DE102016204998A1

DE102016204998A1 - Kreuzgelenk für Kardanwelle sowie Kardanwelle mit Kreuzgelenk

Info

Publication number: DE102016204998A1
Application number: DE102016204998.4A
Authority: DE
Inventors: Rupert Turrina
Original assignee: Hirschvogel Umformtechnik GmbH
Current assignee: Hirschvogel Umformtechnik GmbH
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2017-09-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kreuzgelenk (30) aufweisend einen Grundkörper (31) und zwei Paare (P1, P2) von Achszapfen (32, 33). Die Achszapfen (32, 33) eines jeden der beiden Paare (P1, P2) sind bezüglich des Grundkörpers (31) einander gegenüberliegend und sich vom Grundkörper (31) weg erstreckend vorgesehen und sie weisen eine gemeinsame Längsachse (L32, L33) auf. Die Längsachse (L32, L33) eines der Achszapfenpaare (P1, P2) und die Längsachse (L32, L33) des anderen Achszapfenpaares (P1, P2) weisen keinen Schnittpunkt auf, sind also zueinander versetzt vorgesehen. Die Erfindung betrifft ferner eine Kardanwelle (1) mit wenigstens einem der erfindungsgemäßen Kreuzgelenke (30).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kreuzgelenk (im Folgenden auch Kardangelenk genannt) für eine Kardanwelle sowie eine Kardanwelle mit einem solchen Kreuzgelenk.
Aus dem Stand der Technik sind Kardanwellen grundsätzlich bekannt. Eine Kardanwelle setzt sich im Wesentlichen aus zwei Wellen bzw. Wellenabschnitten zusammen, welche mittels wenigstens eines Kardangelenkelements verbunden sind. Eine Kardanwelle dient traditionell zur Drehmomentübertragung in Kraftfahrzeugen zwischen Motor/Getriebe und einer angetriebenen Achse (meist die Hinterachse). Die Welle überbrückt dabei die beträchtliche Distanz zwischen den vorbezeichneten Komponenten. Bei federnder Bewegung der (Hinter-)Achse erfährt das Kardangelenk dabei eine Beugung. Der Beugewinkel bzw. die Neigung der Wellen zueinander darf während der Drehmomentübertragung verändert werden.
1 zeigt beispielhaft eine Explosionsdarstellung einer bekannten Kardanwelle 1000. Die gezeigte Kardanwelle 1000 weist dabei zwei Wellen bzw. Wellenabschnitte 100, 200 auf, welche an ihren einander zugewandten Enden jeweils eine Gleitgabel bzw. Gelenkgabel 101, 201 aufweisen. Die zwei Gleitgabelschenkel 102, 202 einer Gleitgabel 101, 201 weisen jeweils eine miteinander fluchtende Bohrung 103, 203 auf.
Das zur Verbindung der Wellenabschnitte 100, 200 vorgesehene bekannte Kreuzgelenk 300, welches in 9 in stark vereinfachter Form dargestellt ist, weist einen Grundkörper 301 auf, von dem sich zwei Paare P₃₀₂, P₃₀₃ von Achszapfen 302, 303 erstrecken. Die Achszapfen 302, 303 eines Achszapfenpaares P₃₀₂, P₃₀₃ haben jeweils eine gemeinsame Längsachse L₃₀₂, L₃₀₃. Das Kreuzgelenk 300 ist dabei derart ausgebildet, dass sich die beiden Längsachsen L₃₀₂, L₃₀₃ in einem rechten Winkel schneiden. Mithin weist somit das Kreuzgelenk 300 zwei rechtwinklig gekreuzte Achsstummelpaare P₃₀₂, P₃₀₃ auf.
Zur Verbindung der Wellenabschnitte 100, 200 ist jeweils ein Achszapfenpaar P₃₀₂, P₃₀₃ in ein Gleitgabelschenkelpaar P₁₀₂, P₂₀₂ eingesetzt, wobei diese mittels auf den Achszapfen 302, 303 jeweils vorgesehenen Lagerbuchsen 500 gelenkig bzw. beweglich miteinander verbunden sind.
In 2 ist eine bekannte Kardanwelle 1000 im zusammengesetzten Zustand vereinfacht dargestellt. Die beiden dargestellten Wellen(abschnitte) 100, 200 sind in einem bestimmten Winkel β zueinander geneigt. Dieser kann je nach Einsatzzweck auch während des laufenden Betriebs variieren. Dreht sich nun ein als Antriebswelle ausgebildeter erster Wellenabschnitt 100 mit einer gleichförmigen Winkelgeschwindigkeit ω1, so bewegt sich der hier als angetriebene Welle ausgebildeter andere Wellenabschnitt 200 mit veränderlicher Winkelgeschwindigkeit ω2 ungleichförmig. Es entsteht folglich ein Vor- bzw. Nacheilen des Drehwinkels in Form einer sinusähnlichen Schwankung der Winkelgeschwindigkeit ω2 der angetriebenen Welle 200. Diese Ungleichförmigkeit zwischen den beiden Wellenabschnitten 100, 200, welche unter dem bestimmten Winkel β zueinander geneigt sind, nennt man auch „Kardanfehler“. Mit steigendem Beugungswinkel β wächst die Ungleichförmigkeit.
Einzelne Kardangelenke 300 werden in der Regel nur dort verwendet, wo eine Ungleichförmigkeit der Drehung, also ein Kardanfehler, zulässig ist. Ist ein Kardanfehler jedoch nicht zulässig, so kann diese Ungleichförmigkeit durch die Verbindung der beiden Wellenabschnitte 100, 200 mittels zweier Kardangelenke 300 hintereinander (verbunden bzw. bereitgestellt durch ein wellenförmiges Verbindungselement 400; vgl. 3 und 4) oder durch Verwendung eines Doppelkardangelenks (vgl. 5 und 6) aufgehoben werden. Um einen Kardanfehler auszuschließen, sind insbesondere die beiden im Folgenden beschriebenen Voraussetzungen zu erfüllen:
Mit Verweis auf 3a ist der dargestellte Beugewinkel γ, γ‘ an beiden Enden gleich groß. Mit anderen Worten müssen die beiden Wellenabschnitte 100, 200 der Kardanwelle 1000 parallel ausgerichtet sein. 3b zeigt ein Beispiel, wo dies nicht der Fall ist und somit ein Kardanfehler vorliegt.
Eine weitere Voraussetzung ist es, dass die Gabel-Ebenen (dargestellt durch die Pfeile in 4a) gleich sind. Es kommt somit auf die richtige Gabelstellung bei Verwendung von hier zwei Kardangelenken an. Insbesondere müssen die beiden inneren Gleitgabeln 401 in einer Ebene liegen, wie dies in 4a gezeigt ist. Ein Versatz der Gabel-Ebene um 90°, wie in 4b dargestellt, würde einen Kardanfehler zur Folge haben.
5 und 6 zeigen eine weitere bekannte Ausgestaltungsform einer Kardanwelle 1000 als Explosionsdarstellung (5) und im zusammengebauten Zustand (6). Die beiden Wellenabschnitte 100, 200 sind hier mittels zweier Kardangelenke 300 über ein ringförmiges Verbindungselement 400 miteinander verbunden. Die Gleitgabelschenkel 402 der Gleitgabeln 401 des Rings 400 sind hier als integral ausgebildete Vorsprünge bzw. Flanschbereiche ausgebildet, welche von der Peripherie des Rings 400 axial vorstehen, um jeweils ein gegenüberliegendes Gleitgabelschenkelpaar P₄₀₂ zu bilden. Zur Verbindung der Wellenabschnitte 100, 200 ist jeweils eines der Achszapfenpaare P₃₀₂ der Kreuzgelenke 300 in ein Gleitgabelschenkelpaar P₁₀₂, P₂₀₂ einer der Wellen 100, 200 eingesetzt, und das andere der Achszapfenpaare P₃₀₃ der Kreuzgelenke 300 ist in ein Gleitgabelschenkelpaar P₄₀₂ des Rings 400 eingesetzt. Auf den Achszapfen 302, 303 können zur gelenkigen bzw. beweglichen Verbindung mit den Gleitgabelschenkeln 102, 202, 402 jeweils Lagerbuchsen 500 vorgesehen sein, wie zuvor bereits beschrieben. Die Gleitgabeln 401 des Rings 400 liegen dabei bevorzugt in einer Ebene.
Aufgrund des gegebenen Aufbaus einer Kardanwelle 1000 mit an die Anforderungen angepasst dimensionierten Kreuzgelenk 300 und Gleitgabeln 101, 201, 401 ergibt sich zwangsläufig ein maximal möglicher Abkippwinkel nach links/rechts bzw. oben/unten und somit auch ein maximal möglicher Abkippwinkel in beide Richtungen.
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es nunmehr eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kreuzgelenk für eine Kardanwelle sowie eine Kardanwelle mit einem entsprechenden Kreuzgelenk bereitzustellen, welche optimiert ausgelegt werden können, um beispielsweise die Steifigkeit und/oder die Abkippwinkel und/oder die Gewichtseinsparung der Kardanwelle zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Kreuzgelenk bereitgestellt, welches einen Grundkörper und zwei Paare von Achszapfen aufweist. Die Achszapfen eines jeden der beiden Paare sind bezüglich des Grundkörpers einander gegenüberliegend und sich vom Grundkörper weg erstreckend vorgesehen. Ferner weisen die Achszapfen eines jeden der beiden Paare eine gemeinsame Längsachse auf. In einer bevorzugten Ausgestaltungsform sind die Längsachsen der beiden Achszapfenpaare in einem rechten Winkel zueinander angeordnet; das Kreuzgelenk ist somit im Wesentlichen symmetrisch kreuzförmig ausgebildet. Erfindungsgemäß weist die Längsachse eines der Achszapfenpaare und die Längsachse des anderen Achszapfenpaares keinen Schnittpunkt miteinander auf. Mit anderen Worten sind die beiden Längsachsen zueinander versetzt vorgesehen.
Mittels des erfindungsgemäßen Kreuzgelenks – also der asymmetrischen Anordnung des Kreuzgelenks – wird es ermöglicht, bei unveränderter Ausgestaltung der übrigen Kardanwellenelemente (also beispielsweise Gleitgabeln) den Abkippwinkel der durch das Kreuzgelenk verbundenen Wellen zueinander deutlich zu erhöhen. Während bei einem herkömmlichen Kreuzgelenk beispielsweise der höchstmögliche Abkippwinkel nach links 9,2° beträgt (wenn alle restlichen Winkel auf 0° gesetzt sind) und der höchstmögliche Abkippwinkel nach oben ebenfalls 9,2° beträgt (wenn alle restlichen Winkel auf 0° gesetzt sind), oder der höchstmögliche gleiche Abkippwinkel in beide Richtungen maximal jeweils 6,5° beträgt (vergleiche die Detailansicht in 7, in der die Kollisionsstelle bei 6,6° gezeigt ist), ergibt sich beispielsweise bei einem Versatz X der Längsachsen um beispielsweise 7mm bereits ein höchstmöglicher Abkippwinkel nach links bzw. nach oben von jeweils bis zu 22° (wenn alle restlichen Winkel auf 0° gesetzt sind) und ein höchstmöglicher gleicher Abkippwinkel in beide Richtungen von jeweils 16° (vergleiche 8, in der die Kollisionsstelle bei 16,1° dargestellt ist). Somit kann in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Abkippwinkel schon bei einem Versatz der Längsachsen von nur 7mm mehr als verdoppelt werden.
Der sich durch den Versatz ergebende zusätzliche Freiraum (vgl. auch 16 und zugehörige Beschreibung) kann selbstverständlich auch genutzt werden, um beispielsweise entsprechende Kardanwellenelemente (beispielsweise die Gleitgabeln oder die Wellen) zu versteifen und somit eine verbesserte Stabilität der Kardanwelle(nelemente) gegen Verbiegen bereitzustellen. Somit können bei im Wesentlichen gleicher Dimensionierung der Außenmaße der Kardanwelle die Übertragungskräfte der mittels eines erfindungsgemäßen Kreuzgelenks gebildeten Kardanwelle deutlich erhöht werden.
Der sich durch den Versatz ergebende Freiraum kann des Weiteren auch dahingehend genutzt werden, eine mittels des erfindungsgemäßen Kreuzgelenks gebildete Kardanwelle insgesamt in ihren Dimensionen zu verkleinern; also beispielsweise die Gleitgabeln derart zu verkleinern/verkürzen, dass Abkippwinkel wie bei einem herkömmlichen Kreuzgelenk erzielt werden können. Somit kann insgesamt der Bauraum einer entsprechenden Kardanwelle und insbesondere auch der Materialeinsatz reduziert werden, so dass insgesamt eine Gewichtseinsparung erzielt werden kann.
Selbstverständlich ist auch eine Kombination der vorbeschriebenen Vorteile durch entsprechende Optimierung einer mit einem erfindungsgemäßen Kreuzgelenk gebildeten Kardanwelle denkbar. Insgesamt ergibt sich somit bevorzugt eine Verbesserung des Verhältnisses von minimalem Gewicht er Kardanwelle zu maximaler Übertragung des Drehmoments derselben.
Erstaunlicherweise hat sich ferner herausgestellt, dass sich trotz des Achsversatzes X im Wesentlichen keine oder nur eine marginale Veränderung des Kardanfehlers ergibt. Somit ist der Einfluss der vorliegenden Erfindung auf den Kardanfehler vernachlässigbar klein. Im Übrigen können Übliche Maßnahmen getroffen werden, um den Kardanfehler zu verringern oder zu eliminieren.
Wie bereits erwähnt, kann ein bevorzugter Versatz bzw. Abstand der beiden Längsachsen beispielsweise 7mm betragen. Bevorzugt ist insbesondere ein entsprechender Achsabstand von circa 1mm bis 15mm vorteilhaft, vorzugsweise 3mm bis 10mm. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorbezeichneten Werte beschränkt.
Die Achszapfen können eine bezüglich der zugeordneten Längsachse koaxial verlaufende, also umlaufende Lauffläche aufweisen. Diese dient insbesondere im Zusammenspiel mit der die Achszapfen aufnehmenden Gleitgabel einer Kardanwelle zur beweglichen Verbindung der Bauteile.
Zur besseren und sicheren Übertragung einer Relativbewegung der Kardanwellenbauteile untereinander kann das Kreuzgelenk ferner eine Lagerbuchse je Achszapfen aufweisen, welche bevorzugt auf der Lauffläche des jeweiligen Achszapfens gleitend vorgesehen ist. Diese Lagerbuchse wiederum ist derart vorgesehen, dass sie in den Gleitgabeln derart aufgenommen ist, um eine Relativbewegung zwischen Kreuzgelenk und Gleitgabel der Wellenabschnitte der Kardanwelle zu ermöglichen.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch eine Kardanwelle selbst, welche ein erfindungsgemäßes Kreuzgelenk aufweist. In seiner einfachsten Ausgestaltungsform weist eine solche Kardanwelle zudem eine erste Welle (im Rahmen der Erfindung auch als (erster) Wellenabschnitt bezeichnet) mit einer ersten Gleitgabel zur Aufnahme eines der Paare von Achszapfen auf, wobei die erste Gleitgabel an einem Ende der ersten Welle vorgesehen ist. Des Weiteren weist die Kardanwelle eine zweite Welle (im Rahmen der Erfindung auch als (zweiter) Wellenabschnitt bezeichnet) mit einer zweiten Gleitgabel zur Aufnahme des anderen Paares von Achszapfen auf, wobei die zweite Gleitgabel an einem Ende der zweiten Welle vorgesehen ist. Das Kreuzgelenk ist dann derart in den Gleitgabeln der Wellen aufgenommen, dass die Längsachse des einen Achszapfenpaares bezüglich der Längsachse des anderen Achszapfenpaares zu der das eine Achszapfenpaar aufnehmenden Gleitgabel (bzw. Welle) hin versetzt vorgesehen ist. Mit anderen Worten ist also die Längsachse eines Achszapfenpaares zu der jeweils dieses Achszapfenpaar aufnehmenden Welle bzw. Gleitgabel hin bezüglich der jeweils anderen Längsachse versetzt vorgesehen. Die Längsachsen sind also zu der ihnen zugeordneten Gleitgabel/ Welle hin versetzt.
Durch das entsprechende Vorsehen des erfindungsgemäßen Kreuzgelenks in einem entsprechenden Kardanwellensystem können die bereits zuvor bezeichneten Vorteile zur Versteifung und/oder Gewichtsoptimierung und/oder Winkelvergrößerung des Abkippwinkels erzielt werden. Selbstverständlich ist auch eine Kombination der genannten Vorteile denkbar.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ebenso eine Kardanwelle mit wenigstens zwei erfindungsgemäßen Kreuzgelenken. Dabei ist ferner eine erste Welle mit einer Gleitgabel zur Aufnahme eines der Paare von Achszapfen des ersten Kreuzgelenks vorgesehen, wobei die erste Gleitgabel an einem Ende der ersten Welle vorgesehen ist. Eine zweite Welle mit einer zweiten Gleitgabel zur Aufnahme eines der Paare von Achszapfen des zweiten Kreuzgelenks ist ferner vorgesehen, wobei die zweite Gleitgabel an einem Ende der zweiten Welle vorgesehen ist. Des Weiteren ist ein Verbindungselement zur drehbaren Verbindung der ersten und zweiten Welle mit einer dritten Gleitgabel und einer vierten Gleitgabel bereitgestellt, die an axial gegenüberliegenden Enden des Verbindungselements vorgesehen sind. Die dritte und vierte Gleitgabel dienen zur Aufnahme der jeweils anderen Achszapfenpaare des ersten und zweiten Kreuzgelenks. Wenigstens eines der Kreuzgelenke, vorzugsweise beide Kreuzgelenke sind nun derart in der Gleitgabel der jeweiligen Welle und der Gleitgabel des jeweiligen Verbindungselements aufgenommen, dass die Längsachse des einen Achszapfenpaares bezüglich der Längsachse des anderen Achszapfenpaares zur der das eine Achszapfenpaar aufnehmenden Gleitgabel (bzw. Welle oder Verbindungselement) hin versetzt vorgesehen ist. Wie auch bei dem vorbezeichneten Ausführungsbeispiel ist auch hier das erfindungsgemäße Kreuzgelenk derart vorgesehen, dass die Längsachsen der entsprechenden Achszapfenpaare zu der ihnen zugeordneten Gleitgabel/Welle/ Verbindungselement bezüglich der anderen Längsachse hin versetzt vorgesehen sind. Die sich hieraus ergebenden Vorteile sind zuvor bereits dargelegt worden und ergeben sich in gleicher Weise auch für die letztgenannte Kardanwelle. Insofern wird auf obige Ausführungen verwiesen.
Das Verbindungselement kann eine dritte Welle (im Rahmen der Erfindung auch als (dritter) Wellenabschnitt bezeichnet) sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass diese als Ring ausgebildet und somit möglichst kompakt ist. Es ist im Übrigen auch denkbar, dass sich das Verbindungselement selbst wiederum aus mehreren miteinander mittels Kreuzgelenken verbundenen Einzelelementen zusammensetzt, die im Wesentlichen wie oben beschrieben ausgestaltet sind. Das Verbindungselement kann also mehrteilig bzw. mehrgliedrig ausgebildet sein, wobei die einzelnen Teile bzw. Glieder des Verbindungselements untereinander mit Kreuzgelenken, bevorzugt mit erfindungsgemäßen Kreuzgelenken beweglich verbunden sind. Die einzelnen Teile des mehrteiligen Verbindungselements weisen vorzugsweise Gleitgabeln an ihren entgegengesetzten Enden zur Aufnahme jeweils eines Achszapfenpaares auf. Die einzelnen Teile bzw. Glieder sind also im Wesentlichen wie das vorbeschriebene einteilige Verbindungselement aufgebaut.
Um einen Kardanfehler möglichst zu vermeiden bzw. zu eliminieren, können die Längsachsen der einen Achszapfenpaare parallel zueinander ausgerichtet sein und die Längsachsen der anderen Achszapfenpaare parallel zueinander ausgerichtet sein. Ferner können die Längsachsen der ersten und zweiten Welle parallel zueinander ausgerichtet sein. Bei einem mehrgliedrigen Verbindungselement sind bevorzugt immer die Gleitgabeln eines Verbindungselements gleich ausgerichtet, um einem möglichen Kardanfehler entgegenzuwirken und diesen bestenfalls zu eliminieren.
Die Gleitgabeln können sich axial von der jeweiligen Welle bzw. dem Verbindungselement weg erstreckende Paare von Gleitgabelschenkel aufweisen. Diese Gleitgabelschenkel können bevorzugt jeweils eine Achszapfenaufnahme zur Aufnahme eines der Achszapfen aufweisen. Wenigstens eine der Gleitgabeln kann C-förmig mit einem mit der Welle bzw. dem Verbindungselement verbundenen Verbindungsschenkel sowie den sich von dem Verbindungsschenkel weg erstreckenden Gleitgabelschenkel aufweisen. Insbesondere sind die Achszapfenaufnahmen eines Gleitgabelschenkelpaares bevorzugt als miteinander fluchtende Bohrungen – welche bevorzugt identisch ausgebildet sind – zur Aufnahme eines der Achszapfenpaare ausgebildet. Die Längsachse eines Achszapfenpaares ist im aufgenommenen bzw. eingesetzten Zustand derselben in den Achszapfenaufnahmen koaxial zu der Bohrung angeordnet. Mitunter kann das erfindungsgemäße Kreuzgelenk mit herkömmlichen Kardanwellenelementen verbunden werden. Diese Kardanwellenelemente, wie beispielsweise die Gleitgabeln, können den Anforderungen entsprechend aufgrund des erfindungsgemäßen Kreuzgelenks dann weiter optimiert ausgebildet werden. Beispielsweise ist hier eine Versteifung der Wellen bzw. Gleitgabeln oder eine Verringerung derer Dimensionen denkbar.
Jeder Achszapfen kann eine Lagerbuchse aufweisen, welche auf einer Lauffläche des jeweiligen Achszapfens gleitend vorgesehen ist. Die Lagerbuchsen sind dann in den Gleitgabeln aufgenommen, vorzugsweise jeweils in einer der vorbezeichneten Achszapfenaufnahmen. Auf diese Weise wird eine besonders effektive Verbindung zwischen Kreuzgelenk und den zu verbindenden Wellenabschnitten bereitgestellt. Hierzu wird auch auf obige Ausführungen verwiesen.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Kardanwelle gemäß dem Stand der Technik,
2 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer Kardanwelle gemäß dem Stand der Technik,
3 eine vereinfachte perspektivische Prinzipdarstellung einer Kardanwelle gemäß dem Stand der Technik,
4 eine vereinfachte perspektivische Prinzipdarstellung einer Kardanwellen gemäß dem Stand der Technik,
5 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Kardanwelle mit Ring als Verbindungselement gemäß dem Stand der Technik,
6 eine perspektivische Ansicht einer Kardanwelle mit Ring als Verbindungselement gemäß dem Stand der Technik, wie in 5 dargestellt,
7 eine perspektivische Detailansicht von Gleitgabeln einer Kardanwelle gemäß dem Stand der Technik bei Kollision der Gleitgabeln,
8 eine perspektivische Detailansicht von Gleitgabeln einer erfindungsgemäßen Kardanwelle bei Kollision der Gleitgabeln,
9 eine perspektivische Prinzipdarstellung eines Kreuzgelenks gemäß dem Stand der Technik,
10 eine perspektivische Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Kreuzgelenks,
11 eine perspektivische Detailansicht (11a) einer erfindungsgemäßen Kardanwelle ohne erfindungsgemäßes Kreuzgelenk mit zwei weiter vergrößerten Detailansichten (11b und 11c),
12 eine perspektivische Detailansicht einer Gleitgabel gemäß dem Stand der Technik,
13 perspektivische Detailansichten erfindungsgemäßer optimierter Gleitgabeln einer erfindungsgemäßen Kardanwelle,
14 eine perspektivische Detailansicht einer erfindungsgemäßen Kardanwelle im Bereich eines Gabelendes einer Gabel sowie dem gegenüberliegenden Gabelboden einer entsprechend anderen Gleitgabel,
15 eine perspektivische Detailansicht einer erfindungsgemäßen Kardanwelle im Bereich zweier mittels erfindungsgemäßem Kreuzgelenk in Verbindung stehender Gleitgabeln, und
16 eine Darstellung des kleinsten Abstandes zwischen zwei Gelenken bzw. Gleitgabeln bei Verwendung eines herkömmlichen Kreuzgelenks sowie des erfindungsgemäßen Kreuzgelenks.
10 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Kreuzgelenks 30 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Kreuzgelenk 30 weist grundsätzlich einen Grundkörper 31 auf. Des Weiteren weist das Kreuzgelenk 30 zwei Paare P1, P2 von Achszapfen 32, 33 auf. Die Achszapfen 32, 33 eines jeden der beiden Paare P1, P2 liegen bezüglich des Grundkörpers 31 einander gegenüber und erstrecken sich vom Grundkörper 31 weg. Dies ergibt gemäß der gezeigten Ausgestaltungsform nach 10 eine im Wesentlichen kreuzförmige Gestalt des Kreuzgelenks 30.
Die beiden Achszapfen 32, 33 eines jeden der beiden Paare P1, P2 weisen eine gemeinsame Längsachse L32, L33 auf. Wie in 10 gezeigt, können die Längsachsen L32, L33 der beiden Achszapfenpaare P1, P2 bevorzugt in einem rechten Winkel zueinander angeordnet sein. Die Erfindung ist jedoch nicht auf einen entsprechenden Winkel beschränkt.
Im Gegensatz zu dem bekannten Kreuzgelenk 300, wie in 9 dargestellt, weisen die Längsachse L32 eines der Achszapfenpaare P1 und die Längsachse L33 des anderen Achszapfenpaares P2 erfindungsgemäß keinen Schnittpunkt miteinander auf. Mit anderen Worten sind die Längsachsen L32, L33 voneinander beabstandet bzw. versetzt; insbesondere um einen definierten Betrag X.
Der Abstand bzw. Versatz der beiden Längsachsen L32, L33 (also der Betrag X) beträgt bevorzugt 1mm bis 15mm, weiter bevorzugt 3mm bis 10mm und besonders bevorzugt 7mm. Die Erfindung ist selbstverständlich auf die vorbezeichneten Beträge X nicht beschränkt. Diese dienen lediglich als Beispiele. Der definierte Abstand kann je nach Dimension der Kardanwelle 1, für die das Kreuzgelenk 30 zu verwenden ist, und auch aus anderen Gründen von den vorbezeichneten Werten in beliebiger Weise abweichen, sofern das Kreuzgelenk 30 seine ihm zugedachte Funktion der Verbindung zweier rotierender und zueinander abgewinkelter bzw. abzuwinkelnder Wellen 10, 20, 40 erfüllt.
Die Achszapfen 32, 33 können eine bezüglich der zugeordneten Längsachse L32, L33 koaxial verlaufende Lauffläche 34, 35 aufweisen. Diese erstreckt sich folglich umlaufend um die Achszapfen 32, 33 herum und bilden deren äußere Oberfläche.
Bevorzugt sind wenigstens in diesem Bereich die Achszapfen 32, 33 bzw. das Kreuzgelenk 30 gehärtet ausgebildet. Die Lauffläche 34, 35 dient insbesondere als Verbindungsfläche zur beweglichen Verbindung mit/zu den mit dem Kreuzgelenk 30 verbundenen anderen Elementen einer erfindungsgemäßen Kardanwelle 1, wie sie im Weiteren noch beschrieben wird.
Um eine besonders effektive und verschleißarme Verbindung des erfindungsgemäßen Kreuzgelenks 30 mit anderen Elementen einer erfindungsgemäßen Kardanwelle 1 zu ermöglichen, kann das Kreuzgelenk 30 ferner Lagerbuchsen – vergleichbar den Lagerbuchsen 500 aus 1 – je Achszapfen 32, 33 aufweisen. Diese Lagerbuchsen sind bevorzugt auf der entsprechenden Lauffläche 34, 35 des jeweiligen Achszapfens 32, 33 gleitend vorgesehen. Mittels dieser Lagerbuchsen wird eine gleitende Verbindung zwischen dem Kreuzgelenk 30 sowie den anderen Teilen der erfindungsgemäßen Kardanwelle 1 ermöglicht.
In 11a sind beispielhaft zwei Gleitgabeln 10, 20 einer erfindungsgemäßen Kardanwelle 1 dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber ist das erfindungsgemäße Kreuzgelenk 30 in 11 nicht dargestellt. Die erfindungsgemäße Kardanwelle 1 weist folglich ein hier nicht dargestelltes Kreuzgelenk 30 gemäß der Erfindung auf. Dargestellt ist beispielhaft ein Versatz von X = 7mm bei einer Neigung der Wellen 10, 20/40 von 1°.
Des Weiteren weist eine erfindungsgemäße Kardanwelle 1 eine erste Welle 10 mit einer ersten Gleitgabel 11 zur Aufnahme eines der Paare P1 von Achszapfen 32 auf. Die erste Gleitgabel 11 ist dabei an einem Ende der ersten Welle 10 vorgesehen. Die erste Welle 10 ist nur im Ansatz dargestellt.
Die erfindungsgemäße Kardanwelle 1 weist ferner eine zweite Welle 20 mit einer zweiten Gleitgabel 21 zur Aufnahme des anderen Paares P2 von Achszapfen 33 auf. Die zweite Gleitgabel 21 ist an einem Ende der zweiten Welle 20 vorgesehen. Die zweite Welle 20 ist vorliegend nur rein schematisch dargestellt. Es ist vorliegend auch denkbar, dass der in 11a dargestellte untere Teil einen Ausschnitt eines im Weiteren noch beschriebenen Verbindungselements 40 darstellt.
Das Kreuzgelenk 30 der erfindungsgemäßen Kardanwelle 1 ist nun derart in den Gleitgabeln 11, 21 der Wellen 10, 20 aufgenommen, dass die Längsachse L₃₂ des einen Achszapfenpaares P1 bezüglich der Längsachse L₃₃ des anderen Achszapfenpaares P2 zu der das eine Achszapfenpaar P1 aufnehmenden (ersten) Gleitgabel 11 bzw. Welle 10 hin versetzt vorgesehen ist. Folglich ist zwangsläufig die Längsachse L₃₃ des anderen Achszapfenpaares P2 zu der das andere Achszapfenpaar P2 aufnehmender (zweiten) Gleitgabel 21 bzw. Welle 20 hin versetzt vorgesehen. Mithin sind also die Längsachse L₃₂, L₃₃ zu den jeweilig zugeordneten Gleitgabeln 11, 21 bzw. Wellen 10, 20 hin versetzt vorgesehen. In 11a ergibt sich dieser Versatz (Betrag X) folglich dadurch, dass die dargestellten Gleitgabeln 11, 21 in axialer Richtung gesehen weiter voneinander beabstandet sind, als es bei Verwendung eines herkömmlichen Kreuzgelenks 300 der Fall wäre.
Wie bereits angemerkt, kann die erfindungsgemäße Kardanwelle 1 ferner ein Verbindungselement 40 – vergleichbar dem Verbindungselement 400 in den 3 bis 6 – aufweisen, um die erste Welle 10 und zweite Welle 20 drehbar miteinander zu verbinden. Hierzu kann das Verbindungselement 40 eine dritte Gleitgabel 41 (vgl. alternative Darstellung in 11a) und eine vierte Gleitgabel (nicht dargestellt) aufweisen, die an axial gegenüberliegenden Enden des Verbindungselements 40 vorgesehen sind. Das Verbindungselement 40 kann dabei als (dritte) Welle – vergleichbar dem Verbindungselement 400 in den 3 und 4 – oder auch als Ring – vergleichbar dem Verbindungselement 400 in den 5 und 6 – ausgebildet sein. Auch andere Ausgestaltungsformen des Verbindungselements 40 sind prinzipiell denkbar. Auch ist es denkbar, dass zwei Wellen 10, 20 durch mehr als ein Verbindungselement 40 miteinander verbunden sind, wobei dann zwischen den jeweiligen Verbindungselementen 40 ebenfalls entsprechende mittels Gleitgabeln 41 verbundene Kreuzgelenke 30 vorzusehen sind.
Die dritte und vierte Gleitgabel 41 des Verbindungselements 40 dient dann zur Aufnahme der jeweils anderen Achszapfenpaare P2 des ersten und zweiten Kreuzgelenks 30. Wenigstens eine aber bevorzugt beide der erfindungsgemäßen Kreuzgelenke 30 sind dann derart in der entsprechenden Gleitgabel 11, 21 der jeweiligen Welle 10, 20 und entsprechend zugeordneten Gleitgabel 41 des jeweiligen Verbindungselements 40 aufgenommen, dass die Längsachse L₃₂ des einen Achszapfenpaares P1 bezüglich der Längsachse L₃₃ des anderen Achszapfenpaares P2 zu der das eine Achszapfenpaar P1 aufnehmenden Gleitgabel 11, 21 bzw. Welle 10, 20 hin versetzt vorgesehen ist. Mithin sind also die entsprechenden Längsachsen L₃₂, L₃₃ jeweils zu dem die zugehörigen Achszapfen 32, 33 aufnehmenden Bauteil (Gleitgabel 11, 21, 41; Welle 10, 20; Verbindungselement 40) versetzt vorgesehen. Hierdurch ergibt sich der bereits zuvor beschriebene vergrößerte Freiraum zwischen den entsprechenden Gleitgabeln 11, 21, 41, welcher nunmehr auf unterschiedliche Weise vorteilhaft genutzt werden kann.
Zum einen ist es denkbar, die entsprechenden Gleitgabeln 11, 21, 41 kleiner auszugestalten und somit eine erhebliche Gewichtseinsparung sowie Bauraumreduzierung zu erzielen.
Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, die Steifigkeit der Gleitgabeln 11, 21, 41 bzw. der Kardanwellenelemente insgesamt variabel einzustellen. In 13 sind hierzu drei mögliche Beispiele dargestellt. In 12 ist beispielhaft der derzeitige Istzustand einer Gleitgabel 21 dargestellt. Das große Loch 29 im Boden 28 der Gleitgabel 21 sorgt hierbei – unter Erzielung einer Gewichtsreduzierung – für eine gewisse reduzierte Steifigkeit. Durch Auffüllen des Lochs 29 mit entsprechendem Material kann somit die Steifigkeit der Gleitgabel 21 grundsätzlich erhöht werden. Mit Verweis auf 13a ist somit eine Steigerung der Steifigkeit des Bodens 28 der Gleitgabel 21 denkbar, da der freigewordene Freiraum durch den Achsversatz der Längsachsen L₃₂, L₃₃ hier durch Auffüllung mit Material genutzt werden kann. Eine weitere Versteifung ist beispielsweise in 13b dargestellt. Um beispielsweise bei Erhöhung der Steifigkeit einer gleichzeitigen Erhöhung des Gewichts entgegenzuwirken, kann beispielsweise, wie in 13c dargestellt, eine zentrale Öffnung (bspw. Bohrung) 26 in dem Boden 28 der Gleitgabel 21 vorgesehen sein.
Alternativ oder zusätzlich ist des Weiteren auch denkbar, den durch den Versatz der Längsachsen L₃₂, L₃₃ gewonnen Freiraum gänzlich oder wenigstens zum Teil zur Ausnutzung einer Erhöhung des Abkippwinkels der mittels des erfindungsgemäßen Kreuzgelenks 30 verbundenen Kardanwellenelemente zu nutzen.
In 11c und 14 ist beispielsweise dargestellt, wie sich ein vergrößerter Abstand X der Längsachsen L₃₂, L₃₃ auf den Abstand Y zwischen Bodenbereich 28 (48, 16) der einen Gleitgabel 21 (41, 11) und dem Gabelende 17 (27, 47) der anderen Gleitgabel 11 (41, 21) auswirkt. In 11c und 15 ist dargestellt, wie sich ein vergrößerter Abstand X der Längsachsen L₃₂, L₃₃ auf den Abstand Z der Gleitgabeln 11, 21, 41 beispielsweise im Randbereich, also dem ihnen zugeordneten Seitenbereich der Gleitgabeln 11, 21, 41 bzw. deren Gleitgabelschenkel 12, 22, 42, ergibt. Dieser gewonnene Freiraum kann beispielsweise zu einer Verstärkung der Gleitgabel 11, 21, 41 also zur Ausbildung verstärkter Gleitgabelbereiche genutzt werden. In 14 könnte beispielsweise der Bodenbereich 28 (48, 16) zur besseren Stabilität in der Mitte verstärkt werden, wie in 13 dargestellt. In 15 könnte das Randmaterial der Gleitgabeln 21 (41, 11) zur besseren Führung der Lager (also Achszapfen 32, 33 bzw. Lagerbuchsen) verstärkt werden. Insgesamt ergibt sich also ein deutlich vergrößerter Abstand der Gleitgabeln 11, 21, (41), wie er bei definiertem Betrag X von 7mm und definierter Neigung der Wellen 10, 20 (bzw. Verbindungselement 40) von 6° zueinander auch mit Bezug auf 16 im Folgenden noch erläutert wird.
In 16 ist beispielhaft dargestellt, wie sich bei einem Versatz X der Längsachsen L₃₂, L₃₃ der Achszapfenpaare P1, P2 von beispielsweise 7mm und einer Abkippung bzw. Neigung der Wellen 10, 20 bzw. Verbindungselement 40 von 6° in beide Richtungen (also oben bzw. unten sowie rechts bzw. links) der Abstand zwischen den beiden mit dem erfindungsgemäßen Kreuzgelenk 30 verbundenen Gleitgabeln 11, 21, 41 der erfindungsgemäßen Kardanwelle 1 ergibt. Aus dieser Grafik ist ersichtlich, wie groß der quantitative Gewinn an Freiraum durch einen bereits geringen Achsversatz (X = 7mm) der Längsachsen L₃₂, L₃₃ ist. Der kleinste Abstand zwischen den beiden Gleitgabeln 11, 21, 41 schwankt hier während der Drehung der erfindungsgemäßen Kardanwelle 1 zwischen 3,5 und 3,7mm, so dass man bspw. die Gleitgabelschenkel 12, 22, 42 zur Erhöhung der Steifigkeit und Belastbarkeit dicker ausgestalten könnte.
Bei gleicher Abkippung/Neigung von 6° in beide Richtungen und keinem Versatz der Längsachsen L₃₀₂, L₃₀₃ der Achszapfenpaare P₁₀₂, P₂₀₂ – wie bei einem herkömmlichen Kreuzgelenk 1000 bisher üblich (vgl. bspw. 1) – schwankt der kleinste Abstand zwischen den beiden Gleitgabeln 101, 201 zwischen 0,2 und 1,4mm, so dass hier eine Vergrößerung der Abkippung oder Verstärkung von Bauteilen nicht möglich ist, ohne eine Kollision der Gleitgabeln 101, 201 zu verursachen.
Bei Vorliegen eines Verbindungselements 40 können die Längsachsen L₃₂ der einen Achszapfenpaare P1 bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet sein und die Längsachsen L₃₃ der anderen Achszapfenpaare P2 ebenso bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet sein, wie dies vergleichbar in 3a und 4a gezeigt ist. Die Längsachsen der ersten und zweiten Welle 10, 20, also insbesondere der Antriebswelle 10 und der angetriebenen Welle 20, sind ebenso bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet, wie dies vergleichbar in 3a und 4a gezeigt ist. In diesem Fall würde sich bevorzugt der Kardanfehler aufheben. Dasselbe gilt auch bei vorliegen eines mehrgliedrigen Verbindungselements 40, dessen einzelne Glieder ebenfalls mittels (erfindungsgemäßer Kreuzgelenke 30) verbunden sind. Hierzu weisen die Glieder bevorzugt jeweils ebenfalls an ihren gegenüberliegenden Enden je eine Gleitgabel zur Aufnahme eines Paares P1, P2 von Achszapfen 32, 33 auf.
Wieder zurückkommend auf die 11a können die Gleitgabeln 11, 21, 41 sich axial von der jeweiligen Welle 10, 20 bzw. Verbindungselement 40 weg erstreckende Paare von einander gegenüberliegenden Gleitgabelschenkeln 12, 22, 42 aufweisen. Die Gleitgabelschenkel 12, 22, 42 weisen bevorzugt jeweils eine Achszapfenaufnahme 13, 33, 43 zur Aufnahme eines der Achszapfen 32, 33 auf.
Wie 11a ferner zu entnehmen ist, können die Gleitgabeln 11, 21, 41 C-förmig mit einem mit der Welle 10, 20 bzw. Verbindungselement 40 verbundenen Verbindungsschenkel 14, 24, 44, sowie den sich von dem Verbindungsschenkel 14, 24, 44 weg erstreckenden Gleitgabelschenkeln 12, 22, 42 aufweisen. Ist beispielsweise das in 11a dargestellte Verbindungselement 40 als Ring ausgebildet, so erstrecken sich die Gleitgabelschenkel 42 von diesem als Ring ausgebildeten Verbindungsschenkel 42 entsprechend weg zu der anderen Gleitgabel 11, 21, 41 hin.
Die Achszapfenaufnahmen 13, 23, 43 eines Gleitgabelschenkelpaares 12, 22, 42 sind bevorzugt als miteinander fluchtende Bohrungen bzw. Öffnungen 15, 25, 45 zur Aufnahme jeweils eines der Achszapfenpaare P1, P2 ausgebildet. Dabei kann die umlaufende Innenfläche I₁₅, I₂₅, I₄₅ der Bohrung 15, 25, 45 beispielsweise als Lauffläche entsprechend ausgebildet sein; beispielsweise mittels Härten verschleißfest bereitgestellt sein.
Abgeleitet von 1 kann jeder Achszapfen 32, 33 eine entsprechende Lagerbuchse aufweisen, welche auf einer zuvor bereits beschriebenen Lauffläche 34, 35 des jeweiligen Achszapfens 32, 33 gleitend vorgesehen ist. Die Lagerbuchsen sind dann in den Gleitgabeln 11, 21, 41, vorzugsweise jeweils in einer Achszapfenaufnahme 13, 23, 43, aufgenommen. Auf diese Weise kann eine herkömmliche Verbindung des erfindungsgemäßen neuen Kreuzgelenks 30 mit entsprechenden Kardanwellenelementen (hier: Gleitgabeln 11, 21, 41) bereitgestellt werden. Somit kann insbesondere – mit Ausnahme des erfindungsgemäßen Kreuzgelenks 30 – auf im Wesentlichen herkömmliche Bauteile zurückgegriffen werden. Diese bilden dann die erfindungsgemäße Kardanwelle 1, welche in vorteilhafter Weise eingesetzt und insbesondere auch bei Bedarf weiter optimiert abgewandelt werden kann, um den Neigungswinkel und/oder die Steifigkeit zu erhöhen und/oder eine Gewichtseinsparung zu erzielen.
Zusammengefasst entspricht der Aufbau einer erfindungsgemäßen Kardanwelle 1 im Wesentlichen dem einer bekannten Kardanwelle 1000, wie sie in den 1 bis 6 dargestellt ist. Ein wesentlicher Unterschied liegt insbesondere in der Verwendung erfindungsgemäßer Kreuzgelenke 30, welche dann wiederum weitere Möglichkeiten der Optimierung der einzelnen Kardanwellen-Bauteile (bspw. Gleitgabel 11, 21, 41 und Welle/Verbindungselement 10, 20, 40) zulässt, wie zuvor bereits ausführlich dargestellt. Insofern wird für grundsätzliche(n) Aufbau und Funktion einer erfindungsgemäßen Kardanwelle 1 auch auf die 1 bis 6 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
Die Erfindung ist nicht auf die vorbezeichneten Ausführungsbeispiele beschränkt, solange sie vom Gegenstand der folgenden Ansprüche erfasst ist. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung nicht auf vorbezeichnete Dimensionen und Materialien beschränkt. Auch kann der gewonnene Freiraum in beliebiger Weise genutzt werden; durch Versteifung und/oder Verringerung der Dimensionen und/oder einfach zur Ausnutzung eines größeren Abkipp- bzw. Neigungswinkels. Auch ist die Anzahl der zu verbindenden Bauteile nicht durch die Erfindung beschränkt. So kann jede bekannte Verbindung mittels herkömmlicher Kreuzgelenke durch Verwendung des erfindungsgemäßen neuen Kreuzgelenkes 30 ausgeführt werden, wodurch sich dann für das sich so ergebende System die zuvor hinreichend beschriebenen Vorteile ergeben. Somit können auch bereits bestehende Systeme durch Verwendung des erfindungsgemäßen Kreuzgelenks 30 aufgerüstet und bei Bedarf durch weitere Optimierung insgesamt verbessert bereitgestellt werden.

Claims

Kreuzgelenk (30) aufweisend: einen Grundkörper (31), und zwei Paare (P1, P2) von Achszapfen (32, 33), wobei die Achszapfen (32, 33) eines jeden der beiden Paare (P1, P2) • bezüglich des Grundkörpers (31) einander gegenüberliegend und sich vom Grundkörper (31) weg erstreckend vorgesehen sind, und • eine gemeinsame Längsachse (L₃₂, L₃₃) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (L₃₂, L₃₃) eines der Achszapfenpaare (P1, P2) und die Längsachse (L₃₂, L₃₃) des anderen Achszapfenpaares (P1, P2) keinen Schnittpunkt aufweisen.
Kreuzgelenk (30) nach Anspruch 1, wobei die Längsachsen (L₃₂, L₃₃) der beiden Achszapfenpaare (P1, P2) in einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind.
Kreuzgelenk (30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abstand X der beiden Längsachsen 1 bis 15mm beträgt, vorzugsweise 3 bis 10mm, besonders bevorzugt 7mm.
Kreuzgelenk (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Achszapfen (32, 33) eine bezüglich der zugeordneten Längsachse (L₃₂, L₃₃) koaxial verlaufende Lauffläche (34, 35) aufweisen.
Kreuzgelenk (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Lagerbuchse je Achszapfen (32, 33), welche bevorzugt auf der Lauffläche (34, 35) des jeweiligen Achszapfens (32, 33) gleitend vorgesehen ist.
Kardanwelle (1) aufweisend: ein Kreuzgelenk (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eine erste Welle (10) mit einer ersten Gleitgabel (11) zur Aufnahme eines der Paare (P1) von Achszapfen (32), wobei die erste Gleitgabel (11) an einem Ende der ersten Welle (10) vorgesehen ist, eine zweite Welle (20) mit einer zweiten Gleitgabel (21) zur Aufnahme des anderen Paares (P2) von Achszapfen (33), wobei die zweite Gleitgabel (21) an einem Ende der zweiten Welle (20) vorgesehen ist, wobei das Kreuzgelenk (30) derart in den Gleitgabeln (11, 21) der Wellen (10, 20) aufgenommen ist, dass die Längsachse (L₃₂) des einen Achszapfenpaares (P1) bezüglich der Längsachse (L₃₃) des anderen Achszapfenpaares (P2) zu der das eine Achszapfenpaar (P1) aufnehmenden Gleitgabel (11) hin versetzt vorgesehen ist.
Kardanwelle (1) aufweisend: wenigstens zwei Kreuzgelenke (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, eine erste Welle (10) mit einer ersten Gleitgabel (11) zur Aufnahme eines der Paare (P1) von Achszapfen (32) des ersten Kreuzgelenks (30), wobei die erste Gleitgabel (11) an einem Ende der ersten Welle (10) vorgesehen ist, eine zweite Welle (20) mit einer zweiten Gleitgabel (21) zur Aufnahme eines der Paare (P1) von Achszapfen (32) des zweiten Kreuzgelenks (30), wobei die zweite Gleitgabel (21) an einem Ende der zweiten Welle (20) vorgesehen ist, ein Verbindungselement (40) zur drehbaren Verbindung der ersten und zweiten Welle (10, 20) mit einer dritten Gleitgabel (41) und einer vierten Gleitgabel, die an axial gegenüberliegenden Enden des Verbindungselements (40) vorgesehen sind, zur Aufnahme der jeweils anderen Achszapfenpaare (33) des ersten und zweiten Kreuzgelenks (30), wobei wenigstens eines der Kreuzgelenke (30), vorzugsweise beide Kreuzgelenke (30), derart in der Gleitgabel (11, 21) der jeweiligen Welle (10, 20) und der Gleitgabel (41) des jeweiligen Verbindungselements (40) aufgenommen ist, dass die Längsachse (L₃₂) des einen Achszapfenpaares (P1) bezüglich der Längsachse (L₃₃) des anderen Achszapfenpaares (P2) zu der das eine Achszapfenpaar (P1) aufnehmenden Gleitgabel (11, 21) hin versetzt vorgesehen ist.
Kardanwelle (1) nach Anspruch 7, wobei das Verbindungselement (40) mehrteilig ausgebildet ist, wobei die einzelnen Teile des mehrteiligen Verbindungselements (40) mittels Kreuzgelenken, insbesondere Kreuzgelenken (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, miteinander beweglich verbunden sind, und wobei die einzelnen Teile des mehrteiligen Verbindungselements (40) vorzugsweise Gleitgabeln (41) an ihren entgegengesetzten Enden zur Aufnahme jeweils eines Achszapfenpaares (P1, P2) aufweist.
Kardanwelle (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Verbindungselement (40) eine dritte Welle oder ein Ring ist.
Kardanwelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Längsachsen (L₃₂) der einen Achszapfenpaare (P1) parallel zueinander ausgerichtet sind, und wobei die Längsachsen (L₃₃) der anderen Achszapfenpaare (P2) parallel zueinander ausgerichtet sind.
Kardanwelle (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Längsachsen der ersten und zweiten Welle (10, 20) parallel zueinander ausgerichtet sind.
Kardanwelle (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Gleitgabeln (11, 21, 41) sich axial von der jeweiligen Welle (10, 20) bzw. dem Verbindungselement (40) weg erstreckende Paare von Gleitgabelschenkeln (12, 22, 42) aufweisen, wobei die Gleitgabelschenkel (12, 22, 42) vorzugsweise jeweils eine Achszapfenaufnahme (13, 23, 43) zur Aufnahme eines der Achszapfen (32, 33) aufweisen.
Kardanwelle (1) nach Anspruch 12, wobei die Gleitgabel (11, 21, 41) C-förmig mit einem mit der Welle (10, 20) bzw. dem Verbindungselement (40) verbundenen Verbindungsschenkel (14, 24, 44) sowie den sich von dem Verbindungsschenkel (14, 24, 44) weg erstreckenden Gleitgabelschenkeln (12, 22, 42) aufweisen.
Kardanwelle (1) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Achszapfenaufnahmen (13, 23, 43) eines Gleitgabelschenkelpaares (12, 22, 42) als miteinander fluchtende Bohrungen (15, 25, 45) zur Aufnahme eines der Achszapfenpaare (P1, P2) ausgebildet sind.
Kardanwelle (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 14, wobei jeder Achszapfen (32, 33) eine Lagerbuchse aufweist, welche auf einer Lauffläche (34, 35) des jeweiligen Achszapfens (32, 33) gleitend vorgesehen ist, wobei die Lagerbuchsen in den Gleitgabeln (11, 21, 41), vorzugsweise jeweils in einer Achszapfenaufnahme (13, 23, 43), aufgenommen sind.