DE3513340A1

DE3513340A1 - Mitnehmerverbindung zwischen einer welle und einer nabe

Info

Publication number: DE3513340A1
Application number: DE19853513340
Authority: DE
Inventors: Wolf Dr.-Ing. 7056 Weinstadt Boll; Reinhard Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Steinkämper
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1985-04-13
Filing date: 1985-04-13
Publication date: 1986-10-23
Also published as: DE3513340C2

Description

"Mitnehmerverbindung zwischen einer Welle
und einer Nabe" Die Erfindung befaßt sich mit einer Mitnehmerverbin-dung zwischen einer Welle und einer Nabe mit axialer Verstellmöglichkeit, insbesondere für Lenkspindeln von Kraftfahrzeugen, bei der mehrere Sätze von Kugeln zur Lagerung zwischen außenumfangsseitigen Längsnuten des Wellenteils und innenumfangsseitigen Längsnuten des Nabenteils formschlüssig und im wesentlichen spielfrei gehaltert sind, und bei der der Nabenteil der Mitnehmerverbindung von einem Rohrkörper gebildet wird, dessen Wandung zur Erzeugung der nabenseitigen Längsnuten spanlos verformt ist.
Eine derartige Mitnehmerverbindung ist aus der DE-AS 22 25 605 bereits als bekannt zu entnehmen. Hierbei ist bereits eine relativ kostengünstige Fertigung der Mitnehmerverbindung gegeben, da diese ein Minimum an Einzelteilen umfaßt.
Andererseits ist diese bekannte Mitnehmerverbindung nur im Neuzustand im wesentlichen spielfrei I da Verschleiß der Wälzbahnen in den Längsnuten bzw. der Kugeln selbst unweigerlich zu größerem Spiel dieser Lagerung führen muß.
Für Mitnehmerverbindungen zwischen Wellen und Naben mit axialer Verstellmöglichkeit, die absolut spielfrei sein sollen, z.B. für längenverstellbare Lenkspindeln von Kraftfahrzeugen, ist diese bekannte Mitnehmerverbindung nicht geeignet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 entsprechende Mitnehmerverbindung dahingehend weiterzuentwickeln, daß unter Beibehaltung ihres einfachen Aufbaus eine völlig spielfreie Lagerung der Welle gegenüber der Nabe gewährleistet ist, wobei die Spielfreiheit unabhängig vom Verschleißzustand der Mitnehmerverbindung aufrechterhalten werden soll.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe erfolgt mittels der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.
Der Einpreßvorgang der Kugeln führt hierbei zum elastischen Einfedern des Wellenteils bzw. zum elastischen Ausfedern des Nabenteils, so daß die auf die Kugeln wirkende Vorspannkraft zu gleichen Teilen vom Wellen- bzw. Nabenteil aufgebracht wird. Bei Abnutzung der Laufbahnen in den Längsnuten bzw. der Kugeln selbst erfolgt aufgrund des Elastizitätsverhaltens des Wellen- und des Nabenteils eine selbsttätige Nachstellung der Lagerung durch weiteres Ausfedern des Wellenteils und weiteres Einfedern des Nabenteils.
Um eine möglichst gleichmäßige Vorspannkraft zu erzielen ist es vorteilhaft, wenn der Wellenteil bzw. der Nabenteil oder ggf. auch beide durch den Einpreßvorgang der Kugeln im Bereich ihrer maximalen Biegespannung plastisch verformbar sind. Dies dient darüber hinaus auch der optimalen Werkstoffausnutzung.
Die Formgebung der Rohrkörper kann entweder in bereits bekannter Weise durch spanlose Umformung von rohrförmigen Halbzeugen oder aber durch Verbinden einer oder mehrerer tiefgezogener Schalen erfolgen, wobei letztere Möglichkeit bei Verwendung hochfester Bleche aus fertigungstechnischen Gründen vorzuziehen ist.
Im folgenden sind vier Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Mitnehmerverbindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.
In den Figuren 1 bis 4 ist jeweils ein Querschnitt durch eine Mitnehmerverbindung 1,2,3 bzw. 4 dargestellt. Die Mitnehmerverbindungen1,2,3, und 4 weisen jeweils einen rohrförmigen Wellenteil la,2a,3a, bzw. 4a auf, der mit Abstand von einem zugeordneten Nabenteil lb,2b,3b bzw.
4b umschlossen ist.
Einander gegenüberliegend sind die Wandungen der Nabenteile lb,2b,3b und 4b jeweils zur Ausbildung mehrerer Längsnuten 5,6,7 bzw. 8 durch spanlos Umformung nach außen gewölbt.
Gegenstückig zu den Längsnuten 5,6,7 und 8 ist die Wandung des Wellenteils la,2a,3a bzw. 4a jeweils nach innen gewölbt, so daß Längsnuten 9,10,11 bzw. 12 gebildet werden.
Durch die korrespondierenden Längsnuten 5 und 9, 6 und 10, 7 und 11 sowie 8 und 12 ergibt sich je ein Lagersitz, in den Kugeln 13 eingepreßt sind. Dabei ist pro Lagersitz ein Satz von mindestens zwei Kugeln 13 erforderlich.
Durch den Einpreßvorgang der Kugeln 13 federn die Wellenteile 1a,2a,3a bzw. 4a aufgrund elastischer Eigenverformung stärker ein und die zugeordneten Nabenteile 1b, 2b,3b bzw. 4b stärker aus, so daß die Kugeln 13 aufgrund elastischer Rückverformung der Rohrkörper form- und kraftschlüssig gehaltert sind. Die hiermit erzielte Spielfreiheit der Mitnehmerverbindungen 1,2,3 bzw. 4, sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, bleibt durch die Aufrechterhaltung der Rückverformungskräfte der Rohrkörper bis zum Erreichen der Verschleißgrenze der Lagerung erhalten.
Während die Mitnehmerverbindungen 1,2 und 3 auf der Basis umgeformter Hohlprofile, die als Halbzeug zu erhalten sind, entstanden sind, bestehen der Wellenteil 4a und der Nabenteil 4b der Mitnehmerverbindung 4 aus Halbschalen tiefgezogenen, hochfesten Bleches, die jeweils an Schweißflanschen 14 unlösbar miteinander verbunden sind. Selbstverständlich können anstelle der Halbschalen auch Viertelschalen oder dgl. zur Anwendung gelangen.
Die erläuterten Ausführungsbeispiele können im Hinblick auf die vielfältigen Möglichkeiten der Formgebung von Mitnehmerkupplungen der erfindungsgemäßen Art nur Anregungen vermitteln, da diese bei Berücksichtigung der nach dem jeweiligen Anwendungszweck variierenden konstruktiven Parameter nahezu beliebig modifizierbar ist.

Claims

Patentansprüche 1. Mitnehmerverbindung zwischen einer Welle und einer Nabe mit axialer Verstellmöglichkeit, insbesondere für Lenkspindeln von Kraftfahrzeugen, bei der mehrere Sätze von Kugeln zur Lagerung zwischen außenumfangsseitigen Längsnuten des Wellenteils und innenumfangsseitigen Längsnuten des Nabenteils formschlüssig und im wesentlichen spielfrei gehaltert sind, und bei der der Nabenteil der Mitnehmerverbindung von einem Rohrkörper gebildet wird, dessen Wandung zur Erzeugung der nabenseitigen Längsnuten spanlos verformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenteil (la,2a,3a,4a) der Mitnehmerverbindung (1,2,3,4) ebenfalls von einem Rohrkörper gebildet wird, dessen Wandung zur Erzeugung der wellenseitigen Längsnuten (9,10,11,12) spanlos verformt ist, und daß der Wellenteil (1a,2a,3a,4a) und der Nabenteil (lb,2b,3b,4b) der Mitnehmerverbindung (1,2,3,4) durch in den Lagersitz eingepreßte Kugeln (13) derart gegeneinander verspannt sind, daß sich ein absolut spielfreier Sitz der Kugeln (13) in den zugeordneten Längsnuten (5,9; 6,10; 7,11; 8, 12) ergibt.
2. Mitnehmerverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der korrespondierenden Rohrkörper (Wellenteil la,2a,3a,4a; Nabenteil lb,2b,3b,4b) durch den Einpreßvorgang der Kugeln (13) plastisch verformbar ist.
3. Mitnehmerverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der korrespondierenden Rohrkörper (Wellenteil 4a, Nabenteil 4b) ein- oder mehrschalig ausgebildet ist.
4. Mitnehmerverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen des Rohrkörpers (Wellenteil 4a, Nabenteil 4b) aus tiefgezogenem Blech bestehen und an nach außen gewandten Fügeflanschen (Schweißflanschen 14) miteinander verbunden sind.