DE2632537A1

DE2632537A1 - Gelenkwelle mit teleskopartig ineinanderverschiebbaren wellenteilen

Info

Publication number: DE2632537A1
Application number: DE19762632537
Authority: DE
Inventors: Walter Schuller
Original assignee: HOECKLE EBERHARD GmbH
Current assignee: HOECKLE EBERHARD GmbH
Priority date: 1976-07-20
Filing date: 1976-07-20
Publication date: 1978-01-26
Also published as: FR2359316A1; GB1534818A; DE2632537B2; IT1080368B; JPS5313042A; ES228876U; ES228876Y; DE2632537C3; US4133190A

Description

DR.-ING. H. H. WILHELM - DIPL.-ING. H. DAUSTER

D-7000 STUTTGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31B - TELEFON (07 11) 291133

Stuttgart, den 19. Juli 1976

D 5106

Dr.W/Wu

Anm.: Firma

Eberhard Hoeckle GmbH

7'+ 06 Mos s ing en

Gelenkwelle mit teleskopartig ineinanderverschiebbaren

Wellenteilen

Die Erfindung betrifft eine Gelenkwelle mit zwei teleskopartig ineinanderverschfe bbaren und durch umlaufende Wälzkörper drehfest verbundenen Wellenteilen mit Führungsbahnen für die Wälzkörper, wobei die innere Führungsbahn aus axial verlaufenden Führungsnuten und die äußere aus einem Kranz von spielfrei auf dem Innendurchmesser des äußeren rohrförmigen Wellenteils aneinanderliegenden und im äußeren Wellenteil verdrehfest angeordneten Führungswalzen besteht.

Solche Gelenkwellen sind bekannt (DT-Gbm 7 3A-0 694·). Sie weisen den Vorteil auf, daß sie eine gedrängte, raumsparende Bauweise ermöglichen und am Außenkörper eine aufwendige und

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unter Einhaltung enger Toleranzen hergestellte Profilierung überflüssig machen. Darüber hinaus ist es möglich, durch Wahl einer geringeren Anzahl von Führungswalzen auch andere Durchmesser von Gelenkwellen montieren zu können.

Ein gewisser Nachteil der bekannten Anordnungen besteht darin, daß bei der Anordnung der inneren Führungsbahnen auf dem inneren Wellenteil verhältnismäßig enge Toleranzen eingehalten werden müssen, um den spielfreien Lauf zu gewährleisten und daß die Rückführnuten sehr schwierig und kostenaufwendig am Innendurchmesser des äußeren Rohrteiles durch spanabhebende Bearbeitung anzubringen sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zur Drehmomentübertragung ein gesonderter Arretierstift eingepasst werden muß, für den ein gesonderter Arbeitsvorgang und die Einhaltung enger Toleranzen notwendig sind. Werden die Toleranzen nicht exakt eingehalten, so tritt entweder zuviel Verschleiß oder ein Klemmen der Teile auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Herstellungsvereinfachung zu schaffen und eine Möglichkeit zu bieten, bei der ohne die Einhaltung enger Toleranzen der gleiche vorteilhafte Effekt erzielt wird.

Die Erfindung besteht bei einer Gelenkwelle der eingangs genannten Art darin, daß die Führungswalzen in einem Einsatz unter Vorspannung gehalten sind, der für jede Führungswalze eine wellenförmige Vertiefung und für die rücklaufenden Wälzkörper Aufnehmungen aufweist und der im äußeren Wellenteil durch in diesen formschlüssig eingreifende Vorsprünge gehalten ist. Durch die Anordnung eines gesonderten Einsatzes, der-getrennt bearbeitbar ist, wird es möglich, auf die recht aufwendige Innenbearbeitung des äußeren Wellenteiles zu verzichten. Es ist dabei möglich, die Ausnehmungen für die rücklaufenden Wälzkörper die Form von axialen Schlitzen

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einnehmen zu lassen, so daß der Einsatz eine gewisse Elastizität zusätzlich, zu seiner Materialelastizität erhalten kann, die es ermöglicht, dem Führungswalzenkranz die erforderliche Vorspannung zu geben, ohne daß für den spielfreien Lauf so enge Toleranzen eingehalten werden müssen, wie das bei den bekannten Bauarten der Fall ist. Es ist sogar möglich, die axialen Schlitze bis zu einer Stirnseite des Einsatzes durchgehend anzuordnen, den Einsatz zweiteilig auszubilden und an einem Ende der Vertiefungen für die Führungswalzen einen axialen Anschlag vorzusehen, so daß dann, wenn der Einsatz beispielsweise aus Kunststoff hergestellt ist, ein Herstellungsvorgang ohne spanabhebende Bearbeitung möglich, wird und der gewünschte Vorspannungseffekt erzielt wird. Es ist auch, möglich, den Einsatz beispielsweise aus Aluminium zu gießen, wobei sowohl Kunststoffeinsätze als auch Aluminiumeinsätze entweder direkt in den äußeren Wellenteil eingespritzt oder nach ihrer gesonderten Herstellung eingeschoben werden können. Die Vorsprünge am Außendurchmesser des Einsatzes, die in entsprechende Ausnehmungen einschnappen, halten dann den Einsatz in axialer Lage, so daß auch die Führungswalzen, die an ihren Anschlägen axial anstoßen, ohne zusätzliche Anordnung von Axialanschlägen einwandfrei in ihrer Lage gesichert sind.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von einem Ausfuhr ungsb ei spiel dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen und verkürzten Längsschnitt durch, eine Gelenkwelle,

Fig. 2 den Schnitt durch die Gelenkwelle der Fig. 1 in Richtung der Schnittebene II-II

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Fig. 3 einen Schnitt ähnlich Fig. 2, jedoch ausschließlich durch den Einsatz der Gelenkwelle und

Fig. ή- den Schnitt durch den Einsatz der Fig. 3 längs der Linie IV-IV.

Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, daß die Gelenkwelle aus einem äußeren rohrförmigen Wellenteil 1 und einem inneren in diesem axial verschiebbaren Wellenteil 2 besteht, der auf seinem Umfang mit vier gleichmäßig verteilten Längsnuten 3 versehen ist, die einen nach außen etwa um 90 offenen Querschnitt besitzen und durch Ziehen hergestellt sind. Der äußere Wellenteil 1 ist an seinem linken Ende fest mit einem Gelenkstück 4· verbunden, an dem wiederum gelenkig ein weiteres nicht näher dargestelltes Anschlußstück angelenkt ist. An seinem rechten Ende besitzt der Wellenteil 1 einen Abschlußrand 6,hinter den eine Haltescheibe 7 greift, die einen Dichtungsring 8 hält. Angrenzend an den Dichtungsring und ebenfalls durch die Scheibe 7 gehalten ist ein Einsatz 9 aus Kunststoff, der axial durch die Vorsprünge 10 im Wellen— teil 1 gesichert ist, die im Bereich der Schnittebene II-II gleichmäßig auf dem Umfang des Wellenteiles 1 verteilt sind. Gegen ein unabsichtliches vollständiges Herausziehen des Wellenteiles 2 aus dem Einsatz 9 und aus dem äußeren Wellenteil 1 ist der innere Wellenteil 2 an seinem linken Ende mit einem Absatz 11 kleineren Durchmessers und mit einem Sperrstift 12 versehen.

Die drehfeste Verbindung zwischen dem äußeren Wellenteil 1 und dem inneren Wellenteil 2 wird durch umlaufende Wälzkörper 13 hervorgerufen, die einmal im Einsatz 9 und zum anderen innerhalb der Hüten 3 geführt sind, die auf dem Umfang des Wellenteiles 2 über dessen volle Länge durchgehen. Der Wellenteil 2 ist in Fig. 1 verkürzt dargestellt, ebenso wie der Wellenteil 1, die Trennlinien sind bei 14 angedeutet.

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Wie aus den I¹Ig. 2 Ms 4 näher hervorgeht, laufen die Wälzkörper 13 einmal in den Führungsnuten 3 am inneren Wellenteil und zum anderen in dem Zwickel zwischen je zwei Führungs-alzen 15, "von denen 16 Stück gleichmäßig an dem inneren Umfang des Einsatzes 9 verteilt an geordnet sind. Diese Führungswalzen 15 weisen etwa die Länge des Einsatzes auf und sind jeweils in Ausnehmungen 16 auf der Innenseite des Einsatzes 9 eingebettet. Da der Einsatz 9 aus Kunststoff "besteht, werden die Führungswalzen 15 auf diese Weise unter Vorspannung nach innen gedrückt und liegen so spielfrei aneinander an. Das rücklaufende Trum der Wälzkörper 131 das mit 13a "bezeichnet ist, läuft in Längsschlitzen 17 des Einsatzes 9 zurück und erreicht damit die Innenwand des äußeren Wellenteiles 1. Durch die Anordnung von Schlitzen 17, die gemäß Pig. 3 und 4- nahezu über die gesamte Länge des Einsatzes 9 durchgehen, wird der Einsatz 9 radial elastisch aufweitbar ausgebildet und läßt sich auch dann, wenn er nicht aus einem besonderen Kunststoff hergestellt ist, verhältnismäßig leicht radial zusammendrücken. Es wird daher möglich, ihn mit dem Stirnende 18 zuerst in den Wellenteil 1 hereinzufügen, so daß die Vorsprünge 10 zunächst nach innen gedrückt werden und dann unter Vorspannung in die entsprechenden Ausnehmungen am Wellenteil 1 einrasten. Nach dem Einfügen der Führungswalze!! 15 können dann die Wälzkörper 13 zusammen mit dem inneren Wellenteil eingeführt werden.

Der Einsatz 9 weist an seinem in den Fig. 1 und 4- gezeigten linken Ende neben der Umlenkführungsbahn 18 für die Wälzkörper einen Anschlagkragen 19 auf, der zur axialen Lagesicherung der Führungswalzen 15 im Einsatz dient. Ein Abschlußteil 20 wird auf diesen Einsatzteil von rechts her aufgesetzt und bewirkt den Abschluß nach rechts, der durch die Scheibe 7 dann gehalten 1st.

Diese Ausgestaltung weist den großen Vorteil auf, daß der Einsatz gegossen oder gespritzt werden kann und daß keine spanabhebende und teuere Bearbeitung mehr notwendig ist. Es

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wird auch möglich, bei der Herstellung der Nuten 3 geringere Toleranzen einzuhalten, weil der spielfreie Lauf der Wälzkörper 13 an den Flanken der Führungswalzen 5 durch die unter orspannung bewirkte Anordnung der Führungswalzen stets gesichert ist. Auch die Anordnung von Anschlägen oder von Rückführbahnen im äußeren Wellenteil entfällt, so daß dieser, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, als einfaches Rohr hergestellt sein kann. Da durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung auch die Herstellung des inneren Wellenteiles wesentlich einfacher ist, kann durch die Erfindung eine wesentlich einfachere und daher kostengünstigere Herstellung solcher Gelenkwellen gefunden werden.

Es ist auch möglich, den Einsatz 9 nicht aus Kunststoff, sondern aus Aluminium oder anderen Nichteisenmetallen herzustellen; auch dann bewirkt die aufgrund der Ausgestaltung erzielte Elastizität die Anordnung der Führungswalzen 15 unter Vorspannung, so daß die vorher erwähnten Vorteile eintreten. Der Einsatz 9 kann schließlich auch mehrteilig, beispielsweise aus einzelnen Segmenten hergestellt werden, die ebenfalls in den rohrförmigen Wellenteil 1 einschiebbar sind. Die Anordnung spezieller Dichtungs- und Abstreifringe, wie bei 8, macht keine Schwierigkeiten und der Führungseinsatz 9 ist zur axialen Fixierung in dem rohrförmigen Wellenteil 1 an keine Planfläche oder Schulter gebunden. Die beim Ausführungsbeispiel gewählte vierfache Anordnung der Wälzkörper 13 weist noch den Vorteil auf, daß eine exakte gegenüberliegende Abstützung jeder einzelnen Führungsbahn erfolgt, was eine genau bestimmbare Vorspannung in den Führungen ermöglicht, ohne daß ein Verklemmen oder ein Spiel an einer anderen Führungsbahn befürchtet werden muß. Um eine Vierteilung zu erhalten, muß die Anzahl der Führungswalzen 15 geradlinig sein. Es wäre natürlich auch denkbar, ungerade Anzahlen von Führungswalzen einzusetzen, wenn entsprechend die Wälzkörperbahnen gewählt -werden.

Die neue Ausgestaltung weist auch den Vorteil auf, daß die verdrehfeste Anordnung der Führungswalzen 15 im Einsatz 9

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und im Wellenteil 1 durch die spanlos herstellbaren Vertiefungen 16 und durch die ebenfalls spanlos herstellbaren Vorsprünge 10 bewirkt wird, so daß eine gesonderte Einfassung und Einarbeitung von Paßstiften überflüssig wird.

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Claims

Ansprüche

< 1. Gelenkwelle mit zwei teleskopartigen ineinanderver^y schiebbaren und durch umlaufende Wälzkörper drehfest verbundene Wellenteilen mit Führungsbahnen für die Wälzkörper, wobei die innere Führungsbahn aus axial verlaufenden Führungsnuten und die äußere aus einem Kranz von spielfrei auf dem Innendurchmesser des ätißeren rohrförmigen Wellenteiles aneinanderliegenden und im äußei^en Wellenteil verdrehfest angeordneten Führungswalzen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswalzen (15) in einem Einsatz (9) unter Vorspannung geheilten sind, der für jede Führungswalze eine wellenförmige Vertiefung (16) und für die rücklaufenden Wälzkörper (13<Ό Ausnehmungen (17) aufweist und der im äußeren Wellenteil (1) durch in diesen formschlüssig eingreifende Vorsprünge (10) gehalten ist.
2. Gelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen für die rücklaufenden Wälzkörper (13a) die Form von axialen Schlitzen (17) aufweisen.
3- Gelenkwelle nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Schlitze (17) "bis zu einer Stirnseite des Einsatzes (9) durchgehend sind.
4. Gelenkwelle nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (9) mehrteilig hergestellt ist und einen an die Stirnseite, in der die Schlitze (17) münden, angi-enzenden Abschlußteil (20) besitzt.
5. Gelenkwelle nach den Ansprüchen 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (16) für die Führungswalzen (15) an einem Ende einen Axialanschlag (19) aufweisen.

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6. Gelenkwelle nach den Ansprüchen 1 bis 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Axialanschlag als ein umlaufender
Kragen (19) ausgebildet ist, der der geschlitzten Stirnseite des Einsatzes (9) gegenüberliegt.
7. Gelenkwelle nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (9) aus elastisch verformbaren Kunststoff hergestellt ist.
8. Gelenkwelle nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (9) aus Aluminium oder anderen ITichteinen-ietallen hergestellt ist.