DE20307299U1 - Shaft with a hub - Google Patents
Shaft with a hubInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
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- F16B21/10—Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings by separate parts
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Description
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08.05.2003 Saile
508.05.2003 Saile
5
ROBERT BOSCH GMBH; D-70442 StuttgartROBERT BOSCH GMBH; D-70442 Stuttgart
Welle mit einer NabeShaft with a hub
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Welle mit einer Nabe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. 15The invention is based on a shaft with a hub according to the preamble of claim 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 derFrom DE 198 04 502.6 Al a shaft-hub connection is known, with a shaft and a hub, which is connected to the shaft in a rotationally fixed but axially displaceable manner. The hub is axially fixed between two stops by two shoulders extending transversely to the shaft axis. A spring washer forms a first stop, which is connected to an outer section on the
0 einen Schulter anliegt. Ein radial nach innen gerichteter Abschnitt stützt sich mit einem0 rests against a shoulder. A radially inward-facing section is supported by a
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. 25Inner edge on the shaft, whereby the inner edge rests against the shaft in a spring-loaded manner at an axial distance from the shoulder. Grooves are provided which increase the axial force that the spring washer can absorb. However, this only allows the axial force to be changed in steps that depend on the width of the grooves. 25
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
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 gerichteterAccording to the invention, a spring washer forms a first stop, which rests with an outer portion against a shoulder of the hub, while a radially inwardly directed
0 Abschnitt mit einem Innenrand an der Welle abstützt, indem der Innenrand in einem axialen0 section with an inner edge on the shaft by the inner edge in an axial
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 entgegengesetzterThe spring washer is pushed from the shaft end over the shaft until its outer section rests against the shoulder of the hub. The inner edge gives way while it moves in the opposite direction.
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.The direction of the load is supported and clamped by friction on the circumference of the shaft. Because the shaft has a smooth surface into which the inner edge of the spring washer grips, the axial force of the spring can be continuously adjusted.
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.The spring washer can be pressed against the shoulder until the hub is axially fixed between the two stops without play. To ensure that there is no play even after long periods of operation, the spring washer is pre-tensioned when assembled. To release the axial fixation, the spring washer is cut open with a tool and replaced with a new one when reassembling.
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.In a preferred embodiment of the invention, the inner edge of the spring washer is embossed into the surface of the shaft. It is advantageous if at least the inner edge of the spring washer is harder, at least on the surface, than the surface of the shaft at the mounting point of the spring washer. Preferably, the material of the spring washer is harder than that of the shaft.
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 derTo facilitate assembly with sufficient axial force, the inner diameter of the spring washer before assembly is 3% to 8% smaller than the outer diameter of the shaft at the mounting point of the spring washer. The holding force is improved by making the inner diameter of the spring washer before assembly 4% to 7% smaller than the
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.outside diameter of the shaft at the mounting point of the spring washer. The best results are achieved when the inside diameter of the spring washer before mounting is 5% smaller than the outside diameter of the shaft at the mounting point of the spring washer.
5 Die Oberfläche der Welle 20 hat vorzugsweise eine gemittelte Rauhtiefe von 1 &mgr;&eegr;&igr; bis 250&mgr;&pgr;&igr;,5 The surface of the shaft 20 preferably has an average roughness depth of 1 μm to 250 μm,
idealerweise von 4&mgr;&eegr;&igr; bis 63&mgr;&idiagr;&eegr;. Dis stellt den besten Kompromiss zwischen Leichtigkeit des Montageprozesses und axialer Haltekraft dar.ideally from 4μηι to 63μηι. This represents the best compromise between ease of assembly and axial holding force.
Gemäß einer Ausgestaltung wird der nach innen gerichtete Abschnitt der Federscheibe vonAccording to one embodiment, the inwardly directed portion of the spring washer is
0 Federzungen gebildet. Diese können bei der Montage leicht radial nachgeben, während sie0 spring tongues are formed. These can give way slightly radially during assembly, while
relativ steif das Abstützmoment aufnehmen.relatively stiff to absorb the support moment.
• ··
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.
5It is also advantageous that the outer section of the spring washer has an axially bent collar that points away from the shoulder. The collar stiffens the outer area and makes assembly and disassembly easier because it is easier to attach tools to.
5
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.
10Since the shaft is fixed to the hub in a short installation space without play, it is particularly suitable for use in an electric motor gear unit, especially for adjusting equipment parts such as window lifters and sunroofs in motor vehicles where installation conditions are cramped.
10
Zeichnungdrawing
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.Further advantages emerge from the following description of the drawing. The drawing shows an embodiment of the invention. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into useful further combinations. They show: Fig. 1 a partial longitudinal section through an electric motor gear unit and Fig. 2 a partial view according to arrow II in Fig. 1.
0 Beschreibung des Ausführungsbeispiels0 Description of the embodiment
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 einerAn electric motor (not shown) drives a gear 50 via a gear stage, which is connected in a rotationally fixed manner to a shaft 20. The gear 50 has a hub part 52, which is rotatably mounted on the outer circumference in a housing 38, wherein the gear 50 is provided with a
5 Stirnseite axial am Gehäuse 38 fixiert ist und die Welle 20 einseitig axial abstützt.5 front side is axially fixed to the housing 38 and supports the shaft 20 axially on one side.
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 einerAt the free end of the shaft 20, which protrudes from the housing 38, there is a pinion 46 with a toothing 48 on its circumference and with a hub 10, which is connected to the shaft 20 in a rotationally fixed manner, but at least during assembly can be moved axially. The torque is transmitted by a
0 Kerbverzahnung 30 zwischen der Welle 20 und einer Bohrung 16 der Nabe 10 durch0 Serration 30 between the shaft 20 and a bore 16 of the hub 10 by
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.Frictional engagement and/or positive engagement. The serration 30 can be incorporated into the circumferential surface of the shaft 20 or into the circumferential surface of the bore 16.
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.The hub 10 has shoulders 12 and 14 on its opposite end faces, which are axially fixed between two stops. One stop is formed by a spring washer 22, which rests with an outer section 26 on the shoulder 12 of the hub and is supported on the shaft 20 via an inwardly directed section 32, in that its inner edge 24 rests on the circumference of the shaft 20 at an axial distance 40 from the shoulder 12. The outer section 26 and the inner edge 24 are expediently aligned concentrically with a shaft axis 18.
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.The inner edge 24 of the inwardly directed section 32 is expediently designed with sharp edges. The inner edge 24 encloses an angle α of less than or equal to 90°.
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 zuTo facilitate assembly while ensuring sufficient axial force, the inner diameter of the spring washer 22 is 3% to 8% smaller than the outer diameter of the shaft 20 at the mounting location of the spring washer 22 before assembly. The holding force is improved by making the inner diameter of the spring washer 22 4% to 7% smaller than the outer diameter of the shaft 20 at the mounting location of the spring washer 22 before assembly. The best results are achieved when the inner diameter of the spring washer 22 is approximately 5% smaller than the outer diameter of the shaft 20 at the mounting location of the spring washer 22 before assembly. The percentages are of course subject to manufacturing tolerances.
0 berücksichtigen, da der Durchmesser der Welle 20 beispielsweise eine Toleranz von ±0,05mm0, since the diameter of the shaft 20, for example, has a tolerance of ±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 inand the inner diameter of the spring washer 22 before assembly of ±0.1mm. For example, the shaft 20 at the said assembly point has a diameter of 7±0.05mm and the spring washer has an inner diameter of 6.65±0.1mm. From this, the deviation of the diameters can be easily calculated and is in the sense of this application in
5 den Prozentangaben enthalten.5 contain the percentage information.
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 gebenThe spring washer 22 is pushed from the shaft end onto the shaft 20, whereby the inner edge 24 and the inwardly directed section 32 yield radially in a resilient manner. For this purpose, it is expedient for spring tongues 42 to form the inwardly directed section 32. These provide
0 in Montagerichtung radial leicht nach, während sie sich bei entgegengesetzter Belastung vom0 radially in the mounting direction, while it bends slightly under opposite load from
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.outer section 26 is very rigid. When the spring washer 22 is mounted, the inner edge 24 grips the smooth surface of the shaft 20. This enables the spring force to be continuously varied, while the spring washer 22 can still absorb high supporting forces.
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.The surface of the shaft 20 ideally has an average roughness depth of λ to 250 μm, preferably from 4 μm to 63 μm. The gripping takes place via a positive connection, which is created due to the sharp edge of the inner edge 24 of the spring washer 22, in that the inner edge 24 is pressed into the smooth shaft 20. For this purpose, at least the inner edge 24 of the spring washer 22 is harder, at least on the surface, than the surface of the shaft 20 at the mounting point of the spring washer 22. Preferably, the material of the spring washer 22 is harder than the material of the shaft 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.A surface 34 on the housing 38 forms the second stop against which the spring washer 22 presses the hub 10 under a slight preload. In order to improve the starting properties between the hub 10 and the surface 34, a thrust washer 36 is arranged between the shoulder 14 and the surface 34. This extends radially into the area of the teeth 48 of the pinion 46. The surface 34 can thus be arranged on a diameter that is larger than the largest diameter of the hub 10. Since the surface 34 on the housing 38 simultaneously serves to axially fix the pinion 46 on the shaft 20 and the shaft 20 in the housing 38, it requires only a small overall length in addition to a few components.
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 eineThe outer section 26 of the spring washer 22 has an axially bent collar 44 which points away from the shoulder 12. This stiffens the outer area 26. Furthermore, it offers a
einfache Möglichkeit, Werkzeuge anzusetzen.easy way to attach tools.
Claims (14)
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Legal Events
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
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