DE102018215644A1

DE102018215644A1 - Mit einer radnabeneinheit integrierte gleichlaufgelenkanordnung

Info

Publication number: DE102018215644A1
Application number: DE102018215644.1A
Authority: DE
Inventors: Won Jun Choi; Hee ll Kim; Kong Sup JUNG; Ki Dong Park; Chang Hee JEONG; Bum Jae Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp; Hyundai Wia Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Hyundai Wia Corp; Kia Corp
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2018-09-14
Publication date: 2019-11-14
Also published as: CN110481315B; CN110481315A; US20190344618A1; US11124020B2; KR102075139B1; KR20190130311A

Abstract

Eine Gleichlaufgelenkeinheit, die mit einer Radnabenvorrichtung integriert ist, kann eine innere Laufbahn, die mit einem Endabschnitt einer Antriebswelle gekoppelt ist, eine Mehrzahl von Gelenkkugeln, die in der inneren Laufbahn gehalten sind, und ein Nabengehäuse, das die innere Laufbahn, in der die Gelenkkugeln gehalten sind, aufnimmt und koppelt, beinhalten, mit einem Lager, das mit einer äußeren Umfangsfläche davon gekoppelt ist, wobei das Nabengehäuse als ein äußere Laufbahn eines Gleichlaufgelenks und die Radnabenvorrichtung vorgesehen ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine mit einer Radnabeneinheit integrierte Gleichlaufgelenkanordnung.
Beschreibung des Standes der Technik
In der Regel handelt es sich bei Gelenken für den Einsatz in Fahrzeugen um Kupplungen, die dazu dienen, Drehleistung (Drehmoment) zwischen Antriebs-/Abtriebswellen, die unterschiedliche Winkel an den Antriebsachsen aufweisen, zu übertragen. Zwischen Antriebs-/Abtriebswellen mit einem kleinen Leistungsübertragungswinkel werden ein Hookesches Gelenk, ein flexibles Gelenk und dergleichen verwendet, wobei zwischen den Antriebs-/Abtriebswellen mit einem großen Leistungsübertragungswinkel ein Gleichlaufgelenk verwendet wird.
Da das Gleichlaufgelenk Leistung bei konstanter Geschwindigkeit auch dann übertragen kann, wenn eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle in einem größeren Winkel fehlausgerichtet sind, wird das Gleichlaufgelenk hauptsächlich in einer Achswelle eines Fahrzeugs mit Frontantrieb in einer Art Einzelradaufhängung verwendet.
Bei dem herkömmlichen Aufbau eines Antriebsrades werden eine Radnabenvorrichtung und ein Gleichlaufgelenk separat hergestellt, eine äußere Laufbahn des Gleichlaufgelenks ist durch die Radnabenvorrichtung über eine Verzahnung gekoppelt und Nabenmuttern sind an einem Endabschnitt der äußeren Laufbahn befestigt und bilden eine Anordnung aus dem Gleichlaufgelenk und der Radnabenvorrichtung.
Die herkömmliche Konfiguration, bei der das separate Gleichlaufgelenk und die Radnabenvorrichtung durch die Verzahnungskupplung und die Befestigung durch Nabenmuttern montiert sind, hat jedoch Probleme dahingehend, dass sich das Gewicht und somit die Herstellungskosten aufgrund der Erhöhung der Anzahl der Teile erhöhen, aufgrund der Verzahnungskupplung ein Spiel erfolgt und sich durch das Lösen der Nabenmuttern die Qualität verschlechtert.
Die in dem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung“ offenbarten Informationen dienen lediglich der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollen nicht als Anerkennung oder irgendeine Form eines Hinweises angesehen werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann bereits bekannt ist.
KURZEZUSAMMENFASSUNG
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung richten sich auf das Bereitstellen einer Gleichlaufgelenkanordnung, die mit einer Radnabenvorrichtung integriert ist, wodurch eine hochfeste Struktur bereitgestellt wird, deren Gewicht und Kosten durch die Verringerung der Anzahl der Teile reduziert werden.
In verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung wird eine Gleichlaufgelenkanordnung bereitgestellt, die mit einer Radnabenvorrichtung integriert ist, wobei die Anordnung umfasst: eine innere Laufbahn, die mit einem Endabschnitt einer Antriebswelle gekoppelt ist; eine Mehrzahl von Gelenkkugeln, die in der inneren Laufbahn gehalten sind; und ein Nabengehäuse, das die innere Laufbahn, in der die Gelenkkugeln gehalten sind, aufnimmt und koppelt, mit einem Lager, das mit einer äußeren Umfangsfläche desselben gekoppelt ist, wobei das Nabengehäuse als eine äußere Laufbahn und die Radnabenvorrichtung vorgesehen ist, wobei ein Gelenkträger an einem umlaufenden äußeren Ring des Lagers befestigt ist, und eine Mehrfachreihe von Lagerkugeln auf den umlaufenden äußeren Ring so angeordnet ist, dass die Reihen von Lagerkugeln auf dem Nabengehäuse bzw. einem umlaufenden inneren Ring des Nabenlagers aufgenommen sind, und wobei eine Kontermutter mit dem Nabengehäuse gekoppelt ist, um auf den umlaufenden inneren Ring eine Vorspannung aufzubringen.
Die Gleichlaufgelenkanordnung kann ferner einen Konterring, der fest mit dem Nabengehäuse gekoppelt ist, während er an einer Seitenfläche der Schlossmutter anliegt, und eine Mehrzahl von Bolzen, die durch den Konterring auf die Kontermutter aufgeschraubt sind, umfassen.
Das Nabengehäuse kann einen Nabenabschnitt mit Nuten umfassen, in die die Gelenkkugeln eingesetzt sind, wobei der Nabenabschnitt innerhalb der Gesamtlänge (A) des Nabengehäuses positioniert ist, wobei zumindest die Reihen von Kugellagern, die Kontermutter und ein Faltenbalg innerhalb der Gesamtlänge (A) des Nabengehäuses angeordnet sind, wobei die Mitte der inneren Laufbahn in dem Nabenabschnitt positioniert ist und wobei eine Korrelation zwischen der Gesamtlänge (A) des Nabengehäuses und einer Mittellänge (B) der inneren Laufbahn die Bedingung „1,25 ≤ A/B ≤ 1,4“ erfüllt.
Eine Korrelation zwischen dem Teilkreisdurchmesser (Pitch Circle Diameter; PCD) C der Lagerkugel und dem Teilkreisdurchmesser D der Gelenkkugeln kann die Bedingung „1,7 ≤ C/D ≤ 1,9“ erfüllen.
Eine Korrelation zwischen dem Teilkreisdurchmesser (PCD) D der Gelenkkugeln und dem Durchmesser E der Antriebswelle kann die Bedingung „2,15 ≤ D/E ≤ 2,35“ erfüllen.
Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das Einzelnabengehäuse sowohl als äußere Laufbahn des Gleichlaufgelenks als auch als Radnabenvorrichtung ausgebildet, was eine Verringerung des Gewichts und der Herstellungskosten durch die Reduzierung der Anzahl der Teile, die Beseitigung von Kupplungsgeräuschen und des Spiels, die bei der Kraftübertragung auftreten, und das Bereitstellen einer hochfesten Struktur durch die integrierte Struktur der äußeren Laufbahn des Gleichlaufgelenks und der Radnabenvorrichtung bewirkt.
Ferner reduziert die Konfiguration, bei der die Mitte der inneren Laufbahn innerhalb der Gesamtlänge des Nabengehäuses positioniert ist, die Größe des Gleichlaufgelenks in der horizontalen Richtung eines Fahrzeugs erheblich, was hinsichtlich seiner Verpackung vorteilhaft ist.
Weiterhin bewirkt die Konfiguration, die die Bedingung „1,25 ≤ A/B ≤ 1,4“ erfüllt, das Sichern einer ausreichenden Speichendicke des Nabenabschnitts und somit die Aufrechterhaltung der Festigkeit des Nabengehäuses, die Aufrechterhaltung eines ausreichenden Drehwinkels der Antriebswelle und somit die Verbesserung der Lenkleistung.
Weiterhin bewirkt die Konfiguration, die die Bedingung „1,7 ≤ C/D ≤ 1,9“ erfüllt, das Sichern eines ausreichenden Einbauraums der Lagerkugeln und einer ausreichenden Festigkeit des Lagers und das Bereitstellen einer ausreichenden Haltbarkeit durch Vermeidung von störenden Einflüssen auf die Peripherieteile.
Überdies bewirkt die Konfiguration, die die Bedingung „2,15 ≤ D/E ≤ 2,35“ erfüllt, das Erfüllen der Festigkeit der Antriebswelle und der zulässigen Festigkeit des Gleichlaufgelenks.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen weitere Merkmale und Vorteile auf, die sich aus den beigefügten Zeichnungen, die hierin mit aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung ergeben oder in diesen ausführlicher dargelegt sind, die zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Gleichlaufgelenkanordnung darstellt, die mit einer Radnabenvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung integriert ist;
2 ist eine Ansicht, die die Gleichlaufgelenkanordnung von 1 darstellt, wobei eine Kontermutter und ein Konterring abgetrennt sind;
3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, in dem die Kontermutter und der Konterring gekoppelt sind;
4 ist eine Querschnittsansicht der Gleichlaufgelenkanordnung von 1; und
5, 6 und 7 sind Ansichten zur Veranschaulichung einer detaillierten Ausgestaltung der Gleichlaufgelenkanordnung.

Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale darstellen, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin aufgenommen sind, einschließlich beispielsweise spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Einbauorte und Formen, werden zum Teil durch die jeweilige beabsichtigte Anwendung und die Benutzungsumgebung bestimmt.
In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung über die verschiedenen Figuren der Zeichnung hinweg.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird nun ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) Bezug genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Während die Erfindung(en) in Verbindung mit beispielhaften Ausführungen der vorliegenden Erfindung beschrieben wird (werden), ist zu verstehen, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung(en) nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränken soll. Im Gegenteil soll (sollen) die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen abdecken, die im Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung, wie sie in den angehängten Ansprüchen definiert ist, enthalten sein können.
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Gemäß den 1 bis 4 umfasst eine Gleichlaufgelenkanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine innere Laufbahn 10, die mit einem Endabschnitt einer Antriebswelle 1 gekoppelt ist, eine Mehrzahl von Gelenkkugeln 20, die in die innere Laufbahn 10 eingepasst sind, und ein Nabengehäuse 40, in das die die Gelenkkugeln 20 darin haltende innere Laufbahn 10 fest eingesetzt ist, mit einem Lager 30, das mit einer äußeren Umfangsfläche desselben gekoppelt ist, das sowohl als äußere Laufbahn als auch als Radnabenvorrichtung vorgesehen ist.
Die Antriebswelle 1 ist so konfiguriert, dass sie Leistung von einem Motor über ein Getriebe auf ein Rad überträgt.
Das Gleichlaufgelenk wird in ein Kugelgelenk und ein Tripodegelenk eingeteilt. Die innere Laufbahn 10 und die Gelenkkugeln 20 sind Bestandteile des Kugelgelenks.
Das Nabengehäuse 40 ist sowohl als äußere Laufbahn des Gleichlaufgelenks als auch als Radnabenvorrichtung zur Kopplung eines Rades und eines Gelenkträgers ausgebildet. Somit weist das Nabengehäuse die Vorteile einer Reduzierung der Anzahl der Teile, des Gewichts und der Herstellungskosten im Vergleich zum Stand der Technik auf, bei dem die äußere Laufbahn des Gleichlaufgelenks und die Radnabenvorrichtung separat hergestellt und durch eine Nabenmutter miteinander gekoppelt sind.
Das heißt, in der herkömmlichen Struktur sind die äußere Laufbahn des Gleichlaufgelenks und die Radnabenvorrichtung durch Verzahnung gekoppelt und durch die Nabenmutter befestigt. Dabei verursachen die Verzahnungskupplung und die Befestigung durch die Nabenmutter Probleme einschließlich des Auftretens von Verbindungsgeräuschen und von Spiel sowie das Lösen der Nabenmutter.
Andererseits ist gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Nabengehäuse 40 selbst sowohl als äußere Laufbahn des Gleichlaufgelenks als auch als Radnabeneinrichtung ausgebildet, wodurch die Anzahl der Teile, das Gewicht und die Herstellungskosten reduziert und gleichzeitig die Probleme des Auftretens von Verbindungsgeräuschen und Spiel sowie das Lösen der Nabenmutter beseitigt werden, was bei der Herstellung einer hochfesten Struktur von Vorteil ist.
Das Nabengehäuse 40 weist einen kreisförmigen Nabenabschnitt 41, der sowohl an seinem medialen als auch seinem lateralen bzw. seitlichen Endabschnitt in der horizontalen Richtung eines Fahrzeugs offen ist, wobei der Nabenabschnitt an seiner inneren Umfangsfläche Nuten 41a, in denen die Gelenkkugeln 20 aufgenommen sind, einen Gehäuseabschnitt 42, der sich von dem Nabenabschnitt 41 zu einer Lateralseite eines Fahrzeugs erstreckt, so dass der seitliche Endabschnitt des Nabenabschnitts 41 darin aufgenommen ist, und einen Flanschabschnitt 43, der radial von einem seitlichen Endabschnitt des Gehäuseabschnitts 42 vergrößert ist und um den eine Radscheibe 2 gekoppelt ist, aufweist.
Die Anzahl der Nuten 41a ist gleich der der Gelenkkugeln 20. Die Nut 41a erstreckt sich in horizontaler Richtung eines Fahrzeugs.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Gleichlaufgelenkanordnung ferner einen Faltenbalg, der zwischen dem medialen offenen Endabschnitt des Nabenabschnitts 41 und einer Endseite der Antriebswelle 1 verbunden ist, und eine Nabenkappe 60, die lösbar mit dem seitlichen offenen Endabschnitt des Nabenabschnitts 41 gekoppelt ist.
Hier kann die Antriebswelle 1 von der Außenseite zu der Innenseite des Fahrzeugs durch den seitlichen offenen Endabschnitt des Nabenabschnitts 41 so eingesetzt und montiert werden, dass die Montage der Antriebswelle 1 vereinfacht werden kann.
Ein Innenraum des Nabenabschnitts 41 ist durch den Faltenbalg 50 und die Nabenkappe 60 hermetisch abgedichtet, wodurch das Austreten von Fett und das Eindringen von Fremdstoffen verhindert werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Gleichlaufgelenkanordnung ferner eine Radführung 70, die mit dem Flanschabschnitt 43 des Nabengehäuses 40 gekoppelt ist.
Die Radführung 70 ist in den Flanschabschnitt 43 eingepresst, so dass die Scheibe, wenn die Radscheibe 2 mit dem Flanschabschnitt 43 gekoppelt ist, zentral geführt und um die Radführung herum angebracht wird.
Das Lager 30 umfasst eine Lagerkugel 31 mit äußeren Kugeln 31a und inneren Kugeln 31b, die an einer äußeren Umfangsfläche des Gehäuseabschnitts 42 an lateralen und medialen Seiten in horizontaler Richtung eines Fahrzeugs vorgesehen sind, einen umlaufenden inneren Ring 32, der die inneren Kugeln 31b trägt und hält, und einen umlaufenden äußeren Ring 33, der sowohl die äußeren als auch die inneren Kugeln 31a und 31b abdeckt und an den ein Gelenkträger 3 gekoppelt ist.
Die äußere Kugel 31a wird von einer Kugelstütze 44, die mit dem Gehäuseabschnitt 42 einstückig ausgebildet ist, fest gehalten.
Das heißt, der Gelenkträger 3 ist an dem umlaufenden äußeren Ring 33 des Lagers 30 befestigt, und die inneren und äußeren Kugeln 31b und 31a der Lagerkugel 31 sind so an den umlaufenden äußeren Ring 33 montiert, dass die inneren und äußeren Kugeln 31b und 31a an dem umlaufenden inneren Ring 32 des Lagers bzw. dem Nabengehäuse untergebracht sind.
Da ein separater Bestandteil, wie etwa ein umlaufender innerer Ringabschnitt, zur Abstützung der äußeren Kugeln 31a nicht erforderlich ist, ergeben sich somit gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung die Vorteile der Reduzierung der Anzahl der Teile und der Herstellungsprozesse, des Gewichts und der Herstellungskosten, was zu einer Verbesserung der Produktivität beiträgt.
Ferner umfasst die Gleichlaufgelenkanordnung auch eine Kontermutter 81, die den umlaufenden inneren Ring 32 beim Aufschrauben auf das Nabengehäuse 40 mit einer Vorspannung beaufschlagt, einen Konterring 82, der mit dem Nabengehäuse 40 unter Anliegen an einer Seitenfläche der Kontermutter 81 fest gekoppelt ist, und eine Mehrzahl von Muttern 83, die durch den Konterring 82 an der Kontermutter 81 befestigt ist.
Das heißt, das Nabengehäuse 40 ist nach außen umlaufend an seiner einen Seite mit einem Schraubenabschnitt 45 (z. B. einem weiblichen Schraubenteil) versehen, um den herum eine Mehrzahl von Schlüsselnuten 46 ausgebildet ist.
Die Kontermutter 81 weist an ihrer inneren Umfangsfläche einen Schraubenabschnitt 81a (z. B. ein männliches Schraubenteil) und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 81b, die in Umfangsrichtung vorgesehen sind, auf.
Der Konterring 82 weist an seiner inneren Umfangsfläche eine Mehrzahl von Vorsprüngen 82a und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 82b auf, die umlaufend vorgesehen sind.
So wird bei der Montage die Kontermutter 81 mittels der Schraubenabschnitte 81a und 45 der Kontermutter 81 und des Nabengehäuses 40 um das Nabengehäuse 40 herum so schraubgekoppelt, dass der umlaufende innere Ring 32 des Lagers 30 nicht nur geeignet positioniert ist, sondern auch durch Regulieren der Befestigungskraft der Kontermutter 81 mit einer geeigneten Vorspannung versehen ist. Nachdem die Kontermutter 81 befestigt ist, wird der Konterring 82 so montiert, dass die Vorsprünge 82a des Konterrings 82 in die Schlüsselnuten 46 des Nabengehäuses 40 eingepasst sind. Schließlich werden die Bolzen 83 in die Durchgangslöcher 81b der Kontermutter 81 durch die Durchgangslöcher 82b des Konterrings 82 geschraubt, wodurch die Montage des Lagers 30 abgeschlossen wird.
Die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenabschnitt 41 innerhalb der Gesamtlänge A des Nabengehäuses 40 positioniert ist, und der Mittelpunkt Z der inneren Laufbahn 10 ist im Nabenabschnitt 41 positioniert.
Hier bedeutet die Gesamtlänge A des Nabengehäuses 40 die Gesamtlänge des Nabengehäuses in der horizontalen Richtung eines Fahrzeugs.
Innerhalb der Gesamtlänge A des Nabengehäuses 40 sind zumindest die Lagerkugel 31 mit zwei Reihen von äußeren und inneren Kugeln 31a und 31b, die Kontermutter 81 und der Faltenbalg 50 angeordnet.
Der herkömmliche Aufbau, bei dem die äußere Laufbahn des Gleichlaufgelenks und die Radnabenvorrichtung separat hergestellt und durch die Verzahnung und die Nabenmutter gekoppelt sind, ist hinsichtlich der Verpackung der Gleichlaufgelenkanordnung nachteilig, da die Mitte der inneren Laufbahn auf der rechten Seite aus der Gesamtlänge des Nabengehäuses heraus positioniert ist, so dass sich die Gesamtgröße der Anordnung erhöht.
Im Gegensatz dazu ist gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Zentrum Z der inneren Laufbahn 10 innerhalb der Gesamtlänge A des Nabengehäuses 40 positioniert, so dass die Größe der Anordnung in der horizontalen Richtung eines Fahrzeugs wesentlich verringert ist, was bei der Verpackung der Anordnung vorteilhaft ist.
Wie in 5 dargestellt, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass eine Korrelation zwischen der Gesamtlänge A des Nabengehäuses 40 und der Mittellänge B der inneren Laufbahn 10 die Bedingung „1,25 ≤ A/B ≤ 1,4“ erfüllt.
Hier bedeutet der Mittelabstand B eine Länge von einem seitlichen Endabschnitt des Flanschabschnitts 43 des Nabengehäuses 40 zur Mitte Z der inneren Laufbahn 10.
In einem Fall, in dem die Gesamtlänge A des Nabengehäuses 40 ein fester Wert ist, wenn A/B < 1,25, erhöht sich die Mittellänge B der inneren Laufbahn 10 gegenüber dem in 5 gezeigten Zustand, d. h., der Mittelpunkt Z der inneren Laufbahn 10 bewegt sich zu einer Position Z1 in Richtung der Innenseite eines Fahrzeugs.
Wenn die Mittellänge B der inneren Laufbahn 10 mit der Bewegung des Zentrums Z der inneren Laufbahn 10 in Richtung der Position Z1 zunimmt, wird die Speichendicke T1 des Nabenabschnitts 41 gegenüber dem in 5 dargestellten Zustand reduziert, wodurch die Festigkeit des Nabengehäuses 40 reduziert wird.
Wenn die Speichendicke T1 des Nabenabschnitts 41 zur Verbesserung der Festigkeit des Nabengehäuses willkürlich erhöht wird, erhöhen sich der Außendurchmesser des Nabengehäuses 40 sowie die Größe des Lagers 30, was bei der Gewichtsreduzierung der Anordnung nachteilig ist.
In einem Fall, in dem die Gesamtlänge A des Nabengehäuses 40 ein fester Wert ist, falls A/B > 1,4, nimmt die Mittellänge B der inneren Laufbahn 10 gegenüber dem in 5 gezeigten Zustand ab, d. h., der Mittelpunkt Z der inneren Laufbahn 10 bewegt sich zu einer Position Z2 in Richtung der Außenseite eines Fahrzeugs.
Wenn die Mittellänge B der inneren Laufbahn 10 mit der Bewegung des Zentrums Z der inneren Laufbahn 10 in Richtung der Position Z2 abnimmt, nimmt ein zulässiger Drehwinkel der Antriebswelle 1 von Y1 auf Y2 ab, was sich negativ auf die Lenkleistung auswirkt, was zu einer Reduzierung des minimalen Wenderadius und damit zu einer Verschlechterung der Lenkleistung führt.
In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat somit die Konfiguration, die die Bedingung „1,25 ≤ A/B ≤ 1,4“ erfüllt, die Wirkung, eine ausreichende Speichendicke T1 des Nabenabschnitts 41 zu sichern und somit die Festigkeit des Nabengehäuses 40 zu erhalten, einen ausreichenden Drehwinkel der Antriebswelle 1 aufrechtzuerhalten und somit die Lenkleistung zu verbessern.
Ferner ist, wie in 6 dargestellt, die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass eine Korrelation zwischen einem Teilkreisdurchmesser (PCD) C der Lagerkugel 31 und einem Teilkreisdurchmesser D der Gelenkkugeln 20 die Bedingung „1,7 ≤ C/D ≤ 1,9“ erfüllt.
Der PCD C der Lagerkugel 31 bedeutet hier einen Durchmesser eines Teilkreises der Lagerkugel 31, und die PCDs der äußeren und der inneren Kugeln 31a und 31b sind gleich.
Der PCD D der Gelenkkugeln 20 bedeutet einen Durchmesser eines Teilkreises der Gelenkkugeln 20.
Der PCD D der Gelenkkugeln 20 ist ein fester Wert als Standardspezifikation für die Festigkeit, die für ein Fahrzeug erforderlich ist.
In einem Fall, in dem der PCD D der Gelenkkugeln 20 ein fester Wert ist, wenn C/D < 1,7, nimmt somit der PCD C der Lagerkugeln 20 ab, d. h. der Abstand zwischen der Gelenkkugel 20 und der Lagerkugel 31 nimmt ab.
Wenn der Abstand zwischen der Gelenkkugel 20 und der Lagerkugel 31 bei abnehmendem PCD C der Lagerkugel 31 abnimmt, um einen Einbauraum der Lagerkugel 31 zu sichern, ist es erforderlich, die Gestaltung zu verändern, um die Größe der Lagerkugel 31 und die Dicke des umlaufenden inneren Rings 32 zu reduzieren, was zu einer Reduzierung der Festigkeit und der Lebensdauer des Lagers 30 führt.
Ferner nimmt in einem Fall, in dem die PCD D der Gelenkkugeln 20 ein fester Wert ist, wenn C/D > 1,9, die PCD C der Lagerkugeln 20 zu, d. h. der Abstand zwischen der Gelenkkugel 20 und der Lagerkugel 31 nimmt zu.
Wenn der Abstand zwischen der Gelenkkugel 20 und der Lagerkugel 31 bei zunehmendem PCD C der Lagerkugel 31 zunimmt, obwohl der Einbauraum der Lagerkugel 31 ausreichend gesichert ist, erhöhen sich die Größe und das Gewicht des umlaufenden äußeren Rings 33 entsprechend, und somit tritt der Störeinfluss zwischen dem umlaufenden äußeren Ring 33 und den Umfangsteilen (z. B. dem Gelenkträger, der Scheibe oder einem Bremssattel) auf, wodurch sich die Haltbarkeit der Anordnung verschlechtert.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die Konfiguration, die die Bedingung „1,7 ≤ C/D ≤ 1,9“ erfüllt, die Auswirkungen, einen ausreichenden Einbauraum der Lagerkugel 31 und eine ausreichende Festigkeit des Lagers 30 zu sichern und eine ausreichende Haltbarkeit durch Vermeidung von Beeinträchtigungen von Umfangsteilen bereitzustellen.
Ferner ist, wie in 7 dargestellt, die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass eine Korrelation zwischen dem PCD der Gelenkkugeln 20 und einem Durchmesser E der Antriebswelle 1 die Bedingung „2,15 ≤ d/e ≤ 2,35“ erfüllt.
Der PCD D der Gelenkkugeln 20 ist ein fester Wert als Standardspezifikation für die Festigkeit, die für ein Fahrzeug erforderlich ist.
Somit nimmt in einem Fall, in dem der PCD D der Gelenkkugeln 20 ein fester Wert ist, wenn D/E < 2,15, der Durchmesser E der Antriebswelle 1 zu.
Wenn der Durchmesser E der Antriebswelle 1 zunimmt, wenn der PCD D der Gelenkkugeln 20 festgelegt ist, obwohl die Festigkeit der Antriebswelle 1 zunimmt, ist es erforderlich, eine Ausgestaltung zu verändern, um die Querschnittsdicke der inneren Laufbahn 10 zu reduzieren, so dass die Gleichlaufgelenkanordnung nicht ihre zulässige Festigkeit erhalten kann.
Ferner nimmt in einem Fall, in dem der PCD D der Gelenkkugeln 20 ein fester Wert ist, wenn D/E > 2,35, der Durchmesser E der Antriebswelle 1 ab. In dem vorliegenden Fall nimmt die Festigkeit der Antriebswelle 1 selbst ab, so dass die Gleichlaufgelenkanordnung nicht ihre zulässige Festigkeit erhalten kann.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat somit die Konfiguration, die die Bedingung „2,15 ≤ D/E ≤ 2,35“ erfüllt, die Wirkungen, dass sie die Festigkeit der Antriebswelle 1 selbst und die zulässige Festigkeit der Gleichlaufgelenkanordnung erfüllt.
Zur Vereinfachung der Erläuterung und zur genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen dienen die Begriffe „oberer, obere, oberes“, „unterer, untere, unteres“, „innerer, innere, inneres“, „äußerer, äußere, äußeres“, „oben“, „unten“, „oberhalb“, „unterhalb“, „nach oben“, „nach unten“, „vorne“, „hinten“, „rückseitig“, „innen“, „außen“, „nach innen“, „nach außen“, „interne, interner, internes“, „externer, externe, externes“ „innerhalb“, „außerhalb“, „vorwärts“ und „rückwärts“ zur Beschreibung von Merkmalen der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen solcher Merkmale, wie sie in den Figuren dargestellt sind.
Die vorstehenden Beschreibungen spezifischer beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zum Zwecke der Veranschaulichung und der Beschreibung präsentiert. Sie sollen nicht abschließend sein oder die Erfindung auf die offenbarten genauen Formen beschränken, und offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen in Anbetracht der obigen Lehren möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um bestimmte Grundgedanken der vorliegenden Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es anderen Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und zu nutzen. Der Umfang der Erfindung soll durch die beigefügten Patentansprüche und ihre Äquivalente definiert werden.

Claims

Gleichlaufgelenkanordnung, die mit einer Radnabenvorrichtung integriert ist, wobei die Anordnung umfasst: eine innere Laufbahn, die mit einem Endabschnitt einer Antriebswelle gekoppelt ist; eine Mehrzahl von Gelenkkugeln, die in der inneren Laufbahn drehbar angebracht sind; und ein Nabengehäuse, das die interne Laufbahn, die die Gelenkkugeln darin hält, aufnimmt und damit gekoppelt ist, wobei das Nabengehäuse ein Lager aufweist, das an der äußeren Umfangsfläche des Nabengehäuses angebracht ist, wobei das Nabengehäuse als eine äußere Laufbahn und die Radnabeneinrichtung vorgesehen ist, und wobei das Lager einen inneren Ring, einen äußeren Ring und Lagerkugeln umfasst, wobei ein Gelenkträger an dem äußeren Ring des Lagers befestigt ist, wobei Reihen zum Abstützen der Lagerkugeln auf dem Nabengehäuse bzw. dem inneren Ring des Nabenlagers angeordnet sind, wobei die Lagerkugeln auf dem äußeren Ring und in den Reihen des Nabengehäuses und des inneren Rings angebracht sind, und wobei eine Kontermutter mit dem Nabengehäuse gekoppelt ist und mit dem inneren Ring in Eingriff steht, um eine Vorspannung auf den inneren Ring aufzubringen.
Gleichlaufgelenkanordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Konterring, der fest mit dem Nabengehäuse gekoppelt ist, während er an einer Seitenfläche der Kontermutter anliegt; und eine Mehrzahl von Befestigungselementen, die durch den Konterring mit der Kontermutter verbunden sind.
Gleichlaufgelenkanordnung nach Anspruch 1, wobei das Nabengehäuse umfasst: einen kreisförmiger Nabenabschnitt, an dem die Gelenkkugeln der inneren Laufbahn angebracht sind, wobei der kreisförmige Nabenabschnitt den inneren Ring abstützt; und ein Gehäuseabschnitt, der den äußeren Ring trägt.
Gleichlaufgelenkanordnung nach Anspruch 3, wobei die Lagerkugeln umfassen: eine äußere Kugel und eine innere Kugel, die an der äußeren Umfangsfläche des Gehäuseabschnitts vorgesehen sind; wobei der innere Ring die innere Kugel trägt und hält; und der äußere Ring die äußere Kugel und die innere Kugel gleitend trägt.
Gleichlaufgelenkanordnung nach Anspruch 4, wobei die äußere Kugel von einer mit dem Gehäuseabschnitt ausgebildeten Kugelstütze gehalten ist.
Gleichlaufgelenkanordnung nach Anspruch 4, wobei eine Nabenkappe angebracht ist, um den kreisförmigen Nabenabschnitt und den inneren Ring zu koppeln.
Gleichlaufgelenkanordnung nach Anspruch 1, wobei das Nabengehäuse an der äußeren Umfangsseite mit einem Schraubenabschnitt versehen ist, um den herum eine Mehrzahl von Schlüsselnuten ausgebildet ist.
Gleichlaufgelenkanordnung nach Anspruch 7, wobei die Kontermutter einen Schraubenabschnitt an ihrer inneren Umfangsfläche und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern aufweist, und wobei die Kontermutter um das Nabengehäuse unter Verwendung der Schraubenabschnitte der Kontermutter und des Nabengehäuses gekoppelt ist, so dass der innere Ring des Lagers mit der Vorspannung durch Regulieren einer Befestigungskraft der Kontermutter mit dem inneren Ring beaufschlagt ist.
Gleichlaufgelenkanordnung nach Anspruch 8, wobei der Konterring eine Mehrzahl von Vorsprüngen an seiner inneren Umfangsfläche und eine Vielzahl von Durchgangslöchern aufweist, und wobei die Vorsprünge des Konterrings in die in dem Nabengehäuse ausgebildeten Schlüsselnuten eingepasst sind.
Gleichlaufgelenkanordnung nach Anspruch 9, wobei Befestigungselemente dazu ausgebildet sind, die Kontermutter und den Konterring in die Durchgangslöcher der Kontermutter und die Durchgangslöcher des Konterrings zu verbinden.
Gleichlaufgelenkanordnung nach Anspruch 1, wobei das Nabengehäuse einen Nabenabschnitt mit Nuten aufweist, in die Gelenkkugeln eingesetzt sind, wobei der Nabenabschnitt innerhalb der Gesamtlänge (A) des Nabengehäuses angeordnet ist, wobei zumindest die Reihen der Kugellager, die Kontermutter und ein Faltenbalg innerhalb der Gesamtlänge (A) des Nabengehäuses angeordnet sind, wobei ein Mittelpunkt des inneren Rings in dem Nabenabschnitt angeordnet ist, und wobei eine Korrelation zwischen der Gesamtlänge (A) des Nabengehäuses und einer Mittellänge (B) des inneren Rings die Bedingung „1,25 ≤ A/B ≤ 1,4“ erfüllt.
Gleichlaufgelenkanordnung nach Anspruch 1, wobei eine Korrelation zwischen dem Teilkreisdurchmesser (PCD) C der Lagerkugeln und dem Teilkreisdurchmesser D der Gelenkkugeln die Bedingung „1,7 ≤ C/D ≤ 1,9“ erfüllt.
Gleichlaufgelenkanordnung nach Anspruch 1, wobei eine Korrelation zwischen dem Teilkreisdurchmesser (PCD) D der Gelenkkugeln und einem Durchmesser E der Antriebswelle die Bedingung „2,15 ≤ D/E ≤ 2,35“ erfüllt.