Wellenverbindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellenverbindung, aufweisend eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, die unter Zwischenschaltung einer Nabe drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, wobei die Antriebswelle und die Abtriebswelle eine außenliegende Keilwellenverzahnung und die Nabe eine innenliegende Keilwellenverzahnung aufweist.

Stand der Technik

Eine derartige Wellenverbindung ist aus der DE 100 23 118 A1 bekannt. Diese Wellenverbindung weist als Besonderheit eine Bogenzahnkupplung auf. Diese Bogenzahnkupplung ist so ausgelegt, dass die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der über diese Wellenverbindung angetriebenen Nebenaggregate erhöht ist. Dies wird durch den Einbau der Bogenzahnkupplung erreicht, die Fluchtfehler der Antriebswelle gegenüber der Abtriebswelle dauerhaft verschleißfrei ausglicht. Bei bekannten Lösungen führen derartige Fluchtfehler zu erhöhtem Verschleiß beispielsweise durch sogenannten Reibrost. Weiterhin wird die Lagerung der Antriebswelle und der Abtriebswelle bei Fluchtfehlern zusätzlich belastet und ist dadurch verschließanfälliger. Angewendet wird diese Wellenverbindung an einer Brennkraftmaschine zum Antrieb von einer oder mehreren Hydraulikpumpen. Bei einem solchen Antrieb ist ein Drehlagenausgleich der Antriebswelle zu der Abtriebswelle nicht erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Wellenverbindung anzugeben, die ohne Zusatzmaßnahmen eine definierte Ausrichtung einer Antriebswelle zu einer Abtriebswelle ermöglicht.

Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Keilwellenverzahnungen der Antriebswelle, der Abtriebswelle und der Nabe eine Einrichtung zur definierten gegenseitigen Drehlagerausrichtung aufweisen. Eine solche

Drehlagenausrichtung ist bei angetriebenen Aggregaten wichtig, deren Funktion drehlagengenau zu der antreibenden Maschine oder dem entsprechenden Gerät ausgelegt ist. Bei herkömmlichen Wellenverbindungen ist eine

Drehlageausrichtung nur durch Zusatzmaßnahmen wie Abstecken oder

Sonderausrichtung oder Anbringung von Markierungen möglich. Alle diese Maßnahmen erfordern eine visuelle Kontrolle der Drehlage der Antriebswelle zu der Abtriebswelle. Erfindungsgemäß wird nun eine Einrichtung angegeben, die zur definierten Drehlagerausrichtung direkt durch die zusammenwirkenden Keilwellenverzahnungen führt.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Einrichtung Bearbeitungsbestand der Keilwellenverzahnungen. Grundsätzlich ist es möglich, die Einrichtung nachträglich an die Keilwellenverzahnungen anzubringen oder in diese einzuarbeiten. Vorteilhaft werden diese aber während der Bearbeitung der Keilwellenverzahnungen angebracht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung eine bei der

Herstellung der Keilwellenverzahnungen festgelegtes Profil der

Keilwellenverzahnungen. Dieses Profil kann im Grunde beliebig ausgelegt sein, wobei nur sichergestellt sein muss, dass zumindest genau eine definierte Drehstellung der zu verbindenden Antriebswelle und der Abtriebswelle sichergestellt ist. Dabei kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass beispielsweise zwei definierte Drehstellungen zueinander eingestellt werden können, die aber so unterschiedlich sind, dass diese sofort nachvollzogen werden können. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll anwendbar, wenn mit der Wellenverbindung beispielsweise eine Maschine oder ein Gerät mit

beispielsweise zwei verschiedenen Aggregaten wahlweise verbunden werden sollen. Dabei sind dann aber die unterschiedlichen Drehlagen zueinander klar definiert und erkennbar. In Weiterbildung der Erfindung weist das Profil einer Keilwellenverzahnung zwei zusammengefasste Keile und damit korrespondierende Nuten an dem korrespondierenden Profil der zweiten Keilwellenverzahnung auf. Zwei zusammengelegte Keile und entsprechende Nuten der Keilwellenverzahnung lassen sich bei der Herstellung der Keilwellenverzahnung durch ein

entsprechendes Werkzeug leicht herstellen. Ein weiterer Vorteil von zwei zusammengelegten Keilen ist es, dass keine Schwächung der Wellenverbindung entsteht, wie sie beispielsweise durch Weglassen oder Abfräsen eines Keils entstehen würde.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Profil jeweils einen höhenreduzierten Keil und eine damit korrespondierende höhenerweiterten Nut an dem Gegenprofil auf. Diese Ausgestaltung ist als Alternative oder Ergänzung zu den zusammengefassten Keilen zu sehen.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Keilwellenverzahnung eine

Zahnwellenverzahnung. Eine Zahnwellenverzahnung weist evolventenförmige Flanken auf, mit der besondere Übertragungseigenschaften hinsichtlich der übertragbaren Last und des Ausgleichs von möglichen Fluchtfehlern erzielt werden können.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Abtriebswelle eine Pumpenwelle, insbesondere eine Hochdruckpumpenwelle, während wiederum in weiterer Ausgestaltung die Antriebswelle eine Brennkraftmaschinenwelle, insbesondere eine Kurbelwelle oder eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine ist. Die entsprechende Verwendung sieht vor, dass die Wellenverbindung an einer Brennkraftmaschine zum Antrieb einer Hochdruckpumpe, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem durch eine Brennkraftmaschinenwelle, insbesondere eine Kurbelwelle oder eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine verwendet wird. Eine solche Verwendung ist besonders vorteilhaft, da bei Antrieb einer Hochdruckpumpenwelle für ein Common-Rail-Einspritzsystem eine definierte gegenseitige Drehlagenausrichtung der Antriebswelle und der getriebenen Welle, also der Abtriebswelle zwingend erforderlich ist. Da die entsprechende Wellenverbindung darüber hinaus oftmals nicht oder schwer einsehbar ist, kann hier der Gegenstand der Erfindung vorteilhaft angewendet werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der

Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel näher beschrieben ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Figur 1 eine Abtriebswelle mit einer außenliegenden Keilwellenverzahnung, die mit einer Nabe mit einer innenliegenden Keilwellenverzahnung zusammenwirkt,

Figur 2a eine Abtriebswelle gemäß Figur 1 in einer perspektivischen

Ansicht mit einer Darstellung von zwei zusammengelegten Keilen einer Keilwellenverzahnung und

Figur 2b eine Ausschnittsvergrößerung der zusammengelegten Keile gemäß Figur 2a.

Ausführungsform der Erfindung

Figur 1 zeigt eine Abtriebswelle 1 , die eine Pumpennockenwelle einer

Hochdruckpumpe für ein Common-Rail-Einspritzsystem einer

Brennkraftmaschine ist. Diese Abtriebswelle 1 weist einen Wellenstummel 2 auf, in den eine außenliegende Keilwellenverzahnung 3a eingearbeitet ist. Die Keilwellenverzahnung 3a, die auch als Vielzahnverzahnung bezeichnet wird, wird gewählt, um eine zuverlässige und störungsfreie Drehmomentübertragung von hohen Drehmomenten auf die Abtriebswelle 1 zu ermöglichen. Hohe

Drehmomente müssen insbesondere bei einer Hochdruckpumpe übertragen werden, da von einer solchen Hochdruckpumpe beispielsweise Kraftstoff mit einem Druck von mehr als 1600 bar präzise und zeitgenau in einen

Hochdruckspeicher gefördert werden muss. Auf die außenliegende Keilwellenverzahnung 3a des Wellenstummels 2 ist eine Nabe 4 aufgeschoben, die eine der außenliegenden Keilwellenverzahnung 3a des Wellenstummels 2 entsprechende innenliegende Keilwellenverzahnung 3b aufweist. Dabei kann die Nabe beispielsweise etwa in der Mitte der

innenliegenden Keilwellenverzahnung 3b eine umlaufende Innennut 5 aufweisen, in die ein entsprechender Sprengring eingesetzt wird. Dieser Sprengring gewährleistet eine definierte Aufschieblage der Nabe 4 auf den Wellenstummel 2.

Die innenliegende Keilwellenverzahnung 3b der Nabe 4 ist in dem

Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 durchgehend bis zu dem freien, hier nicht belegten Ende der Nabe 4 ausgebildet. In diesen in der Figur nicht belegten Bereich der innenliegenden Keilwellenverzahnung 3b wird eine nicht dargestellte Antriebswelle mit einer entsprechenden außenliegenden Keilwellenverzahnung eingesetzt. Diese Antriebswelle ist beispielsweise eine Nockenwelle oder Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine oder steht mit einer solchen Welle im Eingriff.

Figur 2a zeigt die Abtriebswelle 1 in einer perspektivischen Ansicht. Die

Abtriebswelle 1 weist neben dem Wellenstummel 2 mit der außenliegenden Keilwellenverzahnung 3a einen ersten Lagerbereich 6a und einen zweiten Lagerbereich 6b auf, die in entsprechenden Lagern in einen die Abtriebswelle 1 aufnehmenden Gehäuse und einen damit zusammenwirkenden Gehäuseflansch angeordnet sind. Zwischen den beiden Lagerbereichen 6a, 6b ist ein

Doppelnocken 7 angeordnet. Auf dem Doppelnocken 7 läuft eine Laufrolle eines Rollenstößels zur Betätigung eines Pumpenplungers der entsprechenden Hochdruckpumpe ab. Selbstverständlich ist es auch möglich zwei

Pumpenelemente mit entsprechenden Rollenstößeln vorzusehen, die von dem Doppelnocken 7 betätigt werden.

Wie insbesondere der Ausschnittsvergrößerung gemäß Figur 2b zu entnehmen ist, sind zwei Keile 8a, 8b der Keilwellenverzahnung 3a des Wellenstummels 2 zusammengefasst. Dabei ist mittig in die beiden zusammengefassten Keile 8a, 8b eine Kerbe 9 eingearbeitet, die aber keine Tragfunktion bzw.

drehmomentübertragende Funktion aufweist.

Die innenliegende Keilwellenverzahnung 3b der Nabe 4 weist entsprechend der zusammengefassten Keile 8a, 8b eine Ausbildung mit zwei

nebeneinanderliegenden Nuten auf, die mit den Keilen 8a, 8b zusammenwirkt.