DE102004041739B4

DE102004041739B4 - Support device for a cardan shaft of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102004041739B4
Application number: DE200410041739
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Kerbel; Reinhard Dipl.-Ing. Reetz; Ralf Dipl.-Ing. Sperber
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Kerbel Andreas Dipl-Ing De; Reetz Reinhard Dipl-Ing De; Sperber Ralf Dipl-Ing De
Priority date: 2004-08-28
Filing date: 2004-08-28
Publication date: 2008-10-09
Anticipated expiration: 2024-08-29
Also published as: DE102004041739A1; WO2006024433A1

Abstract

Abstützeinrichtung für eine Kardanwelle (10) eines Kraftfahrzeuges mit
a) einem Lagerbock (55), der fest mit der Karosserie des Kraftfahrzeuges verbunden ist,
b) einem Wellenabschnitt (65) der Kardanwelle (10), der unter Ausbildung eines radialen Spieles (66) durch eine Ausnehmung (56) des Lagerbockes (55) hindurchtritt,
wobei
c) der Lagerbock (55) eine Anlagefläche (61) besitzt, an der der Wellenabschnitt (65) im Crashfall zur Vermeidung eines Ausknickens der Kardanwelle (10) nach einer Überwindung des Spieles (66) unter Ermöglichung axialer Verschiebungen des Wellenabschnittes (65) bei radialer Führung durch den Lagerbock (55) zur Anlage kommt, und
d) nach einer definierten Verschiebung des Wellenabschnittes (65) in axialer Richtung im Crashfall bei radialer Führung durch den Lagerbock (55) ein Teilbereich des Wellenabschnittes (65) in axialer Richtung zur Anlage an den Lagerbock (55) kommt.Support device for a propeller shaft (10) of a motor vehicle with
a) a bearing block (55) which is firmly connected to the body of the motor vehicle,
b) a shaft section (65) of the cardan shaft (10) which passes through a recess (56) of the bearing block (55), forming a radial play (66),
in which
c) the bearing block (55) has a contact surface (61) on which the shaft portion (65) in the event of a crash to prevent buckling of the propeller shaft (10) after overcoming the game (66) while allowing axial displacement of the shaft portion (65) radial guide by the bearing block (55) comes to rest, and
d) after a defined displacement of the shaft section (65) in the axial direction in the event of a crash with radial guidance through the bearing block (55), a partial region of the shaft section (65) comes to bear against the bearing block (55) in the axial direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstützeinrichtung für eine Kardanwelle eines Kraftfahrzeugs.The The invention relates to a support device for a cardan shaft of a motor vehicle.

Im Crashfall eines Kraftfahrzeugs stellt die Kardanwelle ein in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs orientiertes Bauteil dar, welches mit einer Crashverformung des Kraftfahrzeuges Verschiebungen, beispielsweise infolge von Spielen der Kardanwelle, elastischen Verformungen und plastischen Verformungen ausgesetzt wird. Während derartige Änderungen der Geometrie der Kardanwelle in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs hingenommen werden oder erwünscht sind, da hierdurch Verformungsenergie aufgenommen werden kann, ist ein seitliches Ausknicken der Kardanwelle, zumindest in Teilrichtungen quer zur Längsachse der Kardanwelle, unerwünscht.in the Crash case of a motor vehicle adjusts the cardan shaft in the longitudinal direction the motor vehicle oriented component, which with a crash deformation the motor vehicle shifts, for example as a result of games the cardan shaft, elastic deformations and plastic deformations is suspended. While such changes the geometry of the propeller shaft in the longitudinal direction of the motor vehicle be accepted or desired are, since this deformation energy can be absorbed is a lateral buckling of the propeller shaft, at least in partial directions across to the longitudinal axis the cardan shaft, undesirable.

Aus der DE 41 13 709 C2 ist ein Verformungselement für eine Kardanwelle bekannt, bei dem Verformungsenergie durch einen "Umstülpvorgang" eines rohrförmigen Abschnittes aufgenommen wird. Ein seitliches Ausknicken der Kardanwelle während des Umstülpvorganges wird dadurch vermieden, dass ein zylindrischer Fortsatz eines Rohrteils auf einer Seite der Umstülpstelle radial innenliegend von einem Rohrteil auf der anderen Seite der Umstülpstelle geführt ist.From the DE 41 13 709 C2 is a deformation element for a propeller shaft is known in the deformation energy is absorbed by a "everting" of a tubular portion. A lateral buckling of the propeller shaft during Umstülpvorganges is avoided by a cylindrical extension of a pipe part is guided on one side of the Umstülpstelle radially inwardly of a pipe part on the other side of the Umstülpstelle.

Aus der DE 43 09 622 A1 ist eine Gelenkwelle bekannt, bei der eine Rohrhülse formschlüssig zur Anlage an die Kardanwelle gelangt. Infolge der festen Abstützung der Rohrhülse gegenüber der Karosserie ist mit diesem Formschluss der axiale Freiheitsgrad der Kardanwelle festgesetzt.From the DE 43 09 622 A1 is a PTO shaft is known, in which a pipe sleeve enters the form-fitting to the propshaft. As a result of the fixed support of the tubular sleeve relative to the body is fixed with this positive locking of the axial degree of freedom of the propeller shaft.

Zudem ist aus der der US 2002/0117344 A1 eine Kardanwelle mit einem Deflektor bekannt, der der radialen Führung, nicht jedoch einer axialen Abstützung dient.In addition, from the US 2002/0117344 A1 a propeller shaft with a deflector known which serves the radial guidance, but not an axial support.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative oder zusätzliche Abstützeinheit für eine Kardanwelle eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, mittels welcher eine geeignete Beeinflussung des Ausknickverhaltens der Kardanwelle erfolgen kann.Of the present invention is based on the object, an alternative or additional support unit for one Propose propeller shaft of a motor vehicle, by means of which a suitable influence on the Ausknickverhaltens the propeller shaft done can.

Diese Aufgabe wird jeweils erfindungsgemäß gelöst durch eine Abstützeinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 oder 2. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These Each object is achieved according to the invention by a support device with the characteristics of the independent claims 1 or 2. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist in der Abstützeinrichtung ein Lagerbock vorgesehen, der fest mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden ist und zudem einen Wellenabschnitt der Kardanwelle aufweist, der unter Ausbildung eines radialen Spieles durch eine Ausnehmung des Lagerbocks hindurchtritt. Beispielsweise ist der Lagerbock fest an die Unterseite der Karosserie oder eines Trägers des Kraftfahrzeugs angeschraubt oder angeschweißt.According to the invention is in the support device provided a bearing block fixed to the bodywork of the motor vehicle is connected and also has a shaft portion of the propeller shaft, the formation of a radial clearance through a recess of the bearing block passes. For example, the bearing block is fixed screwed to the underside of the body or a carrier of the motor vehicle or welded.

Gemäß der Erfindung kommt nach einer definierten Verschiebung des Wellenabschnittes im Crashfall ein Teilbereich des Wellenabschnittes in axialer Richtung zur Anlage an den Lagerbock. Auf diese Weise kann gezielt das (axiale) Steifigkeitsverhalten der Kardanwelle beeinflusst werden. Kommt der Wellenabschnitt in axialer Richtung zur Anlage an den Lagerbock, so werden weitere Relativverschiebungen zwischen Lagerbock und Wellenabschnitt vermieden. Weitere Verschiebungen des Wellenabschnittes sind dann nur noch möglich, wenn die Karos serie, an die der Lagerbock angebunden ist, ebenfalls verformt wird. Hiermit wird mit einer Herstellung der axialen Anbindung des Wellenabschnittes an den Lagerbock eine sprunghafte Erhöhung der Steifigkeit der Kardanwelle in axialer Richtung wirksam.According to the invention comes after a defined displacement of the shaft section in the event of a crash, a portion of the shaft portion in the axial direction for contact with the bearing block. In this way, the (axial) Stiffness behavior of the propeller shaft are affected. He comes Shaft section in the axial direction for engagement with the bearing block, so further relative displacements between bearing block and shaft section are avoided. Further shifts of the shaft section are then only possible, if the Karos series, to which the bearing block is tied, likewise is deformed. This is with a production of the axial connection of the shaft portion of the bearing block a sudden increase in the Stiffness of the cardan shaft in the axial direction is effective.

Bei dem Wellenabschnitt der Kardanwelle kann es sich um ein beliebiges Teil der Kardanwelle handeln. Die Ausnehmung des Lagerbockes kann in beliebige Richtung, beispielsweise in Richtung der Längsachse des Wellenabschnittes oder quer zu der Längsachse des Wellenabschnittes orientiert sein. Das sich ausbildende radiale Spiel kann sich über die gesamte Umfangsfläche des Wellenabschnittes ergeben mit in Umfangsrichtung gleicher oder unterschiedlicher Größe des Spiels. Weiterhin kann das Spiel lediglich über einen Teil der Umfangsfläche vorliegen, während sich der Wellenabschnitt mindestens in eine andere Richtung frei bewegen kann. Beispielsweise kann ein Ausknicken der Kardanwelle in Richtung der Fahrbahn unter Umständen akzeptiert werden, während es in Richtung des Fahrgastzelle und/oder parallel zum Unterboden nur begrenzt akzeptiert wird, so dass der Lagerbock nur in die letztgenannten Richtungen wirksam werden kann. Vorzugsweise umgibt der Lagerbock die gesamte Umfangsfläche.at The shaft section of the cardan shaft may be any Act part of the cardan shaft. The recess of the bearing block can in any direction, for example in the direction of the longitudinal axis the shaft portion or transverse to the longitudinal axis of the shaft portion be oriented. The forming radial game can be over the entire peripheral surface of the shaft portion result in the circumferential direction of the same or different size of the game. Furthermore, the game can be present only over part of the peripheral surface, while the shaft section at least in another direction free can move. For example, a buckling of the propeller shaft may be accepted in the direction of the roadway while it is towards the passenger compartment and / or parallel to the subfloor only is accepted limited, so that the bearing block only in the latter Directions can be effective. Preferably, the bearing block surrounds the entire peripheral surface.

Der Lagerbock besitzt eine (oder mehrere) Anlagefläche(n). An der Anlagefläche kommt der Wellenabschnitt im Crashfall zur Vermeidung eines Ausknickens der Kardanwelle nach einer Überwindung des Spiels zur Anlage.Of the Bearing block has one (or more) contact surface (s). At the contact surface comes the shaft section in the event of a crash to avoid buckling the propshaft after overcoming of the game to the plant.

Erfindungsgemäß beeinflusst somit der Lagerbock den Betrieb des Kraftfahrzeugs und die Lagerbedingungen der Kardanwelle während eines normalen Betriebs des Kraftfahrzeugs nicht. Auch in einem Crashfall kommt der Lagerbock dann nicht zur Wirkung, wenn ein Ausknicken des Wellenabschnittes ohnehin nicht eintritt. In diesem Fall kann somit vermieden werden, dass sich zwischen Lagerbock und Wellenabschnitt Kontakt-, Reib- oder Klemmkräfte ergeben, welche das Verformungsverhalten der Kardanwelle negativ beeinflussen können.Thus, according to the invention, the bearing block does not affect the operation of the motor vehicle and the bearing conditions of the cardan shaft during normal operation of the motor vehicle. Even in the event of a crash, the bearing block will not be effective if buckling of the shaft section does not occur anyway. In this case, it can thus be avoided that arise between bearing block and shaft portion contact, friction or clamping forces, which the deformation behavior of Propeller shaft can affect negatively.

Kommt es allerdings, beispielsweise infolge der vorliegenden Crashbedingungen, zu einem beginnenden Ausknicken der Kardanwelle, so begrenzt der Lagerbock das Ausknicken entsprechend dem vorgegebenen radialen Spiel. Nach Überwinden des Spiels tritt eine Veränderung der Lagerbedingungen ein, die ein weiteres Ausknicken, insbesondere im Bereich des Lagerbockes, zunächst oder vollständig verhindert. Ist die Ausnehmung in radialer Richtung teilweise offen, so kann ein Ausknicken in diese Richtung hingenommen werden, während durch den Lagerbock ein Ausknicken in andere Richtungen vermieden ist. Weiterhin kann bei einer Variation des radialen Spiels in Umfangsrichtung ein Wirksamwerden des Lagerbockes für unterschiedliche radiale Ausknickungen vorgegeben werden.comes However, for example due to the present crash conditions, to a beginning buckling of the propeller shaft, so limited Bearing buckling according to the given radial Game. After overcoming the game is changing the storage conditions, a further buckling, in particular in the area of the bearing block, first or completely prevented. Is the recess in the radial direction partially open, so can a break in that direction can be accepted while passing through the bearing block kinking in other directions is avoided. Furthermore, in a variation of the radial clearance in the circumferential direction an effect of the bearing block for different radial Ausknickungen be specified.

Mit einem unerwünschten Ausknicken fällt die von der Kardanwelle aufnehmbare Verformungsenergie (radikal) ab, was zu einem nichtlinearen Steifigkeitsverhalten in Längsrichtung führen kann. Durch Wirksamwerden des Lagerbockes nach Überwindung des radialen Spiels kann ein derartiger Abfall der aufzunehmenden Verformungsenergie und der Steifigkeit der Kardanwelle in Längsrichtung vermieden werden.With an undesirable Buckling falls from the cardan shaft absorbable deformation energy (radically), resulting in a nonlinear stiffness behavior in the longitudinal direction to lead can. By taking effect of the bearing block after overcoming the radial clearance such a drop in the strain energy to be absorbed and the rigidity of the propshaft in the longitudinal direction can be avoided.

Weiterhin ist es möglich, dass die Änderungen der Randbedingungen der Kardanwelle durch ein Wirksamwerden des Lagerbockes gezielt eingesetzt werden, um eine progressive Steifigkeit der Kardanwelle in Längsrichtung hervorzurufen: durch die zusätzliche Abstützstelle der Kardanwelle gegenüber dem Lagerbock ergeben sich veränderte Randbedingungen, die zu einem anderen Knickfall führen, welcher beispielsweise kürzere wirksame Knicklängen beinhaltet und demgemäß zu einer höheren Steifigkeit in Längsrichtung sowie einer höheren kritischen Knicklast führt.Farther Is it possible, that the changes the boundary conditions of the propshaft by an effect of the Bearing be used selectively to provide progressive stiffness the cardan shaft in the longitudinal direction to evoke: through the additional support point the cardan shaft opposite the Lagerbock arise changed Boundary conditions that lead to another buckling case, which for example, shorter ones includes effective buckling lengths and accordingly to a higher Stiffness in the longitudinal direction as well as a higher one critical buckling load leads.

Neben der vorgenannten Möglichkeit der Überwindung des radialen Spiels durch einen geringfügig einsetzenden Knickvorgang kann, beispielsweise im Zuge eines Ausgleichs von Spielen der Kardanwelle im Crashfall oder plastischen oder elastischen Verformungen der Kardanwelle, ein Bereich größeren Durchmessers des Wellenabschnittes der Kardanwelle in die Ausnehmung des Lagerbockes eintreten und zur Anlage an der Anlagefläche kommen.Next the above possibility overcoming the radial clearance by a slight onset of buckling can, for example, in the course of a balance of games of propshaft in the event of a crash or plastic or elastic deformations of the Cardan shaft, a larger diameter area of the shaft portion of the propeller shaft in the recess of the bearing block enter and come to rest on the contact surface.

Weiterhin ist es denkbar, dass das Spiel überwunden wird infolge einer Verschiebung eines Anlenkpunktes der Kardanwelle, beispielsweise infolge einer Veränderung der relativen Lage des Antriebsaggregates gegenüber einem hinteren Anlenkpunkt der Kardanwelle.Farther It is conceivable that the game is overcome is due to a displacement of a pivot point of the propeller shaft, for example as a result of a change the relative position of the drive unit relative to a rear pivot point of the Propeller shaft.

Ebenfalls möglich ist, dass sich ein Kontakt zwischen Lagerbock und Wellenabschnitt aus einer Überlagerung

– eines einsetzenden Ausknickvorgangs,
– einer Durchmesseränderung des in dem Lagerbock angeordneten Wellenabschnittes und/oder
– einer Verschiebung eines Anlenkpunktes der Kardanwelle

ergibt.It is also possible that a contact between bearing block and shaft section from a superposition

- an incipient kinking process,
- A change in diameter of the arranged in the bearing block shaft portion and / or
- A shift of a pivot point of the propeller shaft

results.

In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abstützeinrichtung weist das Wellenlager einen Faltenkörper aus einem Elastomermaterial auf. Der Faltenkörper nimmt radial innenliegend ein Wälzlager auf und ist radial außenliegend (unmittelbar oder mittelbar) gegenüber dem Lagerbock abgestützt. Mittels eines derartigen Faltenkörpers aus einem Elastomermaterial kann eine besonders geeignet isotrope oder anisotrope Lagerung bereitgestellt werden. Weiterhin kann ein derartiger Faltenkörper eine (begrenzte) axiale und/oder radiale Verschiebung des Wellenlagers mit dem Wellenabschnitt in dem Crashfall ermöglichen. Beispielsweise ist es zusätzlich möglich, dass nach Überwinden einer begrenzten axialen und/oder radialen Verschiebung des Faltenkörpers der Faltenkörper zerreißt, so dass die Verbindung zwischen Wellenabschnitt über das Wellenlager zu dem Lagerbock gelöst wird.In an embodiment of the support device according to the invention has the shaft bearing a fold body made of an elastomeric material. The fold body takes radially inward a rolling bearing on and is radially outboard (directly or indirectly) supported against the bearing block. through such a fold body made of an elastomeric material, a particularly suitable isotropic or anisotropic storage. Furthermore, a such fold body a (limited) axial and / or radial displacement of the shaft bearing allow with the shaft portion in the event of a crash. For example it additionally possible that after overcoming a limited axial and / or radial displacement of the fold body of folding body tears, so that the connection between shaft section via the shaft bearing to the Bearing released becomes.

Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung ist die Ausnehmung ungefähr in Richtung der Längsachse des Wellenabschnittes orientiert. Eine die Ausnehmung begrenzende Mantelfläche umgibt mit einer Anlagefläche den Wellenabschnitt vollständig, insbesondere mit einem Spalt gleicher oder unterschiedlicher Spalthöhe. Bei exzentrischer Montage von Lagerbock und Wellenabschnitt kann auf besonders einfache Weise eine über den Umfang variierende Höhe des Spaltes erzielt werden. Hierdurch ergeben sich besonders definierte Lagerbedingungen für die Kardanwelle im Crashfall.Corresponding a development of the invention, the recess is approximately in the direction the longitudinal axis oriented to the shaft section. A recess bounding the recess lateral surface surrounds with a contact surface the shaft section completely, in particular with a gap of the same or different gap height. at eccentric mounting of bearing block and shaft section can on particularly easy way one over the amount varying height of the gap can be achieved. This results in particularly defined Storage conditions for the cardan shaft in the event of a crash.

Vorzugsweise ist die Ausnehmung des Lagerbockes in Längsrichtung trichterförmig ausgebildet. Während einer Verformung der Kardanwelle im Crashfall dient die trichterförmige Ausbildung der Ausnehmung einer Führung des Wellenabschnittes. Durch die trichterförmige Ausbildung können sich vergrößerte führende Anlageflächen ergeben, wodurch Spannungsspitzen im Bereich des Lagerbockes einerseits, aber auch im Bereich der Mantelfläche des Wellenabschnittes vermieden werden können, die unerwünschte Beschädigungen des Querschnittes des Wellenabschnittes und damit ein unerwünschtes mechanisches Versagen des Wellenabschnittes zur Folge haben könnten.Preferably the recess of the bearing block is funnel-shaped in the longitudinal direction. While a deformation of the propshaft in the event of a crash serves the funnel-shaped training the recess of a guide of the shaft section. The funnel-shaped design can result in enlarged leading contact surfaces, whereby stress peaks in the region of the bearing block on the one hand, but also avoided in the area of the lateral surface of the shaft portion can be the unwanted damage the cross section of the shaft portion and thus an undesirable mechanical failure of the shaft section could result.

Eine weitere erfindungsgemäße Abstützeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Ausnehmung größer ist als der größte Querschnitt eines im Crashfall durch den Lagerbock hindurchtretenden Wellenbereiches. Auf diese Weise ist dafür Sorge getragen, dass in einem Crashfall, bei dem (zunächst) kein Ausknicken der Kardanwelle erfolgt, der Lagerbock das Verformungsverhalten der Kardanwelle nicht beeinflusst.A further support device according to the invention is characterized in that the cross section of the recess is larger than the largest Cross section of a wave area passing through the bearing block in the event of a crash. In this way it is ensured that in a crash, in which (initially) no buckling of the propeller shaft, the bearing block does not affect the deformation behavior of the propeller shaft.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kommt nach einer definierten Verschiebung des Wellenabschnittes im Crashfall ein Teilbereich des Wellenabschnittes in axialer Richtung zur Anlage an den Lagerbock. Auf diese Weise kann gezielt das (axiale) Steifigkeitsverhalten der Kardanwelle beeinflusst werden. Kommt der Wellenabschnitt in axialer Richtung zur Anlage an den Lagerbock, so werden weitere Relativverschiebungen zwischen Lagerbock und Wellenabschnitt vermieden. Weitere Verschiebungen des Wellenabschnittes sind dann nur noch möglich, wenn die Karosserie, an die der Lagerbock angebunden ist, ebenfalls verformt wird. Hiermit wird mit einer Herstellung der axialen Anbindung des Wellenabschnittes an den Lagerbock eine sprunghafte Erhöhung der Steifigkeit der Kardanwelle in axialer Richtung wirksam.To Another proposal of the invention comes after a defined Shifting of the shaft section in the event of a crash a partial area of the shaft portion in the axial direction for engagement with the bearing block. In this way, the (axial) stiffness behavior can be targeted the cardan shaft are affected. If the shaft section comes in axial direction to rest on the bearing block, so are more Relative displacements between bearing block and shaft section avoided. Further shifts of the shaft section are then only possible if the body to which the bearing bracket is tied, also deformed becomes. This is with a production of the axial connection of the Wellenabschnittes to the bearing block a jumpy increase in Stiffness of the cardan shaft in the axial direction is effective.

Als ein Material, welches sich hinsichtlich der Herstellung, der Herstellungskosten, des Gewichtes und der mechanischen Eigenschaften besonders gut für den Lagerbock eignet, hat sich Aluminium bewährt.When a material which, with regard to the production, the production costs, the weight and mechanical properties are particularly good for the bearing block aluminum has proven itself.

Nach einem besonderen Vorschlag der vorliegenden Erfindung ist der Lagerbock multifunktional ausgebildet: neben den vorgenannten Funktionen dient der Lagerbock weiterhin als Wellenlager für eine Lagerung des Wellenabschnittes während des normalen Betriebs des Kraftfahrzeugs. Die Funktionsflächen des Lagerbockes für die unterschiedlichen Funktionen sind hierbei insbesondere in axialer Richtung gegeneinander versetzt. Eine derartige multifunktionale Ausbildung hat Vorteile hinsichtlich der Herstellung, der Montage, des Gewichtes und der Bauteilvielfalt. Im Gegensatz zu einer separaten Ausbildung für die einzelnen Funktionen ist weiterhin für die multifunktionale Ausbildung die relative Lage für ein Lagergehäuse des Wellenlagers sowie ein Lagergehäuse des Lagerbockes zur Vermeidung eines Ausknickens automatisch festgelegt. Während eines Crashfalles kann zusätzlich zu der Anlagefläche des Lagerbockes das Wellenlager das Ausknickverhalten beeinflussen. Möglich ist weiterhin, dass die Anbindung des Wel lenlagers an den Lagerbock bzw. den Wellenabschnitt zu Beginn oder während des Crashvorgangs automatisiert gelöst wird, so dass lediglich die Anlagefläche des Lagerbockes das Verformungsverhalten der Kardanwelle beeinflusst.To A particular proposal of the present invention is the bearing block designed multifunctional: in addition to the above functions is used the bearing block continues as a shaft bearing for a bearing of the shaft portion while the normal operation of the motor vehicle. The functional surfaces of the Bearing for the different functions are here in particular in the axial direction offset against each other. Such a multifunctional training has advantages in terms of manufacture, assembly, weight and the variety of components. Unlike a separate education for the individual functions is still available for multifunctional training the relative position for a bearing housing of the shaft bearing and a bearing housing of the bearing block to avoid of a kink automatically set. During a crash can additionally to the contact surface of the bearing block the shaft bearing affect the Ausknickverhalten. Possible Furthermore, the connection of the shaft bearing to the bearing block or the shaft section at the beginning or during the crash process automated solved is, so that only the contact surface of the bearing block the deformation behavior the cardan shaft influences.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Weitere Merkmale sind der Zeichnung, insbesondere den dargestellten Geometrien der Bauteile, den relativen Abmessungen mehrerer dargestellter Maße gleicher oder unterschiedlicher Bauteile, der relativen Anordnung der Bauteile zueinander und deren Wirkverbindungen miteinander, zu entnehmen.advantageous Further developments will become apparent from the dependent claims, the description and the Drawings. Other features are the drawing, especially the shown geometries of the components, the relative dimensions several illustrated dimensions same or different components, the relative arrangement the components to each other and their operative connections with each other, refer to.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:One preferred embodiment the device according to the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In the drawing shows:

1 einen ersten Teillängsschnitt einer an sich bekannten Kardanwelle für ein Kraftfahrzeug, 1 a first partial longitudinal section of a known propshaft for a motor vehicle,

2 einen zweiten Teillängsschnitt der Kardanwelle aus 1 mit einer erfindungsgemäßen Abstützeinrichtung, 2 a second partial longitudinal section of the propeller shaft 1 with a support device according to the invention,

3 einen dritten Teillängsschnitt der Kardanwelle aus 1 und 2 mit einer erfindungsgemäßen Abstützeinrichtung, 3 a third partial longitudinal section of the propeller shaft 1 and 2 with a support device according to the invention,

4 eine erfindungsgemäße Abstützeinrichtung in vergrößerter Teilansicht und 4 a support device according to the invention in an enlarged partial view and

5 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäß einsetzbaren Lagerbockes. 5 a spatial view of an inventively usable bearing block.

Eine Kardanwelle 10 für ein Kraftfahrzeug besitzt eine Antriebswelle 11, eine Zwischenwelle 12 und eine Abtriebswelle 13, die in der vorgenannten Reihenfolge zwischen ein Getriebe des Kraftfahrzeugs und ein Achsverteilergetriebe antriebsmäßig zwischengeschaltet sind. Die Antriebswelle 11 ist über ein Gelenk 14 mit der Zwischenwelle 12 antriebsmäßig unter Gewährleistung einer Verschwenkung verbunden. Die Zwischenwelle 12 ist mit der Abtriebswelle 13 über ein Gelenk 15 zur Ermöglichung einer relativen Verschwenkung verbunden. Um eine detaillierte Darstellung zu ermöglichen, sind in den 1 bis 3 jeweils axiale Teilbereiche der Kardanwelle 10 dargestellt.A propeller shaft 10 for a motor vehicle has a drive shaft 11 , an intermediate wave 12 and an output shaft 13 which are drivingly interposed in the above order between a transmission of the motor vehicle and a Achsverteilergetriebe. The drive shaft 11 is about a joint 14 with the intermediate shaft 12 drivingly connected to ensure pivoting. The intermediate shaft 12 is with the output shaft 13 about a joint 15 connected to allow relative pivoting. In order to provide a detailed representation, are in the 1 to 3 each axial portions of the propeller shaft 10 shown.

Gemäß 1 besitzt die Antriebswelle 11 in dem dem Getriebe zugeordneten Endbereich einen sich radial erstreckenden Flansch 16, über den die Antriebswelle 11 unter Zwischenschaltung einer Gelenkscheibe 17 über Schrauben 18 an eine nicht dargestellte Getriebeausgangswelle angebunden ist. Die Antriebswelle 11 ist hohl und im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet. Zur Vereinfachung der Fertigung der Antriebswelle 11 ist ein rohrförmiger Fortsatz 19 des Flansches 16 über eine Reibschweißung 20 mit einem hohlen, rohrförmigen Antriebswellenkörper 21 formschlüssig verbunden.According to 1 has the drive shaft 11 in the end portion associated with the transmission, a radially extending flange 16 over which the drive shaft 11 with the interposition of a flexible disc 17 about screws 18 is connected to a transmission output shaft, not shown. The drive shaft 11 is hollow and substantially tubular. To simplify the production of the drive shaft 11 is a tubular extension 19 of the flange 16 via a friction welding 20 with a hollow, tubular drive shaft body 21 positively connected.

Der Antriebswellenkörper 21 geht über eine Querschnittserweiterung 22 in eine Aufweitung 23 über, die über einen axialen Teilbereich einen konstanten Durchmesser aufweist. Die Aufweitung 23 geht in einem Umstülpbereich 24 wieder in den ursprünglichen Durchmesserbereich des Antriebswellenkörpers 21 über.The drive shaft body 21 goes over a cross-sectional extension 22 in an expansion 23 over, over an axial portion of a kon has constant diameter. The expansion 23 goes in a Umstülpbereich 24 back to the original diameter range of the drive shaft body 21 above.

Auf der dem Umstülpbereich 24 abgewandten Seite ist fest in dem Antriebswellenkörper 21 ein rohrförmiges Führungselement 25 vorgesehen, welches in die Aufweitung 23 hineinragt und in dem dem Getriebe zugewandten Endbereich eine radiale Anlagefläche 26 an die Aufweitung 23 bildet. Mit der Aufweitung 23, dem Umstülpbereich 24 und dem Führungselement 25 ist ein Verformungselement entsprechend der DE 41 13 709 C2 gebildet.On the everting area 24 opposite side is fixed in the drive shaft body 21 a tubular guide element 25 provided, which in the expansion 23 protrudes and in the transmission end region facing a radial contact surface 26 to the expansion 23 forms. With the expansion 23 , the eversion area 24 and the guide element 25 is a deformation element according to the DE 41 13 709 C2 educated.

In dem dem Getriebe abgewandten Endbereich ist der Antriebswellenkörper 21 über eine Reibschweißung 27 mit einem hohlzylinderförmigen Fortsatz 28 eines Flansches 29 fest verbunden, welcher einen Bolzen 30 des als Kreuzgelenk ausgebildeten Gelenkes 14 trägt.In the end region remote from the transmission, the drive shaft body is 21 via a friction welding 27 with a hollow cylindrical extension 28 a flange 29 firmly connected, which is a bolt 30 of the joint formed as a universal joint 14 wearing.

Ein weiterer Bolzen 31 des Gelenks 14 ist fest mit einem Flansch 32 der Zwischenwelle 12 verbunden. Der Flansch 32 ist über eine Steckverzahnung 33 antriebsfest, aber axial verschieblich mit einer Buchse 34 verbunden, die eine rohrförmige Erweiterung 35 besitzt. Die Erweiterung 35 ist über eine Reibschweißung 36 mit einem Zwischenwellenkörper 37 fest verbunden. Der Zwischenwellenkörper 37 weist in einem mittigen Teilbereich eine Aufweitung 38 auf. In dem dem Gelenk 15 zugeordneten Endbereich ist der Zwischenwellenkörper 37 über eine Reibschweißung 39 fest mit einer rohrförmigen Erweiterung 40 einer Buchse 41 verbunden, die radial innenliegend über eine Steckverzahnung 42 mit einem Wellenabschnitt 43 eines Flansches 44 axial verschieblich ist, aber in Antriebsverbindung steht. Der Flansch 44 trägt einen Bolzen 67, der Teil des als Kreuzgelenk ausgebildeten Gelenks 15 ist, welches im Wesentlichen dem Gelenk 14 entspricht. Auch die Abtriebswelle 13 entspricht im Wesentlichen der Antriebswelle 11, wobei diese beispielsweise entsprechend 3 ohne Verformungselement entsprechend der DE 41 13 709 C2 ausgebildet sein kann. Über einen entsprechenden Flansch, eine Gelenkscheibe und Schrauben der Abtriebswelle 13 erfolgt eine Anbindung an Antriebselemente des Achsverteilergetriebes.Another bolt 31 of the joint 14 is fixed with a flange 32 the intermediate shaft 12 connected. The flange 32 is via a spline 33 Driven, but axially displaceable with a socket 34 connected to a tubular extension 35 has. The extension 35 is via a friction weld 36 with an intermediate shaft body 37 firmly connected. The intermediate shaft body 37 has a widening in a central portion 38 on. In the joint 15 associated end region is the intermediate shaft body 37 via a friction welding 39 fixed with a tubular extension 40 a socket 41 connected, the radially inside via a spline 42 with a shaft section 43 a flange 44 is axially displaceable, but is in drive connection. The flange 44 carries a bolt 67 , the part of the joint formed as a universal joint 15 which is essentially the joint 14 equivalent. Also the output shaft 13 essentially corresponds to the drive shaft 11 For example, these are appropriate 3 without deformation element according to the DE 41 13 709 C2 can be trained. About a corresponding flange, a flexible disc and screws of the output shaft 13 there is a connection to drive elements of the axle transfer case.

Während die Antriebswelle 11 und die Abtriebswelle 13 lediglich über die Antriebsverbindungen mit den benachbarten Bau teilen gelagert sind, ist die Zwischenwelle 12 benachbart zu den Gelenken 14, 15 über als Faltenlager ausgebildete Wellenlager 45, 46 gegenüber der Karosserie des Kraftfahrzeugs gelagert.While the drive shaft 11 and the output shaft 13 are stored only share the drive connections with the adjacent construction, is the intermediate shaft 12 adjacent to the joints 14 . 15 designed as a plain bearing shaft bearing 45 . 46 stored opposite the body of the motor vehicle.

Die Wellenlager 45, 46 weisen jeweils ein Lagerauge 47, 48 auf, in die jeweils ein Σ-förmiger Faltenkörper 49, 50 aufgenommen ist. Die Faltenkörper 49, 50 sind als Verbundelemente ausgebildet, die einen Elastomerkörper sowie parallele metallische Trägermaterialien im Bereich der Anlagestellen am Lagerauge 47, 48 sowie an den radial innenliegend angeordneten Wälzlagern 51, 52 aufweisen. Die Wälzlager 51, 52 sind in an sich bekannter Weise über Deckel beidseitig gegenüber der Umgebung abgedichtet. Radial innenliegend stützen sich die Wälzlager 51, 52 gegenüber dem Wellenabschnitt 43 bzw. einem dem Flansch 32 zugeordneten Wellenabschnitt ab. Eine Abdichtung der vorgenannten Wellenabschnitte 43 gegenüber den Buchsen 34, 41, insbesondere zum Schutz der Steckverzahnungen 33, 42, erfolgt über Faltenbälge 53, 54.The shaft bearings 45 . 46 each have a bearing eye 47 . 48 on, in each of which a Σ-shaped fold body 49 . 50 is included. The folds 49 . 50 are formed as composite elements comprising an elastomeric body and parallel metallic support materials in the region of the contact points on the bearing eye 47 . 48 and at the radially inwardly arranged rolling bearings 51 . 52 exhibit. The rolling bearings 51 . 52 are sealed in a conventional manner on both sides of the lid over the environment. Radially inside, the bearings are based 51 . 52 opposite the shaft section 43 or one the flange 32 assigned shaft section from. A seal of the aforementioned shaft sections 43 opposite the jacks 34 . 41 , in particular for protecting the splines 33 . 42 , via bellows 53 . 54 ,

Weiterhin ist ein Lagerbock 55 vorgesehen. Der Lagerbock 55 besitzt in Längsrichtung desselben hintereinander liegend:

– einen ersten Teilbereich 57,
– einen zweiten Teilbereich 58 und
– einen dritten Teilbereich 59.

Furthermore, a bearing block 55 intended. The bearing block 55 has in the longitudinal direction of the same one behind the other:

- a first subarea 57 .
- a second subarea 58 and
- a third subarea 59 ,

Im ersten Teilbereich 57 bildet die Ausnehmung 56 einen Trichter 60 mit kegelstumpfförmiger Außengeometrie. Im zweiten Teilbereich 58 bildet die Ausnehmung 56 eine einer Mantelfläche eines Zylinders entsprechende Anlagefläche 61. In dem dritten Teilbereich 59 bildet die Ausnehmung 56 einen Auslaufbereich 62 mit einem sich in Richtung des Achsverteilergetriebes erweiternden Querschnitt.In the first part 57 forms the recess 56 a funnel 60 with frustoconical outer geometry. In the second part 58 forms the recess 56 a contact surface corresponding to a lateral surface of a cylinder 61 , In the third section 59 forms the recess 56 a discharge area 62 with a cross section widening in the direction of the axle distributor gearbox.

Der Durchmesser der Ausnehmung 56 im zweiten Teilbereich ist insbesondere größer als der des Flansches 41, der Erweiterung 40 sowie der Reibschweißung 39, aber kleiner als der Durchmesser der Aufweitung 38. Zwischen dem Lagerbock 55 und dem zugeordneten Wellenabschnitt der Kardanwelle 10 ist somit ein radiales Spiel 66 vorgesehen.The diameter of the recess 56 in the second partial area is in particular greater than that of the flange 41 , the extension 40 as well as the friction welding 39 but smaller than the diameter of the widening 38 , Between the bearing block 55 and the associated shaft portion of the propeller shaft 10 is thus a radial game 66 intended.

Für das dargestellte Ausführungsbeispiel sind das Lagerauge 48 des Wellenlagers 46 und der Lagerbock 55 einstückig miteinander ausgebildet zu einem einzigen Lagergehäuse. In diesem Fall bildet das Lagerauge 48 einen vierten Teilbereich 63. Über den dritten Teilbereich 59 erfolgt eine Anpassung der Durchmesser des zweiten Teilbereiches an den Durchmesser des Lagerauges 48, vorzugsweise über einen Absatz 64, über den der Faltenkörper 50 einseitig axial abgestützt ist.For the illustrated embodiment, the bearing eye 48 of the shaft bearing 46 and the bearing block 55 integrally formed with each other to a single bearing housing. In this case, the bearing eye forms 48 a fourth subarea 63 , About the third part 59 an adjustment of the diameter of the second portion of the diameter of the bearing eye 48 , preferably via a paragraph 64 over which the folds body 50 is axially supported on one side.

Ein Wellenabschnitt 65 wird bei einem Crash durch den Lagerbock 55 weitestgehend in axialer Richtung hindurchgeführt und hierbei durch den Lagerbock 55 in radialer Richtung geführt, wobei mit der axialen Bewegung ein Ausgleich von im Antriebsstrang vorhandenen Spielen in axialer Richtung, eine elastische Verformung und/oder eine plastische Verformung von Teilen des Antriebsstranges sowie eine Verschiebung von Anlenkpunkten der Kardanwelle 10 einhergeht.A wave section 65 is in a crash by the bearing block 55 largely passed in the axial direction and in this case by the bearing block 55 guided in the radial direction, with the axial movement compensation of existing in the drive train games in the axial direction, elastic deformation and / or plastic deformation of parts of the drive train and a shift of articulation points of the propeller shaft 10 accompanied.

Unter "axial" wird die Längsachse der Antriebswelle 11, der Zwischenwelle 12 bzw. der Abtriebswelle 13 verstanden, während radial eine Richtung quer zu der vorgenannten axialen Richtung bezeichnet.By "axial" is the longitudinal axis of the drive shaft 11 , the intermediate wave 12 or the output shaft 13 while radially denotes a direction transverse to the aforementioned axial direction.

Claims

Support device for a cardan shaft ( 10 ) of a motor vehicle with a) a bearing block ( 55 ), which is firmly connected to the body of the motor vehicle, b) a shaft portion ( 65 ) of the cardan shaft ( 10 ), the formation of a radial clearance ( 66 ) through a recess ( 56 ) of the bearing block ( 55 ), wherein c) the bearing block ( 55 ) a contact surface ( 61 ) at which the shaft section ( 65 ) in the event of a crash to avoid buckling of the cardan shaft ( 10 ) after overcoming the game ( 66 ) while allowing axial displacements of the shaft portion ( 65 ) with radial guidance through the bearing block ( 55 ) comes to rest, and d) after a defined displacement of the shaft section ( 65 ) in the axial direction in the event of a crash with radial guidance through the bearing block ( 55 ) a portion of the shaft portion ( 65 ) in the axial direction for engagement with the bearing block ( 55 ) comes.

Support device for a cardan shaft ( 10 ) of a motor vehicle with a) a bearing block ( 55 ), which is firmly connected to the body of the motor vehicle, b) a shaft portion ( 65 ) of the cardan shaft ( 10 ), the formation of a radial clearance ( 66 ) through a recess ( 56 ) of the bearing block ( 55 ), wherein c) the bearing block ( 55 ) a contact surface ( 61 ), on which the shaft section ( 65 ) in the event of a crash to avoid buckling of the cardan shaft ( 10 ) after overcoming the game ( 66 ) while allowing axial displacements of the shaft portion ( 65 ) with radial guidance through the bearing block ( 55 ) comes to the plant, and d) the bearing block ( 55 ) continue a shaft bearing ( 46 ) for a bearing of the shaft section ( 65 ) during operation of the motor vehicle, which has a fold body ( 50 ) of an elastomeric material, the radially inner rolling bearing ( 52 ) and radially outboard in a bearing eye ( 48 ) relative to the bearing block ( 55 ) is supported.

Support device according to claim 1 or 2, characterized in that the recess ( 56 ) approximately in the direction of the longitudinal axis of the shaft portion ( 65 ) and one the recess ( 56 ) radially limiting contact surface ( 61 ) the shaft section ( 65 ) completely surrounds.

Supporting device according to claim 3, characterized in that the recess ( 56 ) in the longitudinal direction in the form of a funnel ( 60 ) is trained.

Supporting device according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the recess ( 56 ) is greater than the largest cross section of the bearing block in the event of a crash ( 55 ) passing through shaft portion ( 65 ).

Support device according to one of claims 2 to 5, characterized in that after a defined displacement of the shaft portion ( 65 ) in the event of a crash a portion of the shaft portion ( 65 ) in the axial direction for engagement with the bearing block ( 55 ) comes.

Supporting device according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing block ( 55 ) Aluminum.

Supporting device according to one of claims 1, 3, 4, 5, 6 or 7, characterized in that the bearing block ( 55 ) continue a shaft bearing ( 46 ) for a bearing of the shaft section ( 65 ) during operation of the motor vehicle.

Supporting device according to claim 8, characterized in that the shaft bearing ( 46 ) a fold body ( 50 ) made of an elastomeric material, which radially inwardly a rolling bearing ( 52 ) and radially outboard in a bearing eye ( 48 ) relative to the bearing block ( 55 ) is supported.

Supporting device according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing block ( 55 ) in the direction opposite to the direction of travel in the following order comprises the following subareas: a) a first subregion ( 57 ), which serves as a funnel ( 60 ), b) a second subregion ( 58 ), which has a contact surface ( 61 ), c) a third subregion ( 59 ), which is designed as a run-out area and d) a fourth sub-area ( 63 ), which the bearing eye ( 48 ) for the shaft bearing ( 46 ).

Motor vehicle with a support device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the propeller shaft ( 10 ) one articulated over two joints ( 14 . 15 ) with a drive shaft ( 11 ) and an output shaft ( 13 ) of the cardan shaft in drive connection intermediate shaft ( 12 ), each with two adjacent to a joint ( 14 . 15 ) arranged shaft bearings ( 45 . 46 ) is supported against the body, wherein the support means adjacent to the rear joint ( 15 ) or the shaft bearing ( 46 ) in the region of the intermediate shaft ( 12 ) is arranged.