Die Erfindung betrifft ein Verschiebegelenk, wie es bspw. in Gelenkwellen von Kraftfahrzeugen oder dgl. einsetzbar ist, mit einer Außennabe, die einen Hohl- raum umschließt und in ihrer Innenfläche Kugelbahnen aufweist, die sich paral- lel zu der Achse des Verschiebegelenks erstrecken, eine in dem Hohlraum auf- genommenen Innennabe, die auf ihrer Außenfläche sich parallel zu der Achse des Verschiebegelenks erstreckende Kugelbahnen aufweist, welche den Kugel- bahnen der Außennabe gegenüberliegen und gemeinsam mit diesen paarweise jeweils eine Kugel aufnehmen, und mit einem zwischen der Außennabe und der Innennabe angeordneten Käfig, der die Kugeln in axialer Richtung führt.

In Gelenkwellen, die bspw. als Längs-oder Seitenwellen in Kraftfahrzeugen zur Übermittlung eines Antriebsdrehmoments vom Getriebe an die Antriebsräder verwendet werden, ist es üblich, eine Längenänderung der Welle zu Montage- zwecken oder zum Ausgleich von axialen Bewegungen während des Betriebs zu ermöglichen. In der DE 199 11 111 C1 wird bspw. eine Anordnung mit einem Gleichlauffestgelenk vorgeschlagen, die einen Schiebezapfen und eine diesen umgreifenden Schiebehülsenabschnitt aufweist, die beide einander zugeordnet Rillen zur Aufnahme von Kugeln aufweisen. Durch diese Kugeln ist der Schie- bezapfen drehfest mit dem Schiebehülsenabschnitt verbunden, während eine axiale Bewegung des Schiebezapfens relativ zu dem Schiebehülsenabschnitt möglich ist. Der für eine derartige Anordnung erforderliche Bauraum ist jedoch durch die Trennung des Gelenks von der Verschiebeeinheit groß.

Aus der DE-PS 2 114 536 ist ein Gelenk der eingangs genannten Art bekannt, das als Gleichlaufgelenk den Ausgleich von Beugewinkeln zweier Wellenenden ermöglicht und gleichzeitig als Verschiebegelenk eine axiale Abstandsänderung

der Wellenenden zueinander ermöglicht. Der Käfig dieses Gelenks ist mit einer äußeren Kugelfläche versehen, die in einer inneren Kugelfläche der Außennabe geführt ist, so dass der Käfig in axialer Richtung in der Außennabe gehalten ist.

Dadurch ist eine Bewegung der in den Kugelbahnen aufgenommenen Kugeln relativ zu der Außennabe nicht möglich, so dass die Kugeln in den Kugelbahnen nicht abrollen können, sondern eine Relativbewegung zwischen der Außennabe und der Innennabe nur durch ein Verschieben der Kugeln in den Kugelbahnen der Innennabe möglich ist. Das Verschieben der Kugeln in den Kugelbahnen führt zu hohen Reibmomenten in dem Gelenk, die eine Erwärmung im Betrieb und rascheren Verschleiß mit sich bringen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verschiebegelenk der eingangs genann- ten Art bereitzustellen, bei welchem die Reibung im Betrieb verringert wird, wel- ches jedoch gleichzeitig die zur Montage erforderliche Relativbewegung der In- nennabe zur Außennabe ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Innennabe rela- tiv zu der Außennabe in axialer Richtung um eine erste Strecke durch Abrollen der Kugeln in den Kugelbahnen zwischen einem ersten Anschlag und einem zweiten Anschlag frei verschiebbar ist und um eine weitere Strecke durch Glei- ten der Kugeln in den Kugelbahnen verschiebbar ist. In einem definierten Be- reich, der von zwei Anschlägen begrenzt wird, können die Kugeln somit in den Kugelbahnen rollen, um eine Axialbewegung zwischen der. lnnennabe und der Außennabe zu ermöglichen. Durch das Abrollen der Kugeln in den Kugelbahnen tritt lediglich ein gegenüber dem Verschieben der Kugeln in den Kugelbahnen vernachlässigbarer Reibverlust auf. Die Strecke, die die Kugeln in den Kugel- bahnen rollen können, ist dabei so ausgelegt, dass sie die im Betrieb üblicher- weise auftretenden axialen Verschiebungen der Innennabe zu der Außennabe aufnehmen kann. Wird bspw. während der Montage eine weitergehende Ver- schiebung der Innennabe zu der Außennabe erforderlich, so können die Kugeln

in den Kugelbahnen zusätzlich zu der ersten Strecke, in der die Kugeln in den Kugelbahnen abrollen, um eine weitere Strecke in den Kugelbahnen gleitend verschoben werden. Die hierbei auftretenden Reibverluste führen bei einem einmaligen Verschieben während der Montage jedoch nicht zu erhöhtem Ver- schleiß oder einer Erwärmung des Gelenks.

Vorzugsweise ist der Käfig relativ zu der Innennabe und relativ zu der Außen- nabe in axialer Richtung frei verschiebbar. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass auch die Kugeln in den Kugelbahnen durch den Käfig nicht am Abrollen gehindert werden und zusätzliche Reibverluste zwischen dem Käfig und den Kugeln auftreten.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Käfig auf der Innennabe ge- führt. Dies kann bspw. dadurch erreicht werden, dass der Käfig ein Faltkäfig mit in die Kugelbahnen der Innennabe eingreifenden Käfigführungsstegen ist. Wei- ter kann der Käfig auch als Faltkäfig mit Käfigführungsstegen versehen sein, welche in Zentrierungsnuten der Innennabe eingreifen, die in den Stegen zwi- schen den Kugelbahnen ausgebildet sind.

Alternativ hierzu ist es möglich, dass der Käfig auf der Außennabe geführt ist, bspw. indem der Käfig radial nach außen wegragende Käfigführungsstege auf- weist, welche in Zentrierungsnuten der Außennabe eingreifen, die in den Stegen zwischen den Kugelbahnen ausgebildet sind.

Eine besonders wirtschaftliche Herstellung des erfindungsgemäßen Schiebege- lenks ist dann möglich, wenn die Außennabe ein Blechumformteil ist, in der die Kugelbahnen spanlos eingebracht sind. Auf diese Weise wird zudem das Ge- wicht des Gelenks reduziert, so dass die durch das Gelenk erzeugten Fliehkräf- te und die dadurch verursachten Vibrationen im Betrieb gering gehalten werden können.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Innennabe eine zentrale Bohrung mit einer Steckverzahnung auf. Bei dieser Ausgestaltung der Innennabe kann das Verschiebegelenk auf einen entsprechend konturierten Wellenzapfen aufgeschoben werden, um eine drehfeste Verbindung zwischen dem Wellenzapfen und der Innennabe sowie eine Zentrierung des Verschiebe- gelenks herzustellen. Dabei ist eine Zentrierung des Verschiebegelenks über die Innennabe von besonderem Vorteil, da bei gleichen Toleranzen gegenüber einer Zentrierung bspw. mittels eines Flansches an der Außennabe geringere Unwuchtung auftreten, wodurch im Betrieb kleinere Fliehkräfte und damit weni- ger Vibrationen und Geräusche erzeugt werden.

Die erste Strecke, in der die Kugeln in den Kugelbahnen rollen, wird erfindungs- gemäß durch zwei Anschläge begrenzt, welche durch die Enden der Kugelbah- nen der Außennabe gebildet werden können. Alternativ oder zusätzlich kann diese erste Strecke, in welcher die Kugeln in den Kugelbahnen rollen können, durch einen oder mehrere in die Kugelbahnen der Innennabe eingesetzte Sprengringe als Anschläge begrenzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine Schnittansicht des Verschiebegelenks nach einer ersten Aus- führungsform,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Verschiebegelenk nach Fig. 1 entlang der Linie II-II, Fig. 3 eine Schnittansicht eines Verschiebegelenks nach einer zweiten Ausführungsform, Fig. 4 einen Schnitt durch das Verschiebegelenk nach Fig. 3 entlang der Linie IV-IV, Fig. 5 eine Schnittansicht eines Verschiebegelenks nach einer weiteren Ausführungsform, Fig. 6 eine vergrößerte Detailansicht eines Verschiebegelenks nach einer weiteren Ausführungsform, Fig. 7 ausschnittweise eine Schnittansicht durch das Verschiebegelenk von Fig. 5 entlang der Linie VII-VII. s In den Figuren ist ein Verschiebegelenk 1 mit einer im Wesentlichen zylindri- schen Außennabe 2, einer in dem von der Außennabe 2 definierten Hohlraum aufgenommenen Innennabe 3 und einem Käfig 4 dargestellt, der zwischen der Außennabe 2 und der Innennabe 3 geführt ist. Der Käfig 4 weist dabei neun Fenster 5 auf, die im gleichmäßigen Abstand am Umfang des Käfigs 4 verteilt sind, und in denen jeweils eine Kugel 6 aufgenommen ist.

In der Außennabe 2 sind den Fenstern 5 des Käfigs 4 entsprechend neun Ku- gelbahnen 7 ausgebildet, welche sich im Wesentlichen parallel zu der Achse A2 des Verschiebegelenks 1 erstrecken. Die Kugelbahnen 7 werden dabei auf der einen Seite durch einen Absatz 8 der Außennabe 2 und auf der anderen Seite

durch einen Begrenzungsanschlag 9 begrenzt, der von einem an der Außenna- be 2 befestigten Faltenbalgträger 10 gebildet wird.

Auch in der Innennabe 3 sind neun Kugelbahnen 11 ausgebildet, die parallel zu der Achse A3 der Innennabe 3 verlaufen, welche bei einer Zentrierung der In- nennabe 3 in der Außennabe 2 mit deren Achse A2 als Gelenkachse zusam- menfällt. Die Kugeln 6 sind dabei in den einander paarweise zugeordneten Ku- gelbahnen 7 und 11 der Außennabe 2 und der Innennabe 3 aufgenommen, so dass die Außennabe 2 drehfest aber axial verschiebbar mit der Innennabe 3 verbunden ist.

Der Käfig 4 ist in der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform mit in radialer Richtung nach außen wegragenden Käfigführungsstegen 12 versehen, welche in entsprechende Zentrierungsnuten 13 der Außennabe 2 eingreifen. Die Zentrierungsnuten 13 der Außennabe 2 sind dabei in den Stegen 14 zwischen den Kugelbahnen 7 ausgebildet. Der Käfig 4 ist damit in axialer Richtung relativ zu der Außennabe 2 und der Innennabe 3 frei verschiebbar geführt.

Die Innennabe 3 des Verschiebegelenks 1 weist eine zentrale Bohrung 15 auf, die zur drehfesten Aufnahme eines nicht dargestellten Wellenzapfens mit einer Steckverzahnung 16 versehen ist. Über die Bohrung 15 mit der Steckverzah- nung 16 lässt sich das Verschiebegelenk 1 auch gegenüber dem Wellenzapfen zentrieren.

Im Gegensatz zu der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist bei dem Verschiebegelenk nach den Fig. 3 und 4 der Käfig 4 auf der Innennabe 3 geführt. Hierzu ist der Käfig 4 als ein Faltkäfig ausgebildet, d. h. der Käfig 4 weist, wie in Fig. 4 dargestellt, ein im Querschnitt welliges Profil auf. Dabei liegt der Käfig 4 bereichsweise auf Stegen 17 an der Außenfläche der Innennabe 3 auf, die zwischen den Kugelbahnen 11 der Innennabe 3 gebildet sind. Gleichzei-

tig ragt der Käfig 4 mit Käfigführungsstegen 18 bereichsweise in die Kugelbah- nen 11 der Innennabe 3 hinein, so dass der Käfig 4 verdrehsicher und in axialer Richtung verschiebbar auf der Innennabe 3 geführt ist.

Auch in der in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Ausführungsform des Verschiebe- gelenks 1 ist der Käfig 4 auf der Innennabe 3 geführt. Die Zentrierung des Kä- figs 4 auf der Innennabe 3 erfolgt dabei jedoch bei dem ebenfalls als Faltkäfig ausgebildeten Käfig 4 mittels Käfigführungsstegen 19, die in entsprechende Zentrierungsnuten 20 eingreifen, die in den Stegen 17 zwischen den Kugelbah- nen 11 der Innennabe 3 ausgebildet sind.

Wie insbesondere aus der Detailansicht von Fig. 6 hervorgeht, ist die Bewegung der Kugeln 6 nicht nur durch die Anschläge 8 und 9 in der Außennabe 2 be- grenzt, sondern es ist auch auf der Innennabe 3 in den Kugelbahnen 11 wenigs- tens ein Sprengring 21 eingebracht, der verhindert, dass die Kugeln 6 in axialer Richtung aus den Kugelbahnen 11 der Innennabe 3 heraustreten. Der Abstand der Sprengringe 21 zueinander ist dabei größer als der Abstand der beiden An- schläge 8 und 9 in der Außennabe 2 des Verschiebegelenks 1.

Die Kugeln 6 sind derart in den Kugelbahnen 7 und 11 aufgenommen, dass sie auf ihrer in Fig. 6 dargestellten mittleren Position zwischen den beiden Anschlä- gen 8 und 9 unter gleichzeitiger Verschiebung der Innennabe 3 relativ zu der Außennabe 2 rollen können. Der Mittelpunkt der Kugeln 6 kann dabei aus der in Fig. 6 gezeigten Stellung beim Abrollen der Kugeln 6 um die Strecke 11 nach links oder rechts bewegt werden, bevor die Kugeln 6 an einem der Anschläge 8 bzw. 9, wie in Fig. 6 gestrichelt angedeutet, anschlagen. Die Innennabe 3 ver- schiebt sich dabei in axialer Richtung relativ zu der Außennabe 2 um die Stre- cke 12, die doppelt so groß wie die Strecke 11 ist, so dass die Strecke 14, um wel- che die Innennabe 3 zu der Außennabe 2 durch Abrollen der Kugeln 6 verscho- ben werden kann, das Doppelte der Strecke 12 beträgt.

Wenn die Innennabe 3 relativ zu der Außennabe 2 in der Fig. 6 nach rechts be- wegt wird, stößt die Kugel 6 außen an dem Anschlag 9 an und liegt dabei gleichzeitig an dem in Fig. 6 linken Sprengring 21 der Innennabe 3 an. Eine wei- tere Relativbewegung zwischen der Innennabe 3 und der Außennabe 2 wird auf diese Weise verhindert. In der umgekehrten Richtung stößt bei einer Bewegung der Innennabe 3 nach links in Fig. 6 die Kugel 6 zunächst an den Anschlag 8 der Außennabe 2 an. Die Kugel 6 liegt dabei jedoch noch nicht an dem in Fig. 6 rechten Sprengring 21 der Innennabe 3 an. Dadurch ist es möglich, die Innen- nabe 3 relativ zu der Außennabe 2 selbst dann weiter nach links in Fig. 6 zu verschieben, wenn die Kugel 6 bereits an dem Anschlag 8 in der Außennabe 2 anliegt. Bei diesem weiteren Verschieben der Innennabe 3 relativ zu der Au- ßennabe 2 kann die Kugel 6 jedoch nicht mehr in den Kugelbahnen 7 bzw. 11 abrollen, da sie bereits außen an dem Anschlag 8 anliegt. Die weitere Verschie- bung der Innennabe 3 zu der Außennabe 2 erfolgt daher, indem die Kugel 6 in der Kugelbahn 11 der Innennabe 3 gleitet, bis die Kugel 6 an den in Fig. 6 rech- ten Sprengring 21 der Innennabe 3 anstößt. Diese zusätzliche Strecke, die die Innennabe 3 relativ zu der Außennabe 2 in axialer Richtung verschoben werden kann, wenn die Kugel 6 bereits einem Anschlag 8 der Außennabe 2 anliegt, ist in Fig. 6 mit 13 gekennzeichnet.

In Betrieb rollt die Kugel 6 in den Kugelbahnen 7 bzw. 11 bei axialen Verschie- bungen um +/-12 aus der in Fig. 6 dargestellten mittleren Stellung der Innennabe 3 relativ zu der Außennabe 2, so dass der Verschiebewiderstand minimiert wird.

Für die Montage des Verschiebegelenks 1 kann die Innennabe 3 jedoch zusätz- lich in axialer Richtung um die Strecke 13 relativ zu der Außennabe 2 verschoben werden, wobei die Kugel 6 in der Kugelbahn 11 der Innennabe 3 gleitet.

Die Außennabe 2 ist vorzugsweise als ein Blechumformteil gebildet, d. h. die Kugelbahnen 7 sowie ggf. die Zentrierungsnuten 13 werden spanlos in die Au-

ßennabe 2 eingebracht. Auch in der Innennabe 3 können die Kugelbahnen 11 und/oder die in der Bohrung 15 vorgesehene Steckverzahnung 16 spanlos, bspw. in einem Prägeverfahren, eingebracht werden.

Als Materialien für den Käfig 4 eignet sich bspw. Kunststoff oder Stahlblech.

Zur Abdichtung des Verschiebegelenks 1 kann in der Außennabe 2 ein Schutz- blech 22 vorgesehen sein. Weiter ist es möglich, das Verschiebegelenk 1 auf der dem Schutzblech 22 gegenüberliegenden Seite mit einem Faltenbalg 23, der von dem Faltenbalgträger 10 an der Außennabe 2 befestigt ist, nach außen abzudichten.

Das Verschiebegelenk 1 eignet sich insbesondere als Kleinstwinkelverschiebe- gelenk für geringe Beugewinkel zwischen der Außennabe 2 und der Innennabe 3. Die Betriebsbeugewinkel sollten dabei so gewählt werden, dass eine Selbst- hemmung nicht auftritt.

Bezugszeichenliste

1 Verschiebegelenk 2 Außennabe 3 Innennabe 4 Käfig 5 Fenster im Käfig 4 6 Kugel 7 Kugelbahn in der Außennabe 2 8 Anschlag 9 Anschlag 10 Faltenbalgträger 11 Kugelbahn der Innennabe 3 12 Käfigführungssteg 13 Zentrierungsnut 14 Steg der Außennabe 2 15 zentrale Bohrung der Innennabe 3 16 Steckverzahnung 17 Steg der Innennabe 3 18 Käfigführungssteg 19 Käfigführungssteg 20 Zentrierungsnut in der Innennabe 3 21 Sprengring 22 Schutzblech 23 Faltenbalg A2 Achse der Außennabe 2 A3 Achse der Innennabe 3

11 Verschiebestrecke des Mittelpunkts der Kugel 6 12 Verschiebestrecke der lnnennabe 3 zu der Außennabe 2 (= 2 mal 11) 13 weitere Strecke zum Verschieben der Innennabe 3 relativ zu der Außennabe 2 14 Gesamtverschiebestrecke der Außennabe 2 relativ zu der In- nennabe 3 bei Abrollen der Kugel 6 (2 mal 12)