DE19707999A1 - Gleit-Kreuzgelenkgabel - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit Universalgelenken bzw. Kreuzgelenken, und insbesondere mit einer verbesserten Konstruktion einer Gleit-Kreuzgelenkgabel für den Hochlei­ stungseinsatz, welche derart beschaffen und ausgelegt ist, daß sie in einer Kreuzgelenkanordnung einer Fahrzeugan­ triebswellenanordnung eingesetzt werden kann.

Bei vielen Fahrzeugarten wird eine Antriebswellenanordnung eingesetzt, um eine Drehenergie von einer Quelle, wie einer Brennkraftmaschine, auf eine getriebene Komponente, wie ein Räderpaar zu übertragen. Eine Bauart einer Antriebswellen­ anordnung umfaßt ein hohles, zylindrisches Antriebswellen­ rohr, welches an einem Ende mit einer Abtriebswelle des Fahrzeuggetriebes und am anderen Ende mit der Eingangswelle einer Achsanordnung verbunden ist. Diese Anordnung stellt eine drehbare Antriebsverbindung zwischen dem Fahrzeugge­ triebe und der Achsanordnung bereit, um die Fahrzeugräder drehanzutreiben.

Die Abtriebswelle des Fahrzeuggetriebes und die Eingangs­ welle der Achsanordnung sind häufig derart ausgelegt, daß sie sich um nicht fluchtende Drehachsen drehen können. Uni­ versalgelenke bzw. Kreuzgelenke oder Kardangelenke sind in der Antriebswellenanordnung vorgesehen, um diese nicht koa­ xiale Zuordnung auszugleichen. Ein erstes Kreuzgelenk ver­ bindet das Antriebswellenrohr oder die Antriebshohlwelle mit der Abtriebswelle des Fahrzeuggetriebes, und ein zweites Kreuzgelenk verbindet das Antriebswellenrohr mit der Ein­ gangswelle der Achsanordnung.

Jedes Kreuzgelenk umfaßt eine endseitige Kreuzgelenkgabel, welche mit dem Ende des Antriebswellenrohrs verbunden ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Antriebswellen­ anordnung ist eine endseitige Kreuzgelenkgabel als eine Gleit-Kreuzgelenkgabel ausgelegt, welche drehbeweglich mit dem Antriebswellenrohr verbunden ist, sich aber in axialer Richtung relativ hierzu unter Ausführung einer Gleitbewegung verschieben kann. Beispielsweise kann die Gleit-Kreuzgelenk­ gabel eine als Keil dienende innere Fläche haben, welche gleitbeweglich die als Keil dienende äußere Fläche einer Welle aufnimmt, welche mit dem Antriebswellenrohr verbunden ist. Die Gleit-Kreuzgabel verleiht der Antriebswellenanord­ nung in Längsrichtung eine Flexibilität, um den Abgleich bei robusten Antriebsverhältnissen zu schaffen.

Eine Kreuzgelenkendgabel umfaßt im allgemeinen einen zylin­ drischen Körper und ein Paar von beabstandeten Armen, welche vom Körper ausgehen. Der Körper ist mit dem Ende des An­ triebswellenrohrs verbunden. Die Arme haben ein Paar von axialen Öffnungen, welche durch dieselben gehen. Das Kreuz­ gelenk umfaßt einen Gabelquerträger, welcher vier nach außen weisende Zapfen hat. Eine Lagerschale ist drehbeweglich an dem Ende der jeweiligen Zapfen angebracht. Ein Paar von gegenüberliegenden Lagerschalen ist in den Öffnungen aufge­ nommen, die durch die Arme der Kreuzgelenkendgabel gehen, um eine Verbindung hiermit herzustellen. Das andere Paar von gegenüberliegenden Lagerschalen ist mit einer Kreuzgelenkga­ bel verbunden, welche an der Antriebswelle des Fahrzeugge­ triebes oder an der Eingangswelle der Achsanordnung festge­ legt ist.

Während des Fahrzeugbetriebs ist eine Kreuzgelenkendgabel großen Drehmomentbelastungen von der Drehbewegung der An­ triebswellenanordnung ausgesetzt. Diese hohen Belastungen versuchen, die Arme der Kreuzgelenkendgabel oder des Gabel­ kopfs zu verformen und auszulenken. Folglich ist die Endgabel derart ausreichend fest auszulegen, daß sie diesen Aus­ lenkungen und Verformungen Stand halten kann. Bisher wurde die Endgabel derart ausgelegt, daß sie relativ massive Arme hatte, um diesem die erforderliche Festigkeit zu verleihen. Die massive Auslegung der Arme aber führt zu einer Vergröße­ rung des Gewichts und zu einer Steigerung der Materialkosten für die Kreuzgelenkendgabel. Daher ist es erwünscht, eine Kreuzgelenkendgabel bereitzustellen, welche gewichtsmäßig kleiner ausgelegt ist, welcher aber eine so ausreichende Festigkeit hat, daß sie den Verformungen und Auslenkungen der Arme Stand halten kann.

Eine Kreuzgelenkendgabel für eine Fahrzeugantriebswellen­ anordnung wird im allgemeinen als Gußteil aus einem metalli­ schen Material, wie Stahl oder Eisen, ausgeformt. Die übli­ che Gießmethode liefert eine Kreuzgelenkgabel, welche eine harte äußere Haut hat. Es ist häufig erwünscht, daß man die Antriebswellenanordnung dadurch auswuchtet, daß man Gegen­ gewichte an der äußeren Fläche der Kreuzgelenkendgabel an­ schweißt. Die harte äußere Haut eines üblichen Gusses ist jedoch nicht als Oberfläche zum Anschweißen von Gegengewich­ ten geeignet. Daher wird die äußere Fläche des üblichen Gußteils im allgemeinen maschinell bearbeitet, um eine ge­ eignete Schweißfläche bereitzustellen. Durch diese Bearbei­ tung steigen die Kosten und das Herstellungsverfahren wird komplizierter. Daher ist es erwünscht, ein Gießverfahren bereitzustellen, bei welchem man eine Kreuzgelenkendgabel erhält, welche eine äußere Fläche hat, welche zum Anschwei­ ßen von Gegengewichten geeignet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochleistungs-Gleit- Kreuzgelenkgabel zum Einsatz bei einem Kreuzgelenk bzw. einem Kardangelenk in einer Fahrzeug-Antriebswellenanord­ nung. Die Gleit-Kreuzgelenkgabel umfaßt einen im allgemeinen zylindrischen Körper, welcher um eine Achse drehbar ist. Die Gleit-Kreuzgelenkgabel umfaßt ferner einen axial verlaufen­ den Keil, welcher mit einer passenden Keileinrichtung auf einer zugeordneten Einrichtung zusammenarbeitet. Zwei im allgemeinen axial verlaufende Arme sind symmetrisch um die Achse angeordnet. Jeder Arm hat eine im allgemeinen zylin­ drische Öffnung, welche durch denselben quer zur Achse geht. Die Öffnungen sind zueinander ausgerichtet. Jeder Arm umfaßt eine äußere Fläche, welche ausgenommene Bereiche hat, welche darin ausgebildet sind. Die ausgenommenen Bereiche bilden Stege, welche zwischen dem zylindrischen Körper und der Öffnung verlaufen. Vorzugsweise hat jeder Arm zwei ausgenom­ mene Bereiche, welch einen Mittelsteg und ein Paar von äuße­ ren Stegen bilden. Vorzugsweise sind die Stege konisch aus­ gebildet, und der Mittelsteg ist in Richtung der Öffnung breiter und in Richtung des zylindrischen Körpers schmaler, während die äußeren Stege in Richtung des zylindrischen Körpers breiter und in Richtung der Öffnung schmaler sind.

Die Gleit-Kreuzgelenkgabel wird vorzugsweise mittels des Schaummaskenformgusses hergestellt. Bei dieser Methode wird ein verdampfbares Schaummodell gebildet, welches eine der Gleit-Kreuzgelenkgabel entsprechende Gestalt hat. Das Modell wird in eine Form gelegt, und ein fließfähiges, fein zer­ kleinertes Material wird um das Modell eingebracht. Eine Metallschmelze wird in Kontakt mit dem Modell eingebracht, um das Modell zu verdampfen. Der Dampf geht in die Zwischen­ räume des fließfähigen Materials. Die Metallschmelze nimmt den Hohlraum ein, welcher durch die Verdampfung des Modells erzeugt wird, um eine aus Metall bestehende Gleit-Kreuzge­ lenkgabel bereitzustellen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Antriebswellenanordnung nach der Erfindung für ein Fahrzeug in Teilschnitt­ darstellung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Gleit-Kreuzge­ lenkgabel für ein Kreuzgelenk nach der Erfindung,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Gleit-Kreuzge­ lenkgabel nach Fig. 2 aus einem anderen Blickwin­ kel gesehen,

Fig. 4 eine Schnittansicht der Gleit-Kreuzgelenkgabel mit einer Staubschutzkappe und einer Dichtung,

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Teils der Gleit-Kreuzge­ lenkgabel entlang der Linie 5-5 in Fig. 3,

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Teils der Gleit-Kreuzge­ lenkgabel längs der Linie 6-6 in Fig. 3,

Fig. 7 eine Schnittansicht eines Teils der Gleit-Kreuzge­ lenkgabel längs der Linie 7-7 in Fig. 3,

Fig. 8 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der Staubschutzkappe und der Gleit-Kreuzgelenkgabel nach Fig. 4, und

Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht der Dichtung und eines Teils der Gleit-Kreuzgelenkgabel nach Fig. 4.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist in Fig. 1 eine Fahr­ zeugantriebsanordnung dargestellt, welche insgesamt mit 10 bezeichnet und nach der Erfindung ausgelegt ist. Die An­ triebswellenanordnung 10 kann beispielsweise eingesetzt werden, um eine Drehenergie von dem Getriebe einer Brenn­ kraftmaschine auf das Differential einer Achsanordnung zu übertragen, um die Fahrzeugräder drehanzutreiben.

Die Antriebswellenanordnung 10 umfaßt ein hohles, zylindri­ sches Antriebswellenrohr 11. Das Antriebswellenrohr 11 hat eine innere zylindrische Fläche 12 und eine äußere zylin­ drische Fläche 13. Sie hat gegenüberliegende erste Enden 14 und zweite Enden 15. Das Antriebswellenrohr 11 ist um die Längsachse drehbar. Es ist vorzugsweise aus einem metalli­ schen oder einem Verbundmaterial ausgebildet.

Eine Kreuzgelenkgabel, wie eine Kugelkreuzgelenkgabel 16, ist fest mit dem ersten Ende 14 des Antriebswellenrohres 11 zur Ausführung einer Drehbewegung mit demselben verbunden. Die Kugelkreuzgelenkgabel 16 ist vorzugsweise aus einem metallischen Material hergestellt. Sie umfaßt einen im all­ gemeinen zylindrischen Körper 17, welcher eine äußere zylin­ drische Fläche 18 hat. Ein im allgemeinen ringförmiger Vor­ sprung 19 ist an der äußeren zylindrischen Fläche 18 ausge­ bildet. Der Körper 17 umfaßt ein Wellenende 20 und ein Kreuzgelenkende oder Kreuzgelenkgabelende 21. Das Wellenende 20 des Körpers 17 ist teleskopartig in dem ersten Ende 14 des Antriebswellenrohrs 11 aufgenommen, bis das erste Ende 14 zur Anlage an dem Vorsprung 19 kommt. Der Durchmesser der äußeren zylindrischen Fläche 18 des Körpers 17 ist geringfü­ gig größer als der Durchmesser der inneren zylindrischen Fläche 12 des Antriebswellenrohrs 11, so daß der Körper 17 mit dem Antriebswellenrohr 11 mittels einer geringfügigen Preßsitzpassung zusammenarbeiten kann. Der Körper 17 der Kugelkreuzgelenkgabel 16 ist fest mit dem Antriebswellenrohr 11 mittels einer Schweißung 22 verbunden. Ein Paar von be­ abstandeten Armen 23 (von denen nur einer gezeigt ist) er­ streckt sich von dem Kreuzgelenkgabelende 21 des Körpers 17 weg. Jeder Arm 23 hat eine im allgemeinen zylindrische Öff­ nung 24, welche durch denselben geht. Die Öffnungen 24 der Arme 23 sind koaxial zueinander. Eine maschinelle bearbeite­ te äußere Fläche (nicht gezeigt) ist um die jeweiligen Öff­ nungen vorgesehen. Ein Paar von mit Gewinde versehenen Öff­ nungen ist in der äußeren Fläche auf den gegenüberliegenden Seiten der Öffnung ausgebildet.

Ein Gabelquerträger 25 ist mit der Kugelkreuzgelenkgabel 16 verbunden. Der Gabelquerträger 25 hat einen zentralen Kör­ perabschnitt mit vier zylindrischen Zapfen 26, welche von diesem nach außen vorstehen (von diesen sind nur zwei ge­ zeigt). Die Zapfen 26 sind in einer gemeinsamen Ebene ausge­ richtet und verlaufen rechtwinklig relativ zueinander. Eine hohle, zylindrische Lagerschale 27 ist drehbeweglich an dem Ende des jeweiligen Zapfens 26 vorgesehen. Eine Lagerplatte 28 ist an dem Ende jeder Lagerschale 27 angeschweißt. Ein Paar von gegenüberliegenden Öffnungen 29 geht durch die jeweiligen Lagerplatten 28. Ein Paar von gegenüberliegenden Lagerschalen 27 ist in den Öffnungen 24 über die Arme 23 der Kugelkreuzgelenkgabel 16 zur Verbindung mit derselben aufge­ nommen. Die Öffnungen 29 sind zu den mit Gewinde versehenen Öffnungen der Arme 23 der Kugelkreuzgelenkgabel 16 ausge­ richtet. Gewindebefestigungsmittel 30 sind in die Öffnungen 29 eingesetzt und werden in dieselben eingeschraubt, um die jeweilige Lagerschale 27 fest mit dem zugeordneten Arm 23 der Kugelkreuzgelenkgabel 16 zu verbinden. Beim Arbeiten ist das andere Paar von gegenüberliegender Lagerschalen 27 mit einer Kreuzgelenkgabel (nicht gezeigt) verbunden, welche fest mit der Eingangswelle des Differentials der Achsanord­ nung verbunden ist. Somit wird zwischen dem Antriebswellen­ rohr 11 und der Achsanordnung ein Kreuzgelenk vorgesehen, um die Fahrzeugräder drehanzutreiben.

Eine Stummelwelle 31 ist fest mit dem zweiten Ende 15 des Antriebswellenrohrs 11 zur Ausführung einer Drehbewegung mit demselben verbunden. Die Stummelwelle 31 ist vorzugsweise aus einem metallischen Material hergestellt. Sie umfaßt einen im allgemeinen zylindrischen Körper 32. Die Stummel­ welle 31 wird an einer Schulter 33 breiter, um einen erwei­ terten Endabschnitt 34 zu bilden. Der erweiterte Endab­ schnitt 34 hat einen Durchmesser, welcher größer als jener des Körpers 32 ist. Der Körper ist im allgemeinen zylin­ drisch ausgelegt und umfaßt eine äußere zylindrische Fläche 35. Ein im allgemeinen ringförmiger Vorsprung 36 ist auf der äußeren zylindrischen Fläche 35 ausgebildet. Der erweiterte Endabschnitt 34 der Stummelwelle 31 ist teleskopartig von dem zweiten Ende 15 des Antriebswellenrohrs 11 aufgenommen, bis das zweite Ende 15 zur Anlage gegen den Vorsprung 36 kommt. Der Durchmesser der äußeren zylindrischen Fläche 35 des erweiterten Endabschnitts 34 ist geringfügig größer als der Durchmesser der inneren zylindrischen Fläche 12 des Antriebswellenrohrs 11, so daß der erweiterte Endabschnitt 34 mit dem Antriebswellenrohr 11 unter Einhaltung einer geringfügigen Preßsitzpassung zusammenarbeitet. Der erwei­ terte Endabschnitt 34 der Stummelwelle 31 ist fest mit dem zweiten Ende 15 des Antriebswellenrohrs mittels einer Schweißverbindung 37 verbunden.

Die Stummelwelle 31 umfaßt ferner einen als Keil dienenden Endabschnitt 38. Der als Keil dienende Endabschnitt 38 ist im allgemeinen zylindrisch ausgebildet. Er hat einen Durch­ messer, welcher etwas größer als der Durchmesser des Körpers 32 der Stummelwelle 31 ist, welcher aber einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser des erweiterten Endabschnit­ tes 34 hat. Der als Keil dienende Endabschnitt 38 umfaßt eine äußere zylindrische Fläche 39 und eine Endfläche 40. Die äußere zylindrische Fläche 39 hat eine Mehrzahl von Keilzähnen 41, welche auf dieser Fläche ausgebildet sind. Die Keilzähne 41 verlaufen in Längsrichtung entlang der äußeren zylindrischen Fläche 39 und erstrecken sich von dieser nach außen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 soll nunmehr eine Gleit-Kreuzgelenkgabel nach der Erfindung näher erläutert werden, welche dort insgesamt mit 42 bezeichnet ist. Die Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 ist vorzugsweise aus einem metal­ lischen Material, wie Stahl, hergestellt. Sie umfaßt einen hohlen, im allgemeinen zylindrischen Körper 43, welcher um die Längsachse 44 drehbar ist. Der Körper 43 umfaßt eine äußere zylindrische Fläche 45, ein Wellenende 46 und ein Gabelende 47. Eine im allgemeinen ringförmige Ausnehmung 48 ist in der äußeren zylindrischen Fläche 45 in der Nähe des Wellenendes 46 des Körpers 43 ausgebildet. Eine Dichtung 49, welche nachstehend noch näher erläutert werden wird, ist in der Ausnehmung 48 angeordnet. Eine im allgemeinen zylindri­ sche Bohrung 50 verläuft durch den Körper 43 ausgehend von dem Wellenende 46 in Richtung zu dem Gabelende 47 axial. Die Bohrung 50 bildet eine innere zylindrische Fläche des Kör­ pers 43. Eine Senkbohrung 51 erstreckt sich axial von dem Gabel ende 47 des Körpers 43 weg und ist mit der Bohrung 50 verbunden. Die Senkbohrung 51 ist im allgemeinen kegel­ stumpfförmig ausgebildet. Sie umfaßt ein durchmesserkleine­ res Ende 52, welches mit der Bohrung 50 verbunden ist. Die Senkbohrung 51 erweitert sich auf ein Ende 53 mit einem gro­ ßen Durchmesser am Gabelende 47 des Körpers 43. Das Gabelen­ de 47 des Körpers 43 umfaßt ferner eine im allgemeinen ring­ förmige Ausnehmung 54, welche in der Nähe des durchmesser­ größeren Endes 53 der Senkbohrung 51 ausgebildet ist. Eine Staubschutzkappe 55, welche nachstehend noch näher beschrie­ ben werden wird, ist in der Ausnehmung 54 angeordnet. Die Staubschutzkappe 55 umfaßt eine Öffnung 56 zur Entlüftung.

Die Bohrung 50 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 ist als Keil ausgebildet. Sie hat eine Mehrzahl von Keilzähnen 57, welche darin ausgebildet sind und welche in Längsrichtung entlang der Bohrung 50 und von dieser aus nach innen verlaufen. Die Keilzähne 57 erstrecken sich über die Längserstreckung der Bohrung 50. Jedoch erstrecken sich die Keilzähne 57 nicht bis zur Senkbohrung 51. Die Keilzähne 57 haben vorzugsweise konische Endabschnitte 58, welche an der Stelle enden, an der die Bohrung 50 auf die Senkbohrung 51 trifft. Es hat sich insbesondere als zweckmäßig erwiesen, daß diese Kon­ struktion in starkem Maße den Werkzeugverschleiß während einer Räumbearbeitung zur Ausbildung der Keilzähne 57 redu­ ziert. Die Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 hat im wesentlichen die Vorteile einer Vollkeilbohrung, aber man erhält einen ver­ minderten Werkzeugverschleiß.

Der Keilendabschnitt 58 der Stummelwelle 31 hat einen Durch­ messer, welcher geringfügig kleiner als der Durchmesser der Bohrung 50 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 ist. Der Keilend­ abschnitt 38 ist teleskopartig in der Bohrung 50 aufgenom­ men. Eine Abschrägung 59 ist zwischen der Bohrung 50 und dem Wellenende 46 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 vorgesehen, um das Einführen der Stummelwelle 31 zu erleichtern. Die nach außen verlaufenden Keilzähne 41 des Keilendabschnitts 38 passen zu den nach innen verlaufenden Keilzähnen 57 in der Bohrung 50. Beide Sätze von Keilzähnen 41 und 57 verlaufen in Längsrichtung. Folglich kann der Keilendabschnitt 38 axial eine Gleitbewegung relativ zu der Bohrung 50 ausfüh­ ren. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann der Keilendabschnitt 38 sich in die Bohrung 50 erstrecken, bis die Endfläche 40 in der Nähe der Staubschutzkappe 55 ist und die Schulter 33 der Stummelwelle 31 zur Anlage an der Dichtung 49 kommt. Die Grundposition des Keilendabschnitts 38 ist etwa auf der Hälfte der Strecke der Länge der Bohrung 50 vorgesehen. Obgleich eine axiale Bewegung zugelassen wird, verhindern die passenden Keilzähne 41 und 57, daß der Keilendabschnitt 58 der Stummelwelle 31 eine Drehbewegung relativ zu der Bohrung 50 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 ausführen kann. Somit ist die Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 zur Ausführung einer Drehbewegung mit der Stummelwelle 31 verbunden.

Die Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 umfaßt ferner ein Paar von gegenüberliegenden Armen 60, welche im allgemeinen axial von dem Körper 43 ausgehen. Die Arme 60 sind im allgemeinen symmetrisch und radial relativ zueinander beabstandet vor­ gesehen. Die Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 einschließlich des Körpers 43 und der Arme 60 ist im allgemeinen Y-förmig aus­ gebildet. Jeder Arm 60 hat eine im allgemeinen zylindrische Öffnung 61, welche durch denselben geht. Die Öffnung 61 der Arme 60 sind koaxial zueinander. Eine maschinell bearbeitete äußere Fläche 62 ist um die jeweilige Öffnung 61 ausgebil­ det. Ein Paar von mit Gewinde versehene Öffnungen 63 ist in der äußeren Fläche 62 auf gegenüberliegenden Seiten der Öffnung 61 vorgesehen. Die Arme 60 werden nachstehend näher beschrieben.

Ein Gabelquerträger 64 ist mit der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 verbunden. Der Gabelquerträger 64 hat einen zentralen Kör­ perabschnitt mit vier zylindrischen Zapfen 65, welche von diesem nach außen verlaufen (in der Zeichnung sind nur zwei gezeigt). Die Zapfen 65 liegen in einer einzigen gemeinsamen Ebene und verlaufen rechtwinklig relativ zueinander. Eine hohle, zylindrische Lagerschale 66 ist drehbeweglich an dem Ende jedes Zapfens 65 angebracht. Eine Lagerplatte 67 ist an dem Ende jeder Lagerschale 66 angeschweißt. Ein Paar von gegenüberliegenden Öffnungen 68 ist vorgesehen, welche durch die Lagerplatten 67 gehen. Ein Paar von gegenüberliegenden Lagerschalen 66 ist in den Öffnungen 61 über die Arme 60 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 zur Verbindung mit dieser aufge­ nommen. Die Öffnungen 68 fluchten zu den mit Gewinde ver­ sehenen Öffnungen 63 in den Armen 60 der Gleit-Kreuzgelenk­ gabel 42. Gewindebefestigungsmittel 69 sind in die Öffnungen 63 und 68 eingesetzt, um die jeweilige Lagerschale 66 fest mit dem zugeordneten Arm 60 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 zu verbinden. Im Betrieb ist das andere Paar von gegenüberlie­ gender Lagerschalen 66 mit einer Kreuzgelenkgabel (nicht gezeigt) verbunden, welche fest mit der Abtriebswelle des Getriebes des Fahrzeugs verbunden ist. Somit wird ein Kreuz­ gelenk zwischen dem Getriebe und dem Antriebswellenrohr 11 zum Übertragen einer Drehenergie von der Brennkraftmaschine auf das Antriebswellenrohr 11 bereitgestellt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 7 werden die Arme 60 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 näher beschrieben und erläu­ tert. Jeder Arm 60 umfaßt einen Schulterabschnitt 70, wel­ cher mit dem Körper 43 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 ver­ bunden ist. Der Schulterabschnitt 70 ist geringfügig von dem Körper 43 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 relativ zu der Längsachse 44 nach außen gekrümmt vorgesehen. Jeder Arm 60 umfaßt ferner einen Endabschnitt 71, welcher mit dem Schul­ terabschnitt 70 verbunden ist. Der Endabschnitt 71 verläuft von dem Schulterabschnitt 70 im allgemeinen parallel zur Längsachse 44. Eine im allgemeinen zylindrische Öffnung 61 geht durch den Endabschnitt 71 eines jeden Arms 60. Vorzugs­ weise erstreckt sich der Endabschnitt 71 ausgehend von dem Schulterabschnitt 70 um einen Abstand, welcher gleich etwa dem Doppelten des Durchmessers der Öffnung 61 ist.

Jeder Arm 60 umfaßt eine innere Fläche 72. Die innere Fläche 72 umfaßt einen geringfügig konkav, abgerundeten Abschnitt 73 zwischen der Öffnung 61 und der Senkbohrung 51. Jeder Arm 60 umfaßt eine äußere Fläche 74. Ferner umfaßt jeder Arm 60 ein Paar von Seitenflächen 75 zwischen der inneren Fläche 72 und der äußeren Fläche 74.

Ein Paar von ausgenommenen Bereichen 76 ist in der äußeren Fläche 74 jedes Arms 60 ausgebildet. Die ausgenommenen Be­ reiche 76 bilden einen wesentlichen Teil des Arms 60 und somit tragen sie beträchtlich zur Gewichtsreduzierung der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 bei. Die ausgenommenen Bereiche 76 sind länglich ausgebildet und verlaufen im allgemeinen axial zwischen dem Körper 43 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 und der Öffnung 61 des Arms 60. Sie sind nebeneinanderliegend an­ geordnet. Jeder ausgenommenen Bereich 76 ist im allgemeinen parallelogrammförmig ausgebildet. Eine Seite jedes ausgenom­ menen Bereiches 76 weist in Richtung zur Öffnung 61 des Arms 60. Die ausgenommenen Bereiche 76 eines Arms 60 sind im allgemeinen symmetrisch bezüglich den ausgenommenen Berei­ chen 76 des anderen Arms 60 angeordnet.

Jeder der ausgenommenen Bereiche 76 umfaßt einen im allge­ meinen ebenen Abschnitt 77 in der Nähe des Körpers 43 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42. Der ebene Abschnitt 77 ist in dem Schulterabschnitt 70 des Arms 60 angeordnet. Der ebene Ab­ schnitt 77 verläuft im allgemeinen koplanar zu dem Körper 43, während der Schulterabschnitt 70 geringfügig nach außen vom dem Körper 43 gekrümmt verläuft. Als Folge hiervon wird die Tiefe des ebenen Abschnitts 77 allmählich mit dem Ver­ lauf des ebenen Abschnitts 77 von dem Körper 43 zu der Öff­ nung 61 größer. Die größte Tiefe des ebenen Abschnitts 77 ist im allgemeinen der Bereich, an der der Schulterabschnitt 70 des Arms 60 mit dem Endabschnitt 71 des Arms 60 verbunden ist.

Jeder ausgenommene Bereich 76 umfaßt ferner einen konvex ausgebildeten, abgerundeten Abschnitt 78 zwischen dem ebenen Abschnitt 77 und der Öffnung 61. Die Tiefe des abgerundeten Abschnitts 78 wird allmählich mit dem Verlauf zwischen dem ebenen Abschnitt 77 und der Öffnung 61 kleiner. Der abgerun­ dete Abschnitt 78 bleibt jedoch beträchtlich tief in der Nähe der Öffnung 61. Eine sich verändernde Tiefe der ausge­ nommenen Bereiche 76 ist am deutlichsten aus den Fig. 5 bis 7 zu ersehen. Jeder der geringfügig konvex ausgebilde­ ten, abgerundeten Abschnitte 77 ist dem geringfügig konkav ausgebildeten, abgerundeten Abschnitt 73 der inneren Fläche 72 des Arms gegenüberliegend angeordnet. Der Abstand zwi­ schen den abgerundeten Abschnitten 77 und den abgerundeten Abschnitten 73 ist klein, so daß das Material im Arm 60 an diesen Bereichen dünn ist.

Die beiden ausgenommenen Bereiche 76 des jeweiligen Arms 60 bilden drei Stege 79. Die Stege 79 sind dünn und länglich ausgebildet. Sie verlaufen im allgemeinen axial zwischen dem Körper 43 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 und der Öffnung 61 des Arms 60. Ein Mittelsteg 79′ ist zwischen den beiden ausgenommenen Bereichen 76 angeordnet. Der Mittelsteg 79′ ist im allgemeinen zentrisch am Arm 60 angeordnet. Ein Paar von äußeren Stegen 79′′ ist außerhalb der beiden ausgenomme­ nen Bereiche 76 angeordnet. Jeder äußere Steg 79′′ ist zwi­ schen einem ausgenommenen Bereich 76 und einer Seitenfläche 75 des Arms 60 angeordnet. Die Stege 79 verlaufen im all­ gemeinen parallel zueinander. Jeder Steg 79 ist konisch ausgebildet und hat eine allmählich abnehmende Breite von dem einen zum anderen Ende. Der Mittelsteg 79′ ist geringfü­ gig breiter als der Endabschnitt 71 des Arms 60 und schmaler als der Schulterabschnitt 70 des Arms 60. Jeder äußere Steg 79′′ ist geringfügig schmaler als der Endabschnitt 71 des Arms 60 und breiter als der Schulterabschnitt 70 des Arms 60. Die Stege 79 verlaufen entlang der Abschnitte des Schul­ terabschnitts 70 und des Endabschnitts 71 des Arms 60. Da der Endabschnitt 71 geringfügig relativ zu dem Schulterab­ schnitt 70 abgewinkelt ist, umfaßt jeder Steg 79 eine Kante 80 in der äußeren Fläche 74 zwischen dem Schulterabschnitt 70 und dem Endabschnitt 71. Die Höhe an den unterschiedli­ chen Abschnitten der Stege 79 ist durch die Tiefe der zu­ geordneten Abschnitte der ausgenommenen Bereiche 76 be­ stimmt.

Die Stege 79 und die ausgenommenen Bereich 76 sind in den Fig. 5 bis 7 im Querschnitt unter Annahme von verschiede­ nen Schnittlinien durch den Arm 60 und den Körper 43 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 gezeigt. Fig. 6 zeigt auch die Senkbohrung 51. Fig. 7 zeigt auch die Bohrung 50 mit den Keilzähnen 57.

Während die Ausnehmungen 75 ermöglichen, daß die Arme 60 be­ trächtlich gewichtsmäßig leichter ausgelegt werden können, haben die Auslegungsformen der Arme 60 dennoch eine so aus­ reichende Festigkeit, daß sie der Verformung und der Aus­ lenkung während des Betriebs des Fahrzeugs Stand halten können. Wie in Fig. 2 mit gebrochener Linie dargestellt ist, ist die äußere Fläche 74 des Endabschnitts 71 des je­ weiligen Arms 60 im allgemeinen elliptisch ausgestaltet. Wie ferner vorstehend angegeben ist, umfassen die inneren und äußeren Flächen 72 und 73 jedes Arms 60 jeweils gegenüber­ liegende, abgerundete Abschnitt 74 und 76. Diese Formgebun­ gen haben sich als zweckmäßig erwiesen, um den Armen 60 die gewünschte Festigkeit zu verleihen. Eine zusätzliche Festig­ keit in den Armen 60 erhält man durch die Formgebung der Stege. Wie vorstehend angegeben ist, ist der erste Steg 79′ geringfügig breiter als der Endabschnitt 71 und schmaler als der Schulterabschnitt 70, während die zweiten und dritten Stege 79′′ geringfügig schmaler als der Endabschnitt 71 und breiter als der Schulterabschnitt 70 sind. Eine weitere konstruktive Einzelheit, welche der Anordnung die gewünschte Festigkeit verleiht, bezieht sich auf die Breite W der Arme 60, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Aufgrund der Formgebung der Stege 79 wird die vollständige Breite W der Arme 60 über einen größeren Bereich entlang der Längserstreckung der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 als bei einer üblichen Gleit- Kreuzgelenkgabel aufrechterhalten.

Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, verlaufen die Sei­ tenflächen 75 der Arme 60 im allgemeinen koplanar zu der äußeren zylindrischen Fläche 75 des Körpers 43 der Gleit- Kreuzgelenkgabel 42. In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß der Abstand zwischen den Seitenflächen 75 jedes Arms etwa gleich groß wie der Außendurchmesser des Körpers 43 ist. Diese Auslegung ermöglicht eine weitergehende Dreh­ bewegung (einen größeren Auslenkwinkel) des Gabelquerträgers 64, welcher mit den Öffnungen 61 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 verbunden ist. Als Folge hiervon hat die Antriebswellen­ anordnung 10 eine größere Flexibilität und ein verbessertes Leistungsvermögen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 8 soll nunmehr die Staubschutzkappe 55 nachstehend näher erläutert werden. Vorzugsweise wird die Staubschutzkappe 55 von einem harten, flexiblen Material, wie Kunststoff, gebildet. Die Staub­ schutzkappe 55 ist im allgemeinen als eine wenig tiefe Scha­ le ausgebildet. Sie umfaßt einen im allgemeinen kreisförmi­ gen Endabschnitt 81. Eine im allgemeinen kreisförmige Öff­ nung 56 zur Entlüftung ist in dem Endabschnitt 81 ausgebil­ det. Die Staubschutzkappe 55 umfaßt ferner einen im allge­ meinen zylindrischen Randabschnitt 82 einschließlich einer äußeren zylindrischen Fläche 83. Ein im allgemeinen ringför­ miger Vorsprung 84 ist auf der äußeren zylindrischen Fläche 83 dem Endabschnitt 81 gegenüberliegend ausgebildet. Der äußere Durchmesser des Vorsprungs 84 der Staubschutzkappe 55 ist geringfügig größer als der Innendurchmesser der Ausneh­ mung 54, welche in der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 ausgebildet ist. Somit ist der Vorsprung 84 der Staubschutzkappe 55 derart beschaffen und ausgelegt, daß er unter Einhaltung eines festen Sitzes in die Ausnehmung 54 der Gleit-Kreuzge­ lenkgabel 42 paßt. Die Staubschutzkappe 55 kann einfach mittels einer Schnappverbindung an Ort und Stelle auf der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 angebracht werden. Die Zusammen­ schnappverbindung bringt Vorteile hinsichtlich der Kosten und der Vereinfachung der Montage gegenüber den üblichen Auslegungsformen mit sich, bei der man sogenannte auf­ schraubbare Staubschutzkappen hatte.

Die Dichtung 49, welche vorstehend kurz beschrieben worden ist, wird nachstehend detailliert erläutert. Unter Bezugnah­ me auf die Fig. 4 und 9 ist die Dichtung 49 im allgemei­ nen ringförmig ausgestaltet. Sie umfaßt einen Federteil 85 und ein starres Teil 86, welches das Federteil 85 abstützt. Das starre Teil 86 ist im allgemeinen zylindrisch ausgestal­ tet und koaxial zu dem Körper 43 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 angeordnet. Der Durchmesser des starren Teils 86 der Dichtung ist geringfügig größer als der Durchmesser der äußeren zylindrischen Fläche 45 der Gleitkreuzgelenkgabel 42. Somit kann sich ein erster Abschnitt 87 der Dichtung 49 um den Körper 43 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 mit dem Wel­ lenende 46 erstrecken, während ein zweiter Abschnitt 88 der Dichtung 49 in der Nähe des Wellenendes 46 angeordnet ist. Das starre Teil 86 umfaßt einen radial nach innen verlaufen­ den Flansch 89 an dem zweiten Abschnitt 88 der Dichtung 49. Der Flansch 89 dient dazu, das Federteil 85 an Ort und Stel­ le zu halten. Eine mit Gewinde versehene Öffnung 90 ist in dem starren Teil 86 unmittelbar angrenzend an das Wellenende 46 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 vorgesehen. Das starre Teil 86 der Dichtung 49 ist vorzugsweise aus einem metallischen Material, wie Stahl, hergestellt.

Die Dichtung 49 umfaßt ferner das Federteil 85, welches vorzugsweise aus Kautschuk oder einem ähnlichen Material hergestellt ist. Das Federteil 85 umfaßt einen axial ver­ laufenden Schenkel 91 und einen radial nach innen verlaufen­ den Schenkel 92. Der axial verlaufende Schenkel 91 ist im allgemeinen zylindrisch ausgebildet. Er ist zwischen dem starren Teil 86 der Dichtung 49 und der äußeren zylindri­ schen Fläche 45 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 angeordnet. Der axial verlaufende Schenkel 91 umfaßt einen im allgemei­ nen ringförmigen Vorsprung 93, welcher an einem Ende hiervon ausgebildet ist, und welcher sich in radialer Richtung nach innen erstreckt. Der Vorsprung 93 ist derart beschaffen und ausgelegt, daß er festsitzend in die Ausnehmung 48 in der äußeren zylindrischen Fläche 45 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 paßt. Als Folge dieser Auslegungsform kann die Dichtung 49 leicht mittels einer Schnappverbindung an Ort und Stelle an der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 angebracht werden. Durch diese Schnappverbindung lassen sich die Kosten reduzieren und die Montage vereinfacht sich gegenüber üblichen Ausle­ gungsformen, bei denen eine sogenannte Aufschraubdichtung vorgesehen war. Eine mit Gewinde versehene Öffnung 94 ist in dem axial verlaufenden Schenkel 91 des Federteils 85 ausge­ bildet, und zwar unmittelbar angrenzend an das Wellenende 46 der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42. Die mit Gewinde versehene Öffnung 94 des Federteils 85 ist zu der Gewindeöffnung 90 des starren Teils 86 ausgerichtet. Ein Schraubschmiernippel 95 ist in den fluchtenden und mit Gewinde versehenen Bohrun­ gen 90 und 94 festgelegt.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist der radial nach innen ver­ laufende Schenkel 92 des Federteils 85 derart beschaffen und ausgelegt, daß er mit dem im allgemeinen zylindrischen Kör­ per 32 der Stummelwelle 31 zusammenarbeitet und hierdurch eine Abdichtung bildet. Vorzugsweise umfaßt der radial nach innen verlaufende Schenkel 42 einen Basisabschnitt 46 und einen flexiblen Lippenabschnitt 97, welcher von diesem aus­ geht. Der flexible Lippenabschnitt 97 kann gewisse radiale Bewegungen der Stummelwelle 31 relativ zu der Gleit-Kreuzge­ lenkgabel 42 ausgleichen. Vorzugsweise arbeitet der flexible Lippenabschnitt 97 mit der Stummelwelle 31 an einer ein­ zigen Stelle 98 zusammen. Die durch das Federteil 85 gebil­ dete Dichtung wird aufrechterhalten, wenn die Stummelwelle 31 eine Gleitbewegung axial in der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 während des Arbeitens des Fahrzeugs ausführt. Die Dichtung 49 hält das Schmiermittel zwischen der Stummelwelle 31 und der Gleit-Kreuzgelenkgabel 42 und sie hält Fremdstoffe, wie Schmutz und Wasser, hiervon zurück.

Die Gleit-Kreuzgelenkgabel nach der Erfindung wird vorzugs­ weise nach der Schaummaskenformgußmethode hergestellt. Bei dieser Methode wird ein Schaummodell der Gleit-Kreuzgelenk­ gabel dadurch erstellt, daß ein zuvor expandierter Polysty­ rolschaum in eine Aluminiumform der Gleit-Kreuzgelenkgabel geblasen wird. Das Modell hat eine Gestalt, welche im we­ sentlichen mit der fertigen Gestalt der Gleit-Kreuzgelenkga­ bel übereinstimmt. Vorzugsweise werden zwölf derartige Mo­ delle bei einem einzigen Herstellungsvorgang eingesetzt. Die Modelle werden so angeordnet, daß sie an einem Einguß ange­ bracht werden können. Die Modelle werden dann vorzugsweise mit einem Trennfluidfilm beschichtet, wie einem keramischen Glasurmaterial, welches als ein feuerfester Überzug bekannt ist. Dieses Material wird als eine Flüssigkeit aufgebracht und trocknet aus, um einen Film aus dem Polystyrolschaum zu bilden. Die Modellanordnung wird dann im Inneren eines gro­ ßen Formkastens angeordnet. Ein fließfähiges Medium, wie ein ungebundener Sand, wird in den Formkasten gegossen und um die Modelle verdichtet. Der Film verhindert, daß der Sand in die Hohlräume des Polystyrolschaums eindringen kann. Eine Metallschmelze, wie eine Stahlschmelze, wird dann über einen Einguß in das jeweilige Modell eingebracht. Die Wärme der Metallschmelze verdampft den Schaum der Modelle. Der Dampf wird in den Zwischenräumen des Sands eingeschlossen, während die Metallschmelze die Hohlräume einnimmt, die durch die Verdampfung der Modelle erzeugt worden sind. Als Folge hier­ von erhält man ein Gußteil, welches eine Gestalt hat, welche im wesentlichen mit jener des Schaummodells übereinstimmt. Die Gußgenauigkeit ist derart, daß sich Bohrungen, Senkboh­ rungen und Öffnung auf die gewünschten Abmessungen ohne zusätzliche maschinelle Bearbeitung gießen lassen. In vor­ teilhafter Weise erhält man mittels der verlorenen Schaumme­ thode eine Gleit-Kreuzgelenkgabel, welche eine äußere Fläche hat, welche weicher als die Fläche ist, die man bei einem üblichen Gießverfahren erhält. Somit lassen sich Gegenge­ wichte direkt auf der äußeren Fläche der Gleit-Kreuzgelenk­ gabel ohne eine maschinelle Bearbeitung der äußeren Fläche anschweißen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die voranste­ henden Einzelheiten von bevorzugten Ausführungsformen be­ schränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modi­ fikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims (10)

1. Gleit-Kreuzgelenkgabel, welche folgendes aufweist:
einen im allgemeinen zylindrischen Körper (43), welcher um eine Achse (44) drehbar ist und einen axial verlaufenden Keilbereich (37) zum Zusammenarbeiten mit einem entsprechend passenden Keilbereich einer zugeordneten Einrichtung hat; und
zwei im allgemeinen axial verlaufende Arme (60), welche symmetrisch um die Achse (44) angeordnet sind, wobei jeder Arm (60) eine im allgemeinen zylindrische Öffnung (61) hat, welche durch denselben quer zur Achse (44) geht, und wobei die Öffnungen (61) zueinander ausgerichtet sind;
wobei jeder der Arme (60) eine äußere Fläche (62) umfaßt, welche ausgenommene Bereiche (76) hat, welche darin ausgebildet sind und welche Stege (79; 79′; 79′′) bilden, welche zwischen dem zylindrischen Körper (43) und der Öffnung (61) verlaufen.

2. Gleit-Kreuzgelenkgabel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der jeweilige Arm (60) zwei ausgenommene Bereich (76) hat, welche einen Mittelsteg (79′) und ein Paar von äußeren Stegen (79′′) bilden.

3. Gleit-Kreuzgelenkgabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (79; 79′; 79′′) konisch ausgebildet sind und daß der Mittelsteg (79′) in Gegenrichtung zu den äußeren Stegen (79′′) konisch ausgebildet ist.

4. Gleit-Kreuzgelenkgabel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelsteg (79′) breiter in Richtung der Öffnung (61) und schmaler in Richtung des zylindrischen Körpers (53) ausgelegt ist.

5. Gleit-Kreuzgelenkgabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (79; 79′; 79′′) im allgemeinen parallel zueinander verlaufen.

6. Gleit-Kreuzgelenkgabel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arm (60) eine innere Fläche und eine äußere Fläche umfaßt, und daß die Flächen gegenüberliegende konkav und konvex abgerundete Abschnitt (73, 77) umfassen.

7. Gleit-Kreuzgelenkgabel nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die konvexen, abgerundeten Abschnitte (77) in den ausgenommenen Bereichen (76) angeordnet sind.

8. Gleit-Kreuzgelenkgabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arm (60) einen Schulterabschnitt (70) umfaßt, welcher mit dem zylindrischen Körper (43) der Kreuzgelenkgabel (42) verbunden ist und geringfügig von der Achse (44) nach außen verläuft, und daß ein Endabschnitt von dem Schulterabschnitt (70) im allgemeinen parallel zu der Achse (74) verläuft.

9. Gleit-Kreuzgelenkgabel nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Endabschnitt sich um einen Abstand erstreckt, der etwa gleich dem Zweifachen des Durchmes­ sers der Öffnung (61) ist.

10. Gleit-Kreuzgelenkgabel nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Endabschnitte im allgemeinen elliptisch ausgebildet ist.