DE19831016C2 - Gelenkwellenanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkwellenanordnung zur Verbindung des frontseitigen Getriebeausgangs mit dem Getriebeeingang des heckseitigen Achsgetriebes eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens.

Solche, aus der Fachliteratur, beispielsweise aus Prof. Dipl.- Ing. Jörnsen Reimpell: Fahrwerktechnik 1, 5. Auflage, Vogel-Ver­ lag, Seite 285, Bild 3.1./21, entnehmbaren Gelenkwellenanordnun­ gen umfassen zwei Gelenkwellenabschnitte, die durch ein Gleich­ laufverschiebegelenk miteinander verbunden sind. An den zur Ver­ bindung mit dem frontseitigen Getriebeausgang und dem heckseiti­ gen Getriebeeingang bestimmten Enden der Gelenkwellenabschnitte sind Kreuzgelenke angeordnet. Dem zur Verbindung mit dem Getrie­ beausgang dienenden Gelenkwellenabschnitt ist ein elastisches Zwischenlager zugeordnet, das zur zusätzlichen Abstützung der Gelenkwellenanordnung an der Bodengruppe des Kraftfahrzeuges dient. Die frontseitige Verbindung zwischen dem Kreuzgelenk und dem Getriebeausgang erfolgt dabei mittels einer einer Gelenkga­ bel des Kreuzgelenkes zugehörigen Hülse, welche eine Bohrung mit einer Längsverzahnung aufweist. Mit dieser ist sie auf eine ent­ sprechend verzahnte Welle im Getriebehals des Getriebeausgangs aufgesteckt. Das die beiden Gelenkwellenabschnitte verbindende Gleichlaufverschiebegelenk läßt sowohl Winkelbewegungen als auch Verstellbewegungen zwischen dem Gelenkinnenteil und dem Gelenk­ außenteil zu, so daß Abstandsänderungen und Lageänderungen zwi­ schen dem Zwischenlager und dem heckseitigen Getriebeeingang ausgeglichen werden. Der Widerstand gegen eine Verstellung ist jedoch hoch. Bei der beschriebenen Anordnung wird die Laufruhe zwar im Verhältnis zu Gelenkwellenanordnungen, bei denen das Gelenk zwischen den beiden Gelenkwellenabschnitten als Kreuz­ gelenk ausgebildet ist, verbessert, jedoch werden Bewegungs­ schwingungen aus dem Antrieb, dem Achsgetriebe der Hinterachse und aus der Verlagerung des Beugezentrums der Kreuzgelenke von den frontseitigen und den heckseitigen Gelenkwellenabschnitten in die angeschlossenen Baugruppen weitergeleitet. Dabei wird das Zwischenlager angeregt.

Die Gelenkwellenanordnung unterliegt vom Getriebeausgang und vom Getriebeeingang eingeleiteten Bewegungs- und Körperschall­ schwingungen. Hinzu kommen noch beim heckseitigen Gelenkwel­ lenabschnitt kurzzeitig vergrößerte Beugewinkel. Von Bedeutung ist, dass von der frontseitigen Motor- und Getriebeeinheit auf die Hinterachse laufend wechselnde Drehmomente und Drehzahlen übertragen werden. Laststöße bis zu dem 10fachen des Nenndreh­ momentes sowie Drehzahlen bis 10.000 Umdrehungen/Minute sind keine Seltenheit.

Die DE 196 09 423 A1 beschreibt eine Seitenwelle zum Antreiben von Rädern eines Kraftfahrzeuges, die Drehmomente vom Achsdif­ ferential auf eines der Räder überträgt. Die Seitenwelle um­ fasst zwei Gleichlauffestgelenke, welche durch eine Verbin­ dungswelle miteinander verbunden sind. Die Verbindungswelle umfasst ein Schiebeteil zum Ausgleichen von Längendifferenzen und einen Wellenabschnitt. Das Schiebeteil umfasst eine Wälz­ körperführung, wobei die Bauteile des Schiebeteils drehsteifer ausgebildet sind als der Wellenabschnitt, um bei hohen und plötzlich auftretenden Drehmomentbelastungen Beeinflussungen der Wälzkörper in zugehörigen Laufrillen des Schiebeteils zu vermeiden. Aufgrund der Gleichlauffestgelenke werden jedoch Schwingungen, insbesondere Schwingungen in Längsrichtung, in die Verbindungswelle eingeleitet.

Eine ähnliche Seitenwelle zeigt die DE 44 19 373 A1, bei der zwei Gleichlauffestgelenke über eine Verbindungswelle mitein­ ander verbunden sind. Die Verbindungswelle weist ein Schiebe­ teil auf, das einen Schiebeabschnitt in Form eines Rohrs und einen Schiebezapfen aufweist, die über Wälzkörper zueinander längsverschieblich geführt sind. Der Schiebeabschnitt ist im Querschnitt als Wellenrohr gestaltet, wodurch geringere Massen aufgrund der aus der Formgebung resultierenden Festigkeit er­ zielt werden und wobei gleichzeitig aufgrund der Struktur ein verbessertes Schwingungsverhalten erreicht wird. Über die Gleichlauffestgelenke werden jedoch Schwingungen in Längsrich­ tung in die Verbindungswelle eingeleitet.

Die Dokumente DE 44 10 298 A1, DE 44 19 341 C1 sowie DE 19 45 788 zeigen Anordnungen, bei denen Gleichlauffestgelenke mit Verschiebeelementen zum Ausgleichen von Längendifferenzen in­ tegriert sind. Hierdurch werden die Bauteile zum Abwinkeln des Gleichlauffestgelenkes und zum Längenausgleich voneinander entkoppelt, so dass keine gegenseitige Störung auftritt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gelenk­ wellenanordnung vorzuschlagen, welche insbesondere in Längs­ richtung eingeleitete Schwingungen weitestgehend abkoppelt bzw. selbst keine Drehschwingungen erzeugt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gelenkwellenan­ ordnung zur Verbindung des frontseitigen Getriebeausgangs mit dem Getriebeeingang des heckseitigen Achsgetriebes eines Fahr­ zeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, gelöst, bei der jeweils ein Gelenk an den Enden zum Anschluß an den front­ seitigen Getriebeausgang und an den heckseitigen Getriebeein­ gang vorgesehen ist und jeweils ein Verschiebeelement nahe zu den an den frontseitigen Getriebeausgang und den heckseitigen Getriebeeingang anzuschließenden Gelenken angeordnet ist, wel­ ches als eine entlang einer Längsachse Verschiebebewegungen zulassende und eine Drehmomentübertragung bewirkende Wälzkör­ perführung ausgebildet ist und wobei alle Gelenke als nur Winkelbewegungen zulassende Gleichlauffestgelenke ausgebildet sind.

Von Vorteil hierbei ist, daß Schwingungen, die vom frontseitigen Getriebe oder vom heckseitigen Achsgetriebe in die Gelenkwellen­ anordnung und damit das Zwischenlager eingeleitet werden könn­ ten, bereits nahe zum Verursacher abgekoppelt werden. Es erfolgt eine schwimmende Zentrierung.

In Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens zwei Gelenkwel­ lenabschnitte, mindestens ein Zwischenlager, jeweils ein Gleich­ lauffestgelenk an den Enden zum Anschluß an dem frontseitigen Getriebeausgang und an dem heckseitigen Getriebeeingang sowie jeweils zwischen zwei aneinander anschließenden Gelenkwellenab­ schnitten vorgesehen. Ferner sind die Verschiebelemente dem frontseitigen und dem heckseitigen Gelenkwellenabschnitt zuge­ ordnet. Dadurch ist es auch möglich, das Zwischenlager weitest­ gehend von Schwingungsbeanspruchungen frei zu halten. Dadurch kann das Zwischenlager besser auf radiale Schwingungsdämpfung ausgelegt werden.

Eine besonders günstige Anordnung der Verschiebeelemente ist dann gegeben, wenn diese jeweils in das Innenteil des dem front­ seitigen Getriebeausgang und dem heckseitigen Getriebeeingang zugehörigen Gleichlauffestgelenk integriert sind. Des weiteren ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Gelenke jeweils ein Außenteil, mit einem Hohlraum und zwei umfangsver­ teilt angeordneten Sätzen von Außenlaufrillen, die von den bei­ den Öffnungsseiten des Außenteils gegenläufig hinterschnittfrei in Meridianebenen um die Längsachse des Außenteils verlaufen, aufweisen. Das im Hohlraum des Außenteils an geordnete Innenteil ist mit zu den Außenlaufrillen entsprechend angeordneten und je­ weils von der gleichen Öffnungsseite wie diese ausgehenden und wie die Außenlaufrillen hinterschnittfrei in Meridianebenen um die Längsachse sich erstreckenden Innenlaufrillen versehen. Zwi­ schen Außenteil und Innenteil ist ein Gelenkkäfig angeordnet, der zu den Außenlaufrillen und Innenlaufrillen offene Fenster aufweist, welche Gelenkkugeln aufnehmen, von denen jeweils eine in einem Paar von Außen- und Innenlaufrillen angeordnet ist.

Diese Gleichlaufgelenke haben den Vorteil, daß sie reibungsarm laufen und darüber hinaus auch bei größerem Beugewinkel eine ho­ he Gebrauchsdauer aufweisen. Dies kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn je Laufrillenart mindestens fünf Kugeln, d. h. ins­ gesamt mindestens zehn Gelenkkugeln zum Einsatz kommen. Es wird dann auch ein insgesamt ruhigerer Lauf erzielt, weil die Massen dieser Gelenkkugeln wesentlich geringer sind als bei üblichen Gelenken, die mit sechs Kugeln versehen sind. Des weiteren er­ gibt sich bei höheren Beugewinkeln eine verbesserte Drehmoment­ kapazität, da mehr Kugeln an der Drehmomentübertragung beteiligt sind. Der ruhige Lauf ist insbesondere beim Einsatz solcher Ge­ lenke im Längswellenstrang eines Personenkraftfahrzeuges von Be­ deutung, da hier hohe Drehzahlen auftreten.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Antriebsstranges eines Personenkraftwagens mit einer erfindungsge­ mäßen Gelenkwellenanordnung,

Fig. 2 die Gelenkwellenanordnung in einem zu Fig. 1 vergrößerten Maßstab und bei gestreckter Lage sämtlicher Bauteile,

Fig. 3 einen Schnitt III-III gemäß Fig. 4 durch ein zum heckseitigen Getriebeeingang hin angeordnetes Gleichlauffestgelenk,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch das heckseitige Gleich­ lauffestgelenk gemäß Fig. 3 entsprechend der Schnittlinie IV-IV von Fig. 3 und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch das Zwischenlager und das diesem benachbart angeordnete Gleichlauffest­ gelenk, wobei sich die Bauteile in der gestreck­ ten Lage befinden, d. h. alle eine gemeinsame Längsachse aufweisen.

Aus Fig. 1 ist der Antriebsstrang für ein vierradgetriebenes Fahrzeug erkennbar. Die beiden Vorderräder 1 und die beiden Hin­ terräder 2 sind angetrieben. Es ist das im Bereich der Vorder­ achse liegende Getriebe 3 erkennbar, das den Getriebeausgang 4 besitzt. Im Bereich der Hinterachse ist das Achsgetriebe 5 er­ kenntlich, das den Getriebeeingang 6 aufweist. Zum Antrieb der beiden Vorderräder 1 dienen Seitenwellen 7. Die beiden Hinterrä­ der 2 sind ausgehend vom Achsgetriebe 5 durch die Seitenwellen 8 angetrieben. Die Verbindung zwischen dem Getriebe 3 und dem Achsgetriebe 5 wird durch eine Gelenkwellenanordnung nach der Erfindung bereitgestellt, welche zwei Gelenkwellenabschnitte 9 und 10 umfaßt. Diese ist durch ein etwa mittig angeordnetes Zwi­ schenlager 11 zusätzlich an der Bodengruppe des Fahrzeuges gela­ gert. Die Gelenkwellenanordnung weist im ersten Gelenkwellenab­ schnitt 9 ein nahe zum Getriebeausgang 4 angeordnetes erstes Ge­ lenk 12 in Form eines Gleichlauffestgelenkes auf. Zur Verbindung beider Gelenkwellenabschnitte 9, 10 ist ein zweites Gelenk 13 in Form eines Gleichlauffestgelenkes vorgesehen. Am Ende des zwei­ ten Gelenkwellenabschnittes 10 ist ein drittes Gelenk 14 in Form eines Gleichlauffestgelenkes angeordnet, das über Verbindungs­ mittel mit dem Getriebeeingang 6 des Achsgetriebes 5 im Bereich der Hinterachse verbunden ist. Die Gelenkwellenabschnitte 9, 10 rotieren bei den meisten Anwendungsfällen mit einer Drehzahl, die über der in das Schaltgetriebe oder Automatikgetriebe durch den Motor eingeleiteten liegen. Die Untersetzung erfolgt im Be­ reich des Achsgetriebes 5 auf die Drehzahl der Hinterräder 2. Während beispielsweise die Gelenkwellenanordnung mit den Gelenk­ wellenabschnitten 9, 10 und den zugehörigen Gelenken 12, 13, 14 Drehzahlen bis 10.000 Umdrehungen/Minute ausführen muß, liegen die Drehzahlen der Seitenwellen 8 zum Antrieb der Hinterräder 2 in der Größenordnung bis 2.500 Umdrehungen/Minute.

Aus Fig. 2 ist im vergrößerten Maßstab eine erfindungsgemäße Gelenkwellenanordnung ersichtlich, und zwar im Längsschnitt. Sie ist mit allen Bauteilen bezüglich einer gemeinsamen Längsachse 32 ausgerichtet gezeichnet.

Es ist links das erste Gelenk 12 in Form eines Gleichlauffestge­ lenkes, so wie es detailliert noch anhand der Fig. 3 und 4 beschrieben wird, angeordnet. Dieses weist einen nach außen ge­ richteten Flansch auf, mit dem das Außenteil des Gelenkes 12 un­ ter Zwischenschaltung eines Dämpfungselementes 15 mit dem aus Fig. 1 ersichtlichen Getriebeausgang 4 verbindbar ist. Dabei soll das Dämpfungselement 15 aus einem Werkstoff mit einem von dem des Gelenkes 12 abweichenden Elastizitätsmodul bestehen. In das Innenteil des Gelenkes 12 ist ein erstes Schiebeelement 16 in Form einer Wälzkörperführung integriert. Die Kugeln dieses ersten Schiebeelementes 16 sind in den inneren Verschiebelauf­ rillen eines ersten Schiebezapfens 17 geführt. Des weiteren ist das erste Gelenk 12 durch eine Dichtmanschette 19 abgeschlossen. Diese kann beispielsweise einer Kappe zugeordnet sein, die mit dem Außenteil des Gelenkes 12 verbunden ist. Der kleine Durch­ messer der Dichtmanschette 19 ist mit dem ersten Schiebezapfen 17 verbunden. Der erste Schiebezapfen 17 weist vom Gelenk 12 weg einen erweiterten Bereich auf, an dem ein erstes Rohr 18 ange­ schlossen ist. Dieses erste Rohr 18 ist wiederrum mit einem An­ schluß einer Hülse 20 verbunden. Diese weist eine verzahnte Boh­ rung auf. Über die Verzahnung 22 ist ein erster Zapfen 21 dreh­ fest an die Hülse 20 angeschlossen. Der erste Zapfen 21 besitzt einen Lagersitz 23 und einen Flanschabschnitt. Die vorgenannten Bauteile gehören zum ersten Gelenkwellenabschnitt 9. Auf dem La­ gersitz 23 ist der Innenring eines Wälzlagers 24 gehalten. Der Außenring des Wälzlagers 24 ist mit einem Dämpfer 25 verbunden, der in einem Gehäuse 26 aufgenommen ist. Diese Bauteile bilden das Zwischenlager 11. Das Gehäuse 26 ist zur Festlegung an der Bodengruppe des Personenkraftwagens bestimmt. An den dem Gelenk­ wellenabschnitt 9 abgewandten Ende des Flansches des ersten Zap­ fens 21 ist das Außenteil des zweiten Gelenkes 13 in Form des Gleichlauffestgelenkes angeschlossen. An das Innenteil des zwei­ ten Gelenkes 13 ist ein zweiter Zapfen 27 mittels einer Verzah­ nung drehfest angeschlossen. Der zweite Zapfen 27 weist vom zweiten Gelenk 13 weg einen erweiterten Bereich auf, an den ein zweites Rohr 28 angeschweißt ist. Dieses ist mit seinem anderen Ende an einen erweiterten Bereich eines zweiten Schiebezapfens 29 angeschweißt. Der zweite Schiebezapfen 29 ist über die Kugeln eines zweiten Schiebeelementes 30 drehfest mit dem Innenteil des dritten Gelenkes 14 in Form eines Gleichlauffestgelenkes verbun­ den. Das Schiebeelement 30 ist als Wälzkörperführung gestaltet. Das Außenteil des dritten Gelenkes 14 ist über ein zweites Dämp­ fungselement 31 mit dem Getriebeeingang 6 für das Hinterachs­ getriebe 5 durch eine Flanschverbindung verbindbar. Die Anord­ nung der Schiebeelemente 16, 30 nahe zu den Enden der beiden Gelenkwellenabschnitte 9, 10 hin bewirkt, daß Schwingungen, die einerseits aus dem Getriebe 3 bzw. Achsgetriebe 5 gemäß Fig. 1 auf das erste Gelenk 12 bzw. dritte Gelenk 14 in Richtung der Längsachse 32 einwirken, nicht in die Gelenkwellenanordnung und damit nicht in das Zwischenlager 11 weitergeleitet werden. Die beiden Gelenkwellenabschnitte 9 und 10 sind durch das Zwischen­ lager 11 zentriert gehalten, und zwar in Richtung der Längsachse 32. In Fig. 2 sind sämtliche Bauteile in der gestreckten Posi­ tion dargestellt. Im normalen Einbaufall weicht die Lage des Getriebeausganges von der des Zwischenlagers 11 und der des Getriebeeinganges des Achsgetriebes ab, so daß die Gelenke 12, 13, 14 unter einem Beugewinkel arbeiten. Dies ist insbesondere im Bereich des zweiten Gelenkwellenabschnittes 10 der Fall, wobei die beiden Gelenke 13, 14 Winkelbewegungen, die im Bereich der Hinterachse durch das Achsgetriebe, d. h. dessen Getriebeein­ gang im Verhältnis zum Zwischenlager 11 ausgeführt werden, aus­ gleichen. Aufgrund der Ausbildung der Schiebeelemente 16, 30 als Wälzkörperführungen wird eine besonders reibungsarme Verbindung erzielt, die Schwingungen in Richtung der Längsachse 32 nicht weiterleitet. Hierdurch wird ein besonders ruhiger Lauf erzielt. Der ruhige Lauf wird jedoch auch durch die Ausbildung der Gelen­ ke 12, 13, 14 bestimmt. Diese sind vom Prinzip her gleich ausge­ staltet. Das zweite Gelenk 13 unterscheidet sich jedoch von dem ersten Gelenk 12 und dritten Gelenk 14 dadurch, daß ihm kein zusätzliches Schiebeelement zugeordnet ist. Die Ausbildung des ersten Gelenkes 12 und des dritten Gelenkes 14 ist im wesentli­ chen gleich. Variationen können im Bereich der Anschlüsse gege­ ben sein. Der Aufbau dieser Gelenke 12, 14 ist anhand des drit­ ten Gelenkes 14 auch hinsichtlich der Integration des Schiebee­ lementes 30 nachfolgend anhand der Fig. 3 und 4 näher erläu­ tert.

Die Ausbildung des dritten Gelenkes 14 und des darin integrier­ ten zweiten Schiebeelementes 30 werden nachfolgend anhand der Fig. 3 und 4 zusammen beschrieben.

Das als Gleichlauffestgelenk gestaltete dritte Gelenk 14 umfaßt das Außenteil 33, das als Blechteil ausgehend einer Ronde oder von einem Rohr gestaltet ist, und einen Flansch 34 zur Verbin­ dung entweder mit dem Getriebeausgang oder dem Getriebeeingang aufweist. Es ist zwischen den beiden Öffnungsseiten 36, 37 mit einem durchgehenden Raum versehen, der einseitig bezüglich der Öffnungsseite 37 durch die Kappe 35 verschlossen ist. Diese weist einen entsprechend dem Flansch 34 ausgebildeten Flansch auf, mit dem sie an dem Flansch 34 anliegt und mit diesem ver­ bunden ist. In der Innenfläche 38 sind umfangsverteilt erste Außenlaufrillen 39 und zweite Außenlaufrillen 40 angeordnet. Diese wechseln sich auf dem Umfang um die Längsachse 32 ab. Sie sind jeweils in um die Längsachse 32 verteilten und diese ent­ haltenden Ebenen angeordnet. Die ersten Außenlaufrillen 39 ver­ laufen in der jeweils zugehörigen Ebene kurvenförmig und hinter­ schnittfrei ausgehend von der ersten Öffnungsseite 36. Die je­ weils zwischen zwei ersten Außenlaufrillen 39 angeordneten zwei­ ten Außenlaufrillen 40 verlaufen ausgehend von der zweiten Öff­ nungsseite 37 ebenfalls in Meridianebenen bezüglich der Längs­ achse 32 kurvenförmig und hinterschnittfrei in Richtung auf die erste Öffnungsseite 36. Die ersten Außenlaufrillen 39 und zwei­ ten Außenlaufrillen 40 sind in das aus einem Blech oder Rohr hergestellte Außenteil 33 eingeformt. Das dritte Gelenk 14 um­ faßt ferner ein Innenteil 41, in dessen Außenfläche 44, die bezüglich des Beugezentrums O kugelig gestaltet ist, erste In­ nenlaufrillen 42 und zweite Innenlaufrillen 43 eingeformt sind. Die ersten Innenlaufrillen 42 verlaufen ausgehend von der ersten Öffnungsseite 36 in Richtung zur zweiten Öffnungsseite 37 des Außenteils 33 hinterschnittfrei und kurvenförmig und sind je­ weils in Meridianebenen bezüglich der Längsachse 32 den ersten Außenlaufrillen 39 gegenüberliegend angeordnet. Die zweiten In­ nenlaufrillen 43 verlaufen entsprechend von der zweiten Öff­ nungsseite 37 ausgehend hinterschnittfrei und mit einer Kurve ebenfalls in Meridianebenen bezüglich der Längsachse 32, wobei sie jeweils den zweiten Außenlaufrillen 40 gegenüberliegen. Zwi­ schen der Innenfläche 38 des Außenteiles 33 und der Außenfläche 44 des Innenteils 41 ist ein Gelenkkäfig 45 angeordnet. Der Ge­ lenkkäfig 45 weist eine hohlkugelige Käfiginnenfläche 46 auf, mit der er auf der kugeligen Außenfläche 44 des Innenteiles 41 geführt ist. Die Käfigaußenfläche 47 ist mit Abstand zur Innen­ fläche 38 des Außenteiles 41 angeordnet. Zwischen der Käfigin­ nenfläche 46 und der Käfigaußenfläche 47 sind umfangsverteilt entsprechend den Paaren von ersten Außenlaufrillen 39 und ersten Innenlaufrillen 42 sowie zweiten Außenlaufrillen 40 und zweiten Innenlaufrillen 43 verlaufende Fenster 48 versehen, in denen je­ weils Gelenkkugeln 49 mit ihren Zentren in einer Ebene, welche den Gelenkmittelpunkt 0 enthält, angeordnet sind. Die Gelenkku­ geln 49 ragen jeweils radial nach außen über die Käfigaußenflä­ che 47 und radial nach innen über die Käfiginnenfläche 46 vor und greifen in die zugehörigen gegenüberliegenden ersten Außen­ laufrillen 39 und ersten Innenlaufrillen 42 sowie zweiten Außen­ laufrillen 40 und zweiten Innenlaufrillen 43 zur Drehmomentüber­ tragung ein. Sie werden durch den Gelenkkäfig 45 in der winkel­ halbierenden Ebene bei Abwinklung des Außenteiles 33 zum Innen­ teil 41 gehalten und in diese durch die Form der Laufrillen ge­ führt. Durch die gegenläufigen Laufrillen in Form der beiden Sätze von ersten Außenlaufrillen 39 und ersten Innenlaufrillen 42 sowie zweiten Außenlaufrillen 40 und zweiten Innenlaufrillen 43 in Verbindung mit der Führung des Gelenkkäfigs 45 am Innen­ teil 41 sind darüber hinaus das Innenteil 41 und das Außenteil 33 in Richtung der Längsachse 32 unverschieblich, d. h. auf das Beugezentrum 0 zentriert gehalten. Aus Fig. 3 ist erkennbar, daß sich jeweils ein Paar aus einer ersten Außenlaufrille 39 und einer ersten Innenlaufrille 42 mit einem Paar aus einer zweiten Außenlaufrille 40 und einer zweiten Innenlaufrille 43 auf den Umfang abwechseln und insgesamt jeweils fünf solcher Laufrillen­ paare vorgesehen sind. Bei dem Ausführungsbeispiel sind insge­ samt zehn Gelenkkugeln 52 an der Drehmomentübertragung betei­ ligt.

Darüber hinaus ist das Innenteil 41 beidseitig über den die er­ sten und zweiten Innenlaufrillen 42, 43 aufweisenden Abschnitt hülsenartig verlängert. Es weist eine durchgehende Bohrung auf, in der um die Längsachse 32 umfangsverteilt zum zweiten Schie­ beelement 30 gehörende äußere Verschiebelaufrillen 50 parallel zur Längsachse 32 und um diese umfangsverteilt angeordnet sind. In diesen sind Kugeln 52 durch einen Verschiebekäfig 53 entlang der Längsachse 32 abwälzend gehalten, wobei die Wälzbewegung durch Anschlagringe 54 an den Enden begrenzt ist. Die Begrenzung erfolgt dadurch, daß die endseitig angeordneten Kugeln 52 gegen einen der Anschlagringe 54 zur Anlage kommen und damit die Axi­ albewegung des Verschiebekäfigs 53 im Innenteil 41 begrenzen. Es sind in jeder der äußeren Verschiebelaufrillen 50 mehrere Kugeln 52 hintereinander angeordnet. In den Verschiebekäfig 53 ragt der zweite Schiebezapfen 29 hinein. Dieser weist entsprechend den äußeren Verschiebelaufrillen 50 um die Längsachse 32 verteilte innere Verschiebelaufrillen 51 auf, in welche die Kugeln 52 ein­ greifen, um eine Drehmomentübertragung zwischen dem zweiten Schiebezapfen 29 und dem Innenteil 41 zu bewirken. Die inneren Verschiebelaufrillen 51 sind bezüglich der Längsachse 32 länger ausgebildet als die äußeren Verschiebelaufrillen 50. Die maxima­ le Einschubstellung des zweiten Schiebezapfens 29 in das Innen­ teil 41 ist in strichpunktierten Linien dargestellt. Das Außen­ teil 33 führt Schwingungen, die beispielsweise durch das Achsge­ triebe angeregt werden, in Richtung der Längsachse 32 aus. Diese werden jedoch durch das Schiebeelement 30 in Form der Wälzkör­ perführung nicht auf den zweiten Schiebezapfen 29 weitergelei­ tet. Praktisch erfolgt damit eine Abkopplung der in das Außen­ teil 33 eingeleiteten Schwingungen von dem restlichen Teil des zweiten Gelenkwellenabschnittes 10 und damit auch vom ersten Ge­ lenkwellenabschnitt 9, so daß das Zwischenlager 11 unbeansprucht von Schwingungen in Richtung der Längsachse 32 bleibt.

Aus Fig. 5 ist schließlich die Anordnung im Bereich der Verbin­ dung zwischen zwei Gelenkwellenabschnitten 9 und 10 ersichtlich.

Es ist die Verbindung der zum ersten Gelenkwellenabschnitt 9 ge­ hörenden Hülse 20 mittels Verzahnung 22 mit dem ersten Zapfen 21 erkennbar. Darüber hinaus ist der zylindrische Lagersitz 23 er­ sichtlich, auf dem der Innenring des Wälzlagers 24 aufsitzt und zwischen einer. Schulter im Übergang zu der flanschartigen Aus­ formung des ersten Zapfens 21 und einem Sicherungsring axial ge­ halten ist. Ferner ist erkennbar, daß der äußere Lagerring des Wälzlagers 24 mit einem Dämpfer 25 verbunden ist, der selbst wieder mit seinem Außenumfang in einem Gehäuse 26 aus Metall festgelegt ist. Der Dämpfer 25 ist bevorzugt zur Dämpfung von radialen Schwingungen bezüglich der Längsachse 32 ausgelegt. Er unterliegt praktisch keiner Anregung in Richtung der Längsachse 32, weil über die beiden Verschiebeelemente, die im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben sind, keine Axialschwingungen einleitbar sind. Im Verbindungsbereich zwischen den beiden Gelenkwellenab­ schnitten 9, 10 ist ferner ein zweites Gelenk 13 in Form eines Gleichlauffestgelenkes vorgesehen, das vom Konstruktionsprinzip hinsichtlich des Verlaufes der Laufrillen und deren Anordnung der Ausgestaltung entspricht, wie sie im Zusammenhang mit dem dritten Gelenk 14 beschrieben ist. Das Gelenkaußenteil 55 des zweiten Gelenkes 13 ist mit der flanschartigen Vergrößerung des ersten Zapfens 21 fest verbunden. Das Gelenkinnenteil 56 des zweiten Gelenkes 13 ist mittels einer Verzahnung 57 mit dem zweiten Zapfen 27 drehfest und axial fest verbunden. Im Bereich des zweiten Gelenkes 13 ist kein Schiebeelement vorgesehen.

Bezugszeichenliste

1

Vorderräder

2

Hinterräder

3

Getriebe

4

Getriebeausgang

5

Achsgetriebe

6

Getriebeeingang

7

vordere Seitenwellen

8

hintere Seitenwellen

9

erster Gelenkwellenabschnitt

10

zweiter Gelenkwellenabschnitt

11

Zwischenlager

12

erstes Gelenk

13

zweites Gelenk

14

drittes Gelenk

15

Dämpfungselement

16

erstes Schiebelement

17

erster Schiebezapfen

18

erstes Rohr

19

Dichtmanschette

20

Hülse

21

erster Zapfen

22

Verzahnung

23

Lagersitz

24

Wälzlager

25

Dämpfer

26

Gehäuse

27

zweiter Zapfen

28

zweites Rohr

29

zweiter Schiebezapfen

30

zweites Schiebeelement

31

zweites Dämpfungselement

32

Längsachse

33

Außenteil

34

Flansch

35

Kappe

36

erste Öffnungsseite

37

zweite Öffnungsseite

38

Innenfläche

39

erste Außenlaufrillen

40

zweite Außenlaufrillen

41

Innenteil

42

erste Innenlaufrillen

43

zweite Innenlaufrillen

44

Außenfläche

45

Gelenkkäfig

46

Käfiginnenfläche

47

Käfigaußenfläche

48

Fenster

49

Gelenkkugeln

50

äußere Verschiebelaufrillen

51

innere Verschiebelaufrillen

52

Kugeln

53

Verschiebekäfig

54

Anschlagring

55

Gelenkaußenteil

56

Gelenkinnenteil

57

Verzahnung
O Beugezentrum

Claims (4)

1. Gelenkwellenanordnung zur Verbindung des frontseitigen Ge­ triebeausgangs (4) mit dem Getriebeeingang (6) des hecksei­ tigen Achsgetriebes (5) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit jeweils einem Gelenk (12, 13, 14) an den Enden zum Anschluß an den frontseitigen Ge­ triebeausgang (4) und an den heckseitigen Getriebeeingang (6) und mit je einem nahe zu den an den frontseitigen Ge­ triebeausgang (4) und den heckseitigen Getriebeeingang (6) anzuschließenden Gelenken (12, 14) angeordneten Verschiebe­ element (16, 30), wobei die Verschiebelemente (16, 30) als entlang einer Längsachse (32) Verschiebebewegungen zulas­ sende und eine Drehmomentübertragung bewirkende Wälzkörper­ führungen ausgebildet sind und wobei alle Gelenke (12, 13, 14) als nur Winkelbewegungen zulassende Gleichlauffestge­ lenke ausgebildet sind.

2. Gelenkwellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Gelenkwellenabschnitte (9, 10), mit mindestens einem Zwischenlager (11) und jeweils einem Gleichlauffestgelenk (12, 13, 14) an den Enden zum Anschluß an den frontseitigen Getriebeausgang (4) und an den heck­ seitigen Getriebeeingang (6) sowie jeweils zwischen zwei aneinander anschließenden Gelenkwellenabschnitten (9, 10) vorgesehen sind und die Verschiebeelemente (16, 30) dem frontseitigen und dem heckseitigen Gelenkwellenabschnitt (9, 10) zugeordnet sind.

3. Gelenkwellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeelemente (16, 30) jeweils in das Innen­ teil (41) des dem frontseitigen Getriebeausgang (4) und dem heckseitigen Getriebeeingang (6) zugehörigen Gleichlauf­ festgelenk (12, 14) integriert sind.

4. Gelenkwellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gelenke (12, 13, 14) jeweils
ein Außenteil (33, 55) mit einem Hohlraum und zwei umfangs­ verteilt angeordneten Sätzen von Außenlaufrillen (39, 40), die von den beiden Öffnungsseiten (36, 37) des Außenteils (33, 55) gegenläufig hinterschnittfrei in Meridianebenen um die Längsachse (32) des Außenteils (33, 55) verlaufen,
ein im Hohlraum des Außenteils (33, 55) angeordnetes Innen­ teil (41, 56) mit zu den Außenlaufrillen (39, 40) entspre­ chend angeordneten und sich jeweils wie die Außenlaufrillen (39, 40) von der gleichen Öffnungsseite (36, 37) ausgehen­ den und hinterschnittfrei in Meridianebenen um die Längs­ achse (32) erstreckenden Innenlaufrillen (42, 43),
einen zwischen Außenteil (33, 55) und Innenteil (41, 56) angeordneten Gelenkkäfig (45) mit zu den Außenlaufrillen (39, 40) und Innenlaufrillen (42, 43) offenen Fenstern (48) und
Gelenkkugeln (49), von denen jeweils eine in einem Paar von Außen- und Innenlaufrillen (39, 42; 40, 43) angeordnet ist,
umfassen.