neuen ersetzt.
Gemäß einer Ausgestaltung wird der nach innen gerichtete Abschnitt der Federscheibe von Federzungen gebildet. Diese können bei der Montage leicht radial nachgeben, während sie relativ steif das Abstützmoment aufnehmen.
Ferner ist vorteilhaft, daß der äußere Abschnitt der Federscheibe einen axial umgebogenen Kragen hat, der von der Schulter weg weist. Der Kragen versteift zum einen den äußeren Bereich und erleichtert die Montage und Demontage, indem an ihm leichter Werkzeuge anzusetzen sind.
Da die Welle mit der Nabe auf kurzem Bauraum spielfrei fixiert ist, eignet sie sich besonders gut für die Verwendung in einer elektrischen Motorgetriebeeinheit, insbesondere zur Verstellung von Ausstattungsteilen wie Fensterhebern und Schiebedächern in Kraftfahrzeugen, wo die Einbauverhältnisse beengt sind.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine elektrische Motorgetriebeeinheit und
2 eine Teilansicht entsprechend dem Pfeil II in 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Ein nicht dargestellter Elektromotor treibt über eine Getriebestufe ein Zahnrad 50 an, das drehfest mit einer Welle 20 verbunden ist. Das Zahnrad 50 besitzt ein Nabenteil 52, das am äußeren Umfang in einem Gehäuse 38 drehbar gelagert ist, wobei das Zahnrad 50 mit einer Stirnseite axial am Gehäuse 38 fixiert ist und die Welle 20 einseitig axial abstützt.
Am freien Ende der Welle 20, das aus dem Gehäuse 38 herausragt, sitzt ein Ritzel 46 mit einer Verzahnung 48 an seinem Umfang und mit einer Nabe 10, die drehfest, aber zumindest bei der Montage axial verschiebbar mit der Welle 20 verbunden ist. Das Drehmoment wird von einer Kerbverzahnung 30 zwischen der Welle 20 und einer Bohrung 16 der Nabe 10 durch Reibschluß und/oder Formschluß übertragen. Die Kerbverzahnung 30 kann in die Umfangsfläche der Welle 20 oder in die Umfangsfläche der Bohrung 16 eingebracht sein.
Die Nabe 10 hat an ihren gegenüberliegenden Stirnflächen Schultern 12 und 14, die zwischen zwei Anschlägen axial fixiert sind. Ein Anschlag von einer Federscheibe 22 gebildet, die mit einem äußeren Abschnitt 26 an der Schulter 12 der Nabe anliegt und sich über einen nach innen gerichteten Abschnitt 32 an der Welle 20 abstützt, indem sein Innenrand 24 in einem axialen Abstand 40 von der Schulter 12 am Umfang der Welle 20 anliegt. Der äußere Abschnitt 26 und der Innenrand 24 sind zweckmäßigerweise konzentrisch zu einer Wellenachse 18 ausgerichtet.
Die Federscheibe 22 wird vom Wellenende auf die Welle 20 aufgeschoben, wobei der Innenrand 24 und der nach innen gerichtete Abschnitt 32 radial federnd nachgibt. Hierzu ist es zweckmäßig, daß Federzungen 42 den nach innen gerichteten Abschnitt 32 bilden. Diese geben in Montagerichtung radial leicht nach, während sie sich bei entgegengesetzter Belastung vom äußeren Abschnitt 26 her sehr steif verhalten. Um die durch Reibkraft erzeugte Klemmverbindung an der Welle 20 zu verstärken, weist die Welle 20 im Bereich des Innenrands 24 der Federscheibe 22 Rillen 28 auf, in die der Innenrand 24 mit einer Kante eingreift. Dadurch wird zusätzlich zum Reibschluß ein Formschluß gebildet, der hohe Abstützkräfte aufnehmen kann.
Eine Fläche 34 am Gehäuse 38 bildet den zweiten Anschlag, gegen den die Federscheibe 22 die Nabe 10 unter einer leichten Vorspannung drückt. Um die Anlaufeigenschaften zwischen der Nabe 10 und der Fläche 34 zu verbessern, ist zwischen der Schulter 14 und der Fläche 34 eine Anlaufscheibe 36 angeordnet. Diese reicht radial bis in den Bereich der Verzahnung 48 des Ritzels 46. Somit kann die Fläche 34 auf einem Durchmesser angeordnet werden, der größer ist als der größte Durchmesser der Nabe 10. Da die Fläche 34 am Gehäuse 38 gleichzeitig zur axialen Fixierung des Ritzels 46 auf der Welle 20 und der Welle 20 im Gehäuse 38 dient, erfordert sie neben wenigen Bauteilen nur eine geringe Baulänge.
Der äußere Abschnitt 26 der Federscheibe 22 hat einen axial umgebogenen Kragen 44, der von der Schulter 12 weg weist. Durch ihn wird der äußere Bereich 26 versteift. Ferner bietet er eine einfache Möglichkeit, Werkzeuge anzusetzen.

Claims

Welle (20) mit einer Nabe (10), die mit der Welle (20) axial verschiebbar verbunden und durch zwei sich quer zur Wellenachse (18) erstreckende Schultern (12, 14) zwischen zwei Anschlägen axial fixiert ist, wobei eine Federscheibe (22) einen ersten Anschlag bildet, die mit einem äußeren Abschnitt (26) an der einen Schulter (12) anliegt, während ein radial nach innen gerichteter Abschnitt (32) sich mit einem Innenrand (24) an der Welle (20) abstützt, indem der Innenrand (24) in einem axialen Abstand (40) zur Schulter (12) federnd an der Welle (20) axial fixierend anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (20) über eine Kerbverzahnung (30) drehfest mit einer Bohrung (16) der Nabe (10) verbunden ist.
Welle (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt der Welle (20) umlaufende Rillen (28) aufweist, in die der Innenrand (24) mit einer Kante eingreift.
Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nach innen gerichtete Abschnitt (32) der Federscheibe (22) von Federzungen (42) gebildet ist.
Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Abschnitt (26) einen axial umgebogenen Kragen (44) hat, der von der Schulter (12) weg weist.
Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbverzahnung (30) in die Umfangsfläche der Welle (20) oder in die Umfangsfläche der Bohrung (16) eingebracht ist.
Welle (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbverzahnung (30) eine reibschlüssige Verbindung herstellt.
Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Gehäuse (38) in Richtung auf die Federscheibe (22) axial fixiert gelagert ist und das Gehäuse (38) mit einer Fläche (34) den zweiten Anschlag bildet.
Welle (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Fläche (34) des Gehäuses (38) und der anderen Schulter (14) eine Anlaufscheibe (36) angeordnet ist.
Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (10) Teil eines Ritzels (46) ist.
Welle (20) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (36) radial in den Bereich der Verzahnung (48) des Ritzels (46) reicht.
Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenrand (24) und/oder der äußere Abschnitt (26) konzentrisch zur Wellenachse (18) liegen.
Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federscheibe (22) in montiertem Zustand unter Vorspannung steht.
Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung in einer elektrischen Motorgetriebeeinheit, insbesondere zur Verstellung von Ausstattungsteilen wie Fensterhebern und Schiebehebedächern in Kraftfahrzeugen.
Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (10) Teil des Ritzels (46) mit einer Verzahnung (48) an dessen Umfang ist.
Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federscheibe (22) vom Wellen-ende über die Welle (20) schiebbar ist, bis sie mit dem äußeren Abschnitt (26) an der Schulter (12) der Nabe (10) anliegt.
Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufschieben des Federrings (22) der Innenrand (24) federnd nachgibt, während er sich in entgegengesetzter Belastungsrichtung am Umfang der Welle (20) durch Reibung abstützt und verklemmt.
Elektrische Motorgetriebeeinheit, insbesondere zur Verstellung von Ausstattungsteilen wie Fensterhebern und Schiebehebedächern in Kraftfahrzeugen mit einer Wellen-Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Elektrischen Motorgetriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (20) drehfest mit einem Zahnrad (50) verbunden ist, das von einem Elektromotor angetrieben wird, und das Zahnrad (50) ein Nabenteil (52) besitzt, das an seinem äußeren Umfang in dem Gehäuse (38) drehbar gelagert ist.
Elektrischen Motorgetriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (50) mit einer Stirnseite axial am Gehäuse (38) fixiert ist und die Welle (20) einseitig axial abstützt.