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Die Erfindung betrifft ein Axialgelenk und ein zugehöriges Anschlussbauteil, beispielsweise für ein Achssystem oder für die Lenkung eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Axialkugelgelenke sind grundsätzlich ähnlich aufgebaut wie Radialkugelgelenke, beispielsweise Radialgelenke von Pendelstützen, mit dem wesentlichen Unterschied, dass die Krafteinleitung in das Gelenkgehäuse beim Axialgelenk im Wesentlichen koaxial zum Gelenkgehäuse (bzw. zum Kugelzapfen in der Neutralstellung) erfolgt, während die Krafteinleitung in das Gelenkgehäuse am Radialgelenk im allgemeinen in radialer Richtung erfolgt, bezogen auf das Gelenkgehäuse bzw. den Kugelzapfen.
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Beispielsweise sind Axialgelenke Bestandteil von Spurstangen. Derartige Spurstangen kommen bei der Lenkung von Fahrzeugachsen zum Einsatz und verbinden dort üblicherweise den Radträger eines Rades mit dem Lenkgetriebe. Insbesondere werden hierbei die Lenk- und Radführungskräfte über das jeweilige Axialgelenk auf die Zahnstange des Lenkgetriebes übertragen. Bei der Ein- und Ausfederung des gelenkten Rades wirken bei Auswinkelung – neben den Axialkräften in Längsrichtung des Axialgelenks – zudem auch nicht unerhebliche Querkräfte in radialer Richtung auf das Gehäuse des Axialgelenks ein, bzw. müssen durch das Axialgelenk dementsprechend an das jeweilige Anschlussbauteilübertragen werden.
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Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
DE 100 45 820 A1 und der
DE 197 15 805 A1 , ist es bekannt, die Gelenkgehäuse von Axialgelenken mittels eines am Gelenkgehäuse angeformten Gewindebolzens mit den jeweiligen Anschlussbauteilen, also beispielsweise mit der Zahnstange eines Lenkgetriebes, zu verbinden. Hierbei kommt die im Wesentlichen plane Stirnseite des Gelenkgehäuses an der dementsprechend ebenfalls planen Stirnseite des Anschlussbauteils zur Anlage, wobei das Anschlussbauteil eine Gewindebohrung zur Aufnahme des Gewindebolzens am Gelenkgehäuse aufweist Die Stirnseiten von Gelenkgehäuse und Anschlussbauteil (also beispielsweise Zahnstange) werden dabei mittels der Verschraubungskräfte zwischen Gelenkgehäuse und Anschlussbauteil plan aufeinander gepresst, wodurch sich eine – in radialer Richtung, bezogen auf das Gelenkgehäuse – lediglich kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Gelenkgehäuse des Axialgelenks und dem Anschlussbauteil ergibt.
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Dies bedeutet jedoch, dass die im Betrieb auf das Axialgelenk einwirkenden und von diesem zu übertragenden Querkraftkomponenten lediglich mittels Kraftschluss vom Axialgelenk auf das Anschlussbauteil übertragen werden können. Um somit die erforderliche Übertragbarkeit auch von Querkräften zwischen Axialgelenk und Anschlussbauteil zu gewährleisten, muss die Verschraubung zwischen Axialgelenk und Anschlussbauteil deutlich starker vorgespannt werden, als dies zur Übertragung der Axialkräfte – mittels Formschluss im Gewinde bzw. an den einander zugewandten Stirnseiten von Axialgelenk und Anschlussbauteil – notwendig wäre.
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Durch diese erhöhte Vorspannungskraft der Verschraubung zwischen Axialgelenk und Anschlussbauteil reduziert sich entweder die Belastbarkeit (quasistatisch und dynamisch) der Verschraubung, oder es muss zum Erhalt der Belastbarkeit eine bezüglich der Axialkräfte überdimensionierte Gewindegröße gewählt werden. Die erhöhte Vorspannkraft führt zudem auch zu einer vergleichsweise hohen Flächenpressung zwischen den Stirnseiten von Gelenkgehäuse und Anschlussbauteil, was die prinzipiell unerwünschte Relaxation bzw. das unerwünschte Setzverhalten der Schraubverbindung verstärken kann.
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Mit diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Axialgelenk mit zugehörigem Anschlussbauteil bereitzustellen, mit dem die genannten Nachteile des Standes der Technik überwunden werden können. Insbesondere soll die Erfindung dabei ermöglichen, nicht nur Längs-, sondern auch Querkräfte zwischen dem Gelenkgehäuse des Axialgelenks und dem Anschlussbauteil sicher übertragen zu können, ohne dass hierzu die Verschraubung zwischen Axialgelenk und Anschlussbauteil überdimensioniert oder zusätzlich vorgespannt werden müsste. Ferner soll das Setzverhalten zwischen Axialgelenk und Anschlussbauteil möglichst minimiert, und die durch minimale Relativbewegungen der Stirnseiten von Axialgelenk und Anschlussbauteil hervorgerufene Relaxation sowie der damit verbundene Vorspannkraftverlust reduziert bzw. möglichst unterbunden werden.
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Auf diese Weise soll eine möglichst optimale bzw. minimale Dimensionierung und Auslegung von Axialgelenk, Verschraubung und Anschlussbauteil ermöglicht werden, um somit insbesondere Bauraum, Material und Kosten einzusparen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Axialgelenk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In für sich genommen zunächst bekannter Weise umfasst das Axialgelenk gemäß der vorliegenden Erfindung ein im Wesentlichen topfförmiges Gelenkgehäuse, in dessen Innenraum die Kugel eines Kugelzapfens gleitbeweglich aufgenommen ist. Gleichzeitig besitzt das Gelenkgehäuse einem Gewindebolzen, welcher zur Verschraubung des Axialgelenks mit einem entsprechenden Innengewinde des zugehörigen Anschlussbauteils dient.
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Erfindungsgemäß jedoch zeichnet sich das Axialgelenk durch einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Querschnittsübergang zwischen Gelenkgehäuse und Gewindebolzen aus. Dabei ist der Querschnittsübergang zumindest bereichsweise formkorrespondierend zu einer entsprechenden Ansenkung des Innengewindes am Anschlussbauteil ausgebildet, und kommt bei der Verbindung des Axialgelenks mit dem Anschlussbauteil unter Formschluss an der Ansenkung des Anschlussbauteils zur Anlage.
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Durch die Kombination aus rotationssymmetrischem Querschnittsübergang am Gelenkgehäuse und hierzu formkorrespondierender Ansenkung am Anschlussbauteil ergibt sich mit anderen Worten eine nun auch in gelenkgehäuseradialer Richtung formschlüssige Verbindung zwischen Axialgelenk und Anschlussbauteil. Dies wird in Form einer vorteilhaften Aufgabenteilung zwischen Gewindeverbindung und der Kombination aus Querschnittsübergang und Ansenkung erreicht, indem die Gewindeverbindung die Axialkräfte überträgt bzw. für die Vorspannung sorgt, während Querkräfte durch die formschlüssige Kombination aus Querschnittsübergang und Ansenkung übertragen werden.
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Da die zu übertragenden Querkräfte nun – im Unterschied zum Stand der Technik – nicht mehr kraftschlüssig übertragen werden müssen, sondern mittels Formschluss übertragen werden, kann die erforderliche Vorspannkraft der Verschraubung zwischen Axialgelenk und Anschlussbauteil so weit reduziert werden, dass die verbleibenden Axialkräfte noch mit Sicherheit übertragen werden können. Hierdurch kann die Verschraubung dementsprechend kleiner dimensioniert werden, wahlweise (bei unveränderter Dimensionierung der Verschraubung) erhöht sich die Belastbarkeit der Verbindung zwischen Axialgelenk und Anschlussbauteil entsprechend.
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Durch die reduzierte Vorspannkraft und gleichzeitig vergrößerte Kontaktfläche zwischen Axialgelenk und Anschlussbauteil wird auch die Flächenpressung im Bereich der Anlage zwischen Axialgelenk und Anschlussbauteil erheblich reduziert. Hierdurch – sowie durch die dank Formschluss zusätzlich eliminierten Mikrobewegungen zwischen Axialgelenk und Anschlussbauteil – werden auch das Setzverhalten ebenso wie die Relaxation im Bereich der Kontaktflächen dementsprechend verbessert bzw. verringert.
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Zusätzlich ergibt sich aufgrund des erfindungsgemäßen Querschnittsübergangs von der Stirnseite des Gelenkgehäuses zum Gewindebolzen des Axialgelenks eine Verbesserung des Kraftlinienverlaufs insbesondere im Bereich des Ansatzes des Gewindebolzens am Gelenkgehäuse. Hierdurch verringert sich die Kerbwirkung, und die Belastbarkeit der Verbindung zwischen Gelenkgehäuse und Anschlussbauteil lässt sich weiter deutlich erhöhen.
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Schließlich ergeben sich durch die erfindungsgemäße Formgebung mit Querschnittsübergang zwischen Gelenkgehäuse und Gewindebolzen auch erhöhte konstruktive Freiheiten bezüglich der Gestaltung des Gelenkgehäuses im Bereich der Verschraubung. Da die Gelenkgehäuse der gattungsgemäßen Axialgelenke üblicherweise im Fließpressverfahren hergestellt werden, können Gelenkgehäuse dank des Querschnittsübergangs (durch den beim Fließpressen das Fließen des Gelenkgehäusematerials in Richtung des Gewindezapfens erleichtert wird) beispielsweise einen längeren Gewindezapfen erhalten und damit z. B. als leichte und gleichzeitig hochfeste Dehnschraube ausgebildet werden.
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Die Erfindung wird unabhängig davon verwirklicht, welche Formgebung der Querschnittsübergang zwischen Gelenkgehäuse und Gewindebolzen, und die zum Querschnittsübergang formkorrespondierende Ansenkung am Anschlussbauteil erhält, solange die Formgebung von Querschnittsübergang und Ansenkung das formschlüssige Ineinandergreifen von Gelenkgehäuse und Anschlussbauteil erlauben.
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Gemäß besonders bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sind Querschnittsübergang bzw. Ansenkung jeweils im Wesentlichen kegelförmig ausgebildet, entsprechen im Wesentlichen einem Kugelabschnitt oder stimmen im Wesentlichen mit einem Paraboloid- oder Ellipsoidabschnitt überein.
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Beispielsweise kann dabei der Querschnittsübergang am Axialgelenkgehäuse konvex kugelabschnittsförmig, konvex paraboloidabschnittsförmig oder konvex ellipsoidabschnittförmig ausgebildet sein. Die zugehörige Ansenkung am Anschlussbauteil bzw. an der Zahnstange kann dabei formkorrespondierend zum Querschnittsübergang, also entsprechend konkav kugelabschnittsförmig, konkav paraboloidabschnittsförmig oder konkav ellipsoidabschnittförmig ausgeformt sein.
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Ebenso ist eine Kombination aus einem konvex kugel-, paraboloid- oder ellipsoidabschnittförmig ausgebildeten Querschnittsübergang am Axialgelenkgehäuse mit einer kegelförmig ausgebildeten Ansenkung am Anschlussbauteil denkbar, wodurch insbesondere die Anforderungen an die Formgenauigkeit von Querschnittsübergang und Ansenkung reduziert werden. Ähnliches gilt für eine mit einem konvexen Kreis-, Parabel- oder Ellipsenabschnitt übereinstimmende Hüllkurve der Ausnehmung am Anschlussbauteil, in Kombination mit einem kegelförmigem Querschnittsübergang am Gelenkgehäuse.
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Ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, kann die Hüllkurve des Querschnittsübergangs auch in Form eines konkaven Kreisabschnitts, eines konkaven Parabelabschnitts oder eines konkaven Ellipsenabschnitts ausgebildet sein, während die Ansenkung am Anschlussbauteil einem dementsprechend formkorrespondierenden, konvexen Kreis-, Parabel- oder Ellipsenabschnitt entspricht.
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, dass die Hüllkurve des Querschnittsübergangs und/oder der Ansenkung zumindest abschnittsweise mit dem positiven Ast des Arkuskotangens, des Areasinus Hyperbolicus, des Areakosinus Hyperbolicus, des Kotangens Hyperbolicus, oder des Kosekans Hyperbolicus übereinstimmt.
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Mit diesem Hintergrund kann die Hüllkurve des Querschnittsübergangs auch aus mehreren – vorzugsweise stetig und glatt, also tangential, bzw. mathematisch ausgedrückt stetig und differenzierbar ineinander übergehenden – Kurvenabschnitten zusammengesetzt sein. Dabei kann die Hüllkurve insbesondere ineinander übergehende Geradensegmente, Kreissegmente, Parabelsegmente, Ellipsensegmente, Segmente des Arkuskotangens, des Areasinus Hyperbolicus, des Areakosinus Hyperbolicus, des Kotangens Hyperbolicus oder des Kosekans Hyperbolicus umfassen.
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Die erstgenannten Ausführungsformen des Querschnittsübergangs bzw. der Ansenkung (Kegel- bzw. Ellipsen-, Parabel- oder Kugelabschnitte) haben dabei insbesondere den Vorteil der einfacheren Herstellbarkeit, während letztere Ausführungsformen (trigonometrische Hüllkurven) insbesondere in Bezug auf besonders niedrige Materialspannungen und damit auch besonders hohe Dauerfestigkeit optimiert werden können. Durch den Einsatz der letztgenannten, trigonometrischen Hüllkurven für den Querschnittsübergang am Axialgelenk (bzw. für die Ansenkung des Anschlussbauteils) lassen sich insbesondere die auftretenden Material- bzw. Kerbspannungen massiv reduzieren, wodurch sich die Lebenserwartung bzw. Belastbarkeit der Verbindung zwischen Axialgelenk und Anschlussbauteil dementsprechend erhöht.
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Insbesondere bei den trigonometrischen Hüllkurven für den Querschnittsübergang bzw. die Ansenkung hängt dies damit zusammen, dass mit diesen Hüllkurven ein besonders gleichmäßiger und allmählicher – und damit in Bezug auf die Vermeidung von Kerbspannungen optimaler – Verlauf der Hüllkurve für den Querschnittsübergang erreicht wird. Ausführlich dargestellt sind die Eigenschaften und Vorteile der genannten trigonometrischen Hüllkurven für den Querschnittsübergang in der als
DE 10 2009 054 571 A1 veröffentlichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin, die in ihrem Offenbarungsgehalt bezüglich der genannten Hüllkurven in die Offenbarung der vorliegenden Erfindung einbezogen wird.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Gewindebolzen des Axialgelenks als Dehnschraube ausgeführt ist, wobei sich der Dehnbereich der Dehnschraube insbesondere stetig und glatt (also tangential, bzw. mathematisch ausgedrückt stetig und differenzierbar) an den Querschnittsübergang anschließt. Auf diese Weise wird sowohl die Kerbwirkung im Bereich des Übergangs zwischen Gelenkgehäuse und Gewindebolzen reduziert, der gewünschte Formschluss zwischen Axialgelenk und Anschlussbauteil lässt sich erreichen, und zusätzlich wird aufgrund der Ausführung des Gewindebolzens als Dehnschraube eine besonders hohe Dauerfestigkeit und Betriebssicherheit im Bereich der Verschraubung erzielt.
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Bei dieser Ausführungsform erfolgt eine Anlage des Gelenkgehäuse-Querschnittsübergangs am entsprechenden Anschlussbauteil lediglich im Bereich des gelenkgehäuseseitigen Endes des Querschnittsübergangs. Das verschraubungsseitige Ende des Querschnittsübergangs hingegen liegt bei dieser Ausführungsform nicht am Anschlussbauteil an, sondern bildet bereits selbst einen Teil des Dehnbereichs der Verschraubung.
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Dies bedeutet mit anderen Worten, dass der Querschnittsübergang am Gelenkgehäuse eine Doppelfunktion erfüllt, indem er einerseits die Kontur für die (radial) formschlüssige Anlage des Gelenkgehäuses am Anschlussbauteil bildet, und indem er andererseits auch den Übergang zu einem Dehnbereich für das Gewinde des Gelenkgehäuses darstellt. Das gelenkgehäuseseitige Ende des Querschnittsübergangs liegt somit unverändert formschlüssig an der entsprechenden Ansenkung des Anschlussbauteils an, während das anschlussbauteilseitige Ende des Querschnittsübergangs bei dieser Ausführungsform Teil eines Dehnbereichs des (hier als Dehnschraube ausgeführten) Gelenkgehäuse-Gewindebolzens ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellender Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 in schematischer Darstellung ein Axialgelenk gemäß dem Stand der Technik; und
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2 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch das Gelenkgehäuse eines Axialgelenks sowie durch das zugehörige Anschlussbauteil, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt zunächst ein Axialgelenk, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Das Gelenkgehäuse 1 des Axialgelenks lässt sich mittels der Verschraubung 2 mit einem (hier nicht dargestellten) Anschlussbauteil verbinden, bei dem es sich im Fall der Anwendung bei der Lenkung eines Kraftfahrzeugs insbesondere um ein Ende der Zahnstange eines Lenkgetriebes handeln kann (vgl. hierzu 2). Im Gelenkgehäuse 1 des Axialgelenks ist eine Gelenkkugel 3 schwenkbeweglich aufgenommen. Die Gelenkkugel 3 ist am Ende eines zu einer Spurstange 4 gehörenden Kugelzapfens angeordnet, welche (zusammen mit einem hier nicht dargestellten Radialgelenk) im Beispielfall zur Übertragung der Lenk- und Radführungskräfte 5 zwischen einem Lenkgetriebe und dem Achsschenkel eines Rades dient.
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Im dargestellten Einbauzustand gemäß 1 wird das Gelenkgehäuse 1 des Axialgelenks – aus den unterschiedlichsten Gründen – nicht rein axial belastet, sondern die zu übertragende Kraft 5 aus der Spurstange liegt üblicherweise unter einem spitzen Winkel am Gelenkgehäuse 1 an. Zu diesen Gründen gehören beispielsweise die Einbausituation des Axialgelenks bzw. die Relativposition zwischen Lenkgetriebe und Achsschenkel ebenso wie die jeweilige Ein- oder Ausfederungslage sowie der Lenkeinschlagswinkel des Rades.
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Wie anhand 1 ersichtlich, kann bei den aus dem Stand der Technik bekannten Axialgelenken lediglich die bezüglich des Gelenkgehäuses 1 axiale Komponente 6 der Spurstangenkraft 5 mittels Formschluss zwischen dem Gehäuse 1 des Axialgelenks und dem Anschlussbauteil (beispielsweise der Zahnstange eines Lenkgetriebes) übertragen werden. Der Formschluss bezüglich der axialen Komponente 6 der Spurstangenkraft 5 wird dabei durch das Gewinde der Verschraubung 2 im Zusammenwirken mit der stirnseitigen Anlage 8 des Gelenkgehäuses 1 des Axialgelenks am Anschlussbauteil hergestellt.
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Die Querkraftkomponente 7 der Spurstangenkraft 5 hingegen muss bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Axialgelenk gemäß 1 im Wesentlichen mittels Kraftschluss bzw. Reibung übertragen werden. Zum Aufbau der hierfür notwendigen Haftreibungskräfte zwischen der Stirnseite 8 des Axialgelenks und der entsprechenden (hier nicht dargestellten) Gegenfläche am Anschlussbauteil muss die Verschraubung 2 zwischen dem Axialgelenk und dem Anschlussbauteil eine zusätzliche Vorspannung erfahren.
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Diese zusätzlich erforderlichen Vorspannungskräfte führen jedoch zu einer unerwünschten Verringerung der Leistungsfähigkeit oder Belastbarkeit der Verschraubung 2, bzw. die Verschraubung 2 muss dementsprechend stärker dimensioniert werden, um auch die Querkräfte 7 mittels Haftreibung sicher zwischen dem Gelenkgehäuse 1 und dem Anschlussbauteil übertragen zu können.
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Dem gegenüber steht die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Verbindung zwischen Gelenkgehäuse 1 und Anschlussbauteil 9 gemäß 2. Man erkennt, dass am Ansatz der Verschraubung 2 zwischen Gelenkgehäuse 1 und Anschlussbauteil 9 (z. B. Zahnstangenende einer Servolenkung) ein Querschnittsübergang 10 angeordnet ist. Der Querschnittsübergang 10 ist – bei der dargestellten Ausführungsform gemäß 2 – hier als Kegelabschnitt ausgebildet. Ebenso ist am Anschlussbauteil 9 eine dementsprechende, zum Querschnittsübergang 10 formkorrespondierende Ansenkung angeordnet.
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Dank des Querschnittsübergangs 10 zwischen Gelenkgehäuse 1 und Anschlussbauteil 9 und der hierzu formkorrespondierenden Ansenkung am Anschlussbauteil 9 wird die beim Stand der Technik gemäß 1 noch zur Richtung der Querkraft 7 parallele Stirnfläche 8 am Gelenkgehäuse 1 (und die hierzu formkorrespondierende Stirnseite des Anschlussbauteils) nahezu vollständig durch die hier kegelabschnittförmige Kontaktfläche 10 zwischen Gelenkgehäuse 1 und Anschlussbauteil 9 ersetzt. Dies bedeutet, dass die Verbindung zwischen Gelenkgehäuse 1 und Anschlussbauteil 9 nicht mehr auf Formschluss bzw. Haftreibung zur Übertragung der Querkräfte 7 angewiesen ist, sondern dass nun auch die Querkräfte 7 mittels Formschluss übertragen werden können.
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Aus diesem Grund kann auch die im Stand der Technik gemäß 1 zur Übertragung der Querkräfte 7 mittels Haftreibung und Formschluss noch erforderliche zusätzliche Vorspannkraft in der Verschraubung 2 entfallen. Hierdurch stehen – im Sinne einer vorteilhaften Aufgabentrennung – nahezu die gesamten Leistungsreserven der Verschraubung 2 nunmehr für die Übertragung der Axialkräfte 6 zur Verfügung, wodurch sich die Belastbarkeit der Verschraubung 2 erhöht. Wahlweise kann bei gleicher Leistungsfähigkeit der Verbindung zwischen Axialgelenk 1 und Anschlussbauteil 9 die Verschraubung 2 dank der Erfindung auch entsprechend kleiner dimensioniert werden, wodurch Bauraum, Masse und Kosten eingespart werden können.
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Durch die mit der Erfindung zudem vergrößerte Kontaktfläche 10 zwischen Gelenkgehäuse 1 und Anschlussbauteil 9 – ebenso wie durch die geringere erforderliche Vorspannung der Verschraubung 2 – wird zudem die Flächenpressung im Bereich der Kontaktfläche 10 verringert. Zusätzlich werden durch den Formschluss auch die Mikrobewegungen im Bereich der Kontaktfläche 10 eliminiert. Im Ergebnis können hierdurch auch die unerwünschten (von der Höhe der Flächenpressung bzw. von den Mikrobewegungen quer zur Kontaktfläche abhängigen) Relaxations- und Setzeffekte im Bereich der Kontaktfläche 10 zwischen Gelenkgehäuse 1 und Anschlussbauteil 9 reduziert bzw. eliminiert werden. Auch hierdurch verbessert sich die Belastbarkeit des Axialgelenks, hier insbesondere bezüglich der Verschraubung 2 zwischen Gelenkgehäuse 1 und Anschlussbauteil 9.
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Nicht zuletzt wird durch die erfindungsgemäße Formgebung mit Querschnittsübergang zwischen Gelenkgehäuse 1 und Verschraubung 2 auch die Kerbwirkung verringert, der Kraftlinienverlauf verbessert, und es ergeben sich weitere konstruktive Freiheiten bezüglich der Gestaltung des Gelenkgehäuses 1 im Bereich der Verschraubung 2. Insbesondere kann die Verschraubung 2 – da das Gelenkgehäuse 1 üblicherweise im Fließpressverfahren hergestellt wird – dank des Übergangsbereichs 10, der einen vergrößerten Querschnitt aufweist (wodurch beim Fließpressen das Fließen des Gelenkgehäusematerials in Richtung des Gewindezapfens erleichtert wird), beispielsweise mit einem längeren Gewindezapfen versehen und damit als besonders leichte und hochfeste Dehnschraube ausgebildet werden. Hierzu kann der Übergangsbereich 10 insbesondere allmählich und ohne jeden Querschnittssprung in den Schaft einer in diesem Fall als Dehnschraube ausgebildeten Verschraubung 2 übergehen, wodurch wiederum besonders dauerfeste bzw. besonders leichte Ausführungen der Verschraubung 2 zwischen Gelenkgehäuse 1 und Anschlussbauteil 9 möglich werden.
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Dies gilt insbesondere dann, wenn für die Formgebung des Querschnittsübergangs
10 zwischen Gelenkgehäuse
1 und Verschraubung
2 eine trigonometrische Hüllkurve wie beispielsweise der positive Ast des Arkuskotangens, des Areasinus Hyperbolicus, des Areakosinus Hyperbolicus, des Kotangens Hyperbolicus, des Kosekans Hyperbolicus oder eine Teilellipse herangezogen wird, wie im Detail in der als
DE 10 2009 054 571 A1 veröffentlichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin beschrieben, welche in ihrem diesbezüglichen Offenbarungsgehalt in die Offenbarung der vorliegenden Erfindung einbezogen wird.
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Im Ergebnis wird somit deutlich, dass sich mit der Erfindung Axialgelenke verwirklichen lassen, deren Schraubverbindung mit dem zugehörigen Anschlussbauteil entweder deutlich höher belastbar ist, oder bei denen die Schraubverbindung bei gleicher Belastbarkeit und Lebensdauer entsprechend kleiner und damit leichter dimensioniert werden kann. Zudem können auch Setzverhalten und Relaxation im Bereich der Anlage des Axialgelenks am Anschlussbauteil dank der Erfindung verbessert werden, wodurch sich wiederum wartungsfreie Einsatzdauer und Betriebssicherheit des Axialgelenks erhöhen lassen.
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Die Erfindung leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Bereitstellung bauraumsparender und leichter, jedoch hoch belastbarer Axialgelenke, insbesondere für die Anwendung im Bereich der Achssysteme oder der Lenkung von Kraftfahrzeugen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Verschraubung, Gewindebolzen
- 3
- Gelenkkugel
- 4
- Kugelzapfen, Spurstange
- 5
- Spurstangenkraft
- 6
- gelenkgehäuseaxiale Kraftkomponente
- 7
- Querkraftkomponente
- 8
- Stirnseite, Kontaktfläche
- 9
- Anschlussbauteil, Zahnstangenende
- 10
- Querschnittsübergang, Ansenkung, Kontaktfläche
