DE3326990C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen von Gelenkwellen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Aufnahme der durch die Achskinematik von Fahrzeugen bestimmten Lageveränderung der Gelenkwellen sowie zum Ausgleich von Bautoleranzen ist in Abhängigkeit vom Antrieb (Front-, Heck, Allradantrieb) differential- und/oder radseitig eine drehmomentübertragende Verbindung der Gelenkwellen mit Gelenken erforderlich, in denen eine Verschiebung der Gelenkwellen erfolgt. Hierzu sind Gleichlauf-Schiebegelenke bekannt geworden, die über einen entsprechenden Käfig die Verlagerung der Gelenkwelle und Aggregat-Querbewegungen aufnehmen können. Bei größeren, in Extremfällen auftretenden Verlagerungen der Gelenkwellen sowie der Aggregate, wie z. B. des Differentials, laufen die Verschiebegelenke auf Anschlag, was nachteilig ist und zu Verzwängungen und Verkantungen an der Gelenkwelle sowie an den Lagern führt.
Aus der US-PS 32 04 429 ist eine Gelenkwelle bekannt, bei der eine Gelenknabe relativ zur Welle verschiebbar ist, in der Weise, daß Verschiebebewegungen, hervorgerufen durch Bauteiltoleranzen von der verschiebbaren Keilverzahnung der Welle außerhalb des Gelenks aufgenommen werden, aber nur dann, wenn keine Drehmomentübertragung stattfindet. Bei einer Drehmomentübertragung werden indes Verschiebebewegungen vom Gelenk aufgenommen. Die Kraftübertragungskugeln bewegen sich nicht selbst sondern die keilverzahnte Welle relativ zur Gelenknabe. Damit bei Drehmomentübertragung tatsächlich keine die Verschiebung beeinträchtigenden Zwangskräfte auftreten, müssen hohe Anforderungen an die Toleranzen des Gelenks und der Keilverzahnung gestellt werden.
In vielen Fällen ist der Verschiebeweg zu kurz ausgelegt, so daß durch Bautoleranzen zusätzlich auftretende Verschiebungen nicht mehr zu kompensieren sind. Damit aber trotzdem noch eine ausreichende Verschiebermöglichkeit der Gelenkwelle besteht und eine einwandfreie Funktion gewährleistet ist, sind aufwendige Anpaßverfahren bekannt. So wird das Antriebsaggregat nach­ träglich in einem umständlichen Verfahren eingestellt oder die Gelenkwellenlänge wird mittels Distanzscheiben angepaßt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gelenkwelle zu schaffen, mit der ein nachträgliches Einstellen und Anpassen entfällt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß aufgrund des zwischen Nabe und Welle geschalteten Reibschlußelements eine Selbsteinstellung der Gelenke zur Gelenkwelle erfolgt und zusätzliche manuelle Nachstellungen nicht mehr erforderlich sind. Da die Haltekraft des Reibschluß­ elements höher gewählt ist als die maximal auftretende Verschiebekraft im Gelenk, ist bei einer erfolgten Einstellung der Gelenkwelle eine Relativverschiebung der Welle zur Nabe nicht mehr möglich, so daß die Betriebsverschiebungen aus­ schließlich im Gelenk aufgenommen werden. Außerdem ist eine Verschiebung der Gelenknabe auf der Welle möglich, sobald das Gelenk auf Anschlag ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Reibschlußelements mit definierter Haltekraft auf der Gelenkwelle muß bei der Fahrzeugmontage weder die Welle noch das Aggregat eingestellt werden. Eine einmal erfolgte selbsttätige Einstellung der Welle bleibt infolge der Haltekraftauslegung für den weiteren Fahrbetrieb erhalten.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Gelenkwelle mit Gleichlauf-Schiebegelenk und Reibschlußelement, teilweise im Schnitt,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform des Reibschlußelements mit einem spannbaren Ring, teilweise im Schnitt,
Fig. 3 eine weitere Variante des Reibschlußelements mit einem Gewindering, teilweise im Schnitt,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3, und
Fig. 5 eine Ausführung der Abstütz- und Gleitfläche in der Gelenknabe.
Eine Gelenkwelle 1 ist endseitig mit einem Gleichlauf-Schiebe­ gelenk drehmomentübertragend verbunden. An dem Gelenk ist über einen Flansch 3 eine Verbindung zum Differential vorgesehen, das in oder nahe der Fahrzeugmittenlängsachse angeordnet ist. Das dem Gelenk 2 abgekehrte Ende der Gelenkwelle 1 ist in einem weiteren radseitigen Gelenk gehalten, das als Fest- oder Ver­ schiebegelenk entsprechend der Fahrzeugkonzeption ausgeführt ist.
Eine Nabe 4 des Gelenks 2 ist mittels einer Verzahnung 5, 6 axial verschiebbar mit der Gelenkwelle 1 verbunden. Zwischen der Welle 1 und der Nabe 4 ist ein Reibschlußelement 7; 8; 9 mit einer definierten Haltekraft FH angeordnet. Diese Halte­ kraft ist größer als die maximal mögliche Verschiebekraft FV im Gelenk 2.
Die Verzahnung 6 in der Nabe 4 erstreckt sich im Eintrittsbe­ reich 10 der Welle 1 über eine Teillänge l. Der anschließende Bereich der Nabe 4 ist als Abstütz- und Gleitfläche 11 für das Reibschlußelement 7 ausgeführt.
Die Verzahnung 5 auf der Gelenkwelle 1 ist durch zwei Anschläge begrenzt. Der endseitige Anschlag wird durch das Reibschlußele­ ment 7 und der im Abstand entsprechender Länge der Verzahnung 5 angeordnete weitere Anschlag, wird durch einen Spannring 12 oder dergleichen gebildet. Der Anschlag 7 ist korrespondierend am Ende der Nabenverzahnung 6 und der weitere Anschlag ist ent­ sprechend am Anfang der Nabenverzahnung 6 angeordnet.
Die Anschläge 7 und 12 nehmen auf der Welle 1 eine solche Lage in Mittelstellung der Welle 1 und des Gelenks 2 ein, daß sich z. B. ein vorderer Verschiebeweg s1 und ein hinterer Verschiebe­ weg s2 ergibt. Diese Wege sind entsprechend der Auslegung variabel. Insbesondere darf der vordere Verschiebeweg s1 nur eine solche Länge aufweisen, daß bei einem Anschlagen an das vordere Ende der Nabenverzahnung 6 das Reibschlußelement 7 noch in Kontakt mit der Abstütz- und Gleitfläche 11 der Nabe 4 steht.
Das Reibschlußelement 7 gemäß der Fig. 1 ist in einer Ring­ nut 13 der Welle 1 angeordnet, die vorzugsweise am Wellenende vorgesehen ist. Das Reibschlußelement 7 ist als durchgehend ge­ schlitzter Ring mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgeführt, wobei er radial vorgespannt und federnd ausgebildet ist.
Es kann sich auch um einen geschlossenen Ring handeln, der dann von einem angeformten Wulst in der Ringnut 13 oder über ein stirnseitig angeschraubtes Befestigungsteil gehalten wird. Eben­ so kann in einer weiteren Ausführung das Reibschlußelement als Buchse ausgeführt sein, was nicht näher dargestellt ist.
Die Abstütz- und Gleitfläche 11 in der Nabe kann auch mit neben­ einander angeordneten Ringnuten 14 gemäß Fig. 5 versehen sein, in die bei einer Verschiebung der Nabe 4 das Element 7 form­ schlüssig eingreift.
Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung gemäß Fig. 2 ist das Reibschlußelement 8 stirnseitig der Gelenkwelle 1 angeord­ net. Es umfaßt einen Spannring 15, der mittels einer Druck­ scheibe 19 - die über eine Befestigungsschraube 16 an der Welle 1 gehalten ist - vorgespannt wird. Der Spannring 15 be­ steht aus einem Kunststoff oder einem anderen vorspannbaren Material, mit dem ein Reibschluß entsprechend der geforderten Haltekraft erzielbar ist.
Ferner ist nach den Fig. 3 und 4 eine weitere Ausführungsform vorgesehen, die ein Reibschlußelement 9 in Form eines durch­ gehend geschlitzten, radial federnd vorgespannten Ring umfaßt. Dieser weist am Außenumfang ein Gewinde 17 auf, daß in ein gegen­ überstehendes Gewinde 18 der Gelenknabe 4 formschlüssig ein­ greift. Dieser Ring ist in einer endseitigen Umfangsnut 20 der Gelenkwelle 1 gehalten.
Wie in Fig. 1 näher dargestellt ist, kann das Gelenk auf An­ schlag in Position C und Position D verstellt werden. In diesen Fällen verschiebt sich die Welle 1 bei entsprechender Verschie­ bekraft FV in der Nabe 4. Die Verschiebung endet dann, wenn der Anschlag 12 gegen den Anfang der Nabenverzahnung 6 (Pos. A) und in der anderen Verschieberichtung das Reibschlußelement 7 gegen das Ende der Nabenverzahnung 6 (Pos. B) stößt.
Durch eine entsprechende Größe der Wege s1 und s2 kann eine solche Auslegung erzielt werden, daß ein genügender Weg zur Verfügung steht, um die insgesamt vorkommenden Bautoleranzen zu kompensieren.

Claims (11)

1. Vorrichtung Zum Einstellen von Gelenkwellen, insbesondere Gelenkwellen für Kraftfahrzeuge, die mit ihrem einen differentialseitigen Ende drehmomentübertragend in einem Gleichlauf-Schiebegelenk gehalten sind und die mit ihrem anderen abgekehrten radseitigen Ende mit einem weiteren Gelenk verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (4) des Gleichlaufgelenks (2) axial verschiebbar mit der Gelenkwelle (1) verbunden ist und zwischen der Welle (1) und der Gelenknabe (4) ein Reibschlußelement (7; 8; 9) mit einer Haltekraft (FH) angeordnet ist, die größer ist als die maximal mögliche Verschiebekraft (FV) am Gleichlaufgelenk (2).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkwelle (1) und die Gelenknabe (4) mittels einer Verzahnung (5, 6) miteinander verbunden sind, wobei sich die Verzahnung (6) in der Nabe (4) über eine Teillänge (1) im Eintrittsbereich der Welle (1) erstreckt und im anschließenden Bereich in der Nabe (4) eine Abstütz- und Gleitfläche (11) für das Reibschlußelement (7; 8; 9) gebildet wird.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (S) auf der Gelenkwelle (1) durch zwei Anschläge begrenzt wird, wobei der erste Anschlag durch einen Ring (12) und der zweite Anschlag durch das Reibschlußelement (7) gebildet ist und beide Anschläge (7 und 12) benachbart dem Ein- und Ausgang der Nabenverzahnung (6) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschlag (12) eine Lage derart auf der Gelenkwelle (1) aufweist, daß bei einer Anschlagposition (A) der Gelenkwelle (1) an der Nabe (4) das Reibschlußelement (7) noch in der Nabe (4) abgestützt ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurck gekennzeichnet, daß das Reibschlußelement (7) am freien Ende der Antriebswelle (1) in einer Ringnut (13) gehalten ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschlußelement (7) als radial vorgespannter, federnder Ring mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgeführt ist, wobei der Ring durchgehend geschlitzt ist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschlußelement (7) als Buchse ausgeführt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstütz- und Gleitfläche (11) in der Nabe (4) nebeneinander angeordnete Ringnuten, (14) aufweist, die im Querschnitt der Form des Reibschlußelements (7) angepaßt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschlußelement (8) stirnseitig der Gelenkwelle (1) angeordnet ist und einen Spannring (15) umfaßt, der mittels einer Druckscheibe (19) vorgespannt gehalten ist, die mit der Gelenkwelle (1) über eine Schraube (16) verbunden wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (15) aus einem Kunststoff besteht.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschlußelement (9) einen durchgehend geschlitzten und radial federnd vorgespannten Ring mit einem Außengewinde (17) umfaßt, der in einer Ringnut (20) der Gelenkwelle gehalten ist, wobei das Außengewinde (17) des Spannringes korrespondierend zum Innengewinde (18) der Gelenknabe (4) angeordnet ist und in dieses formschlüssig eingreift.
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