DE2804778A1

DE2804778A1 - Teleskopantriebswelle

Info

Publication number: DE2804778A1
Application number: DE19782804778
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Krude
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1978-02-04
Filing date: 1978-02-04
Publication date: 1979-08-09
Also published as: IT1165892B; IT7905110A0; GB2013832A; FR2416376A1; DE2804778B2; JPS5544172A; US4280341A; IT7906908V0; DE2804778C3; FR2416376B1; GB2013832B; JPS6160288B2

Description

Uni-Cardan Aktiengesellschaft 16. Dezember 1977

Postfach 1160 ^St/

5204 Lohir.ar/Rhld. 1 UC

Teleskopantriebswelle

Die Erfindung betrifft eine Teleskopantriebswelle mit einem inneren Wellenteil, welches in einem hohlen äußeren I'Jellenteil axial verschiebbar unter Zuhilfenahme von einer Führung und der Drehmomentübertragung dienenden, durch Halter geführten Wälzkörper in einer Rille des inneren oder äußeren Wellenteiles bewegbar angeordnet sind.

Es sind zwar Teleskopwellen bekannt (z.B. DT-PS 1 219 291), bei denen die Bruchgefahr der ineinander verschiebbaren Profilwellen, auch bei hohen Drehmomenten und Drehmojnentspitzen infolge Verklemmung durch eine ölfüllung des ringförmigen Hohlraumes vermindert wird, jedoch ist diese Kugelführung sehr aufwendig'und 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 nit einem Verklemmen der Profilrohre und damit verbundenen Bruchgefahr zu rechnen.

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UC 35 - St/Nb - * - 16· Dezember 1977

Hiervon ausgehend soll bei einer Teleskopantriebswelle die Aufgabe gelöst werden, daß durch die Verwendung einfacher Hilfsmittel die Drehnomentübertragungselemente derart geführt werden, daß ein reibung sariner Betrieb während der Verschiebung gewährleistet ist und daß die Drehmomentübertragungselemente bei Axialbewegungen zwischen innerer und äußerer Welle abrollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Wälzkörper durch mindestens drei Führungskugeln im Halter abgestützt ist, die in Ausnehmungen des Halters aufgenommen sind.

Bei dieser Ausführungsform ist von Vorteil, daß die bei Drehmoinentspitzen mögliche Verkler.mung der ineinander verschiebbaren Profilwellenteile dadurch vermieden wird, daß die Wälzkörper zwischen Außen- und Innenteil, auch unter Einwirkung der bei Drehmomentspitzen ansteigenden Reibung, ständig abrollen und daß durch die Führungskugeln eine geringe Peibung auftritt. Es wird insgesamt eine leicht gängige Funktion des gesamten Systems erreicht.

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 Flächenpressung sowie die Reibung verringert werden, indem in jeder Rille mehr als drei Kugeln vorgesehen' sind. Es kann hierbei die gesamte Ausnehmung mit Führungskugeln, bishin zu einem geschlossenen Ring gefüllt werden. Es ergeben sich damit sehr günstige Peibungswerte und auch die Flächenpressung wird auf die gesamte Anzahl der Kugeln verteilt.

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Um eine wirtschaftliche und kostengünstige Herstellung der Halter, die der Aufnahme der Führungskugeln dienen, zu erreichen, ist nach einem weiteren Merkmal 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 sich bei einer derartigen Ausführungsform besonders günstige Werte für die zu erwartende Reibung zwischen den Wälzkörpern und den Wellenteilen sovie eine niedrige Flächenpressung während der Drehmomentübertragung.

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 Zeichnungen schematisch dargestellt.

Es zeigt.

Fig. 1 eine Teleskopar.triebswelle in Seitenansicht geschnitten

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie I-I, der in Fig. 1 dargestellter. Teleskopantriebswelle

Fig. 3 eine weitere Ausführun^sform einer Antriebswelle im Prinzip wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch mit dem Unterschied , daß die Wälzkörper im inneren Wellenteil geführt werden

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UC 35 - St/Nb - C - Stt fP£4b!flftr 1977

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie II-II, der in Fig. 3 dargestellten Antriebswelle

Fig. 5 einen Ausschnitt mit einem Wälzkörper in vergrößerten Maßstab

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

Fig. 7 zeigt einen Horizontalschnitt durch einen Wälzkörperhalter.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Teleskopantriebswelle 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 ¹^, 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 des 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 Wälzkörper 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 Wellenteil 1 und zwar in der Weise, daß die Wälzkörper 8 im Halter 5 gehalten sind und daß das innere Wellenteil 10 über die Wälzkörper 8 in den Rillen 9 eine relative Verschiebung ausführen kann.

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ORiGfNAL 'NSFECTED

UC 35 - St/Nb - 7 - 16. Dezember 1977

Die Längsstabilität wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen im Abstand zum Ring 3 angeordneten weiteren Ring 11 gewährleistet, der mit seiner Bohrung 12 auf dem inneren Wellenteil 10 gleitet unter Zurhilfenahme 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 wie auch auf dem inneren Wellenteil befestigt.

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

In den Figuren 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Teleskopantriebswelle gezeigt, deren Aufbau im Prinzip dem in Fig. 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

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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 Ebenen 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 Figuren 5 und 6 sind einige Varianten gezeigt wie der Halter 5 ausgebildet werden kann. In der Figur 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 2 3 erreicht werden, denn auch hier ist mit einer Federung des Materiales zu rechnen.

Der in Fig. 6 gezeigte Halter 5 ist im Aufbau wie der in Fig. 5 erwähnte; jedoch sind hier zusätzlich Blechteile 2U direkt am Halter 5 vorgesehen, so daß der Halter mit den FührungsJcugeln 6 und den Wälzkörpern 8 als eine Montageeinheit montiert werden kann und dann je nach Bedarf in die Teleskopantriebswelle eingebracht wird.

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Der in Fig. 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.

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Claims

Uni-Cardan Aktiengesellschaft 15. Dezember 1977

Postfach 1160 St/rib

Lohmar/Rhld. 1 UC 35 2804778

Patentansprüche

l.i Teleskopantriebswelle mit einen inneren Weilenteil, welches in einem hohlen äußeren Wellenteil axial verschiebbar unter Zuhilfenahme von einer der*- Führung und der Drehmomentübertragung dienenden, durch Halter geführten Wälzkörper in einer Rille des inneren oder äußeren Wellenteiles bewegbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Wälzkörper (8) durch mindestens drei Führungskugeln (6) im Halter (5,16) abgestützt ist, die in Ausnehmungen (7) des Halters (5,16) aufgenommen 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 (1,10) 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 gesicTrrt ist.

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UC 35 - St/Nb - 2 - IG. Dezember 1977.
4. Teleskopantriebswelxe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Wälzkörper (8) mehrere Ausnehmungen (7) vorgesehen sind, die im parallelen Abstand zueinander angeordnet sind.
5. Teleskopantriebswelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (7) als Bohrungen oder Rillen ausgebildet sind.

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