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DE19652100C1 - VL-Gelenk für eine Längsantriebswelle mit optimiertem Crashverhalten - Google Patents

VL-Gelenk für eine Längsantriebswelle mit optimiertem Crashverhalten

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Publication number
DE19652100C1
DE19652100C1 DE19652100A DE19652100A DE19652100C1 DE 19652100 C1 DE19652100 C1 DE 19652100C1 DE 19652100 A DE19652100 A DE 19652100A DE 19652100 A DE19652100 A DE 19652100A DE 19652100 C1 DE19652100 C1 DE 19652100C1
Authority
DE
Germany
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joint
joint part
ball tracks
balls
ball
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE19652100A
Other languages
English (en)
Inventor
Hans-Heinrich Welschof
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GKN Driveline Deutschland GmbH
Original Assignee
Loehr and Bromkamp GmbH
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Publication date
Application filed by Loehr and Bromkamp GmbH filed Critical Loehr and Bromkamp GmbH
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Priority to US08/990,010 priority patent/US6171196B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
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    • F16D3/226Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part
    • F16D3/227Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part the joints being telescopic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D3/84Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor
    • F16D3/843Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor enclosed covers
    • F16D3/845Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor enclosed covers allowing relative movement of joint parts due to the flexing of the cover
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/22Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or type of main drive shafting, e.g. cardan shaft
    • B60K17/24Arrangement of mountings for shafting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2300/10Surface characteristics; Details related to material surfaces
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S464/00Rotary shafts, gudgeons, housings, and flexible couplings for rotary shafts
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    • Y10S464/906Torque transmitted via radially spaced balls

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein VL-Gleichlaufdrehgelenk zur Aufnahme axialer Verschiebungen in einer Längsantriebswelle eines Kraftfahrzeugs, zur Verbindung einer Antriebseinheit mit einem Hinterachsgetriebe, mit zumindest zwei gelenkig verbun­ denen Wellenabschnitten, mit einem schadensfrei nutzbaren Nor­ malverschiebeweg, mit einem Gelenkaußenteil mit äußeren Kugel­ bahnen, einem Gelenkinnenteil mit inneren Kugelbahnen, einer Mehrzahl von drehmomentübertragenden Kugeln, die jeweils in einander zugeordneten äußeren und inneren Kugelbahnen geführt sind, wobei einander zugeordnete äußere Kugelbahnen einerseits und innere Kugelbahnen andererseits jeweils mit der Mittelachse des Gelenks gleichgroße aber entgegengesetzt orientierte Kreu­ zungswinkel bilden, und mit einem Kugelkäfig, der mit einer Mehrzahl von Käfigfenstern, die jeweils eine der Kugeln auf­ nehmen, versehen ist und der die Kugeln bei Axialverschiebung und Abwinkelung des Gelenks in einer Ebene hält, wobei das Ge­ lenkaußenteil mit einem Ringflansch und das Gelenkinnenteil mit einer Anschlußwelle zu verbinden sind.
Längsantriebswellen der genannten Art in Kraftfahrzeugen, die der Drehmomentübertragung von einer vorne liegenden Antriebsein­ heit auf die Hinterachse dienen, haben neben ihrer Funktions­ sicherheit im Normalbetrieb auch bestimmte Anforderungen im Falle eines Fahrzeugcrashs zu erfüllen, bei dem der Fahrzeug­ vorbau und damit ein erster Teil der Längsantriebswelle in Rich­ tung auf die Hinterachse verschoben wird. Um ein Ausknicken der Welle in Richtung auf die Fahrzeugzelle hierbei zu verhindern und um eine möglichst große Energieaufnahme im Bereich des Fahr­ zeugvorbaus durch Verformungsarbeit nicht durch eine Abstützung der Antriebseinheit an der Hinterachse zu behindern und um Beschädigungen der Hinterachse zu vermeiden, müssen diese Wellen über den durch den Normalverschiebeweg des VL-Gelenkes vorgege­ benen Bereich hinaus möglichst energiearm weiter verkürzbar sein. Als diese Verkürzung aufnehmendes Bauteil bietet sich insbesondere das jeweilige axial verschiebbare Gleichlaufdreh­ gelenk in der Längsantriebswelle an.
Längsantriebswellen dieser Art für Kraftfahrzeuge sind aus der DE 42 24 201 C2 bekannt, bei denen vorgesehen ist, daß am Ende des konstruktiv vorgegebenen Normalverschiebeweges zwischen Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil die Kugeln oder der Käfig in Anschlag mit dem Ringflansch kommen und die Verbindung zwischen Steckwelle und Gelenkinnenteil zerstört werden soll. Hiernach schiebt sich die Steckwelle in den Ringflansch und die an diesen anschließende Hohlwelle ein. Diese Konstruktion setzt Steck­ wellen voraus, die im Anschluß an den Verzahnungsbereich, der mit einem entsprechenden Verzahnungsbereich im Gelenkinnenteil in Eingriff ist, mit reduziertem Durchmesser fortgesetzt sind.
Aus der DE 43 44 177 C1 ist eine Längsantriebswelle ähnlicher Art für Kraftfahrzeuge bekannt, die ein käfigloses Gelenk mit achsparallel verlaufenden Kugelbahnen aufweist, das nur für äußerst geringe Beugewinkel im Betrieb geeignet ist. Über den konstruktiv vorgesehenen Normalverschiebebereich hinaus ist ein weiteres Einschieben der Steckwelle bei dieser Konstruktion nur unter Verformung des Gelenkaußenteils bzw. der daran anschlie­ ßenden Rohrwelle und damit unter hoher Energieaufnahme möglich.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein VL-Gleichlaufdrehgelenk für eine Längsantriebs­ welle eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, das nach Überschreiten des konstruktiv vorgesehenen Normalverschiebeweges unter geringer Energieaufnahme zerstörbar ist und ein weiteres Ein­ schieben der Steckwelle in Richtung des Ringflansches über eine erhebliche Länge ungehindert zuläßt.
Die Lösung hierfür besteht darin, daß die nutzbare Führungslänge der Kugelbahnen in einem der beiden Gelenkteile bei einem Ver­ schieben des Gelenkaußenteils gegenüber dem Gelenkinnenteil im Sinne einer Verkürzung des Längsantriebswelle kürzer ist als die der Kugelbahnen in dem anderen der beiden Gelenkteile, daß An­ schlagmittel vorgesehen sind, die am Ende des Normalverschiebe­ wegs wirksam werden um ein Austreten der Kugeln aus den Kugel­ bahnen mit der genannten kürzeren Führungslänge zu verhindern, und daß die Anschlagmittel Sollverformungsmittel umfassen, die bei Überschreiten des Normalverschiebewegs deformierbar sind.
Die Wirkung besteht hierbei darin, daß nach Überschreiten einer konstruktiv vorgegebenen Normalverschiebeweglänge zunächst An­ schlagmittel wirksam werden, die während des Transports und der Montage ein selbsttätiges Demontieren verhindern und die im Fahrbetrieb unter Extrembelastung auftretende Verlagerungen der Antriebseinheit gegenüber dem Hinterachsgetriebe begrenzen, ohne Beschädigungen zu erleiden. Bei darüber hinausgehenden Belastun­ gen, die nur als Folge von Verformungen des Fahrzeugvorbaus im Falle eines Unfalls auftreten, erfolgt eine Zerstörung der Soll­ verformungsmittel. Danach wird unter Überwinden geringer Widerstandskräfte ein Austreten der Kugeln aus den Kugelbahnen eines der beiden Gelenkteile bewirkt, so daß keine Axialkräfte mehr über die Längsantriebswelle abgestützt werden können, wobei unverzüglich auch keine Drehmomentübertragung mehr möglich ist. Die Längsantriebswelle kann also unter geringer Energieaufnahme weiter verkürzt werden.
Nach ersten bevorzugten Ausführungsformen ist hierbei vorgese­ hen, daß ausgehend von einer Mittelebene des Gelenks die inneren Kugelbahnen wellenanschlußseitig kürzer sind als die äußeren Kugelbahnen ringflanschseitig oder die äußeren Kugelbahnen ringflanschseitig kürzer sind als die inneren Kugelbahnen wel­ lenanschlußseitig.
Hierbei sind Anschlagmittel vorgesehen, die als Sollverformungs­ mittel mit geringen Kräften zu deformieren oder zu zerstören sind, bevor ein Austreten der Kugeln aus den Kugelbahnen er­ folgt. Die Anschlagmittel können hierbei unmittelbar an den Enden der jeweils kürzeren Kugelbahnen, beispielsweise durch Ringkörper, die zwischen der Anschlußwelle und dem Gelenkinnen­ teil bzw. dem Gelenkaußenteil und dem Ringflansch eingesetzt sind, gebildet werden oder örtlich unabhängig von den genannten kürzeren Kugelbahnen als in den Ringflansch oder die anschlie­ ßende Rohrwelle eingesetzter Deckel, gegen den das Gelenkinnen­ teil bzw. ein vorderes Ende der darin eingesteckten Anschluß­ welle zum Anschlag kommt, ausgeführt sein.
Nach einer zweiten Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die inneren Kugelbahnen im Gelenkinnenteil Bahnendabschnitte aus elastisch nachgiebigem oder leicht verformbaren Material haben und daß die Käfigfenster in Umfangsrichtung feste Endanschläge für die Kugeln bei Erreichen der Bahnendabschnitte bilden. Wenn durch Erreichen der festen Endanschlägen in den Käfigfenstern eine weitere Umfangsbewegung der Kugeln und damit ein weiteres Verschieben der Kugeln entlang der unter Kreuzungswinkel ver­ laufenden Kugelbahnen verhindert wird, wird hierdurch erreicht, daß die Kugeln aus diesen Kugelbahnen unter Deformation der Bahnendabschnitte axial herausgeschoben werden. Die genannten Bahnendabschnitte bilden hierbei also die zerstörbaren Sollver­ formungsmittel der Anschlagmittel. Die wirksame Führungslänge ist also auch hier an einem der Gelenkbauteile verkürzt. Die nachgiebige Ausführung dieser genannten Bahnendabschnitte kann durch Verzicht auf ein Härten des jeweiligen Gelenkbauteils in diesem Bereich erzielt werden.
Die genannten Ringkörper, die als Sollverformungsmittel dienen, können aus Blechringen oder Kunststoffringen bestehen. Die Ring­ elemente können wahlweise mit den Kugeln oder mit dem Käfig zusammenwirken. Durch geeignete konstruktive Ausgestaltung der Ringelemente bzw. von Deckelteilen im Ringflansch kann eine definierte Energieaufnahme nach dem Demontieren des Gelenks bei weiterer Verkürzung der Längsantriebswelle eingestellt werden, sofern dies als Ergänzung zur Energieaufnahme im Fahrzeugvorbau beim Fahrzeugunfall gewünscht wird. Die genannten Deckelteile können auch in Ergänzung zur zweiten Ausführungsform eingesetzt werden.
An den jeweils längeren Kugelbahnen können am Ende feste An­ schläge für die Kugeln vorgesehen sein. Als Alternative können auch Axialanschläge zwischen dem Gelenkinnenteil und dem Kugel­ käfig vorgesehen sein. Hiermit werden bei einem weiteren Ein­ schieben der Anschlußwelle in den Ringflansch die Kugeln nach dem Austreten aus den kürzeren Kugelbahnen am Ende der längeren Kugelbahnen gehalten, wobei sie sich radial an einem anschlie­ ßenden Wellenschaft oder in einer anschließenden Hohlwelle ab­ stützen.
Abwandlungen des vorstehend beschriebenen im Rahmen des Fachwis­ sens sind möglich. Spezielle Ausführungen sind in den Unter­ ansprüchen definiert, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Hierin zeigen
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Gelenk mit inneren Bahnen mit verkürzter Führungslänge in einer ersten Ausführung mit einem Blechring auf dem Wellenzapfen als An­ schlag- und Sollverformungselement;
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Gelenk mit inneren Bahnen mit verkürzter Führungslänge in einer zweiten Ausführung mit einem Deckel im Ringflansch als Anschlag- und Sollverformungselement;
Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Gelenk mit inneren Bahnen mit verkürzter Führungslänge in einer dritten Ausführung mit Bahnenden aus nachgiebigem Material als Sollver­ formungselement der Anschlagelemente;
Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Gelenk mit inneren Bahnen mit verkürzter Führungslänge in einer vierten Ausführung mit einem Blechring auf dem Wellenzapfen als Anschlag- und Sollverformungselement;
Fig. 5 ein erfindungsgemäßes Gelenk mit äußeren Bahnen mit verkürzter Führungslänge in einer ersten Ausführung mit einem Kunststoffring vor dem Ringflansch als An­ schlag- und Sollverformungselement.
Soweit die Konstruktion der erfindungsgemäßen Anordnungen über­ einstimmt, werden die Fig. 1 bis 5 nachstehend zunächst ge­ meinsam beschrieben. Ein Gleichlaufdrehgelenk 11 umfaßt ein Gelenkaußenteil 12, ein Gelenkinnenteil 13, einen Kugelkäfig 14 und drehmomentübertragende Kugeln 15, die jeweils in einem Kä­ figfenster 19 gehalten sind. Das Gelenk 11 ist jeweils ein axial verschiebliches VL-Gleichlaufdrehgelenk, dessen Einzelheiten in den einzelnen Figuren jeweils mit einem entsprechenden Index bezeichnet sind. Die einander zugeordneten äußeren und inneren Bahnen 16, 17, die gemeinsam jeweils eine Kugel 15 aufnehmen, verlaufen, wie als solches bekannt, unter gleich großen aber zueinander gegensinnig orientierten Kreuzungswinkeln zur Gelenk­ achse A. Hierdurch wird bei relativen Verschiebebewegungen zwi­ schen dem Gelenkaußenteil 12 und dem Gelenkinnenteil 13 der Käfig 14 mit den Kugeln 15 auf den jeweils halben Verschiebeweg gegenüber jedem der beiden Gelenkbauteile 12, 13 geführt. Das Gelenkaußenteil 12 ist mit einem Ringflansch 31 verbunden, der mittels Schrauben 32 am Gelenkaußenteil angeflanscht ist. An den Ringflansch schließt sich eine Hohlwelle 33 an, wobei die Hohl­ welle 33 nach den Fig. 1 bis 4 über eine Reibschweißung 34 mit dem Ringflansch 31 verbunden ist. In das Gelenkinnenteil 13 ist eine Anschlußwelle 36 eingesteckt, der mit einigem Abstand vom Gelenk mittels eines elastischen Wellenlagers 37 abgestützt ist. Auf dem Gelenkaußenteil ist eine Blechkappe 38 mittels der Schrauben 32 befestigt. Ein Rollbalg 39 dichtet die Blechkappe 38 gegenüber der Anschlußwelle 36 ab.
In Fig. 1 sind die inneren Kugelbahnen 17₁ bezogen auf eine Gelenkmittelebene E auf der Steckwellenseite so kurz ausgeführt, daß bei einem Einschieben der Steckwelle 36₁ in Richtung des Ringflansches 31₁ die Führung für die Kugeln in den inneren Kugelbahnen 17₁ auf der Wellenanschlußseite verlorengeht, bevor dies in den äußeren Kugelbahnen 16₁ auf der Ringflanschseite eintreten könnte. Dies wird im übrigen dadurch verhindert, daß im Ringflansch 31₁ ein Endanschlag 40₁ für die Kugeln 15₁ ein weiteres Einschieben der Kugeln 15₁ und des Käfigs 14₁ in Rich­ tung Ringflansch 31₁ begrenzt. Hierdurch werden die Kugeln am Ende der inneren Kugelbahnen 17₁ in Anschlag mit einem Blechring 18₁ gebracht, der zwischen dem Gelenkinnenteil 13₁ und einem ringförmigen Bund 41₁ auf dem Wellenschaft 36₁ festgelegt ist. Der Ring 18₁ bildet einerseits die Anschlagmittel und ist als Verliersicherung für das Gelenk vor der Montage zu betrachten, andererseits dient er im dargestellten eingebauten Zustand des Gelenkes ein leicht zerstörbares Sollverformungselement, das beim weiteren Einschieben der Steckwelle 36₁ in den Ringflansch 31₁ ein Demontieren des Gelenks zuläßt, so daß dieses keine Axialkräfte mehr aufnehmen kann und im übrigen auch kein Drehmo­ ment mehr übertragen kann. Dem weiteren Einschieben der Steck­ welle 36₁ in den Ringflansch 31₁ steht noch ein Blechdeckel 42₁ entgegen, der von der Steckwelle 36₁ nur unter Überwindung von leicht erhöhten Reibungskräften in Richtung auf die Hohlwelle 33₁ verschoben werden kann. Der Deckel 42₁ hat jedoch in erster Linie die Aufgabe der Abdichtung des Gelenks nach außen, d. h. in Richtung zur Hohlwelle 33₁.
In Fig. 2 ist ein Gelenk in weitgehender Übereinstimmung mit dem nach Fig. 1 gezeigt. Abweichend davon ist jedoch ein dem dort gezeigten Blechring 18₁ entsprechendes Teil nicht vorhan­ den. Die Aufgabe der Anschlagmittel und der Sollverformungs­ mittel erfüllt hier ausschließlich der Deckel 42₂, der mit dem kugelig ausgebildeten Stirnende 43₂ der Anschlußwelle 36₂ so zusammenwirkt, daß im Anschlagpunkt Beugebewegungen ohne Rück­ wirkung auf die Lage des Gelenkmittelpunktes M erfolgen können. Im übrigen stimmen alle Einzelheiten mit der Darstellung nach Fig. 1 überein.
In Fig. 3 ist ein Gelenk in weitgehend übereinstimmender Aus­ führung mit dem nach den Fig. 1 und 2 gezeigt. Von diesen abweichend ist jedoch bezogen auf eine Gelenkmittelebene E die Länge der inneren Kugelbahnen 17₃ auf der Steckwellenseite genau so groß, wie die der äußeren Kugelbahnen 16₃ auf der Ring­ flanschseite. Durch gekreuzte Schraffuren, die sowohl Quer­ schnittsbereich als auch Oberflächenbereich einschließen, ist hierbei eine Materialerhärtung der Kugelbahnen bezeichnet. Es ist in dieser Weise dargestellt, daß die inneren Kugelbahnen 17₃ ungehärtete Bahnendbereiche 20₃ haben, die die wirksame Füh­ rungslänge der inneren Kugelbahnen 17₃ auf die gehärteten Teile beschränken. Hierzu ist ein Kugelkäfig 14₃ vorzusehen, der je­ weils in Umfangsrichtung so kurze Käfigfenster hat, daß ein Eintreten der Kugeln 15₃ in die ungehärteten Endbereiche 20₃ in Richtung der Kreuzungswinkel der Kugelbahnen verhindert wird. Die Endbereiche werden auf diese Weise zu zerstörbaren Anschlag­ elementen, indem die Kugeln 15₃ in festgehaltener Umfangsposi­ tion axial aus dem Gelenkinnenteil 13₃ herausgezogen werden. Der dargestellte Deckel 42₃ im Ringflansch 31₃ dient in erster Linie der Abdichtung des Gelenkes nach außen in Richtung zur Rohrwelle 33₃.
In Fig. 4 ist ein Gelenk gezeigt, das bei abgewandelter kon­ struktiver Ausführung bezüglich seiner Einzelteile und seiner Funktion vollständig dem in Fig. 1 gezeigten Gelenk entspricht. Abweichend ist nur die Formgebung des Blechrings 18₄, der hier­ bei selbsthaltend dem Gelenkinnenteil 13₄ aufgeklemmt ist, so daß er bereits vor Montage des Gelenks mit der Anschlußwelle 36₄ als Verliersicherung dient. Abweichend ist ebenfalls die Form­ gebung des Ringflansches 31₄ als ganzes und insbesondere des Endanschlags 40₄ für die Kugeln 15₄. Die Schrauben 32₄ sind hier­ bei mit Muttern 43₄ gesichert. Die Funktion entspricht der unter Fig. 1 beschriebenen Funktionsweise.
In Fig. 5 ist ein Gelenk in ähnlicher konstruktiver Ausgestal­ tung wie das in Fig. 4 gezeigt. Hierbei sind jedoch bezogen auf eine Gelenkmittelebene E die Kugelbahnen 16₅ im Gelenkaußenteil 12₅ ringflanschseitig kürzer als die Kugelbahnen 17₅ im Gelenk­ innenteil 13₅ anschlußwellenseitig. Zwischen Gelenkaußenteil 12₅ und Ringflansch 31₅ ist ein Kunststoffring 18₅ eingespannt, der die Anschlagmittel bildet und als Verliersicherung für das Ge­ lenk vor der Montage und als Sollverformungselement im eingebau­ ten Zustand dient. Bei einem Einschieben der Steckwelle 36₅ in den Ringflansch 31₅ kann dieser Ring 18₅ leicht verformt oder zerstört werden, so daß die Kugeln 15₅ aus den Bahnen 16₅ im Gelenkaußenteil austreten, bevor sie aus den Bahnen 17₅ im Ge­ lenkinnenteil 13₅ austreten. Dies wird im übrigen durch den Anschlag des Gelenkinnenteils 13₅ und einer inneren Anschlag­ fläche 43₅ des Kugelkäfigs 14₅ verhindert. Ein in den Ringflansch 31₅ eingesetzter Blechdeckel 42₅ dient wiederum als Abdichtung des Gelenkes nach außen in Richtung auf die Rohrwelle 33₅. Er kann bei einem Einschieben der Steckwelle 36₅ auch zusätzliche Verformungs- oder Reibungskräfte aufnehmen. Der Spalt zwischen Gelenkaußenteil 12₅ und Ringflansch 31₅ wird durch den Kunst­ stoffring 18₅ abgedichtet.

Claims (14)

1. VL-Gleichlaufdrehgelenk (11) zur Aufnahme axialer Ver­ schiebungen in einer Längsantriebswelle eines Kraftfahr­ zeugs, zur Verbindung einer Antriebseinheit mit einem Hin­ terachsgetriebe, mit zumindest zwei gelenkig verbundenen Wellenabschnitten, mit einem schadensfrei nutzbaren Normal­ verschiebeweg, mit einem Gelenkaußenteil (12) mit äußeren Kugelbahnen (16), einem Gelenkinnenteil (13) mit inneren Kugelbahnen (17), einer Mehrzahl von drehmomentübertragen­ den Kugeln (15), die jeweils in einander zugeordneten äuße­ ren und inneren Kugelbahnen (16, 17) geführt sind, wobei einander zugeordnete äußere Kugelbahnen (16) einerseits und innere Kugelbahnen (17) andererseits jeweils mit der Mit­ telachse A des Gelenks (11) gleichgroße aber entgegenge­ setzt orientierte Kreuzungswinkel bilden, und mit einem Kugelkäfig (14), der mit einer Mehrzahl von Käfigfenstern (19), die jeweils eine der Kugeln (15) aufnehmen, versehen ist und der die Kugeln bei Axialverschiebung und Abwinke­ lung des Gelenks (11) in einer Ebene hält, wobei das Ge­ lenkaußenteil (12) mit einem Ringflansch und das Gelenk­ innenteil (13) mit einer Anschlußwelle zu verbinden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die nutzbare Führungslänge der Kugelbahnen (16, 17) in einem der beiden Gelenkteile (12, 13) bei einem Verschieben des Gelenkaußenteils (12) gegenüber dem Gelenkinnenteil (13) kürzer ist als die der Kugelbahnen (17, 16) in dem anderen der beiden Gelenkteile (13, 12),
daß Anschlagmittel vorgesehen sind, die am Ende des Normal­ verschiebewegs wirksam werden, um ein Austreten der Kugeln (15) aus den Kugelbahnen (12, 13) mit der genannten kürze­ ren Führungslänge zu verhindern, und
daß die Anschlagmittel Sollverformungsmittel umfassen, die bei Überschreiten des Normalverschiebewegs deformierbar sind.
2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - bezogen auf eine Gelenkmittelebene - die inneren Kugelbahnen (17) des Gelenkinnenteils (13) wellenanschluß­ seitig kürzer ausgeführt sind als die äußeren Kugelbahnen (16) des Gelenkaußenteils (12) ringflanschseitig. (Fig. 1, 2 und 4).
3. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Kugelbahnen (17₃) im Gelenkinnenteil (13₃) wellenanschlußseitig Bahnendabschnitte (20₃) aus elastisch nachgiebigem oder leicht verformbaren Material haben. (Fig. 3).
4. Gelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollverformungsmittel durch ein am Gelenkinnenteil (13₁, 13₄) wellenanschlußseitig festgelegtes Ringelement (18₁, 18₄) gebildet werden, das mit den Kugeln (15₁, 15₄) zusammenwirkt.
5. Gelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Sollverformungsmittel ein ringflanschseitig am Gelenkaußenteil (12₂) angeordnetes verschiebbares oder verformbares Deckelelement (42₂) vorgesehen ist, das mit dem Gelenkinnenteil (13₂) unmittelbar oder mittelbar zu­ sammenwirkt. (Fig. 2)
6. Gelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sollverformungsmittel durch die Bahnendabschnitte (20₃) gebildet werden, die mit den Kugeln zusammenwirken, und
daß die Käfigfenster (19) in Umfangsrichtung feste Endan­ schläge für die Kugeln (15₃) bei Erreichen der Bahnend­ abschnitte (20₃) bilden. (Fig. 3)
7. Gelenk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Kugelbahnen (16) im Gelenkaußenteil (12) ringflanschseitig feste Endanschläge (40) haben.
8. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - ausgehend von einer Gelenkmittelebene - die äußeren Bahnen (16₅) im Gelenkaußenteil (12₅) ringflanschseitig kürzer ausgeführt sind als die inneren Kugelbahnen (17₅) im Gelenkinnenteil (13₅) wellenanschlußseitig. (Fig. 5)
9. Gelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Sollverformungsmittel ein am Gelenkaußenteil (12₅) ringflanschseitig festgelegtes Ringelement (18₅) oder Dec­ kelelement vorgesehen ist, das mit den Kugeln (15₅) oder mit dem Gelenkinnenteil (13₅) unmittelbar oder mittelbar zusammenwirkt. (Fig. 5)
10. Gelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkäfig (14₅) mit einer Innenfläche (43₅) einen festen Endanschlag mit dem Gelenkinnenteil (13₅) bildet.
11. Gelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (18) aus Blech ist.
12. Gelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (18) aus Kunststoff ist.
13. Gelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelelement (42) als in den Ringflansch (31) eingepreßter Blechdeckel ausgeführt ist.
14. Gelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (18₅) eine Abdichtung zwischen Gelenk­ außenteil (12₅) und Ringflansch (31₅) bildet.
DE19652100A 1996-12-14 1996-12-14 VL-Gelenk für eine Längsantriebswelle mit optimiertem Crashverhalten Expired - Lifetime DE19652100C1 (de)

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DE19652100A DE19652100C1 (de) 1996-12-14 1996-12-14 VL-Gelenk für eine Längsantriebswelle mit optimiertem Crashverhalten
US08/990,010 US6171196B1 (en) 1996-12-14 1997-12-12 VL joint for a propeller shaft with an optimized crash behavior

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DE19652100A DE19652100C1 (de) 1996-12-14 1996-12-14 VL-Gelenk für eine Längsantriebswelle mit optimiertem Crashverhalten

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DE (1) DE19652100C1 (de)

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