DE60027225T2

DE60027225T2 - Teleskopische Kugelkupplung für zwei Wellen

Info

Publication number: DE60027225T2
Application number: DE60027225T
Authority: DE
Inventors: Manuel Antonio Onteniente; Benoit Duval; Andre Laisement; Robin Thomas
Original assignee: Nacam France SAS; Nacam SA
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering Vendome SAS
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2020-06-15
Also published as: JP2001050293A; JP4423760B2; FR2795785B1; FR2795785A1; EP1065397B1; AU4377500A; ES2257271T3; US6343993B1; BR0003782A; DE60027225D1; AU735441B2; EP1065397A1; ATE323237T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur drehenden Verbindung von zwei Wellen, die sich in ihrer gemeinsamen Achse ineinander schieben. Die Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung lässt sich insbesondere an einer Autolenksäule einsetzen, indem man sie im mit dem Lenkgetriebe verbundenen Lenksäulenzwischenteil oder im mit dem Lenkrad verbundenen oberen Lenksäulenteil verwendet.
Im spezifischeren Falle der Zwischenwelle hat diese an jedem Ende ein Kardangelenk: Ein Kardangelenk ist mit dem Eintritt der Drehbewegung am Lenkgetriebe verbunden, und das andere Kardangelenk ist mit dem Lenksäulenoberteil verbunden. Um heutige Automobile korrekt lenken zu können, muss die Länge der Zwischenwelle variabel sein und sich den Schwingungen der Vorderachse des Fahrzeugs anpassen, die durch das Profil und den Oberflächenzustand des Straßenbelages verursacht werden.
Die Zwischenwelle muss also an erster Stelle eine variable Länge haben, d.h. sie muss eine Verschiebung der beiden Wellen gegeneinander in ihrer gemeinsamen Achse, die die Achse des Mittelteils ist, ermöglichen. Ferner ist die Übertragung der Drehbewegung zwischen den beiden Wellen und des zum Betätigen der Lenkung erforderlichen Drehmoments erforderlich.
Es gibt zahlreiche Vorrichtungen zur Verbindung von Schiebewellen, die es ermöglichen, die Weitergabe des Drehmoments zwischen den beiden Wellen durch Verwendung von Einkerbungen auf jeder der beiden Wellen, die abgestimmte Profile aufweisen, zu realisieren. Allerdings weist diese Art Vorrichtung nach einer Lebensdauer von 150.000 km, die von heutigen Fahrzeuge verlangt wird, ein Spiel auf. Um das Auftreten dieses Spiels hinauszuzögern, ist die bei der Fertigung erforderliche Gleitpassung der beiden Schiebewellen relativ eng, was bei der Montage am Band die Aufwendung eine relativ hohe Axialkraft erfordert, woraus sich eine längere Montagezeit und eine schwierigere Montageausführung ergibt.
Diese Passung muss genau sein, um im Betrieb die sachgemäße Aufnahme der axialen Bewegungen zu ermöglichen. Außer bei der Weitergabe des Drehmoments ist die Axialkraft abhängig vom zu übertragenden Moment, es kommt dementsprechend zu einem Phänomen der axialen Blockierung der beiden Wellen mit anschließender abrupter axialer Freigabe, woraus sich kurze Stöße ergeben, die der Aufrechterhaltung einer guten Schiebepassung mit geringem Spiel entgegenstehen und einem guten Fahreindruck abträglich sind.
Eine Verbindungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in DE-A-37 30 393 beschrieben.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindungsvorrichtung für Schiebewellen vorzuschlagen, die die vorstehend genannten Nachteile vermeidet, d.h. eine Vorrichtung, die eine Axial kraft erfordert, die nicht an das zu übertragende Moment geknüpft ist. Die Axialkraft darf also nur wenig ansteigen, wenn sich das zu übertragende Drehmoment erhöht. Zudem darf kein Spiel nach der geforderten Lebensdauer auftreten, und die Verbindungsvorrichtung der beiden Wellen muss in dem in Automobilen verfügbaren Raum leicht montiert werden können, und zwar unter Aufwendung einer geringen Axialkraft beim Installieren.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsvorrichtung für zwei Wellen: eine innere Welle und eine äußere Welle, die sich in Richtung ihrer gemeinsamen Achse ineinander schieben. Diese Verbindungsvorrichtung der beiden Wellen beinhaltet Rollkörper, die zwischen der inneren und äußeren Welle angeordnet sind.
In der Verbindungsvorrichtung ist jeder der Rollkörper einerseits in einem konkaven Teil der inneren Welle und andererseits in einem konkaven Teil der äußeren Welle angeordnet. Jeder der Rollkörper ist mit mindestens einem elastischen Element versehen, das zwischen dem Rollkörper und dem entsprechenden konkaven Teil einer der beiden Wellen sitzt.
Die Rollkörper sind in mehreren axialen Reihen angeordnet. Jede axiale Rollkörperreihe sitzt einerseits in einem konkaven Teil in Form einer axialen Kerbe der inneren Welle und andererseits in einem konkaven Teil in Form einer axialen Kerbe der äußeren Welle. Einer dieser beiden konkaven Teile in Form einer axialen Kerbe hat einen Querschnitt mit Boden und zwei Flanken zur Aufnahme von zwei Laufbahnen in Form axialer Stäbe. Jede Laufbahn ist zwischen den entsprechenden Rollkörpern und einer der Flanken der axialen Kerbe angeordnet. Mindestens ein elastisches Element sitzt zwischen dem Boden der axialen Kerbe und jeder der beiden Laufbahnen, um diese Laufbahnen gegen die entsprechenden Rollkörper zu drücken.
Jeder der Rollkörper ist so montiert, dass er im Ruhezustand, wenn kein Moment übertragen wird, stets auf der Seite des/der elastischen Elemente und auf der gegenüberliegenden Seite Kontakt hat und es bei Übertragung eines Moments für jeden Rollkörper einen Auflagebereich auf der Seite des/der elastischen Elemente und auf der gegenüberliegenden Seite gibt.
Die Rollkörper nach der Erfindung sind vorzugsweise Kugeln.
Bei einer Art der Montage der Erfindung bewegt sich jede der Kugeln auf zwei Laufbahnen, die vom jeweiligen selben elastischen Element gegen die Kugel gedrückt werden. Jede der Laufbahnen ist zwischen der Kugel und dem jeweiligen elastischen Element angeordnet.
Bei einem anderen Art der Montage der Erfindung bewegt sich jede der Kugeln auf zwei Laufbahnen mit zwei elastischen Elementen. Jede der Laufbahnen wird vom entsprechenden elastischen Element gegen die Kugel gedrückt. Jede der Laufbahnen ist zwischen der Kugel und dem entsprechenden elastischen Element angeordnet.
Um jegliche Reibung der Kugeln untereinander zu vermeiden, sind diese in mindestens einem Führungskäfig angeordnet.
Um die Funktionssicherheit der Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung zu erhöhen, sind Zähne und Kerben mit abgestimmten Profilen mit einem gewissen Spiel auf der inneren und äußeren Welle vorgesehen, so dass das Moment auch nach einem Bruch der Kugeln noch zwischen der inneren und äußeren Welle übertragen werden kann.
Mehrere Formen des Aufbaus der Verbindungsvorrichtung sind möglich. Bei einem Aufbau sind das bzw. die elastischen Elemente in der inneren Welle angeordnet. Bei einem anderen Aufbau sind das bzw. die elastischen Elemente in der äußeren Welle angeordnet.
Bei einem weiteren Aufbau sind die elastischen Elemente zum Teil in der inneren Welle und zum Teil in der äußeren Welle angeordnet.
Bei einer besonderen Anordnung nach der Erfindung sind die Kugeln, mit denen die Verbindungsvorrichtung versehen ist, in mehreren axialen Reihen angeordnet und werden mithilfe eines Käfigs voneinander getrennt gehalten.
Für jede Kugelreihe ist an der äußeren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vor gesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte konkave Flächen aufweist, die mit den Kugeln in Kontakt kommen.
Für jede Kugelreihe ist an der inneren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden und zwei Flanken aufweist, wobei der Boden im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Kugelreihe sind zwei Laufbahnen im konkaven Teil der inneren Welle in Form einer axialen Kerbe angeordnet. Jede Laufbahn hat die Form eines axialen Stabes. Der Querschnitt jeder Laufbahn umfasst:

– eine konkave Fläche, die mit den Kugeln in Kontakt kommt,
– zwei aneinander grenzende Flächen, die gegenüber dem Boden bzw. einer der Flanken der axialen Kerbe angeordnet sind, und
– eine gegenüber dem Boden der axialen Kerbe geneigte Fläche.

Für jede Kugelreihe ist ein elastisches Element in Form eines axialen elastischen Streifens mit kreisrundem Querschnitt in der axialen Kerbe zwischen den beiden Laufbahnen angeordnet. Dieser axiale elastische Streifen sitzt auf dem Boden der axialen Kerbe auf, um gegen die geneigte Fläche jeder der beiden Laufbahnen zu drücken.
Bei einer anderen besonderen Anordnung nach der Erfindung sind die Kugeln, mit denen die Ver bindungsvorrichtung versehen ist, in mehreren axialen Reihen angeordnet und werden mithilfe eines Käfigs voneinander getrennt gehalten.
Für jede Kugelreihe ist an der inneren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte konkave Flächen aufweist, die mit den Kugeln in Kontakt kommen.
Für jede Kugelreihe ist an der äußeren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden und zwei Flanken aufweist, wobei der Boden im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Kugelreihe sind zwei Laufbahnen im konkaven Teil der äußeren Welle in Form einer axialen Kerbe angeordnet. Jede Laufbahn hat die Form eines axialen Stabes. Der Querschnitt jeder Laufbahn umfasst:

Für jede Kugelreihe ist ein elastisches Element in Form eines axialen elastischen Streifens mit kreisrundem Querschnitt in der axialen Kerbe zwischen den beiden Laufbahnen angeordnet. Dieser axiale elastische Streifen sitzt auf dem Boden der axialen Kerbe auf, um gegen die geneigte Fläche jeder der beiden Laufbahnen zu drücken.
Bei einer anderen besonderen Anordnung nach der Erfindung sind die Kugeln, mit denen die Verbindungsvorrichtung versehen ist, in mehreren axialen Reihen angeordnet und werden mithilfe eines Käfigs voneinander getrennt gehalten.
Für jede Kugelreihe ist an der äußeren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte konkave Flächen aufweist, die mit den Kugeln in Kontakt kommen.
Für jede Kugelreihe ist an der inneren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden und zwei Flanken aufweist, wobei der Boden im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Kugelreihe sind zwei Laufbahnen im konkaven Teil der inneren Welle in Form einer axialen Kerbe angeordnet. Jede Laufbahn hat die Form eines axialen Stabes. Der Querschnitt jeder Laufbahn umfasst:

– eine konkave Fläche, die mit den Kugeln in Kontakt kommt,
– zwei aneinander grenzende Flächen, die gegenüber dem Boden bzw. einer der Flanken der axialen Kerbe angeordnet sind, und
– einen Kranz, der auf der bodenseitigen Fläche an der Ecke der anderen Fläche angeordnet ist.

Für jede Kugelreihe gibt es ein elastisches Element in Form eines axialen elastischen Streifens, dessen Querschnitt sich aus einer axialen Basis und zwei axialen Ausbauchungen zusammensetzt. Dieser axiale elastische Streifen ist in der axialen Kerbe zwischen den Kränzen der beiden Laufbahnen angeordnet. Die axiale Basis sitzt auf dem Boden der axialen Kerbe auf, damit jede der beiden axialen Ausbauchungen gegen die entsprechende Laufbahn drückt.
Bei einer anderen besonderen Anordnung nach der Erfindung sind die Kugeln, mit denen die Verbindungsvorrichtung versehen ist, in mehreren axialen Reihen angeordnet und werden mithilfe eines Käfigs voneinander getrennt gehalten.
Für jede Kugelreihe ist an der innern Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte gewölbte Flächen aufweist, die mit den Kugeln in Kontakt kommen.
Für jede Kugelreihe ist an der äußeren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden und zwei Flanken aufweist, wobei der Boden im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Kugelreihe sind zwei Laufbahnen im konkaven Teil der äußeren Welle in Form einer axialen Kerbe angeordnet. Jede Laufbahn hat die Form eines axialen Stabes. Der Querschnitt jeder Laufbahn umfasst:

Für jede Kugelreihe gibt es ein elastisches Element in Form eines axialen elastischen Streifens, dessen Querschnitt sich aus einer axialen Basis und zwei axialen Ausbauchungen zusammensetzt. Dieser axiale elastische Streifen ist in der axialen Kerbe zwischen den Kränzen der beiden Laufbahnen angeordnet. Die axiale Basis sitzt auf dem Boden der axialen Kerbe auf, damit jede der beiden axialen Ausbauchungen gegen die entsprechende Laufbahn drückt.
Bei einer anderen besonderen Anordnung nach der Erfindung sind die Kugeln, mit denen die Verbindungsvorrichtung versehen ist, in mehreren axialen Reihen angeordnet und werden mithilfe eines Käfigs voneinander getrennt gehalten.
Für jede Kugelreihe ist an der äußeren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte gewölbte Flächen aufweist, die mit den Kugeln in Kontakt kommen.
Für jede Kugelreihe ist an der inneren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden und zwei Flanken aufweist, wobei der Boden im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Kugelreihe sind zwei Laufbahnen im konkaven Teil der inneren Welle in Form einer axialen Kerbe angeordnet. Jede Laufbahn hat die Form eines axialen Stabes, dessen Querschnitt eine gewölbte Form hat, um mit den Kugeln in Kontakt zu kommen.
Für jede Kugelreihe sind zwei elastische Elemente in Form eines axialen elastischen Streifens in der axialen Kerbe angeordnet. Jedes elastische Element sitzt auf dem Boden und einer der Flanken der axialen Kerbe auf, um gegen die entsprechende Laufbahn zu drücken.
Bei einer anderen besonderen Anordnung nach der Erfindung sind die Kugeln, mit denen die Verbindungsvorrichtung versehen ist, in mehreren axialen Reihen angeordnet und werden mithilfe eines Käfigs voneinander getrennt gehalten.
Für jede Kugelreihe ist an der inneren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte gewölbte Flächen aufweist, die mit den Kugeln in Kontakt kommen.
Für jede Kugelreihe ist an der äußeren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden und zwei Flanken aufweist, wobei der Boden im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Kugelreihe sind zwei Laufbahnen im konkaven Teil der äußeren Welle in Form einer axialen Kerbe angeordnet. Jede Laufbahn hat die Form eines axialen Stabes, dessen Querschnitt eine gewölbte Form hat, um mit den Kugeln in Kontakt zu kommen.
Für jede Kugelreihe sind zwei elastische Elemente in Form eines axialen elastischen Streifens in der axialen Kerbe angeordnet. Jedes elastische Element sitzt auf dem Boden und einer der Flanken der axialen Kerbe auf, um gegen die entsprechende Laufbahn zu drücken.
Bei einer anderen besonderen Anordnung nach der Erfindung sind die Kugeln, mit denen die Verbindungsvorrichtung versehen ist, in mehreren axialen Reihen angeordnet und werden mithilfe eines Käfigs voneinander getrennt gehalten.
Für jede Kugelreihe ist an der äußeren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vor gesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte gewölbte Flächen aufweist, die mit den Kugeln in Kontakt kommen.
Für jede Kugelreihe ist an der inneren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden und zwei Flanken aufweist, wobei der Boden im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Kugelreihe sind zwei Laufbahnen im konkaven Teil der inneren Welle in Form einer axialen Kerbe angeordnet. Jede Laufbahn hat die Form eines axialen Stabes. Der Querschnitt jeder Laufbahn umfasst:

– eine Fläche, die mit den Kugeln in Kontakt kommt,
– zwei aneinander grenzende Flächen, die gegenüber dem Boden bzw. einer der Flanken der axialen Kerbe angeordnet sind,
– eine Fläche, die an die Fläche angrenzt und im Wesentlichen im rechten Winkel zu ihr verläuft, wobei die beiden Flächen im Wesentlichen parallel zur Durchmesserebene verlaufen, die durch die Mitte des Bodens geht, und der Raum zwischen den beiden Flächen im Ruhezustand und bei Übertragung eines Moments ein ausreichendes Spiel bildet.

Für jede Kugelreihe sind zwei elastische Elemente in Form eines axialen elastischen Elementes in jeweils einer axialen Kerbe, die in der entspre chenden Laufbahn vorgesehen ist, angeordnet. Jedes elastische Element sitzt auf dem Boden der axialen Kerbe auf, um gegen die entsprechende Laufbahn zu drücken.
Bei einer anderen besonderen Anordnung nach der Erfindung sind die Kugeln, mit denen die Verbindungsvorrichtung versehen ist, in mehreren axialen Reihen angeordnet und werden mithilfe eines Käfigs voneinander getrennt gehalten.
Für jede Kugelreihe ist an der inneren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte gewölbte Flächen aufweist, die mit den Kugeln in Kontakt kommen.
Für jede Kugelreihe ist an der äußeren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden und zwei Flanken aufweist, wobei der Boden im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Kugelreihe sind zwei Laufbahnen im konkaven Teil der äußeren Welle in Form einer axialen Kerbe angeordnet. Jede Laufbahn hat die Form eines axialen Stabes. Der Querschnitt jeder Laufbahn umfasst:

Für jede Kugelreihe sind zwei elastische Elemente in Form eines axialen elastischen Elementes in jeweils einer axialen Kerbe, die in der entsprechenden Laufbahn vorgesehen ist, angeordnet. Jedes elastische Element sitzt auf dem Boden der axialen Kerbe auf, um gegen die entsprechende Laufbahn zu drücken.
Bei einer anderen besonderen Anordnung nach der Erfindung sind die Kugeln, mit denen die Verbindungsvorrichtung versehen ist, in mehreren axialen Reihen angeordnet und werden mithilfe eines Käfigs voneinander getrennt gehalten.
Für jede Kugelreihe ist an der äußeren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte gewölbte Flächen aufweist, die mit den Kugeln in Kontakt kommen.
Für jede Kugelreihe ist an der inneren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vor gesehen, deren Querschnitt einen Boden und zwei Flanken aufweist, wobei der Boden im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Kugelreihe sind zwei Laufbahnen im konkaven Teil der inneren Welle in Form einer axialen Kerbe angeordnet. Jede Laufbahn hat die Form eines axialen Stabes. Der Querschnitt jeder Laufbahn umfasst:

– eine Fläche, die mit den Kugeln in Kontakt kommt,
– zwei aneinander grenzende Flächen, die gegenüber dem Boden bzw. einer der Flanken der axialen Kerbe angeordnet sind,
– einen Kranz, der auf der bodenseitigen Fläche an der Ecke der anderen Fläche angeordnet ist.

Für jede Kugelreihe gibt es ein elastisches Element, das Schraubenfedern umfasst. Diese Schraubenfedern sind in der axialen Kerbe zwischen den Kränzen der beiden Laufbahnen angeordnet. Der Fuß der Schraubenfedern sitzt auf dem Boden der axialen Kerbe auf, damit die Schraubenfedern gegen die beiden Laufbahnen drücken.
Bei einer anderen besonderen Anordnung nach der Erfindung sind die Kugeln, mit denen die Verbindungsvorrichtung versehen ist, in mehreren axialen Reihen angeordnet und werden mithilfe eines Käfigs voneinander getrennt gehalten.
Für jede Kugelreihe ist an der äußeren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte konkave Flächen aufweist, die mit den Kugeln in Kontakt kommen.
Für jede Kugelreihe ist an der inneren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden und zwei Flanken aufweist, wobei der Boden im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Kugelreihe sind zwei Laufbahnen im konkaven Teil der inneren Welle in Form einer axialen Kerbe angeordnet. Jede Laufbahn hat die Form eines axialen Stabes. Der Querschnitt jeder Laufbahn umfasst:

Für jede Kugelreihe gibt es ein elastisches Element in Form einer axialen elastischen gewellten Zunge. Diese axiale elastische gewellte Zunge ist in der axialen Kerbe zwischen den Kränzen der beiden Laufbahnen angeordnet. Die axiale elastische gewellte Zunge sitzt auf dem Boden der axialen Kerbe auf, um gegen die beiden Laufbahnen zu drücken.
In dieser letzten besonderen Anordnung hat jede axiale elastische gewellte Zunge ein axiales Ende, das nach außen gebogen ist, und ein axiales Ende, das nach innen gebogen ist. Das nach außen gebogene axiale Ende hält das jeweilige axiale Ende der beiden entsprechenden Laufbahnen. Das nach innen gebogene axiale Ende sitzt auf dem Ende der inneren Welle mithilfe einer Anschlagscheibe auf, die fest mit dem Ende der inneren Welle verbunden ist, um das andere axiale Ende der beiden Laufbahnen zu halten.
In einer Variante dieser letzten besonderen Anordnung sind die beiden axialen Enden jeder axialen elastischen gewellten Zunge in der gleichen Richtung – nach außen – gebogen. Eines der axialen nach außen gebogenen Enden sitzt auf einem Sprengring auf, der in eine in der inneren Welle vorgesehene Rille eingesetzt ist, um das jeweilige axiale Ende der beiden entsprechenden Laufbahnen zu halten.
Das andere axiale Ende sitzt auf einer Anschlagscheibe auf, die fest mit dem Ende der inneren Welle verbunden ist, um das andere axiale Ende der beiden Laufbahnen zu halten.
Bei einer besonders ausgewogenen Ausführung der Verbindungsvorrichtung sind die Kugeln in drei axialen Reihen angeordnet. Die axialen Reihen sind in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt. Die innere Welle ist mit drei axialen Kerben versehen, die in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt sind. Die äußere Welle ist mit drei axialen Kerben versehen, die in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt sind.
Bei einer anderen besonders ausgewogenen Ausführung der Verbindungsvorrichtung sind die Kugeln in zwei einander diametral gegenüberliegenden Reihen angeordnet. Die innere Welle ist mit zwei einander diametral gegenüberliegenden axialen Kerben versehen. Die äußere Welle ist zwei einander diametral gegenüberliegenden axialen Kerben versehen.
In einem vollständigen Aufbau der Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung ist die innere Welle mit drei axialen Kerben versehen, die in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt sind. In jeder axialen Kerbe sind ein elastisches Element in Form eines axialen elastischen Streifens und zwei Laufbahnen in Form axialer Stäbe montiert.
Die Kugeln sind in drei axialen Reihen angeordnet, die in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt sind, wobei die Kugeln mithilfe eines Käfigs in Form einer Buchse voneinander getrennt gehalten.
Die Einheit aus dem die Kugeln führenden buchsenförmigen Käfig, den Laufbahnen und den axialen elastischen Streifen ist an jedem axialen Ende durch einen Haltering verschlossen. Jeder Haltering greift in jede der axialen Kerben der inneren Welle ein, wobei einer der Halteringe auf einem Sprengring sitzt, der in eine Rille der inneren Welle eingesetzt ist.
Die äußere Welle ist mit drei axialen Kerben versehen, die in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt sind und auf den Kugelreihen gleiten. Die axialen Kerben haben die gewünschte Länge, um die geforderte axiale Verschiebung der äußeren und inneren Welle zu ermöglichen.
Die Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung lässt sich sehr gut entweder am Zwischenteil einer Autolenksäule oder am oberen Teil einer Autolenksäule einsetzen.
Die Vorrichtung zur Verbindung von zwei Wellen in ihrer gemeinsamen Achse nach der Erfindung bietet somit den Vorteil, dass es stets ein Auflager über jedes Kugellager gibt, wobei dessen Kugeln ständig auf Kontakt sind, auch wenn kein Drehmoment übertragen wird.
Ferner ist die bei der Montage am Band erforderliche Axialkraft gering. Durch die genaue Passung der Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung werden Stöße beim Fahren des Fahrzeuges vermieden und eine hohe Dauerbeständigkeit durch Vermeidung des Auftretens eines Spiels in der Verbindung sichergestellt. Zudem ist die Axialkraft bei Weitergabe des Drehmoments nicht von diesem abhängig. Schließlich lässt sich die Verbindungsvorrichtung innerhalb des verfügbaren Raums von Autolenksäulen leicht montieren.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die entsprechenden beigefügten Zeichnungen deutlicher, von denen:
die 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Autolenksäule ist, bei der die Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung im Zwischenteil der Lenksäule eingesetzt ist;
die 2 eine schematische Teilansicht in Richtung II-II gemäß 1 ist;
die 3 eine axiale Ansicht des Zwischenteils der Autolenksäule gemäß 1 ist, bei der eine andere Art der Ausführung der Erfindung als axialer Teilschnitt dargestellt ist;
die 4 eine perspektivische explodierte Ansicht der gesamten Verbindungsvorrichtung gemäß 3 ist;
die 5 ein Querschnitt in Richtung V-V gemäß 3 ist;
die 6 eine vergrößerte Teilansicht der 5 ist;
die 7 ein Teilquerschnitt, analog zu 6, einer anderen Ausführungsart der Erfindung ist;
die 8 ein Teilquerschnitt, analog zu 6, einer anderen Ausführungsart der Erfindung ist;
die 9 ein Teilquerschnitt, analog zu 6, einer anderen Ausführungsart der Erfindung ist;
die 10 ein Querschnitt in der Ebene von 5 einer anderen Ausführungsart der Erfindung ist;
die 11 ein Querschnitt in der Ebene von 5 einer anderen Ausführungsart der Erfindung ist,
die 12 ein Querschnitt in der Ebene von 5 einer anderen Ausführungsart der Erfindung ist,
die 13 ein Querschnitt in der Ebene von 5 einer anderen Ausführungsart der Erfindung ist;
die 14 ein vergrößerter Teilquerschnitt der 13 ist;
die 15 ein Teilquerschnitt, analog zu 14, einer anderen Ausführungsart der Erfindung ist;
die 16 eine Ausführungsart eines axialen elastischen Elements nach der Erfindung zeigt;
die 17 ein Teilquerschnitt entsprechend 14 mit einer anderen Ausführungsart des axialen elastischen Elements ist;
die 18 ein Teilquerschnitt entsprechend 15 mit einer anderen Ausführungsart des axialen elastischen Elements ist;
die 19 ein Querschnitt in der Ebene von 5 einer anderen Ausführungsart der Erfindung ist;
die 20 ein Teilquerschnitt, analog zu 19, einer anderen Ausführungsart der Erfindung ist;
die 21 eine perspektivische Ansicht mit Blick ins Innere der gesamten Verbindungsvorrichtung entsprechend 20 ist;
die 22 ein axialer Schnitt entsprechend 21 ist und
die 23 ein axialer Schnitt, analog zu 22, einer anderen Ausführungsart der Erfindung ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur drehenden Verbindung von zwei Wellen, die sich in ihrer gemeinsamen Achse ineinander schieben.
Diese Verbindungsvorrichtung lässt sich besonders gut an einer Autolenksäule, wie die, die schematisch in 1 dargestellt ist, einsetzen.
Die dargestellte Lenkung umfasst eine Lenksäule mit einem oberen Lenksäulenteil 6, auch als Lenksäulenoberteil bezeichnet, und einem Lenksäulenzwischenteil 7, auch als Zwischenwelle bezeichnet.
Das obere Lenksäulenteil 6 ist durch sein oberes Ende mit dem Lenkrad 5 und durch sein unteres Ende mit dem Lenksäulenzwischenteil 7 verbunden.
Das Lenksäulenzwischenteil 7 ist durch sein oberes Ende mit dem oberem Lenksäulenteil 6 und durch sein unteres Ende mit dem Lenkgetriebe 8 des Lenkgestänges 9 verbunden.
Das Lenksäulenzwischenteil 7 ist an jedem seiner Enden mittels eines Kardangelenks mit dem Bezugszeichen 14 für das obere Lenksäulenteil 6 und dem Bezugszeichen 15 für das Lenkgetriebe 8 verbunden.
Die Beschreibung im Folgenden bezieht sich auf eine Verbindungsvorrichtung an einem Lenksäulenzwischenteil 7. Die Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung kann auch an einem oberen Lenksäulenteil 6 angebracht werden.
Die 2 zeigt schematisch als Teilquerschnitt das obere Lenksäulenteil 6 mit dem Prinzip einer Vorrichtung zur drehenden Verbindung von zwei Wellen nach dem jetzigen Stand der Technik.
Eine innere Welle 1 und ein äußere Welle 2 schieben sich in Richtung ihrer gemeinsamen Achse 4 ineinander, die in 3 und 4 dargestellt ist. Die Verbindungsvorrichtung der beiden Wellen beinhaltet Rollkörper, die in den diversen nachfolgend beschriebenen Ausführungsarten Kugeln 3 sind. Die Kugeln 3 sind zwischen der inneren Welle 1 und der äußeren Welle 2 angeordnet. Bei der Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung ist jeder der Rollkörper oder Kugeln 3 einerseits in einem konkaven Teil der inneren Welle 1 und andererseits in einem konkaven Teil der äußeren Welle 2 angeordnet.
Jeder der Rollkörper oder Kugeln 3 ist mit mindestens einem elastischen Element versehen, das zwischen dem Rollkörper bzw. der Kugel 3 und dem entsprechenden konkaven Teil 20 der inneren Welle 1 angeordnet ist. Das oder die elastischen Elemente können auch zwischen dem Rollkörper bzw. der Kugel 3 und dem entsprechenden konkaven Teil der äußeren Welle 2 angeordnet sein.
Die Verbindungsvorrichtung ist so konstruiert, dass im Ruhezustand, wenn kein Moment übertragen wird, jeder Rollkörper bzw. jede Kugel 3 stets auf der Seite des oder der elastischen Elemente und auf der gegenüberliegenden Seite Kontakt hat. Die Verbindungsvorrichtung ist auch so konstruiert, dass es bei Übertragung eines Moments für jeden Rollkörper bzw. jede Kugel 3 einen Auflagebereich auf der Seite des oder der elastischen Elemente und einen Auflagebereich auf der gegenüberliegenden Seite gibt.
Im Falle der 2 ist nach dem heutigen Stand der Technik jede Kugel 3 in einem konkaven Teil 16 der äußeren Welle 2 angeordnet. Dieser konkave Teil 16 besteht aus zwei gewölbten Flächen 18 und 20, die so gegeneinander geneigt sind, dass es einen Kontaktbereich 30 zwischen der Kugel 3 und der gewölbten Fläche 18 und einen Kontaktbereich 32 zwischen der Kugel 3 und der gewölbten Fläche 20 gibt.
Jede Kugel 3 sitzt auch in einem konkaven Teil 17 der inneren Welle 1. Dieser konkave Teil 17 besteht aus einem Boden 21 und zwei Flanken 19 und 23, die im Falle der 2 gegenüber dem Boden 21 geneigt sind.
Ein elastisches Element bzw. eine Feder 22 ist zwischen der Flanke 19 und der Kugel 3 angeordnet, ein weiteres elastisches Element bzw. eine weitere Feder 25 ist zwischen dem Boden 21 und der Kugel 3 angeordnet, und schließlich ist ein weiteres elastisches Element bzw. eine weitere Feder 27 zwischen der Flanke 23 und der Kugel angeordnet 3.
Ferner ist ein Auflageschuh 24 zwischen der Feder 22 und der Kugel 3 angeordnet, um einen Kontaktbereich 29 zwischen der Kugel 3 und dem Auflageschuh 24 zu erhalten. Ein weiterer Auflageschuh 26 ist zwischen der Feder 25 und der Kugel 3 eingeschoben, um einen Kontaktbereich 31 zwischen der Kugel 3 und dem Auflageschuh 26 zu erhalten. Schließlich ist ein weiterer Auflageschuh 28 zwischen der Feder 27 und der Kugel 3 eingeschoben, um einen Kontaktbereich 33 zwischen der Kugel 3 und dem Auflageschuh 28 zu erhalten.
Dieses Prinzip nach dem heutigen Stand der Technik ist auch im deutschen Dokument DE 3730393 A , ausgestellt auf den Namen LEMFÖRDER, beschrieben.
Das gesamte Lenksäulenzwischenteil 7 ist als axiale Ansicht in 3 dargestellt. Die innere Welle 1 und die äußere Welle 2 schieben sich auf den Kugeln 3 in Richtung ihrer gemeinsamen Achse 4 ineinander. Das Lenksäulenzwischenteil 7 ist durch das Kardangelenk 15 mit dem Lenkgetriebe 8 und durch das Kardangelenk 14 mit dem oberen Lenksäulenteil 6 verbunden.
Die Verbindungsvorrichtung, in 4 als explodierte Ansicht und in 5 und 6 als Querschnitt dargestellt, beinhaltet Kugeln 3, die in drei axialen Kugelreihen 40 angeordnet sind. Die axialen Kugelreihen 40 sind in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt. Die innere Welle 1 ist mit drei axialen Kerben 41 versehen, die in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt sind. Die äußere Welle 2 ist mit drei axialen Kerben 42 versehen, die in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt sind.
Die Kugeln 3 werden mithilfe eines und desselben Käfigs 43 voneinander getrennt gehalten.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der äußeren Welle 2 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 42 vorgesehen, deren Querschnitt zwei konkave, gegeneinander geneigte Flächen 44, 45 aufweist, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommen.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der inneren Welle 1 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 41 vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden 46 und zwei Flanken 47 und 48 umfasst. Der Boden 46 verläuft im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene, die durch seine Mitte geht.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 gibt es zwei Laufbahnen 50, die im konkaven Teil der inneren Welle 1 in Form einer axialen Kerbe 41 angeordnet sind. Jede Laufbahn 50 hat die Form eines axialen Stabes. Der Querschnitt jeder Laufbahn 50 umfasst:

– eine konkave Fläche 51, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommt,
– zwei aneinander grenzende Flächen 53 und 52, die gegenüber dem Boden 46 bzw. einer der Flanken 47 und 48 der axialen Kerbe 41 angeordnet sind,
– eine gegenüber dem Boden 46 der axialen Kerbe 41 geneigte Fläche 54.

Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist ein elastisches Element in Form eines axialen elastischen Streifens 57 mit kreisrundem Querschnitt in der axialen Kerbe 41 zwischen den beiden Laufbahnen 50 angeordnet. Dieser axiale elastische Streifen 57 sitzt auf dem Boden 46 der axialen Kerbe 41 auf, um gegen die geneigte Fläche 54 jeder der beiden Laufbahnen 50 zu drücken.
Bei der in 7 dargestellten Ausführungsart sind die Kugeln 3 in drei axialen Kugelreihen 40 angeordnet. Die axialen Kugelreihen 40 sind in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt. Die Kugeln 3 werden mithilfe eines und desselben Käfigs 43 voneinander getrennt gehalten.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der inneren Welle 1 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 61 vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte gewölbte Flächen 63, 64 aufweist, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommen.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der äußeren Welle 2 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 62 vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden 65 und zwei Flanken 66 und 67 aufweist, wobei der Boden 65 im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 sind zwei Laufbahnen 70 im konkaven Teil der äußeren Welle 2 in Form einer axialen Kerbe 62 angeordnet. Jede Laufbahn 70 hat die Form eines axialen Stabes. Der Querschnitt jeder Laufbahn 70 umfasst:

– eine konkave Fläche 71, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommt,
– zwei aneinander grenzende Flächen 73 und 72, die gegenüber dem Boden 65 bzw. einer der Flanken 66 oder 67 der axialen Kerbe 62 angeordnet sind, und
– eine gegenüber dem Boden 65 der axialen Kerbe 62 geneigte Fläche 74.

Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist ein elastisches Element in Form eines axialen elastischen Streifens 57 mit kreisrundem Querschnitt in der axialen Kerbe 62 zwischen den beiden Laufbahnen 70 angeordnet. Dieser axiale elastische Streifen 57 sitzt auf dem Boden 65 der axialen Kerbe 62 auf, um gegen die geneigte Fläche 74 jeder der beiden Laufbahnen 70 zu drücken.
Bei der in 8 dargestellten Ausführungsart sind die Kugeln 3 in mehreren axialen Kugelreihen 40 angeordnet. Die Kugeln 3 werden mithilfe eines und desselben Käfigs 43 voneinander getrennt gehalten.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der äußeren Welle 2 ein konkaver Teil in Form einer axia len Kerbe 82 vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte konkaven Flächen 83, 84 aufweist, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommen.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der inneren Welle 1 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 81 vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden 85 und zwei Flanken 86 und 87 aufweist, wobei der Boden 85 im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 sind zwei Laufbahnen 90 im konkaven Teil der inneren Welle 1 in Form einer axialen Kerbe 81 angeordnet. Jede Laufbahn 90 hat die Form eines axialen Stabes. Der Querschnitt jeder Laufbahn 90 umfasst:

– eine konkave Fläche 91, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommt,
– zwei aneinander grenzende Flächen 93 und 92, die gegenüber dem Boden 85 bzw. einer der Flanken 86 oder 87 der axialen Kerbe 81 angeordnet sind, und
– einen Kranz 94, der auf der Fläche 93 an der Ecke der Fläche 92 angeordnet ist.

Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 gibt es ein elastisches Element in Form eines axialen elastischen Streifens 97, dessen Querschnitt sich aus einer axialen Basis 98 und zwei axialen Ausbauchungen 99 zusammensetzt. Dieser axiale elastische Streifen 97 ist in der axialen Kerbe 81 zwischen den Kränzen 94 der beiden Laufbahnen 90 angeordnet. Die axiale Basis 98 sitzt auf dem Boden 85 der axialen Kerbe 81 auf, damit jede der beiden axialen Ausbauchungen 99 gegen die entsprechende Laufbahn 90 drückt.
Bei der in 9 dargestellten Ausführungsart sind die Kugeln 3 in mehreren axialen Kugelreihen 40 angeordnet. Die Kugeln 3 werden mithilfe eines und desselben Käfigs 43 voneinander getrennt gehalten.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der inneren Welle 1 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 101 vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte gewölbte Flächen 103, 104 aufweist, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommen.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der äußeren Welle 2 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 102 vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden 105 und zwei Flanken 106 und 107 aufweist, wobei der Boden 105 im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 sind zwei Laufbahnen 110 im konkaven Teil der äußeren Welle 2 in Form einer axialen Kerbe 102 angeordnet. Jede Laufbahn 110 hat die Form eines axialen Stabes. Der Querschnitt jeder Laufbahn 110 umfasst:

– eine konkave Fläche 111, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommt,
– zwei aneinander grenzende Flächen 113 und 112, die gegenüber dem Boden 105 bzw. einer der Flanken 106 oder 107 der axialen Kerbe 101 angeordnet sind, und
– einen Kranz 114, der auf der Fläche 113 an der Ecke der Fläche 112 angeordnet ist.

Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 gibt es ein elastisches Element in Form eines axialen elastischen Streifens 97, dessen Querschnitt sich aus einer axialen Basis 98 und zwei axialen Ausbauchungen 99 zusammensetzt. Dieser axiale elastische Streifen 97 ist in der axialen Kerbe 102 zwischen den Kränzen 114 der beiden Laufbahnen 110 angeordnet. Die axiale Basis 98 sitzt auf dem Boden 105 der axialen Kerbe 102 auf, damit jede der beiden axialen Ausbauchungen 99 gegen die entsprechende Laufbahn 110 drückt.
Bei der in 10 dargestellten Ausführungsart sind die Kugeln 3 in drei axialen Kugelreihen 40 angeordnet. Die axialen Kugelreihen 40 sind in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt. Die Kugeln 3 werden mithilfe eines Käfigs 128 voneinander getrennt gehalten. Es gibt also drei Käfige 128.
Für zwei der drei Reihen 40 von Kugeln 3 ist an der äußeren Welle 2 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 122 vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte gewölbte Flächen 123 und 124 aufweist, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommen.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der inneren Welle 1 ein konkaver Teil in Form einer axia len Kerbe 121 vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden 125 und zwei Flanken 126 und 127 aufweist, wobei der Boden 125 im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 sind zwei Laufbahnen 130 im konkaven Teil der inneren Welle 1 in Form einer axialen Kerbe 121 angeordnet. Jede Laufbahn 130 hat die Form eines axialen Stabes, dessen Querschnitt eine gewölbte Form 131 hat, um in Kontakt mit den Kugeln 3 zu kommen. Jede Laufbahn 130 hat zwei umgebogene Enden 132 und 133.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 sind zwei elastische Elemente in Form eines axialen elastischen Streifens 134 in der axialen Kerbe 121 angeordnet. Jedes elastische Element 134 sitzt auf dem Boden 125 und einer der Flanken 126 oder 127 der axialen Kerbe 121 auf, um gegen die entsprechende Laufbahn 130 zu drücken.
Bei der in 11 dargestellten Ausführungsart sind die Kugeln 3 in zwei axialen Kugelreihen 40 angeordnet. Die axialen Kugelreihen 40 sind in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt. Die Kugeln 3 jeder Kugelreihe 40 werden mithilfe eines Käfigs 128 voneinander getrennt gehalten. Es gibt also zwei Käfige 128.
In der nachfolgenden Beschreibung sind unter jeder Kugelreihe 40 die dritte nicht beschriebene Kugelreihe aus 10 sowie die beiden Kugelreihen aus 11 zu verstehen.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der inneren Welle ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 141 vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte gewölbte Flächen 143, 144 aufweist, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommen.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der äußeren Welle 2 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 142 vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden 145 und zwei Flanken 146 und 147 aufweist, wobei der Boden 145 im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene verläuft, die durch seine Mitte geht.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 sind zwei Laufbahnen 130 im konkaven Teil der äußeren Welle 2 in Form einer axialen Kerbe 142 angeordnet. Jede Laufbahn 130 hat die Form eines axialen Stabes, dessen Querschnitt eine gewölbte Form 131 hat, um in Kontakt mit den Kugeln 3 zu kommen. Jede Laufbahn 130 hat zwei umgebogene Enden 132 und 133.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 sind zwei elastische Elemente in Form eines axialen elastischen Streifens 134 in der axialen Kerbe 142 angeordnet. Jedes elastische Element 134 sitzt auf dem Boden 145 und einer der Flanken 146 oder 147 der axialen Kerbe 142 auf, um gegen die entsprechende Laufbahn 130 zu drücken.
Wie man in 12 sehen kann, sind positive und negative Kerbungen 34, 35 mit abgestimmten Profilen und einem gewissen Spiel auf der inneren Wel le 1 und der äußeren Welle 2 vorgesehen, so dass das Moment auch noch nach einem Bruch der Kugeln zwischen der inneren Welle 1 und der äußeren Welle 2 übertragen werden kann.
Nach der Erfindung sind die elastischen Elemente 57, 97 oder 131 unabhängig von ihrer Ausführung entweder in der inneren Welle 1 oder in der äußeren Welle 2 oder aber zu einem Teil in der inneren Welle 1 und zum anderen Teil in der äußere Welle 2 angeordnet.
Ferner können die Kugeln 3 unabhängig von der Ausführung der elastischen Elemente in mehreren axialen Kugelreihen 40 und insbesondere in zwei sich diametral gegenüberliegenden axialen Kugelreihen 40 oder drei in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzten axialen Kugelreihen 40 angeordnet sein.
Bei der in 3 und 4 dargestellten Ausführungsart ist die innere Welle 1 mit drei axialen Kerben 41 versehen. Die axialen Kerben 41 sind in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt. In jeder axialen Kerbe 41 sind ein elastisches Element in Form eines axialen elastischen Streifens 57 und zwei Laufbahnen 50 in Form axialer Stäbe montiert.
Die Kugeln 3 sind in drei axialen Reihen 40 angeordnet, die axialen Reihen sind in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt. Die Kugeln werden mithilfe eines Käfigs in Form einer Buchse 43 voneinander getrennt gehalten.
Die Einheit aus dem die Kugeln 3 führenden buchsenförmigen Käfig 43, den Laufbahnen 50 und den axialen elastischen Streifen 57 ist an jedem axialen Ende durch einen Haltering 151 und 152 verschlossen. Jeder Haltering 151 und 152 greift mithilfe von Zapfen 153 und 154 in jede der axialen Kerben 41 der inneren Welle 1 ein. Einer der Halteringe 151 sitzt auf einem Sprengring 155 auf, der in eine Rille 156 der inneren Welle 1 eingesetzt ist.
Die äußere Welle 2 ist mit drei axialen Kerben 42 versehen, die in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt sind. Die axialen Kerben 42 gleiten auf den Reihen 40 der Kugeln 3. Die axialen Kerben 42 haben die gewünschte Länge, um die geforderte axiale Verschiebung der äußeren Welle 2 und der inneren Welle 1 zu ermöglichen.
Der Aufbau gemäß 3 und 4 kann insbesondere auch für die axialen Kerben 81 und 82 in Verbindung mit den Laufbahnen 90 und den axialen elastischen Streifen 97 verwendet werden.
Die unterschiedlichen Ausführungsarten mit Anordnung der elastischen Elemente auf der inneren Welle und/oder der äußeren Welle gelten auch für die in 13, 14, 15, 16, 17 und 18 dargestellten Ausführungsmodi der Erfindung.
Bei der in 13 und 14 dargestellten Ausführungsart sind die Kugeln 3 in drei axialen Kugelreihen 40 angeordnet. Die axialen Kugelreihen 40 sind in Querrichtung um 120° gegeneinander ver setzt. Die Kugeln 3 jeder axialen Kugelreihe 40 werden mithilfe eines und desselben Käfigs 43 voneinander getrennt gehalten.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der äußeren Welle 2 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 172 vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte gewölbte Flächen 173 und 174 aufweist, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommen.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der inneren Welle 1 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 171 vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden 175 und zwei Flanken 176 und 177 umfasst. Der Boden 175 verläuft im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene, die durch seine Mitte geht.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 gibt es zwei Laufbahnen 160, die im konkaven Teil der inneren Welle 1 in Form einer axialen Kerbe 171 angeordnet sind. Jede Laufbahn 160 hat die Form eines axialen Stabes.
Der Querschnitt jeder Laufbahn 160 umfasst:

– eine konkave Fläche 161, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommt,
– zwei aneinander grenzende Flächen 163 und 162, die gegenüber dem Boden 175 bzw. einer der Flanken 176 und 177 der axialen Kerbe 171 angeordnet sind,
– eine Fläche 164, die an die Fläche 163, die dem Boden 175 der axialen Kerbe 171 gegenüberliegt, angrenzt und im Wesentlichen im rechten Winkel zur Fläche 163 verläuft, wo bei die beiden Flächen 164 der Laufbahnen 160 im Wesentlichen parallel zur Durchmesserebene verlaufen, die durch die Mitte des Bodens 175 Mitte geht, wobei der Raum zwischen den beiden Flächen 164 im Ruhezustand und bei Übertragung eines Moments ein ausreichendes Spiel bildet.

Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 sind jeweils zwei elastische Elemente in Form des axialen elastischen Elements 166 in einer axialen Kerbe 165 der entsprechenden Laufbahn 160 angeordnet. Jedes elastische Element 166 sitzt auf dem Boden 175 der axialen Kerbe 171 auf, um gegen die entsprechende Laufbahn 160 zu drücken.
Jedes axiale elastische Element 166 hat einen vier- oder rechteckigen Querschnitt mit einer Basis 178 und zwei Seiten 179 und 180, wie in 13, 14 und 15 abgebildet.
Jede axiale Kerbe 165 hat einen Boden 167 und zwei Seiten 168 und 169, die so dimensioniert sind, dass sie das entsprechende elastische Element 166 aufnehmen können.
Bei den in 17 und 18 dargestellten Ausführungsvarianten kann ein elastisches Element 166 mit einem in 17 abgebildeten kreisrunden oder einem in 18 abgebildeten ovalen Querschnitt vorgesehen werden.
Bei einer anderen in 16 dargestellten Ausführungsart der Erfindung ist das axiale elasti sche Element 166 eine Metallfeder mit einer Form, die der entsprechenden Kerbe 165 oder 195 der Laufbahn 160 oder 190 so angepasst ist, dass sie sich an den Boden 175 oder 185 anlegt und in angemessener Weise gegen die entsprechende Laufbahn 160 bzw. 190 drückt. Die Metallfeder kann von der Ausführungsart sein, wie in 16 abgebildet.
Bei der Ausführungsart gemäß 15 sind die Kugeln 3 in drei axialen Reihen 40 angeordnet. Die axialen Reihen 40 sind in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt. Die Kugeln 3 jeder axialen Reihe werden mithilfe eines und desselben Käfigs 43 voneinander getrennt gehalten.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der inneren Welle 1 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 181 vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte gewölbte Flächen 183 und 184 aufweist, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommen.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der äußeren Welle 2 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 182 vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden 185 und zwei Flanken 186 und 187 umfasst. Der Boden 185 verläuft im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene, die durch seine Mitte geht.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 gibt es zwei Laufbahnen 190, die im konkaven Teil der äußeren Welle 2 in Form einer axialen Kerbe 182 angeordnet sind. Jede Laufbahn 190 hat die Form eines axialen Stabes.
Der Querschnitt jeder Laufbahn 190 umfasst:

– eine konkave Fläche 191, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommt,
– zwei aneinander grenzende Flächen 193 und 192, die gegenüber dem Boden 185 bzw. einer der Flanken 186 und 187 der axialen Kerbe 182 angeordnet sind,
– eine Fläche 194, die an die Fläche 193, die dem Boden 185 der axialen Kerbe 182 gegenüberliegt, angrenzt und im Wesentlichen im rechten Winkel zur Fläche 193 verläuft, wobei die beiden Flächen 194 der Laufbahnen 190 im Wesentlichen parallel zur Durchmesserebene verlaufen, die durch die Mitte des Bodens 185 Mitte geht, wobei der Raum zwischen den beiden Flächen 194 im Ruhezustand und bei Übertragung eines Moments ein ausreichendes Spiel bildet.

Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 sind jeweils zwei elastische Elemente in Form des axialen elastischen Elements 166 in der axialen Kerbe 195 der entsprechenden Laufbahn 190 angeordnet. Jedes elastische Element 166 sitzt auf dem Boden 185 der axialen Kerbe 182 auf, um gegen die entsprechende Laufbahn 190 zu drücken.
Jedes axiale elastische Element 166 hat einen vier- oder rechteckigen Querschnitt mit einer Basis 178 und zwei Seiten 179 und 180.
Jede axiale Kerbe 195 hat einen Boden 197 und zwei Seiten 198 und 199, die so dimensioniert sind, dass sie das entsprechende elastische Element 166 aufnehmen können.
Bei anderen Ausführungsvarianten kann ein elastisches Element 166 mit kreisrundem oder ovalem Querschnitt oder ein elastisches Element 166 in Form einer Metallfeder vorgesehen werden.
Bei der in 19 dargestellten Ausführungsart sind die Kugeln 3 in drei axialen Reihen 40 angeordnet. Die axialen Reihen 40 sind in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt. Die Kugeln 3 werden mithilfe eines und desselben Käfigs 231 in Form einer Buchse voneinander getrennt gehalten. Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 umfasst der Käfig 231 einen axialen inneren Zapfen 232 und einen axialen äußeren Zapfen 233.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der äußeren Welle 2 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 202 vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte konkave Flächen 203, 204 umfasst, die mit den Kugeln in Kontakt kommen.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der inneren Welle 1 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 201 vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden 205 und zwei Flanken 206, 207 umfasst. Der Boden 205 verläuft im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene, die durch seine Mitte geht.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 gibt es zwei Laufbahnen 210, die im konkaven Teil der inneren Welle 1 in Form einer axialen Kerbe 201 angeordnet sind. Jede Laufbahn 210 hat die Form eines axialen Stabes. Der Querschnitt jeder Laufbahn umfasst:

– eine konkave Fläche 211, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommt,
– zwei aneinander grenzende Flächen 213 und 212, die gegenüber dem Boden 205 bzw. einer der Flanken 206 und 207 der axialen Kerbe 201 angeordnet sind,
– einen Kranz 214, der auf der Fläche 213 an der Ecke der Fläche 212 angeordnet ist und ein Ende 218 und eine Innenfläche 217 aufweist,
– eine Fläche 216, die im Wesentlichen im rechten Winkel zum Boden 205 verläuft, und
– eine konvexe äußere Fläche 215.

Zwischen den beiden Flächen 216 der beiden Laufbahnen 210 ist genügend Raum vorhanden.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 gibt es ein elastisches Element, das Schraubenfedern beinhaltet 221. Diese Schraubenfedern 221 sind in der axialen Kerbe 201 zwischen den Kränzen 214 der beiden Laufbahnen 210 angeordnet. Der Fuß 222 der Schraubenfedern 221 sitzt auf dem Boden 205 der axialen Kerbe 201 auf, damit das Ende 223 der Schraubenfedern 221 gegen die beiden Laufbahnen 210 drückt.
Bei der in 20 dargestellten Ausführungsart sind die Kugeln 3 in drei axialen Reihen 40 angeordnet. Die axialen Reihen 40 sind in Querrichtung um 120° gegeneinander versetzt. Die Kugeln 3 werden mithilfe eines und desselben Käfigs 231 in Form einer Buchse voneinander getrennt gehalten.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 umfasst der Käfig 231 einen axialen inneren Zapfen 232 und einen axialen äußeren Zapfen 233.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der äußeren Welle 2 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 202 vorgesehen, deren Querschnitt zwei gegeneinander geneigte konkave Flächen 203, 204 umfasst, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommen.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 ist an der inneren Welle 1 ein konkaver Teil in Form einer axialen Kerbe 201 vorgesehen, deren Querschnitt einen Boden 205 und zwei Flanken 206, 207 umfasst. Der Boden 205 verläuft im Wesentlichen im rechten Winkel zur Durchmesserebene, die durch seine Mitte geht.
Für jede Reihe 40 von Kugeln 3 gibt es zwei Laufbahnen 210, die im konkaven Teil der inneren Welle 1 in Form einer axialen Kerbe 201 angeordnet sind. Jede Laufbahn 210 hat die Form eines axialen Stabes. Der Querschnitt jeder Laufbahn umfasst:

– eine konkave Fläche 211, die mit den Kugeln 3 in Kontakt kommt,
– zwei aneinander grenzende Flächen 213, 212, die gegenüber dem Boden 205 bzw. einer der Flanken 206 und 207 der axialen Kerbe 201 angeordnet sind,
– einen Kranz 214, der auf der Fläche 213 an der Ecke der Fläche 212 angeordnet ist und ein Ende 218 und eine Innenfläche 217 aufweist,
– eine Fläche 216, die im Wesentlichen im rechten Winkel zum Boden 205 verläuft, und
– eine konvexe äußere Fläche 215.

Zwischen den beiden Flächen 216 der beiden Laufbahnen 210 ist genügend Raum vorhanden.
Für jede Kugelreihe gibt es ein elastisches Element in Form einer axialen elastischen gewellten Zunge 224. Diese axiale elastische gewellte Zunge 224 ist in der axialen Kerbe 201 zwischen den Kränzen 214 der beiden Laufbahnen 210 angeordnet. Die axiale elastische gewellte Zunge 224 sitzt mit ihren inneren Wellungen 225 auf dem Boden 205 der axialen Kerbe 201 auf, um über ihre äußeren Wellungen 226 gegen die beiden Laufbahnen 210 zu drücken.
Bei der in 21 und 22 dargestellten Ausführungsart hat jede axiale elastische gewellte Zunge 224 ein axiales Ende 227, das nach außen gebogen ist, und ein axiales Ende 228, das nach innen gebogen ist. Nach außen bedeutet sich von der Achse 4 entfernend, und nach innen bedeutet sich der Achse 4 nähernd. Das axiale nach außen gebogene Ende 227 hält das jeweilige axiale Ende der beiden entsprechenden Laufbahnen. Das axiale nach innen gebogene Ende 228 sitzt auf dem Ende 234 der inneren Welle mithilfe einer Anschlagscheibe 235 auf, die durch Anquetschen der Flansche 236 fest mit dem Ende 234 der inneren Welle 1 verbunden ist, um das andere axiale Ende der beiden Laufbahnen 210 zu halten.
Bei der in 23 dargestellten Ausführungsart sind die beiden axialen Enden 229 der axialen elastischen gewellten Zunge 224 in der gleichen Richtung, nach außen, gebogen. Eines der axialen nach außen gebogenen Enden 229 sitzt auf einem Sprengring 155 auf, der in eine in der inneren Welle 1 vorgesehene Rille 156 eingesetzt ist, um das jeweilige axiale Ende der beiden entsprechenden Laufbahnen 210 zu halten.
Das andere axiale Ende 229 sitzt auf einer Anschlagscheibe 235 auf, die durch Anquetschen der Flansche 236 fest mit dem Ende 234 der inneren Welle 1 verbunden ist, um das andere axiale Ende der beiden Laufbahnen 210 zu halten.

Claims

Kopplungsvorrichtung für zwei Wellen, einer inneren Welle (1) und einer äußeren Welle (2), die in Richtung ihrer gemeinsamen Achse (4) ineinander gleiten, wobei diese Vorrichtung zur Kopplung der beiden Wellen Rollelemente (3) umfasst, die zwischen der inneren Welle (1) und der äußeren Welle (2) angeordnet sind, – jedes dieser Rollelemente (3) ist einerseits in einem konkaven Bereich (17) der inneren Welle (1) und andererseits in einem konkaven Bereich (16) der äußeren Welle (2) angeordnet; – jedes der Rollelemente (3) ist mit mindestens einem elastischen Element versehen, das sich zwischen diesem Rollelement (3) und dem entsprechenden konkaven Bereich (17) einer der beiden Wellen (1, 2) befindet; – die genannten Rollelemente (3) sind in mehreren axialen Reihen (40) angeordnet; – jede axiale Reihe (40) von Rollelementen (3) befindet sich: – einerseits in einem konkaven Bereich der inneren Welle (1), der die Form einer axialen Nut (41, 61, 81, 101, 121, 141, 171, 181, 201) hat, und – andererseits in einem konkaven Bereich der äußeren Welle (2), der die Form einer axialen Nut (42, 62, 82, 102, 122, 142, 172, 182, 202) hat, dadurch gekennzeichnet, dass – einer dieser beiden konkaven Bereiche in Form einer axialen Nut einen Querschnitt besitzt, der einen Boden und zwei Flanken umfasst, sodass Folgendes aufgenommen werden kann: – zwei Laufringe (50, 70, 90, 110, 130, 160, 190, 210) in Form einer axialen Leiste, die jeweils zwischen den entsprechenden Rollelementen (3) und einer der Flanken der genannten axialen Nut angeordnet sind, – mindestens ein elastisches Element (57, 97, 134, 166, 221, 224), das zwischen dem Boden der axialen Nut und jedem der beiden Laufringe angeordnet ist, um die Laufringe gegen die entsprechenden Rollelemente zu drücken; – sodass im Ruhezustand, wenn es keine Drehmomentübertragung gibt, jedes Rollelement (3) immer noch Kontakt auf der Seite des elastischen Elements bzw. der elastischen Elemente und der Gegenseite hat; – und sodass, wenn es eine Drehmomentübertragung gibt, für jedes Rollelement (3) mindestens eine Auflagezone auf der Seite des elastischen Elements bzw. der elastischen Elemente und mindestens eine Auflagezone auf der Gegenseite vorhanden ist.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Rollelementen um kleine Kugeln (3) handelt.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Kugeln (3) sich auf zwei Laufringen (50, 70, 90, 110) bewegt, die von demselben entsprechenden elastischen Element (57, 97) gegen diese Kugel (3) gedrückt werden; diese Laufringe (50, 70, 90, 110) sind zwischen der Kugel (3) und dem entsprechenden elastischen Element (57, 97) angeordnet.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Kugeln (3) sich auf zwei Laufringen (130) mit zwei elastischen Elementen (134) bewegt, wobei jeder der Laufringe (130) von dem entsprechenden elastischen Element (134) gegen die Kugel (3) gedrückt wird und jeder der Laufringe (130) zwischen der Kugel (3) und dem entsprechenden elastischen Element (134) angeordnet ist.
Kopplungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (3) in mindestens einem Haltekäfig (43, 128) angeordnet sind.
Kopplungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass männliche (34) und weibliche (35) Nuten mit verbundenen Profilen, die ein gewisses Spiel haben, auf der inneren Welle (1) und der äußeren Welle (2) angeordnet sind, sodass im Falle eines Bruchs der Kugeln (3) das Drehmoment noch zwischen der inneren Welle (1) und der äußeren Welle (2) übertragen werden kann.
Kopplungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element bzw. die elastischen Elemente (57, 97, 131) in der inneren Welle (1) angeordnet ist bzw. sind.
Kopplungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element bzw. die elastischen Elemente (57, 97, 134) in der äußeren Welle (2) angeordnet ist bzw. sind.
Kopplungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass einige der elastischen Elemente (57, 97, 134) in der inneren Welle (1) und die anderen in der äußereren Welle (2) angeordnet sind.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (3) in mehreren axialen Reihen (40) angeordnet sind; dabei werden die Kugeln (3) im Verhältnis zueinander durch einen Käfig (43) in Position gehalten: – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die äußere Welle (2) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (42) auf, deren Querschnitt zwei konkave Seiten (44, 45) umfasst, die einander zugeneigt sind und die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommen; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die innere Welle (1) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (41) auf, deren Querschnitt einen Boden (46) und zwei Flanken (47, 48) umfasst, wobei der Boden (46) im Wesentlichen senkrecht zur diametralen Ebene ist, die durch seine Mitte verläuft; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) sind in dem konkaven Bereich der inneren Welle (1), der die Form einer axialen Nut (41) hat, zwei Laufringe (50) angeordnet, und jeder Laufring (50) besitzt die Form einer axialen Leiste, deren Querschnitt Folgendes aufweist: – eine konkave Seite (51), die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommt, – zwei aneinander grenzende Seiten (53, 52), die jeweils gegenüber dem Boden (46) und einer der Flanken (47, 48) der axialen Nut (41) angeordnet sind, – eine Seite (54), die zum Boden (46) der axialen Nut (41) schräg steht; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) befindet sich in der axialen Nut (41) zwischen den beiden Laufringen (50) ein elastisches Element in Form einer axialen elastischen Wulst (57) mit rundem Querschnitt, wobei diese axiale elastische Wulst (57) auf dem Boden (46) der axialen Nut (41) zur Anlage kommt, um auf die geneigte Seite (54) eines jeden der beiden Laufringe (50) Druck auszuüben.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (3) in mehreren axialen Reihen (40) angeordnet sind, wobei die Kugeln (3) im Verhältnis zueinander durch einen Käfig (43) in Position gehalten werden: – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die innere Welle (1) einen konkaven Bereich in Form ei ner axialen Nut (61) auf, deren Querschnitt zwei konkave Seiten (63, 64) umfasst, die einander zugeneigt sind und die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommen; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die äußere Welle (2) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (62) auf, deren Querschnitt einen Boden (65) und zwei Flanken (66, 67) umfasst, wobei der Boden (65) im Wesentlichen senkrecht zur diametralen Ebene ist, die durch seine Mitte verläuft; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) sind in dem konkaven Bereich der äußeren Welle (2), der die Form einer axialen Nut (62) hat, zwei Laufringe (70) angeordnet, und jeder Laufring (70) besitzt die Form einer axialen Leiste, deren Querschnitt Folgendes aufweist: – eine konkave Seite (71), die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommt, – zwei aneinander grenzende Seiten (73, 72), die jeweils gegenüber dem Boden (65) und einer der Flanken (66, 67) der axialen Nut (62) angeordnet sind, – eine Seite (74), die zum Boden (65) der axialen Nut (62) schräg steht; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) befindet sich in der axialen Nut (62) zwischen den beiden Laufringe (70) ein elastisches Element in Form einer axialen elastischen Wulst (57) mit rundem Querschnitt, wobei diese axiale elastische Wulst (57) auf dem Boden (65) der axialen Nut (62) zur Anlage kommt, um auf die geneigte Seite (74) eines jeden der beiden Laufringe (70) Druck auszuüben.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (3) in mehreren axialen Reihen (40) angeordnet sind, wobei die Kugeln (3) im Verhältnis zueinander durch einen Käfig (43) in Position gehalten werden: – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die äußere Welle (2) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (82) auf, deren Querschnitt zwei konkave Seiten (83, 84) umfasst, die einander zugeneigt sind und die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommen; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die innere Welle (1) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (81) auf, deren Querschnitt einen Boden (85) und zwei Flanken (86, 87) umfasst, wobei der Boden (85) im Wesentlichen senkrecht zur diametralen Ebene ist, die durch seine Mitte verläuft; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) sind in dem konkaven Bereich der inneren Welle (1), der die Form einer axialen Nut (81) hat, zwei Laufringe (90) angeordnet, und jeder Laufring (90) besitzt die Form einer axialen Leiste, deren Querschnitt Folgendes aufweist: – eine konkave Seite (91), die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommt, – zwei aneinander grenzende Seiten (93, 92), die jeweils gegenüber dem Boden (85) und einer der Flanken (86, 87) der axialen Nut (81) angeordnet sind, – eine wulstartige Verdickung (94), die auf der Seite (93) in der Ecke der Seite (92) angebracht ist; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) ein elas tisches Element in Form einer axialen elastischen Wulst (97), deren Querschnitt einen axialen Sockel (98) und zwei axiale Ausstülpungen (99) aufweist, wobei diese axiale elastische Wulst (97) in der axialen Nut (81) zwischen den Verdickungen (94) der beiden Laufringe (90) angeordnet ist und der axiale Sockel (98) auf dem Boden (85) der axialen Nut (81) zur Anlage kommt, sodass jede der beiden axialen Ausstülpungen (99) Druck auf den entsprechenden Laufring (90) ausübt.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (3) in mehreren axialen Reihen (40) angeordnet sind, wobei die Kugeln (3) im Verhältnis zueinander durch einen Käfig (43) in Position gehalten werden: – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die innere Welle (1) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (101) auf, deren Querschnitt zwei gebogene Seiten (103, 104) umfasst, die einander zugeneigt sind und die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommen; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die äußere Welle (2) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (102) auf, deren Querschnitt einen Boden (105) und zwei Flanken (106, 107) umfasst, wobei der Boden (105) im Wesentlichen senkrecht zur diametralen Ebene ist, die durch seine Mitte verläuft; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) sind in dem konkaven Bereich der äußeren Welle (2), der die Form einer axialen Nut (102) hat, zwei Laufringe (110) angeordnet, und jeder Laufring (110) besitzt die Form einer axialen Leiste, deren Querschnitt Folgendes aufweist: – eine konkave Seite (111), die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommt, – zwei aneinander grenzende Seiten (113, 112), die jeweils gegenüber dem Boden (105) und einer der Flanken (106, 107) der axialen Nut (101) angeordnet sind, – eine Verdickung (114) befindet sich auf der Seite (113) in der Ecke der Seite (112); – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) ein elastisches Element in Form einer axialen elastischen Wulst (97), deren Querschnitt einen axialen Sockel (98) und zwei axiale Ausstülpungen (99) aufweist, wobei diese axiale elastische Wulst (97) in der axialen Nut (102) zwischen den Verdickungen (114) der beiden Laufringe (110) angeordnet ist und der axiale Sockel (98) auf dem Boden (105) der axialen Nut (102) zur Anlage kommt, sodass jede der beiden axialen Ausstülpungen (99) Druck auf den entsprechenden Laufring (110) ausübt.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (3) in mehreren axialen Reihen (40) angeordnet sind, wobei die Kugeln (3) einer jeden axialen Reihe (40) im Verhältnis zueinander durch einen Käfig (128) in Position gehalten werden; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die äußere Welle (2) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (122) auf, deren Querschnitt zwei gebogene Seiten (123, 124) umfasst, die einander zugeneigt sind und die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommen; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die innere Welle (1) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (121) auf, deren Querschnitt einen Boden (125) und zwei Flanken (126, 127) umfasst, wobei der Boden (125) im Wesentlichen senkrecht zur diametralen Ebene ist, die durch seine Mitte verläuft; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) sind in dem konkaven Bereich der inneren Welle (1), der die Form einer axialen Nut (121) hat, zwei Laufringe (130) angeordnet, und jeder Laufring (130) besitzt die Form einer axialen Leiste, deren Querschnitt eine gebogene Form aufweist, sodass sie in Kontakt mit den Kugeln (3) kommt; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) befinden sich in der axialen Nut (121) zwei elastische Elemente in Form einer axialen elastischen Wulst (134), wobei jedes elastische Element (134) auf dem Boden (125) und auf einer der Flanken (126, 127) der axialen Nut (121) zur Anlage kommt, um auf den entsprechenden Laufring (130) Druck auszuüben.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (3) in mehreren axialen Reihen (40) angeordnet sind, wobei die Kugeln (3) einer jeden axialen Reihe (40) im Verhältnis zueinander durch einen Käfig (128) in Position gehalten werden; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die innere Welle (1) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (141) auf, deren Querschnitt zwei gebogene Seiten (143, 144) umfasst, die einander zugeneigt sind und die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommen; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die äußere Welle (2) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (142) auf, deren Querschnitt einen Boden (145) und zwei Flanken (146, 147) umfasst, wobei der Boden (145) im Wesentlichen senkrecht zur diametralen Ebene ist, die durch seine Mitte verläuft; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) sind in dem konkaven Bereich der äußeren Welle (2), der die Form einer axialen Nut (142) hat, zwei Laufringe (130) angeordnet, und jeder Laufring (130) besitzt die Form einer axialen Leiste, deren Querschnitt eine gebogene Form aufweist, sodass sie in Kontakt mit den Kugeln (3) kommt; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) befinden sich in der axialen Nut (142) zwei elastische Elemente in Form einer axialen elastischen Wulst (134), wobei jedes elastische Element (134) auf dem Boden (145) und auf einer der Flanken (146, 147) der axialen Nut (142) zur Anlage kommt, um auf den entsprechenden Laufring (130) Druck auszuüben.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (3) in mehreren axialen Reihen (40) angeordnet sind, wobei die Kugeln (3) einer jeden axialen Reihe (40) im Verhältnis zueinander durch einen Käfig (43) in Position gehalten werden; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die äußere Welle (2) einen konkaven Bereich in Form ei ner axialen Nut (172) auf, deren Querschnitt zwei gebogene Seiten (173, 174) umfasst, die einander zugeneigt sind und die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommen; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die innere Welle (1) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (171) auf, deren Querschnitt einen Boden (175) und zwei Flanken (176, 177) umfasst, wobei der Boden (175) im Wesentlichen senkrecht zur diametralen Ebene ist, die durch seine Mitte verläuft; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) sind in dem konkaven Bereich der inneren Welle (1), der die Form einer axialen Nut (171) hat, zwei Laufringe (160) angeordnet, und jeder Laufring (160) besitzt die Form einer axialen Leiste, deren Querschnitt Folgendes aufweist: – eine Seite (161), die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommt, – zwei aneinander grenzende Seiten (163 und 162), die jeweils gegenüber dem Boden (175) und einer der Flanken (176, 177) der axialen Nut (171) angeordnet sind, – eine Seite (164), die an die Seite (163) angrenzt und im Wesentlichen senkrecht zu dieser Seite (163) ist, wobei die beiden Seiten (164) im Wesentlichen parallel zur diametralen Ebene sind, die durch die Mitte des Bodens (175) verläuft; der Raum zwischen den beiden Seiten (164) bietet im Ruhezustand und bei der Drehmomentübertragung ausreichendes Spiel; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) ist in einer axialen Nut (165), die sich in dem entspre chenden Laufring (160) befindet, jeweils eines von zwei elastischen Elementen in Form eines axialen elastischen Elements (166), angeordnet, wobei jedes elastische Element (166) auf dem Boden (175) der axialen Nut (171) zur Anlage kommt, um auf den entsprechenden Laufring (160) Druck auszuüben.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (3) in mehreren axialen Reihen (40) angeordnet sind, wobei die Kugeln (3) einer jeden axialen Reihe (40) im Verhältnis zueinander durch einen Käfig (43) in Position gehalten werden; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die innere Welle (1) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (181) auf, deren Querschnitt zwei gebogene Seiten (183, 184) umfasst, die einander zugeneigt sind und die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommen; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die äußere Welle (2) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (171) auf, deren Querschnitt einen Boden (185) und zwei Flanken (186, 187) umfasst, wobei der Boden (185) im Wesentlichen senkrecht zur diametralen Ebene ist, die durch seine Mitte verläuft; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) sind in dem konkaven Bereich der äußeren Welle (2), der die Form einer axialen Nut (181) hat, zwei Laufringe (190) angeordnet, und jeder Laufring (190) besitzt die Form einer axialen Leiste, deren Querschnitt Folgendes aufweist: – eine Seite (191), die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommt, – zwei aneinander grenzende Seiten (193 und 192), die jeweils gegenüber dem Boden (185) und einer der Flanken (186, 187) der axialen Nut (182) angeordnet sind, – eine Seite (194), die an die Seite (193) angrenzt und im Wesentlichen senkrecht zu dieser Seite (193) ist, wobei die beiden Seiten (194) im Wesentlichen parallel zur diametralen Ebene sind, die durch die Mitte des Bodens (185) verläuft; der Raum zwischen den beiden Seiten (194) bietet im Ruhezustand und bei der Drehmomentübertragung ausreichendes Spiel; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) ist in einer axialen Nut (195), die in dem entsprechenden Laufring (190) angeordnet ist, jeweils eines von zwei elastischen Elementen in Form eines axialen elastischen Elements (166) angebracht, wobei jedes elastische Element (166) auf dem Boden (185) zur Anlage kommt, um auf die entsprechende Laufring (190) Druck auszuüben.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (3) in mehreren axialen Reihen (40) angeordnet sind, wobei die Kugeln (3) im Verhältnis zueinander durch einen Käfig (231) in Position gehalten werden: – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die äußere Welle (2) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (202) auf, deren Querschnitt zwei konkave Seiten (203, 204) umfasst, die einander zugeneigt sind und die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommen; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die innere Welle (1) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (201) auf, deren Querschnitt einen Boden (205) und zwei Flanken (206, 207) umfasst, wobei der Boden (205) im Wesentlichen senkrecht zur diametralen Ebene ist, die durch seine Mitte verläuft; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) sind in dem konkaven Bereich der inneren Welle (1), der die Form einer axialen Nut (201) hat, zwei Laufringe (210) angeordnet, und jeder Laufring (210) besitzt die Form einer axialen Leiste, deren Querschnitt Folgendes aufweist: – eine konkave Seite (211), die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommt, – zwei aneinander grenzende Seiten (213, 212), die jeweils gegenüber dem Boden (205) und einer der Flanken (206, 207) der axialen Nut (201) angeordnet sind, – eine Verdickung (214) befindet sich auf der Seite (213) in der Ecke der Seite (212); – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) ein elastisches Element, das spiralförmige Federn (221) umfasst, wobei diese spiralförmige Federn in der axialen Nut (201) zwischen den Verdickungen (214) der beiden Laufringe (210) angeordnet sind und der Sockel (221) dieser spiralförmigen Federn (221) auf dem Boden (205) der axialen Nut (201) zur Anlage kommt, sodass die spiralförmigen Federn (221) Druck auf die beiden Laufringe (210) ausüben.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (3) in meh reren axialen Reihen (40) angeordnet sind, wobei die Kugeln (3) im Verhältnis zueinander durch einen Käfig (231) in Position gehalten werden: – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die äußere Welle (2) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (202) auf, deren Querschnitt zwei konkave Seiten (203, 204) umfasst, die einander zugeneigt sind und die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommen; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) weist die innere Welle (1) einen konkaven Bereich in Form einer axialen Nut (201) auf, deren Querschnitt einen Boden (205) und zwei Flanken (206, 207) umfasst, wobei der Boden (205) im Wesentlichen senkrecht zur diametralen Ebene ist, die durch seine Mitte verläuft; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) sind in dem konkaven Bereich der inneren Welle (1), der die Form einer axialen Nut (201) hat, zwei Laufringe (210) angeordnet, und jeder Laufring (210) besitzt die Form einer axialen Leiste, deren Querschnitt Folgendes aufweist: – eine konkave Seite (211), die in Kontakt mit den Kugeln (3) kommt, – zwei aneinander grenzende Seiten (213, 212), die jeweils gegenüber dem Boden (205) und einer der Flanken (206, 207) der axialen Nut (201) angeordnet sind, – eine Verdickung (214), die sich auf der Seite (213) in der Ecke der Seite (212) befindet; – für jede Reihe (40) von Kugeln (3) ein elastisches Element in Form einer elastischen, axialen, gewellten Lamelle (224), wobei diese elastische, axiale, gewellte Lamelle (224) in der axialen Nut (201) zwischen den Verdickungen (214) der beiden Laufringe (210) angeordnet ist; die elastische, axiale, gewellte Lamelle kommt auf dem Boden (205) der axialen Nut (201) zur Anlage, sodass die elastische, axiale, gewellte Lamelle (224) Druck auf die beiden Laufringe (210) ausübt.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische, axiale, gewellte Lamelle (224) ein axiales Ende (227) aufweist, das nach außen gebogen ist, und ein axiales Ende (228), das nach innen gebogen ist: Das äußere axiale Ende (227) hält das betreffende axiale Ende der beiden entsprechenden Laufringe (210), und das innere axiale Ende (228) drückt sich mittels einer Druckscheibe (235), die mit dem Ende (234) der inneren Welle (1) fest verbunden ist, gegen das Ende (234) der inneren Welle (1), um das andere axiale Ende der beiden Laufringe (210) zu halten.
Kopplungsvorrichtung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische, axiale, gewellte Lamelle (224) zwei axiale Enden (229) aufweist, die beide in dieselbe Richtung nach außen gebogen sind: Eines der äußeren axialen Enden (229) drückt sich gegen einen Sprengring (155), der in einer Rille (156) montiert ist, die sich in der inneren Welle (1) befindet, um so das betreffende axiale Ende der beiden entsprechenden Laufbahnen (210) zu halten; das andere äußere axiale Ende (229) drückt sich gegen eine Druckscheibe (235), die mit dem Ende (234) der inneren Welle (1) fest verbunden ist, um so das andere axiale Ende der beiden Laufringe (210) zu halten.
Kopplungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (3) in drei axialen Reihen (40) angeordnet sind, wobei die axialen Reihen (40) 120° quer zueinander ausgerichtet sind: – die innere Welle (1) weist drei axiale Nuten (41, 81, 121, 171, 201) auf, wobei diese axiale Nuten (41, 81, 121, 171, 201) 120° quer zueinander verlaufen; – die äußere Welle (2) weist drei axiale Nuten (42, 82, 122, 172, 202) auf, wobei diese axiale Nuten (41, 81, 121, 171, 201) 120° quer zueinander verlaufen.
Kopplungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass: – die Kugeln (3) in zwei axialen Reihen (40) angeordnet sind, die sich diametral gegenüberliegen; – die innere Welle (1) zwei axiale Nuten (41, 81, 121, 171, 201) aufweist, die sich diametral gegenüberliegen; – die äußere Welle (2) zwei axiale Nuten (42, 82, 122, 171, 202) aufweist, die sich diametral gegenüberliegen;
Kopplungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass: – die innere Welle (1) drei axiale Nuten (41, 81) aufweist, wobei die axialen Nuten (41, 81) 120° Grad quer zueinander verlaufen und in jede axiale Nut (41, 81) ein elastisches Element in Form einer elastischen axialen Wulst (57, 97) sowie zwei Laufringe (50, 90) in Form einer axialen Leiste montiert sind; – die Kugeln (3) in drei axialen Reihen angeordnet sind, wobei die axialen Reihen 120° Grad quer zueinander verlaufen und die Kugeln im Verhältnis zueinander durch einen Käfig in Form einer Muffe in Position gehalten werden; – der Muffenkomplex (43) mit den Kugeln (3) und mit den Laufringen (50, 90) und den elastischen axialen Wülsten (57, 97) an jedem axialen Ende durch einen Haltering (151, 151) abgeschlossen ist, der in jede der axialen Nuten (41, 81) der inneren Welle eingreift, wobei einer der Halteringe (151) sich gegen einen Sprengring (155) drückt, der in eine Rille (156) der inneren Welle (1) montiert ist; – die äußere Welle (2) drei axiale Nuten (42, 82) aufweist, die 120° quer zueinander verlaufen und die auf den in Reihen (40) angeordneten Kugeln (3) gleiten, wobei die axialen Nuten (42, 82) die gewünschte Länge haben, um das axiale Gleiten zu gestatten, das von der äußeren Welle (2) und der inneren Welle (1) verlangt wird.
Kopplungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie für das Zwischenteil (7) einer Lenksäule eines Kraftfahrzeugs gilt.
Kopplungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass sie für den oberen Teil einer Lenksäule eines Kraftfahrzeugs gilt.