DE2802391A1 - Motor vehicle transmission shaft - has fan blade ring to direct cooling air stream over universal joint - Google Patents

Abstract

The articulated shaft is used in a vehicle transmission. The articulated shaft has a fan blade ring (9) for generating a cooling air stream. The fan ring is arranged close to the universal joint (6), and the air stream is directed over this joint. The fan ring can be pushed onto the shaft, or it can be made as an integral part of the latter.

Description

Gelenkwelle PTO shaft

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkwelle zum aber tragen von Antriebskräften, insbesondere in Kraftfahrzeugen.The invention relates to a cardan shaft for carrying Driving forces, in particular in motor vehicles.

Gelenkwellen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, müssen oft hohe Leistungen übertragen, wodurch sich die Gelenkteile aufgrund ihrer inneren Reibung beträchtlich erwärmen können. Zusätzlich werden die Gelenkteile oft durch angrenzende Bauteile wie den Gelenkwellenantrieb und durch Bremsen, beispielsweise von den Scheibenbremsen der Antriebsräder, durch Wärmeleitung und Wärmeabstrahlung thermisch belastet. Nachteilig auf die Gelenktemperaturen auswirken kann sich auch die Wärmeabstrahlung der Brennkraftmaschine, vornehmlich die des Abgassystems. Obwohl der Fachmann im Rahmen seiner konstruktiven Möglichkeiten bemüht sein wird, die Gelenkwelle dem Luftstrom des Fahrtwindes auszusetzen, wobei jedoch die Strömungsverhältnisse (z. B. Windschatten, Wirbelzentren) an der zerklüfteten Kraftfahrzeugunterseite kaum überschaubar sind, können die Gelenktemperaturen bei ungünstigen Betriebsbedingungen, z. B. beim langsamen Befahren von Steigungen und hohen Außentemperaturen, gegebenenfalls aber auch bei hohen Geschwindigkeiten, unzulässig hoch ansteigen. Durch die dabei auftretenden Wärmedehnungen, vor allem aber durch die abnehmende Viskosität des Gelenkschmiermittels, welches dann aus dem Gelenk geradezu herauszentrituglert wird, kann die Lebensdauer der Gelenke bzw. der Gelenkwelle erheblich vermindert werden.Cardan shafts, especially in motor vehicles, often have to have a high output transferred, whereby the joint parts due to their internal friction considerably can heat up. In addition, the joint parts are often replaced by adjacent components like the cardan shaft drive and by braking, for example by the disc brakes the drive wheels, thermally stressed by heat conduction and heat radiation. Disadvantageous The heat radiation of the internal combustion engine can also affect the joint temperatures, primarily that of the exhaust system. Although the specialist in the frame his constructive possibilities will endeavor to keep the propeller shaft to the air flow of the Exposed to the airstream, but the flow conditions (e.g. slipstream, Vortex centers) on the jagged underside of the vehicle are hardly manageable, the joint temperatures under unfavorable operating conditions, e.g. B. at the slow one Driving on inclines and high outside temperatures, but possibly also at high speeds, rise inadmissibly high. Through the occurring Thermal expansion, but above all due to the decreasing viscosity of the joint lubricant, which is then downright centrifuged out of the joint can reduce the service life the joints or the cardan shaft can be significantly reduced.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit geringem Aufwand das Auftreten unzulässig hoher Gelenktemperaturen zu vermeiden, wobei gegebenenfalls auch noch eine Temperatursenkung eines angrenzenden Bauteiles miterzielbar sein soll.The object of the invention is to make the occurrence inadmissible with little effort avoid high joint temperatures, possibly also reducing the temperature an adjacent component should also be achievable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gelenkwelle zumindest ein Lüfterrad zum Erzeugen eines Luftstromes trägt. Das Lüfterrad kann in unmittelbarer Nähe der Gelenkteile angeordnet und derart ausgebildet sein, daß es einen das Gelenkteil und ggf. ein angrenzendes Bauteil kuhlendenLuftstrom erzeugt. Unabhängig von den Strömungsverhältnissen an der Unterseite des Itraftfahrzeuges ist somit sichergestellt, daß sobald die Gelentfelle Leistung überträgt bzw. sich dreht, die von dem Lüfterrad geförderte Luft zunächst das Gelenk und schließlich ein angrenzendes Bauteil z. B. eine Scheibenbremse oder den Gelenkwellenantrieb umströmt. Wie Versuche gezeigt haben, kann durch die erfindungsgemäße Maßnahme eine unzulässige Erwärmung der Gelenkteile bzw. der Gelenkwelle vermieden werden.This object is achieved according to the invention in that the cardan shaft carries at least one fan wheel for generating an air flow. The fan wheel can be arranged in the immediate vicinity of the joint parts and designed such that it an air flow cooling the joint part and possibly an adjacent component generated. Independent of the flow conditions on the underside of the vehicle it is thus ensured that as soon as the gel skin transmits power or itself rotates, the air conveyed by the fan wheel first the joint and finally an adjacent component z. B. a disc brake or the propeller shaft drive flows around. As tests have shown, a measure according to the invention Inadmissible heating of the joint parts or the cardan shaft can be avoided.

Das Lüfterrad kann aus einem Ring mit einen axialen Luftstrom erzeugenden Schaufeln bestehen und auf ein Gelenkteil reibschlüssig aufgeschoben sein. Ein derartiges Lüfterrad, welches beispielsweise aus einem bis ca. 500 E temperaturbeständigen Kunststoff bestehen kann, kann einfach und kostengünstig hergestellt werden. Aufgrund seiner geringen Massenträgheit hat es sich als ausreichend erwiesen, wenn dieses reibschlüssig auf dem Außenumfang des Gelenkteiles aufgeschoben ist, wodurch die Montage des Lüfterrades beim Zusammenbau der Gelenkwelle auf ein Minimum reduziert ist.The fan wheel can generate an axial flow of air from a ring Blades exist and be pushed onto a joint part with a friction fit. Such a thing Fan wheel, which, for example, consists of a temperature-resistant up to approx. 500 E. Plastic can exist, can be produced easily and inexpensively. Because of its low mass inertia, it has proven to be sufficient if this is pushed frictionally on the outer circumference of the joint part, whereby the Installation of the fan wheel when assembling the cardan shaft reduced to a minimum is.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad einstückig mit der das Gelenk schützenden Gelenkmanschette ausgebildet ist. Die den Luftstrom erzeugenden Schaufeln sind somit unmittelbar an einem Bereich der Gelenkmanschette angeformt. Am besten eignet sich der Endbereich der Manschette, der über den Außenunfang des Gelenkteiles aufgeschoben ist, da dieser bei den sich ändernden Beugewinkeln der Gelenkwelle keinen Verformungen unterliegt.A particularly advantageous embodiment of the invention is characterized in that that the fan wheel is formed in one piece with the joint sleeve protecting the joint is. The blades generating the air flow are thus directly in one area molded onto the joint cuff. The end area of the cuff is best suited, which is pushed over the outer periphery of the joint part, as this is with the changing bending angles of the PTO shaft is not subject to any deformation.

Die Erfindung ist im nachstehenden anhand eines Ausfuhrungsbeispieles näher erläutert.The invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine erfindungsgemäße Gelenkwelle in Einbaulage in einem Kraftfahrzeug, Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II der Fig. 1, wobei die hier nicht interessierenden Einzelteile des Gelenkes nicht gezeichnet sind.The drawing shows in Fig. 1 a cardan shaft according to the invention in Installation position in a motor vehicle, FIG. 2 shows a section along line II-II of FIG. 1, the individual parts of the joint not of interest here not shown are.

In Fig. 1 ist eine Gelenkwelle 1 gezeigt, die als kraftübertragendes Glied zwischen einem Achsantrieb 2 und einem Antriebsrad 3 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges dient. An den Enden des Gelenkwellenmittelteiles 4 sind Gelenke 5 und 6 angeordnet, die beispielsweise homokinetische Gelenke bekannter Bauart sein können. Zur Abdichtung zwischen den Gelenken 5, -6 und dem Mittelteil 4 sind elastische Manschetten 7, 8 montiert. Erfindungsgemäß ist auf dem Außenumfang des Gelenkes 6 ein ringförmiges Lüfterrad 9 (siehe Fig. 2) reibschlüssig aufgeschoben, welches über seinen Umfang verteilte Schaufeln 10 zum Erzeugen eines axialen Luftstromes aufweist. Die Schaufeln 10 sind derart verschränkt, daß bei einer Drehung der Gelenkwelle 1 in der Normaidrehrichtung ein kühlender Luftstrom (Pfeile 11), auf der Zeichnung in Fig. 1 von links nach rechts, über das Gelenk 6 und anschließend über das Achsgetriebe 2 gefördert wird. Abweichend von der Fig. 2 könnten die Schaufeln 10 auch am Innenumfang des Lüfterrades 9 angeformt sein und sich unmittelbar reibschlüssig am Außenumfang des Gelenkes 6 abstützen.In Fig. 1, a cardan shaft 1 is shown, which as a force-transmitting Link between an axle drive 2 and a drive wheel 3 of a not shown Motor vehicle is used. At the ends of the cardan shaft center part 4 are joints 5 and 6 arranged, which for example be homokinetic joints of known design can. For sealing between the joints 5, -6 and the middle part 4 are elastic Collars 7, 8 mounted. According to the invention is on the outer circumference of the joint 6, an annular fan wheel 9 (see FIG. 2) pushed on by friction, which vanes 10 distributed over its circumference for generating an axial air flow having. The blades 10 are interlaced in such a way that when the cardan shaft rotates 1 a cooling air flow in the Normaid direction of rotation (arrows 11), on the drawing in Fig. 1 from left to right, via the joint 6 and then via the axle drive 2 is funded. In a departure from FIG. 2, the blades 10 could also be on the inner circumference of the fan wheel 9 and be directly frictionally engaged on the outer circumference of the joint 6.

In nicht näher dargestellter Weise wird das erfindungsgemäße Lüfterrad am Gelenk 5 durch unmittelbar an die Manschette 7 angeformte Schaufeln 12 gebildet. Die Schaufeln 12 sind so verschränkt, daß sie entgegen den Lüfterrad 9 am Gelenk 6 Kühlluft fördern (Pfeile 13), auf der Zeichnung also von rechts nach links. Die Kühlluft überstreicht wiederum das Gelenk 5 und anschließend am Radträger 14 vorbei gegebenenfalls die Bremsscheibe 15 einer Scheibenbremse. Wie Versuche gezeigt haben, konnte durch die erfindungsgemäße Anordnung eines aus Kunststoff hergestellten Lüfterrades 9 die Temperatur eines versuchsmäßig stark belasteten Gelenkes 6 im Gegensatz zu einem herkömmlichen Gelenk beständig auf einen unkritischen Wert gehalten werden.In a manner not shown, the fan wheel according to the invention formed on the joint 5 by blades 12 molded directly onto the sleeve 7. The blades 12 are interlaced so that they counter to the fan wheel 9 at the joint 6 Convey cooling air (arrows 13), i.e. from right to left in the drawing. the Cooling air in turn sweeps over the joint 5 and then past the wheel carrier 14 possibly the brake disc 15 of a disc brake. As experiments have shown could through the inventive arrangement of a fan wheel made of plastic 9 shows the temperature of a joint 6 that was heavily loaded in the experiment, in contrast to FIG a conventional joint can be kept consistently at a non-critical value.

LeerseiteBlank page

Claims (4)

Gelenkwelle Ansprüche: 12 Gelenkwelle zum Übertragen von Antriebskräften, insbesonderte in Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß sie zunindestens ein Lüfterrad (9) zum Erzeugen eines Luftstromes trägt. PTO shaft claims: 12 PTO shaft for transferring drive forces, in particular in motor vehicles, characterized in that they have at least one Fan wheel (9) for generating an air flow carries. 2. Gelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (9) in unmittelbarer Nähe des Gelenkes (6) angeordnet und derart ausgebildet ist, daß es einen das Gelenk (6) und ggf. ein angrenzendes Bauteil (2, 15) kühlenden Luftstrom erzeugt.2. Cardan shaft according to claim 1, characterized in that the fan wheel (9) is arranged in the immediate vicinity of the joint (6) and designed in such a way that it cools the joint (6) and possibly an adjacent component (2, 15) Air flow generated. 3. Gelenkwelle nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (9) aus einem Ring mit einen axialen Luftstrom erzeugenden Schaufeln (10) besteht und auf ein Gelenk~(6) reibschlüssig aufgeschoben ist.3. Cardan shaft according to Claims 1 and 2, characterized in that that the fan wheel (9) consists of a ring with an axial air flow generating blades (10) and is pushed onto a joint ~ (6) with a friction fit. teil part 4. Gelenkwelle nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (9) einstückig mit der das Gelenk (5) abdichtenden manschette (7) ausgebildet ist.4. cardan shaft according to claims 1 and 2, characterized in that the fan wheel (9) is integral with the joint (5) sealing sleeve (7) is formed.