DE102007027767A1 - Verschiebelagerung - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft eine Verschiebelagerung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen einer ersten Welle und einer axial verschiebbaren zweiten Welle, mit einem Gehäuse, mit zwischen äußeren Laufbahnen der Welle und inneren Laufbahnen eines in das Gehäuse eingesetzten Käfigs angeordneten Kugeln, die bei einer axialen Relativbewegung zwischen Welle und Gehäuse in einem Umlauf bewegbar sind.
- Hintergrund der Erfindung
- Derartige Verschiebelagerungen werden zum Beispiel bei teleskopischen Lenkwellen für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Dabei wird ein Drehmoment mittels Kugeln von einer Welle über ein Gehäuse der Verschiebelagerung auf eine zweite Welle übertragen. Die Kugeln laufen in Laufbahnen, die an der Außenseite der Welle bzw. an der Innenseite des Gehäuses ausgebildet sind. Diese Verschiebelagerungen sind so aufgebaut, dass das Drehmoment in jedem Betriebszustand übertragen wird, auch wenn Welle und Gehäuse relativ zueinan der axial verschoben werden. Herkömmliche Verschiebelagerungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass das mit der Welle zusammenwirkende Gehäuse in einem aufwändigen Vorgang durch Umformen hergestellt wird. Auch der Zusammenbau der einzelnen präzisen Komponenten ist schwierig, sodass die Verschiebelagerung vergleichsweise hohe Herstellungskosten verursacht.
- Aus der
DE 41 19 451 A1 ist eine teleskopische Lenkwelle für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der die Drehmomentübertragung von einem äußeren Wellenteil auf ein inneres Wellenteil über Kugeln erfolgt. Diese Lenkwelle weist jedoch ebenfalls einen komplizierten Aufbau auf. - Eine weitere Lagerung für axial zueinander verschiebbare Wellenteile ist aus der
DE 37 30 393 A1 bekannt. Allerdings sind die Kugeln dort nicht in einem Umlauf bewegbar, stattdessen werden die axialen Laufbahnen an beiden Seiten von Endanschlägen begrenzt. Es handelt sich somit nicht um eine Verschiebelagerung mit Endloshub. - Zusammenfassung der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschiebelagerung anzugeben, die einfach aufgebaut ist und deren Herstellungskosten verringert sind.
- Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Verschiebelagerung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gehäuse Federelemente aufweist, die direkt oder über Abstützelemente zumindest auf einen Teil der Kugeln eine Vorspannkraft ausüben.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Federelemente eingesetzt werden können, um gegebenenfalls vorhandene Bauteiltoleranzen zu kompensieren. Dementsprechend können die Einzelkomponenten der erfindungsgemäßen Verschiebelagerung kostengünstiger hergestellt werden.
- Bei der erfindungsgemäßen Verschiebelagerung können die Federelemente derart angeordnet sein, dass sie zumindest auf im Vorlauf befindliche Kugeln eine Vorspannkraft ausüben. Diese Vorspannkraft wird von den Kugeln auf die Welle übertragen, sodass permanent ein Drehmoment zwischen Welle und Gehäuse übertragen werden kann. Alternativ kann die Vorspannkraft von den Federelementen über Abstützelemente an die Kugeln übertragen werden.
- Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Federelemente oder die Abstützelemente einen ersten, zumindest teilweise an dem Käfig anliegenden Abschnitt und einen zweiten, gegenüber dem ersten Abschnitt abgewinkelten, gekrümmten Abschnitt aufweisen, dessen Krümmung an den Außendurchmesser der Kugeln angepasst ist. Die Federelemente können eine längliche Grundform aufweisen und gegenüber der Längsrichtung zumindest geringfügig gebogen sein, sodass sie einerseits an dem Käfig und andererseits an den Kugeln abgestützt sind.
- Im Rahmen der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass der Käfig nach außen abstehende Vorsprünge aufweist, die sich bei Übertragung eines Drehmoments an Anschlagflächen im Gehäuse abstützen. Diese vom Käfig abstehenden äußeren Vorsprünge wirken bei einer Überlastung als Endanschläge, die verhindern, dass die Federelemente beschädigt werden, selbst wenn der Käfig verformt wurde.
- Es wird besonders bevorzugt, dass der Käfig zwei einander gegenüberliegende äußere Vorsprünge aufweist. Vorzugsweise sind die Federelemente bzw. die Paare der Federelemente jeweils um 90° im Umfangsrichtung gegenüber den Vorsprüngen versetzt, sodass die Vorsprünge und die Federelemente einander im Umfangsrichtung abwechseln.
- Eine besonders gute Drehmomentübertragung ergibt sich, wenn die Federelemente vorzugsweise paarweise an den Seiten eines axialen Stegs des Käfigs angeordnet sind. Dabei kann an jeder Seite des Stegs ein Federelement ange ordnet sein, das auf mehrere Kugeln einwirkt und eine Vorspannkraft auf die Kugeln ausübt.
- Bei der erfindungsgemäßen Verschiebelagerung wird es bevorzugt, dass der Käfig aus einem Kunststoffmaterial besteht. Ein aus Kunststoff bestehender Käfig kann durch Spritzgießen hergestellt sein und ist daher vergleichsweise kostengünstig. Die Laufbahnsegmente können demgegenüber aus Metall hergestellt sein.
- Es wird besonders bevorzugt, dass das Gehäuse der erfindungsgemäßen Verschiebelagerung eine zentrale für eine Welle vorgesehene Ausnehmung aufweist. Das Gehäuse kann an dem der Lagerung entgegen gesetzten Ende in eine Welle übergehen, sodass durch die erfindungsgemäße Verschiebelagerung zwei Wellen miteinander gekoppelt werden können.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
-
1 eine geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Verschiebelagerung; -
2 eine perspektivische Ansicht des Käfigs der Verschiebelagerung; und -
3 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses der Verschiebelagerung. - Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
- Die in
1 in einer geschnittenen Ansicht gezeigte Verschiebelagerung1 kann bei Lenkwellen von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden und ermöglicht die Übertragung von Drehmomenten von einer ersten Welle über ein Gehäuse der Verschiebelagerung auf eine zweite Welle, wobei die Wellen axial verschiebbar sind. - Die Verschiebelagerung
1 umfasst ein Gehäuse2 , das als Endabschnitt einer Welle ausgebildet ist oder eine Welle oder einen Wellenabschnitt aufweist, wie in3 gezeigt ist. Im Inneren des Gehäuses2 befindet sich ein Käfig3 , der aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist und als Kugeln4 ausgebildete Wälzkörper aufnimmt. Bei einer axialen Verschiebung der beiden Wellen werden die Kugeln4 in einem Umlauf bewegt, in der in1 gezeigten Ansicht befinden sich die Kugeln5 ,6 der oberen Kugelreihen und die Kugeln7 ,8 der unteren Kugelreihen im Vorlauf, die übrigen, in1 an der linken und der rechten Seite dargestellten Kugeln9 befinden sich im Rücklauf. Wie am besten in2 zu sehen ist, liegen sowohl die Kugeln5 ,6 ,7 ,8 im Vorlauf als auch die Kugeln9 im Rücklauf mit einer Seite an einem aus Metall hergestellten Abstützelement13 an. Das Abstützelement13 hat die Form eines rechteckigen Rahmens und wird von einem an dem Käfig3 ausgebildeten Vorsprung gehalten. Im Querschnitt besteht das Abstützelement13 aus einem im Wesentlichen geraden Abschnitt, der an einem Federelement11 anliegt, sowie einem sich daran anschließenden gebogenen Abschnitt, der an den Außendurchmesser der Kugeln4 bis9 angepasst ist. Im eingebauten Zustand, der in1 gezeigt ist, wird durch die Federelemente11 eine auf die Kugeln wirkende Vorspannung erzeugt. - Wie in
1 gezeigt ist, umfasst der Käfig3 zwei gegenüberliegende sich in Axialrichtung erstreckende Stege10 , an denen die geraden Abschnitte der Abstützelemente13 jeweils beidseitig anliegen. An beiden Seiten der Abstützelemente13 befinden sich Federelemente11 , die im Einbauzustand an Abstützflächen12 im Gehäuse2 anliegen. Wie auch in der perspektivischen An sicht von2 zu sehen ist, entspricht die Länge eines Federelements11 näherungsweise der Länge des Stegs10 . Das Federelement11 ist bezogen auf die Axialrichtung gekrümmt, sodass es sich elastisch zwischen der Abstützfläche12 im Gehäuse2 und dem Abstützelement13 des Käfigs3 abstützt. - Die Kugeln
5 ,6 ,7 ,8 , die sich im Vorlauf befinden, liegen an einer Welle14 an, die eine quadratische Grundform besitzt und durch Umformen hergestellt ist. Im Bereich der Ecken sind Laufbahnen15 für die Kugeln5 ,6 ,7 ,8 ausgebildet. Bei einer axialen Verschiebung der Welle14 gegenüber dem Gehäuse2 werden alle Kugeln4 bis9 in einem Umlauf bewegt, diese Bewegung erfolgt mit erheblich reduzierter Reibung. - Wenn über die Welle
14 ein Drehmoment aufgebracht wird, wird dieses von den Kugeln4 bis9 über die Abstützelemente13 auf die Federelemente11 übertragen. Die Federelemente11 werden zusammengedrückt und das Drehmoment wird über Anschlagflächen16 , die an nach außen abstehenden Vorsprüngen18 des Käfigs3 ausgebildet sind, auf Anschlagflächen17 im Gehäuse2 übertragen, indem sich die Vorsprünge18 an der Innenseite19 des Gehäuses2 abstützen. Selbst wenn es bei einer Überlastung zu Beschädigung des Käfigs3 durch das aufgebrachte Drehmoment kommt, wirken die Anschlagflächen16 als Anschlag im Gehäuse2 , sodass eine Beschädigung der Federelemente11 vermieden wird. -
- 1
- Verschiebelagerung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Käfig
- 4
- Kugel
- 5
- Kugel
- 6
- Kugel
- 7
- Kugel
- 8
- Kugel
- 9
- Kugel
- 10
- Steg
- 11
- Federelement
- 12
- Abstützfläche
- 13
- Abstützelement
- 14
- Welle
- 15
- Laufbahn
- 16
- Anschlagfläche
- 17
- Anschlagfläche
- 18
- Vorsprung
- 19
- Innenseite
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4119451 A1 [0003]
- - DE 3730393 A1 [0004]
Claims (11)
- Verschiebelagerung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen einer ersten Welle und einer axial verschiebbaren zweiten Welle, mit einem Gehäuse, mit zwischen äußeren Laufbahnen der Welle und inneren Laufbahnen eines in das Gehäuse eingesetzten Käfigs angeordneten Kugeln, die bei einer axialen Relativbewegung zwischen Welle und Gehäuse in einem Umlauf bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
2 ) Federelemente (11 ) aufweist, die direkt oder über Abstützelemente (13 ) zumindest auf einen Teil der Kugeln (5 ,6 ,7 ,8 ) eine Vorspannkraft ausüben. - Verschiebelagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (
11 ) derart angeordnet sind, dass sie eine Vorspannkraft auf im Vorlauf befindliche Kugeln (5 ,6 ,7 ,8 ) ausüben. - Verschiebelagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (
11 ) oder die Abstützelemente (13 ) einen ersten, zumindest teilweise an dem Käfig (3 ) anliegenden Abschnitt und einen zweiten, gegenüber dem ersten Abschnitt abgewinkelten, gekrümmten Abschnitt aufweisen, dessen Krümmung an den Außendurchmesser der Kugeln (5 ,6 ,7 ,8 ) angepasst ist. - Verschiebelagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (
3 ) nach außen abstehende Vorsprünge (18 ) aufweist, die sich bei Übertragung eines Drehmoments an Anschlagflächen (17 ) im Gehäuse (2 ) abstützen. - Verschiebelagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (
3 ) wenigstens zwei einander gegenüberliegende Vorsprünge (18 ) aufweist. - Verschiebelagerung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (
18 ) und die Federelemente (11 ) oder Paare der Federelemente (11 ) einander in Umfangsrichtung abwechseln. - Verschiebelagerung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vorsprünge (
18 ) in Axialrichtung erstrecken. - Verschiebelagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (
11 ) vorzugsweise paarweise an den Seiten eines axialen Stegs (10 ) des Käfigs (3 ) angeordnet sind. - Verschiebelagerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (
11 ) an gegenüberliegenden Seiten des Käfigs (3 ) angeordnet sind. - Verschiebelagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (
3 ) aus einem Kunststoffmaterial besteht. - Verschiebelagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
2 ) eine zentrale für eine Welle (14 ) vorgesehene Ausnehmung aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007027767A DE102007027767A1 (de) | 2007-06-16 | 2007-06-16 | Verschiebelagerung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007027767A DE102007027767A1 (de) | 2007-06-16 | 2007-06-16 | Verschiebelagerung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007027767A1 true DE102007027767A1 (de) | 2008-12-18 |
Family
ID=39986196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007027767A Withdrawn DE102007027767A1 (de) | 2007-06-16 | 2007-06-16 | Verschiebelagerung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102007027767A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018219817A1 (de) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | Thyssenkrupp Presta Ag | Lenkwelle für ein kraftfahrzeug |
CN111661136A (zh) * | 2019-03-08 | 2020-09-15 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 车辆的转向中间轴和车辆 |
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2007
- 2007-06-16 DE DE102007027767A patent/DE102007027767A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 H, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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