DE69705511T2

DE69705511T2 - Hauptantriebswelle für kraftfahrzeug, entsprechende antriebsvorrichtung und kraftfahrzeugantrieb

Info

Publication number: DE69705511T2
Application number: DE69705511T
Authority: DE
Inventors: Frederic Declas; Michel Margerie; Bernard +Di Poulin
Original assignee: GKN Viscodrive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2017-04-17
Also published as: BR9708791A; AU2644297A; EP0896558A1; FR2747621B1; CN1216505A; JP2000508602A; WO1997039909A1; KR20000010586A; EP0896558B1; FR2747621A1; DE69705511D1; CN1094097C; US6290020B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungswelle für Kraftfahrzeuggetriebe. Sie betrifft insbesondere Kraftfahrzeuge mit Frontantrieb.
In Kraftfahrzeugen mit Frontantrieb ist die Differenzial-Getriebegruppe im allgemeinen gegenüber der Längs-Symmetrieebene des Fahrzeugs versetzt.
Um die Herstellung der Antriebe zu rationalisieren, ist vorgeschlagen worden, einerseits zwei identische, symmetrisch angeordnete Antriebsteile und andererseits eine Verbindungswelle zu verwenden, die den, entsprechenden Ausgang des Differenzialgetriebes mit dem weiter entfernt liegenden Antriebsteil verbindet. Die Verbindungswelle ist durch ein Lager abgestützt, das seinerseits durch die Motorgruppe bzw. die Karosserie des Fahrzeugs gehalten ist (siehe z. B. US-A-4 421 187).
Aufgabe der Erfindung ist, eine leichtgewichtige Verbindungswelle zu schaffen, die wirtschaftlich herstellbar ist und eine erhöhte Steifigkeit besitzt.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine Verbindungswelle für Antriebe von Kraftfahrzeugen gemäß Patentanspruch 1 zum Gegenstand.
Die erfindungsgemäße Verbindungswelle kann ein oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 2-7 aufweisen.
FR-A-2 619 798, Fig. 3 und 4, zeigt andere Anordnungen von Wellen in Kombination mit einem Zwischenlager.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Antriebseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Verbindungswelle, wie sie oben angegeben wurde, gemäß Anspruch 8.
Zwei Ausführungsformen dieser Antriebseinrichtung werden in den Patentansprüchen 9 und 10 beschrieben.
Weiterhin hat die Erfindung einen Antrieb für Kraftfahrzeuge gemäß Patentanspruch 11 zum Gegenstand. Vorteilhafte Merkmale dieses Antriebs werden in den Ansprüchen 12 und 13 beschrieben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Antrieb in einer Frontansicht und im Querschnitt;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Verbindungswelle des Antriebs nach Fig. 1;
Fig. 3 eine Stirnansicht der Verbindungswelle;
Fig. 4 eine Ansicht analog zu Fig. 2 für eine erste Abwandlung;
Fig. 5 eine Ansicht analog zu Fig. 2 für eine zweite Abwandlung;
Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Bauteil, das Bestandteil einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungswelle ist;
Fig. 7 eine analoge Ansicht, die das Bauteil nach Fig. 6 in montiertem Zustand an einem Stützorgan zeigt;
Fig. 8 und 9 Darstellungen entsprechend Fig. 6 und 7, jedoch bezüglich einer Abwandlung und
Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine Ausgangsgruppe eines Differenzialgetriebes des Antriebs.
In Fig. 1 ist ein Differenzial-Getriebeblock 1 eines Kraftfahrzeugs 2 mit Frontantrieb zu erkennen. Dieser Getriebeblock ist seitwärts, nach rechts in der Zeichnung, in Bezug auf die Längs-Symmetrieebene P des Fahrzeugs versetzt.
Der Getriebeblock 1 ist mit zwei Vorderrädern über einen Antrieb verbunden, der aufweist:
- Für das linke Rad 3A, das dem Getriebeblock 1 näher liegt, einerseits einen Übertragungsbereich 4A und andererseits eine Verbindungsgruppe 104A, die in Fig. 10 gezeigt ist und weiter unten beschrieben wird. Der Übertragungsbereich 4A wird gebildet durch ein an das Rad angrenzendes festes Gleichlaufgelenk 5A, eine Übertragungswelle 6A und, am inneren Ende dieser Welle, ein Einsteckteil eines Gleit-Gleichlaufgelenkes 7A.
- Für das rechte Rad 3B, das weiter von dem Getriebeblock 1 entfernt ist, einerseits einen Übertragungsbereich 4B, der mit dem Übertragungsbereich 4A identisch ist, d. h., der durch ein an das Rad angrenzendes festes Gleichlaufgelenk 5B, eine Übertragungswelle 6B und das Einsteckteil eines Gleit-Gleichlaufgelenkes 7B gebildet wird, und andererseits eine Verbindungswelle 8, die den entsprechenden Ausgang des Differenzialgetriebes mit dem betreffenden Einsteckteil verbindet.
In diesem Beispiel sind die Gelenke 7A und 7B Tripoden-Gleitgelenke, während die Gelenke 5A und 5B feste Gelenke sind, bei denen es sich auch um Tripodengelenke oder auch um Kugelgelenke handeln kann.
Die Übertragungsbereiche 4A und 4B sind symmetrisch in Bezug auf die Ebene Die Wellen 6A und 6B sind in Bezug auf ihren Radspindeln um den gleichen Winkel α geneigt.
In der Nähe des Gelenkes 7B ist die Verbindungswelle 8 durch ein Kugellager 9 abgestützt, das seinerseits durch eine Stützwand 10 gehalten ist, die an der Motorgruppe befestigt ist.
In Fig. 1 sind die Drehungen der drei Wellen 6A, 6B und 8 sowie die Schwenkbewegungen der Räder um ihre Lenkachsen 11A, 11B durch Pfeile angegeben.
Fig. 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform der Verbindungswelle 8, die zwei Hauptteile aufweist.
Das erste Teil 12 ist ein rohrförmiges Teil, das, von links nach rechts, das Mundstück 13B des Gleitgelenkes 7B mit seinen sechs Rollenbahnen 14 (Fig. 3), das zur Aufnahme des Einsteckteils des Gelenkes dient, dann, in einen radial nach innen verformten Bereich, die innere Rollenbahn 15 für die Kugeln des Lagers 9 und dann einen rohrförmigen Abschnitt 16 mit gleichbleibendem kreisförmigem Querschnitt bildet. Dieser Abschnitt 16 ist jedoch an seinem freien Ende mit inneren Riffelungen versehen. Der Boden des Mundstücks 13B ist dicht verschlossen durch einen Teller 17 aus Blech, der an seinem Umfang mit einem Dichtring 18 versehen ist.
Das zweite Teil 19 der Verbindungswelle 8 ist ein Verbindungsstutzen dessen außen geriffeltes eines Ende 20 in den geriffelten Endabschnitt des Teils 12 eingesetzt ist und der einen äußeren Kragen 21 aufweist, der an der Stirnfläche des Teils 12 anliegt. Ein Dichtring 22 ist in einer inneren Abfasung des Teils 12 angeordnet und wird durch den Kragen 21 komprimiert. Das entgegengesetzte Ende 23 des Stutzens 19 ist geriffelt und greift in eine Abtriebsöffnung 24 (Fig. 1) des Differenzialgetriebes ein, welche Öffnung mit einem Dichtring 24 versehen ist, der in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist.
Weiterhin zeigt Fig. 2 die Kugeln 25 des Lagers 9 und den Außenring 26 dieses Lagers, wobei dieser Ring frei verschiebbar in einer kreisförmigen Öffnung 110 der Stützwand 10 gemäß Fig. 1 montiert ist.
Wenn der Antrieb montiert ist, liegt der Stutzen 19 axial am Differenzialgetriebe an, und das Teil 12 ist durch eine Schraubenfeder 111, die zwischen dem Teller und dem Ende 112 der Welle 6B des Dreibeins des Gelenks 7B komprimiert wird, elastisch in Anlage gegen den Kragen 21 des Stutzens gespannt.
Die soeben beschriebene Verbindungswelle ist steif, leicht und wirtschaftlich herzustellen. Insbesondere kann das Teil 12 durch Kaltverformung eines rohrförmigen Rohlings und anschließendes Schleifen in einem Arbeitsgang mit der Rollenbahn 15 hergestellt werden.
Die Variante gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der Vorstehenden nur in den folgenden Punkten:
- Der rohrförmige Abschnitt 16 des Teils 12 ist kurz und wird durch ein Rohr 116 mit gleichem Querschnitt verlängert, das durch Stoßschweißung damit verbunden ist.
- Die innere Rollenbahn 15 ist durch Außenbearbeitung des Teils 12 an der Stelle einer Zwischenwand 27 hergestellt, die in einem Stück mit diesem Teil ausgebildet ist. Da diese Zwischenwand das Mundstück 13B dicht abschließt, ist der Teller 17 fortgelassen.
Bei dieser Variante nach Fig. 4 kann das Teil 12 durch Schmieden hergestellt werden.
Die Variante nach Fig. 5 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 2 nur dadurch, daß der rohrförmige Abschnitt 16 verlängert ist, um einen einstückigen rohrförmigen Stutzen 119 zu bilden, der an seinem Ende die Riffelungen 23 trägt. In diesem Fall wird das freie Ende des Stutzens 119 durch einen Stopfen 28 dicht verschlossen.
In der Ausführungsform nach Fig. 6 und 7 ist das Teil 12 der Verbindungswelle dasselbe wie in Fig. 2, abgesehen von der Tatsache, daß der rohrförmige Abschnitt 16 kurz ist. Die inneren Riffelungen 29 dieses rohrförmigen Abschnitts nehmen das (nicht gezeigte) geriffelte Ende eines komplementären Teils der Verbindungswelle auf.
Wie in Fig. 7 zu erkennen ist, kann der Außenring 26 des Lagers 9 in einem Stück mit der Stützwand 10 ausgebildet sein, in der Form eines Kragens, der eine innere umlaufende Nut bildet, in der eine äußere Rollenbahn für die Kugeln 25 eingeschliffen ist.
Die Variante nach Fig. 8 und 9 ist mit derjenigen nach Fig. 6 und 7 identisch, abgesehen von der Tatsache, daß die Riffelungen 29 des rohrförmigen Abschnitts 26 außen liegen. In diesem Fall greift der Abschnitt 16 in das innen geriffelte Ende des komplementären Teils der Verbindungswelle ein.
Bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Mundstück des Übertragungsgelenks 7B in die Verbindungswelle integriert. Der Übertragungsbereich 4B endet somit auf der Innenseite des Fahrzeugs in dem komplementären Dreibein. Ebenso endet der symmetrische Übertragungsbereich 4A auf der Innenseite in einem Dreibein, und der entsprechende Ausgang des Differenzialgetriebe ist vor der Montage dieses Übertragungsbereiches mit einer Baugruppe aus einem geriffelten Stutzen mit Mundstück zur Aufnahme des Dreibeins versehen worden, beispielsweise der zweiteiligen Baugruppe 104 mit geriffelten Stutzen 31 und Mundstück 32, die in Fig. 10 gezeigt ist. Der Stutzen 31 ähnelt dem Stutzen 19 in Fig. 2 und weist einen geriffelten Abschnitt 33 auf, der in eine geriffelte Verlängerung 34 des Mundstücks 32 eingreift.

Claims

1. Verbindungswelle für Antriebe von Kraftfahrzeugen, die bestimmt ist zur Verbindung eines Ausgangs eines Differentialgetriebes mit einer Verbindungswelle (6B) eines Rades (3B) und abgestützt ist durch ein Kugellager im Bereich nahe der Verbindungswelle, welche Verbindungswelle als zusammenhängendes Teil (12) umfaßt

a) ein Aufnahmeteil (13B) eines Schwenk- und Schiebegelenks (7B),

b) eine innere Rollenbahn (15) für das Lager (9) auf der Außenseite des Teils,

c) einen rohrförmigen Abschnitt, der sich, von dieser Rollenbahn aus, in entgegensetzte Richtung zu dem Aufnahmeteil erstreckt.

2. Verbindungswelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Rollenbahn (15) gebildet ist auf einem radial verformten Bereich des Teils (12).

3. Verbindungswelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Rollenbahn (15) durch Bearbeitung auf der Außenseite des Teils (12) hergestellt ist.

4. Verbindungswelle nach Ansprüch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Rollenbahn (15) in Höhe einer quergerichteten Trennwand (27) des Teils (12) hergestellt ist.

5. Verbindungswelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (12) am Ende des rohrförmigen Abschnitts ein Verbindungsstück (119) mit Keilnuten aus dem gleichen Material umfaßt.

6. Verbindungswelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein getrenntes Verbindungsstück (19) umfaßt, das insbesondere mit Keilnuten versehen ist und das am Ende des rohrförmigen Abschnitts (16) angeordnet ist.

7. Verbindungswelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (13B) eine Glocke eines Schwenk- und Schiebegelenks (7B) ist, insbesondere eines Tripoden-Gelenks ist.

8. Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbindungswelle (8) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, einem Stützorgan (10) für die Welle, das an der Motorgruppe befestigt ist oder an dem Fahrzeugaufbau, einem Rollen-Außenring (26), der getragen wird durch die Stützeinrichtung, und Rollenelemente (25) zwischen dem Außenring und der inneren Rollenbahn (15) der Verbindungswelle.

9. Antriebseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollen-Außenring (26) verschiebbar in einer Öffnung (110) des Stützorgans (10) angeordnet ist und daß die Einrichtung Mittel (111) zur axialen, elastischen Verbindung der Verbindungswelle (8) im Sinne entgegen dem Aufnahmeteil (13B) umfaßt.

10. Antriebseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollen-Außenring (26) einstückig mit dem Stützorgan (10) ausgebildet ist.

11. Antrieb für Kraftfahrzeuge mit einem Differentialgetriebe, dessen Ausgang mit dem näheren Rad (3A) durch einen ersten Übertragungsbereich (4A) und dessen anderes Rad (3B) mit einer Antriebseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10 verbunden ist, der ein zweiter Übertragungsbereich (4B) folgt, der mit dem ersten Antriebsbereich identisch ist.

12. Antrieb gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Übertragungsbereich (4A, 4B) auf der Seite des Differentialgetriebes durch ein Innenteil eines Gelenks (7A, 7B) endet.

13. Antrieb gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb eine Anordnung aus einem Aufnahmeteil des Gelenks (31) und einem Verbindungsstück (32) umfaßt, die zwischen dem ersten Übertragungsbereich (4A) und dem entsprechenden Ausgang des Differentialgetriebes angeordnet ist.