DE102011052474A1 - Gelenkanordnung zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Gelenkanordnung zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung, insbesondere Glaeichlauf- oder Tripodengelenk, zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit einem Gelenkgehäuse (4), mit einer Eingangswelle (6), die fest mit dem Gelenkgehäuse (4) verbunden ist, mit einer Gelenkwelle (8), die drehfest über eine Tripod-Lagerung (10) in dem Gelenkgehäuse (4) angeordnet ist, wobei eine biegeelastische Verbindungsanordnung (14) über einen Einspannbereich (20) mit der Eingangswelle (6) verbunden ist, wobei die biegeelastische Verbindungsanordnung (14) mindestens einen definierten Biegebereich (16, 34) vorsieht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung, insbesondere Gleichlauf- oder Tripodengelenk, zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit einem Gelenkgehäuse, mit einer Eingangswelle, die fest mit dem Gelenkgehäuse verbunden ist, mit einer Gelenkwelle, die drehfest über eine Tripod-Lagerung in dem Gelenkgehäuse angeordnet ist, wobei eine biegeelastische Verbindungsanordnung vorgesehen ist, die die Eingangswelle und die Gelenkwelle miteinander verbindet, wobei die biegeelastische Verbindungsanordnung über einen Einspannbereich mit der Eingangswelle verbunden ist.
  • Die Einsatzmöglichkeiten dieser Gelenkanordnungen sind vielfältig. Bei Kraftfahrzeugen finden derartige Gelenkanordnungen insbesondere bei homokinetischen Antriebssträngen Verwendung, bei denen hohe Leistungen zu übertragen sind, beispielsweise im Rennsport. Hierbei wird in einer Anwendung die Abtriebsachse des Antriebsstranges über eine derartige Gelenkanordnung mit der Gelenkwelle verbunden, die wiederum mit einer Radnabe gekoppelt ist.
  • Aus der DE 10 2007 015 413 A1 ist nun eine Gelenkanordnung bekannt, die ein biegeelastisches Verbindungsstück zwischen Eingangswelle und Gelenkwelle vorsieht, das die Beweglichkeit gewährleisten soll, wobei das biegeelastische Verbindungsstück sowohl in der Eingangswelle als auch in der Gelenkwelle angeordnet ist. Diese Gelenkanordnung weist nun den Nachteil auf, dass insbesondere bei einer Ausführungsform mit einem Verbindungsstab bei großen Ein- und Ausfederwegen bzw. bei starken Lenkbewegungen dieser derart biegebelastet wird, dass dies zu einem Bruch des Verbindungsstabes führen kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Gelenkanordnung zu schaffen, die den oben genannten Nachteil vermeidet, und die bei höchster Belastbarkeit eine Verliersicherheit der Gelenkwelle gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die biegeelastische Verbindungsanordnung mindestens einen definierten Biegebereich vorsieht. Auf diese Weise ist es möglich, eine Gelenkanordnung vorzusehen, die auf besonders kostengünstige und einfache Weise eine hohe Beweglichkeit bei gleichzeitiger hoher Positionsgenauigkeit gewährleistet. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die biegeelastische Verbindungsanordnung einen biegeelastischen, den Biegebereich definierenden stabförmigen Bereich aufweist, und einen Gelenkkopf zur Lagerung der elastischen Verbindungsanordnung mittels eines Gelenkes in der Gelenkwelle aufweist. Um den Verschleiß für das Gelenk möglichst gering zu halten und die Biegebelastung für den Biegebereich zu minimieren, ist es vorteilhaft, wenn das Gelenk als Kugelgelenk ausgebildet ist, dessen Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt der Tripod-Lagerung übereinstimmt. Hierbei kann das Gelenk ein zweischaliges Gegenstück aufweisen, wobei der Gelenkkopf mittels eines Sicherungsringes axial im Gegenstück gesichert ist.
  • Um den Biegebereich noch deutlicher zu definieren, ist es vorteilhaft, wenn der stabförmige Bereich zumindest teilweise konisch ausgeführt ist. Um eine weitere Minimierung der Biegespannung zu erreichen, kann der stabförmige Bereich zumindest teilweise auch ellipsoidisch ausgeführt sein.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Einspannbereich eine elastisch verformbare Membran, insbesondere als Deckelelement, aufweist, welche einen elastischen Biegebereich auf einfache und kostengünstige Weise bildet. Hierbei kann die Membran des Weiteren das Gelenkgehäuse fluiddicht abschließen.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die biegeelastische Verbindungsanordnung axial vorgespannt ist. Hierbei kann ein Spannelement vorgesehen sein, das über eine Gewindeverbindung mit dem Einspannbereich verbunden ist und das an einer axialen Fläche der Eingangswelle abgestützt ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt:
  • 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung, und
  • 2 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung.
  • 1 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 2 zum Einsatz in einem nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeug. Die dargestellte Gelenkanordnung 2 dient insbesondere der Verbindung einer nicht dargestellten Radnabe mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges. Hierzu weist die Gelenkanordnung 2 ein Gelenkgehäuse 4 auf, das im vorliegenden Ausführungsfall einstückig mit einer Eingangswelle 6 verbunden ist, wobei die Eingangswelle 6 eine Abtriebswelle des Antriebsstranges darstellen kann. Im Gelenkgehäuse 4 ist eine Gelenkwelle 8 auf bekannte Weise über eine Tripod-Lagerung 10 angeordnet. Eine Membrane 12 sorgt hierbei für eine flexible Abdichtung des Gelenkgehäuses 4. Um nun eine hohe Beweglichkeit bei gleichzeitig hoher Positioniersicherheit der Eingangswelle 8 zu gewährleisten, ist eine biegeelastische Verbindungsanordnung 14 vorgesehen. Diese biegeelastische Verbindungsanordnung 14 weist erfindungsgemäß einen definierten Biegebereich 16 auf. Die biegeelastische Verbindungsanordnung 14 besteht im ersten Ausführungsbeispiel aus einem stabförmigen Bereich 18, der leicht konisch ausgeführt ist, um den Biegebereich 16 zu definieren. Bei einer nicht weiter dargestellten Ausführungsform ist es darüber hinaus noch möglich, zumindest einen Teil des stabförmigen Bereiches 18 ellipsoidisch auszuführen, um die Biegespannungen noch weiter zu minimieren. Der stabförmige Bereich weist einen Einspannbereich 20 auf, der fest in der Eingangswelle 6 angeordnet ist. Im vorliegenden Fall wird diese Verbindung über ein Spannelement 22 hergestellt, das über ein Gewinde 24 mit dem Einspannbereich 20 verbunden ist. Das Spannelement 22 stützt sich auf bekannte Weise an einer Axialfläche 26 ab, derart, dass eine Drehung des Spannelementes 22 die Verbindungsanordnung 14 axial vorspannt. Des Weiteren weist der stabförmige Bereich 20 einen Gelenkkopf 28 auf, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kugelkopf ausgebildet ist. Dieser Kugelkopf 28 ist in einem zweischaligen Gegenstück 30 gelagert und axial durch einen Sicherungsring 32 gesichert. Ein Auslenken der Gelenkwelle 8 in Bezug auf die Eingangswelle 6, beispielsweise beim Ein- oder Ausfedern eines Rades, verursacht nun lediglich eine definierte Biegung im Biegebereich 16. Die Vorspannung der Verbindungsanordnung 18 ist auf besonders einfache Weise durch das durch die Eingangswelle 6 geführte Spannelement 22 zu erreichen. Auf diese Weise sind die Eingangswelle 6 und die Gelenkwelle 8 zug- und druckfest durch die Verbindungsanordnung 14 miteinander verbunden.
  • 2 zeigt eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 2. Auch hier ist die Eingangswelle 6 wieder einstückig mit dem Gelenkgehäuse 4 ausgebildet. Die biegeelastische Verbindungsanordnung 18 ist auch im vorliegenden Fall über ein Kugelgelenk 28 in einem zweischaligen Gelenkkopf 30 angeordnet und durch eine Sicherungsscheibe 32 axial gesichert. Der Einspannbereich 20 weist im vorliegenden Fall jedoch eine elastisch verformbare Membran 34 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel den Biegebereich bildet. Eine derartige Ausführungsform bietet insbesondere den Vorteil, dass der stabförmige Bereich 18 kürzer und steifer ausgeführt werden kann. Außerdem kann die Gelenkwelle durch eine derartige, als Deckelelement fungierende, Membran 34 auch noch fluiddicht abgedichtet werden.
  • Denkbar ist natürlich auch, die beiden Ausführungsformen gemäß 1 und 2 zu kombinieren, um die Biegebelastung in den jeweiligen Biegebereichen noch weiter zu minimieren.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007015413 A1 [0003]

Claims (9)

  1. Gelenkanordnung zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit einem Gelenkgehäuse (4), mit einer Eingangswelle (6), die fest mit dem Gelenkgehäuse (4) verbunden ist, mit einer Gelenkwelle (8), die drehfest über eine Tripod-Lagerung (10) in dem Gelenkgehäuse (4) angeordnet ist, wobei eine biegeelastische Verbindungsanordnung (14) über einen Einspannbereich (20) mit der Eingangswelle (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die biegeelastische Verbindungsanordnung (14) mindestens einen definierten Biegebereich (16, 34) vorsieht.
  2. Gelenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die biegeelastische Verbindungsanordnung (14) einen biegeelastischen, den Biegebereich (16) definierenden stabförmigen Bereich (18) aufweist und einen Gelenkkopf zur Lagerung der elastischen Verbindungsanordnung mittels eines Gelenkes in der Gelenkwelle aufweist.
  3. Gelenkanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk als Kugelgelenk (28, 30) ausgebildet ist, dessen Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt der Tripod-Lagerung (10) übereinstimmt.
  4. Gelenkanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (28, 30) ein zweischaliges Gegenstück (30) aufweist, wobei der Gelenkkopf (28) mittels eines Sicherungsringes (32) axial im Gegenstück (30) gesichert ist.
  5. Gelenkanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der stabförmige Bereich (18) zumindest teilweise konisch ausgeführt ist.
  6. Gelenkanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der stabförmige Bereich (18) zumindest teilweise im ellipsoidisch ausgeführt ist.
  7. Gelenkanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Membran (34) die Gelenkwelle (8) fluiddicht abschließt.
  8. Gelenkanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die biegeelastische Verbindungsanordnung (14) axial vorgespannt ist.
  9. Gelenkanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannelement (22) vorgesehen ist, das über eine Gewindeverbindung (24) mit dem Einspannbereich (20) verbunden ist und das an einer Axialfläche (26) der Eingangswelle (6) abgestützt ist.
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