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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft Gleichlaufgelenke und insbesondere ein schraubenloses axiales Befestigungssystem zur Verwendung in einem Gleichlaufgelenk.
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HINTERGRUND
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Aus der
US 6 158 916 A ist ein Gleichlaufverschiebegelenk mit einem Gelenkaußenteil, einem Gelenkinnenteil, einem Kugelkäfig und drehmomentübertragenden Kugeln bekannt. Zur Drehmomentübertragung vom Getriebe auf das Gelenkaußenteil ist eine Flanschverbindung mit einem Flansch und einem entsprechenden Gegenflansch vorgesehen, die formschlüssig ineinandergreifen. Zur axialen Fixierung der formschlüssigen Flanschverbindung ist ein hülsenförmiges Verbindungselement aus einem elastischen Kunststoffmaterial vorgesehen. Das Verbindungselement hat sich in axiale Richtung erstreckende Öffnungen, welche ein radial-elastisches Aufweiten des hülsenförmigen Verbindungselements ermöglichen. Die Enden des Verbindungselements sind nach radial innen gezogen und stützen sich axial gegen den Flansch bzw. das Gelenkaußenteil ab.
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Aus der
DE 199 11 113 C1 ist eine Anordnung mit einem Gleichlaufgelenk und einem Aufnahmeteil bekannt. Das Gelenkaußenteil weist auf seiner Außenfläche eine Zentrierfläche auf, mit der das Außenteil in einer Zentrierbohrung des Aufnahmeteils zentriert aufgenommen ist, sowie einen Flansch, der gegen eine Anlagefläche des Aufnahmeteils mittels Befestigungsschrauben verspannt ist.
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Aus der
JP 2001165181 A ist eine ähnliche Anordnung bekannt, bei der das Gelenkaußenteil eines Gleichlaufgelenks in einem Aufnahmeteil aufgenommen und mittels Befestigungsschrauben fixiert ist. Zwischen dem Aufnahmeteil und dem Gelenkaußenteil ist ein Deckel angeordnet.
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Aus der
DE 31 49 156 A1 ist eine Kupplung zum starren Verbinden koaxialer Bauteile, nämlich rotierender Wellen bekannt. An den Wellenenden sind Flansche mit Zentrierung angeordnet, wobei das Drehmoment durch eine Stirnverzahnung übertragen wird. Die Flansche werden von Spannklauen umfasst, die mittels radial überstehender Bunde zusammengepresst werden.
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Aus der
DE 44 19 342 ist eine Kupplung zum Verbinden von Wellen bekannt. Die Kupplung umfasst zwei Bunde mit einer übereinstimmenden Längsverzahnung. Zur drehfesten Verbindung der beiden Bunde wird eine erste Spannhülse mit einer entsprechenden Innenverzahnung axial über die Bunde geschoben, wobei die Längsverzahnungen der Bunde mit der Innenverzahnung der ersten Spannhülse in Eingriff gebracht werden. Zum axialen Verspannen der ersten Spannhülse ist eine größere zweite Spannhülse vorgesehen, welche vom gegenüberliegenden Ende auf die erste Spannhülse aufgeschraubt wird. Dabei stützen sich die erste Spannhülse mit einem ersten Flansch und die zweite Spannhülse mit einem zweiten Flansch jeweils an dem zugehörigen Bund axial ab.
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Gleichlaufgelenke sind übliche Komponenten in Kraftfahrzeugen. Typischerweise werden Gleichlaufgelenke dort benutzt, wo die Übertragung einer gleichförmigen Drehbewegung erforderlich ist. Übliche Arten von Gleichlaufgelenken sind axial verschiebbare Tripodegelenke, axial feste Tripodegelenke, axial verschiebbare Kugelgelenke sowie axial feste Kugelgelenke. Diese Gelenkarten werden derzeit in Fahrzeugen mit Vorderradantrieb oder Fahrzeugen mit Hinterradantrieb sowie in Gelenkwellen von Fahrzeugen verwendet, die einen Hinterradantrieb, Allradantrieb oder Vierradantrieb haben. Diese Gleichlaufgelenke sind im allgemeinen dauergeschmiert und durch die Verwendung einer Dichtmanschette abgedichtet, wenn sie in Antriebswellen verwendet werden. Daher sind Gleichlaufgelenke abgedichtet, um Schmiermittel im Innern des Gelenks zu halten, während Verunreinigungen und Fremdstoffe, z. B. Schmutz und Wasser, außerhalb des Gelenks gehalten werden. Um diesen Schutz zu gewährleisten, wird das Gleichlaufgelenk üblicherweise an der offenen Seite des Gelenkaußenteils von einer abdichtenden Manschette aus Gummi, einem thermoplastischen Kunststoff oder Silikonmaterial abgeschlossen. Das entgegengesetzte Ende des Gelenkaußenteils wird im Allgemeinen von einer Haube oder Kappe abgeschlossen, die bei Scheibengelenken als Schmierfettkappe bekannt ist. Ein Gelenk in Monoblockbauweise oder mit Gelenkaußenteil und integriertem Zapfen wird durch die inneren geometrischen Verhältnisse des Gelenkaußenteils abgedichtet. Dieses Abdichten und der Schutz des Gleichlaufgelenks sind erforderlich, da eine Verunreinigung des Innenraums des Gelenkaußenteils im Allgemeinen innere Schäden verursacht.
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Die Hauptfunktion eines Gleichlaufgelenks besteht in der Übertragung von Drehbewegung und Drehmoment. In Gleichlaufgelenkanordnungen nach dem Stand der Technik werden verschiedene mit Schrauben befestigte Gelenkkonstruktionen verwendet, um das Gelenk an die Antriebswelle oder die Seitenwelle innerhalb eines Kraftfahrzeugs anzubauen. Diese verschraubten Anordnungen legen das Gleichlaufgelenk axial innerhalb des Antriebsstrangs fest. Das Drehmoment wird dann über das Gleichlaufgelenk entweder auf eine Antriebswelle, ein Differential, eine Seitenwelle oder ein Rad übertragen, je nachdem, wo das Gleichlaufgelenk im Fahrzeugantriebsstrang eingesetzt wird. Die Drehmomentübertragung erfolgt in der Regel durch eine Kombination aus Reibung zwischen der Gelenkrückseite und der Flanschstirnseite sowie Scherbeanspruchung der Schrauben. Der Einsatz eines verschraubten Gleichlaufgelenksystems erfordert spezielle Einbauanweisungen, mehr Zeit für die Installation, größeren Platzbedarf und besondere Vorkehrungen, um ein Lösen der Schrauben durch Vibration zu verhindern. Das Problem der Lockerung der Schrauben ist besonders schwerwiegend, da ein Teil des Drehmoments über die Schrauben übertragen wird. Darüber hinaus kann das Abdichtsystem mit betroffen sein, da die Wechselbeanspruchungen und die Bewegung auch durch die Manschette und die Schmierkappe hindurchgehen. Wenn solche Schrauben nicht mit dem richtigen Drehmoment angezogen werden, ist es in Systemen nach dem Stand der Technik möglich, dass sich Schrauben lösen und dadurch zu einer Lockerung am Übergang zwischen dem Gleichlaufgelenk und dem Flansch führen. Dadurch entstehen erhöhte Vibrationen, die ein Versagen der Antriebswellen zur Folge haben. Aus diesem Grund sind viele dieser bisherigen Verbindungstechniken von Gleichlaufgelenken sehr zeitaufwendig, unbequem und fehlerfrei nur schwer bei der Fahrzeugherstellung auszuführen.
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Daher besteht in der Technik ein Bedarf an einem Gleichlaufgelenk, das ohne Schrauben auskommt, leichter einzubauen, leichter auszuwuchten, kompakter und leichter abzudichten ist. Es besteht ebenfalls in der Technik ein Bedarf an einem Gleichlaufgelenk, das die Lebensdauer des Gelenks verlängert und die Laufruhe und den Wirkungsgrad des Gelenks während der Drehmomentübertragung erhöht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es wird ein erfindungsgemäßes Gleichlaufgelenk offenbart. Das Gleichlaufgelenk umfasst ein Gelenkaußenteil und ein in dem Gelenkaußenteil angeordnetes Gelenkinnenteil. Das Gleichlaufgelenk umfasst ferner Rollenelemente, die zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil angeordnet sind. Ein Käfig ist zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil vorgesehen und hält die Rollenelemente in Position. Das Gleichlaufgelenk weist auch einen Flansch auf, der mit dem Gelenkaußenteil in Kontakt ist, sowie einen Ringbund, der mit dem Flansch und dem Gelenkaußenteil in Kontakt ist. Das Gleichlaufgelenk umfasst darüber hinaus ein Stirnflächenkeilprofil, um Drehmoment über das Gleichlaufgelenk zu übertragen.
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung und den sich anschließenden Ansprüchen deutlich, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Draufsicht auf einen Fahrzeugantriebsstrang;
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Gleichlaufgelenk;
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3 zeigt einen ersten Längsschnitt durch ein Gelenkaußenteil des erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks;
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4 zeigt einen zweiten Längsschnitt durch ein Gelenkaußenteil des erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks;
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht auf ein Gelenkaußenteil des erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks;
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6 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gleichlaufgelenk;
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7 zeigt einen Längsschnitt durch eine erste alternative Ausführung eines Gleichlaufgelenks gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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8 zeigt einen Längsschnitt durch eine zweite alternative Ausführung eines erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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In den Zeichnungen ist eine Gelenkanordnung 11 in Form eines Gleichlaufgelenks gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass alle Arten von Gleichlaufgelenken, wie z. B. axial verschiebbare Tripodegelenke, axial feste Tripodegelenke, etc. im Zusammenhang mit dieser Erfindung verwendet werden können.
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1 zeigt einen typischen Antriebsstrang 12 eines Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang nach 1 stellt einen typischen Allradantrieb dar, es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Gleichlaufgelenke 11 der vorliegenden Erfindung auch in Fahrzeugen mit Hinterradantrieb, Fahrzeugen mit Vorderradantrieb und Fahrzeugen mit Vierradantrieb verwendet werden können. Der Antriebsstrang 12 umfasst einen Motor 14, der mit einem Getriebe 16 und einer Abtriebseinheit 18 verbunden ist. Ein Vorderachsdifferential 20 weist eine rechte Seitenwelle 22 und eine linke Seitenwelle 24 auf, die jeweils mit einem Rad 25 verbunden sind und Kraft auf diese Räder übertragen. An beiden Enden der rechten Seitenwelle 22 und der linken Seitenwelle 24 sind jeweils Gleichlaufgelenke 11 vorgesehen. Eine Antriebswelle 27 verbindet das Vorderachsdifferential 20 mit der Abtriebseinheit 18. Eine Antriebswelle 26 verbindet die Abtriebseinheit 18 mit dem Hinterachsdifferential 28, wobei das Hinterachsdifferential 28 eine hintere rechte Seitenwelle 30 sowie eine hintere linke Seitenwelle 32 aufweist, die beide mit jeweils einem Rad 25 an einem ihrer Enden verbunden sind. Jeweils ein Gleichlaufgelenk 11 befindet sich an beiden Enden der Seitenwellen, die jeweils mit einem Rad 25 und dem Hinterachsdifferential 28 verbunden sind. Bei der Antriebswelle 26, wie sie in 1 gezeigt ist, handelt es sich um eine zweiteilige Gelenkwelle, die ein Kardangelenk 34 sowie zwei Hochgeschwindigkeitsgleichlaufgelenke 11 umfasst. Die Gleichlaufgelenke 11 übertragen Kraft über die Längswelle 26 auf die Räder 25, selbst wenn die Räder 25 oder die Längswelle 26 aufgrund der Lenkung und dem Heben und Senken der Aufhängung des Fahrzeugs unterschiedliche Winkel zueinander haben. Bei den Gleichlaufgelenken 11 kann es sich um alle bekannten Standardarten von Gelenken handeln, wie z. B. Tripodeverschiebegelenke, Kreuzbahngelenke, Kugelfestgelenke, Tripodefestgelenke oder Doppeloffsetgelenke, die alle übliche und bekannte Begriffe in der Technik für verschiedene Arten von Gleichlaufgelenken sind. Die Gleichlaufgelenke 11 ermöglichen die Übertragung von gleichförmigen Geschwindigkeiten unter Winkeln, die im Normalbetrieb von Kraftfahrzeugen sowohl an den Seitenwellen als auch an den Längswellen dieser Fahrzeuge auftreten.
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6 zeigt eine Ausführung der vorliegenden Erfindung. Das Gleichlaufgelenk 11 ist ein Gleichlauffestgelenk, das im Allgemeinen in der Längswelle 26 eines Fahrzeugs mit Allradantrieb verwendet wird. Es sei darauf hingewiesen, dass auch jede andere Gleichlaufgelenkart verwendet werden kann. Das Gleichlaufgelenk 11 umfasst ein Gelenkaußenteil 36, das an einem seiner Enden mit einem Flansch 38 in Kontakt ist. Eine Innenwand des Gelenkaußenteils 36 definiert im Allgemeinen einen Gleichlaufgelenkinnenraum 40. Ein Gelenkinnenteil 42 ist innerhalb des Gelenkau- ßenteils 36 vorgesehen bzw. angeordnet. Das Gelenkinnenteil 42 ist mit der Antriebswelle oder Längswelle 26 des Fahrzeugs verbunden. Eine Mehrzahl von Kugel- oder Rollenelementen 44 ist zwischen einer Außenfläche des Gelenkinnenteils 42 und der Innenwand des Gelenkaußenteils 36 vorgesehen. Die Kugeln 44 werden durch einen Käfig 46 zwischen den Flächen des Gelenkaußenteils 36 und des Gelenkinnenteils 42 gehalten. Jede Laufkugel 44 ist in einer Ausnehmung oder Bahn 48 in der Innenfläche des Gelenkaußenteils 36 bzw. der Außenfläche des Gelenkinnenteils 42 gehalten. Die Drehung des Gelenkaußenteils 36 versetzt das Gelenkinnenteil 42 in eine Drehung mit gleicher bzw. konstanter Drehzahl, so dass eine gleichförmige Geschwindigkeit über das Gleichlaufgelenk 11 zwischen der Längswelle 26 und der Abtriebseinheit oder dem Differential übertragen werden kann, die oder das bis zu einem bestimmten feststehenden Winkel versetzt angeordnet ist. Das Gleichlaufgelenk 11 läßt Winkeländerungen zu, weil die Kugeln 44 abrollen können und jeden Winkelunterschied zwischen den Wellen durch ihre Bewegungen innerhalb der Gelenkaußenteil- und Gelenkinnenteilbahnen oder -vertiefungen 48 ausgleichen.
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Eine Ringsicherung oder jedes andere bekannte lösbare Verbindungselement ist an einer innenseitigen Fläche des Gelenkinnenteils 42 vorgesehen, um die Längswelle 26 mit dem Gelenkinnenteil 42 zu verbinden. Jede andere Verbindungsart zwischen der Längswelle 26 und dem Gelenkinnenteil 42 ist ebenfalls möglich.
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Eine Manschettenabdeckung 74 ist mit einem Ende des Gelenkaußenteils 36 verbunden. Ein Ende der Manschettenabdeckung 74 weist einen Bördel 52 auf, der sich entlang des gesamten Umfangs der Manschettenabdeckung 74 erstreckt. Ein Manschettenbauteil 54, das in der bevorzugten Ausführung aus Urethan, besteht, wobei jedoch darauf hingewiesen wird, dass auch jede andere Art von hartem oder weichem Kunststoff-, Kautschuk-, Verbund-, Textilwerkstoff oder dergleichen verwendet werden kann, ist innerhalb des Bördels 52 der Manschettenabdeckung 74 befestigt, während das andere Ende der Manschette 54 an der Antriebswelle 26 anliegt und von einem Manschettenspannband gesichert wird. Die Manschette 54 dichtet das Gleichlaufgelenk 11 gegen jegliche äußere Verunreinigungen wie Wasser, Schmutz und Straßenschmiere ab. Die Biegsamkeit der Manschette 54 ermöglicht eine Abdichtung bei allen Beugungswinkeln, die bei den Längswellen oder Seitenwellen während der üblichen Betriebsbedingungen auf der Straße und im Gelände auftreten können. Eine Innenfläche des Gelenkaußenteils 36 oder des Flansches 38 umfasst einen Ringschulterabschnitt 56. Der Ringschulterabschnitt 56 kann Verschlüsse oder Abdeckungen 58 umfassen, die im Allgemeinen aus einem Metallwerkstoff bestehen und das Gelenkaußenteil 36 und den Innenraum 40 gegen Verunreinigungen abdichtet.
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Das Gleichlaufgelenk 11 umfasst auch einen Flansch 38, der an einem Ende des Gelenkaußenteils 36 mittels eines Stirnflächenkeilprofils 60 angebracht ist, das sowohl an einem Ende des Flansches 38 als auch an einem Ende des Gelenkaußenteils 36 vorgesehen ist. Die Stirnflächenkeilprofile 60 haben im allgemeinen das Aussehen einer Mehrzahl von vordefinierten Zähnen 62, die eine spezifische Höhe aufweisen und winkelbildende Kanten haben, um für eine sichere Verbindung zwischen dem Gelenkaußenteil 36 und dem Flansch 38 zu sorgen, während sie dabei auch jegliche Geräusche oder Vibrationen verringern, die in einer verzahnten Verbindung in einem Gleichlaufgelenk 11 entstehen könnten. Die Mehrzahl von Zähnen 62 ist jeweils an der Stirnfläche sowohl des Flansches 38 als auch des Gelenkaußenteils 36 vorgesehen und am Außenrand sowohl des Flansches 38 als auch des Gelenkaußenteils 36 angeordnet. Die Zähne 62 können eine kontinuierliche Reihe von Zähnen 62 entlang des gesamten Außenrandes bilden oder es können vorbestimmte Zwischenräume 64 zwischen den Zähnen 62 zur Gewichtsreduzierung und zur einfacheren Montage vorgesehen sein. Die in der Ausführungsform dargestellten Zähne 62 sowohl auf dem Flansch 38 als auch auf dem Gelenkaußenteil 36 sind im allgemeinen quadratisch bemessene Zähne 62; es kann jedoch jede andere Zahnform in Abhängigkeit von den Gestaltungsanforderungen des Gleichlaufgelenks 11 verwendet werden. Auf diese Weise kommen die Zähne 62 auf dem Flansch 38 mit den Zähnen 62 auf dem Gelenkaußenteil 36 in Eingriff und schaffen eine drehfeste Verbindung zwischen dem Gelenkaußenteil 36 und dem Flansch 38, die eine Drehmomentübertragung über das Gleichlaufgelenk 11 ermöglicht. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass unterschiedliche Höhen, Breiten und Winkel bei den Zähnen 62 sowohl des Flansches 38 als auch des Gelenkaußenteils 36 verwendet werden können, die es ermöglichen, dem erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenk 11 spezifische Drehmomentübertragungseigenschaften zu verleihen.
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Der Flansch 38 und das Gelenkaußenteil 36 des erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks 11 werden in Axialrichtung durch einen schraubenlosen, an dem Gelenk angebrachten Ringbund 66 verbunden und befestigt. Der Ringbund 66 weist im Allgemeinen die Form eines Zylinderrohrs auf. Es sei darauf hingewiesen, dass alle vorstehend beschriebenen Teile, d. h. das Gelenkinnenteil 42, der Käfig 46, die Laufkugeln 44, das Gelenkaußenteil 36, der Flansch 38 sowie der Ringbund 66, im allgemeinen aus einem Stahlwerkstoff bestehen, es wird jedoch angemerkt, dass auch jedes andere Metall, harter Kunststoff, Verbundwerkstoff, etc. für all diese Teile des erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks 11 zur Anwendung kommen können.
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6 zeigt eine Ausführungsform des schraubenlosen, am Gelenk angebrachten axialen Befestigungsbundes 66. Das Gleichlaufgelenk 11 umfasst eine Mehrzahl von Gewindegängen 68 an einer Außenfläche des Flansches 38. Der Ringbund 66 umfasst (ebenfalls) eine Mehrzahl von Gewindegängen 70 an einer Innenfläche des Ringbundes 66 an dessen einem Ende. Es sei darauf hingewiesen, dass die Gewindegänge 68, 70 jeweils ein vollständiges Gewinde bilden können, das um den gesamten Umfang sowohl des Flansches 38 als auch des Ringbundes 66 herum angeordnet ist. Es ist jedoch auch beabsichtigt, ein unterbrochenes Gewinde zu verwenden, das Gewindegänge in vorbestimmten Bögen sowohl auf der Außenfläche des Flansches 38 als auch auf der Innenfläche des Ringbundes 66 aufweist. Das unterbrochene Gewinde ermöglicht eine einfachere Montage, da der Ringbund mit nur einer Teildrehung des Ringbundes gegenüber dem Flansch arretiert werden kann. Der Ringbund 66 umfasst auch einen vorspringenden Randabschnitt 72, der auch als Rand oder Flansch bezeichnet werden kann, der sich in einer radial nach innen weisenden Richtung an dem den Gewindegängen 70 entgegengesetzten Ende erstreckt.
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Beim Einbau werden der Flansch 38 und das Gelenkaußenteil 36 so zueinander ausgerichtet, dass die Stirnflächenkeilprofile 60 miteinander kämmen. Als nächstes wird der Ringbund 66 auf dem Gelenkaußenteil 36 angeordnet und die Gewindegänge 68, 70 zwischen dem Ringbund 66 und dem Flansch 38 miteinander in Eingriff gebracht, so dass der Ringbund 66 gedreht werden kann, bis das Gelenkaußenteil 36 und der Flansch 38 aneinander befestigt sind. Wenn der Ringbund 66 in seiner vollständig eingedrehten oder gesicherten Position ist, befindet sich der vorspringende Rand 72 in Kontakt mit einer Manschettenabdeckung 74 oder dem Gelenkaußenteil 36 und die Gewindegänge 68 am Flansch 38 wirken mit den Gewindegängen 70 am Ringbund 66 zusammen, um eine sichere axiale Verbindung für das Gleichlaufgelenk 11 herzustellen. Dadurch wird das Gleichlaufgelenk 11 axial innerhalb der Längswellenumgebung des Kraftfahrzeugs festgelegt, ohne dass Schrauben zur Befestigung des Gleichlaufgelenks 11 an der Längswelle 26 verwendet werden. Der Einsatz des Ringbundes 66 verringert die Montagezeit für das Gleichlaufgelenk 11 in das Kraftfahrzeug.
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Es sei darauf hingewiesen, dass auch die Verwendung einer Befestigungsanordnung 76 beabsichtigt ist, um das Gelenkaußenteil 36 am Flansch 38 festzulegen, siehe auch 2 und 4. Die Befestigungsanordnung 76 umfasst eine Mehrzahl von Nuten 78 mit vorbestimmter Breite und Tiefe, die auf der Fläche des Flansches 38 oder des Gelenkaußenteils 36 nächst den Zähnen 62 des Stirnflächenkeilprofils 60 des Flansches 38 oder des Gelenkaußenteils 36 angeordnet ist. Die Nuten 78 werden mit einer Mehrzahl von Stegen oder Vorsprüngen 80 in Eingriff gebracht, die sich von einer Innenfläche des Ringbundes 66 erstrecken. Der Ringbund 66 wird auf dem Gelenkaußenteil 36 angeordnet und gedreht, bis der Steg 80 mit der Nut 78 in Eingriff ist, wodurch der Flansch 38 an dem Gelenkaußenteil 36 in Axialrichtung befestigt wird.
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7 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Gleichlaufgelenks 111, bei dem ein Ringbund 166 eingesetzt wird, um das Gelenkaußenteil 36 am Flansch 38 zu befestigen, wobei beide ein Stirnflächenkeilprofil 166, wie oben beschrieben, aufweisen. Gleiche Ziffern bezeichnen gleiche Teile. In 7 umfasst das Gelenkaußenteil 136 eine Mehrzahl von vollständigen Gewindegängen oder unterbrochenen Gewindegängen 168 entlang einer Außenfläche an einem seiner Enden. Der Ringbund 166 weist im Allgemeinen die Form eines Zylinderrohrs auf. Der Ringbund 166 umfasst darüber hinaus einen sich radial nach innen erstreckenden Rand oder Flansch 172. Der nach radial innen sich erstreckende Rand 172 am Ringbund 166 weist eine abgeschrägte Fläche 171 auf, die mit einer abgeschrägten Außenfläche des Flansches 138 zusammenpaßt. Beim Einbau wird der Flansch 138 mit dem Gelenkaußenteil 136 so ausgerichtet, dass die Zähne 162 der Stirnflächenkeilprofile 160 des Flansches 138 und des Gelenkaußenteils 136 miteinander kämmen. Nachdem der Flansch 138 und das Gelenkaußenteil 136 richtig zueinander ausgerichtet sind, wird der Ringbund 166 auf dem Flansch 138 angeordnet und über die vollständigen Gewindegänge oder die unterbrochenen Gewindegänge 168, 170 mit dem Gelenkaußenteil 136 in Eingriff gebracht und mit diesem verbunden. Wenn der Ringbund 166 in seine vollständig eingedrehte oder gesicherte Position gebracht wird, liegt die abgeschrägte Fläche 171 an der abgeschrägten Fläche des Flansches 138 an und sichert den Flansch 138 in Axialrichtung am Gelenkaußenteil 136. Deshalb wird der Ringbund 166 gedreht, bis der abgeschrägte Rand 172 des Ringbundes 166 mit der abgeschrägten Fläche des Flansches 138 zusammenwirkt. Die unterbrochenen Gewindegänge können wie oben beschrieben verwendet werden, um eine Montage mit einer Vierteldrehung, einer halben Drehung, etc. bei dem Gleichlaufgelenk 111 zu ermöglichen.
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Die Ausführungsform nach 7 kann auch eine Befestigungsanordnung ähnlich der in 4 beschriebenen aufweisen. Die Befestigungsanordnung umfasst eine Mehrzahl von Nuten, die auf einer Außenfläche des Gleichlaufgelenkaußenteils 136 vorgesehen sind. Der Ringbund 166 würde dann eine Mehrzahl von Stegen oder Vorsprüngen umfassen, die mit den Nuten zusammenwirken, um eine sichere Axialverbindung für das Gleichlaufgelenk 111 zu bilden. Wenn der Flansch 138 axial an dem Gelenkaußenteil 136 befestigt ist, kann das Drehmoment gleichförmig durch das Gleichlaufgelenk 111 geleitet werden, ohne dass Schrauben oder Bolzen nötig sind, um das Gleichlaufgelenk 111 axial gegenüber der Längswelle oder einem anderen Antriebsstrangelement zu sichern. Es sei darauf hingewiesen, dass der Befestigungsvorsprung, der sich in einer geplanten Ausführung von der Innenfläche des Ringbundes 166 erstreckt, so federbeaufschlagt ist, dass er, wenn er über dem Gelenkaußenteil 136 plaziert ist, mit den Nuten an der Außenfläche des Gelenkaußenteils 136 mittels einer Kraft zusammenwirkt, die radial nach innen wirkt, um den Vorsprung innerhalb der Nut zu sichern, wodurch der Flansch 138 axial an dem Gelenkaußenteil 136 sicher befestigt wird.
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8 zeigt eine weitere alternative Ausführung eines erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks 211, bei dem der Flansch 238 axial an dem Gelenkaußenteil 236 ohne die Verwendung von Schrauben befestigt ist. Gleiche Ziffern bezeichnen auch hier gleiche Teile. In dieser Ausführung ist eine Mehrzahl von vollständigen oder unterbrochenen Gewindegängen 268 auf der Oberfläche des Gelenkaußenteils 236 angeordnet. Der Ringbund 266 weist im Allgemeinen die Form eines Zylinderrohrs auf. Der Ringbund 266 umfasst ebenfalls eine Mehrzahl von vollständigen Gewindegängen 270 oder unterbrochenen Gewindegängen an einer Innenfläche an einem seiner Enden. Der Ringbund 266 weist auch an dem entgegengesetzten Ende davon einen axial sich erstreckenden Rand oder Flansch 272 auf. Während des Einbaus wird der Flansch 238 mit dem Gelenkaußenteil 236 ausgerichtet und mit diesem in Eingriff gebracht. Das Stirnflächenkeilprofil 260 des Flansches 238 und des Gelenkaußenteils 236 werden miteinander verzahnt, um eine drehfeste Verbindung zwischen dem Flansch 238 und dem Gelenkaußenteil 236 herzustellen. Der Ringbund 266 wird auf dem Flansch 238 angeordnet und dann gedreht, bis der Rand 272 des Ringbundes 266 mit dem Flansch 238 des Gleichlaufgelenks 211 zusammenwirkt. Wenn der Rand 272 an dem Flansch 238 des Gleichlaufgelenks 211 anliegt, sind das Gelenkaußenteil 236 und der Flansch 238 des Gleichlaufgelenks 211 axial zueinander festgelegt. Der Ringbund 266 kann unterbrochene Gewindegänge aufweisen und so angeordnet sein, dass schon eine Vierteldrehung, eine halbe Drehung oder eine Dreivierteldrehung, etc. ausreicht, sobald der Ringbund 266 auf dem Flansch 238 und dem Gelenkaußenteil 236 angeordnet ist. Bei Verwendung von unterbrochenen Gewindegängen würde ein glatter Abschnitt des Ringbundes 266 mit einem gewindetragenden Abschnitt des Gelenkaußenteils 236 ausgerichtet und der Ringbund 266 würde verschoben werden, bis der Rand 272 an dem Flansch 238 des Gleichlaufgelenks 211 anliegt, sodann würde der Ringbund 266 im oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht, bis die Gewindegänge 268, 270 miteinander in Eingriff sind und auf diese Weise den Flansch 238 mittels des Ringbundes 266 an dem Gelenkaußenteil 236 befestigen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass eine Befestigungsanordnung verwendet werden kann, wie sie in den 2 und 4 für die vorliegende Erfindung beschrieben ist. Der Ringbund 266 würde eine Mehrzahl von Befestigungsvorsprüngen umfassen, die sich von einer Innenfläche nahe dem Ende des Ringbundes erstrecken. Diese Befestigungsvorsprünge würden in eine radial nach innen weisende Richtung gedrängt, wenn der Ringbund 266 richtig mit den Nuten des Gelenkaußenteils 236 ausgerichtet ist, wodurch eine sichere axiale Verbindung zwischen dem Gleichlaufgelenkflansch 238 und dem Gelenkaußenteil 236 hergestellt würde. Auch diese Anordnung ermöglicht eine Weiterleitung von Drehmoment über das Gleichlaufgelenk 211 zur Längswelle und zu den zu verwendenden Achsmodulen. Die axiale Befestigung für alle Ausführungsformen erfolgt ohne die Verwendung von Schrauben oder Bolzen, wodurch das Gewicht und Kosten reduziert werden und sich die Montage des Gleichlaufgelenks vereinfacht; dies gilt für die Anwendung aller drei beschriebenen axialen Befestigungsarten.
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Aus den vorgenannten Gründen ermöglichen alle vorstehend erläuterten Ausführungsformen des schraubenlosen Ringbundes 66 zur Axialbefestigung, dass ein Gleichlaufgelenk 11 in den Antriebsstrang eines Fahrzeugs ohne Verwendung von Schrauben und Bolzen befestigt und eingebaut werden kann. Das Drehmoment wird über die Längswelle 26 und die Gleichlaufgelenke 11 mittels eines Stirnflächenkeilprofils 60 zwischen dem Flansch 38 und dem Gelenkaußenteil 36 des Gleichlaufgelenks 11 weitergeleitet. Ein Ringbund 66 wird verwendet, um den Flansch 38 mit dem Gelenkaußenteil 36 zu verbinden und diese in Axialrichtung aneinander zu befestigen. Auf diese Weise wird das Gleichlaufgelenk 11 axial im Antriebsstrang festgelegt, es weist jedoch ein Stirnflächenkeilprofil 60 auf, damit Drehmoment über das Gleichlaufgelenk 11 und auf die Achsmodule oder Räder im Kraftfahrzeug übertragen werden kann. Die Verwendung des Ringbundes 66 verringert das Gewicht, macht die Montage weniger komplex und ermöglicht die Anwendung einer Reihe von Techniken und die Benutzung von unterschiedlichen Gleichlaufgelenken in verschiedenen Bereichen des Fahrzeugantriebsstranges.
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Die vorliegende Erfindung wurde beispielhaft beschrieben. Es versteht sich, dass die verwendete Terminologie der Beschreibung und nicht der Begrenzung dienen soll.
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Es sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Licht der obigen Lehre möglich. Aus diesem Grund kann die vorliegende Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der zugehörigen Ansprüche auch anders, als spezifisch beschrieben, ausgeübt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Gelenkanordnung/Gleichlaufgelenk
- 12
- Antriebsstrang
- 14
- Motor
- 16
- Getriebe
- 18
- Abtriebseinheit
- 20
- Vorderachsdifferential
- 22
- vordere rechte Seitenwelle
- 24
- vordere linke Seitenwelle
- 25
- Rad
- 26
- Längswelle/Gelenkwelle
- 28
- Hinterachsdifferential
- 30
- hintere rechte Seitenwelle
- 32
- hintere linke Seitenwelle
- 34
- Kardangelenk
- 36
- Gelenkaußenteil
- 38
- Flansch
- 40
- Gleichlaufgelenkinnenraum
- 42
- Gelenkinnenteil
- 44
- Mehrzahl von Kugeln oder Rollenelementen
- 46
- Käfig
- 48
- Vertiefung oder Bahn
- 52
- Bördel
- 54
- Manschettenbauteil
- 56
- Ringschulterabschnitt
- 58
- Stopfen oder Abdeckungen
- 60
- Stirnflächenkeilprofil
- 62
- Mehrzahl von vordefinierten Zähnen
- 64
- vorbestimmte Zwischenräume
- 66
- schraubenloser Gelenkbefestigungsringbund
- 68
- Mehrzahl von Gewindegängen an einer Flanschaußenfläche
- 70
- Mehrzahl von Gewindegängen an einer Ringbundinnenfläche
- 72
- vorspringender Randabschnitt
- 74
- Manschettenabdeckung
- 76
- Befestigungsanordnung
- 78
- Mehrzahl von Nuten mit vorbestimmter Breite und Tiefe
- 80
- Mehrzahl von Stegen und Vorsprüngen
- 111
- Gleichlaufgelenk
- 136
- Gelenkaußenteil
- 138
- Flansch
- 160
- Stirnflächenkeilprofil
- 166
- Ringbund
- 168
- Mehrzahl von Gewindegängen an einer Außenfläche des Gelenkaußenteils
- 170
- Mehrzahl von Gewinden an einer Ringbundinnenfläche
- 171
- Schrägfläche/Abschrägung
- 172
- radial sich nach innen erstreckender Rand
- 211
- Gleichlaufgelenk
- 236
- Gelenkaußenteil
- 238
- Flansch
- 260
- Stirnflächenkeilprofil
- 266
- Ringbund
- 268
- Mehrzahl von Gewindegängen an einer Außenfläche des Gelenkaußenteils
- 270
- Mehrzahl von Gewindegängen an einer Ringbundinnenfläche
- 272
- vorspringender Randabschnitt
