DE2116638B2

DE2116638B2 - Teleskopwelle

Info

Publication number: DE2116638B2
Application number: DE19712116638
Authority: DE
Inventors: Hubert Buthe Theo 5204 Lohmar Geisthoff
Original assignee: Jean Walterscheid GmbH
Current assignee: Jean Walterscheid GmbH
Priority date: 1971-04-05
Filing date: 1971-04-05
Publication date: 1973-07-19
Also published as: AU4069372A; AU450097B2; DE2116638A1; ZA722277B

Description

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Die Erfindung betrifft eine Teleskopwelle mit einem inneren prismatischen und einem äußeren rohrförmigen Wellenteil, der innen Längsrillen aufweist, in denen Kugeln geführt werden, weiche das Drehmoment zwischen den beiden Wellenteilen übertragen und dabei in endlosen Reihen abwälzbar angeordnet sind, wobei jeder Umfangsfläche des inneren Wellenteiles eine Kugelreihe mit zwei geraden Teilstücken und zwei sie verbindenden halbkreisförmigen Umlenkbögen zugeordnet ist sowie mit Mitteln zum Halten und Führen der Kugeln.

Bei einer derartigen Welle ist es bekannt, den äußeren hohlen Wellenteil mit Nuten erheblicher Breite zu versehen, in deren Ecken die Kugeln angeordnet sind und in ihrer Lage durch einen Kugelhalter, der im mittleren freien Teil der Nut befestigt ist, gehalten werden. Der Kugelhalter weist an den Längsseiten runde Ausnehmungen auf, die über einen kleinen Bereich die Kugeln halten. An den schmalen Enden ist der Kugelhalter halbkreisförmig abgerundet. Eine halbkreisförmige Ausnehmung aufweisende Paßstücke, die an einem Flansch angeordnet sind, werden in die Nuten eingeschoben und begrenzen die Umführung. Ferner ist in dem halbkreisförmigen Umführungsbereich eine Vertiefung im Nutengrund bzw. Deckel zur Entlastung der Kugeln vorgesehen (deutsche Patentschrift 1525197).

Von Nachteil bei dieser Ausbildung ist, daß die Funktion der Welle in starkem Maße von den Fertigungstoleranzen abhängig ist. So werden die Kugeln einseitig nur durch den Nutenrand tangiert. Nutenbreite und Breite des Kugelhalters müssen engen Toleranzen genügen, ebenfalls die Länge des Kugelhalters und die Einbaulage der Abschlußdeckel, um ein Herausfallen der Kugeln zu vermeiden. Die Einhaltung dieser Toleranzen ist sehr schwierig, da vier Bauteile (zwei Deckel, äußeres Wellenteil und Kugelhalter) je Kugelreihe eine exakte Lage zueinander einnehmen müssen, um allen Anforderungen gerecht zu werden. Die Auflösung in vier Bauteile, die in funktionswichtigem Zusammenhang stehen, bringt den Nachteil der Addition der Fehler (Maßabweichungen) mit sich. Von Nachteil ist weiterhin, daß nur einseitig eine bogf-nfönnige Führung durch den Kugelhalter vorhanden ist. Der freie Abstand zwischen Kugelhalter und Nutenrand ist daher verhältnismäßig groß. Der Kugelhalter muß, um ein sicheres Halten der Kugeln zu erreichen, einen Ausgleich der Fertigungstoleranzen in vier Richtungen (jeweils in Richtung auf die beiden halbkreisförmigen Umführungen jeder Kugelreihe) ermöglichen. Dazu ist er jedoch nur bei Einhaltung sehr enger Fertigungstoleranzen für alle beteiligten Bauteile in der Lage. Ebenfalls bringt die Befestigung des Kugelhalters einige Probleme mit sich. Der Ku gelhalter ist in der Nut, also im Innenraum des äußeren Wellenteils exakt auszurichten. Es sind Zentriermittel bei der tatsächlichen Ausfuhrung vorgesehen und Befestigungslöcher zu bohren.

Ferner ist von Nachteil, daß der Kugelhalter an der Kraftübertragung beteiligt ist. Der Kugelhalter muß entsprechend stabil (in der verwirklichten Ausbildung ist er nicht als Blechteil, wie in der Patentzeichnung dargestellt, sondern als stabile Leiste ausgeführt) ausgebildet sein. Die Zentriermittel sind erforderlich, um die auf den Kugelhalter wirkenden Drehmomentanteile sicher aufnehmen zu können.

Des weiteren ist ein im Verhältnis großer fertigungstechnischer Aufwand erforderlich, um die Entlastung der Kugeln im Umführungsbereich zu erzielen. Dies liegt darin begründet, daß zur Entlastung Vertiefungen im Nutengrund vorgesehen sind und die Bearbeitung im verhältnismäßig kleinen Innenraum des Außenteils vorzunehmen ist. Bei der Ausbildung mit in den Deckeln befindlichen halbkreisförmigen, am Umfang verteilten Nuten ist ebenfalls ein ziemlicher Aufwand für die Bearbeitung und Zentrierung zu treiben.

Ferner ist eine Teleskopwelle bekannt, bei der die Kugeln in Nuten des äußeren rohrförmigen Wellenteils angeordnet sind. Die Nuten erweitern sich ausgehend von ihrem Öffnungsbereich nach innen und sind im Querschnitt asymmetrisch gestaltet (USA.-Patentschrift 3 552 806).

Von Nachteil bei dieser Ausbildung ist, daß die Form der Nuten kompliziert ist und diese nur unter Schwierigkeiten herstellbar sind.

Ein Kugelhalter ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Teleskopwelle in der Herstellung und in der Wartung zu vereinfachen und dabei gleichzeitig sicherzustellen, daß die Wellenteile voneinander getrennt werden können, ohne daß die Kugeln aus ihren Führungen herausfallen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den beiden Wellenteilen ein rohr-

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förmiger Kugelhalter mit geraden, paarweise angeordneten, Längsschlitzen und an seinen beiden Enden angebrachten muschelfönnigen Uralenkführungen angeordnet ist und daß die Breite der Längsschlitze kleiner ist als der Kugeldurchmesser, wobei die Kugeln zwischen dem äußeren rohrförmigen Wellenteil und dem Kugelhalter ungeordnet sind.

Ein wesentlicher Vorteil der Teleskopwelle nach der Erfindung besteht darin, daß sie einfach im Aufbau ist, d. h. sie besteht aus nur wenigen Einzelteilen und kann daher mit geringen Kosten hergestellt wer-Uen. Auch die Wartung einer derartigen Teleskopwelle ist wegen der wenigen Einzelteile einfacher.

Bei Kugelführungen ist es an sich bekannt, die Breite dei Längsschlitze des Kugelhalters kleiner zu wählen als die der Kugeldurchmesser (schweizerische Patentschrift 3 888700 und USA.-Patentsckrift 2 503 009). Bei den vorgenannten Kugelführungen ist die eine nur als Kugelführung für geringe Hubbewegungen und die andere als Ki'gelführung für längsbewegliche Teile gedacht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der rohrförmige Wellenteil - wie an sich bekannt an mindestens einem Ende einen größeren Innendurchmesser auf und die muschelförmigen Umlenkführungen für die Kugeln sind in diesen Räumen angeordnet. Durch diese Maßnahme wird die Verwendung eines einheitlichen Kugelführungsteiles für alle Kugeln der Gelenkwelle gefördert und der Zusammenbau erleichtert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der rohrförmige Kugelhalter mit seinem Profil dem Profil des prismatischen Wellenteils angepaßt, während der äußere rohrförmige Wellenteil Rundprofil hat. Diese Maßnahme verbilligt die Herstellung des äußeren rohrförmigen Wellenteiles und des rohrförmigen Kugelhalters, welcher z.B. aus einem im wesentlichen quadratisch ausgebildeten Rohr hergestellt werden kann, in dessen Wandungen gerade Längsschlitze eingestanzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel ist auf der Zeichnung dargestellt. Fig. 1 zeigt den Verschiebungsteil einer Teleskopwelle perspektivisch im Schnitt. Es zeigt

F i g. 2 eine Teleskopwelle mit Kardangelenk, teilweise geschnitten,

Fig. 3 einen rohrförmigen Kugelhalter in Draufsicht,

Fig. 4 den Schnitt C-D nach Fig. 2,

Fig 5 den Schnitt A-B nach Fig. 2.

Die Teleskepwelle hat einen inneren prismatischen Wellenteil 1 und einen äußeren rohrförmigen Wellenteil 2. Letzterer ist innen mit Langsnilen 3 ver-

sehen, in denen Kugeln 4 geführt werde^welche das Drehmoment zwischen den beiden Wellenteilen übertragen. Die Kugeln 4 sind in endlosen Reihen abwälzbät angeordnet, wobei jeder Umfangsflache des inneren Wellenteiles 1 eine Kugelreihe mit zwei gera-

den Teilstücken und zwei sie verbindenden halbkreisförmigen Umlenkbögen 5 zugeordnet ist. Zwischen den beiden Wellenteilen 1 und 2 ist em rohrförmiger Kugelhalter 6 mit geraden Längsschlitzen und an seinen beiden Enden angebrachten muschelförmigen

». Umlenkführungen 5 augeordnet. Die Kugeln 4 sind

" zwischen dem äußeren rohrförmigen Wellented 2 und

dem Kugelhalter 6 angeordnet. Die Breite der Län,gs-

schlitze 7 ist kleiner als der Durchmesser der Kugeln,

so daß die Letzteren von dem rohrförmigen Kugelhal-

ter 6 gehalten werden, wenn der innere prismatische Wellenteil 1 aus dem äußeren rohrförmigen Wellenteil 2 herausgezogen ist. Die muschelförmigen Umlenkführungen 5 sind am Ende der geraden Längsschlitze 7 angebracht und ermöglichen einen ungehin-

derten Umlauf der Kugeln 4 auf jeder Seite des prismatischen inneren Wellenteiles 1. Zu diesem Zweck ist der Innendurchmesser des rohrförmigen Wellenteiles 2 an dessen beiden Enden erweitert. Aus Fig 5 ist zu sehen, daß die Kugeln 4 an den Enden

der Längsschlitze 7 durch Eintritt in die muschelförmigen Umlenkführungen 5 in dem erweiterten Innendurchmesser des rohrförmigen Wellenteiles 2 umlaufen können.

Bei dem hier gezeichneten Ausführungsbeispiel hat

der prismatische innere Wellenteil 1 vier Seiten, denen jeweils eine Kugelfühmng zugeordnet ist. Der rohrförmige Kugelhalter 6 ist in seinem Profil dem Profil des prismatischen Wellenteiles 1 angepaßt, während der äußere Wellenteil 2 ein Rundrohrprofil

«ο hat mit inneren Längsrillen 3. Der Kugelhalter 6 besteht also im wesentlichen aus einem Rohr mit quadratischem Querschnitt, in dessen Wandungen gerade Längsschlitze eingestanzt sind. So wird eine sehr einfache Teleskopwelle mit Kugelfühmng erzielt, die aus

nur wenigen Einzelteilen besteht, welche ohne größere Kosten herstellbar sind. Die Montage und Demontage einer solchen Teleskopwelle sind ebenfalls einfach durchzuführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Teleskopwelle mit einem inneren prismatischen und einem äußeren rohrförmigen Wellenteil, der innen Längsrillen aufweist, in denen Kugeln geführt werden, welche das Drehmoment zwischen den beiden Wellenteilen übertragen und dabei in endlosen Reihen abwälzbar angeordnet sind, wobei jeder UmfangsQäche des inneren Wellenteils eine Kugelreihe mit zwei geraden Teilstücken und zwei sie verbindenden halbkreisförmigen Umlenkbögen zugeordnet ist sowie mit Mitteln zum Halten und Führen der Kugeln, d adurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Wellenteilen (1, 2) ein rohrförmiger Kugelhalter (6) mit geraden, paarweise angeordneten Längsschlitzen (7) und an seinen beiden Enden angebrachten muschelförmigen Umlenkführungen (5) angeordnet ist und daß die Breite der Längsschlitze kleiner ist als der Kugeldurchmesser, wobei die Kugeln (4) zwischen dem äußeren rohrförmigen Wellenteil (2) und dem Kugelhalter (6) angeordnet sind.

2. Teleskopwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Wellenteil (2), wie an sicti bekannt, an mindestens einem Ende einen größeren Innendurchmesser aufweist und daß eine muschelförmige Umlenkführung (S) für die Kugeln (4) in diesem Raum angeordnet ist.

3. Teleskopwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Kugelhalter (6) in seinem Profil dem inneren prismatischen Wellenteil (1) angepaßt ist, während der rohrförmige äußere Wellenteil (2) ein Rundrohrprofil aufweist.