DE102007004476A1

DE102007004476A1 - Antriebsgelenkwelle für große Beugewinkel

Info

Publication number: DE102007004476A1
Application number: DE102007004476A
Authority: DE
Inventors: Gerald Langer; Christian Korotwa; Henning Raguschke
Original assignee: IFA Technologies GmbH
Current assignee: IFA Technologies GmbH
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2027-01-31
Also published as: DE102007004476B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsgelenkwelle (1) mit zwei Gleichlauffestgelenken (2, 3) und zwei Teilwellen (4, 5), bei der die beiden Teilwellen im Verhältnis zueinander axial verschiebbar miteinander verbunden sind, bei der auf den voneinander wegweisenden Enden der beiden Teilwellen (4, 5) jeweils das Innenteil (10, 17) des dieser Teilwelle zugeordneten Gleichlauffestgelenkes (2, 3) befestigt ist und bei der an dem Außenteil (4, 5) eines jeden Gleichlauffestgelenks (2, 3) ein Faltenbalg (27, 37) mit seinem durchmessergrößeren Ende befestigt ist, welche die offene Seite des jeweiligen Außenteils (11, 18) zur zugeordneten Teilwelle (4, 5) hin abdichten. Um mit einer solchen Antriebsgelenkwelle (1) schadlos für die Abdichtungen der beiden Festgelenke (2, 3) Beugewinkel von mehr als 15° realisieren zu können, ist vorgesehen, dass die dem ersten Gleichlauffestgelenk (2) zugeordnete erste Teilwelle (4) eine axiale Außenverzahnung (23) aufweist, in die eine axiale Innenverzahnung (22) einer Schiebehülse (21) eingreift, welche drehfest mit der zweiten Teilwelle (5) verbunden ist, dass an der Außenseite der Schiebehülse (21) eine die Axialverzahnungen (22, 23) zumindest teilweise überdeckende Dichthülse (33) axial unverschiebbar angeordnet ist und dass der Faltenbalg (27) dieses ersten Gleichlauffestgelenks (2) mit seinem durchmesserkleineren Ende auf der Außenseite der Dichthülse (33) befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsgelenkwelle mit zwei Gleichlauffestgelenken und zwei Teilwellen, bei der die beiden Teilwellen im Verhältnis zueinander axial verschiebbar miteinander verbunden sind, bei der auf den voneinander wegweisenden Enden der beiden Teilwellen jeweils das Innenteil des dieser Teilwelle zugeordneten Gleichlauffestgelenkes befestigt ist, und bei der an dem Außenteil eines jeden Gleichlauffestgelenks ein Faltenbalg mit seinem durchmessergrößeren Ende befestigt ist, welche die offene Seite des jeweiligen Außenteils zur zugeordneten Teilwelle hin abdichten.
Derartige gattungsbildende Antriebsgelenkwellen sind beispielsweise aus der DE 199 38 771 A1 , DE 197 56 768 C2 , DE 199 11 111 C1 und der DE 197 39 934 A1 bekannt. Die Axialverschiebbarkeit der beiden Teilwellen zueinander ist bei diesen Antriebsgelenkwellen jeweils durch eine Verschiebeeinheit realisiert, bei der Kugeln in radial innen angeordneten Laufbahnen einer Schiebehülse sowie in radial außen angeordneten Laufbahnen eines Schiebezapfens abrollen. Die antriebsgelenkseitigen Enden der Schiebehülse und des Schiebezapfens sind zudem als Nabe der jeweiligen Gleichlauffestgelenke ausgebildet, auf denen jeweils die Gelenkinnenteile mit ihren Laufbahnen für die Gelenkkugeln befestigt sind.
Zur Abdichtung der Antriebsgelenke ist an diesen jeweils ein Faltenbalg angeordnet, die mit ihrem durchmessergrößeren Ende an der Außenseite des jeweiligen Gelenkaußenteils und mit ihrem durchmesserkleineren Ende an der Außenseite derjenigen Teilwelle befestigt sind, die zur Bildung der Schiebehülse zumindest teilweise hohlzylindrisch ausgebildet ist. Dies erfolgt dabei durchweg so, dass einer der beiden Faltenbälge auch die Laufbahnen der Verschiebeeinheit überdeckt. Bei einer Anordnung der Verschiebeeinheit im Wesentlichen mittig zwischen den beiden Antriebsgelenken kann auch vorgesehen sein, dass ein gesonderter dritter Faltenbalg die im Betrieb aus der Schiebehülse herausragenden Laufbahnen der Verschiebeeinheit schützend überdeckt ( DE 199 38 771 A1 ).
Bei der Antriebsgelenkwelle gemäß der DE 197 39 934 C2 ist die Hülse der Verschiebeeinheit kein integraler Bestandteil einer der beiden Teilwellen, sondern sie wird separat hergestellt und dann mit einem Verbindungsstück einer der beiden Teilwellen drehfest verbunden. Die Verbindung erfolgt dabei mittels einer Steckverzahnung und einem Sicherungsring, der in je eine Ringnut dieser Teilwelle und der Hülse axial sichernd eingreift. Der Faltenbalg, welcher die Laufbahnen der Verschiebeeinheit und eines der beiden Gleichlauffestgelenke gegen eine Verschmutzung und einen Austritt von Schmiermittel schützt, reicht dabei axial von der Außenseite des zugeordneten Gelenkaußenteils über die erste Teilwelle und die Verschiebeeinheit hinweg bis zu der gegenüber liegenden zweiten Teilwelle, an deren Außenumfang der Faltenbalg mit seinem durchmesserkleineren Ende befestigt ist.
Die bekannten Antriebsgelenkwellen mögen für konventionelle Antriebsstränge von beispielsweise Kraftfahrzeugen vorteilhaft einsetzbar sein. Wenn jedoch sehr kurze Antriebsgelenkwellen mit im Betrieb vergleichsweise großen Beugewinkeln realisiert werden sollen, ist die bekannte Ausbildung und Anordnung der Faltenbälge zur kombinierten Abdeckung der Laufbahnen einer Verschiebeeinheit und der seitlich offenen Seite eines Gleichlauffestgelenks nicht geeignet. Dies liegt insbesondere daran, dass bei großen Beugebewegungen (Beugewinkel größer 10°) eine vergleichsweise große Axialverschiebung des beweglichen Teils der Verschiebeeinheit eintritt. In deren Folge wird auch der zugeordnete Faltenbalg verhältnismäßig stark verformt und gedehnt, so dass dessen Dauerwechselbeanspruchung groß ist.
Um an solchen sehr kurzen Antriebsgelenkwellen mit im Betrieb vorkommenden großen Beugewinkeln dennoch eine lange Lebensdauer für einen möglichst kostengünstig herzustellenden Faltenbalg gewährleisten zu können, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Antriebsgelenkwelle vorzustellen, bei welcher der die Verschiebeeinheit und das dieser Verschiebeeinheit nahe Gleichlauffestgelenk schützende Faltenbalg sowie dessen Befestigungsmittel so ausgebildet sind, dass extreme mechanische Belastungen derselben, insbesondere bei großen Beugewinkeln, vermieden werden.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Demnach geht die Erfindung aus von einer Antriebsgelenkwelle mit zwei Gleichlauffestgelenken und zwei Teilwellen, bei der die beiden Teilwellen im Verhältnis zueinander axial verschiebbar miteinander verbunden sind, bei der auf den voneinander wegweisenden Enden der beiden Teilwellen jeweils das Innenteil des dieser Teilwelle zugeordneten Gleichlauffestgelenkes befestigt ist, und bei der an dem Außenteil eines jeden Gleichlauffestgelenks ein Faltenbalg mit seinem durchmessergrößeren Ende befestigt ist, welche die offene Seite des jeweiligen Außenteils zur zugeordneten Teilwelle hin abdichten.
Außerdem ist bei dieser Antriebsgelenkwelle vorgesehen, dass die dem ersten Gleichlauffestgelenk zugeordnete erste Teilwelle eine axiale Außenverzahnung aufweist, in die eine axiale Innenverzahnung einer Schiebehülse eingreift, welche drehfest mit der zweiten Teilwelle verbunden ist, dass an der Außenseite der Schiebehülse eine die Axialverzahnungen zumindest teilweise überdeckende Dichthülse axial unverschiebbar angeordnet ist, und dass der Faltenbalg dieses ersten Gleichlauffestgelenks mit seinem durchmesserkleineren Ende auf der Außenseite der Dichthülse befestigt ist.
Diese Anordnung und Ausbildung eines Faltenbalges sowie seiner Befestigungsvorrichtung an einer Gleichlauffestgelenkantriebswelle ermöglicht es einerseits, ein Gleichlauffestgelenk sowie eine Verschiebeeinrichtung dieser Welle derart abzudichten, dass weder die inneren Bauteile des Gleichlauffestgelenks noch die Axialverzahnungen der Verschiebeeinrichtung im Betrieb verschmutzt werden können, und dass kein Schmiermittel aus diesen Bereich nach außen gelangt. Zum anderen ermöglicht es diese Konstruktion, dass auch bei sehr großen Beugewinkeln einer sehr kurzen Antriebsgelenkwelle von mehr als 10°, und vor allen bei mehr als 15°, die mechanische Belastung dieses Faltenbalges im Bereich bisher üblicher Betriebsbelastungen bleibt, so dass der Faltenbalg für eine lange Lebensdauer nutzbar ist.
Vor allem die letztgenannte Eigenschaft der erfindungsgemäßen Antriebsgelenkwelle hat ihre Ursache darin, dass durch die vorgeschlagene Befestigungsweise der Befestigungspunkt des durchmesserkleineren Endes des Faltenbalges auf dem axial unbeweglichen Teil (erste Teilwelle) der Antriebsgelenkwelle sich im Betrieb im immer gleichbleibenden Abstand zum Beugepunkt des Gleichlauffestgelenkes befindet. Dadurch muss der Faltenbalg nur die Beugung des Gleichlauffestgelenkes ausgleichen, während sich eine Axialverschiebung der zweiten Teilwelle nicht auf den Faltenbalg auswirkt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Faltenbalg des ersten Gleichlauffestgelenks auf der Dichthülse mit seinem durchmesserkleineren Ende in einer Befestigungsvorrichtung eingeklemmt ist, die auf der Außenseite der Dichthülse befestigt ist. Diese Befestigungsvorrichtung kann schon vor der Verbindung mit der Dichthülse und vor der Verbindung des Faltenbalges mit dem Außenteil des Gleichlauffestgelenks mit dem Faltenbalg bei einer Vormontage verbunden werden, so dass bei einer Endmontage die Befestigungsvorrichtung zusammen mit dem Faltenbalg auf die Dichthülse aufgeschoben und dann dort befestigt wird.
Die Befestigungsvorrichtung kann als eine steife Befestigungshülse, vorzugsweise aus einem Metall, oder als ein Befestigungsschlauch ausgebildet sein, wobei letzterer aus einem flexiblen, jedoch bei ausreichend großer Wandstärke ausreichend steifen Material besteht. Ein Kunststoffmaterial ist dafür an sich gut geeignet.
Die Befestigungshülse weist gemäß einem anderen Merkmal einen axialen, hohlzylindrischen Abschnitt und einen radialen, ringförmigen Abschnitt auf. Der radiale Abschnitt weist vorzugsweise eine größere Wandstärke auf als der axiale Abschnitt der Befestigungshülse. In dem radialen Abschnitt sind axiale Bohrungen vorhanden, durch die Schrauben hindurchgeführt sind. Letztere sind unter Zwischenlage des durchmesserkleineren Endes des Faltenbalges in zugeordnete Gewindebohrungen eines Befestigungsringes eingeschraubt, der nach der Endmontage auf der Dichthülse und radial innerhalb des Faltenbalges angeordnet ist. Der Befestigungsring wird vor der Montage des Faltenbalgs in dessen letzte und durchmesserkleinste Falte lose eingesetzt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Befestigungsring jedoch an der genannten Stelle an den Faltenbalg anvulkanisiert.
Durch die geschilderte Konstruktion der Befestigungsvorrichtung ist das durchmesserkleinere Ende des Faltenbalges kraftschlüssig und ausreisfest mit der Befestigungshülse verbunden, die aufgrund ihrer Materialeigenschaften vorzugsweise elastisch ist, und durch ein Befestigungsmittel, wie etwa eine Spannschelle, auf der Dichthülse befestigt ist.
Eine andere Weiterbildung sieht vor, dass die Dichthülse mit ihrem vom ersten Gleichlauffestgelenk wegweisenden Ende mittels eines dort angeformten oder eingesetzten Dichtringes auf der Schiebehülse axial verschiebbar angeordnet ist. Diese Bauweise ermöglicht eine schnelle und sichere Montage oder Demontage des Faltenbalges und seiner Befestigungsvorrichtung auf der Schiebehülse. Zudem ist eine abgedichtete Axialverschiebbarkeit der Schiebehülse innerhalb der Dichthülse gewährleistet.
Außerdem ist die Antriebsgelenkwelle gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Dichthülse mit ihrem zum ersten Gleichlauffestgelenk weisenden Ende an einem Stützring befestigt ist oder mit diesem einstückig ausgebildet ist. Der Stützring ist seinerseits kraft- und formschlüssig mit der ersten Teilwelle verbunden, beispielsweise durch einen Presssitz. Dieser Aufbau lässt sich noch dadurch vorteilhaft ergänzen, indem die Dichthülse zwischen dem Dichtring und dem Stützring einen radialen Abstand zur Außenseite der Schiebehülse einhält.
Nach einem anderen Merkmal kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Stützring und dem Innenteil des ersten Gleichlauffestgelenks ein axial verschiebbarer Abschlussring auf der ersten Teilwelle angeordnet ist, wobei zwischen dem Abschlussring und dem Stützring ein eine Axialkraft ausübender Federring angeordnet ist. Da der genannte Stützring fest mit der ersten Teilwelle verbunden ist, wirkt die Axialkraft des Federrings über den Abschlussring auf das Gelenkinnenteil, welches sich mit seinem anderen, schiebehülsenfernen Ende an einem Sicherungsring an der ersten Teilwelle und innerhalb des zugeordneten Gelenkaußenteils abstützt.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Gleichlauffestgelenk, an dem der dieses Gleichlauffestgelenk sowie die Axialverzahnungen der Verschiebeeinrichtung abdeckende Faltenbalg angeordnet ist, an der Getriebeseite des Antriebsgelenkwelle angeordnet ist.
Nach einer andere Ausbildung ist bevorzugt vorgesehen, dass die zweite Teilwelle einen hohlzylindrischen Verbindungsabschnitt aufweist, an dem die innen axialverzahnte Schiebehülse bzw. Schiebenabe kraft- und formschlüssig befestigt ist. Diese Verbindung kann beispielsweise durch eine Verschweißung oder aber durch eine Umformung des Verbindungsabschnitts in demjenigen Bereich erfolgen, in dem dieser Verbindungsabschnitt die Schiebehülse axial überdeckt. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die zweite Teilewelle mit ihrem hohlzylindrischen Verbindungsabschnitt und der Schiebehülse einstückig ausgebildet.
Des Weiteren kann die Antriebsgelenkwelle gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, dass der Faltenbalg des antriebsradseitigen zweiten Gleichlauffestgelenks mit seinem durchmessergrößeren Ende an dem Außenteil dieses Gleichlauffestgelenks und mit seinem durchmesserkleineren Ende axial vor dem genannten Verbindungsabschnitt auf der zweiten Teilwelle befestigt ist.
Bei der Antriebsgelenkwelle gemäß der Erfindung handelt es sich um eine solche, bei der die Summe der Längserstreckungen der beiden Gleichlauffestgelenke, vorzugsweise einschließlich deren endseitigen Anschlussstücke jedoch ohne den Faltenbälgen, 40% bis 60% der axialen Länge der Antriebsgelenkwelle ausmacht. Es handelt sich dabei um eine sehr kurze Antriebsgelenkwelle, die beispielsweise bei speziellen Fahrzeugen als Antriebsseitenwelle genutzt werden kann. Solche Antriebsseitenwellen sind bekanntermaßen antriebswirksam zwischen einem Getriebe und einem Fahrzeugrad angeordnet, beispielsweise bei Fahrzeugen mit lenkbarem Vorderradantrieb und/oder lenkbarer Hinterradantrieb, sowie bei Fahrzeugen mit vergleichsweise großen Federwegen und/oder höhenverstellbaren Fahrwerken. Ein weiteres Merkmal dieser Antriebsgelenkwelle ist, dass diese so ausgebildet ist, dass diese Beugewinkel von mehr als 15° ermöglicht.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt die einzige Figur eine sehr kurze Antriebsgelenkwelle 1 mit zwei endseitigen Gleichlauffestgelenken 2 und 3, bei deren Betrieb vergleichsweise große Beugewinkel von mehr als 15° auftreten. Die beiden Gleichlauffestgelenke 2, 3 sind durch eine zweiteilige Antriebswelle miteinander verbunden, wobei eine erste Teilwelle 4 dem getriebeseitigen Gleichlauffestegelenk 2 und die zweite Teilwelle 5 dem radseitigen Gleichlauffestegelenk 2 zugeordnet ist. Beide Teilwellen 4, 5 sind mittels einer Verschiebeinrichtung axialverschiebbar verbunden, auf deren Aufbau weiter unten detailliert eingegangen wird.
Die erste Teilwelle 4 dient mit ihrem gelenkseitigen Abschnitt 9 als Nabe für das Innenteil 10 des ersten Gleichlauffestegelenks 2, in dessen Innenlaufbahnen 14 Kugeln 12 beweglich angeordnet sind. Die Kugeln 12 sind in einem Käfig 13 geführt und zudem in den Außenlaufbahnen 15 des Außenteils 11 des ersten Gleichlauffestegelenk 2 aufgenommen. Das Außenteil 11 des ersten Gleichlauffestegelenks 2 weist eine weitgehend halbkugelförmige Außenseite auf, an dessen geschlossenen axialen Ende ein Anschlussflansch 16 zur Befestigung einer Bremsscheibe und einer Getriebewelle ausgebildet ist. Die offene Seite des Außenteils 11 des ersten Gleichlauffestegelenks 2 weist zu der offenen Seite des Außenteils 18 des gegenüberliegend angeordneten zweiten, radseitigen Gleichlauffestegelenks 3.
Die erste Teilwelle 4 weist im Bereich außerhalb des Außenteils 11 des ersten Gleichlauffestegelenks 2 eine axiale Außenverzahnung 23 auf, in die eine axiale Innenverzahnung 22 einer Schiebehülse 21 eingreift. Die erste Teilwelle 4 mit ihrer Außenverzahnung 23 und die Schiebehülse 21 mit ihrer Innenverzahnung 22 bilden dadurch eine Verschiebeeinheit, welche im Betrieb der Antriebsgelenkwelle 1 auftretende Axialbewegungen aufnehmen kann. Dazu ist die Schiebehülse 21 mit der zweiten Teilwelle 5 drehfest verbunden, so dass eine Axialbewegung 43 der zweiten Teilwelle 5, ausgehend von einer Lenkbewegung bzw. einem Radeinschlag und/oder einer Einfederung des Fahrwerks, zu einer Axialbewegung der Schiebehülse 21 führt.
Die Schiebehülse 21 ist mit der zweiten Teilwelle 5 über deren Verbindungsabschnitt 6 drehfest verbunden, welcher anders als der gelenkseitige Nabenabschnitt und der mittleren Bereich nicht als Vollwelle sondern hohlzylindrisch ausgebildet ist. Der Verbindungsabschnitt 6 kann, wie hier dargestellt, durch ein kurzes Rohr 40 axial verlängert sein, welches an dem Verbindungsabschnitt 6 mittels einer Schweißnaht 44 befestigt ist. Selbstverständlich kann der Verbindungsabschnitt auch so ausgebildet sein, dass er ohne ein zusätzliches Rohr 40 die gewünschte Länge aufweist. In den verlängerten Verbindungsabschnitt 6 der zweiten Teilwelle 5 ragt die Schiebehülse 21 mit einem Ende hinein und ist mit diesem bzw. mit dem Rohr 40 durch einen Umformvorgang oder mittels einer Schweißung drehfest verbunden.
Zur guten axialen Führung der Schiebehülse 21 ragt die erste Teilwelle 4 mit ihrem freien Ende 7 bis in den hohlzylindrischen Verbindungsabschnitt 6 der zweiten Teilwelle 5 hinein.
Zur Abdichtung des Außenteils 11 des ersten Gleichlauffestegelenks 2 und der Verschiebeinrichtung dient ein Faltenbalg 27, der mit seinem durchmessergrößeren Ende auf der Außenseite des Gelenkaußenteils 11 mittels einer Spannschelle 28 befestigt ist. An seinem durchmesserkleineren Ende ist der Faltenbalg 27 mit einer Befestigungsvorrichtung 41 verbunden, die selbst auf einer in Bezug zur ersten Teilwelle 4 ortsfesten Dichthülse 33 befestigt ist.
Zu der Befestigungsvorrichtung 41 gehört eine als Dichtelement 29 ausgebildete Befestigungshülse, die einen hohlzylindischen Axialabschnitt und einen faltenbalgseitigen radialen Abschnitt 32 aufweist, wobei letzterer in etwa ringförmig ausgebildet ist. Erkennbar weist der radiale Abschnitt 32 eine größere Wandstärke auf als der Axialabschnitt, so dass dieser steifer als der Axialabschnitt des Dichtelementes 29 ist. In dem radialen Abschnitt 32 des Dichtelementes 29 sind Axialbohrungen ausgebildet, durch die Schrauben 31 geführt sind. Diese Schrauben 31 sind in zugeordnete Gewindebohrungen eines Befes tigungsringes 30 eingeschraubt, der auf einer Dichthülse 33 sitzt und in der durchmesserkleinsten Falte des Faltenbalgs 27 angeordnet ist.
Der Befestigungsring 30 besteht aus einem Nichteisen-Metall oder aus einem stabilen Kunststoffmaterial und ist zur besseren Montage zweiteilig ausgebildet. Das Dichtelement 29 ist bevorzugt ebenfalls aus einem Nichteisen-Metall hergestellt, welches zumindest in seinem Kontaktbereich mit Schiebehülse 21 von einem geeigneten Kunststoff oder einem Gummimaterial umgeben ist. Es ist aber auch möglich, das Dichtelement 29 vollständig aus einem stabilen Kunststoff- oder Gummimaterial herzustellen.
Zwischen dem radialen Abschnitt 32 des Dichtelements 29 und dem Befestigungsring 30 ist das durchmesserkleinere Ende des Faltenbalges 27 eingesetzt und dort fest eingeklemmt. Insoweit kann die Befestigungsvorrichtung 41 als Bestandteil eines vormontierten Faltenbalges 27 verstanden werden, der mit seinem durchmessergrößeren Ende mittels der großen Spannschelle 28 auf der Außenseite des Gelenkaußenteils 11 und mit seinem durchmesserkleineren Ende mittels einer kleineren Spannschelle 35 über das Dichtelement 29 auf der Dichthülse 33 befestigt ist.
Die Dichthülse 33 ist bevorzugt aus einem Metall hergestellt und weist eine im Wesentlichen hohlzylindrische Geometrie auf. Im Bereich ihres zu dem ersten Gleichlauffestgelenk 2 weisenden Ende ist die Dichthülse 33 in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem gesonderten Stützring 24 fest verbunden, welcher unverschiebbar und drehfest auf der ersten Teilwelle 4 sitzt.
An der von der Verschiebeeinheit wegweisenden Seite des Stützringes 24 ist auf der ersten Teilwelle 4 einem Federring 26 angeordnet, der unter Aufbringung einer axialen Federkraft an einem axialverschiebbaren Abschlussring 25 des ersten Gleichlauffestgelenkes 2 anliegt. Dieser Abschlussring 25 drückt dadurch axial gegen das Gelenkinnenteil 10 des getriebeseitigen ersten Gleichlauffestgelenks 2, welches sich seinerseits an einen in eine Ringnut der ersten Teilwelle 4 eingesetzten Sicherungsring 45 abstützt.
Im Bereich des von dem Stützring 24 wegweisenden freien Endes der Dichthülse 33 weist diese einen ringfömigen Aufnahmeraum für einen Dichtring 34 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel radial innen eine ringförmige Dichtlippe 42 aufweist, welche den Bereich der Axialverzahnungen 22, 23 der Verschiebeeinrichtung bei einer Axialbewegung der Schiebehülse 21 gemäß dem Pfeil 43 vorteilhaft abdichtet. Der Dichtring 34 liegt dabei derart auf der Außenseite der Schiebehülse 21 auf, dass der hohlzylindrische Zentralabschnitt der Dichthülse 33 erkennbar mit radialem Abstand über dieser Schiebehülse 21 angeordnet ist. Dadurch werden unerwünschte Geräusche bei einer Axialbewegung 43 der Schiebehülse 21 auf der ersten Teilwelle 4 bzw. innerhalb der Dichthülse 33 vorteilhaft vermieden.
Das radseitige Gleichlauffestgelenk 3 weist ein Gelenkinnenteil 17 und ein Gelenkaußenteil 18 auf, zwischen denen (hier nicht erkennbar) Kugeln in einem Käfig 19 angeordnet sind. An dem Gelenkaußenteil 18 ist eine Steckverzahnung 20 ausgebildet, die beispielsweise in ein Radlager einführbar ist. Das Gelenkinnenteil 17 des zweiten Gleichlauffestgelenks 3 ist auf einem Nabenabschnitt 8 der zweiten Teilwelle 5 mittels eines Abschlussringes 36 und einem Federring 46 an einem radialen Absatz 47 der zweiten Teilwelle 5 festgelegt. Zur Abdichtung dieses zweiten Gleichlauffestgelenks 3 ist ein zweiter Faltenbalg 37 vorhanden, der mit seinem durchmessergrößeren Ende auf dem Außenumfang des Gelenkaußenteils 18 mit einer großen Spannschelle 39 und mit seinem durchmesserkleineren Ende auf einem Absatz der zweiten Teilwelle 5 mittels einer kleinen Spannschelle 38 befestigt ist.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Antriebsgelenkwelle 1 ist nun folgende: Wenn bei einer Auslenkung eines Fahrzeugrades durch einen Lenkeinschlag und/oder durch eine Einfederung des Fahrwerks neben einer Beugung des zweiten Gleichlauffestgelenkes 3 auch eine Axialbewegung 43 der zweiten Teilwelle 5 ausgelöst wird, so wird auch die Schiebehülse 21 mit ihrer Innenverzahnung 22 axial auf der Außenverzahnung 23 der ersten Teilwelle 4 bewegt. Mit der Beugung des zweiten Gleichlauffestgelenkes 3 geht auch eine Beugungsbewegung des ersten Gleichlauffestgelenkes 2 einher, wobei jedoch die erste Teilwelle 4 axial ortsfest bleibt. Dadurch bleiben auch der Stützring 24 und die Dichthülse 33 axial stehen, während die Schiebehülse 21 zwischen der ersten Teilwelle 4 und der Dichthülse 33 verschoben wird. Da der Faltenbalg 27 mit seinem durchmessergrößeren Ende auf dem axial unbeweglichen Gelenkaußenteil 11 und mit seinem durchmesserkleineren Ende auf der axial unbeweglichen Dichthülse 33 befestigt ist, bleibt auch das kleinere Ende des Faltenbalges 27 ortsfest stehen. Der Faltenbalg 27 des getriebenahen ersten Gleichlaufschiebegelenks 2 muss daher nur dessen Beugebewegung mitmachen, welches die mechanische Belastung dieses Faltenbalges 27 auch bei vergleichsweise sehr großen Beugewinkeln von mehr als 15° gering hält.

1: Antriebsgelenkwelle
2: Radseitiges Festgelenk
3: Getriebeseitiges Festgelenk
4: Erste Teilwelle
5: Zweite Teilwelle
6: Verbindungsabschnitt der ersten Teilwelle
7: Verbindungsabschnitt der zweiten Teilwelle
8: Nabenabschnitt der zweiten Teilwelle
9: Nabenabschnitt der ersten Teilwelle
10: Innenteil des ersten Festgelenks
11: Außenteil des ersten Festgelenks
12: Kugel des ersten Festgelenks
13: Käfig des ersten Festgelenks
14: Innenlaufbahn des ersten Festgelenks
15: Außenlaufbahn des ersten Festgelenks
16: Anschlussflansch zur Getriebewelle
17: Innenteil des zweiten Festgelenks
18: Außenteil des zweiten Festgelenks
19: Käfig des zweiten Festgelenks
20: Radseitige Steckverzahnung des zweiten Festgelenks
21: Schiebehülse mit axialer Innenverzahnung
22: Axiale Innenverzahnung der Schiebehülse 21
23: Axiale Außenverzahnung der ersten Teilwelle 4
24: Stützring
25: Abschlussring am ersten Festgelenk
26: Federring
27: Faltenbalg
28: Spannschelle am Außenteil des ersten Festgelenks
29: Dichtelement, Befestigungshülse
30: Befestigungsring
31: Schraube
32: Radialer Abschnitt der Befestigungshülse
33: Dichthülse
34: Dichtring
35: Spannschelle
36: Abschlussring am ersten Festgelenk
37: Faltenbalg des zweiten Festgelenks
38: Spannschelle
39: Spannschelle
40: Umformabschnitt am Verbindungsabschnitt 6
41: Befestigungsvorrichtung
42: Ringförmige Lippe an dem Dichtring 34
43: Bewegungsrichtung
44: Schweißnaht
45: Sicherungsring
46: Federring
47: Radialer Absatz auf der zweiten Teilwelle 5

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19938771 A1 [0002, 0003]
- DE 19756768 C2 [0002]
- DE 19911111 C1 [0002]
- DE 19739934 A1 [0002]
- DE 19739934 C2 [0004]

Claims

Antriebsgelenkwelle (1) mit zwei Gleichlauffestgelenken (2, 3) und zwei Teilwellen (4, 5), bei der die beiden Teilwellen im Verhältnis zueinander axial verschiebbar miteinander verbunden sind, bei der auf den voneinander wegweisenden Enden der beiden Teilwellen (4, 5) jeweils das Innenteil (10, 17) des dieser Teilwelle zugeordneten Gleichlauffestgelenkes (2, 3) befestigt ist, und bei der an dem Außenteil (4, 5) eines jeden Gleichlauffestgelenks (2, 3) ein Faltenbalg (27, 37) mit seinem durchmessergrößeren Ende befestigt ist, welche die offene Seite des jeweiligen Außenteils (11, 18) zur zugeordneten Teilwelle (4, 5) hin abdichten, dadurch gekennzeichnet, dass die dem ersten Gleichlauffestgelenk (2) zugeordnete erste Teilwelle (4) eine axiale Außenverzahnung (23) aufweist, in die eine axiale Innenverzahnung (22) einer Schiebehülse (21) eingreift, welche drehfest mit der zweiten Teilwelle (5) verbunden ist, dass an der Außenseite der Schiebehülse (21) eine die Axialverzahnungen (22, 23) zumindest teilweise überdeckende Dichthülse (33) axial unverschiebbar angeordnet ist, und dass der Faltenbalg (27) dieses ersten Gleichlauffestgelenks (2) mit seinem durchmesserkleineren Ende auf der Außenseite der Dichthülse (33) befestigt ist.
Antriebsgelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (27) des ersten Gleichlauffestgelenks (2) mit seinem durchmesserkleineren Ende in einer Befestigungsvorrichtung (41) eingeklemmt ist, die auf der Außenseite der Dichthülse (33) befestigt ist.
Antriebsgelenkwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung (41) als Dichtelement (29) mit einem axialen Abschnitt und einem radialen Abschnitt (32) ausgebildet ist, dass durch den radialen Abschnitt (32) Schrauben (31) axial hingeführt sind, die unter Zwischenlage des durchmesserkleineren Endes des Faltenbalges (27) in zugeord nete Gewindebohrungen eines Befestigungsringes (30) geschraubt sind, der auf der Dichthülse (33) und innerhalb des Faltenbalges (27) angeordnet ist.
Antriebsgelenkwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsring (30) in die durchmesserkleinste Falte des Faltenbalgs (27) lose eingesetzt oder dort an den Faltenbalg (27) anvulkanisiert ist.
Antriebsgelenkwelle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichthülse (33) an ihrem vom ersten Gleichlauffestgelenk (2) wegweisenden Ende einen Dichtring (34) aufweist, der auf der Schiebehülse (21) axial verschiebbar aufliegt.
Antriebsgelenkwelle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichthülse (33) mit ihrem zum ersten Gleichlauffestgelenk (2) weisenden Ende an einem Stützring (24) befestigt ist oder mit diesem einstückig ausgebildet ist, der kraft- und formschlüssig auf der ersten Teilwelle (4) sitzt.
Antriebsgelenkwelle nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichthülse (33) axial zwischen dem Dichtring (34) und dem Stützring (24) einen radialen Abstand zur Außenseite der Schiebehülse (21) einhält.
Antriebsgelenkwelle nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stützring (24) und dem Innenteil (10) des ersten Gleichlauffestgelenks (2) ein axial verschiebbarer Abschlussring (25) auf der ersten Teilwelle (4) angeordnet ist, wobei zwischen dem Abschlussring (25) und dem Stützring (24) ein eine Axialkraft ausübender Federring (26) angeordnet ist.
Antriebsgelenkwelle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (29) auf der Dichthülse (33) mittels einer Spannschelle (35) lösbar befestigt ist.
Antriebsgelenkwelle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gleichlauffestgelenk (2) an der Getriebeseite des Antriebsgelenkwelle (1) angeordnet ist.
Antriebsgelenkwelle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilwelle (5) einen hohlzylindrischen Verbindungsabschnitt (6) aufweist, an dem die Schiebehülse (21) kraft- und formschlüssig befestigt ist.
Antriebsgelenkwelle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (37) des antriebsradseitigen zweiten Gleichlauffestgelenks (3) mit seinem durchmessergrößeren Ende an dem Außenteil (18) desselben und mit seinem durchmesserkleineren Ende auf der zweiten Teilwelle (5) befestigt ist.
Antriebsgelenkwelle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Längserstreckungen der beiden Gleichlauffestgelenke (2, 3), einschließlich deren endseitigen Anschlussstücke (16, 20) jedoch ohne die Faltenbälge (27, 37), 40% bis 60% der axialen Länge der Antriebsgelenkwelle (1) ausmacht.
Antriebsgelenkwelle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsgelenkwellen (1) so ausgebildet ist, dass diese Beugewinkel von mehr als 15° ermöglicht.