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Die
Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zwischen einem Gleichlaufgelenk
und einem Anschlußflansch.
Bei den heutigen Verbindungen zwischen sogenannten Scheibengelenken
und Anschlußflanschen
wird das Drehmoment durch eine kraftschlüssige Schraubenverbindung übertragen. Hierbei
werden die Schrauben durch Durchgangslöcher in dem einen der Teile
durchgesteckt und in Gewindelöcher
in dem anderen der Teile eingedreht. Die Schrauben werden hierbei
zunächst
auf Zug belastet, um die Anlageflächen reibschlüssig miteinander zu
verbinden. Wird das reibschlüssig
zwischen den Anlageflächen übertragbare
Drehmoment überschritten,
so kommt es zum Gleiten zwischen den Stirnflächen und zum relativen Verdrehen
von Gelenkaußenteil
und Anschlußflansch
gegeneinander, bis es zu einer an sich nicht gewollten formschlüssigen Übertragung
durch das Anschlagen der Schraubenschäfte in den Durchgangslöchern kommt.
Hierbei werden die Schrauben dann auf Scherung beansprucht. Verbindungsanordnungen
der vorstehend genannten Art sind beispielsweise in der
DE 32 103 89 A1 und
der
DE 299 10 810
U1 beschrieben.
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Um
diesen Zustand zu vermeiden, ist es möglich, die Vergrößerung des
kraftschlüssig übertragbaren
Moments durch Erhöhung
der Schraubzugkraft mittels größerer Schrauben
zu bewirken oder den Flanschdurchmesser der zu verbindenden Teile
und damit den Teilkreis, auf dem die Verbindungsschrauben angeordnet
werden können,
zu vergrößern. Die
Verwendung größerer Schrauben
führt zu
erhöhten
Kosten; die Vergrößerung des
Flanschdurchmessers ist im Hinblick auf Bauraumbeschränkungen
selten durchführbar.
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Aus
der
DE 196 45 880
A1 ist eine Verbindungsanordnung zwischen einem Gleichlaufgelenk und
einem Anschlußflansch
bekannt, bei der das Gelenkaußenteil
einen hohlzylindrischen Verlängerungsabschnitt
aufweist, der eine Innsteckverzahnung trägt, und der Anschlußflansch
einen zylindrischen Ansatz mit einer Außensteckverzahnung aufweist,
der in die genannte Innensteckverzahnung eingreift. Die axiale Fixierung
der beiden Teile Gelenkaußenteil
und Anschlußflansch
erfolgt durch ein im Querschnitt U-förmiges übergreifendes Spannband. Die
genannten Abschnitte mit Steckverzahnungen führen zu einer axialen Verlängerung,
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Hiervon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige
hoch belastbare Verbindungsanordnung zur Verbindung von Gleichlaufgelenken
und An schlußflanschen
bereitzustellen. Die Lösung
hierfür
ist gekennzeichnet durch eine drehmomentübertragende Hülse, die
das Gelenkaußenteil
des Gleichlaufgelenks und den Anschlußflansch jeweils im Drehsinn
formschlüssig übergreift und
durch Axialsicherungsmittel, die das Gelenkaußenteil und den Anschlußflansch
miteinander verbinden.
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Mit
den hiermit genannten Mitteln kann eine Entkopplung der Drehmomentübertragung
von den erforderlichen Axialsicherungsmitteln erfolgen, so daß die Mittel
zur Drehmomentübertragung
optimiert werden können.
Als Axialsicherungsmittel stehen verschiedene Möglichkeit zur Verfügung, die
später erläutert werden.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, daß die
Hülse eine
Innenverzahnung aufweist und der Anschlußflansch und das Gelenkaußenteil
jeweils passende ergänzende
Außenverzahnungen.
Hierbei wird insbesondere vorgeschlagen, daß die Verzahnungen von Anschlußflansch
und Gelenkaußenteil
im Querschnitt übereinstimmen.
Es ist allerdings möglich,
daß das
Gelenkaußenteil
und der Anschlußflansch
gleichartige Verzahnungen mit allerdings unterschiedlicher Profilverschiebung
aufweisen.
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In
einer ersten Ausführungsform
kann die Hülse
anschlaglos auf den Anschlußflansch
oder das Gelenkaußenteil
aufgeschoben werden. Hierbei kann die axiale Sicherung insbesondere
mittels Preßsitz
erfolgen. Die anschlaglose Ausführung
hat den Vorteil, daß beispielsweise
die Verzahnungen auf dem Gelenkaußenteil und dem Anschlußflansch gerollt
sein können,
während
die Hülse
aus einem abgelängten
Strangprofil bestehen kann.
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Ergänzend ist
es möglich,
daß die
Hülse durch
eine umlaufende Einprägung,
die in eine Umfangsnut auf einem der Teile eingreift, axial gesichert ist.
Alternativ hierzu ist es möglich,
daß die
Hülse mittels
eines Sicherungsringes, der in sich ergänzende Umfangsnuten in der
Hülse und
auf einem der Teile eingreift, auf dem einen der Teile axial gesichert
ist.
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In
besonders günstiger
Ausführungsform
ist es auch möglich,
die Hülse
nur gegenüber
einem der beiden Teile Gelenkaußenteil
und Anschlußflansch mittels
Preßsitz
festzulegen und gegenüber
dem anderen der Teile mit Spiel, so daß durch Lösen der Axialsicherungsmittel
eine einfache Trennung der Verbindungsanordnung möglich ist.
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In
allgemein bevorzugter Ausführung
ist vorgesehen, daß die
Axialsicherungsmittel durch umfangsverteilte Axialschrauben gebildet
werden, die das Gelenkaußenteil
durchsetzen und in den Anschlußflansch
eingedreht sind und die hierbei von der Drehmomentübertragung
völlig
frei gehalten werden können.
Alternativ hierzu können
die Axialsicherungsmittel allerdings auch durch die Hülse selber gebildet
werden, indem ein Preßsitz
zwischen der Hülse
einerseits und jeweils Anschlußflansch
und Gelenkaußenteil
andererseits hergestellt wird. Auf andere Weise können die
Axialsicherungsmittel durch die Hülse gebildet werden, indem
diese beispielsweise an den Enden umgebördelt wird oder indem diese
die vorgenannten Axialsicherungsarten mittels Einprägung oder
mittels Sicherungsring zweifach gegenüber jedem der beiden Bauteile
Anschlußflansch
und Gelenkaußenteil
aufweist.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend
beschrieben.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung
in einer ersten Ausführungsform
im Längsschnitt;
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2 zeigt
eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung
in einer zweiten Ausführungsform im
Längsschnitt;
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3 zeigt
eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung
in einer dritten Ausführungsform
im Längsschnitt;
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4 zeigt
ein erfindungsgemäßes Gelenkaußenteil
nach einer der 1 bis 3 in axialer Ansicht
in einer ersten Ausführungsform;
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5 zeigt
eine zum Gelenkaußenteil
nach 4 passende Hülse
in axialer Ansicht;
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6 zeigt
einen zum Gelenkaußenteil
nach 4 und zur Hülse
nach 5 passenden Anschlußflansch in axialer Ansicht;
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7 zeigt
ein erfindungsgemäßes Gelenkaußenteil
nach einer der 1 bis 3 in axialer Ansicht
in einer zweiten Ausführungsform;
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8 zeigt
eine zum Gelenkaußenteil
nach 7 passende Hülse
in axialer Ansicht;
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9 zeigt
einen zum Gelenkaußenteil
nach 7 und zur Hülse
nach 8 passenden Anschlußflansch in axialer Ansicht.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung
im Längsteilschnitt
gezeigt, die als wesentliche Komponenten ein Gleichlaufgelenk 11, einen
Anschlußflansch 12 und
eine Hülse 13 umfaßt. Das
Gleichlaufgelenk 11 ist als sogenanntes VL-Verschiebegelenk
ausgebildet und umfaßt
ein Gelenkaußenteil 14 mit
ersten umfangsverteilten Kugelbahnen 15, ein Gelenkinnenteil 16 mit
zweiten umfangsverteilten Kugelbahnen 17, sowie in Paare
der genannten Kugelbahnen eingreifende drehmomentübertragende
Kugeln 18. Die Mehrzahl der umfangsverteilten Kugeln 18 wird
von einem Kugelkäfig 19 in einer
gemeinsamen Ebene gehalten. Das Gelenkinnenteil 16 hat
eine Innenöffnung 20,
in die ein Wellenzapfen 21 drehgesichert und axial gesichert
eingesteckt ist. An das Gelenkaußenteil 14 schließt sich ein
im wesentlichen durchmessergleicher Anschlußflansch 12 mit einem
Bodenteil 22 und einem Zapfen 23 an. Der Zapfen 23 trägt eine äußere Längsverzahnung 24 zur
Einleitung von Drehmoment. Die Stirnflächen 25 bzw. 26 am
Anschlußflansch 12 bzw. 26 am Gelenkaußenteil 14 stützen sich
unmittelbar aneinander ab, da der Anschlußflansch 12 und das
Gelenkaußenteil 14 mittels
Axialschrauben 27 axial miteinander verspannt sind. Die
Schrauben 27 sind durch Durchgangslöcher 28 im Gelenkaußenteil 14 eingesteckt
und in Gewindelöcher 29 im
Anschlußflansch 12 eingeschraubt.
Die Köpfe 30 der
Verbindungsschrauben 27 stützten sich mittelbar an einer äußeren Stirnfläche 31 des Gelenkaußenteils 14 ab.
Die Schraubenköpfe 30 sichern
hierbei ein Ringdeckelelement 32 am Gelenkaußenteil 14,
wobei zwischen den beiden Teilen eine Ringdichtung 33 erkennbar ist.
Der Anschlußflansch 12 trägt eine
erste Außenverzahnung 36,
das Gelenkaußenteil 14 trägt eine zweite
gleichartige Außenverzahnung 37,
die beide formschlüssig
mit einer durchgehenden Innenverzahnung 38 der Hülse 13 drehfest
zusammenwirken.
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Unter
weitgehender Entlastung der Schrauben 27 von Scherkräften wird
das gesamte Drehmoment vom Gelenkaußenteil 14 auf den
Anschlußflansch 12 über die
aufgeschobene Hülse 13 übertragen.
Die Hülse 13 kann
im Preßsitz
auf die beiden Teile aufgeschoben sein, so daß sie allein hierdurch axial
gegenüber
Gelenkaußenteil 14 und
Anschlußflansch 12 gesichert
ist.
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In 2 sind
gleiche Einzelheiten wie in 1 mit gleichen
Bezugsziffern bezeichnet. Auf die vorangehende Beschreibung wird
insoweit Bezug genommen. Ergänzend
ist zwischen der Stirnfläche 26 des
Gelenkaußenteils 14 und
der Stirnfläche 25 des
Anschlußflansches 12 in
dieser Ausführung
ein O-Ring 34 zur Abdichtung zwischen Gelenkaußenteil 14 und
Anschlußflansch 12 eingelegt.
Der Anschlußzapfen 23 des
Anschlußflansches 12 trägt in abweichender
Ausführung
hier eine Innenverzahnung 24' zum
Einstecken einer Steckwelle. Am Anschlußflansch 12 ist in
der hier gezeigten Ausführung
eine Umfangsnut 39 im Bereich der Verzahnung 36 erkennbar,
in die eine Einprägung 40 der
Hülse 13 zur Axialsicherung
der Hülse
mit dem Anschlußflansch eingerollt
oder eingeprägt
ist. Zwischen Hülse 13 und Gelenkaußenteil 14 kann
eine Übergangspassung bestehen.
Die Axialsicherung zwischen Anschlußflansch 12 und Gelenkaußenteil 14 übernehmen
hierbei ausschließlich
die Schrauben 27. Die übrigen
Einzelheiten stimmen mit den in 1 gezeigten überein.
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In 3 sind
gleiche Einzelheiten wie in 2 mit gleichen
Bezugsziffern bezeichnet. Auf die vorangehende Beschreibung wird
insoweit Bezug genommen. Auch hier ist ein O-Ring 34 zwischen den
Stirnflächen 26 des
Gelenkaußenteils 14 und 25 des
Anschlußflansches 12 eingelegt.
Abweichend von 2 ist hierbei eine tiefe Ringnut 42 im
Bereich der Verzahnung 36 im Anschlußflansch 12 eingestochen,
dem eine Ringnut 43 in der Verzahnung 38 der Hülse 13 gegenüberliegt.
In beide greift zur Axialsicherung ein Sicherungsring 41 ein.
Zwischen Hülse 13 und
Gelenkaußenteil 14 kann
eine Übergangspassung
bestehen. Die Axialsicherung zwischen Anschlußflansch 12 und Gelenkaußenteil 14 übernehmen
hierbei ausschließlich
die Schrauben 27. Die übrigen
Einzelheiten stimmen mit den in 1 gezeigten überein.
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In 4 ist
ein Gelenkaußenteil 14 nach
einer der 1 bis 3 in axialer
Ansicht gezeigt. Es sind die umfangsverteilten ersten Kugelbahnen 15 erkennbar,
die, wie bei VL-Gelenken üblich,
einen Schrägungswinkel
aufweisen, der in Umfangsrichtung jeweils von Bahn zu Bahn wechselt.
Jeweils zwischen zwei Kugelbahnen 15 sind im Gelenkaußenteil 14 die
Durchgangslöcher 28 für die Axialsicherungsschrauben
erkennbar. Am Außenumfang
des Gelenkaußenteils 14 ist
die Verzahnung 37 als wellenförmige Verzahnung erkennbar.
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In 5 ist
eine zum Gelenkaußenteil 14 nach 4 passende
Hülse 13 in
axialer Ansicht gezeigt, die aus Material, insbesondere Blech konstanter
Wandstärke
besteht und dabei innen eine Innenverzahnung 38 mit einer
Rundzahnprofilierung bildet, die sich in gleicher Weise am Außenumfang
der Hülse 13 abbildet.
Die Hülse 13 kann
in Spielpassung oder im Preßsitz
in drehfestem Eingriff auf das Gelenkaußenteil aufgeschoben werden.
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In 6 ist
ein zu den Bauteilen nach den 4 und 5 passende
Anschlußteil
in axialer Ansicht gezeigt, wenn auch in einem geänderten Maßstab. Im
ringförmigen
Anschlußflansch 12,
der von dem Boden 22 geschlossen wird, sind die umfangsverteilten
Gewindelöcher 29 erkennbar
sowie die Innenverzahnung 24' des
zentralen Anschlußzapfens 23.
Auch der Anschlußflansch 12 trägt eine wellenförmige Außenverzahnung 36,
die in Zähnezahl
und Form der Außenverzahnung 37 des
Gelenkaußenteils
entspricht. Hiermit kann die Hülse 13 ebenso
in drehfestem Eingriff, sei es in Preßpassung oder in Spielpassung,
mit ihrer Verzahnung 38 auf den Anschlußflansch 12 aufgeschoben
werden, um in dieser Weise eine drehfeste Verbindung zwischen Gelenkaußenteil,
Hülse und
Anschlußflansch
herzustellen. Die Axialsicherung der Teile erfolgt durch das Eindrehen
der genannten Schrauben.
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In 7 ist
ein Gelenkaußenteil 14 nach
einer der 1 bis 3 in axialer
Ansicht gezeigt. Es sind die umfangsverteilten ersten Kugelbahnen 15 erkennbar,
die, wie bei VL-Gelenken üblich,
einen Schrägungswinkel
aufweisen, der in Umfangsrichtung jeweils von Bahn zu Bahn wechselt.
Jeweils zwischen zwei Kugelbahnen 15 sind im Gelenkaußenteil 14 die
Durchgangslöcher 28 für die Axialsicherungsschrauben
erkennbar. Am Außenumfang
des Gelenkaußenteils 14 ist
die Verzahnung 37 als Spitzverzahnung erkennbar.
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In 8 ist
eine zum Gelenkaußenteil 14 nach 7 passende
Hülse 13 in
axialer Ansicht gezeigt, die aus gezogenem oder gerolltem Material
mit zylindrischem Außenumfang
besteht und dabei innen eine Innenverzahnung 38 in Form
einer Kerbverzahnung bildet. Die Hülse 13 kann in Spielpassung
oder im Preßsitz
in drehfestem Eingriff auf das Gelenkaußenteil aufgeschoben werden.
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In 9 ist
ein zu den Bauteilen nach den 7 und 8 passende
Anschlußteil
in axialer Ansicht gezeigt, wenn auch in einem geänderten Maßstab. Im
ringförmigen
Anschlußflansch 12,
der von dem Boden 22 geschlossen wird, sind die umfangsverteilten
Gewindelöcher 29 erkennbar
sowie die Innenverzahnung 24' des
zentralen Anschlußzapfens 23.
Auch der Anschlußflansch 12 trägt eine wellenförmige Außenverzahnung 36,
die in Zähnezahl
und Form der Außenverzahnung 37 des
Gelenkaußenteils
entspricht. Hiermit kann die Hülse 13 ebenso
in drehfestem Eingriff, sei es in Preßpassung oder in Spielpassung,
mit ihrer Innenverzahnung 38 auf den Anschlußflansch 12 aufgeschoben
werden, um in dieser Weise eine drehfeste Verbindung zwischen Gelenkaußenteil,
Hülse und
Anschlußflansch herzustellen.
Die Axialsicherung der Teile erfolgt durch das Eindrehen der genannten
Schrauben.
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- 11
- Gleichlaufgelenk
- 12
- Anschlußflansch
- 13
- Hülse
- 14
- Gelenkaußenteil
- 15
- erste
Kugelbahnen
- 16
- Gelenkinnenteil
- 17
- zweite
Kugelbahnen
- 18
- Kugel
- 19
- Kugelkäfig
- 20
- Einstecköffnung
- 21
- Anschlußwelle/Wellenzapfen
- 22
- Boden
- 23
- Anschlußzapfen
- 24
- Längsverzahnung
- 24'
- Innenverzahnung
- 25
- Stirnfläche
- 26
- Stirnfläche
- 27
- Schraube
- 28
- Durchgangsbohrung/Durchgangsloch
- 29
- Gewindebohrung/Gewindeloch
- 30
- Schraubenkopf
- 31
- Stirnfläche
- 32
- Ringdeckel
- 33
- Dichtung
- 34
- O-Ring
- 35
-
- 36
- Verzahnung
- 37
- Verzahnung
- 38
- Innenverzahnung
- 39
- Umfangsnut
- 40
- Einprägung
- 41
- Sicherungsring
- 42
- Ringnut
- 43
- Ringnut