DE19756768A1 - Gleichlaufgelenkwelle mit zwei Festgelenken und separater Verschiebung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleichlaufgelenkwelle mit einem er­ sten und einem zweiten Gleichlauffestgelenk, welche jeweils ein Außenteil mit Außenlaufrillen, ein Innenteil mit Innenlaufril­ len, einen dazwischen angeordneten Käfig zur Führung von Kugeln, die in gegenüberliegende und jeweils ein Paar bildende Außen­ laufrillen und Innenlaufrillen eingreifen, wobei das Außenteil mit ersten Anschlußmitteln und das Innenteil mit zweiten An­ schlußmitteln versehen sind, mit einer Verschiebeanordnung, wel­ che einen mit dem Innenteil des ersten Gleichlaufgelenkes ver­ bundenen Schiebezapfen und eine mit einer Zwischenwelle verbun­ dene Schiebehülse umfaßt, zwischen denen in Laufrillen eingrei­ fende Wälzkörper angeordnet sind, wobei die Zwischenwelle mit dem Innenteil des zweiten Gleichlauffestgelenkes verbunden ist.

Bei einer solchen, in der DE 44 19 373 A1 beschriebenen Gleich­ laufgelenkwelle ist der Schiebezapfen einteilig mit dem Innen­ teil des ersten Gleichlauffestgelenkes ausgebildet. Dem Innen­ teil des zweiten Gleichlauffestgelenkes ist ein Zapfen ange­ formt. Die Zwischenwelle sitzt mit einem ersten Abschnitt auf dem Zapfen des Innenteiles des zweiten Gleichlauffestgelenkes fest auf. Sie trägt an ihrem anderen Ende die Schiebehülse. Von Nachteil hierbei ist, daß für die Innenteile der beiden Gleich­ laufgelenke unterschiedliche Ausführungen erforderlich sind. Dieses drückt sich in höheren Kosten, insbesondere für die Werk­ zeuge zur Herstellung der Innenteile aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleichlaufgelenk­ welle vorzuschlagen, die kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die In­ nenteile beider Gleichlauffestgelenke identische Aufnahmebohrun­ gen aufweisen, daß die Zwischenwelle an ihrem der Schiebehülse entfernten Ende sowie der Schiebezapfen an seinem aus der Schie­ behülse herausragenden Ende jeweils mit einem Einsteckabschnitt versehen sind, welche passend zu den beiden Aufnahmebohrungen ausgebildet sind.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß mit Ausnahme der An­ schlußmittel für die Außenteile gleich aufgebaute Gleichlauf­ festgelenke für die Gleichlaufgelenkwelle genutzt werden können. Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, daß der Umformgrad bei den Innenteilen gegenüber solchen nach dem Stand der Technik, welche einen Zapfen umfassen, wesentlich verringert werden kann, da in der Regel spanlos hergestellte Innenteile genutzt werden, um kostengünstig und mit hoher Wiederholgenauigkeit fertigen zu können. Vorzugsweise ist die Zwischenwelle als Rohrwelle gestal­ tet und umfaßt die Schiebehülse. Dabei wird für den Einsteckab­ schnitt eine Wandung gewählt, die dicker ist als der Wandungs­ abschnitt im Bereich zwischen dem Einsteckabschnitt und dem als Schiebegehülse gestalteten Abschnitt. Eine solche Zwischenwelle kann beispielsweise durch Hämmern, ausgehend von einem Rohr in ihre Endform gebracht werden.

Ferner wird vorgeschlagen, auch den Schiebezapfen rohrförmig zu gestaltet, um auch hier die Umformkräfte günstig halten zu kön­ nen. Auch für den Schiebezapfen mit den Laufrillen und die Ver­ zahnung im Bereich des Einsteckabschnittes kommt eine Herstel­ lung durch Hämmern infrage. Um eine drehfeste Verbindung zwi­ schen den Innenteilen und den Einsteckabschnitten des Schiebe­ zapfens bzw. der Zwischenwelle zu erzielen, sind diese mit einer Verzahnung versehen, deren Zähne parallel zur Längsachse der In­ nenteile ausgerichtet sind.

Eine besonders günstige Bauweise der Gelenkwelle ergibt sich im Zusammenhang mit einer Ausgestaltung der Gleichlauffestgelenke, bei der deren Außenteil ein Stützelement mit einer Hohlkugelflä­ che als Stützfläche zugeordnet ist. Diese dient zur Abstützung einer kugeligen Steuerfläche eines schalenförmigen Steuerelemen­ tes. Der Rand dieses schalenförmigen Steuerelementes weist eine ebene Stirnfläche auf. An dieser stützt sich das Innenteil mit einer ebenen Stirnfläche ab, wobei die Längsachse des Innentei­ les senkrecht auf dieser steht. Das Innenteil wird zum Außenteil durch Kugeln zentriert gehalten, welche in einem Käfig geführt sind. Der Käfig ist mit einer Hohlkugelfläche auf einer kugeli­ gen Außenfläche des Innenteiles abgestützt. Zwischen dem Käfig und dem Außenteil besteht kein Kontakt. Da die Innenlaufrillen und Außenlaufrillen von der Seite des Gleichlauffestgelenkes her, zu dem das Stützelement angeordnet ist, im gestreckten Zu­ stand einen sich verengenden Querschnitt entlang der Längsachse aufweisen, wird das Innenteil entlang der Längsachse durch das Steuerelement zum Außenteil auf dem Gelenkbeugezentrum zen­ triert. Durch diese Gestaltung und Anordnung des Steuerelementes kann ein relativ großer Durchmesser für die Aufnahmebohrung ge­ wählt werden. Es muß lediglich gewährleistet sein, daß unterhalb der Innenlaufrillen genügend Material in radialer Richtung zur Verfügung steht, um das Drehmoment zu übertragen. Das in groben Zügen beschriebene Gleichlauffestgelenk ist in der deutschen Pa­ tentanmeldung 197 51 493.6 näher beschrieben und beansprucht.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und anhand derselben nachfol­ gend beschrieben.

Die erfindungsgemäße Gleichlaufgelenkwelle ist aus zwei Gleich­ lauffestgelenken 1, 1' und einer Zwischenwelle 14 mit einer Ver­ schiebeanordnung aufgebaut. Die dargestellte Gleichlaufgelenk­ welle dient beispielsweise zum Antrieb der Hinterräder eines Kraftfahrzeuges, wobei das Gleichlauffestgelenk 1 über nachfol­ gend noch näher beschriebene Anschlußmittel mit dem Hinterrad­ differential des Fahrzeuges und das Gleichlauffestgelenk 1' mit den weiteren ebenfalls noch zu beschreibenden Verbindungsmitteln mit der Radnabe eines Hinterrades des Fahrzeuges verbunden ist. Die beiden Gleichlauffestgelenke 1, 1' sind im wesentlichen gleich ausgebildet. Deren sich unterscheidenden Bauteile werden, soweit es für die vorliegende Erfindung von Bedeutung ist, nach­ folgend ebenfalls näher beschrieben. Zur Verbesserung der Über­ sicht sind die Bezugszeichen für die einzelnen Bauteile mal dem einen, mal dem anderen Gleichlauffestgelenk 1, 1' zugeordnet. Beide Gleichlauffestgelenke 1, 1' besitzen jeweils ein Außenteil 2, das als Blechteil gestaltet ist, d. h. eine dünne Wandung auf­ weist. Es besitzt umfangsverteilt um seine Längsachse mehrere in seiner Innenfläche ausgebildete Außenlaufrillen 3, die sich je­ weils in Meridianebenen erstrecken und davon ausgehend von der dem Flansch 4 bzw. Anschlußzapfen als Anschlußmittel zugeordne­ ten Öffnungsseite her hinterschnittfrei verlaufen. Dies bedeu­ tet, daß der Bahngrund der Außenlaufrillen 3 in Richtung vom Flansch 4 weg sich der Längsachse des Außenteiles 2 annähert. Durch die Ausgestaltung des Außenteiles 2 als Blechteil verläuft dessen Wandung, im Querschnitt gesehen, mit Ausbauchungen, in welchen die Außenlaufrillen 3 angeordnet sind. In dem Hohlraum jedes Außenteiles 2 ist ein Innenteil 5 aufgenommen. Das Innen­ teil 5 besitzt Innenlaufrillen 6, die entsprechend den Außen­ laufrillen 3 umfangsverteilt in seiner Außenfläche angeordnet sind. Die Innenlaufrillen 6 weisen einen Bahngrund auf, welcher weg vom Flansch 4 bzw. Anschlußzapfen und sich von der Längs­ achse des Innenteiles entfernt. Das Innenteil 5 besitzt auf seinem dem Flansch 4 entfernten Außenflächenabschnitt eine Ku­ gelfläche, auf welcher ein Käfig 8 mit einer Hohlkugelfläche ab­ gestützt ist. Der Käfig 8 besitzt entsprechend den Paaren von Außenlaufrillen 3 und Innenlaufrillen 6 umfangsverteilte Fen­ ster, in denen jeweils eine Kugel 9 aufgenommen ist, die radial nach außen und innen über den Käfig 8 aus den Fenstern vorragt und in die Außenlaufrillen 3 bzw. Innenlaufrillen 6 zur Drehmo­ mentübertragung eingreift. Aufgrund des vorbeschriebenen Verlau­ fes der Außenlaufrillen 3 und Innenlaufrillen 6 üben die Kugeln 9 bei Drehmomentübertragung in Richtung auf den Flansch 4 bzw. Anschlußzapfen eine Kraft auf den Käfig 8 aus, die diesen in Kontakt zum Innenteil 5 hält. Zwischen der Außenfläche des Kä­ figs 8 und der Innenfläche des Außenteiles 2 ist kein Kontakt gegeben. Die Zentrierung des Innenteiles 6 zum Außenteil 2 ent­ lang der Längsachse des Außenteiles 2 vom Flansch 4 bzw. An­ schlußzapfen weg erfolgt über die Kugeln 9 und ebenfalls durch diese in radialer Richtung. Des weiteren besitzt jedes Innenteil 5 eine verzahnte Aufnahmebohrung 7, welche mit einer Verzahnung versehen sind, die als Spitzverzahnung gestaltet ist und deren Zähne sich parallel zur Längsachse des Innenteiles 5 erstrecken. In Richtung zum Flansch 4 bzw. Anschlußzapfen hin wird das In­ nenteil 5 mit dem Käfig 8 und den Kugeln 9 im Außenteil 2 durch ein Steuerelement 10 gehalten, welches schalenförmig gestaltet ist und an seinem Rand eine Stirnfläche besitzt, an welcher sich das Innenteil 5 mit einer Stirnfläche abstützt. Des weiteren be­ sitzt das Steuerelement 10 eine kugelige Steuerfläche 11. Diese liegt gegen eine Stützfläche 13 eines Stützelementes 12 bzw. einer Stützscheibe 28 an, die als Hohlkugel gestaltet ist. Die Kugelradien der Steuerfläche 11 und der Stützfläche 13 sind auf dem Gelenkbeugezentrum 0 zentriert. Das Stützelement 12 für das Gleichlauffestgelenk 1 ist mit einem Flanschabschnitt versehen, mit dem es an dem Flansch 4 des Außenteiles 2 beispielsweise durch Nietung befestigt ist. Hierdurch wird das Innenteil 5 zum Außenteil 2 auf dem Gelenkbeugezentrum zentriert. Beim Gleich­ lauffestgelenk 1' hält das Stützelement 12' die Stützscheibe 28.

Das zweite Gleichlauffestgelenk 1' unterscheidet sich jedoch von dem ersten Gleichlauffestgelenk 1 durch die Ausbildung eines Teilabschnittes des Außenteiles 2. Es besitzt nämlich einen Auf­ nahmeabschnitt für den Außenumfang des Stützelementes 12', so daß dieses, das als Massivteil gestaltet ist, mit einem vom Kreisquerschnitt abweichenden Querschnitt drehfest an das Außen­ teil 2 angeschlossen werden kann. Des weiteren weist das Stütz­ element 12' den Anschlußzapfen auf, der beispielsweise zum An­ schluß des zweiten Gleichlauffestgelenkes 1' an die Radnabe ei­ nes Rades eines Kraftfahrzeuges dient, während der Flansch 4 des ersten Gleichlauffestgelenkes 1 zur Verbindung mit einem Aus­ gangsflansch eines der Abtriebkegelräder eines Differentiales dient. Die beiden Gleichlauffestgelenke 1, 1' sind durch eine Zwischenwelle 14 mit einer Verschiebeanordnung, welche eine Ab­ standsänderung zwischen den Gelenkbeugezentren der beiden Gleichlauffestgelenke 1, 1' zuläßt, miteinander verbunden. Die Verschiebeanordnung umfaßt einen Schiebezapfen 15, der rohrförmig gestaltet ist und eine Bohrung 19 besitzt. Er besitzt ferner ei­ nen Einsteckabschnitt 16, der außen mit einer Verzahnung 17 ver­ sehen ist, die passend zu den Aufnahmebohrungen 7 der beiden Gleichlauffestgelenke 1, 1' gestaltet ist. Die Festlegung des Schiebezapfens 15 in einer der beiden Einsteckbohrungen 7 er­ folgt mittels eines Sicherungsringes 18. Des weiteren besitzt der Schiebezapfen 15 in seiner Außenfläche sich parallel zur Längsachse des Innenteiles 5 erstreckende Laufrillen 20, in wel­ chen als Kugeln 21 gestaltete Wälzkörper abwälzen können. Diese sind beispielsweise durch einen Käfig geführt. Der Schiebezapfen 15 ist in eine zur rohrförmigen Zwischenwelle 14 gehörende, d. h. einstückig mit dieser ausgebildeten Schiebehülse 22 eingesteckt, welche in ihrer Innenfläche entsprechend den Laufrillen 20 um­ fangsverteile Laufrillen 23 besitzt, zu denen die Kugeln 21 in Eingriff sind. Diese Anordnung erlaubt eine Drehmomentübertra­ gung zwischen dem Schiebezapfen 15 und der Zwischenwelle 14 so­ wie eine Verschiebung der Schiebehülse 22 und des Schiebezapfens 25 in Richtung der Längsachse zueinander. Die Anordnung ist durch einen Faltenbalg 24 abgeschlossen, der mit seinem großen Durch­ messer auf dem Außenumfang des Außenteiles 2 des Gleichlauffest­ gelenkes 1 und mit seinem kleinen Durchmesser auf der Außenflä­ che der Schiebehülse 22 festgelegt ist. An die Schiebehülse 22 anschließend weist die Zwischenwelle 14 einen mittleren Ab­ schnitt 26 auf, der zum anderen Ende hin in einen Einsteckab­ schnitt 25 übergeht. Dieser hat eine dickere Wandung als der mittlere Abschnitt 26 und besitzt an seiner Außenfläche eine Verzahnung 27, die der Verzahnung 17 des Schiebezapfens 15 ent­ spricht und in die Aufnahmebohrung 7 des Innenteiles 5 des zwei­ ten Gleichlauffestgelenkes 1' eingesteckt und in dieser durch einen Sicherungsring 18 gesichert ist. Zur Abdichtung des Gleichlauffestgelenkes 1' ist ein weiterer Faltenbalg 24' vor­ gesehen, der mit seinem großen Durchmesser auf der Außenfläche des Außenteiles 2 des zweiten Gleichlauffestgelenkes 1' und mit seinem kleinen Durchmesser auf der Außenfläche der Zwischenwelle 14 festgelegt ist.

Bezugszeichenliste

1

,

1

' Gleichlauffestgelenk

2

Außenteil

3

Außenlaufrillen

4

Flansch

5

Innenteil

6

Innenlaufrillen

7

verzahnte Aufnahmebohrung

8

Käfig

9

Kugel

10

Steuerelement

11

Steuerfläche

12

,

12

' Stützelement

13

Stützfläche

14

Zwischenwelle

15

Schiebezapfen

16

Einsteckabschnitt des Schiebezapfens

17

Verzahnung

18

Sicherungsring

19

Bohrung

20

Laufrille

21

Wälzkörper/Kugel

22

Schiebehülse

23

Laufrille

24

,

24

' Faltenbalg

25

Einsteckabschnitt der Zwischenwelle

26

mittlerer Abschnitt der Zwischenwelle

27

Verzahnung des Einsteckabschnittes der Zwischenwelle

28

Stützscheibe

0

Beugezentrum

Claims (4)

1. Gleichlaufgelenkwelle mit einem ersten und einem zweiten Gleichlauffestgelenk (1, 1'), welche jeweils ein Außenteil (2) mit Außenlaufrillen (3), ein Innenteil (5) mit Innenlaufrillen (6), einen da­ zwischen angeordneten Käfig (8) zur Führung von Kugeln (9), die in gegenüberliegende und jeweils ein Paar bildende Au­ ßenlaufrillen (3) und Innenlaufrillen (6) eingreifen, wobei das Außenteil (2) mit ersten Anschlußmitteln und das Innen­ teil (5) mit zweiten Anschlußmitteln (7) versehen sind, mit einer Verschiebeanordnung, welche einen mit dem Innen­ teil (5) des ersten Gleichlaufgelenkes (1) verbundenen Schiebezapfen (15) und eine mit einer Zwischenwelle (14) verbundene Schiebehülse (22) umfaßt, zwischen denen in Laufrillen (20, 23) eingreifende Wälzkörper (21) angeordnet sind, wobei die Zwischenwelle (14) mit dem Innenteil (5) des zweiten Gleichlauffestgelenkes (1') verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenteile (5) beider Gleichlauffestgelenke (1, 1') identische Aufnahmebohrungen (7) aufweisen, daß die Zwi­ schenwelle (14) an ihrem der Schiebehülse (22) entfernten Ende sowie der Schiebezapfen (15) an seinem aus der Schie­ behülse (22) herausragenden Ende jeweils mit einem Ein­ steckabschnitt (16, 25) versehen sind, welche passend zu den beiden Aufnahmebohrungen (7) ausgebildet sind.

2. Gleichlaufgelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwelle (14) als Rohrwelle gestaltet ist und die Schiebehülse (22) umfaßt und daß die Wandung der Zwi­ schenstelle im Bereich des Einsteckabschnittes (25) dicker ausgebildet ist als im Bereich zwischen diesem und ihrem als Schiebehülse (22) gestalteten Abschnitt.

3. Gleichlaufgelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebezapfen (15) rohrförmig gestaltet ist.

4. Gleichlaufgelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrungen (7) der Innenteile (5) und die Einsteckabschnitte (16, 25) zueinander passende Verzahnun­ gen (17) zur drehfesten Verbindung aufweisen.