CH396664A - Radantriebswelle mit Radnabe für Motorfahrzeuge - Google Patents

Description

      Radantriebswelle        mit    Radnabe     für        Motorfahrzeuge       Die Erfindung bezieht sich auf eine Radantriebs  welle     mit    Radnabe für Motorfahrzeuge, insbesondere  für ein unabhängig aufgehängtes Rad.  



  Bei Motorfahrzeugen, deren angetriebene Räder  unabhängig aufgehängt sind, muss die Radantriebs  welle gelenkig sein, und zudem ist das Momentan  zentrum der     Aufhängungslenker        häufig    so gelegen,  dass die wirksame Länge der Antriebswelle veränder  lich sein muss, um die Bewegungen der Aufhängung  aufnehmen zu können. Es muss daher eine Radan  triebswelle mit zwei in Abstand     angeordneten    Uni  versalgelenken verwendet werden. Bei bekannten  Radantriebswellen dieser Art ist eine Gleitkupplung  in der Welle zwischen den Universalgelenken vorge  sehen, um eine Änderung der wirksamen Länge der  Welle beim Arbeiten der     Aufhängung    zu ermöglichen.  



  Durch die Anordnung der     Gleitkupplung    zwi  schen den beiden Universalgelenken wird das Ge  wicht und der Raumbedarf der Welle erhöht. Zweck  der Erfindung ist die Schaffung     einer    Radantriebs  welle mit Radnabe, die besonders für ein     unabhängig     aufgehängtes     angetriebenes    Rad geeignet ist, die  kompakt     und    relativ billig     herstellbar    ist, die leichter  sein kann als bekannte Konstruktionen und die über  dies auch für gelenkte angetriebene Räder besonders  geeignet ist.  



  Gegenstand der Erfindung ist eine Radantriebs  welle mit Radnabe für Motorfahrzeuge, welche ge  kennzeichnet ist durch     einen    Wellenabschnitt kon  stanter Länge zwischen im Abstand angeordneten  Universalgelenken der     Antriebswelle    und eine     Gleit-          kupplung    zwischen einem äusseren Endabschnitt der  Welle und der Radnabe, um eine axiale Verschiebung  der Welle in der Radnabe zu ermöglichen.  



  Die Universalgelenke können von irgendeinem  selbsttragenden Typ sein, welcher den zwischen den  Gelenken liegenden Wellenabschnitt ausreichend    stützt; um zyklische Schwankungen im Antrieb auf  ein Minimum herabzusetzen, ist es jedoch     wünschbar,     Universalgelenke mit konstanter Geschwindigkeits  übertragung zu verwenden.  



  Die Kupplung zwischen dem äusseren     Endab-          schnitt    der Welle und der Radnabe kann von einer  einfachen     Gleitkeilverbindung    gebildet werden. Es ist  jedoch vorzuziehen, eine Kupplung mit     Rollkeilen     zu verwenden, welche von axial gerichteten Kugel  laufrillen in der äusseren Oberfläche des     Endab-          schnittes    der Welle und darauf     ausgerichteten    Kugel  laufrillen in der inneren Oberfläche der Radnabe, in  welchen     Kugellaufrillen    je einige Kugeln angeordnet  sind, gebildet wird.  



  Die Radnabe kann sehr einfach gestaltet sein  und einen allgemein     zylindrischen    Mittelabschnitt  für die Lagerung in entsprechenden Radlagern um  fassen, wobei eine zentrale Bohrung zur Aufnahme  des äusseren     Endabschnittes    der Welle vorgesehen  ist und wobei die Radnabe am äusseren Ende einen  Flansch zur Befestigung eines Rades aufweisen kann.  Der äussere Endabschnitt der Welle, der in der Rad  nabe gleitet, kann eine Verlängerung eines Gliedes  des äusseren Universalgelenkes sein, welches vorzugs  weise in unmittelbarer Nähe der Radnabe angeord  net ist.  



  Die Radantriebswelle mit Radnabe gemäss der       Erfindung    ist auch besonders zur Verwendung für  gelenkte angetriebene Räder geeignet. Für solche  Räder war es bisher üblich, das Zentrum des äusseren  Universalgelenkes mit der Schwenkachse des Rades  bei Lenkung, d. h. der Achse des Achsschenkel  bolzens,     zusammenfallen    zu lassen und Längenände  rungen der Antriebswelle auf der Innenseite dieses       Gelenkes    aufzunehmen. Demgegenüber ist bei der  Radantriebswelle gemäss der Erfindung, wenn die  selbe     mit    einem gelenkten angetriebenen Rad ver-      wendet wird, das Zentrum des äusseren Universal  gelenkes relativ zur Achse des     Achsschenkelbolzens     beweglich.

   Diese Erscheinung hat praktisch keine  Wirkung auf die     Antriebseigenschaften    und die Lenk  reaktionen.  



  Die Lage des     Zentrums    des äusseren Gelenkes  relativ zur Schwenkachse des Rades kann in geeig  neter Weise der Konstruktion der Aufhängungslenker  angepasst sein. Bei der gebräuchlichen Anordnung  von ungleich langen Querlenkern     nimmt    die wirksame  Länge der Welle beim Einfedern und beim Ausfedern  ab, und in diesem Fall kann das Zentrum des äusseren  Gelenkes     zweckmässigerweise    bei normaler     Gerade-          ausfahrt    gegen die Fahrzeugmitte hin     versetzt    sein.

    Die Grösse dieser Versetzung ist vorzugsweise so  gewählt, dass das Zentrum des Gelenkes bei extremer  Lage der Aufhängung mehr oder weniger mit der  Schwenkachse des Rades     zusammenfällt.     



  In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des  Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt:       Fig.    1 einen     Axialschnitt    nach der Linie     1-I    in       Fig.    2 durch eine Radantriebswelle mit Radnabe,       Fig.    2 in grösserem Massstab und im Schnitt nach  der Linie     II-II    in     Fig.    1 ein Detail und       Fig.    3 eine zur Hälfte geschnittene Ansicht ähn  lich     Fig.    1, wobei aber einige Teile der Radantriebs  welle mit Radnabe gegenüber     Fig.    1 abgeändert oder  ersetzt sind.  



  Die dargestellten Antriebswellen umfassen je zwei  in Abstand angeordnete Universalgelenke 1 und 2  mit konstanter Geschwindigkeitsübertragung. Jedes  der Universalgelenke 1 und 2 enthält ein inneres  Glied 3 und     ein    äusseres Glied 4, welche Glieder mit  konzentrischen, teilkugelförmigen Oberflächen 5 bzw.  6 versehen sind. In den Oberflächen 5 und 6 sind  axial gerichtete Rillen 7 zur Aufnahme von Kugeln  8 vorgesehen, welche das Drehmoment zwischen  den Gliedern 3 und 4 übertragen, dabei jedoch eine  universelle Bewegung der letzteren um das gemein  same Zentrum der Oberflächen 5 und 6 gestatten.  Die inneren Glieder 3 der beiden Gelenke sind an  den Enden eines Wellenabschnittes 9 konstanter  Länge befestigt.

   Das äussere Glied 4 des inneren  Universalgelenkes 1 weist einen Flansch 10 zur  Verbindung mit einem Antriebsglied auf, und das  äussere Glied 4 des äusseren Universalgelenkes 2 ist  mit einer     Verlängerung    oder einem Achsstummel  12 versehen, welcher den äusseren Endabschnitt der  Antriebswelle bildet und in der Radnabe 13     gleitbar     gelagert ist, um eine axiale Verschiebung der Welle  in der Radnabe zu ermöglichen.  



       Die    Radnabe 13 weist einen     allgemein    zylindri  schen Mittelabschnitt 14 zur Lagerung in entspre  chenden Radlagern 15 (in strichpunktierten Linien  dargestellt) sowie eine durchgehende Bohrung 16  auf, in der der Achsstummel 12 gleitet. Der Achs  stummel 12 weist acht in gleichen Winkelabständen  angeordnete, axial gerichtete Rillen 17 von ellipti  scher     Querschnittsform    auf (siehe auch     Fig.    2), wel  che auf ähnlich angeordnete und geformte     Rillen    18    in der     Nabenbohrung    16     ausgerichtet    sind.

   Die Rillen  17 und 18 dienen als     Kugellaufrillen,    und vier Kugeln  19 sind in jedem Paar von Rillen 17 und 18 rollbar  angeordnet, so dass die Kugeln 19 das Antriebsdreh  moment auf die Radnabe 13 übertragen und bei  einer Gleitbewegung des Achsstummels 12 in der  Nabe 13 in den Rillen 17 und 18 rollen. Anschlag  ringe 20, die in den Achsstummel 12 eingelassen sind,  begrenzen die Rollbewegung der Kugeln in den in  neren Rillen 17; der Abstand zwischen diesen Ringen  ist dabei genügend, um die Kugeln 19 über den  ganzen möglichen Verschiebungsweg des Achsstum  mels 12 frei rollen zu lassen.  



  Damit die Kugeln 19 der Gleitkupplung zwischen  dem Achsstummel 12 und der Nabe 13 keine Zen  trierkräfte übertragen müssen, ist der Achsstummel  12 mit glatten zylindrischen Abschnitten 22 und 23  versehen, welche an die entgegengesetzten Enden  der Rillen 17     anschliessen.    Die Abschnitte 22 und 23  gleiten in Lagerbüchsen 24, welche in abgesetzten  Teilen der     Nabenbohrung    16 in der Nähe der Enden  derselben angeordnet sind.  



  In     Fig.    1 sind -zwei mögliche Anordnungen der  inneren     Lagerbüchse    24 und der zugehörigen Naben  dichtung in der oberen und in der unteren Hälfte  dieser Figur dargestellt. Bei der oben dargestellten  Anordnung hat der äussere Lagerabschnitt 23 den  gleichen Durchmesser wie die Böden der Kugellauf  rillen 17, der innere Lagerabschnitt 22 hat den glei  chen Durchmesser wie die Umfangsränder der Kugel  laufrillen 17, und geeignete Dichtungen 25 und 26,  die an den Enden der Nabe 13 in derselben montiert  sind, halten Schmiermittel in der     Näbe    zurück.

   Die  Nabe 13 wird beim Zusammenbau nicht vollständig  mit Schmiermittel gefüllt, so dass ein freier Luftraum  verbleibt, der Änderungen des Innenvolumens der  Nabe aufnimmt, die infolge der verschiedenen Durch  messer der Abschnitte 22 und 23 des Achsstummels  bei Bewegungen desselben in der Nabe auftreten.  



  Die andere Anordnung, welche in der unteren  Hälfte der     Fig.    1 dargestellt ist, vermeidet das Pro  blem der oben erwähnten Volumenänderungen, so  dass die Nabe beim Zusammenbau vollständig mit  Schmiermittel gefüllt werden kann. Zu diesem Zweck  weist der Achsstummel 12 bei 27 auf der inneren  Seite der     Kugellaufrillen    17 einen verringerten Durch  messer auf, so dass der Lagerabschnitt 22 hier den  gleichen Durchmesser wie der Lagerabschnitt 23  hat. Daher ergeben sich bei Gleitbewegungen des  Achsstummels 12 in der Nabe 13 keine Volumen  änderungen.

   Zur Erleichterung der Montage sind  die innere Lagerbüchse 24 und die dazugehörige  Dichtung 26 radial gespalten, so dass sie um den im  Durchmesser verringerten Teil 27 des Achsstummels  gelegt und mit dem Achsstummel in der Nabe 13       montiert    werden können.  



  Das Problem von Volumenänderungen wird bei  der in     Fig.    3 dargestellten Anordnung auf andere  Weise umgangen. Hier ist der Durchmesser des  Lagerabschnittes 23 erhöht, so dass er gleich gross      ist wie derjenige des Abschnittes 22. Dies ist da  durch erreicht, dass die äussere     Lagerfläche    auf einer  Hülse 28 vorgesehen ist, welche auf das Ende des  Achsstummels     aufgepresst    oder aufgeschrumpft ist.

    Bei dieser Anordnung sind die Dichtungen 25 und  26 der Anordnung nach     Fig.    1 weggelassen, und die  Dichtung 25 ist durch einen      Welch -Deckel    29       ersetzt,    der in den (in unterbrochenen Linien darge  stellten)     Radbefestigungsflansch    30 der Nabe 13  eingesetzt ist. Da nur sehr wenig Schmiermittel das  äussere Ende der Nabe erreicht, weist der Deckel  29 ein kleines zentrales Loch 32 auf. Die Dichtung  26 ist durch eine äussere     Balgdichtung    33 ersetzt.  



  Die Lage des     Zentrums    des äusseren Universal  gelenkes 2 in bezug auf die Achse     A-A    des Achs  schenkelbolzens (siehe     Fig.    1), d. h. die Schwenkachse  der Radnabe 13 für die Lenkung, ist an die Konstruk  tion der verwendeten Aufhängungslenker angepasst,  und zwar ist bei der hier dargestellten Ausführungs  form das Zentrum des Gelenkes bei normaler Gerade  ausfahrt gegen die Fahrzeugmitte hin versetzt. Das  Ausmass dieser Versetzung ist so gewählt, dass das  Zentrum des Gelenkes mehr oder weniger mit der  Achse<B>A -A</B> zusammenfällt, wenn die äussersten La  gen der Aufhängungsbewegung erreicht sind. Diese  Anordnung ergibt für einen gegebenen Winkel einen  etwas grösseren möglichen Lenkungsausschlag in den  extremen Lagen der Aufhängungsbewegung.  



  Die Geometrie der Radaufhängung ist schema  tisch in     Fig.    1 dargestellt. Die Nabe ist auf oberen  und unteren     Aufhängungslenkern    montiert, welche  um Punkte B bzw. C schwenkbar sind. Die extremen  Lagen der Schwenkbewegung des oberen, kürzeren  Lenkers sind mit<I>D</I> und<I>D'</I> bezeichnet, die ent  sprechenden Lagen des unteren Lenkers mit E  und<B>E</B>.  



  Die     Kugellaufrillen    17 und 18 der Gleitkupplung  sind so geformt, dass getrennte Druckzonen zwischen  jeder Kupplungskugel 19 und jeder Rille 17 oder  18, in welcher die Kugel läuft, von den Rändern  der     betreffenden    Rille einen Abstand haben. Auf  diese Weise ist dafür gesorgt, dass die Ränder der  Rillen keine Belastung aufnehmen müssen. Die ellip  tische     Querschnittsform    der     Kugellaufrillen    ist vor  zugsweise so, dass die beiden getrennten Druck  zonen, von der     Kugelmitte    aus betrachtet, einen  Winkelabstand von etwa 90  haben.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH I</B> Radantriebswelle mit Radnabe für Motorfahr zeuge, gekennzeichnet durch einen Wellenabschnitt konstanter Länge zwischen im Abstand angeordneten Universalgelenken der Antriebswelle und eine Gleit kupplung zwischen einem äusseren Endabschnitt der Welle und der Radnabe, um eine axiale Verschiebung der Welle in der Radnabe zu ermöglichen. UNTERANSPRÜCHE 1. Welle mit Nabe nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Universalgelenke sol che mit konstanter Geschwindigkeitsübertragung sind. 2. Welle mit Nabe nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Gleitkupplung zwi schen dem äusseren Endabschnitt der Welle und der Radnabe eine Gleitkeilverbindung ist. 3.

   Welle mit Nabe nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Gleitkupplung eine Kupplung mit Rollkeilen ist, welche von axial ge richteten Kugellaufrillen in der äusseren Oberfläche des Endabschnittes der Welle und darauf ausgerich teten Kugellaufrillen in einer inneren Oberfläche der Radnabe, in welchen Kugellaufrillen je einige Kugeln angeordnet sind, gebildet ist. 4.

   Welle mit Nabe nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass die Kugellaufrillen nicht kreisförmige, mindestens teilweise elliptische Quer schnitte aufweisen, so dass zwischen jeder Kugel und jeder Rille, in welcher die Kugel läuft, getrennte Druckzonen entstehen, die einen Abstand von den Rändern der Rille haben. 5. Welle mit Nabe nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Kugellaufrillen so gewählt ist, dass die beiden Druck zonen, von der Mitte der betreffenden Kugel aus betrachtet, einen Winkelabstand von wenigstens an nähernd 90 haben. 6.

   Welle mit Nabe nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Radnabe einen all gemein zylinderförmigen Mittelabschnitt für die La gerung in entsprechenden Radlagern umfasst, wobei eine zentrale Bohrung zur Aufnahme des äusseren Endabschnittes der Welle vorgesehen ist und wobei die Radnabe am äusseren Ende einen Flansch zur Befestigung des Radkörpers aufweist. 7. Welle mit Nabe nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass der äussere Endabschnitt der Welle, der in der Radnabe verschiebbar ist, eine Verlängerung eines Gliedes des äusseren Universal gelenkes ist, wobei das letztere in unmittelbarer Nähe der Radnabe angeordnet ist.

   PATENTANSPRUCH 1I Verwendung der Welle mit Nabe nach Patentan spruch I zum Antrieb eines gelenkten Rades. UNTERANSPRÜCHE B. Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrum des äusseren Uni versalgelenkes relativ zur Schwenkachse des Rades gegen die Fahrzeugmitte hin versetzt ist. 9. Verwendung nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung des Rades un gleich lange Querlenker umfasst.