DE2923312C2

DE2923312C2 - Kraftleitung zwischen der Abtriebswelle einer Antriebseinheit, insbesondere eines Dieselmotors, und dem Vorderrad eines Kraftfahrzeuges mit Vorderradantrieb

Info

Publication number: DE2923312C2
Application number: DE19792923312
Authority: DE
Inventors: Michel A. Conflans ste Honorine Orain
Original assignee: Glaenzer Spicer SA
Current assignee: Glaenzer Spicer SA
Priority date: 1978-06-29
Filing date: 1979-06-08
Publication date: 1984-11-29
Also published as: FR2429928B1; JPS5544083A; DE2923312A1; FR2429928A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftleitung zwischen der Abtriebswelle einer Antriebseinheil, insbe- jo sondere eines Dieselmotors, und dem Vorderrad eines Kraftfahrzeuges mit Vorderradantrieb in Form einer Zwischenwelle, welche mit dem Rad über ein nicht gleitendes, homokinetisches Gelenk verbunden ist und mit der Abtriebswclle der Antriebseinheit über ein homoki- js netisches Gleitgelenk in Tripod-Bauart in Verbindung steht, dessen Hülscnelcnient Wälzbahnen mit kreisförmigem Querschnitt und mit zu seiner Drehachse parallelen Achsen einschließt, durch derpn Länge die Gleitbewcglichkcit bestimmbar ist, und dessen Tripod-EIement, auf dem sphärische Rollkörper gelagert sind, ra dial innen am Ende der zugehörigen Welle befestigt ist.

Vorderradantriebe moderner Bauart weisen eine Zwischenwelle auf, welche mit der Ausgangswelle der Antriebseinheit bzw. der Antriebswelle und andererseits mit dem Rad jeweils über ein homokinetisches Gelenk verbunden ist, insbesondere über Gelenke in Tripod-Bauart.

Das radseitige Gelenk muß hierbei bei großen Auslenkwinkeln arbeiten können. Es werden daher ständig Lösungen angestrebt, den Knickwinkel zu vergrößern, ohne die Festigkeit oder die Drehbelastbarkeit des Gelenkes zu beeinträchtigen.

Daher ist das radseitige Gelenk stets als sogenanntes »Fest«-Gelenk ausgelegt, d.h. nicht als Gleit- oder Schiebegelenk. Das andere Gelenk muß dann als Schiebe- oder Gleitgelenk ausgelegt sein, um die durch die Aufhängung erzeugten, vertikalen Bewegungen der Räder gegenüber dem Fahrzeugrahmen aufzunehmen, bo d. h. Bewegungen, welche die Länge der Kraftleitung verändern.

Das Gleitgelenk braucht nur unter kleinen Winkeln, z. D. 10°, zu arbeiten. Dadurch ergibt sich für die beiden Gelenke ein unterschiedlicher Aufbau: Im Gleitgelenk ist das Tripod-Element mit drei radialen Armen ausgebildet, welche sich von einer im Inneren des Glockenteils angeordneten, mittigen Nabe erstrecken. Damit ist das Glockenteil das Gelenktcil mit den größeren Ausmaßen.

. Bei einem Festgelenk hingegen sind die Arme des Tripod-EIements an einem äußeren, kapsclartigen zusätzlichen Bauteil befestigt, welches das Glockcntejl umgib· und somit das Bauteil mit dem breitesten Durchmesser ist.

Als Stand der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, ist ein Tripod-Gleichlaufgelenk der eingangs genannten Art bekannt (vgl. 7. B. ATZ 70 (1968). H. 10. Seite 364. Bild 55). Nachteilig sind bei dieser bekannten Konstruktion die axialen Vibrationen, welche den Fahrkomfort erheblich beeinträchtigen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, daß durch Verminderung der von der Antriebseinheit auf die Aufhängeamie übertragenen Vibrationen der Fahrkomfort verbessert werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Hülsenelement an der Zwischenwelle und das Tripod-Element an der Abtriebswelle befestigt ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß auf einfache Weise die Übertragungen von Vibrationen von der Antriebswelle auf die Aufhängungsarme vermindert werden, wodurch eine Verbesserung des Fahrkomforts auftritt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

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

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab einen schematischen Teilschnitt durch die Kraftleitung nach Fig. I;

F i g. 3 ein Diagramm der in einer nach der Erfindung aufgehängten Zwischenwclle erzeugten Vibrationskräfte.

Die in Fig. I dargestellte Kraftleilung 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 Kraftlcitung mit der Antriebseinheit verbunden.

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

Die Kraftleilung ist in Form einer hohlen Zwischenwelle 8 ausgelegt, die zwischen der Abtriebswelle 9 der Antriebseinheit I und dem ohne axiale Gleitmöglichkeit im Lager 5 drehenden Achsschenkel 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 Schutzbelag 12 umschlossen ist. Ein Gleitgelenk in Tripod-Bauart 13 gewährleistet 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 Hülsenelement 14 und einem Tripod-Element 15. Das Hülsenelemcnt 14 ist als Wälzschale ausgebildet, deren eines, als Kopf bezeichnetes Ende geschlossen ist. In ihm sind drei geradlinige Kchlungen 16 mit Kreisprofil ausgebildet, die sich

mit einem gegenseitigen Winkelabstand von I2O^L" parallel zur Achse des Hülsenelements erstrecken und sich in das andere Ende der Hülse öffnen. Diese Kehlungen 16 nehmen als Wälzbahnen die drei Rollkörper 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 e;&er am Ende der Abtriebswelle 9 befestigten Nabe radial erstrecken. Eine in dem Hülsenelemeni angeordnete Druckfeder 21 belastet das Tripod-Elemcnt nach außen. Das Gelenk 13 ist von einem Schutzbalg 22 umgeben, der das Hülsenelement mit einem zylindrischen Körper umschließt, an welchen sich ein im wesentlichen kegeistumpfförmig konvergierender Abschnitt anschließt. Der Balg ist dichtend an seinem emen Ende am Außenumfang des Hiil- is senkopfes befestigt und am anderen Ende mit der kleinen Grundfläche seines kegelstumpfförmigen Abschnitts um Umfang der Abtriebswelle 9 an einer nahe am Gehäuse der Antriebseinheit I gelegenen Stelle. Auf diese Weise begrenzt der Balg 22 in Zusairnienwirkung >o mil dem Hülsenelemeni einen dichten Hohlraum, in welchem auf Lebensdauer das Schmiermittel enthalten ist. Im Bereich jeden Endes ist der Balg 22 mit einem Wulst 23 ausgebildet.

Aus Fig. 2. in der zum besseren Verständnis die Feder 21 und der Balg 22 weggelassen wurden, ist erkennbar, daß der Kopf des 1 lülsenelemenis 14 eine abgestufte, axiale Verlängerung 24 aufweist, deren freies, den kleineren Durchmesser aufweisendes Ende in das Ende der hohlen Zwischenwelle 8 eingesteckt und mit dieser jo über eine ringförmige Schweißraupe 25 verbunden ist.

Im Betrieb (F i g. 2) versetzt die vibrierende Antriebswelle 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) J5 zusammen. Die axiale Vibration hat auf die Welle 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 ;; und eine Erregerfrequenz <ü: ■«> zwischen den Achsen X-λ" und V- V" der Wellen 9 und 8 besteht ein Winkel ά

F i g. 3 zeigt die Auswirkung der radialen Vibration auf das Hülsenelement, a ist hier stark übertrieben eingezeichnet und das Gelenk 11 ersatzweise als festes -ei 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 Hülsenelenient übertragenen Kraft eine zur Welle 8 rein radiale Kraft N. Das Hülsenelement verschiebt sich unter der Erregerfrequenz bei einer Ampli'ude ü h = ;'cos(> radial: wenn Af die Masse des Hülsenelements ist. dann ist die Intensität der Trägheiiskraft obwohl das Gewicht der das Hülsenelement 14 tragenden Welle 8 gegenüber bekannten Kraftleitungen größer ist.

N=Ma- cos

«>-' · cos toi.

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 /V senkrecht /ur Achse V-V wirkt.

Dies zeigt, daß eine solche Anordnung auf überraschende und kostensparende Weise ohne Komplikation der Krafilcitungs-Konstruktion einen verbesserten Fahrkomfort und leisere Fahrgeräusche gewährleistet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Kraftleitung zwischen der Abtriebsweile einer Antriebseinheit, insbesondere eines Dieselmotors, und dem Vorderrad eines Kraftfahrzeuges mit Vorderradantrieb in Form einer Zwischenwelle, welche mit dem Rad über ein nicht gleitendes homokinetisches Gelenk verbunden ist und mit der Abtriebswelle der Antriebseinheit über ein homokinetisches Gleitgelenk in Tripod-Bauart in Verbindung steht, dessen Hülsenelement Wälzbahnen mit kreisförmigem Querschnitt und mit zu seiner Drehachse parallelen Achsen einschließt, durch deren Länge die Gleitbeweglichkeit bestimmbar ist. und dessen Tripod-Element, auf dem sphärische Rollkörper gelagert sind, radial innen am Ende der zugehörigen Weile befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsenelement (14) an der Zwischenwelle (8) und das Tripod-Element (16) an der Ab-(riebswelle(9) befestigt ist.