DE4320640A1

DE4320640A1 - Antriebsstrang für Kraftfahrzeuge mit bei einem Frontalaufprall Stoßenergie absorbierenden Verformungsbereichen

Info

Publication number: DE4320640A1
Application number: DE19934320640
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Frank; Dieter Dipl Ing Lange
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1993-06-22
Filing date: 1993-06-22
Publication date: 1995-01-05

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für Kraftfahrzeuge mit bei einem Frontalaufprall Stoßenergie absorbierenden Ver formungsbereichen.

Bei einem solchen Antriebsstrang soll verhindert werden, daß ein darin angeordnetes Gelenk bei einem Frontalaufprall des Fahrzeuges ausknicken kann. Denn bei einem Ausknicken werden über die im Gelenkbereich liegende Wellenlagerung Querkräfte in den Fahrzeugbodenbereich geleitet, die den Gelenkwellentun nel des Fahrzeugbodens in einen sogenannten "Tunnelknick" zie hen. Dies führt wiederum zu einer sehr ungünstigen Dynamik der Fahrzeug-Fondinsassen, die auch als "Submarining" bezeichnet wird.

Ein gattungsgemäßer Antriebsstrang, bei dem ein Ausknicken ei nes darin befindlichen Gelenkes vermieden werden soll, ist aus JP 63-2725 A an sich bereits bekannt. Dort befindet sich in geringem axialen Abstand des zu schützenden Gelenkes an einem der beiden durch das Gelenk verbundenen Wellenteile eine Ver formungszone, die so ausgebildet ist, daß im Falle eines Fahr zeugfrontalaufpralles eine axiale Gelenkfixierung gegeben sein soll. Durch die von dem zu schützenden Gelenk selbst entfernte Lage der Ausknickschutzeinrichtung ist eine sichere Wirkung dieser bekannten Ausführung im Ernstfall nicht gewährleistet.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Pro blem hier eine Verbesserung in Richtung einer höheren Be triebssicherheit zu schaffen.

Eine grundsätzliche Lösung dieses Problems zeigt die Ausfüh rung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 auf.

Diese Lösung beruht auf dem Gedanken, das Gelenk bzw. zu mindest einen von dessen Wellenanlenkbereichen bereits im Aus gangszustand des Wellen-Antriebsstranges durch die Auslenk schutzeinrichtung umschließen zu lassen. Dadurch soll ein so fortiges Wirksamwerden dieser Einrichtung im Falle eines Fahr zeugfrontalaufpralls sichergestellt sein.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 2 befinden sich bereits beide durch das Gelenk miteinander verbundenen Wellenenden innerhalb der als Ringmantel ausgebildeten Schutzeinrichtung. Diese wird damit praktisch bereits unabhängig von einer An triebsstrangverkürzung wirksam, sobald das normale radiale Betriebs spiel zwischen dem Ringmantel und des sich frei darin bewegbaren Wellenteils erschöpft ist. Damit ist dies eine recht einfache und sicher wirkende Ausführungsform.

Bei der Variante nach Anspruch 3 schiebt sich das bereits im Ausgangszustand des Antriebsstranges innerhalb des schützenden Ringmantels liegende Wellenende, das mit dem betreffenden Ge lenk verbunden ist, bei einer im Falle eines Frontalaufpralls einsetzenden Wellenstrangverkürzung in den Ringmantel hinein. Gleichzeitig fährt auch das zweite mit dem Gelenk verbundene Wellenteil in den Ringmantel hinein, wobei es radial form schlüssig an dem Innenumfang des Ringmantels zu liegen kommt. Dadurch ist bei dieser Variante der gewünschte Ausknickschutz im Ernstfall sofort gegeben.

Das Einschieben des bei der zuletzt genannten Variante bereits im Ausgangszustand innerhalb des Ringmantels liegenden Wellen teils in den Ringmantel hinein erfolgt dadurch, daß der direkt an das Gelenk angrenzende Bereich des betreffenden Wellenteils axial nachgiebig in dem anschließenden Wellenbereich gelagert ist. Derartige Lagerungen sind aus dem Stand der Technik hin länglich bekannt. Es wird hierzu daher nur beispielhaft verwiesen auf die Ausführungen nach DE 25 46 160 A, DE 32 23 004 A oder JP 62-273125.

Auch bei der erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform nach Anspruch 3 ist durch den bereits im Ausgangszustand gegebenen radialen Schutz eines Teils der Gelenkanbindung eine im Ver gleich zu der aus JP 63-2725 A bekannten Ausführung erheblich höhere Wirksicherheit für den Fall eines Fahrzeugfrontalauf pralls gegeben.

Ein Ausführungsbeispiel zu jeder der beiden speziellen Lö sungsvarianten der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Lage des mit ei nem zu schützenden Gelenk versehenen Antriebsstran ges innerhalb eines Fahrzeuges,

Fig. 2 eine Ansicht der ersten Lösungsvariante mit radial bereits im Ausgangszustand voll geschütztem Gelenk,

Fig. 3 eine Ansicht der zweiten Lösungsvariante mit im Ausgangszustand radial nur teilweise geschütztem Gelenk im Ausgangszustand,

Fig. 4 die Lösungsvariante nach Fig. 3 im Zustand nach einem Fahrzeugfrontalaufprall.

Der Antriebsstrang besteht aus zwei Wellen 1 und 2 mit einem zwischen diesen angebrachten Gelenk 3. Über diesen Antriebs strang wird entsprechend der Darstellung in Fig. 1 bei einem Fahrzeug das Hinterachsgetriebe 4 von einem mit dem Motor 5 direkt verbundenen Getriebe 6 angetrieben.

Bei der Ausführung der Erfindung nach Fig. 2 ist durch einen Ringmantel 7 in der Form einer Manschette, die an dem dem Ge lenk 3 zugewandten Ende der ersten Welle 1 befestigt ist, das Gelenk 3 gegen Ausknicken gesichert. Der Ringmantel 7 um schließt zu diesem Zweck sowohl das gesamte Gelenk 3 sowie die Anlenkenden der beiden mit diesem Gelenk 3 verbundenen Wellen 1 und 2.

Zwischen dem Ringmantel 7 und der Welle 2, die nicht starr mit dem Ringmantel 7 verbunden ist, besteht ein radiales Spiel. Die Größe dieses Spieles ist derart gewählt, daß die beiden Wellen 1 und 2 die im Fahrbetrieb üblichen Betriebsaus lenkungen durchführen können, ohne daß es zu einer Berührung der freien Welle 2 mit dem Ringmantel 7 kommen kann. Die maxi mal mögliche und ausreichende Betriebsauslenkung der Welle 2 ist in Fig. 2 gestrichelt angedeutet. Der Ringmantel 7 ist zum Ende der von ihm freien Welle 2 hin konisch aufgeweitet, um die Betriebsauslenkungen bei möglichst geringem Ausgangs spiel problemlos zu erlauben.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 umschließt der Ringmantel 7 im Ausgangszustand radial lediglich das dem Gelenk 3 zugewandte Ende der Welle 1. Dieses Ende ist in dem sich anschließenden Teil der Welle 1 verdrehfest axial nachgiebig gelagert. Durch diese nachgiebige Lagerung rutscht das mit dem Gelenk 3 ver bundene Teil der Welle 1 bei einer durch einen Fahrzeug-Fron talaufprall bedingten Verformung des Antriebsstranges axial in diese hinein und zwar zusammen mit dem gesamten Gelenk 3 und dem mit diesem verbundenen Ende der zweiten Welle 2. Auf diese Weise wird ein Ausknicken des Antriebsstranges im Bereich des Gelenkes 3 absolut sicher vermieden.

Wie das Gelenk 3 nach einem Frontalaufprall zusammen mit dem Ende der zweiten Welle 2 innerhalb des Ringmantels 7 zu liegen kommt, zeigt die Fig. 4. Im Gegensatz zu der in Fig. 2 darge stellten Ausführung ist hier kein nennenswertes radiales Spiel zwischen dem Außenumfang der Welle 2 und dem Innenumfang des Ringmantels 7 gegeben, so daß die Ausknicksicherung besonders wirksam greifen kann.

Die verdrehsichere Schiebelagerung des Endbereiches der Welle 1 in dem Hauptkörper dieser Welle kann in einer der an sich bekannten Arten erfolgen, wie sie beispielsweise den in der Beschreibungseinleitung angegeben Druckschriften entnommen werden können. Der Verschiebesitz kann damit insbesondere auch noch stoßkraftabsorbierend wirken.

Bezugszeichenliste

1 erste Welle
2 zweite Welle
3 Gelenk
4 Hinterachsgetriebe
5 Motor
6 Getriebe
7 Ringmantel

Claims

1. Antriebsstrang für Kraftfahrzeuge, bei welchem ein an der Frontseite des Fahrzeuges angeordneter Antriebsmotor über einen mit wenigstens einem Gelenk versehenen und gegebenen falls durch Zwischenlager abgestützten Wellenzug mit dem Achs getriebe der Hinterachse verbunden und über den Wellenzug axial gegen dieses abstützbar ist, mit bei einem Frontalauf prall des Fahrzeuges Stoßenergie absorbierenden Verformungs bereichen, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Gelenk (3) zumindest mit einem seiner angrenzenden Wellen (1, 2) axial in einen Ringmantel (7) ein greift, der ausschließlich an einer der beiden durch das Ge lenk (3) verbundenen Wellen (1 bzw. 2) befestigt ist und der zumindest bei durch Stoßenergie verkürztem Wellenzug auch die nicht fest mit ihm verbundene andere an dem Gelenk (3) angrei fende Welle (2) mit umschließt.

2. Antriebsstrang nach Anspruch 1, bei dem beide durch das mindestens eine Gelenk verbundenen Wellen bereits im Ausgangs zustand des Wellenzuges axial innerhalb des Ringmantels lie gen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringmantel (7) die nicht fest mit ihm verbundene Welle (2) radial mit einem Spiel umgreift, das normale im Fahrzeug betrieb erfolgende Auslenkungen der frei in dem Ringmantel (7) liegenden Wellen (2) berührungsfrei erlaubt.

3. Antriebsstrang nach Anspruch 1, bei dem im Ausgangs zustand des Wellenzuges nur das Anlenkende der fest mit dem Ringmantel verbundenen Welle innerhalb des Ringmantels liegt, dadurch gekennzeichnet, daß diese Welle (1) bei einer aufprallbedingten Wellenzugde formation zusammen mit dem Anlenkende der zweiten an dem Ge lenk (3) angreifenden Welle (2) in den Ringmantel (7) hinein gleitet, und daß zumindest in einem Zustand, in dem beide an das Gelenk (3) angreifenden Wellen (1, 2) innerhalb des Ring mantels (7) liegen, kein nennenswertes radiales Spiel zwischen dem Ringmantel (7) und dem jeweiligen Außenumfang der beiden Wellen (1, 2)-Anlenkbereiche gegeben ist.