DE112007003695B4

DE112007003695B4 - Gleichlaufgelenkbefestigungsmethode

Info

Publication number: DE112007003695B4
Application number: DE112007003695.8T
Authority: DE
Inventors: Brian M. Valovick
Original assignee: GKN Driveline North America Inc
Current assignee: GKN Driveline North America Inc
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2021-10-14
Anticipated expiration: 2027-12-01
Also published as: US8262489B2; KR20100093580A; WO2009070174A1; US20100267455A1; KR101378830B1; DE112007003695T5

Abstract

Gelenkanordnung umfassendein Wellenelement (72), das mit einem Gehäuse (70) drehmäßig verbunden ist, wobei das Wellenelement (72) eine Mehrzahl von Wellenzähnen (166) und einen Wellenvorspannungsabschnitt umfasst,ein Kragenelement (80), das mit dem Wellenelement (72) verstellbar verbunden ist und eine Kragenelementnut (214) und einen in dieser ausgebildeten Vorspannungsabschnitt aufweist,ein erstes Element (126), das ein Innenteil eines Gleichlaufgelenks (60) ist und eine erste Elementnut und eine Mehrzahl von ersten Elementzähnen, die in diesem ausgebildet sind, aufweist, undein elastisch verformbares Festsetzelement (122), das selektiv wenigstens teilweise sowohl in der Kragenelementnut (214) als auch in der ersten Elementnut zum Begrenzen einer Axialbewegung zwischen dem Wellenelement (72) und dem Kragenelement (80) angeordnet ist,wobei wenigstens ein Abschnitt der ersten Elementnut und wenigstens ein Abschnitt der Kragenelementnut (214) selektiv zueinander ausgerichtet sind, wenn das Wellenelement (72) wenigstens teilweise in dem ersten Element (126) angeordnet ist, um zu ermöglichen, dass das Festsetzelement (122) wenigstens teilweise sowohl in der ersten Elementnut als auch in der Kragenelementnut (214) angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft Gleichlaufgelenke im Allgemeinen und insbesondere Strukturen und Verfahren zur Montage und Demontage dieser Verbindungsgelenke.
Hintergrund (der Erfindung)
Universalgelenke und insbesondere Gleichlaufgelenke dienen dazu, ein Drehmoment zwischen zwei Drehelementen zu übertragen. Die Drehelemente sind herkömmlicherweise durch einen Käfig oder eine Gelenkgabel miteinander verbunden, was ermöglicht, dass die Drehelemente mit ihren jeweiligen Achsen unter einem Winkel betrieben werden können. Gleichlaufgelenke und ähnliche Drehkupplungen umfassen eine Balgabdeckungsanordnung, um die Kupplung während des Betriebs einzuschließen und zu schützen.
Universalgelenke werden herkömmlicherweise nach ihren Betriebeigenschaften klassifiziert. Eine wichtige Betriebseigenschaft bezieht sich auf die relativen Winkelgeschwindigkeiten der zwei Wellen, die durch diese verbunden sind. Bei einem Gleichlaufgelenk sind die Momentanwinkelgeschwindigkeiten der beiden Wellen immer gleich, ungeachtet der relativen Winkelausrichtung zwischen den zwei Wellen. Bei einem Universalgelenk mit nicht konstanter Geschwindigkeit ändern sich die Momentanwinkelgeschwindigkeiten der zwei Wellen mit der Winkelausrichtung (obwohl die Durchschnittswinkelgeschwindigkeiten für eine vollständige Umdrehung gleich sind). Eine weitere wichtige Betriebseigenschaft ist die Fähigkeit des Gelenkes, relative Axialbewegungen zwischen den zwei Wellen zu ermöglichen. Ein Festgelenk ermöglicht diese Relativbewegung nicht, während ein Verschiebegelenk diese ermöglicht.
Typische Kugelverschiebegelenke werden im Allgemeinen bei vielen Anwendungen verwendet, beispielsweise in der vorderen Längswelle eines Allradantriebsfahrzeugs. Insbesondere können viele dieser Gelenke an einem Wellenzapfen eines Ausgleichsgetriebes befestigt werden, mittels eines Kupplungsmechanismus, beispielsweise als Flanschverbindung mit einem sich von dem Ausgleichsgetrieberad erstreckenden, angeschraubten Flansch, der mit einem Flansch verbunden ist, der an ein Gleichlaufgelenkaußenteil angeschraubt wird. Flanschverbindungen zwischen zwei Drehelementen können jedoch ungewünschte Vibrationen und Fehlausrichtungen vergrößern. Wenn eine verschraubte Flanschverbindung zwischen zwei Wellen angeordnet ist, sind jegliche Fehlausrichtungen innerhalb der verschraubten Verbindung auszugleichen.
Während viele Gleichlaufgelenke zufriedenstellend für ihren beabsichtigten Zweck arbeiten, stellen jedoch Gleichlaufgelenke im Allgemeinen ein Gebiet kontinuierlicher Innovation dar. Ein Gebiet für Verbesserungen ist die Montage und die Demontage der Wellenzapfen / Gelenkinnenteilverbindung.
Aus der DE 103 44 703 A1 ist eine Antriebsstrangverbindung mit einer Gelenkwelle bekannt, die über ein Gelenk mit einer Getriebewelle drehgekoppelt ist. Ein getriebeseitiges Glenkinnenteil ist mit der Getriebewelle über eine Wellenverzahnung drehfest verbunden und mittels einer Spannmutter gegenüber einer Wellenmutter axial gesichert. Hierfür hat das Gelenkinnenteil am getriebeseitigen Ende ein Gewinde, auf das die Spannmutter aufgeschraubt ist.
Aus der WO 2007/044003 A1 ist eine ähnliche Antriebsstrangverbindung mit Gleichlaufgelenk bekannt, dessen Gelenkinnenteil über eine Spannmutter mit einer Wellenmutter verschraubt ist.
Aus der US 6 780 114 B2 ist eine Überwurfmutter-Verbindung zum Verbinden zweier Wellenabschnitte bekannt. Die Überwurfmutter wird auf ein Außengewinde des Wellenabschnitts aufgeschraubt. Am entgegengesetzten Ende ist die Überwurfmutter über einen Axialsicherungsring, der in eine Umfangsnut des zweiten Wellenabschnitts eingreift, axial gesichert.
Aus der DE 10 2004 048 079 A1 ist eine Verbindungsanordnung zwischen einem Wellenzapfen und einem Gleichlaufdrehgelenk mit Verschraubungshülse bekannt. Gelenkinnenteil und Verschraubungshülse sind über einen Axialsicherungsring miteinander axial verbunden.
Aus der EP 1 748 204 A1 ist ein Gleichlaufgelenk mit einem Gelenkaußenteil, einem Gelenkinnenteil, einem Kugelkäfig und drehmomentübertragenden Kugeln bekannt. Das Gelenkinnenteil ist über eine Wellenverzahnung mit einem Wellenzapfen drehfest verbunden und mittels eines Axialsicherungsrings gegenüber diesem axial gesichert.
Aus der DE 36 15 858 A1 ist ein Radantrieb für Kraftfahrzeuge mit einer Antriebswelle und einem hiermit verbundenen Gleichlaufgelenk bekannt.
Aus der DE 102 15 657 A1 ist eine Vorrichtung zum Verbinden einer Längsantriebswelle mit einer Eingangswelle eines Differentials bekannt.
Aus der GB 1 447 078 A ist eine Antriebsanordnung mit einer Antriebswelle und einem Gleichlaufgelenk bekannt. Es ist ein Rückhalteelement vorgesehen, das in eine Umfangsnut der Antriebswelle eingreift und ein Gelenkinnenteil des Gleichlaufgelenks axial fixiert.
Figurenliste
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden anschauliche Ausführungsformen detailliert dargestellt. Obwohl die Zeichnungen einige Ausführungsformen darstellen, sind die Zeichnungen nicht notwendiger maßstabsgetreu und bestimmte Merkmale können übertrieben, entfernt oder teilweise im Schnitt dargestellt sein, um die vorliegende Erfindung besser darstellen und erklären zu können. Ferner sind die Ausführungsformen, die hier beinhaltet sind, beispielhaft und nicht gedacht, vollständig zu sein oder in anderer Weise die Ansprüche auf genaue Formen und Anordnungen, die in den Zeichnungen dargestellt und in der folgenden detaillierten Beschreibung offenbart sind, zu begrenzen.

1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges.
2 ist eine teilweise geschnittene Darstellung einer Gelenkanordnung bzw. Gleichlaufgelenkanordnung.
2A ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts 2A von 2.
3 ist eine teilweise geschnittene Explosionsdarstellung der Anordnung von 2.
4 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsanordnung.

Detaillierte Beschreibung
In den Zeichnungen sind beispielhafte Gleichlaufgelenke dargestellt. Die dargestellten Gleichlaufgelenke können Gleichlauffestgelenke der Monoblockart sein, die in der Gelenkwelle eines Fahrzeugs verwendet werden können. Es ist zu vermerken, dass jedoch jegliche Art von Gleichlaufgelenken, jedoch ohne Begrenzung auf Tripodegleichlaufgelenke, Tripodefestgelenke oder dergleichen, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. D.h., der Fachmann auf diesem Gebiet wird die Vorteile, die durch die Ausführungsformen bei im Wesentlichen allen Arten von Gleichlaufgelenken und anderen Verbindungen zwischen zwei Elementen hervorgerufen werden, erkennen. Die Erfindung ist daher nicht auf die dargestellten Ausführungsformen begrenzt.
1 zeigt einen Antriebsstrang 20 eines (nicht dargestellten) Fahrzeugs. Der Antriebsstrang 20 umfasst einen Motor 22, der mit einem Getriebe 24 und einem Verteilergetriebe oder einer Abtriebseinheit 26 verbunden ist. Eine vordere Ausgleichsgetriebeanordnung 32 weist eine rechte vordere Halbwelle 34 und eine linke vordere Halbwelle 36 auf, die jeweils mit einem Rad 38 verbunden sind und an diese Räder 38 Kraft übertragen. Die Abtriebseinheit 26 weist eine Längswellenanordnung 40 und eine Vorderradgelenkwelle 42, die sich von dieser aus erstreckt, auf. Die Vorderradgelenkwelle 42 verbindet die vordere Ausgleichsgetriebeanordnung 32 mit der Abtriebseinheit 26. Die Längswellenanordnung 40 verbindet die Abtriebseinheit 26 mit einem hinteren Ausgleichsgetriebe 44, wobei das hintere Ausgleichsgetriebe 44 eine hintere rechte Seitenwelle 46 und eine hintere linke Seitenwelle 48 aufweist, die jeweils mit einem Ende an einem Rad 38 enden.
Die Längswellenanordnung 40 umfasst eine vordere Längswelle 52, eine hintere Längswelle 54, ein winkelbewegliches Gelenk 50 und zwei Hochgeschwindigkeitsgleichlaufgelenke 60. Die Gleichlaufgelenke 60 übertragen Kraft an die Räder 38 über die Längswellenanordnung 40 und die Vorderradgelenkwelle 42, sogar wenn die Räder 38 oder die Wellen veränderte Winkel aufgrund von Lenken, Antriebsstrangverspannungen und Aufhängungseinfedern und Rückfederung aufweisen. An beiden Enden der Halbwellen ist ein Gleichlaufgelenk 60 vorgesehen, das das Rad 38 und das hintere Ausgleichsgetriebe 44 miteinander verbindet. An beiden Enden der rechten vorderen Halbwelle 34 und der linken vorderen Halbwelle 36 sind Gleichlaufgelenke 60 vorgesehen.
Die Gleichlaufgelenke 60 können irgend welche bekannten Standardarten sein, wie zum Beispiel ein Tripodeverschiebegelenk, ein Kardangelenk, ein Gelenk mit sich kreuzenden Bahnen, Kugelfestgelenk, Tripodefestgelenk oder Doppel-Offset-Gelenk, was alle allgemein bekannte Begriffe auf dem Gebiet der verschiedenen Arten von Gleichlaufgelenken sind. Die Gleichlaufgelenke 60 ermöglichen die Übertragung von konstanten Geschwindigkeiten unter Winkeln, die beim alltäglichen Fahren von Kraftfahrzeugen sowohl in den Halbwellen, als auch Längswellen dieser Fahrzeuge auftreten.
Der Antriebstrang 20 stellt ein allrad-angetriebenes Fahrzeug dar, wobei jedoch zu bemerken ist, dass die Ausführungsform der Gleichlaufgelenke 60 gemäß der vorliegenden Offenbarung auch bei Heckantriebsfahrzeugen, Vorderradantriebsfahrzeugen, Allradantriebsfahrzeugen und Vier-Radantriebsfahrzeugen verwendet werden kann.
Für Zwecke dieser Beschreibung ist ein repräsentativer Abschnitt des Antriebsstrangs 20 als ein Antriebsstrangbauteil 66 ausgewählt. Das Antriebsstrangbauteil 66 bildet die Verbindung zwischen der Vorderradgelenkwelle 42 und der vorderen Ausgleichsgetriebeanordnung 32 und umfasst Abschnitte der Vorderradgelenkwelle 42 und der vorderen Ausgleichsgetriebeanordnung 32.
2 zeigt das Antriebsstrangbauteil 66 als von dem Antriebsstrang 20 entfernt und detaillierter. Die vordere Ausgleichsgetriebeanordnung 32 umfasst ein Gehäuse 70 (teilweise dargestellt), ein Wellenelement 72, das eine Achse A-A aufweist, ein erstes Lager 74, ein zweites Lager 76, eine Dichtung 78, ein Kragenelement 80 zum Vorspannen, einen Vorspannungsabschnitt 82 und ein Tellerrad 84, das eine Mehrzahl von Tellerradzähnen 86 aufweist. Das Wellenelement 72, das vorliegend in Form einer Ritzelwelle gestaltet ist, wird nachstehend auch abkürzend als Welle bezeichnet. Die Lager 74, 76 sind Rollendrucklager, die radiale und axiale Lasten aufnehmen, und werden verwendet, um die Welle 72 in einer gewünschten Position relativ zu dem Tellerrad 84 zu halten. Das erste Lager 74 umfasst einen ersten Lagerinnenring 90, einen ersten Lageraußenring 92 und eine Mehrzahl von ersten Lagerrollen 94. Das zweite Lager 76 umfasst einen zweiten Lagerinnenring 100, einen zweiten Lageraußenring 102 und eine Mehrzahl von zweiten Lagerrollen 104.
Das Gleichlaufgelenk 60, das ein Abschnitt des Antriebsstrangbauteils 66 ist, wird nachfolgend als Gleichlaufgelenk 120 gekennzeichnet. Das Gleichlaufgelenk 120 ist mit der Welle 72 wenigstens teilweise durch ein Festsetzelement 122, wie es nachfolgend im Detail beschrieben wird, verbunden.
In 2 ist eine Gelenkanordnung mit Gleichlaufgelenk 120 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Das dargestellte Gleichlaufgelenk 120 umfasst ein Innenteil bzw. erstes Element 126 und ein Außenteil 138 mit der an diesem befestigten Vorderradgelenkwelle 42. Das Drehmoment wird zwischen der Vorderradgelenkwelle 42 und dem Tellerrad 84, wie nachfolgend im Detail beschrieben, übertragen. Eine Innenwand 142 des Außenteils 138 bildet im Allgemeinen eine Gleichlaufgelenkkammer 144. Wenigstens ein Abschnitt des Innenteils 126 ist in dem Außenteil 138 angeordnet oder aufgenommen. Eine Mehrzahl von Kugeln oder Wälzelementen 152 ist zwischen einer Gleichlaufgelenkaußenfläche 154 des Innenteils 126 und der Innenwand 142 des Außenteils 138 angeordnet. Die Wälzelemente 152 sind im Allgemeinen in einer Reihe um das Innenteil 126 umfangsmäßig beabstandet angeordnet. Das Gleichlaufgelenk 120 kann sechs, acht oder irgendeine gewünschte Anzahl von Wälzelementen 152 umfassen. Eine Balganordnung 160 weist ein Ende auf, das mit einem Ende 162 des Außenteils 138 verbunden ist.
Mit Bezugnahme auf die 2-3 wird die Verbindung zwischen der Welle 72 und dem Innenteil 126 im Detail beschrieben. Die Welle 72 umfasst ein gelenkteilseitiges Ende 164 mit einer Mehrzahl von Wellenzähnen 166, die in diesem ausgebildet sind, und eine Haltefläche 168, die einen in Umfangsrichtung darin eingeformten Gewindeabschnitt 170 (2A) definiert, ein Zahnradende 172, das eine Mehrzahl von Zahnradzähnen 174 aufweist, die in diesem ausgebildet sind, eine erste Lagerfläche 176, eine Vorspannungsschulter 178 und eine zweite Lagerfläche 180. Die Zahnradzähne 174 greifen in die Tellerradzähne 86 des Tellerrads 84 ein.
Wie am besten aus 2A ersichtlich, umfasst das Kragenelement 80 einen im Allgemeinen ringförmigen ersten Kragenabschnitt 200 und einen im Allgemeinen ringförmigen zweiten Kragenabschnitt 202. Der erste Kragenabschnitt 200 umfasst eine erste Außenfläche 204, eine erste Innenfläche 206, eine erste Endfläche 208 und eine erste Verbindungsfläche 210. Die erste Innenfläche 206 umfasst eine Dichtungsnut 212, eine auch als Festsetznut bezeichnete Kragenelementnut 214, die eine im Allgemeinen kegelstumpfförmig Festsetzfläche 218 aufweist, und eine im Allgemeinen kegelstumpfförmige Kragenfase 220. Der zweite Kragenabschnitt 202 umfasst eine zweite Außenfläche 224, eine zweite Innenfläche 226, eine zweite Endfläche 228 und eine zweite Verbindungsfläche 230. Wie dargestellt, weist die zweite Innenfläche 226 ein Gewinde auf, um mit dem Gewindeabschnitt 170 der Welle 72 verbunden zu werden.
Detaillierter beschrieben, umfasst das Innenteil 126 ein erstes Ende 234 und ein zweites Ende 236. Das erste Ende 234 umfasst eine äußere Gleichlaufgelenkfläche 154 und eine Mehrzahl von in diesem ausgebildeten Nabenzähnen 238. Das zweite Ende 236 umfasst eine Innenteilschulter 240, eine Innenteilnut 242, eine Innenteilstufe 244, eine äußerste Außenkante 246 und eine zweite Innenteilfläche 248. Jeder Innenteilzahn 228 erstreckt sich radial (zu der Achse A-A) und axial von dem Innenteil 126. Die Innenteilnut 242 umfasst eine im Allgemeinen ringförmige erste Wand 250, eine im Allgemeinen kegelstumpfförmige zweite Wand 252 und eine im Allgemeinen kegelstumpfförmige Innenwand des Gelenkinnenteils 254. Die Gelenkinnenteilschulter 240 des Innenteils 126 umfasst ferner eine Anordnungskupplungsfläche 256 und eine daran ausgebildete Innenteilfase 258. Die Nabenzähne 238 greifen in die Wellenzähne 166 ein, um ein Drehmoment zwischen diesen zu übertragen. Die Wellenzähne 166 können auch als Keilwellenzähne Wellenkeilzähne bezeichnet werden.
Eine Dichtung 260 ist in der Dichtungsnut 212 eingesetzt. Wie dargestellt, ist die Dichtung ein O-Ring, obwohl andere Dichtungselemente verwendet werden können. Ein Abschnitt einer Montagepresse 270 ist derart dargestellt, dass sie einen ersten Pressenabschnitt 272 und einen zweiten Pressenabschnitt 274 umfasst. Die Montagepresse 270 kann den ersten Pressenabschnitt 272 zu dem zweiten Pressenabschnitt 274 während der Montage des Antriebstrangsbauteils 66, wie nachfolgend im Detail beschrieben, beaufschlagen.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Festsetzelement 122 ein kreisrunder Ring mit einem im Allgemeinen rechteckigen Querschnitt, obwohl ein geteilter Ring mit einem Spalt zwischen den Umfangsenden verwendet werden kann. Das Festsetzelement 122 umfasst insbesondere eine Kragenfestsetzfläche 280, eine Innenteilfestsetzfläche 282, eine erste Festsetzfläche 284 und eine zweite Festsetzfläche 286. Jede dieser Flächen (280, 282, 284, 286 ist im Allgemeinen kegelstumpfförmig. Das Festsetzelement 122 kann innerhalb der Festsetznut 214 angeordnet werden, bevor das Innenteil 126 durch das Kragenelement 80 eingesetzt oder geradlinig in diesem bewegt wird.
Eine Art des Montageverfahrens des Antriebsstrangbauteils 66 ist wie folgt. Die Lager 74, 76 und die Dichtung 78 werden in dem Gehäuse 70, wie im Allgemeinen in 3 dargestellt, angeordnet. Die Dichtung 260 wird in der Dichtungsnut 212 angeordnet und das Festsetzelement 122 wird in der Festsetznut 214 des Kragenelements 80 angeordnet. Die Welle 72 wird dann in dem Gehäuse 70, wie in 3 dargestellt, angeordnet und das Kragenelement 80 wird auf den Gewindeabschnitt 170 der Welle 72 geschraubt. Das Kragenelement 80 wird so weit aufgeschraubt, bis die Lager 74, 76, wie gewünscht, vorgespannt sind. Diese Vorspannung wird durch elastisches Verformen des Vorspannungsabschnitts 82 während des Drehens des Kragenelements 80 relativ zu der Welle 72 erzeugt, wobei sich die mit einem Gewinde versehene zweite Innenfläche 226 des Kragens entlang des Gewindeabschnitts 170 bewegt, um den Lagerinnenring 100 des zweiten Lagers 76 zu dem Innenring 90 des ersten Lagers 74 (im Allgemeinen in Pfeilrichtung S) zu bewegen. Die elastische Verformung des Vorspannungsabschnitts 82 resultiert daher in einer im Allgemeinen vorbestimmten Kraft, die durch Lager 74, 76 übertragen wird. Die Vorspannung kann die Rotation der Welle 72 stabilisieren und das Zahnradende 172 relativ zu dem Tellerrad 84 für den korrekten Eingriff der Tellerradzähne 86 in den Zahnradzähnen 174 positionieren.
Obwohl das Festsetzelement 122 wenigstens teilweise in der Festsetznut 214 der Kragenelements 80 vor dem Verbinden des Kragenelements 80 mit der Welle 72 angeordnet ist, kann das Festsetzelement 122 wenigstens teilweise in der Innenteilnut 242 des Innenteils 126 angeordnet sein, bevor das Kragenelement 80 mit dem Innenteil 126 verbunden wird. Das Gleichlaufgelenk 120 kann, wie in 3 im Allgemeinen dargestellt, vor dem Verbinden des Kragenelements 80 mit dem Innenteil 126 zusammengebaut werden.
Für das Verbinden der Welle 72 mit dem Innenteil 126 und für das Festsetzen an diesem wird spezifisch auf 2 und 3 Bezug genommen. Wie in 3 dargestellt, wird die Welle 72 durch das Innenteil 126 in einer ersten Richtung oder in der Pfeilrichtung F eingeführt. Die Wellenzähne 166 greifen in die Nebenzähne 238, wie nachfolgend im Detail beschrieben, ein.
Beim weiteren Bewegen der Welle 72 in der Pfeilrichtung F wird das Innenteil 126 in dem Kragenelement 80 geführt. Die äußerste Außenkante 246 des Innenteils 126 wird innerhalb der Kragenabschrägung 220 geführt, um die Welle 72 weiter mit dem Innenteil 126 auszurichten. Während die Welle 72 weiter in Pfeilrichtung F bewegt wird, kontaktiert die äußerste Außenkante 246 des Innenteils 126 das Festsetzelement 122. Eine weitere Bewegung der Welle 72 in Pfeilrichtung F ruft hervor, dass sich das Festsetzelement 122 radial nach außen (weg von der Achse A-A) aufweitet, während die äußerste Außenkante 246 des Innenteils 126 an dem Festsetzelement 122 vorbei geführt wird. Das Festsetzelement 122 weitet sich weiter bis zu einem Innendurchmesser auf, der durch das Festsetzelement 122 bestimmt ist, im Allgemeinen gleich dem Außendurchmesser, der durch die Innenteilstufe 244 bestimmt ist. Wenn die Welle 72 weiter in Pfeilrichtung F relativ zu dem Innenteil 126 bewegt wird, wird hervorgerufen, dass das Festsetzelement 122 wenigstens teilweise in die Festsetznut 214 vorgespannt wird, während die äußerste Außenkante 246 des Innenteils 126 an der Dichtung 260 vorbei geführt wird. Während die Welle 72 und das Innenteil 126 angeordnet werden, wie in 2A im Allgemeinen dargestellt, bewegt sich die kegelstumpfförmige zweite Wand 252 des Innenteils 126 in Eingriff zu dem Festsetzelement 122. Das heißt, das Festsetzelement 122 wird entlang der Innenteilstufe 244 und an dieser vorbei geführt (wird nach innen zu diesem durch die elastische Verformung des Festsetzelements 122 vorgespannt), bis das Festsetzelement 122 wenigstens teilweise in die Innenteilnut 242, wie in 2A dargestellt, verformt wird.
Eine Axialbewegung der Welle 72 in der Pfeilrichtung S relativ zu dem Gelenkinnenteil 126 wird durch Einwirken des Festsetzelements 122, die Festsetznut 214 und die Innenteilnut 242 verhindert. Das heißt, die Kragenfestsetzfläche 280 des Festsetzelements 122 wirkt mit der Festsetzfläche 218 des Kragenelements 80, und die Innenteilfestsetzfläche 282 des Festsetzelements 122 mit der zweiten Wand 252 des Innenteils 126 halten zusammen.
Die Wellenzähne 166 können derart dimensioniert sein, dass ein Presssitz notwendig ist, um die Wellenzähne 166 mit den Nabenzähnen 238 in Eingriff zu bringen. Um den Presssitz bereitzustellen, wird das Antriebsstrangbauteil 66, wie im Allgemeinen in 3 dargestellt, mit den Verzahnungen (166, 238), die für den Eingriff miteinander ausgerichtet sind, verbunden. Der erste Pressenabschnitt 272 der Montagepresse 270 wird benachbart zu der Verbindungsfläche 256 der Anordnung des Innenteils 126 angeordnet und der zweite Pressenabschnitt 274 wird benachbart der ersten Verbindungsfläche 210 des Kragenelements 80 angeordnet. Die Montagepresse 270 wird dann den ersten Pressenabschnitt 272 zu dem zweiten Pressenabschnitt 274 bewegen, wodurch eine im Allgemeinen axiale Presssitzkraft angelegt wird, bis das Antriebsstrangbauteil 66 die in 2 im Allgemeinen dargestellte Konfiguration aufweist. Im Allgemeinen umfasst ein Presssitz das Zusammenbringen von zwei Bauteilen, bei dem eine Kraft notwendig ist, um wenigstens teilweise eines der beiden Bauteile elastisch zu verformen, während die Bauteile verbunden werden.
Bei dem in 2 dargestellten zusammengebauten Zustand werden die Wellenzähne 166 wahlweise innerhalb der Reihe der Rollkörper 152 angeordnet. Da das Beugezentrum des Gleichlaufgelenks 120 im Allgemeinen im Zentrum der Reihe der Rollkörper 152 angeordnet ist, kann das Anordnen des kerbverzahnten Eingriffs der Wellenzähne 166 und der Nabenzähne 238, die mit der Reihe an Rollenkörpern 152 radial ausgerichtet sind, ermöglichen, dass irgend eine Fehlausrichtung des kerbverzahnten Eingriffs der Wellenzähne 166 und der Nabenzähne 238 wenigstens teilweise durch das Selbstzentrierungsvermögen des Gleichlaufgelenks 120 innerhalb der Reihe der Rollenkörper 152 ausgeglichen wird. Während die Verzahnungen (166, 238) als im Allgemeinen rechteckige Vorsprünge dargestellt sind, können die Verzahnungen (166, 238) irgend eine geeignete Flächenkontur aufweisen, die verwendet wird, um die Welle 72 zur Drehung mit dem Innenteil 126, im Allgemeinen zylindrische Flächen einschließend, zu verbinden.
4 zeigt das Antriebsstrangbauteil 66 in einer alternativen Ausführungsform der Balganordnung 160 als eine Balganordnung 300. Die Balganordnung 300 umfasst eine Balghülse 302 und den Balg 304. Entweder die Balganordnung 160 oder die Balganordnung 300 kann, wie gewünscht, verwendet werden.
Obwohl die Schritte des Montageverfahrens des Antriebsstrangbauteils 66 in einer bevorzugten Reihenfolge aufgelistet wurden, können die Schritte in verschiedenen Reihenfolgen oder derart kombiniert ausgeführt werden, dass ein Arbeitsablauf mehrere Schritte gleichzeitig ausführen kann. Ferner kann ein Schritt oder mehrere Schritte angefangen werden, bevor ein weiterer Schritt oder Schritte vervollständigt werden, oder ein Schritt oder Schritte können angefangen und beendet werden, nach dem Anfangen und vor dem Vervollständigen (während des Ausführens) von weiteren Schritten.
Die vorangehende Beschreibung wurde nur zur Darstellung und Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen der Verfahren und Systeme der vorliegenden Erfindung gemacht. Es ist nicht beabsichtigt, dass sie vollständig ist oder die Erfindung auf irgendeine offenbarte genaue Form beschränkt. Es ist für den Fachmann verständlich, dass verschiedene Abänderungen gemacht werden können oder Äquivalente für deren Elemente eingesetzt werden können, ohne von dem wesentlichen Umfang abzuweichen. Es können daher zusätzlich viele Veränderungen gemacht werden, um eine spezifische Situation oder einen spezifischen Werkstoff an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne von dem wesentlichen Umfang abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die spezifische Ausführungsform, die als beste Lösung, die zum Ausführen dieser Erfindung erdacht wurde, offenbart wurde, begrenzt wird, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen, die in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, umfasst. Die Erfindung kann anders, als spezifisch beschrieben und dargestellt, angewendet werden, ohne von dem Erfindungsgedanken oder dem Schutzumfang abzuweichen.

Claims

Gelenkanordnung umfassend ein Wellenelement (72), das mit einem Gehäuse (70) drehmäßig verbunden ist, wobei das Wellenelement (72) eine Mehrzahl von Wellenzähnen (166) und einen Wellenvorspannungsabschnitt umfasst, ein Kragenelement (80), das mit dem Wellenelement (72) verstellbar verbunden ist und eine Kragenelementnut (214) und einen in dieser ausgebildeten Vorspannungsabschnitt aufweist, ein erstes Element (126), das ein Innenteil eines Gleichlaufgelenks (60) ist und eine erste Elementnut und eine Mehrzahl von ersten Elementzähnen, die in diesem ausgebildet sind, aufweist, und ein elastisch verformbares Festsetzelement (122), das selektiv wenigstens teilweise sowohl in der Kragenelementnut (214) als auch in der ersten Elementnut zum Begrenzen einer Axialbewegung zwischen dem Wellenelement (72) und dem Kragenelement (80) angeordnet ist, wobei wenigstens ein Abschnitt der ersten Elementnut und wenigstens ein Abschnitt der Kragenelementnut (214) selektiv zueinander ausgerichtet sind, wenn das Wellenelement (72) wenigstens teilweise in dem ersten Element (126) angeordnet ist, um zu ermöglichen, dass das Festsetzelement (122) wenigstens teilweise sowohl in der ersten Elementnut als auch in der Kragenelementnut (214) angeordnet ist.
Gelenkanordnung gemäß Anspruch 1, wobei das Wellenelement (72) eine Mehrzahl von Zahnradzähnen (174), die an diesem ausgebildet sind, zur Drehmomentübertragung durch einen Antriebsstrang umfasst.
Gelenkanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Wellenzähne (166) für einen Presssitz in den ersten Elementzähnen dimensioniert sind.
Gelenkanordnung gemäß Anspruch 1, wobei das Gleichlaufgelenk (60) ein Außenteil (138) und eine Mehrzahl von kugelförmigen Wälzelementen (152) umfasst, die zwischen dem Außenteil (138) und dem ersten Element (126) angeordnet sind und mit diesen in Kontakt stehen.
Gelenkanordnung gemäß Anspruch 4, wobei wenigstens ein Abschnitt der Mehrzahl von Wellenzähnen (166) wahlweise innerhalb einem Bereich der kugelförmigen Wälzelemente (152) angeordnet ist.
Gelenkanordnung gemäß Anspruch 1 ferner umfassend wenigstens ein Lager (74, 76), das zwischen dem Gehäuse (70) und dem Wellenelement (72) angeordnet wird, wobei das Kragenelement (80) relativ zu dem Wellenelement (72) bewegt werden kann, um eine Vorspannung auf das wenigstens eine Lager (74, 76) auszuüben.
Gelenkanordnung gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens die erste Elementnut oder die Kragenelementnut (214) eine sich über den Umfang erstreckende Nut ist.
Gelenkanordnung umfassend ein Wellenelement (72), das mit einem Gehäuse (70) drehend verbunden ist, wobei das Wellenelement (72) eine Mehrzahl von Wellenzähnen (166) und einen Wellenvorspannungsabschnitt umfasst, ein Kragenelement (80), das mit dem Wellenelement (72) verstellbar verbunden ist und eine Kragenelementnut (214) und einen Vorspannabschnitt, der in dieser ausgebildet ist, aufweist, und ein Gleichlaufgelenk (60), das ein Innenteil (126), ein Außenteil (138) und eine Mehrzahl von kugelförmigen Wälzelementen (152) umfasst, die zwischen dem Außenteil (138) und dem Innenteil (126) angeordnet sind und mit diesen in Kontakt stehen, wobei das Innenteil (126) eine Gelenkinnenteilnut und eine Mehrzahl von Gelenkinnenteilzähnen, die in diesem ausgebildet sind, aufweist, und wobei wenigstens ein Abschnitt der Mehrzahl von Wellenzähnen (166) wahlweise in einem Bereich der kugelförmigen Wälzelemente (152) angeordnet werden, wenigstens ein Lager (76), das zwischen dem Gehäuse (70) und dem Wellenelement (72) angeordnet ist, wobei das Kragenelement (80) relativ zu dem Wellenelement (72) bewegt werden kann, um eine Vorspannung auf das wenigstens eine Lager (76) auszuüben, einen Vorspannungsabschnitt (82), der zwischen dem Lager (76) und einem Abschnitt des Wellenelements (72) angeordnet ist, wobei der Vorspannungsabschnitt (82) wenigstens teilweise verformt wird, wenn das Lager (76) vorgespannt wird.
Gelenkanordnung gemäß Anspruch 8, wobei das Wellenelement (72) eine Mehrzahl von Zahnradzähnen (174), die an diesem ausgebildet sind, für die Drehmomentübertragung durch einen Antriebsstrang umfasst.
Gelenkanordnung gemäß Anspruch 8, wobei die Wellenzähnen (166) für einen Presssitz in den Gelenkinnenteilzähnen dimensioniert sind.
Gelenkanordnung gemäß Anspruch 8 ferner umfassend ein Festsetzelement (122), das wahlweise in der Kragenelementnut (214) oder der Gelenkinnenteilnut für die Begrenzung einer Axialbewegung zwischen dem Wellenelement (72) und dem Innenteil (126) wenigstens teilweise angeordnet ist.
Montageverfahren für ein Antriebsstrangbauteil umfassend Anordnen einer Welle (72) innerhalb wenigstens eines Lagers (76), Anordnung der Welle (72) neben einem Vorspannungselement, Vorspannen des Lagers (76), wobei durch Bewegen eines Kragenelements (80) relativ zu der Welle (72), wenigstens teilweise die Vorspannung erhöht, Verbinden eines ersten Abschnitts eines Gleichlaufgelenks (60) mit einem Abschnitt des Kragenelements (80) derart, dass wenigstens ein Abschnitt einer Kragenelementnut (214), die in dem Kragenelement (80) ausgebildet ist und wenigstens ein Abschnitt einer Wellennut, die in der Welle (72) ausgebildet ist, wenigstens teilweise miteinander ausgerichtet werden, wenn die Welle (72) wenigstens teilweise in dem ersten Abschnitt angeordnet wird, und Einführen eines Festsetzelements (122) wenigstens teilweise in wenigstens eines der nachfolgenden Teile, nämlich die Kragenelementnut (214) oder die Wellennut.
Verfahren gemäß Anspruch 12 ferner umfassend Aufbringen einer axialen Presssitzkraft auf wenigstens eines der nachfolgenden Teile, nämlich das Vorspannungselement oder den ersten Abschnitt, um die Welle (72) relativ zu dem ersten Abschnitt zu bewegen, wobei die axiale Presssitzkraft wenigstens einen Abschnitt der Welle (72) oder des ersten Abschnitts wenigstens elastisch verformt.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Verbinden des ersten Abschnitts des Gleichlaufgelenks (60) das Einführen eines Abschnitts eines Gelenkinnenteils des Gleichlaufgelenks (60) in einen Abschnitt des Kragenelements (80) umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 12 ferner umfassend das Anordnen der Welle (72) in dem ersten Abschnitt des Gleichlaufgelenks (60).
Verfahren gemäß Anspruch 12 ferner umfassend Anordnen einer Dichtung (260) zwischen einer Fläche des Kragenelements (80) und einer Fläche des ersten Abschnitts des Gleichlaufgelenks (60).
Verfahren gemäß Anspruch 12 ferner umfassend ein radiales Verlagern wenigstens eines Abschnitts des Festsetzelements (122), während der erste Abschnitt in den Abschnitt des Kragenelements (80) eingeführt wird.