DE2804778B2

DE2804778B2 - Teleskopantriebswelle

Info

Publication number: DE2804778B2
Application number: DE2804778A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 5206 Neunkirchen-Seelscheid Krude
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1978-02-04
Filing date: 1978-02-04
Publication date: 1981-07-09
Also published as: FR2416376B1; GB2013832A; DE2804778C3; JPS6160288B2; IT7906908V0; DE2804778A1; GB2013832B; IT7905110A0; IT1165892B; JPS5544172A; FR2416376A1; US4280341A

Description

Die Erfindung betrifft eine Teleskopantriebswelle mit einem inneren Wellenteil, welches in einem hohlen äußeren Wellenteil axial verschiebbar mit mindestens drei über den Umfang verteilten der Führung und der Drehmomentübertragung dienenden, durch an einem Wellenteil befestigter Halter geführten Wälzkörpern, die in Rillen des anderen Wellenteils bewegbar angeordnet sind.

Es sind zwar Teleskopwellen bekannt (z. B. DE-PS 12 19 291), bei denen die Bruchgefahr der ineinander verschiebbaren Profilwellen, auch bei hohen Drehmomenten und Drehmomentspitzen infolge Verklemmung durch eine ölfüllung des ringförmigen Hohlraumes vermindert wird, jedoch ist diese Kugelführung sehr aufwendig und diese Funktion nur durch die zusätzliche Abdichtung gewährleistet. Bei einer Undichtigkeit des Systems ist einerseits mit Ölverlust und andererseits mit Eindringen von Schmutz zu rechnen, so daß eine einwandfreie Kugelführung nicht mehr gewährleistet ist. Bei einer Beschädigung dieser Abdichtung ist im weiteren Verlaufe des Arbeitsbetriebes mit einem Verklemmen der Profilrohre und damit verbundenen Bruchgefahr zu rechnen.

Darüber hinaus sind Vorrichtungen bekannt (z. B. US-PS 31 69 407), bei denen eine axiale Bewegung über ein Antriebsgewinde und Kugeln übertragen wird. Es handelt sich hier jedoch nur um eine einzige auszuführende Funktion, denn diese Vorrichtung besitzt schräg verlaufende Rillen, die im Prinzip wie eine schiefe Ebene arbeiten und eine Drehbewegung in eine axiale Bewegung umsetzen.

Es sind des weiteren Lagerungen bekannt (z. B. FR-PS 1126 582), bei denen eine Kugel durch zusätzliche Kugeln gelagert ist, jedoch sind hier lediglich tragende Funktionen zu bewältigen.

Hiervon ausgehend soll bei einer Teleskopantriebs welle die Aufgabe gelöst werden, daß durch die Verwendung einfacher Hilfsmittel die Drehinoment-•i übertragungselemente derart geführt werden, daß ein reibuijgsarmer Betrieb während der Verschiebung gewährleistet ist und daß die Drehmomentübertragungselemente bei Axialbewegungen zwischen innerer und äußerer Welle abrollen.

ι (ι Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Wälzkörper mit einer kugeligen Fläche durch mindestens drei Führungskugeln im Halter in einem Wellenteil aufgenommen ist, wobei die Wälzkörper außerdem mit ihrer kugeligen Fläche in den Rillen des ι ο anderen Wellenteils abgestützt sind.

Bei dieser Ausführungsform ist von Vorteil, daß die bei Drehmomentspitzen mögliche Verklemmung der ineinander verschiebbaren Profilwellenteile dadurch vermieden wird, daß die Wälzkörper zwischen Außen-2(i und Innenteil, auch unter Einwirkung der bei Drehmomentspitzen ansteigenden Reibung, ständig abrollen und daß durch die Führungskugeln eine geringe Reibung auftritt. Es wird insgesamt eine leichtgängige Funktion des gesamten Systems erreicht
2". Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Ausnehmungen ringförmig ausgebildet sind und in einer Ebene liegen, die parallel zur Längsachse des jeweiligen Wellenteiles verläuft.

Durch eine derartige Ausgestaltung kann die

ti' Flächenpressung sowie die Reibung verringert werden, indem in jeder Rille mehr als drei Kugeln vorgesehen sind. Es kann hierbei die gesamte Ausnehmung mit Führungskugeln bis hin zu einem geschlossenen Ring gefüllt werden. Es ergeben sich damit sehr günstige

i> Reibungswerte, und auch die Flächenpressung wird auf die gesamte Anzahl der Kugeln verteilt.

Um eine wirtschaftliche und kostengünstige Herstellung der Halter, die der Aufnahme der Führungskugeln dienen, zu erreichen, ist nach einem weiteren Merkmal κ; vorgesehen, daß der Halter als separates Bauteil ausgebildet ist und in dem jeweilig zugehörigen Wellenteil aufgenommen und gesichert ist.

Zur Übertragung größerer Drehmomente ist nach einem wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß für jeden ·'·■> Wälzkörper mehrere Ausnehmungen vorgesehen sind, die im parallelen Abstand zueinander angeordnet sind.

Es ist von Vorteil und fertigungsmäßig ohne weiteres möglich, daß die Führungskugeln für jeden Wälzkörper in mehreren Ebenen angeordnet werden. Es ergeben ^r)ii sich bei einer derartigen Ausführungsform besonders günstige Werte für die zu erwartende Reibung zwischen den Wälzkörpern und den Wellenteilen sowie eine niedrige Flächenpressung während der Drehmomentübertragung.

^r>^r> Des weiteren kann für die Aufnahme der Führungskugeln nach einem Merkmal vorgesehen werden, daß die Ausnehmungen als Bohrungen oder Rillen ausgebildet sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Zeich-M) nungen schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Teleskopantriebswelle in Seitenansicht geschnitten

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie I-I, der in Fig. 1 dargestellten Teleskopantriebswelle
f>5 F i g. 3 eine weitere Ausführungsform einer Antriebswelle im Prinzip wie in F i g. 1 dargestellt, jedoch mit dem Unterschied, daß die Wälzkörper im inneren Wellenteil geführt werden

Fig.4 einen Schnitt entlang der Linie H-II, der in F i g. 3 dargestellten Antriebswelle

Fig.5 einen Ausschnitt mit einem Wälzkörper in vergrößerten Maßstab

Fig.6 eine weitere Ausführungsform eüses Halters für einen Wälzkörper ebenfalls in vergrößertem Maßstab

F i g. 7 zeigt einen Horizontalschnitt durch einen Wälzkörperhalter.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Tcleskopantriebswelle besteht im wesentlichen aus dem äußeren Wellenteil 1, in dessen zylindrischen Hohlraum 2, ein Ring 3 angeordnet ist Der Ring 3 besitzt über seinem Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen 4, in denen jeweils ein Halter 5 aufgenommen wird. Die Halter 5 sind direkt im äußeren Wellenteil 1 in dessen Innenmantelfläche fixiert und dienen einerseits der Aufnahme von Führungskugeln 6, die in Ausnehmungen 7 dos Halters 5 gelagert sind und die des weiteren zur Abstützung der das Drehmoment übertragenden Wälzkörper 8 dienen. Die Wälzkörper 8, die in diesem Ausführungsbeispiel als Kugeln ausgebildet sind, befinden sich in der Ausnehmung 7 jeweils eines Halters 5 unter Zwischenschaltung der Führungskugeln 6 zur exakten Abstützung. Des weiteren sind diese Wälzkör- 2·> per 8 in Rillen 9 des inneren Wellenteiles 10 geführt. Die Rillen 9 verlaufen parallel zur Mittelachse des inneren Wellenteiles 10 und dienen der relativen Verschiebung zwischen innerem Wellenteil 10 und äußerem Weilenteil 1 und zwar in der Weise, daß die Wälzkörper 8 im jo Halter 5 gehalten sind und daß das innere Wellenteil 10 über die Wälzkörper 8 in den Rillen 9 eine relative Verschiebung ausführen kann.

Die Längsstabilität wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen im Abstand zum Ring 3 angeordneten r> weiteren Ring U gewährleistet, der mit seiner Bohrung 12 auf dem inneren Wellenteil 10 gleitet unter Zuhilfenahme einer Gleitschicht 13. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, an dieser Stelle einen weiteren Ring 3 vorzusehen, der mit zusätzlichen Haltern und Wälzkörpern 8 versehen ist.

Zur Abdichtung des Hohlraumes 2 gegenüber der Atmosphäre und damit verbunden einer Verhinderung des Eindringens von Schmutz und Staub ist ein Faltenbalg 14 sowohl auf dem äußeren Wellenteil 1 als v> auch auf dem inneren Wellenteil 10 befestigt.

Um die Reibung gering zu halten und die Führung der Wälzkörper 8 zu vergrößern, ist in diesem hier gezeigten Ausfüh.'ungsbeispiel vorgesehen, daß zwei Ausnehmungen 7 im Abstand zueinander angeordnet so sind, so daß mehrere Führungskugeln in verschiedenen Ebenen die eigentlichen der Drehmomentübertragung dienenden Wälzkörper 8 abstützen.

In den F i g. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Teleskopantriebswelle gezeigt, deren Aufbau im Prinzip dem in F i g. 1 und 2 entspricht Der Unterschied besteht darin, daß im äußeren Wellenteil 1 Rillen 15 vorgesehen sind, die der Axiallängsverschiebung dienen. Die der Drehmomentübertragung dienenden Wälzkörper 8 sind in Ausnehmungen 7 eines einstückig ausgebildeten Halters 16 angeordnet, der dem inneren Wellenteil 10 zugeordnet ist Zur Befestigung des Halters 16 ist dieser auf der dem inneren Wellenteil 10 zugewandten Seite mit einem zylindrischen Ansatz 17 versehen, der der Wandstärke des inneren Wellenteiles 10 entspricht. Die Verbindung kann beispielsweise durch Schweißen erfolgen. Die Längsstabilität wird bei dieser Ausführung durch den Ring 11 gewährleistet, der im äußeren Wellenteil 1 fixiert ist und der mit einer Gleitschicht 13 das innere Wellenteil 10 führt. Die Abdichtung des Hohlraumes 2 wird durch eine Berührungsdichtung 18, der ein Abstreifring 19 vorgeschaltet ist, gewährleistet.

Der Halter 16 entspricht in seinem Aufbau den einzelnen Haltern 5. Es sind ebenfalls Ausnehmungen in mehreren Ebsnen zur Aufnahme von Führungskugeln 6 vorhanden, die wiederum eine günstige Abstützung der Wälzkörper 8 gewährleisten.

Es ist jedoch auch eine Konstruktion möglich, in der einzelne Halter 5 direkt in das innere Wellenteil 10 eingebracht werden.

In den F i g. 5 und 6 sind einige Varianten gezeigt, wie der Halter 5 ausgebildet werden kann. In der F i g. 5 ist der Halter 5 als tiefgezogenes Blechteil hergestellt; es sind die Ausnehmungen 7 direkt mit eingebracht, so daß die Führungskugeln 6 hierin abrollen können. Eine derartige Ausführungsform gewährleistet eine einfache Montage, denn der Halter 5 wird in die Bohrung 20 des äußeren Wellenteiles 1 eingebracht und an diesem befestigt. Die Gummielemente 21 und 22 sorgen für eine Geräuschdämpfung, die durch Maßabweichungen entstehen können. Eine Geräuschdämpfung kann jedoch auch durch die in das äußere Wellenteil 1 eingepreßte Tasche 23 erreicht werden, denn auch hier ist mit einer Federung des Materiales zu rechnen.

Der in F i g. 6 gezeigte Halter 5 ist im Aufbau wie der in Fig. 5 erwähnte; jedoch sind hier zusätzlich Blechteile 24 direkt am Halter 5 vorgesehen, so daß der Halter mit den Führungskugeln 6 und den Wälzkörpern 8 als eine Montageeinheit montiert werden kann und dann je nach Bedarf in die Teleskopantriebswelle eingebracht wird.

Der in F i g. 7 als Einzelteil dargestellte Halter 5 zeigt, wie die Kugel 8 durch die Führungskugeln 6, die über den gesamten Umfang der Ausnehmung 7 angeordnet sind, abgestützt wird. Es ist hier lediglich eine Ebene der Führungskugeln 6 gezeigt. Aus den Beispielen 5 und 6 ist jedoch bekannt, daß die Führungskugeln 6 in mehreren Ebenen angeordnet werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Teleskopantriebswelle mit einem inneren WeUenteil, welches in einem hohlen äußeren Wellenteil axial verschiebbar mit mindestens drei über den Umfang verteilten, der Führung und der Drehmomentübertragung dienenden, durch an einem Welienteil befestigte Halter geführten Wälzkörpern, die in Rillen des anderen Wellenteils bewegbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wälzkörper (8) mit einer kugeligen Fläche durch mindestens drei Führungskugeln (6) im Halter (5, 16) in einem Wellenteil aufgenommen ist, wobei die Wälzkörper außerdem mit ihrer kugeligen Fläche in den Rillen des anderen Wellenteils abgestützt sind.

2. Teleskopantriebswelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (7) ringförmig ausgebildet sind und in einer Ebene liegen, die parallel zur Längsachse (25) des jeweiligen Wellenteiles (I₁10) verläuft.

3. Teleskopantriebswelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (5) als separates Bauteil ausgebildet ist und in dem jeweilig zugehörigen Wellenteil (1, 10) aufgenommen und gesichert ist.

4. Teleskopantriebswelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Wälzkörper (8) mehrere Ausnehmungen (7) vorgesehen sind, die im parallelen Abstand zueinander angeordnet sind.