-
Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk, welches in Kraftfahrzeugen zur Übertragung von Drehmomenten zum Einsatz kommt.
-
Gleichlaufdrehgelenke sind wesentliche Bauelemente in Kraftfahrzeugen und werden dort benutzt, wo die Übertragung einer gleichförmigen Drehbewegung erforderlich ist. Gleichlaufdrehgelenke dieser Gattung sind beispielsweise axialverschiebbare Tripodegelenke, axial feste Tripodegelenke, axial verschiebbare Kugelgelenke sowie axial feste Kugelgelenke. Diese Gelenkarten werden in Kraftfahrzeugen mit Vorderradantrieb oder Fahrzeugen mit Hinterantrieb sowie in Gelenkwellen von Fahrzeugen verwendet.
-
Zum Schutz vor Verunreinigungen und zur Verhinderung des Austrittes von Schmierfett aus dem Inneren der Gleichlaufdrehgelenke sind diese beidseitig verschlossen bzw. abgedichtet, dies in Form dichtender Manschetten aus Gummi oder einem thermoplastischen Kunststoff oder einem Silikonmaterial.
-
Auf der gegenüberliegenden Seite erfolgt die Abdichtung des Gleichlaufdrehgelenkes vorzugsweise mittels eines Verschlussdeckels. Zur Befestigung der Gleichlaufdrehgelenke werden nach dem Stand der Technik verschiedene mit Schrauben befestigte Gelenkkonstruktionen verwendet, um das jeweilige Gelenk an einer Antriebswelle oder einer Seitenwelle anzuordnen, wobei durch diese Anordnung die Gleichlaufdrehgelenke innerhalb eines Antriebsstranges axial festgelegt sind. Das jeweils vorherrschende Drehmoment wird dann über das vorgesehene Gleichlaufdrehgelenk entweder auf eine Antriebswelle, auf ein Differential, auf eine Seitenwelle oder ein Fahrzeugrad übertragen, je nach dem wo das Gleichlaufdrehgelenk im Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Die Drehmomentenübertragung erfolgt in der Regel durch eine Kombination aus Reibung zwischen den zu verbindenden Flächenteilen der Gleichlaufgelenke bzw. des Gleichlaufgelenkes zu einem Flansch, beispielsweise einem Getriebeflansch, und über die eingesetzten Schrauben, die die einzelnen Funktionsteile miteinander verbinden. Bei der Gestaltung und Ausbildung von Gleichlaufdrehgelenken kommt es unter Beachtung der zu übertragenden Drehmomente darauf an, dass bei einer möglichst hohen Leistungsübertragungsfähigkeit der Gelenke diese aber auch in ihren Dimensionen verkleinert werden, dies unter Beachtung der jeweiligen Platzbedingungen am Fahrzeug, aber auch unter Beachtung der Gewichtserleichterungen derartiger Gleichlaufdrehgelenke.
-
Zur Erhöhung der Übertragungsfähigkeit derartiger Gleichlaufdrehgelenke wurde bereits eine Verbindungsanordnung gemäß der
US 7,303,482 B2 (
DE 103 60 361 A1 ) vorgeschlagen, bei der zur Drehmomentenübertragung zwischen einem Rotationsteil, in dem Durchgangslöcher auf einen Teilkreis angeordnet sind, und einem Anschlussflansch, der durch die Durchgangslöcher durchgesteckte, in Gewindelöcher eingeschraubte Schrauben aufnimmt, mittels derer das Rotationsteil und der Anschlussflansch drehmomentfest miteinander verschraubt sind.
-
Ferner wird ausgeführt, dass in den Durchgangslöchern radiale, den Durchschnitt verringernde Vorsprünge vorgesehen sind, die beim Einstecken bzw. Eindringen der Schrauben radial verformt werden, so dass die Schrauben mit dem Schraubenschaft spielfrei an den Vorsprüngen in den Durchgangslöchern des Rotationsteiles anliegen, somit eine sichere und erhöhte Übertragung von Drehmomenten gewährleistet sein soll.
-
Ein schraubenloses Befestigungssystem für ein Gleichlaufgelenk beschreibt die
DE 10 2005 003 388 A1 , welches ein Gleichlaufgelenk mit einem Gelenkaußenteil zur Verwendung in einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeuges betrifft. Das Gleichlaufgelenk umfasst in bekannter Art und Weise ein Gelenkinnenteil, das innerhalb des Gelenkaußenteiles angeordnet ist sowie Rollenelemente, die zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil vorgesehen sind. Ferner ist ein Käfig vorhanden, der so angeordnet ist, dass der Käfig die Rollenelemente in ihren Positionen hält. Das Gleichlaufgelenk weist einen Flansch auf, der mit dem Gelenkaußenteil in Kontakt steht. Das Drehmoment wird durch die Verwendung eines Stirnflächenkeilprofils übertragen, mit dem das Gelenkaußenteil und der Flansch ausgebildet sind. Die Verbindung des Gleichlaufgelenkes zum Flansch erfolgt über eine Schraubverbindung.
-
Die Abdichtung dieser Gleichlaufgelenke erfolgt über Verschlussdeckel und gummiartigen Dichtelementen in Form von Faltenbälgen.
-
Die beschriebenen bekannten Lösungen beziehen sich unmittelbar auf Gleichlaufgelenke, welche in Längs- oder Antriebswellen eingesetzt werden können, um Drehmomente zu übertragen.
-
Dabei werden sicher die aufgezeigten Vorteile umgesetzt, allerdings ist zur Herausbildung derartiger Befestigungssysteme ein hoher finanzieller und technischer Aufwand notwendig, ferner können diese Lösungen nicht verwendet werden, um Gleichlaufdrehgelenke in einer flanschbaren Ausbildung festzusetzen.
-
Bei Gleichlaufgelenken, welche zu anderen Funktionsteilen wie beispielsweise einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges verbunden werden müssen, bedarf es der besonderen Ausgestaltung bzw. der Anpassung der Planfläche des Gleichlaufgelenkes zu der des Getriebes, wobei neben der formgestalterischen Ausbildung der Flanschfläche diese auch in ihren geometrischen Abmessungen so zu gestalten ist, dass durch die vorherrschenden Betriebsbedingungen die zu überzutragenden Drehmomente funktionsfrei übertragen werden können. Dabei ist gleichfalls zu beachten, dass das Verbinden der Gleichlaufgelenke zu dem anderen Funktionsteil, hier ein Getriebeflansch, mittels Schrauben erfolgt, die gleichfalls innerhalb des Gleichlaufgelenkes platziert werden müssen, ohne dass hier eine Verringerung der Übertragungsfähigkeit der Gleichlaufgelenke eintritt.
-
Weiterhin muss bei der Gestaltung von Gleichlaufdrehgelenken dieser Art darauf geachtet werden, dass neben der Ausbildung der Anpressflächen gleichfalls das Problem der Dichtung der Gleichlaufgelenke mit beachtet werden muss, so dass neben der Gestaltung der Anpressfläche auch eine Dichtfläche vorhanden sein muss, um hier beispielsweise einen Verschlussdeckel platzieren zu können.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein flanschbares Gleichlaufdrehgelenk mit Verschiebeeigenschaften zur sicheren Übertragung von Drehmomenten bereitzustellen, welches mittels Schrauben befestigbar ist und gegenüber den bekannten Lösungen mit verringerten äußeren Abmaßen ausgebildet ist.
-
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Besondere Ausgestaltungen und vorteilhafte Lösungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
In Erkenntnis dessen, dass größenmäßige Veränderungen an einem Gleichlaufdrehgelenk Veränderungen an dessen Kraft- und Drehmomentenübertragungsfähigkeit hervorrufen, wurde bei Verkleinerung des Außendurchmessers vom Gelenkaußenteil des Gleichlaufgelenkes, wodurch eine Reduzierung der Wirkflächenanteile eintritt, ein Gleichlaufdrehgelenk geschaffen, bei dem durch Veränderung der Lage der erforderlichen Wirk- und Dichtflächen sowie der Anordnung der Befestigungsschrauben die Übertragungsfähigkeit nicht beeinträchtigt wird. Dies wird erreicht durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der Kugellaufbahnen im Gelenkaußenteil des Gleichlaufdrehgelenkes, welche in bekannter Art und Weise in axialer Richtung des Gleichlaufdrehgelenkes verlaufen, aber erfindungsgemäß in axialer Richtung nicht durchgängig ausgebildet sind. Dies bedeutet, die Kugellaufbahnen im Gelenkaußenteil sind getriebeseitig begrenzt, besitzen somit eine Längsbegrenzung gegenüber den Kugellaufbahnen des Gelenkinnenteiles.
-
Die verkürzte Ausbildung der Kugellaufbahnen des Gelenkaußenteiles wird durch einen Begrenzungsbund hergestellt, welcher getriebeseitig am inneren Umfang des Gelenkaußenteiles ausgebildet ist. Der Begrenzungsbund ist dabei nicht plan zur getriebeseitigen Anpressfläche des Gelenkaußenteiles ausgebildet, sondern ist in axialer Richtung zurückversetzt im Gelenkaußenteil angeordnet, so dass auf der Getriebeseite des Gelenkaußenteiles eine Ausdrehung vorhanden ist, welche in Richtung der Kugellaufbahnen des Gelenkaußenteiles durch die Rückseite des Begrenzungsbundes längenmäßig begrenzt ist.
-
Erfinderisch ist ferner, dass die Teilkreise der Bohrungen für die Befestigungsschrauben so gewählt sind, dass die Bohrungen für die Schrauben zum einen Teil im äußeren Bereich der Gelenkaußennabe, der Anpressfläche, liegen und zum anderen die Bohrungen den Begrenzungsbund und den Bereich zwischen zwei Kugellaufbahnen durchdringen.
-
Durch die Anordnung des Begrenzungsbundes verläuft die Dichtfläche in näherer Ausrichtung zur Mitte des Gleichlaufdrehgelenkes, somit kann der Außendurchmesser des Gelenkaußenteiles verringert werden, ohne dass dadurch die Anpressfläche zwischen dem Gleichlaufdrehgelenk und dem Getriebeflansch verringert wird, da die Dichtfläche für den Verschlussdeckel durch einen verkleinerten Durchmesser herausgebildet wird, somit Platz gegeben ist, der für die Vergrößerung der Anpressfläche zwischen dem Gleichlaufdrehgelenk und dem Getriebeflansch genutzt wird, somit eine Vergrößerung der Anpressfläche realisiert wird, dies begründet durch den vergrößerten Flächeninhalt der Anpressfläche zwischen dem Gleichlaufdrehgelenk und dem Getriebeflansch.
-
Die wellenseitige Abdichtung des Gleichlaufdrehgelenkes erfolgt über eine Dichtkappe und einen Faltenbalg. Dieser ist einerseits fest mit dem Wellenzapfen verbunden und andererseits mit der Faltenbalgaufnahme in der Dichtkappe, welche zum Gelenkaußenteil mittels eines Bundes verbunden ist.
-
Erfindungsgemäß ist die Dichtkappe mit umfänglich vorgesehenen Einprägungen ausgebildet, welche in axialer Richtung mit den Bohrungen im Gelenkaußenteil übereinstimmen und somit gewährleisten, dass die Schrauben im Bereich der Dichtkappe nicht störend wirken, die Funktionssicherheit des Gleichlaufdrehgelenkes nicht beeinträchtigen und gleichfalls gesichert ist, dass auch der Verstellbereich sowie die Verstellbarkeit des Gleichlaufdrehgelenkes nicht beeinträchtigt wird.
-
Mit nachfolgendem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden.
-
In der dazugehörigen Zeichnung zeigen
-
1: eine perspektivische Gesamtansicht des Gleichlaufdrehgelenkes,
-
2: eine perspektivische wellenseitige Ansicht des Gleichlaufdrehgelenkes,
-
3: eine perspektivische Schnittansicht des Gleichlaufdrehgelenkes nach 1,
-
4: eine perspektivische Ansicht der Ausbildung des Gelenkaußenteiles vom Gleichlaufdrehgelenk.
-
Die Ausbildung des geschaffenen Gleichlaufdrehgelenkes 1 in seiner äußeren Form ergibt sich aus den Ansichten der beiden Darstellungen in den 1 und 2, wobei die 1 das Gleichlaufdrehgelenk 1 aus getriebeseitiger Sicht zeigt und die 2 die wellenseitige Ansicht des Gleichlaufdrehgelenkes 1 wiedergibt.
-
So ergibt sich aus den beiden 1 und 2, dass das Gleichlaufdrehgelenk 1 getriebeseitig mit einem Verschlussdeckel 13 abgedichtet und verschlossen ist, welcher in der Ausdrehung 21 vom Gelenkaußenteil 3 des Gleichlaufdrehgelenkes 1 Aufnahme findet. Der Verschlussdeckel 13 ist rechtsseitig mit einem Bund ausgebildet, welcher, wie in 3 gezeigt, am Begrenzungsbund 8 zum Anliegen kommt. Ferner ergibt sich aus dieser Darstellung, dass der Verschlussdeckel Aussparungen 18 besitzt, die beim Einsetzen des Verschlussdeckels 13 mit den Bohrungen 15 deckungsgleich sind, so dass die einzusetzenden Schrauben zur Befestigung des Gleichlaufdrehgelenkes 1 hier ungehindert durchgesteckt werden können. Die Stirnfläche des Gelenkaußenteiles 3 bildet die Anpressfläche 14 des Gleichlaufdrehgelenkes 1, der Fläche, die neben den eingesetzten Schrauben für die Übertragung der Kräfte/Drehmomente verantwortlich zeichnet.
-
Auf der gegenüberliegenden Seite, der Wellenseite des Gleichlaufdrehgelenkes 1 ist das Gleichlaufdrehgelenk 1 mittels einer Dichtkappe 11 verschlossen, welches mit seinem äußeren Bund 21 zum Gelenkaußenteil 3 verbunden ist.
-
Aus der 2 ergibt sich auch, dass die Dichtkappe 11 umfangsseitig mit Einprägungen 16 ausgebildet ist, die in radialer Ausrichtung bei der Montage der Dichtkappe 11 mit den Bohrungen 15 übereinstimmen und somit auch gewährleistet ist, dass die Schrauben zur Befestigung des Gleichlaufdrehgelenkes 1 eingesetzt werden können. Wellenseitig ist das Gleichlaufdrehgelenk 1 fest mit einem Wellenzapfen 10 (3) verbunden, welcher mit einem Anschlussstück 17 verbunden ist bzw. in dieses übergeht, zu dem eine Welle, hier eine Hohlwelle, verbunden werden kann, was vorzugsweise über Schweißungen erfolgt.
-
Die Darstellung nach 3 bezieht sich auf die Gesamtausbildung des Gleichlaufdrehgelenkes 1 und es wird gezeigt, dass das Gleichlaufdrehgelenk 1 aus einem Gelenkaußenteil 3 besteht, in dem umfangsseitig Kugellaufbahnen 2 vorgesehen sind. Zwischen dem Gelenkinnenteil 4 und dem Gelenkaußenteil 3 ist ein Käfig 6 vorgesehen, in dem Kugeln 5 führend gelagert sind, die in den Kugellaufbahnen 2 und 7 umlaufen und axial beweglich geführt sind.
-
Wie aus dieser Darstellung ersichtlich, sind die Kugellaufbahnen 2 im Gelenkaußenteil 3 nicht durchgängig ausgebildet, sondern besitzen eine verkürzte Längenausbildung gegenüber den Kugellaufbahnen 7 des Gelenkinnenteiles 4.
-
Diese Längenverkürzung wird hervorgerufen und begründet durch einen getriebeseitig vorgesehenen Begrenzungsbund 8, der am inneren Umfang des Gelenkaußenteiles 3 vorgesehen ist und welcher zur stirnseitigen Anpressfläche 14 des Gelenkaußenteiles 3 einen Abstand besitzt, weitestgehend zurückversetzt im Gelenkaußenteil 3 ausgebildet ist. Die sich so ergebende Ausdrehung 20 dient der Aufnahme des Verschlussdeckels 13 und die Rückseite des Begrenzungsbundes 8 stellt gleichzeitig die Dichtfläche 9 zwischen dem Begrenzungsbund 8 und dem Verschlussdeckel 13 dar.
-
Aus dieser Darstellung wird auch ersichtlich, dass beim Einsatz des Verschlussdeckels 13 in die Ausdrehung 20 des Gelenkaußenteiles 3 der Verschlussdeckel 13 so positioniert ist, dass die Aussparungen 18 im Verschlussdeckel 13 deckungsgleich zu den Bohrungen 15 liegen, somit ein ungehindertes Durchstecken der Schrauben zur Befestigung des Gleichlaufdrehgelenkes 1 gewährleistet ist.
-
Die Bohrungen 15 sind dabei so im Gelenkaußenteil 3 vorgesehen, dass sie den Bereich zwischen zwei Kugellaufbahnen 2 durchdringen, somit durch diese Bohrungen 15 die Kugellaufbahnen 2; 7 im Gelenkaußenteil 3 und Gelenkinnenteil 4 nicht in ihren Ausbildungen und Längsrichtungen gestört werden, was sich im Detail insbesondere aus der 4 ergibt.
-
Auf der gegenüberliegenden Seite des Gleichlaufdrehgelenk 1, seiner Wellenseite, ist dieses mit einer Dichtkappe 11 verschlossen, welche über ihren äußeren Bund 21 mit dem Gelenkaußenteil 3 verbunden ist und wellenseitig zum Wellenzapfen 10 über einen Faltenbalg 12 dichtend abgeschlossen ist.
-
Wie 3 zeigt, ist das Gleichlaufdrehgelenk 1 über das Gelenkinnenteil 4 fest mit dem Wellenzapfen 10 verbunden. Die Verbindung der Dichtkappe 11 mit dem Faltenbalg 12 zum Wellenzapfen 10 und der Verbindung über den äußeren Bund 21 zum Gelenkaußenteil 3, stellen keine festigkeitsübertragenden Verbindungen dar, sondern diese Verbindungen dienen ausschließlich der Abdichtung des Gleichlaufdrehgelenkes 1, so dass verhindert wird, dass Schmiermittel austreten und Verunreinigungen in das Innere des Gleichlaufdrehgelenkes 1 eindringen können. Dies wird gewährleistet durch die Ausbildung der Dichtkappe 11, der Einbindung des Faltenbalges 12 in der Dichtkappe 11 und durch die Befestigung des Faltenbalges 12 zum Wellenzapfen 10 sowie der Dichtkappe 11 zum Gelenkaußenteil 3.
-
Ein besonderer Vorteil des neu geschaffenen Gleichlaufdrehgelenkes 1 liegt darin, dass die Beweglichkeit des Gleichlaufdrehgelenkes 1 nicht eingeschränkt wird, da zwischen dem Befestigungsbund 22 des Faltenbalges 12 zur Dichtkappe 11 ein ausreichender radialer Abstand gewährleistet ist, der die Beweglichkeit des Gleichlaufdrehgelenkes 1 nicht einschränkt, d. h. der Wellenzapfen 10 bei radialer Verstellung des Gleichlaufdrehgelenkes 1 nicht gegen den Anschlag 22 der Dichtkappe 11 zum Anliegen kommt, somit die Beweglichkeit des Gleichlaufdrehgelenkes 1 nicht beeinträchtigt wird.
-
Die Darstellung nach 4, welche die Ausbildung des Gelenkaußenteiles 3 vom Gleichlaufdrehgelenk 1 zeigt, verdeutlicht sehr eindeutig die Ausbildung und Begrenzung der Kugellaufbahnen 2 im Gelenkaußenteil 3. Es wird deutlich, dass die Kugellaufbahnen 2 nicht durchgängig im Gelenkaußenteil 3 ausgebildet sind, sondern durch den Begrenzungsbund 8 in ihrer Länge eingeschränkt sind bzw. durch diesen Begrenzungsbund 8 begrenzt werden.
-
Es wird aus dieser Darstellung auch deutlich, dass durch die getriebeseitige Ausdrehung 20 eine Aufnahme für den Verschlussdeckel 13 geschaffen wurde, welcher an der äußeren Fläche des Begrenzungsbundes 8 anliegt, welche gleichfalls die Dichtfläche 12 des Gleichlaufdrehgelenkes 1 zur Getriebeseite ist.
-
Die äußere Fläche des Gelenkaußenteiles 3 ist die Anpressfläche 14, mittels der das gesamte Gleichlaufdrehgelenk 1 zu einem Getriebe geflanscht wird, wobei die Befestigungsschrauben, welche durch die Bohrungen 15 gesteckt sind, die Befestigung zwischen dem Gleichlaufdrehgelenk 1 und dem Getriebe herstellen.
-
Infolge der Ausbildung und Anordnung des Begrenzungsbundes 8 verläuft die Dichtfläche 9 in näherer Ausrichtung zur Mitte des Gleichlaufgelenkes 1, somit kann der Außendurchmesser des Gelenkaußenteiles 3 verkleinert werden, ohne dass dadurch die Anpressfläche 14 zwischen dem Gleichlaufdrehgelenk 1 und dem Getriebeflansch verringert wird, da die Dichtfläche 9 für den einzusetzenden Verschlussdeckel 13 durch einen verkleinerten Durchmesser herausgebildet ist, somit Platz gegeben ist, der für die Vergrößerung der Anpressfläche 14 zwischen dem Gleichlaufdrehgelenk 1 und einem Flansch, hier einem Getriebeflansch, genutzt wird, somit eine Vergrößerung der Anpressfläche 14 gegeben ist, was andererseits die Möglichkeit schafft, den Außendurchmesser vom Gleichlaufdrehgelenk 1 zu verkleinern.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gleichlaufdrehgelenk
- 2
- Kugellaufbahnen
- 3
- Gelenkaußenteil
- 4
- Gelenkinnenteil
- 5
- Kugel
- 6
- Käfig
- 7
- Kugellaufbahnen
- 8
- Begrenzungsbund
- 9
- Dichtfläche
- 10
- Wellenzapfen
- 11
- Dichtkappe
- 12
- Faltenbalg
- 13
- Verschlussdeckel
- 14
- Anpressfläche
- 15
- Bohrungen
- 16
- Einprägungen
- 17
- Anschlussstück
- 18
- Aussparungen
- 19
- Durchgangsöffnungen
- 20
- Ausdrehung
- 21
- äußerer Bund
- 22
- Befestigungsbund
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 7303482 B2 [0005]
- DE 10360361 A1 [0005]
- DE 102005003388 A1 [0007]
