DE19925701A1 - Elastisches Wellengelenk - Google Patents
Elastisches WellengelenkInfo
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Abstract
Ein elastisches Wellengelenk weist eine Welle (2), ein drehbares Glied (1) und ein Vibrationsabsorptionsglied (11) auf. An der Welle ist ein Paar außendurchmesserseitiger Eingriffsflächen vorgesehen, die im wesentlichen zueinander parallel sind und sich an Positionen an den gegenüberliegenden Seiten der äußeren peripheren Oberfläche in radialer Richtung befinden. Das drehbare Glied (1) hat ein Paar Verspannplattenbereiche (5), die im wesentlichen zueinander parallel sind und zwischen sich eine querseitige Öffnung definieren. Das Vibrationsabsorptionsglied (11) ist zwischen dem drehbaren Glied (1) und der Welle (2) untergebracht und wird gebildet durch ein elastisches Glied (21), das auf der inneren peripheren Fläche eines Teiles sitzt, das mit dem drehbaren Glied (1) fixiert ist, und an einer gleitenden Hülse (22), die von der inneren peripheren Fläche des elastischen Gliedes (21) abgestützt wird, wobei die innere periphere Fläche in einem gleitenden Kontakt mit der äußeren peripheren Oberfläche der Welle gebracht wird.
Description
Diese Anmeldung beansprucht die Vorteile der japanischen Anmeldungen Nr.
10-163476, 11-046551 und 11-08541 die hiermit durch Rückbeziehung inkorporiert sind.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Wellengelenk, welches zu
sammengesetzt zu einem Universalgelenk zum Konstituieren beispielsweise einer
Lenkvorrichtung für ein Auto, um eine Bewegung eines Lenkrades auf ein Lenkgetriebe
zu übertragen und dabei zu verhindern, daß eine Vibration seitens des Lenkgetriebes
auf das Lenkrad übertragen wird.
Eine Lenkvorrichtung für ein Auto ist angeordnet zum Übertragen einer Bewegung einer
Lenkwelle, die durch ein Lenkrad gedreht wird, auf ein Lenkgetriebe, um den Rädern ei
nen Lenkwinkel zu geben. Normalerweise können die Lenkwelle und die Eingangswelle
des Lenkgetriebes nicht in derselben geraden Linie angeordnet werden. Aus diesem
Grund wird zwischen der Lenkwelle und der Eingangswelle ein Universalgelenk vorge
sehen, um eine Bewegung des Lenkrades auf das Lenkgetriebe zu übertragen. Kon
ventionellerweise wird dem Universalgelenk eine Vibrations-Absorptions-Fähigkeit ver
liehen, um zu verhindern, daß von den Rädern in das Lenkgetriebe übertragene Vibra
tionen bei fahrendem Auto weiter in das Lenkrad übertragen werden, die dem Fahrer ein
unangenehmes Gefühl vermitteln würden. Um dem Universell-Gelenk auf diese Weise
die Vibrations-Absorptions-Fähigkeit zu verleihen, wird üblicherweise in das Universalge
lenk ein elastisches Material wie Gummi eingebaut, so daß durch die Verwendung des
elastischen Materials die Übertragung der Vibration verhindert wird.
Bezüglich eines solchen elastischen Wellengelenks oder einer Universalgelenkszu
sammensetzung mit einem darin angeordneten elastischen Wellengelenk sind konven
tionelle Gelenke offenbart in den JP-Offenlegungen Nr. 56-39325 (FR-Offenlegung
2 464 404), 56-131 831, 60-184 716 bis 60-184 718, 60-215 122, 60-215 123, 61-201 924.
In den JP-Gebrauchsmustern mit den Offenlegungsnummern 54-82257, 5-83462, und
5-89964, der FR-A-2 614 985, und in US-A-4 509 775 etc.
In dem konventionellen bekannten elastischen Wellengelenk ist in dem Fall, in dem eine
Vibration in der Drehrichtung der Welle wie der Lenkwelle aufgebracht wird, wobei auch
eine Vibration in der axialen Richtung dieser Welle aufgebracht wird, die Leistungsfähig
keit des Wellengelenks zum Abdämpfen dieser Vibration gering, so daß die Vibration in
der axialen Richtung leicht auf das Lenkrad übertragen wird. Speziell wenn eine Verset
zung entlang der axialen Richtung auf einen Teil aufgebracht wird, an dem die Welle
montiert ist, z. B. wenn der Abstand zwischen dem Lenkgetriebe und dem Frontendbe
reich der Lenkwelle geändert wird aufgrund einer Vibration beim Fahren des Autos,
dann kann diese Versetzung nicht absorbiert werden. Auch wenn es notwendig ist, eine
Herstellungs- oder Montagetoleranz der Teile zu absorbieren, wenn das elastische
Wellengelenk eingebaut wird in eine Lenkvorrichtung des Autos, dann kann dieses Er
fordernis nicht erfüllt werden. Wenn ein Endbereich der Welle mit dem darin eingesetz
ten elastischen Wellengelenk eingebracht wird in den Basisendbereich eines Joches ei
nes Universalgelenks, und zwar in dessen axialer Richtung, dann ist es erforderlich,
diesen Endbereich der Welle in der axialen Richtung zu versetzen, was ebenfalls nicht
getan werden kann.
Unter Berücksichtigung dieser Umstände wurde eine Struktur vorgeschlagen, bei der
eine Welle in ein Paar Elemente unterteilt und die paarweisen Elemente in einen Kupp
lungsbereich im verzahnenden Eingriff miteinander gebracht sind, wie z. B. offenbart in
JP-A-11-048991. Da der Bereich des verzahnten Eingriffes zwischen den paarweisen
Elementen in axialer Richtung eine große Versetzung gestattet, sogar wenn eine Ver
setzung in axialer Richtung aufgezwungen wird auf einen Teil, an dem die Welle mon
tiert ist beim Fahren des Autos, dann wird diese Versetzung absorbiert. Wenn eine
Herstellungs- oder Montagetoleranz beim Einbauen des elastischen Wellengelenks in
die Lenkvorrichtung des Autos aufzunehmen ist, ist es möglich, eine solche Toleranz zu
verhindern. Wenn weiterhin ein Endbereich der Wellen mit dem daran montierten elasti
schen Wellengelenk einzusetzen ist in den Basisendbereich des Joches des Universal
gelenks, und zwar in axialer Richtung, dann ist es möglich, diesen Endbereich der Welle
in der axialen Richtung zu versetzen.
Jedoch sind die Kosten unvermeidlich erhöht, wenn der Verzahnungseingriffsbereich in
einem Teil der Welle vorgesehen ist. Das heißt, zum Unterdrücken eines Leergangs des
Verzahnungseingriffsbereiches ist es unabhängig vom Vorliegen oder nicht Vorliegen
von Vibrationen im Betrieb des Autos erforderlich, in der Seite einer Außenwelle einen
Schlitz zu formen, an dem eine höchst präzise Bearbeitung vorzunehmen ist, oder eine
vertiefte Verzahnung zu formen zum elastischen Expandieren und Kontrahieren des
Durchmessers dieser Außenwelle. Ferner ist es notwendig, ein Spannglied vorzusehen
zum elastischen Kontrahieren des Durchmessers der äußeren Welle.
Unter Berücksichtigung dieser Umstände ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein
praktisches elastisches Wellengelenk anzugeben, das in der Lage ist, eine Versetzung in
der axialen Richtung zu absorbieren und trotz einer relativ preisgünstigen Herstellung
eine ausreichende Dauerstandfestigkeit sicherzustellen.
Das elastische Wellengelenk gemäß der vorliegenden Erfindung dient zum Kuppeln ei
nes Endbereichs einer drehbaren Welle wie einer Lenkwelle und eines drehbaren Glie
des, das bei Drehung dieser Welle rotiert, wie eines Joches zum Konstituieren eines
Universalgelenks, um eine bestimmte Versetzung in der axialen Richtung und der Rota
tionsrichtung zu absorbieren. Unter solchen elastischen Wellengelenken gemäß der Er
findung hat ein elastisches Wellengelenk gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein
Paar außendurchmesserseitiger Eingriffsflächen, die im wesentlichen zueinander paral
lel sind und sich an zwei Positionen an den gegenüberliegenden Seiten der äußeren
peripheren Oberfläche in der radialen Richtung befinden. Das drehbare Glied ist mit ei
nem Paar Verspannplattenbereichen ausgestattet, die im wesentlichen zueinander
parallel sind, und ist so geformt, daß es eine Öffnung an einer Querseite davon besitzt.
Dann wird zwischen dem drehbaren Glied und der Welle ein Vibrationsabsorptionsglied
eingesetzt. Dieses Vibrationsabsorptionsglied wird konstituiert durch ein elastisches
Glied, das an der inneren peripheren Oberfläche eines Teils angeordnet ist, der an dem
drehbaren Glied befestigt ist, und durch eine Gleithülse, die durch die innere periphere
Oberfläche dieses elastischen Gliedes abgestützt ist, welche innere periphere Oberflä
che in einen Gleitkontakt mit der äußeren peripheren Oberfläche der Welle gebracht
wird.
Ein elastisches Wellengelenk gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung
ist ausgebildet mit einer Kupplungshülse um ein Ende der Welle, um eine freie Verset
zung dieser Welle in der axialen Richtung zu gestatten und um eine Vibration frei zu ab
sorbieren, die an die Welle oder von der Welle übertragen wird. Der Basisbereich des
drehbaren Gliedes, mit dem ein Endabschnitt der Welle zu kuppeln und zu fixieren ist,
ist so geformt, daß er an einer Querseite davon eine Öffnung hat. Dann wird diese
Kupplungshülse mit dem drehbaren Glied gekuppelt und fixiert, und das elastische
Wellengelenk durch Einsetzen der Kupplungshülse in diesen Basisabschnitt von der
Queröffnung her geformt, um die Kupplungshülse durch den Basisabschnitt einzuspan
nen.
Weiterhin ist ein elastisches Wellengelenk gemäß einem dritten Aspekt der vorliegen
den Erfindung ausgestattet mit einem Paar außendurchmesserseitiger Eingriffsflächen,
die im wesentlichen parallel zueinander an zwei Positionen an den gegenüberliegenden
Seiten einer äußeren peripheren Oberfläche in radialer Richtung wenigstens eines End
bereiches der Welle angeordnet sind.
In der Nachbarschaft eines Endbereiches der Welle ist eine Kupplungshülse vorgese
hen. An zwei Positionen an der inneren peripheren Oberfläche und in radialer Richtung
gegenüberliegenden Seiten sind Rotationsbegrenzungszylinder vorgesehen, und zwar
in einem halben Teil dieser Kupplungshülse in axialer Richtung, der ein Teil näher bei
dem Endbereich dieser Welle ist. Jeder dieser Rotationsbegrenzungszylinder ist aus
gestattet mit innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen, die im wesentlichen parallel
zueinander und den vorerwähnten außendurchmesserseitigen Eingriffsflächen zuge
wandt sind, und zwar in einem neutralen Status mit einem Spalt dazwischen, in welchem
keine Phasenversetzung erzeugt wird in Bezug auf die Drehrichtung zwischen der Welle
und der Kupplungshülse, um auf diese Weise das Ausmaß der Verdrehung der Welle
innerhalb der Kupplungshülse zu begrenzen. Andererseits ist ein Rückhaltezylinder in
dem anderen halben Teil der Kupplungshülse in der axialen Richtung vorgesehen, der
einen größeren Durchmesser hat als die Rotationsbegrenzzylinder, wobei dies ein Teil
ist, der näher bei einem Mittelbereich dieser Welle liegt. Zwischen der inneren periphe
ren Oberfläche dieses Rückhaltezylinders und der äußeren peripheren Oberfläche des
Endbereiches der Welle ist ein Vibrationsabsorptionsglied vorgesehen, welches die
Übertragung einer Vibration zur und von der Kupplungshülse in dem vorerwähnten
neutralen Status verhindert, jedoch eine Versetzung der Welle in der axialen Richtung in
Bezug auf diese Kupplungshülse gestattet.
Weiterhin ist außerhalb des drehbaren Gliedes der Basisbereich, mit dem ein Endbe
reich der Welle zu kuppeln und zu fixieren ist, mit einem Paar Verspannplattenbereichen
ausgestattet, die im wesentlichen zueinander parallel sind, und mit einer Öffnung an ei
ner Querseite davon geformt. In einem Status, in dem der Rotationsbegrenzungszylin
der aus der Kupplungshülse zwischen diese zwei Verspannplattenbereiche von der
Queröffnung eingesetzt wird, werden näher bei den Öffnungsenden dieser Verspann
plattenbereiche liegende Teile miteinander durch einen Bolzen gekuppelt, um die beiden
Verspannplattenbereiche zueinander zu verspannen und dadurch die Kupplungshülse
mit dem drehbaren Glied zu verbinden und daran zu fixieren.
Vorzugsweise werden eine oder mehrere der folgenden Strukturen (1) bis (4) hinzuge
fügt:
- (1) Ein stoßabsorbierendes Glied zum Absorbieren der Energie eines Aufschlags, falls der Aufschlag aufgebracht wird in der axialen Richtung, wird in Bezug auf die vor erwähnte Welle vorgesehen, um die Gesamtlänge der Welle zu kontrahieren.
- (2) Zwischen dem Rotationsbegrenzungszylinder und der Welle ist ein Anschlag vor gesehen zum Begrenzen einer Versetzung in der axialen Richtung des Rotations begrenzungszylinders und der Welle innerhalb eines vorbestimmten Bereiches, um zu verhindern, daß die Welle aus der anderen Welle herausgezogen wird.
- (3) Zwischen den Öffnungsendbereichen des Rückhaltezylinders und der äußeren peripheren Oberfläche des Mittelbereiches der Welle und am Öffnungsendbereich des Rotationsbegrenzungszylinders werden Dichtungsglieder angebracht zum Verhindern, daß fremde Substanzen in die Kupplungshülse eindringen.
- (4) An den Querbereichen der paarweisen Verspannungsplattenbereiche zum Konsti tuieren des Basisbereiches des drehbaren Gliedes sind Sperrabschnitte vorgese hen, während die Kupplungshülse ausgestattet wird mit einer Einsatzplatte, die sich frei vorwärts bewegen kann bis zu Teilen, die diesen Sperrabschnitten ge genüber liegen, und nach dieser Vorwärtsbewegung gehindert wird, von diesen den Sperrabschnitten gegenüberliegenden Teilen freizukommen, und zwar auf der Basis eines vorgesehenen Eingriffes mit diesen Sperrabschnitten, und auch ein elastischer Streckteil, der vorsteht von der Öffnungsseite des Paares der Ver spannplattenbereiche nach außen über die periphere Oberfläche der Kupplungs hülse, so daß auf der Basis des Eingriffes zwischen den äußeren peripheren Oberflächen des Mittelbereiches des Kupplungsgliedes die Kupplungshülse frei in den inneren Teil des Basisbereiches eingepresst werden kann, wobei das Kupp lungsglied das drehbare Glied mit der Kupplungshülse kuppelt durch Reduzieren eines Abstandes zwischen den paarweisen Verspannungsplattenbereichen.
Falls eine rotierende Kraft übertragen wird bei gleichzeitigem Verhindern einer Übertra
gung einer Vibration mittels des elastischen Wellengelenks gemäß des zweiten Aspekts
der Erfindung und zwar von den elastischen Wellengelenken der vorliegenden Erfin
dung, ausgebildet wie vorstehend beschrieben, wird folgender Effekt erzielt. Sogar im
Falle der Übertragung der Dreh kraft, und sofern die übertragende Rotationskraft ein
kleines Drehmoment erzeugt, wird diese Dreh kraft über das Vibrationsabsorptionsglied
übertragen. Wenn die zu übertragende Drehkraft ein kleines Drehmoment hat, wie be
schrieben, oder wenn die Drehkraft nicht übertragen wird, dann verhindert das Vibrati
onsabsorptionsglied die Übertragung der Vibration zwischen der Kupplungshülse, die
mit dem drehbaren Glied gekuppelt und daran fixiert ist, und der Welle. Die Vibration
und Versetzung in der axialen Richtung wird absorbiert, falls das Vibrationsabsorpti
onsglied in der axialen Richtung versetzt wird oder das Vibrationsabsorptionsglied und
die Welle ineinander gleiten.
Wenn hingegen das Drehmoment der zu übertragenden Drehkraft groß ist, dann wird
das Paar der außendurchmesserseitigen Eingriffsflächen, die an einem Ende der Welle
geformt sind, in Kontakt mit den innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen gebracht,
und die Drehkraft wird dann übertragen zwischen der Welle und dem drehbaren Glied,
an welchem die Kupplungshülse fixiert ist. Das heißt, der Anteil der Drehkraft, der nicht
durch das Vibrationsabsorptionsglied übertragen werden kann, wird übertragen durch
einen Kontaktbereich zwischen den außendurchmesserseitigen Eingriffsflächen und den
innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen. Als ein Resultat, wird auf das Vibrationsab
sorptionsglied keine exzessive Spannung aufgebracht, so daß die Dauerstandfestigkeit
dieses vibrationsaborbierenden Gliedes in ausreichender Weise sichergestellt werden
kann.
Da das drehbare Glied und die Kupplungshülse miteinander durch Einsetzen des Dreh
bewegungsbegrenzungszylinders dieser Kupplungshülse zwischen das Paar der Ver
spannplattenbereiche zur Formung dieses drehbaren Gliedes und von der Queröffnung
her gekuppelt werden, wird diese Kupplungsarbeit nicht behindert, auch wenn es nur ei
nen kleinen Spalt zwischen der axialen Position des drehbaren Gliedes und der der
Kupplungshülse gibt. Auch ist es nicht notwendig, die Welle während der Zeit dieser
Kupplungsarbeit axial zu versetzen. Konsequenterweise ist deshalb kein Bedarf, eine
teuere Struktur wie einen Verzahnungseingriffsbereich oder dergleichen einzusetzen.
Wenn das wie bei (1) erwähnte Stoßabsorptionsglied vorgesehen ist, ist es möglich, den
Stoß, der auf den Körper des Fahrers durch das Lenkrad übertragen wird, zu mildern
zum Zeitpunkt des Auffahrunfalls, um dadurch den Fahrer wirksamer zu schützen.
Auch wenn wie bei (2) oben erwähnt ein grober Eingriffsbereich vorgesehen ist zwi
schen dem Drehbewegungsbegrenzungszylinder und der Welle, ist es möglich, das
Abfallen der Welle von diesen Drehbegrenzungszylinder beim Transport zu verhindern,
um sich dadurch Unannehmlichkeiten zu ersparen, die durch eine Trennung der Kupp
lungshülse von der Welle bedingt wären.
Wenn wie unter (3) erwähnt die Dichtungsglieder zwischen dem Öffnungsendbereich
des Rückhaltezylinders und der äußeren peripheren Oberfläche des Mittelbereiches der
Welle und am Öffnungsendbereich des Rotationsbegrenzungszylinders vorgesehen
sind, ist es möglich, fremde Substanzen wie Wasser oder Staub am Eindringen in die
Kupplungshülse zu hindern, dadurch zu verhindern, daß sich Rost an der äußeren peri
pheren Oberfläche an einem Endbereich dieser Welle bildet oder der Gleitwiderstand im
Gleitbereich anwächst.
Wenn weiterhin wie unter (4) oben erwähnt in dem Status, bei dem die Kupplungshülse
in den Innenteil des Basisbereiches des drehbaren Gliedes eingeschoben wird, dann ist
die Kupplungshülse so angeordnet wird, daß sie als Folge des Eingriffs zwischen der
Einsatzplatte und jedem der Verriegelungsabschnitte nicht von dem Basisbereich abge
zogen wird, und weiterhin die Kupplungshülse so angeordnet wird, daß sie als Folge des
Eingriffes zwischen der äußeren peripheren Oberfläche des Mittelbereiches des Kupp
lungsgliedes und dem elastischen Streckteil auf den Innenteil des Basisbereiches ge
zwungen wird, ist die Arbeit zum Kuppeln der Welle mit der daran montierten Kupp
lungshülse mit dem drehbaren Glied einfach durchzuführen, weil dabei das Drehzen
trum des einen Gliedes korrespondierend mit demjenigen des anderen Gliedes ge
macht wird.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung einer ersten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung in einem Status, bei dem sich das elastische Wellenge
lenk im Prozeß des Zusammenbaus befindet,
Fig. 2 eine Längsschnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, in einem Status, in
dem das Gelenk zusammengesetzt worden ist,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Gelenks entlang der Linie 3-3 in Fig. 2,
Fig. 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 2, in einem Status, bei
dem sich das Gelenk im Prozeß des Zusammensetzens befindet,
Fig. 5 eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht zur Verdeutlichung einer zwei
ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, mit einem weggelassenen
Teil,
Fig. 6 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung einer dritten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung, mit einem weggelassenen Teil,
Fig. 7 eine Querschnittsansicht in der Linie 7-7 in Fig. 6,
Fig. 8 eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht zur Verdeutlichung einer vierten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, mit einem weggelassenen Teil,
Fig. 9 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 9-9 in Fig. 8 zum schematischen
Darstellen von Bälgen,
Fig. 10 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 10-10 in Fig. 8,
Fig. 11 eine teilweise ausgeschnittene Vorderansicht zur Verdeutlichung einer fünf
ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in derselben Blickrichtung
wie in Fig. 2, mit einem weggelassenen Bolzen,
Fig. 12 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 12-12 in Fig. 11, zur Verdeutli
chung eines Status im Prozeß des Zusammensetzens, mit einem weggelas
senen Teil,
Fig. 13 eine Seitenansicht zur Darstellung eines Joches mit einem daran befestigten
Gewichtsbügel, in vergrößertem Maßstab,
Fig. 14 eine Seitenansicht zum Verdeutlichen einer Welle mit einem daran befestig
ten Stützbügel, in vergrößertem Maßstab,
Fig. 15 eine teilweise ausgeschnittenen Vorderansicht einer sechsten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung, in derselben Blickrichtung wie in Fig. 2,
Fig. 16 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 16-16 in Fig. 15, zur Verdeutli
chung eines Status beim Prozeß des Zusammenbaus mit einem weggelas
senen Teil,
Fig. 17 eine Ansicht eines vergrößert gezeigten Joches, von unten gesehen,
Fig. 18 eine Seitenansicht einer Welle mit einem abgestützten und daran befestigten
Bügel, im vergrößerten Maßstab,
Fig. 19 eine teilweise ausgeschnittenen Vorderansicht einer siebten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung, in derselben Blickrichtung wie in Fig. 2,
Fig. 20 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung eines Basisbereiches nur zur Formung
des Joches in vergrößertem Maßstab,
Fig. 21 eine Ansicht in Fig. 20 von der rechten Seite,
Fig. 22 eine teilweise ausgeschnittene Vorderansicht eines achten Ausführungsbei
spiels der vorliegenden Erfindung, in derselben Blickrichtung wie in Fig. 2,
Fig. 23 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 23-23 in Fig. 22, zur Verdeutli
chung eines Status beim Prozeß des Zusammenbaus mit einem weggelas
senen Teil,
Fig. 24 eine teilweise ausgeschnittene Vorderansicht einer neunten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung, in derselben Blickrichtung wie in Fig. 2,
Fig. 25 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 25-25 in Fig. 24, zur Verdeutli
chung eines Status im Prozeß des Zusammensetzens, mit einem weggelas
senen Teil,
Fig. 26 eine Seitenansicht eines Kupplungsbügels, der an einem Endbereich der
Welle fixiert ist, von unten gesehen,
Fig. 27 eine Ansicht von rechts in Fig. 26,
Fig. 28 eine Seitenansicht einer inneren Peripherie eines Hülsenelements entspre
chend einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 29 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 29-29 in Fig. 28.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei
dieser Ausführungsform wird ein elastisches Wellengelenk 3 der vorliegenden Erfindung
konstituiert durch ein Joch 1 eines Universalgelenks zum Formen einer Lenkvorrichtung
für ein Auto, und durch eine Welle 2, die mit diesem Joch 1 zu kuppeln ist. Das Joch 1,
das mit dem oben beschriebenen drehbaren Glied korrespondiert, ist mit einem Basis
bereich 4 versehen, der aus einer Stahlplatte durch plastische Verformung gebildet ist,
wie durch Biegen und Stanzen mit einer Presse oder durch Schmieden. Dieser Basisbe
reich 4 hat ein Paar Verspannplattenbereiche 5, 5, die im wesentlichen zueinander paral
lel und an einem Ende davon integral geformt sind, und ist auch so geformt, daß er an
dem anderen Ende offen ist, d. h. an einer Querseite davon, um einen U-förmigen Quer
schnitt zu haben. Ein Paar Arme 6, 6 sind so geformt, daß sie sich von den Vorder
randabschnitten der parallelen Verspannplattenbereiche 5, 5 weg erstrecken, um solch
einen Basisbereich 4 in der axialen Richtung zu formen (die linken Endrandabschnitte in
den Fig. 1 und 2). Mit den vorderen Endabschnitten der paarweisen Arme 6, 6 ist über
eine Querwelle 7 und Nadellager 8, 8 ein anderes Joch 9 kippbar gekuppelt, um auf die
se Weise ein Universalgelenk des Kardantyps zu formen. Das elastische Wellengelenk
der Ausführungsform ist zusammengesetzt zu einem solchen Universalgelenk, das ei
nen Endbereich der Welle 2, die sich bei einer Betätigung des Lenkrad es dreht, und das
Joch 1 kuppelt, das bei Drehung dieser Welle 2 rotiert, um auf diese Weise eine be
stimmte Versetzung in der axialen Richtung und in der Drehrichtung zu absorbieren.
Ein solches elastisches Wellengelenk der vorliegenden Erfindung ist mit einer Kupp
lungshülse 10 und einem Vibrationsabsorptionsglied 11 ausgestattet, zusätzlich zu dem
Joch 1 und der oben erwähnten Welle 2. Unter diesen Komponenten ist die Kupplungs
hülse 10 aus einer Metallplatte wie einer Stahlplatte oder einer Stahlplatte aus rostfreien
Stahl geformt durch Ziehen oder dergleichen, um insgesamt eine zylindrische Form zu
erhalten. Die Kupplungshülse 10 umfaßt integral einen Drehbewegungsbegrenzungszy
linder 12, der in einem halben Teil in der axialen Richtung (der linke Teil in den Fig. 1
und 2) nahe zu einem Ende der Welle 2 geformt ist, und einen Rückhaltezylinder 13, der
in den anderen halben Teil in der axialen Richtung (dem rechten Teil in der gleichen
Figur) nahe bei dem Mittelbereich der Welle 2 geformt ist, mit einem abgestuften Ab
schnitt 14 dazwischen. Die Kupplungshülse 10 kann aus einem gesinterten Metall ge
formt sein.
Der Rotationsbegrenzungszylinder 1 hat einen ovalförmigen Querschnitt und ist mit in
nendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 15, 15 ausgebildet, die im wesentlichen zuein
ander parallel sind. Es ist hervorzuheben, daß bei der gezeigten Ausführungsform diese
innenseitigen Eingriffsflächen 15, 15 als konvexe Flächen geformt sind, und jeweils mit
einer teilweise zylindrischen Ebene. Jedoch können diese Eingriffsflächen auch als ein
fache ebene Oberflächen ausgebildet sein. Andererseits ist ein Paar außendurchmes
serseitiger Eingriffsflächen 16, 16 an einem Endbereich der Welle 2 (dem linken Endbe
reich in Fig. 1) an zwei Positionen an den gegenüberliegenden Seiten in radialer Rich
tung geformt, die im wesentlichen parallel zueinander sind. Bei der gezeigten Ausfüh
rungsform sind diese außendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 16, 16 als flache Flä
chen geformt, die zueinander parallel sind, während der eine Endabschnitt der Welle 2
einen ovalförmigen Querschnitt hat. Es ist hervorzuheben, daß die außendurchmesser
seitigen Eingriffsflächen 16, 16 als konvexe Flächen jede mit einer teilweise zylindrischen
Ebene geformt sein können, und daß die innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen
15, 15 als ebene Flächen geformt sein können. Ein solcher Endbereich der Welle 2 und
der Rotationsbegrenzungszylinder 12 sind konzentrisch miteinander in einem Status
kombiniert, bei dem ein Endbereich der Welle 2 in den Rotationsbegrenzungszylinder
12 eingesetzt ist. Die innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 15, 15 sind so geformt,
daß sie den außendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 16, 16 in einem neutralen Status
jeweils mit einem Spalt dazwischen gegenüber liegen, so daß der eine Endbereich der
Welle 2 und der Rotationsbegrenzungszylinder 12 miteinander wie oben kombiniert sind
und in Bezug auf die Rotationsrichtung zwischen der Welle 2 und der Kupplungshülse
10 keine Phasenversetzung generiert ist.
Auch sind bei der gezeigten Ausführungsform die innendurchmesserseitigen zylindri
schen Flachen 17, 17, die die paarweisen innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen
15, 15 miteinander kuppeln an der inneren peripheren Oberfläche des Rotationsbegren
zungszylinder 12 und die außendurchmesserseitigen zylindrischen Flächen 18, 18, die
die paarweisen außendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 16, 16 miteinander kuppeln
an der äußeren peripheren Oberfläche des einen Endbereichs der Welle 2 geformt als
teilweise zylindrische Flächen, die zueinander konzentrisch sind und die Mittelachsen
der Welle 2 und des Rotationsbegrenzungszylinders 12 als die jeweiligen Mitten benut
zen. Zwischen den innendurchmesserseitigen zylindrischen Flächen 17, 17 und den au
ßendurchmesserseitigen zylindrischen Flächen 18, 18 sind jeweils ein Paar Führungs
buchsen 19, 19 festgehalten, deren jede einen bogenförmigen Querschnitt hat. Diese
Führungsbuchsen 19, 19 sind aus einen Kunstharz wie aus Polyamidharz oder Poly
tetrafluorethylenharz oder Polyacetalharz oder gleitfreudigen Werkstoff wie ölhaltigen
Metall geformt, damit sie zum Abstützen des Endbereiches der Welle 2 und des Rotati
onsbegrenzungszylinders 12 in konzentrischer Relation mit einer kleinen, in der Rotati
onsrichtung möglichen Versetzung dienen. Derartige Führungsbuchsen 19, 19 sind
zweckmäßigerweise durch Anhaften oder dergleichen an den innendurchmesserseitigen
zylindrischen Flächen 17, 17 oder den außendurchmesserseitigen Flächen 18, 18 fixiert.
Auch ist der Rückhaltezylinder 13 wie oben erwähnt so geformt, daß er einen größeren
Durchmesser hat als der Rotationsbegrenzungszylinder 12. Bei der gezeigten Ausfüh
rungsform sind in diesem Haltezylinder 13 an zwei Positionen an gegenüberliegenden
Seiten in radialer Richtung ein Paar flacher Bereiche 20, 20 geformt. Dann ist das Vibra
tionsabsorptionsglied zwischen der inneren peripheren Oberfläche des Rückhaltezylin
ders 13 und der äußeren peripheren Oberfläche näher zum Mittelbereich des einen
Endbereiches der Welle 2 angeordnet. Dieses vibrationsabsorbierende Glied 11 besteht
aus einem elastischen Glied 21 und einer Gleithülse 22. Das elastische Glied ist herge
stellt aus einem elastischen Material wie einem Elastomer wie Gummi, und ist festgehal
ten und fixiert an der inneren peripheren Oberfläche des Rückhaltezylinders 13 durch
einen Hinterschnitt, durch Anhaften, oder dergleichen, so daß sich die Positionsrelation
zwischen dem elastischen Glied 21 und dem Rückhaltezylinder 13 nicht verändert.
Dann ist die Gleithülse 22 gehalten von und fixiert an der inneren peripheren Oberfläche
dieses elastischen Gliedes 21. Diese Gleithülse 22 ist geformt, wie in Fig. 3 gezeigt,
durch ein Paar Hülsenelemente 23, 23, deren jedes einen im wesentlichen bogenförmi
gen Querschnitt hat und die miteinander zylindrisch kombiniert sind mit Zwischenspalten
24,24 zwischen deren umfangsseitigen Endrändern. Die paarweisen Hülsenelemente
23, 23 sind ebenfalls hergestellt aus einem gleitfreudigen Werkstoff in ähnlicher Weise
wie die Führungsbuchsen 19, 19 und sind festgehalten durch und fixiert an der inneren
peripheren Oberfläche des elastischen Gliedes 21 durch Hinterschneidung, Haftung,
oder dergleichen.
Jede der inneren peripheren Oberfläche der Hülsenelemente 23, 23 weist eine innen
durchmesserseitige ebene Fläche 25 auf, die in dem Mittelteil in Umfangsrichtung posi
tioniert ist und innendurchmesserseitige zylindrische Flächen 26, 26, die in Umfangsrich
tung an den beiden Endbereichen positioniert sind. Die paarweisen Hülsenelemente
23, 23 sind miteinander kombiniert, um die Gleithülse 22 zu formen. Weiterhin ist in ei
nem Status, bei dem ein Endbereich der Welle 2 in diese Hülse 22 eingesetzt ist
(eingepresst), eine Anordnung gegeben, bei der die innendurchmesseseitigen ebenen
Flächen 25, 25 an den inneren peripheren Oberflächen dieser Hülsenelemente 23, 23 so
geformt sind, daß sie zueinander parallel sind, wobei die innendurchmesserseitigen zy
lindrischen Flächen 26, 26 so angeordnet sind, daß sie eine gemeinsame zylindrische
Oberfläche bilden.
Nachstehend wird das Verhältnis zwischen den Dimensionen der Gleithülse 22, gebildet
durch die paarweisen Hülsenelemente 23, 23 in einer freien Kondition, und den Dimen
sionen des Querschnitts des Endbereichs der Welle 2 mit ihren außendurchmessersei
tigen Eingriffsflächen 16, 16 beschrieben. Es ist hervorzuheben, daß die Dimensionen
der Gleithülse 22 in einer freien Konditionen diejenigen in einem Status sind, bei dem
die Welle 2 nicht in die Gleithülse 22 eingesetzt (eingepresst) ist und die paarweisen
Hülsenelemente 23, 23 zur Formung dieser Gleithülse 22 basierend auf der Elastizität
des elastischen Gliedes 21 in radialer Richtung des Rückhaltezylinders 13 nach ein
wärts versetzt sind. Ist der Außendurchmesser des Frontendbereich der Welle 2 gleich
D2 und ist der Durchmesser eines Kreises, der durch die innendurchmesserseitigen zy
lindrischen Flächen 26, 26 an den inneren peripheren Oberflächen der paarweisen Hül
senelemente 23, 23 geformt ist, gleich R26, dann ist dieser Durchmesser R26 gleich
oder etwas kleiner als der Außendurchmesser D2 (R26≦D2). Auch ist der Abstand D16
zwischen den außendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 16, 16, die in dem einen End
bereich der Welle 2 geformt sind, so eingestellt, daß er etwas größer ist als der Abstand
D25 zwischen den innendurchmesserseitigen ebenen Flachen 25, 25 an den inneren pe
ripheren Oberflächen der paarweisen Hülsenelemente 23, 23 (D16<D25).
Die Gleithülse 22, die die vorerwähnten dimensionalen Verhältnisse aufweist, und der
Endbereich der Welle 2 sind miteinander kombiniert durch Einsetzen (Einschieben) des
Endbereiches der Welle 2 in die Gleithülse 22 unter gleichzeitiger Versetzung der paar
weisen Hülsenelemente 23, 23 nach außen in radialer Richtung des Rückhaltezylinders
13 gegen die Elastizität des elastischen Glieds 21. Auch in einem solchen kombinierten
Status ist der Endbereich der Welle 2 lose eingesetzt in den Rotationsbegrenzungszy
linder 12. Es ist hervorzuheben, daß zum leichteren Einsetzen dieser Welle 2 in die
Gleithülse 22 der vordere Endrand der Welle 2 zweckmäßigerweise abgeschrägt ist
(nicht gezeigt). Bei einem Status, bei dem die Gleithülse 22 und der Endbereich der
Welle 2 miteinander kombiniert sind, sind zur Folge der Elastizität des elastischen Glie
des 21 die innendurchmesserseitigen ebenen Flächen 25, 25 an den inneren peripheren
Oberflächen der Hülsenelemente 23, 23, die die Gleithülse 22 formen, und die innen
durchmesserseitigen zylindrischen Flächen 26, 26 elastisch gegen die äußere periphere
Oberfläche des Endbereiches der Welle 2 angepresst. Andererseits ist der Abstand D5
zwischen den paarweisen Verspannplatten 5, 5, die in dem Basisbereich 4 des Joches 1
integral vorgesehen sind, in einem freien Status so eingestellt, daß er gleich oder etwas
größer als die Dicke T12 des Rotationsbegrenzungszylinders 12 (D5≧T12) ist. Auch
sind kreisförmige Durchgangslöcher 27a, 27b an Positionen geformt, in denen sie mit
einander ausgerichtet sind, und zwar in Bereichen, die näher an den Öffnungsenden der
Verspannplattenbereiche 5, 5 liegen, so daß ein Bolzen 28 durchgesteckt werden kann.
In einem Status, bei dem der Rotationsbegrenzungszylinder 12 eingesetzt ist bis nach
oben zum inneren Teil des Basisbereiches 4, um das elastische Wellengelenk der vor
liegenden Erfindung zu konstituieren, kollidiert der Rotationsbegrenzungszylinder 12
nicht mit dem Bolzen 28, der durch die Löcher 27a, 27b durchgestreckt ist.
Die Vorgangsweise zum Zusammensetzen des elastischen Wellengelenks der vorlie
genden Erfindung durch Kombinieren der jeweiligen dafür erforderlichen Teile, wie oben
beschrieben, wird beispielweise auf folgende Weise durchgeführt. Das heißt, die Welle
2, auf der die Kupplungshülse 10 abgestützt war durch das Vibrationsabsorptionsglied
11 an einem Endbereich, ist an ihrem anderen Endbereich mit dem Frontendbereich ei
ner Lenkwelle 30 durch ein Universalgelenk 20 gekuppelt. Die Welle 2 wird so um das
Universalgelenk 29 geschwenkt, daß ihr Zentrum versetzt wird aus diesem Status in die
Richtung, die durch einen Pfeil α in Fig. 1 angedeutet ist, so daß der Rotationsbegren
zungszylinder 12 der Kupplungshülse 11 in den Basisbereich 4 des Joches 1 eingesetzt
wird. Es ist hervorzuheben, daß zuvor ein anderes, dieses Joch aufweisendes Univer
salgelenk 33 mit der Eingangswelle 35 eines Lenkgetriebes 34 gekuppelt werden muß.
Da der Basisbereich geformt wird durch die paarweise Verspannplattenbereiche 5, 5, die
seitwärts geöffnet werden können, besteht kein Bedarf, während des Einsetzens die
Welle 2 in der axialen Richtung zu versetzen. Weiterhin ist keine Manipulation erforder
lich, um eine Abweichung zu korrigieren, sogar wenn die axiale Position des Joches 1
etwas von der der Welle 2 abweichen sollte.
Sobald der Rotationszylinder 12 aus dem Status gemäß Fig. 1 zu dem Status gemäß
Fig. 4 in den Basisbereich 4 eingesetzt wird, wird der Bolzen 28 durch die Durchgangs
löcher 27a, 27b eingesetzt und wird weiterhin eine Mutter 31 auf einen Bereich aufge
schraubt, der durch den Frontendabschnitt dieses Bolzens gebildet ist, der von der au
ßenseitigen Oberfläche des Verspannplattenbereichs 5 vorsteht. Die Mutter wird dann
festgezogen. Daraus resultiert, daß der Abstand zwischen den paarweisen Verspann
plattenbereichen 5, 5 reduziert wird und daß der Rotationsbegrenzungszylinder 12 zwi
schen den inneren Seitenflächen der beiden Verspannplattenbereiche 5, 5 fest einge
spannt, wodurch die Kupplungshülse 10 gekuppelt mit und fixiert an dem Joch 1 ist. Um
zu vermeiden, daß die Frontendbereiche der Verspannplattenbereiche 5, 5 exzessiv ge
bogen werden, wenn zur Zeit des Zusammensetzens mit dem Basisbereich 4 der Bol
zen 28 und die Mutter 31 fest miteinander verspannt werden, sind an teilweisen äußeren
peripheren Flächen des Rotationsbegrenzungszylinders 12 an Positionen nahe den
Durchgangslöchern 27a, 27b Verstärkungsrippen 32, 32 geformt.
Ein Effekt des elastischen Wellengelenks der vorliegenden Erfindung, welches konstitu
iert und zusammengesetzt wird wie oben beschrieben, ist wie folgt: Wenn eine Drehkraft
übertragen wird, wird gleichzeitig die Übertragung einer Vibration vermieden. Im Fall der
Übertragung der Drehkraft und wenn die zu übertragende Dreh kraft ein kleines
Drehmoment darstellt, wird die Drehkraft durch das elastische Glied 21 übertragen, wel
ches das oben erwähnte Vibrationsabsorptionsglied 11 formt. Beispielsweise wird eine
Drehung der Welle 2 auf das elastische Glied 21 durch die paarweisen Hülsenelemente
23, 23 übertragen, die die Gleithülse 22 konstituieren, sofern die Drehkraft von der Welle
2 auf das Joch 1 übertragen wird. Dabei wird das elastische Glied 21 elastisch defor
miert, um diese Drehkraft auf das Joch 1 zu übertragen. Auf diese Weise wird bei einer
Drehkraft, die ein kleines Drehmoment darstellt, oder wenn keine Drehkraft übertragen
wird, durch das elastische Glied 21 verhindert, daß zwischen dem Joch 1 und der Welle
2 eine Vibration übertragen wird. In Bezug auf diese Vibration und die Versetzung in der
axialen Richtung wird nicht nur das elastische Glied 21 in axialer Richtung versetzt (in
Scher-Richtung deformiert), sondern gleitet auch die Gleithülse auf der äußeren peri
pheren Oberfläche des Endbereiches der Welle 2, wodurch die Vibration und die Ver
setzung absorbiert werden.
Es ist möglich, zwischen den innendurchmesserseitigen ebenen Flächen 25, 25, die an
der inneren peripheren Oberfläche der Gleithülse 22 vorgesehen sind, und den innen
durchmesserseitigen zylindrischen Flächen 26, 26, und der äußeren peripheren Oberflä
che des Endbereiches der Welle 2, die Reibungskoeffizienten klein einzustellen, unab
hängig von der Anwesenheit oder Abwesenheit des elastischen Gliedes 21.
Konsequent ist es möglich, die Vibration und die Versetzung in der axialen Richtung
gleichförmig und effektiv zu absorbieren als Folge einer Gleitbewegung zwischen den
innendurchmesserseitigen ebenen Flächen 25, 25 und den innendurchmesserseitigen
zylindrischen Flächen 26, 26, und der äußeren peripheren Oberfläche des Endbereiches
der Welle 2. Weiterhin kann die Abnutzung an den innendurchmesserseitigen ebenen
Flächen 25, 25 und den innendurchmesserseitigen zylindrischen Flächen 26, 26, die an
der inneren peripheren Oberfläche der Gleithülse 22 und an der äußeren peripheren
Oberfläche der Welle 2 vorgesehen sind, minimiert werden, derart, daß die Vibration an
beiden dieser peripheren Oberflächen auch bei einem Langzeitgebrauch minimiert wer
den kann, wodurch die Dauerstandfestigkeit des elastischen Wellengelenks sicherge
stellt ist.
Auch wenn das Drehmoment der zu übertragenden Drehkraft groß ist, wird die Drehkraft
zwischen der Welle 2 und dem Joch 1 übertragen basierend auf dem Eingriff zwischen
dem Endbereich der Welle 2 und dem Rotationsbegrenzungszylinder 12. Im besonde
ren wird ein Teil der außendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 16, 16 an der äußeren
peripheren Oberfläche des Endbereichs der Welle 2 dazu gebracht, auf einem Teil der
innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 15, 15 an der inneren peripheren Oberfläche
des Rotationsbegrenzungszylinders 12 zur Anlage zu kommen. Dann wird eine zusätzli
che Drehkraft, die durch das elastische Glied 21 nicht übertragen werden kann, zwi
schen dem außendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 16, 16 und den innendurchmes
serseitigen Eingriffsflächen 15, 15 übertragen. In konsequenter Weise kann die Dauer
haltbarkeit dieses elastischen Gliedes 21 zufriedenstellend sichergestellt werden, ohne
eine exzessive Spannung in das elastische Glied 21 einzubringen. Es ist hervorzuhe
ben, daß der Teil, mit dem das elastische Wellengelenk der vorliegenden Erfindung zu
sammengesetzt wird, wie in Fig. 1, nicht zwangsweise an der Seite des Universalge
lenks 33 zum Kuppeln der Eingangswelle 35 des Lenkgetriebes 34 mit der Welle 2 lie
gen muß, sondern auch an der Seite des Universalgelenks 21 zum Kuppeln dieser
Welle 2 mit der Lenkwelle 30 liegen kann.
Als nächstes zeigt Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei
dieser Ausführungsform ist die Gesamtlänge einer Welle 2a zum Konstituieren des
elastischen Wellengelenks kürzer als die der ersten Ausführungsform und wie vorste
hend beschrieben, und ist zwischen der Welle 2a und einem Joch 6 zum Konstituieren
des Universalgelenks 29 an der Seite der Lenkwelle 30 in Reihe mit Bezug auf die
Welle 2a und das Joch 36 ein Stoßabsorptionsglied 37 eingeordnet. Dieses Stoßab
sorptionsglied 37 ist geformt wie ein Balg aus einer Metallplatte, der plastisch verformt
werden kann. Dabei kann eine weiche Stahlplatte oder eine Platte aus rostfreiem Stahl
verwendet werden, die die Drehkraft frei überträgt. Wenn jedoch in axialer Richtung ein
Stoß ausgeübt wird, wird die Gesamtlänge dieses stoßabsorbierenden Gliedes 37 ver
ringert, während die Energie des Stoßes absorbiert wird.
Wenn das stoßabsorbierende Glied 37 bei der gezeigten Ausführungsform in der be
schriebenen Weise vorgesehen ist, ist es möglich, den Fahrer wirksamer zum Zeitpunkt
eines Auffahrunfalls zu schützen durch Mildern oder Verhindern des Stoßes, der von
dem Lenkrad auf den Körper des Fahrers übertragen wird. D.h., so bald das Lenkge
triebe 34 (Fig. 1) nach hinten gepresst wird (nach rechts in Fig. 1) zum Zeitpunkt des
Auffahrunfalls, dann wird die Gesamtlänge des stoßabsorbierenden Gliedes 37 so re
duziert, daß verhindert wird, daß die Lenkwelle 30 nach oben und rückwärts (nach
rechts in Fig. 5) geschoben wird. In konsequenter Weise wird das am hinteren Endbe
reich dieser Lenkwelle 30 befestigte Lenkrad daran gehindert, nach oben gegen den
Fahrer gestoßen zu werden, wodurch verhindert wird, daß ein großer Schock auf den
Körper des Fahrers ausgeübt wird. Andere Anordnungen und Effekte sind gleich wie bei
denen im Fall der ersten oben beschriebenen Ausführungsform.
Als nächstes zeigen die Fig. 6 und 7 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Er
findung. Bei dieser dritten Ausführungsform ist zwischen dem Rotationsbegrenzungszy
linder der Kupplungshülse 10 und einem Endbereich der Welle 2 ein Anschlag vorgese
hen, um eine Versetzung des Rotationsbegrenzungszylinders 12 von der Welle 2 in der
axialen Richtung auf einen vorbestimmten Bereich zu begrenzen. In konsequenter Wei
se sind bei dieser Ausführungsform an dem Rotationsbegrenzungszylinder 12 an zwei
Positionen an radial gegenüberliegenden Seiten Eingriffslöcher 38, 38 vorgesehen, die
in axialer Richtung länglich ausgebildet sind (in Querrichtung in Fig. 6 und in senkrechter
Richtung zur Zeichnungsebene in Fig. 7), und ein Eingriffsstift 39 wird getragen von und
ist fixiert zu dem Endbereich der Welle 2, der dort radial durchgesteckt ist. Dann sind
diese beiden Enden des Eingriffstiftes 39 in den Eingriffslöchern 38, 38 lose in Eingriff,
wodurch verhindert wird, daß der Endbereich der Welle 2 vom Rotationsbegrenzungs
zylinder freikommen kann.
Bei einer solchen Struktur des vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Un
bequemlichkeit zu vermeiden, daß der Endbereich der Welle 2 von dem Rotationsbe
grenzungszylinder 12 abfällt, falls die mit dem Endbereich der Welle 2 verbundene
Kupplungshülse 10 transportiert wird oder wenn diese Komponenten zusammengesetzt
werden, welche Unbequemlichkeit ansonsten bedingt wäre durch die Trennung der
Kupplungshülse 10 von der Welle 2. Andere Ausbildungen und Effekte sind gleich wie
im Falle des ersten Ausführungsbeispiels, das oben beschrieben wurde.
Als nächstes zeigen die Fig. 8 bis 10 eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Er
findung. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen dem Rotationsbegrenzungszylinder
der Kupplungshülse und dem Endbereich der Welle 2 ein Anschlag vorgesehen, um ei
ne Versetzung des Rotationszylinders 12 gegenüber der Welle 2 in der axialen Richtung
auf einen vorbestimmten Bereich zu begrenzen, und ist ein Dichtglied vorgesehen, zum
Verhindern des Eindringens von Wasser in die Kupplungshülse 10. Bei dieser Ausfüh
rungsform umfaßt der Anschlag Vertiefungen 40, 40, die an zwei Positionen an den ge
genüberliegenden Seiten in radialer Richtung an der äußeren peripheren Oberfläche
der Welle geformt und in axialer Richtung längsverlaufend sind (in Querrichtung in den
Fig. 8 und 9, und in einer senkrechten Richtung zur Zeichnungsebene in Fig. 10), und
auch Vorsprünge 41, 41, die durch dünne expandierende Abschnitte geformt sind, und
zwar an zwei Positionen an sich gegenüberliegenden Seiten in radialer Richtung ein
wärts des Rotationsbegrenzungszylinders 12. Bei dieser Ausführungsform sind diese
Vorsprünge 41, 41 lose in Eingriff mit den Vertiefungen 40, 40, um zu verhindern, daß der
Endbereich der Welle 2 von dem Rotationsbegrenzungszylinder 12 abfällt.
Bei dieser Ausführungsform ist auch ein Balg 42 aus elastischen Material vorgesehen,
der als ein Dichtglied zwischen einem Öffnungsendbereich des Rückhaltezylinders 13,
der die Kupplungshülse 10 ausbildet, und der äußeren peripheren Oberfläche des Mit
telbereichs der Welle 2 vorgesehen. Weiterhin ist ein Deckelglied an einem Öffnungs
endbereich des Rotationsbegrenzungszylinders 12, der die Kupplungshülse 10 bildet,
vorgesehen, das aus elastischen Material hergestellt ist und auch als ein Dichtungsglied
dient. Da die inneren und äußeren peripheren Oberflächen des Rotationszylinders 12
miteinander in dem Bereich des Stoppers nicht miteinander kommunizieren, und da der
Balg 42 und das Deckelglied 43 vorgesehen sind, ist es möglich, Rost auf der äußeren
peripheren Oberfläche des Endbereiches der Welle 2 oder eine Zunahme des Gleitwi
derstandes im Gleitbereich durch das Verhindern von Eindringen von Wasser oder
Staub oder anderem Fremdmaterial in die Kupplungshülse 10 zu vermeiden. Weitere
Ausbildungen und Effekte sind gleich wie bei der vorbeschriebenen ersten Ausführungs
form.
Als nächstes zeigen die Fig. 11 bis 14 eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Er
findung. Bei dieser fünften Ausführungsform gibt es elastische Verspannplatten 44, 44,
die jeweils außen an den äußeren Seitenflächen der paarweisen Verspannplattenberei
che 5, 5 vorgesehen sind, zum Konstituieren des Basisbereiches 4 des Joches 1, das
als das drehbare Glied dient. Demzufolge ist bei dieser Ausführungsform ein Spannbü
gel 50 geformt durch Biegen einer elastischen Metallplatte aus Federstahl, rostfreien
Stahl oder dergleichen, in eine im wesentlichen U-Form. Dieser Verspannbügel 45 be
steht aus den paarweisen elastischen Verspannplatten 44, 44, und einem Kupplungs
plattenabschnitt 46 zum Verbinden der Basisränder (der rechten Ränder in Fig. 12) die
ser elastischen Verspannplatten 44, 44 miteinander. In einem zentralen Bereich dieses
Kupplungsplattenabschnitts 46 ist eine Sperrbohrung 47 geformt. Sobald der Verspann
bügel 45 an diesem Basisbereich 4 befestigt ist, wird ein Sperrvorsprung 48, der an der
äußeren peripheren Oberfläche des Mittelbereiches dieses Basisbereiches 4 geformt ist,
in die Sperrbohrung 47 geschoben. Der periphere Randbereich dieser Sperrbohrung 47
wird unter diesem Schiebestatus in die äußere periphere Oberfläche dieses Sperrvor
sprunges 48 eingesetzt und verhindert dadurch eine Trennung des Basisbereiches 4
von dem Verspannbügel 45. Es ist hervorzuheben, daß der Basisbereich 4 und der
Verspannbügel 45 anders auch durch eine Schraube oder andere Einrichtung gekuppelt
sein können.
In jedem Fall haben in dem Status, bei dem der Verspannbügel 45 mit dem Basisbe
reich 4 gekuppelt ist, die elastischen Verspannplatten 44, 44 eine solche Elastizität, daß
sie gegen die äußeren Seitenflächen der Verspannplattenbereiche 5, 5 gelangen. Auch
sind zwei vorstehende Sperrteile 49,49 jeweils an den vorderen Endbereichen (dem lin
ken Endbereich in Fig. 12 und dem oberen Endbereich in Fig. 13), d. h., vier insgesamt,
an den elastischen Verspannplattenbereichen 44, 44 vorgesehen. Jeder dieser vorste
henden Sperrteile 49, 49 ist in eine U-Form geschnitten, derart, daß ein Teil an der Seite
des Vorderrandes der elastischen Verspannplatte 44 ein wenig (unter Bildung eines
spitzen Winkels) zur innenseitigen Oberfläche der elastischen Verspannplatten 44 ge
bogen ist. Diese vorstehenden Sperrteile 49, 49 werden automatisch zurückgezogen,
wenn Einsatzplattenabschnitte 51, 51 an einem abgestützten Bügel 50, der später be
schrieben wird, in Spalte 52, 52 zwischen den äußeren Seitenflächen der Verspannplat
tenbereiche 5, 5 und den innenseitigen Oberflächen der elastischen Verspannplatten
44, 44 eingesetzt werden. Andererseits ist bei einem Status, bei dem diese Einsatzplat
tenabschnitte 51, 51 sich in den Spalten 52, 52 befinden, jeder Seitenrand eines solchen
Einsatzplattenabschnittes 51, 51 in Eingriff mit den Vorderrändern der vorstehenden
Sperrteile 49, 49, um zu verhindern, daß die Einsatzplattenabschnitte 51, 51 aus den
Spalten 52, 52 herausfallen.
An der mittels des Vibrationsabsorptionsgliedes 11 auf den Endbereich der Welle 2 ge
paßten Kupplungshülse ist der abgestützte Bügel 50 so eingepaßt, daß er an dem Ba
sisbereich des Rotationsbegrenzungszylinders 12 (dem rechten Endbereich in den Fig.
11 und 14) abgestützt ist. Dieser abgestützte Bügel 50 wird von einer elastischen Me
tallplatte geformt, ähnlich wie der oben beschriebene Verspannbügel 45, und ist mit ei
nem stützenden Ringabschnitt 53 ausgestattet, der auf den Basisbereich des Rotati
onsbegrenzungszylinders 12 paßbar ist. Dann wird jeder der Basisbereiche der Ein
satzplattenabschnitte 51, 51 mit einem Teil eines Seitenrandes dieses Abstützringab
schnitts 53 verbunden (dem linksseitigen Rand in den Fig. 11 und 14), der den ebenen
außenseitigen Flächen gegenüberliegt, die an dem Rotationsbegrenzungszylinder ge
formt sind. Diese Einsatzplattenabschnitte 51, 51 sind von dem Basisbereich 50 verlän
gert, um jeweils in L-Form zu kommen. Die Mittelbereiche der halben Vorderbereiche
dieser Einsatzplattenabschnitte 51, 51 sind parallel zueinander und entsprechend dem
Abstand zwischen den Spalten 52, 52 geformt, so daß sie in die paarweisen Spalte
52, 52 frei eingesetzt werden können. Die Einsatzplattenabschnitte 51, 51 können frei in
die Spalte 52, 52 eindringen, weil sie die vorstehenden Sperrteile 49, 49 zurück:zwingen,
und werden nach der Eindringbewegung daran gehindert, aus den Spalten 52, 52 her
auszufallen, zur Folge des Eingriffes mit diesen vorstehenden Sperrteilen 49, 49.
Der Basisbereich eines elastischen Streckteiles 54 ist mit dem Mittelbereich eines Sei
tenrandes des ringförmigen Stützabschnittes 53 zwischen den Einsatzplattenabschnit
ten 51, 51 verbunden. In einem Status, bei dem diese beiden Einsatzplattenabschnitte
51, 51 in die Spalte 52, 52 eingesetzt sind, ist der elastische Streckteil 54 an der Öff
nungsseite des Basisbereiches 4 positioniert (diese Seite in Fig. 11 und die linke Seite in
Fig. 12).
Weiterhin besitzt ein Bolzen 28a, welcher ein Kupplungsglied zum Kuppelns des Joches
1 mit der Kupplungshülse 10 durch Reduzieren des Abstandes zwischen den paarwei
sen Verspannplattenbereichen 5, 5 des Basisbereiches 4 ist, einen abgeschrägten Ab
schnitt 55 einer konischen konvexen Ebene in seinem Mittelabschnitt. Der Außen
durchmesser dieses Bolzens 28a ist kleiner als sein vorstehender Schraubabschnitt 56,
der sich näher beim Vorderende befindet als dieser abgeschrägte Abschnitt 55, und ist
größer als ein Schaft 57, der sich näher am Basisende befindet als der abgeschrägte
Abschnitt 55. An den Vorderenden der Verspannplattenbereiche 5, 5 sind eine Schraub
bohrung 58 und eine kreisförmige Bohrung 59 konzentrisch an Positionen geformt, die
miteinander ausgerichtet sind. In einem Status, bei dem der Schraubabschnitt 56 des
Bolzens 28a in Verschraubeingriff ist, ist von diesen Bohrungen der Basisendbereich
des Schaftes 57 in die kreisförmige Bohrung 59 ohne geringen Leergang eingepasst
und ist ein Teil an der äußeren peripheren Oberfläche des Mittelbereiches dieses
Schaftes 57 in Umfangsrichtung in elastischen Kontakt gebracht mit dem elastischen
Streckteil 54.
Wird die Struktur dieser Ausführungsform mit den vorbeschriebenen Komponenten zu
sammengebaut, dann wird die Kupplungshülse 10, die vorher auf dem Endbereich der
Welle 2 aufgepasst worden ist, zunächst von einer Öffnung in dem Basisbereich 4 des
Joches 1 eingeschoben (in Fig. 12 von links nach rechts). An diesem Basisbereich 4
wird der Verspannbügel 45 festgelegt, während der abgestützte Bügel 50 zuvor mit der
Kupplungshülse 10 verbunden ist. Nach Einschieben der Kupplungshülse in den Basis
bereich 4 des Joches 1 gleiten die Einsatzplattenabschnitte 51, 51 in die Spalte 52, 52,
aus denen diese nach Vervollständigung dieser Einsetzbewegung zur Folge ihres Ein
griffes mit dem vorstehenden Sperrteilen 49, 49 nicht mehr austreten können. Demzufol
ge kann sogar vor dem Einsetzen des Bolzens 28a in die Schraubbohrung 58 und die
kreisförmige Bohrung 59 die Kupplungshülse nicht mehr frei aus dem Basisbereich 4
austreten. Aus diesem Grund ist keine mühsame Arbeit mehr erforderlich, wie bei
spielsweise das Einsetzen des Bolzens 28a, welche Arbeit durchzuführen wäre, wäh
rend das Kupplungsglied 10 und der Basisbereich 4 zum Kuppeln der Kupplungshülse
10 an dem Basisbereich 4 gehalten werden müßten, wobei diese Arbeit üblicherweise in
beschränktem Arbeitsraum durchzuführen wäre. Es ist hervorzuheben, daß dann, wenn
es erforderlich ist, die Kupplungshülse 10 von dem Basisbereich 4 zu trennen, die ela
stischen Verspannplatten 44, 44 elastisch deformiert werden, um von den Verspannplat
tenbereichen 5, 5 getrennt zu werden, wobei diese Arbeit des Trennens durchgeführt
werden kann ohne Schaden für irgendeines der das Gelenk bildenden Glieder.
Sobald die Kupplungshülse 10 in den Basisbereich 4 des Joches 1 eingeschoben wird,
um zu verhindern, daß die Kupplungshülse 10 aus dem Basisbereich 4 wieder heraus
fällt und zwar zur Folge des Eingriffes zwischen den Einsetzplattenabschnitten 51, 51
und den vorstehenden Sperrteilen 49, 49, wie zuvor beschrieben, dann wird der vorste
hende Schraubabschnitt 56 des Bolzens 28a, der durch die kreisförmige Bohrung 49
hindurch geht, in die Gewindebohrung 58 eingeschraubt und fest angezogen. Während
dieses Einschraubens und Anziehens werden der abgeschrägte Abschnitt 55 an der
äußeren peripheren Oberfläche des Bolzens 28a und der elastische Streckteil 54 ge
genseitig in Eingriff gebracht und wird zur Folge dieses Eingriffes die Kupplungshülse 10
elastisch gegen die innere Oberfläche des Basisbereiches 4 gepresst. Die Formen und
Größen der Kupplungshülse 10 und des Basisbereiches 4 sind so vorbestimmt, daß die
Mittelachse der Kupplungshülse 10 und diejenige des Basisbereiches 4 in einem Status
zusammenfallen, bei dem ein Teil der äußeren peripheren Oberfläche der Kupplungs
hülse 10 und der Innenoberfläche des Basisbereiches 4 in axialer Richtung in Kontakt
miteinander sind (in der seitlichen Richtung in Fig. 11 und in der Richtung senkrecht zur
Zeichnungsebene in Fig. 12). Die Mittelachse der Kupplungshülse 10 und diejenige der
Welle 2 treffen ebenfalls aufeinander. Wenn demzufolge der Schaft 57 des Bolzens 28a
die Kupplungshülse auf die innere Oberfläche des Basisbereiches 4 und durch den
elastischen Streckteil 54 presst, ist es möglich, die Arbeit des Zusammenkuppelns der
Welle 2 und des Joches 4 durchzuführen, und gleichzeitig die Rotationszentren der bei
den Glieder zusammenzubringen.
Es ist hervorzuheben, daß die Ausbildungen, Operationen und dergleichen der Kupp
lungshülse 10 und des Vibrationsabsorptionsgliedes 11, die die Basisstruktur des elasti
schen Wellengelenkes 3 formen, welches in dieser Ausführungsform zusammengesetzt
werden soll, die gleichen sind wie bei der in Fig. 1 bis 3 gezeigten und vorbeschriebenen
Ausführungsform. Die Ausbildung zum Vereinfachen der Kupplungsarbeit des Endbe
reiches der Welle 2 mit dem Basisbereich 4 des Joches 1, während auch die Drehzen
tren dieser beiden Glieder zueinandergebracht werden, wie beim vorhergehenden Aus
führungsbeispiel beschrieben, kann realisiert werden als ein Kupplungsbereich zwi
schen einem Joch eines gewöhnlichen Universalgelenks und einem Endabschnitt einer
Welle, und zwar auch in einer Struktur, die anders ausgebildet ist als diejenige des ela
stischen Wellengelenks gemäß der vorliegenden Erfindung. D.h., in einigen Fällen, wird
der Endbereich der Welle 2 direkt mit dem Basisbereich 4 des Joches 1 gekuppelt und
daran festgelegt, ohne die Kupplungshülse 10 oder das Vibrationsabsorptionsglied 11
dazwischen einzusetzen. Wenn in solchen Fällen der abgestütze Bügel 5 an dem End
bereich der Welle 2 zur gleichen Zeit befestigt wird, zu der auch der Verspannbügel 50
an dem Endbereich der Welle 2 befestigt ist, ist es ebenfalls möglich, leicht die Kupp
lungsarbeit zwischen dem Endbereich der Welle 2 und dem Basisbereich 4 des Joches
1 durchzuführen, während gleichzeitig auch die Rotationszentren dieser beiden Glieder
zueinandergebracht werden.
Es ist hervorzuheben, daß Ausbildungen zum Vereinfachen des Verbindens des Endbe
reiches der Welle mit dem Joch konventionell sind und offenbart werden in
US-A-5 358 350, EP-A-0 508 856 A1, und dergleichen. Jedoch erfordern diese konventionellen
Technologien wenigstens einen zusätzlichen Arbeitsschritt, nämlich das Durchstecken
eines Kupplungsbolzens durch ein Joch und das nachfolgende Verdrehen des Joches
zusammen mit dem Schaft, und dergleichen, was die Ausbildung kompliziert macht.
Wird hingegen eine Ausbildung wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel einge
setzt, dann lassen sich derartige mühsame Arbeiten einsparen, so daß es möglich ist,
die Arbeit zum Kuppeln des Endbereiches der Welle 2 mit dem Joch 4 leicht durchzu
führen, während gleichzeitig auch die Drehzentren dieser beiden Glieder zueinanderge
bracht werden.
Als nächste zeigen die Fig. 15 bis 18 eine sechste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. In dieser sechsten Ausführungsform sind an den innenseitigen Oberflächen
der paarweisen, den Basisbereich 4 des Joches 1 konstituierenden Verspannplattenbe
reiche 5, 5, Sperrnuten 60, 60 geformt, die jeweils als die Sperrbereiche dienen. Auf die
Kupplungshülse 10 ist ferner ein abstützender ringförmiger Abschnitt 53a aufgepasst,
um einen abgestützen Bügel 50a um diese Kupplungshülse 10 abzustützen. Weiterhin
sind vorstehende Sperrteile 49a, 49a jeweils in Teilen der paarweisen Einsetzplattenab
schnitte 51a, 51a geformt, die sich in diesen abgestützen Bügel 50a finden. Jeder dieser
vorstehenden Sperrteile 49a, 49a ist mit einer U-Form geschnitten, unter Belassen ei
nes Teiles an der Seite des Frontrandes des Einsatzplattenabschnittes 51 a in der Ein
setzrichtung beim Einsetzen desselben, was bewirkt, das dieser Teil ein wenig zur au
ßenseitigen Oberfläche des Einsetzplattenabschnittes 51a gebogen wird. Diese vorste
henden Sperrteile 49a, 49a werden automatisch zurückgezogen (elastisch gepresst),
sobald die Einsetzplatten 51a, 51a in die Spalte 52a, 52a eingesetzt werden, die sich
zwischen den inneren Seitenflächen der Verspannplattenbereiche 5, 5 und den jeweili
gen äußeren Seitenflächen der Kupplungshülse 10 befinden, und zwar zusammen mit
dem Endbereich 2, auf welchen die Kupplungshülse 10 aufgepaßt ist. Andererseits tre
ten bei einem Status, bei dem diese Einsatzplattenabschnitte 51a, 51a in den Spalten
52a, 52a sitzen, die Sperrnuten 60, 60 in Eingriff mit den vorderseitigen Rändern der vor
stehenden Sperrteile 49a, 49a, um zu verhindern, daß die Einsetzplattenabschnitte
51a, 51a wieder aus den Spalten 52a, 52a freikommen.
Von dem Endrand in der Umfangsrichtung einer der paarweisen Einsatzplattenabschnit
te 51a, 51a (dem oberen in den Fig. 15 und 16) steht ein elastischer Streckteil 54a vor,
und zwar zum Endrand des anderen Einsetzplattenabschnittes 51a. Dieser elastische
Streckteil 54a ist in einem Zwischenraum zwischen der Schraubbohrung 58 und der
kreisförmigen Bohrung 59 positioniert, die an aufeinander ausgerichteten Positionen an
den Verspannplattenbereichen 5, 5 geformt sind, wobei der Streckteil 54a zusammen mit
dem Endbereich der Welle 2 und der Kupplungshülse 10 wie in den Fig. 15 und 16 in
dem Status zu sehen ist, bei dem der abgestützte Bügel 50a eingesetzt ist zwischen
den paarweisen, den Basisbereich 4 des Joches 1 konstituierenden Verspannplattenbe
reichen 5, 5. Wenn dann der vorstehende Schraubabschnitt 56 des durch die kreisförmi
ge Bohrung 59 geführten Bolzens 28a in die Gewindebohrung 58 eingeschraubt und
weiter angezogen wird, dann wird die Kupplungshülse 10 auf die Innenfläche des Basis
bereiches 4 aufgepresst und zwar zur Folge des Eingriffes zwischen dem abgeschräg
ten Abschnitt 55 und dem Schaft 57 an der äußeren peripheren Fläche des Bolzens 28a
und dem elastischen Streckteil 54a. D.h., daß bei dieser Ausführungsform die Welle 2
und das Joch 1 miteinander kombiniert sind auf der Basis derselben Effekte, wie sie an
hand des fünften und in den Fig. 11 bis 14 gezeigten Ausführungsbeispieles beschrie
ben sind, was die Arbeit des Kuppelns dieser beiden Glieder miteinander weiter verein
facht, wenn auch die Rotationszentren dieser beiden Glieder zueinandergebracht wer
den.
Als nächstes zeigen die Fig. 19 bis 21 eine siebente Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Bei dieser siebenten Ausführungsform sind ein vorderer Halbabschnitt 61 mit
einem Paar Armen 6,6 und ein Basisbereich 4a mit einem Paar Verspannplattenberei
chen 5, 5 separat geformt und dann durch Schweißen aneinander befestigt, um auf die
se Weise ein Joch 1a zur Formung eines Universalgelenkes zu konstituieren. Der vor
dere Halbbereich 61 und der Basisbereich 4a sind jeweils geformt aus Stahlplatten
durch plastisches Verformen basierend auf Pressen. Um den vorderen Halbbereich 61
mit dem Basisbereich 4a zu kuppeln, die auf die vorerwähnte Weise separat geformt
sind, und zwar durch Verschweißen, ist an dem vorderen Endbereich dieses Basisbe
reiches 4a ein kuppelnder ringförmiger Bereich 62 mit einem weggeschnittenen Teil
vorgesehen. An der Basisendfläche dieses vorderen Halbbereiches 61 ist eine kreis
förmige Extrusion 63 geformt, auf die der kuppelnde ringförmige Bereich 62 aufgepaßt
werden kann. Der kuppelnde ringförmige Bereich 62 wird dazu gebracht, auf der Endflä
che dieses vorderen Halbbereiches 61 in einem Status anzulegen, bei dem er auf die
kreisförmige Extrusion 63 aufgepaßt wird, und der anliegende Teil wird über seine Ge
samtlänge verschweißt, um auf diese Weise den Basisbereich 4a und den vorderen
Halbbereich 81 zu verbinden.
Bei dieser soeben beschriebenen Ausführungsform kann die Phase zwischen den Ar
men 6, 6 und den Verspannplattenbereichen 5, 5 in Drehrichtung willkürlich eingestellt
sein. Aus diesem Grund kann auch eine Phase zwischen dem Partnerjoch 64 und den
Verspannplattenbereichen 5, 5 im Drehsinn willkürlich eingestellt werden, wenn das Uni
versalgelenk zusammengesetzt wird. Daraus resultiert, daß der Freiheitsgrad beim
Auslegen des Gelenkes vergrößert werden kann. Weiterhin ist es möglich, optimale
Werte für die Dicke einer Stahlplatte, die den vorderen Halbbereich 61, und die Dicke
einer Stahlplatte, die den Basisbereich 4a formt, im Hinblick auf die für die jeweiligen
Teile erforderliche Festigkeit auszulegen. Aus diesem Grund ist es möglich, das Gewicht
des Joches 1a zu reduzieren, indem vermieden wird, die Dicke teilweise zu groß zu
wählen. Es ist hervorzuheben, daß die Ausbildung bei dieser Ausführungsform realisiert
werden kann durch wahlweises Kombinieren einiger der Strukturen der vorhergehenden
ersten bis sechsten Ausführungsformen.
Als nächsten zeigen die Fig. 22 bis 23 eine achte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Bei der achten Ausführungsform ist gesamte Kupplungshülse 10 zwischen
den paarweisen Verspannplattenbereichen 5, 5, die das Joch 1b bildet, vorgesehen.
D.h., die Ausbildung ist bei dieser Ausführungsform unterschiedlich von der der ersten
Ausführungsform in den Fig. 1 bis 4, und zwar dahingehend, daß der Rotationsbegren
zungszylinder 12 weggelassen ist, während das Vibrationsabsorptionsglied 11 und die
gleitende Hülse 22 zwischen der äußeren peripheren Fläche des Endbereiches der
Welle 2 und der inneren peripheren Fläche des Basisbereiches 4b des Joches 1b vor
gesehen sind. Zur Folge dieser Ausbildung im achten Ausführungsbeispiel können die
Abmessungen des elastischen Wellengelenks 3a in seiner axialen Richtung, und in der
Folge, die Gesamtlänge des Universalgelenks, das dieses elastische Wellengelenk 3a
bildet, reduziert werden. Daraus resultiert, daß die Ausbildung zum wirksamen Schützen
des Fahrers leichter erhalten werden kann durch Vergrößern des Ausmaßes der Ver
setzung der Welle 2 in der axialen Richtung im Falle eines Auffahrunfalls. Die Ausbil
dung dieser Ausbildungsform kann ebenfalls realisiert werden durch wahlweises Kom
binieren einiger der Strukturen aus der vorhergehenden ersten bis siebenten Ausfüh
rungsformen.
Als nächstes zeigen die Fig. 24 bis 27 eine neunte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Bei der neunten Ausführungsform ist eine Kupplungshülse 65 mit einem Paar
Verspannplattenbereichen 5, 5 an einem Endbereich der Welle 2 durch Schweißen oder
dergleichen festgelegt, während eine Welle 66 mit ovalförmigen Querschnitt an dem
Basisbereich des Joches 1c durch Schweißen oder dergleichen fixiert ist. Ferner sind
das Vibrationsabsorptionsglied 11 und die gleitende Hülse 22 zwischen der äußeren
peripheren Fläche dieser Welle 66 und der inneren peripheren Fläche des Kupplungs
bügel 65 angeordnet. Weitere Ausbildungen und Effekte dieser Ausführungsform sind
gleich die anhand der vorbeschriebenen achten Ausbildungsform erläuterten. Bei dieser
Ausführungsform ist der Kupplungsbügel 65 äquivalent mit dem drehbaren Glied.
Als nächstes zeigen die Fig. 28 und 29 eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. In der zehnten Ausführungsform sind an den inneren peripheren Flächen ei
nes Hülsenelementes 23a zum Formen der gleitenden Hülse 22 (siehe z. B. Fig. 2 und
3) Nuten 67, 67a zum Aufnehmen von Schmiermitteln geformt. Das in diesen Nuten 67,
67a aufbewahrte Schmiermittel verteilt sich gleichförmig in einer Gleitkontaktfläche zwi
schen der inneren peripheren Fläche der gleitenden Hülse 22 und der äußeren periphe
ren Fläche der Welle in dieser Ausbildung des elastischen Wellengelenks, so daß die
Versetzbewegung in der axialen Richtung gleichförmig durchführbar ist. Es ist hervorzu
heben, daß ein derartiges Hülsenelement 23a mit jeder der Strukturen der vorherge
henden Ausführungsformen kombiniert werden kann.
Wenn die vorbeschriebenen Ausbildungen und Betriebsweisen vorliegen, kann die vor
liegende Erfindung dazu beitragen, ein elastisches Wellengelenk für den praktischen
Gebrauch zu schaffen, welches in der Lage ist, eine große Versetzbewegung in axialer
Richtung zu absorbieren, eine zufriedenstellende, sichere Standfestigkeit zu erbringen,
und trotzdem mit vernünftigen Kosten hergestellt zu werden, ohne es zu erfordern,
komplizierte Bearbeitungs- oder Montierschritte vorzunehmen.
Claims (3)
1. Elastisches Wellengelenk, mit:
einer Welle (2) mit einem Paar außendurchmesserseitiger Eingriffsflächen an zwei Positionen an den gegenüberliegenden Seiten der äußeren peripheren Fläche in radialer Richtung, die im wesentlichen parallel zueinander sind;
einem Drehglied (1) mit einem Paar Verspannplattenbereichen (5), die im wesent lichen parallel zueinander sind und an einer Querseite eine Öffnung bilden; und
einem zwischen dem drehbaren Glied (1) und der Welle (2) vorgesehenen Vibrati onsabsorptionsglied (11),
bei dem das Vibrationsabsorptionsglied (11) gebildet ist durch ein elastisches Glied (21), das angeordnet auf der inneren peripheren Fläche eines Teils, der mit dem drehbaren Glied (1) fest verbunden ist, und eine gleitende Hülse (22), die von der inneren peripheren Fläche des elastischen Gliedes (21) abgestützt wird, wel che innere periphere Fläche in gleitenden Kontakt mit der äußeren peripheren Flä che der Welle (2) gebracht ist.
einer Welle (2) mit einem Paar außendurchmesserseitiger Eingriffsflächen an zwei Positionen an den gegenüberliegenden Seiten der äußeren peripheren Fläche in radialer Richtung, die im wesentlichen parallel zueinander sind;
einem Drehglied (1) mit einem Paar Verspannplattenbereichen (5), die im wesent lichen parallel zueinander sind und an einer Querseite eine Öffnung bilden; und
einem zwischen dem drehbaren Glied (1) und der Welle (2) vorgesehenen Vibrati onsabsorptionsglied (11),
bei dem das Vibrationsabsorptionsglied (11) gebildet ist durch ein elastisches Glied (21), das angeordnet auf der inneren peripheren Fläche eines Teils, der mit dem drehbaren Glied (1) fest verbunden ist, und eine gleitende Hülse (22), die von der inneren peripheren Fläche des elastischen Gliedes (21) abgestützt wird, wel che innere periphere Fläche in gleitenden Kontakt mit der äußeren peripheren Flä che der Welle (2) gebracht ist.
2. Elastisches Wellengelenk zum Kuppeln eines Endbereichs einer drehbaren Welle
(2) mit einem drehbaren Glied (1) zum Verdrehen dieses Gliedes bei einer Dreh
bewegung der Welle (2) unter Absorbieren deren Versetzung in axialer Richtung
und in Drehrichtung, wobei in der Nachbarschaft eines Endbereiches der Welle (2)
eine Kupplungshülse (10) angeordnet ist, die in der axialen Richtung dieser Welle
(2) zu versetzen ist, um eine Vibration zu absorbieren, die zur und von der Welle
übertragen wird, und wobei der Basisbereich (4) aus dem drehbaren Glied, mit
dem der Endbereich der Welle zu kuppeln und zu fixieren ist, an der Querseite ei
ne Öffnung aufweist und die Kupplungshülse (10) in den Basisbereich durch diese
Queröffnung eingesetzt ist, um die Kupplungshülse (10) mit diesem Basisbereich
zusammenzupressen und dadurch die Kupplungshülse (10) mit dem drehbaren
Glied (1) zu kuppeln und daran zu fixieren.
3. Elastisches Wellengelenk zum Kuppeln eines Endbereiches einer drehbaren
Welle (2) mit einem drehbaren Glied (1), das bei einer Drehung dieser Welle dreh
bar ist, zum Absorbieren deren Versetzung in der axialen Richtung und in der
Drehrichtung, bei dem die Welle mit einem Paar außendurchmesserseitiger Ein
griffsflächen versehen ist, die an wenigstens einem Ende der Welle (2) an zwei
Positionen an den gegenüberliegenden Seiten in radialer Richtung der äußeren
peripheren Fläche im wesentlichen zueinander parallel angeordnet sind, bei dem
in der Nachbarschaft eines Endbereiches der Welle (2) eine sich in der axialen
Richtung der Welle (2) erstreckende Kupplungshülse (10) vorgesehen ist, die mit
innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen ausgestattet sind, welche im wesentli
chen zueinander parallel und an zwei Positionen an der inneren peripheren Fläche
an gegenüberliegenden Seiten in radialer Richtung in einem halben Teil in der
axialen Richtung näher zu dem einen Ende dieser Welle angeordnet sind, um den
außendurchmesserseitigen Eingriffsflächen mit einem dazwischenliegenden Spalt
in einen neutralen Status gegenüber zuliegen, bei dem in Bezug auf die Drehrich
tung zwischen der Kupplungshülse (10) und der Welle (2) keine Phasenverset
zung erzeugt ist, bei dem ein Rotationsbegrenzungszylinder (12) zum Begrenzen
des Ausmaßes einer Drehung der Welle (2) innerhalb der Kupplungshülse (10)
vorgesehen ist, bei dem in dem anderen halben Teil der Kupplungshülse (10) in
der axialen Richtung ein Rückhaltezylinder (13) mit einem größeren Durchmesser
als derjenige des Rotationsbegrenzungszylinders (12) vorgesehen ist, welcher ei
nen Teil darstellt, der sich näher bei einem Mittelbereich dieser Welle (2) befindet;
bei dem zwischen der inneren peripheren Fläche dieses Rückhaltezylinders (13)
und der äußeren peripheren Fläche eines Endes der Welle (2) ein Vibrationsab
sorptionsglied (11) vorgesehen ist zum Verhindern, daß eine Vibration in dem ge
nannten neutralen Status zu der und von der Kupplungshülse (10) übertragen wird
und um zu erlauben, daß in bezug auf diese Kupplungshülse (10) eine Versetzung
in der axialen Richtung der Welle (2) stattfindet, und bei dem der Basisbereich des
drehbaren Gliedes (1), mit dem der Endbereich der Welle (2) gekuppelt und fixiert
ist, so geformt ist, daß er ein Paar Verspannplattenbereiche (5,5) aufweist, die im
wesentlichen zueinander parallel sind und eine Öffnung an der Querseite davon
bilden, und wobei in dem Status, bei dem der Rotationsbegrenzungszylinder der
Kupplungshülse (10) zwischen diese zwei Verspannplattenbereiche (5,5) durch die
Queröffnung eingesetzt ist, diese Verspannplattenbereiche (5) zueinander ver
presst sind, um dadurch die Kupplungshülse (10) mit dem drehbaren Glied zu
verbinden und sie daran zu fixieren.
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