Gleichlaufdrehgelenk mit Anschlagmitteln für eine mehrteilige Antriebswelle

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Gleichlaufdrehgelenk in Form eines Gegenbahngelenks, insbesondere für eine mehrteilige Antriebswelle, die zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dient. Das Gleichlaufdrehgelenk umfaßt ein Gelenkaußenteil mit äußeren Kugelbahnen, ein Gelenkinnenteil mit inneren Kugelbahnen, drehmomentübertragende Kugeln, die in Bahnpaaren aus jeweils einer äußeren und einer inneren Kugelbahn geführt sind, sowie einen Kugelkäfig mit umfangsver- teilten Käfigfenstern, in denen die Kugeln aufgenommen sind. Dabei bilden erste Außenbahnen mit ersten Innenbahnen erste Bahnpaare, deren Steuerwinkel sich in einer ersten axialen Richtung öffnen. Weiterhin bilden zweite Außenbahnen mit zweiten Innenbahnen zweite Bahnpaare, deren Steuerwinkel sich in einer zweiten axialen Richtung öffnen, die zur ersten Richtung entgegengesetzt ist. Die Kugeln werden mittels des Käfigs in einer gemeinsamen Mittenebene gehalten und bei Gelenkbeugung auf die Winkelhalbierende Ebene geführt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine ungeteilte Antriebswelle, insbesondere zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Wellenrohr und zwei an dessen Enden angeschlossenen Drehgelenken. Die Erfindung betrifft insbesondere auch eine mehrteilige Antriebswelle zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, die zwei Wellenabschnitte und ein diese miteinander verbindendes Drehgelenk umfaßt.

Aus der DE 196 52 100 C1 ist ein Gleichlaufgelenk für eine mehrteilige Antriebswelle bekannt. Das Gelenk ist als VL-Verschiebegelenk mit zur Drehachse winklig verlaufenden Kugelbahnen gestaltet und stellt einen konstruktiv vorgegebenen Normalverschiebeweg bereit. Es sind Anschlagmittel vorgesehen, die am Ende des Normalver-

schiebewegs wirksam werden und während des Transports und der Montage eine selbsttätige Demontage verhindern und die im Fahrbetrieb auftretende Verlagerungen der Wellenabschnitte begrenzen. Bei darüber hinausgehenden Belastungen im "Crash-Fall" erfolgt eine Zerstörung der Anschlagmittel unter Verformung, wobei ein 5 weiteres Einschieben der beiden Wellenabschnitte ineinander ermöglicht wird. Die Anschlagmittel sind beispielsweise als Ringelement oder Deckelelement gestaltet.

Die DE 199 43 880 C1 zeigt eine Längsantriebswelle mit zwei Wellenabschnitten und einem diese miteinander verbindenden Gleichlaufdrehgelenk, das in Form eines Ge-

0 genbahngelenks gestaltet ist. Die Durchmesserverhältnisse der Bauteile sind derart gewählt, daß - nach Zerstörung des Gleichlaufgelenks im "Crash-Fall" - ein teleskopartiges und im wesentlichen kraftloses Ineinanderfahren der beiden Wellenabschnitte ermöglicht wird, wenn der in axiale Richtung maximal zulässige Verschiebeweg des Gleichlaufgelenks überschritten wird. Der Gelenkkäfig ist als Sollbruchstelle

5 ausgelegt, so daß er nur definierte Axialkräfte zerstörungsfrei aufnehmen kann. Werden diese überschritten, kommt es zu einer Zerstörung des Gleichlaufgelenks.

Aus der DE 100 60 118 C1 ist ein Gegenbahngelenk bekannt, dessen Gelenkaußenteil innen in einer ersten Richtung eine hinterschnittfreie Anschlag- und Führungsflä- o che für eine sphärische Außenfläche des Käfigs bildet. In einer entgegengesetzten zweiten Richtung bildet der Käfig eine hinterschnittfreie Anschlag- und Führungsfläche für eine sphärische Außenfläche des Gelenkinnenteils.

Aus der DE 100 60 119 A1 ist ein Gegenbahngelenk bekannt, bei dem der Kugelkä- 5 fig mit einer sphärischen Außenfläche im Gelenkaußenteil gehalten ist, das eine Anschlag- und Führungsfläche bildet. Dabei ist der Kugelkäfig innerhalb des Gelenkaußenteils in einem innenzylindrischen Verschiebebereich axial verschiebbar.

Aus der DE 100 60 120 A1 ist ein Gegenbahngelenk bekannt, dessen Gelenkaußen- D teil und Gelenkinnenteil relativ zueinander begrenzt axial verschiebbar sind. Dabei wird der Verschiebeweg durch ein Anschlagen des Gelenkinnenteils an einer sphärischen Innenfläche des Kugelkäfigs begrenzt bzw. durch Anschlagen des Kugelkäfigs an Umfangskanten des Gelenkaußenteils.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Gleichlaufgelenk, insbesondere zur Drehmomentübertragung in einer mehrteiligen Antriebswelle, vorzuschlagen, das auch bei überlast hohe Axialkräfte aufnehmen kann. Eine weitergehende Aufgabe besteht darin, eine mehrteilige Antriebswelle vorzuschlagen, die bei überlast ein sicheres Ineinanderfahren des einen Wellenabschnitts in den anderen Wellenabschnitt gewährleistet.

Eine erste Lösung besteht in einem Gleichlaufdrehgelenk in Form eines Gegenbahn- gelenks, insbesondere zur Drehmomentübertragung in einer mehrteiligen Antriebswelle, umfassend ein Gelenkaußenteil mit äußeren Kugelbahnen; ein Gelenkinnenteil mit inneren Kugelbahnen; drehmomentübertragende Kugeln, die in Bahnpaaren aus jeweils einer äußeren Kugelbahn und einer inneren Kugelbahn geführt sind; einen Käfig mit Käfigfenstern, in denen die Kugeln aufgenommen sind und in einer ge- meinsamen Ebene gehalten werden; wobei das Gleichlaufdrehgelenk erste Axialkräfte zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil schadensfrei aufnehmen kann; wobei Anschlagmittel mit dem Gelenkaußenteil verbunden sind, gegen die das Gelenkinnenteil bei überschreiten der ersten Axialkräfte und nach Zerstören des Gleichlaufdrehgelenks anschlagen kann; wobei die Anschlagmittel derart gestaltet sind, daß sie zweite Axialkräfte aufnehmen können, die größer sind als die ersten Axialkräfte, wodurch eine axiale Verschiebung des Gelenkaußenteils relativ zum Gelenkinnenteil begrenzt wird.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Gleichlaufdrehgelenks besteht darin, daß es auch nach einem unfallbedingten Zerlegen hohe Axialkräfte aufnehmen und übertragen kann. Dies ist beispielsweise bei der Verwendung des Gelenks in einer mehrteiligen Längsantriebswelle besonders günstig, bei der verhindert werden soll, daß nach dem Zerlegen des Gelenks in diesem Bereich eine weitere Verschiebung des Gelenkaußenteils relativ zum Gelenkinnenteil stattfindet. Eine solche mehrteilige Längsantriebswelle umfaßt üblicherweise zwei Wellenabschnitte mit jeweils einem Anschlußgelenk an ihren Enden sowie ein die beiden Wellenabschnitt gelenkig miteinander verbindendes Zwischengelenk. Hier kann es gewünscht sein, daß zumindest eines der Anschlußgelenke bei einem Unfall nur eine begrenzte Axialverschie-

bung erlaubt, damit eine kontrolliertes Verkürzen der Antriebswelle, beispielsweise durch Ineinanderfahren der beiden Wellenabschnitte im Bereich des nach dem Unfall zerlegten Zwischengelenks oder durch Ineinanderstülpen eines entsprechend gestalteten Wellenrohrs, erfolgt.

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Der Käfig des Gegenbahngelenks ist vorzugsweise so gestaltet, daß das Gelenk erste Axialkräfte bis zu 30 kN schadensfrei aufnehmen kann. Dabei wird der Käfig lediglich elastisch verformt und nimmt nach der axialen Belastung wieder seine Ausgangsform ein. Die Anschlagmittel sind vorzugsweise so ausgelegt, daß sie Axial- o kräfte von deutlich über 80 kN aufnehmen und übertragen können. Weiterhin sind die Anschlagmittel so gestaltet bzw. angeordnet, daß sie nach dem Zerstören des Gleichlaufdrehgelenks zunächst ein axiales Verschieben des Gelenkaußenteils relativ zum Gelenkinnenteil von bis zu 10 mm erlauben, bevor das Gelenkinnenteil gegen die Anschlagmittel anschlägt, wodurch eine weitere Relativbewegung gestoppt

5 wird.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Anschlagmittel in Form einer Anschlagplatte gestaltet, die mit dem Gelenkaußenteil fest verbunden ist. Die Anschlagplatte ist vorzugsweise napfförmig gestaltet und umfaßt einen konischen Ab-

0 schnitt und einen innen an diesen anschließenden Boden, gegen den das Gelenkinnenteil nach Zerstören des Gelenks anschlagen kann. Die Anschlagplatte umfaßt vorzugsweise ein Flanschteil, das außen an den konischen Abschnitt anschließt und mit dem Gelenkaußenteil fest verbunden ist. Es ist für eine einfache Montage günstig, wenn die Anschlagplatte in eine ringförmige Ausnehmung des Gelenkaußenteils

5 eingesetzt ist. Dabei ist radial außerhalb des Flanschteils ein ringförmiger Ansatz am Gelenkaußenteil gebildet. Die Verbindung zwischen Anschlagplatte und Gelenkaußenteil kann beispielsweise mittels Schweißen erfolgen.

Der Käfig des Gegenbahngelenks ist vorzugsweise gegenüber einem der beiden Ge- Q lenkteile, nämlich Gelenkaußenteil oder Gelenkinnenteil axial formschlüssig gehalten. Mit "formschlüssig gehalten" ist gemeint, daß der Käfig gegenüber dem jeweiligen Gelenkteil unter Berücksichtigung üblicher Fertigungstoleranzen geführt ist und gegenüber diesem keine nennenswerten Axialverschiebungen durchführen kann.

Zwischen dem Käfig und dem anderen der beiden Gelenkteile ist vorzugsweise ein umlaufender Ringspalt gebildet. Der Ringspalt ermöglicht eine gewisse Verschiebung des Gelenkinnenteils relativ zum Gelenkaußenteil unter elastischer Verformung des Käfigs.

Nach einer ersten Ausführungsform ist der Käfig gegenüber dem anderen Gelenkteil in axialer Richtung betrachtet prinzipiell hinterschnittfrei geführt. Dabei stützt sich der Käfig gegenüber diesem anderen Gelenkteil mittels seiner Käfigfenster in beide axiale Richtungen an den in den äußeren Kugelbahnen und den inneren Kugelbahnen gehaltenen Kugeln ab. Ein besonderer Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß sich die hinterschnittfreie Kontur des jeweiligen Bauteils fertigungstechnisch günstig herstellen läßt. Die hinterschnittfreie Führungsfläche kann entweder im Gelenkaußenteil gebildet sein, wenn der Käfig gegenüber dem Gelenkinnenteil formschlüssig gehalten ist, oder an einer Innenfläche des Käfigs, wenn dieser gegenüber

5 dem Gelenkaußenteil formschlüssig gehalten ist.

Nach einer zweiten Ausführungsform kann es für bestimmte Anwendungen günstig sein, wenn an dem anderen der beiden Gelenkteile eine axiale Anschlagfläche gebildet ist, gegen die der Käfig mit einer Gegenfläche anlaufen kann, so daß eine axiale

} Verschiebung der beiden Gelenkteile zueinander begrenzt wird. Dabei kann die Anschlagfläche unmittelbar an dem anderen der Gelenkteile gebildet sein oder an einem hiermit verbundenen weiteren Bauteil. Der Vorteil der Anschlagfläche besteht darin, daß das Gegenbahngelenk Axialkräfte von mehr als 30 kN aufnehmen kann, ohne seine Funktionsfähigkeit zu verlieren. Dabei verformt sich der Käfig innerhalb

5 des Verschiebewegs bis zum Erreichen der Anschlagfläche lediglich im elastischen Bereich. Nach dem Einwirken der Axialkräfte nimmt der Käfig wieder seine ursprüngliche Gestalt an, so daß das Gegenbahngelenk weiterhin uneingeschränkt funktionsfähig ist. Die Anschlagfläche kann konisch oder teilsphärisch gestaltet sein.

) Die genannte Ausgestaltung mit Anschlagfläche kommt beispielsweise beim Einstekken eines Anschlußzapfens in das Gelenkinnenteil unter übergangs- oder Preßpassung zum Tragen. Die bei der Montage auftretenden Axialkräfte können von der Anschlagfläche aufgenommen werden, so daß eine plastische Verformung der Gelenk-

bauteile verhindert wird. Dasselbe gilt beim Einsatz des Gelenks in einer Längsantriebswelle im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Hier kann es bei Fahrten über Schlechtwegstrecken oder bei kleineren Unfällen, das heißt bei Unfällen, die mit geringer Fahrzeuggeschwindigkeit verursacht werden, zu axialen Zug- oder Druckkräften kommen, die von den Gelenken aufgenommen werden müssen. Dabei bewirkt die Anschlagfläche - nach einer definierten axialen Verschiebung des Gelenkaußenteils relativ zum Gelenkinnenteil - eine Kraftübertragung der Axialkräfte vom Gelenkinnenteil über den Käfig auf das Gelenkaußenteil. Der Käfig erfährt keine plastische Verformung, so daß das Gelenk voll funktionsfähig bleibt.

Werden die Axialkräfte allerdings überschritten, beispielsweise im "Crash-Fall", verliert die Anschlagfläche ihre Haltefunktion. Die Anschlagfläche und der Käfig werden dann plastisch verformt, so daß das Gelenkinnenteil und das Gelenkaußenteil weiter relativ zueinander verschoben werden können. Nach dem Zerstören des Gelenks kommen dann die obengenannten Anschlagmittel zum Tragen, die wesentlich größere Axialkräfte aufnehmen können und so eine weitere axiale Verschiebung der beiden Gelenkteile zueinander verhindern. So können die unfallbedingten Axialkräfte in den Bereich der Antriebswelle weitergeleitet werden, an dem ein kontrolliertes Verkürzen der Antriebswelle erfolgen kann.

Die Anschlagfläche ist vorzugsweise konisch oder teilsphärisch gestaltet, wobei im axial lastfreien Zustand ein Ringspalt zwischen der Anschlagfläche und der Gegenfläche des Käfigs gebildet ist. So wird eine Verschiebung der Gelenkteile zueinander von etwa 2 mm ermöglicht. Durch die Anschlagfläche können zwischen dem Gelenkinnenteil und dem Gelenkaußenteil wirkende Axialkräften von bis zu etwa 80 kN abgestützt werden. Die Anschlagfläche kann so angeordnet sein, daß sie bei auftretenden Druckkräften ein Einschieben des Gelenkinnenteils in das Gelenkaußenteil begrenzt, bzw. so, daß sie bei auftretenden Zugkräften ein Ausziehen des Gelenkinnenteils aus dem Gelenkaußenteil.

Eine weitergehende Lösung der obengenannten Aufgabe besteht in einer ungeteilten Antriebswelle zum übertragen von Drehmomenten im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Wellenrohr sowie zwei an den Enden des Wellenrohrs

drehfest angeschlossene Drehgelenke, wobei zumindest eines der beiden Drehgelenke in Form eines erfindungsgemäßen Gegenbahngelenks nach einer der obengenannten Ausführungsformen gestaltet ist. An den Enden des Wellenrohrs sind Anschlußteile angebracht, beispielsweise ein Wellenzapfen bzw. ein Wellenflansch, mit denen jeweils ein Gelenkteil, das heißt Gelenkinnenteil bzw. Gelenkaußenteil, des Drehgelenks fest verbunden wird. Der Vorteil der erfindungsgemäßen ungeteilten Antriebswelle besteht darin, daß diese auch nach einem unfallbedingten Zerlegen des erfindungsgemäßen Gegenbahngelenks hohe Axialkräfte aufnehmen und übertragen kann.

Eine andere Lösung der obengenannten Aufgabe besteht in einer mehrteiligen Antriebswelle zum übertragen von Drehmomenten im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen ersten Wellenabschnitt mit einem Wellenrohr und einem ersten Drehgelenk an einem ersten Ende; einen zweiten Wellenabschnitt mit einem zweiten Drehgelenk an einem dem ersten Ende entgegengesetzt gerichteten zweiten Ende; ein die beiden Wellenabschnitte drehfest miteinander verbindendes drittes Drehgelenk; wobei zumindest eines der Teile, nämlich der erste Wellenabschnitt, der zweite Wellenabschnitt bzw. das dritte Drehgelenk, als Sollbruchstelle gestaltet ist und ein Verkürzen der Antriebswelle infolge eingeleiteter Axialkräfte ermöglicht; wobei zumindest eines der Drehgelenke, nämlich das erste oder das zweite Drehgelenk, in Form eines erfindungsgemäßen Gegenbahngelenks nach einer der obengenannten Ausführungsformen gestaltet ist.

Die erfindungsgemäße Antriebswelle hat den Vorteil, daß das beinhaltete erfindungsgemäße Drehgelenk hohe Axialkräfte auch nach einem unfallbedingten Zerstören aufnehmen und übertragen kann. Die Axialkräfte können so in Bereiche weitergeleitet werden, wo sie gefahrlos aufgenommen werden können. Der erste Wellenabschnitt ist im Längsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorzugsweise vorne angeordnet und mit einem Schaltgetriebe verbunden, während der zweite Wellenabschnitt hinten liegt und mit einem Hinterachsdifferential antriebsverbunden ist. Die übrigen, nicht-erfindungsgemäßen Drehgelenke können unterschiedliche Ausgestaltungen haben. So kann das die beiden Wellenabschnitte miteinander verbindende Drehge-

lenk beispielsweise als Gleich laufdrehgelenk oder als Kreuzgelenk gestaltet sein. Das am ersten bzw. zweiten Ende der Antriebswelle angebrachte Drehgelenk kann beispielsweise in Form eines Verschiebegelenks, insbesondere eines VL- Verschiebegelenks, oder als Scheibengelenk, insbesondere als Hardyscheibe, ge- staltet sein.

Es ist besonders günstig, wenn das mit dem Hinterachsdifferential zu verbindende Drehgelenk als erfindungsgemäßes Gegenbahngelenk mit Anschlagmitteln gestaltet ist, die - nach einem Zerlegen des Gelenks - den Verschiebeweg des Gelenkaußen- teils relativ zum Gelenkinnenteil begrenzen. Auf diese Weise wird bei einem Unfall gewährleistet, daß auftretende Axialkräfte trotz Zerstören des Gelenks übertragen werden, so daß ein kontrolliertes Verkürzen der Antriebswelle in einem anderen Wellenteil erfolgen kann. Ein ungewünschtes Ausknicken der Antriebswelle wird somit verhindert.

Nach einer ersten Ausführungsform der Antriebswelle ist das die beiden Wellenabschnitte miteinander verbindende dritte Drehgelenk als Gegenbahngelenk mit Sollbruchstelle gestaltet. Dabei ist das Gelenkinnenteil des dritten Drehgelenks mit einem Zapfen des zweiten Wellenabschnitts verbunden, und das Gelenkaußenteil ist zumindest mittelbar mit dem Wellenrohr des ersten Wellenabschnitts verbunden. Die Durchmesserverhältnisse des ersten und zweiten Wellenabschnitts sind so gestaltet, daß diese nach unfallbedingtem Zerstören des dritten Drehgelenks ineinanderfahren können. Dieses Teleskopieren erfolgt am mittleren, dritten Drehgelenk, wobei der zweite Wellenabschnitt in den ersten Wellenabschnitt eintaucht. In dieser ersten Aus- führungsform ist das vordere, erste Drehgelenk zum Anschließen an das Schaltgetriebe vorzugsweise in Form eines VL-Gelenks gestaltet. Das hintere, zweite Drehgelenk ist ein erfindungsgemäßes Gegenbahngelenk.

Nach einer zweiten Ausführungsform der Antriebswelle ist das die beiden Wellenab- schnitte miteinander verbindende dritte Drehgelenk als Kreuzgelenk gestaltet. Das Kreuzgelenk umfaßt eine erste Gelenkgabel, die mit dem ersten Wellenabschnitt verbunden ist, eine zweite Gelenkgabel, die mit dem zweiten Wellenabschnitt verbunden ist, und ein die beiden Gelenkgabeln verbindendes Zapfenkreuz. In dieser

Ausführungsform beinhaltet das Wellenrohr eines der beiden Wellenabschnitte einen Stülpabschnitt, in dem ein Verkürzen bei unfallbedingten Axialkräften stattfinden kann. Das vordere, erste Drehgelenk zum Anschließen an das Schaltgetriebe ist vorzugsweise als Gummi-Scheibengelenk, insbesondere einer Hardyscheibe gestaltet. 5 Das hintere, zweite Drehgelenk ist ein erfindungsgemäßes Gegenbahngelenk.

Es ist besonders günstig, wenn alle drei Drehgelenke so ausgelegt sind, daß sie gewisse erste Axialkräfte, die beispielsweise bei der Montage oder Fahrten über Schlechtwegstrecken auftreten, schadensfrei aufnehmen können. Bei Verwendung D von Gegenbahngelenken ist es hierfür günstig, wenn diese entsprechende Anschlagflächen aufweisen, wie sie oben beschrieben wurden.

Bevorzugte Ausführungsformen werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Es zeigt

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Figur 1 ein erfindungsgemäßes Gleichlaufdrehgelenk in einer ersten Ausführungsform a) im Längsschnitt, der in der oberen Bildhälfte durch eine Kugelbahn verläuft und in der unteren Bildhälfte durch einen Käfigsteg;

⁾ b) den Schnitt durch den Käfigsteg aus Figur 1a in vergrößerter Darstellung;

Figur 2 ein erfindungsgemäßes Gleichlaufdrehgelenk in einer zweiten Ausführungsform i a) im Längsschnitt, der in der oberen Bildhälfte durch eine Kugelbahn verläuft und in der unteren Bildhälfte durch einen Käfigsteg; b) den Schnitt durch den Käfigsteg aus Figur 2a in vergrößerter Darstellung;

Figur 3 ein erfindungsgemäßes Gleichlaufdrehgelenk in einer dritten Ausführungsform a) im Längsschnitt, der in der oberen Bildhälfte durch eine Kugelbahn verläuft und in der unteren Bildhälfte durch einen Käfigsteg;

b) den Schnitt durch den Käfigsteg aus Figur 3a in vergrößerter Darstellung;

Figur 4 ein erfindungsgemäßes Gleichlaufdrehgelenk in einer vierten Ausfüh- 5 rungsform a) im Längsschnitt, der in der oberen Bildhälfte durch eine Kugelbahn verläuft und in der unteren Bildhälfte durch einen Käfigsteg; b) den Schnitt durch den Käfigsteg aus Figur 4a in vergrößerter Darstellung; o

Figur 5 ein erfindungsgemäßes Gleichlaufdrehgelenk in einer fünften Ausführungsform im Längsschnitt, der in der oberen Bildhälfte durch eine Kugelbahn verläuft und in der unteren Bildhälfte durch einen Käfigsteg;

5 Figur 6 ein erfindungsgemäßes Gleichlaufdrehgelenk in einer sechsten Ausführungsform c) im Längsschnitt, der in der oberen Bildhälfte durch eine Kugelbahn verläuft und in der unteren Bildhälfte durch einen Käfigsteg; d) den Schnitt durch den Käfigsteg aus Figur 6a in vergrößerter Darstel- D lung;

Figur 7 eine erfindungsgemäße mehrteilige Antriebswelle mit einem erfindungsgemäßen Gleichlaufdrehgelenk im Längsschnitt in einer ersten Ausführungsform;

Figur 8 eine erfindungsgemäße mehrteilige Antriebswelle mit einem erfindungsgemäßen Gleichlaufdrehgelenk im Längsschnitt in einer zweiten Ausführungsform;

⁾ Figur 9 eine erfindungsgemäße mehrteilige Antriebswelle mit einem erfindungsgemäßen Gleichlaufdrehgelenk im Längsschnitt in einer dritten Ausführungsform;

Die Figuren 1 bis 6 werden hinsichtlich ihrer Gemeinsamkeiten zunächst gemeinsam beschrieben. Dabei sind einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern, und abgewandelte Bauteile mit tiefergestellten Indizes versehen.

Jedes der Gleichlaufdrehgelenke 2 umfaßt ein Gelenkaußenteil 3, ein Gelenkinnenteil 4 mit Einstecköffnung 5 für einen Zapfen, Kugeln 6 und einen Kugelkäfig 7 mit Käfigfenstern 8, in denen die Kugeln 6 in einer Ebene E gehalten sind. Die Gleichlaufdrehgelenke 2 sind als Gegenbahngelenke ausgeführt, das heißt äußere erste Kugelbahnen 9 im Gelenkaußenteil 3 und innere erste Kugelbahnen 10 im Gelenkinnenteil 4 verlaufen axial gegensinnig zu äußeren zweiten Kugelbahnen im Gelenkaußenteil 3 und inneren zweiten Kugelbahnen im Gelenkinnenteil 4; dabei liegen die zweiten Kugelbahnen in einer anderen Schnittebene und sind daher nicht sichtbar. Die so gebildeten ersten Bahnpaare haben Steuerwinkel, die sich in einer ersten Richtung R1 öffnen, während die zweiten Bahnpaare Steuerwinkel haben, die sich in einer zweiten Richtung R2 öffnen. Die Gegenbahnformation entsteht dadurch, daß die Krümmungsmittelpunkte der Bahnmittellinien, die parallel zu den dargestellten Bahngrundlinien verlaufen, in jedem der Gelenkteile 3, 4 über dem Umfang abwechselnd in entgegengesetzte axiale Richtung gegenüber der Gelenkmittelebene versetzt sind. Dabei wird die Gelenkmittelebene durch die Mittelpunkte der Kugeln 6 bei gestrecktem Gelenk definiert. Die Anzahl der drehmomentübertragenden Kugeln 6 und der Käfigfenster beträgt zehn, wobei selbstverständlich auch eine andere gerade Anzahl von Kugeln und Käfigfenstern verwendet werden kann, beispielsweise sechs, acht oder zwölf.

Das Gegenbahngelenk 2 ist als Scheibengelenk gestaltet, das heißt, daß das Gelenkaußenteil 3 in beide Richtungen R1 , R2 offen ist. In der ersten Richtung R1 ist das Gegenbahngelenk 2 mittels einer Dichtungsanordnung 12 nach außen hin abgedichtet. Die Dichtungsanordnung 12 umfaßt eine Blechkappe 13, die mit einer Abkantung 27 in eine umlaufende Ringnut 14 des Gelenkaußenteils 3 eingreift, und einen Membranbalg 15, der auf einem hülsenförmigen Ansatz 16 des Gelenkinnenteils 4 dichtend aufsitzt. Die Blechkappe 13 ist gegenüber dem Gelenkaußenteil 3 mittels eines Dichtrings 17 abgedichtet, der in einer weiteren Ringnut 28 des Gelenkaußenteils 3 einsitzt. Der Membranbalg 15 greift mit einem äußeren Bund 18 in eine nach

innen offene umlaufende Ausnehmung 29 der Blechkappe 13 dichtend ein. Radial innen ist der Membranbalg 15 mit einem inneren Bund 19 auf dem hülsenförmigen Ansatz 16 mittels eines Sicherungsrings 20 dichtend befestigt.

Es ist ersichtlich, daß an dem Gelenkaußenteil 3 Anschlagmittel 38 befestigt sind, die so ausgelegt sind, daß die nach einem Zerlegen des Gelenks hohe Axialkräfte von über 80 kN aufnehmen und übertragen können. Die Anschlagmittel 38 sind in Form einer Anschlagplatte gestaltet, gegen die das Gelenkinnenteil 4 bei axialer überlast in Richtung R2 anlaufen kann. Dabei wird ein Einschieben des Gelenkinnenteils 4 in das Gelenkaußenteil 3 begrenzt, so daß nach Anschlagen des Gelenkinnenteils gegen die Anschlagplatte 38 Axialkräfte vom Gelenkinnenteil auf das Gelenkaußenteil 3, bzw. in umgekehrter Richtung, übertragen werden. Dies ist insbesondere beim Einsatz des Gegenbahngelenks 2 in ein- oder mehrteiligen Antriebswellen von Vorteil, bei der eine Axialverschiebung nach einem Unfall zum Schutz der Fahrzeuginsassen an einer anderen definierten Stelle als dem mit der Anschlagplatte 38 versehenen Gelenk 2 stattfinden soll.

Die Anschlagplatte 38 ist napfförmig gestaltet und umfaßt radial außen ein Flanschteil 39, das in einer axialen Ausnehmung 23 des Gelenkaußenteils 3 einsitzt, sowie einen daran anschließendes Konusabschnitt 40 und einen innen an den Konusabschnitt anschließenden Boden 42. Die Ausnehmung 23 ist als axiale Eindrehung gestaltet, so daß am Gelenkaußenteil 3 ein ringförmiger Ansatz gebildet ist. Dabei dient der Boden 42 als Anschlagfläche für das Gelenkinnenteil 4 nach Zerstörung des Gelenks 2. Durch die geschlossene napfförmige Gestalt hat die Anschlagplatte 38 eine Dichtfunktion für das Gelenk 2 und es wird ausreichend Raum für Winkelbewegungen des Gelenks 2 zur Verfügung gestellt. Die Anschlagplatte 38 ist gemeinsam mit einem Flanschteil eines Wellenrohrs 25 mit dem Gelenkaußenteil 3 verschweißt, wobei andere Befestigungsarten nicht ausgeschlossen sind. Zur Abdichtung des Gelenkraums gegenüber der Einstecköffnung 5 des Gelenkinnenteils 4 ist ein Deckel 24 vorgesehen, der in der Einstecköffnung 5 des Gelenkinnenteils 4 dichtend einsitzt.

Im folgenden werden die erfindungsgemäßen Gegenbahngelenke 2 im Hinblick auf ihre Besonderheiten erläutert.

Es ist in Figur 1 ersichtlich, daß der Käfig 7 mit einer sphärischen Außenfläche 36 in einer sphärischen Innenfläche 34 des Gelenkaußenteils 3 formschlüssig gehalten ist. Das bedeutet, daß der Käfig 7 gegenüber dem Gelenkaußenteil 3 lediglich Winkelbewegungen, aber keine axialen Bewegungen ausführen kann. Weiterhin hat der Käfig 7 eine durchgehend zylindrische Innenfläche 32, mit der er auf einer sphärischen Außenfläche 33 des Gelenkinnenteils 4 radial geführt ist. Dabei ist der Käfig 7 gegenüber dem Gelenkinnenteil 4 prinzipiell axial verschiebbar, wobei eine Verschiebebewegung durch die in den ersten und zweiten Kugelbahnen 9, 10 laufenden Kugeln 6 begrenzt wird. Durch diese Konfiguration werden die Gegenbahngelenke zu Festgelenken. Zwischen der zylindrischen Innenfläche 32 des Käfigs 7 und der sphärischen Außenfläche 33 des Gelenkinnenteils 4 ist ein kleiner Ringspalt gebildet. Hieraus ergibt sich eine gewisse relative Axialverschieblichkeit zwischen dem Gelenkinnenteil und dem Gelenkaußenteil, wobei das Gelenk 2 geringe axiale Kräfte von bis zu etwa 30 kN schadensfrei aufnehmen kann. übersteigen die Axialkräfte diese Größenordnung, beispielsweise aufgrund eines Unfalls, wird der Käfig 7 im Bereich der Käfigfenster plastisch verformt und das Gelenk 2 wird zerstört. Das Gelenkinnenteil 4 wird axial relativ zum Gelenkaußenteil 3 verschoben, bis es gegen die Anschlagplatte 38 anläuft. Eine weitere Axialverschiebung wird gestoppt, so daß Axialkräfte zwischen Gelenkinnenteil 4 und Gelenkaußenteil 3 übertragen werden.

Das in Figur 2 gezeigte Gegenbahngelenk 2 ₂ entspricht hinsichtlich seines Aufbaus und seiner Funktionsweise demjenigen aus Figur 1 weitestgehend. Insofern wird auf die obige Beschreibung Bezug genommen, wobei gleiche Bauteile mit gleichen und abgewandelte Bauteile mit um zwei tiefergestellten Bezugsziffern versehen sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Käfig 7 ₂ mit einer sphärischen Innenfläche 322 auf der sphärischen Außenfläche 33 des Gelenkinnenteils 4 formschlüssig gehalten, so daß er lediglich Winkelbewegungen gegenüber letzterem ausführen kann. Weiterhin ist der Käfig 7 ₂ mit einer sphärischen Außenfläche 36 gegenüber einer zylindrischen Innenfläche 34 ₂ des Gelenkaußenteils 3 ₂ radial geführt. Dabei ist zwischen dem Käfig 7 ₂ und dem Gelenkaußenteil 3 ₂ ein Radialspalt vorgesehen, durch den eine statische überbestimmung des Käfigs vermieden wird.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gegenbahn- gelenks. Dieses entspricht hinsichtlich seines Aufbaus und seiner Funktionsweise weitgehend dem Gegenbahngelenk auf Figur 1. Insofern wird auf die obige Beschreibung Bezug genommen, wobei abgewandelte Bauteile mit um die Ziffer drei

5 tiefergestellten Indizes versehen sind. Während die Innenfläche des Käfigs beim Gelenk nach Figur 1 zylindrisch gestaltet ist, so daß der Käfig prinzipiell gegenüber dem Gelenkinnenteil axialverschieblich ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Anschlagfläche 35 am Gelenkinnenteil 4 vorgesehen, gegen die der Käfig 7 ₃ mit einer inneren Gegenfläche anlaufen kann. Dabei ist die Innenfläche 32 ₃ des Käfigs 7 ₃ o in Richtung R1 hinterschnittfrei bzw. zylindrisch gestaltet und bildet in Richtung R2 eine nach radial innen verjüngte ringförmige Stützfläche 31 , gegen das Gelenkinnenteil 4 mit seiner sphärischen Anschlagfläche 35 anschlagen kann. Im axial lastfreien Zustand ist zwischen dem Gelenkinnenteil 4 und der Innenfläche 32 ₂ des Käfigs 7 ein Ringspalt gebildet. Hiermit wird ermöglicht, daß das Gelenkaußenteil 3 und das Ge-

5 lenkinnenteil 4 bei Einwirkung von Axialkräften - unter elastischer Verformung der Gelenkteile, insbesondere des Käfigs 7 - in begrenztem Maße aufeinander zu verschoben werden können. Die relative Verschiebung wird durch Anlaufen der sphärischen Anschlagfläche 35 des Gelenkinnenteils 4 gegen die teilsphärische Stützfläche 31 des Käfigs 7 ₃ begrenzt, so daß die Axialkräfte vom Gelenkinnenteil 4 über

) den Käfig 7 ₃ direkt in das Gelenkaußenteil 3 eingeleitet werden. Hiermit können Axialkräfte von bis zu etwa 80 kN aufgenommen werden, ohne daß das Gelenk 2 ₃ zerstört wird. Das Gelenk 2 ₃ ist nach der Einwirkung dieser Axialkräfte weiterhin uneingeschränkt funktionsfähig, da der Käfig wieder seine Ausgangsform einnimmt. Treten noch höhere Axialkräfte auf, wird der Käfig 7 ₃ unter plastischer Verformung aufgewei-

5 tet und verliert seine Haltefunktion. Das Gegenbahngelenk 2 ₃ wird zerstört, so daß Gelenkinnenteil 4 und Gelenkaußenteil 3 im weiteren Verlauf ineinanderfahren können, bis das Gelenkinnenteil 4 gegen die Anschlagplatte 38 anschlägt.

Das erfindungsgemäße Gegenbahngelenk 2 ₄ nach Figur 4 entspricht hinsichtlich sei- ) nes Aufbaus und seiner Funktionsweise weitgehend dem Gegenbahngelenk aus Figur 3. Insofern wird auf die obige Beschreibung Bezug genommen, wobei abgewandelte Bauteile mit um die Ziffer vier tiefergestellten Indizes versehen sind. Hier ist der Käfig 7 ₄ mit einer sphärischen Innenfläche 32 ₄ auf einer sphärischen Außenfläche 33

des Gelenkinnenteils 4 formschlüssig gehalten, so daß er lediglich Winkelbewegungen gegenüber letzterem ausführen kann. Das Gelenkaußenteil 3 ₄ hat eine Innenfläche 34 ₄ , die in Richtung R1 hinterschnittfrei, nämlich zylindrisch, gestaltet ist und in Richtung R2 eine nach radial innen verjüngte ringförmige Anschlagfläche 35 ₄ aufweist. Im axial lastfreien Zustand ist zwischen der Innenfläche 34 ₄ und der sphärischen Außenfläche 36 des Käfigs 7 ₄ ein Ringspalt gebildet. Wenn zwischen dem Gelenkaußenteil 3 ₄ und dem Gelenkinnenteil 4 aufeinander zu gerichtete Axialkräfte wirksam sind, wie sie beispielsweise beim Einstecken eines Wellenzapfens in die Einstecköffnung 5 des Gelenkinnenteils 4 oder bei einem leichten Unfall auftreten können, verformen sich die beteiligten Gelenkteile, insbesondere der Käfig 7 ₄ , so weit elastisch bis er mit seiner sphärischen Außenfläche 36 gegen die Anschlagfläche 35 ₄ des Gelenkaußenteils 3 ₄ zur Anlage kommt. Auf diese Weise wird eine weitere Verschiebung des Gelenkinnenteils 4 relativ zum Gelenkaußenteil 3 begrenzt und eine plastische Verformung der beiteiligten Bauteile, insbesondere des Käfigs 7 ₄ , verhindert.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gegenbahn- gelenks 2s, das hinsichtlich seines Aufbaus und seiner Funktionsweise weitgehend demjenigen aus Figur 4 entspricht. Auf die entsprechende Beschreibung wird insofern Bezug genommen. Vorliegend ist das Gelenkaußenteil 3 ₅ so gestaltet, daß das Gelenk 2 ₅ axiale Zugkräfte bis zu einem begrenzten Maße aufnehmen kann. Hierfür bildet die Innenfläche 34 ₅ des Gelenkaußenteils 3 ₅ in Richtung R1 eine sich nach radial innen verjüngende ringförmige Anschlagfläche 35 ₅ , während die Innenfläche 34 ₅ in Richtung R2 hinterschnittfrei, nämlich zylindrisch gestaltet ist. Die Anschlagfläche 34 ₅ kann somit Zugkräfte aufnehmen, die beispielsweise in der Längsantriebswelle bei Fahrten über Schlechtwegstrecken oder bei kleineren Unfällen auftreten können, wobei der vorne eingebaute Motor gegenüber dem Hinterachsdifferential nach vorne schwingt. Die Anschlagplatte 38 kann bei einem heftigen Unfall große axiale Druckkräfte zwischen dem Gelenkaußenteil 3 und dem Gelenkinnenteil 4 aufnehmen. Treten beispielsweise bei einem Frontalcrash hohe axiale Druckkräfte auf, wird das Gelenk 2 ₅ zerstört, und das Gelenkinnenteil 4 schlägt gegen den Boden 42 der Anschlagplatte 38 an.

Das in Figur 6 gezeigte erfindungsgemäße Gegenbahngelenk 2 ₆ entspricht hinsichtlich seines Aufbaus und seiner Funktionsweise denjenigen aus Figur 4 bzw. 5 wei- testgehend. Insofern wird auf die obige Beschreibung verwiesen, wobei gleiche Bauteile mit gleichen und abgewandelte Bauteile mit Bezugszeichen mit um die Ziffer sechs tiefergestellten Indizes versehen sind. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich lediglich dadurch, daß im Gelenkaußenteil 3 ₆ zwei ringförmige Anschlagflächen 35 ₆ , 35 ₆ ' gebildet sind, um sowohl zwischen dem Gelenkinnenteil 4 und dem Gelenkaußenteil 3 ₆ wirkende Druckkräfte als auch Zugkräfte abzustützen. In axial lastfreiem Zustand ist zwischen der sphärischen Außenfläche des Käfigs 7 ₆ und der Innenfläche des Gelenkaußenteils 3 ₆ ein Ringspalt gebildet. Die Innenfläche des Gelenkaußenteils 3β ist sphärisch gestaltet und bildet an ihren axial entgegengesetzten Enden die Anschlagflächen 35 _θ , 35 ₆ ¹ , gegen die der Käfig IQ anlaufen kann. Diese ermöglichen, daß Druck- oder Zugkräfte vom Gelenkinnenteil 4 über den Käfig 7 ₆ direkt - und nicht über die Kugeln 6 - in das Gelenkaußenteil 3 ₆ eingeleitet werden. übersteigen die Axialkräfte die Aufnahmekapazität der jeweiligen Anschlagfläche 35 ₆ , 35 ₆ ¹ , wird letztere aufgeweitet und verliert ihre Haltefunktion. Das Gegenbahngelenk 2 ₆ wird zerstört, so daß Gelenkinnenteil 4 und Gelenkaußenteil 2>Q im weiteren Verlauf ineinanderfahren bzw. auseinanderfahren können. Eine Einfahrbewegung wird durch Anlaufen des Gelenkinnenteils 4 gegen die mit dem Gelenkaußenteil 3 ₆ verbundene Anschlagplatte 38 begrenzt.

Figur 7 zeigt eine mehrteilige Antriebswelle 43 mit einem Zwischenlager 44 für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zur übertragung von Drehmomenten vom Schaltgetriebe auf das Achsdifferential, in gestreckter Lage zu der Längsachse X. Die Längsantriebswelle 43 umfaßt einen ersten Wellenabschnitt 45 und einen zweiten Wellenabschnitt 46, welche mittels eines Drehgelenks miteinander verbunden sind. Das Drehgelenkist in Form eines Gegenbahngelenks 2 ₇ gestaltet, das den obengenannten Gegenbahngelenken in weiten Teilen entspricht, auf deren Beschreibung insofern verwiesen wird. Hier sind auch die zweiten Bahnpaare ersichtlich, die sich mit ihren Steuerwinkeln in die entgegengesetzte Richtung zu den Steuerwinkeln der ersten Bahnpaare öffnen.

Das Gelenkaußenteil 3 ₇ ist mit einem Wellenrohr 47 des ersten Wellenabschnitts 45

fest verbunden und das Gelenkinnenteil 47 ist mit einem Zapfen 48 des zweiten Wellenabschnitts 46 fest verbunden. Die Abdichtung des Gelenkraums erfolgt mittels eines Deckels 22 einerseits und mittels einer Dichtungsanordnung 37 andererseits. Axial benachbart zum Gleichlaufdrehgelenk 2 ₇ ist das Zwischenlager 44 mit Dämpfungskörper 49 angeordnet, in dem die Antriebswelle 43 an die Fahrzeugkarosserie angeschlossen wird. Dabei ist die Längsantriebswelle 43 mittels eines Wälzlagers 50, das auf einem Lagerabschnitt 52 des zweiten Wellenabschnitts 46 im Zwischenlager 44 aufgezogen ist, drehbar gelagert. Der größte Außendurchmesser D des zweiten Wellenabschnitts 46 ist kleiner als der Innendurchmesser d des Wellenrohrs 47, so daß bei einem Unfall nach einem Zerlegen des Gegenbahngelenks 2 ein Verkürzen der Antriebswelle 43 durch Einschieben des zweiten Wellenabschnitts 46, geführt durch den in das Gelenkaußenteil 3 ₇ eintretenden Zapfen 48, teleskopartig und nahezu kraftfrei in das Wellenrohr 47 des ersten Wellenabschnitts 45 erfolgen kann.

Der erste Wellenabschnitt 45 der Antriebswelle 43 hat an seinem freien Ende einen Zapfen 53, der mit einem weiteren Drehgelenk 54 befestigt und gegenüber diesem mittels einer Dichtungsanordnung 51 abgedichtet ist. Das Drehgelenk 54 ist in Form eines VL-Gleichlaufdrehgelenks gestaltet, das axiale Verschiebungen in begrenztem Maße erlaubt. Das VL-Gelenk umfaßt ein Gelenkaußenteil 55 mit äußeren Kugelbahnen 56, ein Gelenkinnenteil 57 mit inneren Kugelbahnen 58, eine Mehrzahl von drehmomentübertragenden Kugeln 59, die in Bahnpaaren aus jeweils einer äußeren und einer inneren Kugelbahn geführt sind, sowie einen Kugelkäfig 60 mit umfangs- verteilten Käfigfenstern, in denen die Kugeln aufgenommen sind. Das Gelenkaußenteil 55 des Gelenks hat eine innenzylindrische Führungsfläche, in welcher der Käfig 60 mit seiner sphärischen Außenfläche geführt ist. Das Gelenkinnenteil 57 hat außen zwei entgegengesetzt gerichtete konische Anschlagflächen, gegen die der Käfig 60 mit seiner sphärischen Innenfläche anlaufen kann. Dabei ist zwischen der Außenfläche des Gelenkinnenteils 57 und der Innenfläche des Käfigs 60 ein Spalt gebildet, so daß eine gewisse axiale Verschiebung zwischen dem Gelenkaußenteil 55 und dem Gelenkinnenteil 57 ermöglicht wird. Dieser Verschiebeweg kann bis zu 8 mm betragen. Das Gelenkaußenteil 55 hat über den Umfang verteilt mehrere Durchgangsbohrungen 62 zum Anschließen an einen Flansch eines nicht dargestellten Schaltgetrie-

bes des Kraftfahrzeugs.

Der zweite Wellenabschnitt 45 der Antriebswelle 43 umfaßt ein Wellenrohr 63 mit einem Anschlußteil 25, das an seinem freien Ende mit dem Gelenkaußenteil 3 eines weiteren Drehgelenks 2 fest verbunden. Das Drehgelenk 2 ist in Form eines Gegen- bahngelenks nach Figur 1 gestaltet, auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen mehrteiligen Antriebswelle ist folgen- dermaßen. Treten hohe Axialkräfte zwischen dem Schaltgetriebe und dem Hinterachsdifferentials des Kraftfahrzeugs auf, beispielsweise aufgrund eines Frontalunfalls, werden das mittlere Gleichlaufdrehgelenk 2γ und das hintere Gleichlaufdrehgelenk 2 unter plastischer Verformung zerstört, so daß das jeweilige Gelenkinnenteil gegenüber dem zugehörigen Gelenkaußenteil axial verschoben wird. Dabei wird der Verschiebeweg zwischen den Gelenkteilen 3, 4 des hinteren Gelenks 2 durch Anlaufen des Gelenkinnenteils 4 gegen die Anschlagplatte 38 begrenzt, so daß die Axialkräfte dann vom Gelenkinnenteil 4 auf das Gelenkaußenteil 3 eingeleitet werden. Die Kräfte werden über das Wellenrohr 47 und den Zapfen 48 in das Gelenkinnenteil 4 ₇ des mittleren Gelenks 2 ₇ eingeleitet, so daß in diesem Bereich ein Ineinanderfahren der beiden Wellenabschnitte 45, 46 erfolgt. Auf diese Weise wird wirksam verhindert, daß die Antriebswelle 43 an einer anderen, nicht gewünschten Stelle, ausknickt, was zu einer Gefährdung der Fahrzeuginsassen führen könnte.

Figur 8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen mehrteiligen Antriebswelle 43a. Diese entspricht hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise weitestgehend derjenigen aus Figur 7, auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen und abgewandelte Bauteile mit Bezugsziffern mit um acht tiefergestellten Indizes versehen.

Die vorliegende Antriebswelle 43β ist dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Gelenke erste Axialkräfte von bis zu 80 kN schadensfrei aufnehmen können. Hierfür entspricht das hintere Gelenk 2z dem in Figur 3 gezeigten Gelenk, auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird; das mittlere Gelenk 2 ₈ ist ähnlich gestaltet,

umfaßt jedoch keine Anschlagplatte, wie das hintere Gelenk. Durch die am Gelenkinnenteil 3 gebildeten Anschlagflächen 35 ₃ , gegen die der Käfig 7 ₃ , 7 ₈ mit seiner teilspärischen Stützfläche 3I ₃ anlaufen kann, können das mittlere und das hintere Gelenk 2 ₃ , 2 ₈ kleinere Axialkräfte bis etwa 80 kN, wie sie beispielsweise bei der Montage, kleineren Unfällen oder Fahrten über Schlechtwegstrecken auftreten können, schadensfrei aufnehmen. Treten größere Axialkräfte auf, beispielsweise aufgrund eines Unfalls, werden die beiden genannten Gelenke 23, 2 ₈ zerstört. Dabei werden die Axialkräfte nach Anlaufen des Gelenkinnenteils 4 des hinteren Gelenks 2 ₃ gegen dessen Anschlagplatte 38 auf das mittlere Gelenk 2 ₈ übertragen, so daß ein Te- leskopieren der beiden Wellenabschnitte 45, 46 ineinander im Bereich des mittleren Gelenks 2 ₈ erzwungen wird. Dabei taucht der hintere zweite Wellenabschnitt 46 in den vorderen ersten Wellenabschnitt 45 ein, so daß ein ungewünschtes Ausknicken der Antriebswelle 43 ₈ verhindert wird.

Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen mehrteiligen Antriebswelle 43g. Diese entspricht hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise in weiten Teilen derjenigen aus Figur 7, auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen und abgewandelte Bauteile mit Bezugsziffern mit um neun tiefergestellten Indizes versehen.

Eine Besonderheit der vorliegenden Antriebswelle 43 _g ist, daß das den ersten Wellenabschnitt 45g mit dem zweiten Wellenabschnitt 46g verbindende Drehgelenk in Form eines Kreuzgelenks 64 gestaltet ist. Das Kreuzgelenk 64 umfaßt eine mittelbar mit dem Wellenrohr 47g des ersten Wellenabschnitts 45 ₉ drehfest verbundene erste Gelenkgabel 65, eine mit dem Wellenrohr 63 ₉ des zweiten Wellenabschnitts 46g fest verbundene zweite Gelenkgabel 66 sowie ein in Lagerbuchsen 67 der beiden Gelenkgabeln 65, 66 sitzendes Zapfenkreuz 68. Die erste Gelenkgabel 65 ist mittels Schraubverdingung 72 mit einem Zapfen 69 verbunden, der in einen Hülsenansatz 70 des Wellenrohrs 47g drehfest eingreift. Dabei bilden der Zapfen 69 und der Hülsenansatz 70 eine längsverlaufende Schiebeverzahnung 73, die einen begrenzten axialen Schiebeweg von bis zu 25 mm ermöglicht. Die Schiebeverzahnung 73 wird von einer rohrförmigen Dichtmanschette 74 axial überdeckt, die mit einem Ende an dem Zapfen 69 befestigt ist und die an ihrem entgegengesetzten Ende einen WeI-

lendichtring 75 trägt, der dichtend an einer Außenfläche des Hülsenansatzes 70 anliegt. Die Dichtmanschette verhindert somit, daß Schmutz in die Schiebeverzahnung 73 gelangt. Der erste Wellenabschnitt 45g ist axial zwischen dem Kreuzgelenk 64 und der Schiebeverzahnung 73 in dem Zwischenlager 44 drehbar aufgenommen, 5 das ein im Dämpfungskörper 49 gehaltenes Wälzlager 52 umfaßt.

Das erste Wellenrohr 47g ist als Stülprohr gestaltet, das bei unfallbedingten hohen Axialkräften ineinandergestülpt werden kann und somit verkürzt wird. Hierfür hat das Stülprohr eine entsprechend gestaltete Rohrwandung mit zwei Rohrabschnitten 76, D 77 mit kleineren Außendurchmessern und einen axial dazwischenliegenden Rohrabschnitt 78 mit einem größeren Außendurchmesser. Unter entsprechender axialer Belastung wird einer der Rohrabschnitte 76, 77 kleineren Durchmessers in den Rohrabschnitt 78 größeren Durchmessers eingestülpt, so daß sich das Wellenrohr 47 _g insgesamt verkürzt. Ein Ausknicken der Antriebswelle wird somit verhindert.

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Das am äußeren Ende des ersten Wellenabschnitts 45g angeordnete und mit dem Schaltgetriebe zu verbindende Drehgelenk ist in der vorliegenden Ausführungsform in Form eines Scheibengelenks 54 ₉ , nämlich einer sogenannten Hardyscheibe, gestaltet. Die Hardyscheibe 54 ₉ umfaßt einen elastischen Aufnahmekörper 79, bei-

D spielsweise aus Gummi, mit darin einvulkanisierten umfangsverteilten Stahlbuchsen 80. Eine Teilzahl der Stahlbuchsen 80 ist mittels Schrauben 82 mit einem mit dem Wellenrohr 47g fest verbundenen Flansch 83 verspannt. Eine andere Teilzahl der Stahlbuchsen 80 wird mittels Schrauben an einen nicht dargestellten Anschlußflansch des Schaltgetriebes angeschlossen. Die Hardyscheibe 54 _g gleicht kleine Win-

5 keldifferenzen zwischen den zu verbindenden Flanschen 83 bzw. den damit verbundenen Wellen aus und dämpft gleichzeitig Stöße und Rucke bei der Drehmomentübertragung. Zur Zentrierung hat der Flansch 83 eine Hülse 84, in der ein elastischer Körper 85 einsitzt. In diese Hülse 84 wird ein Zapfen des nicht dargestellten An- schlußflanschs eingesteckt. o

Die Funktionsweise der vorliegenden mehrteiligen Antriebswelle ist folgendermaßen. Bei Auftreten hoher Axialkräfte zwischen dem Schaltgetriebe und dem Hinterachsdifferential des Kraftfahrzeugs, beispielsweise aufgrund eines Frontalunfalls, werden

zunächst Zapfen 69 und Hülsenansatz 70 relativ zueinander axial verschoben, bis letzterer nach etwa 25 mm Schiebeweg gegen einen Axialanschlag anläuft. Weiterhin wird aufgrund der Axialkräfte das hintere Drehgelenk 2 ₃ zerstört. Dabei wird der Verschiebeweg zwischen den Gelenkteilen 3 ₃ , 4 des hinteren Gelenks 2 ₃ durch Anlaufen des Gelenkinnenteils 4 gegen die Anschlagplatte 38 begrenzt, so daß die Axialkräfte dann vom Gelenkinnenteil 4 auf das Gelenkaußenteil 3 ₃ eingeleitet werden. Von dort werden die Axialkräfte über das zweite Wellenrohr 63 ₉ über das Kreuzgelenk 64 in das als Stülprohr gestaltete erste Wellenrohr 47 ₉ eingeleitet. Dort bewirken die Axialkräfte ein Ineinanderstülpen der Rohrwandung des Stülprohres. So kann in diesem Bereich ein kontrolliertes axiales Verkürzen der Antriebswelle 43g stattfinden. Ein unkontrolliertes Ausknicken der Antriebswelle, was zu einer Gefährdung der Fahrzeuginsassen führen könnte, wird verhindert.

Bezugszeichenliste

2 Gleichlaufdrehgelenk

3 Gelenkaußenteil

4 Gelenkinnenteil

5 Einstecköffnung

6 Kugel

7 Käfig δ Fenster θ äußere Kugelbahn

10 innere Kugelbahn

12 Dichtungsanordnung

13 Blechkappe

14 Ringnut

15 Membranbalg

16 Ansatz

17 Dichtung

18 Bund

19 Bund

20 Sicherungsring

22 Deckel

23 Ausnehmung

24 Deckel

25 Wellenrohr

26 Flansch

27 Abkantung

28 Ringnut

29 Ausnehmung

31 Stützfläche

32 Innenfläche (Käfig)

33 Außenfläche (Innenteil)

34 Innenfläche (Außenteil)

35 Anschlagfläche

Außenfläche (Käfig)

Dichtungsanordnung

Anschlagmittel

Flanschteil

Konusabschnitt

Boden

Gelenkwelle

Zwischenlager erster Wellenabschnitt zweiter Wellenabschnitt

Wellenrohr

Zapfen

Dämpfelement

Lager

Dichtungsanordnung

Wälzlager

Zapfen

Drehgelenk

Gelenkaußenteil äußere Kugelbahn

Gelenkinnenteil innere Kugelbahn

Kugel

Käfig

Durchgangsbohrung

Wellen röhr

Drehgelenk / Kreuzgelenk erste Gelenkgabel zweite Gelenkgabel

Lagerbuchse

Zapfenkreuz

Zapfen

Hülsenansatz

72 Verschraubung

73 Schiebeverzahnung

74 Dichtmanschette

75 Wellend ichtring

76 Rohrabschnitt

77 Rohrabschnitt

78 Rohrabschnitt

79 Aufnahmekörper

80 Buchse

82 Schraube

83 Flansch

84 Hülse

85 elastischer Körper

A Längsachse

D, d Durchmesser

E Ebene

R Richtung

X Längsachse