[go: up one dir, main page]

WO2001086161A1 - Verfahren zur herstellung einer welle-nabeverbindung - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer welle-nabeverbindung Download PDF

Info

Publication number
WO2001086161A1
WO2001086161A1 PCT/EP2001/004952 EP0104952W WO0186161A1 WO 2001086161 A1 WO2001086161 A1 WO 2001086161A1 EP 0104952 W EP0104952 W EP 0104952W WO 0186161 A1 WO0186161 A1 WO 0186161A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
hub
toothing
internal
connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2001/004952
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Torsten Harms
Jürgen KNÜDEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to EP01938150A priority Critical patent/EP1278967A1/de
Priority to JP2001582733A priority patent/JP3837334B2/ja
Priority to US10/275,397 priority patent/US7076854B2/en
Publication of WO2001086161A1 publication Critical patent/WO2001086161A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/064—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end non-disconnectable
    • F16D1/072—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end non-disconnectable involving plastic deformation
    • 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
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D2001/103—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially the torque is transmitted via splined connections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49462—Gear making
    • Y10T29/49465—Gear mounting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49462—Gear making
    • Y10T29/49467—Gear shaping
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49805—Shaping by direct application of fluent pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining
    • Y10T29/49908—Joining by deforming
    • Y10T29/49909—Securing cup or tube between axially extending concentric annuli
    • Y10T29/49911—Securing cup or tube between axially extending concentric annuli by expanding inner annulus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining
    • Y10T29/49908—Joining by deforming
    • Y10T29/49915—Overedge assembling of seated part
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining
    • Y10T29/49908—Joining by deforming
    • Y10T29/49938—Radially expanding part in cavity, aperture, or hollow body
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining
    • Y10T29/49908—Joining by deforming
    • Y10T29/49938—Radially expanding part in cavity, aperture, or hollow body
    • Y10T29/4994—Radially expanding internal tube
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19642—Directly cooperating gears
    • Y10T74/19647—Parallel axes or shafts
    • Y10T74/19651—External type

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a shaft-hub connection according to the preamble of patent claim 1.
  • a generic method is known from DE 43 02 726 AI.
  • the hub and the shaft are designed in such a way that the internal toothing of the hub and the external toothing of the shaft are matched to one another in terms of their dimensions, so that when the shaft is inserted into the hub, a clearance fit between the two joining parts of the hub -Wave arises.
  • the internal toothing of the wheel hub is compressed on an end section, so that the tooth gaps of the internal toothing on this section have a smaller width than the remaining part of the hub.
  • the shaft is then threaded into the section of the hub with the original gap width and then pressed through the section of the hub provided with a smaller gap width.
  • the internal toothing of the section with a smaller gap width and the external toothing are subjected to very high mechanical stresses, which can cause damage to the toothing when the shaft is pressed through, particularly against the background of the inclusion of the manufacturing tolerances of the individual parts (shaft, hub).
  • a very high manufacturing effort for the individual parts is required.
  • the above-mentioned upsetting is, on the one hand, an additional work step, which reduces the cycle time during Position of the connection enlarged, and on the other hand difficult to reproduce and requires a highly accurate and therefore complex process control.
  • the problem of axial tolerances of the shaft is of great importance, since after the shaft has been pressed through the hub, positioning on the hub to achieve the desired exact relative position of the shaft to the hub is virtually impossible to correct.
  • the invention has for its object to develop a generic method in such a way that the production of a shaft-hub connection is made possible in a simple reproducible manner that optimally meets the requirements of dynamic loads.
  • the shaft can always be pushed into the exact axial joint position in a simple manner, since in this first step for producing the joint connection there is complete play between the shaft and the hub and no jamming or even pressing occurs when it is pushed through. In this way, any associated damage to the gears are avoided. Tight manufacturing tolerances of the toothing of the shaft and hub and their axial and circumferential dimensions no longer play a role in the process reliability of the manufacture, so that, on the one hand, inexpensive and untreated materials and simple manufacturing processes for the hub and the shaft can be used and on the other hand, the particularly considerable expenditure in terms of apparatus and time required to correspond to the narrow manufacturing tolerances required for the joint connection can be dispensed with. Overall, the reproducibility of the joint connection is completely guaranteed.
  • the process-specific use of a hollow shaft saves weight at the joint connection and thus material resources are better used. Due to the extensive Chen pressure by the expansion of the hollow shaft to the hub, a high force and form fit between shaft and hub is achieved, which fully meets the dynamic loads. This means that there is no clearance play during the dynamic load and no increase in play and therefore direct torque transmission is ensured without delay. The fit is prevented by the frictional part of the connection due to the elastic jerk deformation of the hub. In addition, this non-positive or frictional component creates a high resistance to axial displacement of the hub on the shaft after assembly. Furthermore, the long-term durability of the joint connection is achieved because the toothing does not deflect during the operating time. The annoying rattling noises associated with a fit clearance when the teeth abut against one another are also eliminated. The process control during assembly is also simplified, the shaft-hub connection only requiring two work steps to insert the shaft into the hub and expand the shaft.
  • FIG. 3 shows an enlarged section of the connection from FIG. 2,
  • connection from FIG. 4 in a cross section the connection from FIG. 1 after the expansion of the shaft, 5 shows an enlarged cross section of the connection from FIG. 4.
  • the hollow shaft 4 can be designed as a toothed shaft or, as here in the exemplary embodiment, as a spline shaft.
  • the spline shaft can be produced in a simple manner, for example, by pulling a tube or by milling the section 3 of the hollow shaft 4 intended for the formation of the toothing.
  • the corresponding internal toothing 6 of the hub 5 can be generated by broaching or by milling.
  • the hollow shaft 4 is formed from two separate components, a ring gear and a smooth cylindrical tube, the ring gear forming the external toothing 2 of the hollow shaft 4 being pushed onto the tube in the desired axial joint position and then, for example, by welding or by a partial expansion of the tube caused by a fluidic internal high pressure applied in the tube is permanently attached to the tube.
  • the tooth 7 as well as the gaps 8 of the external toothing 2 of the hollow shaft 4 consisting of a conventional tubular material are prismatic.
  • the internal toothing 6 of the hub 5 is designed accordingly.
  • the spline shaft 4 is now inserted with its external toothing 2 tooth for a gap in the internal toothing 6 of the hub 5 with play, a gap 9 being formed between the toothings 2 and 6 (FIG. 2 and in particular FIG. 3).
  • a so-called expanding lance is pushed into the interior 10 of the hollow shaft 4 forming the cavity.
  • An axial channel runs in the expanding lance for guiding a fluidic medium under high pressure, the channel having a radial bore which is positioned at the location of the expansion to be produced.
  • the radial bore is through two on either side of the Radial seals arranged on the circumference of the expanding lance are sealed against high pressure (> approx. 500 bar) in both axial directions. This means that only the location of the hollow shaft 4, which lies between the two radial seals, is acted upon by the internal high pressure, and thus the hollow shaft 4 is partially deformed.
  • the hollow shaft 4 thus widens plastically in the radial direction until the outer toothing 2 comes to rest firmly against the inner toothing 6 of the hub 5 while eliminating the fit clearance that was still present (FIGS. 4 and 5).
  • the frictional and positive locking of the hollow shaft 4 and hub 5 thereby achieved, at most only one radial gap 11 remains between the tooth heads 12 of the teeth 7 of the external toothing 2 of the hollow shaft 4 and the respective gap base 13 facing the gaps of the internal toothing 6 of the hub 5, such as can be seen in particular in FIG.
  • the hub 5 is currently widening, but only in the elastic range, so that after the pressure is released, the hub material springs back elastically towards the plastically widened hollow shaft 4, whereby a particularly high frictional connection between the shaft 4 and the hub 5 is provided.
  • the widening and, accordingly, the contact pressure can only be formed locally at certain points, for which purpose the hollow shaft 4 with the external toothing 2 is at all times pressed against the internal toothing ⁇ of the hub at at least one axial position within the extent of the hub 5, which is the reason for the manufacture especially in an expansion process - applied to the hollow shaft 4 - makes it particularly fast.
  • the axial extent of the shaft 4 can be selectively widened locally at the location of the hub 5 along the entire axial overlap region of the toothings 2 and 6.
  • the non-slip hold of the hub 5 on the hollow shaft 4 is advantageous with regard to its fatigue strength, since the torques acting on the shaft-hub connection can be distributed widely over the overlap area. In addition, higher torques can be transmitted without damage.
  • the expansion process can be matched in a gentle, advantageous manner with a single tool to the respective wall thickness of the hollow shaft 4 and / or elongation at break of the hollow shaft material, so that the process reliability is further improved.
  • this can also be done by thinning or broaching.
  • the shaft-hub connection according to the invention can be used, for example, in gear, chain and belt transmissions in the drive train of motor vehicles.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Welle-Nabeverbindung. Dazu wird eine Zahn- oder Keilwelle mit einer Aussenverzahnung Zahn auf Lücke in eine Innenverzahnung einer Nabe mit Spiel eingeschoben und die Aussenverzahnung der Welle mit der Innenverzahnung der Nabe verpresst. Um die Herstellung einer Welle-Nabeverbindung in einfacher reproduzierbarer Weise zu ermöglichen, die die Anforderungen dynamischer Belastungen optimal erfüllt, wird vorgeschlagen, dass in Schiebelage der Welle diese aus einer Höhlung (10) der Welle (4) heraus in einer radialen umfänglichen Aufweitung plastisch verformt und unter Bildung einer Spielfreiheit zwischen den Lücken (8) der Aussenverzahnung (2) der Welle und der in diese greifenden Innenverzahnung (6) der Nabe (5) an die Nabe derart angepresst wird, dass sich die Nabe elastisch verformt und ein Presssitz zwischen Welle und Nabe ausgebildet wird.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Welle-Nabeverbindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Welle-Nabeverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 43 02 726 AI bekannt. Dabei wird in einem ersten Schritt der Herstellung der Fügeverbindung die Nabe und die Welle derart ausgebildet, daß die Innenverzahnung der Nabe und die Außenverzahnung der Welle in ihren Abmessungen aufeinander abgestimmt, so daß beim Einschieben der Welle in die Nabe eine Spielpassung zwischen den beiden Fügeteilen Nabe-Welle entsteht. Vor dem Einschieben der Welle in die Nabe allerdings wird die Innenverzahnung der Radnabe auf einem endseitigen Abschnitt angestaucht, so daß die Zahnlücken der Innenverzahnung auf diesem Abschnitt gegenüber dem restlichen Teil der Nabe eine geringere Breite aufweisen. Die Welle wird dann in den Abschnitt der Nabe mit der ursprünglichen Lückenbreite eingefädelt und anschließend durch den mit geringerer Lückenbreite versehenen Abschnitt der Nabe hindurchgepreßt. Dabei wird die Innenverzahnung des Abschnitts mit geringerer Lückenbreite sowie die Außenverzahnung sehr stark mechanisch beansprucht, wodurch Schäden an den Verzahnungen beim Hindurchpressen der Welle insbesondere vor dem Hintergrund der Einbeziehung der Fertigungstoleranzen der Einzelteile (Welle, Nabe) auftreten können. Um die Toleranzen in engen Grenzen zu halten und somit der Gefahr der angesprochenen Schädigung entgegenzutreten, ist eine sehr hoher Fertigungsaufwand der Einzelteile erforderlich. Des weiteren ist das oben genannte Anstauchen zum einen ein zusätzlicher Arbeitsschritt, was die Taktzeit bei der Her- Stellung der Verbindung vergrößert, und zum anderen nur schwer reproduzierbar und erfordert eine hochgenaue und daher aufwendige Prozeßfuhrung. Zudem fallt das Problem von Axialtolanzen der Welle ganz massiv ins Gewicht, da nach dem Hindurchpressen der Welle durch die Nabe eine Positionierung auf dieser zur Erreichung der gewünschten exakten Relativlage von Welle zu Nabe quasi nicht korrigierbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgema- ßes Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß die Herstellung einer Welle-Nabeverbindung in einfacher reproduzierbarer Weise ermöglicht wird, die die Anforderungen dynamischer Belastungen optimal erfüllt.
Die Aufgabe ist erfmdungsgemaß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelost.
Dank der Erfindung kann die Welle in einfacher Weise immer in die exakte axiale Fugeposition geschoben werden, da in diesem ersten Schritt zur Herstellung der Fugeverbindung völliges Spiel zwischen Welle und Nabe besteht und keine Verklemmungen oder gar Verpressungen beim Durchschieben entstehen. Dahingehend werden auch etwaige damit zusammenhangende Beschädigungen der Verzahnungen vermieden. Enge Fertigungstoleranzen der Verzahnungen von Welle und Nabe und deren axialen und umfänglichen Abmessungen spielen keine Rolle mehr für die Prozeßsicherheit der Herstellung, so daß zum einen preisgünstige auch bezuglich Vergütung unbe- handelte Materialien und einfache Herstellungsverfahren für die Nabe und die Welle zum Einsatz kommen können und zum anderen auf den besonders erheblichen apparativen und zeitlichen Aufwand zur Entsprechung geforderter enger Fertigungstoleranzen bei der Fugeverbindung verzichtet werden kann. Die Reproduzierbarkeit der Fugeverbindung ist somit insgesamt gesehen vollkommen gewahrleistet. Des weiteren wird durch die verfahrensspezifische Verwendung einer Hohlwelle Gewicht an der Fugeverbindung eingespart und somit Materialressourcen besser genutzt. Aufgrund der umfangli- chen Anpressung durch die Aufweitung der Hohlwelle an die Nabe wird ein hoher Kraft- und Formschluß zwischen Welle und Nabe erreicht, der den dynamischen Belastungen vollauf gerecht wird. D.h., daß kein Passungsspiel während der dynamischen Belastung und auch keine Zunahme des Spiels auftritt und somit eine direkte - ohne Zeitverzug - Drehmo- mentubertragung gewahrleistet ist. Das Passungsspiel wird durch den kraftschlussigen Anteil der Verbindung aufgrund der elastischen Ruckverformung der Nabe unterbunden. Zusatzlich wird durch diesen kraft- bzw. reibschlussigen Anteil eine hohe Widerstandskraft gegen axiales Verschieben der Nabe auf der Welle nach Montage erzeugt. Des weiteren wird eine hohe Langzeithaltbarkeit der Fugeverbindung erreicht, da die Verzahnung wahrend der Betriebszeit nicht ausschlagt. Auch entfallen die mit einem Passungsspiel verbundenen störenden Klappergerausche beim Anschlagen der Zahne aneinander. Auch die Prozeßfuhrung bei der Montage ist vereinfacht, wobei die Welle-Nabeverbindung nur zwei Arbeitsschritte Einschieben der Welle in die Nabe und Aufweiten der Welle erfordert.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unter- anspruchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispieles nachfolgend naher erläutert; dabei zeigt:
Fig. 1 in einer seitlichen Ansicht eine erfmdungsgemaße Welle-Nabeverbindung,
Fig. 2 in einem Querschnitt die Verbindung aus Fig. 1 in Schiebelage der Welle,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Verbindung aus Fig. 2,
Fig. 4 in einem Querschnitt die Verbindung aus Fig. 1 nach der Aufweitung der Welle, Fig. 5 einen vergrößerten Querschnitt der Verbindung aus Fig. 4.
In Fig. 1 ist eine Welle-Nabeverbindung 1 dargestellt, bei der ein mit einer Außenverzahnung 2 versehener Endabschnitt 3 einer Hohlwelle 4 eine Nabe 5 durchragt. Die Hohlwelle 4 kann als Zahnwelle oder wie hier im Ausführungsbeispiel als Keilwelle ausgebildet sein. Die Keilwelle kann beispielsweise durch Ziehen eines Rohres oder durch Fräsen des für die Ausbildung der Verzahnung bestimmten Abschnittes 3 der Hohlwelle 4 in einfacher Weise hergestellt werden. Die entsprechende Innenverzahnung 6 der Nabe 5 kann durch Räumen oder auch durch Fräsen erzeugt werden. Es ist auch denkbar, daß die Hohlwelle 4 aus zwei separaten Bauteilen, einem Zahnkranz und einem glattzylindrischen Rohr gebildet ist, wobei der die Außenverzahnung 2 der Hohlwelle 4 bildende Zahnkranz auf das Rohr in die gewünschte axiale Fugeposition aufgeschoben wird und anschließend beispielsweise durch Schweißen oder durch eine mittels eines im Rohr aufgebrachten fluidischen Innenhochdruckes verursachte partielle Aufweitung des Rohres am Rohr unlösbar befestigt wird. Die Zahne 7 wie auch die Lucken 8 der Außenverzahnung 2 der aus einem üblichen Rohrmaterial bestehenden Hohlwelle 4 sind prismatisch ausgebildet. Die Innenverzahnung 6 der Nabe 5 ist entsprechend gestaltet. Die Keilwelle 4 wird nun mit ihrer Außenverzahnung 2 Zahn auf Lücke in die Innenverzahnung 6 der Nabe 5 mit Spiel eingeschoben, wobei sich zwischen den Verzahnungen 2 und 6 ein Fugespalt 9 ausbildet (Fig. 2 und insbesondere Fig. 3) .
Nach Erreichen der genauen axialen Relativlage zwischen Hohlwelle 4 und Nabe 5 wird eine sogenannte Aufweitlanze in den die Höhlung bildenden Innenraum 10 der Hohlwelle 4 hineingeschoben. In der Aufweitlanze verlauft ein Axialkanal zur Fuhrung eines unter Hochdruck stehenden fluidischen Mittels, wobei der Kanal eine Radialbohrung besitzt, die an der Stelle der herzustellenden Aufweitung positioniert wird. Die Radialbohrung ist durch zwei zu beiden Seiten des Bohrungsaustritts am Aufweitlanzenumfang angeordneten Radialdichtungen hochdruckfest (> ca. 500 bar) in beide Axialrichtungen abgedichtet. Das heißt, daß durch den Innenhochdruck nur die Stelle der Hohlwelle 4 beaufschlagt wird, die zwischen den beiden Radialdichtungen liegt, und somit die Hohlwelle 4 partiell umgeformt wird. Durch Steuerung des Fluidhochdruckes kann höchst präzise der Prozeßablauf der Aufweitung und der Anpreßdruck und somit die Stärke des Reibschlusses je nach Bedarf, natürlich im Rahmen der Bruchdehnung des Hohlwellenmaterials und der Umformelastizität der Nabe 5 eingestellt werden.
Die Hohlwelle 4 weitet sich also in radialer Richtung umfänglich plastisch auf, bis es zur umfänglichen festen Anlage der Außenverzahnung 2 an der Innenverzahnung 6 der Nabe 5 unter Aufhebung des bis dahin noch bestehenden Passungsspiels kommt (Fig. 4 und 5) . Bei dem dadurch erreichten Reib- und Formschluß von Hohlwelle 4 und Nabe 5 verbleibt höchstens nur noch ein Radialspalt 11 zwischen den Zahnköpfen 12 der Zähne 7 der Außenverzahnung 2 der Hohlwelle 4 und dem jeweiligen zugewandten Lückengrund 13 der Lücken der Innenverzahnung 6 der Nabe 5, wie insbesondere in Fig. 5 zu sehen ist. Die Nabe 5 weitet sich momentan zwar auch auf, jedoch nur im elastischen Bereich, so daß nach der Entspannung des Druckes das Nabenmaterial elastisch zur plastisch aufgeweiteten Hohlwelle 4 hin zurückfedert, wodurch ein besonders hoher Reibschluß zwischen Welle 4 und Nabe 5 gegeben ist.
Zur Aufweitung ergeben sich örtlich mehrere Möglichkeiten. Zum einen kann die Aufweitung und dementsprechend die An- pressung lokal nur punktuell ausgebildet sein, wozu die Hohlwelle 4 mit der Außenverzahnung 2 an zumindest einer A- xialposition innerhalb der Erstreckung der Nabe 5 umlaufend an die Innenverzahnung β der Nabe angepreßt wird, was die Herstellung insbesondere bei einem Aufweitverfahren - angewandt auf die Hohlwelle 4 - besonders schnell macht. Zum anderen kann die Welle 4 in ihrer axialen Erstreckung lokal selektiv an der Stelle der Nabe 5 entlang des gesamten axialen Überlappungsbereiches der Verzahnungen 2 und 6 aufgeweitet werden. Hierbei ist der rutschfeste Halt der Nabe 5 auf der Hohlwelle 4 hinsichtlich seiner Dauerfestigkeit vorteilhaft, da die an der Welle-Nabeverbindung angreifenden Drehmomente breit über den Überlappungsbereich verteilt werden können. Außerdem können auch höhere Drehmomente schadensfrei übertragen werden.
Des weiteren ist es denkbar, die Nabe 5 und die Welle 4 in der Schiebelage in einem geschlossenen Innenhochdruckum- formwerkzeug zu fügen. Hierbei können nicht nur der an der Stelle des herzustellenden Preßsitzes im Überlappungsbereich der Verzahnungen 2 und 6 gelegene Abschnitt 14 der Hohlwelle 4, sondern auch die außerhalb des Überlappungsbereiches liegenden Abschnitte 15, aufgeweitet werden. Die Hohlwelle 4 kann dabei über ihre gesamte Erstreckung hinweg aufgeweitet werden. Dadurch ergibt sich für die Nabe 5 eine in axialer Richtung formschlüssige Einbettung in die Hohlwelle 4 und somit ein unverrückbarer axialer Halt.
Falls sich die Aufweitung nur auf den Überlappungsbereich beschränkt, kann eine gegenüber der zuletzt erwähnten Variante bauraumsparende Welle-Nabeverbindung bzw. Ausbildung des Zusammenbaus erreicht werden. Ein geschlossenes Innen- hochdruckumformwerkzeug ist hierzu nicht erforderlich, so daß der Einsatz der oben genannten Aufweitlanze genügt.
Nach der Ausbildung der gewünschten Welle-Nabeverbindung wird im Falle der Beaufschlagung mit Innenhochdruck dieser entspannt und die Aufweitlanze aus der Hohlwelle 4 gezogen. Durch die hochgenau kontrollierbare Druckregulierung des Innenhochdruckes kann mit einem einzigen Werkzeug der Aufweitvorgang exakt auf die jeweilige Wandstärke der Hohlwelle 4 und/oder Bruchdehnung des Hohlwellenmaterials in schonender vorteilhafter Weise abgestimmt werden, so daß die Prozeßsicherheit weiter verbessert wird. Alternativ zur Aufweitung mittels fluidischen Innenhochdruckes kann diese auch durch Aufdornen oder Räumen erfolgen. Die erfindungsgemäße Welle-Nabeverbindung kann beispielsweise in Zahnrad-, Ketten- und Riemengetrieben im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen ihre Anwendung finden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Welle-Nabeverbindung, wobei eine Zahn- oder Keilwelle mit einer Außenverzahnung Zahn auf Lücke in eine Innenverzahnung einer Nabe mit Spiel eingeschoben wird und wobei die Außenverzahnung der Welle mit der Innenverzahnung der Nabe verpreßt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in Schiebelage der Welle (4) diese aus einer Höhlung (10) der Welle (4) heraus in einem radialen umfänglichen Aufweitvorgang plastisch verformt und unter Bildung einer Spielfreiheit zwischen den Lücken (8) der Außenverzahnung (2) der Welle (4) und der in diese greifenden Innenverzahnung (6) der Nabe (5) an die Nabe (5) derart angepreßt wird, daß sich die Nabe (5) elastisch verformt und ein Preßsitz zwischen Welle (4) und Nabe (5) ausgebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Welle (4) in ihrer axialen Erstreckung lokal selektiv an der Stelle der Nabe (5) aufgeweitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Welle (4) über ihrer gesamte Erstreckung aufgeweitet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Welle (4) mittels fluidischen Innenhochdruckes aufgeweitet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlwelle (4) aus zwei separaten Bauteilen einem Zahnkranz und einem glattzylindrischen Rohr gefertigt wird, wobei der die Außenverzahnung (2) der späteren Hohlwelle (4) bildende Zahnkranz auf das Rohr lagegerecht aufgeschoben wird und dann beispielsweise durch Schweißen oder durch eine mittels eines in dem Rohr an der Stelle des Zahnkranzes aufgebrachten fluidischen Innenhochdruckes verursachten Aufweitung des Rohres befestigt wird.
PCT/EP2001/004952 2000-05-05 2001-05-03 Verfahren zur herstellung einer welle-nabeverbindung Ceased WO2001086161A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01938150A EP1278967A1 (de) 2000-05-05 2001-05-03 Verfahren zur herstellung einer welle-nabeverbindung
JP2001582733A JP3837334B2 (ja) 2000-05-05 2001-05-03 シャフト／ハブ継手の製造方法
US10/275,397 US7076854B2 (en) 2000-05-05 2001-05-03 Method for the production of a shaft-hub connection

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10021901A DE10021901C1 (de) 2000-05-05 2000-05-05 Verfahren zur Herstellung einer Welle-Nabeverbindung
DE10021901.2 2000-05-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001086161A1 true WO2001086161A1 (de) 2001-11-15

Family

ID=7640887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2001/004952 Ceased WO2001086161A1 (de) 2000-05-05 2001-05-03 Verfahren zur herstellung einer welle-nabeverbindung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7076854B2 (de)
EP (1) EP1278967A1 (de)
JP (1) JP3837334B2 (de)
DE (1) DE10021901C1 (de)
WO (1) WO2001086161A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008155172A3 (de) * 2007-06-19 2009-02-12 Schaeffler Kg Welle-nabe-verbindung; insbesondere einer schaltgabeleinheit, und verfahren zur herstellung einer derartigen welle-nabe-verbindung
US11525482B2 (en) * 2018-04-27 2022-12-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for producing a shaft-hub connection, and motor vehicle shaft having such a connection

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10347100B4 (de) * 2003-10-10 2006-11-02 Daimlerchrysler Ag Drehfeste Verbindung
US7591057B2 (en) * 2005-04-12 2009-09-22 General Electric Company Method of repairing spline and seal teeth of a mated component
US7687151B2 (en) * 2005-04-12 2010-03-30 General Electric Company Overlay for repairing spline and seal teeth of a mated component
US20060228219A1 (en) * 2005-04-12 2006-10-12 General Electric Company Repaired spline and seal teeth on mated components
US20080093906A1 (en) * 2005-04-22 2008-04-24 Faurecia Sieges D'automobile Method of Manufacturing a Motor Vehicle Seat, and a Seat Manufactured by Implementing the Method
DE102006010228B3 (de) * 2006-03-02 2007-11-22 Thyssenkrupp Presta Ag Verfahren zur Herstellung eines Lenkspindelteils
DE102007008837A1 (de) * 2007-02-23 2008-08-28 Esa Eppinger Gmbh Kupplungseinrichtung für Werkzeughalter oder Werkstückspanneinrichtungen
DE102009038316A1 (de) 2009-08-21 2011-02-24 Thyssenkrupp Presta Ag Verfahren zur Herstellung eines einen Abschnitt einer Lenkspindel bildenden Lenkspindelteils
DE102010049106A1 (de) * 2010-10-21 2011-06-09 Daimler Ag Schiebehülsenrohling und Kraftfahrzeug-Lenkspindelanordnung mit aus dem Rohling gefertigter Schiebehülse
US8231569B2 (en) * 2010-12-14 2012-07-31 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Torque-limiting catheter handle
JP6001903B2 (ja) * 2012-03-30 2016-10-05 大研医器株式会社 接続部材
US10072718B2 (en) * 2013-10-23 2018-09-11 Ernst Grob Ag Composite brake disc and method and apparatus for manufacture of the same
DE102019218196A1 (de) * 2019-11-25 2021-05-27 Continental Teves Ag & Co. Ohg Elektromotorisch angetriebenes Aggregat für ein Fahrzeug
DE102020211158B4 (de) * 2020-09-04 2025-12-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Passverbindung
JPWO2024135012A1 (de) * 2022-12-23 2024-06-27

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4302726A1 (en) 1992-02-11 1993-08-12 Volkswagen Ag Toothed shaft connection between drive shaft and hub - has teeth and tooth gaps in drive shaft gearing prismatic and hardened over entire length
US5447385A (en) * 1987-12-15 1995-09-05 Emitec Gesellschaft Fur Emissionstechnologie Mbh Design element for connection to a hollow shaft
JPH08158817A (ja) * 1994-11-30 1996-06-18 Nippon Piston Ring Co Ltd 組立て式カムシャフトの製造方法
JPH08210110A (ja) * 1995-01-31 1996-08-20 Nippon Piston Ring Co Ltd 組立て式カムシャフトの製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE849942C (de) * 1946-11-13 1952-11-17 Sir Harry Ralph Ricardo Nabenverbindung fuer Hohlwellen bzw. Wellen mit Hohlwellenenden
US3577795A (en) * 1969-10-27 1971-05-04 Chandler Evans Inc Means to overcome differential thermal expansion effects in bimetallic splined shaft assemblies
US4781076A (en) * 1986-01-17 1988-11-01 The Torrington Company Camshaft for reciprocating piston engines
US5101554A (en) * 1986-10-01 1992-04-07 Emitec Gesellschaft Fur Emissionstechnologie Mbh Process for producing an assembled camshaft as well as assembled camshaft consisting of a shaft tube and slid-on elements
US5259268A (en) * 1987-02-10 1993-11-09 Gesenkschmiede Schneider Gmbh Hollowshaft and method for the production thereof
JPS63224823A (ja) * 1987-03-13 1988-09-19 Kawasaki Steel Corp 鋼管への保護リング装着方法
DE4107222C2 (de) * 1990-10-23 1994-12-15 Gkn Automotive Ag Verbindung zwischen einer rohrförmigen Welle aus einem Faserverbundwerkstoff und einem Metallzapfen, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
DE4112366C1 (de) * 1991-04-16 1992-07-16 Balcke-Duerr Ag, 4030 Ratingen, De
JP2719487B2 (ja) * 1993-06-02 1998-02-25 松本重工業株式会社 カムシャフトの製造方法
DE4415033C1 (de) * 1994-04-29 1995-08-10 Loehr & Bromkamp Gmbh Verbindung zur harmonischen Übertragung von Drehmoment
JP2000326028A (ja) * 1999-05-20 2000-11-28 Nsk Ltd 組立式カムシャフト
US6543266B1 (en) * 1999-08-24 2003-04-08 Magna International Inc. Hydroformed collapsible driveshaft and steering shaft and methods of making the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5447385A (en) * 1987-12-15 1995-09-05 Emitec Gesellschaft Fur Emissionstechnologie Mbh Design element for connection to a hollow shaft
DE4302726A1 (en) 1992-02-11 1993-08-12 Volkswagen Ag Toothed shaft connection between drive shaft and hub - has teeth and tooth gaps in drive shaft gearing prismatic and hardened over entire length
JPH08158817A (ja) * 1994-11-30 1996-06-18 Nippon Piston Ring Co Ltd 組立て式カムシャフトの製造方法
JPH08210110A (ja) * 1995-01-31 1996-08-20 Nippon Piston Ring Co Ltd 組立て式カムシャフトの製造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 10 31 October 1996 (1996-10-31) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 12 26 December 1996 (1996-12-26) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008155172A3 (de) * 2007-06-19 2009-02-12 Schaeffler Kg Welle-nabe-verbindung; insbesondere einer schaltgabeleinheit, und verfahren zur herstellung einer derartigen welle-nabe-verbindung
US11525482B2 (en) * 2018-04-27 2022-12-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for producing a shaft-hub connection, and motor vehicle shaft having such a connection

Also Published As

Publication number Publication date
US7076854B2 (en) 2006-07-18
DE10021901C1 (de) 2001-12-13
JP2003532850A (ja) 2003-11-05
EP1278967A1 (de) 2003-01-29
JP3837334B2 (ja) 2006-10-25
US20040034981A1 (en) 2004-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1278967A1 (de) Verfahren zur herstellung einer welle-nabeverbindung
DE69609678T2 (de) Synchronisiervorrichtung-Kupplung-Anordnung
EP2100049B1 (de) Kupplungskörper mit angeformtem konus
DE102017207561A1 (de) Lenksäule für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Lenksäule
EP2012036A2 (de) Arretierung
EP2494230A1 (de) Getriebe-antriebseinheit
WO2008135396A1 (de) Bauteil mit innen- und aussenverzahnung
DE102019130423A1 (de) Antriebsstrang
EP3832171A1 (de) Verfahren zur herstellung eines verbunds aus einem sonnenrad und einem planetenträger sowie verbund hergestellt nach diesem verfahren
EP1294594B1 (de) Überlastsicherung und ein verfahren zu deren herstellung
DE3302762A1 (de) Verfahren zur befestigung eines bauteils am aussenumfang eines rohrs
WO2006097194A1 (de) Verfahren zur herstellung einer gelenkanbindung und gelenkanbindung
DE102015009051A1 (de) Zahnrad, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads
DE102006012031A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Gelenkanbindung und Gelenkanbindung
DE102016204411A1 (de) Lenksäule für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen einer Lenksäule
DE19718905B4 (de) Synchronring mit angeschweißten Mitnehmernasen
EP1192364A1 (de) Schiebemuffe einer synchronisiereinheit für schaltgetriebe
EP2064457B1 (de) Verbindung eines ersten mit einem zweiten zylindrischen bauteil und verfahren zur montage des ersten und des zweiten bauteiles
DE102005007716A1 (de) Sitzhöhenverstellung
EP1240439B1 (de) Ring zur drehmomentübertragung und axialen sicherung zweier rotierender bauteile
DE102007004931A1 (de) Gleichlaufgelenk
EP1870610A2 (de) Hebelsystem sowie Verfahren zu dessen Montage
WO2007128359A1 (de) Verfahren zur herstellung eines getriebebauteils
DE10150308C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Verbundteiles
EP1332082B1 (de) Lenkspindelanordnung und ein verfahren zu deren herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BR CN JP KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2001938150

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2001938150

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10275397

Country of ref document: US