DE10020762A1 - Verfahren zur Herstellung einer Hohlwelle zum Einsatz bei einer Gleitverbindung - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines kerbverzahnten Teils, wie einer einsteckbaren oder aufnehmbaren kerbverzahnten Welle bereitgestellt, welche mit einem Überzug aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten versehen ist, wobei diese Verfahrensweise den Anfangsschritt umfaßt, gemäß welchem ein Längsstück eines zylindrischen Ausgangsmaterials bereitgestellt wird, welches einen vorbestimmten Außendurchmesser hat. Das Ende des zylindrischen Ausgangsmaterials wird maschinell auf irgendeine geeignete Weise zur Bildung eines Vorformlings bearbeitet, welcher einen Endabschnitt und einen Halsabschnitt umfaßt. Dann wird der Endabschnitt des Vorformlings einer Kaltverformungsbearbeitung mit Hilfe einer üblichen Wellmaschine oder einem ähnlichen Werkzeug unterworfen, um eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen um den Umfang hiervon auszubilden. Die Kaltverformungsbearbeitung bewirkt eine Umformung des Endabschnitts des Vorformlings, um die Kerbverzahnungen ohne jeglichen Materialabtrag auszubilden. Als Folge hiervon ist jede Kerbverzahnung derart ausgebildet, daß sie eine im allgemeinen abgewickelte Querschnittsform hat, wobei gegenüberliegende Seiten der Kerbverzahnungen relativ wenig gekrümmt zwischen den inneren Wurzeln und den äußeren Enden hiervon ausgebildet sind. Die Kerbverzahnungen bilden einen größeren Durchmesser, welcher etwas größer als der Anfangsaußendurchmesser des Vorformlings ist, und einen kleineren Durchmesser, welcher etwas kleiner als der ...

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit der Herstellung von Gleitverbindungen, wie jenen, die im allgemeinen in Fahrzeugantriebsstrangsystemen beispiels­ weise zum Übertragen einer Drehkraft oder eines Drehmoments zwischen Teleskopteilen eingesetzt werden, wobei aber zugleich eine relative axiale Bewegung zwischen diesen Teilen aufgenommen wird. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Verfahren zum Herstellen eines kerbverzahnten Teils, wie eines kerbverzahnten Einsteckteils oder eines kerbverzahnten Auf­ nahmeteils, welches eine Beschichtung mit geringer Reibung hat, die auf dieses Teil zum Einsatz bei einer Gleitverbindung aufgebracht ist. Bei vielen heutzutage im Einsatz befindlichen Kraftfahrzeugen ist ein Antriebsstrangsy­ stem zum Übertragen einer Drehenergie von einer Brennkraftmaschine/Getrie­ beanordnung auf eine Achsanordnung derart vorgesehen, daß eines oder mehrere Räder des Fahrzeuges drehangetrieben werden. Ein typisches An­ triebsstrangsystem umfaßt eine Antriebswellenanordnung, welche zwischen einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine/Getriebeanordnung und einer Eingangswelle der Achsanordnung als Zwischenverbindung vorgesehen ist. Um dies zu erreichen ist ein erstes Universalgelenk als Verbindung zwischen der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine/Getriebeanordnung und einem ersten Ende der Antriebswellenanordnung vorgesehen, und ein zweites Univer­ salgelenk ist als eine Verbindung zwischen einem zweiten Ende der Antriebs­ wellenanordnung und der Eingangswelle der Achsanordnung vorgesehen. Die Universalgelenke stellen eine Drehantriebsverbindung von der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine/Getriebeanordnung über die Antriebswellenanordnung auf die Eingangswelle der Achsanordnung bereit, währenddem zugleich eine begrenzte Größe einer Winkelfehlausrichtung zwischen den Drehachsen aufgenommen wird.

Die Antriebsstranganordnung muß nicht nur eine begrenzte Größe einer Winkelfehlausrichtung zwischen der Brennkraftmaschine/Getriebeanordnung und der Achsanordnung aufnehmen, sondern sie muß auch in typischer Weise eine begrenzte Größe einer relativen axialen Bewegung aufnehmen. Eine kleine Größe einer solchen relativen axialen Bewegung tritt häufig auf, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist. Diesbezüglich ist es bekannt, ein oder mehrere Gleitverbindungen in der Antriebswellenanordnung des Antriebsstrangsystems vorzusehen. Eine typische Gleitverbindung umfaßt einsteckbare und aufneh­ mende Teleskopteile, welche jeweils eine Mehrzahl von Kerbzähnen haben, die auf diesen Teilen ausgebildet sind. Das kerbverzahnte Einsteckteil hat eine Mehrzahl von nach außen verlaufenden Kerbverzahnungen, welche auf der Außenfläche hiervon ausgebildet sind, und die mit einer Mehrzahl von nach innen verlaufenden Kerbverzahnungen zusammenarbeiten, die auf der Innen­ fläche des kerbverzahnten aufnehmenden Teils vorgesehen sind. Die zu­ sammenarbeitenden Kerbverzahnungen des Einsteckteils und des aufnehmen­ den Teils bilden eine Drehantriebsverbindung über die Gleitverbindung, wäh­ rend zugleich eine begrenzte Größe der relativen Axialbewegung dazwischen zugelassen wird. Die Gleitverbindung kann an den Enden der Antriebswellen­ anordnung oder im Innern derselben vorgesehen sein.

Bisher wurden die kerbverzahnten Teile durch eine maschinelle Herstellungs­ weise ausgebildet, bei der Material von dem Teil zur Bildung der Kerbver­ zahnung abgetragen wurde. Um dies zu erreichen, wurde das Teil zuerst mit einer Oberfläche mit vorbestimmten Abmessungen ausgebildet und dann erfolgte die Formgebung. Dann wurde ein Schneidwerkzeug (typischerweise ein Wälzwerkzeug) in Eingriffszustand mit der Oberfläche des Teils bewegt, um die Kerbverzahnungen durch Materialabtrag auszubilden. Das verbleibende Material an dem Teil bildet dann die Mehrzahl von Kerbverzahnungen. Infolge dieses maschinellen Bearbeitens hatten die Kerbverzahnungen im allgemeinen relativ rechteckige bzw. quadratische Flächen, d. h. Flächen, welche im all­ gemeinen eben und sich eben im allgemeinen radial relativ zur Drehachse des Teils erstreckten. Dann wurde das kerbverzahnte Teil mit einem Material beschichtet, welches einen relativ niedrigen Reibungskoeffizienten hat. Der Überzug mit niedrigem Reibungskoeffizienten wurde vorgesehen, um die Kraft möglichst klein zu halten, welche erforderlich ist, um die relative Bewegung zwischen den beiden kerbverzahnten Teilen zu bewirken. Auch wurde der Überzug mit geringem Reibungskoeffizienten für einen relativ engen Sitz zwischen den zusammenarbeitenden Kerbverzahnungen der beiden kerbver­ zahnten Teile vorgesehen, so daß man jegliches unerwünschtes Spiel da­ zwischen so gering wie möglich halten konnte, obgleich ständig eine freie axiale Bewegung natürlich zugelassen wird.

Obgleich das vorstehend beschriebene maschinelle Herstellungsverfahren zur Ausbildung der Kerbverzahnungen sich über viele Jahre hinweg als zuver­ lässig erwiesen hat, hat sich herausgestellt, daß es in gewisser Weise ineffi­ zient ist. Das maschinelle Bearbeiten ist relativ langsam und die Arbeiten hierfür lassen sich nur mit hohen Kosten verbunden ausführen. Auch führt die maschinelle Bearbeitung zu einer Abfallmaterialmenge, welche entsorgt wer­ den muß, wodurch sich das Herstellungsverfahren weiter verkompliziert. Daher ist es erwünscht, ein Verfahren zum Herstellen eines kerbverzahnten Teils, wie einer einsteckbaren Welle oder einer aufnehmenden Welle, bereitzustellen, welches einen Überzug mit geringer Reibung hat, welcher zum Einsatz bei einer Gleitverbindung auf diesen Teilen aufgebracht ist.

Nach der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines kerbverzahnten Teils, wie einer einsteckbaren oder einer aufnehmenden kerbverzahnten Welle, bereitgestellt, welches einen Überzug mit geringer Reibung hat, welcher dort zum Einsatz bei einer Gleitverbindung aufgebracht ist. Zuerst wird ein Längs­ stück eines zylindrischen Ausgangsmaterials bereitgestellt, welches einen vorbestimmten Außendurchmesser hat. Das Ende des zylindrischen Ausgangs­ materials wird dann auf übliche Weise maschinell bearbeitet, um einen Vor­ formling zu bilden, welcher einen Endabschnitt und einen Halsabschnitt um­ faßt. Dann wird der Endabschnitt des Vorformlings mittels Kaltverformen durch eine übliche Wellmaschine oder ein ähnliches Werkzeug bearbeitet, um eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen auf dem Umfang hiervon auszubilden. Die Kaltbearbeitung ist dahingehend effektiv, daß der Endabschnitt des Vorform­ lings nachgeformt wird, um die Kerbverzahnungen auszubilden, ohne daß ein Materialabtrag erfolgt. Als Folge hiervon haben die jeweiligen Kerbverzahnun­ gen, welche hierbei ausgebildet werden, im allgemeinen im Querschnitt eine Abwicklungskurve, wobei die gegenüberliegenden Seiten der Kerbverzahnun­ gen relativ schwach zwischen den inneren Wurzelbereichen und den äußeren Enden hiervon gekrümmt sind. Die Kerbverzahnungen haben einen Haupt­ durchmesser, welcher etwas größer als der Ausgangsdurchmesser des Vor­ formlings zu Beginn ist, und einen kleinen Durchmesser, welcher etwas kleiner als der Außendurchmesser des Vorformlings zu Beginn ist. Anschließend werden die Kerbverzahnungen und der Halsabschnitt des Vorformlings mit einem üblichen Material mit geringer Reibung beschichtet, um die kerbver­ zahnte Hohlwelle zu bilden. Eine Räummaschine oder eine ähnliche Vorrich­ tung wird eingesetzt, um das verfestigte Material um die Kerbverzahnungen mit geringem Reibungskoeffizienten genauer auszubilden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung eines schematischen Kraftfahrzeugantriebsstrangsystems, welches eine Gleitverbin­ dung umfaßt, welche gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestellt ist;

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Gleitverbindung des in Fig. 1 gezeigten Kraftfahrzeugantriebsstrangsystems;

Fig. 3, 4 und 5 Seitenansichten zur Verdeutlichung der Schritte bei dem üblichen Verfahren zur Herstellung der Hohlwelle nach Fig. 2;

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht eines Ausschnitts des in Fig. 4 gezeigten Vorformlings;

Fig. 7, 8 und 9 Seitenansichten zur Verdeutlichung der Schritte des Ver­ fahrens zur Herstellung einer Hohlwelle nach Fig. 2 gemäß der Erfindung;

Fig. 10 eine vergrößerte Schnittansicht eines Ausschnitts des Vorform­ lings nach Fig. 9;

Fig. 11 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung der Gleitverbindung nach Fig. 2 im zusammengesetzten Zustand, nachdem die Hohlwelle gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestellt worden ist; und

Fig. 12 eine Fig. 11 ähnliche Schnittansicht zur Verdeutlichung der Gleitverbindung nach Fig. 2 im zusammengesetzten Zustand, nachdem die Hohlwelle gemäß der üblichen Herstellungsweise nach den Fig. 3 bis 6 hergestellt worden ist.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist in Fig. 1 ein Fahrzeugantriebs­ strangsystem gezeigt, welches nach der Erfindung ausgelegt ist und dort insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Das dargestellte Antriebsstrangsystem 10, welches als Beispiel irgendeines beliebigen Antriebsstrangsystems dienen soll, welches bei Fahrzeugen oder anderen Einrichtungen vorgesehen ist, umfaßt ein Getriebe 12, welches eine Ausgangswelle (nicht gezeigt) hat, welche mit einer Eingangswelle (nicht gezeigt) an einer Achsanordnung 14 über eine Antriebswellenanordnung 15 verbunden ist. Das Getriebe 12 und die Achs­ anordnung 14 sind von üblicher Auslegungsform. Die Antriebswellenanordnung 15 umfaßt ein hohles, zylindrisches Antriebswellenrohr bzw. eine Antriebs­ hohlwelle 16, welche sich von einem Ende in der Nähe des Getriebes 12 an einem hinteren Ende in der Nähe der Achsanordnung 14 erstreckt. Die An­ triebswellenanordnung 15 umfaßt ein Paar von Universalgelenken 18, welche die Getriebeausgangswelle mit dem vorderen Ende der Antriebswellenanord­ nung 15 drehbeweglich verbinden und die das hintere Ende der Antriebs­ wellenanordnung 15 mit der Achseingangswelle drehbeweglich verbinden. Die Universalgelenke 18 sind ebenfalls von üblicher Bauform.

Eine insgesamt mit 20 bezeichnete Gleitverbindung ist zum Verbinden des vorderen Endes der Antriebshohlwelle 16 mit dem vorderen Universalgelenk 18 vorgesehen. Die Auslegung der Gleitverbindung 20 ist detailliert in Fig. 2 dargestellt. Wie dort gezeigt ist, umfaßt die Gleitverbindung 20 eine Gleitgabel, welche insgesamt mit 22 bezeichnet ist, und welche einen hohlen, zylindri­ schen Körperabschnitt 22a umfaßt, welcher eine Mehrzahl von Kerbverzahnun­ gen 22b hat, welche auf einer Innenumfangsfläche hiervon ausgebildet sind. Die Gleitgabel 22 hat ein Paar von beabstandeten Armen (nicht gezeigt in Fig. 2), welche von dem Körperabschnitt 22a ausgehen, und die mit dem vorderen Universalgelenk 18 verbunden sind. Die Gleitverbindung 20 umfaßt auch eine Hohlwelle, welche insgesamt mit 24 bezeichnet ist, und welche einen zylindrischen Körperabschnitt 24a umfaßt, welcher eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen 24b hat, welcher auf einer Außenumfangsfläche desselben ausgebildet sind. Der Körperabschnitt 24a der Hohlwelle 24 ist fest mit dem vorderen Ende der Antriebshohlwelle 16 auf übliche Weise, beispielsweise mittels Schweißen, verbunden. Das kerbverzahnte Ende der Hohlwelle 24 ist derart bemessen, daß es teleskopartig in das kerbverzahnte Ende der Gleitga­ bel 22 derart paßt, daß die zugeordneten Kerbverzahnungen auf an sich bekannte Weise zur Bildung der Gleitverbindung 20 zusammenarbeiten. Die teleskopartige Auslegung der Gleitverbindungsanordnung 20 erleichtert den Einbau der Antriebswellenanordnung 15 in ein Fahrzeug, nimmt die relative axiale Bewegung zwischen dem Getriebe 12 und der Achsanordnung 14 auf (was beispielsweise durch die Bewegung des Fahrzeugs auf unebenen Unter­ grund auftreten kann) und stellt ein gewisses Energieabsorptionsvermögen im Falle einer Fahrzeugkollision bereit.

Die Hohlgabel 26 ist zum Verbinden des hinteren Endes der Antriebshohlwelle 16 mit dem hinteren Universalgelenk 18 vorgesehen. Die Hohlgabel bzw. die Rohrgabel 26 ist von üblicher Bauart und ist fest mit dem hinteren Ende der Antriebshohlwelle 16 auf eine übliche Weise, wie Schweißen, fest verbunden. Es ist noch zu erwähnen, daß die Gleitverbindung 20 alternativ zur Verbindung des hinteren Endes der Antriebshohlwelle 16 mit dem hinteren Universalgelenk 18 vorgesehen sein kann, und daß die Hohlgabel 26 zur Verbindung des vorderen Endes der Antriebshohlwelle 16 mit dem Universalgelenk 18 vor­ gesehen sein kann. Alternativ kann die Gleitverbindung 20 im inneren Teil der Antriebshohlwelle 16 vorgesehen sein, wie dies im allgemeinen bei drei Ge­ lenkantriebswellenanordnungen der Fall ist, bei denen die Antriebshohlwelle 16 in zwei Antriebshohlwellenabschnitte unterteilt ist. Auf ähnliche Weise kann eine Anzahl von weiteren kerbverzahnten Komponenten möglicherweise bei Antriebswellenanordnungen eingesetzt werden, und die Erfindung bezieht sich auf alle möglichen kerbverzahnten Komponenten.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 6 ist ein übliches Verfahren zur Ausbildung der kerbverzahnten Hohlwelle 24 nach Fig. 2 verdeutlicht. Zu Beginn wird ein Längsstück eines zylindrischen Ausgangsmaterials 30 nach Fig. 3 bereitgestellt, welches einen vorbestimmten Außendurchmesser D₁ hat. Das Ende des zylindrischen Ausgangsmaterials 30 wird dann maschinell mit Hilfe eines üblichen Verfahrens zur Ausbildung eines Vorformlings bearbeitet, welcher in Fig. 4 insgesamt mit 31 bezeichnet ist. Der maschinell bearbeitete Vorformling 31 umfaßt einen Endabschnitt 31a, welcher einen Außendurch­ messer hat, welcher vorzugsweise etwa gleich groß (oder geringfügig kleiner als) der Außendurchmesser D₁ des zylindrischen Ausgangsmaterials 30 ist.

Der maschinell bearbeitete Vorformling 31 umfaßt einen Halsabschnitt 31b, welcher sich von dem Endabschnitt 31a aus erstreckt. Der Halsabschnitt 31b ist derart ausgebildet, daß er einen Außendurchmesser D₂ hat, welcher etwas kleiner als der Außendurchmesser D₁ des Endabschnitts 31a ist. Der Zweck dieses Halsabschnitts 31b mit vermindertem Durchmesser wird nachstehend näher erläutert.

Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, wird an dem Endabschnitt 31a des Vorform­ lings 31 eine weitere maschinelle Bearbeitung ausgeführt, um eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen 32 um den Umfang auszubilden. Diese maschinelle Bearbeitung wird mittels eines üblichen Rollwerkzeugs oder eines Wälzwerk­ zeugs (nicht gezeigt) durchgeführt, welches in axialer Richtung relativ zu dem Vorformling 31 bewegt wird. Als Folge dieser maschinellen Bearbeitung wer­ den die jeweiligen Kerbverzahnungen 32 ausgebildet, welche eine im allgemei­ nen rechteckförmige Querschnittsgestalt haben, wie dies aus Fig. 6 zu ersehen ist. Gegenüberliegende Seiten 32a und 32b der Kerbverzahnungen 32 sind im allgemeinen eben ausgebildet und verlaufen radial (oder geringfügig geneigt) relativ zu der Drehachse des Vorformlings 31. Die Keilverzahnungen 32 bilden einen größeren Durchmesser D₃ und einen kleineren Durchmesser D₄.

Vorzugsweise ist der größere Durchmesser D₃ der Kerbverzahnungen etwa gleich groß wie der Außendurchmesser D₁ des Endabschnitts 31a des Vor­ formlings 31. Gegebenenfalls kann jedoch der größere Durchmesser D₃ der Kerbverzahnung 32 geringfügig kleiner als der Außendurchmesser D₁ des Endabschnitts 31a des Vorformlings 31 sein. Dies kann man dadurch errei­ chen, daß man die Außenflächen der Kerbverzahnungen 32 maschinell be­ arbeitet, um genau den größeren Durchmesser D₃ zu bekommen. Auf jeden Fall ist der kleinere Durchmesser D₄ der Kerbverzahnungen 32 etwas größer als der Außendurchmesser D₂ des Halsabschnitts 31b des Vorformlings 31. Der Halsabschnitt 31b ist derart ausgebildet, daß er einen verminderten Durchmesser D₂ hat, so daß man einen geeigneten Zwischenraum für das Räum-Wälzwerkzeug erhält, welches zur Ausbildung der Kerbverzahnungen 32 eingesetzt wird.

Anschließend werden die Kerbverzahnungen 32 und der Halsabschnitt 31b des Vorformlings 31 mit einem üblichen Material mit geringem Reibungskoeffizien­ ten (nicht gezeigt) beschichtet, um die kerbverzahnte Hohlwelle 24 zu bilden. Das Beschichtungsverfahren wird üblicherweise in zwei Schritten durchgeführt. Zuerst werden die Kerbverzahnungen 32 und der Halsabschnitt 31b des Vorformlings 31 mit dem Material mit geringem Reibungskoeffizienten be­ schichtet. Obgleich das Material mit geringem Reibungskoeffizienten auf irgendeine geeignete Weise aufgebracht werden kann, hat es sich als zweck­ mäßig erwiesen, eine Menge des Materials mit geringem Reibungskoeffizien­ ten in Teilchenform bereitzustellen, das Material auf eine vorbestimmte Tem­ peratur zu erwärmen, und den erwärmten Vorformling 31 in diese Masse bzw. Menge des Materials mit geringem Reibungskoeffizienten zu tauchen. Der erwärmte Vorformling 31 bringt das Material mit geringem Reibungskoeffizien­ ten zum Schmelzen, welches dann an dem Vorformling 31 haftet. Der Vor­ formling 31 wird dann abgenommen und dann abgekühlt, so daß sich das Material mit geringem Reibungskoeffizienten dort verfestigen kann. Als näch­ stes wird eine Räummaschine oder eine ähnliche Vorrichtung eingesetzt, um die Formgebung der Beschichtung des verfestigten Materials mit geringem Reibungskoeffizienten auf dem Vorformling 31 genau auszubilden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 10 ist ein verbessertes Verfahren zur Ausbildung einer mit Kerbverzahnungen versehenen Hohlwelle 24 nach Fig. 2 gemäß der erfindungsgemäßen Auslegung verdeutlicht. Zu Beginn wird ein Längsstück eines zylindrischen Ausgangsmaterials 40 bereitgestellt, wie dies aus Fig. 7 zu ersehen ist, und das einen vorbestimmten Außendurchmesser D₅ hat. Das Ende des zylindrischen Ausgangsmaterials 40 wird dann maschi­ nell auf übliche Weise bearbeitet, um einen Vorformling zu bilden, welcher ins­ gesamt mit 41 in Fig. 8 bezeichnet ist. Der maschinell bearbeitete Vorform­ ling 41 umfaßt einen Endabschnitt 41a, welcher einen Außendurchmesser hat, der vorzugsweise etwa gleich groß (oder nur geringfügig kleiner) als der Außendurchmesser D₅ des zylindrischen Ausgangsmaterials 40 ist. Der ma­ schinell bearbeitet Vorformling 41 umfaßt ferner einen Halsabschnitt 41b, welcher sich von dem Endabschnitt 41a weg erstreckt. Der Halsabschnitt 41b ist derart ausgebildet, daß er einen Außendurchmesser D₆ hat, welcher gering­ fügig kleiner als der Außendurchmesser D₅ des Endabschnitts 41a ist. Der Zweck des Halsabschnittes 41b mit vermindertem Durchmesser wird nach­ stehend näher erläutert. Dann wird nach Fig. 9 der Endabschnitt 41a des Vorformlings 41 einer Kaltverformungsbearbeitung unterzogen, um eine Mehr­ zahl von Kerbverzahnungen 42 um den Umfang herum auszubilden. Diese Kaltverformungsbearbeitung erfolgt vorzugsweise mit Hilfe einer üblichen Wellmaschine oder einem ähnlichen Werkzeug (nicht gezeigt), von denen es eine Vielzahl im Stand der Technik gibt. Natürlich kommt auch irgendeine andere Kaltverformungsbearbeitungsvorrichtung oder ein Verfahren im Rah­ men der Erfindung in Betracht. Die Kaltverformungsbearbeitung bewirkt eine Umformung des Endabschnitts 41a des Vorformlings 41, um die Kerbver­ zahnungen 42 auszubilden, ohne daß irgendein Materialabtrag erfolgt. Um dies zu erreichen, wird das Wälzbearbeitungswerkzeug im Zusammenarbeiten mit den Teilen der äußeren Fläche des Endabschnitts 41a des Vorformlings 41 bewegt. Das an dem jeweiligen Abschnitt im Eingriffszustand befindliche Material fließt in Umfangsrichtung zu benachbarten Bereichen des Endab­ schnitts 41a nach außen, um die Keilnuten 42 zu bilden. Somit sind die Ab­ schnitte der äußeren Fläche des Endabschnitts 41a des Vorformlings 41, welche mit dem Wälzformwerkzeug zusammenarbeiten in Form von Wurzeln zwischen benachbarten Kerbverzahnungen 42 ausgebildet.

Als Folge dieser Kaltverformungsbehandlung hat sich das Gesamtvolumen des Materials des Endabschnitts 41a des Vorformlings 41 nicht in nennenswerter Weise verändert. Lediglich das Material des Endabschnitts 41a wurde etwas durch die Kaltverformungsbearbeitung umgeformt, um Material von dem Bereich zwischen den Kerbverzahnungen 42 zu den Kerbverzahnungen 42 selbst zu bewegen. Die Kerbverzahnungen 42, welche mittels des Kaltver­ formungsverfahrens ausgebildet worden sind, haben einen größeren Durch­ messer D₇ und einen kleineren Durchmesser D₈ nach Fig. 10. Der größere Durchmesser D₇, welcher von der Kerbverzahnung 42 gebildet wird, ist etwas größer als der Außendurchmesser D₅ des Vorformlings 31 vor der Kaltver­ formungsbehandlung. Auf ähnliche Weise ist der kleinere Durchmesser D₈ der Kerbverzahnungen 42 etwas kleiner als der Außendurchmesser D₅ des Vor­ formlings 41 vor der Kaltverformungsbehandlung. Infolge dieser Kaltverfor­ mungsbehandlung wird jede Kerbverzahnung 42 derart ausgebildet, daß sie eine Querschnittsgestalt im allgemeinen im Form einer Abwicklung hat, wie dies aus Fig. 10 zu ersehen ist, wobei die gegenüberliegenden Seiten 42a und 42b der Kerbverzahnungen 42 relativ geringfügig zwischen den inneren Wurzelteilen und den äußeren Enden der Kerbverzahnungen 42 gekrümmt verlaufen. Die Kaltverformungsbearbeitung wird vorzugsweise auf eine solche Weise durchgeführt, daß der kleinere Durchmesser D₈ der Kerbverzahnungen etwa gleich (oder geringfügig größer als) der Außendurchmesser D₆ des Halsabschnitts 41b des Vorformlings 41 ist, und zwar zu einem Zweck, wel­ cher nachstehend noch näher erläutert wird. Anschließend werden die Kerb­ verzahnungen 42 und der Halsabschnitt 41b des Vorformlings 41 mit einem üblichen Material mit geringem Reibungskoeffizienten auf dieselbe wie zuvor beschriebene Weise beschichtet.

Fig. 11 zeigt eine Gleitverbindung 20 nach Fig. 2 in einem zusammen­ gesetzten Zustand, nachdem die Hohlwelle 24 gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestellt worden ist. Wie dort gezeigt ist, arbeiten die inneren Kerbverzahnungen 22b, welche auf der Gleitgabel 22 ausgebildet sind, mit den externen Kerbverzahnungen 24b zusammen, welche auf der Hohlwelle 24 auf übliche Weise ausgebildet sind, um eine Drehantriebverbindung zwischen der Gleitgabel 22 und der Hohlwelle 24 herzustellen. Der zylindrische Körper­ abschnitt 24a der Hohlwelle 24 wird durch den Halsabschnitt 41b des Vor­ formlings 41 gebildet, nachdem dieser mit dem Material mit geringem Rei­ bungskoeffizienten beschichtet worden ist. Wie zuvor angegeben worden ist, ist der kleinere Durchmesser D₈ der Kerbverzahnungen etwa gleich groß (oder geringfügig größer als) der Außendurchmesser D₆ des Halsabschnitts 41b des Vorformlings 41. Die inneren Kerbverzahnungen 22b der Gleitgabel 22 ver­ laufen ebenfalls in der Nähe der äußeren Fläche des zylindrischen Körper­ abschnitts 24a der Hohlwelle 24, wobei dazwischen nur ein äußerst kleiner radialer Zwischenraum vorhanden ist. Der kleine radiale Zwischenraum macht die Größe der axialen Fehlausrichtung zwischen der Gleitgabel 22 und der Hohlwelle 24 über die gesamte axiale Längserstreckung möglichst klein, wie dies mit X in Fig. 11 verdeutlicht ist.

Diese Auslegungsform erhält man im Gegensatz zu der üblichen Gleitgabel­ auslegung nach Fig. 12, bei der gleiche oder ähnliche Teile hinsichtlich des Aufbaus mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Wie dort gezeigt ist, arbeiten die inneren Kerbverzahnungen 22b', welche auf der Gleitgabel 22' ausgebildet sind, mit äußeren Kerbverzahnungen 24b' zusammen, welche auf der Hohlwelle 24' auf übliche Weise ausgebildet sind, um eine Drehantriebs­ verbindung zwischen der Gleitgabel 22' und der Hohlwelle 24' herzustellen. Der zylindrische Körperabschnitt 24a' der Hohlwelle 24' wird durch den Hals­ abschnitt 31b des Vorformlings 31 gebildet, nachdem dieser mit dem Material mit geringem Reibungskoeffizienten beschichtet worden ist. Wie zuvor angege­ ben ist, ist der kleinere Durchmesser D₄ der Kerbverzahnungen etwas größer als der Außendurchmesser D₂ des Halsabschnitts 31b des Vorformlings 31. Als Folge hiervon verlaufen die inneren Kerbverzahnungen 22b' der Gleitgabel 22' nicht bis zu der Nähe der äußeren Fläche des zylindrischen Körperab­ schnitts 24a' der Hohlwelle 24'. Dieser große radiale Zwischenraum verhindert nicht eine axiale Fehlausrichtung zwischen der Gleitgabel 22' und der Hohlwel­ le 24'. Nur innerhalb des Bereichs der zusammenwirkenden Kerbverzahnungen 22b' und 24b' (was mit einer relativ kurzen axialen Längserstreckung mit Y in Fig. 12 angedeutet ist) läßt sich eine Fehlausrichtung verhindern.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die voranstehend beschriebenen Einzelheiten der bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung einer Hohlwelle zum Einsatz bei einer Gleitverbindung, welches die folgenden Schritte aufweist:

• a) Vorsehen eines Vorformlings aus einem massiven zylindrischen Ausgangsmaterial, welches einen Endabschnitt hat, welcher einen Endabschnittsdurchmesser bildet, und einen Halsab­ schnitt umfaßt, welcher einen Halsabschnittdurchmesser bildet, welcher kleiner als der Endabschnittsdurchmesser ist; und
• b) Kaltverformen des Endabschnitts des Vorformlings, um eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen um den Umfang auszubilden, wobei die Kerbverzahnungen von einem kleineren Durch­ messer, welcher in etwa gleich groß wie der Endabschnitts­ durchmesser ist, zu einem größeren Durchmesser verlaufen, welcher größer als der Endabschnittsdurchmesser ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (a) dadurch durchgeführt wird, daß (1) ein Längsstück des massiven zylindrischen Ausgangsmaterials bereitgestellt wird und dann (2) das Längsstück des massiven zylindrischen Ausgangsmaterials verformt wird, um den Endabschnitt und den Halsabschnitt zu erhalten.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (a) (2) durch maschinelle Bearbeitung durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schritt (b) mittels einer Walzausformung durch­ geführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schritt (b) derart durchgeführt wird, daß die Kerbverzahnungen eine Querschnittsgestalt in Form einer Abwicklung (Evolvente) haben.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schritt (b) derart durchgeführt wird, daß kein Materialabtrag an dem Endabschnitt des Vorformlings erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Schritt vorgesehen ist, gemäß welchem die Kerbverzahnungen und der Halsabschnitt des Vor­ formlings mit einem üblichen Material mit geringem Reibungskoeffi­ zienten beschichtet werden.