DE2923312A1

DE2923312A1 - Kraftleitung fuer ein fahrzeug mit vorderradantrieb

Info

Publication number: DE2923312A1
Application number: DE19792923312
Authority: DE
Inventors: Michel A Orain
Original assignee: Glaenzer Spicer SA
Current assignee: Glaenzer Spicer SA
Priority date: 1978-06-29
Filing date: 1979-06-08
Publication date: 1980-01-03
Also published as: FR2429928B1; DE2923312C2; JPS5544083A; FR2429928A1

Description

β München 40, eilsi.ü9thstraBa34

GLAENZER SPICER Poissy / Frankreich

"Kraftleitung für ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb"

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Kraftleitung zwischen der Ausgangswelle bzw. Abtriebswelle der Antriebseinheit und dem Vorderrad eines Kraftfahrzeugs mit Vorderradantrieb, welche in Form einer Zwischenwelle ausgelegt ist, die mit dem Rad über ein nicht gleitendes homokinetisches Gelenk verbunden ist und mit der Abtriebswelle der Antriebseinheit über ein homokinetisches Gleitgelenk in Tripod-Bauart, dessen Hülsenelement zu seiner Drehachse parallele Wälzbahnen einschließt, durch deren Länge die Gleitbeweglichkeit bestimm-bar ist. Zur Antriebseinheit des Fahrzeugs gehören der Motor, das Getriebe und das* Differential.

Es ist bekannt, daß bei Kraftfahrzeugen unvollkommenes dynamisches Gleichgewicht und unregelmäßiges Drehmoment radiale und axiale Vibrationen auf die Abtriebswelle der Antriebseinheit aufbringen. Es ist daher erforderlich, Rückwirkungen der Vibrationen auf den Fahrzeugrahmen auf ein Minimum zu beschränken, um nicht die Fahrbequemlichkeit der Insassen durch Geräusche und Vibrationen zu beeinträchtigen. ·

Zu diesem Zweck wird die Antriebseinheit durch Gummi- bzw. elastBche Puffer gegenüber dem Fahrzeugrahmen isoliert. Es besteht dann aber ein anderer Übertragungsweg für die Vibrationen, nämlich zwischen der Transmissions- bzw. Zwischenwelle, dem Radlager und den Aufhängungsarmen.

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Das Problem der axialen Vibrationen der Abtrieb sw eile wird durch, das Gleitgelenk in Tripod-Bauart gelöst, welches eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit auch bei Übertragung eines hohen Drehmoments gewährleistet.

Bisher ist man jedoch bei der Konstruktion von Kraftleitungen davon ausgegangen, daß eine Zwischenwelle so leicht wie möglich sein muß, und zwar aus mehreren Gründen, u.a. wegen des dynamischen Gleichgewichts dieser Welle. Dies erklärt, warum bei bekannten Kraftleitungen die Zwischenwelle nicht nur hohl ausgebildet ist, sondern zudem das Hülsenelement des Gleitgelenks als bei weitem schwerster Teil des Gelenks grundsätzlich an der Abtriebswelle der Antriebseinheit angeordnet ist und das Tripodelement des Gleitgelenks mit der Zwischenwelle verbunden wird. Weitere Vorteile dieser Anordnung: Der Länge des Schutzbalgs des Gelenks sind keine Grenzen gesetzt, und das Hülsenelement läßt sich über einen Plansch mit der kurzen, normalerweise geflanschten Abtriebswelle der Antriebseinheit gut verbinden.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei einer solchen Ausführung in bestimmten Fällen, insbesondere bei Fahrzeugen mit Dieselmotor und Vorderradantrieb die Intensität der axialen Komponente der auf die Transmissions- bzw. Zv.'ischenwelle durch die radiale Vibration der antriebenden Abtriebswelle übertragenen Vibration so hoch wird, daß die Entlastung bzw. leichtgewichtige Ausführung der Zwischenwelle für eine befriedigende Herabsetzung des Vibrationspegels im Fahrzeugrahmen nicht mehr ausreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel und Wege zu suchen, auch für diese Fälle das Vibrationsniveau auf ein Minimum zu beschränken.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Kraftleitung der eingangs beschriebenen Art vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Hülsenelement des die Zwischenwelle mit der Attriebswellr der Antriebseinheit verbindenden homokinetischen Gleitgelenks in Tripod-Bauart an der Zwischenwelle und das Tripod-Element des Gelenks am Ende der Attriebswelle der Antriebseinheit

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befestigt ist.

Wf-itere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Kraftleitung nach der Erfindung;

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen

schematischen Teilschnitt durch die Kraftleitung nach Fig. 1;

Fig. 3 ein Diagramm der in einer nach der

Erfindung aufgehängten Zwischenteile erzeugten Vibrationskräfte.

Die in Fig. 1 dargestellte Kraftleitung verbindet die Antriebseinheit 1 eines Kraftfahrzeugs mit Vorderradantrieb mit dessem linken Vorderrad 2. Zur Antriebseinheit 1 gehören der Motor, das Getriebe und das Differential. Selbstverständlich ist das rechte Vorderrad des Fahrzeugs über eine identische, hier nicht gezeigte Kraftleitung mit der Antriebseinheit verbunden.

Die Antriebseinheit ist auf dera Gerippe des Fahrzeugrahmens über elastische Puffer 4- gelagert. Das Lager 5 des Eades ist mit dem Gerippe 3 über an ihren Enden angelenkte obere und untere Aufhängungsarme 6 und 7 verbunden

Die Kraftleitung ist in Form einer hohlen Zwischenwelle 8 ausgelegt, die zwischen der Abtriebswelle 9 der Antriebseinheit 1 und dem ohne axiale Gleitmöglichkeit ' im Lager 5 drehenden Achs-

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schenkel 10 des Rades aufgehängt. Die Welle 8 ist mit dem Achsschenkel 10 über ein nicht gleitendes bzw. "festes" homokinetisches Gelenk 11 "bekannter --..Bauart mit großem Arbeitswinkel verbunden, welches von einem dichtenden Schutzbalg 12 umschlossen ist. Ein Gleitgelenk in Tripod-Bauart 13 gevjährleistet den Antrieb der Welle 8 durch die Abtriebswelle 9· Diese antreibende Welle 9 der Kraftleitung ist die Differential-Ausgangswelle.

Das Gleitgelenk 13 absorbiert Abstandsschwankungen zwischen dem Achsschenkel 10 und der Welle 9» welche sich durch die Verschiebungen der Aufhängungsarme 6 und 7 des !Fahrzeugs und der Antriebseinheit ergeben.

Das Gelenk 13 besteht aus einem Eülsenelement 14 und einem Tripod-Element 15· Das Hülsenelement 14- ist als Wälzschale ausgebildet, deren eines, als Kopf bezeichnetes Ende geschlossen ist. In ihm sind d?ei geradlinige Kehlungen 16 mit Kreisprofil ausgebildet, die sich mit einem gegenseitigen Winkelabstand von 120°paral-IeI zur Achse des Hülsenelements erstrecken und sich in das andere Ende der Hülse öffnen. Diese Kehlungen 16 nehmen als Wälzbahnen die drei Eollkörper 17 des Tripod-Elements auf; die Rollkörper besitzen eine aktive ballige Fläche 18 und sind drehbar und gleitend auf drei Armen 19 gelagert, die sich von einer am Ende der Abtriebswelle 9 befestigten Habe radial erstrecken. Eine in dem Hülsenelement angeordnete Druckfeder 21 belastet dasTripod-Element nach außen. Das Gelenk 13 ist von einem Schutzbalg 22 umgeben, der das Hülsenelement mit einem zylindrischen Körper um,-schließt, an welchen sich ein im wesentlichen kegelstumpfförmig konvergierender Abschnitt anschließt. Der Balg ist dichtend an seinem einen Ende am Außenumfang des Hülsenkopfes befestigt und am anderen Ende mit der kleinen Grundfläche seines kegelstumpfförmigen Abschnitts am Umfang der Abtriebswelle 9 an einer nahe am Gehäuse der Antriebseinheit 1 gele-.genen Stelle. Auf diese Weise begrenzt der Balg 22 in Zussmmenwirkung mit dem Hülsenelement einen dichten Hohlraum, in welchem auf Lebensdauer das Schmiermittel enthalten ist. Im Bereich jeden Endes ist der Balg 22 mit einem Wulst 23 ausgebildet.

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Aus Fig. 2, in der zum besseren Verständnis die Feder 21 und der Balg 22 "weggelassen wurden, ist erkennbar, daß der Kopf des Hülsenelements 14 eine abgestufte, axiale Verlängerung 24 aufweist, deren freies, den kleineren Durchmesser aufweisendes Ende in das Ende der hohlen Zwischenteile 8 eingesteckt und rait dieser über eine ringförmige Schweißraupe 25 verbunden ist.

Im Betrieb (Fig. 2) versetzt dß vibrierende Aniri_ebswelle 9 das fest mit ihr verbundene Tripod-Element in Drehung; ihre Vibrationen setzen sich aus einer axialen Vibration (Pfeil f_) und einer radialen Vibration (Pfeil g) zusammen. Dir axiale Vibration hat auf die V"He 8 keine nennenswerte Auswirkung, da sie durch die freie Gleitfähigkeit der Rollkörper 17 in den Kehlungen des Hülsenelements absorbiert wird. Die radiale Vibration besitzt eine Amplitude a und eine Erregerfrequenz &); zwischen den Achsen X-X¹ und T-Y¹ der Wellen 9 "und 8 besteht ein Winkelt -

Fig. 3 zeigt die Auswirkung der radialen Vibration auf das Hülsenelement, a ist hier stark übertrieben eingezeichnet und das Gelenk 11 ersatzweise als festes Kugelgelenk dargestellt.

Läßt man die Reibungen zwischen den Rollkörpern 17 und den Wälzbahnen 16 außer Betracht, dann können die Rollkörper auf die Wälzbahnen nur zu deren Achsen radiale Kräfte ausüben. Da die Kehlungen bzw. Wälzbahnen 16 parallel zur Achse der Welle 8 verlaufen, ist die Resultierende aus der durch das Tripod-Element auf das Hülsenelement übertragenen Kraft eine zur Welle 8 rein radiale Kraft N. Das Hülsenelement verschiebt sich unter der Erregerfrequenz bei einer Amplitude h = a cos O-radial; wenn M die Masse des Hülsenelements ist, dann ist die Intensität der Trägheitskraft N = M-a>cos &.ö · cos W t. Somit wird keinerlei axiale Vibration auf die Welle 8 und auf das Gelenk 11 und von dort auf das Gerippe des Fahrzeugrahmens übertragen, da die Kraft Ή senkrecht zur Achse Y-T¹ wirkt.

Dies zeigt, daß eine solche Anordnung auf überraschende und kostensparende Weise ohne Komplikation der Kraftleitungs-Konstruk-

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tion einen verbesserten Fahrkomfort und leisere Fahrgeräusehe gewährleistet, obwohl das Gewicht der das Hülseneletnent 14 tragenden Welle 8 gegenüber bekannten Kraftleitungen größer ist.

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Leerseite

Claims

Anvsltsakte: Λ0..2Λ7 ~l' Dip-.-i..;. : ..... ■--:> 8MQnchen 40, si.ä(»ba:ti GLAENZER SPICER Poissy / Frankreich "Kraftleitung für ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb" Ansprüche

1. IKraftleitung zwischen der Abtriebswelle einer Antriebseinv^/ hext und dem Vorderrad eines Kraftfahrzeugs mit Vorderradantrieb in Form einer Zwischenwelle, welche mit detn Rad über ein nicht gleitendes homokinetisches Gelenk verbunden ist und mit der Abtriebswelle der Antriebseinheit über ein homokinetisches Gleitgelenk in Tripod-Bauart, dessen Hülsenelement Wälzbahnen mit zu seiner Drehachse parallelen Achsen einschließt, durch deren Länge die Gleitbeweglichkeit bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsenelement (1*0 des Gleitgelenks (13) an der Zwischenwelle (8) und das Tripod-Element (16) des Gelenks am Ende der Abriebswelle (9) befestigt ist.

2. Kraftleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwelle (8) eine Hohlwelle ist und daß das Hülsenelement eine axiale Verlängerung (24) aufweist, welche am benachbarten Ende der Zwischenwelle in Steckverbindung befestigt ist.

3· Kraftleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzbalg (22) einerseits am Umfang

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des Hülsenelements (14) und andrerseits an der Antriebswelle (9) nahe dem Gehäuse der Antriebseinheit (1) dichtend befestigt ist.

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