CH396664A - Radantriebswelle mit Radnabe für Motorfahrzeuge - Google Patents
Radantriebswelle mit Radnabe für MotorfahrzeugeInfo
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Description
Radantriebswelle mit Radnabe für Motorfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Radantriebs welle mit Radnabe für Motorfahrzeuge, insbesondere für ein unabhängig aufgehängtes Rad. Bei Motorfahrzeugen, deren angetriebene Räder unabhängig aufgehängt sind, muss die Radantriebs welle gelenkig sein, und zudem ist das Momentan zentrum der Aufhängungslenker häufig so gelegen, dass die wirksame Länge der Antriebswelle veränder lich sein muss, um die Bewegungen der Aufhängung aufnehmen zu können. Es muss daher eine Radan triebswelle mit zwei in Abstand angeordneten Uni versalgelenken verwendet werden. Bei bekannten Radantriebswellen dieser Art ist eine Gleitkupplung in der Welle zwischen den Universalgelenken vorge sehen, um eine Änderung der wirksamen Länge der Welle beim Arbeiten der Aufhängung zu ermöglichen. Durch die Anordnung der Gleitkupplung zwi schen den beiden Universalgelenken wird das Ge wicht und der Raumbedarf der Welle erhöht. Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Radantriebs welle mit Radnabe, die besonders für ein unabhängig aufgehängtes angetriebenes Rad geeignet ist, die kompakt und relativ billig herstellbar ist, die leichter sein kann als bekannte Konstruktionen und die über dies auch für gelenkte angetriebene Räder besonders geeignet ist. Gegenstand der Erfindung ist eine Radantriebs welle mit Radnabe für Motorfahrzeuge, welche ge kennzeichnet ist durch einen Wellenabschnitt kon stanter Länge zwischen im Abstand angeordneten Universalgelenken der Antriebswelle und eine Gleit- kupplung zwischen einem äusseren Endabschnitt der Welle und der Radnabe, um eine axiale Verschiebung der Welle in der Radnabe zu ermöglichen. Die Universalgelenke können von irgendeinem selbsttragenden Typ sein, welcher den zwischen den Gelenken liegenden Wellenabschnitt ausreichend stützt; um zyklische Schwankungen im Antrieb auf ein Minimum herabzusetzen, ist es jedoch wünschbar, Universalgelenke mit konstanter Geschwindigkeits übertragung zu verwenden. Die Kupplung zwischen dem äusseren Endab- schnitt der Welle und der Radnabe kann von einer einfachen Gleitkeilverbindung gebildet werden. Es ist jedoch vorzuziehen, eine Kupplung mit Rollkeilen zu verwenden, welche von axial gerichteten Kugel laufrillen in der äusseren Oberfläche des Endab- schnittes der Welle und darauf ausgerichteten Kugel laufrillen in der inneren Oberfläche der Radnabe, in welchen Kugellaufrillen je einige Kugeln angeordnet sind, gebildet wird. Die Radnabe kann sehr einfach gestaltet sein und einen allgemein zylindrischen Mittelabschnitt für die Lagerung in entsprechenden Radlagern um fassen, wobei eine zentrale Bohrung zur Aufnahme des äusseren Endabschnittes der Welle vorgesehen ist und wobei die Radnabe am äusseren Ende einen Flansch zur Befestigung eines Rades aufweisen kann. Der äussere Endabschnitt der Welle, der in der Rad nabe gleitet, kann eine Verlängerung eines Gliedes des äusseren Universalgelenkes sein, welches vorzugs weise in unmittelbarer Nähe der Radnabe angeord net ist. Die Radantriebswelle mit Radnabe gemäss der Erfindung ist auch besonders zur Verwendung für gelenkte angetriebene Räder geeignet. Für solche Räder war es bisher üblich, das Zentrum des äusseren Universalgelenkes mit der Schwenkachse des Rades bei Lenkung, d. h. der Achse des Achsschenkel bolzens, zusammenfallen zu lassen und Längenände rungen der Antriebswelle auf der Innenseite dieses Gelenkes aufzunehmen. Demgegenüber ist bei der Radantriebswelle gemäss der Erfindung, wenn die selbe mit einem gelenkten angetriebenen Rad ver- wendet wird, das Zentrum des äusseren Universal gelenkes relativ zur Achse des Achsschenkelbolzens beweglich. Diese Erscheinung hat praktisch keine Wirkung auf die Antriebseigenschaften und die Lenk reaktionen. Die Lage des Zentrums des äusseren Gelenkes relativ zur Schwenkachse des Rades kann in geeig neter Weise der Konstruktion der Aufhängungslenker angepasst sein. Bei der gebräuchlichen Anordnung von ungleich langen Querlenkern nimmt die wirksame Länge der Welle beim Einfedern und beim Ausfedern ab, und in diesem Fall kann das Zentrum des äusseren Gelenkes zweckmässigerweise bei normaler Gerade- ausfahrt gegen die Fahrzeugmitte hin versetzt sein. Die Grösse dieser Versetzung ist vorzugsweise so gewählt, dass das Zentrum des Gelenkes bei extremer Lage der Aufhängung mehr oder weniger mit der Schwenkachse des Rades zusammenfällt. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Axialschnitt nach der Linie 1-I in Fig. 2 durch eine Radantriebswelle mit Radnabe, Fig. 2 in grösserem Massstab und im Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 ein Detail und Fig. 3 eine zur Hälfte geschnittene Ansicht ähn lich Fig. 1, wobei aber einige Teile der Radantriebs welle mit Radnabe gegenüber Fig. 1 abgeändert oder ersetzt sind. Die dargestellten Antriebswellen umfassen je zwei in Abstand angeordnete Universalgelenke 1 und 2 mit konstanter Geschwindigkeitsübertragung. Jedes der Universalgelenke 1 und 2 enthält ein inneres Glied 3 und ein äusseres Glied 4, welche Glieder mit konzentrischen, teilkugelförmigen Oberflächen 5 bzw. 6 versehen sind. In den Oberflächen 5 und 6 sind axial gerichtete Rillen 7 zur Aufnahme von Kugeln 8 vorgesehen, welche das Drehmoment zwischen den Gliedern 3 und 4 übertragen, dabei jedoch eine universelle Bewegung der letzteren um das gemein same Zentrum der Oberflächen 5 und 6 gestatten. Die inneren Glieder 3 der beiden Gelenke sind an den Enden eines Wellenabschnittes 9 konstanter Länge befestigt. Das äussere Glied 4 des inneren Universalgelenkes 1 weist einen Flansch 10 zur Verbindung mit einem Antriebsglied auf, und das äussere Glied 4 des äusseren Universalgelenkes 2 ist mit einer Verlängerung oder einem Achsstummel 12 versehen, welcher den äusseren Endabschnitt der Antriebswelle bildet und in der Radnabe 13 gleitbar gelagert ist, um eine axiale Verschiebung der Welle in der Radnabe zu ermöglichen. Die Radnabe 13 weist einen allgemein zylindri schen Mittelabschnitt 14 zur Lagerung in entspre chenden Radlagern 15 (in strichpunktierten Linien dargestellt) sowie eine durchgehende Bohrung 16 auf, in der der Achsstummel 12 gleitet. Der Achs stummel 12 weist acht in gleichen Winkelabständen angeordnete, axial gerichtete Rillen 17 von ellipti scher Querschnittsform auf (siehe auch Fig. 2), wel che auf ähnlich angeordnete und geformte Rillen 18 in der Nabenbohrung 16 ausgerichtet sind. Die Rillen 17 und 18 dienen als Kugellaufrillen, und vier Kugeln 19 sind in jedem Paar von Rillen 17 und 18 rollbar angeordnet, so dass die Kugeln 19 das Antriebsdreh moment auf die Radnabe 13 übertragen und bei einer Gleitbewegung des Achsstummels 12 in der Nabe 13 in den Rillen 17 und 18 rollen. Anschlag ringe 20, die in den Achsstummel 12 eingelassen sind, begrenzen die Rollbewegung der Kugeln in den in neren Rillen 17; der Abstand zwischen diesen Ringen ist dabei genügend, um die Kugeln 19 über den ganzen möglichen Verschiebungsweg des Achsstum mels 12 frei rollen zu lassen. Damit die Kugeln 19 der Gleitkupplung zwischen dem Achsstummel 12 und der Nabe 13 keine Zen trierkräfte übertragen müssen, ist der Achsstummel 12 mit glatten zylindrischen Abschnitten 22 und 23 versehen, welche an die entgegengesetzten Enden der Rillen 17 anschliessen. Die Abschnitte 22 und 23 gleiten in Lagerbüchsen 24, welche in abgesetzten Teilen der Nabenbohrung 16 in der Nähe der Enden derselben angeordnet sind. In Fig. 1 sind -zwei mögliche Anordnungen der inneren Lagerbüchse 24 und der zugehörigen Naben dichtung in der oberen und in der unteren Hälfte dieser Figur dargestellt. Bei der oben dargestellten Anordnung hat der äussere Lagerabschnitt 23 den gleichen Durchmesser wie die Böden der Kugellauf rillen 17, der innere Lagerabschnitt 22 hat den glei chen Durchmesser wie die Umfangsränder der Kugel laufrillen 17, und geeignete Dichtungen 25 und 26, die an den Enden der Nabe 13 in derselben montiert sind, halten Schmiermittel in der Näbe zurück. Die Nabe 13 wird beim Zusammenbau nicht vollständig mit Schmiermittel gefüllt, so dass ein freier Luftraum verbleibt, der Änderungen des Innenvolumens der Nabe aufnimmt, die infolge der verschiedenen Durch messer der Abschnitte 22 und 23 des Achsstummels bei Bewegungen desselben in der Nabe auftreten. Die andere Anordnung, welche in der unteren Hälfte der Fig. 1 dargestellt ist, vermeidet das Pro blem der oben erwähnten Volumenänderungen, so dass die Nabe beim Zusammenbau vollständig mit Schmiermittel gefüllt werden kann. Zu diesem Zweck weist der Achsstummel 12 bei 27 auf der inneren Seite der Kugellaufrillen 17 einen verringerten Durch messer auf, so dass der Lagerabschnitt 22 hier den gleichen Durchmesser wie der Lagerabschnitt 23 hat. Daher ergeben sich bei Gleitbewegungen des Achsstummels 12 in der Nabe 13 keine Volumen änderungen. Zur Erleichterung der Montage sind die innere Lagerbüchse 24 und die dazugehörige Dichtung 26 radial gespalten, so dass sie um den im Durchmesser verringerten Teil 27 des Achsstummels gelegt und mit dem Achsstummel in der Nabe 13 montiert werden können. Das Problem von Volumenänderungen wird bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung auf andere Weise umgangen. Hier ist der Durchmesser des Lagerabschnittes 23 erhöht, so dass er gleich gross ist wie derjenige des Abschnittes 22. Dies ist da durch erreicht, dass die äussere Lagerfläche auf einer Hülse 28 vorgesehen ist, welche auf das Ende des Achsstummels aufgepresst oder aufgeschrumpft ist. Bei dieser Anordnung sind die Dichtungen 25 und 26 der Anordnung nach Fig. 1 weggelassen, und die Dichtung 25 ist durch einen Welch -Deckel 29 ersetzt, der in den (in unterbrochenen Linien darge stellten) Radbefestigungsflansch 30 der Nabe 13 eingesetzt ist. Da nur sehr wenig Schmiermittel das äussere Ende der Nabe erreicht, weist der Deckel 29 ein kleines zentrales Loch 32 auf. Die Dichtung 26 ist durch eine äussere Balgdichtung 33 ersetzt. Die Lage des Zentrums des äusseren Universal gelenkes 2 in bezug auf die Achse A-A des Achs schenkelbolzens (siehe Fig. 1), d. h. die Schwenkachse der Radnabe 13 für die Lenkung, ist an die Konstruk tion der verwendeten Aufhängungslenker angepasst, und zwar ist bei der hier dargestellten Ausführungs form das Zentrum des Gelenkes bei normaler Gerade ausfahrt gegen die Fahrzeugmitte hin versetzt. Das Ausmass dieser Versetzung ist so gewählt, dass das Zentrum des Gelenkes mehr oder weniger mit der Achse<B>A -A</B> zusammenfällt, wenn die äussersten La gen der Aufhängungsbewegung erreicht sind. Diese Anordnung ergibt für einen gegebenen Winkel einen etwas grösseren möglichen Lenkungsausschlag in den extremen Lagen der Aufhängungsbewegung. Die Geometrie der Radaufhängung ist schema tisch in Fig. 1 dargestellt. Die Nabe ist auf oberen und unteren Aufhängungslenkern montiert, welche um Punkte B bzw. C schwenkbar sind. Die extremen Lagen der Schwenkbewegung des oberen, kürzeren Lenkers sind mit<I>D</I> und<I>D'</I> bezeichnet, die ent sprechenden Lagen des unteren Lenkers mit E und<B>E</B>. Die Kugellaufrillen 17 und 18 der Gleitkupplung sind so geformt, dass getrennte Druckzonen zwischen jeder Kupplungskugel 19 und jeder Rille 17 oder 18, in welcher die Kugel läuft, von den Rändern der betreffenden Rille einen Abstand haben. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, dass die Ränder der Rillen keine Belastung aufnehmen müssen. Die ellip tische Querschnittsform der Kugellaufrillen ist vor zugsweise so, dass die beiden getrennten Druck zonen, von der Kugelmitte aus betrachtet, einen Winkelabstand von etwa 90 haben.
Claims (1)
- <B>PATENTANSPRUCH I</B> Radantriebswelle mit Radnabe für Motorfahr zeuge, gekennzeichnet durch einen Wellenabschnitt konstanter Länge zwischen im Abstand angeordneten Universalgelenken der Antriebswelle und eine Gleit kupplung zwischen einem äusseren Endabschnitt der Welle und der Radnabe, um eine axiale Verschiebung der Welle in der Radnabe zu ermöglichen. UNTERANSPRÜCHE 1. Welle mit Nabe nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Universalgelenke sol che mit konstanter Geschwindigkeitsübertragung sind. 2. Welle mit Nabe nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Gleitkupplung zwi schen dem äusseren Endabschnitt der Welle und der Radnabe eine Gleitkeilverbindung ist. 3.Welle mit Nabe nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Gleitkupplung eine Kupplung mit Rollkeilen ist, welche von axial ge richteten Kugellaufrillen in der äusseren Oberfläche des Endabschnittes der Welle und darauf ausgerich teten Kugellaufrillen in einer inneren Oberfläche der Radnabe, in welchen Kugellaufrillen je einige Kugeln angeordnet sind, gebildet ist. 4.Welle mit Nabe nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass die Kugellaufrillen nicht kreisförmige, mindestens teilweise elliptische Quer schnitte aufweisen, so dass zwischen jeder Kugel und jeder Rille, in welcher die Kugel läuft, getrennte Druckzonen entstehen, die einen Abstand von den Rändern der Rille haben. 5. Welle mit Nabe nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Kugellaufrillen so gewählt ist, dass die beiden Druck zonen, von der Mitte der betreffenden Kugel aus betrachtet, einen Winkelabstand von wenigstens an nähernd 90 haben. 6.Welle mit Nabe nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Radnabe einen all gemein zylinderförmigen Mittelabschnitt für die La gerung in entsprechenden Radlagern umfasst, wobei eine zentrale Bohrung zur Aufnahme des äusseren Endabschnittes der Welle vorgesehen ist und wobei die Radnabe am äusseren Ende einen Flansch zur Befestigung des Radkörpers aufweist. 7. Welle mit Nabe nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass der äussere Endabschnitt der Welle, der in der Radnabe verschiebbar ist, eine Verlängerung eines Gliedes des äusseren Universal gelenkes ist, wobei das letztere in unmittelbarer Nähe der Radnabe angeordnet ist.PATENTANSPRUCH 1I Verwendung der Welle mit Nabe nach Patentan spruch I zum Antrieb eines gelenkten Rades. UNTERANSPRÜCHE B. Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrum des äusseren Uni versalgelenkes relativ zur Schwenkachse des Rades gegen die Fahrzeugmitte hin versetzt ist. 9. Verwendung nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung des Rades un gleich lange Querlenker umfasst.
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Also Published As
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