DE102016204070A1

DE102016204070A1 - Kraftübertragungswelle

Info

Publication number: DE102016204070A1
Application number: DE102016204070.7A
Authority: DE
Inventors: Yasushi Akita; Hiromichi Komai
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Kyushu Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2016-09-22
Also published as: CN105987085B; US10767705B2; JP2016176496A; US20160273592A1; CN105987085A; JP6497997B2

Abstract

In einer Kraftübertragungswelle, die eine hinterseitige Welle mit einem Außenkeilverzahnungsbereich, der auf dem Außenumfang eines vorderen Endes der hinterseitigen Welle ausgebildet ist, und eine rohrförmige vorderseitige Welle mit einem Innenkeilverzahnungsbereich umfasst, der auf dem Innenumfang eines hinteren Endes der rohrförmigen vorderseitigen Welle ausgebildet ist, ist ein Dichtring in einer Dichtungsgehäusenut aufgenommen, die am hinteren Ende der rohrförmigen vorderseitigen Welle eingerichtet ist. Der Dichtring ist zwischen einer äußeren Umfangsdichtfläche der hinterseitigen Welle und einer inneren Umfangsfläche der Dichtungsgehäusenut mit einer Druckverformung angeordnet. Zusätzlich ist der Dichtring zwischen der inneren Wandseite der Dichtungsgehäusenut und der inneren Endfläche eines scheibenförmigen Halteteils eines Halters, der am hinteren Ende der rohrförmigen vorderseitigen Welle eingepresst ist, angeordnet und gehalten.

Description

Technisches Anwendungsgebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die verbesserte Technologie einer Kraftübertragungswelle, die Kraft von einem Getriebe auf Fahrzeugantriebsräder überträgt.
Stand der Technik
In den letzten Jahren ist eine Kraftübertragungswelle, zum Beispiel eine Gelenkwelle, die an einem Fahrzeug eingebaut ist, an ihrem axialen vorderen Ende mit einem rohrförmigen Element und an ihrem axialen hinteren Ende mit einem Wellenelement ausgestattet. Das rohrförmige Element ist mit der Seite eines Getriebes des Fahrzeugs verbunden, während das Wellenelement mit der Seite eines Differenzialgetriebes verbunden ist. Das hintere Ende des rohrförmigen Elements und das vordere Ende des Wellenelements stehen miteinander in Eingriff, um so in die entgegengesetzten axialen Richtungen relativ beweglich zu sein.
Einerseits weist das rohrförmige Element einen Innenkeilverzahnungsbereich auf (innen ausgeschnittene, sich längs erstreckende Keilnuten oder Innenverzahnungen), der auf der inneren Umfangsfläche seines hinteren Endes ausgebildet ist. Andererseits weist das Wellenelement einen Außenkeilverzahnungsbereich auf (außen ausgeschnittene, sich längs erstreckende Keilnuten oder Außenverzahnungen), der auf der äußeren Umfangsfläche seines vorderen Endes ausgebildet ist. Der Innenkeilverzahnungsbereich des rohrförmigen Elements und der Außenkeilverzahnungsbereich des Wellenelements sind durch eine Keilverbindung axial in Eingriff, um eine axiale Bewegung des rohrförmigen Elements relativ zum Wellenelement zu ermöglichen. Wenn so eine übermäßige Eingangslast vom Getriebe auf das rohrförmige Element aufgebracht wird, zum Beispiel während eines Fahrzeugzusammenstoßes, kann ein Aufprall aufgrund einer relativen Bewegung des rohrförmigen Elements zum Wellenelement absorbiert und reduziert werden.
Eine abgestufte Manschette mit großen und kleinen Durchmesserbereichen ist ebenfalls zwischen dem hinteren Ende des rohrförmigen Elements und dem vorderen Ende des Wellenelements angeordnet. Die Manschette mit den großen und kleinen Durchmesserbereichen wird aus Synthesekautschuk hergestellt und ist einstückig in einer abgestuften zylindrischen Form ausgebildet. Der große Durchmesserbereich (ein axiales Ende) der Manschette ist auf der äußeren Umfangsfläche des hinteren Endes des rohrförmigen Elements mittels eines Manschettenbands fixiert oder angeordnet. Der kleine Durchmesserbereich (das andere axiale Ende) der Manschette ist an der äußeren Umfangsfläche des vorderen Endes des Wellenelements mittels eines Manschettenbands fixiert oder angeordnet. Daher sieht die abgestufte Gummimanschette, der derartig fixiert ist, um den Umfang des keilverbundenen Bereichs des hinteren Endes des rohrförmigen Elements und des vorderen Endes des Wellenelements abzudecken, eine Dichtung um den keilverbundenen Bereich des rohrförmigen Elements und des Wellenelements vor. Eine derartige Kraftübertragungswelle ist im Patentdokument 1 offenbart worden.
Quellenangabe
Patentliteratur

Patentdokument 1: Vorläufige Japanische Patentveröffentlichung Nr. JPH 10-258646 (A) , die dem US-Patent Nr. US 6,186,687 B1 entspricht.

Zusammenfassung der Erfindung
In der Kraftübertragungswelle, die im Patentdokument 1 offenbart ist, ist jedoch eine derartige, im Wesentlichen zylindrische Manschette zwischen dem hinteren Ende des rohrförmigen Elements und dem vorderen Ende des Wellenelements angeordnet, um so äußere Umfangsflächen abzudecken. Die Kraftübertragungsvorrichtung des Stands der Technik weist Nachteile auf, das heißt, den großen Außendurchmesser der Kraftübertragungswelle, der infolge des Außendurchmessers der Manschette und einer erhöhten Anzahl von Teilen (die zu einer erhöhten Montagezeit und Herstellkosten führt) wegen eines Fixierens von beiden Enden der Manschette durch jeweilige Manschettenbänder erweitert ist.
Angesichts der vorab beschriebenen Nachteile des Stands der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Kraftübertragungswelle vorzusehen, die eingerichtet ist, um den Außendurchmesser der Kraftübertragungswelle vor einem Erweitern und die Anzahl der Teile der Kraftübertragungswelle vor einer Zunahme zu unterdrücken, während ein einen Aufprall absorbierendes Potenzial vor einem Verringern während relativer Verschiebungen eines rohrförmigen Elements und eines Wellenelements in zwei entgegengesetzte axiale Richtungen unterdrückt wird.
Um die zuvor erwähnte und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu bewältigen, umfasst eine Kraftübertragungswelle ein erstes Wellenelement mit einem Außenkeilverzahnungsbereich, der auf einer äußeren Umfangsfläche einer zumindest ersten Endseite des ersten Wellenelements ausgebildet ist, das einer ersten axialen Richtung der beiden entgegengesetzten axialen Richtungen zugewandt ist; ein zweites Wellenelement mit einem Innenkeilverzahnungsbereich, der auf einer inneren Umfangsfläche einer zumindest zweiten Endseite des zweiten Wellenelements ausgebildet ist, das einer zweiten axialen Richtung zugewandt ist, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist, wobei der Innenkeilverzahnungsbereich mit dem Außenkeilverzahnungsbereich durch Einsetzen des Außenkeilverzahnungsbereichs des ersten Wellenelements von der zweiten Endseite des zweiten Wellenelements keilverbunden ist, um so eine axiale Gleitbewegung des zweiten Wellenelements relativ zum ersten Wellenelement zu ermöglichen, ein Dichtelementgehäuse, das an der zweiten Endseite des zweiten Wellenelements als diametral erweiterter Bereich, dessen Innendurchmesser größer als ein Durchmesser eines Fußkreises des Innenkeilverzahnungsbereichs ist, zum Aufnehmen eines Dichtelements ausgebildet ist, das ein Eintreten von Fremdkörpern von außen in einen Keilverbindungsabschnitt des Innenkeilverzahnungsbereichs und des Außenkeilverzahnungsbereichs verhindert, und ein Halteelement, das fest mit der zweiten Endseite des zweiten Wellenelements zum Ausbilden einer ersten Wand des Dichtelementgehäuses verbunden ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Kraftübertragungswelle ein Wellenelement mit einem Außenkeilverzahnungsbereich, der auf einer äußeren Umfassungsfläche einer zumindest ersten Endseite des Wellenelements ausgebildet ist, das einer ersten axialen Richtung der beiden entgegengesetzten axialen Richtungen zugewandt ist, ein rohrförmiges Element mit einem Innenkeilverzahnungsbereich, der auf einer inneren Umfassungsfläche einer zumindest zweiten Endseite des rohrförmigen Elements ausgebildet ist, das einer zweiten axialen Richtung zugewandt ist, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist, wobei das rohrförmige Element mit dem Wellenelement durch Einsetzen der ersten Endseite des zweiten Wellenelements von der zweiten Endseite des rohrförmigen Elements keilverbunden ist, um somit eine axiale Gleitbewegung des rohrförmigen Elements relativ zum Wellenelement zu ermöglichen, eine einen axialen Aufprall absorbierende Vorrichtung, die strukturiert ist, um einen axialen Aufprall über eine relative Gleitbewegung zwischen dem Innenkeilverzahnungsbereich und dem Außenkeilverzahnungsbereich, die miteinander keilverbunden sind, zu absorbieren, ein Dichtelement, das eingerichtet ist, um ein Eintreten von Fremdkörpern von außen in einen Keilverbindungsabschnitt des Innenkeilverzahnungsbereichs und des Außenkeilverzahnungsbereichs zu verhindern; und ein Dichtelementgehäuse, das strukturiert ist, um das Dichtelement aufzunehmen, wobei das Dichtelementgehäuse aus einem diametral erweiterten Bereich ausgebildet ist, der an einer zweiten Endseite des rohrförmigen Elements ausgebildet und eingerichtet ist, um einen Innendurchmesser aufzuweisen, der größer als ein Durchmesser eines Fußkreises des Innenkeilverzahnungsbereichs ist, und ein Halteelement fest mit der zweiten Endseite des rohrförmigen Elements verbunden ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Kraftübertragungswelle ein erstes Wellenelement, ein zweites Wellenelement einer axialen Bohrung, die eingerichtet ist, um eine erste Endseite des ersten Wellenelements, die einer ersten axialen Richtung von zwei entgegengesetzten axialen Richtungen zugewandt ist, von einer zweiten Endseite des zweiten Wellenelements, die einer zweiten axialen Richtung zugewandt ist, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist, axial einzusetzen, eine Eingriffsvorrichtung, die strukturiert ist, um eine relative Gleitbewegung zwischen dem ersten Wellenelement und dem zweiten Wellenelement in die axiale Bohrung zu ermöglichen, und eine relative Drehung zwischen dem ersten Wellenelement und dem zweiten Wellenelement in der axialen Bohrung zu verhindern, ein Dichtelementgehäuse das an der zweiten Endseite des zweiten Wellenelements als diametral erweiterter Bereich ausgebildet ist, dessen Durchmesser größer als ein Innendurchmesser der axialen Bohrung ist, und der diametral erweiterte Bereich eingerichtet ist, um eine sich radial erstreckende Innenwandfläche und eine zylindrische innere Umfassungsfläche aufzuweisen, die fortlaufend von der sich radial erstreckenden Innenwandfläche zum Positionieren eines Dichtelements im diametral erweiterten Bereich und zum Abdichten zwischen dem ersten Wellenelement und dem zweiten Wellenelement ausgebildet sind, ein Halteelement, das fest mit der zweite Endseite des zweiten Wellenelements verbunden ist und mit einem Einsetz-Durchgangsloch ausgebildet ist, in das das erste Wellenelement eingesetzt ist, und eingerichtet ist, um das Dichtelementgehäuse unter Mitwirkung des diametral erweiterten Bereichs auszubilden.
Andere Aufgaben und Merkmale dieser Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen verständlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine allgemeine Seitenansicht, die die erste Ausführungsform einer Fahrzeug-Gelenkwelle gemäß der Erfindung darstellt.
2 ist eine vergrößerte Ansicht eines teilweisen Querschnitts „A“, der durch einen Kreis markiert ist, der durch eine gepunktete Linie in 1 angezeigt wird, der die Fahrzeug-Gelenkwelle der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ist eine vergrößerte Ansicht in einem teilweise Längsquerschnitt, der das relative Positionsverhältnis zwischen einem Wellenelement der vorderen Seite und einem Wellenelement der hinteren Seite in einem zurückgezogenen Zustand darstellt, in dem das vorderseitige Wellenelement und das hinterseitige Wellenelement axial in der Fahrzeug-Gelenkwelle der ersten Ausführungsform einander zurückgezogen sind.
4 ist eine vergrößerte Ansicht in einem teilweisen Längsquerschnitt, der das relative Positionsverhältnis zwischen dem vorderseitigen Wellenelement und dem hinterseitigen Wellenelement in einem erweiterten Zustand darstellt, in dem das vorderseitige Wellenelement und das hinterseitige Wellenelement axial in der Fahrzeug-Gelenkwelle der ersten Ausführungsform miteinander erweitert sind.
5 ist eine vergrößerte Ansicht in einem teilweisen Längsquerschnitt, der das wesentliche Teil einer Fahrzeug-Gelenkwelle der zweiten Ausführungsform darstellt.
6 ist eine vergrößerte Ansicht in einem teilweisen Längsquerschnitt, der das wesentliche Teil einer Fahrzeug-Gelenkwelle der dritten Ausführungsform darstellt.
7 ist eine vergrößerte Ansicht in einem teilweisen Längsquerschnitt, der das wesentliche Teil einer Fahrzeug-Gelenkwelle der vierten Ausführungsform darstellt.
8 ist eine vergrößerte Ansicht in einem teilweisen Längsquerschnitt, der das relative Positionsverhältnis zwischen dem vorderseitigen Wellenelement und dem hinterseitigen Wellenelement in einem zurückgezogenen Zustand in der Fahrzeug-Gelenkwelle der vierten Ausführungsform darstellt.
9 ist eine vergrößerte Ansicht in einem teilweisen Längsquerschnitt, der das wesentliche Teil einer Fahrzeug-Gelenkwelle der fünften Ausführungsform darstellt.
10 ist eine vergrößerte Ansicht in einem teilweisen Längsquerschnitt, der das wesentliche Teil einer Fahrzeug-Gelenkwelle der sechsten Ausführungsform darstellt.
11 ist eine Seitenansicht, die ein Halteelement darstellt, das für die Fahrzeug-Gelenkwelle der sechsten Ausführungsform verwendet wird.
12 ist eine vergrößerte Ansicht in einem teilweisen Längsquerschnitt, der das wesentliche Teil einer Fahrzeug-Gelenkwelle der siebten Ausführungsform darstellt.
13 ist eine vergrößerte Ansicht in einem teilweisen Längsquerschnitt, der das relative Positionsverhältnis zwischen dem vorderseitigen Wellenelement und dem hinterseitigen Wellenelement in einem zurückgezogenen Zustand in einer Fahrzeug-Gelenkwelle der siebten Ausführungsform darstellt.
14 ist eine vergrößerte Ansicht in einem teilweisen Längsquerschnitt, der das wesentliche Teil einer Fahrzeug-Gelenkwelle der achten Ausführungsform darstellt.
15 ist eine vergrößerte Ansicht in einem teilweisen Längsquerschnitt, der das wesentliche Teil einer Fahrzeug-Gelenkwelle der neunten Ausführungsform darstellt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Eine Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen dieselben Bezugsziffern dieselben Elemente (dieselben Teile) in den gesamten Ansichten bezeichnen, hinsichtlich einer Kraftübertragungswelle, die die Erfindung darstellt, ausgeführt.
Die Kraftübertragungswelle der ersten Ausführungsform, die in 1 bis 4 dargestellt ist, wird beispielhaft in einer Fahrzeug-Gelenkwelle veranschaulicht.
[Erste Ausführungsform]
Wie in 1 dargestellt, ist die Fahrzeug-Gelenkwelle der ersten Ausführungsform mit einer Welle 1 der Vorderseite des Fahrzeugs und einer Welle 2 der Hinterseite des Fahrzeugs ausgestattet. Die Welle 1 und die Welle 2 sind durch ein Gleichlaufgelenk 3 miteinander verbunden. Das vordere Ende der Welle 1 ist mit einem Getriebe (nicht dargestellt) durch eine erste kreuzförmige Verbindung 4, die als erster Verbindungsmechanismus dient, und einer Übertragungswelle 4a verbunden. Ein Mittellager 5 ist am hinteren Ende der Welle 1 vorgesehen. Das Mittellager 5 wird elastisch durch einen Lagerträger 6 abgestützt, der fest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, sodass die Durchbiegung der Gelenkwelle unterdrückt werden kann.
Andererseits ist das hintere Ende der Welle 2 mit der Eingangswelle eines hinteren Differenzials (nicht dargestellt) durch eine zweite kreuzförmige Verbindung 7 verbunden, die als zweiter Verbindungsmechanismus dient.
Wie von der Seitenansicht aus 1 ersichtlich, ist die Welle 1 in eine vorderseitige Welle 8 und eine hinterseitige Welle 9 in axialer Richtung aufgeteilt. Die vorderseitige Welle 8 ist als zylindrisches hohles rohrförmiges Element in Fahrzeug-Vorwärtsrichtung (ein zweites Wellenelement) ausgebildet, während die hinterseitige Welle 9 als zylindrisches hohles Wellenelement in Fahrzeug-Rückwärtsrichtung (ein erstes Wellenelement) ausgebildet ist.
Die vorderseitige Welle 8 umfasst ein erstes Rohr 10 und ein zweites Rohr 11. Das erste Rohr 10 ist ein dünnwandiges zylindrisches hohles Metallrohr, das fest an der ersten kreuzförmigen Verbindung 4 durch Reibpressschweißen verbunden ist. Andererseits ist das zweite Rohr 11 als ein vergleichsweise dickwandiges zylindrisches hohles Metallrohr ausgebildet, das axial am hinteren Ende des ersten Rohrs 10 geschweißt ist.
Wie aus dem vergrößerten teilweisen Querschnitt von 2 ersichtlich, weist das zweite Rohr 11, das ein Konstruktionsteil der vorderseitigen Welle 8 ist, ein als Innenkeilverzahnung ausgebildetes Teil 12 auf, das auf dem inneren Umfangswandbereich seines hinteren Endes 11a zum Ausbilden eines Innenkeilverzahnungsbereichs 13 eingerichtet ist (das heißt, Innenkeilverzahnungen oder Innenverzahnungen). Wie in 2 deutlich dargestellt, ist der Innenkeilverzahnungsbereich 13, der einen Teil der Keilverzahnung bildet, auf dem Innenumfang des als Innenkeilverzahnung ausgebildeten Teils 12 ausgebildet und als innen ausgeschnittene, sich axial erstreckende Innenkeilverzahnungen eingerichtet. Das als Innenkeilverzahnung ausgebildete Teil 12 wird teilweise auf dem inneren Umfangswandbereich der hinteren Endseite des zweiten Rohrs 11 ausgebildet und als umfangsmäßig abstandsgleiche Keilnuten um den gesamten Umfang des als Innenkeilverzahnung ausgebildeten Teils 12 eingerichtet oder geformt.
Eine zylindrische innere Umfangsfläche 14 ist ferner kontinuierlich vom hintersten Ende des als Innenkeilverzahnung ausgebildeten Teils 12 des zweiten Rohrs 11 ausgebildet. Das hinterste Ende der zylindrischen inneren Umfangsfläche 14 ist als etwas diametral vergrößerte ringförmige Dichtungsgehäusenut 15 (eine Dichtelement-Gehäusenut, schlicht eine Dichtungsgehäusenut) zum Aufnehmen eines Dichtrings (wird später beschrieben) ausgebildet. Der Innendurchmesser der inneren Umfangsfläche der Dichtungsgehäusenut 15 ist dimensioniert, um größer als der Durchmesser eines Fußkreises des Innenkeilverzahnungsbereichs 13 zu sein.
Die Dichtungsgehäusenut 15 ist ringförmig ausgebildet und ausgeschnitten. Das vordere axiale Ende der ringförmig ausgeschnittenen Dichtungsgehäusenut 15 ist eingerichtet, um eine sich radial erstreckende Innenwandfläche 15a aufzuweisen. Das hintere axiale Ende der ringförmig ausgeschnittenen Dichtungsgehäusenut 15 ist eingerichtet, um eine ringförmige abgeschrägte Öffnung 15b aufzuweisen.
Ein Dichtring 16 ist in die Dichtungsgehäusenut 15 eingepasst und wird darin gehalten. Der Dichtring 16 ist aus Synthesekautschuk hergestellt und in einer ringförmigen Form ausgebildet. Wie in 2 dargestellt, wird der Dichtring 16 bei einem Zustand, in dem die hinterseitige Welle 9 durch die ringförmige abgeschrägte Öffnung 15b in das zweite Rohr 11 eingesetzt worden ist, elastisch zwischen einer äußeren Umfangsdichtfläche 9b (wird später beschrieben) der hinterseitigen Welle 9 und einer zylindrischen inneren Umfangsfläche 15c der Dichtungsgehäusenut 15 unter Druckverformung gehalten oder einbehalten. Eine Seitenwandfläche des Dichtrings 16, der dem Innenkeilverzahnungsbereich 13 zugewandt ist, wird in einem Anlageeingriff mit der inneren Wandfläche 15a der Dichtungsgehäusenut 15 zum axialen, nach vorne gerichteten Positionieren des Dichtrings 16 gehalten. Bei diesem Zustand ist die andere Seitenwandfläche des Dichtrings 16 angeordnet, um der ringförmigen abgeschrägten Öffnung 15b zugewandt zu sein.
Eine abgestufte zylindrische Einpressfläche 17 mit kleinem Durchmesser ist auf der äußeren Umfangsfläche des hinteren Endes 11a des zweiten Rohrs 11 ausgebildet. Der distale Endbereich der zylindrischen Einpressfläche 17 des hinteren Endes 11a ist als abgeschrägte Kante bearbeitet oder abgefast, d. h., eine konische Fläche 17a. Die zylindrische Einpressfläche 17 ist eingerichtet, um eine vorbestimmte axiale Länge aufzuweisen. Ein äußeres zylindrisches Teil 20a eines Halteelements 20 (wird später beschrieben) ist auf die zylindrische Einpressfläche 17 eingepresst und wird dort fixiert und gehalten. Wenn das äußere zylindrische Teil 20a des Halteelements 20 auf der zylindrischen Einpressfläche 17 eingepresst wird, fungiert die konische Fläche 17a als Führungsfläche zum Einpressen des Halteelements 20.
Die hinterseitige Welle 9 ist aus einem metallischen Material hergestellt und einstückig in einer zylindrisch hohlen Form ausgebildet. Die hinterseitige Welle 9 weist ein als Außenkeilverzahnung ausgebildetes Teil 18 auf, das auf der äußeren Umfangsfläche des vorderen Endes 9a der hinterseitigen Welle 9 zum Ausbilden eines Außenkeilverzahnungsbereichs 19 eingerichtet ist (d. h., Außenkeilverzahnungen oder Außenverzahnungen). Wie deutlich in 2 dargestellt, ist der Außenkeilverzahnungsbereich 19, der einen Teil der Keilverzahnung bildet, auf dem äußeren Umfang des als Außenkeilverzahnung ausgebildeten Teils 18 ausgebildet, und als außen ausgeschnittene, sich axial erstreckende Außenverzahnungen eingerichtet. Der Außenkeilverzahnungsbereich 19 der hinterseitigen Welle 9 ist eingerichtet, um mit dem Innenkeilverzahnungsbereich 13 der vorderseitigen Welle 8 in axialer Richtung durch eine Keilverbindung in Eingriff zu stehen.
Die äußere Umfangsfläche der hinterseitigen Welle 9, die nach hinten bezüglich dem Außenkeilverzahnungsbereich 19 positioniert ist, ist als äußere Umfangsdichtfläche 9b ausgebildet. Der Außendurchmesser der äußeren Umfangsdichtfläche 9b ist dimensioniert, um kleiner als der des als Außenkeilverzahnung ausgebildeten Teils 18 zu sein. Eine abgestufte Gleitfläche 9c mit kleinem Durchmesser ist auf der äußeren Umfangsfläche der hinterseitigen Welle 9 ausgebildet, die nach hinten bezüglich der äußeren Umfangsdichtfläche 9b positioniert ist.
Wie in 2 bis 4 dargestellt, wird das Halteelement 20 aus einer eisenbasierten Metallplatte hergestellt und durch Pressen in eine im Wesentlichen C-Form im Querschnitt ausgebildet und gebogen. Das Halteelement 20 weist das äußere Zylinderteil 20a, das auf die zylindrische Einpressfläche 17 eingepresst ist, und ein scheibenförmiges Halteteil 20b auf, das gebogen ist, um sich in die Richtung, die senkrecht zur axialen Richtung des zweiten Rohrs 11 ist, zu erstrecken.
Der Innendurchmesser des äußeren zylindrischen Teils 20a ist dimensioniert, um etwas kleiner als der Außendurchmesser der zylindrischen Einpressfläche 17 zu sein, wodurch ein Einpressspielraum gewährleistet wird. Die axiale Länge des äußeren zylindrischen Teils 20a wird festgelegt oder dimensioniert, um etwas kleiner als die der zylindrischen Einpressfläche 17 zu sein.
An der maximalen Einpressposition, an der das Halteelement 20 auf der zylindrischen Einpressfläche 17 des zweiten Rohrs auf sein Maximum eingepresst worden ist, wird die innere Endfläche 20c des Halteteils 20b in einen Anlageeingriff mit der hintersten Endfläche 11b des zweiten Rohrs 11 zum Begrenzen der maximalen Einpressbewegung des Halteelements 20 bezüglich des hinteren Endes 11a des zweiten Rohrs 11 gebracht. An der maximalen Einpressposition ist die innere Endfläche 20c des Halteteils 20b eingerichtet, um die ringförmige abgeschrägte Öffnung 15b der Dichtungsgehäusenut 15 abzudecken und wird in einem Anlageeingriff mit der anderen Seitenwandfläche des Dichtrings 16 gehalten. Daher wirkt die innere Endfläche 20c des Halteelements 20 mit der inneren Wandfläche 15a der Dichtungsgehäusenut 15 zusammen, um so den Dichtring 16 zwischen ihnen einzulegen oder zu halten. Dies gewährleistet eine vereinfachte Dichtungsgehäuseanordnung.
Ein mittleres Einsetz-Durchgangsloch 20d ist in der Mitte des Halteteils 20b ausgebildet. Der Innendurchmesser „R“ des mittleren Einsetz-Durchgangslochs 20d ist dimensioniert, um im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser „R1“ des als Außenkeilverzahnung ausgebildeten Teils 18 der hinterseitigen Welle 9 zu sein. In einem erweiterten Zustand, in dem die vorderseitige Welle 8 und die hinterseitige Welle 9 sich axial miteinander erstrecken, wie in 2 dargestellt, wird z. B. üblicherweise ein ringförmiger Zwischenraum „S“ zwischen der äußeren Umfangsdichtfläche 9b der hinterseitigen Welle 9 und der inneren Umfangsfläche des Einsetz-Durchgangslochs 20d ausgebildet.
Nachdem das vordere Ende 9a der hinterseitigen Welle 9 durch die ringförmige abgeschrägte Öffnung 15b in das zweite Rohr 11 der vorderseitigen Welle 8 eingesetzt und somit der Außenkeilverzahnungsbereich 19 der hinterseitigen Welle 9 in Eingriff mit dem Innenkeilverzahnungsbereich 13 der vorderseitigen Welle 8 gebracht worden ist, wird das Halteteil 20b des Haltelements 20 außerdem durch Druck radial nach innen verformt und gebogen.
[Funktion der ersten Ausführungsform]
Mit der vorab erörterten Anordnung fungiert die Kraftübertragungswelle der ersten Ausführungsform wie folgt:
wenn z. B. während eines Fahrzeugzusammenstoßes eine übermäßige Eingangslast von der Seite der Übertragung über die erste kreuzförmige Verbindung zur vorderseitigen Welle der Welle 1 aufgebracht wird (sh. den linksseitigen hohlen Pfeil in 2), wird eine große Kraft auf das zweite Rohr 11 der vorderseitigen Welle 8 in eine axiale rückwärtige Richtung aufgebracht, sodass das Rohr 11 axial zur hinterseitigen Welle 9 über die Keilverzahnung (d. h., Innenkeilverzahnungsbereich 13 und Außenkeilverzahnungsbereich 19, die miteinander keilverbunden sind) verschoben. Wenn während eines Fahrzeugzusammenstoßes auch eine übermäßige Eingangslast von der Seite des hinteren Differenzials über die zweite kreuzförmige Verbindung 7 zur hinterseitigen Welle 9 der Welle 1 aufgebracht wird (sh. den rechtsseitigen hohlen Pfeil in 2), wird eine große Kraft auf die hinterseitige Welle 9 in eine axiale vordere Richtung aufgebracht, sodass die hinterseitige Welle 9 axial zum zweiten Rohr 11 der Welle 1 über die Keilverzahnung (d. h., Innenkeilverzahnungsbereich 13 und Außenkeilverzahnungsbereich 19) verschoben.
Wie in 3 dargestellt, gleitet folglich der Innenkeilverzahnungsbereich 13 axial auf dem Außenkeilverzahnungsbereich 19 und so gleitet die innere Umfangsfläche des zweiten Rohrs 11 axial entlang der äußeren Umfangsfläche der hinterseitigen Welle 9. Dies ermöglicht eine axiale Gleitbewegung der vorderseitigen Welle 8 bezüglich der hinterseitigen Welle 9 in eine zurückgezogene Richtung, sodass die vorderseitige Welle und die hinterseitige Welle 9 axial miteinander zurückgezogen werden.
Wie in 3 dargestellt, kann einerseits zu diesem Zeitpunkt der äußere Umfang des Dichtringes 16 ebenfalls axial nach rechts (sh. 3) durch die innere Wandfläche 15a der Dichtungsgehäusenut 15 infolge der axialen rechten Bewegung der vorderseitigen Welle 8 gedrückt werden. Andererseits wird der Innenumfang des Dichtrings 16 axial nach rechts entlang der äußeren Umfangsdichtfläche 9b und der Gleitfläche 9c verschoben, während ein Gleitkontakt mit der äußeren Umfangsdichtfläche 9b und anschließend ein Gleitkontakt mit der Gleitfläche 9c beibehalten wird.
D. h., aus dem Vergleich mit den Querschnitten in 2 bis 3 ist es selbstverständlich, dass der Dichtring 16 sowohl auf der äußeren Umfangsdichtfläche 9b als auch der Gleitfläche 9c der hinterseitigen Welle 9 gleichmäßig gleitet, während er sich axial vom Außenkeilverzahnungsbereich 19 weg bewegt. Daher besteht keine Gefahr, dass der Dichtring 16 zwischen dem Innenkeilverzahnungsbereich 13 und dem Außenkeilverzahnungsbereich 19 eingeklemmt wird.
Wenn die vorderseitige Welle 8 bezüglich der hinterseitigen Welle 9 axial gleitet, wie oben erörtert, ergibt sich ein geringerer Gleitwiderstand, der durch den Dichtring 16 erzeugt wird, daher wird eine Zunahme eines unerwünschten Gleitwiderstandes (eine Zunahme einer unerwünschten Last) unterdrückt. Somit ist es möglich, um ein einen Aufprall aufnehmendes Potenzial der vorderseitigen Welle 8 mit dem Innenkeilverzahnungsbereich 13 (Innenverzahnungen) und der hinterseitigen Welle 9 mit dem Außenkeilverzahnungsbereich 19 (Außenverzahnungen) vor einem Reduzieren ausreichend zu unterdrücken.
Wenn umgekehrt übermäßige Eingangslasten auf die vorderseitige Welle 8 und/oder die hinterseitige Welle 9 in eine erweiterte Richtung aufgebracht werden (sh. die beiden hohlen Pfeile in 4, die in zwei entgegengesetzte axiale Richtungen ausgerichtet sind), sodass die vorderseitige Welle 8 und die hinterseitige Welle 9 sich axial miteinander erstrecken und von dem relativen Positionsverhältnis des zweiten Rohrs 11 an der vorderseitigen Welle 8 zur hinterseitigen Welle 9 verschoben werden, wie in 2 dargestellt, wirken große Kräfte auf das zweite Rohr 11 der vorderseitigen Welle und der hinterseitigen Welle 9 in die erweiterte Richtung, sodass das zweite Rohr 11 axial weg von der hinterseitigen Welle 9 über die Keilverzahnung verschoben wird (d. h., der Innenkeilverzahnungsbereich 13 und der Außenkeilverzahnungsbereich 19 sind miteinander keilverbunden).
Wie in 4 dargestellt, gleiten der Innenkeilverzahnungsbereich 13 und der Außenkeilverzahnungsbereich 19 folglich axial miteinander, und daher gleitet die innere Umfassungsfläche des zweiten Rohrs 11 entlang der äußeren Umfangsfläche der hinterseitigen Welle 9. Dies ermöglicht eine relative Bewegung zwischen der vorderseitigen Welle 8 und der hinterseitigen Welle 9 in die erweiterte Richtung, sodass die vorderseitige Welle 8 und die hinterseitige Welle 9 sich axial miteinander erstrecken.
Wie in 4 dargestellt, wird zu diesem Zeitpunkt die andere Seitenwandfläche (die rechte Seitenwand, sh. 4) des Dichtrings 16 axial nach links (sh. 4) durch das Halteteil 20b des Halteelements 20 infolge relativer Verschiebungen der vorderseitigen Welle 8 und der hinterseitigen Welle 9 in die beiden entgegengesetzten axialen Richtungen (in die erweiterte Richtung) gedrückt. Daher wird der Innenumfang des Dichtrings 16 axial nach links entlang der äußeren Umfangsdichtfläche 9b der hinterseitigen Welle 9 verschoben, während ein Gleitkontakt mit der anderen Umfangsdichtfläche 9b beibehalten wird. Danach kommt der Innenumfang des Dichtrings 16 auf dem ganz rechten axialen Ende des Außenkeilverzahnungsbereichs 19 voran.
Gleichzeitig wird die innere Öffnungskante des Einsetz-Durchgangslochs 20d des Halteteils 20b des Halteelements 20 in einen Anlageeingriff mit einer geneigten (konischen) Fläche 18a gebracht, die am Kantenbereich des ganz rechten axialen Endes des als Außenkeilverzahnung ausgebildeten Teils 18 ausgebildet ist. D. h., der Innendurchmesser „R“ des Einsetz-Durchgangsloches 20d des Halteelements 20 ist dimensioniert, um kleiner als der Durchmesser eines Kopfkreises des Außenkeilverzahnungsbereichs 19 zu sein. Aufgrund einer Anlage der geneigten Fläche 18a des ganz rechten axialen Endes des als Außenkeilverzahnung ausgebildeten Teils 18 und der inneren Öffnungskante des Einsetz-Durchgangsloches 20d des Halteelements 20 können daher weitere relative Verschiebungen der vorderseitigen Welle 8 und der hinterseitigen Welle 9 in die erweiterte Richtung unterdrückt oder begrenzt werden. D. h., aufgrund des Unterschieds eines Durchmessers zwischen einem Innendurchmesser „R“ des Einsetz-Durchloches 20d und dem Durchmesser eines Kopfkreises des Außenkeilverzahnungsbereichs 19 ist es möglich, zu verhindern, dass die Welle 9 aus der rohrförmigen Welle 8 während relativer Verschiebungen der beiden Wellen 8, 9 in die erweiterte Richtung herausfällt.
In ähnlicher Weise zu der zurückgezogenen relativen Bewegung der vorderseitigen Welle 8 und der hinterseitigen Welle 9, die vorab unter Bezugnahme auf 2 bis 3 erläutert wurde, gleitet der Dichtring 16 daher im Fall der erweiterten relativen Bewegung (sh. 4) der beiden Wellen 8, 9, die miteinander keilverbunden sind, gleichmäßig auf der äußeren Umfangsdichtfläche 9b der hinterseitigen Welle 9, während er sich dem Außenkeilverzahnungsbereich 19 annähert. Während der letzten Phase einer erweiterten relativen Bewegung (sh. 4) der beiden Wellen 8, 9 können aufgrund einer Anlage der geneigten Fläche 18a des eine Außenkeilverzahnung bildenden Teils 18 und der inneren Öffnungskante des Einsetz-Durchgangsloches 20b des Halteelements 20 ferner auch relative Verschiebungen der beiden Wellen 8, 9 in die erweiterte Richtung begrenzt werden. Daher besteht keine Gefahr, dass der Dichtring zwischen dem Innenkeilverzahnungsbereich 13 und dem Außenkeilverzahnungsbereich 19 eingeklemmt wird.
In ähnlicher Weise zu der zurückgezogenen relativen Gleitbewegung (d. h., ein Übergang vom Zustand in 2 zum Zustand in 3) der beiden Wellen 8, 9 gibt es in Gegenwart der erweiterten relativen Gleitbewegung (sh. 4) dadurch einen geringeren Gleitwiderstand, der durch den Dichtring 16 erzeugt wird, wodurch eine Zunahme eines unerwünschten Gleitwiderstandes (eine Zunahme einer unerwünschten Last) unterdrückt wird. Somit ist es möglich, um ein einen Aufprall aufnehmendes Potenzial der vorderseitigen Welle 8 mit dem Innenkeilverzahnungsbereich 13 und der hinterseitigen Welle 9 mit dem Außenkeilverzahnungsbereich 19 vor einem Reduzieren ausreichend zu unterdrücken.
In der Technologie des Stands der Technik, wie im US Patent-Nr. US 6,186,687 offenbart, wird im Gegensatz zum Obigen ein zerbrechlicher Stift (z. B. ein Scherstift) zwischen dem Wellenelement mit dem Außenkeilverzahnungsbereich und dem rohrförmigen Element mit dem Innenkeilverzahnungsbereich derart zwischengelegt, um eine axiale relative Bewegung zwischen dem Wellenelement und dem rohrförmigen Element zu begrenzen. In der eine Aufprallenergie absorbierenden Vorrichtung des Stands der Technik, die einen derartigen zerbrechlichen Stift verwendet, der zwischen dem Wellenelement und dem rohrförmigen Element zwischengelegt ist, wird der zerbrechliche Stift bildet und strukturiert, um einen Aufprall durch Brechen des zerbrechlichen Stifts in der Gegenwart einer Aufbringung einer übermäßigen Eingangslast, die eine vorbestimmte Kraftgrößenordnung überschreitet, aufzunehmen. Falls jedoch eine Aufbringung einer Eingangslast kleiner als die vorbestimmte Kraftgrößenordnung ist, kann der zerbrechliche Stift eher einen ausreichenden Aufprall-Absorbierungseffekt bei der zurückgezogenen relativen Bewegung sowie der erweiterten relativen Bewegung des Wellenelements und des rohrförmigen Elements behindern.
Im Fall der Kraftübertragungswelle der dargestellten Ausführungsform wird kein zerbrechlicher Stift verwendet. Während eines Auftretens eines Aufpralls, der kleiner als eine vorbestimmte Kraftgrößenordnung ist, sowie während eines Auftretens eines Aufpralls, der die vorbestimmte Kraftgrößenordnung überschreitet, ist es so möglich, den Aufprall hauptsächlich aufgrund einer stabilen relativen Gleitbewegung des Innenkeilverzahnungsbereichs 13 und des Außenkeilverzahnungsbereichs 19 (d. h., einen angemessenen axialen Gleitwiderstand der Keilverzahnung 13 und 19) und einer gleichmäßigen Gleitbewegung des Dichtringes 16 (d. h., ein geringerer Gleitwiderstand des Dichtringes 16) ausreichend und problemlos zu absorbieren. So ist es möglich, ein einen Aufprall absorbierendes Potenzial der beiden Wellen 8, 9 vor einem Reduzieren ausreichend zu unterdrücken.
Während der letzten Stufe einer erweiterten relativen Bewegung (sh. 4) der beiden Wellen 8, 9, wird auch die innere Öffnungskante des Einsetz-Durchgangsloches 20d des Halteelements 20 in einen Anlageeingriff mit der geneigten Fläche 18a des einen Außenkeilverzahnungs bildenden Teils 18 gebracht. Zu diesem Zeitpunkt, d. h. zu dem Zeitpunkt, wenn weitere relative Verschiebungen der beiden Wellen 8, 9 in die erweiterte Richtung durch eine Anlage (Zusammenstoßkontakt) der geneigten Fläche 18a des einen Außenkeilverzahnungs bildenden Teils 18 und der inneren Öffnungskante des Einsetz-Durchgangsloches 20d begrenzt werden, tritt eine Aufpralllaständerung infolge des Zusammenstoßkontaktes auf. Wenn bei diesen Bedingungen eine weitere große Kraft in dieselbe Richtung (d. h., in die erweiterte Richtung) wirkt, fällt das äußere zylindrische Teil 20a des Halteelements 20 von der zylindrischen Einpressfläche 17 des zweiten Rohrs 11 axial heraus. Dies ermöglicht relative Verschiebungen der beiden Wellen 8, 9 in die erweiterte Richtung, und so kann die Aufpralllast weiter absorbiert werden.
Außerdem wird das Halteelement 20 auf das hintere Ende des zweiten Rohres 11 der vorderseitigen Welle 8 eingepresst und eingerichtet, um den Dichtring 16 derart zu halten, um so die andere Seitenwandfläche (die rechte Seitenwand) des Dichtringes 16 abzudecken. Dies verbessert die Fähigkeit, den Dichtring 16 zu halten. So ist es möglich, ein Eintreten von Fremdkörpern, wie z. B. Bodenstaub und/oder Schmutzwasser, die durch Vorderräder hochgespritzt werden, zwischen den Innenkeilverzahnungsbereich 13 (Innenverzahnung) und dem Außenkeilverzahnungsbereich 19 (Außenverzahnungen) ausreichend zu verhindern.
Die Kraftübertragungswelle der dargestellten Ausführungsform verwendet insbesondere keine Gummimanschette und Manschettenband, um eingebaut oder angepasst zu werden, um den Umfang des Keilverbindungsbereichs des hinteren Endes des zweiten Rohrs 11 der vorderseitigen Welle 8 und des vorderen Endes der hinterseitigen Welle 9 als Dichtung um den Keilverbindungsbereich herum abzudecken. Anstatt eine Gummimanschette und Manschettenbänder zu verwenden, ist der Dichtring 16, der in der Dichtungsgehäusenut 15 eingepasst und gehalten wird, die in der zylindrischen Innenumfangsfläche 14 des zweiten Rohrs 11 der vorderseitigen Welle 8 ausgebildet ist, strukturiert, um eine mechanische Dichtung für die beiden Drehwellen 8, 9 vorzusehen. Dies trägt zum reduzierten Durchmesser der Kraftübertragungswelle bei.
Die vorher erörterte mechanische Dichtstruktur (Dichtring 16) eliminiert zusätzlich die Notwendigkeit einer Mehrzahl von Manschettenbändern. Dies trägt zur reduzierten Teileanzahl, d. h. zu geringem Zeitaufwand und geringen Kosten der Kraftübertragungswelle bei.
Außerdem ist das Halteteil 20b eingerichtet, um die ringförmige abgeschrägte Öffnung 15b der Dichtungsgehäusenut 15 abzudecken. Daher ist es möglich, den Dichtring 16 stabil und zuverlässig zwischen der inneren Endfläche 20c des Halteelements 20 und der inneren Wandfläche 15a der Dichtungsgehäusenut 15, die miteinander zusammenwirken, zu halten. Dadurch ist es möglich, eine günstige Abdichtleistung des Dichtringes 16 aufrechtzuerhalten und zu gewährleisten und gleichzeitig die Lebensdauer der mechanischen Abdichtstruktur zu verbessern.
Im Übrigen ist das Halteelement 20 eingerichtet, sodass das Halteteil 20b ohne Gleitkontakt der zylindrischen Innenumfangsfläche des Einsetz-Durchgangsloches 20d des Halteteils 20b mit den äußeren Umfangsflächen der hinterseitigen Welle 9 (d. h., äußere Umfangsdichtfläche 9b und Gleitfläche 9c) während einer relativen Bewegung der vorderseitigen Welle 8 zur hinterseitigen Welle 9 in die zurückgezogene Richtung axial verschoben wird. Daher tritt kein Gleitwiderstand auf, der durch das Halteelement 20 erzeugt wird.
[Zweite Ausführungsform]
Unter Bezugnahme auf 5 wird die Kraftübertragungswelle (die Kraftfahrzeug-Gelenkwelle) der zweiten Ausführungsform dargestellt. Die Dichtungsgehäusenut 15 ist im distalen Teil der zylindrischen Innenumfangsfläche 14 an einer axialen Position, die etwas von der hintersten Endfläche des hinteren Endes 11a des zweiten Rohrs 11 beabstandet ist, ausgebildet. Eine ringförmig ausgesparte Nut eines im Durchmesser vergrößerten Haltergehäuses 21 (einfach Haltergehäusenut) ist zusätzlich außerhalb der Dichtungsgehäusenut 15 axial ausgebildet, sodass diese Nuten 15 und 21 nebeneinanderliegend angeordnet sind. Ein diametral erweiterndes/zusammenziehendes, elastisch verformbares Schnapp-Halteelement 22 wird in der Haltergehäusenut 21 gehalten.
Die innere Umfangsfläche der hinteren Hälfte (die rechtsseitige Innenumfangsfläche, sh. 5) der Öffnung 11c des hinteren Endes 11a des zweiten Rohrs 11 ist als ringförmige Fläche mit einem einheitlichen Innendurchmesser eingerichtet. Andererseits ist die innere Umfangsfläche 11d der vorderen Hälfte (die linksseitige innere Umfangsfläche, sh. 5) der hinteren Endöffnung 11c, die innerhalb der ringförmigen Fläche nebeneinanderliegt und angeordnet ist, als konische Fläche eingerichtet, deren Innendurchmesser sich allmählich von der ringförmigen Fläche zur Haltergehäusenut 21 verringert.
Die Haltergehäusenut 21 ist fortlaufend auf der rechten Seite der Dichtungsgehäusenut 15 eingerichtet und angeordnet. Der Innendurchmesser der Haltergehäusenut 21 ist dimensioniert, um größer als der der Dichtungsgehäusenut 15 zu sein. Die axiale Breite „W“ (axiale Länge) der Haltergehäusenut 21 ist dimensioniert, um größer als die axiale Breite „W1“ des Halteelements 22 zu sein.
Das Halteelement 22 ist aus einem metallischen Material mit einer Federkraft hergestellt und in einer im Wesentlichen ringförmigen Form ausgebildet. Das ringförmige Halteelement 22 weist einen Ausschnitt auf, der an einer vorgegebenen Umfangsposition ausgebildet ist. Der Ausschnitt des Haltelements 22 wird z. B. ausgebildet und eingerichtet, um zwei umfangsmäßig entgegengesetzte geneigte Schnittflächen aufzuweisen, um somit dem ringförmigen Halteelement 22 zu ermöglichen, diametral elastisch verformt zu sein. In einem diametral erweiterten Zustand des Halteelements 22 wird der Innendurchmesser des Halteelements 22 festgelegt oder dimensioniert, um größer als der Außendurchmesser der äußeren Umfangsdichtfläche 9b der hinterseitigen Welle 9 zu sein.
Wie deutlich in 5 dargestellt, wird auch in einem speziellen Zustand, in dem das Halteelement 22 elastisch verformt wird und in die Haltergehäusenut 21 zurückschnappt, eine axiale Seitenwandfläche 22a (nachstehend als „ringförmige Innenfläche“ bezeichnet) des Halteelements 22, die axial nach vorn gegenüberliegt, in einen Anlageeingriff mit der anderen Seitenwandfläche des Dichtrings 16 gebracht. Daher wird der Dichtring 16 zwischen der inneren Wandfläche 15a der Dichtungsgehäusenut 15 und der einen axialen Seitenwandfläche 22a des Halteelements 22 gehalten oder dazwischen angeordnet.
Beim Aufnehmen oder Anordnen des Halteelements 2 in der Haltergehäusenut 21 wird im konkreten Fall zuerst der Dichtring 16 in der Dichtungsgehäusenut 15 vorab angeordnet und gehalten. In diesem Zustand wird das Halteelement 22 axial in die ringförmige Fläche der hinteren Endöffnung 11c des zweiten Rohrs 11 eingesetzt und eingepasst, während das Halteelement ergriffen wird. Wenn danach die andere axiale Seitenwandfläche 22b des Halteelements 22 zur Haltergehäusenut 21 axial gedrückt wird, wird das Halteelement 22 axial nach innen (axial nach vorn, sh. 5) gedrückt, während die äußere Umfangskante der einen axialen Seitenwandfläche 22a in Gleitkontakt mit der konischen inneren Umfangsfläche 11d gehalten wird. Daher bewegt sich das Halteelement 22 axial nach links, während es durch eine elastische Kraft der diametral erweiterten Richtung des Halteelements 22 diametral durch Verengung verformt wird. Wenn das Halteelement 22 in die Haltergehäusenut 21 eingepasst wird, wird das Halteelement 22 sofort elastisch verformt und durch seine elastische Rückstellkraft diametral verformt, sodass die äußere Umfangsfläche des Halteelements 22 in elastischen Kontakt mit der Nutbodenfläche der Haltergehäusenut 21 gebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die eine axiale Seitenwandfläche 22a des ringförmigen Halteelements 22 in einen Anlageeingriff mit der anderen Seitenwandfläche des Dichtringes 16 derart gebracht, um den Dichtring 16 durch Zusammenwirken mit der inneren Wandfläche 15a der Dichtungsgehäusenut 15 zu halten.
Wie oben erörtert, kann die Kraftübertragungswelle der zweiten Ausführungsform dieselbe Funktion und dieselben Effekte wie die erste Ausführungsform vorsehen. In der zweiten Ausführungsform in 5 wird das Halteelement 22 insbesondere in der Haltergehäusenut 21 gehalten, die auf der inneren Umfangsseite des hinteren Endes 11a des zweiten Rohrs 11 ausgebildet ist. So kann in ähnlicher Weise zur ersten Ausführungsform der äußere Durchmesser der Kraftübertragungswelle der zweiten Ausführungsform und auch die Teileanzahl reduziert werden.
Zusätzlich kann das Halteelement 22 kann problemlos in der Haltergehäusenut 21 durch Schnappwirkung (durch einen einzelnen Vorgang) eingepasst und gehalten werden. Im Vergleich mit der Kraftübertragungswelle der ersten Ausführungsform, die ein Einpressen des Halteelements 20 auf die zylindrische Einpressfläche 17 des hinteren Endes 11a und ein radiales, nach innen gerichtetes Biegen des Halteteils 20b des Halteelements 20 nach dem Einpressen erfordert, erleichtert daher die Kraftübertragungswelle der zweiten Ausführungsform die Montagearbeit. Zusätzlich verbessert eine derartige Kombination des elastisch verformbaren Schnapp-Halteelements 22 und der ringförmigen Haltergehäusenut 21 die Positioniergenauigkeit des Halteelements 22, das an der inneren Umfangsseite des hinteren Endes 11a des zweiten Rohrs 11 eingepasst wird.
[Dritte Ausführungsform]
Unter Bezugnahme auf 6 wird die Kraftübertragungswelle (die Fahrzeug-Gelenkwelle) der dritten Ausführungsform dargestellt. Ein Dichtelement 24 und ein Halteelement 23 sind miteinander vereinigt. Das heißt, das Dichtelement 24 und das Halteelement 23 sind einstückig miteinander ausgebildet und als sogenannte Öl-Dichtungsanordnung eingerichtet.
Das heißt, die Dichtungsgehäusenut 15 ist in der zylindrischen Innenumfangsfläche des hintersten Endbereichs des hinteren Endes 11a des zweiten Rohrs 11 ausgebildet und als ringförmige Fläche mit einem einheitlichen Innendurchmesser eingerichtet.
Wie in 6 dargestellt, ist das Halteelement 23 im Querschnitt in einer im Wesentlichen C-Form ausgebildet und gebogen. Das Halteelement 23 weist ein äußeres Zylinderteil 23a, das in die innere Umfangsfläche der Dichtungsgehäusenut 15 eingepresst ist, und ein Halteteil 23b auf, das gebogen ist, um sich in die Richtung senkrecht zur axialen Richtung des zweiten Rohrs 11 zu erstrecken. Der Außendurchmesser des äußeren Zylinderteils 23a ist dimensioniert, um etwas größer als der Innendurchmesser der Innenumfangsfläche in der Dichtungsgehäusenut 15 zu sein, wodurch ein Einpressspielraum gewährleistet ist.
Andererseits weist das Halteteil 23b ein mittleres Einsetz-Durchgangsloch 23c auf, das in der Mitte des Halteteils 23b ausgebildet ist. Der Innendurchmesser „R“ des mittleren Einsetz-Durchgangslochs 23c ist dimensioniert, um im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser „R1“ des eine Außenkeilverzahnung bildenden Teils 18 der hinterseitigen Welle 9 zu sein.
Das Dichtelement 24 ist im Querschnitt in einer im Wesentlichen umgekehrten C-Form ausgebildet. Der äußere Umfangsbereich 24a des Dichtelements 24 wird mit den inneren Umfangswandflächen des äußeren Zylinderteils 23a und Halteteils 23b durch ein Vulkanisierungsverbinden verbunden. Die innere Umfangsfläche des inneren Umfangsbereichs 24b und die Dichtlippe 24c des Dichtelements 24 sind eingerichtet, um auf der äußeren Umfangsdichtfläche 9b der hinterseitigen Welle 9 anzuliegen.
Im Übrigen ist ein ringförmiger Zwischenraum „CS“ zwischen der inneren Wandfläche 15a der Dichtungsgehäusenut 15 und den vorderen Endflächen des Halteelements 23 und Dichtelements 24, die der inneren Wandfläche 15a axial zugewandt sind, zum Verhindern einer unerwünschten Beeinträchtigung zwischen ihnen beim Einpassen des Halteelements 23 ausgebildet.
Die Kraftübertragungswelle der dritten Ausführungsform kann mit der vorab erörterten Anordnung dieselbe Funktion und Effektte der ersten Ausführungsform vorsehen. In der dritten Ausführungsform in 6 wird insbesondere das Halteelement 23 zusammen mit dem Dichtelement 24 in der Dichtungsgehäusenut 15 gehalten. So kann der Außendurchmesser der Kraftübertragungswelle der dritten Ausführungsform weiter reduziert werden.
Das Halteelement 23 und Dichtelement 24 sind zusätzlich miteinander vereinigt, wodurch die Teileanzahl reduziert wird. Dies trägt zu geringem Zeitaufwand und geringen Kosten der Kraftübertragungswelle bei. Der Öl-Dichtstrukturkörper, in dem das Halteelement 23 und Dichtelement 24 miteinander vereinigt sind, kann mühelos in die Dichtungsgehäusenut 15 mit einem einzigen Vorgang eingepresst und gehalten werden. Daher erleichtert die Kraftübertragungswelle der dritten Ausführungsform die Montagearbeit.
[Vierte Ausführungsform]
Unter Bezugnahme auf 7 bis 8 wird die Kraftübertragungswelle (die Fahrzeug-Gelenkwelle) der vierten Ausführungsform dargestellt. Eine ringförmige Dichtungsgehäusenut 26 ist in der äußeren Umfangsdichtfläche 9b der hinterseitigen Welle 9 an einer im Wesentlichen mittleren axialen Position der äußeren Umfangsdichtfläche 9b ausgebildet. Ein Dichtelement 25 ist in die Dichtungsgehäusenut 26 eingepresst. Ein Halteelement 27 ist in der zylindrischen inneren Umfangsfläche 14 (mit einem einheitlichen Innendurchmesser) des hinteren Endes 11a des zweiten Rohrs 11 eingepresst.
Der hintere Endbereich des Halteelements 27 ist in einer zylindrischen hohlen Form ausgebildet, während der vordere Endbereich 27a des Halteelements 27 als abgeschrägter Bereich ausgebildet ist. Der vordere abgeschrägte Endbereich 27a weist eine konische äußere Umfangsfläche 27c und eine konische innere Umfangsfläche 27d auf. In einem Einpresszustand eines Halteelements 27 in die zylindrische innere Umfangsfläche 14 wird der Außenumfang des Dichtrings 25 in Druckkontakt mit der inneren Umfangsfläche des Halteelements 27 gehalten. So wird der Dichtring 25 zwischen der Nutbodenfläche der Dichtungsgehäusenut 26 und der inneren Umfangsfläche des Halteelements 27 durch Zusammendrücken verformt.
Beim Montieren der jeweiligen Komponententeile wird daher zunächst der Dichtring 25 in die Dichtungsgehäusenut 26 eingepasst und gehalten. In diesem Zustand wird die hinterseitige Welle 9 in das zweite Rohr 11 über die Keilverzahnung (das heißt, Innenkeilverzahnungsbereich 13 und Außenkeilverzahnungsbereich 19, die miteinander keilverbunden sind) eingesetzt und zu einer vorbestimmten axialen Position verschoben.
Beim Einpressen des vorderen abgeschrägten Endbereichs 27a des Halteelements 27 an die zylindrische innere Umfangsfläche 14 bewegt sich dann das Halteelement 27 ohne eine unerwünschte Beeinträchtigung zwischen dem vorderen abgeschrägten Endbereich 27a und der inneren Öffnungskante der Öffnung des hinteren Endes 11a aufgrund der konischen äußeren Umfangsfläche 27c axial nach vorn. Gleichzeitig bewegt sich das Halteelement 27 ohne unerwünschte Beeinträchtigung zwischen dem abgeschrägten Endbereich 27a und dem Außenumfang des Dichtrings 25 aufgrund der konischen inneren Umfangsfläche 27d gleichmäßig axial nach vorn. So kann das Halteelement 27 an der vorbestimmten axialen Position problemlos eingepresst und zu dieser verschoben werden, wie in 7 dargestellt.
Daher kann die Montagearbeit des Halteelements 27 mühelos vollendet werden. Zusätzlich kann der Dichtring 25 in der Dichtungsgehäusenut 26 mit einer angemessenen Druckkraft gehalten werden. Dies gewährleistet eine günstige Dichtleistung.
Wenn übermäßige Eingangslasten auf die vorderseitige Welle 8 und/oder die hinterseitige Welle 9 in eine zurückgezogene Richtung (siehe die beiden hohlen Pfeile in 8, die in die zwei entgegengesetzten axialen Richtungen ausgerichtet sind) aufgebracht werden, sodass die vorderseitige Welle 8 und die hinterseitige Welle 9 axial miteinander zurückgezogen werden, das heißt, in Gegenwart der zurückgezogenen relativen Gleitbewegung (das heißt, ein Übergang vom Zustand in 7 zum Zustand in 8) der beiden Wellen 8, 9 axial zurückgezogen werden, gleitet nur das Halteelement 27 zusammen mit der vorderseitigen Welle 8 gleichmäßig auf dem Außenumfang des Dichtrings 25, während es axial weg vom Außenkeilverzahnungsbereich 19 gleitet. Somit ist es möglich, ein einen Aufprall absorbierendes Potential der beiden Wellen 8, 9 vor einem Reduzieren ausreichender zu unterdrücken.
In der Kraftübertragungswellenanordnung der vierten Ausführungsform können der Außendurchmesser des Dichtrings 25 und der Außendurchmesser des Halteelements 27 soweit wie möglich reduziert werden. Das trägt zum reduzierten Durchmesser der Kraftübertragungswelle bei.
Der Dichtring 25 kann insbesondere eingerichtet werden, um einen vergleichsweise reduzierten Querschnittsbereich aufzuweisen, wodurch die Herstellkosten reduziert werden.
Zusätzlich ist die Querschnittsanordnung des Halteelements 27 unkompliziert, das heißt, eine im Wesentlichen zylindrische hohle Form. Die vereinfachte Anordnung des Halteelements 27 trägt zu einer einfachen Bearbeitung bei.
[Fünfte Ausführungsform]
Unter Bezugnahme auf 9 wird die Kraftübertragungswelle (die Fahrzeug-Gelenkwelle) der fünften Ausführungsform dargestellt. Die Basisanordnung der Kraftübertragungswelle der fünften Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform ähnlich. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform wie folgt. Das heißt, die hinterseitige Welle 9 der ersten Ausführungsform ist als zylindrisch hohles rohrförmiges Element ausgebildet, während die hinterseitige Welle 9 der fünften Ausführungsform als Vollwelle ausgebildet ist. Die andere Konfiguration/Anordnung der fünften Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform ähnlich. So kann die Kraftübertragungswelle der fünften Ausführungsform dieselbe Funktion und Effekte wie die erste Ausführungsform vorsehen.
[Sechste Ausführungsform]
Unter Bezugnahme auf 10 bis 11 wird die Kraftübertragungswelle (die Fahrzeug-Gelenkwelle) der sechsten Ausführungsform dargestellt. Die Basisanordnung der Kraftübertragungswelle der sechsten Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform ähnlich. Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich hauptsächlich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Form des Halteelements 20 der sechsten Ausführungsform etwas modifiziert ist.
Das heißt, eine ringförmige Eingriffsnut 30 ist in der äußeren Umfangsfläche des hinteren Endes 11a des zweiten Rohrs 11 ausgebildet. Die ringförmige Eingriffsnut 30 ist in einer im Wesentlichen rechtwinkligen Form im Querschnitt ausgebildet. Eine hintere Endwandfläche 30b der Eingriffsnut 30, die sich vom hintersten Ende einer Nutbodenfläche 30a erhebt, ist als ringförmige senkrechte Fläche ausgebildet, die sich in die Richtung erstreckt, die senkrecht zur axialen Richtung des zweiten Rohrs 11 ist. Im Gegensatz dazu ist eine vordere Endwandfläche 30c der Eingriffsnut 30, die sich vom vordersten Ende der Nutbodenfläche 30a erhebt, als axial nach vorn gerichtete geneigte konische Fläche ausgebildet, die als Flankenoberfläche (Abstandsfläche) dient.
Andererseits wird das Halteelement 20 der sechsten Ausführungsform aus einer eisenbasierten Metallplatte hergestellt und in einer im Wesentlichen C-Form im Querschnitt durch Pressen in einer ähnlichen Weise wie in der ersten Ausführungsform ausgebildet und gebogen. Das Halteelement 20 weist das äußere Zylinderteil 20a und das scheibenförmige Halteteil 20b auf, die gebogen sind, um sich in die Richtung zu erstrecken, die senkrecht zur axialen Richtung des zweiten Rohrs 11 ist. In der sechsten Ausführungsform wird das vordere Ende des äußeren Zylinderteils 20a einstückig mit einer Mehrzahl von Eingriffsansätzen 20e ausgebildet. Bei der Montage werden die Eingriffsansätze 20e in Eingriff mit der Eingriffsnut 30 gebracht.
Wie aus 11 ersichtlich, werden die Eingriffsansätze 20e über eine Mehrzahl von umfangsmäßig abstandsgleichen Schlitzen 20f voneinander getrennt. Nachdem das Halteelement 20 auf das hintere Ende 11a des zweiten Rohrs 11 der vorderseitigen Welle 8 axial nach vorn eingepasst worden ist, werden diese Eingriffsansätze 20e des vorderen Endes des äußeren Zylinderteils 20a radial nach innen durch Druck verformt und gebogen, sodass die Eingriffsansätze 20e in einen Einpresseingriff mit der äußeren Umfangskante der hinteren Endwandfläche 30b der Eingriffsnut 30 gebracht werden. In dieser Weise wird das Halteelement 20 mit dem hintersten Ende des zweiten Rohrs 11 durch einen Einpresseingriff der Eingriffsansätze 20e und der Eingriffsnut 30 fest verbunden.
Wenn in der sechsten Ausführungsform das Halteelement 20 auf dem hinteren Ende 11a des zweiten Rohrs 11 fixiert wird, wird dadurch zunächst das äußere Zylinderteil 20a mit den axial geraden Eingriffsansätzen 20e, die noch nicht gebogen sind, auf dem Außenumfang des hinteren Endes 11a ohne Einpressen des äußeren Zylinderteils 20a auf dem äußeren Umfang des hinteren Endes 11a lose eingepasst. Danach werden die Eingriffsansätze 20e des vorderen Endes des äußeren Zylinderteils 20a radial nach innen durch Druck verformt und gebogen und verstemmt. So steht das Halteelement 20 sicher mit der äußeren Umfangskante der hinteren Endwandfläche 30b und der Eingriffsnut 30 in Eingriff.
Daher kann das Halteelement 20 sicherer auf dem hinteren Ende 11a des zweiten Rohrs 11 fixiert werden.
Wenn jeder der Eingriffsansätze 20e radial nach innen gebogen wird, fungiert die vordere Endwandfläche 30c der Eingriffsnut 30 als Flankenfläche (Abstandsfläche). Dies erleichtert die Biegearbeit (Arbeit des Verstemmens).
Die andere Konfiguration/Anordnung der sechsten Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform ähnlich. So kann die Kraftübertragungswelle der sechsten Ausführungsform dieselbe Funktion und Wirkungen wie die erste Ausführungsform vorsehen.
[Siebte Ausführungsform]
Unter Bezugnahme auf 12 bis 13 wird die Kraftübertragungswelle (die Fahrzeug-Gelenkwelle) der siebten Ausführungsform dargestellt. Wie in 12 dargestellt, wird die äußere Umfangsdichtfläche 9b der hinterseitigen Welle 9 als mäßig geneigte Fläche 9d ausgebildet und eingerichtet, die nahe der äußeren Umfangskante des ganz rechten axialen Endes des die Außenkeilverzahnung bildenden Teils 18 positioniert ist, und deren Außendurchmesser verringert sich mäßig allmählich von der äußeren Umfangskante des ganz rechten axialen Endes des die Außenkeilverzahnung bildenden Teils 18 zur Gleitfläche 9c.
In ähnlicher Weise zur ersten Ausführungsform wird das Halteelement 20 der siebten Ausführungsform in einer im Wesentlichen C-Form im Querschnitt durch Pressen ausgebildet und gebogen. Das Halteelement 20 weist das äußere Zylinderteil 20a und das scheibenförmige Halteteil 20b auf. Die äußere Umfangsfläche des äußeren Zylinderteils 20a ist an der zylindrischen inneren Umfangsfläche 14 eingepresst, die im Innenumfang des hinteren Endes 11a des zweiten Rohrs 11 ausgebildet ist. In der siebten Ausführungsform dient die zylindrische innere Umfangsfläche 14 unter Mitwirkung des Halteelements 20 als etwas diametral erweiterte ringförmige Dichtungsgehäusenut. Bei Betrachtung des Dichtrings, der als Dichtelement dient, wird der äußere Umfangsbereich des Dichtrings 16 in einem normal montierten Zustand, in dem das vordere Ende 9a der hinterseitigen Welle 9 axial in das zweite Rohr 11 durch ein vorgeschriebenes Ausmaß eingesetzt worden ist und somit der Innenkeilverzahnungsbereich 13 und der Außenkeilverzahnungsbereich 19 zufriedenstellend miteinander keilverbunden sind, in einem elastischen Kontakt mit der inneren Umfangsseite des Halteelements 20 gehalten. Andererseits wird der innere Umfangsbereich des Dichtrings 16 in elastischen Kontakt mit der mäßig geneigten Fläche 9d der äußeren Umfangsdichtfläche 9b der hinterseitigen Welle 9 mit einer Druckverformung gehalten.
Dadurch kann die Kraftübertragungswelle der siebten Ausführungsform dieselbe Funktion und Wirkungen wie die erste Ausführungsform vorsehen. Aufgrund des reduzierten Außendurchmessers des Halteelements 20 kann insbesondere der Außendurchmesser der Kraftübertragungswelle der siebten Ausführungsform weiter reduziert werden.
Wenn übermäßige Eingangslasten auf die vorderseitige Welle 8 und/oder die hinterseitige Welle 9 in eine zurückgezogene Richtung (siehe die beiden hohlen Pfeile in 13, die in die beiden entgegengesetzten axialen Richtungen ausgerichtet sind) aufgebracht werden, sodass die vorderseitige Welle 8 und die hinterseitige Welle 9 axial miteinander zurückgezogen werden, das heißt in Gegenwart der zurückgezogenen relativen Gleitbewegung (das heißt, ein Übergang vom Zustand in 12 zum Zustand in 13) der beiden Wellen 8, 9, gleitet der innere Umfangsbereich des Dichtungsrings 16 axial auf der mäßig geneigten Fläche 9d zur Gleitfläche 9c. Folglich wird der Innenumfang des Dichtrings 16 in ein beabstandetes berührungsloses Verhältnis mit der äußeren Umfangsdichtfläche 9b (das heißt die geneigte Fläche 9d) gebracht.
Daher kann ein Gleitwiderstand, der durch den Dichtring 16 bewirkt wird, ausreichend reduziert werden, wodurch ein günstigerer Aufprall-Absorbierungseffekt gewährleistet wird.
[Achte Ausführungsform]
Unter Bezugnahme auf 14 wird die Kraftübertragungswelle (die Fahrzeug-Gelenkwelle) der achten Ausführungsform dargestellt. Die Basisanordnung der Kraftübertragungswelle der achten Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform ähnlich. Die achte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hauptsächlich darin, dass der Querschnitt des Halteteils 20b des Halteelements 20 etwas modifiziert ist. Das heißt, der innere Umfangsbereich des Halteteils 20b ist teilweise als ein axial nach hinten erweiterter Bereich 20b eingerichtet. Der Dichtring 16 ist im erweiterten Bereich 20g aufgenommen und wird darin gehalten.
Der Haltebereich 20 weist das äußere Zylinderteil 20a und das Halteteil 20b auf, die beide durch Pressen einstückig ausgebildet sind. Das äußere Zylinderteil 20a wird auf die zylindrischen Einpressfläche 17 des hinteren Endes 11a des zweiten Rohrs 11 eingepresst. Das Halteteil 20b ist als ringförmiges Halteteil eingerichtet, das an einer im Wesentlichen axialen mittleren Position des äußeren Zylinderteils 20a in die Richtung, die senkrecht zur axialen Richtung des zweiten Rohrs 11 ist, gebogen wird.
Unter Betrachtung des Halteteils 20b wird der vorab angemerkte innere erweiterte Umfangsbereich 20g in einen abgestuften Bereich mit kleinem Durchmesser gebogen und ausgebildet. Der Dichtring 16 wird zwischen der inneren Umfangswand des erweiterten Bereichs 20g und der hintersten Endfläche 11b des zweiten Rohrs 11 gehalten und dazwischen angeordnet.
Wie aus dem Vergleich zwischen dem Querschnitt von 2 der ersten Ausführungsform und dem Querschnitt von 14 der achten Ausführungsform selbstverständlich ist, wird der Durchmesser des Dichtrings 16 der achten Ausführungsform dimensioniert, um kleiner als der der ersten Ausführungsform zu sein. Der innere Umfangsbereich des Dichtrings 16 wird in elastischen Kontakt mit der äußeren Umfangsdichtfläche 9b der hinterseitigen Welle 9 mit einer Druckverformung gehalten.
Dadurch kann die Kraftübertragungswelle der achten Ausführungsform dieselbe Funktion und Wirkungen wie die erste Ausführungsform aufweisen. Der erweiterte Bereich 20g, der als Dichtringgehäuse dient, kann insbesondere durch Pressen mühelos ausgebildet werden. Durch das Halteelement 20 mit diesem abgestuften Querschnitt (das heißt, der erweiterte Dichtringgehäusebereich 20g) wird der Dichtring 16 direkt im Halteelement 20 gehalten. Dies eliminiert die Notwendigkeit, dass eine Dichtungsgehäusenut in der inneren Umfangsfläche des hinteren Endes 11a ausgeschnitten und bearbeitet wird.
Wegen der oben erörterten Gründe gewährleistet die Dicht-/Halteanordnung der achten Ausführungsform eine einfachere Fertigung, wodurch sich die Herstellkosten verringern.
[Neunte Ausführungsform]
Unter Bezugnahme auf 15 wird die Kraftübertragungswelle (die Fahrzeug-Gelenkwelle) der neunten Ausführungsform dargestellt. Die Basisanordnung der Kraftübertragungswelle der neunten Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform ähnlich. Die neunte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hauptsächlich darin, dass eine zylindrische Einpressnut 31 in der hintersten Endfläche 11b des zweiten Rohrs 11 ausgeschnitten und ausgebildet wird. Die axiale Tiefe der Einpressnut 31 ist dimensioniert, um etwas größer als die axiale Länge des äußeren Zylinderteils 20a des Halteelements 20 zu sein, um so eine axiale Bewegung des äußeren Zylinderteils 20a zum Eingriff mit der Einpressnut 31 zu ermöglichen. Das distale Ende der radialen inneren zylindrischen Wandfläche 31a der Einpressnut 31 wird teilweise als konische Fläche 31b (eine abgeschrägte Kante) bearbeitet oder abgefast, deren Außendurchmesser sich allmählich axial nach hinten verringert (das heißt, zum Öffnungsende der Einpressnut 31). Die konische Fläche 31b fungiert als Führungsfläche zum Einpressen des Halteelements 20.
Wie aus dem Vergleich zwischen dem Querschnitt in 2 der ersten Ausführungsform und dem Querschnitt in 15 der neunten Ausführungsform selbstverständlich wird, ist der Außendurchmesser des äußeren Zylinderteils 20a des Halteelements 20 der neunten Ausführungsform dimensioniert, um kleiner als der der ersten Ausführungsform zu sein. Wenn das äußere Zylinderteil 20a in die Einpressnut 31 axial nach vorn tief eingepresst wird, während es durch die konische Fläche 31b geführt wird, wird die innere Umfangsfläche des äußeren Zylinderteils 20a auf die zylindrische Wandfläche 31a eingepresst, die axial nach vorn bezüglich der konischen Fläche 31b positioniert ist. So kann das Halteelement 20 in der Einpressnut 31 stabil aufgenommen und gehalten werden.
In ähnlicher Weise zur ersten Ausführungsform wird der Dichtring 16 der neunten Ausführungsform, der als Dichtelement dient, ebenfalls in der Dichtungsgehäusenut 15 eingepasst und gehalten, sodass der Dichtring 16 zwischen der inneren Endfläche des Halteteils 20b und der inneren Wandfläche 15a der Dichtungsgehäusenut 15 zwischengelegt wird. Im konkreten Fall wird der Dichtring 16 zwischen der inneren Umfangsfläche der Dichtungsgehäusenut 15 und der äußeren Umfangsdichtfläche 9b der hinterseitigen Welle 9 mit einer Druckverformung gehalten.
Dadurch kann die Kraftübertragungswelle der neunten Ausführungsform dieselbe Funktion und Wirkungen wie die erste Ausführungsform aufweisen. Aufgrund des weiter reduzierten Außendurchmessers des Halteelements 20 kann insbesondere der Außendurchmesser der Kraftübertragungswelle der neunten Ausführungsform weiter im Vergleich zur ersten Ausführungsform reduziert werden.
In den dargestellten Ausführungsformen ist das hintere Ende 11a der rohrförmigen vorderseitigen Welle 8 angeordnet, um der hinteren Seite eines Fahrzeugs zugewandt zu sein, wenn die rohrförmige vorderseitige Welle 8 zusammen mit der hinterseitigen Welle 9 am Fahrzeug eingebaut wird. Somit ist es möglich, um ein Eintreten von Fremdkörpern, wie zum Beispiel Bodenstaub und/oder Schmutzwasser, die durch Vorderräder aufgespritzt werden, zwischen dem Innenkeilverzahnungsbereich 13 (Innenverzahnungen) und dem Außenkeilverzahnungsbereich 19 (Außenverzahnungen) zu verhindern. In den dargestellten Ausführungsformen umfasst die Eingriffsvorrichtung (das heißt, der Außenkeilverzahnungsabschnitt 18, 19 und der Innenkeilverzahnungsabschnitt 12, 13), die zur hinterseitigen Welle 9 gehört, den Außenkeilverzahnungsbereich 19. Die hinterseitige Welle 9 ist mit dem die Außenkeilverzahnung bildenden Teil 18, auf dem der Außenkeilverzahnungsbereich 19 ausgebildet ist, und mit dem nicht verzahnten Abschnitt 9b ausgebildet, der von dem die Außenkeilverzahnung bildenden Teil 18 zur hinteren Endseite der hinterseitigen Welle 9, die der axialen hinteren Richtung zugewandt ist, ausgebildet ist. Der Innendurchmesser R des Einsetz-Durchgangslochs 20d ist dimensioniert, um größer als zumindest der Außendurchmesser des nicht verzahnten Abschnitts 9b zu sein. Dies gewährleistet gleichmäßige relative Verschiebungen der beiden Wellen 8, 9 während einer axialen Gleitbewegung der vorderseitigen Welle 8 relativ zur hinterseitigen Welle 9 in die zurückgezogene Richtung, sodass die beiden Wellen 8, 9 axial miteinander zurückgezogen werden.
Der gesamte Inhalt der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-055776 (eingereicht am 19.03.2015) wird hiermit durch Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt vorliegender Anmeldung gemacht.
Während das Vorhergehende eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ist, die die Erfindung beinhaltet, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die besonderen hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen begrenzt ist, sondern dass verschiedene Änderungen und Modifikationen, ohne vom Umfang oder Geist dieser Erfindung abzuweichen, ausgeführt werden können, wie durch die folgenden Ansprüche definiert wird. In den dargestellten Ausführungsformen ist die Kraftübertragungswelle beispielhaft in einer Fahrzeug-Gelenkwelle dargestellt. Stattdessen kann das erfinderische Konzept für eine Gelenkwelle zur Anwendung in Schiffen verwendet werden. Die Größenordnung (zum Beispiel die Tiefe) der Dichtungsgehäusenut und der Querschnitt (die äußere Durchmesserdimension) des Dichtrings können in Abhängigkeit der Anmeldungsaufgabe einer Kraftübertragungswelle und/oder der äußeren Durchmesserdimension einer Kraftübertragungswelle angemessen festgelegt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6186687 [0056]
JP 2015-055776 [0114]

Claims

Kraftübertragungswelle, umfassend: – ein erstes Wellenelement (9) mit einem Außenkeilverzahnungsbereich (19), der auf einer äußeren Umfangsfläche einer zumindest ersten Endseite (9a) des ersten Wellenelements (9) ausgebildet ist, das einer ersten axialen Richtung der beiden entgegengesetzten axialen Richtungen zugewandt ist; – ein zweites Wellenelement (8) mit einem Innenkeilverzahnungsbereich (13), der auf einer inneren Umfangsfläche einer zumindest zweiten Endseite (11a) des zweiten Wellenelements (8) ausgebildet ist, das einer zweiten axialen Richtung zugewandt ist, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist, wobei der Innenkeilverzahnungsbereich (13) mit dem Außenkeilverzahnungsbereich (19) durch Einsetzen des Außenkeilverzahnungsbereichs (19) des ersten Wellenelements (9) von der zweiten Endseite (11a) des zweiten Wellenelements (8) keilverbunden ist, um so eine axiale Gleitbewegung des zweiten Wellenelements (8) relativ zum ersten Wellenelement (9) zu ermöglichen; – ein Dichtelementgehäuse (15), das an der zweiten Endseite (11a) des zweiten Wellenelements (8) als diametral erweiterter Bereich, dessen Innendurchmesser größer als ein Durchmesser eines Fußkreises des Innenkeilverzahnungsbereichs (13) ist, zum Aufnehmen eines Dichtelements (16; 24) ausgebildet ist, das ein Eintreten von Fremdkörpern von außen in einen Keilverbindungsabschnitt des Innenkeilverzahnungsbereichs (13) und des Außenkeilverzahnungsbereichs (19) verhindert; und – ein Halteelement (20; 22; 23), das fest mit der zweiten Endseite (11a) des zweiten Wellenelements (8) zum Ausbilden einer ersten Wand (20c; 22a) des Dichtelementgehäuses (15) verbunden ist.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 1, wobei: – das Dichtelementgehäuse (15) aus der ersten Wand (20c; 22a) des Halteelements (20; 22; 23), einer inneren Umfangsfläche des diametral erweiterten Bereichs und einer zweiten Wand (15a) des diametral erweiterten Bereichs, der der ersten Wand (20c; 22a) axial zugewandt ist, ausgebildet ist.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 1, wobei: – das erste Wellenelement (9) mit einem eine Außenkeilverzahnung bildenden Teil (18), auf dem der Außenkeilverzahnungsbereich (19) ausgebildet ist, und einer äußeren Umfangsdichtfläche (9b) ausgebildet ist, die von dem die Außenkeilverzahnung bildenden Teil (18) zu einer zweiten Endseite des ersten Wellenelements (9) ausgebildet ist, die der zweiten axialen Richtung zugewandt ist, und eingerichtet ist, um in einem Anlageeingriff mit dem Dichtelement (16) gehalten zu werden.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 3, wobei: – das Halteelement (20; 22; 23) mit einem Einsetz-Durchgangsloch (20d) ausgebildet ist, in das das erste Wellenelement (9) eingesetzt ist; und – ein Innendurchmesser (R) des Einsetz-Durchgangslochs (20b) dimensioniert ist, um größer als zumindest ein Außendurchmesser der äußeren Umfangsdichtfläche (9b) zu sein.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 1, wobei: – das Dichtelement (24) und das Halteelement (23) einstückig miteinander als einzelner struktureller Dichtkörper ausgebildet sind; und – der einzelne strukturelle Dichtkörper (24, 23) im Dichtelementgehäuse (15) aufgenommen ist.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 1, wobei: – das Halteelement (20; 22; 23) in einen Anlageeingriff mit einem eine Außenkeilverzahnung bildenden Teil (18) des ersten Wellenelements (9) gebracht ist, auf dem der Außenkeilverzahnungsbereich (19) ausgebildet ist, wenn das zweite Wellenelement (8) relativ zum ersten Wellenelement (9) in die erste axiale Richtung über den Innenkeilverzahnungsbereich (13) und den Außenkeilverzahnungsbereich (2), die miteinander keilverbunden sind, gleitet.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 1, wobei: – die zweite Endseite (11a) des zweiten Wellenelements (8) angeordnet ist, um einer hinteren Seite eines Fahrzeugs zugewandt zu sein, wenn das zweite Wellenelement (8) am Fahrzeug eingebaut ist.
Kraftübertragungswelle, umfassend: – ein Wellenelement (9) mit einem Außenkeilverzahnungsbereich (19), der auf einer äußeren Umfassungsfläche einer zumindest ersten Endseite (9a) des Wellenelements (9) ausgebildet ist, das einer ersten axialen Richtung der beiden entgegengesetzten axialen Richtungen zugewandt ist; – ein rohrförmiges Element (8) mit einem Innenkeilverzahnungsbereich (13), der auf einer inneren Umfassungsfläche einer zumindest zweiten Endseite (11a) des rohrförmigen Elements (8) ausgebildet ist, das einer zweiten axialen Richtung zugewandt ist, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist, wobei das rohrförmige Element (8) mit dem Wellenelement (9) durch Einsetzen der ersten Endseite (9a) des zweiten Wellenelements (9) von der zweiten Endseite (11a) des rohrförmigen Elements (8) keilverbunden ist, um somit eine axiale Gleitbewegung des rohrförmigen Elements (8) relativ zum Wellenelement (9) zu ermöglichen; – eine einen axialen Aufprall absorbierende Vorrichtung (18, 19; 12, 13), die strukturiert ist, um einen axialen Aufprall über eine relative Gleitbewegung zwischen dem Innenkeilverzahnungsbereich (13) und dem Außenkeilverzahnungsbereich (19), die miteinander keilverbunden sind, zu absorbieren; – ein Dichtelement (16; 24), das eingerichtet ist, um ein Eintreten von Fremdkörpern von außen in einen Keilverbindungsabschnitt des Innenkeilverzahnungsbereichs (13) und des Außenkeilverzahnungsbereichs (19) zu verhindern; und – ein Dichtelementgehäuse (15), das strukturiert ist, um das Dichtelement (16; 24) aufzunehmen, wobei das Dichtelementgehäuse (15) aus einem diametral erweiterten Bereich ausgebildet ist, der an einer zweiten Endseite des rohrförmigen Elements (8) ausgebildet und eingerichtet ist, um einen Innendurchmesser aufzuweisen, der größer als ein Durchmesser eines Fußkreises des Innenkeilverzahnungsbereichs (13) ist, und ein Halteelement (20; 22; 23) fest mit der zweiten Endseite des rohrförmigen Elements (8) verbunden ist.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 8, wobei: – das Wellenelement (9) mit einem eine Außenkeilverzahnung bildenden Teils (18), auf dem der Außenkeilverzahnungsbereich (19) ausgebildet ist, und einer äußeren Umfangsdichtfläche (9b) ausgebildet ist, die von dem die Außenkeilverzahnung bildenden Teil (18) zu einer zweiten Endseite des Wellenelements (9) ausgebildet wird, die der zweiten axialen Richtung zugewandt ist, und eingerichtet ist, um in einem Anlageeingriff mit dem Dichtelement (16) gehalten zu werden.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 9, wobei: – das Halteelement (20; 22; 23) mit einem Einsetz-Durchgangsloch (20d) ausgebildet ist, in das das Wellenelement (9) eingesetzt wird; und – ein Innendurchmesser (R) des Einsetz-Durchgangslochs (20b) dimensioniert ist, um größer als zumindest ein Außendurchmesser der äußeren Umfangsdichtfläche (9b) zu sein.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 8, wobei: – das Dichtelement (24) und das Halteelement (23) einstückig miteinander als einzelner struktureller Dichtkörper einstückig ausgebildet sind; und – der einzelne strukturelle Dichtkörper (24, 23) im Dichtelementgehäuse (15) aufgenommen ist.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 8, wobei: – das Halteelement (20; 22; 23) in einen Anlageeingriff mit einem eine Außenkeilverzahnung bildenden Teil (18) des Wellenelements (9) gebracht wird, auf dem der Außenkeilverzahnungsbereich (19) ausgebildet ist, wenn das rohrförmige Wellenelement (8) relativ zum Wellenelement (9) in die erste axiale Richtung über den Innenkeilverzahnungsbereich (13) und den Außenkeilverzahnungsbereich (2), die miteinander keilverbunden sind, gleitet.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 12, wobei: – der Innendurchmesser (R) des Einsetz-Durchgangslochs (20d) des Halteelements (20; 22; 23) dimensioniert ist, um kleiner als ein Durchmesser eines Kopfkreises des Außenkeilverzahnungsbereichs (19) zu sein, der auf dem Wellenelement (9) ausgebildet ist.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 8, wobei: – das Halteelement ein elastisch verformbares Halteelement (13) aufweist, das auf einer inneren Umfangswand des rohrförmigen Elements (8) eingebaut ist und damit in elastischem Kontakt gehalten ist.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 14, wobei: – das rohrförmige Element (8) eine ausgesparte Nut (21) aufweist, die in der inneren Umfangswand des rohrförmigen Elements (8) ausgebildet ist; und – das elastisch verformbare Halteelement (13) in die ausgesparte Nut (21) eingepasst ist und in diese zurückschnappt.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 8, wobei: – das Halteelement (23) radial zwischen einer inneren Umfangswand (15c) des rohrförmigen Elements (8) und des Dichtelements (24) angeordnet ist; und – das Dichtelement (24) zwischen einem äußeren Umfang (9b) des Wellenelements (9) und einem inneren Umfang des Halteelements (23) mit einer Druckverformung gehalten wird.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 8, wobei: – die zweite Endseite des rohrförmigen Elements (8) angeordnet ist, um einer hinteren Seite eines Fahrzeugs zugewandt zu sein, wenn das rohrförmige Element (8) am Fahrzeug eingebaut ist.
Kraftübertragungswelle, umfassend: – ein erstes Wellenelement (9); – ein zweites Wellenelement (8) mit einer axialen Bohrung, die eingerichtet ist, um eine erste Endseite (9a) des ersten Wellenelements (9), die einer ersten axialen Richtung von zwei entgegengesetzten axialen Richtungen zugewandt ist, von einer zweiten Endseite (11a) des zweiten Wellenelements (8), die einer zweiten axialen Richtung zugewandt ist, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist, axial einzusetzen; – eine Eingriffsvorrichtung (18, 19; 12, 13), die strukturiert ist, um eine relative Gleitbewegung zwischen dem ersten Wellenelement (9) und dem zweiten Wellenelement (8) in die axiale Bohrung zu ermöglichen, und eine relative Drehung zwischen dem ersten Wellenelement (9) und dem zweiten Wellenelement (8) in der axialen Bohrung zu verhindern; – ein Dichtelementgehäuse (15), das an der zweiten Endseite (11a) des zweiten Wellenelements (8) als diametral erweiterter Bereich ausgebildet ist, dessen Durchmesser größer als ein Innendurchmesser der axialen Bohrung ist, und der diametral erweiterte Bereich eingerichtet ist, um eine sich radial erstreckende Innenwandfläche (15a) und eine zylindrische innere Umfassungsfläche (15c) aufzuweisen, die fortlaufend von der sich radial erstreckenden Innenwandfläche (15a) zum Positionieren eines Dichtelements (16) im diametral erweiterten Bereich und zum Abdichten zwischen dem ersten Wellenelement (9) und dem zweiten Wellenelement (8) ausgebildet sind; – ein Halteelement (20; 22; 23), das fest mit der zweite Endseite (11a) des zweiten Wellenelements (8) verbunden ist und mit einem Einsetz-Durchgangsloch (20d) ausgebildet ist, in das das erste Wellenelement (9) eingesetzt ist, und eingerichtet ist, um das Dichtelementgehäuse (15) unter Mitwirkung des diametral erweiterten Bereichs (15a, 15c) auszubilden.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 18, wobei: – die Eingriffsvorrichtung (18, 19; 12, 13), die zum ersten Wellenelement (9) gehört, einen Außenkeilverzahnungsbereich (19) umfasst; – das erste Wellenelement (9) mit einem eine Außenkeilverzahnung bildenden Teil (18), auf dem der Außenkeilverzahnungsbereich (19) ausgebildet ist, und einen nicht-verzahnten Abschnitt (9b) ausgebildet ist, der von dem die Außenkeilverzahnung – bildenden Teil (18) zu einer zweiten Endseite des Wellenelements (9), das der zweiten axialen Richtung zugewandt ist, ausgebildet ist; und – ein Innendurchmesser (R) des Eingriffs-Durchgangslochs (20d) dimensioniert ist, um größer als zumindest ein Außendurchmesser des nicht-verzahnten Abschnitts (9b) zu sein.
Kraftübertragungswelle gemäß Anspruch 18, wobei: – das Dichtelement (24) und das Halteelement (23) einstückig miteinander als einzelner struktureller Dichtkörper ausgebildet sind; und – der einzelne strukturelle Dichtkörper (24, 23) im Dichtelementgehäuse (15) aufgenommen ist.