DE202014003168U1 - Constant velocity joint, drive shaft and drive train arrangement - Google Patents
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Abstract
Gleichlaufdrehgelenk umfassend: ein Gelenkaußenteil (3) mit einer Längsachse (A3) und mit genau sechs äußeren Kugelbahnen (4), ein Gelenkinnenteil (5) mit einer Längsachse (A5) und mit genau sechs inneren Kugelbahn (6), wobei jeweils eine äußere Kugelbahn (4) und eine innere Kugelbahn (6) ein Bahnpaar (4, 6) miteinander bilden, jeweils eine drehmomentübertragende Kugel (7) in jedem Bahnpaar (4, 6), wobei zumindest eine Teilzahl der Kugeln (7) jeweils einen Durchmesser (D7) aufweisen und gemeinsam einen Rollkreisdurchmesser (PCD) definieren, einen Kugelkäfig (8), der zwischen dem Gelenkaußenteil (3) und dem Gelenkinnenteil (5) angeordnet ist und umfangsverteilte Käfigfenster (9) aufweist, die jeweils zumindest eine der drehmomentübertragenden Kugeln (7) aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis aus Durchmesser (D7) der Kugeln (7) und Rollkreisdurchmesser (PCD) der Kugeln (7) mindestens 0,26 und maximal 0,31 beträgt (0,26 ≤ D7/PCD ≤ 0,31).Constant-velocity rotary joint comprising: an outer joint part (3) with a longitudinal axis (A3) and with exactly six outer ball tracks (4), an inner joint part (5) with a longitudinal axis (A5) and with exactly six inner ball tracks (6), each with an outer ball track (4) and an inner ball track (6) form a track pair (4, 6) with each other, each a torque-transmitting ball (7) in each track pair (4, 6), with at least some of the balls (7) each having a diameter (D7 ) and together define a rolling circle diameter (PCD), a ball cage (8) which is arranged between the outer joint part (3) and the inner joint part (5) and has circumferentially distributed cage windows (9), each of which has at least one of the torque transmitting balls (7) record, characterized in that the ratio of the diameter (D7) of the balls (7) and the rolling circle diameter (PCD) of the balls (7) is at least 0.26 and at most 0.31 (0.26 ≤ D7 / PCD ≤ 0.31 ).
Description
Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, eine Antriebswelle mit einem solchen Gleichlaufdrehgelenk sowie einen Antriebsstrang mit einer solchen Antriebswelle für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a constant velocity universal joint for the drive train of a motor vehicle, a drive shaft with such a constant velocity universal joint and a drive train with such a drive shaft for a motor vehicle.
Es sind diverse Antriebskonzepte für Kraftfahrzeuge bekannt. Neben Antriebsanordnungen mit nur einer antreibbaren Achse (Vorderachse oder Hinterachse) oder mit zwei permanent antreibbaren Achsen (Vorderachse und Hinterachse) sind auch Antriebsanordnungen bekannt, bei denen eine erste Antriebsachse (Vorderachse oder Hinterachse) permanent antreibbar ist und eine zweite Antriebsachse (Hinterachse oder Vorderachse) bei Bedarf zugeschaltet wird. Derartige Antriebsanordnungen mit bedarfsweise zuschaltbarer Antriebsachse werden auch als „Hang-on” oder „On-demand”-Systeme bezeichnet.There are various drive concepts for motor vehicles known. In addition to drive arrangements with only one drivable axle (front axle or rear axle) or with two permanently drivable axles (front axle and rear axle), drive arrangements are also known in which a first drive axle (front axle or rear axle) is permanently drivable and a second drive axle (rear axle or front axle) is switched on when needed. Such drive arrangements with, if necessary, switchable drive axle are also referred to as "hang-on" or "on-demand" systems.
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Im bedarfsweise zuschaltbaren Antriebsstrang kommen Gleichlaufdrehgelenke zum Einsatz, welche nach den jeweiligen technischen Anforderungen ausgewählt werden. Dabei kann es sich um sogenannte Gleichlauffestgelenke handeln, bei denen Gelenkinnenteil und Gelenkaußenteil winkelbeweglich, aber unverschieblich, relativ zueinander sind. Ebenso kommen Gleichlaufverschiebegelenke zum Einsatz, bei denen Gelenkinnenteil und Gelenkaußenteil nicht nur winkelbeweglich, sondern auch längsverschieblich relativ zueinander sind.In the demand-engageable drive train constant velocity joints are used, which are selected according to the respective technical requirements. These can be so-called constant-velocity fixed joints, in which the inner joint part and the outer joint part are angularly movable, but immovable, relative to one another. Likewise, synchronized sliding joints are used, in which the inner joint part and the outer joint part are not only angularly movable, but also longitudinally displaceable relative to one another.
Die Antriebswellen des bedarfsweise zuschaltbaren Antriebsstrangs, das heißt Seitenwellen und gegebenenfalls Längsantriebswelle, können Festgelenke, Verschiebegelenke oder beide Gelenktypen aufweisen. Zusätzlich können die Antriebswellen Längsverschiebeeinheiten beinhalten, welche einen Längenausgleich ermöglichen; diese werden insbesondere bei Antriebswellen mit ausschließlich Festgelenken verwendet oder bei Wellen, in denen große Verschiebewege realisiert werden müssen.The drive shafts of the as needed engageable drive train, that is side shafts and optionally longitudinal drive shaft may have fixed joints, sliding joints or both types of joints. In addition, the drive shafts may include longitudinal displacement units, which allow a length compensation; These are used in particular with drive shafts with only fixed joints or in waves where large displacement must be realized.
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Je nach Antriebsart und Belastungskollektiv des Fahrzeugs (Frontantrieb, Heckantrieb, Allradantrieb, Hang-on-Antrieb) definieren sich die Gelenkgröße und Hauptkonstruktionsmerkmale typischer Gleichlaufdrehgelenke, wie beispielsweise Kugeldurchmesser, Anzahl der kugeln, Rollkreisradius der Kugeln, Gelenkaußendurchmesser, Profilwellenverzahnungsdurchmesser, etc. Diese zum Teil gegenläufigen Anforderungen an Lebensdauer und Bruchfestigkeit führen zu Kompromissen bei der Konstruktion.Depending on the type of drive and load collective of the vehicle (front-wheel drive, rear-wheel drive, four-wheel drive, hang-on drive) define the joint size and main design features of typical constant velocity joints, such as ball diameter, number of balls, rolling circle radius of the balls, outer race diameter, Profilwellenverzahnungsdurchmesser, etc. These in part contradictory demands on durability and breaking strength lead to compromises in construction.
Insbesondere beim Einsatz in bedarfweise zuschaltbaren Antriebssträngen stellen sich besondere Anforderungen an Gleichlaufdrehgelenke hinsichtlich Lebensdauer und Bruchfestigkeit. Insbesondere unterliegen Gelenke für Hang-on-Antriebe einer deutlich anderen Belastungscharakteristik gegenüber permanent angetriebenen Antriebssträngen.In particular, when used in demand-engageable drive trains have special requirements for constant velocity universal joints in terms of life and breaking strength. In particular, joints for hang-on drives are subject to a significantly different load characteristic compared to permanently driven drive trains.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gleichlaufdrehgelenk vorzuschlagen, das hinsichtlich der Bruchfestigkeit und Lebensdauer für den Einsatz in einem bedarfsweise zuschaltbaren Antriebsstrang besonders gut geeignet ist. Die Aufgabe besteht ferner darin, eine Antriebswelle mit einem solchen Gleichlaufdrehgelenk sowie einen entsprechenden Antriebsstrang vorzuschlagen.Proceeding from this, the present invention seeks to propose a constant velocity joint, which is particularly well suited in terms of breaking strength and life for use in a demand-engageable drive train. The object is also to propose a drive shaft with such a constant velocity joint and a corresponding drive train.
Eine Lösung besteht in einem Gleichlaufdrehgelenk umfassend: ein Gelenkaußenteil mit einer Längsachse und mit genau sechs äußeren Kugelbahnen, ein Gelenkinnenteil mit einer Längsachse und mit genau sechs inneren Kugelbahnen, wobei jeweils eine äußere Kugelbahn und eine innere Kugelbahn ein Bahnpaar miteinander bilden, jeweils eine drehmomentübertragende Kugel in jedem Bahnpaar, wobei zumindest eine Teilzahl der Kugeln jeweils einen Durchmesser (D7) aufweisen und gemeinsam einen Rollkreisdurchmesser (PCD) definieren, einen Kugelkäfig, der zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil angeordnet ist und umfangsverteilte Käfigfenster aufweist, die jeweils zumindest eine der drehmomentübertragenden Kugeln aufnehmen, wobei das Verhältnis aus Durchmesser (D7) der Kugeln und Rollkreisdurchmesser (PCD) der Kugeln mindestens 0,26 und maximal 0,31 beträgt (0,26 ≤ D7/PCD ≤ 0,31).A solution consists in a constant velocity universal joint comprising: an outer joint part having a longitudinal axis and exactly six outer ball tracks, an inner joint part having a longitudinal axis and having exactly six inner ball tracks, wherein each one outer ball track and one inner ball track form a track pair with each other, each a torque transmitting ball in each pair of tracks, wherein at least a part number of the balls each have a diameter (D7) and together define a pitch circle diameter (PCD), a ball cage which is disposed between the outer joint part and the inner joint part and circumferentially distributed cage windows, each having at least one of the torque transmitting balls The ratio of the diameter (D7) of the balls and the pitch circle diameter (PCD) of the balls is at least 0.26 and at most 0.31 (0.26 ≤ D7 / PCD ≤ 0.31).
Ein Vorteil des vorgeschlagenen Gleichlaufgelenks ist, dass es besonders klein baut und kostengünstig herstellbar ist, aber dennoch die Anforderungen an die Bruchfestigkeit und Lebensdauer bei Einsatz im zuschaltbaren Antriebsstrang erfüllt. Im Vergleich zu bekannten Gelenken mit sechs Kugeln ergibt sich durch das erfindungsgemäße Verhältnis aus Kugeldurchmesser (D7) und Kugelrollkreisradius (PCD) eine besonders kleine Bauform des Gelenks. Die Querschnittsfläche der Käfigstege kann vergrößert werden, was die Bruchfestigkeit des Gelenks verbessert. Insgesamt eignet sich das hiermit vorgeschlagene Gleichlaufdrehgelenk besonders für den Einsatz in einem optional antreibbaren sekundären Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für einen elektromotorisch angetriebenen sekundären Antriebsstrang.An advantage of the proposed constant velocity joint is that it is particularly small build and inexpensive to produce, but still meets the requirements of the breaking strength and durability when used in the switchable powertrain. In comparison with known joints with six balls results from the inventive ratio of ball diameter (D7) and Kugelrollkreisradius (PCD) a particularly small design of the joint. The cross-sectional area of the cage bars can be increased, which improves the breaking strength of the joint. Overall, the constant velocity joint proposed hereby is particularly suitable for use in an optionally drivable secondary drive train of a motor vehicle, in particular for a secondary drive train driven by an electric motor.
Vorliegend sollen für bestimmte gelenkspezifische Einzelheiten die folgenden Definitionen gelten:
Der Rollkreisradius (PCR) der Kugeln definiert den Radius um den Gelenkmittelpunkt, auf dem die Mittelpunkte der Kugeln bei gestrecktem Gelenk liegen.In the present case, the following definitions apply to specific joint-specific details:
The rolling circle radius (PCR) of the balls defines the radius around the center of the joint on which the centers of the balls are located with the joint extended.
Der Rollkreisdurchmesser (PCD) der Kugeln definiert entsprechend den Durchmesser, auf dem die Mittelpunkte der Kugeln bei gestrecktem Gelenk liegen. Der Rollkreisdurchmesser (PCD) beträgt das Doppelte des Rollkreisradius (PCR) des Gelenks (PCD = 2 × PCR).The pitch circle diameter (PCD) of the balls defines according to the diameter on which the centers of the balls lie with the joint extended. The pitch circle diameter (PCD) is twice the pitch circle radius (PCR) of the joint (PCD = 2 × PCR).
Der Teilkreisradius (R17) der Verzahnung ist definiert als ein mittlerer Radius der Wellenverzahnung zwischen dem Gelenkinnenteil und einer hiermit drehfest zu verbindenden Wellenverzahnung.The pitch circle radius (R17) of the toothing is defined as a mean radius of the shaft toothing between the inner joint part and a shaft toothing to be connected thereto in a rotationally fixed manner.
Entsprechend ist der Teilkreisdurchmesser (D17) der Verzahnung definiert als der mittlere Durchmesser der Wellenverzahnung des Gelenkinnenteils.Accordingly, the pitch circle diameter (D17) of the toothing is defined as the mean diameter of the shaft toothing of the inner joint part.
Der Durchmesser (D7) beschreibt den Durchmesser einer Kugel des Gleichlaufgelenks.The diameter (D7) describes the diameter of a ball of the constant velocity joint.
Das Gelenkaußenteil hat einen Außendurchmesser (D3).The outer joint part has an outer diameter (D3).
Die Anzahl (n) der Kugeln des Gleichlaufgelenks beträgt erfindungsgemäß sechs.The number (n) of the balls of the constant velocity joint is six according to the invention.
Die Ringschnittfläche (F21) gibt die Fläche an, welche durch einen Längsschnitt durch einen Ringsteg des Kugelkäfigs, das heißt durch den Kugelkäfig im Bereich eines Käfigfensters, definiert ist.The ring cutting surface (F21) indicates the surface which is defined by a longitudinal section through an annular web of the ball cage, that is by the ball cage in the region of a cage window.
Die Stegschnittfläche (F11) gibt die Fläche an, welche durch einen Querschnitt durch einen in Umfangsrichtung zwischen zwei Käfigfenstern liegenden Axialsteg gebildet ist.The web section surface (F11) indicates the surface which is formed by a cross section through an axial web lying in the circumferential direction between two cage windows.
Der GT-Faktor (GT) des Gleichlaufgelenks ist definiert als Produkt aus dem Quadrat des Durchmesser (D7) der Kugeln multipliziert mit dem Rollkreisradius (PCR) der Kugeln multipliziert mit der Anzahl (n) der Kugeln, die sechs beträgt, das heißt GT = D72 × PCR × 6. Umgeschrieben auf den Rollkreisdurchmesser lässt sich der GT-Faktor für ein Gelenk mit sechs Kugeln auch angeben mit GT = D72 × PCD × 3. Der GT-Faktor, der auch als Joint Capacity Faktor (JCF) bezeichnet wird, ist ein Faktor für die Abschätzung des Lebensdauerverhaltens eines Gelenks. Mit dem GT-Faktor lässt sich das normale Drehmoment eines Gelenks bestimmen, welches als Basis für die Lebensdauerberechnungen des Gelenks dient. Das Verhältnis des GT-Faktors (GT) zum Teilkreisdurchmesser (D17) der Wellenverzahnung spiegelt die Relation zwischen der Lebensdauer und der Festigkeit des Gelenks wider. The GT factor (GT) of the constant velocity joint is defined as the product of the square of the diameter (D7) of the balls multiplied by the pitch circle radius (PCR) of the balls multiplied by the number (n) of balls which is six, that is GT = D7 2 × PCR × 6. The GT factor for a six-ball joint can also be described by the GTC factor as GT = D7 2 × PCD × 3. The GT factor, also known as the Joint Capacity Factor (JCF) is a factor for the estimation of the life behavior of a joint. With the GT factor, the normal torque of a joint can be determined, which serves as the basis for the lifetime calculations of the joint. The ratio of the GT factor (GT) to the pitch diameter (D17) of the serration reflects the relation between the life and strength of the joint.
Vorzugsweise gilt für das erfindungsgemäße Gleichlaufgelenk zumindest eines der folgenden Größenverhältnisse, wobei die genannten Größenverhältnisse allein, alternativ oder in Ergänzung zueinander verwirklicht sein können:
Das Verhältnis von Durchmesser (D7) der Kugeln und Außendurchmesser (D3) des Gelenkaußenteils beträgt mindestens 0,17 (0,17 ≤ D7/D3).Preferably, at least one of the following size ratios applies to the constant velocity joint according to the invention, wherein said size ratios can be realized alone, alternatively or in addition to one another:
The ratio of the diameter (D7) of the balls and outer diameter (D3) of the outer joint part is at least 0.17 (0.17 ≦ D7 / D3).
Das Verhältnis von Durchmesser (D7) der Kugeln und Außendurchmesser (D3) des Gelenkaußenteils beträgt maximal 0,21 (D7/D3 ≤ 0,21).The ratio of the diameter (D7) of the balls and outer diameter (D3) of the outer joint part is a maximum of 0.21 (D7 / D3 ≤ 0.21).
Das Verhältnis des GT-Faktors (GT) zum Verzahnungsdurchmesser (D17) der Wellenverzahnung des Gelenkinnenteils ist kleiner als 1900 mm2, vorzugsweise kleiner 1500 mm2.The ratio of the GT factor (GT) to the tooth diameter (D17) of the shaft toothing of the inner joint part is smaller than 1900 mm 2 , preferably smaller than 1500 mm 2 .
Das Verhältnis der Ringschnittfläche (F21) des Kugelkäfigs zum GT-Faktor (GT) ist größer als 0,75/mm (F21/GT > 0,75/mm).The ratio of the ring sectional area (F21) of the ball cage to the GT factor (GT) is greater than 0.75 / mm (F21 / GT> 0.75 / mm).
Das Verhältnis der Ringschnittfläche (F21) des Kugelkäfigs zum GT-Faktor (GT) ist kleiner als 1,5/mm (F21/GT < 1,5/mm).The ratio of the ring sectional area (F21) of the ball cage to the GT factor (GT) is smaller than 1.5 / mm (F21 / GT <1.5 / mm).
Das Verhältnis der Stegschnittfläche (F11) des Kugelkäfigs zum GT-Faktor (GT) ist größer als 0,75/mm (F11/GT > 0,75/mm).The ratio of the land area (F11) of the ball cage to the GT factor (GT) is greater than 0.75 / mm (F11 / GT> 0.75 / mm).
Das Verhältnis der Stegschnittfläche (F) des Kugelkäfigs zum GT-Faktor (GT) ist kleiner als 1,5/mm (F11/GT < 1,5/mm).The ratio of the web sectional area (F) of the ball cage to the GT factor (GT) is less than 1.5 / mm (F11 / GT <1.5 / mm).
Das Verhältnis von Durchmesser (D7) der Kugeln und Teilkreisdurchmesser (D17) der Wellenverzahnung beträgt mindestens 0,48 (0,48 ≤ D7/D17), insbesondere mindestens 0,55 (0,55 ≤ D7/D17).The ratio of the diameter (D7) of the balls and pitch circle diameter (D17) of the shaft teeth is at least 0.48 (0.48 ≦ D7 / D17), more preferably at least 0.55 (0.55 ≦ D7 / D17).
Das Verhältnis von Durchmesser (D7) der Kugeln und Teilkreisdurchmesser (D17) der Wellenverzahnung beträgt maximal 0,72 (D7/D17 ≤ 0,72), insbesondere maximal 0,65 (D7/D17 ≤ 0,65).The ratio of diameter (D7) of the balls and pitch circle diameter (D17) of the shaft toothing is a maximum of 0.72 (D7 / D17 ≤ 0.72), in particular a maximum of 0.65 (D7 / D17 ≤ 0.65).
Die genannten Größenverhältnisse tragen einzeln oder in Kombination zu einem besonders kompakten Gleichlaufgelenk bei, das sich besonders für den Einsatz im Antriebsstrang einer bedarfsweise zuschaltbaren Antriebsachse eignet. Die die Kugeln und den Rollkreisradius betreffenden Verhältnisse führen in vorteilhafter Weise zu einem kleinen, leichten und daher kostengünstig herzustellenden Gelenk. Insgesamt ist das hiermit vorgeschlagene Gleichlaufdrehgelenk daher besonders gut an die Anforderungen im Antriebsstrang einer optional antreibbaren sekundären Antriebsachse angepasst.The mentioned proportions contribute individually or in combination to a particularly compact constant velocity joint, which is particularly suitable for use in the drive train of a demand-engageable drive axle. The conditions concerning the balls and the rolling circle radius advantageously lead to a small, lightweight and therefore inexpensive to produce joint. Overall, the constant velocity joint proposed hereby is therefore particularly well adapted to the requirements in the drive train of an optionally drivable secondary drive axle.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird insbesondere eine Stärkung des Kugelkäfigs erreicht, welcher in gewisser Weise eine Schwachstelle in Bezug auf die Lebensdauer eines Gleichlaufgelenks darstellt. Der Kugelkäfig erhält eine besonders hohe Bruchfestigkeit dadurch, dass vergleichsweise kleine Kugeln im Verhältnis zum Rollkreisradius zum Einsatz kommen. Hierdurch ergibt sich eine Vergrößerung der Stegquerschnitte des Kugelkäfigs, was insgesamt zu einer verbesserten Bruchfestigkeit führt.The embodiment of the invention, in particular, a strengthening of the ball cage is achieved, which is in some ways a weak point in terms of the life of a constant velocity joint. The ball cage is given a particularly high breaking strength by the fact that comparatively small balls are used in relation to the rolling circle radius. This results in an enlargement of the web cross sections of the ball cage, which leads to an overall improved breaking strength.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zumindest einige der äußeren Kugelbahnen die Längsachse in Radialansicht kreuzen und dass zumindest einige der inneren Kugelbahnen die Längsachse in Radialansicht kreuzen, wobei die Winkel (α1) unter denen die äußeren Kugelbahnen die Längsachse kreuzen, und die Winkel (α2), unter denen die inneren Kugelbahnen die Längsachse kreuzen, gleich groß und entgegengesetzt gerichtet sind. Vorzugsweise sind die Winkel (α1, α2) jeweils größer als 11° und/oder kleiner als 16°. Dabei betragen die Bahnschrägungswinkel für Anwendungen in Seitenwellen besonders bevorzugt 14° bis 16° und für Anwendungen in Längsantriebswellen insbesondere 11° bis 14°. Mit diesen Werten wird der Käfig besonders entlastet, so dass sich eine erhöhte Bruchfestigkeit und Lebensdauer des Käfigs ergibt.According to a preferred embodiment it is provided that at least some of the outer ball tracks cross the longitudinal axis in radial view and that at least some of the inner ball tracks cross the longitudinal axis in radial view, wherein the angle (α1) under which the outer ball tracks cross the longitudinal axis, and the angle ( α2), under which the inner ball tracks intersect the longitudinal axis are the same size and oppositely directed. Preferably, the angles (α1, α2) are each greater than 11 ° and / or less than 16 °. In this case, the track skew angles for applications in side shafts are particularly preferably 14 ° to 16 ° and for applications in longitudinal drive shafts in particular 11 ° to 14 °. With these values, the cage is particularly relieved, resulting in an increased breaking strength and life of the cage.
Eine Lösung der oben genannten Aufgabe besteht weiter in einer Antriebswelle zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, die zumindest ein erfindungsgemäßes Gleichlaufdrehgelenk aufweist. Das Gleichlaufdrehgelenk kann eine oder mehrere der oben genannten Ausgestaltungen haben. Die Antriebswelle bietet entsprechend dieselben Vorteile, welche im Zusammenhang mit dem Gelenk genannt worden sind, auf deren Beschreibung insofern verwiesen wird. Dabei trägt das Gelenk zu einer effizienten Antriebswelle bei, welche besonders leicht ist und gut an die spezifischen technischen Anforderungen angepasst ist.A solution of the above object further consists in a drive shaft for use in the drive train of a motor vehicle having at least one inventive constant velocity universal joint. The constant velocity universal joint may have one or more of the above configurations. The drive shaft accordingly offers the same advantages that have been mentioned in connection with the joint, to the description of which reference is made. The joint contributes to an efficient drive shaft, which is particularly light is well adapted to the specific technical requirements.
Bei der Antriebswelle kann es sich um eine Längsantriebswelle handeln, die eine Abtriebseinheit (Power Takeoff Unit) mit einem Achsdifferential verbindet, oder um eine Seitenwelle, die ein Achsdifferential mit einem Fahrzeugrad antriebsmäßig miteinander verbindet. Insbesondere kann die Antriebswelle auch Teil eines von einem Elektromotor als Antriebsquelle angetriebenen Antriebstranges sein.The drive shaft may be a longitudinal drive shaft connecting a power takeoff unit to an axle differential, or a side shaft drivingly connecting an axle differential to a vehicle wheel. In particular, the drive shaft may also be part of a drive train driven by an electric motor as the drive source.
Eine Lösung der oben genannten Aufgabe liegt ferner in einer Antriebsstranganordnung für ein Kraftfahrzeug, die einen permanent antreibbaren primären Antriebsstrang und einen optional zuschaltbaren sekundären Antriebsstrang aufweist, wobei der der sekundären Antriebsstrang eine erfindungsgemäße Antriebswelle mit einem erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenk aufweist.A solution of the above object is further in a drive train arrangement for a motor vehicle having a permanently drivable primary drive train and an optional switchable secondary drive train, wherein the secondary drive train has a drive shaft according to the invention with a constant velocity joint according to the invention.
Dabei kann nach einer ersten Möglichkeit vorgesehen sein, dass der primäre und der sekundäre Antriebsstrang beide von einer gemeinsamen Antriebsquelle antreibbar sind, beispielsweise einem Verbrennungsmotor. Nach einer zweiten Möglichkeit ist es denkbar, dass der primär antreibbare Antriebsstrang von einer ersten Antriebsquelle angetrieben wird, insbesondere von einem Verbrennungsmotor, während der optional antreibbare sekundäre Antriebstrang von einer zweiten Antriebsquelle, insbesondere einem Elektromotor, angetrieben wird. Derartige Antriebskonzepte werden auch als Hybridantrieb bezeichnet.It can be provided according to a first possibility that the primary and the secondary drive train are both driven by a common drive source, such as an internal combustion engine. According to a second possibility, it is conceivable that the drive train, which can be driven primarily, is driven by a first drive source, in particular by an internal combustion engine, while the optionally drivable secondary drive train is driven by a second drive source, in particular an electric motor. Such drive concepts are also referred to as hybrid drive.
In beiden Fällen ist die Antriebsstranganordnung in vorteilhafter Weise an die technischen Anforderungen angepasst. So hat die erfindungsgemäße Antriebswelle für den sekundären Antriebsstrang eine geringere Lebensdauer, aber eine gleich hohe oder sogar höhere Bruchfestigkeit, als eine der Antriebswellen des primären Antriebsstranges. Aufgrund der höheren Bruchfestigkeit kann das Gelenk den hohen zu übertragenden Drehmomenten über die gesamte geforderte Lebensdauer standhalten, welche von vom Elektroantrieb auf die Fahrzeugräder zu übertragen sind.In both cases, the drive train arrangement is adapted to the technical requirements in an advantageous manner. Thus, the drive train according to the invention for the secondary drive train has a shorter life, but an equally high or even higher breaking strength, as one of the drive shafts of the primary drive train. Due to the higher breaking strength, the joint can withstand the high torque to be transmitted over the entire required service life, which are to be transferred from the electric drive to the vehicle wheels.
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt:Preferred embodiments will be explained below with reference to the drawing figures. Hereby shows:
- a) im Längsschnitt;
- b) weitere Details des Gelenks im Längsschnitt;
- c) schematisch einen Teil der Kugelbahnen in Abwicklung;
- d) den Kugelkäfig als Detail in einem Querschnitt durch die Stege des Kugelkäfigs;
- a) in longitudinal section;
- b) further details of the joint in longitudinal section;
- c) schematically a part of the ball tracks in settlement;
- d) the ball cage as a detail in a cross section through the webs of the ball cage;
- a) in dreidimensionaler Darstellung;
- b) im Längsschnitt;
- c) das Gelenkinnenteil als Detail in Axialansicht;
- d) das Gelenkinnenteil als Detail in Radialansicht;
- a) in three-dimensional representation;
- b) in longitudinal section;
- c) the inner joint part as a detail in axial view;
- d) the inner joint part as a detail in radial view;
- a) im Längsschnitt;
- b) in Axialansicht;
- a) in longitudinal section;
- b) in axial view;
Die
Von den äußeren Kugelbahnen
Sich jeweils kreuzende äußere und innere Kugelbahnen
Das Gelenkaußenteil
Die dachförmige Führungsfläche
Der Wellenzapfen
Der Gelenkraum zwischen Gelenkaußenteil
Das Gelenkaußenteil
In
Im Folgenden wird näher auf die geometrischen Besonderheiten des erfindungsgemäßen Gleichlaufdrehgelenks
Auch die jeweils in Umfangsrichtung zwischen zwei Kugelbahnen liegenden Stegabschnitte des Gelenkaußenteils
Weiterhin gelten für das Gleichlaufdrehgelenk
Die
Ein erster Unterschied besteht darin, dass das vorliegende Verschiebegelenk
Die
Eine Besonderheit des Verschiebegelenks
Bei den vorstehend beschriebenen Gleichlaufdrehgelenken handelt es sich jeweils um Verschiebegelenke des Typs VL. Es versteht sich jedoch, dass die erfindungsgemäße Ausgestaltung auch für beliebige andere Kugelgleichlaufdrehgelenke gilt, insbesondere Verschiebegelenke des Typs DO (Doppel-Offset), aber auch Festgelenke beispielsweise des Typs AC (Angular Contact), UF (Undercut Free) oder Gegenbahngelenken, und diese auch mit umfassen soll.The constant velocity universal joints described above are each type VL sliding joints. However, it is understood that the inventive design also applies to any other ball synchronous joints, in particular sliding joints of the type DO (double offset), but also fixed joints, for example of the type AC (Angular Contact), UF (Undercut Free) or counter-track joints, and these should include.
Die
Die Gelenkinnenteile
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebswelle
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- GleichlaufdrehgelenkCVJ
- 33
- GelenkaußenteilOuter race
- 44
- äußere Kugelbahnouter ball track
- 55
- GelenkinnenteilInner race
- 66
- innere Kugelbahninner ball track
- 77
- KugelBullet
- 88th
- Kugelkäfigball cage
- 99
- Käfigfenstercage window
- 1010
- Außenflächeouter surface
- 1111
- Stegweb
- 1212
- Innenflächepalm
- 1313
- Außenflächeouter surface
- 1414
- Innenflächepalm
- 1515
- Öffnungopening
- 1616
- Wellenzapfenshaft journal
- 1717
- Wellenverzahnungshaft splines
- 1818
- Dichtungsanordnungsealing arrangement
- 1919
- Anschlusskappeconnection cap
- 2020
- Ringdichtungring seal
- 2121
- Ringabschnittring section
- 2222
- Dichtbalgsealing bellows
- 2323
- Spannbandstrap
- 2424
- Spannbandstrap
- 2525
- erster Bundfirst fret
- 2626
- zweiter Bundsecond fret
- 2828
- Hülsenansatzsleeve extension
- 2929
- Bodenground
- 3030
- Wellenzapfenshaft journal
- 3131
- Wellenverzahnungshaft splines
- 32 32
- DurchgangsbohrungenThrough holes
- 3333
- Antriebswelledrive shaft
- 3434
- Wellenschaftspindle shaft
- AA
- Längsachselongitudinal axis
- DD
- Durchmesserdiameter
- FF
- Flächearea
- GTGT
- GT-FaktorGT-factor
- PCDPCD
- RollkreisdurchmesserPitch diameter
- PCRPCR
- RollkreisradiusPitch circle radius
- RR
- Radiusradius
- αα
- Winkelangle
- ββ
- Winkelangle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20140618 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |