DE3428796A1 - Vorrichtung zur verbindung einer achse und eines werkstuecks, insbesondere eines durch tiefziehen hergestelten werkstuecks, mit hilfe eines spannrings - Google Patents

Description

b Beschre i bung:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung einer Achse und eines eine Durchlassöffnung für die Achse aufweisenden Werkstücks und insbesondere eine derartige Vorrichtung, bei der es sich beim Werkstück um ein durch Matrizentechnik hergestelltes Werkstück und vorzugsweise um eine Antriebskurbel zur Betätigung des Gestänges eines Scheibenwischersystems handelt.

Die z. Zt. für Kraftfahrzeuge verwendeten Scheibenwischersysteme weisen Antriebskurbeln auf, die jeweils drehfest mit einerseits einer Antriebswelle und andererseits einer Endwelle eines Kugelgelenkzapfens verbunden sind, wobei an den Kugelgelenkzapfen eine Koppel zur Verbindung mit einer Abtriebswelle des Antriebsmechanismus eines Wischerblatts angelenkt ist. Die Antriebskurbel ist mit diesen beiden Wellen drehfest mittels entsprechender Durchlassöffnungen für die Wellen verbunden. Die Wellen sind entweder in die Öffnungen eingepresst oder die Öffnungen weisen einen Querschnitt auf, dessen Form die Übertragung der Drehbewegung der Welle gewährleistet, wobei ein in der Durchlassöffnung befindlicher Bereich der Welle einen entsprechenden Querschnitt aufweist. Die Welle und die .Kurbel werden beispielsweise durch eine Mutter zusammengehalten, die auf einen mit einem Gewinde versehenen Bereich der Welle, der über die Kurbel vorsteht, aufgeschraubt ist. Dadurch wird ein Anschlag der Kurbel an einem Bereich der Welle gewährleistet.

Da die Kurbel ein massives Werkstück ist, in das Durchlassöffnungen für die Wellen eingeschnitten sind, haben

diese Verbindungs- oder Anschlussvorrichtungen den Nachteil, dass das Festspannen der Kurbel und der Wellen nur auf einer Fläche erfolgt, deren axia*le Abmessungen begrenzt und wesentlich geringer als der Kurbeldurchmesser im Bereich der entsprechenden Durchlassöffnung ist. Bekanntlich wird bei der Herstellung einer Öffnung durch Stanzen eines massiven Werkstücks eine Materialzerrung durch die Stanzvorrichtung am Umfang der Durchlassöffnung in dem Bereich der Öffnung hervorgerufen , der der Seite des Werkstücks benachbart ist, welehe der zunächst beim Beginn der Bildung der Öffnung mit der Stanzvorrichtung in Kontakt kommenden Seite gegenüberliegt.

Ein weiterer Nachteil beim Stanzen von Durchlassöffnungen für Achsen in massive Werkstücke besteht darin, dass es nicht möglich ist, den Öffnungen ohne spanabhebende Formgebung oder Matrizentechnik eine Kegelstumpfform zu verleihen, was die Herstellungskosten beträchtlich erhöht. Häufig sind aber kegelstumpfförmige Öffnungen unerlässlich, wenn man die mit dem Werkstück verbundene Wellenachse beispielsweise in bezug zu einer weiteren, ebenfalls am Werkstück angebrachten Welle so genau anordnen will, dass der Wert des Achsabstands sehr genau eingehalten werden kann.

Die vorstehend geschilderten Nachteile treten nicht nur bei Antriebskurbeln von Scheibenwischersystemen auf, sondern finden sich auch ganz allgemein bei allen massiven Werkstücken, die über durch Stanzen hergestellte Öffnungen mit Achsen verbunden sind. Antriebskurbeln für Scheibenwischersysteme sind aber aus den nachstehend ausgeführten Gründen besonders interessante Beispiele für derartige Werkstücke.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine billige Verbindungsvorrichtung bereitzustellen, die durch spanlose Formgebung, insbesondere durch eine relativ einfache Tiefziehtechnik hergestellt werden kann und die eine Verbindung ermöglicht,

-ο-Ι bei der die am Zusammenwirken der verbundenen Bauteile beteiligte Fläche nicht verringert ist und die, sofern erforderlich, eine präzise Positionierung der Achse in bezug zum Werkstück ohne spanabhebende Nacharbeitung ermöglicht.

Ferner soll es erfindungsgemäss möglich sein, für identische Anwendungszwecke anstelle von massiven Werkstücken durch Tiefziehtechnik hergestellte Werkstücke mit gleichem Platzbedarf einzusetzen, die den Vorteil'einer wesentlichen Materialersparnis bieten. Dadurch können das Gewicht und die Trägheit und somit auch die Kosten und die Antriebsleistung bei der Bewegung des Werkstücks durch ein Antriebselement verringert werden."

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Verbindung einer Achse und eines eine Durchlassöffnung für die Achse aufweisenden Werkstücks, die durch folgende Bestandteile gekennzeichnet ist:

- einen am Werkstück angeformten Bund, der die Durchlassöffnung begrenzt,

- einen um den Bund gelegten Spannring (Bundring), wobei mindestens eine der beiden gegenüberliegenden Flächen, bei denen es sich um die Aussenfläche des Bunds, d.h. die der Achse abgewandte Fläche des Bunds,, und die Innenfläche des Rings, d.h. die dem Bund und der Achse zugewandte Fläche handelt, wenigstens teilweise kegelstumpfförmig ist, und

- Mittel zur axialen Belastung und zum Anpressen des Rings in Richtung zur Basis des Bunds am Werkstück, um den Ring in einer ' Spannstellung zu halten, wobei der Bund gegen die Achse gepresst wird.

Der Bund ist beispielsweise durch Tiefziehen gebildet, wenn es sich bei dem Werkstück um ein gestanztes Metallblech handelt, oder durch Giessen gebildet, wenn es sich um ein Kunststoffwerkstück handelt. In beiden Fällen kann die gesamte Bundhöhe ausgenutzt werden, um das Einspannen der Achse zu gewährleisten. ''

Vorzugsweise sind beide gegenüberstehenden Flächen wenigstens teilweise kegelstumpfförmig und weisen in etwa eine · korrespondierende Form auf, was den Vorteil bietet, dass die beiden kegelstumpfförmigen Flächen gut gegeneinander gepresst werden können.

Vorzugsweise wird die Achse am Werkstück mit einem Achsenbereich verbunden, der wenigstens teilweise kegelstumpfförmig ist, wobei die Innenfläche des Bunds, d.h. die. der Achse zugewandte Fläche des Bunds, ebenfalls wenigstens teilweise kegelstumpfförmig ist und eine zu diesem Achsenbereich in etwa korrespondierende Form aufweist. Dies erleichtert das Einspannen und die Zentrierung des Werkstücks in bezug zur Achse sowie eine gute axiale Positionierung.

Die Ausbildung einer Kegelstumpfform ist nämlich bei einem Bund wesentlich leichter zu erreichen als bei einer durch Matrizentechnik hergestellten Öffnung.

Gemäss einer ersten Ausführungsform, die insbesondere für Öffnungen von relativ geringem Durchmesser bestimmt ist, weist der Ring einen Radialschnitt auf, der die allgemeine Form eines L aufweist. Vorzugsweise wird ein Flügel des Rings gegen die Aussenfläche der Mutter und der andere Flügel gegen die in etwa radial und eben verlaufende Fläche am Bundende gedrückt, was den Platzbedarf des Rings verringert und die Anwendungsmöglichkeiten vergrössert.

Gemäss einer zweiten Ausführungsform, die sich insbesondere für Öffnungen von relativ grossem Durchmesser eignet, weist der Ring einen Radialschnitt in der Form eines U auf. Vorzugsweise öffnet sich das U-Profil in Richtung zur Basis des Bunds am Werkstück, was ein gutes Anpressen des Bunds gegen die Achse gewährleistet, wobei die der Achse zugewandte Fläche des Innenflügels des Rings am Bund anliegt.

Die Mittel zur axialen Belastung und zum Anpressen des Rings in Richtung zur Basis des Bunds am Werkstück umfassen ent-

-ιοί weder mindestens eine Sehraube, die auf einen mit einem Gewinde versehenen und in bezug zum Bund überstehenden Achsenbereich aufgeschraubt ist, oder besteht aus einem Achsenbereich, der über den Ring gebördelt ist. Die erste Möglichkeit ist besonders zweckmässig bei Achsen von relativ grossem Durchmesser, die einen kegelstumpfförmigen Bereich aufweisen, der mit einem Bund zusammenwirkt, dessen' innere Kegelstumpffläche mit einem Ring mit U-Querschnitt auf die Achse gespannt ist. Die zweite Möglichkeit ist insbesondere bei Achsen von relativ geringem Durchmesser, deren im Bund befindlicher Bereich zylindrisch oder leicht kegelstumpfförmig ist, zweckmässig. Der Bund selbst ist ebenfalls zylindrisch oder leicht kegelstumpfförmig und wird durch einen Ring mit L-Form auf die Achse gespannt.

Um einer Lockerung von Bund und Achse entgegenzuwirken, weist die Innenfläche des Bunds vorzugsweise Rillen auf. Um eine Entfernung des Rings vom Bund zu verhindern, weist die Aussenfläche des Bunds und/oder die Innenfläche des Rings vorzugsweise ebenfalls Rillen auf. Um schliesslich das Anpressen und die axiale Belastung des Rings in Richtung zum Bund durch das Anziehen der Schraubmutter auf der Achse oder durch einen um den Ring gebördelten Achsenbereich zu gewährleisten, ist es zweckmässig, wenn der Ring auf der der Basis des Bunds am Werkstück entgegengesetzten Seite eine ebene und in etwa radial verlaufende Fläche aufweist, in der in etwa radiale Rillen vorgesehen sind. Diese Rillen werden gegen den gebördelten Bereich der Achse gedrückt, so dass sie eine Lockerung dieses Bereichs und des Rings verhindern. Für den Fall, dass eine Mutter vorgesehen ist, verhalten sich diese Rillen wie eine Fächerscheibe und verhindern so eine Lockerung der Mutter.

Erfindungsgcmäss können die Achse, der Bund und der Spannring einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. In diesem Fall ist es zweckmässig, wenn die Flächen, die an der Achse, dem Bund und dem Ring zusammenwirken, kegelstumpfförmig

sind, was die Zentrierung des Werkstücks in bezug zur Achse, das Einpressen und das Spannen des Rings am Bund und das Aufspannen des Bunds auf der Achse erleichtert.

Es ist auch möglich, dass die Achse, der Bund und der Spannring einen länglichen Querschnitt, dessen Länge insbesondere grosser als seine Breite ist, aufweisen. Ist im letztgenannten Fall eine drehfeste Befestigung des Werkstücks um die Achse erwünscht, ist es besonders zweckmässig, wenn der Querschnitt der Achse, des Bunds und des Rings, zumindest was die Innenfläche des Rings betrifft, in transversaler Ebene durch eine geschlossene Kurve begrenzt wird, die mindestens eine Ecke aufweist. Wenn der Ring dann einen U-Querschnitt aufweist, kann der Abstand, der die beiden Flügel trennt, nicht konstant sein.

Gemäss einer speziellen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Werkstück um eine Kurbel, die durch Tiefziehen eines Blechs oder einer Scheibe aus Metall oder einer duktilen Legierung erhalten worden ist. Dadurch ist es möglich, ein im allgemeinen massives und schweres Werkstück durch ein durch Tiefziehen hergestelltes und somit leichteres Werkstück zu ersetzen.

Insbesondere kann die Kurbel einen länglichen Zentralbereich aufweisen, der von einer Umrandung umgeben ist, die auf einer Seite des Zentralbereichs übersteht. In einem ersten Endbereich ist ein erster Bund vorgesehen, der auf der gleichen Seite wie die Umrandung übersteht. Dieser Bund ist zum Aufspannen auf eine erste Achse mittels eines ersten Spannrings bestimmt, was für das Werkstück eine hohe Festigkeit ergibt.

Soll eine derartige Kurbel als Verbindungsstück zwischen zwei Achsen unter Gewährleistung.einer genauen Stellung der Achsen zueinander und eines präzisen Werts für den Achsabstand verwendet werden, so umfasst sie zusätzlich

einen zweiten Bund, der im zweiten Endbereich des Zentralbereichs der Kurbel angebracht ist und auf der der Umran- ■ dung entgegengesetzten Seite in bezug zum zweiten Endbereich vorsteht. Dabei springt dieser zweite Endbereich auf der gleichen Seite wie die Umrandung in bezug'zum restlichen Zentralbereich vor. Der zweite Bund dient zum Einspannen einer zweiten Achse mittels eines zweiten Spannrings.

Um die Feotigkeit der Kurbel bei gleichzeitigem geringem Platzbedarf und gleichzeitigem Schutz der Bundanordnungen zu erhöhen, ist es vorteilhaft, die Kurbel zwischen den beiden Endbereichen seines Zentralbereichs mit einer Kröpfung zu versehen und für die einzelnen Bundanordnungen eine im Vergleich zur Höhe der Umrandung geringere Höhe vorzusehen.

Eine derartige Kurbel kann als Antriebskurbel zur Bewegung des Gestänges eines Scheibenwischersystems verwendet werden, wobei es sich bei der ersten Achse um eine Antriebswelle handelt, mit der die Kurbel über den ersten Bund und den ersten Ring, der vorzugsweise einen U-Querschnitt aufweist, drehfest verbunden ist, und wobei es sich bei der zweiten Achse um eine Endwelle eines Kugelgelenkzapfens handelt, der über den zweiten Bund und den zweiten Ring, der vorzugsweise einen L-Querschnitt aufweist, drehfest mit der Kurbel verbunden ist und an den eine Koppel des Gestänges angelenkt ist.

Das Gewicht einer derartigen, durch Tiefziehen hergestellten Kurbel kann im Vergleich zu einer massiven"Kurbel mit gleichem Platzbedarf, deren Dicke der Höhe der Bundanordnungen entspricht, in etwa auf die Hälfte verringert werden. Ferner hat die erfindungsgemässe Kurbel den Vorteil, dass sie leicht durch Tiefziehverfahren, die sich gut zur Automatisierung eignen, hergestellt werden kann.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich

aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform einer Antriebskurbel eines Antriebsmechanismus eines Scheibenwischersystems, die mit einer Antriebswelle und mit einem Kugelgelenkzapfen verbunden ist;

Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. 1 dargestellten Kurbel;

Fig. 3 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Antriebskurbel;

Fig. 4 eine Draufsicht der Kurbel von Fig. 3;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform, bei der der Spannring einen L-Querschnitt aufweist und den Bund entlang der der Achse gegenüberliegenden Umrandung einspannt;

Fig. 6 in schematischer Darstellung eine weitere Ausführungsform, bei der der Ring einen L-Querschnitt aufweist und am Bund mit dem einem der Arme des L entsprechenden Bereich anliegt, während der andere Arm auf der Höhe des Bundendes einen Flansch bildet; und

Fig. 7a und 7b in schematischer Darstellung eine weitere Ausführungsform, bei der der Ring im Querschnitt annähernd das Profil eines umgekehrten U aufweist, wobei der Steg des U in der Nähe des freien Bundendes angeordnet ist und der äussere Flügel des U sich unter Deformation am inneren Flügel des U anlegt, der so ein Widerlager bildet.

In den Fig. 1 und 2 umfasst die durch Tiefziehen aus einem duktilen Blech aus Metall oder einer Legierung hergestellte Antriebskurbel 1 einen länglichen Zentralbereich 2 mit trapezförmigem Grundriss und einer Kröpfung 3 in etwa im

Mittelbereich, in den zwei Verformungen von V-förmigem Querschnitt und rautenförmigem Grundriss eingepresst sind, · von denen die eine 4 in bezug zur· Welle 1 nach oben und die andere 5 nach unten vorsteht. Der Zentralbereich 2 ist von einer Umrandung 6 mit in etwa konstanter Höhe eingefasst, die in bezug zum Zentralbereich 2 der Kurbel 1 nach unten vorsteht. Ein Bund 7 ist im Endbereich 8 (in Fig: 1 und 2 auf der linken Seite) des Zentralbereichs 2 ausgebildet. Dieser Bund 7, der einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und durch Tiefziehen hergestellt ist, weist kegelstumpfförmige Innen- und Aussenflächen auf und besitzt eine flache radiale Endfläche. Er ist über eine in etwa runde Basis mit dem Endbereich 8 verbunden. Eine Antriebswelle 9 von kreisförmigem Querschnitt, die einen kegelstumpfförmigen Bereich 10 und einen mit einem Gewinde versehenen Endbereich 11 aufweist, greift mit ihrem kegelstumpfförmigen Bereich 10 so in den Bund 7 ein, dass der mit einem Gewinde versehene Endbereich 11 über die ebene Endfläche des Bunds 7 hinaussteht. Die Endfläche des Bunds 7 befindet sich in etwa auf der Ebene der Oberkante der den Endbereich 8 einfassenden Umrandung 6. Die innenfläche und gegebenenfalls auch die Aussenfläche des Bunds 7 weisen Rillen auf, die längs der Mantellinien der kegelstumpfförmigen Flächen verlaufen. Ein Kreisring 12 von kreisförmigem Querschnitt und U-förmigem Radialschnitt ist so um den Bund 7 gelegt, dass sich das U-Profil in Richtung zur Basis des Bunds 7 am Endbereich 8 der Kurbel 1 öffnet. Der Ring 12 weist·auf der Oberfläche seines radialen Innenflügels 13, die auf die Aussenfläche des Bunds 7 gerichtet ist, Rillen auf, die axial verlaufen, wenn diese Oberfläche des radialen inneren Flügels 13 zylindrisch ist, oder die entlang der Mantellinien verlaufen, venn diese Oberfläche leicht kegelstumpfförmig geformt ist. Weitere radial verlaufende Rillen sind ferner an der Aussenfläche der Basis des U-ßings vorgesehen, d.h. auf der Oberfläche dieses Rings, die auf die Seite gerichtet ist, welche der Basis des Bunds 7 am Endbereich 8 gegenüberliegt. Eine Mutter 14 ist auf den mit einem Ge-'

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winde versehenen Endbereich 11 der Welle 9 so aufgeschraubt, dass sie eine axiale Belastung des Rings 12 hervorruft und · ein Anpressen dieses Rings an den Bund 7 bewirkt. Der Ring ist somit radial am kegelstumpfförmigen Bereich 10 der Welle 9 eingespannt. Das Zusammenwirken der kegelstumpfförmigen Innenfläche des Bunds 7 und der kegelstumpfförmigen Fläche des Bereichs 10 gewährleistet eine gute Zentrierung der Kurbel 1 in bezug zur Achse der Welle 9. Die Rillen der Innenfläche des Bunds 7 widersetzen sich einer Lockerung der .

Welle 9 und des Bunds 7, während gleichzeitig unter der Einwirkung des Axialdrucks der Mutter 14 und aufgrund der Kegelstumpfform der Aussenfläche des Bunds 7 der radiale innere Flügel 13 des Rings 12 ebenfalls eine Kegelstumpf form annimmt, was ein gutes axiales Anpressen und ein festes radiales Einspannen des Rings 12 am Bund 7 bewirkt.

Die Rillen an der Oberfläche dieses gegen den Bund 7 gerichteten inneren Flügels 13 werden auf die Aussenfläche des Bunds 7 gedrückt und wirken mit den Rillen der Aussenfläche des Bunds 7 so zusammen, dass sie eine Entfernung des Rings 12 vom Bund 7 verhindern. Der Ring 12, der ebenfalls durch Matrizentechnik hergestellt ist, stellt somit eine Spannvorrichtung des Bunds 7 auf der Welle 9 dar. Die an der Aussenfläche der Basis des Rings 12 vorgesehenen Rillen erfüllen die gleiche Funktion wie eine Fächerscheibe und verhindern eine Lockerung der Mutter 14.

Auf der anderen Seite des gekröpften Bereichs 3 weist der Zentralbereich 2 einen zweiten Endbereich 15 auf, dem durch Tiefziehen ein nach oben gerichteter Vorsprung verliehen ist, der in bezug zum restlichen Zentralbereich 2 auf der gleichen Seite wie die Umrandung 6 liegt. Ein Bund 16, der im Vergleich zum Bund 7 einen geringeren Durchmesser aufweist, ist in diesem Bereich 15 von kreisförmigem Querschnitt .durch Tiefziehen hergestellt. Dieser Bund 16 mit kreisförmigem Querschnitt und leichter Kegelstumpfform weist auf der Innenfläche Rillen auf, die entlang der Man-

tellinien dieser Kegelstumpfflache verlaufen. Eine Endwelle 17 von leichter Kegelstumpfform eines Kugelgelenkzapfens 18· greift in den Bund 16 ein. Ein durch Matrizentechnik hergestellter kreisförmiger Ring 19 mit einem L-Profil im Radialschnitt ist um den Bund 16 so befestigt, dass er mit einer seiner beiden Flügel 20 an der Aussenfläche des Bunds 16 und mit dem anderen Flügel 21 an der im wesentlichen radia-* len und ebenen Fläche des Bunds 16 anliegt. Der kreisförmige Ring 19 weist eine Aussenfläche des Flügels 21, d.h. .eine dem Bund 16 gegenüberliegende Oberfläche, mit radialen Rillen auf, die sich in die einem Endbereich der Welle 17, der gegen den Ring gebördelt ist, gegenüberstehenden Seite so eindrücken, dass der Ring 19 gegen den Bund 16 gepresst und dieser Bund gegen die Welle 17 gespannt wird. Der Ring 19 stellt somit eine Spannvorrichtung dar, die einen festen Anschluss des Bunds 16 an der Welle 17 gewährleistet. Die Verwendung von kegelstumpfförmigen Kontaktflächen zwischen den Wellen und den Bundanordnungen gewährleistet eine gute Zentrierung der Kurbel 1 in bezug zu den Achsen der Wellen 9 und 17 und ermöglicht eine gute Präzision des Achsabstands zwischen den beiden Wellen. Die Höhe des Bunds 16 sowie des Endbereichs 15 in bezug zum benachbarten Bereich der Kurbel ist geringer als die Höhe der Umrandung 6. Die ebene Endfläche des Bunds 16 liegt in etwa auf der gleichen Höhe wie die Unterkante der Umrandung 6 um den Endbereich 15.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Kurbel 31 umfasst·einen ebenen Zentralbereich 32 von rechteckigem Grundriss. Dieser Bereich ist von der Umrandung 36, die auf einer Seite des Zentralbereichs 32 hervorsteht (in Fig. 3 nach oben), eingefasst. In einem Endbereich 45, der dem Bereich 15 des vorstehenden Beispiels entspricht und der in bezug zum restlichen Zentralbereich 32 auf·der gleichen Seite wie die Umrandung 36 vorspringt, weist die Kurbel einen Bund 46 von geringem Durchmesser auf, der dem Bund 16 des vorhergehenden Beispiels entspricht und der wie dieser letztgenannte Bund mit einem Spannring, entsprechend dem Ring 19,

und mit einer Welle, entsprechend der Welle 17, zusammenwirkt. Ein Endbereich der Welle 17, entsprechend dem Bereich 22 ist auf den Ring gebördelt, um die Welle mit dem Bund einzuspannen. Aus diesen Gründen erübrigt sich eine

weitere Beschreibung des Bunds 46. .

Im anderen Endbereich 38 des Zentralbereichs 32 weist die Kurbel einen Bund 37 auf, der durch Tiefziehen ausgebildet ist und in bezug zum Zentralbereich 32 auf der gleichen .

Seite wie die Umrandung 36 vorspringt. Dieser Bund 37 umgrenzt einen Durchlass in der Form eines rechten Zylinders von länglichem Querschnitt, der eine geschlossene Kurve mit vier Eckpunkten ergibt. Dieser Querschnitt entspricht dem Querschnitt einer Welle von kreisförmigem Querschnitt, in die zwei parallele, axiale abgeflachte Stellen der gleichen Abmessungen eingearbeitet sind. Der Bund 37 nimmt den Bereich der Welle mit den beiden Abflachungen auf. Der Bund 37 weist einen Querschnitt auf, der von zVei geschlossenen analogen Kurven begrenzt ist, von denen jede vier Ecken aufweist. Der Bund 37 wird von einem durch Matrizentechnik hergestellten Kreisring 42 mit U-förmigem Radialschnitt eingefasst. Der innere Flügel 43 ist der Form der Aussenflache des Bunds 37 angepasst, während der äussere Flügel des Rings 42 eine in etwa ovale Form besitzt. Der Abstand der die beiden Flügel des Rings 42 mit U-Profil trennt, ist somit nicht konstant.

Wie im vorhergehenden Beispiel kann die Aussenfläche der Basis des Rings 42 mit U-Profil Rillen aufweisen, die mit der gegenüberliegenden Fläche eines Elements zur axialen Belastung und zum Anpressen des Rings 42 an den Bund 37 zusammenwirken.Dabei kann es sich um eine auf die Welle aufgeschraubte Mutter oder um einen auf den Ring 42 aufgebördelten Bereich der Welle handeln. Wie im vorhergehenden Eeispiel wirkt dieser Ring als Spannring für den Bund 37.

In diesem zweiten Beispiel ist die Höhe der Bundanordnungen

'16 und 37 geringer als die Höhe der Umrandung 36.

In Fig. 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform dargestellt, bei der ein kegelstumpfförmiger Bund 50 mit einem Spannring 51 zusammenwirkt. Der Spannring 51 weist einen L-förmigen Profilschnitt auf. Der eine Arm 51a des L stellt einen radialen Flansch dar, der in etwa auf der Höhe des kleineren Endes des kegelstumpfförmigen Bunds 50 angeordnet ist. Der Ring 51 spannt den Bund 50 und drückt dabei mit dem Rand des Flansches 51a, der sich gegenüber der Achse des Rings 51 befindet, auf den Bund 50. Bei dieser Ausführungsform sind die dazugehörigen Mittel zur axialen Belastung und zum Anpressen nicht dargestellt. Hierbei kann es sich beispielsweise um die gleichen Einrichtungen handeln, die bei der Ausführungsform von Fig. 1 beschrieben worden sind.

In Fig. 6 ist eine weitere abgeänderte Ausführungsform dargestellt, bei der der kegelstumpfförmige "Bund 60 mit einem Spannring 61 verbunden ist. Der Spannring 61 weist einen L-förmigen Profilschnitt auf, wobei ein Arm 61a einen Flansch um den Bund darstellt und der Arm 61b einen Kegelstumpf um den Bund bildet. Die Auflage des Rings auf dem Bund erfolgt an der Innenfläche des Kegelstumpfs entsprechend dem Arm 61b des Schnitts.

In den Fig. 7a und ?b ist eine weitere Ausführungsform für den Spannring dargestellt. Dabei ist der Bund 70 von einem Spannring 71 eingefasst, dessen Profilschnitt annähernd U-förmig ist. Der Steg 71a des U ist in etwa auf der Höhe des kleinen Endes des Bunds 70 angeordnet. Der Steg 71a verbindet zwei Arme 71b und 71c,, die nicht wie bei einem normalen U genau parallel sind., sondern leicht zur offenen Seite des U hin, d.h. in Richtung zur grösseren Basis des Bunds 70, konvergieren. Wenn die Mittel zur axialen Belastung und zum Anpressen des.Rings auf den Flansch 71a drücken, bewirkt dies eine Verformung des Rings, wie in Fig. 7b dargestellt, in der Form, dass der Arm 71e den Arm

1 71b berührt. Der Arm 71b bildet im Bereich des Rings einen dem. Bund 70 entsprechenden Kegelstumpf und der Arm 71c bildet um den dem Arm 71b entsprechenden Kegelstumpf ein Umfangswiderlager. Auf diese Weise ergibt sich eine Verstär-

5 kung der Spannwirkung.

Claims (22)

1. Maxton · Maxton · Langmaack Patentanwälte

   Patentanwalt· Mixton & Langmaack ■ Pfardmengesatr. 50 - 50CX) Köln 51

   Alfred Maxton er. (1943-1978) Alfred Maxton Jürgen Langmaack Diplom-Ingenieure (tu)

   zugelassen beim Europäischen Patentamt

   5000 KÖln 51

   Unsere Zeichen Datum

   559 pg 8'If) i_im August 1984

   Bezeichnung:

   Vorrichtung zur Verbindung einer Achse un,d eines Werkstücks, insbesondere eines durch Tiefziehen hergestellten Werk-Stücks, mit Hilfe eines Spannrings

   Ansprüche:

   Vorrichtung zur Verbindung einer Achse (9, 17) und eines eine Durchlassöffnung für die Achse aufweisenden Werkstücks (1, 31), die folgende Bestandteile'aufweist:

   - einen am Werkstück (1, 31) angeformten Bund (7, 16, 37, 46, 50, 60, 70), der die Durchlassöffnung· begrenzt,

   - einen um den Bund gelegten Spannring (12, 19, 42, 51, 61, 71), wobei mindestens eine der gegenüberliegenden Seiten, nämlich die äussere Seite des Bunds und die innere Seite des Rings, wenigstens teilweise kegelstumpfförmig ist, und

   - Mittel (14, 22) zur axialen Belastung und zum Anpressen des Rings in Richtung zur Basis des Bunds am Werkstück,

   Telefon: (0221) 380238 ■ Telegramm: Inventator" Köln · Telex: 8883555 max d Postgirokonto-CCP Köln (BLZ 37010050) Kto.-Nr. 152251-500 · Deutsche Bank AG Köln (BLZ 37070060) Kto.-Nr. 1236181

   dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (9,. 17) einen am Bund (7, 16) eingreifenden kegelstumpfförmigen Bereich (10, 17) aufweist und der Bund (7, 16) radial am kegelstumpf förmigen Bereich (10, 17) der Welle durch Einwirkung der Mittel (14, 22) zur axialen Belastung gehalten wird, wobei die innere kegelstumpfförmige Fläche des Bunds (7» 16) mit der kegelstumpfförmigen Fläche des Bereichs (10, 17) der Welle (9, 17) zusammenwirkt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden gegenüberliegenden Flächen wenigstens teilweise kegelstumpfförmig sind und sich in ihrer Form in etwa entsprechen.
3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (19, 51, 61) einen L-förmigen Radialschnitt aufweist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flügel (20) des Rings (19) gegen die äusaere Fläche des Bunds (16) und der andere Flügel (21) gegen die in etwa radiale und ebene Fläche des Bundendes (16) aufgedrückt ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das3 der Ring (14, 42, 71) einen U-förmi'gen Radialschnitt aufweist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (12, 42) sich in Richtung zur Basis des Bunds (7, 37) auf dem Werkstück (1, 3D öffnet.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur axialen Belastung und zum Anpressen des Rings in Richtung zur Basis des Bunds am Werkstück eine Achse (9, 17) einsetzen.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur axialen Belastung und zum Andrücken desRings (12) in Richtung der Basis des Bunds (7) auf dem Werkstück (1) eine Mutter (14) umfassen, die auf einen mit einem Gewinde versehenen und am Bund (7) vorstehenden Bereich (11) der Achse (9) aufgeschraubt ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur axialen Belastung und zum Andrücken .

   des Rings (19) in Richtung der Basis des Bunds (16) auf dem Werkstück (1) aus einem Bereich der Ach3e (22) bestehen, der gegen den Ring (19) gebördelt ist.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da-

    durch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des Bunds (7, 16, 46) Rillen aufweist.
11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenfläche des Bunds (7) Rillen aufweist.
12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des Rings (12, 19) Rillen aufweist.
13. 13· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12·, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (12, 19, 42) auf der zur · Basis des Bunds (7, 16, 37) am Werkstück (1, 31) entgegengesetzten Seite eine ebene und in etwa radiale Fläche aufweist, in der in etwa radiale Rillen vorgesehen sind.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse, der Bund (37) und der Spannring (42) einen länglichen Querschnitt aufweisen.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

    dass der Querschnitt mehr lang als breit ist.
16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Achse, des Bunds (37) und des Rings (42) durch mindestens eine geschlossene Kurve, die mindestens eine Ecke aufweist, begrenzt ist.
17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zu verbindenen Werkstück um eine durch Matrizentechnik hergestellte Kurbel (1 , 31 ) handelt.
18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Matrizentechnik hergestellte Kurbel (1, 31) einen zentralen länglichen Bereich (2, 32) aufweist, der von einer auf einer Seite des zentralen Bereichs (2, 32) überstellenden Umrandung (6,36) eingefasst ist und in dessen erstem Endbereich (8,38) ein erster Bund (7, 37) vorgesehen ist, der auf der gleichen Seite wie die Umrandung (6, 36) übersteht und der über einen ersten Spannring (12, 42) gegen eine erste Achse (9) anziehbar ist.
19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,

    dass dje durch Matrizentechnik hergestellte Kurbel (1, 31) einen zweiten Bund (16, 46) umfasst, der im Endbereich (15, 45) des Zentralbereichs (2, 32) der Kurbel vorgesehen ist und auf der entgegengesetzten Seite der Umrandung (6, 36) in bezug zum zweiten Endbereich (15, 45) übersteht, der seinerseits auf der gleichen Seite wie die Umrandung (6, 36) in bezug zum Rest des Zentralbereichs (2, 32) übersteht, wobei der zweite Bund (16, 46) über¹ einen zweiten Spannring (19) gegen eine zweite Achse (17) anziehbar ist.
20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel (1) zwischen den beiden Endbereichen (8, 15) ihres Zentralbereichs (2) eine Kröpfung (3) aufweist.
21. 21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Bundanordnungen

    -δ-Ι (7, 16, 37, 46) jeweils geringer als die Höhe der Umrandung (6, 36) ist.
22. 22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der durch Matrizentechnik hergestellten Kurbel (1, 31) um eine Antriebskurbel handelt, die ein Gestänge eines Scheibenwischersystems antreibt, wo-" bei es sich bei der ersten Achse um eine Antriebswelle (9) handelt, deren Kurbel (1) mittels des ersten Bunds (7) und des ersten Rings (12), der vorzugsweise einen U-Querschnitt aufweist, drehfest verbunden ist, und wobei es sich bei der zweiten Achse um eine Endwelle (17) eines Zapfens mit Kugelgelenk (18) handelt, der mittels des zweiten Bunds (16) und des zweiten Rings (19), der vorzugsweise einen L-Querschnitt aufweist, drehfest mit der Kurbel (1) verbunden ist und an den eine Koppel des Gestänges anlenkbar ist.