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Hintergrund der Erfindung
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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine stoßdämpfende Antriebswellenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
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Beschreibung von Stand der Technik
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Als stoßdämpfende Antriebswellenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist eine Vorrichtung bekannt, bei der erste und zweite Antriebswellen über ein Gleichlaufgelenk verbunden sind, die erste Antriebswelle ein wellenartiges Innenteil aufweist, die zweite Antriebswelle ein rohrförmiges Außenteil aufweist, und das wellenartige Innenteil der ersten Antriebswelle mit dem rohrförmigen Außenteil der zweiten Antriebswelle über das Gleichlaufgelenk verbunden, wie dies in der
japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2008-132952 (Patentveröffentlichung 1) beschrieben ist.
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Bei dieser stoßdämpfenden Antriebswelle für ein Kraftfahrzeug ist das wellenartige Innenteil der ersten Antriebswelle mit einem Innenring des Gleichlaufgelenks verzahnt und in axialer Richtung festgelegt. Wenn es zu einem Zusammenstoß eines Fahrzeuges kommt, bewegt sich das wellenartige Innenteil der ersten Antriebswelle nach hinten und der Innenring des Gleichlaufgelenks, das in der beschriebenen Weise an dem wellenartigen Innenteil angebracht ist, bewegt sich gleitend in eine Endposition (einem geschlossenes Ende einer Laufrille) in dem röhrenförmigen Außenteil der zweiten Antriebswelle. Das vorstehend erwähnte Sperre in axialer Richtung zwischen dem wellenartigen Innenteil und dem Innenring wird dann einer Last ausgesetzt, so dass diese gelöst wird und sich das wellenartige Innenteil weiter nach hinten bewegt, während der Innenring in dem rohrförmigen Außenteil verbleibt und einen durch den Aufprall erzeugten Stoß absorbiert.
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In diesem Fall wird bei der stoßdämpfenden Antriebswellenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ein stoßdämpfender Abschnitt in dem rohrförmigen Außenteil der zweiten Antriebswelle gebildet und ein führendes Ende des vorstehend erwähnten wellenartigen Innenteils bewegt sich weiter nach hinten, während der Innenring in dem röhrenförmigen Außenteil bleibt, bricht der stoßdämpfende Abschnitt und absorbiert dabei den durch den Aufprall bewirkten Stoß.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es bei einer stoßdämpfenden Antriebswellenvorrichtung eines Kraftfahrzeugs einen geeigneten Schwellenwert für die Belastung vorzugeben, bei welcher sich in axialer Richtung eine Sperre zwischen einem wellenartigen Innenteil der ersten Antriebswelle und einem Innenring des Gleichlaufgelenks bei einem Zusammenstoß des Fahrzeugs öffnet und die erste Antriebswelle nach hinten geschoben wird, so dass eine stabile Stoßdämpfung erreicht wird.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine stoßdämpfende Antriebswellenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit: ersten und zweiten Antriebswellen, die über ein Gleichlaufgelenk gekoppelt sind, einem wellenartigen Innenteil der ersten Antriebswelle; und einem rohrförmigen Außenteil der zweiten Antriebswelle, wobei das wellenartige Innenteil der ersten Antriebswelle an das rohrförmige Außenteil der zweiten Antriebswelle über das Gleichlaufgelenk montiert ist. Eine an dem wellenartigen Innenteil der ersten Antriebswelle vorgesehene Keilwelle greift in eine an einem Innenring des Gleichlaufgelenks vorgesehene Wellennabe ein. Ein Anschlagring ist in eine Ringnut eingepasst, die sich in einer Umfangsfläche des wellenartigen Innenteils nahe an einem Fußende bezüglich eines Abschnitts befindet, an dem der Innenring des Gleichlaufgelenks an dem wellenartigen Innenteil angebracht ist. Ein Manschettenhauptkörper einer Manschette ist an einer Umfangsfläche des wellenartigen Innenteils zwischen dem Abschnitt, an dem der Innenring des Gleichlaufgelenks an dem wellenartigen Inneren angebracht ist, und einem Abschnitt, an dem der Anschlagring angebracht ist, eingesetzt. Ein Flanschabschnitt, der in axialer Richtung an einer äußeren Durchmesserseite an einem Ende des Manschettenhauptkörpers vorsteht, ist eingebaut, um einen äußeren Umfang des Anschlagrings zu bedecken. Ein Anschlagring ist an einer Ringnut angebracht, die in einer Umfangsfläche des wellenartigen Innenteils nahe an einem führenden Ende in Bezug auf den Abschnitt, an dem der Innenring des Gleichlaufgelenks an dem wellenartigen Innenteil angebracht ist, vorgesehen. Der Innenring des Gleichlaufgelenks wird in axialer Richtung von beiden Seiten zwischen dem anderen Ende des Manschettenhauptkörpers der Manschette und dem Anschlagring gehalten und fixiert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann man die folgenden Abläufe und Effekte erhalten.
- (a) Bei einem Zusammenstoß des Fahrzeugs bewegt sich das wellenartige Innenteil der ersten Antriebswelle nach hinten und der Innenring des Gleichlaufgelenks, das an dem wellenartigen Innenteil angebracht ist, bewegt sich zu der Endposition einer Gleitbewegung (das geschlossene Ende der Laufrille) in dem rohrförmigen Außenteil der zweiten Antriebswelle. Der Anschlagring verriegelt in axialer Richtung mit dem Innenring über den Manschettenhauptkörper der Manschette und steigt über die Nutseitenfläche der Ringnut, indem er in axialer Richtung einer Last ausgesetzt wird und verformt sich so, dass sich der Flanschabschnitt der Manschette, die den Anschlagring von der äußeren Seite hält, ausdehnt. Der Anschlagring wird aufgeweitet, wenn der Flanschabschnitt der Manschette den Anschlagring nicht mehr hält, und löst sich aus der Ringnut und die Sperre in axialer Richtung zwischen dem wellenartigen Innenteil und dem Innenring öffnet sich. Die Last F, die bei einem Zusammenstoß des Fahrzeugs auf die erste Antriebswelle wirkt und die Sperre in axialer Richtung zwischen dem wellenartigen Innenteil und dem Innenring, wie vorstehend erwähnt, löst, wird durch die Nuttiefe d der Ringnut, den Neigungswinkel a der Nutseitenfläche, der Dicke t und der Härte des Flanschabschnitts der Manschette, sowie die Anwesenheit oder Abwesenheit des Anschlagrings und/oder des C-förmigen Schlitzes der Manschette bestimmt, wie es aus einem Ergebnis eines in 9 und 10 gezeigten Experiments ersichtlich ist. Es ist möglich, die Last F passend einzustellen, indem diese Werte kombiniert werden, und so die Stoßdämpfung zu stabilisieren.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Ölsperrvorrichtung der stoßdämpfenden Antriebswellenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt, wobei die Ringnut, die in der Umfangsfläche an dem Fußende des wellenartigen Innenteils vorgesehen ist und in welche der Anschlagring eingepasst ist, in einer Umfangsfläche der am wellenartigen Innenteil vorgesehenen Keilwelle angeordnet ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann man die folgenden Abläufe und Effekte erhalten.
- (b) Die Ringnut, die in der Umfangsfläche nahe an dem Fußende des wellenartigen Innenteils vorgesehen ist und in welche der Anschlagring eingepasst ist, wird in der Umfangsfläche der an dem wellenartigen Innenteils vorgesehenen Keilwelle angeordnet. Dies erleichtert die Ausbildung einer Ringnut in dem wellenartigen Innenteil und vereinfacht die Struktur des wellenartigen Innenteils.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Ölsperrvorrichtung der stoßdämpfenden Antriebswellenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem ersten und zweiten Aspekt, wobei eine Nutseitenfläche der Ringnut, welche in der Umfangsfläche nahe an dem Fußende des wellenartigen Innenteils angeordnet ist und in welche der Anschlagring eingepasst ist. Die Nutseitenfläche ist auf einer dem Innenring des Gleichlaufgelenks entgegen gesetzten Seite angeordnet und in Bezug auf den Anschlagring als eine schräg stehende Oberfläche geformt, die einem spitzen Winkel mit einer zentralen Achse einschließt, welche sich von einem führenden Ende des wellenartigen Innenteils zu einem Fußende hin erstreckt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann man die folgenden Abläufe und Effekte erhalten.
- (c) Die Nutseitenfläche der Ringnut, die in der Umfangsfläche nahe an dem Fußende des wellenartigen Innenteils angeordnet ist und in welche der Anschlagring eingepasst ist, ist in der dem Innenring des Gleichlaufgelenks in Bezug auf den Anschlagring gegenüberliegenden Seite angeordnet und bildet eine geneigte Fläche, die einen spitzen Winkel mit der zentralen Achse einschließt, die sich von dem führenden Ende des wellenartigen Innenteils zu dem Fußende hin erstreckt. Dementsprechend ist der Anschlagring so strukturiert, dass er ohne Schwierigkeiten über die Schrägfläche steigen kann, die eine gegebene Neigung der Nutseitenfläche der Ringnut hat, und es ist möglich, die Last F, welche die Sperre in axialer Richtung zwischen dem wellenartigen Innenteil und dem Innenring löst, sehr präzise einzustellen und die Stoßdämpfung weiter zu stabilisieren.
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Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft eine Ölsperrvorrichtung der stoßdämpfenden Antriebswellenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem ersten bis dritten Aspekt, wobei in dem rohrförmigen Außenteil der zweiten Antriebswelle ein eingepresstes Deckelteil vorgesehen ist und ein führendes Ende des wellenartigen Innenteils dazu in der Lage ist, das eingepresste Deckelteil zu brechen, wenn die erste und die zweite Antriebswelle einer Stoßkraft ausgesetzt sind. Das wellenartige Innenteil schiebt dann das rohrförmige Außenteil und der Anschlagring, der in die Ringnut eingepasst ist, welche in der äußeren Umfangsfläche nahe an dem Fußende des wellenartigen Innenteils angeordnet ist, drückt einen Flanschabschnitt der Manschette auf, so dass er sich aus der Ringnut löst.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann man die folgenden Abläufe und Effekte erhalten.
- (d) Wenn das eingepresste Deckelteil in dem rohrförmigen Außenteil der zweiten Antriebswelle ausgebildet ist und die erste und die zweite Antriebswelle der Stoßkraft ausgesetzt sind, schiebt das wellenartige Innenteil das rohrförmige Außenteil und der Anschlagring, der in die Ringnut eingepasst ist, die in der äußeren Umfangsfläche nahe an dem Fußende des wellenartigen Innenteils angeordnet ist, drückt den Flanschsabschnitt der Manschette auf, so dass er von der Ringnut gelöst ist und das führende Ende des wellenartige Innenteils kann das eingepresste Deckelteil brechen. Nachdem die Sperre in axialer Richtung zwischen den wellenartigen Innenteil und dem Innenring gelöst ist, wie vorstehend erwähnt, bewegt sich entsprechend das führende Ende des wellenartigen Innenteils weiter nach hinten, während der Innenring in dem rohrförmigen Außenteil zurückbleibt, bricht dabei das eingepresste Deckelteil und absorbiert zudem den durch die Kollision erzeugten Stoß.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden in der detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, welche nicht als Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden sollten, sondern nur der Erläuterung und dem Verständnis dienen. Es zeigen:
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1a eine Querschnittsansicht und 1b eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptteils in einem Normalzustand der Antriebswellenvorrichtung;
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2a eine Querschnittsansicht eines Stützabschnitts einer ersten Antriebswelle;
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3 eine Querschnittsansicht eines Gleichlaufgelenkabschnitts;
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4 eine Querschnittsansicht eines Kollisionsanfangszustandes der Antriebswellenvorrichtung;
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5 eine Querschnittsansicht eines Kollisionszwischenzustandes der Antriebswellenvorrichtung;
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6 eine Querschnittsansicht eines Kollisionsendzustandes der Antriebswellenvorrichtung;
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7 eine schematische Darstellung eines vollständigen Aufbaus der Antriebswellenvorrichtung;
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8 eine Querschnittsansicht einer Verriegelungsstruktur des Innenrings der Antriebswellenvorrichtung;
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9 ein Schaubild, das den Zusammenhang zwischen Nuttiefe der Einpassnut eines Anschlagrings, Neigungswinkel einer Nutseitenfläche und einer die Sperre des Innenrings lösenden Last darstellt;
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10 ein Schaubild, das den Zusammenhang zwischen dem Neigungswinkel der Nutseitenfläche der Einpassnut des Anschlagrings, Dicke eines Flanschabschnitts einer Manschette und der die Sperre des Innenrings lösenden Last darstellt.
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Die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Eine stoßdämpfende Antriebswellenvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug ist ein gekoppelter Körper aus ersten und zweiten Antriebswellen 10, 20 und ähnlichem, wie in 1a bis 3 dargestellt. Ein Teil der Antriebswellenvorrichtung ist beispielsweise so strukturiert, dass die Antriebswelle 10 auf einer Motorseite und die Antriebswelle 20 auf einer Hinterradseite über ein Gleichlaufgelenk 30 gekoppelt sind und die Antriebswelle 10 drehbar an einem Fahrzeugkörper von einem zentralen Lager 40 gehalten ist.
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Wie in 7 gezeigt, ist in diesem Fall ein vorderer Endabschnitt der ersten Antriebswelle 10 mit einem Kupplungsgabel 3 gekoppelt, die mit einer Ausgangswelle eines Getriebes auf der Motorseite über ein Kreuzgelenk 2 verbunden ist. Ein hinterer Endabschnitt der zweiten Antriebswelle 20 ist mit einer Kupplungsgabel 5 gekoppelt, die über ein Kreuzgelenk 4 mit einem Differenzialgetriebe verbunden ist.
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Die erste Antriebswelle 10 ist in einem Endabschnitt eines hohlen Rohrs 11 durch Reibschweißen mit einem wellenartigen Innenteil 12 versehen. Die zweite Antriebswelle 20 ist in einem Endabschnitt des hohlen Rohres 21 durch Reibschweißen mit einem rohrförmigen Außenteil 22 versehen.
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Bei der Abtriebswellenvorrichtung 1 ist ein führender Endabschnitt des wellenartigen Innenteils 12 der ersten Antriebswelle 10 über ein Gleichlaufgelenk 30 mit dem rohrförmigen Außenteil 22 der zweiten Antriebswelle 20 verbunden. Das Gleichlaufgelenk 30 hat eine Kugel 31, einen Kugelkäfig 32 und einen Innenring 33. Eine Keilwelle 12A an dem führenden Endabschnitt des wellenartigen Innenteils 12 greift in eine Nabe 33A des Innenrings 33 des Gleichlaufgelenks 30 ein. Eine Kugel 31 des Gleichlaufgelenks 30 ist jeweils in einer der Laufrillen 22a angeordnet, die an mehreren Stellen in Umfangsrichtung einer inneren Umfangsfläche des rohrförmigen Außenteils 22 angeordnet sind, so dass darin eine Kugel 31 rollen kann. Es lässt sich verhindern, dass die Kugel 31 des Gleichlaufgelenks 30 nach außen aus der Laufrille 22A fällt, indem ein Anschlagring an einer Öffnung 22B an der inneren Umfangsfläche angebracht wird, welche die Laufrille 22a des rohrförmigen Außenteils 22 aufweist.
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Das wellenartige Innenteil 12 der ersten Antriebswelle 10 und der Innenring 33 des Gleichlaufgelenks 30 sind in axialer Richtung durch eine nachstehend erläuterte Sperrstruktur 80 fixiert. Bei dieser Sperrstruktur 80 wird die Sperre zwischen dem wellenartigen Innenteil 12 und dem Innenring 33 bei einem Fahrzeugzusammenstoß durch eine gegebene Last gelöst, die in axialer Richtung die erste Antriebswelle 10 nach hinten schiebt, was im Folgenden erläutert wird.
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Bei der Antriebswellenvorrichtung 1 wird ein Basisendabschnitt des wellenartigen Innenteils 12 der ersten Antriebswelle 10 an einem inneren Ring 51 eines gekrümmten gummielastischen Teils 50 über das zentrale Lager 40 gestützt und auf einer Fahrzeugkörperseite über einen äußeren Ring 52 des gummielastischen Teils 50 unterstützt. Das zentrale Lager 40 hat eine Kugel 41, einen inneren Ring 42, einen äußeren Ring 43 und einen Kugelschild 44. Der innere Ring 42 des zentralen Lagers 40 wird zwischen einer den Durchmesser vergrößernden Stufe, die in dem Basisendabschnitt des wellenartigen Innenteils 12 vorgesehen ist, und einem Anschlagteil 45 gehalten, das an einem äußeren Umfang des wellenartigen Innenteils 12 von einem mittleren Abschnitt des wellenartigen Innenteils 12 aus angefügt und befestigt ist. Der äußere Ring 43 des zentralen Lagers 40 ist an einer inneren Umfangsfläche des inneren Rings 51 des gummielastischen Teils 50 angesetzt und daran befestigt.
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Im vorliegenden Fall hat der innere Ring 51 des gummielastischen Teils 50 auf der Seite des Basisendabschnitts des hohlen Rohres 11 einen Abschnitt 51a mit großem Durchmesser, auf der Seite des mittleren Abschnitts des hohlen Rohrs 11 einen Abschnitt 51B mit kleinem Durchmesser und zwischen dem Abschnitt 51a mit großem Durchmesser und dem Abschnitt 51b mit kleinem Durchmesser einen Abschnitt 51C mit mittlerem Durchmesser. Der äußere Ring 43 des zentralen Lagers 40 ist in den mittleren Abschnitt 51C des inneren Rings 51 eingesetzt. Eine Querfläche des äußeren Rings 43 tritt mit einer Stufenfläche in Kontakt, die an der Grenze zwischen dem Abschnitt 51B mit kleinem Durchmesser und dem Abschnitt 51C mit mittlerem Durchmesser ausgebildet ist.
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Das Anschlagteil 45 hat einen Abschnitt 45A mit kleinem Außendurchmesser, der an den inneren Ring 42 des zentralen Lagers 40 angrenzt, einen Abschnitt mit mittlerem Außendurchmesser 45C und einem Abschnitt 45B mit großem Außendurchmesser, die in dieser Folge von dem Abschnitt mit kleinem Außendurchmesser 45A aus verlaufen. Eine Endfläche des Abschnitts 45B mit großem Außendurchmesser ist einer Endfläche des Klein-Durchmesser-Abschnitts 51B des inneren Rings 51 des gummielastischen Teils 50 zugewandt, wobei dazwischen eine kleine Lücke ist. Eine äußere Umfangsfläche des Abschnitts 45c mit mittlerem Außendurchmesser ist einer inneren Umfangsfläche des Klein-Durchmesser-Abschnitts 51B des inneren Rings 51 des gummielastischen Teils 50 zugewandt, wobei dazwischen eine kleine Lücke ist. Diese kleinen Lücken bilden einen Labyrinthdichtabschnitt 53 zur äußeren Umgebung.
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Ein metallisches Dichtmaterial 54 ist an einer Innenseite des Groß-Durchmesser-Abschnitts 51A des inneren Rings 51 des gummielastischen Teils 50 angeordnet. Das metallische Dichtmaterial 54 ist geformt durch koaxiales Umschlagen eines inneren Rohrabschnitt 54B in eine innere Umfangsseite eines äußeren Rohrabschnitts 54A von einem nach innen gebogenen Endabschnitt des äußeren Rohrabschnitts 54A aus. Der äußere Rohrabschnitt 54A des metallischen Dichtmaterials 54 ist in einen inneren Umfang des Groß-Durchmesser-Abschnitts 51A des inneren Rings 51 eingesetzt. Eine Endfläche des nach innen gebogenen Endabschnitts des metallischen Dichtmaterials 54 kommt in Kontakt mit einer Stufenfläche in Kontakt, die an einer Grenze zwischen dem Abschnitt 51A mit großem Durchmesser und dem Abschnitt 51C mit mittlerem Durchmesser gebildet ist, und mit einer Endfläche des äußeren Rings 43 des zentralen Lagers 40. Ein freies Ende des äußeren Rohrabschnitts 54A des metallischen Dichtmaterials 54 steht in axialer Richtung in Bezug auf den Groß-Durchmesserabschnitt 51A des inneren Rings 51 nach außen vor. Ein freies Ende des inneren Rohrabschnitts 54B des metallischen Dichtmaterials 54 steht in axialer Richtung in Bezug auf das freie Ende des äußeren Rohrabschnitts 54A nach außen vor.
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Eine Staubabdeckung 55 ist seitlich von dem Groß-Durchmesser-Abschnitt 51A des inneren Rings 51 des gummielastischen Teils 50 und dem metallischen Dichtmaterial 54 an einem Basisendabschnitt des wellenartigen Innenteils 12 angebracht. Die Staubabdeckung 55 hat einen Abschnitt 55A mit kleinem Durchmesser, der an dem Basisendabschnitt des wellenartigen Innenteils 12 eingebracht ist, einen Abschnitt 55B mit mittlerem Durchmesser, der einen äußeren Umfangs des inneren Rohrabschnitts 54B des metallischen Dichtmaterials 54 mit einer dazwischen liegenden Lücke umgibt, und einen Abschnitt 55C mit großem Durchmesser, der einen äußeren Umfang des äußeren Rohrabschnitts 54A des metallischen Dichtmaterials 54 umgibt in Bezug auf den Groß-Durchmesser-Abschnitt 51A des inneren Rings 51 nach außen ragt, wobei eine kleine Lücke zwischen dem Abschnitt 55C mit großem Durchmesser und dem äußeren Rohrabschnitt 54A ist, und einer Endfläche des Groß-Durchmesser-Abschnitts 51A des inneren Rings 51 mit einer kleinen Lücke dazwischen gegenüberliegt. Diese kleinen Lücken bilden einen Labyrinthdichtabschnitt 56 in Bezug auf die äußere Umgebung.
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Bei der Antriebswellenvorrichtung 1 sind Endabschnitte eines Gummischuhs 61 jeweils an einem röhrenförmigen Schuhadapter 60 aus Metall, der einen führenden Endabschnitt des rohrförmigen Außenteils 22 der zweiten Antriebswelle 20 bedeckt, und an einem näherungsweise mittleren Abschnitt des wellenartigen Innenteils 12 der ersten Antriebswelle 10 befestigt. Der Schuhadapter 60 liegt in axialer Richtung dem gummielastischen Teil 50 gegenüber, während er über einen Ohrring dicht an einer äußeren Umfangsfläche des führenden Endabschnitts des rohrförmigen Außenteils 22 befestigt ist, und hält einen Endabschnitt des Gummischuhs 61 in einem gefalteten führenden Endabschnitt. Der andere Endabschnitt des Gummischuhs 61 ist mittels eines Schuhbandes 62 an einer Befestigungsnut fixiert, die in einer äußeren Umfangsfläche des Zwischenstücks des wellenartigen Innenteils 12 angeordnet ist. Der Schuhadapter 60 und der Gummischuh 61 versiegeln einen Schmiermittelfüllraum 63 für das Gleichlaufgelenk 30 zwischen dem wellenartigen Innenteil 12 und dem rohrförmigen Außenteil 22 in Bezug auf die äußere Umgebung und verhindern ein Austreten von Schmiermittel und ein Eindringen von Schmutzwasser von außen.
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Die Antriebswellenvorrichtung 1 ist so aufgebaut, dass ein eingepresstes Deckelteil 70 an dem Fußende des rohrförmigen Außenteils 22 der zweiten Antriebswelle 20 ausgebildet ist. Das eingepresste Deckelteil 70 kann zerbrochen werden, wenn die erste Antriebswelle 10 und die zweite Antriebswelle 20 zusammen gedrückt werden, indem diese einer durch eine Fahrzeugkollision hervorgerufenen Stoßkraft ausgesetzt werden, und das wellenartige Innenteil 12 in das rohrförmige Außenteil 12 drückt. Das eingepresste Deckelteil 70 ist gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer geeigneten Last in ein Loch 22C eingepresst, das in einem der führende Endfläche des wellenartigen Innenteils 12 in axialer Richtung gegenüberliegenden Abschnitt in einem Basisendabschnitt des rohrförmigen Außenteils 22 vorgesehen ist und aus einer Platte (einer kreisförmigen Kappe, die den schmiermittelgefüllten Schmiermittelraum 63 verschließt) geformt, die bei einer Kollision von dem wellenartigen Innenteil 12 durchstoßen wird. Ein Lochdurchmesser des Lochs 22C ist kleiner als ein äußerer Durchmesser des Ballkäfigs 32 des Gleichlaufgelenks 30, ermöglicht das Durchtreten des wellenartigen Innenteils 12 und hindert das Gleichlaufgelenk 30 am Durchtreten. Entsprechend kann die Größe des eingepressten Deckelteils 70 an der Basisendseite des rohrförmigen Außenteils 22 der zweiten Antriebswelle 20 so groß gewählt werden, dass der Keilwellenabschnitt 12A des wellenartigen Innenteils 12 hindurch treten kann. Der Innendurchmesser des hohlen Rohrs 21, das an das rohrförmige Außenteil 22 gekoppelt ist, kann so gewählt werden, dass ein Mindestdurchmesser des Keilwellenabschnitts 12A des wellenartigen Innenteils 12 hindurch treten kann.
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Zudem ist bei der Antriebswellenvorrichtung 1 ein äußerer Durchmesser des Klein-Durchmesser-Abschnitts 51B des inneren Rings 51 des gummielastischen Teils 50 kleiner als ein innerer Durchmesser des Schuhadapters 60 und ferner kleiner als ein Durchmesser der Öffnung 22b des rohrförmigen Außenteils 22 ausgeführt.
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Zudem ist bei der Antriebswellenvorrichtung 1 ein äußerer Durchmesser des Anschlagteils 45 für das zentrale Lager 40 kleiner als der innere Durchmesser des Schuhadapters 60 und ferner kleiner als ein Durchmesser der Öffnung 22B des rohrförmigen Außenteils 22 ausgeführt.
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Nachstehend folgt eine Beschreibung einer Sperrstruktur 80 des wellenartigen Innenteils 12 der ersten Antriebswelle 10 und des Innenrings 33 des Gleichlaufgelenks 30 (8).
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Die Sperrstruktur 80 hat in einem äußeren Umfang der zu dem wellenartigen Innenteil 12 gehörenden Keilwelle 12A nahe an einem Fußende in Bezug auf einen Abschnitt, an dem der Innenring 33 des Gleichlaufgelenks 30 in das wellenartige Innenteil 12 eingepasst ist, eine Ringnut 81, die eine Nuttiefe d aufweist, und einen Anschlagring 82, der beispielsweise durch Formen eines Drahtelements mit kreisförmigem Querschnitt in eine C-förmige Gestalt hergestellt ist und in die Ringnut 81 eingepasst ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet eine Nutseitenfläche 81a der Ringnut 81, die dem Innenring 33 des Gleichlaufgelenks 30 in Bezug auf den Anschlagring 82 gegenüberliegend angeordnet ist, eine geneigte Fläche, die einen spitzen Winkel a mit einer zentrale Achse einschließt, die sich von einem führenden Ende des wellenartigen Innenteils 12 zu dem Fußende hin erstreckt.
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Die Sperrstruktur 80 ist so strukturiert, dass ein Manschettenhauptkörper 83A einer Manschette 83, die durch Umformen eines Rohmaterials mit L-förmigen Querschnitt zu einer ringförmigen (oder einer C-förmigen) Gestalt hergestellt wurde, an den äußere Umfang der zu dem wellenartigen Innenteil 12 gehörenden Keilwelle 12A zwischen einem Abschnitt, an dem der Innenring 33 des Gleichlaufgelenks 30 an dem wellenartigen Innenteil 12 angebracht ist, und einem Abschnitt, an dem der Anschlagring 82 angebracht ist, angepasst ist. Ferner ist ein Flanschabschnitt 83B, der eine Dicke t aufweist und in axialer Richtung von einer äußeren Durchmesserseite eines Endes des Manschettenhauptkörpers 83A vorsteht, vorgesehen, um einen äußeren Umfang des Anschlagrings 82 zu bedecken. Der Flanschabschnitt 83B hat denselben Außendurchmesser wie der Außendurchmesser des Manschettenhauptkörpers 83A und einen größeren Innendurchmesser als ein Innendurchmesser des Manschettenhauptkörpers 83A. Der Flanschabschnitt 83B ist mit einer ringförmigen Gestalt geformt, die in Umfangsrichtung gleichmäßig von dem Manschettenhauptkörper 83A ausgeht (als Alternative kann der Flanschabschnitt 83B in einer unterbrochenen, versenkten Kammform in Umfangsrichtung des Manschettenhauptkörpers 83A ausgebildet sein).
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Die Sperrstruktur 80 weist eine Ringnut 84 in einer äußeren Umfangsfläche der Keilwelle 12A auf, die an dem wellenartigen Innenteil 12 nahe an dem führenden Ende in Bezug auf den Abschnitt vorgesehen ist, an dem der Innenring 33 des Gleichlaufgelenks 30 an dem wellenartigen Innenteil 12 angebracht ist. Ein Anschlagring 85 beispielsweise ein Anschlagring oder ähnliches mit einer C-förmigen oder ähnlichen Gestalt ist in die Ringnut 84 eingelegt.
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Die Sperrstruktur 80 hält und fixiert den Innenring 33 des Gleichlaufgelenks 30, das an der Keilwelle 12A des wellenartigen Innenteils 12 angebracht ist, zwischen dem anderen Ende des Manschettenhauptkörpers 83A der Manschette 83 und dem vorstehend erwähnten Anschlagring 85. Eine vordere Endfläche des Innenrings 33 tritt mit dem Manschettenhauptkörper 83A der Manschette 83 in Kontakt. Eine hintere Endfläche des Innenrings 33 tritt mit dem Anschlagring 85 in Kontakt.
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Bei einem Fahrzeugzusammenstoß bewegt sich bei der Sperrstruktur 80 das wellenartige Innenteil 12 der ersten Antriebswelle 10 nach hinten und der Innenring 33 des Gleichlaufgelenks 30, das an dem wellenartigen Innenteil 12 vorgesehen ist, bewegt sich gleitend in eine Endposition (das geschlossene Ende der Laufrille 22a) in dem rohrförmigen Außenteil 22 der zweiten Antriebswelle 20. Der Anschlagring 82, der in axialer Richtung mit dem Innenring 33 über den Manschettenhauptkörper 83A der Manschette 83 sperrt, steigt über die Nutseitenfläche 81A der Ringnut 81, indem er in axialer Richtung einer Last ausgesetzt ist und verformt sich dabei, so dass sich der Flanschabschnitt 83B der Manschette 83, der den Anschlagring 82 von eine äußeren Umfangs aus hält, aufweitet. Der Anschlagring 82 weitet sich auf, wenn der Flanschabschnitt 83B der Manschette 83 den Anschlagring 82 nicht mehr hält, löst sich aus der Ringnut 81 und die Verriegelung in axialer Richtung zwischen dem wellenartigen Innenteil 12 und dem Innenring 33 öffnet sich.
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Nachstehend wird eine stoßdämpfende Bewegung der Antriebswellenvorrichtung 1 beschrieben.
- (1) Beim Zusammenstoß eines Fahrzeugs bewegen sich der Motor oder das Getriebe nach hinten. Die erste Antriebswelle 10 wird dann aus ihrer normalen Position, die in den 1a und 1b dargestellt ist, nach hinten hinausgeschoben.
- (2) Die Last, welche die erste Antriebswelle 10 nach hinten schiebt, schiebt das zentrale Lager 40, das Anschlagteil 45 und den inneren Ring 51 zusammen mit dem wellenartigen Innenteil 12 nach hinten, während das gummielastische Teil 50 deformiert wird. Zu beachten ist, dass in den 4 bis 6 eine Darstellung des deformierten Zustands des gummielastischen Teils 50 der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.
- (3) Wenn sich das wellenartige Innenteil 12 der ersten Antriebswelle 10 nach hinten bewegt, bewegen sich der Innenring 33 des Gleichlaufgelenks 30, das mit dem führenden Endabschnitt des wellenartigen Innenteils 12 über den Anschlagring 82 und die Manschette 83 der Sperrstruktur 80 verbunden ist, nach hinten und der Innenring 33 bewegt sich gleitend in die Endposition, die dem geschlossenen Ende der Laufrille 22 des rohrförmigen Außenteils 22 entspricht (4).
- (4) Wenn die Last, welche die erste Antriebswelle 10 nach hinten hinaus schiebt, weiter wirkt, öffnet sich wie vorstehend erwähnt die Sperrstruktur 80, welche das wellenartige Innenteil 12 und den Innenring 33 des Gleichlaufgelenks 30 fixiert. Das wellenartige Innenteil 12 löst sich von dem Innenring 33 und der führende Endabschnitt des wellenartigen Innenteils 12 bewegt sich weiter nach hinten, während der Innenring 33 in dem rohrförmigen Außenteil 22 verbleibt (5). Zudem schiebt der führende Endabschnitt des wellenartigen Innenteils 12 das eingepresste Deckelteil 70 (die Platte 71) des Basisendabschnitts des rohrförmigen Außenteils 22 aus dem Loch 22C nach außen und tritt in das hohle Rohr 21 durch das Loch 22c (6) ein.
- (5) Wenn die Last, welche die erste Antriebswelle 10 nach hinten hinausschiebt, weiter wirkt, gelangen das Anschlagteil 45 und der innere Ring 51, die auf der äußeren Umfangsfläche des wellenartigen Innenteils 12 angeordnet sind, in die Innenseite des Schuhadapters 60 und der Öffnung 22B des rohrförmigen Außenteils 22 (6). Zudem bewegt sich der Schuhadapter 60 durch die äußere Seite des inneren Rings 51. Ferner bewegt sich das Anschlagteil 45 in eine Position, in welcher der Abschnitt des Gummischuhs 61 an dem wellenartigen Innenteil 12 zwischen dem Anschlagteil 45 und dem Innenring 33 des Gleichlaufgelenks 30 festgehalten wird (6).
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann man die folgenden Abläufe und Effekte erhalten.
- (a) Bei einem Zusammenstoß des Fahrzeugs bewegt sich das wellenartige Innenteil 12 der ersten Antriebswelle 10 nach hinten und der Innenring 33 des Gleichlaufgelenks 30, das an dem wellenartigen Innenteil 12 angebracht ist, bewegt sich in die Endposition einer Gleitbewegung (das geschlossene Ende der Laufrille 22a) in dem rohrförmigen Außenteil 22 der zweiten Antriebswelle 20. Der Anschlagring 82, der in axialer Richtung mit dem Innenring 33 über den Manschettenhauptkörper 83A der Manschette 83 verriegelt, und steigt über die Nutseitenfläche 81A der Ringnut 81, indem er der Last in axialer Richtung ausgesetzt wird und verformt sich so, dass sich der Flanschabschnitt 83B der Manschette 83, die den Anschlagring 82 von der äußeren Umfangsseite hält, ausweitet. Der Anschlagring 82 wird aufgeweitet, wenn der Flanschabschnitt 83B der Manschette 83 den Anschlagring 82 nicht mehr hält, löst sich aus der Ringnut 81 und die Sperre in axialer Richtung zwischen dem wellenartigen Innenteil 12 und dem Innenring 33 öffnet sich. Die Last F, die bei einem Zusammenstoß des Fahrzeugs auf die erste Antriebswelle 10 wirkt und die Sperre in axialer Richtung zwischen dem wellenartigen Innenteil 12 und dem Innenring 33, wie vorstehend erwähnt, löst, wird durch die Nuttiefe d der Ringnut 81, den Neigungswinkel a der Nutseitenfläche 81A, die Dicke t und die Härte des Flanschabschnitts 83B der Manschette 83 sowie die Anwesenheit oder Abwesenheit des Anschlagrings 82 und/oder des C-förmigen Schlitzes der Manschette 83 bestimmt, wie es aus einem Ergebnis eines in den 9 und 10 gezeigten Experiments ersichtlich ist. Es ist möglich, die Last F passend einzustellen, indem diese Werte kombiniert werden, und so die Stoßdämpfung zu stabilisieren.
- (b) Die Ringnut 81, die in der Umfangsfläche nahe an dem Fußende des wellenartigen Innenteils 12 vorgesehen ist und in welche der Anschlagring 82 eingepasst ist, wird in der Umfangsfläche der zu dem wellenartigen Innenteil 12 gehörenden Keilwelle 12A angeordnet. Dies erleichtert die Ausbildung einer Ringnut 81 in dem wellenartigen Innenteil 12 und vereinfacht die Struktur des wellenartigen Innenteils 12.
- (c) Die Nutseitenfläche 81A der Ringnut 81, die in dem äußeren Umfang nahe an dem Fußende des wellenartigen Innenteils 12 angeordnet ist und in welche der Anschlagring 82 eingepasst ist, ist auf der dem Innenring 33 des Gleichlaufgelenks 30 in Bezug auf den Anschlagring 82 gegenüberliegenden Seite angeordnet und bildet eine geneigte Fläche, die einen spitzen Winkel a mit der zentralen Achse einschließt, die sich von dem führenden Ende des wellenartigen Innenteils 12 zu dem Fußende hin erstreckt. Dementsprechend ist der Anschlagring 82 so strukturiert, dass er ohne Schwierigkeiten über die Schrägfläche steigen kann, die eine gegebene Neigung der Nutseitenfläche 81A der Ringnut 81 hat, und es ist möglich, die Last F, welche die Sperre in axialer Richtung zwischen dem wellenartigen Innenteil 12 und dem Innenring 33 löst, sehr präzise einzustellen und die Stoßdämpfung weiter zu stabilisieren.
- (d) Wenn das eingepresste Deckelteil 70 in dem rohrförmigen Außenteil 22 der zweiten Antriebswelle 20 ausgebildet ist und die erste und die zweite Antriebswelle 10 und 20 der Stoßkraft ausgesetzt sind, schiebt das wellenartige Innenteil 12 das rohrförmige Außenteil 22 und der Anschlagring 82, der in die Ringnut 81 eingepasst ist, die in der äußeren Umfangsfläche nahe an dem Fußende des wellenartigen Innenteils 12 angeordnet ist, drückt den Flanschsabschnitt 83B der Manschelte 83 auf, so dass er von der Ringnut 81 gelöst ist und das führende Ende des wellenartige Innenteils 12 kann das eingepresste Deckelteil 70 brechen. Nachdem die Sperre in axialer Richtung zwischen den wellenartigen Innenteil 12 und dem Innenring 33 gelöst ist, wie vorstehend erwähnt, bewegt sich entsprechend das führende Ende des wellenartigen Innenteils 12 weiter nach hinten, während der Innenring 33 in dem rohrförmigen Außenteil 22 zurückbleibt, bricht dabei das eingepresste Deckelteil 70 und absorbiert zudem den durch die Kollision erzeugten Stoß.
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Wie vorstehend erläutert wurden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Die speziellen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern solche, die eine im Rahmen der beanspruchten Erfindung liegende Abwandlung der Konstruktionen aufweisen, sind von der vorliegenden Erfindung ebenfalls umfasst. Beispielsweise kann die Ringnut, in welche der Anschlagring gemäß der vorliegenden Erfindung eingepasst ist, in einem äußeren Umfang des wellenartigen Innenteils angeordnet sein, wo die Keilwelle nicht vorhanden ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist bei einer stoßdämpfenden Antriebswellenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug die Keilwelle an einem wellenartigen Innenteil der ersten Antriebswelle vorgesehen und in eine Nabe eingepasst, die in dem Innenring des Gleichlaufgelenks vorgesehen ist. Der Anschlagring ist in die Ringnut eingepasst, die in dem äußeren Umfang des wellenartigen Innenteils nahe an dem Fußende in Bezug auf den Abschnitt, mit dem der Innenring des Gleichlaufgelenks an dem wellenartigen Innenteil angebracht ist. Der Manschettenhauptkörper der Manschette ist an einem äußeren Umfang des wellenartigen Innenteils zwischen dem Abschnitt, an dem der Innenring des Gleichlaufgelenks an dem wellenartigen Innenteil angebracht ist, und dem Abschnitt, an dem der Anschlagring angebracht ist, angeordnet. Der Flanschabschnitt, der in axialer Richtung von einer äußeren Durchmesserseite an einem Ende des Manschettenhauptkörpers vorsteht, ist eingebaut, um einen äußeren Umfang des Anschlagrings zu bedecken. Der Anschlagring ist in die Ringnut eingesetzt, die in dem äußeren Umfang des wellenartigen Innenteils nahe an dem führenden Ende in Bezug auf den Abschnitt, an dem der Innenring des Gleichlaufgelenks an dem wellenartigen Innenteil angebracht ist, vorgesehen. Der Innenring des Gleichlaufgelenks wird von beiden Seiten in axialer Richtung zwischen dem anderen Ende des Manschettenhauptkörpers der Manschette und dem Anschlagring gehalten und fixiert. Dementsprechend wird bei einem Fahrzeugzusammenstoß bei der stoßdämpfenden Antriebswellenvorrichtung die erste Antriebswelle nach hinten geschoben und es ist möglich, die Last, welche die Sperre in axialer Richtung zwischen dem wellenartigen Innenteil der ersten Antriebswelle und dem Innenring des Gleichlaufgelenks löst, geeignet einzustellen und so die Stoßdämpfung zu stabilisieren.
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Obwohl die Erfindung in Bezug auf einige ihrer beispielhafte Ausgestaltungen dargestellt und erläutert wurde, sollten Fachleute verstehen, dass die vorstehenden und verschiedene andere Änderungen, Auslassungen und Hinzufügungen bei der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne von deren Geist und Umfang abzuweichen. Die vorliegende Erfindung sollte deshalb nicht als auf das vorstehend beschriebene spezielle Ausführungsbeispiel beschränkt verstanden werden, sondern sollte dahingehend verstanden werden, dass alle möglichen Ausführungsformen umfasst sind, die in Bezug auf die Merkmale der beigefügten Ansprüche im Bereich von Äquivalenten liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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