DE60207433T2

DE60207433T2 - Antriebslenkachse für motorgetriebene fahrzeuge

Info

Publication number: DE60207433T2
Application number: DE60207433T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Brossard
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2022-09-28
Also published as: PL369507A1; FR2830486A1; PL206961B1; US20040235606A1; WO2003041986A1; DE60207433D1; EP1434700B1; CN1273319C; EP1434700A1; US7232000B2; FR2830486B1; CN1564760A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebslenkachse für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Art.
Diese Art von Achsen wird im Bereich der Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb verwendet, wie dem der Industriefahrzeuge, landwirtschaftlichen Traktoren oder PKW mit Vierradantrieb. Diese Art von Fahrzeugen weist mindestens eine derartige Antriebslenkachse auf, üblicherweise „Starrachse" genannt, die mit einem Differential versehen und in der Lage ist, gleichzeitig von einem Differentialgehäuse aus ein Antriebsmoment auf jedes Rad zu übertragen, mit dem jedes seiner Enden versehen ist, und das Einschlagen dieser Räder zu erlauben, wenn das Fahrzeug die Richtung ändern soll. Genauer umfasst eine derartige Antriebslenkachse:

– einen Achsenkörper, der als Träger dient, bestehend aus einem zentralen Gehäuse, das mit einer Differentialanordnung und ihren Tragwälzlagern versehen ist und sich in zwei seitlichen Trichtern fortsetzt, einem je Fahrzeugseite, wobei jeder davon in einer Schwenkbacke für die Lenkung endet; in jedem Trichter ist eine Antriebswelle angeordnet, die auf der Seite der Backe von einem Wälzlager getragen wird und auf der Seite des Differentials von einem entsprechenden Sonnenrad der Differentialanordnung, mit dem sie durch Rillen drehstarr verbunden ist;
– eine Radnabe auf jeder Fahrzeugseite, die das Rad mit Hilfe von Wälzlagern trägt, wobei diesem seine Rotationsbewegung von einem Achsschenkel mitgeteilt wird, der es durchquert und eine Abtriebswelle bildet; die Radnabe ist ebenfalls mit einer Schwenkbacke versehen, die mit der des Achsenkörpertrichters längs einer ungefähr vertikalen Schwenkachse zusammentrifft, die üblicherweise „Radbolzen" genannt wird; und
– ein Gelenk, das die Übertragung des Momentes der im Trichter des Achsenkörpers angeordneten Antriebswelle auf den Achsschenkel sicherstellt, unabhängig davon, ob das Rad gerade oder geschwenkt ist, und das lotrecht zur Schwenkachse des Rades angeordnet ist.

Verschiedene Gelenke wurden bislang verwendet, um die Übertragung des Momentes in Höhe des Radbolzens sicherzustellen. Zunächst wurden beispielsweise Gelenke mit Doppelgelenk mit einer Kardan-artigen Kinematik und mit konstantem Abstand zwischen den Gelenkzentren der Elementargelenke des Doppelgelenks bevorzugt, wie etwa die Gelenke von Richard Bussien, die beispielsweise in den Schriften US 1 847 749 und US 2 084 429 beschrieben sind.
Danach hat sich die Verwendung von Gelenken mit Doppelgelenken verbreitet, die aus zwei Kardan-artigen feststehenden Elementargelenken bestehen.
In jedem Fall führen diese Gelenke beim Einschlagen der Räder und also beim Knicken des Doppelgelenks zu einer Translationsbewegung einer der Wellen. Diese Bewegung wird entweder durch die Antriebsrillen des Differentialsonnenrades (Antriebswelle), oder durch die eines Raduntersetzungsgetriebes (Abtriebswelle) aufgenommen, was zusätzliche mechanische Belastungen erzeugt, die das gute Funktionieren und die Zuverlässigkeit des Gelenks beeinträchtigen, sowohl im Bereich des Doppelgelenks, wie auch in dem der Abdichtungsorgane und der Haltemittel der Wellen, wie etwa deren Wälzlagern.
Außerdem haben die Gelenke mit zwei festehenden Kardangelenken in sogenannter „W-Anordnung" den Nachteil eines starken Momentübertragungsverlustes, sobald der Knickwinkel, der von den Achsen der Antriebs- und der Abtriebswelle eingeschlossen wird, von Null abweicht.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Antriebslenkachse der oben genannten Art zu schaffen, deren mechanisches Verhalten, insbesondere unter dem Gesichtspunkt Reibungen, Geräusche und Schwingungen, verbessert ist.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine Antriebslenkachse der oben genannten Art zum Gegenstand, die die Merkmale des Merkmalsteils des Patentanspruchs 1 aufweist.
Andere Merkmale dieser Achse, einzeln oder in allen technisch möglichen Kombinationen betrachtet, sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 26 aufgeführt.
Die Erfindung wird beim Lesen der folgenden Beschreibung, die nur als Beispiel und unter Bezugnahme auf die entsprechenden beigefügten Zeichnungen erfolgt, deutlicher werden. Es zeigen:
1 eine Teillängsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Antriebslenkachse;
2 eine Schnittansicht längs der Ebene II-II, die in einem eingekreisten Detail I der 1 angegeben ist, die ein Doppelgelenk der Achse der 1 darstellt;
3 eine Schnittansicht längs der in 2 mit III-III bezeichneten Ebene;
4 eine perspektivische Ansicht eines Bauteils des Doppelgelenks der erfindungsgemäßen Achse;
5 und 6 Vorderansichten in Richtung der in 4 angegebenen Pfeile V bzw. VI des mit einem Kunststoffeinsatz versehenen Teils der 4;
7 eine Ansicht in größerem Maßstab des in 2 eingekreisten Details VII;
8 eine Ansicht analog zur 2, die die Achse in einem anderen Betriebszustand zeigt, als die 2;
9 eine Ansicht analog zur 7 einer Variante des Kunststoffeinsatzes;
10 eine Ansicht analog zur 4, die eine Variante des Bauteils der 4 zeigt;
11 und 12 Ansichten analog zu den 2 und 8 eines Doppelgelenks, das mit zwei Bauteilen nach 10 ausgestattet ist;
13 eine Ansicht in größerem Maßstab des in 11 eingekreisten Details XIII;
14A, 14B und 14C Teillängsschnittansichten der mit dem Doppelgelenk der 11 und 12 ausgestatteten Achse der 1, die das Zusammensetzen dieser Achse zeigen;
15 und 16 Ansichten analog zur 11, die Varianten des Bauteils der 10 zeigen;
17A und 17B Ansichten analog zu den 2 und 14C, die eine zusätzliche Einrichtung des Teils der 10 zeigen;
18 und 19 Ansichten von Ausführungsvarianten des in 2 eingerahmten Wellenendes XVIII;
20A und 20B eine Variante des Doppelgelenks der 2, wobei 20A eine Ansicht ist, die zur 2 im Wesentlichen analog ist, und 20B eine Schnittansicht längs der in 20A angegebenen Ebene XX-XX;
21 eine Ansicht im Wesentlichen analog zur 8, die eine andere Variante eines Doppelgelenks der erfindungsgemäßen Achse zeigt;
22A und 22B eine andere Variante eines Doppelgelenks der erfindungsgemäßen Achse, wobei 22A eine Ansicht im Wesentlichen analog zur 2 ist und 22B eine Ansicht im Wesentlichen analog zur 8;
23 eine Ansicht im Wesentlichen analog zur 2, die eine zweite Ausführungsform der Achse zeigt;
24 eine Schnittansicht längs der in 23 angegebenen Ebene XXIV-XXIV;
25A und 25B Ansichten analog zur 23, die jeweils einen Betriebszustand der erfindungsgemäßen Achse zeigen; und
26 eine Ansicht analog zur 23, jedoch einer Variante der zweiten Ausführungsform der 23.
In 1 ist eine Antriebslenkachse oder Starrachse 1 dargestellt, von der nur etwa eine Hälfte in 1 sichtbar ist. Diese Achse ist zur Ausrüstung eines Kraftfahrzeuges mit Allradantrieb bestimmt, wie etwa eines Industriefahrzeuges oder landwirtschaftlichen Traktors.
Diese Antriebslenkachse 1 ist an jedem ihrer Enden mit einem Antriebsrad 2 versehen und dafür ausgestaltet, gleichzeitig dem Rahmen des Fahrzeuges zu ermöglichen, sich auf diese Räder zu stützen, Organe 4 zur Richtungsänderung dieser Antriebsräder zu tragen und dabei deren Abstand voneinander konstant zu halten, und ein Antriebsmoment auf jedes dieser Räder 2 zu übertragen.
Die Achse 1 trägt in ihrem Hauptteil eine Differentialanordnung 6, die in einem Achsengehäuse 7 angeordnet und derart ausgestaltet ist, dass sie den Antriebsrädern 2 ermöglicht, in Kurven mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu rotieren, wie dem Fachmann bekannt ist. Diese Differentialanordnung 6 wird als solche nicht weiter im Einzelnen behandelt.
Die Achse 1 enthält zwei Übertragungsstränge 8, die sich vom Differential 6 zu jeweils einem Antriebsrad 2 erstrecken. Nur einer dieser Übertragungsstränge ist in 1 sichtbar und wird im Folgenden im Einzelnen beschrieben, da selbstverständlich der zweite, nicht dargestellte Übertragungsstrang mit analogen Einrichtungen versehen ist.
Dieser Übertragungsstrang 8 umfasst eine Antriebswelle 10 mit der Achse X-X, verbunden mit dem Differential 6, eine Abtriebswelle 12 mit der Achse Y-Y, verbunden mit dem Rad 2, und eine gelenkige Drehmomentübertragungsanordnung 14. In 1 fallen die Achsen X-X und Y-Y zusammen, was nicht notwendigerweise immer der Fall ist, da die Achsen X-X und Y-Y nicht koplanar sein müssen.
Im Einzelnen ist das innere Ende 11 der Welle 10 mit einem Sonnenrad 9 der Differentialanordnung 6 fest verbunden, das gleichzeitig den Rotationsantrieb der Welle sicherstellt und die axiale Haltung dieser Welle. Hierfür ist das Ende 11 komplementär zu einer geräumten Bohrung des Sonnenrades 9 mit Rillen versehen. Außerdem verläuft die Welle 10 im Inneren eines feststehenden Schutztrichters 15, der mit dem Achsengehäuse 7 fest verbunden ist.
Die Welle 12 ist mit dem Rad 2 über eine Muffe 16 fest verbunden, die einerseits mit dem äußeren Ende 13 der Welle 12 fest verbunden ist und andererseits mit einem Achsschenkel 18 des Rades 2. Das äußere Ende 13 der Welle 12 ist hierfür komplementär zu einer geräumten Bohrung der Muffe 16 mit Rillen versehen. Die Welle 12 erstreckt sich ins Innere einer Nabe 19.
Die Enden 11 und 13 der Wellen 10 und 12 werden axial relativ zum Sonnenrad 9 bzw. zur Muffe 16 durch Befestigungsmittel gehalten, wie etwa durch Schrauben, Muttern und/oder Sicherungsringe, die im Einzelnen nicht dargestellt und allgemein mit der Nummer 17 bezeichnet sind.
Die Anordnung 14 dient dazu, ein Antriebsmoment von der Antriebswelle 10 auf die Abtriebswelle 12 zu übertragen und dabei das Einschlagen des Rades 2 zu ermöglichen. Zu diesem Zweck ist die Anordnung 14 mit den Organen 4 zur Richtungsänderung des Rades 2 verbunden und umfasst einen Schwenkzapfen 20 mit der Achse Z-Z, sowie zwei einander gegenüberliegende C-förmige Backen 22 und 24. Diese Backen sind über die Enden des C um den Zapfen 20 aneinander angelenkt und begrenzen gemeinsam einen Gelenkhohlraum 26.
Der Zapfen 20 besteht aus zwei im Wesentlichen koaxialen stiftförmigen Drehzapfen 20A und 20B mit einer zur Vertikalen geringfügig geneigten Achse Z-Z, wobei jeder Stift sich ins Innere entsprechender Durchbohrungen erstreckt, die in jeder Backe 22, 24 beiderseits des Hohlraumes 26 ausgebildet sind.
Außerdem ist die Backe 22 mit der Welle 10 mit Hilfe eines Lagers 27 zum Halten dieser Welle verbunden und ist mit dem Trichter 15 der Welle 10 fest verbunden. Die Backe 24 trägt die Welle 12 mit Hilfe eines Lagers 29 und ist einerseits mit dem Organ 4 zur Richtungsänderung des Rades fest verbunden und andererseits mit der Radnabe 19, die mit Hilfe von Wälzlagern 28 den Achsschenkel 18 trägt. Diese Wälzlager 28 sind dafür ausgestaltet, die Schwenkbewegung der Backe 24 relativ zur Backe 22 um die Achse Z-Z auf das Rad 2 zu übertragen, wobei diese Bewegung durch das Organ 4 veranlasst wird und so das Einschlagen des Rades 2 erlaubt.
Die Anordnung 14 umfasst ebenfalls ein Doppelgelenk 30 zur Momentübertragung, das die Antriebswelle 10 mit der Abtriebswelle 12 verbindet, und das im Inneren des Hohlraumes 26 angeordnet ist. Dieses Organ 30 ist in den 2 bis 8 im Einzelnen dargestellt, während die Backen 22 und 24 in diesen Figuren nur skizziert sind.
Das Doppelgelenk 30 umfasst zwei Elementargelenke 30A und 30B, nämlich in der Ausführungsform der 2 bis 5 zwei homokinetische Tripodeschiebegelenke. Dieses Doppelgelenk 30 definiert ein Gelenkzentrum O im Schnittpunkt der Achsen der Antriebswelle 10 und der Abtriebswelle 12, wenn diese einen Knickwinkel β einschließen (8). Außerdem ist das Doppelgelenk 30 bei der Montage des Gelenks 14 im Inneren des Hohlraumes 26 derart angeordnet worden, dass die Schwenkachse Z-Z im Wesentlichen durch das Gelenkzentrum O verläuft.
Im Folgenden werden die Teile des Gelenks 30A im Einzelnen beschrieben, während die Teile des Gelenks 30B zu diesen analog sind und mit derselben Nummer, gefolgt vom Buchstaben B, bezeichnet sind.
Das Gelenk 30A umfasst im Wesentlichen die folgenden Teile:

1) Ein Einsteckteil oder Tripode 32A mit dreizähliger Symmetrie relativ zur Mittelachse Y-Y (Achse X-X beim Gelenk 30B), das eine Bohrung mit Rillen 34A umfasst und drei Radialarme 36A mit der Achse A-A, die um Winkel von 120° voneinander beabstandet sind und von denen nur eins dargestellt ist. Der Schnittpunkt der Achsen Y-Y und A-A definiert das Knickzentrum C_A des Gelenks 30A. Die mit Rillen versehene Bohrung 34A ist dafür ausgestaltet, klemmend auf das entsprechende, mit Rillen versehene Ende der Welle 10 aufgezogen zu werden, wobei dieses in Achsenrichtung durch eine Anschlagscheibe 38A angehalten wird.
2) Ein Aufnahmeteil oder Tulpe 40A mit dreizähliger Symmetrie relativ zur Mittelachse Y'-Y' (bzw. Achse X'-X' beim Gelenk 30B), wobei diese Achse in der ausgerichteten Stellung des Gelenks, die in 2 dargestellt ist, mit der Achse Y-Y zusammenfällt. Beiderseits jedes Armes 36A weist diese Tulpe zwei zylindrische Laufbahnen 42A und 44A auf, die einander gegenüberliegen, indem sie ein Gewölbe 45A bilden. Die beiden Aufnahmeteile 40A und 40B sind längs einer Ebene P, die auf den Achsen X'-X' und Y'-Y' im Wesentlichen senkrecht steht, fest miteinander verbunden, beispielsweise durch eine Schweißnaht 46, derart, dass sie einerseits im Wesentlichen koaxial sind, d. h. dass die Achsen Y'-Y' und X'-X' im Wesentlichen zusammenfallen, und dass andererseits die Phasenverschiebung zwischen einem Laufbahnpaar 42A, 44A des Gelenks 30A und dem folgenden Laufbahnpaar 42B, 44B des Gelenks 30B im Wesentlichen gleich 60° ist. Die Teile 40A und 40B bilden so einen Doppelgelenkkörper 40 oder „Doppeltulpe" mit der Doppelgelenkachse X'-X' für das Doppelgelenk 30, mit dem Zentrum C, das durch den Schnittpunkt der Achse X'-X' mit der Ebene P definiert ist.
3) Für jeden Arm 36A mechanische Übertragungsmittel 50A, die eine äußerlich sphärische Rolle 52A umfassen, deren Rotationsachse im Wesentlichen mit der Achse A-A des entsprechenden Armes 36A der in 2 dargestellten Stellung zusammenfällt. Die Rolle 52A ist dafür bestimmt, auf der einen oder der anderen der entsprechenden Laufbahnen 42A und 44A zu rollen und gleitet auf ihrem Arm 36A.

Der Doppelgelenkkörper 40 umfasst für jedes Schiebegelenk 30A und 30B eine Feder 56A bzw. 56B mit dreizähliger Symmetrie und der allgemeinen Form eines dreiarmigen Sternes 58A, 58B, wie detaillierter in 4 dargestellt. Der Mittelteil des Sternes 56A, 56B umgrenzt eine Wölbung 60A, 60B, deren Vertiefung zum Gelenk 30B bzw. 30A gerichtet ist, und eine konvexe Oberfläche 62A bildet, die zur Antriebswelle 10 gerichtet ist, bzw. eine konvexe Oberfläche 62B, die zur Abtriebswelle 12 gerichtet ist, die im Wesentlichen sphärisch sind, und eine gegenüberliegende konkave Oberfläche 63A bzw. eine gegenüberliegende konkave Oberfläche 63B. Das freie Ende jedes Armes 58A, 58B weist einen elastischen Anschlag 64A, 64B zum axialen Halten der Feder 56A, 56B längs der Achse X'-X' auf, wobei dieser Anschlag die Form von Faltungen des freien Endes des Armes hat. Die Anschläge 64A und 64B der Federn 56A und 56B werden jeweils in einer Rille 66 aufgenommen, die auf der inneren Peripherie der Doppeltulpe 40 ausgebildet ist.
Diese Federn 56A und 56B sind dafür ausgestaltet, die Elementargelenke 30A und 30B längs der Achse X'-X' der Doppeltulpe zu halten, wobei sie ihre jeweiligen Verkürzungen aufnehmen. Mit anderen Worten sind diese Federn 56A und 56B geeignet, relativ zu einer Ebene P_O, die das Gelenkzentrum 0 enthält und zur Verbindungsebene P der beiden Tulpen 40A und 40B parallel verläuft, wobei die Ebenen P und P_O in den 2 und 8 zusammenfallen, einerseits das Zentrum C_A des Gelenks 30A in einem gegebenen Abstand Lα_A zu halten, der Funktion des Knickwinkels α_A des Gelenks 30A ist, der von der Achse X-X und der Achse X'-X' (8) eingeschlossen wird, und andererseits das Zentrum C_B des Gelenks 30B in einem gegebenen Abstand Lα_B zu halten, der Funktion des Knickwinkels α_B des Gelenks 30B ist, der von der Achse Y-Y und der Achse X'-X' eingeschlossen wird.
Jede Feder 56A, 56B ist optional mit einem Einsatz 68A, 68B aus Kunststoff versehen. Jeder Einsatz hat die allgemeine Form einer Schale, im Wesentlichen mit derselben Konkavität, wie die zentrale Wölbung 60A, 60B der entsprechenden Feder 56A, 56B, und ist dazu bestimmt, zwischen die Feder und das zugehörige Ende der Antriebswelle 10 bzw. der Abtriebswelle 12 eingesetzt zu werden.
Der Einsatz 68B wird hierunter im Einzelnen angesichts der 5 bis 7 beschrieben, wobei selbstverständlich der Einsatz 68A analoge Einrichtungen aufweist, die mit derselben Nummer, gefolgt vom Buchstaben A, bezeichnet werden.
Auf der dem Elementargelenk 30A zugewandten Seite weist der Einsatz 68B eine konvexe gewölbte Oberfläche 70B auf, die mit der konkaven Oberfläche 63B der sternförmigen Feder 56B in Berührung steht. Auf der gegenüberliegenden Seite weist der Einsatz eine Oberfläche 72B auf, die mit dem Ende der Welle 10 in Berührung steht. Diese Berührungsflächen 70B und 72B haben im Wesentlichen eine zur Oberfläche 63B, die von der Wölbung 60B gebildet wird, bzw. zur Endfläche 73B der Welle 10 komplementäre Form.
Der Einsatz 68B ist mit einer peripheren Krempe 74B versehen, die dazu ausgestaltet ist, den Einsatz an der Feder 56B zu befestigen. Die Krempe 74B weist zu diesem Zweck drei elastische Lippen 76B auf, die derart angeordnet sind, dass sie jedem der drei Arme 58B der Feder diametral gegenüber liegen. Die Lippen 76B umgeben den peripheren Rand 61B der Wölbung 60B (7), was erlaubt, den Einsatz auf die Feder zu klemmen und die Zentrierung und das axiale und radiale Halten des Einsatzes relativ zur Achse X-X zu ermöglichen. In Höhe der Teile 59B der Arme 58B, die an die Wölbung 60B anschließen, bildet die Krempe 74B nachgiebige Zungen 78B in Überdicke, die diese Teile der Arme teilweise bedecken. Die drei Lippen 76B und die drei Zungen 78B wechseln sich an der Peripherie des Einsatzes ab.
Die Lippen 76B und die Zungen 78B sind derart geformt, dass die Länge in Umfangsrichtung jeder Lippe, d. h. ungefähr der Abstand an der Peripherie zwischen zwei Zungen, im Wesentlichen gleich dem Abstand an der Peripherie ist, der zwei Arme 58B der Feder 56B voneinander trennt. Auf diese Weise arbeiten die Lippen 76B mit den Kanten der Arme der Feder zusammen, um bis auf ein geringes Spiel die Blockierung des Einsatzes gegen Drehungen relativ zur Feder sicherzustellen.
In der bisher beschriebenen Ausführungsform wird der Einsatz aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt, der beispielsweise im Wesentlichen aus Polyamid, Molybdän und kurzen Glasfasern besteht, die dazu dienen, die mechanische Widerstandsfähigkeit des Einsatzes insbesondere gegen Kompression zu verbessern.
Das Doppelgelenk 30 weist außerdem Dichtungsmittel auf. Diese Dichtungsmittel umfassen einerseits eine auf ihrer Innenfläche dreiblättrige und klemmend auf die Doppeltulpe 40 aufgezogene Gummiemuffe 80. Sie umfassen andererseits für jedes Elementargelenk 30A, 30B einen nachgiebigen Balg 82A, bzw. 82B mit kreisförmigem Querschnitt, beispielsweise aus Thermoplast. Ein Ende dieses Balges 82A bzw. 82B ist abgedichtet auf der Welle 12 bzw. 10 befestigt, während das andere Ende abgedichtet auf der Einzeltulpe 40A bzw. 40B unter Druck auf die Außenfläche der Gummiemuffe 80 mit kreisförmigem Querschnitt befestigt ist. Die Balgen sind beispielsweise mit Hilfe von reduzierten Ringen 84 abgedichtet.
Die erfindungsgemäße Achse arbeitet folgendermaßen.
Bei Knickung Null, d. h. wenn die Achsen X-X und Y-Y der Wellen 10 und 12 im Wesentlichen koaxial sind, erfolgt die Drehmomentübertragung von der Antriebswelle 10 auf die Abtriebswelle 12 homokinetisch, wie bei Antriebslenkachsen des Standes der Technik.
Wenn die Achse 1 geknickt ist, um das Einschlagen der Räder 2 zu ermöglichen, schwenkt die Backe 24 unter der Einwirkung des Lenkungsorgans 4 relativ zur Backe 22 um die Achse Z-Z, so dass die Achse Y-Y der Welle 12 mit der Achse X-X der Welle 10 einen Knickwinkel β einschließt, wie in 8 dargestellt.
Sofern die Wellen 10 und 12 längs ihren Achsen X-X bzw. Y-Y axial gehalten werden, ist das Dreieck 0C_AC_B im Wesentlichen gleichschenklig um die Ecke 0, so dass die Winkel α_A und α_B im Wesentlichen gleich sind, wobei ihre Summe gleich dem Knickwinkel β ist, wie in 8 angegeben, womit eine im Wesentlichen homokinetische Übertragung sichergestellt wird.
Genauer werden die Federn 56A und 56B von den entsprechenden Enden der Wellen 10 und 12 gedrückt, da diese in Höhe ihrer entgegengesetzten Enden 11 bzw. 13 axial feststehen, da die Welle 10 mit dem Sonnenrad 9 und die Welle 12 über die Muffe 16 mit dem Achsschenkel 18 fest verbunden sind. Durch Verschiebung des Gelenks 30A längs der Achse des Doppelgelenks X'-X' ändert sich der Abstand zwischen dem Zentrum C_A des Gelenks 30A und der Ebene P_O vom Betrag L_A der 2 zum Betrag Lα_A der 8, wobei die Differenz zwischen den Werten L_A und Lα_A der inneren Verkürzung R_A entspricht, die das Elementargelenk 30A aufnimmt.
In entsprechender Weise und durch im Wesentlichen symmetrische Verteilung der Kräfte über die Federn 56A, 56B und die längs ihrer Achse X'-X' feststehende Doppeltulpe 40 gleitet das Elementargelenk 30B längs der Achse X'-X' und ist um einen Wert R_B = L_B – Lα_B verkürzt, der im Wesentlichen gleich R_A ist.
Auf diese Weise ist die Momentübertragung durch die Achse 1 für jeden zulässigen Wert des Knickwinkels β im Wesentlichen homokinetisch. Die erfindungsgemäße Achse hat damit ein im Vergleich zu den bekannten Achsen verbessertes mechanisches Übertragungsverhalten.
Das Doppelgelenk der erfindungsgemäßen Achse nimmt daher in seinem Betrieb die Verkürzung R der Achse aufgrund des Einschlagens der Räder auf, die jede Antriebslenkachse aufweist, wobei diese Verkürzung R auf die inneren Verkürzungen R_A und R_B der Schiebegelenke 30A und 30B verteilt ist.
Es ist daher möglich, die gleitenden Verbindungen des Standes der Technik in Höhe der Enden 11, 13, die denen entgegengesetzt sind, die durch Doppelgelenke verbunden sind, wegzulassen. Beispielsweise erfordern bei der Antriebslenkachse 1 der 1 weder das Differential 6, noch der Achsschenkel 18 Einrichtungen mit relativ zu ihrer entsprechenden Welle 10 bzw. 12 gleitenden Verbindungen, was erlaubt, die Verbindungen Antriebswelle/Differential und Abtriebswelle/Rad starrer auszuführen. Lärm und Verschleiß der erfindungsgemäßen Achse sind dadurch verringert und die Abdichtungsmittel vereinfacht.
Die erfindngsgemäße Achse lässt im Winkel eine wesentlich höhere Momentübertragung bei einem radialen und diametralen Platzbedarf zu, der für eine im Wesentlichen homokinetische Anordnung leistungsstark ist. Ihr maximaler Einschlagwinkel liegt beispielsweise bei 55°.
Außerdem verbessern die zwischen den Federn 56A, 56B und den entsprechenden Enden der Wellen 10, 12 angeordneten Einsätze 68A und 68B die Funktionstüchtigkeit des Doppelgelenks 30. Bei Abwesenheit dieser Einsätze ständen die Oberflächen 62A und 62B der Federn 56A und 56B direkt mit den Enden der Wellen in Berührung. Da die Einschlagverkürzung durch die Verformung der Federn in dem Maße aufgenommen wird, wie der Einschlagwinkel β wächst, wächst der Druck, der von den Wellen 10 und 12 auf diese Federn ausgeübt wird, und neigen die Berührungsbereiche zwischen den Federn und den Wellen dazu, sich zu verringern. Diese Erhöhung des lokalen Druckes, die während der Arbeit des Doppelgelenks mit dem Zentrifugieren des im Inneren der Muffe 80 enthaltenen Fettes kombiniert ist, führt zu einer mangelhaften Schmierung der Berührungsbereiche am Ende der Wellen 10 und 12. Bei Abwesenheit der Einsätze 68A und 68B kann diese mangelnde Schmierung Temperaturerhöhungen bewirken, die zu Beschädigungen der Berührungsflächen führen oder gar zum Festfressen des Doppelgelenks, vorzeitigem Verschleiß des zentralen Bereiches der Federn oder Verschmutzung des Schmiermittels, zu einer Verringerung des ursprünglich bei Montage des Doppelgelenks den Federn auferlegten Belastungswertes, Reibungslärm etc.
Dagegen stellt die Montage der Einsätze 68A und 68B trotz der lokal mangelnden Schmierung gleichzeitig sicher:

– hervorragende Verschleißfestigkeit,
– verringerte Abnutzung der Wellenenden,
– Absorption von Betriebslärm und -vibrationen,
– gute Anpassung der Berührungsflächen, insbesondere durch oberflächliche Abnutzung des Kunststoffes der Einsätze, dadurch eine Erhöhung der Oberflächen, auf die die Drücke ausgeübt werden, auch bei erheblichen Einschlagwinkeln,
– eine erheblich höhere Resultante Druck x Geschwindigkeit, als die beim Kontakt Stahl/Stahl erreichte, und
– Verringerung des Volumens erforderlichen Schmiermittels, dadurch Verringerung der Masse des Doppelgelenks 30.

Außerdem kann bei einem Doppelgelenk, das zwei Elementargelenke umfasst, die einzeln homokinetisch sind, wie in der ersten Ausführungsform, die bis jetzt angesichts der 1 bis 8 beschrieben wurde, eine Fertigungs- und/oder Einbauabwiechungstoleranz akzeptiert werden und ist ohne kinematische Folgen. Beispielsweise ist eine Abweichung der Positionierung der Einzeltulpen 40A und 40B relativ zueinander mit einem akzeptablen mechanischen Verhalten der erfindungsgemäßen Achse kompatibel, um eine zufriedenstellende im Wesentlichen homokinetische Übertragung zu ermöglichen, da die Winkelabweichungen der Winkel α_A und α_B relativ gering sind. Ebenso sei daran erinnert, dass die Wellen 10 und 12 nicht unbedingt streng koplanar sein müssen, ohne dadurch die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Achse erheblich zu verringern.
In 9 ist eine Ausführungsvariante des Kunststoffeinsatzes dargestellt, der zwischen die Feder 56B und die Welle 10 eingesetzt wird. Wenn derartige Ausgestaltungsvarianten auch unter Bezug auf das Elementargelenk 30B beschrieben werden, können sie doch auch symmetrisch hierzu für das Gelenk 30A vorgesehen werden.
Die Variante der 9 besteht darin, das Ende der Welle 10 mit einem pilzförmigen Einsatz 90B auszustatten, der aus einem länglichen Körper 92B und einem kalottenförmigen Kopf 94B besteht. Dieser Kopf weist auf der dem Elementargelenk 30A zugewandten Seite eine konvexe Oberfläche 96B auf, die zur konkaven Oberfläche 63B der Feder 56B im Wesentlichen komplementär ist. Auf der der Welle 10 zugewandten Seite bildet der Kopf 94B eine im Wesentlichen ebene Oberfläche 98B, die dafür ausgestaltet ist, sich auf einem im Wesentlichen ebenen Teil der Oberfläche des Endes 99B der Welle 10 abzustützen.
Der Einsatz 90B ist mit der Welle 10 durch Einpressen und Klemmung seines Körpers 92B im Inneren eines sich verjüngenden Sackloches 100B befestigt, das am Ende der Welle 10 ausgebildet ist. Ein Durchgangsloch 102B, dessen Achse im Wesentlichen mit der Achse X-X zusammenfällt, wenn der Einsatz mit der Welle fest verbunden ist, ist über die ganze Länge des Einsatzes 90B ausgebildet und ermöglicht den Austritt verbleibender Luft, die während des Einsetzens des Einsatzes im Inneren des Loches 100B anwesend ist.
In dieser Variante ist der Berührungsbereich zwischen den Oberflächen 63B und 96B, d. h. der Berührungsbereich zwischen der Feder 56B und dem Einsatz 90B in dem Sinne optimiert, als dieser Berührungsbereich der größtmögliche für den gesamten Knickwinkelbereich des Doppelgelenks 30 ist.
In den 10 bis 13 ist eine Variante der sternförmigen Federn 56A, 56B der vorangehenden Figuren dargestellt, bezeichnet mit 106A und 106B, die für die Montage im Doppelgelenk 30 der Achse 1 vorgesehen sind. Im Folgenden wird nur die Feder 106B im Einzelnen beschrieben, da die Feder 106A selbstverständlich analoge Ausgestaltungen aufweist, die mit derselben Nummer, gefolgt vom Buchstaben A, bezeichnet sind.
In zur Feder 56B im Wesentlichen analoger Weise hat die Feder 106B dreizählige Symmetrie und weist drei Arme 108B auf, die von einer zentralen Wölbung 110B ausgehen, die gleichzeitig eine konvexe Oberfläche 112B und eine gegenüberliegende konkave Oberfläche 113B aufweisen, die dazu bestimmt sind, eine Anlagefläche für das Ende der Welle 12 zu bilden, die durch das Doppelgelenk 30 verbunden wird. Das freie Ende jedes Armes 108B bildet einen elastischen Anschlag 114B, der dafür ausgestaltet ist, in der Rille 66 des Doppelgelenkkörpers 40 aufgenommen zu werden. Die Feder 106B unterscheidet sich von der Feder 56B in folgender Weise.
Zunächst weist die Feder 106B drei Vorsprünge 116B auf, die von der Peripherie der zentralen Wölbung 110B an seiner konvexen Seite 112 aus in im Wesentlichen derselben Richtung abstehen, wie die Arme 108B. Die Länge dieser Vorsprünge, d. h. der Abstand, der ihr freies Ende von der Peripherie der Wölbung 110B trennt, ist mit h bezeichnet. Der Vorteil dieser Vorsprünge wird bei Beschreibung des Zusammensetzens der Achse 1 erklärt.
Darüber hinaus besteht jeder Arm 108B aus mehreren aufeinanderfolgenden Abschnitten 118B, die durch Biegen des Armes erhalten werden. Die Winkel, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten ausgebildet werden, sind derart gewählt, dass die Arme 108B mit den Rollen 52B des Tripoden 32B nicht in Berührung kommen, auch wenn das Doppelgelenk in geknicktem Zustand arbeitet, wie in 12.
Außerdem trägt das freie Ende jedes Armes 108B eine Zunge 120B, ausgeschnitten und derart gebogen, dass sie zum Inneren des Doppelgelenk weist. Jede dieser Zungen ist dafür ausgestaltet, im Inneren einer Ausnehmung 122A aufgenommen zu werden, die im Körper 40A des gegenüberliegenden Elementargelenks 30A ausgebildet ist und in die Rille 66 mündet, wie in 13 dargestellt. Die peripheren Abmessungen dieser Zungen und dieser Ausnehmungen sind im Wesentlichen gleich, um die Blockierung der Feder 106B relativ zum Doppelgelenkkörper 40 in Winkelrichtung sicherzustellen.
Schließlich tragen die freien Enden der Faltungen, die den elastischen radialen Anschlag 114B bilden, eine Endfaltung 124B, die in großem Maßstab in 13 dargestellt ist. Diese Faltung 124B hat ein V-förmiges Profil, dessen Spitze vom Doppelgelenk auswärts gerichtet ist.
Die Arbeitsweise der mit dem Doppelgelenk 30 der 11 und 12 versehenen Achse 1 ist im Wesentlichen analog zu der des Doppelgelenks der 2 und 8. Ihre Leistungsfähigkeit ist in dem Sinne erhöht, dass die Arme 108A, 108B die Bewegungen der Rollen 52A, 52B nicht stören, sogar wenn das Doppelgelenk 30 maximal geknickt ist. Außerdem verhindern die Zungen 120B jegliches Gleiten in Umfangsrichtung der Federn 106A, 106B aufgrund von Reibungen, die durch üblicherweise "Versatz"-Bewegungen genannte Orbitalbewegungen der Enden der Wellen 10 und 12, die durch das Doppelgelenk verbunden sind, relativ zu den Oberflächen 113A, 113B der zentralen Wölbungen 110A, 110B der Federn bewirkt werden, und/oder durch Massen- oder Kreiselbewegungen des Körpers des rotierenden Doppelgelenks 40.
Die mit dem Doppelgelenk 30 der 11 und 12 ausgestattete Achse 1 verfügt außerdem über eine verbesserte Montierbarkeit.
Einerseits erleichtern die Endfaltungen 124A, 124B die Einführung der Federn 106A, 106B in den Doppelgelenkkörper 40, die hierfür radial elastisch verformbar sind, um ins Innere der Endteile des Körpers 40 eingesetzt und dann, falls erforderlich, um die Achse X'-X' geschwenkt zu werden, um die Zungen 120A und 120B derart zu positionieren, dass sie sich in der Fortsetzung in Achsenrichtung der Ausnehmungen 122A und 122B befinden, und schließlich in Achsenrichtung zur Mittelebene P des Doppelgelenkkörpers verschoben zu werden, indem die Spitzen der Faltungen 124A, 124B auf die Gewölbe 45A und 45B des Körpers 40 geschoben werden.
Andererseits erfolgt das Zusammensetzen eines der Übertragungsstränge 8 der Achse 1, in den 14A bis 14C in verschiedenen, aufeinanderfolgenden Zuständen dargestellt, folgendermaßen. Zunächst wird eine sogenannte „zentrale" Einheit, bestehend aus den beiden Wellen 10 und 12 und dem Doppelgelenk 30 nacheinander ins Innere der Backe 22, des Lagers 27, des Trichters 15 und des Achsengehäuses 7 eingeführt, bis das mit Rillen versehene Ende 11 der Welle 10 in der geräumten Bohrung des Sonnenrades 9 des Differentials 6 aufgenommen wird. Um die Positionierung dieser zentralen Einheit zu erreichen, wird eine axiale Kraft F auf das freie Ende 13 der Welle 12 ausgeübt.
Dann wird eine sogenannte „äußere" Einheit, bestehend aus dem Rad 2 und der mit der Nabe 19 fest verbundenen Backe 24, auf das mit Rillen versehene Ende 13 der Welle 12 gesetzt, wobei dieses Ende der Welle ins Innere des Lagers 29 eingeführt wird, wie in 14B dargestellt. Die äußere Einheit wird dann verschoben, bis die Rillen des Endes der Welle 12 in der geräumten Bohrung der Muffe 16 zum Eingriff kommen, die mit der Nabe 19 fest verbunden ist, indem wieder eine Aufziehkraft F, beispielsweise gleichen Betrages, wie dem der zum Aufziehen der zentralen Einheit ausgeübten Kraft, ausgeübt wird.
Die zentrale und die äußere Einheit werden dann durch Einsetzen der Stifte 20A und 20B längs der Schwenkachse Z-Z aneinander befestigt und die Backe 24 wird mit den Organen 4 zur Richtungsänderung der Räder 2 verbunden.
Schließlich werden die radiale Positionierung und die axiale Blockierung der Elementarschiebegelenke 30A und 30B des Doppelgelenks 30 durch das Einsetzen der Befestigungsorgane 17 in Höhe der Enden 11 und 13 der Wellen 10 und 12 gesichert, sowie, falls erforderlich, durch nicht dargestellte zusätzliche Befestigungsorgane in Höhe der Lager 27 und 29.
Es ist leicht verständlich, dass die sternförmigen Federn 106A und 106B des Doppelgelenks sich bei Ausübung der Aufziehkräfte F verformen. Wenn der Betrag dieser Kräfte F die im Betrieb maximal zulässige Kraft, für die die Federn ausgelegt wurden, übersteigt, werden die Federn 106A und 106B soweit verformt, dass gleichzeitig die Vorsprünge 116A mit der konvexen Oberfläche 112B der Feder 106B in Berührung kommen und die Vorsprünge 116B mit der konvexen Oberfläche 112A der Feder 106A, wie in 14C dargestellt. Der axiale Abstand, der dann die Oberflächen 112A und 112B trennt, beträgt 2h.
Die Vorsprünge 116A und 116B bilden auf diese Weise Anschlagorgane der Federn 106A und 106B in Richtung der Achse X'-X', die in der Lage sind, Kräfte zur Montage der Achse 1 zu ertragen, die erheblich höher sind, als die im Betrieb maximal zulässige Last dieser Federn, ohne Gefahr, die Arme 108A und 108B bleibend zu verformen.
In Variante besteht ein derartiges Anschlagorgan für jede Feder 106A, 106B aus einem starren Anschlag 126A, 126B, der an der konvexen Seite 112A, 112B der entsprechenden Feder und symmetrisch zur Mittelebene P angeordnet ist, wie in 15 dargestellt. Die maximale axiale Abmessung jedes Anschlages ist ungefähr gleich h. Jeder starre Anschlag besteht beispielsweise aus thermoplastischem Werkstoff und ist durch Verbindungsteile 127A, 127B auf die Teile 109A, 109B der Arme 108A, 108B geklammert, die mit der zentralen Wölbung 110A, 110B verbunden sind.
Eine andere, in 16 dargestellte Variante besteht darin, nur einen einzigen starren Anschlag 128 zu verwenden, dessen axiale Abmessung ungefähr gleich 2h beträgt, und der an der einen oder der anderen der Federn 106A, 106B befestigt ist.
In den 17A und 17B ist eine Variante der Federn 106A, 106B dargestellt, die sich von den Federn der 10 bis 13 nur durch einerseits das Ersetzen der Anschlagvorsprünge 116A, 116B durch einen Becher aus Metall 130A, 130B unterscheiden, die beispielsweise durch Schweißen an der konvexen Seite 112A, 112B der zentralen Wölbungen 110A, 110B jeder Feder befestigt ist, und andererseits durch die Anwesenheit eines zusätzlichen Teils, nämlich einer Druckschraubenfeder 132, die im Wesentlichen koaxial mit der Achse X'-X' zwischen den konvexen Seiten der Federn angeordnet ist. Vorteilhafterweise sind der maximale Außendurchmesser der Becher 130A, 130B und der Innendurchmesser der Feder 132 derart gewählt, dass jeder Endteil der Federn zwischen einem der Becher und den Armen 108A, 108B der entsprechenden sternförmigen Feder eingeklemmt wird.
Die Schraubenfeder 132 ist dafür ausgestaltet, parallel zur Achse X'-X' und vom Doppelgelenk 30 nach außen Druckkräfte F' auszuüben. Auf diese Weise stehen bei der Montage der Achse, wie sie oben erläutert wurde, diese Kräfte F' den Aufziehkräften F entgegen. Außerdem strebt im Betrieb des Doppelgelenks die Schraubenfeder 132 an, die sternförmigen Federn 106A, 106B an die Enden der Wellen 10 und 12 anzudrücken, die durch das Doppelgelenk verbunden sind, wodurch sie die Biegesteifigkeit der Arme 108A, 108B vergrößern. Die Summe der Druckkräfte der sternförmigen Federn und der Schraubenfeder verstärkt die axiale Sperrung der Wellen 10 und 12 gegenüber dem Sonnenrad 9 bzw. der Muffe 16, so dass einerseits die Anordnung zusätzlicher, oben mit 17 bezeichneter Befestigungsmittel, wie etwa Schrauben, Muttern oder Sicherungsringe, unnütz werden können, wodurch die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Montageschritte verringert wird und andererseits die von den Lagern 27 und 29 herrührenden natürlichen axialen Spiele, die für Vibrationsstörungen verantwortlich sind, in Schranken gehalten werden.
In den 18 bzw. 19 sind zwei Ausführungsvarianten des Endes der Welle 10, das an der Feder 56B anliegt, dargestellt. Obwohl unter Bezug auf das Elementargelenk 30B beschrieben, sind derartige Einrichtungsvarianten in symmetrischer Weise für das Gelenk 30A vorstellbar.
Die Variante der 18 besteht darin, das Ende der Welle 10 mit einem Tripoden 32B und einer im Wesentlichen sphärischen, um die Achse X-X der Welle 10 zentrierten Kalotte 140 auszustatten. Die Endkalotte 140 hat eine äußere Form, die entweder zu der der konkaven Oberfläche 63B der Wölbung 60B der Feder 56B, bei einer Feder ohne Einsatz, im Wesentlichen komplementär ist, oder zu der der konkaven Oberfläche 72B des Einsatzes 68B, bei einer mit diesem Einsatz versehenen Feder.
Die Variante der 19 unterscheidet sich von der in 2 dargestellten Ausführungsform dadurch, dass das Ende der Welle 10 gleichzeitig mit einem um die Achse X-X zentrierten Stift und mit einem kalottenförmigen Kopf 142 versehen ist. Diese Endkalotte 142 hat ebenfalls eine äußere Form, die zu der der Wölbung 60B der Feder 56B oder des Einsatzes 68B im Wesentlichen komplementär ist.
Bei diesen beiden Varainten der 18 und 19 ist der Berührungsbereich, der zwischen der Abstützfeder 56B oder ihrem Einsatz 68B und der Endkalotte 140 bzw. 142 ausgebildet wird, in dem Sinne optimiert, dass diese Andruckfläche für den gesamten Bereich der Knickwinkel des Doppelgelenks die größtmögliche ist.
In den 20A und 20B ist eine erste Ausführungsvariante eines Doppelgelenks 144 der erfindungsgemäßen Achse dargestellt. Dieses Doppelgelenk 144 unterscheidet sich vom Doppelgelenk 30 der 2 bis 8 nur durch Folgendes, wobei die mit dem Doppelgelenk 30 gemeinsamen Teile dieselben Bezugszeichen tragen.
Das Doppelgelenk 144 weist zwei Elementargelenke 144A und 144B auf, die beide einzeln homokinetische Tripode-Schiebegelenke sind. Im Folgenden werden nur die Teile des Gelenks 144A im Einzelnen beschrieben, die sich von denen des Gelenks 30A unterscheiden, während sich die Teile des Gelenks 144B von diesen durch Ersatz des Buchstabens A durch den Buchstaben B ableiten.
Das Doppelgelenk 144 verfügt über einen Doppelgelenkkörper oder Doppeltulpe 145 mit der Achse X'-X', der aus den beiden Einzeltulpen der Elementargelenke 144A und 144B gebildet wird, wobei diese Einzeltulpen beiderseits der Verbindungsebene P aneinandergrenzen. Genauer hat die Doppeltulpe 145 sechszählige Symmetrie relativ zur Achse X'-X': Sie hat eine im Wesentlichen kreisförmige Außenperipherie und schließt im Inneren sechs Laufbahnpaare 146, 147 einander gegenüber ein, wobei jedes zweite Laufbahnpaar jeweils zu den drei Armen 36A des Tripoden 32A des Gelenks 144A gehört und die übrigen Laufbahnpaare jeweils zu den drei Armen 36B des Tripoden 32B des Gelenks 144B.
Der Doppelgelenkkörper 145 verfügt über Mittel 148 zum axialen Halten der Elementargelenke 144A und 144B längs seiner Achse X'-X'. Diese Mittel 148 umfassen einerseits eine starre Platte 149, die sich längs der Ebene P erstreckt und im Inneren der Doppeltulpe 145 befestigt ist. Diese Platte 149 weist eine im Wesentlichen mit der Doppelgelenkachse X'-X' koaxiale Durchbohrung 150 auf.
Die Mittel 148 umfassen andererseits einen allgemein zylindrischen Anschlag 151 aus Gummi, der sich im Inneren der Durchbohrung 150 längs der Achse X'-X' erstreckt. Der Außendurchmesser dieses Anschlages 151 ist größer, als der Durchmesser der Durchbohrung 150, so dass Werkstoffwülste des Anschlages sich im Bereich der Durchbohrung 150 über einen Teil der Wände der Platte 149 erstrecken. Auf diese Weise ist der Anschlag 151 mit der Platte 149 fest verbunden. Die Endflächen des Anschlages 151 liegen an den entsprechenden Enden der Wellen 10 und 12 längs konkaver Berührungsflächen 152A bzw. 152B an, die analoge Funktion zu entweder den Oberflächen 63A, 63B beim Doppelgelenk 30 ohne Einsatz, oder zu den Oberflächen 72A, 72B beim mit den Einsätzen 68A und 68B versehenen Doppelgelenk 30 haben.
Das Doppelgelenk 144 weist außerdem Abdichtungsmittel auf, die für jedes Elementargelenk 144A, 144B einen sich verjüngenden Balg mit kreisförmigen Falten 153A bzw. 153B umfassen. Ein Ende jedes Balges ist an der entsprechenden Welle 10 oder 12 befestigt, während das andere Ende abgedichtet an der äußeren Oberfläche kreisförmigen Querschnittes der Doppeltulpe 145 befestigt ist.
Die Arbeitsweise der Achse mit dem Doppelgelenk 144 ist im Wesentlichen analog zu der der Achse mit dem Doppelgelenk 30.
In 21 ist eine zweite Variante eines Doppelgelenks 160 mit zwei Elementargelenken 160A, 160B der erfindungsgemäßen Achse dargestellt, die sich vom Doppelgelenk 30 der 2 nur durch Folgendes unterscheidet.
Im Gegensatz zur angesichts der 2 beschriebenen Ausführungsform haben die beiden Einzeltulpen 161A, 161B, die eine Doppeltulpe 161 mit der Achse X'-X' bilden, keine Phasenverschiebung, d. h. jedes Laufbahnpaar der Einzeltulpe 161A ist im Wesentlichen in der Fortsetzung eines Laufbahnpaares der Einzeltulpe 161B angeordnet.
Außerdem weisen die Mittel 50A, 50B zur mechanischen Übertragung jedes Armes 36A bzw. 36B äußere Rollen 162A bzw. 162B mit torischer Außenform auf, um auf dem entsprechenden Laufbahnpaar der Doppeltulpe 161 zu rollen, wobei diese Rollen rollend am freien Ende jedes Armes montiert sind, der einen im Wesentlichen sphärischen Drehzapfen 163A bzw. 163B bildet.
Schließlich haben die Federn 56A, 56B, obwohl sie dieselbe Funktion haben, wie die der Ausführungsform der 2, geringfügig andere Formen, um der inneren Geometrie der Doppeltulpe 161 Rechnung zu tragen.
Die Arbeitsweise dieses Doppelgelenks 160 ist im Wesentlichen analog zu der des Doppelgelenks 30 der 2.
Diese homokinetische Variante hat zur Folge, die eventuellen Schwingungen der Geraden, die die Zentren C_A, C_B der Elementargelenke verbindet, um das Zentrum C des Doppelgelenks zu vermeiden, die auf der Erscheinung beruhen, die üblicherweise unter dem allgemeinen Begriff Versatz-Bewegung bezeichnet wird, wenn ein Gelenk vom Tripode-Typ im Winkel arbeitet. Dagegen bleibt diese Gerade C_AC_B beim Doppelgelenk 160 parallel zur Achse X'-X' der Doppeltulpe 161, wobei gegebenenfalls eine vernachlässigbare Unwucht erzeugt wird.
In den 22A und 22B ist eine dritte Variante eines Doppelgelenks 170 der erfindungsgemäßen Achse dargestellt, das die Antriebswelle 10 und die Abtriebswelle 12 verbindet.
Dieses Doppelgelenk 170 weist zwei Elementarkugelgelenke 170A und 170B auf, die jeweils Schiebegelenke und homokinetisch sind. Jedes Kugelgelenk weist an den jeweiligen Enden der Wellen 12 und 10 ein Einsteckteil 171A, 171B bekannten Aufbaus auf und sechs Getriebekugeln 172A, 172B. Das Einsteckteil 171A umfasst eine äußerlich sphärische innere Muffe 173A mit sechs Spuren 174A.
Das Doppelgelenk 170 verfügt über einen Doppelgelenkkörper 175, der das Aufnahmeteil für die entsprechenden Einsteckteile der Elementargelenke 170A und 170B bildet. Zu diesem Zweck weist der Doppelgelenkkörper innen sechs Laufbahnpaare 176A, 176B für die Kugeln 172A, 172B auf. die zur Achse des Körpers 175 parallel sind. Die Laufbahnen 176A eines Elementargelenks liegen in der Fortsetzung der Laufbahnen 176B des anderen Elementargelenks.
Außerdem weist das Doppelgelenk 170 sternförmige Sitzfedern 178A, 178B zur Anpassung der jeweiligen Verschiebungen der Elementargelenke 170A, 170B auf. Diese Federn haben im Wesentlichen analoge Funktion und Aufbau, wie die Federn 56A, 56B des Doppelgelenks 30 der 2 bis 8. Sie liegen insbesondere über eine Ringrille 179 am Doppelgelenkkörper 175 an, die an der inneren Peripherie des Doppelgelenkkörpers ausgebildet ist, und verfügen jeweils über einen Andruckbereich 180A, 180B für die Enden der Wellen 12 und 10, die durch das Doppelgelenk 170 verbunden werden.
Die Arbeitsweise der mit diesem Doppelgelenk 170 versehenen Achse ist im Wesentlichen analog zu der der Achse der 2.
Eine andere, nicht dargestellte Variante des Doppelgelenks der erfindungsgemäßen Achse besteht aus einem Doppelgelenk aus zwei Elementargelenken mit axialem Getriebe. Jedes Elementargelenk erlaubt eine Momentübertragungsbewegung durch zwei einander gegenüberliegende Getriebe, die jeweils einander durchdringende axiale Zähne aufweisen.
In den 23, 24, 25A und 25B ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Achsendoppelgelenks dargestellt.
Im Gegensatz zur bisher beschriebenen ersten Ausführungsform, in der das Doppelgelenk der erfindungsgemäßen Achse aus zwei sich frei verschiebenden Elementargelenken bestand, die beide in der Lage waren, die Einschlagverkürzung R der Achse 1 aufzunehmen, besteht diese zweite Ausführungsform darin, ein Doppelgelenk mit nur einem sich frei verschiebenden Elementargelenk auszubilden, das in der Lage ist, die gesamte Verkürzung R aufzunehmen.
In den 23 und 24 ist ein homokinetisches Doppelgelenk 200 dargestellt, das die Wellen 10 und 12 der 1 verbindet. Dieses Doppelgelenk 200 definiert ein Gelenkzentrum O im Schnittpunkt der Achsen der Antriebs- und der Abtriebswelle 10 und 12, wenn diese einen Knickwinkel β einschließen, wie in den 13A und 13B. Wie in den anderen Varianten wird das Doppelgelenk 200 bei seiner Montage derart positioniert, dass es ein erfindungsgemäßes Gelenk bildet, beispielsweise im Inneren des in 1 definierten Hohlraumes 26, so dass die Schwenkachse Z-Z des Gelenks für jeden Wert des Knickwinkels β im Wesentlichen durch das Zentrum O des Doppelgelenks 200 verläuft.
Das Doppelgelenk 200 umfasst ein erstes Elementargelenk 200A in Form eines an sich bekannten Kardangelenks mit koplanaren Kreuzstücken. Dieses Kardangelenk 200A weist im Wesentlichen ein Kreuzstück 202A auf, das einen ersten Arm 204A mit der Achse A-A umfasst, die in der Zeichnungsebene der 23 liegt und auf der Achse Y-Y senkrecht steht, und einen zweiten Arm 206A mit der Achse A'-A', die auf den Achsen Y-Y und A-A im Wesentlichen senkrecht steht. Der Schnittpunkt der Achsen A-A und A'-A' definiert das Knickzentrum C_A des Gelenks 200A. Der erste Arm 204A ist auf einer mit der Welle 12 fest verbundenen Gabel mit Bügeln 208A um die Achse Y-Y drehbar montiert. Der zweite Arm 206A ist auf einer Gabel mit Bügeln 210A ebenfalls um die Achse Y-Y drehbar montiert.
Das Doppelgelenk 200 umfasst ein zweites Elementargelenk 200B in Form eines Bipodeschiebegelenks, das ebenfalls an sich bekannt ist. Dieses Bipodegelenk hat eine Kinematik vom Kardantyp, vorteilhafterweise analog zu der des Gelenks 200A. Das Gelenk 200B weist zweizählige Symmetrie relativ zur Achse X-X auf. Es trägt ein Einsteckteil oder Bipode 202B, das eine Bohrung mit Rillen 203B aufweist und zwei radiale Arme 204B, die einander gegenüber liegen mit der gemeinsamen Achse B-B. Der Schnittpunkt der Achsen X-X und B-B definiert das Knickzentrum C_B des Gelenks 200B. Die Bohrung mit Rillen 202B ist dafür ausgestaltet, klemmend auf das mit Rillen versehene Ende 11 der Welle 10 aufgezogen zu werden.
Dieses Bipodegelenk 200B umfasst auch ein Aufnahmeteil 206B mit zweizähliger Symmetrie relativ zu einer Mittelachse X'-X', wobei diese letztgenannte Achse in der ausgerichteten Stellung des Gelenks der 23 mit der Achse X-X zusammenfällt. Beiderseits jedes Armes 204B weist diese Tulpe zwei zylindrische Laufbahnen 208 und 210B einander gegenüber auf und auf jedem Arm 204B ist eine sphärische Rolle 212B mit einer Drehachse gleitend gelagert, die mit der Achse B-B im Wesentlichen zusammenfällt, die dazu bestimmt ist, auf der einen oder der anderen der entsprechenden Laufbahnen 208B und 210B zu rollen.
Erfindungsgemäß ist die Gabel 210A des Armes 206A des Gelenks 200A mit der Tulpe 206B des Gelenks 200B fest verbunden, so dass diese beiden Teile einen ununterbrochenen Doppelgelenkkörper 202 mit der Achse X'-X' bilden. Die Gabel 210A und die Tulpe 206B sind relativ zueinander derart angeordnet, dass die Achse A-A des Gelenks 200A und die Achse B-B des Gelenks 200B im Wesentlichen parallel sind. Der Doppelgelenkkörper 202 definiert so ein Zentrum C im Schnittpunkt der Achse X'-X' mit einer Ebene P, die als die Ebene halben Abstandes von den Achsen A-A und B-B definiert ist. In ausgerichteter Stellung wird der Abstand zwischen den Knickzentren C_A und C_B mit L bezeichnet (siehe 23).
Das Doppelgelenk 200 umfasst ebenfalls Abdichtungsmittel analoger Funktion, wie die für das Doppelgelenk 30 der 2 beschriebenen. Diese Abdichtungsmittel sind für das Elementarkardangelenk 200A vereinfacht, das ohne Ölrückhaltebalg arbeitet. Für das Bipodegelenk 200B ist ein gefältelter Balg 216 abgedichtet an der Welle 10 des Doppelgelenkkörpers 202 vorgesehen, wobei dieser Körper 202 mit einer äußeren Hülse, die sich über seine gesamte Peripherie erstreckt, versehen sein kann, wenn dies in den Figuren auch nicht dargestellt wurde.
Die Arbeitsweise des Doppelgelenks 200 ist im Wesentlichen analog zu der des Doppelgelenks 30 der 2, mit dem Unterschied, dass eins der beiden Elementargelenke fest steht, nämlich das Gelenk 200A. Der Abstand zwischen dem Gelenkzentrum 0 und dem Zentrum C_A des Gelenks 200A ist also aufgrund der Beschaffenheit des Gelenks selbst konstant.
Beim Schiebegelenk 200B bleibt der Abstand zwischen seinem Zentrum C_B und dem Gelenkzentrum 0 durch den Doppelgelenkkörper 202 ebenfalls konstant, der axial längs seiner Achse X'-X' fest steht, da dieser Doppelgelenkkörper 202 als Teil der Gabel 210A des feststehenden Gelenks 200A ausgebildet ist.
Aus diesem Grund sind die Winkel α_A und α_B im Wesentlichen gleich, wie in den 25A und 25B dargestellt. Die erfindungsgemäße Achse erlaubt eine im Wesentlichen homokinetische Momentübertragung für jeden zulässigen Betrag des Winkels β und sein mechanisches Übertragungsverhalten ist verbessert.
Wenn die Achse 1 durch das Einschlagen der Antriebsräder 2 geknickt ist, nimmt das Doppelgelenk außerdem die Verkürzung des Abstandes C_AC_B aufgrund des Einschlagens allein durch die aufbaugemäße Verkürzung R_B des Schiebegelenks 200B auf.
In 26 ist ein Doppelgelenk 250 als Variante der soeben beschriebenen zweiten Ausführungsform dargestellt. Das Doppelgelenk 250 umfasst ein erstes Tripode-Elementargelenk 250A, im Betrieb sich nicht verschiebend, und ein zweites sich frei verschiebendes Tripode-Elementargelenk 250B. Das Doppelgelenk 250 weist einen Doppelgelenkkörper 252 auf, der eine Doppelgelenkachse X'-X' definiert und zwei Einzelgelenkkörper 252A und 252B der Gelenke 250A und 250B aufweist, die miteinander fest vebunden sind, beispielsweise durch Schweißen.
Im Gegensatz zur Ausführungsform der 2 begrenzt der Doppelgelenkkörper 252 keinen beiden Elementargelenken gemeinsamen inneren Hohlraum, sondern bildet im Gegenteil einen Wandteil 254, der quer zur Doppelgelenkachse X'-X' in Höhe einer Verbindungsebene P verläuft und so zwei verschiedene Gelenkhohlräume 256A, 256B der Gelenke 250A und 250B bildet. Jeder Hohlraum ist nach außen geöffnet, sowohl auf der Seite des Gelenkkörpers, der der zugehörigen Welle zugewandt ist, als auch seitlich.
Das Doppelgelenk 250 umfasst ebenfalls einerseits einen einstückigen Einsatz 260, beispielsweise aus Thermoplast, der mit dem Doppelgelenkkörper 252 fest verbunden ist und zwischen dem Wandteil 254 und dem Wellenende 12 angeordnet ist, und andererseits eine Druckfeder 262, die zwischen dem Wandteil 254 und dem Wellenende 10 angeordnet ist. Diese Feder 262 ist auf der Seite, die der Welle 10 zugewandt ist, mit einer Metallkappe 264 versehen.
Ein Einsatz 268 aus Kunststoff ist zwischen der Metallkappe 264 und dem Ende der Welle 10 angeordnet. Der Einsatz 268 ist an der Metallkappe 264 beispielsweise durch Einrasten mit Hilfe elastischer Lippen befestigt, die zu den Lippen 76B des Einsatzes 68B im Wesentlichen analog sind.
Die Arbeitsweise des Doppelgelenks 250 ist im Wesentlichen analog zu der des Doppelgelenks 200 der 23, wobei sich das Gelenk 250A aufgrund der Starrheit des Einsatzes 260, im Anschlag am Wandteil 254 und dadurch den sich verschiebenden Teil des Gelenks zurückhaltend, als feststehendes Gelenk verhält, obwohl dieses Gelenk 250A an sich von der Struktur her ein Schiebegelenk ist. Der Abstand zwischen dem Gelenkzentrum O und dem Zentrum C_A des Gelenks 250A ist also konstant. Für das Schiebegelenk 250B bleibt der Abstand zwischen seinem Zentrum C_B und dem Gelenkzentrum O durch den Doppelgelenkkörper 252, der längs seiner Achse X'-X' axial von der Feder 262 und dem Wandteil 254 gehalten wird, ebenfalls konstant. Wenn die Achse 1 durch Einschlagen der Antriebsräder 2 geknickt ist, nimmt das Doppelgelenk 250 die Verkürzung des Abstandes C_AC_B aufgrund des Einschlagens ausschließlich durch das Gelenk 250B auf.
Wie in der ersten Ausführungsform verbessert das Anordnen von Kunststoffeinsätzen unter Andruck zwischen die Enden der Wellen und die Mittel zum axialen Halten des Doppelgelenkkörpers die mechanische Widerstandsfähigkeit und die Lebensdauer des Gelenks, selbst im Fall lokal mangelnder oder fehlender Schmierung.
Außerdem erlaubt diese Variante der zweiten Ausführungsform die Verwendung der Sacklöcher 100A, 100B der Wellen, die im Allgemeinen bei der Fertigung dieser Wellen erzeugt werden, um wie bei der Variante der 9 die Einsätze 260 und 268 fest aufzunehmen.
Verschiedene Varianten der bisher beschriebenen Achse sind vorstellbar, die sowohl darin bestehen, Elementargelenke unterschiedlicher struktureller oder kinematischer Eigenschaften anzuordnen, als auch Ausgestaltungen im Bereich der Mittel zum axialen Hatten des sich verschiebenden Teils des Doppelgelenks vorzunehmen. Beispielsweise können in Bezug auf die Einsätze, die zwischen den Mitteln zum axialen Halten und dem Doppelgelenkkörper angeordnet werden, andere Werkstoffe, als thermoplastische Kunststoffe, verwendet werden, sofern diese Werkstoffe ausreichend widerstandsfähig sind und dabei eine Verringerung der Abnutzungen und der Reibungskräfte ermöglichen, wie etwa Kupferlegierungen; außerdem können die Berührungsbereiche zwischen den sternförmigen Federn und den Einsätzen einem Antifriktionsbeschichtung mit Hilfe von Werkstoffen des Typs Polyamid oder Teflon unterworfen werden.

Claims

Antriebslenkachse für motorgetriebene Fahrzeuge vom Typ aufweisend ein Differential (6), zwei aus dem Differential kommende Übertragungswellen (8) jede angepasst um ein treibendes und lenkendes Rad (2) anzutreiben, wobei jede Übertragungswelle (8) eine mit dem Differential (6) verbundene antreibende Welle (10) und eine mit dem korrespondierenden treibenden Rad (2) verbundene angetriebene Welle (12) aufweist, einen Radzapfen (20) mit einer transversal zu jeder der antreibenden (12) und angetriebenen (12) Wellen orientierten Achse, und ein doppeltes Gelenk (30; 144; 160; 170; 200; 250) zum Übertragen des Drehmomentes zwischen der antreibenden Welle (10) und der angetriebenen Welle (12), wobei diese antreibende und angetriebene Welle räumlich unabhängig vom doppelten Gelenk geführt sind, wobei das doppelte Gelenk etwa lotrecht zum Zapfen (20) angeordnet ist und zwei miteinander axial gemäß einer Achse des doppelten Gelenkes (X'-X') verbundene Elementar-Gelenke (30A, 30B; 144A, 144B; 160A, 160B; 170A, 170B; 200A, 200B; 250A, 250B) aufweist, wobei jedes ein Elementar Knickzentrum (C_A, C_B) aufweist, dadurch gekennzeichnet dass jede Welle (10, 12) gemäß ihrer Achse (X-X, Y-Y) eine feste Position des Elementar-Knickzentrums (C_A, C_B) des korrespondierenden Elementar-Gelenkes bestimmt und dass mindestens eines der beiden Elementar-Gelenke (30A, 30B; 144A, 144B; 160A, 160B; 170A, 170B; 200B; 250B) ein gemäß der Achse des doppelten Gelenkes (X'-X') frei gleitendes Gelenk ist.
Achse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass sie Axialsicherungsmittel (9, 16, 17) aufweist der antreibenden (10) und angetriebenen (12) Wellen gemäß ihre respektiven Achsen (X-X, Y-Y).
Achse gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass die antreibende Welle (10) fest verbunden ist mit einem Sonnenrad (9) des Differentials (6), welches die Axialsicherung der antreibenden Welle gemäß ihrer Achse (X-X) gewährleistet, und dass die angetriebene Welle (12) fest verbunden ist mit einem Achsschenkel (18) des korrespondierenden Antriebsrads (2), welches die Axialsicherung der angetriebene Welle gemäß ihrer Achse (Y-Y) gewährleistet.
Achse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet dass die zwei Elementar-Gelenke (30A, 30B; 144A, 144B; 160A, 160B; 170A, 170B; 200A, 200B; 250A, 250B) axial mit einem Körper vom doppelten Gelenk (40; 145; 161; 175; 202; 252) verbunden sind.
Achse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet dass nur das erste Elementar-Gelenk (200B) ein frei gleitendes Gelenk ist, und dass das zweite Elementar-Gelenk (200A) strukturell ein nicht-gleitendes Gelenk ist.
Achse gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass das doppelte Gelenk (30; 144; 160; 170; 250) Mittel (56A, 56B; 106A, 106B; 149, 151; 178A, 178B; 254, 262) aufweist zur Axialsicherung des Körpers vom doppelten Gelenk (40; 145; 161; 175; 252) zur Adjustierung vom respektiven Gleiten des oder von jedem frei gleitenden Elementar-Gelenk (30A, 30B; 144A, 144B; 160A, 160B; 170A, 170B; 250B), wobei diese Mittel der Axialsicherung zugleich verbunden sind mit dem Körper des doppelten Gelenkes und sich direkt oder indirekt auf die antreibende (10) und angetriebene (12) Welle stützen.
Achse gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass die Mittel der Axialsicherung mindestens ein Anschlagsorgan (56A, 56B; 106A, 106B; 151; 178A, 178B; 262) mit axialer Elastizität aufweisen welches gesichert ist in Bezug auf den Körper des doppelten Gelenkes (40; 145; 161; 175; 252) und welches für die durch das doppelte Gelenk verbundene Endabschnitte der Wellen (10, 12) einen Bereich (63A, 63B; 113A, 113B; 152A, 152B; 180A, 180B; 264) von direkter oder indirekter Unterstützung aufweisen.
Achse gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass dieser Bereich der direkten Unterstützung (63A, 63B; 113A, 113B; 152A, 152B; 180A, 180B; 264) und der Endabschnitt der korrespondierenden Welle (80, 84) eine nahezu komplementäre Form besitzen.
Achse gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8 dadurch gekennzeichnet dass das doppelte Gelenk (30; 250) mindestens einen Einsatz (68A, 68B; 90A, 90B; 260, 268) aufweist, welcher zwischen den Mitteln der Axialsicherung (56A, 56B; 254, 262) und mindestens einer der antreibenden (10) und angetriebenen (12) Wellen angeordnet ist.
Achse gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet dass der oder jeder Einsatz eine konvexe Oberfläche (70A, 70B; 96A, 96B) aufweist, welche im Kontakt steht mit einer zugeordneten Oberfläche (63A, 63B) der Mittel zur Axialsicherung (56A, 56B), die im wesentlichen komplementär zu dieser konvexen Oberfläche sind.
Achse gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet dass der oder jeder Einsatz eine konkave (72A, 72B) oder ebene (98A, 98B) Oberfläche aufweist, welche im Kontakt steht mit einer Endabschnitt-Oberfläche (73A, 73B; 99A, 99B) der korrespondierenden Welle (10, 12), mit einer Form die etwa komplementär ist zur dieser konkaven oder ebenen Oberfläche.
Achse gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11 dadurch gekennzeichnet dass der oder jeder Einsatz (68A, 68B; 260, 268) fest mit den Mitteln der Axialsicherung (56A, 56B; 254, 262) verbunden ist, insbesondere durch das Klammern dieses Einsatzes auf diese Mittel zur Axialsicherung.
Achse gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11 dadurch gekennzeichnet dass der oder jeder Einsatz (90A, 90B) fest mit der übereinstimmenden Welle (10, 12) verbunden ist, insbesondere durch das Einsetzen und Klemmen eines Teiles (92A, 92B) dieses Einsatzes innerhalb eines am Endabschnitt dieser Welle gebildeten Sackloches (100A, 100B).
Achse gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13 dadurch gekennzeichnet dass der oder jeder Einsatz (68A, 68B; 90A, 90B; 260, 268) hergestellt ist auf der Basis von Kunststoff der insbesondere Polyamid, Molybdän und Glasfaser enthält.
Achse gemäß einem der Ansprüche 6 bis 14 dadurch gekennzeichnet dass nur das erste Elementar-Gelenk (250B) ein frei gleitendes Gelenk ist, und dass das zweite Elementar-Gelenk (250A) ein von der Struktur her gleitendes Gelenk ist, das Mittel (260) zur Axialsicherung des gleitenden Teiles dieses zweiten Gelenkes aufweist.
Achse gemäß einem der Ansprüche 6 bis 14 dadurch gekennzeichnet dass die zwei Elementar-Gelenke (30A, 30B; 144A, 144B; 160A, 160B; 170A, 170B) frei gleitend sind, und dass die Mittel zur Axialsicherung für jedes Elementar-Gelenk ein Anschlagsorgan mit axialer Elastizität aufweisen, gebildet durch eine sternförmige Feder (56A, 56B; 106A, 106B; 178A, 178B), welche mit einer eine direkte oder indirekte Stütze für die Endabschnitte der durch das doppelte Gelenk (30; 144; 160; 170) verbundenen Wellen (10, 12) darstellenden Wölbung (60A, 60B; 110A, 110B) versehen ist und mit mehreren Zweigen (58A, 58B; 108A, 108B) welche sich radial gegenüber der Achse des doppelten Gelenkes (X'-X') von der Wölbung an erstrecken und deren freie Endabschnitte (64A, 64B; 114A, 114B) gehalten werden in einer in der inneren Peripherie des Körpers des doppelten Gelenkes (40; 145; 161; 175) gebildeten Rille (66; 179).
Achse gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet dass mindestens ein Zweig jeder sternförmigen Feder ein Mittel (120A, 120B) aufweist zur winkelmäßigen Indexierung der sternförmigen Feder gegenüber dem Körper des doppelten Gelenkes.
Achse gemäß Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet dass die Mittel zur Axialsicherung ein Organ (116A, 116B; 126A, 126B; 128) zum axialen Arretieren aufweisen, welches zwischen den Wölbungen (60A, 60B; 110A, 110B) der zwei sternförmigen Feder angeordnet ist und angepasst ist, um mindestens beim Zusammenbau der Achse (1) einen minimalen Abstand (2h) zwischen diesen Wölbungen bewirken.
Achse gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet dass eine Kompressionsfeder (132) zwischen die Wölbungen (60A, 60B; 110A, 110B) der zwei sternförmigen Feder angeordnet ist und angepasst ist, um, eventuell zusammen mit diesen sternförmigen Federn, die axiale Position jeder der antreibenden (10) und angetriebenen (12) Wellen gemäß ihre respektiven Achsen (X-X, Y-Y) zu befestigen.
Achse gemäß einem der vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet dass die zwei Elementar-Gelenke (30A, 30B; 144A, 144B; 160A, 160B; 170A, 170B; 250A, 250B) etwa homokinetisch sind.
Achse gemäß dem Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet dass die beide Elementar-Gelenke gewählt wurden unter den Gelenken mit Tripoden (30A, 30B; 144A, 144B; 160A, 160B; 250A, 250B), den Gelenken mit Kugeln und den Gelenken mit axialem Getriebe.
Achse gemäß einem der Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet dass die zwei Elementar-Gelenke (200A, 200B) eine nahezu analoge Kinematik vom Typ Kardan aufweisen.
Achse gemäß einem der vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet dass die antreibende (10) und angetriebene (12) Welle nahezu koplanar sind und im Schnittpunkt ihrer jeweiligen Achse (X-X, Y-Y) ein Gelenkzentrum bestimmen, wenn diese einen Knickwinkel (β) des doppelten Gelenkes bilden.
Achse gemäß dem Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet dass für jeden zugelassenen Wert des Knickwinkels (β), die Elementar-Knickwinkel (α_A, α_B) jedes Elementar-Gelenkes ungefähr gleich sind.
Achse gemäß einem der vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet dass jedes Elementar-Gelenk (30A, 30B) ein Tripodegelenk ist mit einem Gelenkkörper welcher drei Paare Gleitspuren (42A, 44A, 42B, 44B) aufweist und dass die drei Pistenspuren (42A, 44A) eines Elementar-Gelenkes (40A) über etwa 60° verschoben sind gegenüber den drei Pistenpaaren des anderen Elementar-Gelenkes (40B).
Achse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet dass jedes Elementar-Gelenk (160A, 160B) ein Tripodegelenk ist mit einem Gelenkkörper welcher drei Paare Gleitspuren aufweist und dass die drei Pistenpaare eines Elementar-Gelenkes (160A) nahezu in der Verlängerung der drei Pistenpaare des anderen Elementar-Gelenkes (160B) angeordnet sind.