DE20307299U1

DE20307299U1 - Welle mit einer Nabe

Info

Publication number: DE20307299U1
Application number: DE20307299U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2003-07-24
Anticipated expiration: 2013-05-10
Also published as: FR2854670A1; FR2854670B1

Description

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08.05.2003 Saile
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ROBERT BOSCH GMBH; D-70442 Stuttgart

Welle mit einer Nabe

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Welle mit einer Nabe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. 15

Aus der DE 198 04 502.6 Al ist eine Welle-Nabenverbindung bekannt, mit einer Welle und einer Nabe, die mit der Welle drehfest, aber axial verschiebbar verbunden ist. Die Nabe ist durch zwei sich quer zur Wellenachse erstreckende Schultern zwischen zwei Anschlägen axial fixiert. Eine Federscheibe bildet einen ersten Anschlag, die mit einem äußeren Abschnitt an der

0 einen Schulter anliegt. Ein radial nach innen gerichteter Abschnitt stützt sich mit einem

Innenrand an der Welle ab, indem der Innenrand in einem axialen Abstand zur Schulter federnd an der Welle axial fixierend anliegt. Es sind Rillen vorgesehen, durch die die Axialkraft, die die Federscheibe aufnehmen kann, vergrößert wird. Dadurch ist aber nur eine Änderung der Axialkraft in Stufen, die abhängig von der Breite der Rillen sind, möglich. 25

Vorteile der Erfindung

Nach der Erfindung bildet eine Federscheibe einen ersten Anschlag, die mit einem äußeren Abschnitt an einer Schulter der Nabe anliegt, während sich ein radial nach innen gerichteter

0 Abschnitt mit einem Innenrand an der Welle abstützt, indem der Innenrand in einem axialen

Abstand zur Schulter federnd an der Welle anliegt. Die Federscheibe wird vom Wellenende über die Welle geschoben, bis sie mit dem äußeren Abschnitt an der Schulter der Nabe anliegt. Dabei gibt der innere Rand federnd nach, während er sich in entgegengesetzter

Belastungsrichtung am Umfang der Welle durch Reibung abstützt und verklemmt. Dadurch dass Welle eine glatte Oberfläche hat, in der sich Innenrand der Federscheibe verkrallt, ist eine stufenlose Anpassung der Axialkraft der Feder möglich.

Die Federscheibe kann soweit gegen die Schulter angedrückt werden, dass die Nabe spielfrei zwischen den beiden Anschlägen axial fixiert ist. Um die Spielfreiheit auch nach längerem Betrieb zu gewährleisten, erhält die Federscheibe in montiertem Zustand eine Vorspannung. Um die axiale Fixierung zu lösen, wird der Federring mit einem Werkzeug aufgeschnitten und bei der erneuten Montage durch einen neuen ersetzt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung prägt sich der Innenrand der Federscheibe in die Oberfläche der Welle einprägt. Es ist vorteilhaft, wenn zumindest der Innenrand der Federscheibe zumindest an der Oberfläche härter als die Oberfläche der Welle an der Montagestelle der Federscheibe ist. Vorzugsweise ist das Material der Federscheibe härter als das der Welle.

Zur Erleichterung der Montage bei einer ausreichenden Axialkraft ist der Innendurchmesser der Federscheibe vor der Montage um 3% bis 8% kleiner als der Außendurchmesser der Welle an der Montagestelle der Federscheibe ist. Die Haltekraft wird verbessert, indem der 0 Innendurchmesser der Federscheibe vor der Montage um 4% bis 7% kleiner als der

Außendurchmesser der Welle an der Montagestelle der Federscheibe ist. Die besten Resultate ergeben sich, wenn der Innendurchmesser der Federscheibe vor der Montage um 5% kleiner als der Außendurchmesser der Welle an der Montagestelle der Federscheibe ist.

5 Die Oberfläche der Welle 20 hat vorzugsweise eine gemittelte Rauhtiefe von 1 &mgr;&eegr;&igr; bis 250&mgr;&pgr;&igr;,

idealerweise von 4&mgr;&eegr;&igr; bis 63&mgr;&idiagr;&eegr;. Dis stellt den besten Kompromiss zwischen Leichtigkeit des Montageprozesses und axialer Haltekraft dar.

Gemäß einer Ausgestaltung wird der nach innen gerichtete Abschnitt der Federscheibe von

0 Federzungen gebildet. Diese können bei der Montage leicht radial nachgeben, während sie

relativ steif das Abstützmoment aufnehmen.

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Ferner ist vorteilhaft, dass der äußere Abschnitt der Federscheibe einen axial umgebogenen Kragen hat, der von der Schulter weg weist. Der Kragen versteift zum einen den äußeren Bereich und erleichtert die Montage und Demontage, indem an ihm leichter Werkzeuge anzusetzen sind.
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Da die Welle mit der Nabe auf kurzem Bauraum spielfrei fixiert ist, eignet sie sich besonders gut für die Verwendung in einer elektrischen Motorgetriebeeinheit, insbesondere zur Verstellung von Ausstattungsteilen wie Fensterhebern und Schiebedächern in Kraftfahrzeugen, wo die Einbauverhältnisse beengt sind.
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Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen: Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine elektrische Motorgetriebeeinheit und Fig. 2 eine Teilansicht entsprechend dem Pfeil II in Fig. 1.

0 Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein nicht dargestellter Elektromotor treibt über eine Getriebestufe ein Zahnrad 50 an, das drehfest mit einer Welle 20 verbunden ist. Das Zahnrad 50 besitzt ein Nabenteil 52, das am äußeren Umfang in einem Gehäuse 38 drehbar gelagert ist, wobei das Zahnrad 50 mit einer

5 Stirnseite axial am Gehäuse 38 fixiert ist und die Welle 20 einseitig axial abstützt.

Am freien Ende der Welle 20, das aus dem Gehäuse 38 herausragt, sitzt ein Ritzel 46 mit einer Verzahnung 48 an seinem Umfang und mit einer Nabe 10, die drehfest, aber zumindest bei der Montage axial verschiebbar mit der Welle 20 verbunden ist. Das Drehmoment wird von einer

0 Kerbverzahnung 30 zwischen der Welle 20 und einer Bohrung 16 der Nabe 10 durch

Reibschluss und/oder Formschluss übertragen. Die Kerb verzahnung 30 kann in die Umfangsfläche der Welle 20 oder in die Umfangsfläche der Bohrung 16 eingebracht sein.

Die Nabe 10 hat an ihren gegenüberliegenden Stirnflächen Schultern 12 und 14, die zwischen zwei Anschlägen axial fixiert sind. Ein Anschlag wird von einer Federscheibe 22 gebildet, die mit einem äußeren Abschnitt 26 an der Schulter 12 der Nabe anliegt und sich über einen nach innen gerichteten Abschnitt 32 an der Welle 20 abstützt, indem sein Innenrand 24 in einem axialen Abstand 40 von der Schulter 12 am Umfang der Welle 20 anliegt. Der äußere Abschnitt 26 und der Innenrand 24 sind zweckmäßigerweise konzentrisch zu einer Wellenachse 18 ausgerichtet.

Der Innenrand 24 des nach innen gerichteten Abschnitts 32 ist zweckmäßigerweise scharfkantig ausgebildet. Dabei schließt der Innenrand 24 einen Winkel &agr; von kleiner oder gleich 90° ein.

Zur Erleichterung der Montage bei Sicherung einer ausreichenden Axialkraft ist der Innendurchmesser der Federscheibe 22 vor der Montage um 3% bis 8% kleiner als der Außendurchmesser der Welle 20 an der Montagestelle der Federscheibe 22. Die Haltekraft wird verbessert, indem der Innendurchmesser der Federscheibe 22 vor der Montage um 4% bis 7% kleiner als der Außendurchmesser der Welle 20 an der Montagestelle der Federscheibe 22 ist. Die besten Resultate ergeben sich, wenn der Innendurchmesser der Federscheibe 22 vor der Montage um ca. 5% kleiner als der Außendurchmesser der Welle 20 an der Montagestelle der Federscheibe 22 ist. Bei den Prozentangaben sind natürlich Toleranzbereiche der Fertigung zu

0 berücksichtigen, da der Durchmesser der Welle 20 beispielsweise eine Toleranz von ±0,05mm

haben kann und der Innendurchmesser der Federscheibe 22 vor der Montage von ±0,lmm. Beispielsite hat die Welle 20 an der besagten Montagestelle zum Beispiel einen Durchmesser von 7±0,05mm und die Federscheibe einen Innendurchmesser von 6,65±0,lmm. Daraus lässt sich die Abweichung der Durchmesser leicht errechnen und ist im Sinne dieser Anmeldung in

5 den Prozentangaben enthalten.

Die Federscheibe 22 wird vom Wellenende auf die Welle 20 aufgeschoben, wobei der Innenrand 24 und der nach innen gerichtete Abschnitt 32 radial federnd nachgibt. Hierzu ist es zweckmäßig, dass Federzungen 42 den nach innen gerichteten Abschnitt 32 bilden. Diese geben

0 in Montagerichtung radial leicht nach, während sie sich bei entgegengesetzter Belastung vom

äußeren Abschnitt 26 her sehr steif verhalten. Bei der Montage der Federscheibe 22 verkrallt sich der Innenrand 24 in der glatten Oberfläche der Welle 20. Dadurch ist eine stufenlose der Federkraft möglich, wobei die Federscheibe 22 dennoch hohe Abstützkräfte aufnehmen kann.

Die Oberfläche der Welle 20 hat am besten eine gemittelte Rauhtiefe von &Igr;&mgr;&idiagr;&eegr; bis 250&mgr;&idiagr;&eegr;, vorzugsweise von 4&mgr;&igr;&eegr; bis 63&mgr;&idiagr;&eegr;. Die Verkrallung erfolgt über einen Formschluss, der sich aufgrund der scharfen Kante des Innenrandes 24 der Federscheibe 22 ergibt, indem sich der Innenrand 24 in die glatte Welle 20 einprägt. Zumindest der Innenrand 24 der Federscheibe 22 ist hierzu zumindest an der Oberfläche härter als die Oberfläche der Welle 20 an der Montagestelle der Federscheibe 22. Vorzugsweise ist das Material der Federscheibe 22 härter als das Material der Welle 20.

Eine Fläche 34 am Gehäuse 38 bildet den zweiten Anschlag, gegen den die Federscheibe 22 die Nabe 10 unter einer leichten Vorspannung drückt. Um die Anlaufeigenschaften zwischen der Nabe 10 und der Fläche 34 zu verbessern, ist zwischen der Schulter 14 und der Fläche 34 eine Anlaufscheibe 36 angeordnet. Diese reicht radial bis in den Bereich der Verzahnung 48 des Ritzels 46. Somit kann die Fläche 34 auf einem Durchmesser angeordnet werden, der größer ist als der größte Durchmesser der Nabe 10. Da die Fläche 34 am Gehäuse 38 gleichzeitig zur axialen Fixierung des Ritzels 46 auf der Welle 20 und der Welle 20 im Gehäuse 38 dient, erfordert sie neben wenigen Bauteilen nur eine geringe Baulänge.

Der äußere Abschnitt 26 der Federscheibe 22 hat einen axial umgebogenen Kragen 44, der von 0 der Schulter 12 weg weist. Durch ihn wird der äußere Bereich 26 versteift. Ferner bietet er eine

einfache Möglichkeit, Werkzeuge anzusetzen.

Claims

1. Welle (20) mit einer Nabe (10), die mit der Welle (20) drehfest, aber axial verschiebbar verbunden und durch zwei sich quer zur Wellenachse (18) erstreckende Schultern (12, 14) zwischen zwei Anschlägen axial fixiert ist, wobei eine Federscheibe (22) einen ersten Anschlag bildet, die mit einem äußeren Abschnitt (26) an der einen Schulter (12) anliegt, während ein radial nach innen gerichteter Abschnitt (32) sich mit einem Innenrand (24) an der Welle (20) abstützt, indem der Innenrand (24) in einem axialen Abstand (40) zur Schulter (12) federnd an der Welle (20) axial fixierend anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (20) eine glatte Oberfläche hat, in der sich der Innenrand (24) der Federscheibe (22) verkrallt.

2. Welle (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Innenrand (24) der Federscheibe (22) in die Oberfläche der Welle (20) einprägt.

3. Welle (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Innenrand (24) der Federscheibe (22) zumindest an der Oberfläche härter als die Oberfläche der Welle (20) an der Montagestelle der Federscheibe (22) ist.

4. Welle (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Federscheibe (22) härter als das der Welle (20) ist.

5. Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenrand (24) des nach innen gerichtete Abschnitts (32) scharfkantig ausgebildet ist.

6. Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenrand (24) des nach innen gerichteten Abschnitt (32) einen Winkel (α) von kleiner oder gleich 90° einschließt.

7. Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nach innen gerichtete Abschnitt (32) der Federscheibe (22) von Federzungen (42) gebildet ist.

8. Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Federscheibe (22) vor der Montage um 3% bis 8% kleiner als der Außendurchmesser der Welle (20) an der Montagestelle der Federscheibe (22) ist.

9. Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Federscheibe (22) vor der Montage um 4% bis 7% kleiner als der Außendurchmesser der Welle (20) an der Montagestelle der Federscheibe (22) ist.

10. Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Federscheibe (22) vor der Montage um 5% kleiner als der Außendurchmesser der Welle (20) an der Montagestelle der Federscheibe (22) ist.

11. Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Welle (20) eine gemittelte Rauhtiefe von 1 µm bis 250 µm hat.

12. Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Welle (20) eine gemittelte Rauhtiefe von 4 µm bis 63 µm hat.

13. Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Abschnitt (26) einen axial umgebogenen Kragen (44) hat, der von der Schulter (12) weg weist.

14. Welle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung in einer elektrischen Motorgetriebeeinheit, insbesondere zur Verstellung von Ausstattungsteilen wie Fensterhebern und Schiebehebedächern in Kraftfahrzeugen.