DE3430067C1 - Gelenkwelle - Google Patents

Gelenkwelle

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DE3430067C1
DE3430067C1 DE3430067A DE3430067A DE3430067C1 DE 3430067 C1 DE3430067 C1 DE 3430067C1 DE 3430067 A DE3430067 A DE 3430067A DE 3430067 A DE3430067 A DE 3430067A DE 3430067 C1 DE3430067 C1 DE 3430067C1
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Germany
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DE3430067A
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Rudolf Dipl.-Ing. 6050 Offenbach Beier
Hans-Heinrich Dipl.-Ing. 6458 Rodenbach Welschof
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GKN Driveline Deutschland GmbH
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Loehr and Bromkamp GmbH
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Description

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Die Erfindung betrifft eine Gelenkwelle für den Radantrieb in Kraftfahrzeugen mit einem Verschiebe- und einem Festgelenk oder mit zwei Verschiebegelenken, von denen das radseitige Gelenk mit einem Profilzapfen oder einer Profilnabe für den Eingriff in die Radnabe bzw. Radzapfen versehen ist.
Bei Achswellen mit Gleichlaufgelenken ist es bekannt, das getriebeseitige Gelenk zur Verkleinerung des Gelenkbeugewinkels in das Ausgleichsgetriebe zu integrieren. Man ist auch bestrebt, das radseitige Gleichlaufgelenk möglichst raumsparend und kompakt an die Radlagerung anzuschließen, ohne daß dadurch die Demontage wesentlich beeinträchtigt wird.
Bei einem bekannten Hinterradantrieb für Personenkraftwagen enthalten die Achswellen je zwei Gleichlauf-Verschiebegelenke. Dadurch steht der zweifache Verschiebeweg des Gelenkes zur Verfügung; bei Reparaturen ergibt sich aber der Nachteil, daß der Stoßdämpfer demontiert werden muß, bevor die Gelenkwelle ausgebaut werden kann. Bei Frontantriebswellen liegen im allgemeinen noch schwierigere Bedingungen für den EIn- und Ausbau vor.
Aus der DE-OS 3141479 ist eine Gelenkwelle der so eingangs genannten Art bekannt, bei der die radseitlgen Festgelenke als doppelte Tripodengelenke ausgebildet sind, wobei an dem radäußeren Gelenk ein Profilzapfen für den Eingriff in die Radnabe vorgesehen ist. Die Profilzapfen haben ein Verhältnis der axialen Länge zum Durchmesser des Profilzapfens, das ein mehrfaches von 1 1st, so daß die axiale Länge des Profilzapfens den Verschiebeweg eines üblichen Verschiebegelenkes der entsprechenden Größenordnung deutlich überschreitet. Ein Ausbau der Gelenkwelle ohne Zerlegen des Gelenks erscheint nicht möglich.
Aus der Reparaturanleitung Fiat 128, Verlag Alfred Bucheli, Zug (Schweiz), 1st eine Gelenkwelle der eingangs genannten Art bekannt, bei der das radseitige Gleichlaufgelenk zunächst zerlegt werden muß, damit anschließend die Welle in das Getriebe innerhalb des Verschiebegelenkes hineingeschoben werden kann, so daß das äußere Ende der Welle frei wird. Erst wenn die Welle entfernt ist, kann der Profilzapfen, der mit dem Gelenkaußenteil einstückig verbunden ist, gelöst und aus der Nabe herausgeschoben werden. In nachteiliger Weise erfordert dieses Zerlegen des Gleichlaufgelenks ein Lösen der Befestigungsmittel am Faltenbalg, so daß Schmutz in das Gelenk eindringen kann. Ebenfalls wird das gezogene Wellenende ungeschützt der Verschmutzung preisgegeben.
Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Gelenkwelle für den Radantrieb in Kraftfahrzeugen zu schaffen, deren Ein- und Ausbau in einfacher Weise möglich ist. Vor allem soll bei der Montage und Demontage der Welle ein Zerlegen des radseitlgen Glelchlaufgelenkes vermieden werden.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Gelenkwelle erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die axiale Länge des Profilzapfens bzw. der Profilnabe geringer ist als die bei in das Fahrzeug mit vollständig montierter Radaufhängung eingebauter Welle durch Verschieben des bzw. der Verschiebegelenke verbleibende Wellenverkürzung. Hierdurch ergeben sich wesentliche Montagevorteile für die gesamte Gelenkwelle. Nach dem Lösen der Fixierung, durch die der Profilzapfen des radseitigen Gelenks in der Radnabe festgehalten ist, kann die Gelenkwelle aufgrund des Verschiebeweges des bzw. der Verschiebegelenke verkürzt werden. Es ist dann möglich, die Welle um das getriebeseitige Gelenk in eine gewünschte räumliche Richtung auszuschwenken, so daß Ihre Demontage leicht möglich ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn das getriebeseitige Gelenk durch Profilzapfen oder -nabe an das Ausgleichsgetriebe angeschlossen ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann der profilierte Bereich des Profilzapfens bzw. der Profilnabe ohne Warmbehandlung hergestellt sein. Ferner sind zweckmäßigerweise die Profile von Radnabe und Profilzapfen bzw. Profilnabe in ihren Toleranzen so dimensioniert, daß sie mit Pressung ineinandergreifen. Durch die ungehärteten Profilzähne und die engen Profiltoieranzen ergibt sich ein hoher Traganteil der Zähne; ein Kleben des Profils wird vermieden. Am äußeren Gelenkkörper des radseitigen Gelenks 1st eine ringförmige, vorzugsweise radiale Schulter ausgebildet, an der die innere Stirnfläche der Radnabe und ggf. des inneren Lagerrings in Anlage gehalten 1st. Vom Rad kommende Biegemomente werden an dieser Gelenkschulter abgestützt, so daß der im Vergleich zum Außendurchmesser der Gelenkschulter kurze Profilzapfen praktisch keine Biegemomente aufnimmt und nur Drehmomente überträgt. Der Außendurchmesser der Gelenkschulter beträgt vorzugsweise das 2,5- bis lOfache, Insbesondere das 3,3- bis 5fache, z. B. das 4fache der Länge des Profilzapfens bzw. der Profilnabe. Der Profilzapfen bzw. die Profilnabe 1st durch einen axialen, an der Radnabe abgestützten Gewindebolzen in der Radnabe axial fixiert. Dieser Gewindebolzen kann die Radnabe durchgreifen und dient gleichzeitig als Montagewerkzeug: Mit seiner Hilfe lcann der Zapfen unter Pressung in die Radnabe eingezogen oder aus dieser herausgetrieben werden.
Vorzugsweise ist das Verhältnis der axialen Länge zum Außendurchmesser des Profilzapfens bzw. der Profilnabe kleiner als 1. Im allgemeinen liegt dieses Verhältnis In dem Bereich von 0,4 bis 0,8. Dieses geringe Verhältnis (Kurzzapfen) wird auch durch eine Vergrößerung des Profilzapfendurchmessers erreicht, so daß die für die Drehmomentübertragung erforderliche Tragfläche auf dem Zapfenumfang untergebracht werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeich-
3
nung näher beschrieben. zum Ausgleichsgetriebe 6 hin soweit verschoben werden,
Es zeigt bis die Profilnabe 3d die Bohrung 8 verlassen hat. Die
F i g. 1 eine Frontantriebsgelenkwelle mit radseitigem Welle mit dem Gelenk 3 kann nun um das Verschiebege-
Festgelenk und getriebeseitigem Verschiebegelenk, über- lenk 4 in eine geeignete räumliche Richtung geschwenkt
wiegend im Axialschnitt; und 5 werden, ohne daß hierzu die Radaufhängung gelöst
F i g. 2 einen Axialschnitt einer Ausführungsform des werden muß. Die gesamte Gelenkwelle 1-5 kann dann
radseitigen Anschlusses der erfindungsgemäßen Gelenk- von dem Ausgleichsgetriebe 6 getrennt werden. Dies ist
welle an die Radnabe in vergrößertem Maßstab. besonders einfach möglich, wenn auch der getriebeseitige
Nach F i g. 1 besteht die Gelenkwelle aus einem Anschluß mittels Profilzapfen realisiert ist.
Wellenrohr 1, an das radseitig das Schiebestück 2 ange- io Die erfindungsgemäße Gelenkwelle erlaubt eine freie
schweißt 1st. Auf das an seinem Ende ausgebildete Viel- Wahl der Gelenkgröße, des Gelenktyps und des
keilprofil 2" ist der innere Gelenkkörper 3" des radseiti- Lagertyps, so daß jeweils die optimale Zuordnung getrof-
gen Gleichlauf-Festgelenks 3 aufgekeilt. Getriebeseitig fen werden kann.
ist an das Rohr 1 der Innere Gelenkkörper 4° eines Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausfüh-Gleichlauf-Verschiebegelenkes 4 angeschweißt, an 15 rungsform beschränkt. So können auch beide Gelenke als dessen äußerem Gelenkkörper 4* ein Wellenstumpf 5 Verschiebegelenke ausgebildet sein. Das Prinzip der angeschweißt 1st. Der Wellenstumpf 5 hat einen Profil- Erfindung kann sowohl bei Heck- als auch bei Frontanzapfen 5", der mit einem Abtriebskegelrad 6" des triebswellen Anwendung finden. Der Gelenkverband hat Ausgleichsgetriebes 6 in Eingriff ist. hohe axiale Elastizität und gibt Sicherheit gegen Gewin-
Wie aus der Darstellung nach Fig. 2 deutlicher 20 delösen beim Setzen, erkennbar ist, hat der äußere Gelenkkörper 3C des radseitigen Gleichlauf-Festgelenkes 3 eine ringförmige, radiale
Schulter 3* und eine kurze axiale Profilnabe 3d, die außen
ein Kellprofil 3^ trägt. Die axiale Bohrung 8 der Radnabe Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
7 ist innen, d. h. gelenkseitlg ebenfalls mit einem Keil- 25
profil T versehen, das mit dem Profil 3e der Nabe 3d in Eingriff ist, so daß der äußere Gelenkkörper 3C mit der Radnabe 7 drehfest verbunden 1st. In der Nabenbohrung
8 ist am äußeren Ende des Keilprofils T eine ringförmige Schulter 7* ausgebildet. Der äußere Gelenkkörper 3C und die Profilnabe 3d haben eine axiale Gewindebohrung y, in die ein Gewindebolzen 9 eingeschraubt ist, wobei der Kopf 9" des Bolzens über eine Ringscheibe 10 auf der Schulter 7* der Radnabe 7 abstützt. Die Radnabe 7 ist über ein zweireihiges Schrägkugellager 11 in dem Außenring 11° drehbar gelagert, der an einem geeigneten Radträger (nicht dargestellt) angebracht ist.
Bei der in F i g. 2 dargestellten Verbindung zwischen dem äußeren Gelenkkörper 3C und der Radnabe 7 ist mittels Bolzen 9 die ringförmige Schulter 3* fest gegen die inneren Stirnfläche T der Radnabe 7 gezogen. Der relativ große Durchmesser der Anlagefläche ergibt eine gute Abstützung auftretender Biegemomente, so daß sich diese in der Kellverzahnung 3e, T nicht nachteilig bemerkbar machen und die Profilverzahnung im wesentliehen zur Drehmomentübertragung dient. Auch die geringe axiale Länge der Profilnabe 3d im Verhältnis zum Außendurchmesser der Ringschulter 3* trägt mit dazu bei, daß Biegemomente in der Keilverzahnung 3C, 7" nur geringe Wirkung haben.
Die radseitlge Ausbildung in Fig. 1 unterscheidet sich von der in Fig. 2 dadurch, daß ein zweireihiges Schrägkugellager mit geteiltem Innenring (der »ersten Generation«) eingesetzt ist und der Kopf 9" des Gewindebolzens 9 auf einer ringförmigen Schulter 7* am äußeren Ende der Radnabenbohrung 8 abgestützt 1st. Der Bolzen 9 ist unabhängig von der Position seiner Abstützung als Montagehilfe geeignet, da durch ihn die Profilnabe 3d in den Profilbereich der Bohrung 8 eingezogen und aus dieser herausgetrieben werden kann. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Gelenkwelle ist die Profilnabe 3d kürzer als der durch das Verschiebegelenk 4 mögliche maximale Verschiebeweg der Welle 1-5 in Richtung auf das Ausgleichsgetriebe 6.
Durch die vorliegende Erfindung wird der Ein- und Ausbau der Achswellen vereinfacht. Nach Lösen des Gewindebolzens 9 aus der Gewindebohrung 3f kann das Wellenrohr 1 mit dem Festgelenk 3 axial in Richtung
- Leerseite -

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Gelenkwelle für den Radantrieb in Kraftfahrzeugen mit einem Verschiebe- und einem Festgelenk oder mit zwei Verschiebegelenken, von denen das radseitige Gelenk mit einem Profilzapfen oder einer Profilnabe für den Eingriff in die Radnabe bzw. Radzapfen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Profilzapfens bzw. der Profilnabe (3Ό geringer ist als die bei in das Fahrzeug mit vollständig montierter Radaufhängung eingebauter Welle (1-5) durch Verschieben des bzw. der Verschiebegelenke (4) verbleibende Wellenverkürzung.
2. Gelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile (3f, 7") von Profilzapfen bzw. Profilnabe (3Ό und Radnabe (7) in ihren Toleranzen so dimensioniert sind, daß sie mit Pressung Ineinandergreifen.
3. Gelenkwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der axialen Länge zum Durchmesser des Profilzapfens bzw. der Profilnabe (3d) kleiner als 1 ist.
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