DE102016123742A1

DE102016123742A1 - Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016123742A1
Application number: DE102016123742.6A
Authority: DE
Inventors: Olivèr Abonyi; Istvàn Polacsek; Màrk Làszló
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-12-08
Filing date: 2016-12-08
Publication date: 2018-06-14
Also published as: WO2018104050A1; US20200070882A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkzwischenwelle (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Umlaufvorrichtung (21) durch ein in eine Hohlprofilwelle (14) eingefügtes Profilelement ausgebildet ist, welches einen einer Mehrzahl von Führungsanordnungen (15, 25, 35) jeweils zugeordneten zweiten Umlaufbahnabschnitt (22b) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Lenkzwischenwellen sind in der Regel derart konzipiert, dass diese verlängerbar und/oder verkürzbar ausgebildet sind. Damit soll erreicht werden, dass bei einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs auftretende Relativbewegungen zwischen Fahrerkabine und Fahrzeugchassis ohne Beeinträchtigung auf das Lenkverhalten bleiben.
Die DE 25 38 686 offenbart eine Lagerung für axialverschiebliche und in Drehrichtung miteinander koppelbare Teile, insbesondere teleskopartig geführte Gelenkwellen, bei denen die Führung und Kraftübertragung durch in endloser Reihe im inneren und äußeren Wellenteil abwälzbare Kugeln erfolgt, die in achsparallelen und einander radial gegenüberliegenden, an beiden Enden durch bogenförmige Umlenkbogen geschlossene Umlaufbahnen geführt sind.
Die Anordnung zur Führung und Kraftübertragung durch die in endloser Reihe im inneren und äußeren Wellenteil abwälzbaren Kugeln weißt jedoch eine hohe Komplexität hinsichtlich der Anzahl der verbauten Komponenten als auch dem Einbau in die Gelenkwelle auf.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug anzugeben, welche kostengünstig herstellbar ist sowie eine geringe Komplexität aufweist.
Die Aufgabe wird mit einer Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug mit einer äußeren Hohlwelle, mit einer zumindest teilweise in der äußeren Hohlwelle angeordneten inneren Hohlwelle, mit einer in der äußeren Hohlwelle angeordneten, mit der inneren Hohlwelle drehfest verbundenen Hohlprofilwelle, mit einer Mehrzahl von, die Hohlprofilwelle in Axialrichtung in der äußeren Hohlwelle führenden Führungsanordnungen, welche dazu ausgebildet sind, ein Drehmoment der äußeren Hohlwelle auf die Hohlprofilwelle zu übertragen, wobei die Mehrzahl von Führungsanordnungen jeweils an einer Außenoberfläche der Hohlprofilwelle angeordnete Führungsmittel und eine Mehrzahl von Kugeln aufweist, und mit einer Umlaufvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die Mehrzahl von Kugeln jeder der Mehrzahl von Führungsanordnungen in endloser Reihe in einer geschlossenen Umlaufbahn zu führen, wobei die geschlossene Umlaufbahn jeweils einen ersten Umlaufbahnabschnitt und einen zweiten Umlaufbahnabschnitt aufweist, wobei die Mehrzahl von Kugeln in dem ersten Umlaufbahnabschnitt zwischen den Führungsmitteln und einer Innenoberfläche der äußeren Hohlwelle angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufvorrichtung durch ein in die Hohlprofilwelle eingefügtes Profilelement ausgebildet ist, welches den der Mehrzahl von Führungsanordnungen jeweils zugeordneten zweiten Umlaufbahnabschnitt aufweist.
Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug dahingehend zu verbessern, eine Komplexität der Lenkzwischenwelle durch Vorsehen der in die Hohlprofilwelle einfügbaren Umlaufvorrichtung zu reduzieren.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der zweite Umlaufbahnabschnitt jeweils zwischen einem Aufnahmeabschnitt der Umlaufvorrichtung und einer Innenoberfläche der Hohlprofilwelle ausgebildet ist, und wobei der zweite Umlaufbahnabschnitt im Wesentlichen parallel zum ersten Umlaufbahnabschnitt angeordnet ist. Somit können die Mehrzahl von Kugeln in einfacher Art und Weise von dem ersten Umlaufbahnabschnitt entnommen und über den zweiten Umlaufbahnabschnitt in den ersten Umlaufbahnabschnitt rückgeführt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Hohlprofilwelle an axialen Endabschnitten des jeweiligen ersten Umlaufbahnabschnitts eine in Radialrichtung ausgebildete Öffnung aufweist, welche den ersten Umlaufbahnabschnitt mit dem zweiten Umlaufbahnabschnitt verbindet. Somit kann in vorteilhafter Weise durch diese einfache konstruktive Maßnahme eine geschlossene Umlaufbahn bereitgestellt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von Kugeln jeder der Führungsanordnungen eine Mehrzahl von Kugeln eines ersten Durchmessers und eine Mehrzahl von Kugeln eines, sich von dem ersten Durchmesser unterscheidenden zweiten Durchmessers aufweisen, wobei der erste Durchmesser größer als der zweite Durchmesser ist, und wobei die Mehrzahl von Kugeln derart angeordnet sind, dass eine Kugel ersten Durchmessers und eine Kugel zweiten Durchmessers jeweils zueinander benachbart angeordnet sind. Aufgrund der derartigen Ausbildung und Anordnung der unterschiedlich bemessenen Kugeln tritt bei einem Betrieb der Lenkzwischenwelle, wenn diese ausgelenkt wird, d.h. die äußere Hohlwelle relativ zur Profilhohlwelle verschoben wird, in vorteilhafter Weise lediglich eine Rollreibung und keine Gleitreibung der Kugeln auf, da die Kugeln kleineren Durchmessers kein Drehmoment übertragen und somit sich entgegen einer Laufrichtung der Kugeln ersten Durchmessers drehen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kugeln ersten Durchmessers aus Stahl ausgebildet sind, wobei die Kugeln ersten Durchmessers dazu ausgebildet sind, das an der äußeren Hohlwelle anliegende Drehmoment auf die Hohlprofilwelle zu übertragen, und wobei die Kugeln zweiten Durchmessers aus Stahl oder Kunststoff ausgebildet sind, wobei die Kugeln zweiten Durchmessers Abstandshalter der Kugeln ersten Durchmessers sind. Somit erfolgt vorzugsweise eine Drehmomentübertragung von der äußeren Hohlwelle auf die Profilhohlwelle lediglich durch die Kugeln ersten Durchmessers, während die Kugeln zweiten Durchmessers als Abstandshalter dienen, wodurch in vorteilhafter Weise eine Gleitreibung zwischen den Kugeln ersten Durchmessers und den Kugeln zweiten Durchmessers vermieden werden kann und somit lediglich eine Rollreibung auftritt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kugeln ersten Durchmessers jeweils mit den Führungsmitteln und der Innenoberfläche der äußeren Hohlwelle Kontakt bilden, und wobei die Kugeln zweiten Durchmessers jeweils zwischen den Führungsmitteln und der Innenoberfläche der äußeren Hohlwelle ein Radialspiel aufweisen. Dadurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass lediglich die Kugeln mit dem größeren Durchmesser das Drehmoment von der äußeren Hohlwelle auf die Profilhohlwelle übertragen, während die Kugeln mit dem geringeren Durchmesser sich aufgrund des Radialspiels entgegen der Drehrichtung der größeren Kugeln drehen, wenn die Mehrzahl von Kugeln aufgrund einer Auslenkung der Lenkzwischenwelle in Bewegung ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass an den axialen Endabschnitten des ersten und zweiten Umlaufbahnabschnitts in die in Radialrichtung der Hohlprofilwelle ausgebildete Öffnung jeweils ein Umlenkelement eingefügt ist, welches dazu ausgebildet ist, die Mehrzahl von Kugeln von dem ersten Umlaufbahnabschnitt in den zweiten Umlaufbahnabschnitt und umgekehrt umzulenken. Aufgrund der einfachen Einfügbarkeit des Umlenkelements kann vorzugsweise eine konstruktiv einfache Umlaufvorrichtung bereitgestellt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Führungsmittel zumindest eine Führungsschiene und ein als O-Ring ausgebildetes elastisches Element aufweisen, wobei die zumindest eine Führungsschiene zumindest abschnittsweise zwischen der Außenoberfläche der Hohlprofilwelle und der Mehrzahl von Kugeln angeordnet ist, und wobei die Außenoberfläche der Hohlprofilwelle und die zumindest eine Führungsschiene jeweils eine benachbart zueinander angeordnete Aussparung zur Aufnahme des elastischen Elements aufweisen, wobei die jeweiligen Umlenkelemente das elastische Element in Position halten. Somit kann das als O-Ring ausgebildete elastische Element in vorteilhafter Weise durch die Umlenkelemente vorgespannt und in Position gehalten werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Umlenkelemente aus Kunststoff ausgebildet sind und eine PTFE-Beschichtung aufweisen. Somit können die Mehrzahl von Kugeln vorzugsweise reibungsarm von dem ersten Umlaufbahnabschnitt in den zweiten Umlaufbahnabschnitt und umgekehrt umgelenkt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass sich die Umlaufvorrichtung und die Umlenkelemente im montierten Zustand gegenseitig fixieren, wobei die Umlaufvorrichtung die Umlenkelemente in Axialrichtung und in Radialrichtung fixiert, und wobei die Umlenkelemente die Umlaufvorrichtung in Axialrichtung fixieren. Aufgrund der einfachen Einfügbarkeit und der gegenseitigen Fixierung der Umlaufvorrichtung und der Umlenkelemente können die Mehrzahl von Kugeln vorzugsweise mit konstruktiv einfachen Mitteln in einer geschlossenen Umlaufbahn geführt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Führungsschiene an jeweiligen axialen Endabschnitten im Bereich der in Radialrichtung ausgebildeten Öffnung der Hohlprofilwelle eine derartige Abschrägung aufweist, dass eine Form der zumindest einen Führungsschiene an eine im Wesentlichen in Radialrichtung der Hohlprofilwelle ausgebildete Kreisform der Öffnung der Hohlprofilwelle angepasst ist. Somit kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass die jeweiligen Kugeln an den axialen Endabschnitten des ersten und zweiten Umlaufbahnabschnitts bei Eintritt in die in der Hohlprofilwelle eingefügte Öffnung sich nicht mit der Hohlprofilwelle verkanten, sondern in einer flüssigen Bewegung und reibungsarm entlang der geschlossenen Umlaufbahn führbar sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Hohlprofilwelle in Randbereichen der jeweiligen Führungsanordnung ausgebildete Rippen aufweist, und wobei die äußere Hohlwelle zumindest einen an der Innenoberfläche ausgebildeten Vorsprung aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, im Falle eines Versagens der jeweiligen Führungsanordnung das an der äußeren Hohlwelle anliegende Drehmoment auf die Rippen der Hohlprofilwelle zu übertragen. Somit kann vorzugsweise auch im Falle eines Versagens einer der jeweiligen Führungsanordnungen eine sichere und zuverlässige Übertragung des Drehmoments von der äußeren Hohlwelle auf die Hohlprofilwelle sichergestellt werden.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
Figurenliste
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Längsschnittansicht eines in 1 gekennzeichneten Teilabschnitts der Lenkzwischenwelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
3 eine Querschnittsansicht der in 2 dargestellten Schnittebene B-B der Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
4 eine Querschnittsansicht der in 2 dargestellten Schnittebene C-C der Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
5 eine schematische Darstellung einer Umlaufvorrichtung der Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
6 eine Längsschnittansicht eines Teilabschnitts der Lenkzwischenwelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
7 eine Seitenansicht einer Führungsschiene der Lenkzwischenwelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
8 eine schematische Darstellung der Führungsschiene der Lenkzwischenwelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
9 eine schematische Darstellung der Lenkzwischenwelle mit einer Führungsanordnung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
10 eine schematische Darstellung eines Umlenkelements der Lenkzwischenwelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Die Lenkzwischenwelle 1 für ein Kraftfahrzeug weist eine äußere Hohlwelle 10, eine innere Hohlwelle 12 und eine (in 1 nicht gezeigte), die äußere Hohlwelle 10 und die innere Hohlwelle 12 miteinander verbindende Profilwelle auf. Die Lenkzwischenwelle 1 ist an einem ersten Ende mit einem ersten Kugelgelenk 61 und an einem zweiten Ende mit einem zweiten Kugelgelenk 62 verbunden. Die Lenkzwischenwelle 1 ist basierend auf einer Ausgangsstellung teleskopisch verlängerbar und verkürzbar, um bei einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges auftretende Relativbewegungen zwischen einer Fahrerkabine und einem Chassis derart auszugleichen, dass diese ohne Beeinträchtigung auf das Lenkverhalten des Fahrzeuges bleiben. Die Lenkzwischenwelle 1 weist des Weiteren an einem Ende der äußeren Hohlwelle 10, an welchem die innere Hohlwelle 12 aus der äußeren Hohlwelle 10 austritt, einen Abstreifer 63 auf, welcher vorzugsweise eine Dichtung aufweist.
Bei einer durch eine Drehbewegung einer Lenksäule des Kraftfahrzeuges herbeigeführten Drehung der äußeren Hohlwelle 10 findet somit eine Übertragung des Drehmoments auf die innere Hohlwelle 12 und von dieser an ein Lenkgetriebe des Kraftfahrzeuges statt.
2 zeigt eine Längsschnittansicht eines in 1 gekennzeichneten Teilabschnitts der Lenkzwischenwelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Die Lenkzwischenwelle 1 ist in 2 im montierten Zustand gezeigt. Hierbei ist in die äußere Hohlwelle 10 eine Hohlprofilwelle 14 eingefügt, welche mit einer inneren Hohlwelle 12 verbunden ist. Die Verbindung zwischen der Hohlprofilwelle 14 und der inneren Hohlwelle 12 ist vorzugsweise eine Schweißverbindung.
Die Hohlprofilwelle 14 ist mit der inneren Hohlwelle 12 drehfest verbunden. Die Lenkzwischenwelle 1 weist des Weiteren eine Mehrzahl von, die Hohlprofilwelle 14 in Axialrichtung R_A in der äußeren Hohlwelle 10 führenden Führungsanordnungen 15 auf. Die Führungsanordnungen 15 sind dazu ausgebildet, ein Drehmoment der äußeren Hohlwelle 10 auf die Hohlprofilwelle 14 zu übertragen. Die Mehrzahl von Führungsanordnungen 15 weist jeweils an einer Außenoberfläche 14a der Hohlprofilwelle 14 angeordnete Führungsmittel 16 und eine Mehrzahl von Kugeln 20 auf.
Die Lenkzwischenwelle 1 weist des Weiteren eine Umlaufvorrichtung 21 auf. Die Umlaufvorrichtung 21 ist dazu ausgebildet, die Mehrzahl von Kugeln 20 jeder der Mehrzahl von Führungsanordnungen 15 in endloser Reihe in einer geschlossenen Umlaufbahn 22 zu führen, wobei die geschlossene Umlaufbahn 22 jeweils einen ersten Umlaufbahnabschnitt 22a und einen zweiten Umlaufbahnabschnitt 22b aufweist. Die Mehrzahl von Kugeln 20 sind in dem ersten Umlaufbahnabschnitt 22a zwischen den Führungsmitteln 16 und einer Innenoberfläche 10a der äußeren Hohlwelle 10 angeordnet. Die Umlaufvorrichtung 21 ist durch ein in die Hohlprofilwelle 14 eingefügtes Profilelement ausgebildet. Das Profilelement weist den der Mehrzahl von Führungsanordnungen 15 jeweils zugeordneten zweiten Umlaufbahnabschnitt 22b auf.
Der zweite Umlaufbahnabschnitt 22b ist vorzugsweise jeweils zwischen einem Aufnahmeabschnitt 21a der Umlaufvorrichtung 21 und einer Innenoberfläche 14b der Hohlprofilwelle 14 ausgebildet. Der zweite Umlaufbahnabschnitt 22b ist vorzugsweise im Wesentlichen parallel zum ersten Umlaufbahnabschnitt 22a angeordnet.
Die Hohlprofilwelle 14 weist vorzugsweise an axialen Endabschnitten 23a, 23b des jeweiligen ersten Umlaufbahnabschnitts 22a eine in Radialrichtung R_R ausgebildete Öffnung 17a, 17b auf. Die Öffnung 17a, 17b verbindet vorzugsweise den ersten Umlaufbahnabschnitt 22a mit dem zweiten Umlaufbahnabschnitt 22b.
Die Mehrzahl von Kugeln 20 jeder der Führungsanordnungen 15 weist eine Mehrzahl von Kugeln eines ersten Durchmessers D1 und eine Mehrzahl von Kugeln eines sich von dem ersten Durchmesser D1 unterscheidenden zweiten Durchmessers D2 auf. Der erste Durchmesser D1 ist vorzugsweise größer als der zweite Durchmesser D2. Die Mehrzahl von Kugeln 20 ist vorzugsweise derart angeordnet, dass eine Kugel 20a ersten Durchmessers D1 und eine Kugel 20b zweiten Durchmessers D2 jeweils zueinander benachbart angeordnet sind.
An den axialen Endabschnitten 23a, 23b des ersten und zweiten Umlaufbahnabschnitts 22a, 22b ist in die in Radialrichtung R_R der Hohlprofilwelle 14 ausgebildete Öffnung 17a, 17b jeweils ein Umlenkelement 18a, 18b eingefügt. Das Umlenkelement 18a, 18b ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die Mehrzahl von Kugeln 20 von dem ersten Umlaufbahnabschnitt 22a in den zweiten Umlaufbahnabschnitt 22b und umgekehrt umzulenken.
Die Umlenkelemente 18a, 18b sind vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet und weisen eine PTFE-Beschichtung auf. Alternativ können die Umlenkelemente 18a, 18b beispielsweise auch aus einem anderen geeigneten Material ausgebildet sein bzw. eine andere geeignete Beschichtung aufweisen.
Die Umlaufvorrichtung 21 und die Umlenkelemente 18a, 18b fixieren sich im montierten Zustand vorzugsweise gegenseitig. Die Umlaufvorrichtung 21 fixiert die Umlenkelemente 18a, 18b hierbei vorzugsweise in Axialrichtung R_A sowie in Radialrichtung R_R . Die Umlenkelemente 18a, 18b fixieren die Umlaufvorrichtung 21 vorzugsweise in Axialrichtung R_A . Alternativ ist auch eine andersartige gegenseitige Fixierung der Umlaufvorrichtung 21 und der Umlenkelemente 18a, 18b denkbar.
3 zeigt eine Querschnittsansicht der in 2 dargestellten Schnittebene B-B der Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Die Kugeln 20a, 30a, 40a ersten Durchmessers D1 sind vorzugsweise aus Stahl ausgebildet. Die Kugeln 20a, 30a, 40a ersten Durchmessers D1 sind vorzugsweise dazu ausgebildet, das an der äußeren Hohlwelle 10 anliegende Drehmoment auf die Hohlprofilwelle 14 zu übertragen. Die Kugeln 20b, 30b, 40b zweiten Durchmessers D2 sind vorzugsweise aus Stahl ausgebildet. Alternativ können die Kugeln 20b, 30b, 40b zweiten Durchmessers D2 beispielsweise aus Kunststoff ausgebildet sein. Die Kugeln 20b, 30b, 40b zweiten Durchmessers D2 sind vorzugsweise Abstandshalter der Kugeln 20a, 30a, 40a ersten Durchmessers D1.
Die Kugeln 20a, 30a, 40a ersten Durchmessers D1 bilden jeweils mit den Führungsmitteln 16, 26, 36 und der Innenoberfläche 10a der äußeren Hohlwelle 10 Kontakt. Die Kugeln 20b, 30b, 40b zweiten Durchmessers D2 weisen vorzugsweise jeweils zwischen den Führungsmitteln 16, 26, 36 und der Innenoberfläche 10a der äußeren Hohlwelle 10 ein Radialspiel auf.
Die Führungsmittel 16, 26, 36 weisen zumindest eine Führungsschiene 19a, 19b, 29a, 29b, 39a, 39b und ein als O-Ring ausgebildetes elastisches Element 31, 41, 51 auf. Die zumindest eine Führungsschiene 19a, 19b, 29a, 29b, 39a, 39b ist abschnittsweise zwischen der Außenoberfläche 14a der Hohlprofilwelle 14 und der Mehrzahl von Kugeln 20, 30, 40 angeordnet. Die Außenoberfläche 14a der Hohlprofilwelle 14 und die zumindest eine Führungsschiene 19a, 19b, 29a, 29b, 39a, 39b weisen jeweils eine benachbart zueinander angeordnete Aussparung 32, 42, 52 zur Aufnahme des elastischen Elements 31, 41, 51 auf. Die jeweiligen Umlenkelemente 18a, 28a, 38a halten hierbei das elastische Element 31, 41, 51 in Position. Alternativ ist beispielsweise eine andere geeignete Anordnung denkbar.
4 zeigt eine Querschnittsansicht der in 2 dargestellten Schnittebene C-C der Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
In 4 ist deutlich ein Dimensionierungsunterschied der Kugeln 20a ersten Durchmessers und der Kugeln 20b zweiten Durchmessers ersichtlich. Die Kugeln 20b zweiten Durchmessers weisen hierbei vorzugsweise ein Radialspiel zwischen jeweiligen Wandflächen des Umlenkelements 18a, 28a, 38a auf. Ebenso ist vorzugsweise die (gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen dieser Art) relativ geringe Dimensionierung der Umlaufvorrichtung 21, welche in die Hohlprofilwelle 14 eingefügt ist, dargestellt. Dies resultiert des Weiteren in einer Gewichtsersparnis. Die jeweiligen Umlenkelemente 18a, 28a, 38a, welche in die entsprechenden Öffnungen 17a, 27a, 37a der Hohlprofilwelle eingefügt sind, weisen darüber hinaus in vorteilhafter Weise an einer jeweiligen Außenwandung (in 4 nicht dargestellte) keilförmige Elemente auf, die nach Einfügen der Umlenkelemente 18a, 28a, 38a in die Öffnungen 17a, 27a, 37a ein Einrasten der Umlenkelemente in den Öffnungen bewirken, sodass diese in den Öffnungen 17a, 27a, 37a sicher arretiert sind.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Umlaufvorrichtung der Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Umlaufvorrichtung 21 weist vorzugsweise eine Mehrzahl von, im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Aufnahmeabschnitten 21a auf, welche dazu ausgebildet sind, im eingefügten Zustand der Umlaufvorrichtung die (in 5 nicht gezeigte) Profilhohlwelle jeweils die Mehrzahl von Kugeln aufzunehmen, um diese in der (in 5 nicht gezeigten) geschlossenen Umlaufbahn zu führen.
6 zeigt eine Längsschnittansicht eines Teilabschnitts der Lenkzwischenwelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Mehrzahl von Kugeln 20 sind vorzugsweise in dem ersten Umlaufbahnabschnitt 22a geführt. Jeweilige axiale Endabschnitte 19c, 19d der Führungsschiene 19a weisen vorzugsweise eine Abschrägung 43 auf, die es der Mehrzahl von Kugeln 20 ermöglicht, leichter in die kreisförmig ausgebildete Öffnung 17a, 17b der Hohlprofilwelle 14 einzutauchen bzw. in diese geführt zu werden.
7 zeigt eine Seitenansicht einer Führungsschiene der Lenkzwischenwelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Führungsschiene 19a weist vorzugsweise in dem dargestellten Bereich die Abschrägung 43 auf. Die Abschrägung 43 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, im montierten Zustand der Führungsschiene eine derartige Form auszubilden, dass die (in 7 nicht gezeigte) Mehrzahl von Kugeln ohne ein Verkanten mit der Führungsschiene 19a in die in Radialrichtung der Hohlprofilwelle kreisförmig ausgebildete Öffnung der Hohlprofilwelle zu führen.
8 zeigt eine schematische Darstellung der Führungsschiene der Lenkzwischenwelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In der in 8 gezeigten Darstellung ist eine drei-dimensionale Ausbildung der Abschrägung 43 der Führungsschiene 19a ersichtlich. Dadurch kann die Führungsschiene 19a in vorteilhafter Weise sich der Kreisform der (in 8 nicht dargestellten) Öffnung der Hohlprofilwelle anpassen.
9 zeigt eine schematische Darstellung der Lenkzwischenwelle mit einer Führungsanordnung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Umlenkelemente 18a, 18b sind derart in die (in 9 nicht dargestellten) Öffnungen der Hohlprofilwelle 14 eingefügt, dass diese abschnittsweise aus den Öffnungen hervorstehen. Somit bilden die Umlenkelemente 18a, 18b in vorteilhafter Weise axiale Begrenzungen für die Mehrzahl von Kugeln, sodass diese sich in Axialrichtung nicht über die definierte Begrenzung hinaus bewegen können.
10 zeigt eine schematische Darstellung eines Umlenkelements der Lenkzwischenwelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Das dargestellte Umlenkelement 18b weist vorzugsweise an einer Außenwand das keilförmige Element 18c auf. Das keilförmige Element 18c ist vorzugsweise mehrfach um die Außenwand des Umlenkelements 18b herum angeordnet und dient bei dem Einfügen des Umlenkelements 18b in die (in 10 nicht dargestellte) Öffnung der Hohlprofilwelle als Rastnase zur sicheren Arretierung des Umlenkelements 18b in der Öffnung der Hohlprofilwelle.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise kann eine Form, Abmessung oder Beschaffenheit der Komponenten der Lenkzwischenwelle abgeändert werden.
Bezugszeichenliste

1: Lenkzwischenwelle
10: äußere Hohlwelle
10a: Innenoberfläche der äußeren Hohlwelle
10b, 10c, 10d: Vorsprung
12: innere Hohlwelle
14: Profilhohlwelle
14a: Außenoberfläche der Hohlprofilwelle
14b: Innenoberfläche der Hohlprofilwelle
15, 25, 35: Führungsanordnungen
15a, 15b, 25a, 25b, 35a, 35b: Randbereiche der Führungsanordnungen
16, 26, 36: Führungsmittel
17a, 17b, 27a, 37a: Öffnung
18a, 18b, 28a, 38a: Umlenkelement
18c: keilförmiges Element
19a, 19b, 29a, 29b, 39a, 39b: Führungsschiene
20, 30, 40: Kugeln
20a, 30a, 40a: Kugeln ersten Durchmessers
20b, 30b, 40b: Kugeln zweiten Durchmessers
21: Umlaufvorrichtung
21a: Aufnahmeabschnitt der Umlaufvorrichtung
22: Umlaufbahn
22a: erster Umlaufbahnabschnitt
22b: zweiter Umlaufbahnabschnitt
23a, 23b: axiale Endabschnitte
24a, 24b: axiale Endabschnitte
31, 41, 51: elastisches Element
32, 42 ,52: Aussparung
33, 53, 73: Rippen
43: Abschrägung
61, 62: Kugelgelenk
63: Abstreifer
D1: erster Durchmesser
D2: zweiter Durchmesser
R_A: Axialrichtung
R_R: Radialrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2538686 [0003]

Claims

Lenkzwischenwelle (1) für ein Kraftfahrzeug: mit einer äußeren Hohlwelle (10); mit einer zumindest teilweise in der äußeren Hohlwelle (10) angeordneten inneren Hohlwelle (12); mit einer in der äußeren Hohlwelle (10) angeordneten, mit der inneren Hohlwelle (12) drehfest verbundenen Hohlprofilwelle (14); mit einer Mehrzahl von, die Hohlprofilwelle (14) in Axialrichtung (R_A) in der äußeren Hohlwelle (10) führenden Führungsanordnungen (15, 25, 35), welche dazu ausgebildet sind, ein Drehmoment der äußeren Hohlwelle (10) auf die Hohlprofilwelle (14) zu übertragen, wobei die Mehrzahl von Führungsanordnungen (15, 25, 35) jeweils an einer Außenoberfläche (14a) der Hohlprofilwelle (14) angeordnete Führungsmittel (16, 26, 36) und eine Mehrzahl von Kugeln (20, 30, 40) aufweist; und mit einer Umlaufvorrichtung (21), welche dazu ausgebildet ist, die Mehrzahl von Kugeln (20, 30, 40) jeder der Mehrzahl von Führungsanordnungen (15, 25, 35) in endloser Reihe in einer geschlossenen Umlaufbahn (22) zu führen, wobei die geschlossene Umlaufbahn (22) jeweils einen ersten Umlaufbahnabschnitt (22a) und einen zweiten Umlaufbahnabschnitt (22b) aufweist, wobei die Mehrzahl von Kugeln (20, 30, 40) in dem ersten Umlaufbahnabschnitt (22a) zwischen den Führungsmitteln (16, 26, 36) und einer Innenoberfläche (10a) der äußeren Hohlwelle (10) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufvorrichtung (21) durch ein in die Hohlprofilwelle (14) eingefügtes Profilelement ausgebildet ist, welches den der Mehrzahl von Führungsanordnungen (15, 25, 35) jeweils zugeordneten zweiten Umlaufbahnabschnitt (22b) aufweist.
Lenkzwischenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Umlaufbahnabschnitt (22b) jeweils zwischen einem Aufnahmeabschnitt (21a) der Umlaufvorrichtung (21) und einer Innenoberfläche (14b) der Hohlprofilwelle (14) ausgebildet ist, und wobei der zweite Umlaufbahnabschnitt (22b) im Wesentlichen parallel zum ersten Umlaufbahnabschnitt (22a) angeordnet ist.
Lenkzwischenwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlprofilwelle (14) an axialen Endabschnitten (23a, 23b) des jeweiligen ersten Umlaufbahnabschnitts (22a) eine in Radialrichtung (R_R) ausgebildete Öffnung (17a, 17b, 27a, 37a) aufweist, welche den ersten Umlaufbahnabschnitt (22a) mit dem zweiten Umlaufbahnabschnitt (22b) verbindet.
Lenkzwischenwelle nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Kugeln (20, 30, 40) jeder der Führungsanordnungen (15, 25, 35) eine Mehrzahl von Kugeln (20a, 30a, 40a) eines ersten Durchmessers (D1) und eine Mehrzahl von Kugeln (20b, 30b, 40b) eines, sich von dem ersten Durchmesser (D1) unterscheidenden zweiten Durchmessers (D2) aufweisen, wobei der erste Durchmesser (D1) größer als der zweite Durchmesser (D2) ist, und wobei die Mehrzahl von Kugeln (20, 30, 40) derart angeordnet sind, dass eine Kugel (20a, 30a, 40a) ersten Durchmessers (D1) und eine Kugel (20b, 30b, 40b) zweiten Durchmessers (D2) jeweils zueinander benachbart angeordnet sind.
Lenkzwischenwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (20a, 30a, 40a) ersten Durchmessers (D1) aus Stahl ausgebildet sind, wobei die Kugeln (20a, 30a, 40a) ersten Durchmessers (D1) dazu ausgebildet sind, das an der äußeren Hohlwelle (10) anliegende Drehmoment auf die Hohlprofilwelle (14) zu übertragen, und wobei die Kugeln (20b, 30b, 40b) zweiten Durchmessers (D2) aus Stahl oder Kunststoff ausgebildet sind, wobei die Kugeln (20b, 30b, 40b) zweiten Durchmessers (D2) Abstandshalter der Kugeln (20a, 30a, 40a) ersten Durchmessers (D1) sind.
Lenkzwischenwelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (20a, 30a, 40a) ersten Durchmessers (D1) jeweils mit den Führungsmitteln (16, 26, 36) und der Innenoberfläche (10a) der äußeren Hohlwelle (10) Kontakt bilden, und wobei die Kugeln (20b, 30b, 40b) zweiten Durchmessers (D2) jeweils zwischen den Führungsmitteln (16, 26, 36) und der Innenoberfläche (10a) der äußeren Hohlwelle (10) ein Radialspiel aufweisen.
Lenkzwischenwelle nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den axialen Endabschnitten (23a, 23b, 24a, 24b) des ersten und zweiten Umlaufbahnabschnitts (22a, 22b) in die in Radialrichtung (R_R) der Hohlprofilwelle (14) ausgebildete Öffnung (17a, 17b, 27a, 37a) jeweils ein Umlenkelement (18a, 18b, 28a, 38a) eingefügt ist, welches dazu ausgebildet ist, die Mehrzahl von Kugeln (20, 30, 40) von dem ersten Umlaufbahnabschnitt (22a) in den zweiten Umlaufbahnabschnitt (22b) und umgekehrt umzulenken.
Lenkzwischenwelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel (16, 26, 36) zumindest eine Führungsschiene (19a, 19b, 29a, 29b, 39a, 39b) und ein als O-Ring ausgebildetes elastisches Element (31, 41, 51) aufweisen, wobei die zumindest eine Führungsschiene (19a, 19b, 29a, 29b, 39a, 39b) zumindest abschnittsweise zwischen der Außenoberfläche (14a) der Hohlprofilwelle (14) und der Mehrzahl von Kugeln (20, 30, 40) angeordnet ist, und wobei die Außenoberfläche (14a) der Hohlprofilwelle (14) und die zumindest eine Führungsschiene (19a, 19b, 29a, 29b, 39a, 39b) jeweils eine benachbart zueinander angeordnete Aussparung (32, 42, 52) zur Aufnahme des elastischen Elements (31, 41, 51) aufweisen, wobei die jeweiligen Umlenkelemente (18a, 18b, 28a, 38a) das elastische Element (31, 41, 51) in Position halten.
Lenkzwischenwelle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkelemente (18a, 18b, 28a, 38a) aus Kunststoff ausgebildet sind und eine PTFE-Beschichtung aufweisen.
Lenkzwischenwelle nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Umlaufvorrichtung (21) und die Umlenkelemente (18a, 18b, 28a, 38a) im montierten Zustand gegenseitig fixieren, wobei die Umlaufvorrichtung (21) die Umlenkelemente (18a, 18b, 28a, 38a) in Axialrichtung (R_A) und in Radialrichtung (R_R) fixiert, und wobei die Umlenkelemente (18a, 18b, 28a, 38a) die Umlaufvorrichtung (21) in Axialrichtung (R_A) fixiert.
Lenkzwischenwelle nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Führungsschiene (19a, 19b, 29a, 29b, 39a, 39b) an jeweiligen axialen Endabschnitten (19c, 19d) im Bereich der in Radialrichtung (R_R) ausgebildeten Öffnung (17a, 17b, 27a, 37a) der Hohlprofilwelle (14) eine derartige Abschrägung (43) aufweist, dass eine Form der zumindest einen Führungsschiene (19a, 19b, 29a, 29b, 39a, 39b) an eine im Wesentlichen in Radialrichtung (R_R) der Hohlprofilwelle (14) ausgebildete Kreisform der Öffnung (17a, 17b, 27a, 37a) der Hohlprofilwelle (14) angepasst ist.
Lenkzwischenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlprofilwelle (14) in Randbereichen (15a, 15b, 25a, 25b, 35a, 35b) der jeweiligen Führungsanordnung (15, 25, 35) ausgebildete Rippen (33, 53, 73) aufweist, und wobei die äußere Hohlwelle (10) zumindest einen an der Innenoberfläche (10a) ausgebildeten Vorsprung (10b, 10c, 10d) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, im Falle eines Versagens der jeweiligen Führungsanordnung (15, 25, 35) das an der äußeren Hohlwelle (10) anliegende Drehmoment auf die Rippen (33, 53, 73) der Hohlprofilwelle (14) zu übertragen.