DE102010009685B4

DE102010009685B4 - Gleichlaufgelenk

Info

Publication number: DE102010009685B4
Application number: DE102010009685.7A
Authority: DE
Inventors: Keith A. Kozlowski; Brian J. Kleinfeld; Matthew A. Berube
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC; Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC; Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2017-10-19
Anticipated expiration: 2030-03-02
Also published as: DE102010009685A1; US20110059803A1; US8246475B2; CN101825143B; BRPI1000657A2; CN101825143A

Abstract

Gleichlaufgelenk (20), mit:
einer ersten Welle (22), wobei die erste Welle (22) einen Achsteil (32) aufweist, der sich zwischen einem ersten Ende (35) und einem zweiten Ende erstreckt, wobei zumindest eines des ersten Endes (35) und des zweiten Endes einen vergrößerten Gelenkteil (34) aufweist;
einer hohlen Manschette (44), die auf der ersten Welle (22) angeordnet ist, mit einem Gelenkende (46) und einem Wellenende (48), wobei das Gelenkende (46) nahe dem vergrößerten Gelenkteil (34) angeordnet ist und das Wellenende (48) nahe dem Achsteil (32) angeordnet ist; und
einem Abstandshalter (42) mit einer inneren Oberfläche (43), die auf dem Achsteil (32) angeordnet ist, und einer äußeren Oberfläche (41) mit dem darauf angeordneten Wellenende (48) der Manschette (44),
dadurchgekennzeichnet, dass
die äußere Oberfläche (41) des Abstandshalters (42) eine Anschlagschulter (64) aufweist, die an einem von der Manschette (44) weg angeordneten Ende (66) liegt, und das Wellenende (48) der Manschette (44) an die Anschlagschulter (64) stößt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Gleichlauf-(CV-)Gelenke und insbesondere auf CV-Gelenke, die abdichtende Manschettenanordnungen enthalten.
HINTERGRUND
CV-Gelenke werden typischerweise in Fahrzeugachsantriebswellen und insbesondere in Fahrzeugen mit Vorderradantrieb zwischen dem Getriebedifferential und dem antreibenden Rad verwendet. Die CV-Gelenke übertragen ein Drehmoment bei verschiedenen Drehzahlen, Winkeln und Teleskopstellungen zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle.
Gegenwärtige Entwicklungen auf dem Gebiet von CV-Gelenken sind im Allgemeinen auf eine Verbesserung der Leistung dieser CV-Gelenke gerichtet, wie zum Beispiel indem ihr Drehmomentübertragungsvermögen erhöht und ihr Geräusch und Vibration reduziert werden. Es ist auch notwendig, eine Abdichtung der verschiedenen Gelenkausführungen vorzusehen, die entwickelt wurden, um ihre Leistung sicherzustellen und einen wünschenswerten Schutz in ihren Betriebsumgebungen vorzusehen.
Es ist wünschenswert, die oben beschriebenen CV-Gelenke mit einer Manschette abzudichten, um zu verhindern, dass Staub und Fremdkörper eindringen und die Komponenten des CV-Gelenks beschädigen. Oft werden solche Manschetten aus vielen Gründen aus thermoplastischen Materialien hergestellt, einschließlich ihrer Kosten und ihrer Fähigkeit, den gewünschten Schutz für die CV-Gelenke über ihre Betriebslebensdauern bereitzustellen. Jedoch muss jede verwendete Manschette einen Durchgang der Teile mit größerem Durchmesser, wie zum Beispiel ihre Enden, welche Teile des CV-Gelenks aufweisen, dort hindurch gestatten, während auch eine Abdichtung gegen den kleineren Durchmesser des Achsteils der zugeordneten Welle geschaffen wird. Die thermoplastischen Manschetten, die typischerweise genutzt werden, sind, obgleich sie für den vorgesehenen Gebrauch ausreichend flexibel sind, verhältnismäßig unelastisch, das heißt die thermoplastischen Manschetten, die typischerweise genutzt werden, können nicht expandieren oder sich dehnen, um einen Durchgang der Teile mit größerem Durchmesser dort hindurch zu gestatten, und auch gegen die Achsteile mit kleinerem Durchmesser abdichten. Daher ist es wünschenswert, CV-Gelenke mit thermoplastischen Manschetten vorzusehen, welche den notwendigen Gelenkschutz liefern können, welche aber auch eine Designflexibilität für einen Einbau über verschiedene Teile der Gelenke, die vergrößerte Durchmesser aufweisen, liefern können, während eine Abdichtung auf Teilen mit verhältnismäßig kleineren Durchmessern wie zum Beispiel den Gelenkwellen ebenfalls geschaffen wird.
DE 19609423 C2 offenbart ein Gleichlaufgelenk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
US 34341 E beschreibt einen Abstandshalter und eine hohle Manschette für ein Gleichlaufgelenk. Eine äußere Oberfläche des Abstandshalters umfasst einen peripher verlaufenden Vorsprung, der mit einem an einer Innenfläche der Manschette angeordneten Kanal zusammenwirkt.
DE 19756768 A1 offenbart eine Gleichlaufgelenkwelle mit zwei Festgelenken und einem Abstandshalter.
DE 10137320 B4 zeigt eine Faltenbalganordnung für ein Gleichlaufgelenk, die eine entlang der Welle bewegliche Manschette und einen mit der Manschette verbundenen und mit ihr beweglichen Faltenbalg umfasst.
Aus der DE 2804339 C2 ist eine Schutzabdichtung für Kraftfahrzeug-Gelenkwellen mit einem Abstandshalter und zwei Kugelgelenken bekannt, wobei sich die Schutzabdichtung von einem Kugelgelenk bis zum anderen Kugelgelenk einstückig erstreckt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleichlaufgelenk zu schaffen, das leichter zu montieren ist. Diese Aufgabe wird durch das Gleichlaufgelenk gemäß Anspruch 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße CV-Gelenk enthält eine erste Welle, wobei die erste Welle einen Achsteil aufweist, der sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt, wobei zumindest eines des ersten Endes und des zweiten Endes einen vergrößerten Gelenkteil aufweist. Es enthält auch eine auf der ersten Welle angeordnete hohle Manschette mit einem Gelenkende und einem Wellenende, wobei das Gelenkende nahe dem vergrößerten Gelenkteil angeordnet ist und das Wellenende nahe dem Achsteil angeordnet ist. Das CV-Gelenk enthält auch einen Abstandshalter, wobei der Abstandshalter eine innere Oberfläche, die auf dem Achsteil angeordnet ist, und eine äußere Oberfläche mit dem darauf angeordneten Wellenende der Manschette aufweist. Ferner umfasst die äußere Oberfläche des Abstandshalters eine Anschlagschulter, die an einem von der Manschette weg angeordneten Ende liegt, wobei das Wellenende der Manschette an die Anschlagschulter stößt.
Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Verfahren zum Ausführen der Erfindung leicht erkannt, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und Einzelheiten erscheinen nur beispielhaft in der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen, wobei die detaillierte Beschreibung Bezug nimmt auf die Zeichnungen, in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht eines CV-Gelenks wie offenbart ist;
2 eine zerlegte perspektivische Ansicht des CV-Gelenks von 1 ist;
3 eine partielle Querschnittansicht des CV-Gelenks von 1 ist;
4 eine partielle Querschnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines zweiten CV-Gelenks auf einem zweiten Ende der Welle von 1 wie offenbart ist;
5 eine vergrößerte partielle Querschnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer ersten Welle mit einem vergrößerten Gelenkende und Achsteil ist, wobei eine Kugel und ein Abstandshalter darauf angeordnet sind;
6 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Abstandshalters wie hierin offenbart ist;
7 eine Draufsicht von vorn einer zweiten beispielhaften Ausführungsform eines Abstandshalters in einem nicht zusammengebauten Zustand ist;
8 eine Querschnittansicht des Abstandshalters von 7 ist, gelegt entlang Schnitt 8-8;
9 eine obere Draufsicht des Abstandshalters von 7 in einem partiell zusammengebauten Zustand ist; und
10 eine obere Draufsicht des Abstandshalters von 7 in einem zusammengebauten Zustand ist.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist in ihrer Art nur beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht beschränken. Es versteht sich, dass in allen Zeichnungen entsprechende Bezugsziffern gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
Es gibt verschiedene Anwendungen, bei denen es wünschenswert ist, eine thermoplastische Manschette zu verwenden, um ein CV-Gelenk abzudichten und das Gelenk vor der äußeren Anwendungsumgebung zu schützen. In einigen dieser Anwendungen weist die Welle, auf der die Manschette abdichtend befestigt werden soll, einen vergrößerten Endteil auf, der im Gelenk verwendet wird, wie zum Beispiel einen Taschenteil [engl. pocket portion], nahe dem Ende der Welle, über das die Öffnung in der Manschette vor einem Befestigen der Manschette an dem nicht vergrößerten Teil der Welle vorbeigeführt werden muss, welcher einen kleineren Durchmesser als der vergrößerte Endteil hat. In einigen dieser Anwendungen ist es nicht möglich, die Manschette während eines Einbaus über den schmalen Teil der Welle zu führen, und es ist notwendig, die Manschette über den vergrößerten Endteil der Welle zu führen. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn die Welle in der Anwendung schon befestigt ist und kein schmales freies Ende aufweist, über das die Manschette geführt werden kann, oder wenn die Welle an beiden Enden vergrößert ist, wie zum Beispiel wenn die Welle an jedem Ende einen Taschenteil des CV-Gelenks aufweist. Im Fall thermoplastischer Manschetten sind die für derartige Manschetten verwendeten thermoplastischen Materialien im Allgemeinen nicht ausreichend elastisch, um sich an die Unterschiede bei den Durchmessern der vergrößerten Endteile und nicht vergrößerten Endteile elastisch anzupassen und noch einen abdichtenden Eingriff mit dem nicht vergrößerten Teil der Welle zu schaffen, wodurch es erschwert wird, das Wellenende der Manschette gegen die Welle abzudichten. Für eine Welle mit einem vergrößerten Ende, wie zum Beispiel eine Welle für ein CV-Gelenk mit einem Taschenteil an einem oder beiden Enden, wird hierin eine thermoplastische Manschettenanordnung offenbart, die einen abdichtenden Eingriff des Wellenendes der Manschette mit dem nicht vergrößerten Teil der Welle durch die Verwendung eines umfangsmäßigen Abstandshalters ermöglicht, der so ausgebildet ist, dass er an dem Wellenende der Manschette und dem nicht vergrößerten Teil der Welle abdichtend angreift. Die Manschettenanordnung schafft ein abgedichtetes CV-Gelenk, das die Manschettenanordnung enthält, und kann auch eine Welle schaffen, die ein abgedichtetes CV-Gelenk und eine Manschettenanordnung an jedem Ende einschließt. Eine Manschettenanordnung, die den Abstandshalter enthält, kann auch so eingerichtet werden, dass sie eine bestimmte Indexierung der Lage des Wellenendes der Manschette auf der Welle vorsieht, ein Merkmal oder Merkmale, um das Wellenende sicher und abdichtend in Eingriff zu bringen, und eine Anschlagschulter, um die Position des Wellenendes der Manschette auf dem Abstandshalter zu indexieren, wie hierin offenbart ist.
Bezug nehmend auf die Figuren ist bei 20 ein CV-Gelenk allgemein dargestellt. Das CV-Gelenk 20 (3) ist dafür ausgebildet, Drehmoment zwischen einem ersten Ende 35 einer ersten Welle 22 und einer zweiten Welle 24 bei verschiedenen Drehzahlen, Gelenkwinkeln (α) und axialen Teleskopstellungen zu übertragen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann ein zweites CV-Gelenk 20' (4) ebenfalls mit einem zweiten Ende 35' der ersten Welle 22 gekoppelt und dafür ausgebildet sein, Drehmoment zwischen der ersten Welle 22 und einer dritten Welle 24' bei verschiedenen Drehzahlen, Winkeln und Teleskopstellungen zu übertragen. Die Verwendung einer ersten Welle 22, die für die Verwendung mit einem CV-Gelenk 20 ausgebildet ist und auch für eine Verwendung mit einem zweiten CV-Gelenk 20' ausgebildet sein kann, kann in jeder geeigneten Anwendung genutzt werden, die eine Übertragung eines Drehmoments entlang einer Reihe von Wellen erfordert, und ist besonders geeignet zu Verwendung in Achsantriebswellen von Kraftfahrzeugen und ist besonders nützlich im Antriebsstrang von Fahrzeugen mit Vorderradantrieb zwischen dem Getriebedifferential und den antreibenden Rädern. Es sollte jedoch festgestellt werden, dass das CV-Gelenk 20 oder eine Welle 24, die ein CV-Gelenk 20 und CV-Gelenk 20' enthält, unter anderen Umstanden genutzt werden kann, in welchen ein Drehmoment zwischen Wellen übertragen werden muss, die auslenken, das heißt sich in Bezug aufeinander bewegen, besonders jene, bei denen die Wellen in Bezug aufeinander gewinkelt oder teleskopartig verschoben oder beides werden.
Wie in 1–3 veranschaulicht enthält die zweite Welle 24 ein Gelenkgehäuse 26, das an einem Ende der zweiten Welle 24 angeordnet ist. Die zweite Welle 24 kann jede beliebige geeignete Wellenausgestaltung aufweisen, einschließlich massiver, hohler und teilweise hohler Wellenausgestaltungen. Die zweite Welle 24 ist um eine zweite Längsachse 28 drehbar. Das Gelenkgehäuse 26 enthält mehrere radial und in Umfangsrichtung beabstandete Rillen 30, die innerhalb einer inneren Bohrung 27 des Gelenkgehäuses 26 angeordnet sind. Die Rillen 30 erstrecken sich entlang der zweiten Längsachse 28. Wie gezeigt definiert das Gelenkgehäuse 26 drei Rillen 30, die sowohl radial als auch in Umfangsrichtung äquidistant voneinander um die zweite Längsachse 28 radial und in Umfangsrichtung beabstandet sind (d. h. um die zweite Längsachse 28 um 120 Grad voneinander beabstandet). Es sollte jedoch festgestellt werden, dass das Gelenkgehäuse 26 irgendeine andere Anzahl Rillen 30 wie zum Beispiel 4, 6, 8 oder mehr Rillen 30 definieren kann, falls Designüberlegungen dies erfordern.
Wie in 4 veranschaulicht kann eine dritte Welle 24' ein Gelenkgehäuse 26 aufweisen, das an einem Ende der dritten Welle 24' angeordnet ist. Die dritte Welle 24' kann jede beliebige geeignete Wellenausgestaltung, einschließlich massiver, hohler und teilweise hohler Wellenausgestaltungen aufweisen. Die dritte Welle 24' ist um eine dritte Längsachse 28' drehbar. Das Gelenkgehäuse 26' enthält mehrere radial und in Umfangsrichtung beabstandete Rillen 30', die innerhalb einer inneren Bohrung 27' des Gelenkgehäuses 26' angeordnet sind. Die Rillen 30' erstrecken sich entlang der dritten Längsachse 28'. Wie gezeigt definiert das Gelenkgehäuse 26' drei Rillen 30', die sowohl radial als auch in Umfangsrichtung äquidistant voneinander um die dritte Längsachse 28' radial und in Umfangsrichtung beabstandet sind (das heißt um die dritte Längsachse 28' voneinander um 120 Grad beabstandet). Es sollte jedoch festgestellt werden, dass das Gelenkgehäuse 26' irgendeine andere Anzahl Rillen 30' wie zum Beispiel 4, 6, 8 oder mehr Rillen 30' definieren kann, falls Designüberlegungen dies erfordern. Es wird auch festgestellt, dass das erste CV-Gelenk 20 und das zweite CV-Gelenk 20' die gleiche Größe und Gelenkausführung oder eine verschiedene Größe und Gelenkausführung aufweisen können.
Die erste Welle 22 enthält einen Achsteil 32 und einen vergrößerten Gelenkendteil 34 wie zum Beispiel ein erstes Taschenende 34 in der beispielhaften Ausführungsform der 1–3. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die erste Welle 22 auch ein vergrößertes zweites Taschenende 34' (4) aufweisen. Die erste Welle 22 kann jede beliebige geeignete Wellenausgestaltung aufweisen, einschließlich massiver, (nicht dargestellt) hohler und (nicht dargestellter) teilweise hohler Wellenausgestaltungen. Das erste Taschenende 34 ist nahe einem ersten Ende 35 des Achsteils 32 innerhalb des ersten Gelenkgehäuses 26 der zweiten Welle 24 angeordnet. Das erste Taschenende 34 ist in Bezug die zweite Welle 24 bewegbar; dies schließt eine teleskopartig verschiebende oder axiale Bewegung und Winkelbewegung um einen Gelenkwinkel (α) ein. Die erste Welle 22 ist um eine erste Langsachse 36 drehbar. Das erste Taschenende 34 definiert mehrere erste Taschen 38, die um die erste Längsachse 36 in komplementärer Ausrichtung in Bezug auf die mehreren ersten Rillen 30 radial und in Umfangsrichtung angeordnet sind. Als solche ist die Anzahl erster Taschen 38 gleich der Anzahl erster Rillen 30. Wie gezeigt ist die Anzahl erster Taschen 38 gleich Drei, wobei die drei ersten Taschen 38 um die erste Längsachse 36 äquidistant voneinander radial und in Umfangsrichtung beabstandet sind, das heißt die drei ersten Taschen 38 sind um die erste Langsachse 36 120 Grad voneinander radial beabstandet. Es sollte festgestellt werden, dass die Anzahl erster Taschen 38 sich von der hierin dargestellten und beschriebenen unterscheiden kann, aber gleich der Anzahl erster Rillen 30 ist, die durch das erste Gelenkgehäuse 26 definiert wird.
In einer beispielhaften Ausführungsform, 4, ist das zweite Taschenende 34' ähnlich dem ersten Taschenende 34' und nahe einem zweiten Ende 35' des Achsteils 32 innerhalb des zweiten Gelenkgehäuses 26' der dritten Welle 24' angeordnet. Das zweite Taschenende 34' ist in Bezug auf die dritte Welle 24' bewegbar. Die erste Welle 22 ist um eine erste Längsachse 36 drehbar. Das zweite Taschenende 34' definiert mehrere zweite Taschen 38', die um die erste Längsachse 36 in komplementärer Ausrichtung in Bezug auf die mehreren zweiten Rillen 30' des zweiten Gelenkgehäuses 26' radial und in Umfangsrichtung angeordnet sind. Als solche ist die Anzahl zweiter Taschen 38' gleich der Anzahl zweiter Rillen 30'. Wie gezeigt ist die Anzahl zweiter Taschen 38' gleich Drei, wobei die drei zweiten Taschen 38' um die erste Längsachse 36 äquidistant voneinander radial und in Umfangsrichtung beabstandet sind, das heißt die drei Taschen 38' sind um die erste Längsachse 36 radial und in Umfangsrichtung 120 Grad voneinander beabstandet. Es sollte festgestellt werden, dass die Anzahl zweiter Taschen 38' sich von der hierin gezeigten und beschriebenen unterscheiden kann, aber gleich der Anzahl zweiter Rillen 30' ist, die durch das zweite Gelenkgehäuse 26' definiert wird.
Das CV-Gelenk 20 enthält mehrere Laufkugeln 40, wobei eine der Laufkugeln 40 drehbar innerhalb je einer der Taschen 38 angeordnet und auch innerhalb einer der Rillen 30 angeordnet ist. Mit anderen Worten ist jede der Laufkugeln 40 teilweise in einer der Taschen 38 angeordnet und teilweise in einer der Rillen 30, die der Tasche 38 gegenüberliegt, angeordnet. Die Laufkugeln 40 können jede geeignete Ausgestaltung aufweisen. In einer beispielhaften Ausführungsform können die Laufkugeln 40 sphärisch sein. Die Laufkugeln 40 sind dafür ausgebildet, Drehmoment zwischen der zweiten Welle 24 und der ersten Welle 22 zu übertragen, während sie sich innerhalb des Gelenkgehäuses 28 bewegen. Dies schließt eine Drehbewegung ein, während die zweite Welle 24 um die zweite Längsachse 28 gedreht und die erste Welle 22 um die erste Längsachse 36 gedreht wird. Es schließt auch eine Bewegung ein, die mit einer Auslenkung der ersten Welle 22, zweiten Welle 24 und des CV-Gelenks 20 verbunden ist. Während die erste Welle 22 und zweite Welle 24 in Bezug aufeinander ausgelenkt werden, sind die Laufkugeln 40 dafür eingerichtet, entlang den Rillen 30 zu rollen und innerhalb der Taschen 38 zu drehen. Es schließt auch eine teleskopartige axiale Bewegung ein, die mit einer axialen Verschiebung der ersten Welle 22 in Bezug auf die zweite Welle 24 verbunden ist. Während sich die erste Welle 22 axial in Bezug auf die zweite Welle 24 bewegt, sind die Laufkugeln 40 dafür eingerichtet, entlang den Rillen 30 zu rollen und innerhalb der Taschen 38 zu drehen. Das Gelenk 20 ist dafür eingerichtet, jede beliebige dieser Bewegungen einzeln oder gleichzeitig einschließlich einer gleichzeitigen Dreh-, Winkel- und Axialbewegung zu liefern.
Das erste Taschenende 34 der ersten Welle 22 ist in Bezug auf den Achsteil 32 der ersten Welle 22 radial vergrößert und kann dafür eingerichtet sein, die Taschen 38 radial unterzubringen. Dementsprechend weist das erste Taschenende 34 der ersten Welle 22 einen Durchmesser quer zur ersten Längsachse 36 auf, der größer als ein Durchmesser des Achsteils 32 der ersten Welle 22 quer zur ersten Längsachse 36 ist. Mit anderen Worten ist das erste Taschenende 34 der ersten Welle 22 größer als der Achsteil 32 der ersten Welle 22. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das erste Taschenende 34 teilweise sphärisch sein.
Wie in 4 veranschaulicht ist ähnlich das zweite Taschenende 34' der ersten Welle 22 in Bezug auf den Achsteil 32 der ersten Welle 22 radial vergrößert und kann dafür eingerichtet sein, die zweiten Taschen 38' radial unterzubringen. Dementsprechend weist das zweite Taschenende 34' der ersten Welle 22 einen Durchmesser quer zur ersten Längsachse 36 auf, der größer als ein Durchmesser des Achsteils 32 der ersten Welle 22 quer zur ersten Längsachse 36 ist. Mit anderen Worten ist das zweite Taschenende 34' der ersten Welle 22 größer als der Achsteil 32 der ersten Welle 22. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das zweite Taschenende 34' teilweise sphärisch sein.
Wie in 1–3 und 5 veranschaulicht, ist ein Abstandshalter 42 mit dem Achsteil 32 der ersten Welle 22 gekoppelt und vom ersten Taschenende 34 entlang der ersten Längsachse 36 axial beabstandet. Der Abstandshalter 42 ist um den Achsteil 32 der ersten Welle 22 angeordnet. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Abstandshalter 42 ringförmig um den Achsteil 32 der ersten Welle 22 angeordnet. Der Abstandshalter 42 kann jede geeignete axiale Länge und Ausgestaltung zur Anordnung um den Achsteil 32 der ersten Welle 22 aufweisen. Wo ein Achsteil 32 zylindrisch ist, kann der Abstandshalter 42 ebenfalls eine zylindrische Ausgestaltung aufweisen; aber andere Ausgestaltungen der inneren Oberfläche und äußeren Oberfläche des Abstandshalters 42 sind möglich, um den Abstandshalter 42 an einen Achsteil 32 und eine Manschette 44 und vorzugsweise für einen abdichtenden Eingriff mit dem Achsteil 32 und der Manschette 44 anzupassen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Abstandshalter 42 im Wesentlichen zylindrisch und weist einen äußeren Durchmesser quer zur ersten Längsachse 36 auf, der im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des ersten Taschenendes 34 ist.
Wie in 3 veranschaulicht, weist eine biegsame hohle Manschette 44 ein offenes Gelenkende 46, das mit dem Gelenkgehäuse 26 gekoppelt ist, und ein offenes Wellenende 48 auf, das mit dem Abstandshalter 42 und der ersten Welle 22 gekoppelt ist. Die Manschette 44 kann jedes geeignete Manschettenprofil entlang der ersten Längsachse 36 einschließlich eines verjüngten Profils aufweisen, das sich in Richtung auf das Wellenende 48 verengt, wie zum Beispiel ein konisches Profil. Die Manschette 44 kann einen axial verlaufenden Faltenbalgteil 39 aufweisen, um zusätzliche Flexibilität insbesondere für eine Winkel- und teleskopartige Bewegung wie hierin beschrieben vorzusehen. Die Manschette 44 ist dafür eingerichtet, die innere Bohrung 27 des Gelenkgehäuses 26 einschließlich der Laufkugeln 40, der Rillen 30 und der Taschen 38 gegen eine äußere Umgebung abzudichten, die Schmutz, Fremdkörper und andere Materialien enthalten kann, die für die Leistung des Gelenks 20 schädlich sein können. Die Manschette 44 kann auch verwendet werden, um ein (nicht dargestelltes) Schmiermittel oder Schmiermittel oder andere Materialien, die genutzt werden, um die Leistung des Gelenks 20 zu steigern, abzudichten. Die Manschette 44 kann aus jedem geeigneten Material hergestellt werden, das Flexibilität für eine Bewegung des Gelenks 20 liefern kann, während auch das Gelenk 20 gegen eine äußere Umgebung abgedichtet wird, wie zum Beispiel eine Umgebung, die von für Fahrzeugantriebsstränge verwendeten CV-Gelenken erfahren wird. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Manschette 44 ein thermoplastisches Material einschließlich eines thermoplastischen Elastomer wie zum Beispiel Polyesterelastomer (zum Beispiel Hytrel^®, hergestellt von DuPont) umfassen. Die Form der Öffnungen 47 in dem offenen Gelenkende 46 ist für eine Kopplung nahe einem offenen Ende 31 des Gelenkgehäuses 26 mit der äußeren Oberfläche 33 ausgebildet. Das Gelenkende 46 kann jede geeignete Form (zum Beispiel eckig, ringförmig etc.) aufweisen und wird vorzugsweise die gleiche sein wie die Form der äußeren Oberfläche 33. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die äußere Oberfläche 33 ringförmig, und die Öffnung 47 im Gelenkende 46 ist ebenfalls ringförmig. Die Manschette 44 kann ein Rückhaltemerkmal 45 auf dem Gelenkende 46 wie zum Beispiel einen einwärts vorstehenden Ring 49 aufweisen, der für eine Anordnung in und einen Eingriff mit einem ausgesparten Kanal 29 nahe dem offenen Ende 31 des Gehäuses 26 ausgebildet ist, um die Manschette 44 zu koppeln und auf der äußeren Oberfläche 33 des Gehäuses 26 festzuhalten. Das Rückhaltemerkmal 45 kann auch einen abdichtenden Eingriff der Manschette 44 auf der äußeren Oberfläche 33 des Gehäuses 28 liefern. Zusätzliche Rückhaltemechanismen,), wie zum Beispiel (nicht dargestellte) Klemmen oder (nicht dargestellte) abdichtende Bänder können ebenfalls über die äußere Oberfläche 51 des Manschettenendes 46 aufgebracht werden, um ferner festzuhalten oder einen abdichtenden Eingriff des Gelenkendes 46 der Manschette 44 mit der äußeren Oberfläche 33 des Gehäuses 28 nahe dem offenen Ende 31 zu schaffen.
Die Form der Öffnung 53 in dem offenen Wellenende 48 ist für eine Kopplung und einen abdichtenden Eingriff mit einer äußeren Oberfläche 41 des Abstandshalters 42 ausgebildet, und eine innere Oberfläche 43 ist für eine Kopplung und einen abdichtenden Eingriff der inneren Oberfläche 43 des Abstandshalters 42 mit dem Achsteil 32 der ersten Welle 22 ausgebildet. Die Öffnung 53 des Wellenendes 48 kann jede geeignete Form (zum Beispiel eckig, ringförmig etc.) aufweisen und wird vorzugsweise die gleiche sein wie die Form der äußeren Oberfläche 41 sein. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die äußere Oberfläche 41 ringförmig, und die Öffnung 53 des Wellenendes 48 ist ebenfalls ringförmig. Die innere Oberfläche 43 umfasst eine Bohrung 37, 6, durch den Abstandshalter 42.
Die Öffnung 53 des Wellenendes 48 kann jede geeignete Form (zum Beispiel eckig, ringförmig, etc.) aufweisen und wird vorzugsweise die gleiche wie die Form der äußeren Oberfläche 41 des Abstandshalters 42 sein. Die Manschette 44 kann ein Rückhaltemerkmal 55 oder mehrere Rückhaltemerkmale 55 auf einer inneren Manschettenoberfläche 57 nahe dem Wellenende 48 aufweisen, wie zum Beispiel einen sich einwärts erstreckenden Vorsprung 61 oder eine auswärts verlaufende Aussparung 63 oder eine Kombination davon. Die äußere Oberfläche 41 des Abstandshalters 42 kann ebenfalls ein Rückhaltemerkmal 59 oder mehrere Rückhaltemerkmale 59 aufweisen, wie zum Beispiel sich auswärts erstreckende Vorsprünge 65 oder einwärts verlaufende Aussparungen 67. Die Rückhaltemerkmale 55 der Manschette 44 und Rückhaltemerkmale 59 des Abstandshalters 42 sind für eine mechanische Kopplung und Rückhaltung des Wellenendes 48 der Manschette 44 an der äußeren Oberfläche 41 des Abstandshalters 42 ausgebildet. In einer beispielhaften Ausführungsform sind zum Beispiel ein sich einwärts erstreckender Vorsprung 61 oder eine auswärts verlaufende Aussparung 63 oder beide für einen zusammenpassenden Eingriff jeweils mit sich auswärts erstreckenden Vorsprüngen 65 oder einwärts verlaufenden Aussparungen 67 oder beiden ausgebildet. Die Rückhaltemerkmale 55 und Rückhaltemerkmale 59 können auch einen abdichtenden Eingriff des Wellenendes 48 der Manschette 44 auf der äußeren Oberfläche 41 des Abstandshalters 42 liefern. Zusätzliche (nicht dargestellte) Rückhaltemechanismen wie zum Beispiel (nicht dargestellte) Klemmen oder (nicht dargestellte) abdichtende Bänder können ebenfalls über die äußere Oberfläche 69 des Wellenendes 48 aufgebracht werden, um das Wellenende 48 der Manschette 44 festzuhalten oder einen abdichtenden Eingriff dieses mit der äußeren Oberfläche 41 des Abstandshalters 42 zu schaffen.
In einer beispielhaften Ausführungsform definiert die Öffnung 53 im Wellenende 48 der Manschette 44 eine ringförmige Öffnung mit einem Durchmesser, der im Wesentlichen gleich dem äußeren Durchmesser des Abstandshalters 42 und des ersten Taschenendes 34 der ersten Welle 22 ist. Als solche kann das erste Taschenende 34 der ersten Welle 22 leicht durch das Wellenende 48 der Manschette 44 durchgehen, ohne dass sich die Manschette 44 plastisch verformen muss, um das erste Taschenende 34 unterzubringen. Der äußere Durchmesser des Abstandshalters 42, der im Wesentlichen die gleiche Größe wie der Durchmesser des Wellenendes 48 der Manschette 44 aufweist, ist daher entsprechend bemaßt, um mit der Manschette 44 in einem abdichtenden Eingriff zusammenzupassen und zu koppeln. In einer Ausführungsform definiert das Wellenende 48 der Manschette 44 eine ringförmige Öffnung mit einem Durchmesser, der geringfügig geringer als der äußere Durchmesser des Abstandshalters 42 und im Wesentlichen gleich dem ersten Taschenende 34 ist, um einen ungehinderten Durchgang des Taschenendes dort hindurch zu ermöglichen, aber eine leichte elastische Verformung des [engl. -] Wellenendes 48 der Manschette 44 zu erlauben, während sie über einer äußeren Oberfläche 41 des Abstandshalters 42 eingesetzt wird, sodass die elastische Verformung bewirkt, dass das Wellenende 48 der Manschette 44 eine kleine zusammendrückende abdichtende Kraft gegen die äußere Oberfläche 41 des Abstandshalters 42 liefert. Dementsprechend vergrößert der Abstandshalter 42 effektiv den Durchmesser des Achsteils 32 der ersten Welle 22, sodass das zweite Ende 48 der Manschette 44 mit dem Abstandshalter 42 zusammenpassen kann und gegen diesen abdichtet, wodurch erlaubt wird, dass der Achsteil 32 den kleineren Durchmesser beibehält, um das Gewicht des CV-Gelenks und der ersten Welle 22 zu reduzieren.
Wie in 3, 5 und 6 gezeigt ist, enthält in einer Ausführungsform der Achsteil 32 der ersten Welle 22 einen ringförmigen Kanal 50, und der Abstandshalter 42 enthält einen damit zusammenpassenden einwärts gerichteten Vorsprung wie zum Beispiel einen einwärts vorstehenden ringförmigen Ring 52, der auf einer inneren Oberfläche 43 der Bohrung 37 des Abstandshalters 42 angeordnet ist. Der ringförmige Ring 52 dient als ein Schlüssel und verriegelt mit dem ringförmigen Kanal 50, der als eine Schlüsselnut dient, um die axiale Position des Abstandshalters 42 auf der ersten Welle 22 zu sichern und zu indexieren. Es sollte festgestellt werden, dass der Abstandshalter 42 und die erste Welle 22 andere (nicht dargestellte) Mechanismen zum Verriegeln und Indexieren eines Teils des Abstandshalters 42 mit einem Teil der ersten Welle 22 enthalten können. Die Durchmesser der inneren Oberfläche 43 oder des ringförmigen Rings 52 oder diese beiden können so ausgewählt werden, dass sie geringfügig kleiner als die Durchmesser des Achsteils 32 bzw. ringförmigen Kanals 50 sind, um zwischen ihnen einen Presssitz und eine Aufbringung einer abdichtenden Kraft des Abstandshalters 42 gegen den Achsteil 32 zu erzeugen.
Der Abstandshalter 42 wird vorzugsweise aus thermoplastischem Material hergestellt und weist dieses auf. In einer beispielhaften Ausführungsform kann ein Abstandshalter auch ein thermoplastisches Material aufweisen, einschließlich eines thermoplastischen Elastomers wie zum Beispiel Polyesterelastomer (zum Beispiel Hytrel^®, hergestellt von DuPont). Es sollte jedoch festgestellt werden, dass der Abstandshalter 42 auch aus anderen Materialien wie zum Beispiel, nicht aber darauf beschränkt, keramischen oder metallischen Materialien hergestellt werden kann.
Bezug nehmend auf 6–10 ist der Abstandshalter 42 als spritzgussgeformtes Stück dargestellt. Wie in 6 veranschaulicht kann der Abstandshalter 42 als eine integrale, einstückige Komponente geformt sein, und der Achsteil 32, 5, wird durch die Bohrung 37 eingesetzt, um den Abstandshalter 42 auf der ersten Welle 22 zu installieren. Wie man verstehen kann, erfordert der integrale Abstandshalter 42 einen Entwurf der ersten Welle 22, der einen Zugang zum Achsteil 32 vorsieht, das heißt dass eines der Enden kann durch die Bohrung 37 geführt werden kann. Der Abstandshalter 42 kann in einem standardmäßigen Spritzgussprozess gebildet und dann auf die erste Welle 22 eingesetzt und an ihr angebracht werden.
Alternativ dazu kann ein integraler Abstandshalter 42 an Ort und Stelle auf die erste Welle 22 unter Verwendung herkömmlicher Insert- bzw. Umspritz- oder anderer Verfahren zum Bilden eines integralen Abstandshalters 42 auf dem Achsteil der ersten Welle 22 geschaffen werden.
Wie in 7–10 gezeigt ist, kann der Abstandshalter 42 zwei semizylindrische Teile 56A, 56B aufweisen, die entlang einer Kante durch einen dünnen Streifen eines Materials 58 miteinander gekoppelt sind. Der Materialstreifen 58 bildet ein Scharnier, um das die semizylindrischen Teile 56A, 56B um die erste Welle 22, 5, gebogen werden können. Einer der semizylindrischen Teile 56A enthält zumindest eine Aussparung 60, und der andere der semizylindrischen Teile 56B enthält zumindest einen Vorsprung oder eine Arretierung 62, die dafür eingerichtet ist, zusammenpassend in die Aussparung 60 eingesetzt und mit ihr in Eingriff gebracht zu werden. Wie veranschaulicht können mehrere Vorsprünge 62 für einen Einsatz und einen zusammenpassenden Eingriff mit einer entsprechenden Vielzahl Aussparungen 60 ausgebildet sein. Während die semizylindrischen Teile 56A, 56B um die erste Welle 22 gewickelt werden, werden die Arretierungen 62 in die Aussparungen 60 eingesetzt und bilden mehrere Schnappsitzverbindungen, wodurch die semizylindrischen Teile 56A, 56B zusammen angebracht werden, um den Abstandshalter 42 zu bilden. Der Abstandshalter 42 mit zwei semizylindrischen Teilen 56A, 56B, die entlang einer Kante durch einen dünnen Materialstreifen 58 miteinander gekoppelt sind, kann auch durch Spritzguss- oder andere geeignete Formgebungsverfahren geschaffen werden.
Der erfindungsgemäße Abstandshalter 42 ist so gebildet, dass er eine auswärts verlaufende Anschlagschulter 64 auf einem Ende 66 weg vom Wellenende 48 der Manschette 44 aufweist. Die Anschlagschulter 64 wird genutzt, um den Einsatz des Wellenendes 48 auf den Abstandshalter 42 zu indexieren und einen eindeutigen Anschlag mit dem Wellenende 48 in Stosskontakt gegen die Anschlagschulter 64 zu liefern.
Obgleich die Erfindung mit Verweis auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente für deren Elemente ersetzt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Außerdem können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder Material den Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher soll die Erfindung nicht auf die besonderen Ausführungsformen beschränkt sein, die als das beste Verfahren offenbart wurden, die zum Ausführen dieser Erfindung in Betracht gezogen werden, sondern die Erfindung soll alle Ausführungsformen einschließen, die in den Umfang der vorliegenden Anmeldung fallen.

Claims

Gleichlaufgelenk (20), mit: einer ersten Welle (22), wobei die erste Welle (22) einen Achsteil (32) aufweist, der sich zwischen einem ersten Ende (35) und einem zweiten Ende erstreckt, wobei zumindest eines des ersten Endes (35) und des zweiten Endes einen vergrößerten Gelenkteil (34) aufweist; einer hohlen Manschette (44), die auf der ersten Welle (22) angeordnet ist, mit einem Gelenkende (46) und einem Wellenende (48), wobei das Gelenkende (46) nahe dem vergrößerten Gelenkteil (34) angeordnet ist und das Wellenende (48) nahe dem Achsteil (32) angeordnet ist; und einem Abstandshalter (42) mit einer inneren Oberfläche (43), die auf dem Achsteil (32) angeordnet ist, und einer äußeren Oberfläche (41) mit dem darauf angeordneten Wellenende (48) der Manschette (44), dadurchgekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche (41) des Abstandshalters (42) eine Anschlagschulter (64) aufweist, die an einem von der Manschette (44) weg angeordneten Ende (66) liegt, und das Wellenende (48) der Manschette (44) an die Anschlagschulter (64) stößt.
Gleichlaufgelenk (20) nach Anspruch 1, wobei die Manschette (44) einen Faltenbalgteil (39) aufweist, der sich zwischen dem Gelenkende (46) und dem Wellenende (48) erstreckt.
Gleichlaufgelenk (20) nach Anspruch 1, wobei der Abstandshalter (42) eine erhöhte Lippe (52) aufweist, die von der inneren Oberfläche (43) einwärts vorsteht, ausgestaltet für eine Anordnung in einem ausgesparten Kanal (50), der sich um den Umfang des Achsteils (32) der ersten Welle (22) erstreckt.
Gleichlaufgelenk (20) nach Anspruch 1, wobei die äußere Oberfläche (41) des Abstandshalters (42) zumindest einen peripher verlaufenden Vorsprung (61) oder ausgesparten Kanal (63) aufweist, die innere Oberfläche (43) der Manschette (44) zumindest einen peripher verlaufenden Vorsprung (65) oder ausgesparten Kanal (67) aufweist und der peripher verlaufende Vorsprung (61) oder ausgesparte Kanal (63) der äußeren Oberfläche (41) des Abstandshalters (42) in dem peripher verlaufenden ausgesparten Kanal (67) bzw. Vorsprung (65) der inneren Oberfläche (43) der Manschette (44) ineinandergreifend angeordnet ist.
Gleichlaufgelenk (20) nach Anspruch 1, wobei die innere Oberfläche (43) des Abstandshalters (42) eine zylindrische Bohrung (37) aufweist, die auf dem Achsteil (32) abdichtend angeordnet ist, die äußere Oberfläche (41) des Abstandshalters (42) einen Zylinder aufweist, der Abstandshalter (42) einen ersten semizylindrischen Teil (56A) mit einer ersten Montagefläche und einen zweiten semizylindrischen Teil (56B) mit einer zweiten Montagefläche aufweist, wobei die erste Montagefläche zusammenpassend an die zweite Montagefläche stößt.
Gleichlaufgelenk (20) nach Anspruch 5, wobei die erste Montagefläche zumindest einen Vorsprung (62) aufweist, der in einer in der zweiten Montagefläche ausgebildeten Aussparung (60) angeordnet ist.
Gleichlaufgelenk (20) nach Anspruch 1, wobei der vergrößerte Teil (34) der Welle (22) einen Taschenteil mit mehreren in Umfangsrichtung und radial beabstandeten, darin ausgebildeten Taschen (38) aufweist.
Gleichlaufgelenk (20) nach Anspruch 7, ferner mit einer zweiten Welle (24) mit einem Gelenkgehäuse (26), das an einem Ende davon angeordnet ist, wobei das Gelenkgehäuse (26) eine zentrale Bohrung (27) aufweist mit einer entsprechenden Vielzahl axial verlaufender, in Umfangsrichtung und radial beabstandeter, darin angeordneter Kugelrillen (30), und eine entsprechende Vielzahl sphärischer Kugeln (40), wobei das Gelenkgehäuse (26) über dem Taschenteil mit der entsprechenden Vielzahl von in der Vielzahl Taschen (38) und den Kugelrillen (30) angeordneten Kugeln (40) angeordnet ist, wodurch ein bewegliches Gelenk geschaffen wird.
Gleichlaufgelenk (20) nach Anspruch 1, ferner mit einer zweiten hohlen Manschette (44'), die auf der ersten Welle angeordnet ist, mit einem zweiten Gelenkende (46') und einem zweiten Wellenende (48'), wobei das zweite Gelenkende (46') nahe dem zweiten vergrößerten Gelenkteil (34') angeordnet ist und das zweite Wellenende (48') nahe dem Achsteil (32') angeordnet ist; und einem zweiten Abstandshalter (42'), wobei der zweite Abstandshalter (42') eine zweite innere Oberfläche (43'), die auf dem Achsteil (32') angeordnet ist, und eine zweite äußere Oberfläche (41') mit dem darauf angeordneten zweiten Wellenende (48') der zweiten Manschette (44') aufweist.