DE102004039642B3

DE102004039642B3 - Käfiganschlag am Profilzapfen einer Längsverschiebeeinheit

Info

Publication number: DE102004039642B3
Application number: DE102004039642A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. Prölß; Martin Dipl.-Ing. Garzorz
Original assignee: GKN Driveline Deutschland GmbH
Current assignee: GKN Driveline Deutschland GmbH
Priority date: 2004-08-16
Filing date: 2004-08-16
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2024-08-17
Also published as: WO2006018176A1

Abstract

Längsverschiebeeinheit für eine Wellenanordnung zur Drehmomentübertragung zwischen zwei relativ zueinander axial verschieblichen Teilen, umfassend DOLLAR A einen Profilzapfen (11) mit ersten umfangsverteilten längsverlaufenden Kugelrillen (12), DOLLAR A eine Profilhülse (21) mit zweiten umfangsverteilten längsverlaufenden Kugelrillen (22), DOLLAR A Kugeln (32), die in Paaren von ersten und zweiten Kugelrillen (12, 22) in Gruppen angeordnet sind, und DOLLAR A einen Kugelkäfig (31), der zwischen Profilzapfen (11) und Profilhülse (21) liegt und die Kugeln (32) in ihrer Lage relativ zueinander fixiert und DOLLAR A an dem Nocken (37) ausgebildet sind, die in die ersten Kugelrillen (12) hineinreichen, DOLLAR A dadurch gekennzeichnet, DOLLAR A daß ein erster Anschlag zur Begrenzung der Axialverschiebung des Kugelkäfigs (31) gegenüber dem Profilzapfen (11) an der Anschlußseite des Profilzapfens (11) durch eine radiale Anschlagfläche (20) im Bereich des Auslaufs (19) der ersten Kugelrillen (12) gebildet ist, die durch eine Eindrehung (27) im Profilzapfen (11) ausgebildet ist und gegen die sich der Kugelkäfig (31) anlegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Längsverschiebeeinheit für eine Wellenanordnung zur Drehmomentübertragung zwischen zwei relativ zueinander axial verschieblichen Teilen, umfassend einen Profilzapfen mit ersten umfangsverteilten längsverlaufenden Kugelrillen, eine Profilhülse mit zweiten umfangsverteilten längsverlaufenden Kugelrillen, Kugeln, die in Paaren von ersten und zweiten Kugelrillen in Gruppen angeordnet sind, und einen Kugelkäfig, der zwischen Profilzapfen und Profilhülse liegt und die Kugeln in ihrer Lage relativ zueinander fixiert und an dem Nocken ausgebildet sind, die in die ersten Kugelrillen hineinreichen.

Aus der DE 101 32 658 C1 ist eine Längsverschiebeeinheit der genannten Art bekannt, bei der ein Anschlag für den Kugelkäfig zur Begrenzung seiner Verschiebung gegenüber dem Profilzapfen in Richtung zum Anschlußende des Profilzapfens in der Art ausgebildet ist, daß der Profilzapfen an einem Deckel in der Profilhülse anschlagen kann und die Kugeln im Kugelkäfig an einem Sicherungsring zur Anlage kommen können, der am offenen Ende der Profilhülse in diese eingesetzt ist. Hiermit ist auch indirekt der relative Verschiebeweg des Kugelkäfigs gegenüber dem Profilzapfen in Richtung zu dessen Anschlußende begrenzt.

Aus der DE 40 16 986 A1 ist eine ähnliche Längsverschiebeeinheit bekannt, bei der im Profilzapfen am Ende der Kugelrillen eine Umfangsnut vorgesehen ist, an deren Flanke sich die äußersten letzten Kugeln anlegen, wenn der Kugelkäfig axial verlagert wird. Der Innendurchmesser des Kugelkäfigs ist größer als der Außendurchmesser des Profilzapfens.

Aus der DE 102 12 898 B4 ist eine gattungsgemäße Längsverschiebeanordnung bekannt, bei der der Kugelkäfig Teile umfaßt, die in die Kugelrillen im Profilzapfen eingreifen. Bei äußerster Axialverschiebung des Kugelkäfigs schlagen diese Teile unmittelbar an den geneigten Ausläufen der Kugelrillen im Profilzapfen an. Hierbei kann der Kugelkäfig festklemmen, wodurch die Verschiebekräfte sprunghaft steigen. Im übrigen kann der Kugelkäfig durch die an den geneigten Ausläufen eingeleiteten Radialkräfte Beschädigungen erfahren, insbesondere radial aufgesprengt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hiervon ausgehend Anschlagmittel zur Begrenzung der Verschiebung des Kugelkäfigs gegenüber dem Profilzapfen in Richtung zur Anschlußseite des Profilzapfens bereitzustellen, mit denen Beschädigungen am Kugelkäfig vermieden werden können.

Eine erste Lösung liegt darin, daß ein erster Anschlag zur Begrenzung der Axialverschiebung des Kugelkäfigs gegenüber dem Profilzapfen an der Anschlußseite des Profilzapfens unmittelbar durch eine radiale Anschlagfläche im Bereich des Auslaufs der ersten Kugelrillen gebildet ist, die durch eine Eindrehung im Profilzapfen ausgebildet ist und gegen die sich der Kugelkäfig anlegt. Im Längsschnitt können dabei die Nocken an die Ausläufe zur flächigen Anlage an letztere angepaßt sein.

Nach einer zweiten Lösung ist vorgesehen, daß ein erster Anschlag zur Begrenzung der Axialverschiebung des Kugelkäfigs gegenüber dem Profilzapfen an der Anschlußseite des Profilzapfens unmittelbar durch jeweils eine Radialfläche im Auslauf der ersten Kugelrillen gebildet ist, gegen die sich der Kugelkäfig anlegt.

Eine dritte Lösung besteht darin, daß ein erster Anschlag zur Begrenzung der Axialverschiebung des Kugelkäfigs gegenüber dem Profilzapfen auf der Anschlußseite des Profilzapfens durch einen tiefer gestuften Auslauf der ersten Kugelrillen im Zusammenwirken mit den Kugeln gebildet ist, der eine Freistellung des Kugelkäfigs gegenüber dem weiteren Auslauf der Kugelrillen ermöglicht.

Eine vierte Lösung schließlich besteht darin, daß ein erster Anschlag zur Begrenzung der Axialverschiebung des Kugelkäfigs gegenüber dem Profilzapfen auf der Anschlußseite des Profilzapfens durch eine Hülse ausgebildet ist, die sich am Auslauf der ersten Kugelrillen abstützt und gegen die sich der Kugelkäfig unmittelbar anlegt.

Die zweiten Anschlagmittel für den Kugelkäfig in Gegenrichtung zum freien Ende des Profilzapfens sind in allen Ausführungsformen vorzugsweise durch einen in eine Ringnut am freien Ende des Profilzapfens eingesetzten Sicherungsring darzustellen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im Vergleich mit Lösungen nach dem Stand der Technik sind in den Zeichnungen dargestellt.
1 zeigt eine erste Lösung nach dem Stand der Technik im Längsschnitt;
2 zeigt eine zweite Lösung nach dem Stand der Technik im Längsschnitt;
3 zeigt eine erfindungsgemäße Lösung im Längsschnitt;
4 zeigt die erste erfindungsgemäße Lösung nach 3

a) im Axialschnitt
b) in vergrößerter Einzelheit am ersten Anschlag;

5 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Lösung

a) im Axialschnitt
b) in vergrößerter Einzelheit am ersten Anschlag;

6 zeigt eine dritte erfindungsgemäße Lösung

a) im Axialschnitt
b) in vergrößerter Einzelheit am ersten Anschlag;

7 zeigt eine vierte erfindungsgemäße Lösung

a) im Axialschnitt
b) in vergrößerter Einzelheit am ersten Anschlag;

8 zeigt eine fünfte erfindungsgemäße Lösung

c) im Axialschnitt
d) in vergrößerter Einzelheit am ersten Anschlag.

Die 1 bis 3 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Es ist jeweils eine Längsverschiebeeinheit zur Drehmomentübertragung für eine Wellenanordnung dargestellt, die einen Profilzapfen 11 mit ersten Kugelrillen 12 und eine Profilhülse 21 mit zweiten Kugelrillen 22 umfaßt. Der Profilzapfen 11 hat links seine Anschlußseite mit einer Wellenverzahnung 13 und einer Ringnut 14 für einen Sicherungsring. In den Kugelrillen 12, 22 laufen in einem Kugelkäfig 31 gehaltene Kugeln 32, die die Drehmomentübertragung zwischen Profilzapfen 11 und Profilhülse 21 bewirken.
Nach 1 ist ein erstes Anschlagelement für den Kugelkäfig 31 in Richtung zur Anschlußseite des Profilzapfens 11 durch einen in die Profilhülse eingesetzten Sicherungsring 25 gebildet, an dem die ersten Kugeln 32 anschlagen. In die Profilhülse 21 ist eine Anschlaghülse 23 für den Profilzapfen 11 eingesteckt, der sich an einer Anschlagschulter 24 axial abstützt. Als Anschlag für den Kugelkäfig 31 zur rechtsliegenden Anschlußseite der Profilhülse 21 dient der Außenumfang der Anschlaghülse 23, an dem der Kugelkäfig oder die letzten Kugeln 32 anschlagen.
In 2 ist, abweichend von 1, als Anschlag für den Kugelkäfig 31 nach links zur Anschlußseite des Profilzapfens 11 ein Sicherungsring 15 vorgesehen, der in eine Ringnut 16 auf dem Profilzapfen 11 eingesetzt ist. Als Anschlag für den Kugelkäfig 31 nach rechts zur Anschlußseite der Profilhülse 21 ist ein Sicherungsring 17 vorgesehen, der in eine Ringnut 18 auf dem Profilzapfen 11 eingesetzt ist.
In 3 ist, abweichend von 2, als Anschlag für den Kugelkäfig 31 nach links zur Anschlußseite des Profilzapfens 11 eine radiale Anschlagfläche 20 am Profilzapfen 11 ausgebildet, die in den nachstehenden Figuren näher erläutert wird.
In den 4 bis 7 sind gleiche Einzelheiten mit gleichen Bezugsziffern wie in den 1 bis 3 belegt. Auf die Beschreibung wird insoweit Bezug genommen.
Unter Hinweis auf die Darstellungen b) werden die abweichenden Ausführungen des ersten Anschlags für den Kugelkäfig nachstehend erläutert:
Nach 4 ist in einem Bahnauslauf 19 der inneren Kugelrillen 12, der etwa einen Neigungswinkel zur Längsachse von 20° hat, eine Eindrehung 27 ausgebildet, die eine radiale Anschlagfläche 20 ausbildet, gegen die der Kugelkäfig 31 mit einer radialen Stirnfläche 33 anschlägt. Diese Stirnfläche 33 ist an Nocken 37 ausgebildet, die am dünnwandigen Kugelkäfig angesetzt sind und jeweils in die inneren Kugelrillen 12 hineinreichen. Am Kugelkäfig 31 sind innere Einziehungen 34 und äußere Rastnasen 35 vorgesehen, mittels derer die Kugeln 32 formschlüssig in Käfigfenstern 38 fixiert werden können.
In 5 ist, abweichend von der vorangehenden Ausführungsform nach 4, auf denen Beschreibung Bezug genommen wird, der Bahnauslauf 19 der Kugelrillen 12 jeweils stark gerundet und endet in einer Radialfläche 20', gegen die eine Stirnfläche 33 der Nocken 37 des Kugelkäfigs 31 unmittelbar anschlägt. Im übrigen entsprechen die Einzelheiten und Bezugsziffern denen in 4.
In 6 ist der Bahnauslauf 19 etwa wie in 4 mit einer Eindrehung 27 versehen, wobei jedoch die Stirnfläche 33 des Kugelkäfigs 31 kontaktfrei zu der Radialfläche 20'' der Eindrehung 27 ist. In diesem Fall sind die Kugelrillen 12 zweistufig mit abgestufter Tiefe gezogen, wobei ein tieferer Bahnauslauf 19' am bahnseitigen Ende der Eindrehung 27 als Anschlag für die Kugeln 32 dient. Im übrigen entsprechen die Einzelheiten und Bezugsziffern denen in 4.
In 7 ist, abweichend von der vorhergehenden Ausführungsform nach 6, auf deren Beschreibung Bezug genommen wird, der Bahnauslauf 19 mit einem Neigungswinkel zur Längsachse von etwa 20° ausgeführt. Auch hier ist die Stirnfläche 33 des Kugelkäfigs 31 kontaktfrei zum Bahnauslauf 19. Die Kugelrillen 12 sind wieder zweistufig mit abgestufter Tiefe gezogen, wobei ein erster tieferer Bahnauslauf 19' als Anschlag für die Kugeln 32 dient. Im übrigen entsprechen die Einzelheiten und Bezugsziffern denen in 4.
In 8 ist auf den Profilzapfen 11 eine Anschlaghülse 34 aufgeschoben, die sich mit einer Anlagefläche 35 am Bahnauslauf 19 der Kugelrillen 12 abstützt, der im wesentlichen der Ausführung nach 4 entspricht. An der Anschlaghülse 34 ist eine radiale Anschlagfläche 36 ausgebildet, gegen die sich der Kugelkäfig 31 mit einer Stirnfläche 33 anlegt. Im übrigen entsprechen die Einzelheiten und Bezugsziffern denen in 4.

11: Profilzapfen
12: erste Kugelrille
13: Wellenverzahnung
14: Ringnut
15: Sicherungsring
16: Ringnut
17: Sicherungsring
18: Ringnut
19: Bahnauslauf
20: Anschlagfläche
21: Profilhülse
22: zweite Kugelrille
23: Anschlagdeckel
24: Anschlagschulter
25: Sicherungsring
26: Ringnut
27: Eindrehung
31: Kugelkäfig
32: Kugeln
33: Stirnfläche
34: Anschlaghülse
35: Anlagefläche
36: Anschlagfläche
37: Nocken
38: Käfigfenster

Claims

Längsverschiebeeinheit für eine Wellenanordnung zur Drehmomentübertragung zwischen zwei relativ zueinander axial verschieblichen Teilen, umfassend einen Profilzapfen (11) mit ersten umfangsverteilten längsverlaufenden Kugelrillen (12), eine Profilhülse (21) mit zweiten umfangsverteilten längsverlaufenden Kugelrillen (22), Kugeln (32), die in Paaren von ersten und zweiten Kugelrillen (12, 22) in Gruppen angeordnet sind, und einen Kugelkäfig (31), der zwischen Profilzapfen (11) und Profilhülse (21) liegt und die Kugeln (32) in ihrer Lage relativ zueinander fixiert und an dem Nocken (37) ausgebildet sind, die in die ersten Kugelrillen (12) hineinreichen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Anschlag zur Begrenzung der Axialverschiebung des Kugelkäfigs (31) gegenüber dem Profilzapfen (11) an der Anschlußseite des Profilzapfens (11) durch eine radiale Anschlagfläche (20) im Bereich des Auslaufs (19) der ersten Kugelrillen (12) gebildet ist, die durch eine Eindrehung (27) im Profilzapfen (11) ausgebildet ist und gegen die sich der Kugelkäfig (31) anlegt.
Längsverschiebeeinheit für eine Wellenanordnung zur Drehmomentübertragung zwischen zwei relativ zueinander axial verschieblichen Teilen, umfassend einen Profilzapfen (11) mit ersten umfangsverteilten längsverlaufenden Kugelrillen (12), eine Profilhülse (21) mit zweiten umfangsverteilten längsverlaufenden Kugelrillen (22), Kugeln (32), die in Paaren von ersten und zweiten Kugelrillen (12, 22) in Gruppen angeordnet sind, und einen Kugelkäfig (31), der zwischen Profilzapfen (11) und Profilhülse (21) liegt und die Kugeln (32) in ihrer Lage relativ zueinander fixiert und an dem Nocken (37) ausgebildet sind, die in die ersten Kugelrillen (12) hineinreichen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Anschlag zur Begrenzung der Axialverschiebung des Kugelkäfigs (31) gegenüber dem Profilzapfen (11) an der Anschlußseite des Profilzapfens (11) unmittelbar durch jeweils eine Radialfläche (20') im Auslauf (19) der ersten Kugelrillen (12) gebildet ist, gegen die sich der Kugelkäfig (31) anlegt.
Längsverschiebeeinheit für eine Wellenanordnung zur Drehmomentübertragung zwischen zwei relativ zueinander axial verschieblichen Teilen, umfassend einen Profilzapfen (11) mit ersten umfangsverteilten längsverlaufenden Kugelrillen (12), eine Profilhülse (21) mit zweiten umfangsverteilten längsverlaufenden Kugelrillen (22), Kugeln (32), die in Paaren von ersten und zweiten Kugelrillen (12, 22) in Gruppen angeordnet sind, und einen Kugelkäfig (31), der zwischen Profilzapfen (11) und Profilhülse (21) liegt und die Kugeln (32) in ihrer Lage relativ zueinander fixiert und an dem Nocken (37) ausgebildet sind, die in die ersten Kugelrillen (12) hineinreichen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Anschlag zur Begrenzung der Axialverschiebung des Kugelkäfigs (31) gegenüber dem Profilzapfen (11) auf der Anschlußseite des Profilzapfens (11) durch einen tiefer gestuften Auslauf (19') der ersten Kugelrillen (12) im Zusammenwirken mit den Kugeln (32) gebildet ist, der eine Freistellung des Kugelkäfigs (31) gegenüber dem weiteren Auslauf (19) der ersten Kugelrillen (12) ermöglicht.
Längsverschiebeeinheit für eine Wellenanordnung zur Drehmomentübertragung zwischen zwei relativ zueinander axial verschieblichen Teilen, umfassend einen Profilzapfen (11) mit ersten umfangsverteilten längsverlaufenden Kugelrillen (12), eine Profilhülse (21) mit zweiten umfangsverteilten längsverlaufenden Kugelrillen (22), Kugeln (32), die in Paaren von ersten und zweiten Kugelrillen (12, 22) in Gruppen angeordnet sind, und einen Kugelkäfig (31), der zwischen Profilzapfen (11) und Profilhülse (21) liegt und die Kugeln (32) in ihrer Lage relativ zueinander fixiert und an dem Nocken (37) ausgebildet sind, die in die ersten Kugelrillen (12) hineinreichen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Anschlag zur Begrenzung der Axialverschiebung des Kugelkäfigs (31) gegenüber dem Profilzapfen (11) auf der Anschlußseite des Profilzapfens (11) durch eine Hülse (34) ausgebildet ist, die sich am Auslauf (19) der ersten Kugelrillen (12) abstützt und gegen die sich der Kugelkäfig (31) anlegt.