DE4418585C1 - Gelenkige Antriebsverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gelenkige Antriebsverbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Gelenkige Antriebsverbindungen, insbesondere in Kraftfahrzeugen haben einen sehr hohen Entwicklungsstand erreicht und sind üblicherweise durch verhältnismäßig aufwendige, über Gelenkkugelringe gelenkig und drehfest miteinander verbundene Gelenkverbindungen gebildet, wobei ein eventuell notwendiger Längenausgleich in diese Gelenkverbindungen konstruktiv integriert ist oder durch entsprechende Längenverstellbarkeit in den über die Gelenke verbundenen Wellenteilen erreicht wird.

Mit der US-PS 1,445,272 ist eine weitere Gelenkverbindung bekannt, die im Oberbegriff des Anspruches 1 gewürdigt ist und bei der die antriebsseitigen und abtriebsseitigen Wellenteile über eine Gelenkkugel zentriert sind, die ihrerseits an dem einen Wellenteil gelagert ist und in dem anderen Wellenteil über einen längsverschieblich gelagerten Zentrierzapfen geführt ist. Der die Gelenkkugel aufnehmende Wellenteil bildet mit dem Gelenkkugelgehäuse die radial innere Flanschbefestigung für einen mehrlagigen Membranring, der radial außen mit dem Rand eines napfförmigen Gehäuses verbunden ist, das die Gelenkkugel mit dem anschließenden Teil des Zentrierzapfens umschließt, als Schmiermittelaufnahmeraum dient und über seinen Boden mit dem den Zentrierzapfen lagernden Wellenteil verbunden ist. Die Gelenkkugel dient bei einer solchen Lösung nur der Zentrierung, die die Drehmomentenübertragung übernehmende Membran ist davon unabhängig mit den beiden Wellenteilen verbunden. Dies bedeutet befestigungstechnisch einen nicht unerheblichen Aufwand und bedingt für die Membran einen relativ großen Innendurchmesser, mit der Folge eines verhältnismäßig großen insbesondere radialen Bauvolumens für die Gelenkverbindung, wenn über die Membran größere Winkelbewegungen abgefangen werden sollen und das Bewegungsspiel der Membran nicht zu groß werden soll.

Bei einer weiteren bekannten Gelenkverbindung (DE 41 11 724 A1) erfolgt die Drehmomentenübertragung über ein mehrlagiges Paket axial hintereinanderliegender und abwechselnd radial innen und radial außen miteinander verbundener membranartiger Federringe, von denen die endseitig liegenden jeweils als Anschlußelemente zu dem zugehörigen Wellenteil dienen. Das Federringpaket umschließt eine Führungshülse, die dem einen Wellenteil zugeordnet ist und in der die dem anderen Wellenteil zugeordnete Zentrierkugel gelagert ist. Ein solches Gelenk mag zur Übertragung großer Leistungen bei hohen Drehzahlen wie angestrebt geeignet sein, ist insgesamt aber recht aufwendig und auch raumintensiv.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Gelenkverbindung der im Oberbegriff des Anspruches 1 gewürdigten Art eine baulich sehr einfache Gelenkverbindung zu schaffen.

Dies erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Bei dieser Lösung mit ihrer unmittelbar drehmomenten übertragenden Verbindung zwischen der Gelenkkugel und der Membran ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau, der wegen der Möglichkeit der zentralen Anbindung der Membran auch die Voraussetzung für die Verwendung von Membranen relativ kleinen Durchmessers bei ausreichender Winkelbeweglichkeit schafft. Damit sind kleine Bauvolumina in Verbindung mit einfach bauenden Gelenkverbindungen möglich.

Die Membran kann tellerartig ausgebildet sein, mit entsprechender radial innerer und radial äußerer Anbindung, oder auch im wesentlichen ringförmig, beidseitig mit entsprechender zentraler Anbindung.

Die Membran wird zweckmäßiger Weise in einem entsprechendes Bewegungsspiel der Membran erlaubenden Gehäuse untergebracht, wobei dieses Gehäuse gleichzeitig die Lagerung für eine Gelenkkugel bildet, die einer der durch das Gelenk verbundenen Wellenseiten zugehört.

Der axiale Längsausgleich der in Verbindung mit einer solchen Gelenkverbindung gegebenenfalls notwendig ist kann bevorzugt einer oder beiden Wellenseiten zugeordnet werden, wobei die Wellenseiten Schiebeverbindungen enthalten können, die beispielsweise bei Ausbildung der Wellen als Hohlwellen durch entsprechende Unrund-Querschnitte der gegeneinander verschieblichen Wellenteile gestaltet sein können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Gelenkver­ bindung zwischen Antriebs- und Abtriebsseite zeigt, und

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer solchen Gelenkverbindung, ergänzt durch eine Welle mit axialem Längenausgleich.

Die in den Figuren dargestellte Gelenkverbindung ist auf die prinzipiell wesentlichen Merkmale beschränkt, und für den dargestellten Beispielsfall wird davon ausgegangen, daß mit 1 die Abtriebsseite und mit 2 die Antriebsseite bezeichnet sind. Die Abtriebsseite 1 könnte beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug der radseitige Gelenkteil sein, bei dem der starr mit dem Gelenkgehäuse 3 verbundene Wellenteil 4 einen Radzapfen bildet.

Das Gelenkgehäuse 3 besteht aus den beiden Gehäusehälften 5 und 6, die starr über Verschraubungen 7 miteinander verbunden sind und einen Hohlraum 8 einschließen. In diesem Hohlraum 8, der im Ausführungsbeispiel im wesentlichen spiegelbildlich auf die beiden Gehäusehälften 5 und 6 verteilt ist, ist eine Membran 9 angeordnet, die im Querschnitt ringförmig ausgebildet ist und zentrale Anschlußbereiche 10 und 11 aufweist. Bei Erstreckung der Membran quer zur Achse 12 des Gelenkes ist die Membran 9 mit ihrem zentralen Anschlußbereich 10 mit der abtriebsseitigen Gehäusehälfte 5 verbunden, wobei diese Verbindung, wie angedeutet, dadurch erfolgen kann, daß der zentrale Anschlußbereich der Membran durch eine Spannplatte 13 gegenüber dem zentralen Bereich der Gehäusehälfte 5 fixiert ist.

Antriebsseitig ist die Membran mit ihrem zentralen Anschlußbereich 11 mit dem antriebsseitigen Wellenteil 14 verbunden, und zwar ebenfalls über eine Spannplatte 15, wobei die Spannplatte 15 gegen die Stirnseite des dem Wellenteil 14 zugeordneten Kugelkopfes 16 fixiert ist. Der Kugelkopf 16 des Wellenteiles 14 ist in einer entsprechenden Aufnahme 17 der Gehäusehälfte 6 gelagert, so daß das Wellenteil 14 im Rahmen der Schwenkbeweglichkeit des Kugelkopfes 16 in der Gehäusehälfte 6 winkelveränderbar geführt ist.

Für diese Art des Gelenkes ergibt sich eine Übertragung von Drehmomenten ausschließlich über die Membran 9, wobei über die Verformbarkeit der Membran in Verbindung mit der Schwenkbeweglichkeit des Wellenteiles 14 die Winkelbeweglichkeit der Gelenkverbindung erreicht wird.

Eine im Prinzip gleich aufgebaute Gelenkverbindung zeigt Fig. 2, wo insoweit für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen Verwendung finden. Abweichend von der Ausgestaltung gemäß Fig. 1 ist hier allerdings eine tellerförmige Membran 20 vorgesehen, die in ihrem zentralen Anschlußbereich 21 über eine Spannplatte 22 mit dem Kugelkopf 16 des Wellenteiles 14 verbunden ist. Die tellerförmige Membran 20 ist mit ihren radial äußeren Randbereichen gegenüber dem abtriebsseiten Gehäuseteil 5 mit radialem Abstand zur Achse 12 über nicht weiter gezeigte Anschlußverbindungen 23 fixiert.

Über das Ausführungsbeispiel in Fig. 1 hinausgehend zeigt Fig. 2 für das Wellenteil 14 darüberhinaus eine Möglichkeit der axialen Längenverstellbarkeit. Hierbei ist der einfachheithalber vorgesehen, daß das Wellenteil 14 als Hohlwelle ausgebildet ist und einen Unrund-Querschnitt 24 aufweist, dem ein entsprechender Unrund-Querschnitt 25 eines übergreifenden Wellenteiles 14a derart zugeordnet ist, daß die beiden Wellenteile 14 und 14a gegeneinander verschiebbar sind. Das im Ausführungsbeispiel angedeutete Profil ist ein sogenanntes K-Profil, es können anstelle desselben aber auch andere zur Drehmomentenübertragung bei längsverschiebbarer Verbindung der Wellen geeignete Profile Verwendung finden.

Claims (6)

1. Gelenkige Antriebsverbindung mit in einem Wellenstrang liegender Gelenkverbindung sowie axialem Längenausgleich, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der die Gelenkverbindung im Übergang zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite funktional bezüglich winkelveränderlicher Zentrierung und Drehmomentenübertragung aufgegliedert ist und die Drehmomentenübertragung über ein membranartiges Überbrückungsglied und die winkelveränderliche Zentrierung über eine der einen Seite des Wellenstranges zugehörige und relativ zur anderen Seite des Wellenstranges winkelbeweglich zentrierte Gelenkkugel erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkkugel (16) drehmomentenübertragend mit der Membran (9, 20) verbunden ist.

2. Gelenkige Antriebsverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (20) im Querschnitt tellerförmig ausgebildet und in ihren Randbereichen mit der Gehäusehälfte (5) verbunden ist, die die Gelenkkugel (16) aufnehmende Gehäuseseite (6) trägt, derart, daß die Membran zentral mit der Gelenkkugel verbunden ist.

3. Gelenkige Antriebsverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (9) im Querschnitt ringförmig ausgebildet ist und zentral mit der Gelenkkugel (16) einerseits und der der Gelenkkugel gegenüberliegenden Gehäusehälfte (5) andererseits verbunden ist.

4. Gelenkige Antriebsverbindung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (9, 20) in dem Hohlraum (8) eines Gehäuses (3) angeordnet ist, das starr mit der einen Seite des Antriebs (Abtriebsseite 1) verbunden ist und in dem die Gelenkkugel (16) geführt ist.

5. Gelenkige Antriebsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) geteilt ist und aus zwei Gehäusehälften (5, 6) besteht, die den die Membran (9, 20) aufnehmenden Raum einschließen und von denen die eine Gehäusehälfte starr mit der An- oder Abtriebsseite verbunden ist und die andere Gehäusehälfte die Lagerung für die Gelenkkugel (16) aufnimmt.

6. Gelenkige Antriebsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Längenausgleich durch eine Schiebewelle (Wellenteile 14, 14a) mit Formschlußverbindung der in Längsrichtung gegeneinander verschiebbaren Wellenteile gebildet ist.