DE102015217293B4

DE102015217293B4 - Kraftübertragungswelle und Kardanwelle für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015217293B4
Application number: DE102015217293.7A
Authority: DE
Inventors: Yasushi Akita; Hiromichi Komai; Masashi Kubo
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2022-10-20
Anticipated expiration: 2035-09-11
Also published as: CN110360236A; CN110360236B; CN105443594B; US11828334B2; US10240641B2; JP2016061366A; US20190170194A1; US11339831B2; US20160084317A1; JP6367659B2; US20220196078A1; DE102015217293A1; CN105443594A

Abstract

Kraftübertragungswelle, umfassend:ein Wellenelement (9), das an dessen Außenumfang eine Außenkerbverzahnung (16) aufweist;ein zylindrisches Element (8), das auf dessen Innenumfang eine Innenkerbverzahnung (12) aufweist, wobei das zylindrische Element (8) mit dem Wellenelement (9) an einer Endseite des Wellenelements (9), die in das zylindrische Element (8) von einer anderen Endseite des zylindrischen Elements (8) eingefügt ist, im Kerbverzahnungseingriff steht, und einen Axialrichtungsstoß durch Verschieben der Kerbverzahnungen (12, 16) absorbiert; undein Dichtelement (15), das in zusammengedrücktem Zustand zwischen einer Außenumfangsdichtfläche (17), die auf der Außenumfangsfläche des Wellenelements (9) ausgebildet ist, und einer Innenumfangsdichtfläche vorgesehen ist, die auf der Innenumfangsfläche des zylindrischen Elements (8) ausgebildet ist, undwobei die Außenumfangsdichtfläche (17) an der anderen Endseite hinsichtlich der Außenkerbverzahnung (16) positioniert ist, unddie Innenumfangsdichtfläche an der anderen Endseite hinsichtlich der Innenkerbverzahnung (12) positioniert ist,wobei das Wellenelement (9) an der anderen Endseite hinsichtlich der Außenumfangsdichtfläche (17) auf dessen Außenumfangsfläche mit einer Nichtdichtfläche (21) vorgesehen ist, deren Durchmesser kleiner als jener der Außenumfangsdichtfläche (17) ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung einer Kraftübertragungswelle und einer Kardanwelle, die eine Antriebskraft von einem Getriebe auf ein Antriebsrad eines Fahrzeugs übertragen.
In jüngster Zeit wurden diverse Kraftübertragungswellen (Kardanwellen) vorgeschlagen und entwickelt. Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 09-123774 , nachfolgend bezeichnet als „ JP H09 - 123 774 A ") offenbart z. B. in ( 3) eine Kraftübertragungswelle (eine Kardanwelle) die an einem Fahrzeug montiert ist. Die in JP H09 - 123 774 A offenbarte Kraftübertragungswelle (die Kardanwelle) weist ein zylindrisches Element, dessen vorderer Endbereich in Axialrichtung mit einer Getriebeseite des Fahrzeugs verbunden ist, und ein Wellenelement auf, dessen hinterer Endbereich in Axialrichtung mit einer Differenzialträgerseite verbunden ist und die mit dem zylindrischen Element aus Axialrichtung verbunden ist.
Das zylindrische Element ist auf einer Innenumfangsfläche eines hinteren Endbereichs davon mit einer Innenkerbverzahnung versehen. Das Wellenelement ist auf einer Außenumfangsfläche eines vorderen Endbereichs davon mit einer Außenkerbverzahnung versehen, die aus der Axialrichtung in die Innenkerbverzahnung eingefügt ist und mit dieser in Eingriff steht. Wenn aufgrund der Tatsache, dass die beiden Kerbverzahnungen aus der Axialrichtung im Eingriff stehen, eine übermäßige Eingangslast vom Getriebe, z. B. bei einer Kollision des Fahrzeugs, auf das zylindrische Element ausgeübt wird, bewegt sich das zylindrische Element durch die beiden Kerbverzahnungen relativ in Richtung des Wellenelements, woraufhin ein Stoß oder Schlag gemindert wird.
Außerdem ist eine Innenumfangsdichtfläche auf der Innenumfangsfläche des zylindrischen Elements an einer Spitzenendseite in Bezug auf die Innenkerbverzahnung des hinteren Endbereichs des zylindrischen Elements ausgebildet. Andererseits ist eine ringförmige Dichtungsnut auf der Außenumfangsfläche des Wellenelements der hinteren Endbereichsseite der Außenkerbverzahnung ausgebildet, die am vorderen Endbereich des Wellenelements angeordnet ist. Ferner ist ein ringförmiger Dichtring (ein ringförmiges Dichtelement) vorgesehen und ein Innenumfangsbereich des Dichtrings ist in die ringförmigen Dichtungsnut eingepasst und darin fixiert. Dieses ringförmige Dichtelement ist als einstückiger Ring ausgebildet und aus einem Material, wie zum Beispiel synthetischem Kautschuk, hergestellt. Ein Außenumfangsbereich des ringförmigen Dichtelements berührt die Innenumfangsdichtfläche des zylindrischen Elements mit einer vorgegebenen elastischen Kraft, wodurch ein Kontaktbereich zwischen dem Wellenelement und dem zylindrischen Element abgedichtet wird.
Die US 3 197 216 A offenbart eine Dichtungsvorrichtung für eine Keilwellenkupplung. Die DE 35 42 143 A1 offenbart eine Dichtung für eine Gleitverbindung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei der in JP H09 - 123 774 A offenbarten Kraftübertragungswelle ist das Dichtelement jedoch in die ringförmige Dichtungsnut eingepasst und darin befestigt, die auf einer hinteren Endseite in Bezug auf die Außenkerbverzahnung des Wellenelements ausgebildet ist. Wenn die Eingangslast vom Getriebe auf das zylindrische Element ausgeübt wird und sich das zylindrische Element relativ zum Wellenelement durch die beiden Kerbverzahnungen bewegt und zurückzieht, ist das Dichtelement daher in der Innenkerbverzahnung des zylindrischen Elements gefangen bzw. eingeklemmt.
Demzufolge wird ein Verschiebungs- bzw. Gleit- (Bewegungs-) Widerstand zwischen den beiden Kerbverzahnungen beträchtlich und eine gleichmäßige Bewegung in eine Rückzug- bzw. Einfahrrichtung des zylindrischen Elements relativ zum Wellenelement kann nicht erreicht werden. Dies kann eine Stoßdämpfungsleistung mindern.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des oben geschilderten technischen Problems konzipiert. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftübertragungswelle und eine Kardanwelle bereitzustellen, die in der Lage sind, ein Vermindern der Stoßdämpfungsleistung durch Unterdrücken des Anstiegs des Verschiebungs- bzw. Gleitwiderstands aufgrund des Dichtelements zu unterdrücken, das zwischen den beiden Kerbverzahnungen zum Zeitpunkt der Rückzugbewegung des zylindrischen Elements relativ zum Wellenelement eingeklemmt ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kraftübertragungswelle: ein Wellenelement, das auf einer Außenumfangsfläche des Wellenelements eine Außenkerbverzahnung aufweist; ein zylindrisches Element, das auf einer Innenumfangsfläche des zylindrischen Elements eine Innenkerbverzahnung aufweist, wobei das zylindrische Element an einer Endseite des Wellenelements, die in das zylindrische Element von einer anderen Endseite des zylindrischen Elements eingefügt ist, mit dem Wellenelement im Kerbverzahnungseingriff steht, und ein Axialrichtungsstoß durch Verschieben bzw. Gleiten der Kerbverzahnungen absorbiert; und ein Dichtelement, das in zusammengedrücktem Zustand zwischen einer Außenumfangsdichtfläche, die auf der Außenumfangsfläche des Wellenelements ausgebildet ist, und einer Innenumfangsdichtfläche vorgesehen ist, die auf der Innenumfangsfläche des zylindrischen Elements ausgebildet ist. Die Außenumfangsdichtfläche ist an der anderen Endseite in Bezug auf die Außenkerbverzahnung angeordnet, und die Innenumfangsdichtfläche ist an der anderen Endseite in Bezug auf die Innenkerbverzahnung angeordnet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kraftübertragungswelle: ein Wellenelement, das auf einer Außenumfangsseite des Wellenelements eine Außenkerbverzahnung aufweist; ein zylindrisches Element, das auf einer Innenumfangsfläche des zylindrischen Elements eine Innenkerbverzahnung aufweist, die mit der Außenkerbverzahnung in Eingriff steht; einen Längeneinstellbereich, der eine Länge eines Kerbverzahnungseingriffs der Außen- und Innenkerbverzahnungen in Axialrichtung einstellt; ein Dichtelement, das eine Dichtwirkung aufweist, wobei das Dichtelement in zusammengedrücktem Zustand zwischen einer Außenumfangsdichtfläche, die auf der Außenumfangsfläche des Wellenelements ausgebildet ist, und einer Innenumfangsdichtfläche vorgesehen ist, die auf der Innenumfangsfläche des zylindrischen Elements ausgebildet ist; und einen Dichtwirkung-Beseitigungsbereich, der die Dichtwirkung des Dichtelements beseitigt, wenn die Verschiebe- bzw. Gleitlänge durch den Längeneinstellbereich eingestellt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Kardanwelle für ein Fahrzeug: ein zylindrisches Element, dessen eine Endseite mit dem Fahrzeug durch ein erstes Verbindungselement verbunden ist, wobei das zylindrische Element auf einer Innenumfangsfläche des zylindrischen Elements eine Innenkerbverzahnung aufweist; ein Wellenelement, dessen andere Endseite mit dem Fahrzeug durch ein zweites Verbindungselement verbunden ist, wobei das Wellenelement auf einer Außenumfangsfläche des Wellenelements eine Außenkerbverzahnung aufweist, die mit der Innenkerbverzahnung in Eingriff steht, wobei das zylindrische Element und das Wellenelement an einer Endseite des Wellenelements, die in das zylindrische Element eingefügt ist, miteinander in Kerbverzahnungseingriff stehen, und eine Länge des Kerbverzahnungseingriffs durch Verschieben bzw. Gleiten der Kerbverzahnungen in Axialrichtung als Reaktion auf eine zugeführte Leistung aus einer Richtung des ersten oder zweiten Verbindungselements eingestellt ist; und ein Dichtelement, das in zusammengepresstem Zustand mit einer vorgegebenen Dichtigkeit zwischen einer Außenumfangsdichtfläche, die auf der Außenumfangsfläche des Wellenelements ausgebildet ist, und einer Innenumfangsdichtfläche vorgesehen ist, die auf der Innenumfangsfläche des zylindrischen Elements vorgesehen ist, und wenn sich die Kerbverzahnungen in Axialrichtung relativ verschieben, berührt das Dichtelement zumindest die Innen- oder Außenumfangsdichtflächen mit geringerer Dichtigkeit als die vorgegebene Dichtigkeit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, zu verhindern, dass da ringförmige Dichtelement zum Zeitpunkt der Bewegung des zylindrischen Elements relativ zum Wellenelement in einer Rückzugrichtung in den Kerbverzahnungen gefangen bzw. eingeklemmt wird. Die Minderung der Stoßdämpfungsleistung kann somit
Figurenliste
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.
Darin zeigt:

1 eine vergrößerte Ansicht eines Teils A von 2, die ein erstes Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
2 eine allgemeine Seitenansicht einer Kardanwelle für ein Fahrzeug gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
3 eine vergrößerte Halbschnittansicht, die einen Hauptteil eines zweiten Ausführungsbeispiels veranschaulicht,
4 eine Längsschnittansicht des Hauptteils des zweiten Ausführungsbeispiels, wobei ein Zustand dargestellt ist, bei dem sich eine Vorderseitenwelle in Axialrichtung bewegt,
5 eine vergrößerte Längsschnittansicht, die einen Hauptteil eines dritten Ausführungsbeispiels veranschaulicht,
6 eine vergrößerte Längsschnittansicht, die einen Hauptteil eines vierten Ausführungsbeispiels veranschaulicht, und
7 eine vergrößerte Längsschnittansicht, die einen Hauptteil eines fünften Ausführungsbeispiels veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele, bei denen eine Kraftübertragungswelle gemäß der vorliegenden Erfindung als Kardanwelle für ein Fahrzeug angewendet wird, mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 2 dargestellt, weist die Kardanwelle für das Fahrzeug eine erste Welle 1 an einer Fahrzeug-Vorderseite und eine zweite Welle 2 auf einer Rückseite auf. Die erste Welle 1 und die zweite Welle 2 sind durch ein Gleichlaufdrehgelenk 3 miteinander verbunden. Ein vorderer Endbereich der ersten Welle 1 ist mit einem Getriebe (nicht dargestellt) durch ein erstes Kreuzgelenk 4 verbunden, das einen Kreuzgelenksmechanismus und eine Übertragungswelle 4a bildet, während ein hinterer Endbereich der ersten Welle 1 mit einem Mittellager 5 versehen ist. Das Mittellager 5 wird von einem Lagerträger 6 elastisch abgestützt, der am Fahrzeug befestigt ist, sodass eine Gesamtbiegung der Kardanwelle unterdrückt wird. Ein hinterer Endbereich der zweiten Welle 2 ist mit einer Eingangswelle eines hinteren Differenzialgetriebes (nicht dargestellt) durch ein zweites Kreuzgelenk 7 verbunden, das einen zweiten Verbindungsmechanismus bildet.
Wie in 1 dargestellt, ist die erste Welle 1 durch eine Vorderseitenwelle 8 als zylindrisches Element, das eine Vorderseite der ersten Welle 1 bildet, und eine zylindrische Rückseitenwelle 9 als Wellenelement, das eine Rückseite der ersten Welle 1 bildet, in Axialrichtung in zwei Teile unterteilt.
Die Vorderseitenwelle 8 weist ein dünnes erstes Rohr 10, das mit dem ersten Kreuzgelenk 4 durch Reibschweißen verbunden ist, und ein relativ dickes aus Metall hergestelltes zweites Rohr 11 auf, das mit dem ersten Rohr 10 aus der Axialrichtung durch Schweißen verbunden ist.
Eine Innenkerbverzahnung 12 ist längs der Axialrichtung auf einer Innenumfangsfläche an einem hinteren Endbereich des zweiten Rohrs 11 auf der Seite der Rückseitenwelle 9 ausgebildet. Eine Innenumfangsdichtfläche ist auf der Innenumfangsfläche des zweiten Rohrs 11 an einer hinteren Endseite in Bezug auf die Innenkerbverzahnung 12 ausgebildet. Darüber hinaus ist zwischen der Innenkerbverzahnung 12 und der Innenumfangsfläche eine erste Eingriffsöffnung 13 ausgebildet, die das zweite Rohr 11 entlang einer radialen Richtung durchdringt. Eine ringförmige Dichtungsnut 14, in die ein Dichtring 15 als Dichtelement eingepasst und darin fixiert ist, ist an einer hinteren Endseitenposition in Bezug auf die erste Eingriffsöffnung 13, d.h. an einer Position der Innenumfangsdichtfläche, ausgebildet.
Die ringförmige Dichtungsnut 14 wird durch ringförmiges Ausschneiden der Innenumfangsfläche des zweiten Rohrs 11 von der Umgebung der ersten Eingriffsöffnung 13 bis zu einer hinteren Seitenkante ausgebildet. Ein Öffnungsbereich 14a wird somit an der hinteren Seitenkante ausgebildet. Ein Außenumfangsbereich des Dichtrings 15 ist in einer Bodenfläche 14c der ringförmigen Dichtungsnut 14 untergebracht und wird darin gehalten.
Demgegenüber ist die Rückseitenwelle 9 aus einem Metallmaterial hergestellt und ist als einstückige Welle in zylindrischer Form mit einem im Wesentlichen einheitlichen Außendurchmesser ausgebildet. Eine Außenkerbverzahnung 16, die einen Bereich mit großem Durchmesser bildet, ist entlang der Axialrichtung auf einer Außenumfangsfläche an einem vorderen Endbereich der hinteren Seitenwelle 9 ausgebildet. Die Außenkerbverzahnung 16 ist aus Axialrichtung in die Innenkerbverzahnung 12 eingefügt und steht mit der Innenkerbverzahnung 12 in Eingriff. Eine ringförmige Außenumfangsdichtfläche 17, die einen Bereich mit mittlerem Durchmesser bildet, der kleiner als ein Außendurchmesser der Außenkerbverzahnung 16 ist, ist auf der Außenumfangsfläche der Rückseitenwelle 9 ausgebildet, an welcher die Außenkerbverzahnung 16 nicht ausgebildet ist, die an einer hinteren Endseitenposition der Außenkerbverzahnung 16 angeordnet ist.
Zwischen der Außenkerbverzahnung 16 und der Außenumfangsdichtfläche 17 ist ferner eine unten geschlossene zweite Eingriffsöffnung 18 entlang der Radialrichtung der Rückseitenwelle 9 ausgebildet. Die zweite Eingriffsöffnung 18 ist so vorgesehen, dass, wenn die Rückseitenwelle 9 durch die Innen- und Außenkerbverzahnungen 12 und 16 in das zweite Rohr 11 eingefügt ist, die zweite Eingriffsöffnung 18 mit der ersten Eingriffsöffnung 13 in Radialrichtung übereinstimmt, und ein Haltestift 20 von einem Außenöffnungsende der ersten Eingriffsöffnung 13 in die zweite Eingriffsöffnung 18 eingefügt und zwischen der ersten Eingriffsöffnung 13 und der zweiten Eingriffsöffnung 18 platziert wird.
Der Haltestift 20 ist aus einem Metallmaterial hergestellt. Der Haltestift 20 wird in die beiden Eingriffsöffnungen 13 und 18 eingepasst, nachdem die Rückseitenwelle 9 in das zweite Rohr eingefügt ist, sodass eine Bewegung in einer Herausfallrichtung der Rückseitenwelle 9 aus dem zweiten Rohr 11 begrenzt ist.
Der Dichtring 15 ist aus synthetischem Kautschuk hergestellt und als einstückiger Ring ringförmig ausgebildet. Wie oben beschrieben, wird der Außenumfangsbereich des Dichtrings 15 in der ringförmigen Dichtungsnut 14 gehalten und ist darin fixiert, und dessen Axialrichtungsbewegung in Richtung des ersten Rohrs 10 wird durch eine Innenwandfläche (eine Axialrichtungs-Innenwandfläche) 14b der kreisförmigen Dichtungsnut begrenzt. Darüber hinaus wird die Axialrichtungsbewegung des Dichtrings 15 in entgegengesetzter Richtung zur Richtung des ersten Rohrs 10 durch einen ringförmigen Halter 19 begrenzt, der den Öffnungsbereich 14a schließt.
Der Dichtring 15 wird dadurch in zusammengepresstem Zustand zwischen der Bodenfläche 14c der ringförmigen Dichtungsnut 14 und der Außenumfangsdichtfläche 17 gehalten.
Der Halter 19 ist z. B. aus einem auf Eisen basierenden Metallmaterial hergestellt. Der Halter 19 weist eine Kreisform auf und ist durch Biegen in eine im Wesentlichen L-förmige Querschnittsform ausgebildet. Ein nahezu horizontal gebogener Außenumfangsbereich 19a ist durch Presspassung aus der Axialrichtung auf einem Stufenbereich mit kleinem Durchmesser befestigt, der auf einem Außenumfang des hinteren Endbereichs des zweiten Rohrs 11 ausgebildet ist. Außerdem ist der Außenumfangsbereich 19a am Stufenbereich mit kleinem Durchmesser eingepasst, um die außenumfangsseitige Öffnung der ersten Eingriffsöffnung 18 abzudecken, sodass ein unbeabsichtigtes Herausfallen des Haltestifts 20 verhindert wird.
Darüber hinaus verschließt ein Innenumfangsbereich 19b des Halters 19, der beim Presspassen nahezu vertikal gebogen wird, den Öffnungsbereich 14a der ringförmigen Dichtungsnut 14 aus der Axialrichtung, wodurch ein Heraustreten des Dichtungsrings 15 unterdrückt wird.
[Wirkung des vorliegenden Ausführungsbeispiels]
Wenn eine übermäßige Eingangslast auf die Vorderseitenwelle 8 der ersten Welle 1 von der Seite der Übertragungswelle 4a, d. h. aus einer in Axialrichtung linken Seite, die in 1 und 2 durch Pfeile gekennzeichnet ist, durch das erste Kreuzgelenk 4 z. B. bei einer Kollision des Fahrzeugs ausgeübt wird, ist eine große Bewegungskraft in Richtung der Rückseitenwelle 9 auf das zweite Rohr 11 der Vorderseitenwelle 8 durch die Innenkerbverzahnung 12 und die Außenkerbverzahnung 16 wirksam.
Eine große Kraft in Scherrichtung des Haltestifts 20 wird dann auf den Haltestift 20 in einer im Wesentlichen mittleren Position dessen Axialrichtung ausgeübt, und der Haltestift 20 wird ausgehend von der im Wesentlichen mittleren Position der Axialrichtung des Haltestifts 20 gebrochen. Zudem verschiebt sich die Innenkerbverzahnung 12 auf der Außenkerbverzahnung 16 in der Axialrichtung, und die Innenumfangsfläche des zweiten Rohrs 11 verschiebt sich längs der Außenumfangsfläche der Rückseitenwelle 9, woraufhin sich die Vorderseitenwelle 8 in einer Rückzugrichtung in Bezug auf die Rückseitenwelle 9 bewegt.
Wie durch eine gestrichelte Linie in 1 dargestellt, wird der Außenumfangsbereich des Dichtrings 15 dabei in Axialrichtung durch die Innenwandfläche 14b der ringförmigen Dichtungsnut 14 mit der Axialrichtungsbewegung der Vorderseitenwelle 8 nach außen gedrückt, und ein Innenumfangsbereich des Dichtrings 15 bewegt sich unter Gleitkontakt auf der Außenumfangsfläche der Rückseitenwelle 9.
Das bedeutet, der Dichtring 15 gleitet leichtgängig auf der Außenumfangsfläche der Rückseitenwelle 9, um sich von der Außenkerbverzahnung 16 in der Axialrichtung entgegengesetzt zur Außenkerbverzahnung 16 zu trennen. Infolge dieses Gleitens wird der Dichtring 15 nicht zwischen den beiden Kerbverzahnungen 12 und 16 eingeklemmt.
Da der Dichtring 15 im Gegensatz zum Stand der Technik nicht zum Gleitwiderstand beiträgt, wenn sich die Vorderseitenwelle 8 in Bezug auf die Rückseitenwelle 9 verschiebt bzw. gleitet, kann demzufolge der Anstieg der Last unterdrückt werden. Somit kann eine Minderung der Stoßdämpfungsleistung durch die Vorderseitenwelle 8 und die Rückseitenwelle 9 hinreichend unterdrückt werden.
Darüber hinaus verschließt der Halter 20 gleichzeitig den Öffnungsbereich 14a der ringförmigen Dichtungsnut 14 und das Öffnungsende der ersten Eingriffsöffnung 13. Somit ist es möglich, den Dichtring 15 mit der Innenwandfläche 14b stabil zu halten.
Dadurch kann eine ausgezeichnete Abdichtungsleistung des Dichtrings 15 beibehalten werden und dessen Dauerhaltbarkeit verbessert werden.
Da der Haltestift 20 darüber hinaus zwischen der ringförmigen Dichtungsnut 14 und der Innenkerbverzahnung 12 angeordnet ist, wenn sich die Vorderseitenwelle 8 in der Axialrichtung bewegt, kann auch eine Bewegung des Dichtrings 15 durch den Haltestift 20 begrenzt werden. Somit ist es weiterhin möglich, das Einklemmen des Dichtrings 15 zwischen den beiden Kerbverzahnungen 12 und 16 zu verhindern.
Wie oben erläutert, unterdrückt der Halter 19 ferner das unbeabsichtigte Herausfallen des Haltestifts 20. Da der Halter 19 das Öffnungsende der ersten Eingriffsöffnung 13 verschließt, ist es insbesondere wenn und nachdem der Haltestift gebrochen ist, außerdem möglich, zu verhindern, dass ein Teil des gebrochenen Dichtrings 15 nach außen austritt.
Bei der Bewegung der Vorderseitenwelle 8 bewegt sich der Halter 19, ohne dass eine innere Endkante des Innenumfangsbereichs 19b in Gleitkontakt mit der Außenumfangsfläche der Rückseitenwelle 9 steht. Daher trägt der Halter 19 nicht zum Gleitwiderstand der Vorderseitenwelle 8 bei.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine Grundstruktur des zweiten Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispiels. Jedoch ist als unterschiedliche Struktur einen Nichtdichtfläche 21, die einen Bereich mit kleinem Durchmesser bildet, der einen kleineren Durchmesser als ein Außendurchmesser der Außenumfangsdichtfläche 17 aufweist, auf der Außenumfangsfläche der Rückseitenwelle 9 ausgebildet.
Das bedeutet, die Nichtdichtfläche 21 ist in zylindrischer Form mit dem kleineren Durchmesser als der Außendurchmesser der Außenumfangsdichtfläche 17 ausgebildet und verläuft von der einen Endkantenposition in der Axialrichtung der Außenumfangsfläche 17 bis zu einem nahezu gesamten Bereich „a“ der Rückseitenwelle 9.
Wenn daher, wie oben beschrieben, die übermäßige Eingangslast auf die Vorderseitenwelle 8 der ersten Welle aus einer in Axialrichtung linken Seite, die durch einen Pfeil in 3 dargestellt ist, beispielsweise bei der Kollision des Fahrzeugs ausgeübt wird, wirkt die große Bewegungskraft in die Richtung der Rückseitenwelle 9 auf das zweite Rohr 11 der Vorderseitenwelle 8 durch die Innenkerbverzahnung 12 und die Außenkerbverzahnung 16 ein. Die große Kraft in der Scherrichtung des Haltestifts 20 wirkt somit auf den Haltestift in dem im Wesentlichen mittleren Bereich dessen Axialrichtung ein, und der Haltestift 20 wird ausgehend von der im Wesentlichen mittleren Position der Axialrichtung des Haltestifts 20 gebrochen. Außerdem verschiebt sich bzw. gleitet die Innenkerbverzahnung 12 auf der Außenkerbverzahnung 16 in der Axialrichtung und die Innenumfangsfläche des zweiten Rohrs 11 gleitet entlang der Außenumfangsfläche der Rückseitenwelle 9, woraufhin sich die Vorderseitenwelle 8 in die Rückzugrichtung in Bezug auf die Rückseitenwelle 9 bewegt.
Dabei wird, wie in 4 dargestellt, der Außenumfangsbereich des Dichtrings 15 durch die Innenwandfläche 14b der ringförmigen Dichtungsnut 14 mit der Axialrichtungsbewegung des zweiten Rohrs 11 in die Axialrichtung nach außen gedrückt, und der Innenumfangsbereich des Dichtrings 15 bewegt und verschiebt sich unter Gleitkontakt mit der Nichtdichtfläche 21 der Rückseitenwelle 9.
Das heißt, der Dichtring 15 gleitet nahezu ohne Gleitwiderstand auf der Außenumfangsfläche der Nichtdichtfläche der Rückseitenwelle 9, um sich von der Außenkerbverzahnung 16 in der Axialrichtung entgegengesetzt zur Außenkerbverzahnung 16 zu trennen. Mit diesem Verschieben bzw. Gleiten wird der Dichtring 15 nicht zwischen den beiden Kerbverzahnungen 12 und 16 eingeklemmt.
Da der Dichtring 15 gleichermaßen wie beim ersten Ausführungsbeispiel somit nicht zum Gleitwiderstand beiträgt, wenn sich die Vorderseitenwelle 8 in Bezug auf die Rückseitenwelle 9 verschiebt, wird der Anstieg der Last unterdrückt. Somit kann eine Minderung der Stoßdämpfungsleistung durch die Vorderseitenwelle 8 und die Rückseitenwelle 9 hinreichend unterdrückt werden.
Im zweiten Ausführungsbeispiel bewegt sich bei der Bewegung der Vorderseitenwelle 8 in die Rückzugrichtung insbesondere der Dichtring 15 fast berührungslos mit der Nichtdichtfläche 21. Somit kann die Stoßdämpfungsleistung durch die Vorderseitenwelle 8 und die Rückseitenwelle 9 weiter verbessert werden.
Wenn der Dichtring 15 in die ringförmige Dichtungsnut 14 eingesetzt ist, wird die Außenkerbverzahnung 16 der Rückseitenwelle 9 in die Innenkerbverzahnung 12 des zweiten Rohrs 11 aus der Axialrichtung eingefügt und die beiden Wellen 8 und 9 werden vorab miteinander verbunden. Anschließend wird in diesem Zustand der Dichtring 15 von einer hinteren Endseite der Außenumfangsfläche der Rückseitenwelle 9 eingefügt und in die ringförmige Dichtungsnut 14 unter Verwendung einer Außenumfangsseite der Nichtdichtfläche 21 eingepasst. Auf diese Weise gibt es unter Verwendung der Außenumfangsseite der Nichtdichtfläche 21 mit einem kleinen Durchmesser keine Gleitreibung, d. h. keine Dichtigkeit zum Zeitpunkt des Einsetzens. Daher wird eine Einsetzarbeit des Dichtrings 15 vereinfacht, weil ein Verdrehen und ein Bruch des Dichtrings 15 unterdrückt werden, und der Dichtring 15 in der ringförmigen Dichtungsnut 14 stabil gehalten wird. Demzufolge kann eine Minderung der Abdichtungsleistung durch den Dichtring 15 unterdrückt werden.
Außerdem ist die Nichtdichtfläche 21 kontinuierlich mit der Außenumfangsdichtfläche 17 ausgebildet. Somit ist es möglich, den Gleitwiderstand des Dichtrings 15 unmittelbar nach dem Beginn des Gleitens des Dichtrings zu reduzieren.
Dadurch dass die Außenumfangsdichtfläche 17 an einer anderen Position als die Außenkerbverzahnung 16 der Rückseitenwelle 9 vorgesehen ist, kann zudem die Abdichtungsleistung des Dichtrings 15 verbessert werden. Die anderen Arbeitsweisen und Wirkungen sind die gleiche wie jene des ersten Ausführungsbeispiels.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine Grundstruktur des dritten Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie die des zweiten Ausführungsbeispiels. Jedoch sind die Eingriffsöffnungen, der Haltestift und der Halter jeweils nicht vorgesehen. Darüber hinaus wird als Dichtelement eine Öldichtung 22 anstelle des Dichtrings (O-Rings) verwendet.
Die Öldichtung 22 weist eine typische Struktur mit einem im Wesentlichen auslegerförmigen Querschnitt auf. Die Öldichtung 22 weist einen kreisförmigen Basisbereich 22a, der durch Presspassung an der Bodenfläche 14c der ringförmigen Dichtungsnut 14 befestigt ist, einen Abstützbereich 22b, der mit dem Basisbereich 22a einstückig ausgebildet ist und die Innenwandfläche 14b berührt, und einen Dichtungsbereich 22c auf, der mit einer Innenumfangsseite des Abstützbereichs 22b einstückig ausgebildet ist und die Außenumfangsdichtfläche 17 der Rückseitenwelle 9 berührt. Der Dichtungsbereich 22c ist so eingestellt, dass dieser die Außenumfangsdichtfläche 17 durch eine Federkraft einer Sicherungsfeder 22d kontinuierlich berührt.
Wenn sich mit dieser Struktur gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die Vorderseitenwelle 8 relativ in Bezug auf die Rückseitenwelle 9 gleichermaßen wie beim zweiten Ausführungsbeispiel in die Axialrichtung bewegt, wird die Öldichtung 22 von der Innenwandfläche 14b der ringförmigen Dichtungsnut 14 nach außen gedrückt, und die Öldichtung 22 bewegt sich zur Außenumfangsfläche der Nichtdichtfläche 21. Daher ist es möglich, das Einklemmen der Öldichtung 22 zwischen den beiden Kerbverzahnungen 12 und 16 hinreichend zu verhindern. Demzufolge kann eine ausgezeichnete Stoßdämpfungsleistung erreicht werden.
Da der Haltestift und der Halter, die in jedem der obigen Ausführungsbeispiele vorgesehen sind, außerdem im dritten Ausführungsbeispiel entfallen können, ist es möglich, die Fertigungsarbeit und die Arbeitseffizienz des Zusammenbaus stark zu verbessern.
[Viertes Ausführungsbeispiel]
6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel. Eine Grundstruktur des vierten Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie die des zweiten Ausführungsbeispiels. Im vierten Ausführungsbeispiel ist ein Haltestift 23 jedoch an einem vorderen Endbereich 11a des zweiten Rohrs 11 und einem vorderen Endbereich 9a der Rückseitenwelle 9 vorgesehen.
Das heißt, der Haltestift 23 ist in einer hohlzylindrischen Form ausgebildet und eine Länge des Haltestifts 23 ist geringfügig kürzer als ein Außendurchmesser des vorderen Endbereichs 11a des zweiten Rohrs 11.
Der vordere Endbereich 11 a des zweiten Rohrs 11 weist einen großen Durchmesser auf und ist dick ausgebildet. Eine erste Eingriffsöffnung 24 durchdringt den vorderen Endbereich 11a entlang einer radial nach innen gerichteten Richtung des vorderen Endbereichs 11 a. Ein Innendurchmesser der ersten Eingriffsöffnung 24 ist etwas größer als ein Außendurchmesser des Haltestifts 23 ausgebildet, sodass der Haltestift 23 durch eine geringe Presspassung in der ersten Eingriffsöffnung 24 befestigt ist.
Demgegenüber ist das Innere der Rückseitenwelle 9 in festem Zustand ausgebildet. Eine zweite Eingriffsöffnung 25 durchdringt den vorderen Endbereich 9a der Rückseitenwelle 9 längs einer radial nach innen gerichteten Richtung des vorderen Endbereichs 9a mit kleinem Durchmesser, der bis zu einem Ende des zweiten Rohrs 11 eingefügt ist. Ein Innendurchmesser der zweiten Eingriffsöffnung 25 ist größer als der Außendurchmesser des Haltestifts 23 ausgebildet, sodass sich der Haltestift 23 in einem freien Einbau- bzw. Befestigungszustand befindet (sodass der Haltestift 23 in die zweite Eingriffsöffnung 25 lose eingepasst ist).
Zum Verbinden und Befestigen des Haltestifts 23 an der Rückseitenwelle 9 und am zweiten Rohr 11 wird zuerst der vordere Endbereich 9a der Rückseitenwelle 9 in das zweite Rohr 11 eingefügt und die Eingriffsöffnungen 24 und 25 jeweils miteinander in der radialen Richtung ausgerichtet.
Als nächstes wird der Haltestift von einer Seite 24a in der radialen Richtung der ersten Eingriffsöffnung 24 bis zur anderen Seite 24b der ersten Eingriffsöffnung 24 durch die zweite Eingriffsöffnung 25 eingefügt. Auf diese Weise werden beide Endbereiche 23a und 23b des Haltestifts 23 an den beiden Endbereichen 24a und 24b der ersten Eingriffsöffnung durch eine geringe Presspassung befestigt, und der Haltestift 23 kann mit der Rückseitenwelle 9 und dem zweiten Rohr 11 verbunden und daran befestigt werden.
Wenn sich gleichermaßen wie beim zweiten Ausführungsbeispiel die Vorderseitenwelle 8 in die Axialrichtung relativ in Bezug auf die Rückseitenwelle 9 bewegt, wirkt eine Scherrichtungskraft auf jeden der Endbereiche 24a und 24b der ersten Eingriffsöffnung 24 ein, sodass eine vorgegebene oder größere Scherkraft auf den Haltestift 23 einwirkt. Die beiden Endbereiche 23a und 23b des Haltestifts 23, die durch eine geringe Presspassung an den beiden Endbereichen 24a und 24b der ersten Eingriffsöffnung 24 befestigt sind, werden sodann von beiden Endkantenpositionen der zweiten Eingriffsöffnung 25 gebrochen, und die Vorderseitenwelle 8 bewegt sich in eine rechte Richtung 6. Somit wird der Dichtring 15 gleichermaßen wie beim zweiten Ausführungsbeispiel durch die Innenwandfläche 14b der ringförmigen Dichtungsnut 14 nach außen gedrückt und bewegt sich zur Außenumfangsfläche der Nichtdichtfläche 21. Somit ist es möglich, das Einklemmen des Dichtrings 15 zwischen den beiden Kerbverzahnungen 12 und 16 hinreichend zu verhindern. Als Folge davon kann eine ausgezeichnete Stoßdämpfungsleistung erreicht werden.
Im vierten Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser des Haltestifts 23 größer als bei den anderen Ausführungsbeispielen ausgebildet, um dadurch auf eine noch größere Eingangslast in Axialrichtung zu reagieren bzw. anzusprechen. Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann somit entsprechend einer Größe eines Fahrzeugs verwendet werden.
[Fünftes Ausführungsbeispiel]
7 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel. Eine Aufnahme- und Befestigungsposition des Dichtrings 15 wurde hierbei z. B. auf eine Außenumfangsseite der Rückseitenwelle 9 anstatt auf eine Innenumfangsseite der Vorderseitenwelle 8 verändert.
Das heißt, eine erste ringförmige Dichtungsnut 26 zum Aufnehmen und halten des Dichtrings 15 darin ist an einer Position ausgebildet, die der Außenumfangsdichtfläche der Rückseitenwelle 9 entspricht. Darüber hinaus ist eine zweite ringförmige Dichtungsnut 28 zwischen einer Innenumfangsdichtfläche 27 des zweiten Rohrs 11 der Vorderseitenwelle 8 und der Innenkerbverzahnung 12, d.h. in der Umgebung der Seite der ersten ringförmigen Dichtungsnut 26 in der Axialrichtung ausgebildet.
Die ringförmige Dichtungsnut 26 ist mit einem im Wesentlichen einstichförmigen Querschnitt an einer Seitenposition in Richtung des Mittellagers 5 der Außenumfangsdichtfläche 29 ausgebildet, die an einer Randseite in Richtung des Mittellagers 5 der Außenkerbverzahnung 16 ausgebildet ist und den Innenumfangsbereich des Dichtrings 15 aufnimmt und hält.
Während der Dichtring 15 in der ringförmigen Dichtungsnut 26 gehalten wird, berührt der Außenumfangsbereich des Dichtrings 15 die Innenumfangsdichtfläche 27 elastisch, sodass der Dichtring 15 im zusammengepressten Zustand zwischen der ersten ringförmigen Nut 26 und der Innenumfangsdichtfläche 27 gehalten wird. Mit dieser Struktur wird die Dichtungsleistung gewährleistet.
Hierbei sind derartige Bauteile wie der Halter und der Haltestift, die im ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, nicht vorgesehen.
Die zweite ringförmige Dichtungsnut 28 ist ebenfalls in einem im Wesentlichen einstichförmigen Querschnitt ausgebildet. Die zweite ringförmige Dichtungsnut 28 ist in der radialen Richtung an einer Position gegenüber der Außenumfangsdichtfläche 29 angeordnet.
Wenn gleichermaßen wie bei den oben beschriebenen
Ausführungsbeispielen, wie durch einen Pfeil in 7 dargestellt, die Eingangslast in der Axialrichtung auf die Vorderseitenwelle 8 ausgeübt wird und sich die Vorderseitenwelle 8 in der Axialrichtung relativ in Bezug auf die Rückseitenwelle 9 bewegt, bewegt sich in einem frühen Stadium dieser Bewegung die Innenumfangsdichtfläche 27 der Vorderseitenwelle 8 unter Gleitkontakt mit einem Außenumfangsrand des Dichtrings 15. Wenn die zweite ringförmige Dichtungsnut 28 eine Position des Dichtrings 15 erreicht, wird der Dichtring 15 ferner durch eine elastische Reaktionskraft des Dichtrings 15 sofort in die zweite ringförmige Dichtungsnut 28 eingefügt und darin gehalten. Kurz gesagt wird der Dichtring 15 durch Einpassen in die zweite ringförmige Dichtungsnut 28 von der ersten ringförmigen Dichtungsnuten 26 mit einer Bewegung der Vorderseitenwelle 8 getragen, und der Dichtring 15 wird im zusammengepressten Zustand zwischen einer Bodenfläche der zweiten ringförmigen Dichtungsnut 28 und der Außenumfangsdichtfläche 29 gehalten.
Wenn sich die Vorderseitenwelle 8, wie durch eine gestrichelte Linie in 7 dargestellt, in die gleiche Richtung weiterbewegt, bewegt sich der Dichtring 15 in eine Richtung, die sich von den beiden Kerbverzahnungen 12 und 16 unter Gleitkontakt mit der Außenumfangsfläche der Rückseitenwelle 9 wegbewegt, wobei der Dichtring 15 in der zweiten ringförmigen Dichtungsnut 28 gehalten wird.
Dadurch ist es gleichermaßen wie bei jedem Ausführungsbeispiel möglich, ein Einklemmen des Dichtrings 15 zwischen den beiden Kerbverzahnungen 12 und 16 zu verhindern. Demzufolge kann die ausgezeichnete Stoßdämpfungsleistung erreicht werden.
Im fünften Ausführungsbeispiels sind nur die ersten und zweiten ringförmigen Dichtungsnuten 26 und 28 vorgesehen, aber derartige Bauteile wie der Halter und der Haltestift, die im ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, sind nicht vorgesehen. Dies erleichtert die Fertigungsarbeiten und Arbeiten des Zusammenbaus.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Konfiguration von jedem der Ausführungsbeispiele beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise als eine Kraftübertragungswelle für ein Schiff verwendet werden. Darüber hinaus kann eine Tiefe der ringförmigen Dichtungsnut und ein Durchmesser eines Querschnitts des Dichtrings der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit von der Kraftübertragungswelle und deren Außendurchmessergröße flexibel verändert werden.
Nachfolgend werden technische Ideen, die im Schutzumfang der Ansprüche nicht offenbart sind und aus den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ersichtlich sind, beschrieben.
[a] Bei der Kraftübertragungswelle ist der Dichtwirkung-Beseitigungsbereich durch eine Nichtdichtfläche mit kleinerem Durchmesser als der Außendurchmesser der Außenumfangsdichtfläche des Wellenelements oder eine Nichtdichtfläche mit einem größeren Durchmesser als ein Innendurchmesser der Innenumfangsdichtfläche des zylindrischen Elements ausgebildet.
Der Dichteffekt-Beseitigungsbereich kann nur durch Verändern einer Größe eines Außendurchmessers der Außenumfangsdichtfläche oder der Innenumfangsdichtfläche ausgebildet werden. Daher wird dieser Bearbeitungsprozess einfach.
[b] Bei der Kraftübertragungswelle gemäß [a] ist die Nichtdichtfläche in einem Bereich ausgebildet, in welchem sich das Dichtelement bewegt, wenn sich das Wellenelement und das zylindrische Element relativ bewegen und auf die Außenumfangsfläche oder die Innenumfangsdichtfläche zurückziehen.
[c] Bei der Kraftübertragungswelle gemäß [b] ist die Nichtdichtfläche kontinuierlich von der Außenumfangsdichtfläche oder der Innenumfangsdichtfläche in axialer Richtung ausgebildet.
Der Gleitwiderstand kann, unmittelbar nachdem das Dichtelement zu gleiten beginnt, rasch reduziert werden, weil die Nichtdichtfläche kontinuierlich von jeder der Dichtflächen ausgebildet ist.
[d] Bei der Kraftübertragungswelle ist jede der Dichtflächen auf einer Oberfläche, wo die Außenkerbverzahnung des Wellenelements nicht ausgebildet ist, und auf einer Oberfläche ausgebildet wo die Innenkerbverzahnung des zylindrischen Elements nicht ausgebildet ist.
[e] Bei der Kraftübertragungswelle sind die Eingriffsöffnungen entlang der radialen Richtung zwischen der Außenkerbverzahnung und der Außenumfangsdichtfläche des Wellenelements und zwischen der Innenkerbverzahnung und der Innenumfangsdichtfläche des zylindrischen Elements ausgebildet, und der Haltestift ist zwischen den beiden Eingriffsöffnungen eingefügt und befestigt.
Wenn sich das zylindrische Element in die Axialrichtung bewegt, verhindert der Haltestift, dass sich das Dichtelement sich in eine Richtung eines Bereichs bewegt, in welchem jede der Kerbverzahnungen ausgebildet ist. Dadurch es ist möglich, zu verhindern, dass das Dichtelement in den Kerbverzahnungen eingeklemmt wird, woraufhin sich ein Gleitverhalten verbessert.
[f] Bei der Kraftübertragungswelle ist eine Länge des Dichtwirkung-Beseitigungsbereichs in der Axialrichtung ausgebildet, um innerhalb eines Bereichs zu liegen, der gleichlang oder länger als eine vorgegebene Gleitlänge der beiden Kerbverzahnungen in der Axialrichtung ist, wenn sich das zylindrische Element in Bezug auf das Wellenelement bewegt und zurückzieht.
Der Gleitwiderstand des Dichtelements kann effektiv unterdrückt werden, da die Länge des Dichtwirkung-Beseitigungsbereichs in der Axialrichtung hinreichend gewährleistet ist.
[g] Bei der Kraftübertragungswelle weist das Wellenelement einen Bereich mit größerem Durchmesser, auf dem die Außenkerbverzahnung ausgebildet ist, einen Bereich mit mittlerem Durchmesser, der an den Bereich mit großem Durchmesser angrenzt und auf dem die Außenumfangsdichtfläche ausgebildet ist, und einen Bereich mit kleinem Durchmesser auf, der an den Bereich mit mittlerem Durchmesser angrenzt und auf dem die Nichtdichtfläche ausgebildet ist, und das Dichtelement wird von einer Seite des Bereichs mit kleinem Durchmesser eingesetzt.
Da das Dichtelement von einer Seite des Bereichs mit kleinem Durchmesser eingesetzt werden kann, ist es möglich, das Dichtelement auf einfache Weise zu befestigen.
[h] Bei einer Kardanwelle für ein Fahrzeug weist das Wellenelement einen Bereich mit großem Durchmesser, auf dem die Außenkerbverzahnung ausgebildet ist, einen Bereich mit mittlerem Durchmesser, der an den Bereich mit großem Durchmesser angrenzt und auf dem die Außenumfangsdichtfläche ausgebildet ist, und einen Bereich mit kleinem Durchmesser auf, der an den Bereich mit mittlerem
Durchmesser angrenzt und auf dem die Nichtdichtfläche ausgebildet ist, und das Dichtelement wird von einer Seite des Bereichs mit kleinem Durchmesser eingesetzt.
[i] Bei der Kardanwelle für das Fahrzeug gemäß [h] ist eine Länge der Nichtdichtfläche in der Axialrichtung ausgebildet, um innerhalb eines Bereichs zu liegen, der gleichlang oder länger als die Gleitlänge der beiden Kerbverzahnungen in der Axialrichtung ist, wenn sich das zylindrische Element in Bezug auf das Wellenelement bewegt und zurückzieht.
[j] Bei der Kardanwelle für das Fahrzeug gemäß [i] ist der Bereich mit kleinem Durchmesser von einer Endkante in Axialrichtung der Außenumfangsdichtfläche oder der Innenumfangsdichtfläche kontinuierlich ausgebildet.
Die gesamten Inhalte der japanischen Patentanmeldung JP 2014 - 189 596 A , eingereicht am 18. September 2014, werden hiermit durch Bezugnahme miteinbezogen.
Zusammenfassend ist festzustellen:

Eine Kraftübertragungswelle umfasst ein Wellenelement, das an dessen Außenumfangsfläche eine Außenkeilverzahnung aufweist, ein zylindrisches Element,
das auf dessen Innenumfangsfläche eine Innenkerbverzahnung aufweist, und ein Dichtelement, das in zusammengedrücktem Zustand zwischen einer Außenumfangsdichtfläche, die an der Außenumfangsfläche des Wellenelements ausgebildet ist, und einer Innenumfangsdichtfläche vorgesehen ist, die auf der Innenumfangsfläche des zylindrischen Elements ausgebildet ist. Das zylindrische Element steht in einem Kerbverzahnungseingriff mit dem Wellenelement durch eine Endseite des Wellenelements, die in das zylindrische Element von einer anderen Endseite des zylindrischen Elements eingefügt ist. Die Außenumfangsdichtfläche ist an der anderen Endseite in Bezug auf die Außenkerbverzahnung positioniert, und die Innenumfangsdichtfläche ist an der anderen Seite in Bezug auf die Innenkerbverzahnung positioniert.

Neben der schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit zu deren Ergänzung explizit auf die zeichnerische Darstellung in 1 bis 7 verwiesen.
Bezugszeichenliste

1: erste Welle
2: zweite Welle
8: Vorderseitenwelle (zylindrisches Element)
9: Rückseitenwelle (Wellenelement)
10: erstes Rohr
11: zweites Rohr
12: Innenkerbverzahnung
13, 18: erste und zweite Eingriffsöffnungen
14: ringförmige Dichtungsnut
14a: Öffnungsbereich
14b: innere Seitenwandfläche
15: Dichtring (Dichtelement)
16: Außenkerbverzahnung
17: Außenumfangsdichtfläche
19: Halter
20, 23: Haltestifte
21: Nichtdichtfläche
22: Öldichtung (Dichtelement)
24, 25: erste und zweite Eingriffsöffnungen
26: erste ringförmige Dichtungsnut
27: Innenumfangsdichtfläche
28: zweite ringförmige Dichtungsnut
29: Außenumfangsdichtfläche

Claims

Kraftübertragungswelle, umfassend: ein Wellenelement (9), das an dessen Außenumfang eine Außenkerbverzahnung (16) aufweist; ein zylindrisches Element (8), das auf dessen Innenumfang eine Innenkerbverzahnung (12) aufweist, wobei das zylindrische Element (8) mit dem Wellenelement (9) an einer Endseite des Wellenelements (9), die in das zylindrische Element (8) von einer anderen Endseite des zylindrischen Elements (8) eingefügt ist, im Kerbverzahnungseingriff steht, und einen Axialrichtungsstoß durch Verschieben der Kerbverzahnungen (12, 16) absorbiert; und ein Dichtelement (15), das in zusammengedrücktem Zustand zwischen einer Außenumfangsdichtfläche (17), die auf der Außenumfangsfläche des Wellenelements (9) ausgebildet ist, und einer Innenumfangsdichtfläche vorgesehen ist, die auf der Innenumfangsfläche des zylindrischen Elements (8) ausgebildet ist, und wobei die Außenumfangsdichtfläche (17) an der anderen Endseite hinsichtlich der Außenkerbverzahnung (16) positioniert ist, und die Innenumfangsdichtfläche an der anderen Endseite hinsichtlich der Innenkerbverzahnung (12) positioniert ist, wobei das Wellenelement (9) an der anderen Endseite hinsichtlich der Außenumfangsdichtfläche (17) auf dessen Außenumfangsfläche mit einer Nichtdichtfläche (21) vorgesehen ist, deren Durchmesser kleiner als jener der Außenumfangsdichtfläche (17) ist.
Kraftübertragungswelle nach Anspruch 1, wobei: die Nichtdichtfläche (21) in Axialrichtung mit der Außenumfangsdichtfläche (17) kontinuierlich ausgebildet ist.
Kraftübertragungswelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: die Außenumfangsdichtfläche (17) des Wellenelements (9) auf der Außenumfangsfläche ausgebildet ist, auf der keine Außenkerbverzahnung (16) ausgebildet ist, und die Innenumfangsdichtfläche des zylindrischen Elements (8) auf der Innenumfangsfläche ausgebildet ist, auf der keine Innenkerbverzahnung (12) ausgebildet ist.
Kraftübertragungswelle nach Anspruch 2 oder 3, wobei: die Nichtdichtfläche (21) am Wellenelement (9) in einem Bereich ausgebildet ist, der gleichgroß oder größer als ein vorgegebener Verschiebebereich des Wellenelements (9) und des zylindrischen Elements (8) durch das Verschieben der Kerbverzahnungen (12, 16) ist.
Kraftübertragungswelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: ein Dichtungsaufnahmebereich (14), der darin das Dichtelement aufnimmt, durch einen Bereich mit großem Durchmesser, der an einem anderen Endbereich des zylindrischen Elements (8) ausgebildet ist, und einen Halter (19) ausgebildet ist, der den Bereich mit großem Durchmesser schließt.
Kraftübertragungswelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: einen Haltestift (20), dessen eine Endseite mit einer Eingriffsöffnung (18) in Eingriff steht, die am Wellenelement (9) ausgebildet ist, und dessen andere Endseite mit einer anderen Eingriffsöffnung (13) im Eingriff steht, die am zylindrischen Element (8) ausgebildet ist, und wobei die Eingriffsöffnungen (13, 18) jeweils zwischen dem die Kerbverzahnung bildenden Bereich, an welchem die Kerbverzahnung (16, 12) des Wellenelements (9) und des zylindrischen Elements (8) ausgebildet ist, und der Dichtfläche des Wellenelements (9) und des zylindrischen Elements (8) positioniert sind.
Kraftübertragungswelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: das Dichtelement ein ringförmiger Dichtring (15) ist, das Wellenelement (9) von der einen Endseite des Wellenelements (9) einen eine Außenkerbverzahnung bildenden Bereich mit großem Durchmesser, an dem die Außenkerbverzahnung (16) ausgebildet ist; eine Fläche mit mittlerem Durchmesser, deren Durchmesser kleiner als der die Außenkerbverzahnung bildende Bereich ist; und eine Fläche mit kleinem Durchmesser, deren Durchmesser kleiner als die Fläche mit mittlerem Durchmesser ist, und die Außenumfangsdichtfläche (17) auf der Fläche mit mittlerem Durchmesser ausgebildet ist, und die Nichtdichtfläche (21) auf der Fläche mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist.
Kraftübertragungswelle, umfassend: ein Wellenelement (9), das auf dessen Außenumfangsfläche eine Außenkerbverzahnung (16) aufweist; ein zylindrisches Element (8), das auf dessen Innenumfangsfläche eine Innenkerbverzahnung (12) aufweist, die mit der Außenkerbverzahnung (16) in Eingriff steht; einen Längeneinstellbereich, der eine Länge eines Kerbverzahnungseingriffs der Außen- und Innenkerbverzahnungen (16, 12) in Axialrichtung einstellt; ein Dichtelement (15), das eine Dichtwirkung aufweist, wobei das Dichtelement (15) in zusammengedrücktem Zustand zwischen einer Außenumfangsdichtfläche (17), die auf der Außenumfangsfläche des Wellenelements (9) ausgebildet ist, und einer Innenumfangsdichtfläche vorgesehen ist, die auf der Innenumfangsfläche des zylindrischen Elements (8) ausgebildet ist; und einen Dichtwirkung-Beseitigungsbereich, der die Dichtwirkung des Dichtelements (15) beseitigt, wenn die Verschiebelänge durch den Längeneinstellbereich eingestellt wurde.
Kraftübertragungswelle nach Anspruch 8, wobei: der Dichtwirkung-Beseitigungsbereich eine Nichtdichtfläche (21) ist, deren Durchmesser kleiner als die Außenumfangsdichtfläche (17) des Wellenelements (9) ist oder eine Nichtdichtfläche (21) ist, deren Durchmesser größer als die Innenumfangsdichtfläche des zylindrischen Elements (8) ist.
Kraftübertragungswelle nach Anspruch 9 oder 10, wobei: die Nichtdichtfläche (21) in einem Bereich ausgebildet ist, in dem sich das Dichtelement (15) bewegt, wenn sich der Längeneinstellbereich auf der Außenumfangsdichtfläche (17) oder der Innenumfangsdichtfläche zurückzieht.
Kraftübertragungswelle nach Anspruch 10, wobei die Nichtdichtfläche (21) mit der Außenumfangsdichtfläche (17) in Axialrichtung kontinuierlich ausgebildet ist.
Kraftübertragungswelle nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei: die Außenumfangsdichtfläche (17) des Wellenelements (9) auf der Außenumfangsfläche ausgebildet ist, auf der keine Außenkerbverzahnung (16) ausgebildet ist, und die Innenumfangsdichtfläche des zylindrischen Elements (8) auf der Innenumfangsfläche ausgebildet ist, auf der keine Innenkerbverzahnung (12) ausgebildet ist.
Kraftübertragungswelle nach einem der Ansprüche 8 bis 12, ferner umfassend: einen Haltestift (20), dessen eine Seite mit einer Eingriffsöffnung (18) in Eingriff steht, die am Wellenelement (9) ausgebildet ist, und dessen andere Seite mit einer anderen Eingriffsöffnung (13) in Eingriff steht, die am zylindrischen Element (8) ausgebildet ist, und wobei die Eingriffsöffnungen (13, 18) jeweils zwischen dem eine Kerbverzahnung bildenden Bereich, an welchem die Kerbverzahnung (16, 12) des Wellenelements (9) und des zylindrischen Elements (8) ausgebildet ist, und der Dichtfläche des Wellenelements (9) und des zylindrischen Elements (8) positioniert ist.
Kraftübertragungswelle nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei: der Dichtwirkung-Beseitigungsbereich am Wellenelement (9) in einem Bereich ausgebildet ist, der gleichgroß oder größer als ein vorgegebener Verschiebebereich des Wellenelements (9) und des zylindrischen Elements (8) durch das Verschieben der Kernverzahnungen (12, 16) ist.
Kraftübertragungswelle nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei: das Dichtelement (15) ein ringförmiger Dichtring (15) ist, das Wellenelement (9) von der einen Endseite des Wellenelements (9) einen eine Außenkerbverzahnung bildenden Bereich mit großem Durchmesser, an welchem die Außenkerbverzahnung (16) ausgebildet ist; eine Fläche mit mittlerem Durchmesser, deren Durchmesser kleiner als der die Außenkerbverzahnung bildende Bereich ist; und eine Fläche mit kleinem Durchmesser aufweist, deren Durchmesser kleiner als die Fläche mit mittlerem Durchmesser ist, und die Außenumfangsdichtfläche (17) auf der Fläche mit mittlerem Durchmesser ausgebildet ist, und die Nichtdichtfläche (21) auf der Fläche mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist.
Kardanwelle für ein Fahrzeug, umfassend: ein zylindrisches Element (8), dessen eine Endseite mit dem Fahrzeug durch ein erstes Verbindungselement (4) verbunden ist, wobei das zylindrische Element (8) auf dessen Innenumfangsfläche eine Innenkerbverzahnung (12) aufweist; ein Wellenelement (9), dessen andere Endseite mit dem Fahrzeug durch ein zweites Verbindungselement (7) verbunden ist, wobei das Wellenelement (9) auf dessen Außenumfangsfläche eine Außenkerbverzahnung (16) aufweist, die mit der Innenkerbverzahnung (12) in Eingriff steht, wobei das zylindrische Element (8) und das Wellenelement (9) an einer Endseite des Wellenelements (9), die in das zylindrische Element (8) eingefügt ist, miteinander in Kerbverzahnungseingriff stehen, und eine Länge des Kerbverzahnungseingriffs durch Verschieben der Kerbverzahnungen (12, 16) in Axialrichtung als Reaktion auf eine Eingabe aus einer Richtung des ersten oder zweiten Verbindungselements (4, 7) eingestellt ist; und ein Dichtelement (15), das in zusammengepresstem Zustand mit einer vorgegebenen Dichtigkeit zwischen einer Außenumfangsdichtfläche (17), die auf der Außenumfangsfläche des Wellenelements (9) ausgebildet ist, und einer Innenumfangsdichtfläche vorgesehen ist, die auf der Innenumfangsfläche des zylindrischen Elements (8) vorgesehen ist, und wenn die Kerbverzahnungen (12, 16) sich in Axialrichtung relativ verschieben, das Dichtelement (15) zumindest eine der Innen- oder Außenumfangsdichtflächen mit geringerer Dichtigkeit als die vorgegebene Dichtigkeit berührt.
Kardanwelle für das Fahrzeug nach Anspruch 16, wobei: das Dichtelement (15) ein ringförmiger Dichtring (15) ist; das Wellenelement (9) von der einen Endseite des Wellenelements (9) einen eine Außenkerbverzahnung bildenden Bereich mit großem Durchmesser, an welchem die Außenkerbverzahnung (16) ausgebildet ist; einen Bereich mit mittlerem Durchmesser, dessen Durchmesser kleiner als der Außenkerbverzahnung bildende Bereich ist; und einen Bereich mit kleinem Durchmesser aufweist, dessen Durchmesser kleiner als der Bereich mit mittlerem Durchmesser ist, und die Außenumfangsdichtfläche (17) am Bereich mit mittlerem Durchmesser ausgebildet ist, und wenn sich die Kerbverzahnungen (12, 16) in Axialrichtung relativ verschieben, das Dichtelement (15) den Bereich mit kleinem Durchmesser berührt.
Kardanwelle für das Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei: der Bereich mit kleinem Durchmesser am Wellenelement (9) in einem Bereich ausgebildet ist, der gleichgroß oder größer als ein vorgegebener Verschiebebereich des Wellenelements (9) und des zylindrischen Elements (8) durch das Verschieben der Kerbverzahnungen (12, 16) ist.
Kardanwelle für das Fahrzeug nach Anspruch 17 oder 18, wobei: der Bereich mit kleinem Durchmesser mit der Außenumfangsdichtfläche (17) kontinuierlich ausgebildet ist.