DE19938771A1

DE19938771A1 - Gelenkwelle mit Anpassung an eine bevorzugte Drehmomentübertragungsrichtung

Info

Publication number: DE19938771A1
Application number: DE19938771A
Authority: DE
Inventors: Joachim Proels; Hans-Heinrich Welschof; Thomas Schaeffner; Peter Schwaerzler
Original assignee: GKN Loebro GmbH
Current assignee: GKN Driveline Deutschland GmbH
Priority date: 1999-08-16
Filing date: 1999-08-16
Publication date: 2001-03-22
Anticipated expiration: 2019-08-17
Also published as: JP2001074059A; DE19938771C2; US6390928B1; FR2797612A1; JP3452541B2; FR2797612B1

Abstract

Gelenkwelle 11 mit zwei Kugelgleichlauffestgelenken 12, 13, einem diese verbindenden Wellenstück 14 und einem in letzterem angeordneten Axialverschiebestück 15; DOLLAR A die Gleichlauffestgelenke 12, 13 weisen jeweils auf: DOLLAR A - ein glockenförmiges Gelenkaußenteil 16, 26 mit innenliegenden ersten Kugelbahnen 18, 28, DOLLAR A - ein in diesem einliegendes nabenförmiges Gelenkinnenteil 19, 29 mit außenliegenden zweiten Kugelbahnen 21, 31, DOLLAR A - in Paare aus ersten Kugelbahnen 18, 28 und zweiten Kugelbahnen 21, 31 eingreifende Kugeln 24, 34, DOLLAR A - einen ringförmigen Kugelkäfig 22, 32 mit umfangsverteilten Käfigfenstern 23, 33, in denen die Kugeln 24, 34, in einer gemeinsamen Ebene gehalten werden; DOLLAR A die Paare von ersten Kugelbahnen 18, 28 und zweiten Kugelbahnen 21, 31 bilden im Längsschnitt miteinander Öffnungswinkel alpha¶12¶, alpha¶13¶ zur Kugelbahnsteuerung der Kugeln 24, 34; die Öffnungswinkel alpha¶12¶, alpha¶13¶ der Paare von ersten Kugelbahnen und zweiten Kugelbahnen an beiden Gleichlaufkugelfestgelenken 12, 13 öffnen sich gleichsinnig.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkwelle mit zwei Kugelgleich lauffestgelenken, einem diese verbindenden Wellenstück und einem in letzterem angeordneten Axialverschiebstück.

Gelenkwellen der genannten Art werden ganz überwiegend als Sei tenwellen im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen eingesetzt, wobei sie antriebsseitig mit dem Differentialgetriebe einer Achse und abtriebsseitig mit einer Radnabe eines Antriebsrades verbunden werden. Die Anordnung der beiden Festgelenke ist hier bei bisher stets symmetrisch und erfolgt in der Weise, daß die Gelenkaußenteile mit anschließenden Zapfen an den äußeren Enden sitzen. Diese Zapfen sind dann leicht in das Differentialgetrie be bzw. eine Radnabe einsteckbar. Die Faltenbälge zur Abdichtung der offenen Ringräume der Gelenke, die bestimmte axiale Länge beanspruchen, kommen dabei zur Innenseite der Welle zu liegen, so daß die Gelenkmittelpunkte nahe an das Differentialgetriebe einerseits bzw. die Radnabe andererseits heranrücken können, so daß große effektive Wellenlängen zwischen den Gelenkmittel punkten der Gleichlaufdrehgelenke ausgeschöpft werden können. Während in gelenkten Vorderachsen die Lastkollektive im Hinblick auf die Beugewinkel sehr unterschiedlich sind, da die innenlie genden Gelenke in den Seitenwellen nur Einfederbewegungen aus gleichen, während die außenliegenden Gelenke in den Seitenwellen zusätzlich die Einlenkwinkel darstellen müssen, sind bei unge lenkten Hinterachsen die Lastkollektive an den innenliegenden Gelenken und an den außenliegenden Gelenken etwa gleich, da jeweils nur die Einfederbewegungen der Räder bei im wesentlichen unverändertem Radsturz ausgeglichen werden müssen. Ungeachtet dessen hat sich ergeben, daß die Lebensdauer der Gelenke in den Seitenwellen mit Nachteilen für die am Differential innenliegen den Gelenke deutlich ungleich ist.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Gelenkwellen bereitzustellen, bei denen bei im wesent lichen übereinstimmenden Lastkollektiven für beide Gleichlauf drehgelenke der Gelenkwelle sich möglichst angeglichene Lebensdauern beider Gelenke bei vergleichbarer Gelenkgröße ein stellen.

Die Lösung hierfür besteht in folgenden Merkmalen: die Gleichlauffestgelenke weisen jeweils auf:

- ein glockenförmiges Gelenkaußenteil mit innenliegenden ersten Kugelbahnen,
- ein in diesem einliegendes nabenförmiges Gelenkinnenteil mit außenliegenden zweiten Kugelbahnen,
- in Paare aus ersten Kugelbahnen und zweiten Kugelbahnen eingreifende Kugeln,
- einen ringförmigen Kugelkäfig mit umfangsverteilten Käfig fenstern, in denen die Kugeln in einer gemeinsamen Ebene gehalten werden;

die Paare von ersten Kugelbahnen und zweiten Kugelbahnen bilden im Längsschnitt miteinander Öffnungswinkel zur Kugelbahnsteue rung der Kugeln;
die Öffnungswinkel der Paare von ersten Kugelbahnen und zweiten Kugelbahnen an beiden Gleichlaufkugelfestgelenken öffnen sich gleichsinnig.

Es hat sich herausgestellt, daß die Beziehung des Öffnungswin kels der Kugelbahn im Längsschnitt im Verhältnis zur Drehmoment übertragungsrichtung von Einfluß auf die Gelenklebensdauer ist, so daß die Lebensdauer beider Gelenke der Gelenkwelle angegli chen ist, wenn die Öffnungswinkel an beiden Gelenken miteinander in Überstimmung sind. Die größere Lebensdauer ergibt sich hier bei wenn Öffnungssinn des Öffnungswinkels und bevorzugte Drehmo mentübertragungsrichtung zueinander entgegengesetzt liegen, so daß gemäß der Erfindung die Welle in diesem Sinne einzubauen ist, wenn eine bevorzugte Drehmomentübertragungsrichtung im Lastkollektiv vorherrscht, wie es im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen selbstverständlich der Fall ist.

Nach einer ersten bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, daß die glockenförmigen Gelenkaußenteile im Verhältnis zu den nabenför migen Gelenkinnenteilen gleichsinnig ausgerichtet sind, wobei sich die Öffnungswinkel jeweils zum offenen Ende der glockenför migen Gelenkaußenteile hin öffnen.

Hierbei können beide Gleichlauffestgelenke, beispielsweise gemäß der DE-PS 11 26 199, insbesondere als hinterschnittfreies Gelenk nach der DE 22 52 827 C3 ausgeführt sein. Hierbei öffnet sich eines der Gelenke zum Wellenende hin, so daß möglichst kurz bauende Faltenbälge oder Rollbälge Verwendung finden sollten, um die effektive Wellenlänge zwischen den Gelenkmittelpunkten nicht zu verkürzen.

Nach einer zweiten Ausführung ist vorgesehen, daß die glocken förmigen Gelenkaußenteile im Verhältnis zu den nabenförmigen Gelenkinnenteilen symmetrisch zueinander, insbesondere zu den äußeren Enden der Gelenkwelle hin liegend angeordnet sind, wobei an einem der Gelenke der Öffnungswinkel sich zum geschlossenen Ende des glockenförmigen Gelenkaußenteils hin öffnet. Gelenke der hierbei erforderlichen Konstruktion sind beispielsweise aus der DE 25 22 670 C2 oder der DE 27 17 936 C3 bekannt.

Die Anschlußzapfen an den Gelenkaußenteilen können einstückig an diesen angeformt sein oder ein Anschlußzapfen kann einstückig mit einem Bodenteil eines Gelenkaußenteils hergestellt sein, das bei der Herstellung an einen äußeren Ringkörper des Gelenkaußen teils angeschweißt wird, insbesondere durch Reibschweißung. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn sich die Öffnungswinkel der Bahnen zum geschlossenen Ende, d. h. zum Boden des Gelenk außenteils hin öffnen. Die Anschlußzapfen an den Gelenkinnent eilen bzw. für die Gelenkinnenteile sind bevorzugt als Steckzap fen ausgebildet, die formschlüssig mit den nabenförmigen Gelen kinnenteilen verbunden werden.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß die nach innen lie genden Anschlußzapfen der Gleichlaufkugeldrehgelenke zum einen unmittelbar mit einem Innenzapfen des Axialverschiebeelementes und zum anderen unmittelbar mit einer Hülse des Axialverschie beelementes verschweißt sind. Hierbei kann insbesondere vor gesehen werden, daß ein Faltenbalg vorgesehen ist, der gleich zeitig die Ringöffnung eines der Gleichlauffestgelenke und die Ringöffnung des Verschiebeelementes überspannt und abdichtet, indem ein Bund des Faltenbalgs auf dem Gelenkaußenteil des Gleichlaufkugelfestgelenkes und der andere Bund des Faltenbalgs auf der Hülse des Axialverschiebelementes aufsitzt.

Die erfindungsgemäße Verwendung von Wellen nach den vorstehend genannten Merkmalen und Eigenschaften besteht darin, daß die Gleichlaufkugeldrehgelenke so eingebaut sind, daß die Öffnungs winkel sich entgegengerichtet zu der bevorzugten Drehmomentüber tragungsrichtung öffnen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Gelenkwel len werden nachstehend im Vergleich mit einer Gelenkwelle nach dem Stand der Technik näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine erste Art einer erfindungsgemäßen Gelenk welle mit symmetrisch zueinander angeordneten Gelenk außenteilen und Gelenkinnenteilen;

Fig. 2 zeigt eine zweite Art einer erfindungsgemäßen Gelenk welle mit gleichsinnig angeordneten Gelenkinnenteilen und Gelenkaußenteilen in einer ersten Ausführung;

Fig. 3 zeigt eine zweite Art einer erfindungsgemäßen Gelenk welle mit gleichsinnig angeordneten Gelenkinnenteilen und Gelenkaußenteilen in einer zweiten Ausführung;

Fig. 4 zeigt eine zweite Art einer erfindungsgemäßen Gelenk welle mit gleichsinnig angeordneten Gelenkinnenteilen und Gelenkaußenteilen in einer dritten Ausführung;

Fig. 5 zeigt eine Gelenkwelle mit gleichsinnig zueinander angeordneten Gelenkinnenteilen und Gelenkaußenteilen nach dem Stand der Technik.

In Fig. 1 ist eine Gelenkwelle 11 im Längsschnitt gezeigt, die ein erstes Gleichlaufdrehgelenk 12 ₁, ein zweites Gleichlauf drehgelenk 13 und ein dieses verbindendes Wellenstück 14 erken nen läßt. Innerhalb des Wellenstücks 14 ist ein Axialverschie bestück 15 angeordnet, das Längenänderungen bei einer Änderung des Abstandes der Gelenkmittelpunkte M₁₂ des ersten Gelenkes und M₁₃ des zweiten Gelenkes zueinander ermöglicht. Das erste Gleich lauffestgelenk 12 weist ein glockenförmiges Gelenkaußenteil 16 ₁ mit einstückig daran angeformtem Anschlußzapfen 17 ₁ und ersten innenliegenden Kugelbahnen 18 ₁ auf; weiter ein Gelenkinnenteil 19 ₁ mit einem eingesteckten Wellenzapfen 20 ₁ und zweiten außen liegenden Kugelbahnen 21 ₁; weiter einen ringförmig zwischen diesen einliegenden Kugelkäfig 22, der in umfangsverteilten Käfigfenstern 23 die drehmomentübertragenden Kugeln 24 aufnimmt, die jeweils in Paare von ersten Kugelbahnen und zweiten Kugel bahnen eingreifen. Die Paare von Kugelbahnen 18 ₁, 21 ₁ bilden miteinander Öffnungswinkel α₁₂ im Längsschnitt, dargestellt durch die Tangenten an die Kugeln 24, die sich zum geschlossenen Boden des Gelenkaußenteils 16 ₁ hin öffnen. Das zweite Gleichlauffest gelenk 13 umfaßt ein glockenförmiges Gelenkaußenteil 26 mit einem einstückig daran angeformten Wellenzapfen 27 und ersten innenliegenden Kugelbahnen 28; weiter ein Gelenkinnenteil 29 mit einem eingesteckten Zapfen 30 und außenliegenden zweiten Kugel bahnen 31; weiter einen ringförmig zwischen diesen einliegenden Kugelkäfig 32, der in umfangsverteilten Käfigfenstern 33 die drehmomentübertragenden Kugeln 34 aufnimmt, die jeweils in Paare von ersten Kugelbahnen und zweiten Kugelbahnen eingreifen. Die Paare von Kugelbahnen 28, 31 bilden miteinander Öffnungswinkel α₁₃ im Längsschnitt, dargestellt durch die Tangenten an die Kugeln 34, die sich zum offenen Ende des glockenförmigen Gelenk außenteils 26 hin öffnen. Mit dem Zapfen 20 ₁ des ersten Gelenkes 12 ist ein Innenzapfen 36 des Verschiebeelementes 15 ver schweißt, der äußere Kugelrillen 37 aufweist. Der Innenzapfen 36 greift in ein Hülsenstück 38 ein, in dem innenliegenden Kugel rillen 39 vorgesehen sind. Jeweils in Paare der axial verlaufen den Kugelrillen 37, 39 sind eine Mehrzahl von Kugeln 40 einge setzt, die von einem Kugelkäfig 41 mit gleichmäßigem Abstand zueinander gehalten werden. Auf das Ende des Innenzapfens 36 ist eine doppelwandige Verschlußkappe 42 aufgesetzt, die sich im Hülsenstück 38 axial abstützt. Das Hülsenstück 38 ist mit dem Zapfen 30 des zweiten Gelenkes 13 verschweißt. Ein erster Fal tenbalg 43 ₁ sitzt zum einen auf dem Gelenkaußenteil 16 des er sten Gelenkes 12 ₁ und zum anderen auf der Hülse 38 des Axialver schiebestücks 15 auf und verschließt somit gemeinsam die offenen Ringräume des ersten Gelenks 12 ₁ und des Verschiebestücks 15. Ein zweiter Faltenbalg 44 sitzt zum einen auf dem Gelenkaußen teil 26 des zweiten Gelenks 13 und zum anderen auf dem Steckzap fen 30 desselben Gelenks auf und verschließt dessen offenen Ringraum. Die Öffnungswinkel α₁₂, α₁₃ beider Gelenke stimmen in ihrem Öffnungssinn erfindungsgemäß überein, wobei sie sich ent gegen der durch den Pfeil 47 bezeichneten bevorzugten Drehmo mentübertragungsrichtung öffnen. Hierbei ist die Anordnung der Gelenkinnenteile und der Gelenkaußenteile beider Gelenke zuein ander symmetrisch, wobei die Gelenkaußenteile 16 ₁, 26 jeweils an der äußeren Enden der Gelenkwelle 11 liegen, so daß der An schlußzapfen 17 ₁ beispielsweise in ein Differentialgetriebe und der Anschlußzapfen 27 in eine Radnabe einsteckbar ist.

In Fig. 2 ist eine Gelenkwelle 11 im Längsschnitt gezeigt, die ein erstes Gleichlaufdrehgelenk 12 ₂, ein zweites Gleichlauf drehgelenk 13 und ein dieses verbindendes Wellenstück 14 erken nen läßt. Innerhalb des Wellenstücks 14 ist ein Axialverschie bestück 15 angeordnet, das Längenänderungen bei einer Änderung des Abstandes der Gelenkmittelpunkte M₁₂ des ersten Gelenkes und M₁₃ des zweiten Gelenkes zueinander ermöglicht. Das erste Gleich lauffestgelenk 12 ₂ weist ein glockenförmiges Gelenkaußenteil 16 ₂ mit einstückig daran angeformtem Anschlußzapfen 17 ₂ und ersten innenliegenden Kugelbahnen 18 ₂ auf, weiter ein Gelenkinnenteil 19 ₂ mit einem eingesteckten Wellenzapfen 20 und zweiten außen liegenden Kugelbahnen 21 ₂; weiter einen ringförmig zwischen diesen einliegenden Kugelkäfig 22, der in umfangsverteilten Käfigfenstern 23 die drehmomentübertragenden Kugeln 24 aufnimmt, die jeweils in Paare von ersten Kugelbahnen und zweiten Kugel bahnen eingreifen. Die Paare von Kugelbahnen 18 ₂, 21 ₂ bilden miteinander Öffnungswinkel α₁₂ im Längsschnitt, dargestellt durch die Tangenten an die Kugeln 24, die sich zum offenen Ende des Gelenkaußenteils 16 ₂ hin öffnen. Das zweite Gleichlauffestgelenk 13 umfaßt ein glockenförmiges Gelenkaußenteil 26 mit einem ein stückig daran angeformten Wellenzapfen 27 und ersten innenlie genden Kugelbahnen 28; weiter ein Gelenkinnenteil 29 mit einem eingesteckten Zapfen 30 und außenliegenden zweiten Kugelbahnen 31; weiter einen ringförmig zwischen diesen einliegenden Kugel käfig 32, der in umfangsverteilten Käfigfenstern 33 die drehmo mentübertragenden Kugeln 34 aufnimmt, die jeweils in Paare von ersten Kugelbahnen und zweiten Kugelbahnen eingreifen. Die Paare von Kugelbahnen 28, 31 bilden miteinander Öffnungswinkel α₁₃ im Längsschnitt, dargestellt durch die Tangenten an die Kugeln 34, die sich zum offenen Ende des glockenförmigen Gelenkaußenteils 26 hin öffnen. Mit dem Zapfen 17 ₂ des ersten Gelenkes 122 ist ein Innenzapfen 36 des Verschiebeelementes 15 verschweißt, der äuße re Kugelrillen 37 aufweist. Der Innenzapfen 36 greift in ein Hülsenstück 38 ein, in dem innenliegenden Kugelrillen 39 vor gesehen sind. Jeweils in Paare der axial verlaufenden Kugelril len 37, 39 sind eine Mehrzahl von Kugeln 40 eingesetzt, die von einem Kugelkäfig 41 mit gleichmäßigem Abstand zueinander gehal ten werden. Auf das Ende des Innenzapfens 36 ist eine doppelwan dige Verschlußkappe 42 aufgesetzt, die sich im Hülsenstück 38 axial abstützt. Das Hülsenstück 38 ist mit dem Zapfen 30 des zweiten Gelenkes 13 verschweißt. Ein erster Faltenbalg 43 sitzt zum einen auf dem Gelenkaußenteil 16 ₂ des ersten Gelenkes 12 ₂ und zum anderen auf dem Steckzapfen 20 ₂ auf und verschließt somit den offenen Ringraum des ersten Gelenks 12 ₂. Ein zweiter Falten balg 44 sitzt zum einen auf dem Gelenkaußenteil 26 des zweiten Gelenks 13 und zum anderen auf dem Steckzapfen 30 desselben Gelenks auf und verschließt dessen offenen Ringraum. Ein dritter Faltenbalg 45 ₂ schließlich sitzt zum einen auf dem Zapfen 172 des ersten Gelenks 12 ₂ und zum anderen auf der Hülse 38 des Schie bestücks 15 auf und verschließt den Ringraum 22 des Verschie bestücks 15. Die Öffnungswinkel α₁₂, α₁₃ beider Gelenke stimmen in ihrem Öffnungssinn erfindungsgemäß überein, wobei sie sich entgegen der durch den Pfeil 47 angedeuteten Richtung des bevor zugten Drehmomentflusses öffnen. Hierbei ist die Anordnung der Gelenkinnenteile und der Gelenkaußenteile beider Gelenke zuein ander gleichsinnig, so daß der Steckzapfen 20 beispielsweise in ein Differentialgetriebe und der Anschlußzapfen 27 in eine Rad nabe einsteckbar ist.

In den Fig. 3 und 4 ist jeweils ist eine Gelenkwelle 11 im Längsschnitt gezeigt, die ein erstes Gleichlaufdrehgelenk 12 ₃, ein zweites Gleichlaufdrehgelenk 13 und ein dieses verbindendes Wellenstück 14 erkennen läßt. Innerhalb des Wellenstücks 14 ist ein Axialverschiebestück 15 angeordnet, das Längenänderungen bei einer Änderung des Abstandes der Gelenkmittelpunkte M₁₂ des ersten Gelenkes und M₁₃ des zweiten Gelenkes zueinander ermög licht. Das erste Gleichlauffestgelenk 12 ₃ weist ein glockenför miges Gelenkaußenteil 16 ₃ mit ersten innenliegenden Kugelbahnen 18 ₃ auf, weiter ein Gelenkinnenteil 19 ₃ mit einem eingesteckten Wellenzapfen 20 und zweiten außenliegenden Kugelbahnen 21 ₃; weiter einen ringförmig zwischen diesen einliegenden Kugelkäfig 22, der in umfangsverteilten Käfigfenstern 23 die drehmoment übertragenden Kugeln 24 aufnimmt, die jeweils in Paare von er sten Kugelbahnen und zweiten Kugelbahnen eingreifen. Die Paare von Kugelbahnen 18 ₃, 21 ₃ bilden miteinander Öffnungswinkel α₁₂ im Längsschnitt, dargestellt durch die Tangenten an die Kugeln 24, die sich zum offenen Ende des Gelenkaußenteils 16 ₃ hin öffnen. Das zweite Gleichlauffestgelenk 13 umfaßt ein glockenförmiges Gelenkaußenteil 26 mit einem einstückig daran angeformten Wel lenzapfen 27 und ersten innenliegenden Kugelbahnen 28; weiter ein Gelenkinnenteil 29 mit einem eingesteckten Zapfen 30 und außenliegenden zweiten Kugelbahnen 31; weiter einen ringförmig zwischen diesen einliegenden Kugelkäfig 32, der in umfangsver teilten Käfigfenstern 33 die drehmomentübertragenden Kugeln 34 aufnimmt, die jeweils in Paare von ersten Kugelbahnen und zwei ten Kugelbahnen eingreifen. Die Paare von Kugelbahnen 28, 31 bilden miteinander Öffnungswinkel α₁₃ im Längsschnitt, darge stellt durch die Tangenten an die Kugeln 34, die sich zum offe nen Ende des glockenförmigen Gelenkaußenteils 26 hin öffnen. Mit dem Zapfen 30 des zweiten Gelenkes 13 ist ein Innenzapfen 36 des Verschiebestückes 15 vergeschweißt, der äußere Kugelrillen 37 aufweist. Der Innenzapfen 36 greift in ein Hülsenstück 38 ein, in dem innenliegenden Kugelrillen 39 vorgesehen sind. Das Hül senstück 38 ist unmittelbar mit dem Gelenkaußenteil 16 ₃ des ersten Gleichlaufgelenkes 12 ₃ verschweißt. Jeweils in Paare der axial verlaufenden Kugelrillen 37, 39 sind eine Mehrzahl von Kugeln 40 eingesetzt, die von einem Kugelkäfig 41 mit gleich mäßigem Abstand zueinander gehalten werden. Auf das Ende des Innenzapfens 36 ist eine doppelwandige Verschlußkappe 42 aufge setzt, die das Gleichlaufdrehgelenk 12 verschließt.

Die Öffnungswinkel α₁₂, α₁₃ beider Gelenke stimmen in ihrem Öff nungssinn erfindungsgemäß überein, wobei sie sich entgegen der durch den Pfeil 47 angedeuteten Richtung des bevorzugten Drehmo mentflusses öffnen. Hierbei ist die Anordnung der Gelenkinnen teile und der Gelenkaußenteile beider Gelenke zueinander gleich sinnig, so daß der Steckzapfen 20 beispielsweise in ein Diffe rentialgetriebe und der Anschlußzapfen 27 in eine Radnabe ein steckbar ist. In Fig. 3 sitzt ein erster Faltenbalg 43 zum einen auf dem Gelenkaußenteil 16 ₃ des ersten Gelenkes 12 ₃ und zum anderen auf dem Steckzapfen 20 auf und verschließt somit den offenen Ringraum des ersten Gelenks 12. Ein zweiter Faltenbalg 44 sitzt zum einen auf dem Gelenkaußenteil des zweiten Gelenks 13 und zum anderen auf dem Steckzapfen 30 desselben Gelenks auf und verschließt dessen offenen Ringraum. Ein dritter Faltenbalg 45 schließlich sitzt zum einen auf dem Zapfen 17 ₂ des ersten Gelenks 12 und zum anderen auf der Hülse 38 des Schiebestücks 15 auf und verschließt den Ringraum 22 des Verschiebestücks 15. In Fig. 4 sind die Faltenbälge 44 ₄ und 45 ₄ durch einen gemeinsamen Mittelabschnitt 46 verbunden, der auf dem Zapfen 30 festgelegt ist.

In Fig. 5 ist eine Gelenkwelle 11 im Längsschnitt gezeigt, die ein erstes Gleichlaufdrehgelenk 12 ₅, ein zweites Gleichlauf drehgelenk 13 und ein dieses verbindendes Wellenstück 14 erken nen läßt. Innerhalb des Wellenstücks 14 ist ein Axialverschie bestück 15 angeordnet, das Längenänderungen bei einer Änderung des Abstandes der Gelenkmittelpunkte M₁₂ des ersten Gelenkes und M₁₃ des zweiten Gelenkes zueinander ermöglicht. Das erste Gleich lauffestgelenk 12 ₅ weist ein glockenförmiges Gelenkaußenteil 16 ₅ mit einstückig daran angeformtem Anschlußzapfen 17 ₅ und ersten innenliegenden Kugelbahnen 18 ₅ auf; weiter ein Gelenkinnenteil 19 ₅ mit einem eingesteckten Wellenzapfen 20 ₅ und zweiten außen liegenden Kugelbahnen 21 ₅; weiter einen ringförmig zwischen diesen einliegenden Kugelkäfig 22, der in umfangsverteilten Käfigfenstern 23 die drehmomentübertragenden Kugeln 24 aufnimmt, die jeweils in Paare von ersten Kugelbahnen und zweiten Kugel bahnen eingreifen. Die Paare von Kugelbahnen 18 ₅, 21 ₅ bilden miteinander Öffnungswinkel α₁₂ im Längsschnitt, dargestellt durch die Tangenten an die Kugeln, die sich zum an der Welle innenlie genden offenen Ende des Gelenkaußenteils 16 hin öffnen. Das zweite Gleichlauffestgelenk 13 umfaßt ein glockenförmiges Ge lenkaußenteil 26 mit einem einstückig daran angeformten Wellen zapfen 27 und ersten innenliegenden Kugelbahnen 28; weiter ein Gelenkinnenteil 29 mit einem eingesteckten Zapfen 30 und außen liegenden zweiten Kugelbahnen 31; weiter einen ringförmig zwi schen diesen einliegenden Kugelkäfig 32, der in umfangsverteil ten Käfigfenstern 33 die drehmomentübertragenden Kugeln 34 auf nimmt, die jeweils in Paare von ersten Kugelbahnen und zweiten Kugelbahnen eingreifen. Die Paare von Kugelbahnen 28, 31 bilden miteinander Öffnungswinkel α₁₃ im Längsschnitt, dargestellt durch die Tangenten an die Kugeln, die sich zum an der Welle innenlie genden offenen Ende des glockenförmigen Gelenkaußenteils 26 hin öffnen. Mit dem Zapfen 20 ₅ des ersten Gelenkes 12 ist ein Innen zapfen 36 des Verschiebeelementes 15 verschweißt, der äußere Kugelrillen 37 aufweist. Der Innenzapfen 36 greift in ein Hül senstück 38 ein, in dem innenliegenden Kugelrillen 39 vorgesehen sind. Jeweils in Paare der axial verlaufenden Kugelrillen 37, 39 sind eine Mehrzahl von Kugeln 40 eingesetzt, die von einem Ku gelkäfig 41 mit gleichmäßigem Abstand zueinander gehalten wer den. Auf das Ende des Innenzapfens 36 ist eine doppelwandige Verschlußkappe 42 aufgesetzt, die sich im Hülsenstück 38 axial abstützt. Das Hülsenstück 38 ist mit dem Zapfen 30 des zweiten Gelenkes 13 verschweißt. Ein erster Faltenbalg 43 ₅ sitzt zum einen auf dem Gelenkaußenteil 16 des ersten Gelenkes 12 und zum anderen auf der Hülse 38 des Axialverschiebestücks 15 auf und verschließt somit gemeinsam die offenen Ringräume des ersten Gelenks 12 und des Verschiebestücks 15. Ein zweiter Faltenbalg 44 sitzt zum einen auf dem Gelenkaußenteil 26 des zweiten Ge lenks 13 und zum anderen auf dem Steckzapfen 30 desselben Ge lenks auf und verschließt dessen offenen Ringraum. Die Öffnungs winkel α₁₂, α₁₃ beider Gelenke liegen in ihrem Öffnungssinn sym metrisch zueinander, wobei sie sich verschieden voneinander entgegen zu der durch den Pfeil 47 angedeuteten Richtung des bevorzugten Drehmomentflusses öffnen. Hierbei ist die Anordnung der Gelenkinnenteile und der Gelenkaußenteile beider Gelenke zueinander symmetrisch, wobei die Gelenkaußenteile jeweils an der äußeren Enden der Gelenkwelle 11 liegen, so daß der An schlußzapfen 17 ₅ beispielsweise in ein Differentialgetriebe und der Anschlußzapfen 27 in eine Radnabe einsteckbar ist.

In allen gezeigten Ausführungen sind die Kugelbahnen in einer Richtung betrachtet hinterschnittfrei, wobei die Mittellinien der Kugelbahnen beispielsweise durch Kreisbögen gebildet werden, deren Mittelpunkte um gleiche Beträge in entgegengesetzter Rich tung axial gegenüber dem Gelenkmittelpunkt versetzt sind. Andere Formen der Kugelbahnen mit beispielsweise aus verschiedenen Kurvenabschnitten zusammengesetzten Mittellinien sind ebensogut für die Erfindung einzusetzen.

Bezugszeichenliste

11

Gelenkwelle

12

Gelenk

13

Gelenk

14

Wellenstück

15

Verschiebeelement

16

Gelenkaußenteil

17

Zapfen

18

erste Kugelbahn

19

Gelenkinnenteil

20

Zapfen

21

zweite Kugelbahn

22

Käfig

23

Käfigfenster

24

Kugeln

25

26

Gelenkaußenteil

27

Zapfen

28

erste Kugelbahn

29

Gelenkinnenteil

30

Zapfen

31

zweite Kugelbahn

32

Käfig

33

Käfigfenster

34

Kugeln

35

36

Zapfen

37

Kugelrille

38

Hülse

39

Kugelrille

40

Kugel

41

Kugelkäfig

42

Verschlußkappe

43

Faltenbalg

44

Faltenbalg

45

Faltenbalg

Claims

1. Gelenkwelle (11) mit zwei Kugelgleichlauffestgelenken (12, 13), einem diese verbindenden Wellenstück (14) und einem in letzterem angeordneten Axialverschiebstück (15);
die Gleichlauffestgelenke (12, 13) weisen jeweils auf:

- ein glockenförmiges Gelenkaußenteil (16, 26) mit in nenliegenden ersten Kugelbahnen (18, 28),
- ein in diesem einliegendes nabenförmiges Gelenkinnen teil (19, 29) mit außenliegenden zweiten Kugelbahnen (21, 31),
- in Paare aus ersten Kugelbahnen (18, 28) und zweiten Kugelbahnen (21, 31) eingreifende Kugeln (24, 34),
- einen ringförmigen Kugelkäfig (22, 32) mit umfangs verteilten Käfigfenstern (23, 33), in denen die Kugeln (24, 34) in einer gemeinsamen Ebene gehalten werden;

die Paare von ersten Kugelbahnen (18, 28) und zweiten Ku gelbahnen (21, 31) bilden im Längsschnitt miteinander Öff nungswinkel α₁₂, α₁₃ zur Kugelbahnsteuerung der Kugeln (24, 34);
die Öffnungswinkel α₁₂, α₁₃ der Paare von ersten Kugelbahnen und zweiten Kugelbahnen an beiden Gleichlaufkugelfestgelen ken (12, 13) öffnen sich gleichsinnig.

2. Gelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die glockenförmigen Gelenkaußenteile (16, 26) im Ver hältnis zu den nabenförmigen Gelenkinnenteilen (19, 29) gleichsinnig ausgerichtet sind, wobei sich die Öffnungs winkel α₁₂, α₁₃ jeweils zum offenen Ende der glockenförmigen Gelenkaußenteile (16, 26) hin öffnen.

3. Gelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die glockenförmigen Gelenkaußenteile (16, 26) im Ver hältnis zu den nabenförmigen Gelenkinnenteilen (19, 29) symmetrisch zueinander, insbesondere zu den äußeren Enden hin liegend angeordnet sind, wobei an einem der Gelenke (12) der Öffnungswinkel α₁₂ sich zum geschlossenen Ende des glockenförmigen Gelenkaußenteils (16) hin öffnet.

4. Gelenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß erste Anschlußzapfen (17, 27) an den Gelenkaußenteilen (16, 26) einstückig angeformt sind.

5. Gelenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Anschlußzapfen einstückig mit einem Boden eines Gelenkaußenteils verbunden und dieser an einen Außen ring des Gelenkaußenteils angeschweißt ist.

6. Gelenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zweite Anschlußzapfen (20, 30) in die Gelenkinnenteile (19, 29) eingesteckt sind.

7. Gelenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die nach innen liegenden Anschlußzapfen der Gleich laufkugeldrehgelenke (12, 13) zum einen unmittelbar mit einem Innenzapfen (36) des Axialverschiebeelementes (15) und zum anderen unmittelbar mit einer Hülse (38) des Axial verschiebeelementes (15) verschweißt sind.

8. Gelenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Faltenbalg (36) vorgesehen ist, der gleichzeitig die Ringöffnung eines der Gleichlauffestgelenke (12) und die Ringöffnung des Verschiebeelementes (15) überspannt und abdichtet, indem ein Bund des Faltenbalgs (43) auf dem Gelenkaußenteil (16) des Gleichlaufkugelfestgelenkes (12) und der andere Bund des Faltenbalgs (43) auf der Hülse (38) des Axialverschiebelementes (15) aufsitzt.

9. Verwendung einer Gelenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Antriebsstrang mit bevorzugter Drehmomentüber tragungsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichlaufkugeldrehgelenke (12, 13) so eingebaut sind, daß die Öffnungswinkel α₁₂, α₁₃ sich entgegengerichtet zu der bevorzugten Drehmomentübertragungsrichtung öffnen.