DE10000925A1 - Flanged shaft for vehicle, back of flange of which is covered by protective cap - Google Patents
Flanged shaft for vehicle, back of flange of which is covered by protective capInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Flanschwelle, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem Flansch und einer Welle, wobei der Flansch eine Flanschfläche und einen Flanschrücken aufweist.The invention relates to a flange shaft, in particular for a motor vehicle at least one flange and a shaft, the flange being a flange surface and has a flange back.
Flanschwellen werden in vielen Bereichen des Maschinenbaus zur Übertragung eines Drehmomentes verwendet, wobei jeweils an nur einem Ende oder auch an beiden Enden der Welle ein Flansch vorgesehen sein kann. Durch die Flanschwelle ist das Drehmoment mittels der Welle über deren Länge übertragbar und durch den Flansch in ein benachbartes, mit diesem zumeist über eine Verschraubung verbundenes Bauteil einleitbar. Zwischen der Welle und dem Flansch kann je nach Anwendungsfall ein Gelenk und/oder eine drehfeste Schiebeverzahnungsverbindung angeordnet sein, um Neigungs- bzw. Längenänderungen auszugleichen. Besonders in Kraftfahrzeugen werden Flanschwellen beispielsweise in Form von starren Halbwellen als Abtriebswellen von Differentialgetrieben und mit Kreuzgelenken als Kardanwellen bzw. mit Gleichlaufgelenken als Radantriebswellen verwendet.Flange shafts are used in many areas of mechanical engineering to transmit a Torque used, each at only one end or at both ends a flange can be provided for the shaft. Because of the flange shaft Torque can be transmitted over the length of the shaft and through the flange in an adjacent component, which is usually connected to it via a screw connection introductory. Depending on the application, there may be a between the shaft and the flange Joint and / or a non-rotatable sliding tooth connection can be arranged to Compensate changes in inclination or length. Especially in motor vehicles flange shafts are, for example, in the form of rigid half-shafts as output shafts of differential gears and with universal joints as cardan shafts or with Constant velocity joints used as wheel drive shafts.
Die in Kraftfahrzeugen verwendeten Flanschwellen bestehen zumeist aus geschmiedetem Stahl und sind üblicherweise zur Vermeidung von Korrosion nitriert. Da die Flanschwellen häufig in Bereichen angeordnet sind, die von Spritzwasser und Schmutz beaufschlagt werden, sind insbesondere die Flansche und die Flanschverschraubungen besonders korrosionsgefährdet. Die Flanschwellen werden daher üblicherweise zusätzlich gegen Korrosion und Steinschlag geschützt, was häufig durch Lackieren oder Pulverbeschichten erfolgt.The flange shafts used in motor vehicles mostly consist of forged steel and are usually nitrided to avoid corrosion. There the flange shafts are often arranged in areas affected by water spray and The flanges and the Flange fittings are particularly at risk of corrosion. The flange shafts are therefore usually additionally protected against corrosion and stone chips, which is common done by painting or powder coating.
Es sind jedoch auch andere Lösungen bekannt geworden, die unter Umständen als Korrosions- und Steinschlagschutz nutzbar sein können.However, other solutions have become known which may be called Corrosion and stone chip protection can be used.
Beispielsweise ist aus der DE 28 04 339 A1 eine Schutzabdichtung für Gelenkverbindungen von Kraftfahrzeugwellen bekannt, bei der ein über einem Gleichlaufgelenk montierter und an einem nichtdrehenden Stützteil befestigter Faltenbalg mittels eines auf der Welle drehbar gelagerten zylindrischen Abschnittes bis zu einem dem anderen Gleichlaufgelenk zugeordneten Faltenbalg fortgeführt ist und in diesem endet. Durch die Schutzabdichtung werden ansonsten übliche Dichtungsprobleme zwischen separaten Faltenbalgen und der Welle vermieden und die Welle zusätzlich gegen Korrosion geschützt. Nachteilig ist jedoch, dass die Anschlussflansche durch die Schutzabdeckung nicht abgedeckt sind. Im übrigen handelt es sich um eine relativ aufwendige und kostspielige Lösung, da die Faltenbalge nicht wie üblich zusammen mit den Gleichlaufgelenken und der Welle mitrotieren, sondern an nichtrotierenden Bauteilen befestigt sind.For example, DE 28 04 339 A1 has a protective seal for Articulated connections of motor vehicle shafts known in which one over one Constant velocity joint mounted bellows and attached to a non-rotating support part by means of a cylindrical section rotatably mounted on the shaft up to one the other constant velocity joint associated bellows is continued and in this ends. The protective seal will otherwise cause common sealing problems between separate bellows and the shaft avoided and the shaft additionally protected against corrosion. It is disadvantageous, however, that the connecting flanges through the Protective cover are not covered. Otherwise, it is a relative complex and costly solution, since the bellows are not together with as usual the constant velocity joints and the shaft, but on non-rotating components are attached.
In der DE 31 40 542 C1 wird dagegen eine Dichtungsanordnung zur Überbrückung und Abdichtung einer Antriebs- und Abtriebswelle einer Kreuzgelenkkupplung vorgeschlagen, bei der eine Dichtungsmanschette neben einer Befestigung auf dem Flansch und auf der Welle zusätzlich im Bereich der Kreuzgelenklagerungen befestigt ist. Durch die gewählte Anordnung wird verhindert, dass die Dichtungsmanschette während des Betriebes mit einem Gelenkteil in Berührung kommt, dadurch beschädigt wird, und durch austretendes Fett oder Öl Beschädigungen an dem Kreuzgelenk hervorgerufen werden. Nachteilig an dieser Anordnung ist die speziell für Kreuzgelenkkupplungen vorgesehene Ausbildung der Dichtungsmanschette, die zudem aus einem sehr flexiblem Material, wie z. B. Gummi, bestehen muss und schwierig zu montieren ist.In DE 31 40 542 C1, however, a sealing arrangement for bridging and Sealing of an input and output shaft of a universal joint coupling proposed, in which a sealing collar next to a fastening on the flange and on the Shaft is also attached in the area of the universal joint bearings. By the chosen one Arrangement is prevented that the sealing sleeve with during operation comes into contact with a joint part, thereby being damaged, and by escaping Grease or oil can damage the universal joint. Disadvantageous this arrangement is the training intended specifically for universal joint couplings the sealing sleeve, which is also made of a very flexible material, such as. B. rubber, must exist and is difficult to assemble.
Es ergibt sich daher das Problem, eine Flanschwelle mit einer für die meisten Bauarten von Flanschwellen anwendbaren Schutzvorrichtung zu versehen, die insbesondere für den Flanschbereich geeignet, preiswert herstellbar und einfach montierbar ist.The problem therefore arises, a flange shaft with one for most types to provide protective device applicable to flange shafts, especially for the flange area is suitable, inexpensive to manufacture and easy to assemble.
Das Problem wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass zur Abdeckung des Flanschrückens eine Schutzkappe vorgesehen ist.The problem is inventively in connection with the preamble of the claim 1 solved in that a protective cap to cover the flange back is provided.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Flanschwelle sind in den Ansprüchen 2 bis 10 angegeben.Advantageous embodiments of the flange shaft according to the invention are in the Claims 2 to 10 specified.
Eine Schutzkappe ist als Massenbauteil preiswert herstellbar und kann zusammen mit der Flanschwelle je nach Ausführung und Anwendungsfall entweder in einer endmontierten Position auf dem Flanschrücken oder in einer vormontierten Position zur nachträglichen Verbringung in die endgültige Position, z. B. nach einer Verschraubung des Flansches, angeliefert werden. Aufwendige und teure Maßnahmen zum Steinschlag- und Korrosionsschutz in Form von Lackieren oder Pulverbeschichten, die bislang üblich sind und beispielsweise auch das Entfetten von zu schützenden Bereichen und das Abdecken nicht zu schützender Bereiche, wie z. B. von Faltenbälgen und Lagerflächen, umfassen, können dadurch eingespart werden.A protective cap is inexpensive to manufacture as a mass component and can be used together with the flange shaft depending on the version and application either in one final assembled position on the flange back or in a pre-assembled position subsequent shipment to the final position, e.g. B. after screwing of the flange. Elaborate and expensive measures for rockfall and corrosion protection in the form of painting or powder coating, which was previously common and, for example, degreasing areas to be protected and that Covering areas that are not to be protected, e.g. B. bellows and bearing surfaces, can be saved.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn als Material der Schutzkappe ein spritzbarer Kunststoff, wie z. B. Polyamid, verwendet wird, da Spritzgussteile in großer Stückzahl und mit gleichbleibender Qualität besonders preiswert herstellbar sind.It is particularly advantageous if the material of the protective cap is a sprayable one Plastic, such as B. polyamide is used because injection molded parts in large numbers and are particularly inexpensive to manufacture with consistent quality.
Die Schutzkappe kann eine im wesentlichen dem Flanschrücken entsprechende Kontur aufweisen und zur Anordnung von Flanschverschraubungsteilen mit Öffnungen versehen sein. In diesem Fall ergibt sich eine platzsparende Anordnung, da die Schutzkappe nicht groß aufbaut, d. h. der Flanschrücken im wesentlichen nur um die Materialstärke der Schutzkappe aufgedickt wird. Eine derart ausgebildete Schutzkappe wird bevorzugt in ihrer endgültigen Position montiert mit der Flanschwelle angeliefert, wobei die Öffnungen zweckmäßigerweise derart bemessen sind, dass die Flanschverschraubungsteile, wie z. B. Schraubenköpfe, Scheiben, Muttern und überstehende Schraubenbolzen, ungehindert montierbar sind.The protective cap can have a contour that essentially corresponds to the flange back have and provided with openings for the arrangement of flange screwing parts his. In this case there is a space-saving arrangement, since the protective cap is not builds large, d. H. the flange back essentially only by the material thickness of the Protective cap is thickened. Such a protective cap is preferred in its final position is delivered assembled with the flange shaft, making the openings are expediently dimensioned such that the flange screw parts, such as e.g. B. screw heads, washers, nuts and protruding bolts, can be installed freely.
Es ist jedoch auch denkbar, dass die Schutzkappe eine von dem Flanschrücken abweichende Kontur aufweist und insbesondere zur Abdeckung von Flanschverschraubungsteilen mindestens eine Ausbuchtung an der Schutzkappe vorgesehen ist. In diesem Fall wird die Schutzkappe bevorzugt in einer vormontierten Position mit der Flanschwelle angeliefert und erst nach erfolgter Verschraubung des Flansches in die Endposition gebracht. Die Kontur der Schutzkappe kann mittels der Ausbuchtungen dem Flanschrücken mit der Grobkontur der Verschraubungsteile angepaßt sein. Die Kontur der Schutzkappe kann jedoch auch rein rotationssymmetrisch und somit wesentlich glatter gestaltet sein, wodurch dann Verwirbelungen und daraus resultierende Geräusche vermieden werden können.However, it is also conceivable for the protective cap to be one of the flange backs has a different contour and in particular to cover Flange screw parts at least one bulge on the protective cap is provided. In this case, the protective cap is preferably pre-assembled Position delivered with the flange shaft and only after screwing the Flange brought into the end position. The contour of the protective cap can be determined using the Bulges the flange back with the rough contour of the screw parts be adjusted. However, the contour of the protective cap can also be purely rotationally symmetrical and thus be designed much smoother, which then causes turbulence and from it resulting noises can be avoided.
Die Schutzkappe kann kraftschlüssig und/oder formschlüssig auf der Flanschwelle fixiert sein. The protective cap can be non-positively and / or positively on the flange shaft be fixed.
Zur formschlüssigen Fixierung ist es zweckmäßig, wenn die Schutzkappe zur Realisierung eines Presssitzes ein flanschseitiges und/oder ein wellenseitiges zylindrisches Endstück mit einem untermaßigen Innendurchmesser aufweist. Die Schutzkappe wird dann an dem jeweiligen Endstück auf der Flanschwelle gehalten und gleichzeitig gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz in den Zwischenraum zwischen dem Flanschrücken und der Schutzkappe abgedichtet.For positive fixation, it is useful if the protective cap for Realization of a press fit a flange-side and / or a shaft-side has cylindrical end piece with an undersized inner diameter. The Protective cap is then held on the respective end piece on the flange shaft and at the same time to prevent moisture and dirt from entering the gap sealed between the flange back and the protective cap.
Zur formschlüssigen Fixierung kann die Schutzkappe an dem flanschseitigen zylindrischen Endstück mit einem inneren Ringsteg versehen sein, der zur Hinterrastung des Flansches an der Flanschfläche vorgesehen ist.For positive locking, the protective cap on the flange side cylindrical end piece to be provided with an inner ring web, which is used for rear locking of the flange is provided on the flange surface.
Es ist jedoch auch denkbar, dass die Schutzkappe an dem flanschseitigen zylindrischen Endstück und/oder an dem wellenseitigen zylindrischen Endstück einen inneren Ringsteg aufweist, und dass der Flansch und/oder die Welle zur Rastierung der Schutzkappe mittels des Ringsteges an einer entsprechenden zylindrischen Außenfläche eine äußere Ringnut aufweist.However, it is also conceivable that the protective cap on the flange-side cylindrical End piece and / or an inner on the shaft-side cylindrical end piece Has ring web, and that the flange and / or the shaft for locking the Protective cap by means of the ring web on a corresponding cylindrical outer surface has an outer annular groove.
In ähnlicher Weise ist es umgekehrt auch möglich, dass die Schutzkappe an dem flanschseitigen zylindrischen Endstück und/oder an dem wellenseitigen zylindrischen Endstück eine innere Ringnut aufweist, und dass der Flansch und/oder die Welle zur Rastierung der Schutzkappe mittels der Ringnut an einer zylindrischen Außenfläche einen äußeren Ringsteg aufweist.In a similar way, it is also possible that the protective cap on the flange-side cylindrical end piece and / or on the shaft-side cylindrical End piece has an inner annular groove, and that the flange and / or the shaft Locking of the protective cap using the ring groove on a cylindrical outer surface has an outer ring web.
In jedem Fall ist die erfindungsgemäße Schutzkappe leicht montierbar und wird mittels der beschriebenen Merkmale sicher auf dem Flansch gehalten. Besonders durch die Ausführungsform mit abgedeckten Verschraubungsteilen wird eine Verschmutzung und Korrosion der Flanschverschraubung vermieden, so dass auch nach längerer Betriebszeit ein Auswechseln der Flanschwelle oder eines mit dieser verschraubten Bauteiles problemlos möglich ist.In any case, the protective cap according to the invention is easy to assemble and is by means of the described features held securely on the flange. Especially through that Embodiment with covered screw parts becomes dirty and Corrosion of the flange screw connection avoided, so that even after a long time Operating time, a replacement of the flange shaft or one screwed to it Component is easily possible.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind. Further details of the invention emerge from the following detailed Description and the accompanying drawings, in which preferred Embodiments of the invention are illustrated by way of example.
In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:
Fig. 1: Eine Seitenansicht einer Flanschwelle mit einer Schutzkappe im Schnitt, Fig. 1: A side view of a flange with a cap in section,
Fig. 2: eine Schutzkappe als Einzelteil, und die Fig. 2: a protective cap as a single part, and the
Fig. 3a-3c: verschiedene Varianten zur formschlüssigen Fixierung der Schutzkappe.3a-3c Fig: different variants for the positive fixing of the protective cap..
In der Fig. 1 ist eine Flanschwelle 1 dargestellt, die als starre Halbwelle ausgebildet ist. Die Flanschwelle weist einen Flansch 2 und eine Welle 3 auf, wobei der Flansch 2 mit einer Flanschfläche 4 und einem Flanschrücken 5 versehen ist. Der Flansch 2 ist an seinem Flanschrücken 5 mit einer Schutzkappe 6 abgedeckt, die als separates Bauteil in Fig. 2 abgebildet ist und ein flanschseitiges zylindrisches Endstück 7 sowie ein wellenseitiges zylindrisches Endstück 8 aufweist.In Fig. 1, a flange shaft 1 is shown, which is designed as a rigid half-shaft. The flange shaft has a flange 2 and a shaft 3 , the flange 2 being provided with a flange surface 4 and a flange back 5 . The flange 2 is covered on its flange back 5 with a protective cap 6 , which is shown as a separate component in FIG. 2 and has a cylindrical end piece 7 on the flange side and a cylindrical end piece 8 on the shaft side.
Die Schutzkappe 6 kann, beispielsweise als Kunststoff-Spritzgussteil, preiswert hergestellt werden und auf dem Flanschrücken 5 des Flansches 2 einfach montiert und fixiert werden. Die Schutzkappe 6 dient als Steinschlag- und Korrosionsschutz, durch deren Verwendung aufwendige Lackier- und Beschichtungsarbeiten entfallen können. Die Fixierung der Schutzkappe 5 auf dem Flansch 2 kann kraftschlüssig und/oder formschlüssig erfolgen.The protective cap 6 can be produced inexpensively, for example as a plastic injection molded part, and can be easily mounted and fixed on the flange back 5 of the flange 2 . The protective cap 6 serves as stone chip and corrosion protection, the use of which means that expensive painting and coating work can be omitted. The protective cap 5 can be fixed on the flange 2 in a force-fitting and / or form-fitting manner.
Bei Anwendung einer kraftschlüssigen Fixierung kann das flanschseitige und/oder das wellenseitiges zylindrisches Endstück 7, 8 jeweils mit einem untermaßigen Innendurchmesser 9, 10 versehen sein, so dass sich bei der Montage auf dem Flanschrücken 5 ein Presssitz ergibt, durch den die Schutzkappe 6 in seiner vorgesehenen Position gehalten wird. Als Nebeneffekt verhindert ein derartiger Presssitz auch das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz in den Zwischenraum zwischen dem Flanschrücken 5 und der Schutzkappe 6.When using a non-positive fixation, the flange-side and / or the shaft-side cylindrical end piece 7 , 8 can each be provided with an undersized inner diameter 9 , 10 , so that there is a press fit during assembly on the flange back 5 , through which the protective cap 6 in its intended position is held. As a side effect, such a press fit also prevents the ingress of moisture and dirt into the space between the flange back 5 and the protective cap 6 .
Da das Material der Schutzkappe 6 unter Umständen im Laufe der Lebensdauer alterungsbedingt an Festigkeit verlieren kann, kann aus Sicherheitsgründen eine formschlüssige Fixierung der Schutzkappe bevorzugt werden. Hierzu werden in den Fig. 3a bis 3c anhand eines Ausschnittes des flanschseitigen zylindrischen Endstückes 7 nach Einzelheit E aus Fig. 2 drei Möglichkeiten aufgezeigt.Since the material of the protective cap 6 can possibly lose strength over the course of its lifetime due to aging, a form-fitting fixing of the protective cap can be preferred for safety reasons. For this purpose, three options are shown in FIGS . 3a to 3c on the basis of a section of the flange-side cylindrical end piece 7 according to detail E from FIG .
In der Fig. 3a ist die Schutzkappe 6 an dem flanschseitigen zylindrischen Endstück 7 mit einem inneren Ringsteg 11 versehen, der zur Hinterrastung des Flansches 2 an der Flanschfläche 4 vorgesehen ist.In Fig. 3a, the protective cap 6 is provided on the flange-side cylindrical end piece 7 with an inner ring web 11 , which is provided for locking the flange 2 on the flange surface 4 .
In der Fig. 3b weist die Schutzkappe 6 an dem flanschseitigen zylindrischen Endstück 7 einen inneren Ringsteg 12 auf, der zur Rastierung der Schutzkappe 6 in einer äußeren Ringnut 13 vorgesehen ist, die an einer entsprechenden zylindrischen Außenfläche 14 des Flansches 2 angeordnet ist.In Fig. 3b, the protective cap 6 on the flange-side cylindrical end piece 7 has an inner ring web 12 which is provided for locking the protective cap 6 in an outer annular groove 13 which is arranged on a corresponding cylindrical outer surface 14 of the flange 2 .
In der Fig. 3c weist die Schutzkappe 6 dagegen an dem flanschseitigen zylindrischen Endstück 7 eine innere Ringnut 15 auf, die zur Rastierung der Schutzkappe 6 auf einem äußeren Ringsteg 16 vorgesehen ist, der an der zylindrischen Außenfläche 14 des Flansches 2 angeordnet ist. In Fig. 3c, however, the protective cap 6 on the flange-end cylindrical member 7 an inner annular groove 15 which is provided for the detent of the protective cap 6 on an outer ring ridge 16, which is arranged on the cylindrical outer surface 14 of the flange 2.
11
Flanschwelle
Flange shaft
22
Flansch
flange
33rd
Welle
wave
44
Flanschfläche
Flange surface
55
Flanschrücken
Flange back
66
Schutzkappe
protective cap
77
flanschseitiges zylindrisches Endstück
flange-side cylindrical end piece
88th
wellenseitiges zylindrisches Endstück
shaft-side cylindrical end piece
99
Innendurchmesser
Inside diameter
1010th
Innendurchmesser
Inside diameter
1111
innerer Ringsteg
inner ring bridge
1212th
innerer Ringsteg
inner ring bridge
1313
äußere Ringnut
outer ring groove
1414
zylindrische Außenfläche
cylindrical outer surface
1515
innere Ringnut
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1616
äußerer Ringsteg
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