-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gelenkwellensystem eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug, wobei das Lenksystem ein Gelenkwellensystem aufweist. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Lenksystem, wobei das Lenksystem ein Gelenkwellensystem aufweist.
-
Bei Kraftfahrzeugen werden mittels eines Lenksystems Richtungsvorgaben eines Fahrers in eine Lenkstellung der gelenkten Räder des Kraftfahrzeugs übersetzt. Herkömmliche Lenksysteme weisen ein Lenkrad, eine Lenksäule, ein Gelenkwellensystem, ein Lenkgetriebe sowie eine Lenkachse auf, die miteinander derart gekoppelt sind, dass eine Lenkbewegung am Lenkrad eine entsprechende Lenkbewegung der Lenkachse bewirkt. Das Gelenkwellensystem ist zwischen der Lenksäule und dem Lenkgetriebe angeordnet und zum Übertragen eines Lenkmoments von der Lenksäule zum Lenkgetriebe ausgebildet. Überdies sind Gelenkwellensysteme dazu ausgebildet, eine Höhen- und/oder Winkelverstellung der Lenksäule und somit des Lenkrads zur Anpassung an individuelle Bedürfnisse des Fahrers zu ermöglichen.
-
Herkömmliche Gelenkwellensysteme weisen ein Gelenkwellenrohr und eine in dem Gelenkwellenrohr teilweise aufgenommene sowie linear bzw. entlang einer Rohrlängsachse geführte Gelenkwelle auf. Durch relatives axiales Verschieben von Gelenkwelle und Gelenkwellenrohr ist eine Höhe des Lenkrads mit der Lenksäule verstellbar. Ferner weist die Gelenkwelle eine Gelenkwellenkupplung und/oder das Gelenkwellenrohr eine Gelenkwellenkupplung auf, um ein gemeinsames Verschwenken des Lenkrads mit der Lenksäule zu ermöglichen. Zum Übertragen des Lenkmoments von der Gelenkwelle auf das Gelenkwellenrohr sowie zum Verbessern einer relativen linearen Verschiebbarkeit von Gelenkwelle und Gelenkwellenrohr, weisen Gelenkwellensysteme eine Wälzlagervorrichtung, mit Wälzkörpern auf, wie z.B. einen Kugelkäfig mit Kugeln, die zwischen Gelenkwelle und Gelenkwellenrohr angeordnet ist. Die Wälzkörper sind in parallel zur Rohrlängsachse in der Gelenkwelle sowie im Gelenkwellenrohr ausgebildeten Nuten linear geführt. Die Ausübung einer Kraft parallel zur Rohrlängsachse bewirkt ein Abwälzen der Wälzkörper in den Nuten und somit eine relative lineare Verschiebung von Gelenkwelle und Gelenkwellenrohr. Ein Lenkmoment bewirkt eine Kraft, die von einer Gelenkwellennutwand der Gelenkwelle über den Wälzkörper auf eine Rohrnutwand des Gelenkwellenrohrs übertragen wird. Somit sind Gelenkwelle und Gelenkwellenrohr relativ zueinander drehfest miteinander gekoppelt.
-
Herkömmliche Gelenkwellensysteme, insbesondere solche mit einem Kugeln aufweisenden Kugelkäfig, haben den Nachteil, dass im Falle einer Beschädigung der Wälzlagervorrichtung, z.B. infolge von Verschleiß oder eines Unfalls, der Fall eintreten kann, dass die Wälzlagerkörper aus den Nuten herausfallen und somit für eine Übertragung des Lenkmoments nicht mehr zur Verfügung stehen. Eine Drehbewegung des Lenkrads ist dann nicht mehr auf das Lenkgetriebe übertragbar, so dass das Kraftfahrzeug manövrierunfähig und eine eigenständige Fahrt in eine Werkstatt nicht mehr möglich ist.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gelenkwellensystem, ein Lenksystem sowie ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die die Nachteile des Stands der Technik nicht oder zumindest teilweise nicht aufweisen. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gelenkwellensystem, ein Lenksystem sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig eine Übertragung eines Lenkmoments von der Gelenkwelle auf das Gelenkwellenrohr auch bei beschädigter Wälzlagervorrichtung sicherstellen und somit eine Weiterfahrt ermöglichen.
-
Voranstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Gelenkwellensystem eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1, durch ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 9 sowie durch ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gelenkwellensystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Lenksystem sowie dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Gelenkwellensystem eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs. Das Gelenkwellensystem weist eine Gelenkwelle mit einem Schaftabschnitt und einer am Schaftabschnitt angeordneten Gelenkwellenkupplung sowie ein Gelenkwellenrohr mit einem Rohrabschnitt sowie einer am Rohrabschnitt angeordneten Gelenkwellenrohrkupplung auf. Der Schaftabschnitt weist eine Schaftlängsachse und der Rohrabschnitt eine Rohrlängsachse auf, wobei in dem Schaftabschnitt mindestens eine Schaftlängsnut parallel zur Schaftlängsachse und in dem Rohrabschnitt mindestens eine Rohrlängsnut parallel zur Rohrlängsachse ausgebildet ist. Überdies weist das Gelenkwellensystem eine Wälzlagervorrichtung mit Wälzlagerkörpern auf, welche in die mindestens eine Schaftlängsnut und die mindestens eine Rohrlängsnut zum Übertragen eines Lenkmoments von der Gelenkwelle auf das Gelenkwellenrohr eingreifen. Erfindungsgemäß ist an dem Schaftabschnitt mindestens eine Sicherungsvorrichtung drehfest angeordnet, die mindestens ein erstes Formschlusselement aufweist, das zumindest teilweise in die mindestens eine Rohrlängsnut eingreift.
-
Die Gelenkwelle weist einen Schaftabschnitt mit einem vorzugsweise im Wesentlichen runden Querschnitt und einer Schaftlängsachse auf. Der Schaftabschnitt kann massiv sein oder einen inneren Hohlraum aufweisen. An einem vom Gelenkwellenrohr wegweisenden Ende des Schaftabschnitts ist eine Gelenkwellenkupplung der Gelenkwelle angeordnet. Die Gelenkwellenkupplung ist vorzugsweise als Kupplungsgabel ausgebildet. Vorzugsweise ist die Gelenkwellenkupplung zum mechanischen Koppeln der Gelenkwelle mit einer Lenksäule ausgebildet, so dass Gelenkwelle und Lenksäule relativ zueinander verschwenkbar sind. Auf einer äußeren Hüllfläche, die die Schaftlängsachse umhüllt bzw. zumindest im Wesentlichen umhüllt sowie von der Schaftlängsachse abgewandt ist, ist mindestens eine Schaftlängsnut ausgebildet, die sich parallel zur Schaftlängsachse erstreckt. Mindestens ein Wälzlagerkörper einer Wälzlagervorrichtung ist in der mindestens einen Schaftlängsnut angeordnet und linear entlang der Schaftlängsnut bewegbar. Über eine Schaftlängsnutseitenwand der Schaftlängsnut ist eine durch ein Lenkmoment bewirkte Kraft quer zur Schaftlängsachse auf den Wälzlagerkörper übertragbar.
-
Das Gelenkwellenrohr weist einen Rohrabschnitt mit vorzugsweise einem derartigen Querschnitt auf, dass der Schaftabschnitt der Gelenkwelle zumindest teilweise formschlüssig bzw. im Wesentlichen formschlüssig in den Rohrabschnitt einführbar ist. Der Rohrabschnitt weist demnach eine innere Ausnehmung auf, die einer Außenkontur des Schaftabschnitts entspricht bzw. zumindest im Wesentlichen entspricht. An einem von der Gelenkwelle wegweisenden Ende des Rohrabschnitts ist eine Gelenkwellenrohrkupplung des Gelenkwellenrohrs angeordnet. Die Gelenkwellenrohrkupplung ist vorzugsweise als Kupplungsgabel ausgebildet. Vorzugsweise ist die Gelenkwellenrohrkupplung zum mechanischen Koppeln des Gelenkwellenrohrs mit einem Lenkgetriebe ausgebildet, so dass Gelenkwellenrohr und Lenkgetriebe relativ zueinander verschwenkbar sind. Auf einer äußeren Hüllfläche, die die Rohrlängsachse umhüllt bzw. zumindest im Wesentlichen umhüllt sowie von der Rohrlängsachse abgewandt ist, ist mindestens eine Rohrlängsnut ausgebildet, die sich parallel zur Rohrlängsachse erstreckt. Mindestens ein Wälzlagerkörper der Wälzlagervorrichtung ist in der Mindestens einen Rohrlängsnut angeordnet und linear entlang der Rohrlängsnut bewegbar. Die durch das Lenkmoment auf den Wälzlagerkörper quer zur Schaftlängsachse übertragene Kraft ist vom Wälzlagerkörper eine Rohrlängsnutseitenwand der Rohrlängsnut quer zur Rohrlängsachse übertragbar. Schaftlängsachse und Rohrlängsachse sind im montierten Zustand des Gelenkwellensystems koaxial zueinander.
-
Vorzugsweise weist der Schaftabschnitt mehrere Schaftlängsnute und der Rohrabschnitt mehrere Rohrlängsnute auf, die vorzugsweise derart angeordnet sind, dass jeder Schaftlängsnut eine Rohrlängsnut gegenüber angeordnet ist. Die Wälzlagervorrichtung weist vorzugsweise für jedes Schaftlängsnut-Rohrlängsnut-Paar mehrere Wälzlagerkörper auf, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Kräfte des Lenkmoments sicherzustellen. Vorzugsweise ist die Wälzlagervorrichtung als Kugelkäfig ausgebildet, in dem als Wälzlagerkörper eine Vielzahl von Kugeln gehalten ist.
-
An dem Schaftabschnitt ist mindestens eine Sicherungsvorrichtung drehfest angeordnet. Vorzugsweise weist das Gelenkwellensystem genau eine Sicherungsvorrichtung auf, die einteilig oder mehrteilig ausgebildet ist. Unter drehfest wird in diesem Zusammenhang eine derartige Befestigung verstanden, dass eine Rotation des Schaftabschnitts eine Rotation der Sicherungsvorrichtung bewirkt, die der Rotation des Schaftabschnitts entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht. Die Sicherungsvorrichtung kann beispielsweise mittels einer Pressverbindung, einer Passfeder-Nut-Verbindung oder dergleichen auf dem Schaftabschnitt gehalten sein. Überdies ist die Sicherungsvorrichtung vorzugsweise gegen ein Abgleiten vom Schaftabschnitt in Richtung der Schaftlängsachse gesichert, z.B. mittels eines Sprengrings, einer Schraube, eines Splints oder dergleichen. Die Verbindung zwischen Schaftabschnitt und Sicherungsvorrichtung ist zumindest derart ausgebildet, dass das Lenkmoment vom Schaftabschnitt auf die Sicherungsvorrichtung übertragbar ist, ohne dass hierdurch eine bleibende relative Verdrehung zwischen Schaftabschnitt und Sicherungsvorrichtung erfolgt. Es ist im Rahmen der Erfindung bevorzugt, dass das Gelenkwellensystem ausgebildet ist, das Lenkmoment auch von dem Gelenkwellenrohr auf die Gelenkwelle zu übertragen.
-
Das erste Formschlusselement der Sicherungsvorrichtung greift in die Rohrlängsnut ein. Das Eingreifen erfolgt derart, dass bei nicht vorhandener Wälzlagervorrichtung bzw. Wälzlagerkörper das Lenkmoment über das erste Formschlusselement auf die Rohrlängsnut übertragbar ist. Das erste Formschlusselement weist vorzugsweise eine derartige Form und Größe auf, dass ein lineares relatives Verschieben von Gelenkwelle und Gelenkwellenrohr nicht bzw. nicht wesentlich behindert wird. Vorzugsweise weist das Formschlusselement eine Gleitfläche bzw. eine Gleitbeschichtung auf, die ein derartiges Verschieben verbessert.
-
Das erfindungsgemäße Gelenkwellensystem hat gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Gelenkwellensystemen den Vorteil, dass auch dann das Lenkmoment von der Gelenkwelle auf das Gelenkwellenrohr übertragbar ist, wenn die Wälzlagervorrichtung derart beschädigt ist, dass das Lenkmoment nicht über die Wälzlagervorrichtung von der Gelenkwelle auf das Gelenkwellenrohr übertragbar ist. Dieser Vorteil wird durch die Sicherungsvorrichtung mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig und zuverlässig erzielt. Die Sicherungsvorrichtung stellt somit ein redundantes Mittel zur Übertragung des Lenkmoments bereit. Auf diese Weise ist ein Kraftfahrzeug bei defekter Wälzlagervorrichtung im Gelenkwellensystem weiterhin manövrierbar und kann somit vom Fahrer ohne die Notwendigkeit eines teuren Abschleppens in eine Werkstatt zum Reparieren bzw. Austauschen des Gelenkwellensystems bzw. der Wälzlagervorrichtung gefahren werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann bei einem Gelenkwellensystem vorgesehen sein, dass die mindestens eine Sicherungsvorrichtung mindestens ein zweites Formschlusselement aufweist, wobei das zweite Formschlusselement in die mindestens eine Schaftlängsnut eingreift. Somit sind die Gelenkwelle und das Gelenkwellenrohr über das erste Formschlusselement und das zweite Formschlusselement miteinander derart gekoppelt, dass das Lenkmoment von der Gelenkwelle über das erste Formschlusselement und das zweite Formschlusselement auf das Gelenkwellenrohr übertragbar ist. Vorzugsweise sind das erste Formschlusselement und das zweite Formschlusselement einteilig ausgebildet bzw. bilden zusammen ein Gesamtformschlusselement. Das Gesamtformschlusselement ist beispielsweise zapfenförmig, zylinderförmig, kugelförmig oder ähnlich ausgebildet. Es ist bevorzugt, dass sich das Gesamtformschlusselement im montierten Zustand parallel zur Schaftlängsachse erstreckt. Vorzugsweise ist das Gesamtformschlusselement an einer Haltevorrichtung gehalten oder integral mit dieser ausgebildet. Haltevorrichtung und Gesamtformschlusselement bilden zusammen vorzugsweise die Sicherungsvorrichtung. Ein zweites Formschlusselement hat den Vorteil, dass eine Montage der Sicherungsvorrichtung auf den Schaftabschnitt erleichtert ist und eine zuverlässige Übertragung des Lenkmoments von der Gelenkwelle auf die Sicherungsvorrichtung gewährleistet ist.
-
Es ist erfindungsgemäß bei einem Gelenkwellensystem bevorzugt, dass die mindestens eine Sicherungsvorrichtung als Krone ausgebildet ist, die an einer freien Stirnseite des Schaftabschnitts angeordnet ist. Die Krone beispielsweise in Richtung der Schaftlängsachse auf die offene Stirnseite des Schaftabschnitts montiert bzw. aufgesetzt werden. Vorzugsweise überragt die Krone den Schaftabschnitt seitlich in radialer Richtung in Bezug auf die Schaftlängsachse. Weiter bevorzugt ist die Krone zumindest mittels einer Presspassung am Schaftabschnitt gehalten. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Schaftlängsnute bis an die freie Stirnseite heranragen und zu dieser offen sind und vorzugsweise zweite Formschlussabschnitte der Krone in die Schaftlängsnute eingreifen. Eine Krone hat den Vorteil, dass diese mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig herstellbar und montierbar ist. Durch die Montage an der freien Stirnseite wird gewährleistet, dass auch bei einem weit herausgefahrenen Schaftabschnitt aus dem Rohrabschnitt eine Lenkmomentübertragung über die Sicherungsvorrichtung erfolgen kann, da diese erst außer Eingriff mit dem Rohrabschnitt gerät, wenn der Schaftabschnitt vollständig aus dem Rohrabschnitt herausgezogen ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Krone durch Verstemmen an dem Schaftabschnitt fixiert. Hierfür weist die Krone vorzugsweise einen Bodenbereich mit einer Öffnung auf, durch die ein Teil der freien Stirnseite des Schaftabschnitts hindurchgeführt und derart verformt ist, dass dieser die Öffnung hintergreift. Alternativ oder zusätzlich kann die Krone beispielsweise durch eine Sicherungsschraube, einen Sicherungsstift, einen Sprengring mit Nut, Verkleben, Verschweißen oder dergleichen an dem Schaftabschnitt gesichert sein. Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig ein sicherer Halt der Krone auf dem Schaftabschnitt gewährleistet.
-
Es ist bevorzugt, dass die mindestens eine Sicherungsvorrichtung als Hülse, Ring oder Ringsegment ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Sicherungsvorrichtung auf einem Längsachsenabschnitt des Schaftabschnitts angeordnet ist. Die Sicherungsvorrichtung ist vorzugsweise über eine Presspassung an dem Schaftabschnitt gehalten. Die Sicherungsvorrichtung kann beispielsweise durch Aufschrumpfen oder Aufpressen auf dem Schaftabschnitt montiert bzw. gesichert sein. Es kann zusätzlich oder alternativ eine axiale Sicherung der Sicherungsvorrichtung mittels einer Schraube, eines Sprengrings oder dergleichen vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Schaftabschnitt eine umlaufende oder im Wesentlichen umlaufende Nut aufweisen, in die die Sicherungsvorrichtung eingesetzt ist. Bei einer solchen Nut ist eine zweiteilige Sicherungsvorrichtung bevorzugt, da diese leichter montierbar ist und durch den Rohrabschnitt auf dem Schaftabschnitt gehalten ist. Das Gelenkwellensystem kann beispielsweise zwei auf dem Längsachsenabschnitt angeordnete Sicherungsvorrichtungen oder z.B. eine auf dem Längsachsenabschnitt und eine auf der freien Stirnseite angeordnete Sicherungsvorrichtung aufweisen. Eine derartige Sicherungsvorrichtung hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig eine Übertragung des Lenkmoments erfolgen kann.
-
Weiter bevorzugt sind die Sicherungsvorrichtung und/oder die Wälzlagervorrichtung mittels mindestens eines Sicherungsrings und/oder mindestens eines Sicherungsstifts gegen ein axiales Verschieben entlang der Schaftlängsachse in mindestens eine Richtung gesichert. Hierfür ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass der Schaftabschnitt eine entsprechende Ausbildung zum Halten des mindestens einen Sicherungsrings und/oder mindestens einen Sicherungsstifts aufweist. Auf diese Weise ist mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig die Sicherungsvorrichtung am Schaftabschnitt fixierbar.
-
Es ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt, dass das mindestens eine erste Formschlusselement und/oder das mindestens eine zweite Formschlusselement ein derartiges Untermaß aufweist, dass zur jeweiligen Rohrlängsnut bzw. Schaftlängsnut ein Spiel ausgebildet ist. Das bedeutet, dass das mindestens eine erste Formschlusselement und/oder das mindestens eine zweite Formschlusselement seitlich in der Rohrlängsnut bzw. Schaftlängsnut etwas beweglich ist. Somit ist beim Verdrehen von Gelenkwelle und Gelenkwellenrohr bei nicht vorhandener bzw. defekter Wälzlagervorrichtung zumindest eine geringfügige relative Verdrehung von Gelenkwelle und Gelenkwellenrohr möglich. Eine derartige relative Verdrehung hat den Vorteil, dass sich ein Lenkgefühl mit intakter Wälzlagervorrichtung für den Fahrer spürbar von einem Lenkgefühl mit defekter oder nicht vorhandener Wälzlagervorrichtung unterscheidet. Der Fahrer kann somit eine defekte Wälzlagervorrichtung sofort spüren und eine Reparatur veranlassen.
-
Zusätzlich oder alternativ ist es bevorzugt, dass die Sicherungsvorrichtung ein derart nachgiebiges, insbesondere elastisches, Material, wie z.B. ein Elastomer, aufweist, dass diese beim Übertragen des Lenkmoments die Sicherungsvorrichtung zumindest teilweise deformiert wird. Vorzugsweise weist das erste Formschlusselement und/oder zweite Formschlusselement ein nachgiebiges Material aus bzw. ist aus diesem gebildet. Auf diese Weise ist mit einfachen Mitteln oder kostengünstig ein Gelenkwellensystem bereitstellbar, das ein für den Fahrer spürbar unterschiedliches Lenkgefühl bei intakter und defekter Wälzlagervorrichtung bietet. Der Fahrer kann somit eine defekte Wälzlagervorrichtung sofort spüren und eine Reparatur veranlassen.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Lenksystem weist eine Lenksäule und ein Lenkgetriebe auf, wobei die Lenksäule zur Übertragung eines Lenkmoments über eine Kopplungsvorrichtung mit dem Lenkgetriebe gekoppelt ist. Erfindungsgemäß ist die Kopplungsvorrichtung als erfindungsgemäßes Gelenkwellensystem ausgebildet.
-
Das erfindungsgemäße Lenksystem weist dieselben Vorteile auf, wie bereits voranstehend zu einem Gelenkwellensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Lenksystem gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Lenksystemen den Vorteil, dass auch dann das Lenkmoment von der Gelenkwelle auf das Gelenkwellenrohr übertragbar ist, wenn die Wälzlagervorrichtung derart beschädigt ist, dass das Lenkmoment nicht über die Wälzlagervorrichtung von der Gelenkwelle auf das Gelenkwellenrohr übertragbar ist. Dieser Vorteil wird durch die Sicherungsvorrichtung mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig und zuverlässig erzielt. Die Sicherungsvorrichtung stellt somit ein redundantes Mittel zur Übertragung des Lenkmoments bereit. Auf diese Weise ist ein Kraftfahrzeug bei defekter Wälzlagervorrichtung im Gelenkwellensystem weiterhin manövrierbar und kann somit vom Fahrer ohne die Notwendigkeit eines teuren Abschleppens in eine Werkstatt zum Reparieren bzw. Austauschen des Gelenkwellensystems bzw. der Wälzlagervorrichtung gefahren werden.
-
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem lenkbaren Rad gelöst. Erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug zum Lenken des mindestens einen Rads ein erfindungsgemäßes Lenksystem auf, das mit dem mindestens einen Rad mechanisch gekoppelt ist.
-
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist dieselben Vorteile auf, wie bereits voranstehend zu einem Gelenkwellensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie einem Lenksystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Kraftfahrzeug den Vorteil, dass auch dann das Lenkmoment von der Gelenkwelle auf das Gelenkwellenrohr übertragbar ist, wenn die Wälzlagervorrichtung derart beschädigt ist, dass das Lenkmoment nicht über die Wälzlagervorrichtung von der Gelenkwelle auf das Gelenkwellenrohr übertragbar ist. Dieser Vorteil wird durch die Sicherungsvorrichtung mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig und zuverlässig erzielt. Die Sicherungsvorrichtung stellt somit ein redundantes Mittel zur Übertragung des Lenkmoments bereit. Auf diese Weise ist ein Kraftfahrzeug bei defekter Wälzlagervorrichtung im Gelenkwellensystem weiterhin manövrierbar und kann somit vom Fahrer ohne die Notwendigkeit eines teuren Abschleppens in eine Werkstatt zum Reparieren bzw. Austauschen des Gelenkwellensystems bzw. der Wälzlagervorrichtung gefahren werden.
-
Ein erfindungsgemäßes Gelenkwellensystem, Lenksystem und Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen jeweils schematisch:
-
1 in einer perspektivischen, explodierten Ansicht eine bevorzugte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenkwellensystems;
-
2 in einer perspektivischen, explodierten Ansicht eine bevorzugte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gelenkwellensystems;
-
3 in einer perspektivischen, explodierten Ansicht eine bevorzugte dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gelenkwellensystems;
-
4 in einer Seitenansicht die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gelenkwellensystems aus 3;
-
5 in einer perspektivischen, explodierten Ansicht eine bevorzugte vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gelenkwellensystems;
-
6 in einer perspektivischen Ansicht eine Variante einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung;
-
7 in einer Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Lenksystem; und
-
8 in einer Draufsicht ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
-
In 1 ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gelenkwellensystems 1 in einer perspektivischen, explodierten Ansicht schematisch dargestellt. Das Gelenkwellensystem 1 weist eine Gelenkwelle 4 mit einem Schaftabschnitt 5 und einer an einem Ende des Schaftabschnitts 5 angeordneten Gelenkwellenkupplung 6. Der Schaftabschnitt 5 weist eine Schaftlängsachse 10 sowie parallel zur Schaftlängsachse 10 ausgebildete Schaftlängsnute 12 auf. Ferner weist das Gelenkwellensystem 1 ein Gelenkwellenrohr 7 mit einem Rohrabschnitt 8 und einer an einem Ende des Rohrabschnitts 8 angeordneten Gelenkwellenrohrkupplung 9 auf. Der Rohrabschnitt 8 weist eine Rohrlängsachse 11 sowie parallel zur Rohrlängsachse 11 ausgebildete Rohrlängsnute 13 auf. Zur Lenkmomentübertragung weist das Gelenkwellensystem 1 eine als Lagerkäfig ausgebildete Wälzlagervorrichtung 14 mit kugelförmig ausgebildeten Wälzlagerkörpern 15 auf. Über einen Sicherungsring 23 ist die Wälzlagervorrichtung gegen ein Herausfallen aus dem Rohrabschnitt 8 sicherbar. Ferner weist das Gelenkwellensystem eine Sicherungsvorrichtung 16 mit ersten Formschlusselementen 17 zum Eingreifen in jeweils eine Rohrlängsnut 13 und zweiten Formschlusselementen 18 zum Eingreifen in jeweils eine Schaftlängsnut 12 auf. Die Sicherungsvorrichtung 16 ist als Krone 19 ausgebildet und an einer freien Stirnseite, die an einem der Gelenkwellenkupplung 6 entgegengesetzten Ende des Schaftabschnitts 5 ausgebildet ist, fixierbar, insbesondere mittels Verstemmen.
-
In 2 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gelenkwellensystems 1 in einer perspektivischen, explodierten Ansicht schematisch dargestellt. Das Gelenkwellensystem 1 weist eine Gelenkwelle 4 mit einem Schaftabschnitt 5 und einer an einem Ende des Schaftabschnitts 5 angeordneten Gelenkwellenkupplung 6. Der Schaftabschnitt 5 weist eine Schaftlängsachse 10 sowie parallel zur Schaftlängsachse 10 ausgebildete Schaftlängsnute 12 auf. Ferner weist das Gelenkwellensystem 1 ein Gelenkwellenrohr 7 mit einem Rohrabschnitt 8 und einer an einem Ende des Rohrabschnitts 8 angeordneten Gelenkwellenrohrkupplung 9 auf. Der Rohrabschnitt 8 weist eine Rohrlängsachse 11 sowie parallel zur Rohrlängsachse 11 ausgebildete Rohrlängsnute 13 auf. Zur Lenkmomentübertragung weist das Gelenkwellensystem 1 eine als Lagerkäfig ausgebildete Wälzlagervorrichtung 14 mit kugelförmig ausgebildeten Wälzlagerkörpern 15 auf. Über einen Sicherungsring 23 ist die Wälzlagervorrichtung gegen ein Herausfallen aus dem Rohrabschnitt 8 sicherbar. Ferner weist das Gelenkwellensystem eine Sicherungsvorrichtung 16 mit ersten Formschlusselementen 17 zum Eingreifen in jeweils eine Rohrlängsnut 13 und zweiten Formschlusselementen 18 zum Eingreifen in jeweils eine Schaftlängsnut 12 auf. Die Sicherungsvorrichtung 16 ist aus zwei Ringsegmenten 22 gebildet, die in einer umlaufenden Nut 28 des Schaftlängsabschnitts 5 aufnehmbar und somit gegen ein Abrutschen entlang der Schaftlängsachse 10 sicherbar sind.
-
In 3 ist eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gelenkwellensystems 1 in einer perspektivischen, explodierten Ansicht schematisch dargestellt. Das Gelenkwellensystem 1 weist eine Gelenkwelle 4 mit einem Schaftabschnitt 5 und einer an einem Ende des Schaftabschnitts 5 angeordneten Gelenkwellenkupplung 6. Der Schaftabschnitt 5 weist eine Schaftlängsachse 10 sowie parallel zur Schaftlängsachse 10 ausgebildete Schaftlängsnute 12 auf. Ferner weist das Gelenkwellensystem 1 ein Gelenkwellenrohr 7 mit einem Rohrabschnitt 8 und einer an einem Ende des Rohrabschnitts 8 angeordneten Gelenkwellenrohrkupplung 9 auf. Der Rohrabschnitt 8 weist eine Rohrlängsachse 11 sowie parallel zur Rohrlängsachse 11 ausgebildete Rohrlängsnute 13 auf. Zur Lenkmomentübertragung weist das Gelenkwellensystem 1 eine als Lagerkäfig ausgebildete Wälzlagervorrichtung 14 mit kugelförmig ausgebildeten Wälzlagerkörpern 15 auf. Über einen Sicherungsring 23 ist die Wälzlagervorrichtung gegen ein Abrutschen von dem Schaftabschnitt 5 sicherbar. Ferner weist das Gelenkwellensystem eine Sicherungsvorrichtung 16 mit ersten Formschlusselementen 17 zum Eingreifen in jeweils eine Rohrlängsnut 13 und zweiten Formschlusselementen 18 zum Eingreifen in jeweils eine Schaftlängsnut 12 auf. Die Sicherungsvorrichtung 16 ist als Hülse 20 ausgebildet und über einen weiteren Sicherungsring 23 gegen ein Herausfallen aus dem Rohrabschnitt 8 sicherbar. 4 zeigt die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gelenkwellensystems 1 schematisch im zusammengesetzten Zustand in einer Seitenansicht.
-
In 5 ist eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gelenkwellensystems 1 in einer perspektivischen, explodierten Ansicht schematisch dargestellt. Das Gelenkwellensystem 1 weist eine Gelenkwelle 4 mit einem Schaftabschnitt 5 und einer an einem Ende des Schaftabschnitts 5 angeordneten Gelenkwellenkupplung 6. Der Schaftabschnitt 5 weist eine Schaftlängsachse 10 sowie parallel zur Schaftlängsachse 10 ausgebildete Schaftlängsnute 12 auf. Ferner weist das Gelenkwellensystem 1 ein Gelenkwellenrohr 7 mit einem Rohrabschnitt 8 und einer an einem Ende des Rohrabschnitts 8 angeordneten Gelenkwellenrohrkupplung 9 auf. Der Rohrabschnitt 8 weist eine Rohrlängsachse 11 sowie parallel zur Rohrlängsachse 11 ausgebildete Rohrlängsnute 13 auf. Zur Lenkmomentübertragung weist das Gelenkwellensystem 1 eine als Lagerkäfig ausgebildete Wälzlagervorrichtung 14 mit kugelförmig ausgebildeten Wälzlagerkörpern 15 auf. Über einen Sicherungsring 23 ist die Wälzlagervorrichtung gegen ein Abrutschen von dem Schaftabschnitt 5 sicherbar. Ferner weist das Gelenkwellensystem eine Sicherungsvorrichtung 16 mit ersten Formschlusselementen 17 zum Eingreifen in jeweils eine Rohrlängsnut 13 und zweiten Formschlusselementen 18 zum Eingreifen in jeweils eine Schaftlängsnut 12 auf. Die Sicherungsvorrichtung 16 ist als Hülse 20 ausgebildet und über einen weiteren Sicherungsring 23 gegen ein Herausfallen aus dem Rohrabschnitt 8 sicherbar. Ferner ist an der Hülse 20 ein zusätzlicher Sicherungsstift 24 zum axialen Sichern der Hülse 20 am Rohrabschnitt 8 angeordnet.
-
6 zeigt schematisch eine Variante einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung 16 in einer perspektivischen Ansicht. Die Sicherungsvorrichtung 16 ist als Ring 21 ausgebildet. Die Sicherungsvorrichtung 16 weist erste Formschlusselemente 17 zum Eingreifen in jeweils eine Rohrlängsnut 13 und zweite Formschlusselemente 18 zum Eingreifen in jeweils eine Schaftlängsnut 12 auf. Der Ring 21 weist eine in Umfangsrichtung angeordnete sowie umlaufende Lamellensicherung 27 zum Eingreifen in eine umlaufende Innennut eines Rohrabschnitts 8 eines Gelenkwellenrohrs 7 auf, um somit eine axiale Sicherung der Sicherungsvorrichtung 16 zum Rohrabschnitt 8 bereitzustellen.
-
7 zeigt schematisch in einer Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Lenksystem 2. Das Lenksystem 2 weist eine Lenksäule 25 auf, die schwenkbar mit einer Gelenkwellenkupplung 6 eines erfindungsgemäßen Gelenkwellensystems 1 des Lenksystems 2 gekoppelt ist. Die Gelenkwellenkupplung 6 ist an einem freien Ende eines Schaftabschnitts 5 des Gelenkwellensystems 1 fixiert. Der Schaftabschnitt 5 und die Gelenkwellenkupplung 6 sind Bestandteile einer Gelenkwelle 4 des Gelenkwellensystems 1. Der Schaftabschnitt 5 ist axial verschiebbar in einen Rohrabschnitt 8 eines Gelenkwellenrohrs 7 des Gelenkwellensystems 1 angeordnet. An einem freien Ende des Rohrabschnitts 8 ist eine Gelenkwellenrohrkupplung 9 des Gelenkwellenrohrs 7 fixiert. Über die Gelenkwellenrohrkupplung 9 ist das Gelenkwellensystem 1 verschwenkbar mit einem Lenkgetriebe 26 des Lenksystems 2 gekoppelt.
-
In 8 ist ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 3 schematisch in einer Draufsicht abgebildet. Das Kraftfahrzeug 3 weist zwei lenkbare Räder 29 auf, die mittels eines erfindungsgemäßen Lenksystems 2 lenkbar sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gelenkwellensystem
- 2
- Lenksystem
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Gelenkwelle
- 5
- Schaftabschnitt
- 6
- Gelenkwellenkupplung
- 7
- Gelenkwellenrohr
- 8
- Rohrabschnitt
- 9
- Gelenkwellenrohrkupplung
- 10
- Schaftlängsachse
- 11
- Rohrlängsachse
- 12
- Schaftlängsnut
- 13
- Rohrlängsnut
- 14
- Wälzlagervorrichtung
- 15
- Wälzlagerkörper
- 16
- Sicherungsvorrichtung
- 17
- erstes Formschlusselement
- 18
- zweites Formschlusselement
- 19
- Krone
- 20
- Hülse
- 21
- Ring
- 22
- Ringsegment
- 23
- Sicherungsring
- 24
- Sicherungsstift
- 25
- Lenksäule
- 26
- Lenkgetriebe
- 27
- Lamellensicherung
- 28
- umlaufende Nut
- 29
- lenkbares Rad
