DE4429256C2 - Axiale Sicherung einer Zahnwellenverbindung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine axiale Sicherung einer Zahnwellenver
bindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ähnliche Sicherungen sind aus Fig. 3 und 4 der DE-OS 29 21 352 bzw.
aus der DE-PS 41 09 481 bekannt, wobei der Sprengring beim Ein
stecken der Welle in die Nabe in einer tiefen Nut der Welle einge
schnürt wird und nach Erreichung der Endposition in eine Nut der
Nabe hineinspringt. Der Sprengring befindet sich innerhalb des
axialen Bereiches der Verzahnung, so daß er zumindest von der einen
Seite her weder sichtbar noch mittels Werkzeuge zur Demontage
erreichbar ist. Eine Sichtkontrolle des montierten Sprengringes ist
somit nicht gegeben und zudem eine zerstörungsfreie Ausziehsicherung
nur kraftschlüssig auslegbar. Nachteilig ist ferner die Teilung bzw.
Schwächung der Verzahnung, die Scherspannung des Sprengringes und
seine starke Verformung bei der Montage und Demontage. Für die
Herstellung der Nuten inmitten der Verzahnungen ist außerdem ein
separater Vorgang erforderlich, wobei unerwünscht scharfe, mit Grat
behaftete Kanten entstehen können.
Eine andere Ausführung wird in Fig. 1 und 2 der DE-OS 29 21 352
dargestellt, welche für eine Drehmomentübertragung nicht vorgesehen
bzw. nicht geeignet ist und bei der der Sprengring ebenfalls mit
einer Scherspannung beaufschlagt wird.
Eine weitere Sicherung ist aus der DE-PS 42 07 839 bekannt, bei der
besondere Konturen im axialen Bereich der Verzahnung der Welle und
der Nabe erforderlich sind, mittels derer der Sprengring beim
Einstecken der Welle in die Nabe, von einer Nut in eine zweite Nut
der Welle und gleichzeitig in eine Nut der Nabe geschoben wird.
Diese Anordnung beansprucht ebenfalls einen Teil des Übertragungs
bereiches der Verzahnung, ist ebenfalls aufwendig in der Herstellung
sowie in der Handhabung, vor allem bei einer Demontage.
Daher ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine einfache,
kostengünstige und zuverlässige axiale Sicherung der eingangs
genannten Art zu schaffen, welche von der einen Seite optisch
kontrollierbar und zerstörungsfrei demontierbar und zudem in den
Grenzen zwischen formschlüssig und kraftschlüssig auslegbar ist.
Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
gelöst. Die axial getrennte Anordnung der Verzahnung und die Siche
rung schafft die Voraussetzung, die Auslegung beider Funktionen
voneinander unabhängig zu gestalten und somit zu optimieren und dem
jeweiligen Anwendungszweck bzw. Herstellverfahren mit einfachen
konstruktiven
Mitteln leicht anzupassen. Durch die Anordnung der Sicherung auf der
Einsteckseite ist der Sprengring, nach dem Einstecken der Welle in die
Nabe, auf einfache Weise durch die Öffnung der Nabe hindurch, zwischen
der Anschlag- und Tragfläche einbringbar und somit auch sichtbar und
auf dem gleichen Wege umgekehrt demontierbar.
Bei einer Arretierung der Welle in Einsteckrichtung schlägt die Erfindung
vor, diese im wesentlichen axial abseits des von der Ausziehsicherung
beanspruchten Raumes anzuordnen, womit beide Sicherungungen auch
voneinander unabhängig optimiert werden können.
Liegt die Anschlagfläche im wesentlichen im radialen Bereich der Ver
zahnung, so kann der Durchmesser der Welle im axialen Bereich der
Öffnung bzw. im anschließenden Bereich der Verzahnung im wesentlichen
dem Fußkreisdurchmesser der Verzahnung entsprechen. Die Drehmoment
festigkeit der Welle wird somit ausgeglichen bzw. optimiert und die
Herstellung vereinfacht.
Damit die Tragfläche bspw. beim Räumen der Verzahnung der Nabe im
wesentlichen nicht unterbrochen wird, schlägt die Erfindung vor, diese
im wesentlichen radial außerhalb des Bereiches der Verzahnung anzu
ordnen.
Die Länge der Anschlagfläche läßt sich durch eine kegelige Ausbildung
vorteilhaft vergrößern. Die Auslegung der Sicherung wird damit er
leichtert und die Formgebung der Welle stromlinienförmiger gestaltet.
Dabei kann eine Sicherung dargestellt werden, wobei der Sprengring nur
auf Druck belastet wird.
Eine Vereinfachung der Sichtkontrolle der Montage, aber auch eine we
sentliche Erleichterung der Demontage ist dann erreichbar, wenn die Nut
in zumindest eine von der einen Seite sichtbaren Ausnehmung der Nabe
hineingreift. Der Sprengring wird damit sichtbarer und zugänglicher. Das
Innenteil eines Kugelgleichlaufgelenkes ist in der Regel und insbesondere
bei der sog. Rzeppa Bauart als Nabe ausgebildet, welche Kugellaufbahnen
aufweist, die (oder deren Verlängerungen) als Ausnehmungen im Sinne
der Erfindung eingesetzt werden können.
Die Wirkung der axialen Ausziehsicherung der vorliegenden Erfindung ist
innerhalb weiter Grenzen auslegbar. Weist die Tragfläche einen Kegel
winkel auf, der nicht kleiner ist als der Kegelwinkel der Anschlagfläche,
so wirkt die Sicherung formschlüssig. Weist die Tragfläche einen
Kegelwinkel auf, der kleiner ist als der Kegelwinkel der Anschlagfläche,
so kann die Sicherung selbsthemmend bis kraftschlüssig wirken, je nach
dem, ob die Winkeldifferenz etwa kleiner als die Summe der Reibwinkel
der Anschlag- und Tragflächen zum Sprengring oder größer ausgelegt
wird. In beiden Fällen kann die Tragfläche und die Anschlagfläche vom
Sprengring axial vorgespannt werden, wobei eine spielfreie axiale Fixie
rung hergestellt wird.
Eine Anschlagfläche und eine Anlagefläche sind auf kostengünstige und
zuverlässige Weise durch einen radialen Vorsprung der Welle erreichbar.
Eine Fortsetzung der Enden des Sprengrings ermöglichen eine noch einfa
chere Montage und Demontage. Der Abstand zwischen den Fortsetzungen
dient gleichermaßen dazu, die Kontrolle der Montage "auf einen Blick" zu
vollziehen. Eine besonders zweckmäßige und raumsparende Ausführung
ergibt sich, wenn die Fortsetzungen des Sprengrings axial gerichtet sind
bzw. wenn die Ausnehmung als eine begrenzte Ausweitung der Öffnung
der Nabe ausgebildet ist.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind anhand der Figuren
dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine formschlüssige axiale Fixierung bei einem Gleichlauf
festgelenk der sog. Rzeppa Bauart,
Fig. 2 zeigt eine kraftschlüssige axiale Fixierung,
Fig. 3 zeigt eine axiale Fixierung auf einer Seite für beide Richtungen,
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren axialen Fixierung ähnlich
Fig. 3,
Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt einer noch weiteren axialen Fixierung
ähnlich Fig. 3,
Fig. 6 zeigt eine besonders leicht bedienbare axiale Fixierung,
Fig. 7 zeigt eine Seitenteilansicht von Fig 6 in Einsteckrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Ausführung eines sog. Rzeppa Gleichlauffestgelenkes
bestehend aus einer Glocke 5, einer Nabe 2, einem Kugelkäfig 4, welcher
eine Anzahl von Kugeln 7 in den Bahnen bzw. Ausnehmungen 59 und 29 der
Glocke 5 und Nabe 2 hält und einer Abstützscheibe 6. Die Verzahnung 13
am Ende der Welle 1 kann erst nach dem Zusammenbau des Gelenkes in
die Verzahnung 23 der Nabe 2 eingeschoben bzw. eingesteckt werden. Die
Welle 1 wird mit ihrer Anlagefläche 12 von der Gegenfläche 22 der
Abstützscheibe 6 in Einsteckrichtung arretiert. Erst nach dem Einstecken
der Welle 1 wird der Sprengring 3 durch die Öffnung 25 in die Nut 24 der
Nabe 2 eingebracht, wobei der radiale Abstand 32 zwischen der Öffnung
25 und der Welle 1 geringfügig größer ist, als der Durchmesser des
runden Sprengrings 3.
Das Herausziehen der Welle 1 wird dann vom Sprengring 3 über die
Tragfläche 21 verhindert. Dabei ist die Anschlagfläche 11 schräg ausge
bildet und die Tragfläche 21 bzw. der Auslauf der Nut 24 zur Öffnung 25
hin nahezu radial gerichtet, so daß die axiale Fixierung hier formschlüs
sig wirkt, wobei die Anschlagfläche 11, beim Herausziehen der Welle 1,
den Sprengring 3 gegen die Tragfläche 21 in die Nut 24 hineindrückt.
Die Nut 24 bzw. der Sprengring 3 greifen in die Ausnehmungen 29 der
Nabe 2 ein. Dadurch wird die Lage des montierten Sprengrings 3 durch die
einzelnen Ausnehmungen 29 sichtbar und somit leicht kontrollierbar. Die
Demontage wird durch radiales Eindrücken der sichtbaren Stellen des
Sprengrings 3 ebenfalls erleichtert. Die Kontrolle der Montage und eine
zerstörungsfreie Demontage sind aber auch ohne die Ausnehmungen 29
möglich.
Die Ausbildung der Ausziehsicherung ist auffallend einfach, jedoch sehr
zweckmäßig. Die Verzahnungen 13 und 23 sind ohne Nute oder besondere
Formgebungen und somit sowohl formstabil als auch kostengünstig her
stellbar. Die Anschlagfläche 11 besteht lediglich aus den Seitenflächen
der Verzahnung 13. Der Durchmesser der Welle 1 ist als Fortsetzung des
Fußkreises der Verzahnung 13 und somit mit einem vergleichbaren
polaren Widerstandsmoment ausgebildet.
Zwischen der Anschlagfläche 11 und dem Sprengring 3 ist eine
unterbrochene quasi Linienberührung gegeben. Diese Paarung ist dennoch
hoch belastbar, da die Oberfläche der Welle 1 in aller Regel aus Festig
keitsgründen gehärtet wird, der Sprengring ebenfalls. Zwischen der Nut
24 und dem Sprengring 3 ist andererseits eine Flächenberührung
vorgesehen, womit das Härten der Nabe 2 an dieser Stelle entbehrlich
werden kann.
Die axiale Fixierung bzw. Ausziehsicherung der Zahnwellenverbindung von
Fig. 2 unterscheidet sich von der der Fig. 1, in dem die Nut 24 bzw. der
Sprengring 3 nicht in etwaige Ausnehmungen der Nabe 2 hineingreift. Die
Nut 24 ist ferner mit einer Tragfläche 21 versehen, welche beim
Herausziehen der Welle 1 vom Sprengring 3 beaufschlagt wird. Diese
weist einen Kegelwinkel 20 auf, der kleiner ist als der Kegelwinkel 10
der Anschlagfläche 11, so daß der Sprengring 3 beim Herausziehen der
Welle 1 von der Nabe 2 mit einer entsprechenden Ausziehkraft sich
einschnüren und demontieren läßt. Diese Kraft ist abhängig von den
Kegelwinkeln 10 und 20, von der Vorspannung und vom Widerstand des
Sprengrings 3, von einer etwaigen Presspassung der Verzahnung und von
den Reibwinkeln der Anschlagfläche 11 bzw. Tragfläche 21 zum Spreng
ring 3. Eine kraftunabhängige bzw. formschlüssige Sicherung ist durch
die entsprechende Anordnung der Kegelwinkel 10 bzw. 20 möglich.
Die Welle 1 von Fig. 3 weist einen radialen Vorsprung 15 mit einer
ununterbrochenen Anschlagfläche 11 und einer Anlagefläche 12 auf. Die
Welle 1 wird in Ausziehrichtung mittels der Tragfläche 21, dem Spreng
ring 3 und der Anschlagfläche 11 und beim Einstecken mittels der Gegen
fläche 22 der Nabe 2 und der Anlagefläche 12 arretiert. Die Auszieh
sicherung ist formschlüssig ausgebildet, ähnlich Fig. 1. Dabei können eine
oder mehrere Ausnehmungen 28 die Demontage des Sprengrings 3 bspw.
mittels Schraubenzieher erleichtern. Der Vorsprung 15 liegt im radialen
Bereich der Verzahnung 13, wobei die Anlagefläche 12 durch die
Seitenflächen der Lücken zwischen den Zähnen 13 der Welle 1 und die
Gegenfläche 22 durch die Seitenflächen der Zähne 23 der Nabe 2 gebildet
werden.
Zwischen der Verzahnung 13 und der Anlagefläche 12 von Fig. 4 bzw. Fig.
5 ist die Welle 1 mit einer Auslaufnut 14 versehen. Dadurch wird eine
Abwälzumformung der Verzahnung 13 erleichtert bzw. verbilligt. Der
Vorsprung 15 der Fig. 4 ist höher ausgelegt, als der Fußkreis der Verzah
nung 23 der Nabe 2, wobei eine Flächenberührung zwischen der
Anlagefläche 12 und der Gegenfläche 22 außerhalb des radialen Berei
ches der Verzahnung ermöglicht wird. Dagegen liegt die Gegenfläche 22
der Nabe 2 von Fig. 5 im radialen Bereich der Verzahnung.
Die Nut 24 der Nabe 2 ist in Fig. 4 mit einer Tragfläche 21 zum
Sprengring 3 dargestellt, welche einen Kegelwinkel 20 aufweist, der
etwas kleiner ist als der Kegelwinkel 10 der Anschlagfläche 11 zum
Sprengring 3, so daß eine selbsthemmende aber auch spielfreie axiale
Fixierung hergestellt wird. Bei der (elastischen) Ausweitung des Spren
gringes 3 werden die Flächen 11, 21, 12, 22 der axialen Fixierungen
nämlich gegenseitig spielfrei vorgespannt. Dagegen sind die Kegelwinkel
10 und 20 der Fig. 5 gleich ausgeführt, so daß die Arretierung
formschlüssig wirkt mit einem geringen Spiel, das lediglich von den Her
stelltoleranzen der Nut 24 (welche die Tragfläche 21 und die Gegenfläche
22 aufweist), des Vorsprungs 15 (welcher die Anschlagfläche 11 und die
Anlagefläche 12 aufweist) und des Sprengrings 3 abhängig ist.
Fig. 6 bzw. 7 zeigen eine weitere Auslegungsvariante der axialen Fixie
rung nach der vorliegenden Erfindung. In Einsteckrichtung sind einfache
Prägestellen 27 zur Arretierung der Welle 1 vorgesehen. In Auszieh
richtung ist ein Sprengring 3 eingesetzt, dessen Enden jeweils eine
axiale Fortsetzung 31 aufweisen, welche in einer Ausnehmung 26 der
Nabe 2 angeordnet sind. Zur Montage kann der Sprengring 3 über die
Fortsetzungen 31 mittels einer einfachen Zange eingeschnürt, durch die
Öffnung 25 der Nabe 2 eingeschoben und in die Nut 24 entspannt werden.
Weitere Ausnehmungen (28, 29) der Nabe 2 sind für eine einfache
Sichtkontrolle der Montage nicht erforderlich, da der Abstand zwischen
den Fortsetzungen 31 ein gut sichtbares Merkmal hierzu liefert. Durch
die axiale Erstreckung der Fortsetzungen 31 braucht der Abstand 33 im
mittleren Bereich der Ausnehmung 26 nur in etwa dem Radius der Öff
nung 25 zu entsprechen.
Die bevorzugte Lage der Kugeln 7 bei einem maximalen Beugewinkel eines
Gleichlaufgelenkes ist in Fig. 5 gezeigt, wobei die Kugeln 7 weder den
Sprengring 3 noch seine Fortsetzungen 31 berühren.
Die in den Figuren dargestellten Beispiele zeigen ausschließlich runde
Sprengringe mit kreisförmigen Querschnitten, die besonders kosten
günstig aber auch zuverlässig sind. Die Anschlag-, Anlage- und
Gegenflächen sind ebenfalls ausschließlich kegelig ausgeführt, wodurch
die Übergänge mit geringeren Kerbwirkungen behaftet werden und zudem
raumsparend sind. Die Lehre der Erfindung schließt andere Formen der
Sprengringe bspw. unrunde oder andere Querschnitte bspw. ovale, sechs-
oder viereckige oder andere Ausführungen der Anschlag-, Anlage- oder
Gegenflächen aber nicht aus.
Bezugszeichenliste
1 Welle
2 Nabe
3 Sprengring
4 Kugelkäfig
5 Glocke
6 Abstützscheibe
7 Kugel
11 Anschlagfläche
12 Anlagefläche
13 Verzahnung
14 Nut
15 Vorsprung
21 Tragfläche
22 Gegenfläche
23 Verzahnung
24 Nut
25 Öffnung
26 Ausnehmung
27 Prägung
28 Ausnehmung
29 Ausnehmung
32 Abstand
33 Abstand
S1 Einsteckrichtung.
2 Nabe
3 Sprengring
4 Kugelkäfig
5 Glocke
6 Abstützscheibe
7 Kugel
11 Anschlagfläche
12 Anlagefläche
13 Verzahnung
14 Nut
15 Vorsprung
21 Tragfläche
22 Gegenfläche
23 Verzahnung
24 Nut
25 Öffnung
26 Ausnehmung
27 Prägung
28 Ausnehmung
29 Ausnehmung
32 Abstand
33 Abstand
S1 Einsteckrichtung.
Claims (12)
1. Axiale Sicherung einer Zahnwellenverbindung, insbesondere zwi
schen einer Nabe eines Gleichlaufgelenkes und einer Welle, wobei ein
verzahntes Ende der Welle in einer verzahnten Bohrung der Nabe von
einer Seite einsteckbar und herausziehbar ist, mit einem Sprengring,
welcher beim Herausziehen der Welle zwischen einer der Welle zu
geordneten Anschlagfläche und einer, einer Nut der Nabe zugeord
neten Tragfläche zusammenwirkt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlagfläche (11), der Sprengring (3) und die Tragfläche
(21) in Ausziehrichtung (S1) axial abseits des Übertragungsberei
ches der Verzahnung (13, 23) angereiht sind, wobei die Nabe (2) mit
einer der Anschlagfläche (11) anschließenden Öffnung (25) ausge
stattet ist, welche einen Radius aufweist, der größer ist als der
radial gegenüberliegende Radius der Welle (1) um einen Betrag (32),
der mindestens der radialen Wandstärke des Sprengrings (3) ent
spricht.
2. Axiale Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Welle (1) eine Anlagefläche (12) aufweist, welche beim Einstecken
der Welle von einer Gegenfläche (22) arretiert wird, wobei diese in
Einsteckrichtung im wesentlichen axial abseits der Anschlagfläche
(11), des Sprengrings (3) und der Tragfläche (21) angeordnet sind.
3. Axiale Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anschlagfläche (11) im wesentlichen im radialen Bereich der Ver
zahnung (13, 23) angeordnet ist.
4. Axiale Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Tragfläche (21) im wesentlichen radial außerhalb des Bereiches der
Verzahnung (13, 23) angeordnet ist.
5. Axiale Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anschlagfläche (11) kegelig bzw. mit einem Kegelwinkel (10) ausge
bildet ist.
6. Axiale Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Nut (24) in zumindest eine von der einen Seite sichtbaren Ausneh
mung (26, 28, 29) der Nabe (2) hineingreift.
7. Axiale Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Tragfläche (21) einen Kegelwinkel (20) aufweist, der nicht kleiner
ist, als der Kegelwinkel (10) der Anschlagfläche (11).
8. Axiale Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Tragfläche (21) einen Kegelwinkel (20) aufweist, der kleiner ist, als
der Kegelwinkel (10) der Anschlagfläche (11).
9. Axiale Sicherung nach Anspruch 2 bzw. 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sprengring (3), die Tragfläche (21) und die Anschlagfläche
(11) bzw. die Anlagefläche (12) und die Gegenfläche (22) axial
vorspannt.
10. Axiale Sicherung nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Welle (1) mit einem radialen Vorsprung (15) versehen ist,
der die Anschlagfläche (11) bzw. die Anlagefläche (12) aufweist.
11. Axiale Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Enden des Sprengrings (3) mit jeweils einer in einer Ausnehmung
(26) der Nabe (2) sich erstreckenden Fortsetzung (31) ausgestattet
sind.
12. Axiale Sicherung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Fortsetzungen (31) axial verlaufen, wobei die Ausnehmung (26) als
eine in Umfangsrichtung begrenzte Ausweitung der Öffnung (25)
ausgebildet ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4429256A DE4429256C2 (de) | 1994-08-18 | 1994-08-18 | Axiale Sicherung einer Zahnwellenverbindung |
JP7209667A JPH0868426A (ja) | 1994-08-18 | 1995-08-17 | 歯付軸継手の軸方向固定保持装置 |
US08/517,007 US5643092A (en) | 1994-08-18 | 1995-08-18 | Assembly for axially fixing a splined hub on a splined shaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4429256A DE4429256C2 (de) | 1994-08-18 | 1994-08-18 | Axiale Sicherung einer Zahnwellenverbindung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4429256A1 DE4429256A1 (de) | 1996-02-22 |
DE4429256C2 true DE4429256C2 (de) | 1997-04-30 |
Family
ID=6525960
Family Applications (1)
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