DE102005042839A1

DE102005042839A1 - Gelenkwelle

Info

Publication number: DE102005042839A1
Application number: DE102005042839A
Authority: DE
Inventors: Hans Roth; Bernhard Dipl.-Ing. Bächle; Andreas Dipl.-Ing. Mahling
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2007-03-15
Also published as: US20070060396A1; US20100162785A1; US8161623B2

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Gelenkwelle (1) zur Momentenübertragung von einem Getriebe auf ein Achsverteilergetriebe mit einem Verbindungsflansch (2) einschließlich eines Rohrabschnitts (3) zum Koppeln der Gelenkwelle (1) mit einem Getriebe-Abtriebsflansch (4), mit einer Gelenkscheibe (5) als Torsionselement sowie zum Knick-Ausgleich und mit einem Zentrierteil (6) zum Ausrichten der Gelenkwelle (1) gegenüber einem Getriebezapfen (7), welches in den Verbindungsflansch (2) eingepresst ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsflansch (2) mit dem einstückigen Rohrabschnitt (3) tiefgezogen und gestanzt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkwelle zur Momentenübertragung vom einem Getriebe auf ein Achsverteilergetriebe mit einem Verbindungsflansch einschließlich eines Rohrabschnitts zum Koppeln der Gelenkwelle mit einem Getriebe-Abtriebsflansch, mit einer Gelenkscheibe als Torsionselement sowie zum Knick-Ausgleich und mit einem Zentrierteil zum Ausrichten der Gelenkwelle gegenüber einem Getriebezapfen, welches in den Verbindungsflansch eingepresst ist.

Eine Gelenkwelle mit diesen Merkmalen ist aus der DE 199 54 475 C1 bekannt. Beim Verbindungsflansch dieser Gelenkwelle handelt es sich um ein Schmiedeteil, welches in drei Schritten hergestellt wird. Im ersten Herstellungsschritt wird der Verbindungsflansch als Rohform geschmiedet. Im zweiten Herstellungsschritt wird ein Rohrabschnitt zum Verbinden mit einer Hohlwelle gedreht. Im dritten Herstellungsschritt werden die Durchgangsöffnungen für die Verbindungsschrauben und eine mittige Öffnung zur Aufnahme des Zentrierteils gebohrt. Komplettiert wird die Gelenkwelle indem der Rohrabschnitt mit der Hohlwelle verschweißt wird, das Zentrierteil in die Öffnung eingepresst wird, dieses mit Fett befüllt und danach über einem Deckel verschlossen wird. Auf Grund der verschiedenartigen Bearbeitungsverfahren ist die Herstellung des Verbindungsflanschs mit dem Rohrabschnitt sehr kostenintensiv.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Gelenkwelle kostengünstiger herzustellen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs eins und ein entsprechend angepasstes Herstellungsverfahren nach Anspruch fünf gelöst. Die Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Die Erfindung sieht vor, das der Verbindungsflansch sowie der Rohrabschnitt tiefgezogen und gestanzt sind. Hergestellt wird dieses Bauteil innerhalb eines Folgewerkzeuges in einem Herstellungsschritt mit gleichzeitigem Stanzen der Durchgangsbohrungen. Da gegenüber dem Stand der Technik zwei Herstellungsschritte entfallen, ist die Herstellung kostengünstiger.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Abstützelement zur Zentrierung der Gelenkscheibe gegenüber dem Verbindungsflansch sich am Zentrierteil abstützt. Hierzu ist das Abstützelement in radialer Richtung scheibenförmig und in axial Richtung als Topf ausgebildet. Der Topf wiederum zentriert sich an einem Ringbund des Zentrierteils.

In den Zeichnungen sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt. Dabei zeigen:
1 die Gelenkwelle, erste Ausführungsform;
2 die Gelenkwelle, zweite Ausführungsform;
3 die Gelenkwelle mit Abstützelement.
In 1 ist eine Gelenkwelle 1 in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Die Gelenkwelle 1 besteht aus einem Zentrierteil 6, einem Verbindungsflansch 2 und einem Rohrabschnitt 3. Der Verbindungsflansch 2 und der Rohrabschnitt 3 sind einstückig miteinander verbunden. Am Rohrabschnitt 3 wird eine nicht dargestellte Hohlwelle angeschweißt, welche dann auf das Achsverteilergetriebe führt. In den Verbindungsflansch 2 und den Rohrabschnitt 3 ist das Zentrierteil 6 über eine Länge L eingepresst. Die resultierende Aufstandsfläche des Zentrierteils 6 ist größer als bei der aus dem Stand der Technik bekannten Gelenkwelle. Das Ergebnis ist eine verbesserte Zentriergenauigkeit ohne Mehrkosten. Über das Zentrierteil 6 wird die Gelenkwelle 1 gegenüber einem Getriebezapfen 7 ausgerichtet, indem dieser in das Zentrierteil 6 eingreift. Am inneren Umfang des Zentrierteils 6 kann ein ringförmiges Elastomer 11 sowie eine direkt anvulkanisierte Membrane mit einer Entlüftungsöffnung 12 angeordnet sein. Gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Zentrierteil entfällt der Abschlussdeckel.
Die Momentenübertragung von einem Getriebe über die Gelenkwelle 1 auf das Achsverteilergetriebe und umgekehrt erfolgt von einem Getriebe-Abtriebsflansch 4 über eine Gelenkscheibe 5 auf den Verbindungsflansch 2 und auf den Rohrabschnitt 3. Hierzu sind der Getriebe-Abtriebsflansch 4 und die Gelenkscheibe miteinander verschraubt. Die Gelenkscheibe ist ebenfalls mit dem Verbindungsflansch 5 verschraubt. Über die Gelenkscheibe 5 werden Torsionsschwingungen im Antriebsstrang bedämpft. Ergänzend wird über die Gelenkscheibe 5 ebenso wie über das Elastomer 11 eine Fehlstellung in Form eines Knickwinkels des Achsverteilergetriebes zum Getriebe ausgeglichen.
In der Praxis wird die Gelenkwelle 1 folgendermaßen hergestellt:
Im ersten Herstellungsschritt werden der Verbindungsflansch 2 sowie der Rohrabschnitt 3 in einem Folgewerkzeug als einstückiges Bauteil tiefgezogen und Durchgangsbohrungen 13 gestanzt. Danach wird im zweiten Herstellungsschritt das Zentrierteil 6 tiefgezogen und das Elastomer 11 einvulkanisiert. Schließlich wird im dritten Herstellungsschritt das Zentrierteil 6 in den Verbindungsflansch 2 und in den Rohrabschnitt 3 über die Länge L eingepresst.
In 2 ist die Gelenkwelle 1 in einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist Zentrierteil, Bezugszeichen 6A, in einem endseitiger Abschnitt 14 nach innen gefalzt. Dadurch wird Federsteifigkeit des Zentrierteils 6A erhöht, da dieses im Bereich der Falzung eine erhöhte radiale Steifigkeit aufweist. Die weitere Funktionalität entspricht der Gelenkwelle nach 1, so dass das dort Gesagt auch hier gilt.
In der 3 ist die Gelenkwelle 1 mit einem Abstützelement 8 dargestellt. Die Gelenkwelle 1 besteht aus dem Zentrierteil, Bezugszeichen 6B, dem Verbindungsflansch 2 und dem damit einstückig verbundenen Rohrabschnitt 3. Als Zentrierteil können selbstverständlich auch das Zentrierteil 6 (1) oder das Zentrierteil 6A (2) verbaut werden. Zwischen dem Getriebe-Abtriebsflansch 4 und dem Verbindungsflansch 2 sind das Abstützelement 8 und die Gelenkscheibe 5 angeordnet. Das Abstützelement 8 dient zum Zentrieren der Gelenkscheibe 5 gegenüber dem Verbindungsflansch 2 bei der Montage. Das Abstützelement 8 ist in radialer Richtung scheibenförmig und in axialer Richtung als Topf 9 ausgebildet. Der Topf 9 stützt sich an einem Ringbund 10 des Zentrierteils 6B ab, wodurch das Abstützelement 8 und damit die Gelenkscheibe 5 gegenüber dem Verbindungsflansch 2 in radialer Richtung zentriert werden. Axial fixiert werden die drei Bauteile zueinander über entsprechende Schrauben.
Gegenüber dem Stand der Technik bietet die Gelenkwelle gemäß der Erfindung folgende Vorteile:

– die Fertigung des Verbindungsflanschs mit Rohrabschnitt ist kostengünstiger, da zwei Herstellungsschritte entfallen;
– die Aufstandsfläche des eingepressten Zentrierteils ist größer, wodurch die Zentriergenauigkeit verbessert wird;
– über das Abstützelement wird die Montage vereinfacht;
– der Abschlussdeckel für das Zentrierteil entfällt.

1: Gelenkwelle
2: Verbindungsflansch
3: Rohrabschnitt
4: Getriebe-Abtriebsflansch
5: Gelenkscheibe
6: Zentrierteil
6A: Zentrierteil
6B: Zentrierteil
7: Getriebezapfen
8: Abstützelement
9: Topf
10: Ringbund
11: Elastomer
12: Entlüftungsöffnung
13: Durchgangsbohrungen
14: endseitiger Abschnitt

Claims

Gelenkwelle (1) zur Momentenübertragung vom einem Getriebe auf ein Achsverteilergetriebe mit einem Verbindungsflansch (2) einschließlich eines Rohrabschnitts (3) zum Koppeln der Gelenkwelle (1) mit einem Getriebe-Abtriebsflansch (4), mit einer Gelenkscheibe (5) als Torsionselement sowie zum Knick-Ausgleich und mit einem Zentrierteil (6) zum Ausrichten der Gelenkwelle (1) gegenüber einem Getriebezapfen (7), welches in den Verbindungsflansch (2) eingepresst ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsflansch (2) mit dem einstückigen Rohrabschnitt (3) tiefgezogen und gestanzt sind.
Gelenkwelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstützelement (8) zur Zentrierung der Gelenkscheibe (5) zum Verbindungsflansch (2) sich am Zentrierteil (6B) abstützt.
Gelenkwelle (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (8) in radialer Richtung scheibenförmig und in axialer Richtung als Topf (9) ausgebildet ist.
Gelenkwelle nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierteil (6B) in Richtung des Getriebe-Abtriebsflanschs (4) einen Ringbund (10) aufweist und das Abstützelement (8) sich über den Topf (9) am äußeren Umfang des Ringbunds (10) zentriert.
Verfahren zur Herstellung einer nach Anspruch 1 ausgeführten Gelenkwelle (1), dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Herstellungsschritt der Verbindungsflansch (2) sowie der Rohrabschnitt (3) in einem Folgewerkzeug als einstückiges Bauteil tiefgezogen und gestanzt werden, in einem zweiten Herstellungsschritt das Zentrierteil (6, 6A, 6B) tiefgezogen wird und in einem dritten Herstellungsschritt das Zentrierteil (6, 6A, 6B) in den Verbindungsflansch (2) mit Rohrabschnitt (3) eingepresst wird.