DE10357858A1 - Telescopic drive shaft for vehicle, comprising joint area designed in order to disengage in case of impact - Google Patents

Telescopic drive shaft for vehicle, comprising joint area designed in order to disengage in case of impact Download PDF

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DE10357858A1 DE2003157858 DE10357858A DE10357858A1 DE 10357858 A1 DE10357858 A1 DE 10357858A1 DE 2003157858 DE2003157858 DE 2003157858 DE 10357858 A DE10357858 A DE 10357858A DE 10357858 A1 DE10357858 A1 DE 10357858A1
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Bernd Dr.-Ing. Patzelt
Mathias Dr.-Ing. Lutz
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Abstract

The longitudinally positioned drive shaft (1) is assembled of two segments (2, 3), each provided with specifically shaped outer ends (4, 5) for being joined to the appropriate components of the vehicle. Both segments (2, 3) are connected with a universal joint at their inner ends by inserting an inner joint element into an outer element using a roller bearing (6). In case of a head-on collision the inner element is pushed into the outer element spreading the ball bearing (6) apart and facilitating a deformation of the outer element without bending the complete unit (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein teleskopierbares Antriebsgelenk für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a telescopic drive joint for a motor vehicle according to the generic term of claim 1

Aus der DE 199 43 880 C1 ist eine Antriebsanordnung mit zwei Teilwellen bekannt, die über ein etwa mittig angeordnetes Antriebsgelenk miteinander verbunden sind. Von besonderer Bedeutung bei dieser Antriebsanordnung ist, dass das Gelenkinnenteil des die beiden Wellenabschnitte verbindenden Antriebsgelenks beim Auftreten einer unfallbedingt hohen Axialkraft das Gelenkaußenteil durchstoßen und in die gegenüberliegende Teilwelle eindringen kann. Dies führt zu einer erwünschten axialen Verkürzung der Antriebsanordnung, wodurch ein seitliches Wegknicken und möglicherweise Eindringen von Bestandteilen der Antriebsanordnung in den Fahrzeuginnenraum vermieden werden soll.From the DE 199 43 880 C1 is a drive assembly with two partial waves known, which are interconnected via an approximately centrally arranged drive joint. Of particular importance in this drive arrangement is that the inner joint part of the drive shaft joint connecting the two shaft sections can pierce the outer joint part when an accident-related high axial force occurs and can penetrate into the opposite partial shaft. This leads to a desired axial shortening of the drive assembly, whereby a lateral buckling and possible penetration of components of the drive assembly is to be avoided in the vehicle interior.

Das beschriebene axiale Ineinanderschieben von Gelenkinnen- und Gelenkaußenteil wird gemäß dieser Druckschrift im wesentlichen dadurch ermöglicht, dass der die Kugeln des Antriebsgelenks haltende Kugelkäfig als Sollbruchstelle ausgelegt ist. Bei einer Axialkraftbelastung auf das Antriebsgelenk wird der Teleskopiervorgang daher durch ein Zerbersten des Kugelkäfigs eingeleitet, in dessen Folge gemäß der DE 199 43 880 C1 Kugeln und Käfigfragmente in die mit dem Gelenkaußenteil verbundene Teilwelle eindringen und so den Weg für eine axiale Verschiebung des Gelenkinnenteils freigeben sollen.The described axial telescoping of inner joint and outer joint part is made possible in accordance with this document essentially by the fact that the balls of the drive joint holding ball cage is designed as a predetermined breaking point. In a Axialkraftbelastung on the drive joint of the telescoping process is therefore initiated by a bursting of the ball cage, as a result according to the DE 199 43 880 C1 Balls and cage fragments penetrate into the connected to the outer joint part shaft and thus clear the way for an axial displacement of the inner joint part.

Als nachteilig an dieser bekannten Antriebsanordnung wird beurteilt, dass der Kugelkäfig als Sollbruchstelle ausgelegt ist und zerstört werden muss, um das genannte Ineinanderschieben der Gelenkbauteile zu ermöglichen. Es ist daher nicht ausgeschlossen, dass der Käfig oder Käfigteile sich letztlich verkeilen und so eine gemäß der in Rede stehenden Druckschrift „kraftlose" Verschiebebewegung verhindert wird. Der aufgabengemäß angestrebte Erfolg ist dann nicht erreichbar, vielmehr ist in weiterer Folge mit einem unkontrollierten Wegknicken der Antriebswelle zu rechnen.When disadvantageous in this known drive arrangement is judged that the ball cage is designed as a predetermined breaking point and must be destroyed to the said To allow nesting of the joint components. It is not excluded that cage or cage parts ultimately wedging and thus prevents a according to the document in question "powerless" displacement movement becomes. The task aimed at Success is then not achievable, rather, is subsequently to expect an uncontrolled buckling of the drive shaft.

Vor diesem Hintergrund ist es daher die Aufgabe an die Erfindung, ein teleskopierbares Antriebsgelenk vorzustellen, das die genannten Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll sichergestellt sein, dass beim Überschreiten einer vorgegebenen unfallbedingten Axialkraft auf das Antriebsgelenk dessen Gelenkinnenteil klemmfrei in das Gelenkaußenteil schiebbar ist.In front In this background, it is therefore the object of the invention, a To introduce a telescopic drive joint, the said Disadvantages not. In particular, it should be ensured that when crossing a predetermined accidental axial force on the drive joint whose inner joint part can be pushed without jamming into the outer joint part.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.The solution This object is apparent from the features of the main claim, while advantageous embodiments and developments of the invention the dependent claims are removable.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass für ein sicheres Teleskopieren des Gelenkinnenteils in das Gelenkaußenteil auf jeden Fall verhindert werden muss, dass mechanisch nachgebende Gelenkbestandteile, ob nun ganz oder in Bruchstücken, beim Ineinanderschieben verklemmend zwischen die beiden Bauteile gelangen können. Gemäß dem Kerngedanken der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass beim Überschreiten einer vorbestimmten Axialkraft auf das Antriebsgelenk ein Gelenkbauteil den unfallbedingt gewünschten Verschiebeweg freigibt, welches nicht als Kugelkäfig ausgebildet ist. Vielmehr sieht die Erfindung vor, dass das Antriebsgelenk so aufgebaut ist, dass der Kugelkäfig bei der genanten Axialkraftüberschreitung geometrisch und mechanisch weitgehend intakt bleibt.Of the Invention is based on the finding that for a secure telescoping prevents the inner joint part in the outer joint part in any case must be that mechanically yielding joint components, whether now whole or in fragments, when nesting, jamming between the two components can reach. According to the core idea The invention achieves this by exceeding it a predetermined axial force on the drive joint a joint component the accidentally desired Moving path releases, which is not designed as a ball cage. Much more the invention provides that the drive joint is constructed so that the ball cage in the mentioned Axialkraftüberschreitung remains largely intact geometrically and mechanically.

Demnach geht die Erfindung aus von einem Antriebsgelenk für ein Kraftfahrzeug, welches mit einer ersten Teilwelle und einer zweiten Teilwelle verbindbar ist. Dabei weist das Antriebsgelenk ein Gelenkaußenteil und ein in diesem koaxial angeordnetes Gelenkinnenteil auf, wobei Kugellaufbahnen an der Innenseite des Gelenkaußenteils sowie an der Außenseite des Gelenkin nenteils ausgebildet sind. Darüber hinaus sind in den Kugellaufbahnen Kugeln eingesetzt, die durch einen Kugelkäfig zueinander beabstandet sind.Therefore Does the invention of a drive joint for a motor vehicle, which can be connected to a first part-wave and a second part-wave is. In this case, the drive joint has an outer joint part and a coaxial in this arranged inner joint part, with ball raceways on the inside of the outer joint part as well as on the outside are formed of the Gelenkin nenteils. In addition, in the ball races Used balls that are spaced apart by a ball cage are.

Dieses gattungsbildende Antriebsgelenk ist zur Lösung der gestellten Aufgabe nun so weitergebildet, dass zwischen den Kugellaufbahnen des Gelenkaußenteils radial nach innen weisende Stege ausgebildet sind, die derart geformt und bemessen sind, dass der Kugelkäfig beim Überschreiten einer zum Ineinanderschieben von Gelenkinnenteil und Gelenkaußenteil führenden Axialkraft geometrisch und mechanisch weitgehend intakt bleibt.This generic drive joint is to solve the task now so further developed that between the ball raceways of the outer joint part are formed radially inwardly facing webs, which are shaped in this way and dimensioned that the ball cage when crossing one another to nest of inner joint part and outer joint part leading axial force geometrically and mechanically remains largely intact.

Vorzugsweise sind diese Stege dabei so ausgebildet und bemessen, dass sich der Kugelkäfig bei einem unfallbedingten axialen Ineinanderschieben von Gelenkinnenteil und Gelenkaußenteil an diesen Stegen axial abstützt.Preferably These webs are designed and dimensioned so that the Ball cage at an accidental axial telescoping of inner joint part and outer joint part axially supported on these webs.

Durch diesen Aufbau ist es möglich, dass der Kugelkäfig bei einer unfallbedingt hohen Axialkraft nicht als Sollbruchstelle wirkt und intakt bleibt. Die Gefahr des Eindringens von Gelenkbestandteilen in den für den Teleskopiervorgang benötigen Verschiebeweg wird, wie durchgeführte Versuche zeigen, dadurch erfolgreich vermieden.By this structure makes it possible that the ball cage in case of accident-induced high axial force not as a predetermined breaking point works and remains intact. The danger of penetration of joint components in the for need the telescoping process Displacement is as performed Show attempts, thereby successfully avoided.

In Weiterbildung dieses konstruktiven Grundprinzips kann vorgesehen sein, dass die genannten Stege an ihrem freien Ende eine radial innere und axial gekrümmte Anlagefläche aufweisen, an der sich der Kugelkäfig mit einer radial äußeren und axial gekrümmten Anlagefläche abstützen kann.In development of this basic constructive principle can be provided that the ge called webs have at their free end a radially inner and axially curved contact surface on which the ball cage can be supported with a radially outer and axially curved contact surface.

In diesem Zusammenhang ist es sinnvoll, wenn im Normalbetrieb das Radialspiel zwischen der Innenseite des Kugelkäfigs und der Außenseite des Gelenkinnenteils größer ist als das Radialspiel zwischen der Innenseite (Anlagefläche) der Stege des Gelenkaußenteils und der Außenseite (Anlagefläche) des Kugelkäfigs.In In this context, it makes sense if in normal operation the radial play between the inside of the ball cage and the outside of the inner joint part is larger as the radial play between the inside (contact surface) of the Webs of the outer joint part and the outside (Contact surface) of the Ball cage.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Stege und Kugellaufbahnen nicht direkt in der Außenwand des Gelenkaußenteils, sondern an der Innenseite eines Innenrings ausgebildet sind, der in einem Aufnahmebereich der Außenwand des Gelenkaußenteils kraft- und formschlüssig eingesetzt ist.A preferred embodiment The invention provides that the webs and ball raceways not directly in the outer wall the outer joint part, but are formed on the inside of an inner ring, in a Receiving area of the outer wall of the outer joint part used positively and positively is.

Dieser Innenring ist vorzugsweise als Deformationselement ausgebildet und derart geformt und dimensioniert, dass dieser beim Überschreiten einer vorgegebenen unfallbedingten Axialkraft auf das Antriebsgelenk unter plastischer/elastischer Verformung ein tiefes Eindringen des Gelenkinnenteils in das Gelenkaußenteil beziehungsweise in die mit letzterem verbundene Teilwelle ermöglicht.This Inner ring is preferably designed as a deformation element and shaped and dimensioned so that this when crossing a predetermined accidental axial force on the drive joint under plastic / elastic deformation a deep penetration of the Inner joint part in the outer joint part or in allows the associated with the latter part wave.

Dabei kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass beim Durchstoßen des Gelenkaußenteils die Kugellaufbahnen des Gelenkinnenteils zumindest an ihren axialen Enden durch die Kugeln plastisch deformierbar sind.there can be provided in a further development of the invention that when piercing the Outer race the ball raceways of the inner joint part at least at their axial Ends are plastically deformable by the balls.

Zudem kann in weiterer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das Gelenkinnenteil eine koaxial ausgerichtete Innensteckverzahnung zur Aufnahme einer Außensteckverzahnung der ersten Teilwelle aufweist. Außerdem verfügt das Gelenkinnenteil an seinem kugelkäfigfernen Ende über eine Ringnut, während das Gelenkaußenteil an seinem kugelkäfigfernen Ende mit einem Anschweißflansch zur Befestigung der zweiten Teilwelle der Antriebsanordnung ausgestattet ist.moreover can be provided in a further embodiment that the inner joint part a coaxially aligned internal spline for receiving a External splines having the first part wave. In addition, the inner joint part has at his ball cage distant Over an annular groove while the outer joint part remove it from its cage End with a weld-on flange equipped for attachment of the second part of the shaft drive assembly is.

Eine andere vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass an der Innenseite des Gelenkaußenteils zwischen dem Aufnahmebereich für den Innenring und dem Anschweißflansch ein Deckel eingesetzt ist, durch den das Antriebsgelenk gegen das Austreten von dort befindlichem Schmiermittel sowie gegen das Eindringen von Schmutz gesichert ist. Dieser Deckel ist zwischen dem Anschweißflansch und dem Innenring im Gelenkaußenteil vorzugsweise lediglich eingeklemmt, so dass ein unfallbedingt teleskopierendes Gelenkinnenteil diesen Deckel vergleichsweise leicht wegsprengen kann.A Another advantageous variant of the invention provides that at the Inside of the outer joint part between the recording area for the inner ring and the welding flange a lid is inserted through which the drive joint against leakage from there befindlichem lubricant and against the ingress of Dirt is secured. This cover is between the welding flange and the inner ring in the outer joint part preferably only clamped so that an accidental telescoping Inner joint part blow this cover away relatively easily can.

Schließlich wird es als vorteilhaft erachtet, wenn der Kugelkäfig derart ausgebildete Fenster zur Aufnahme der Gelenkkugeln aufweist, dass bei einem unfallbedingten Verschieben des Gelenkinnenteils in das Gelenkaußenteil diese Kugeln aus dem Käfig in Richtung zur Ringnut herausfallen.Finally will it is considered advantageous if the ball cage so formed windows for receiving the joint balls, that in an accidental Moving the inner joint part in the outer joint part of these balls out of the cage in the direction fall out to the annular groove.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Antriebsanordnung beigefügt. In dieser zeigento Clarification of the invention, the description is a drawing an inventively designed Drive arrangement attached. In this show

1 eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit zwei Teilwellen und einem etwa mittig angeordneten Antriebsgelenk, 1 a drive arrangement for a motor vehicle with two partial shafts and an approximately centrally arranged drive joint,

2 einen Querschnitt durch das Antriebsgelenk gemäß 1, 2 a cross section through the drive joint according to 1 .

3 einen Querschnitt A-A durch das in 2 gezeigte Antriebsgelenk, und 3 a cross section AA through the in 2 shown drive joint, and

4 ein Schnitt B-B durch das Antriebsgelenk gemäß 3. 4 a section BB through the drive joint according to 3 ,

Die in 1 dargestellte Antriebsanordnung 1 ist als Längsantriebswelle eines Kraftfahrzeuges ausgebildet und umfasst zunächst zwei Teilwellen 2 und 3, die an ihren freien Enden Anschlussstücke 4, 5 tragen. Diese Anschlussstücke 4, 5 sind hier als Gummigelenkscheiben ausgebildet, wenngleich an deren Stelle auch Antriebsgelenke an den genannten Teilwellen 2, 3 befestigt sein können.In the 1 illustrated drive assembly 1 is designed as a longitudinal drive shaft of a motor vehicle and initially comprises two partial shafts 2 and 3 , which at their free ends fittings 4 . 5 wear. These fittings 4 . 5 are designed here as Gummigelenkscheiben, although in their place also drive joints on the part waves 2 . 3 can be attached.

Die beiden Teilwellen 2, 3 sind etwa in der Mitte der Antriebsanordnung 1 über ein Antriebsgelenk 8 miteinander verbunden, welches in 2 bis 4 in verschiedenen Schnittdarstellungen abgebildet ist. Darüber hinaus zeigt 1, dass die linke Teilwelle 2 über ein Zwischenlager 6 und einem daran angeordneten Halter 7 an dem Unterboden eines Kraftfahrzeuges befestigbar ist.The two partial waves 2 . 3 are about in the middle of the drive assembly 1 via a drive joint 8th interconnected, which in 2 to 4 is shown in various sectional views. In addition, shows 1 that the left part wave 2 about an interim storage 6 and a holder disposed thereon 7 can be fastened to the underbody of a motor vehicle.

Damit eine solche Antriebsanordnung bei einem Fahrzeugunfall mit Axialkrafteinfluss auf dieselbe nicht seitlich wegknickt und womöglich den Fahrzeugunterboden durchstoßend in den Fahrzeuginnenraum eindringt, ist das mittlere Antriebsgelenk 8 axial teleskopierbar ausgebildet, auf dessen Aufbau nachfolgend eingegangen wird.In order for such a drive arrangement does not laterally buckle in a vehicle accident with the influence of axial force on the same and possibly penetrates the vehicle underbody penetrating into the vehicle interior, the middle drive joint 8th formed axially telescopically, whose structure will be discussed below.

Wie der Querschnitt gemäß 2 durch das hier nicht mit den Teilwellen 2, 3 verbundene Antriebsgelenk 8 zeigt, besteht dieses zunächst aus einem im wesentlichen hohlzylindrischen Gelenkaußenteil 9, in dem ein Gelenkinnenteil 10 koaxial angeordnet ist. Während die erste Teilwelle 2 mit ihrer Außensteckverzahnung in eine Innensteckverzahnung 11 des Gelenkinnenteils 10 form- und kraftschlüssig einsteckbar ist, erfolgt die Verbindung der zweiten Teilwelle 3 hier durch eine Schweißverbindung, wozu an dem Gelenkaußenteil 9 ein Schweißflansch 12 ausgebildet ist.As the cross-section according to 2 through this not with the partial waves 2 . 3 connected drive joint 8th shows, this first consists of a substantially hollow cylindrical outer joint part 9 in which an inner joint part 10 is arranged coaxially. While the first part wave 2 with its external splines in an internal spline 11 of the inner joint part 10 can be inserted positive and non-positive, the connection of the second part shaft 3 here by a welded joint, including on the outer joint part 9 a welding flange 12 is trained.

Auf der Innenseite des Gelenkaußenteils 9 und auf Außenseite des Gelenkinnenteils 10 sind Kugellaufbahnen 18, 19 für Kugeln 14 ausgebildet, wobei zwischen diesen Kugellaufbahnen 18 bzw. 19 jeweils ein Steg 20 bzw. 28 ausgebildet ist. Diese Stege 20, 28 ragen radial weiter nach innen beziehungsweise nach außen als die Fußkreisdurchmesser der zugeordneten Kugellaufbahnen 18, 19. Von besonderem Interesse im Zusammenhang mit der Erfindung sind die radial nach innen weisenden Stege 20 des Gelenkaußenteils 9, auf deren Funktion später ausführlich eingegangen wird.On the inside of the outer joint part 9 and on the outside of the inner joint part 10 are ball races 18 . 19 for balls 14 formed between these ball raceways 18 respectively. 19 one footbridge each 20 respectively. 28 is trained. These bridges 20 . 28 protrude radially inward or outward than the Fußkreisdurchmesser the associated ball raceways 18 . 19 , Of particular interest in connection with the invention are the radially inwardly directed webs 20 of the outer joint part 9 whose function will be discussed in detail later.

Wie 4 verdeutlicht, ist an am freien Ende des Gelenkinnenteils 10 eine Ringnut 22 ausgebildet, die als Montagehilfe dient. Zudem ist in 2 erkennbar, dass die Kugellaufbahnen 18 des Gelenkinnenteils 10 eine Krümmung aufweisen, durch die der radiale Abstand der Kugellaufbahnen 18 von der Gelenkmittellinie nahe der Ringnut 22 kleiner ist als an ihrem schweißflanschseitigem Ende. Einen entgegengesetzten Krümmungsverlauf weisen die Kugellaufbahnen 19 am Gelenkaußenteil 9 auf, so dass deren radialer Abstand von der Gelenkmittellinie am schweißflanschseitigem Ende kleiner ist als an ihrem ringnutseitigen Ende.As 4 clarifies, is on at the free end of the inner joint part 10 an annular groove 22 trained, which serves as an assembly aid. Moreover, in 2 recognizable that the ball raceways 18 of the inner joint part 10 have a curvature through which the radial distance of the ball raceways 18 from the hinge centerline near the annular groove 22 smaller than at its schweißflanschseitigem end. An opposite curvature course show the ball raceways 19 at the outer joint part 9 so that their radial distance from the joint center line at the welding flange side end is smaller than at its ring groove side end.

Darüber hinaus zeigen 3 und 4, dass die Kugeln 14 in den hier als Fenster 27 bezeichneten Öffnungen eines Kugelkäfigs 15 gehalten werden. Dabei ist vorgesehen, dass das Antriebsgelenk 8 hinsichtlich der Fixierung des Kugelkäfigs 15 derart ausgebildet ist, dass sich dieser bei einer Axialkraftbelastung F an dem Gelenkaußenteil 9 axial abstützen kann.In addition, show 3 and 4 that the balls 14 in here as a window 27 designated openings of a ball cage 15 being held. It is envisaged that the drive joint 8th regarding the fixation of the ball cage 15 is formed such that this at an Axialkraftbelastung F at the outer joint part 9 can support axially.

In dem in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die axiale Abstützung des Kugelkäfigs 15 an einem Innenring 16, der in einem radial nach innen offenen Aufnahmebereich 17 des Gelenkaußenteils 9 eingesetzt ist. In den Innenring 16 sind auch die radial äußeren Kugellaufbahnen 19 des Antriebsgelenks 8 ausgebildet. Die Nutzung eines solchen Innenringes 16 ist hinsichtlich der Herstellung der erwähnten Kugellaufbahnen 19 sehr vorteilhaft.In the preferred embodiment shown in the drawing, the axial support of the ball cage takes place 15 on an inner ring 16 placed in a radially inward open receiving area 17 of the outer joint part 9 is used. In the inner ring 16 are also the radially outer ball raceways 19 of the drive joint 8th educated. The use of such an inner ring 16 is with regard to the production of the aforementioned ball raceways 19 very advantageous.

Zudem können an diesem auch die zwischen den einzelnen Kugellaufbahnen 19 ausgebildeten Stege 20 vergleichsweise einfach mit Anlageflächen 21 für den Kugelkäfig 15 versehen werden. An diese Anlageflächen 21 des Innenringes 16 stützt sich der Kugelkäfig 15 mit an diesem ausgebildeten Anlageflächen 26 bei einer Axialkraftbelastung F axial ab.In addition, this can also be between the individual ball raceways 19 trained bridges 20 comparatively easy with contact surfaces 21 for the ball cage 15 be provided. At these contact surfaces 21 of the inner ring 16 the ball cage is supported 15 with formed on this contact surfaces 26 at an Axialkraftbelastung F axially.

Wie 4 zeigt, ist das Radialspiel zwischen der Anlagefläche 21 des Innenrings 16 und der Anlagefläche 26 des Kugelkäfigs 15 deutlich kleiner als das Radialspiel zwischen der Innenseite 25 des Kugelkäfigs 15 und der Außenseite 24 des Gelenkinnenteils 10. Mit der Außenseite 24 des Gelenkinnenteils 10 ist der Kopfkreisdurchmesser der Stege 28 zwischen den Kugellaufbahnen 18 des Gelenkinnenteils 10 gemeint.As 4 shows, is the radial clearance between the contact surface 21 of the inner ring 16 and the contact surface 26 of the ball cage 15 significantly smaller than the radial play between the inside 25 of the ball cage 15 and the outside 24 of the inner joint part 10 , With the outside 24 of the inner joint part 10 is the tip circle diameter of the webs 28 between the ball raceways 18 of the inner joint part 10 meant.

2 und 4 verdeutlichen zudem, dass im Bereich zwischen dem Schweißflansch 12 und dem Aufnahmebereich 17 für den Innenring 16 im hohlzylindrischen Bereich des Gelenkaußenteils 9 ein Deckel 23 eingeklemmt ist, der den Gelenkinnenraum gegen das Auslaufen von Schmierfett und gegen das Eindringen von Schmutz schützt. Da der Deckel 23 nur eingeklemmt ist, lässt sich dieser beim Eindringen des Gelenkinnenteils 10 in die zweite Teilwelle 3 ohne großen Kraftaufwand axial wegsprengen. 2 and 4 also illustrate that in the area between the welding flange 12 and the recording area 17 for the inner ring 16 in the hollow cylindrical portion of the outer joint part 9 a lid 23 is trapped, which protects the joint interior against the leakage of grease and against the ingress of dirt. Because the lid 23 is only clamped, this can be during penetration of the inner joint part 10 into the second part wave 3 Axially blast away without much effort.

Zur Wirkungsweise dieses Antriebsgelenks 8 hinsichtlich dessen Teleskopierbarkeit ist nun folgendes auszuführen:
Beim Normalbetrieb der Antriebsanordnung 1 treten Axialkräfte auf, die einen vorbestimmten Axialkraftbetrag unterschreiten. Diese Axialkräfte lassen das Antriebsgelenk 8 mechanisch intakt, so dass dieses bestimmungsgemäß Antriebsmoment von der einen Teilwelle 2 auf die andere Teilwelle 3 übertragen kann.For the operation of this drive joint 8th with regard to its telescopability, the following should now be stated:
During normal operation of the drive assembly 1 axial forces occur, which fall below a predetermined axial force amount. These axial forces leave the drive joint 8th mechanically intact, so that this intended drive torque from the one part shaft 2 to the other part wave 3 can transfer.

Bei einer auf das Antriebsgelenk 8 wirkenden und eine vorbestimmten Kraftbetrag übersteigenden Axialkraft F wird dagegen der Kugelkäfig 15 mit seinen Anlageflächen 26 gegen die gegenüberliegende Anlagefläche 21 des Innenringes 16 gedrückt, an der der Kugelkäfig 15 formschlüssig zentriert und daher gegen ein Verkippen gehalten wird. Bei weiter anwachsender Axialkraft F drückt sich anschließend das Gelenkinnenteil 10 axial vollständig durch den Kugelkäfig 15, wobei dieser allenfalls gering verformt, jedoch nicht als Sollbruchstelle zerstört wird. Sobald das Gelenkinnenteil 10 sich weit genug in Richtung zu dem Schweißflansch 12 bewegt hat, geben dessen Kugellaufbahnen 18 die Kugeln 14 frei, so dass diese aus dem Kugelkäfig 15 in Richtung zu der Ringnut 22 herausfallen.At one on the drive joint 8th acting and a predetermined amount of force exceeding axial force F, however, the ball cage 15 with its contact surfaces 26 against the opposite contact surface 21 of the inner ring 16 pressed on the ball cage 15 positively centered and therefore held against tilting. When the axial force F continues to increase, the inner joint part is subsequently pressed 10 axially completely through the ball cage 15 , this is at most slightly deformed, but not destroyed as a predetermined breaking point. Once the inner joint part 10 far enough towards the welding flange 12 has moved give his ball races 18 the balls 14 free, leaving these out of the ball cage 15 towards the ring groove 22 fall out.

Bei diesem Axialverschiebungsvorgang bleibt der Kugelkäfig 15 mechanisch intakt, während der Innenring 16 durch plastische/elastische Verformung das axiale Durchtreten des Gelenkinnenteils 10 durch das Gelenkaußenteil 9 ermöglicht. Dabei dient der Innenring 16 demnach als Deformationselement, in den Verformungskräfte von dem Gelenkinnenteil 1 über die Kugeln 14 eingeleitet werden. Ein solches Teleskopierverhalten des Antriebsgelenks 8 ist auch dann zu erreichen, wenn die Kugellaufbahnen 19 direkt, also unter Weglassung des Innenringes 16, in der Innenwand des Gelenkaußenteils 9 ausgebildet sind.In this Axialverschiebungsvorgang remains the ball cage 15 mechanically intact, while the inner ring 16 by plastic / elastic deformation, the axial passage of the inner joint part 10 through the outer joint part 9 allows. Here, the inner ring is used 16 Accordingly, as a deformation element in the deformation forces of the inner joint part 1 over the balls 14 be initiated. Such a telescoping behavior of the drive joint 8th is also reachable when the ball racetracks 19 directly, so omitting the inner ring 16 , in the inner wall of the outer joint part 9 are formed.

Zur Realisierung oder zur Unterstützung des erwünschten klemmfreien Ineinanderschiebens von Gelenkinnenteil in Gelenkaußenteil kann auch vorgesehen sein, dass die Kugellaufbahnen 18 des Gelenkinnenteils 10 als Deformationselement ausgelegt sind. Dazu sind diese derart ausgebildet, dass bei dem genannten Axialverschiebevorgang die Kugeln 14 zumindest dasjenige Ende der Kugellaufbahnen 18 plastisch verformen, welches sich nahe der Ringnut 22 befindet.To realize or support the desired pinch-free telescoping of inner joint part in outer joint part can also be provided that the ball raceways 18 of the inner joint part 10 are designed as a deformation element. For this purpose, these are designed such that in the said Axialverschiebevorgang the balls 14 at least that end of the ball raceways 18 plastically deform, which is close to the annular groove 22 located.

Von besonderem Vorteil an der erfindungsgemäß ausgebildeten Antriebsanordnung 1 ist, dass bei einem Überschreiten einer vorbestimmten Axialkraft F auf das Antriebsgelenk 8 alle Gelenkbauteile geometrisch weitgehend intakt bleiben und sich demgemäss nicht in Bruchstücke auflösen. Dadurch wird zielführend erreicht, dass das Ineinanderschieben von Gelenkaußenteil 9 und Gelenkinnenteil 10 klemmfrei erfolgen kann.Of particular advantage of the inventively constructed drive assembly 1 is that when exceeding a predetermined axial force F on the drive joint 8th All joint components remain geometrically largely intact and accordingly do not dissolve in fragments. As a result, it is purposefully achieved that the telescoping of outer joint part 9 and inner joint part 10 can be done without jamming.

Mit einem gemäß der Zeichnung ausgebildeten Antriebsgelenk wurden chrash-Versuche durchgeführt, die belegen, dass das beschriebene Bauteilverhalten auch in der Praxis festzustellen ist. So wurde ermittelt, dass der Innenring 16 aufgrund der teleskopierbedingt auftretenden Verformung lediglich Haarrisse aufwies, aber ansonsten ebenso wie der Kugelkäfig 15 intakt blieb. Außerdem zeigten die Kugellaufbahnen 18 des Gelenkinnenteils 10 wie erwar tet lediglich an ihren zur Ringnut 22 weisenden Enden eine Verformung, die durch die die Kugellaufbahnen verlassenden Kugeln 14 hervorgerufen wurden.With a trained according to the drawing drive joint chrash tests were performed, which prove that the described component behavior is observed in practice. So it was determined that the inner ring 16 due to the deformation caused by telescoping had only hairline cracks, but otherwise as well as the ball cage 15 remained intact. In addition, the ball races showed 18 of the inner joint part 10 as expected tet only at her to the annular groove 22 pointing ends a deformation by the balls leaving the ball raceways 14 were caused.

Zudem konnte nachgewiesen werden, dass durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Antriebsanordnung 1 die einen Teleskopiervorgang auslösende Axialkraft F vorteilhaft niedriger als bei der bekannten Antriebsanordnung gewählt werden kann.In addition, it could be demonstrated that by the construction of the drive arrangement according to the invention 1 the axial force F triggering a telescoping operation can advantageously be selected lower than in the known drive arrangement.

11
Antriebsanordnungdrive arrangement
22
Erste TeilwelleFirst partial wave
33
Zweite TeilwelleSecond partial wave
44
Anschlussstückconnector
55
Anschlussstückconnector
66
Zwischenlagerinterim storage
77
Halterholder
88th
Antriebsgelenkdrive joint
99
GelenkaußenteilOuter race
1010
GelenkinnenteilInner race
1111
Innensteckverzahnung am GelenkinnenteilInternal splines at the inner joint part
1212
Anschweißflansch am Gelenkaußenteilwelding flange at the outer joint part
1313
Flanschbereich am Gelenkinnenteilflange at the inner joint part
1414
KugelBullet
1515
Kugelkäfigball cage
1616
Innenring am Gelenkaußenteilinner ring at the outer joint part
1717
Aufnahmebereich für den Innenringreception area for the inner ring
1818
Kugellaufbahn am GelenkinnenteilBall track at the inner joint part
1919
Kugellaufbahn am GelenkaußenteilBall track at the outer joint part
2020
Steg zwischen zwei benachbarten Kugellaufbahnen am Gelenkweb between two adjacent ball tracks at the joint
außenteil bzw. am Innenringthe outside part or on the inner ring
2121
Anlagefläche am Gelenkaußenteil bzw. am InnenringContact surface on the outer joint part or on the inner ring
2222
Ringnutring groove
2323
Deckelcover
2424
Außenseite des Gelenkinnenteilsoutside of the inner joint part
2525
Innenseite des Kugelkäfigsinside of the ball cage
2626
Anlagefläche des KugelkäfigsContact surface of the ball cage
2727
Fenster im Kugelkäfig zur Kugelaufnahmewindow in the ball cage for ball intake
2828
Steg am Gelenkinnenteilweb at the inner joint part

Claims (13)

Antriebsgelenk (8) für ein Kraftfahrzeug, welches mit einer ersten Teilwelle (2) und einer zweiten Teilwelle (3) verbindbar ist, wobei das Antriebsgelenk (8) ein Gelenkaußenteil (9) und ein in diesem koaxial angeordnetes Gelenkinnenteil (10) aufweist, bei dem Kugellaufbahnen (18, 19) an der Innenseite des Gelenkaußenteils (9) sowie an der Außenseite des Gelenkinnenteils (10) ausgebildet sind, und bei dem Kugeln (14) in den Kugellaufbahnen (18, 19) angeordnet und von einem Kugelkäfig (15) zueinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kugellaufbahnen (18, 19) des Gelenkaußenteils (9) radial nach innen weisende Stege (20) ausgebildet sind, die derart geformt und bemessen sind, dass der Kugelkäfig (15) beim Überschreiten einer zum Ineinanderschieben von Gelenkinnenteil (9) und Gelenkaußenteil (9) führenden Axialkraft (F) geometrisch und mechanisch weitgehend intakt bleibt.Drive joint ( 8th ) for a motor vehicle, which with a first partial wave ( 2 ) and a second partial wave ( 3 ) is connectable, wherein the drive joint ( 8th ) an outer joint part ( 9 ) and in this coaxially arranged inner joint part ( 10 ), in the ball tracks ( 18 . 19 ) on the inside of the outer joint part ( 9 ) and on the outside of the inner joint part ( 10 ) are formed, and wherein the balls ( 14 ) in the ball raceways ( 18 . 19 ) and from a ball cage ( 15 ) are spaced apart, characterized in that between the ball raceways ( 18 . 19 ) of the outer joint part ( 9 ) radially inwardly pointing webs ( 20 ) are formed and dimensioned such that the ball cage ( 15 ) when crossing a telescoping inner joint part ( 9 ) and outer joint part ( 9 ) leading axial force (F) remains geometrically and mechanically largely intact. Antriebsgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (20) so ausgebildet und bemessen sind, dass sich der Kugelkäfig (15) bei einem axialen Ineinanderschieben von Gelenkaußenteil (9) und Gelenkinnenteil (10) an diesen Stegen (20) axial abstützt.Drive joint according to claim 1, characterized in that the webs ( 20 ) are designed and dimensioned such that the ball cage ( 15 ) in an axial telescoping of outer joint part ( 9 ) and inner joint part ( 10 ) at these bridges ( 20 ) is axially supported. Antriebsgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (20) des Gelenkaußenteils (9) an ihrem freien Ende eine radial innere und axial gekrümmte Anlagefläche (21) aufweisen, an der sich der Kugelkäfig (15) mit einer radial äußeren und axial gekrümmten Anlagefläche (26) abstützen kann.Drive joint according to claim 1 or 2, characterized in that the webs ( 20 ) of the outer joint part ( 9 ) at its free end a radially inner and axially curved contact surface ( 21 ), at which the ball cage ( 15 ) with a radially outer and axially curved contact surface ( 26 ) can support. Antriebsgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Radialspiel zwischen der Innenseite (25) des Kugelkäfigs (15) und der Außenseite (24) des Gelenkinnenteils (10) größer ist als das Radialspiel zwischen der Innenseite (Anlagefläche 21) der Stege (20) des Gelenkaußenteils (9) und der Außenseite (Anlagefläche 26) des Kugelkäfigs (15).Drive joint according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radial clearance between the inside ( 25 ) of the ball cage ( 15 ) and the outside ( 24 ) of the inner joint part ( 10 ) is greater than the radial clearance between the inside (contact surface 21 ) of the webs ( 20 ) of the outer joint part ( 9 ) and the outside (bearing surface 26 ) of the ball cage ( 15 ). Antriebsgelenk nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (20) und Kugellaufbahnen (19) an der Innenseite eines Innenrings (16) ausgebildet sind, der in einem Aufnahmebereich (17) des Gelenkaußenteils (9) kraft- und formschlüssig eingesetzt ist.Drive joint according to at least one of the preceding claims, characterized in that the webs ( 20 ) and ball races ( 19 ) on the inside of an inner ring ( 16 ) formed in a receiving area ( 17 ) of the outer joint part ( 9 ) is used positively and positively. Antriebsgelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (16) als Deformationselement ausgebildet ist.Drive joint according to claim 5, characterized in that the inner ring ( 16 ) is designed as a deformation element. Antriebsgelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (16) derart ausgebildet ist, dass dieser beim Überschreiten einer vorgegebenen Axialkraft (F) auf das Antriebsgelenk (8) unter plastischer/elastischer Verformung ein Eindringen des Gelenkinnenteils (10) in das Gelenkaußenteil (9) ermöglicht.Drive joint according to claim 5, characterized in that the inner ring ( 16 ) is designed such that this on exceeding a predetermined axial force (F) on the drive joint ( 8th ) under plastic / elastic deformation, an intrusion of the inner joint part ( 10 ) in the outer joint part ( 9 ). Antriebsgelenk nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Kugellaufbahnen (18) des Gelenkinnenteils (10) derart ausgebildet sind, dass diese beim Durchstoßen des Gelenkaußenteils (9) durch die Kugeln (14) zumindest an ihren zu der Ringnut (22) weisenden Enden plastisch verformbar sind.Drive joint according to one of claims 5 to 7, characterized in that ball raceways ( 18 ) of the inner joint part ( 10 ) are formed such that these upon piercing the outer joint part ( 9 ) through the balls ( 14 ) at least at their to the annular groove ( 22 ) facing ends are plastically deformable. Antriebsgelenk nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkinnenteil (10) eine koaxial ausgerichtete Innensteckverzahnung (11) zur Aufnahme einer Außensteckverzahnung der ersten Teilwelle (2) aufweist.Drive joint according to at least one of the preceding claims, characterized in that the inner joint part ( 10 ) a coaxially aligned internal spline ( 11 ) for receiving an outer spline of the first part wave ( 2 ) having. Antriebsgelenk nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkinnenteil (10) an seinem kugelkäfigfernen Ende eine Ringnut (22) aufweist, die als Montagehilfe dient.Drive joint according to at least one of the preceding claims, characterized in that the inner joint part ( 10 ) at its ball cage distal end an annular groove ( 22 ), which serves as an assembly aid. Antriebsgelenk nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkaußenteil (9) an seinem kugelkäfigfernen Ende einen Schweißflansch (12) zur Befestigung der zweiten Teilwelle (3) aufweist.Drive joint according to at least one of the preceding claims, characterized in that the outer joint part ( 9 ) at its ball cage distal end a welding flange ( 12 ) for fastening the second part of the shaft ( 3 ) having. Antriebsgelenk nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des Gelenkaußenteils (9) zwischen dem Aufnahmebereich (17) für den Innenring (16) und dem Anschweißflansch (12) ein Deckel (23) eingeklemmt ist.Drive joint according to at least one of the preceding claims, characterized in that on the inside of the outer joint part ( 9 ) between the receiving area ( 17 ) for the inner ring ( 16 ) and the welding flange ( 12 ) a lid ( 23 ) is trapped. Antriebsgelenk nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkäfig (15) derart ausgebildete Fenster (27) zur Aufnahme der Kugeln (14) aufweist, dass bei einem unfallbedingten Verschieben des Gelenkinnenteils (10) in das Gelenkaußenteil (9) die Kugeln (14) aus dem Kugelkäfig (16) in Richtung zur Ringnut (22) herausfallen.Drive joint according to at least one of the preceding claims, characterized in that the ball cage ( 15 ) windows formed in this way ( 27 ) for receiving the balls ( 14 ), that in an accidental displacement of the inner joint part ( 10 ) in the outer joint part ( 9 ) the balls ( 14 ) from the ball cage ( 16 ) in the direction of the annular groove ( 22 ) fall out.
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