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Hintergrund der Erfindung
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Feld der Erfindung:
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Doppelgelenk, das zwischen einer ersten Transmissionswelle und einer zweiten Transmissionswelle eingefügt wird, um eine Drehantriebsleistung von der ersten Transmissionswelle zu der zweiten Transmissionswelle zu übertragen.
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Beschreibung der verwandten Art:
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Automobile sind derart angeordnet, dass eine Drehantriebsleistung, die von einer Verbrennungskraftmaschine erzeugt wird, einen elektrischen Motor oder dergleichen, zu den Reifen durch Kraftübertragungstransmissionswellen wie Getriebewellen usw. übertragen werden. In diesem Fall wird das Automobil gefahren, wenn die Reifen durch die übertragene Drehantriebsleistung gedreht werden.
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Ein Doppelgelenk ist zwischen den Kraftübertragungstransmissionswellen angeordnet. Das Doppelgelenk verbindet die Kraftübertragungstransmissionswellen miteinander, so dass die Kraftübertragungstransmissionswellen sich um jeweilige Achsen davon drehen können.
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Ein bekannter Typ eines Doppelgelenks ist ein Tripod-Doppelgelenk. So ein Tripod-Doppelgelenk umfasst ein äußeres Element, das einen Hohlbodenbecher aufweist und ein inneres Element, das an dem Distalende einer Kraftübertragungstransmissionswelle eingesetzt ist. Rollen, die von Haltern des inneren Elements gehalten werden, gleiten, während sie sich innerhalb der jeweiligen Führungsnuten, die von einer inneren Wandoberfläche des Hohlbodenbechers definiert werden, drehen. Wenn die Kraftübertragungstransmissionswelle um einen vorgeschriebenen Arbeitswinkel geneigt ist, werden die Rollen innerhalb der Führungsnuten als Antwort darauf, dass das innere Element innerhalb des äußeren Elements geneigt wird, geneigt.
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Im Allgemeinen arbeitet das Tripod-Doppelgelenk durch drehen, gleiten und neigen, wie oben beschrieben. Wenn die Rollen geneigt werden, werden die Rollen durch die Führungsnuten zurückgehalten. In dem Fall, dass die Rollen gleiten, während sie zurückgehalten werden, tritt ein Schlupf zwischen der Wandoberfläche der Führungsnuten und der Rollen auf, somit entsteht eine Zunahme des Gleitwiderstandes. Ein Gleitwiderstand nimmt also zu, wenn die Rollen drehen.
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So ein erhöhter Gleitwiderstand ist für Vibration und Geräusch verantwortlich. Eine
japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2011-501068 (PCT) offenbart ein Doppelgelenk, das Rollenanordnungen aufweist, wovon jede eine innere Rolle und eine äußere Rolle umfasst, die an der inneren Rolle durch ein eingefügtes Nadellager angebracht ist. Die innere Rolle wird gegen Drehung durch einen Halter eines inneren Elements zurückgehalten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der Technik, die in einer
japanischen offen gelegten Patentveröffentlichung Nr. 2011-501068 (PCT) offengelegt wurde, wird der Halter in Kontakt mit einer inneren umlaufenden Wandoberfläche der inneren Rolle an einem Kontaktpunkt gehalten. Daher wird die Drehantriebsleistung durch die Kontaktregion übertragen. Weil Beanspruchungen an der Kontaktregion konzentriert werden, neigt die Kontaktregion dazu, frühzeitig an Ermüdung zu leiden. Anders angegeben, gemäß der offengelegten Technik kann die Haltbarkeit des Doppelgelenks nicht einfach gewährleistet werden.
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Ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Doppelgelenk bereitzustellen, das es vermag, den Gleitwiderstand zu reduzieren.
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Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Doppelgelenk bereitzustellen, in welchem die Haltbarkeit des Doppelgelenks erhalten werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Doppelgelenk bereitgestellt, das zwischen einer ersten Transmissionswelle und einer zweiten Transmissionswelle eingefügt wird, um eine Drehantriebsleistung von der ersten Transmissionswelle zu der zweiten Transmissionswelle zu übertragen. Das Doppelgelenk/Gleichlaufgelenk umfasst ein äußeres Element, das an die erste Transmissionswelle gekoppelt ist, wobei das äußere Element eine Mehrzahl von Führungsnuten aufweist, die in einer Seitenwandoberfläche davon definiert sind, wobei die Führungsnuten in vorgeschriebenen Abständen voneinander beabstandet sind und sich in eine axiale Richtung des äußeren Elements erstrecken, ein inneres Element, das an die zweite Transmissionswelle gekoppelt ist und in das äußere Element eingesetzt ist, wobei das innere Element ein ringförmiges Element und eine Mehrzahl von Haltern aufweist, die jeweils von dem ringförmigen Element in die Führungsnuten ragen und eine Mehrzahl von Rollenanordnungen die jeweils drehbar an den Haltern angebracht sind, wobei jede der Rollenanordnungen eine innere Rolle und eine äußere Rolle umfasst, die außerhalb davon angebracht ist und an der inneren Rolle durch eingefügte Rollenelemente angebracht ist. Jeder der Halter weist eine Mehrzahl von Kontaktregionen auf, die in Angrenzung gegen eine innere umlaufende Wandoberfläche der inneren Rolle gehalten werden und eine Mehrzahl von kontaktfreien Regionen, die von der inneren umlaufenden Wandoberfläche der inneren Rolle beabstandet sind, wobei die Kontaktregionen und die kontaktfreien Regionen abwechselnd angeordnet sind. Weiter umfassen die Kontaktregionen mindestens parallele Regionen, wo sich hypothetische dazu tangentiale Linien parallel zu Längsrichtungen der Führungsnuten erstrecken und orthogonale Regionen, wo sich hypothetische dazu tangentiale Linien orthogonal in Beziehung auf Längsrichtungen der Führungsnuten erstrecken.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden auf jeden der Halter des inneren Elements des Doppelgelenks die parallelen Regionen, wo die hypothetischen tangentialen Linien sich parallel zu den Längsrichtungen der Führungsnuten in dem äußeren Element erstrecken und die orthogonalen Regionen, wo sich die hypothetischen tangentialen Linien orthogonal zu den Längsrichtungen der Führungsnuten erstrecken, als die Kontaktregionen bereitgestellt, die in Kontakt mit der inneren umlaufenden Wandoberfläche der inneren Rolle gehalten werden. Mit einer solchen Anordnung wird ein resultierender Vektor, der durch eine Kraft, die von der diametralen Mitte des Halters in Richtung einer der parallelen Regionen wirkt und von einer Kraft, die von der diametralen Mitte des Halters in Richtung einer der orthogonalen Regionen wirkt, erzeugt. Der resultierende Vektor erzeugt eine Klemmkraft auf der inneren Rolle. Weil ein Schlupf vom Auftreten zwischen der inneren Rolle und den Haltern verhindert wird, wird ein Schlupfwiderstand verringert, wodurch ein entsprechender Betrag des Gleitwiderstands verringert wird. Daher wird auch ein Schubwiderstand verringert. Weil dort zwei Kontaktregionen umfassend eine parallele Region und eine orthogonale Region sind, werden Belastungen verteilt. Daher werden die Halter davor bewahrt, zu einem frühen Zeitpunkt ermüdet und abgenutzt zu werden.
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Aus den oben beschriebenen Gründen erzeugt das Doppelgelenk einen verringerten Gleit- oder Schubwiderstand und die Haltbarkeit des Doppelgelenks wird erhalten.
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Jeder der Halter ist vorzugsweise von einer Kreuzform, wie in einer Draufsicht gesehen. Während des Betriebs des Doppelgelenks wechseln Kontaktpunkte zwischen der inneren umlaufenden Wandoberfläche der inneren Rolle und der Seitenwand des Halters, das heißt eines Zapfens, von einem Paar von parallelen und orthogonalen Regionen zu einem anderen Paar von parallelen und orthogonalen Regionen.
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Daher werden die Halter davor bewahrt, an übermäßiger Ermüdung und Abnutzung zu leiden, im Vergleich mit einer Anordnung in der nur ein Paar von parallelen und orthogonalen Regionen in Angrenzung gegen eine innere umlaufende Wandoberfläche der inneren Rolle gehalten wird. Daher wird eine hohe Haltbarkeit des Doppelgelenks sichergestellt.
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Die orthogonalen Regionen umfassen vorzugsweise Seitenwandoberflächen, die von einer geraden Form sind, wenn in einer Querschnittsebene gesehen, die entlang einer Linie, die durch die orthogonalen Regionen und eine diametrale Mitte von jedem der Halter geht, genommen wird. In diesem Fall werden die orthogonalen Regionen und die innere umlaufende Wandoberfläche der inneren Rolle in einem Punkt-zu-Punkt-Kontakt gehalten. Daher arbeitet das Doppelgelenk zu der Zeit, zu der die zweite Transmissionswelle in einem Arbeitswinkel geneigt wird, gleichmäßig.
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Die innere Rolle weist vorzugsweise einen inneren Durchmesser auf, der ein Minimum an einem Teil davon ist, das näher an dem ringförmigen Element ist als an einen im Wesentlichen in der Höhe mittleren Teil davon. Somit weist die innere Rolle einen niedrigeren Schwerpunkt auf, was umlaufende Oszillationen der inneren Rolle minimiert. Demzufolge wird der Reibungswiderstand verringert, das trägt auch zu einer Verringerung des Schubwiderstandes bei.
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Das obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher durch die folgende Beschreibung werden, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch ein erläuterndes Beispiel gezeigt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine transversale Querschnittansicht eines Doppelgelenks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Ansicht entlang einer Linie die orthogonal zu einer axialen Richtung des Doppelgelenks ist, genommen wurde;
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2 ist eine bruchstückhafte Aufrissseitenansicht des Doppelgelenks entlang einer axialen Richtung davon;
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3 ist eine Draufsicht eines Zapfens mit einer Rollenanordnung darauf angebracht;
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4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Rollenanordnung und des Zapfens in einem auseinandergenommenen Zustand;
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5 ist eine Querschnittansicht, die entlang einer Linie V-V einer 3 genommen wurde;
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6 ist eine Querschnittansicht, die entlang einer Linie VI-VI einer 3 genommen wurde;
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7 ist eine Querschnittansicht, die entlang einer Linie VII-VII einer 3 genommen wurde;
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8 ist ein Diagramm das einen Vektor zeigt, der eine Kraft repräsentiert, die wirkt, wenn eine innere Rolle und ein Zapfen sich durch einen einzigen Kontaktpunkt berühren, angenommen, dass der Zapfen in der Form eines hypothetischen Zylinders ist;
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9 ist ein Diagramm das einen Vektor zeigt, der eine Kraft repräsentiert, die wirkt, wenn eine innere Rolle und ein Zapfen sich durch zwei Kontaktpunkte berühren, angenommen, dass der Zapfen in der Form eines hypothetischen Zylinders ist; und
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10 ist ein Graph, der einen Schubwiderstand, der in der Struktur erzeugt wird, die in 8 gezeigt wird und der in der Struktur erzeugt wird, die in 9 gezeigt wird, jeweils an den entsprechenden Phasenwinkeln, zeigt.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Ein Doppelgelenk/Gleichlaufgelenk gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten mit Referenz zu den beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben werden.
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1 zeigt in einer transversalen Querschnittansicht ein Doppelgelenk 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Ansicht entlang einer Linie die orthogonal zu einer axialen Richtung des Doppelgelenks ist, genommen wurde. 2 zeigt eine bruchstückhafte Aufrissseitenansicht des Doppelgelenks entlang einer axialen Richtung davon. In 1 repräsentiert der Pfeil X eine Breiten- oder transversale Richtung eines äußeren Elements 12. In 2 repräsentiert der Pfeil Y eine Längsrichtung des Doppelgelenks 10. Die X-Richtung und die Y-Richtung sind orthogonal zueinander.
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Das Doppelgelenk 10 umfasst ein äußeres Element 12 und ein inneres Element 14. Das äußere Element 12 weist einen Hohlbodenbecher 16 auf und einen nicht dargestellten Schaft, der von der äußeren Oberfläche eines Bodens des Hohlbodenbechers 16 herausragt. Eine erste Transmissionswelle, nicht gezeigt, wie zum Beispiel ein Rotationsschaft eines Getriebes ist beispielsweise an den Schaft des äußeren Elements 12 gekoppelt. Der Hohlbecher 16 weist ein darin definiertes Loch 18, das mit einem Boden versehen ist, auf, das sich entlang der Y-Richtung, die in 2 gezeigt ist, das heißt, entlang der Längsrichtung des Doppelgelenks 10, erstreckt.
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Das Loch 18, das mit einem Boden versehen ist, umfasst drei Führungsnuten 20 (siehe 1), die in einer inneren umlaufenden Seitenwandoberfläche davon definiert sind. Die Führungsnuten 20 sind gegenseitig in vorgeschriebenen Abständen beabstandet und erstrecken sich in der axialen Richtung des äußeren Elements 12.
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Wie in 2 gezeigt, wird das innere Element 14 über das Distalende der zweiten Transmissionswelle 22, beispielsweise einer Getriebewelle montiert und ist in das Loch 18, das mit einem Boden versehen ist, eingesetzt. Insbesondere umfasst das innere Element 14 ein ringförmiges Element 24, in das ein Loch 26 definiert ist und in das Loch 26 wurde eine zweite Transmissionswelle 22 eingepresst. Das Loch 26 wird durch eine innere Wandoberfläche des ringförmigen Elements 24 definiert, die einen darauf geformten, nicht dargestellten Zinken aufweist. Die zweite Transmissionswelle 22 weist eine Seitenwandoberfläche auf, die auch einen darauf geformten, nicht dargestellten Zinken aufweist. Der Zinken auf der inneren Wandoberfläche des ringförmigen Elements 44 und der Zinken auf der Seitenwandoberfläche der zweiten Transmissionswelle 22 werden in einer ineinander eingreifenden Verbindung miteinander gehalten. Das innere Element 14 umfasst das ringförmige Element 24 und drei Zapfen 28 (siehe 1), die mit dem ringförmigen Element 24 verbunden wurden und als Halter dienen, die jeweils in die drei Führungsnuten 20 ragen. Rollenanordnungen 30 sind jeweils drehbar an den Zapfen 28 angebracht.
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3 zeigt einen der Zapfen 28 in einer Draufsicht, auf dem die Rollenanordnungen 30 drehbar angebracht sind. 4 zeigt in einer explodierten Perspektive den Zapfen 28 und die Rollenanordnung 30 in einem auseinandergenommenen Zustand. Die X- und Y-Richtungen, die in 3 und 4 gezeigt sind, entsprechen jeweils den X- und Y-Richtungen, die in 1 gezeigt sind.
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Die Form des Zapfens 28 wird in Detail unten beschrieben werden. Der Zapfen 28 umfasst einen ersten Nocken 32, eine erste Vertiefung 34, einen zweiten Nocken 36, eine zweite Vertiefung 38, einen dritten Nocken 40, eine dritte Vertiefung 42, einen vierten Nocken 44 und eine vierte Vertiefung 46, die in Folge angeordnet sind. Insbesondere sind die Nocken und die Vertiefungen ab wechselnd angeordnet. Der Zapfen 28 weist eine äußere Seitenwandoberfläche mit einer gewellten Form in einer radialen Richtung davon auf, so dass der Zapfen 28 im Wesentlichen von einer Kreuzform, wie in einer Draufsicht gesehen (siehe 3), ist.
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Nur die gewölbten Seitenoberflächen des ersten Nocken 32, des zweiten Nocken 36, des dritten Nocken 40 und des vierten Nocken 44 des Zapfens 28 werden in Angrenzung gegen die innere umlaufende Wandoberfläche der inneren Rolle 48 der Rollenanordnung 30 gehalten. Demgegenüber sind die Oberflächen des Zapfens 28, die die erste Vertiefung 34, die zweite Vertiefung 38, die dritte Vertiefung 42 und die vierte Vertiefung 46 definieren, von der inneren umlaufenden Wandoberfläche der inneren Rolle 48 beabstandet. Der erste Nocke 32, der zweite Nocke 36, der dritte Nocke 40 und der vierte Nocke 44 dienen als Kontaktregionen, die an die innere umlaufende Wandoberfläche der inneren Rolle 48 angrenzen, wohingegen die erste Vertiefung 34, die zweite Vertiefung 38, die dritte Vertiefung 42 und die vierte Vertiefung 46 als kontaktfreie Regionen dienen, die von der inneren umlaufenden Wandoberfläche der inneren Rolle 48 beabstandet sind, das heißt abgehalten von einer von einer Aneinandergrenzung mit dieser sind. Wie in Figur drei gezeigt, sind hypothetische tangentiale Linien L1, L2, L3, L4 tangential zu dem ersten Nocken 32, dem zweiten Nocken 36, dem dritten Nocken 40 und dem vierten Nocken 44 gezogen. Die hypothetische tangentiale Linie L1 an dem ersten Nocken 32 und die hypothetische tangentiale Linie L3 an dem dritten Nocken 40 erstrecken sich parallel zu der Y-Richtung, wohingegen die hypothetische tangentiale Linie L2 an dem zweiten Nocken 36 und die hypothetische tangentiale Linie L4 an dem vierten Nocken 44 sich parallel zu der X-Richtung erstrecken. Weil die X-Richtung orthogonal zu der Y-Richtung ist, sind die hypothetischen tangentialen Linien L2, L4 orthogonal zu der Y-Richtung.
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Der erste Nocke 32 und der dritte Nocke 40 dienen als parallele Regionen, wo die hypothetischen tangentialen Linien L1, L3 sich parallel zu der orthogonalen Richtung der Führungsnut 20 erstrecken. Der zweite Nocke 36 und der vierte Nocke 44 dienen als orthogonale Regionen, wo die hypothetischen tangentialen Linien L2, L4 sich orthogonal zu der Längsrichtung der Führungsnut 20 erstrecken. In Beziehung auf den Zapfen 28, sind der erste Nocke 32 und der dritte Nocke 40, die als parallele Regionen dienen und der zweite Nocke 36 und der vierte Nocke 44, die als orthogonale Regionen dienen, in Angrenzung gegen die innere umlaufende Oberfläche der inneren Rolle 48 gehalten.
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5, 6 und 7 sind Querschnittsansichten, die jeweils entlang einer Linie V-V, einer Linie VI-VI und einer Linie VII-VII von 3 genommen wurden. Wie in 3 gezeigt, laufen alle die Linien V-V, VI-VI und VII-VII durch einen zentralen Punkt O auf der oberen Endstirnfläche des Zapfens 28. Zusätzlich, wie es in 5 gesehen werden kann, sind die erste Vertiefung 34 und die dritte Vertiefung 42, die als die kontaktfreien Regionen dienen, von der inneren umlaufenden Oberfläche der inneren Rolle 48 beabstandet.
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Wie in 6 gezeigt, weist jeder der ersten Nocke 32 und der dritten Nocke 40 einen im Wesentlichen konstanten Radius von dem proximalen Ende nahe des ringförmigen Elements 24 zu dem Distelende davon auf. Daher weist, wie in 6 gezeigt, die eine Querschnittansicht ist, die entlang der Linie VI-VI, die durch den zentralen Punkt O und den dritten Nocken 40 läuft, genommen wurde, die Seitenwandoberfläche des Zapfens 28 eine gerade Form auf.
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Wie in 7 gezeigt, weist jeder der zweiten Nocke 36 und der vierten Nocke 44 einen maximalen Durchmesser zwischen einem proximalen Ende nahe des ringförmigen Elements 24 und einen im Wesentlichen der Höhe nach mittleren Teil davon auf. Von dem Teil mit dem maximalen Durchmesser zu dem proximalen Ende verringert sich der Radius der Krümmung des zweiten Nocken 36 und des vierten Nocken 44 graduell, so dass der zweite Nocken 36 und der vierte Nocken 44 bogenförmig mit einem größeren Radius der Krümmung geformt sind. Von dem Teil mit dem maximalen Durchmesser zu dem Distalende verringert sich der Radius der Krümmung des zweiten Nocken 36 und des vierten Nocken 44 graduell, so dass der zweite Nocke 36 und der vierte Nocke 44 bogenförmig mit einem kleinerem Radius der Krümmung geformt sind.
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Die Rollenanordnung 30 weist eine innere Rolle 48 und eine äußere Rolle 52 in der Form eines hohlen Zylinders auf, der über die innere Rolle 48 mit einen Nadellager 50 montiert ist, das eine Mehrzahl von kleinen zylindrischen Rollen umfasst, die dazwischen eingefügt wurden. Wie in 4–7 gezeigt, wölbt sich die innere umlaufende Wandoberfläche der inneren Rolle 48 an einem unteren Teil diametral nach innen, der etwas näher zu dem ringförmigen Element 24 (an dem proximalen Ende des Zapfens 28) als zu einem im Wesentlichen der Höhe nach mittleren Teil davon ist. In anderen Worten, der Innendurchmesser der inneren Rolle 48 ist minimal an dem Teil, das etwas weiter unten ist als das im Wesentlichen der Höhe nach mittlere Teil. Der Teil mit dem minimalen Innendurchmesser der inneren umlaufenden Wandoberfläche der inneren Rolle 48 wird in Angrenzung gegen den ersten Nocken 32, den zweiten Nocken 36, den dritten Nocken 40 und den vierten Nocken 44 gehalten.
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Der Innendurchmesser der inneren Rolle 48 ist ein wenig größer als der Außendurchmesser des Zapfens 28. Daher werden in der Praxis die innere umlaufende Wandoberfläche der inneren Rolle 48 und die Seitenwandoberfläche des Zapfens 28 in Kontakt miteinander gehalten, entweder an zwei Orten die durch den ersten Nocken 32 und den zweiten Nocken 36 repräsentiert werden oder an zwei Orten die durch den dritten Nocken 40 und den vierten Nocken 44 repräsentiert werden.
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Die äußere Rolle 52 weist eine ringförmige Nut 54 auf, die in einer inneren umlaufenden Wandoberfläche davon definiert ist. Eine Sicherungsscheibe 56 ist in die ringförmige Nut 54 montiert, um einen Sicherungsring 58 sicher in die äußere Rolle 52 zu positionieren. Die kleinen zylindrischen Rollen des Nadellagers 50 werden rollend in der äußeren Rolle 52 durch den Sicherungsring 58 und einen Flansch 60 der äußeren Rolle 52 gehalten.
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Das Doppelgelenk 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist grundsätzlich wie beschrieben aufgebaut. Funktionen und Vorteile des Doppelgelenks 10 werden unten beschrieben werden.
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Wenn die erste Transmissionswelle sich um ihre Achse dreht, wird die Drehantriebsleistung davon an das innere Element 14 durch die Zapfen 28 übertragen, die in die jeweiligen Führungsnuten 20 in dem äußeren Element 12 eingreifen. Die Drehantriebsleistung wird weiter zu der zweiten Transmissionswelle 22 übermittelt, die in das innere Element 14 montiert ist, so dass die erste Transmissionswelle und die zweite Transmissionswelle 22 in dieselbe Richtung drehen.
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Wenn die zweite Transmissionswelle 22 in einem vorgeschriebenen Arbeitswinkel geneigt wird, dann nimmt die zweite Transmissionswelle 22 die Stellung, die in 2 gezeigt wird, an. Zu dieser Zeit gleitet jede der Rollenanordnungen 30 entlang einer entsprechenden einen der Führungsnuten 20, während sie durch die Führungsnuten 20 zurückgehalten wird.
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Wenn die innere Rolle 48 und der Zapfen 28 im Kontakt miteinander durch einen einzelnen Kontaktpunkt gehalten werden, dann bewegt sich der Kontaktpunkt, wenn die Rollenanordnung 30 sich entlang der Führungsnuten 20 bewegen, bogenförmig entlang einem umlaufenden Weg (auch die Seitenwandoberfläche des Zapfens 28 repräsentierend) in 8, die in der Draufsicht den Zapfen 28 in der Form eines hypothetischen Zylinders zeigt. Wie in 8 gezeigt, fluchtet der Vektor der wirkenden Kraft mit der Richtung, in die ein Drehmoment übertragen wird, wenn der Kontaktpunkt auf einer Linie liegt, die sich von dem Kontaktpunkt zwischen der äußeren Rolle 52 und der inneren Wandoberfläche der Führungsnut 20 erstreckt.
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Zu diesem Zeitpunkt wirkt keine Klemmkraft zwischen der Rollenanordnung 30 und dem Zapfen 28. Anders gesagt, eine Kraft in der Bewegungsrichtung des inneren Elements 14 oder der zweiten Transmissionswelle 22, was zu einem Schlupf zwischen der Rollenanordnung 30 und dem Zapfen 28 führen könnte, wird nicht erzeugt. In anderen Worten, ein nicht vernachlässigbarer Betrag eines Gleitwiderstandes wird entwickelt, was in einem erhöhten Gleitwiderstand resultiert.
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Indes, wie oben beschrieben, mit dem Doppelgelenk 10 gemäß der vorliegenden Erfindung werden die innere Rolle 48 und der Zapfen 28 in Kontakt miteinander gehalten, entweder an den zwei Orten, die durch den ersten Nocken 32 und den zweiten Nocken 36 repräsentiert werden oder an den zwei Orten, die durch den dritten Nocken 40 und den vierten Nocken 44 repräsentiert werden. Beispielsweise, wie in 9 gezeigt, die eine Draufsicht des Zapfens 28 in der Form eines hypothetischen Zylinders ist, wenn die innere Rolle 48 und der Zapfen 28 in Kontakt miteinander an dem ersten Nocken 32 und dem zweiten Nocken 36 gehalten werden, fluchten Vektoren der wirkenden Kräfte jeweils mit der Drehmoment-Übertragungsrichtung und der Bewegungsrichtung. Ein resultierender Vektor wird durch Hinzufügen solcher Vektoren zueinander erhalten.
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Infolgedessen wirkt eine Klemmkraft zwischen der Rollenanordnung 30 und dem Zapfen 28. Es wird verhindert, dass Schlupf oder anders gesagt, Schlupfwiderstand zwischen der Rollenanordnung 30 und dem Zapfen 28 erzeugt wird. Daher wird ein Gleitwiderstand, verglichen mit der Situation, die in 8 dargestellt ist, um einen entsprechenden Betrag verringert.
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Wie in 10 gezeigt, wird auch der Schubwiderstand mit der Verringerung des Gleitwiderstandes entsprechend verringert. Darüber hinaus werden Belastungen verteilt, weil die innere Rolle 48 und der Zapfen 28 an den zuvor erwähnten zwei Orten in Kontakt miteinander gehalten werden, dadurch wird der Zapfen 28 davor bewahrt, an übermäßiger Ermüdung oder Abnutzung zu leiden.
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Darüber hinaus ist der Innendurchmesser der inneren Rolle 48 minimal an einem Teil das ein wenig tiefer als ein im Wesentlichen der Höhe nach mittlerer Teil davon ist. Daher weist die innere Rolle 48 einen tiefen Schwerpunkt auf, der umlaufende Oszillationen der inneren Rolle 48 minimiert. Dadurch wird ein Reibungswiderstand verringert, was weiter zu einer Verringerung des Schubwiderstandes beiträgt.
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Selbst wenn die Kontaktpunkte sich von dem ersten Nocken 32 und dem zweiten Nocken 36 zu dem dritten Nocken 40 und dem vierten Nocken 44 bewegen, arbeitet das Doppelgelenk 10 im Wesentlichen in derselben Weise wie oben beschrieben. Insofern als die Kontaktpunkte sich während des Betriebs des Doppelgelenks 10 bewegen, werden die Zapfen 28 und die inneren Rollen 48 davor bewahrt, örtlich abgenutzt zu werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzeugt das Doppelgelenk 10 einen verringerten Schubwiderstand, während die Haltbarkeit des Doppelgelenks 10 erhalten wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Verschiedene Änderungen und Modifikationen können an der Ausführungsform vorgenommen werden, ohne von dem Umfang der Erfindung wie in den angehängten Ansprüchen festgesetzt, abzuweichen.
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Beispielsweise kann ein zusätzlicher Nocken oder Nocken zwischen dem ersten Nocken 32 und dem zweiten Nocken 36, zwischen dem zweiten Nocken 36 und dem dritten Nocken 40, zwischen dem dritten Nocken 40 und dem vierten Nocken 44 und zwischen dem vierten Nocken 44 und dem ersten Nocken 32, eingefügt werden, wodurch sich die Nummer der Kontaktpunkte zwischen der inneren Rolle 48 und dem Zapfen 28 erhöht.
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Ein Doppelgelenk (10) umfasst ein inneres Element (14). Das innere Element (14) weist Halter (28) auf, die jeweilige Rollenanordnungen (30) halten. Jeder der Halter (28) weist Kontaktregionen auf, die in Angrenzung gegen eine innere umlaufende Wandoberfläche einer inneren Rolle (48) einer entsprechenden einen der Rollenanordnungen (30) gehalten werden und kontaktfreie Regionen, die von der inneren umlaufenden Wandoberfläche der inneren Rolle (48) beabstandet sind. Beispielsweise werden die Kontaktregionen von ersten bis vierten Nocken (32, 36, 40, 44) gebildet und die kontaktfreien Regionen werden von ersten bis vierten Vertiefungen (34, 38, 42, 46) gebildet. Hypothetische tangentiale Linien L1 und L3, die tangential zu dem ersten Nocken (32) und dem dritten Nocken (40) sind, erstrecken sich parallel zu den Längsrichtungen der entsprechenden Führungsnuten (20). Hypothetische tangentiale Linien L2 und L4, die tangential zu dem zweiten Nocken (36) und dem vierten Nocken (44) sind, erstrecken sich orthogonal zu den Längsrichtungen der Führungsnuten (20).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011-501068 [0006]
- JP 501068 [0007]
