DE10215657A1 - Device for connecting of longitudinal drive shaft to input shaft of differential has constant velocity joint with radially inner-lying joint hub which by internal connecting teeth fits on corresponding external teeth on input shaft - Google Patents
Device for connecting of longitudinal drive shaft to input shaft of differential has constant velocity joint with radially inner-lying joint hub which by internal connecting teeth fits on corresponding external teeth on input shaftInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden einer Längsantriebswelle mit einer Eingangswelle eines Differenziales, insbesondere eines Hinterachs-Differenziales für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a device for connecting a Longitudinal drive shaft with an input shaft of a differential, in particular a rear axle differential for motor vehicles, according to Preamble of claim 1.
Derartige Längsantriebswellen mit Gleichlaufgelenken sind zur Erzielung einer genauen Zentrierung mit dem Wechselgetriebe einerseits und dem Hinterachs-Differenzial andererseits über Flansche mit Zentrierborden und entsprechende Befestigungsschrauben verbunden; ggf. kann die Längsantriebswelle dabei in mehrere Abschnitte unterteilt und durch ein weiteres Verschiebegelenk längenausgleichend ausgebildet sein (vgl. beispielsweise DE 196 52 100 C1). Such longitudinal drive shafts with constant velocity joints are for Achieving exact centering with the change gear on the one hand and the rear axle differential with flanges Centering rims and corresponding fastening screws connected; possibly. the longitudinal drive shaft can be divided into several sections and length-compensating formed by a further sliding joint be (see, for example, DE 196 52 100 C1).
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art aufzuzeigen, die eine bauliche Vereinfachung der Verbindung und eine günstigere Montage und Demontage der Längsantriebswelle ermöglicht. The object of the invention is a device of the generic type Way to show that a structural simplification of the connection and cheaper assembly and disassembly of the longitudinal drive shaft allows.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung geben die weiteren Patentansprüche an. This object is achieved with the features of Claim 1 solved. Give advantageous developments of the invention the further claims.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Gelenk im Verbindungsbereich ein Gleichlaufgelenk mit einer radial innenliegenden Gelenknabe ist, dass die Gelenknabe mit einer Innen-Steckverzahnung auf eine korrespondierende Außen-Steckverzahnung der Eingangswelle aufgesteckt ist und dass zwischen dem Gehäuse des Differenziales und der Eingangswelle ein das Gehäuse nach außen abdichtender Dichtring vorgesehen ist. According to the invention it is proposed that the joint in Connection area a constant velocity joint with a radially inner Articulated hub is that the articulated hub with an internal spline on a corresponding external splines of the Input shaft is plugged in and that between the housing of the Differentials and the input shaft on the housing to the outside sealing sealing ring is provided.
Damit wird anstelle einer Flanschverbindung eine Steckverbindung verwendet, wobei aber aufgrund der vorgeschlagenen Anordnung des Dichtringes, bevorzugt eines Wellendichtringes, das Gehäuse des Differenziales nach außen hin abgedichtet bleibt. Somit bleibt bei einer nicht angeschlossenen bzw. demontierten Längsantriebswelle das Differenzial dicht; es kann also darin befindliches Schmieröl nicht auslaufen. This is a plug connection instead of a flange connection used, but due to the proposed arrangement of the Sealing ring, preferably a shaft sealing ring, the housing of the Differentials remain sealed from the outside. So stay with one the longitudinal drive shaft that is not connected or disassembled Differential tight; so it cannot contain lubricating oil leak.
Ferner wird durch den erfindungsgemäßen Vorschlag die Montage der Längsantriebswelle wesentlich vereinfacht und zugleich der Teileaufwand (z. B. Entfall der Befestigungsschrauben) verringert. Des weiteren wird die Längsantriebswelle durch den Entfall der Befestigungsflansche im Verbindungsbereich baulich einfacher und gewichtsgünstiger, was sich bei rotierenden Massen als besonders vorteilhaft hinsichtlich störender Geräusch- und Schwingungsentwicklungen im Kraftfahrzeug darstellt. Furthermore, the assembly of the Longitudinal drive shaft significantly simplified and at the same time the Reduced parts (e.g. omission of the fastening screws). Furthermore the longitudinal drive shaft becomes obsolete due to the omission of the mounting flanges in the connection area structurally simpler and cheaper, what prove to be particularly advantageous with regard to rotating masses disturbing noise and vibration developments in the motor vehicle represents.
Zum Herstellen einer ausreichenden Zentrierung der Längsantriebswelle kann es ferner vorteilhaft sein, wenn die Gelenknabe zusätzlich mit einem axial vorstehenden Führungsabschnitt versehen ist, so dass sich der Steckverzahnungsabschnitt zwischen Gelenknabe und Eingangswelle entsprechend verlängern lässt. Zudem können in dem Führungsabschnitt mit der Eingangswelle zusammenwirkende, rotationssymetrische Führungsbereiche ausgebildet sein, die maßlich definierte Gleitsitze bilden. To establish sufficient centering of the Longitudinal drive shaft, it may also be advantageous if the joint hub in addition is provided with an axially projecting guide section, so that the spline section between the articulated hub and The input shaft can be extended accordingly. In addition, in the Guide section interacting with the input shaft, be formed rotationally symmetrical guide areas, the dimensionally defined Form sliding seats.
In herstellungstechnisch günstiger Weise kann die axiale Sicherung der vorgeschlagenen Steckverbindung mittels eines Sprengringes bewerkstelligt sein, der beim Aufschieben der Gelenknabe auf die Eingangswelle automatisch in eine Nut der Eingangswelle einrastet. Bei der Demontage der Steckverbindung kann der Sprengring entweder durch Aufbringen einer definierten Axialkraft "überdrückt" werden oder es kann mittels eines geeigneten Montagewerkzeuges der Sprengring entsprechend aufgeweitet werden. Derartige Sprengringverbindungen sind an sich bekannt. The axial securing of the proposed connector by means of a snap ring be accomplished by pushing the joint hub onto the The input shaft automatically engages in a groove in the input shaft. In the The snap ring can either be dismantled by Applying a defined axial force can be "pushed over" or it the snap ring can be fitted using a suitable assembly tool be expanded accordingly. Such snap ring connections are known per se.
Zur weiteren baulichen Vereinfachung der Vorrichtung wird vorgeschlagen, das äußere Gelenkteil des Gleichlaufgelenkes unmittelbar mit dem starren Wellenteil der Längsantriebswelle zu verschweißen, bevorzugt durch Reibschweißen. Ferner kann zwischen diesem äußeren Gelenkteil und der Gelenknabe eine flexible Manschette zur Abdichtung des Gleichlaufgelenkes vorgesehen sein. To further simplify the construction of the device proposed the outer joint part of the constant velocity joint directly with the to weld rigid shaft part of the longitudinal drive shaft, preferred by friction welding. Furthermore, between this outer Joint part and the joint hub a flexible sleeve for sealing the Constant velocity joint can be provided.
Eine besonders vorteilhafte Anordnung der gehäuseseitigen Abdichtung des Differenziales bevorzugt mittels eines Wellendichtringes wird erzielt, indem der entsprechende zylindrische Dichtungsabschnitt der Eingangswelle zwischen einer die Lagervorspannung der Wälzlager der Eingangswelle im Gehäuse bewirkenden Gewindemutter und dem stirnseitigen Ende der Gelenknabe liegt. Dadurch können die besagten Bauteile eng einander benachbart angeordnet werden und ergeben somit eine baulich gedrängte und robuste Konstruktion. A particularly advantageous arrangement of the housing side Sealing of the differential is preferably by means of a shaft seal achieved by the corresponding cylindrical sealing portion of the Input shaft between the bearing preload of the rolling bearings the input shaft in the housing causing nut and the front end of the joint hub lies. This allows the said Components are arranged closely adjacent to each other and result thus a structurally compact and robust construction.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben. An embodiment of the invention is below with others Details described in more detail.
Die anliegende schematische Zeichnung zeigt abschnittsweise und in einem teilweisen Längsschnitt eine Vorrichtung mit einem Gleichlaufgelenk und einer Steckverzahnung zum Verbinden einer Längsantriebswelle und einer Eingangswelle eines Hinterachs-Differenziales in einem Kraftfahrzeug. The attached schematic drawing shows sections and in a partial longitudinal section of a device with a Constant velocity joint and a spline to connect one Longitudinal drive shaft and an input shaft of a rear axle differential in a motor vehicle.
Gemäß der einzigen Zeichnung ist mit 10 ein Hinterachs-Differenzial für Kraftfahrzeuge bezeichnet, das soweit nicht dargestellt bekannter Bauart sein kann. Dabei ist in dem Gehäuse 12 des Differenziales 10 eine Eingangswelle 14 mittels Wälzlager bzw. Kegelrollenlager 16 (es ist nur ein Kegelrollenlager 16 ersichtlich) drehbar gelagert. Die Eingangswelle 14 trägt an dem nicht dargestelltem Ende ein Kegelritzel zum Antrieb des Tellerrades mit Ausgleichsgehäuse, etc. des Differenziales 10. According to the single drawing, 10 denotes a rear axle differential for motor vehicles, which, if not shown, can be of a known type. In this case, an input shaft 14 is rotatably mounted in the housing 12 of the differential 10 by means of roller bearings or tapered roller bearings 16 (only one tapered roller bearing 16 can be seen). The input shaft 14 carries a bevel pinion at the end, not shown, for driving the ring gear with differential housing, etc. of the differential 10 .
Mit dem Differenzial 10 ist trieblich in noch zu beschreibender Weise eine Längsantriebswelle 18 verbunden, die im Verbindungsbereich ein Gleichlauf-Verschiebe-Gelenk 20 aufweist. A longitudinal drive shaft 18 , which has a constant velocity sliding joint 20 in the connection area, is connected to the differential 10 in a manner to be described.
Das Gleichlaufgelenk 20 setzt sich zusammen aus einem äußeren Gelenkteil 22 mit mehreren über den Gelenkumfang verteilten, eine axiale Verschiebebewegung zulassenden Kugelbahnen 24, einer inneren Gelenknabe 26 mit korrespondierenden Kugelbahnen 28 und in den Kugelbahnen 24, 28 gleitenden Kugeln 30, die in einem Kugelkäfig 32 entsprechend geführt sind. The constant velocity joint 20 is composed of an outer joint part 22 with a plurality of ball tracks 24 distributed over the joint circumference, permitting an axial displacement movement, an inner joint hub 26 with corresponding ball tracks 28 and balls 30 sliding in the ball tracks 24 , 28 , which correspondingly in a ball cage 32 are led.
Das äußere Gelenkteil 22 weist ein Bodenteil 22a auf und ist über einen daran angeformten, ringförmigen Kragen 22b mit dem starren Wellenteil 34 der Längsantriebswelle 18 durch eine Reibschweißung 36 stoffschlüssig verbunden. The outer joint part 22 has a bottom part 22 a and is integrally connected to the rigid shaft part 34 of the longitudinal drive shaft 18 by a friction weld 36 via an annular collar 22 b formed thereon.
Die radial innere Gelenknabe 26 ist mittels eines Nabenabschnittes 38 verlängert und weist an ihrem Innenumfang eine Steckverzahnung 40 und einem im Durchmesser geringfügig größeren, als exakte Schiebeführung ausgebildeten, rotationssymetrischen Führungsbereich 42 auf. Ein derartiger weiterer Führungsbereich könnte auch im Anfangsbereich der Eingangswelle 14 ausgeführt sein, wobei der Innendurchmesser natürlich entsprechend geringer ausgeführt sein müsste. The radially inner articulated hub 26 is extended by means of a hub section 38 and has on its inner circumference a spline 40 and a slightly larger in diameter, designed as an exact sliding guide, rotationally symmetrical guide area 42 . Such a further guide area could also be implemented in the initial area of the input shaft 14 , the internal diameter of course having to be correspondingly smaller.
Die Steckverzahnung 40 - z. B. eine Keilverzahnung - ist durchgehend (mit Ausnahme des Führungsbereiches 42) in die Gelenknabe 26 und den Nabenabschnitt 38 eingearbeitet und ist in Eingriff mit einer korrespondierenden Außen-Steckverzahnung 40, die in die Eingangswelle 14 eingearbeitet ist. The splines 40 - z. B. a spline - is continuously (with the exception of the guide area 42 ) incorporated in the hinge hub 26 and the hub portion 38 and is in engagement with a corresponding external spline 40 , which is incorporated in the input shaft 14 .
An die Steckverzahnung 40 der Eingangswelle 14 schließt sich ein im Durchmesser größerer, rotationssymetrischer Abschnitt 44 der Eingangswelle 14 an, der einerseits als exakte Führung bzw. als Zentrierung für den Führungsbereich 42 der Gelenknabe 26, 38 dient und an dem ferner unmittelbar ein Wellendichtring 46 anläuft. Der Wellendichtring 46 ist in den frei abragenden Hals 48 des Gehäuses 12 des Differenziales 10 eingesetzt und dichtet dementsprechend das Gehäuse 12 nach außen ab. The spline 40 of the input shaft 14 is followed by a larger-diameter, rotationally symmetrical section 44 of the input shaft 14 , which serves on the one hand as an exact guide or as a centering for the guide area 42 of the articulated hub 26 , 38 and on which a shaft sealing ring 46 also runs directly , The shaft sealing ring 46 is inserted into the freely projecting neck 48 of the housing 12 of the differential 10 and accordingly seals the housing 12 from the outside.
An den Abschnitt 44 der Eingangswelle 14 schließt unmittelbar benachbart ein Gewindeabschnitt 50 an, mittels dem in Verbindung mit einer Gewindemutter 52 in an sich bekannter Weise die Vorspannung der Kegelrollenlager 16 einstellbar ist. A thread section 50 adjoins the section 44 of the input shaft 14 directly adjacent, by means of which the preload of the tapered roller bearings 16 can be adjusted in a manner known per se in connection with a threaded nut 52 .
Des weiteren ist an das Gelenkaußenteil 22 ein aus einem Blechpressteil hergestellter Haltering 54 aufgezogen, an dessen frei auskragendem Ende eine flexible Manschette 56 eingerollt ist. Die Manschette 56 ist radial innenliegend am Außenumfang des Nabenabschnittes 38 mittels eines Spannbandes gehalten und dichtet das Gleichlaufgelenk 20 nach außen ab. Furthermore, a retaining ring 54 made from a pressed sheet metal part is fitted to the outer joint part 22 , and a flexible sleeve 56 is rolled in at the freely projecting end thereof. The sleeve 56 is held radially on the inside on the outer circumference of the hub section 38 by means of a tension band and seals the constant velocity joint 20 to the outside.
Die Gelenknabe 26 mit Nabenabschnitt 38 ist auf der Eingangswelle 14 axial durch einen Sprengring 58 gesichert, wobei der Sprengring 58 in eine Innennut 60 der Gelenknabe 26 und in eine Außennut 62 der Eingangswelle 14 einragt, während der Nabenabschnitt 38 im Bereich des Durchmessersprunges zwischen dem steckverzahnten Bereich der Eingangswelle 40 und dem Abschnitt 44 zusätzlich axial abgestützt ist. The articulated hub 26 with the hub section 38 is axially secured on the input shaft 14 by a snap ring 58 , the snap ring 58 projecting into an inner groove 60 of the articulated hub 26 and into an outer groove 62 of the input shaft 14 , while the hub section 38 in the region of the jump in diameter between the splines Area of the input shaft 40 and section 44 is additionally axially supported.
Die Innennut 60 und/oder die Außennut 62 können so gearbeitet sein, dass beim Aufstecken der Gelenknabe 26, 38 auf die Eingangswelle 14 der Sprengring 58 zwar in beide Nuten 60, 62 einrastet und eine entsprechende axiale Sicherung bildet, dass aber beim Aufbringen einer definierten axialen Kraft bei der Demontage der Sprengring 58 "überdrückbar" ist und dementsprechend aus einer der Nuten 60, 62 ausfedert. The inner groove 60 and / or the outer groove 62 can be worked in such a way that when the joint hub 26 , 38 is fitted onto the input shaft 14, the snap ring 58 engages in both grooves 60 , 62 and forms a corresponding axial securing means, but when a defined one is applied axial force during the disassembly of the snap ring 58 can be "pushed over" and accordingly springs out of one of the grooves 60 , 62 .
Bei nicht montierter Längsantriebswelle 18 dichtet der Wellendichtring 46 wie ohne weiteres ersichtlich das Gehäuse 12 des Differenziales ab, so dass ggf. im Gehäuse 12 befindliches Schmieröl nicht auslaufen kann. When the longitudinal drive shaft 18 is not mounted, the shaft sealing ring 46 seals the housing 12 of the differential, as is readily apparent, so that any lubricating oil located in the housing 12 cannot leak.
Zur Montage der Längsantriebswelle 18 wird diese auf den frei aus dem Gehäuse 12 ragenden Abschnitt der Eingangswelle 14, der mit der Steckverzahnung 40 versehen ist, aufgesteckt, bis der vormontierte Sprengring 58 in die Nuten 60, 62 einrastet. Damit ist in einfacher Weise die Längsantriebswelle 18 mit der Eingangswelle 14 des Differenziales 10 trieblich verbunden. Bei der Montage ist lediglich auf ein verkantungsfreies Aufschieben der Gelenknabe 26, 38 zu achten; eine ungewollte Beschädigung des Wellendichtringes 46 ist hingegen ausgeschlossen, da kein unmittelbarer Kontakt zwischen der Gelenknabe 26, 38 und dem Wellendichtring 46 vorliegt. To assemble the longitudinal drive shaft 18 , it is slipped onto the section of the input shaft 14 which projects freely from the housing 12 and is provided with the splines 40 until the pre-assembled snap ring 58 engages in the grooves 60 , 62 . Thus, the longitudinal drive shaft 18 is operatively connected to the input shaft 14 of the differential 10 . During assembly, it is only necessary to ensure that the articulated hub 26 , 38 is pushed on without tilting; an undesired damage to the shaft sealing ring 46 is, on the other hand, impossible because there is no direct contact between the articulated hub 26 , 38 and the shaft sealing ring 46 .
Die Steckverzahnung 40 kann eine im Getriebebau übliche Wellenverbindung mit einer entsprechend spielfreien Keilverzahnung sein, die in üblicher Weise durch Fräsen, Räumen, Präzisionspressen, etc. hergestellt sein kann. Anstelle der Reibschweißung 36 kann auch ein Strahlschweißverfahren verwendet sein. The splines 40 can be a shaft connection common in gear construction with a correspondingly play-free spline, which can be produced in the usual way by milling, broaching, precision pressing, etc. Instead of the friction weld 36 , a beam welding process can also be used.
Durch die beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Konstruktion wird der fertigungstechnische Aufwand als auch der Montageaufwand gegenüber sonst üblichen Vorrichtungen zum Verbinden der Längsantriebswelle 18 mit der Eingangswelle 14 von Hinterachs-Differenzialen 10 für Kraftfahrzeuge deutlich verringert. Durch die Gewichtsreduktion kann zudem die Eigenresonanz der Längsantriebswelle 18 angehoben werden; ferner reduzieren sich die Zentner- und Fügestellen der Verbindung, desgleichen die erforderlichen Bauteile sowie der benötigte Einbauraum. Due to the construction described and shown in the drawing, the manufacturing outlay and the assembly outlay are significantly reduced compared to the otherwise conventional devices for connecting the longitudinal drive shaft 18 to the input shaft 14 of rear axle differentials 10 for motor vehicles. The inherent resonance of the longitudinal drive shaft 18 can also be increased by the weight reduction; furthermore, the centers and joints of the connection are reduced, as are the required components and the required installation space.
Claims (10)
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