DE19912247A1

DE19912247A1 - Zwischenwellenkupplung

Info

Publication number: DE19912247A1
Application number: DE19912247A
Authority: DE
Inventors: Isamu Chikuma; Sakae Matsumoto; Shoji Oka
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 1999-09-30

Abstract

Eine Zwischenwellenkupplung für ein Fahrzeug, deren axiale Länge variabel ist, weist ein Rohr auf, das mit einem Schlitz an seinem einen Ende ausgebildet ist und eine Kerbverzahnung an einer Innenumfangsoberfläche aufweist, und ein Wellenbauteil gleitend in Axialrichtung innerhalb des Rohres angeordnet ist, und mit einer Kerbverzahnung an der Außenumfangsfläche ausgebildet ist, die sich mit der Kerbverzahnung des Rohres in Eingriff befindet. DOLLAR A Ein Druckwinkel eines Bezugsteilkreises der sich miteinander in Eingriff befindenden Kerbverzahnungen ist kleiner als ein Standardwert. Alternativ ist ein Befestigungsbauteil auf dem Rohr befestigt, um mit der Kerbverzahnung des Rohres mit der des Wellenbauteiles in Eingriff zu bringen ohne Spiel.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Zwischenwellenkupp lung für ein Fahrzeug, und insbesondere auf eine Zwischenwellenkupplung für ein Fahr zeug, die für eine Lenkvorrichtung verwendet wird.

Verwandter Stand der Technik

Eine Zwischenwellenkupplung für ein Fahrzeug, insbesondere die Zwischenwellenkupp lung für das Fahrzeug, die in einer Lenkvorrichtung verwendet wird, dient dazu, eine Drehkraft von einer Lenkwelle auf ein Lenkgetriebe zu übertragen. Wenn ein Wellenab schnitt der Zwischenwellenkupplung gebildet ist aus einem Rohr und einem Wellenbau teil, die keilwellen- oder kerbverzahnungsverbunden miteinander sind, muß jedoch eine Begrenzung hinsichtlich der Arbeitsgenauigkeit der Keilwellen- oder Kerbverzahnungs verbindung vorliegen, so daß sich ein Spiel zu einem gewissen Umfang in einer Dreh richtung des sich in Eingriff befindenden Abschnittes einstellt.

Zum Reduzieren eines solchen Spiels wird eine Keilwellenverbindungsstruktur verwen det, wie sie z. B. in der Veröffentlichung Nr. 63-17862 des japanischen Gebrauchsmu sters nach der Prüfung offenbart ist. Diese Keilwellenverbindungsstruktur ist eine Kom bination eines Wellenbauteiles, welches erste Keilwellenzähne auf seinem äußeren Umfang aufweist, und eines Rohres, welches zweite Keilwellenzähne in seinem inneren Umfang aufweist, die sich mit den ersten Keilwellenzähnen in Eingriff befinden. Das Rohr ist mit einer Vielzahl von Schlitzen ausgebildet, die sich in einer Axialrichtung des Rohres von einem Endabschnitt des Rohres aus erstrecken, und so strukturiert sind, daß ein Innendurchmesser des Rohres ausgeweitet und verkleinert werden kann. Dann wird das Rohr durch Anpassen eines Befestigungsbauteiles an dem äußeren Rand des Endabschnittes des Rohres befestigt, wobei das Befestigungsbauteil aus einem elasti schen Material besteht zum Befestigen des Endabschnittes des Rohres, wodurch die Keilwellenzähne, die entlang des inneren Randes des Rohres ausgebildet sind, mit den Keilwellenzähnen in Eingriff gebracht werden, die entlang des äußeren Randes des Wellenbauteiles ausgebildet sind, wobei keine Lücke verbleibt. Das Spiel in Drehrich tung wird dadurch reduziert.

Gemäß der Veröffentlichung Nr. 63-17862 des japanischen Gebrauchsmusters nach Prüfung, sind die Schlitze einseitig an der Kante des Rohres ausgebildet, wobei das Befestigungsbauteil am äußeren Randabschnitt des Rohres angeordnet ist, und der Ab schnitt, der mit den Rohrschlitzen ausgebildet ist, elastisch verformt wird, wodurch die Lücke in dem Keilwelleneinpassungsabschnitt zwischen dem Rohr und dem Wellenbau teil an dem Abschnitt, der mit den Rohrschlitzen ausgebildet ist, eliminiert wird.

In tatsächlichen Ausführungsformen der Zwischenwellenkupplung wird eine standardi sierte involute Kerbverzahnung (ein Druckwinkel α₀ = 45°) anstatt der Keilwellenverzah nung verwendet. Der Grund, warum das Spiel reduziert werden kann durch Deformieren des Abschnittes, der mit den Rohrschlitzen in der Zwischenwellenkupplung ausgebildet ist. Es ist daher unnötig, speziell die Keilwellenverzahnung zu verwenden. Darüber hin aus, wenn ein Modul m klein ist und die Anzahl der Zähne groß ist, ist eine standardisier te involute Keilwellenverzahnung im Automobilbereich (ein Druckwinkel am Bezugsteil kreis von α₀ = 20°, und ein Transitionskoeffizient x = 0,8) nicht zu bevorzugen hinsicht lich der Festigkeit, da die Zahndicke nicht uneinheitlich ist. Im Gegensatz dazu, wenn ei ne standardisierte involute Kerbverzahnung verwendet wird, kann das Wellenbauteil durch Formrollen bearbeitet werden, wodurch die Kosten deutlich herabgesetzt werden können.

Wenn ein Verschieben und Übertragen eines Drehmomentes durch die Keilwellenpas sung der konventionellen Zwischenwellenkupplung übertragen wird, ist es erforderlich, das Spiel in Drehrichtung auf den größtmöglichen Grad zu reduzieren, so daß die Keil wellenelemente, sowohl das Rohr, als auch das Wellenbauteil mit einer hohen Genauig keit bearbeitet werden. Dies kann zu einem Problem führen, bei welchem sich die Her stellungskosten erhöhen.

Darüber hinaus, wenn die Zwischenwellenkupplung in einer Lenkvorrichtung verwendet wird, kann es vorkommen, daß ein großes Drehmoment auf das Wellenbauteil durch das Lenkgetriebe aufgebracht wird. Darüber hinaus kann es auch vorkommen, daß das obige große Drehmoment auf das Wellenbauteil aufgebracht wird, wie z. B. beim Um kehren der Drehrichtung des Wellenbauteiles mit hoher Geschwindigkeit von einer Drehrichtung nach rechts zu einer Drehrichtung nach links und umgekehrt. In solch ei nem Fall, wenn die Befestigungskraft des Befestigungsbauteiles groß ist, drückt die Be festigungskraft des Befestigungsbauteiles gegen beide Seiten einer Keilwellenzahn kopffläche, wobei einer Kraft widerstanden wird, die dahingehend wirkt, den Keilwellen abschnitt, der mit den Schlitzen ausgebildet ist, auszudehnen, und es bildet sich daher keine Lücke auf beiden Seiten der Keilwellenzahnkopffläche. Wenn jedoch die Kraft, die dahin gehen wird, den Keilwellenabschnitt auszudehnen, größer ist, als die Befesti gungskraft des Befestigungsbauteiles, wird jedoch der Keilwellenabschnitt, der mit den Rohrschlitzen ausgebildet ist, ausgedehnt, mit dem Ergebnis, daß eine Lücke auf einer Seite der Keilwellenzahnkopffläche ausgebildet ist. Das Spiel wird verursacht aufgrund dieser Lücke und es wird für den Fahrer durch das Steuerrad ein Gefühl des Spiels übertragen.

Darüber hinaus, kann das Gefühl des Spiels, obwohl es normalerweise nicht übertragen wird, auf den Fahrer durch die gleiche Aktion wie oben beschrieben übertragen werden, in ähnlicher Weise, wenn der Fahrer die Drehrichtung des Lenkrades in einem Schnell durchlauf von einer Drehrichtung nach rechts zu einer Drehrichtung nach links und um gekehrt dreht.

Wenn die Befestigungskraft des Befestigungsbauteiles erhöht wird, um das obenbe schriebene Gefühl des Spiels zu eliminieren, wird eine große Kraft benötigt, um das Wellenbauteil entlang des Rohrs in Axialrichtung zu verschieben, wenn die Lenkvorrich tung montiert wird. Entsprechend ist die Lenkvorrichtung schwer zu montieren, und da her ist es wünschenswert, daß die Kraft für das Gleiten in Axialrichtung zwischen dem Rohr und der Welle so gering wie möglich gehalten wird. Es ist erforderlich, daß die Befestigungskraft des Befestigungsbauteiles auf den geringstmöglichen Grad hierfür re duziert wird. Wenn die Befestigungskraft des Befestigungsbauteiles reduziert wird, wird jedoch das Befestigungsbauteil durch eine Kraftkomponente des vom Lenkrad übertra genen Drehmomentes zurückgeschoben, was sich in solch einem Problem äußert, daß der Effekt des Reduzierens des Spiels herabgesetzt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung eine Zwischenwellenkupplung bereit zustellen, die in der Lage ist, einen Effekt einer Befestigungskraft zu erhöhen.

Um das obige Ziel gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zu verwirklichen, weist eine Zwischenwellenkupplung für ein Fahrzeug, deren Länge in Axialrichtung va riabel ist, ein Rohr auf, welches mit einem Schlitz an ihrem einen Ende und einer involu ten Kerbverzahnung an ihrer inneren Umfangsoberfläche versehen ist, und ist ein Wel lenbauteil in Axialrichtung innerhalb des Rohres gleitend angeordnet, und mit einer invo luten Kerbverzahnung auf seiner Außenumfangsoberfläche versehen, die sich mit der involuten Kerbverzahnung des Rohres in Eingriff befindet. Ein Druckwinkel eines Be zugsteilkreises der involuten Kerbverzahnungen, die sich in Eingriff befinden, wird nied riger eingestellt als ein Standardwert.

Mit dieser Konstruktion kann eine Kraftkomponente, die durch ein Übertragungsdreh moment erzeugt wird und derart wirkt, daß der involute Kerbverzahnungsabschnitt auf geweitet wird, kleiner gemacht werden bei einer Zwischenwellenkupplung, die mit einer standardisierten involuten Kerbverzahnung ausgebildet ist. Daher ist es schwierig eine Lücke in dem sich in Eingriff befindenden Abschnitt der involuten Kerbverzahnung aus zubilden, sogar mit dem gleichen Übertragungsdrehmoment und konsequenterweise tritt ein Spiel nur sehr schwer auf.

Genauer wird ein Druckwinkel α₀ kleiner eingestellt als ein Standardwinkel von 45°, und es ist daher möglich, die Kraftkomponente P_n herabzusetzen, die derart wirkt, um das Rohr in Radialrichtung nach außen aufzuweiten, was sich auf die Zähne der involuten Kerbverzahnung auswirkt. Eine Befestigungskraft zwischen dem Rohr und dem Wellen bauteil kann reduziert werden, und somit kann eine Gleitkraft in Axialrichtung zwischen dem Rohr und dem Wellenbauteil herabgesetzt werden.

Bei der Zwischenwellenkupplung kann der Druckwinkel α₀ auf einen Bezugsteilkreis der involuten Kerbverzahnung auf einen Bereich zwischen 25 bis 35° eingestellt werden. Mit dieser Einstellung ist es möglich, die Kraftkomponente P_n herabzusetzen, die auf die Zähne der involuten Kerbverzahnung durch ein Übertragungsdrehmoment auf die Zwi schenwellenkupplung wirkt. Die Kraftkomponente P_n ist eine Kraft, die den mit einer Kerbverzahnung versehenen Abschnitt des Rohres nach außen in Radialrichtung auf weitet, und es ist möglich, das Ausbilden einer Lücke zwischen den involuten Kerbver zahnungen des Rohres und des Wellenbauteiles zu verhindern durch Herabsetzen der Kraftkomponente P_n wenn ein schnelles Wechseln von Rechts/Linksdrehungen mit ei nem großen Drehmoment aufgebracht wird. Dies macht es möglich, das Spiel in der Zwischenwellenkupplung zu reduzieren.

Wenn der Druckwinkel α₀ größer als 35° eingestellt wird, ist die Reduktionsrate der Kraftkomponente P_n klein, und somit ist die Befestigungskraft, durch welche der Rohr endabschnitt, der mit den Schlitzen ausgebildet ist, an dem Wellenbauteil befestigt wird, herabgesetzt, und die effektive Befestigungskraft wird nicht erhalten. Auf der anderen Seite, wenn ein Modul m klein ist und die Anzahl der Zähne groß ist, und wenn der Druckwinkel α₀ kleiner als 25° eingestellt wird, kann es vorkommen, daß die involuten Kerbverzahnungszähne nicht mit hoher Genauigkeit durch Formrollen hergestellt wer den können.

Bei der Zwischenwellenkupplung kann ein Durchmesser D₂ einer offenen Kante des Ab schnittes, der mit der involuten Kerbverzahnung ausgebildet ist, des Rohres kleiner ein gestellt werden, als ein Durchmesser D₁ der Innenkante des mit einer Kerbverzahnung versehenen Abschnittes. Darüber hinaus können die Durchmesser der offenen Kante und der Innenkante so bestimmt werden, daß das Rohr und das Wellenbauteil an der offenen Kante ineinandergepaßt werden und an der Innenkante lose ineinander passen.

Der Innendurchmesser des entfernten Endes des Rohres wird in Richtung zum Kanten abschnitt reduziert, wobei das Rohr und das Wellenbauteil einen Abschnitt aufweisen, wo sie ineinandergreifend ineinanderpassen, wobei das Ineinandergreifen dort stattfin det, und einen Abschnitt aufweisen, wo sie spielbehaftet ineinandergreifen mit einem Spiel, das zwischen ihnen ausgebildet ist. Da der Endabschnitt des Rohres mit Schlitzen ausgebildet ist, ist das Wellenbauteil so eingepaßt, um den mit einem Schlitz ausgebil deten Endabschnitt des Rohres auszudehnen. Entsprechend gelangen die involuten Kerbverzahnungen des Rohres und des Wellenbauteiles in einen Zustand eines elasti schen Ineinandergreifens, wodurch ein Spiel beseitigt wird. Darüber hinaus ist der mit Spiel ineinanderpassende Abschnitt, der ohne Schlitze ausgebildet ist, daher nicht auf geweitet und in der Lage eine Last aufzunehmen, wenn ein exzessives Drehmoment aufgebracht wird.

Die Zwischenwellenkupplung kann darüber hinaus ein ringförmiges Befestigungsbauteil aufweisen, welches aus einem elastischen Material besteht, zum Befestigen des End abschnittes durch Befestigen am äußeren Umfang des Rohrendes, das mit den Schlit zen ausgebildet ist.

Mit dem bereitgestellten Befestigungsbauteil kann Spiel sicher reduziert werden.

Die Zwischenwellenkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einer Lenkvor richtung verwendet werden. Wenn sie in der Lenkvorrichtung verwendet wird, ist es möglich, das Spiel, welches für einen Fahrer fühlbar ist, zu reduzieren und dadurch das Gefühl für die Lenkung zu verbessern.

Es ist ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung eine Keilwellenverbindungsstruktur bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Abnahme der Genauigkeit einer Innenkeilver zahnung, die maschinell hergestellt wurde, zu verhindern, wobei das Rohr dafür vorge sehen ist, um das Befestigungsbauteil daran zu hindern, abzufallen.

Um das zweite Ziel zu erreichen, weist die Keilwellenverbindungsstruktur gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Rohrbauteil, welches einen Schlitz auf weist, der sich in Axialrichtung an seinem entfernten Ende erstreckt, und eine Innenkeil verzahnung, die innen im entfernten Ende davon ausgebildet ist, ein Wellenbauteil, wel ches eine Außenkeilwellenverzahnung aufweist, die außen an seinem entfernten Ende angebracht ist, und in das Rohrbauteil eingesetzt ist und keilwellenverbunden mit dem Rohrbauteil ist, und ein Befestigungsbauteil auf zum engen Einpassen der Innenkeilwel lenverzahnung auf die Außenkeilwellenverzahnung durch Befestigen der Außenum fangsoberfläche am entfernten Ende des Rohrbauteiles. Das Rohrbauteil beinhaltet zumindest eine Eingriffsausnehmung, die zwischenliegend innerhalb der äußeren Um fangsoberfläche an seinem entfernten Ende eingearbeitet ist, und das Befestigungsbau teil beinhaltet einen Befestigungsbauteilkörper, der aus einem ringförmigen Bauteil be steht, das über die Elastizität verfügt, und ein vorstehender Eingriffsabschnitt nach innen vorsteht von einem Abschnitt des Befestigungsbauteilkörpers aus und in der Lage ist, mit der Eingriffsausnehmung in Eingriff zu gelangen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Eingriffsausnehmung nicht notwendigerweise über die gesamte Umfangsfläche der äußeren Umfangsoberfläche am entfernten Ende des Rohrbauteiles ausgebildet, und kann minimiert werden, wie die Bedingungen es erfordern, so daß zumindest ein Teil des Befestigungsbauteiles in der Lage ist, mit in Eingriff gebracht zu werden und außer Eingriff gebracht zu werden. Entsprechend, wie bei dem zuvor beschriebenen Stand der Technik, wird der Arbeitsvorgang des Rohrbau teiles entsprechend (1) der Eingriffsausnehmung (entspricht der ringförmigen Nut beim Stand der Technik), (2) dem Schlitz, und (3) der Innenkeilverzahnung festgelegt. Sogar in solch einem Fall, besteht beinahe keine Möglichkeit, bei welcher die Eingriffsausneh mung außen abgenutzt wird, wenn die Innenkeilwellenverzahnung arbeitet, wie in (3) dargestellt, und daher ist es möglich, eine Abnahme der Arbeitsgenauigkeit der Innen keilwellenverzahnung zu verhindern, welche aufgrund von Abnutzung entsteht.

Auf der anderen Seite ist das Befestigungsbauteil mit dem vorstehenden Eingriffsab schnitt versehen, der sich mit der Eingriffsausnehmung des obenbeschriebenen Rohr bauteiles in Eingriff befindet, wodurch es möglich ist, das Befestigungsbauteil am Los kommen vom Rohrbauteil zu hindern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Lenkvorrichtung darstellt, wenn eine Zwischenwellenkupplung der vorliegenden Erfindung an einem Fahrzeug montiert ist;

Fig. 2A und 2B sind Schnittansichten, die eine erste Ausführungsform der Zwischenwel lenkupplung der vorliegenden Erfindung darstellen, die zwischen einer Lenkwelle und einem Lenkgetriebe befestigt ist; Fig. 2A zeigt einen Zu stand, wo die Zwischenwellenkupplung am Lenkgetriebe befestigt ist;

Fig. 2B zeigt einen Zustand, bevor die Zwischenwellenkupplung an dem Lenkgetriebe befestigt ist;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die ein Rohr zeigt

Fig. 4 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einer Konfigurati on von Zähnen einer involuten Kerbverzahnung, die auf einer Innenum fangsoberfläche des Rohres angebracht ist, und eine Kraft darstellt, die auf eine Zahnoberfläche auf einem Bezugsteilkreis wirkt;

Fig. 5 ist ein Diagramm, welches eine Lücke zeigt, die zwischen einer involu ten Kerbverzahnung des Rohres und einer involuten Kerbverzahnung eines Wellenbauteiles ausgebildet ist, wenn P_n groß ist;

Fig. 6A und 6B sind Schnittansichten, die eine zweite Ausführungsform der Zwischen wellenkupplung der vorliegenden Erfindung darstellen, die zwischen der Lenkwelle und dem Lenkgetriebe befestigt ist; Fig. 6A zeigt einen Zustand, wo die Zwischenwellenkupplung an dem Lenkgetriebe befe stigt ist; Fig. 6B zeigt einen Zustand, bevor die Zwischenwellenkupp lung an dem Lenkgetriebe befestigt ist;

Fig. 7 ist eine Längsschnittansicht, die eine Achse einer Keilwellenverbin dungsstruktur in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung darstellt;

Fig. 8 ist eine Ansicht, welche einen Zustand zeigt, wo ein Rohrbauteil an ei nem Befestigungsbauteil in der dritten Ausführungsform befestigt ist;

Fig. 9 ist eine Ansicht, entlang der Pfeillinie 9-9 in Fig. 8;

Fig. 10A ist eine Ansicht des Befestigungsbauteiles in der dritten Ausführungs form in axialer Richtung gesehen;

Fig. 10B ist eine Ansicht des Befesti gungsbauteiles der dritten Ausführungsform in einer Ansicht von rechts in Fig. 10A;

Fig. 11A ist eine Ansicht des Befestigungsbauteiles in einer vierten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung gesehen in Axialrichtung; Fig. 11B ist eine Ansicht des Befestigungsbauteiles der vierten Ausführungsform von rechts gesehen in Fig. 11A;

Fig. 12 ist eine Ansicht, welche einen Zustand darstellt, wo das Rohrbauteil am Befestigungsbauteil in einer fünften Ausführungsform befestigt ist;

Fig. 13 ist eine Ansicht entlang der Pfeillinie 13-13 in Fig. 12; und

Fig. 14A ist eine Schnittansicht des Befestigungsbauteiles in einer fünften Aus führungsform in Axialrichtung gesehen;

Fig. 14B ist eine Ansicht des Befestigungsbauteiles in der fünften Ausführungsform gesehen von rechts in Fig. 14A.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Als nächstes wird eine Zwischenwellenkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung speziell mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Lenkvorrichtung 2 darstellt, wenn sie an einem Fahrzeug 1 montiert ist. Die Lenkvorrichtung 2 weist einen Mechanismus zum Übertragen einer Drehbewegung eines Lenkrades 3 auf ein Lenkgetriebe 14 auf. Das Lenkgetriebe 14 ist eine Art von Untersetzung zum Umsetzen der Drehbewegung des Lenkrades 3 in eine hin und hergehende Bewegung einer nicht dargestellten Zugstan ge, und zum Herabsetzen der Arm kraft zum Drehen des Lenkrades 3. Bezugnehmend auf Fig. 1 ist das Lenkrad 3 an einem Ende der Lenkwelle 4 befestigt. Die Lenkwelle 4 ist in die Innenseite einer Lenksäule 5 eingesetzt und drehbar darin abgestützt. Die Lenksäule 5 ist an dem Fahrzeug 1 durch Klammern 6, 7 befestigt. Eine Drehbewegung der Lenkwelle 4 wird auf eine Antriebswelle 9 des Lenkgetriebes 14 durch die Zwischen wellenkupplung 8 übertragen. Die Zwischenwellenkupplung 8 ist konstruiert aus einem Universalgelenk 10, welches mit Gelenkwelle 4 verbunden ist, einem Rohr 11, welches mit dem Universalgelenk 10 verbunden ist, einem Wellenbauteil 12, welches mit dem Rohr 11 verbunden ist, und einem Universalgelenk 13, welches mit dem Wellenbauteil 12 verbunden ist. Das Universalgelenk 13 ist mit der Antriebswelle 9 des Lenkgetriebes 14 verbunden.

Die Lenkvorrichtung 2 ist so konstruiert, daß ein Wellenabschnitt, der aus dem Rohr 11 und dem Wellenbauteil 12 der Zwischenwellenkupplung 8 besteht, zusammenschiebbar in seiner gesamten Länge aufgrund einer Einwirkung ist, um einen Fahrer zu schützen, wenn das Fahrzeug 1 in eine Kollision gerät. Diese Konstruktion ist in der Lage, die Energie der Kollision aufzunehmen und eine Bewegung und Deformation der Lenkvor richtung 2 aufgrund der Kollision zu absorbieren. Der obenbeschriebene Mechanismus ist bereits allgemein bekannt. Was häufig verwendet wird zum Reduzieren der gesam ten Länge des Wellenabschnittes ist eine Struktur, in welcher das Rohr 11 sich in Keil welleneingriff oder Kerbverzahnungseingriff mit dem Wellenbauteil 12 befindet, um eine relative Bewegung in Axialrichtung zwischen ihnen zu erlauben. In der ersten Ausfüh rungsform sind die Kerbverzahnungszähne in einer Innenoberfläche des Rohres 11 der Zwischenwellenkupplung 8 ausgebildet, während die Kerbverzahnungszähne auf der Außenoberfläche des Wellenbauteiles 12 ausgebildet sind. Das Wellenbauteil 12 ist eingesetzt in und befindet sich in Kerbverzahnungseingriff mit dem Rohr 11.

Es ist nützlich, sogar wenn die Lenkvorrichtung 2 montiert wird, der Zwischenwellen kupplung 8 einen Grad von Bewegungsfreiheit in Axialrichtung zu geben, wie oben be schrieben. Das folgende sind allgemeine Abläufe für die Montage des Fahrzeuges 1. Das Lenkgetriebe 14 zum Ändern der Richtung des Lenkrades wird zuerst an einem Fahrgestell (nicht dargestellt) des Fahrzeuges 1 befestigt. Auf der anderen Seite wird die Zwischenwellenkupplung 8 zusammen mit der Lenksäule 5 in einem Körper des Fahrzeuges 1 befestigt. Danach wird das Lenkgetriebe 14 mit der Zwischenwellenkupp lung 8 verbunden. Die Antriebswelle 9 des Lenkgetriebes 14 ist an der Seite des Fahr gestells zu befestigen und ein Abschnitt oberhalb des Universalgelenks 14 ist an der Seite des Fahrzeugkörpers zu befestigen, wodurch die Antriebswelle 9 mit dem Univer salgelenk 13 nach der Montage verbunden ist. Entsprechend, obwohl eine detailliertere Erklärung später folgt, ist es notwendig und nützlich beim Montagevorgang, daß der Wellenabschnitt und die Zwischenwellenkupplung 8, der aus dem Rohr 11 und dem Wellenbauteil 12 konstruiert ist, einen Grad von Bewegungsfreiheit (zusammen schiebbar) in Axialrichtung aufweist.

Die Fig. 2A und 2B sind Schnittansichten, die jeweils die Zwischenwellenkupplung 8 darstellen, die zwischen der Lenkwelle 4 und dem Lenkgetriebe 14 angebracht ist. Fig. 2A zeigt einen Zustand, wo die Zwischenwellenkupplung 8 an dem Lenkgetriebe 14 befestigt ist. Fig. 2B zeigt einen Zustand, bevor die Zwischenwellenkupplung 8 an dem Lenkgetriebe 14 befestigt ist. Im Vergleich zwischen Fig. 2A und 2B kann verstanden werden, daß das Wellenbauteil 12 auf dem inneren Abschnitt des Rohres 11 gleitet, und eine Stellung des Wellenbauteiles 12 sich verändert.

Die Zwischenwellenkupplung 8 wird zusammen mit der Lenksäule 5 montiert und wird an dem nicht dargestellten Fahrzeugkörper befestigt. Der Wellenabschnitt der Zwi schenwellenkupplung 8 ist aus dem Rohr 11 und dem Wellenbauteil 12 konstruiert. Eine involute Kerbverzahnung 15 ist auf einer inneren Umfangsoberfläche des Rohres 11 ausgebildet, und eine involute Kerbverzahnung 16 ist auf einer äußeren Umfangsober fläche des Wellenbauteiles 12 ausgebildet. Die involute Kerbverzahnung 15 des Rohres 11 greift in die involute Kerbverzahnung 16 des Wellenbauteiles 16 ein, wodurch-das Wellenbauteil 12 mit dem Rohr 11 in solch einer Weise verbunden ist, um in Axialrich tung gleiten zu können. Ein Ende des Rohres 11 ist mit der Lenkwelle 4 innerhalb der Lenksäule 5 durch das Universalgelenk 10 verbunden. Ein Ende des Wellenbauteiles 12 ist über das Universalgelenk 13 mit der Antriebswelle 9 des Lenkgetriebes 13 ver bunden, das an dem Fahrgestell befestigt ist.

Die Abläufe des Montierens der Lenkvorrichtung 2 sind wie folgt dargestellt.

Die Zwischenwellenkupplung 8 ist an der Lenksäule 5 montiert und daher zusammen mit der Lenksäule 5 an dem Fahrzeugkörper befestigt. Auf der anderen Seite ist das Lenkgetriebe 14 an dem Fahrgestell befestigt. Bei dieser Konstruktion, wenn das Fahr zeug 1 montiert wird, wird die Zwischenwellenkupplung 8 mit dem. Lenkgetriebe 14 ver bunden. Um genauer zu sein, ein Joch 17 des Universalgelenkes 13 wird mit der An triebswelle 9 des Lenkgetriebes 14 verbunden. Wiederum Bezug nehmend auf die Fig. 2B wird das Wellenbauteil 12 zuvor tief in das Rohr 11 hineingesteckt (nach rechts in Fig. 2B), und, sobald das Fahrgestell und der Körper montiert sind, wird das Joch 17 so angeordnet, um von der Antriebswelle 9 in Axialrichtung beabstandet zu sein.

Danach wird das Wellenbauteil 12 in Pfeilrichtung herausgezogen (nach links) in Fig. 2B, und die Antriebswelle 9 wird in ein kerbverzahntes Loch (nicht dargestellt) des Joches 17 eingesetzt, wodurch ein Verbindungszustand wie in Fig. 2A dargestellter reicht wird.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Rohres 11. Ein Endabschnitt des Rohres 11, in wel ches das Wellenbauteil 12 eingreift, weist Schlitze 11a auf, die gleichmäßig beabstandet um 90° in Umfangsrichtung ausgebildet sind und sich in Axialrichtung erstrecken. Die Schlitze 11a sind offen an der Kante des Endabschnittes, der sich mit dem Wellenbau teil 12 in Eingriff befindet.

Eine involute Kerbverzahnung 15 ist auf der inneren Umfangsoberfläche des Rohres 11 ausgebildet. Der kerbverzahnte Abschnitt des Rohres 11, das mit der involuten Kerb verzahnung 15 ausgebildet ist, verjüngt sich gleichmäßig, wodurch sein Durchmesser in Richtung zum offenen Endabschnitt der Schlitze 11a reduziert wird. Genauergesagt ist das Rohr 11 derart strukturiert, so daß der Durchmesser D₂ des linken Endes des kerb verzahnten Abschnittes, der mit der Kerbverzahnung 15 ausgebildet ist, kleiner ist als der Durchmesser D₁ des rechtes Endes des kerbverzahnten Abschnittes. Eine Durch messerdifferenz (D₁-D₂) des Rohres 11 dient als ineinandergreifen bezüglich der invo luten Kerbverzahnung 16 des Wellenbauteiles 12. Ein optimaler Wert für eine Befesti gungskraft, basierend auf diesem Ineinandergreifen wird bestimmt unter Berücksichti gung einer Spielgröße (bestimmt bezüglich eines Übertragungsdrehmomentes) zwi schen dem Rohr 11 und dem Wellenbauteil 12 und einer Gleitkraft des Wellenbauteiles 12 bezüglich des Rohres 11.

Der Durchmesser des kerbverzahnten Abschnittes des Rohres 11 verjüngt sich graduell und somit, an einem Abschnitt, der in Fig. 3 mit A gekennzeichnet ist, gelangen das Rohr 11 und das Wellenbauteil 12 in einen Zustand einer Preßpassung. Dann, an ei nem Abschnitt, der in Fig. 3 mit B gekennzeichnet ist, gelangen das Rohr 11 und das Wellenbauteil 12 in einen Zustand wie eine Spielpassung. An dem Abschnitt A, besteht kein Spiel zwischen dem Rohr 11 und dem Wellenbauteil 12, wodurch ein Spiel in Dreh richtung verhindert wird.

Fig. 4 zeigt den Zusammenhang zwischen einer Konfiguration der Zähne der involuten Kerbverzahnung 15, die auf der inneren Umfangsoberfläche des Rohres ausgebildet ist, und einer Kraft, die auf eine Zahnoberfläche auf einem Bezugsteilkreis drückt. Die Be zugszeichen, die in Fig. 4 verwendet werden, sind nachfolgend beschrieben.

D₀: der Durchmesser des Bezugsteilkreises,
α₀: der Druckwinkel des Bezugsteilkreises,
P_t: die Tangentialkraft (pro Zahn auf dem Bezugsteilkreis) aufgrund des Übertragungsdrehmomentes,
N: die Kraft, die in Tangentialrichtung auf die Zahnoberfläche wirkt,
µN: die Reibungskraft bei N,
µ: der Reibkoeffizient,
R: die resultierende Kraft von N und µN,
ρ: der Reibungswinkel (µ = tanρ), und
P_n: die Kraftkomponente von R,

wobei die Kraftkomponente P_n, die derart wirkt, daß sie den kerbverzahnten Abschnitt des Rohres 11 aufweitet, ausgedrückt wird als:

P_n = P_t.tan(α₀-ρ).

Wenn die Kraftkomponente P_n, die derart wirkt, daß sie den kerbverzahnten Abschnitt aufweitet, groß ist, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, wird der kerbverzahnte Abschnitt des Rohres 11 aufgeweitet und daher entsteht ein Abstand S auf einer Seite des Zahnes. Wenn ein großes Drehmoment, wie z. B. ein Umlenken mit hoher Geschwindigkeit von einer Rechtsdrehung in eine Linksdrehung des Wellenbauteiles 12 auf das Wellenbau teil 12 durch das Lenkgetriebe 14 wirkt, wird ein Spiel hervorgerufen aufgrund dieses Abstandes S und dem Fahrer als Gefühl von Spiel durch das Lenkrad vermittelt. Es ist daher notwendig, daß die Kraftkomponente P_n so klein wie möglich ist.

Von der obigen Formel, wenn der Reibungswinkel ρ = konstant ist, kann die Kraft P_n, die derart wirkt, daß sie den kerbverzahnten Abschnitt ausdehnt, reduziert werden durch Herabsetzen des Druckwinkels α₀ des Bezugsteilkreises.

Was als standardisierte involute Kerbverzahnung gemäß JIS B1602 dargestellt ist, daß der Druckwinkel α₀ = 45° ist, und ein Übertragungskoeffizient x = 0,1 ist. Hier angenom men, daß der Reibungskoeffizient µ = 0,15 (ρ = 8,53°) ist, zeigt die nachfolgende Tabel le 1, wenn der Druckwinkel sich ändert, ein Verhältnis der Kraft P_α0 zur Kraft P₄₅, die derart wirkt daß sie den kerbverzahnten Abschnitt aufweitet, in dem Fall, wenn der Druckwinkel 45° ist.

Tabelle 1

Das heißt, wenn der Druckwinkel α₀ = 30° ist, kann dies so verstanden werden, daß die aufweitende Kraft P_n ungefähr 50% von dem beträgt wenn der Druckwinkel α = 45° wä re, und eine Abnahme der Befestigungskraft kann herbeigeführt werden beim Verglei chen des Übertragungsdrehmomentes.

Bei der involuten Kerbverzahnung, die bei der Zwischenwellenkupplung 8 verwendet wird, wird die Anzahl der Zähne normalerweise erhöht, um einen gleichmäßigen Kontakt mit der Zahnoberfläche zu erhalten. Auf der anderen Seite, wird ein Modul m von ihr möglichst klein gehalten hinsichtlich räumlicher Begrenzungen (zum Reduzieren der ra dialen Abmessung). Im allgemeinen wird das Modul m auch in vielen Fällen auf 0,5 (Modul m = 0,5) eingestellt.

Wenn das Modul m = 0,5 ist, insbesondere zum Ausbilden der Zähne durch Rollbearbei tung mit hoher Genauigkeit, ist es bevorzugt, daß der Druckwinkel α₀ = 25° oder größer ist.

Entsprechend, wenn das Modul m = 0,5 ist, ist der Druckwinkel α₀ = über 25° oder unter 45°. Um die Befestigungskraft effektiver zu machen ist es jedoch wünschenswert, daß der Druckwinkel α₀ = 25° bis 35° ist.

Zweite Ausführungsform

Die Fig. 6A und 6B sind Schnittansichten, die jeweils die Zwischenwellenkupplung 8 in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen. Fig. 6A zeigt ei nen Zustand, in dem die Zwischenwellenkupplung 8 an dem Lenkgetriebe 14 ange bracht ist. Fig. 6B zeigt einen Zustand, bevor die Zwischenwellenkupplung 8 an dem Lenkgetriebe 14 angebracht ist.

Die zweite Ausführungsform weist im wesentlichen die gleiche Konstruktion auf wie die der ersten Ausführungsform, die in Fig. 2 dargestellt ist, ausgenommen für den Punkt, daß ein Befestigungsbauteil 18 auf dem Rohr 11 angebracht ist, und somit sind die glei chen Komponenten mit den gleichen Symbolen bezeichnet, von denen die wiederholte Erklärung ausgelassen wird.

Bei der Zwischenwellenkupplung 8 der zweiten Ausführungsform wird eine Befesti gungskraft, die durch das Befestigungsbauteil gegeben ist, zusätzlich zur Befestigungs kraft aufgrund des Ineinandergreifens basierend auf dem diametralen Unterschied (D₁-D₂) des kerbverzahnten Abschnittes des Rohres 11 aufgebracht. Diese Erfindung ermöglicht ein sicheres Reduzieren des Spiels.

Das Befestigungsbauteil 18, das Elastizität aufweist, wird auf eine äußere Umfangs oberfläche des Rohres 11 in der Nähe des Endabschnittes des Wellenbauteiles 12 be festigt. Das Befestigungsbauteil 18 besteht aus einer Plattenfeder etc. und nimmt eine ringförmige Konfiguration ein, in welcher das Befestigungsbauteil 18 an einem Abschnitt in Umfangsrichtung offen ist (d. h. teilweise weggeschnitten). Es wird angemerkt, daß das Befestigungsbauteil 18 auch aus einem Gummiband bestehen kann. Das Rohr 11 ist mit Schlitzen 11a an vier Abschnitten ausgebildet und daher ist der Endabschnitt, der mit den Schlitzen 11a versehen ist, nach innen in Radialrichtung durch die nach innen gerichtete Befestigungskraft des Befestigungsbauteiles 18 gedrückt. Das Rohr 11 befin det sich daher in engem Eingriff mit dem Wellenbauteil 12 an dem kerbverzahnten Ab schnitt, mit dem Ergebnis, daß ein reduziertes Spiel vorliegt, das verursacht wird, wenn eine Drehkraft von dem Rohr 11 auf das Wellenbauteil 12 und umgekehrt übertragen wird.

Insbesondere, wenn der Durchmesserunterschied (D₁-D₂) des Kerbverzahnungsab schnittes des Rohres 11 groß ist, tritt das Problem auf, daß es schwierig ist, das Wel lenbauteil 12 in das Rohr 11 einzusetzen. Entsprechend ist unter Berücksichtigung ei nes Erleichterns der Montage des Rohres 11 und des Wellenbauteiles 12, der Durch messerunterschied (D₁-D₂) minimiert, oder alternativ kann die Befestigungskraft des Befestigungsbauteiles 18 erhöht werden durch Setzen des Durchmesserunterschiedes (D₁-D₂) auf "0" (kein Ineinandergreifen).

Gemäß der zweiten Ausführungsform wird der Druckwinkel α₀ klein eingestellt, wodurch die Kraft P_n, die derart wirkt, daß sie das Rohr aufweitet, reduziert werden kann. Mit die ser Reduktion wird das Übertragungsdrehmoment, durch welches das Gefühl des Spiels bei gleicher Befestigungskraft erzeugt wird, groß, und das Lenkgefühl kann verbessert werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Druckwinkel α₀ einfach geändert und der obige Effekt kann bei niedrigen Kosten erhalten werden.

Dritte Ausführungsform

Fig. 7 zeigt eine Keilwellenverbindungsstruktur in einer dritten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung. Fig. 7 ist eine Längsschnittansicht, die Achsen eines Wellenbautei les und eines Rohrbauteiles beinhaltet.

Die Keilwellenverbindungsstruktur, die in Fig. 7 dargestellt ist, weist ein Wellenbauteil 110, ein Rohrbauteil 120 und ein Befestigungsbauteil 130 auf.

Ein erstes Universalgelenk 140 ist an einem nahen Ende (nach links in Fig. 7) des Wel lenbauteiles 110 angebracht. Ein zweites Universalgelenk 150 ist an einem nahen Ende (nach rechts in Fig. 7) des Rohrbauteiles 120 angebracht.

Zu Beginn werden die ersten und zweiten Universalgelenke 140, 150 kurz erklärt. Da nach werden das Wellenbauteil 110, das Rohrbauteil 120 und das Befestigungsbauteil 130 in diesem Abschnitt detailliert beschrieben.

Das erste Universalgelenk 140 weist ein erstes Joch 142 auf, welches an einem ersten nahen Abschnitt 141 befestigt ist und eine im wesentlichen C-Form aufweist. Das Joch 142 unterstützt drehbar eine Welle des ersten Universalgelenks 144 durch Lagerungen 143, 143 an ihren beiden Enden. Die andere Welle des ersten Universalgelenks 144 unterstützt drehbar das zweite Joch 145. Das nahe Ende des Wellenbauteiles 110, das als eines der prinzipiellen konstruktiven Bauteile der vorliegenden Erfindung definiert ist, ist an dem zweiten Joch 145 befestigt.

Ein zweites Universalgelenk 150 beinhaltet einen zylindrischen elastischen stoßabsor bierenden Zylinder 151, der auf das nahe Ende des Rohrbauteiles 120 aufgepaßt ist. Ein Drehmomentstopperbauteil 152, das das nahe Ende des Rohrbauteiles 120 in einer Richtung senkrecht zur Achse, durchdringt den elastischen stoßabsorbierenden Zylinder 151. Das Drehmomentstoppbauteil 152 durchdringt ein drittes Joch 153 mit einem Ab stand. Das heißt, das dritte Joch 153 hält das nahe Ende des Rohrbauteiles 120 durch den elastischen stoßabsorbierenden Zylinder 151 und überträgt einen Drehmoment auf das Rohrbauteil 120. Das dritte Joch 153 unterstützt drehbar eine Welle eines zweiten Gelenkkreuzes 155 durch Lagerungen 154, 154 an seinen beiden Enden, und die ande re Welle des zweiten Gelenkkreuzes 155 unterstützt drehbar ein viertes Joch 156 durch Lagerungen.

Das zweite obenbeschriebene Universalgelenk 150 ist z. B. in einem Automobil mit einer Lenksäule 157 verbunden. Auf der anderen Seite ist das erste Universalgelenk 140 mit einem Lenkgetriebe 146 verbunden. Dann wird eine Drehung der Lenksäule 157 auf das Lenkgetriebe 146 durch das zweite Universalgelenk 150, das Rohrbauteil 120, das Wellenbauteil 110 und das erste Universalgelenk 140 übertragen.

Nachfolgend werden das Wellenbauteil 110, das Rohrbauteil 120 und das Befesti gungsbauteil 130 detaillierter beschrieben.

Das erste, obenbeschriebene Universalgelenk 140 ist mit dem nahen Ende des Wellen bauteiles 110 verbunden, und eine äußere Keilwellenverzahnung 111 ist auf einer äu ßeren Umfangsoberfläche (außen) an seinem entfernten Ende ausgebildet.

Das zweite Universalgelenk 150 ist mit dem nahen Ende des Rohrbauteiles 120 ver bunden, und eine Innenkeilwellenverzahnung 121 ist an einer inneren Umfangsoberflä che (innen) an seinem entfernten Ende ausgebildet. Die Innenkeilwellenverzahnung 121 erstreckt sich ungefähr über die Hälfte der gesamten Länge (in Axialrichtung) des Rohr bauteiles 120. Vier Schlitze 122 sind ausgebildet, die sich in Axialrichtung am entfernten Ende des Rohrbauteiles 120 erstrecken. Darüber hinaus sind die vier Schlitze 122, wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt (Fig. 9 ist eine Ansicht entlang der Pfeillinie 9-9 in Fig. 8), wobei jede einen Zustand darstellt, wo das Befestigungsbauteil 130, das später erwähnt wird, auf das Rohrbauteil 120 aufgepaßt ist, in solchen Positionen ausgebildet, um gleichmäßig das Rohrbauteil durch 4 in Umfangsrichtung zu teilen. Darüber hinaus ist ein Schlitz 122 von diesen vier Schlitzen 122 in Eingriffsausnehmungen 123, 124 in der Nähe der Vorderkante des Rohrbauteiles 120 ausgebildet. Am entfernten Ende des Schlitzes 122 sind die Eingriffsausnehmungen 123, 124 zu einer Länge L₂ in Axialrich tung und einer Breite W₂ in Umfangsrichtung in sich einander gegenüberliegenden Stellungen der Kanten (in Richtung entlang der Achse) 122a, 122b in Umfangsrichtung ausgebildet. Die Breite W₂ ist geringfügig größer eingestellt als die Dicke W₁ des Befe stigungsbauteiles 130, welches nachfolgend beschrieben wird (W₂ < W₁). Die Länge L₂ ist in ähnlicher Weise geringfügig größer eingestellt als eine Länge L₁ des Befestigungs bauteiles 130 in Axialrichtung (L₂ < L₁). Darüber hinaus, in einer zweiten Ausführungs form, sind die Eingriffsausnehmungen 123, 124 in solch einer Weise ausgebildet, daß sie sich durch die Rohrbauteile 120 in Richtung der Dicke erstrecken.

Das Befestigungsbauteil 130 ist, wie dies in den Einzelteildarstellungen aus Fig. 10A und 10B dargestellt, als ringförmiges Bauteil ausgebildet, welches teilweise einen Schnitt 31 aufweist. Das Befestigungsbauteil 130 ist konstruiert aus einem Befestigungsbauteil körper 130A und vorstehenden Eingriffsabschnitten 133, 134, weiche später beschrie ben werden. Die Länge L₁ des Befestigungsbauteiles 130 ist in Axialrichtung geringfügig kleiner als die Länge L₂ jede der Ausnehmungen 123, 124 (siehe Fig. 8) in axialer Richtung. Das Befestigungsbauteil 130 ist mit den vorstehenden Abschnitten 133, 134 versehen durch Einbiegen beider Kanten des Schnitts 131 nach innen. Die Länge T₁ je der der vorstehenden Eingriffsabschnitte 133, 134 ist im wesentlichen auf die gleiche oder eine geringere Tiefe T₂ (die im wesentlichen die gleiche ist wie die Wanddicke des Rohrbauteiles 120) jeder der Eingriffsabschnitte 123, 124 festgelegt. Das Befestigungs bauteil 130 als ganzes ist hergestellt z. B. durch Preßbearbeitung einer Metallplatte und ist in der Lage elastisch verformt zu werden.

Die so erfundene Keilwellenverbindungsstruktur wird montiert wie folgt:
Das Befestigungsbauteil 130 wird lose auf den Abschnitt von kleinem Durchmesser (der ohne äußere Keilwellenverzahnung 111 ausgebildet ist) an dem nahen Ende des Wel lenbauteiles 110 aufgepaßt.

In einem Zustand, wo das erste Universalgelenk 140 bezüglich der Phase mit dem zweiten Universalgelenk 150 ausgerichtet ist, wird das Wellenbauteil 110 in das entfern te Ende des Rohrbauteiles 120 eingesetzt, wodurch die Innenkeilwellenverzahnung 121 mit der Außenkeilwellenverzahnung 111 in Eingriff gelangt und danach wird der Schnitt 131 des Befestigungsbauteiles 130 aufgeweitet und das Befestigungsbauteil 130 wird auf diese Weise auf den äußeren Umfang des Rohrbauteiles 120 aufgepaßt. Dann ge langen die vorstehenden Eingriffsabschnitte 133, 134 des Befestigungsbauteiles 130 mit den Eingriffsausnehmungen 123, 124 in der Nähe der Kanten am entfernten Ende des Schlitzes 122 des Rohrbauteiles 120 in Eingriff. Das Rohrbauteil 120 ist dadurch vom äußeren Rand her durch das Befestigungsbauteil 130 befestigt und die Innenkeilwellen verzahnung 121, die in der inneren Umfangsoberfläche ausgebildet ist, befindet sich in enger Passung mit der Außenkeilwellenverzahnung 111 des Wellenbauteiles 110, wo bei das Spiel zwischen den Innen- und Außenkeilwellenverzahnungen 121, 111 elimi niert werden kann.

Alternativ, nachdem das Befestigungsbauteil 130 zuvor an dem Rohrbauteil 120 befe stigt wurde, kann das Wellenbauteil 110 auch preßgepaßt werden.

Mit dem Montagevorgang gelangt man zu einem Zustand, der in den Fig. 7-9 darge stellt ist. In diesem Zustand bleiben die vorstehenden Eingriffsabschnitte 133, 134 in Eingriff mit den Eingriffsausnehmungen 123, 124 des Rohrbauteiles 120, und daher passiert es niemals, daß sich das Befestigungsbauteil 130 vom Rohrbauteil 120 löst.

Darüber hinaus, in der dritten Ausführungsform sind die Eingriffsausnehmungen 123, 124 des Rohrbauteiles 120 wie oben beschrieben ausgebildet und es ist daher möglich, die Genauigkeit der Innenkeilwellenverzahnung 121 zu erhöhen, die aus dem Rohrbau teil 120 hergestellt wird. Das heißt, die Bearbeitungsfolge des Rohrbauteiles 120 ist in solch einer Weise festgelegt, daß die Schlitze 122 und die Eingriffsausnehmungen 123, 124 maschinell bearbeitet werden und anschließend die Innenkeilwellenverzahnung 121 hergestellt wird, während die gesamte äußere Umfangsoberfläche des Rohrbauteiles 120 durch Verwendung eines Rückhaltegestells (nicht dargestellt) zurückgehalten wird. Sogar in diesem Fall, ist beinahe keine Möglichkeit, bei welcher die Eingriffsausneh mungen 123, 124 nach außen freigegeben werden, wenn die Innenkeilwellenverzah nung 121 hergestellt wird. Entsprechend ist es möglich, eine Abnahme der Genauigkeit der Innenkeilwellenverzahnung 121, die hergestellt wird, zu verhindern, was durch die sen Verschleiß hervorgerufen wird.

Die obenbeschriebenen Eingriffsausnehmungen 123, 124, die als Merkmal der vorlie genden Erfindung definiert sind, können simultan bearbeitet werden, wenn das Rohr bauteil 120 gestanzt wird, um die Schlitze 122 zu bilden, z. B. durch Preßbearbeitung. Daher besteht keine Notwendigkeit für das Bereitstellen eines speziellen Verfahrens zum Ausbilden der Eingriffsausnehmungen 123, 124, wodurch die Anzahl der Arbeits schritte reduziert werden kann.

Es wird angemerkt, daß bei obiger Diskussion die Eingriffsausnehmungen 123, 124 bei spielhaft aus dem Rohrbauteil 120 in Richtung der Dicke ausgeformt wurden. Die Ein griffsausnehmungen 123, 124 müssen nicht auf diese Konfiguration begrenzt sein, son dern können eine solche Konfiguration einnehmen, wie z. B. daß sie nach innen in der Außenumfangsoberfläche des Rohres 120 eingearbeitet werden unter der Bedingung, daß sich die vorstehenden Eingriffsabschnitte 133, 134 des Befestigungsbauteiles 130 effizient damit in Eingriff befinden.

Darüber hinaus, die Anzahl der Eingriffsausnehmungen des Rohrbauteiles 120 und die Anzahl der vorstehenden Eingriffsabschnitte des Befestigungsbauteiles 130 können je weils einzeln sein.

Darüber hinaus wurde in der obigen Diskussion das Befestigungsbauteil 130 beispiel haft als plattenartiges Bauteil dargestellt und kann linear sein, d. h. seine Länge L₁ in Axialrichtung nimmt ab, während seine Dicke W₁ im wesentlichen gleich bleibt. In die sem Fall sollte die Axiallänge L₂ jeder der Eingriffsausnehmungen 23, 24 des Rohrbau teiles 20 in ähnlicher Weise herabgesetzt werden.

Vierte Ausführungsform

In der dritten Ausführungsform, die oben diskutiert ist, sind die Eingriffsausnehmungen 123, 124 des Rohrbauteiles 120 nur als ein Schlitz 122 unter vier Schlitzen 122 ausge bildet. Ein oder zwei Schlitze unter den verbleibenden drei Schlitzen, oder alle drei Schlitze können in gleicher Weise mit Eingriffsausnehmungen 123, 124 ausgebildet sein. In diesem Fall, nachdem das Wellenbauteil 120 in das Rohrbauteil 120 eingesetzt wurde, wird das Befestigungsbauteil 130 auf den äußeren Umfang des Rohrbauteiles 120 gepaßt, bei welcher Gelegenheit die vorstehenden Eingriffsabschnitte 133, 134 des Befestigungsbauteiles 130 mit den Eingriffsausnehmungen des am nächsten gelegenen Schlitzes 122 in Eingriff gebracht werden können. Daher ist die Montage um diesen Grad erleichtert.

Fünfte Ausführungsform

Fig. 11A und 11B zeigen ein anderes Befestigungsbauteil 160, welches auf die Eingriffs ausnehmungen 123, 124 des Rohrbauteiles 120, das in der dritten Ausführungsform erklärt wurde, anwendbar ist.

Das Befestigungsbauteil 160, das in den Fig. 11A und 11B dargestellt ist, ist in solch ei ner Weise konstruiert, daß ein vorstehender Eingriffsabschnitt 163 nicht in einem Schnitt 161 vorgesehen ist, sondern in einer Position im wesentlichen gegenüberliegend dem Schnitt 161 in einem Befestigungsbauteilkörper 160A. Dieser vorstehende Eingriffsab schnitt 163 ist in einen Schlitz 122 sowie in eine Eingriffsausnehmung 123, 124 einge paßt. Mit anderen Worten, die beiden vorstehenden Eingriffsabschnitte 133, 134 in der dritten Ausführungsform werden verbunden, und, eine Verbindungsstruktur ist auf diese Weise bereitgestellt, der Schnitt 161 ist in einen anderen Abschnitt eingeformt.

Die fünfte Ausführungsform weist auch im wesentlichen den gleichen Effekt auf wie die erste Ausführungsform.

Sechste Ausführungsform

Die Fig. 12, 13, 14A und 14B zeigen eine sechste Ausführungsform.

In der sechsten Ausführungsform ist eine Eingriffsausnehmung 125 zwischen die beiden Schlitze 122 eingeformt, und eine Konfiguration des Befestigungsbauteiles 170 ist ent sprechend dazu geändert.

Um genauer zu werden, ein Durchgangsloch, dessen Durchmesser kleiner ist als eine axiale Länge L₃ des Befestigungsbauteiles 170, ist in der Eingriffsausnehmung 125 zwi schen den beiden Schlitzen 122 des Rohrbauteiles 120 ausgebildet. Dann, wird das Befestigungsbauteil 170 mit einem vorstehenden Eingriffsabschnitt 173 ausgebildet, der im wesentlichen eine kreisförmige kraterartige Form aufweist, die in der Lage ist, mit der Eingriffsausnehmung 125 in Eingriff gebracht zu werden.

In der sechsten Ausführungsform ist der Schnitt 171, wie bei der fünften Ausführungs form, in einer Position im wesentlichen gegenüberliegend dem vorstehenden Eingriffs abschnitt 173 angeordnet.

Die sechste Ausführungsform weist auch den gleichen Effekt auf wie die dritte Ausfüh rungsform.

Wie oben diskutiert, gemäß der dritten bis sechsten Ausführungsformen, ist die Ein griffsausnehmung nicht notwendigerweise über den gesamten Umfang der Außenum fangsoberfläche an dem entfernten Ende des Rohrbauteiles ausgebildet, und kann mi nimiert werden, wie es erforderlich ist unter der Bedingung, daß das Befestigungsbauteil in der Lage ist, damit in Eingriff und außer gebracht zu werden. Entsprechend, wenn die Bearbeitungsvorgänge des Rohrbauteiles in solch einer Weise gewählt werden, daß die Innenkeilwellenverzahnung bearbeitet wird, nachdem die Eingriffsausnehmungen und die Schlitze bearbeitet wurden, besteht beinahe keine Möglichkeit, in welcher die Ein griffsausnehmungen nach außen freigegeben werden, wenn die Innenkeilwellenverzah nung bearbeitet wird. Es ist daher möglich, effizient eine Abnahme der Bearbeitungsge nauigkeit der Innenkeilwellenverzahnung zu verhindern, was der Entlastung zuzurech nen ist.

Claims

1. Zwischenwellenkupplung für ein Fahrzeug, bei welcher die Länge in Axialrichtung variabel ist, mit:
einem Rohr, welches mit einem Schlitz an seinem einen Ende ausgebildet ist, und einer involuten Kerbverzahnung an seiner Innenumfangsoberfläche; und
einem Wellenbauteil, welches in Axialrichtung innerhalb des Rohres gleitend ver schiebbar ist, und mit einer involuten Kerbverzahnung in seiner äußeren Umfangs oberfläche, die sich mit der involuten Kerbverzahnung des Rohres in Eingriff be findet,
wobei ein Druckwinkel auf einem Bezugsteilkreis der sich miteinander in Eingriff befindlichen involuten Kerbverzahnungen kleiner ist als ein Standardwert.

2. Zwischenwellenkupplung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, bei der der Druckwin kel in einem Bereich von 25° bis 35° liegt.

3. Zwischenwellenkupplung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, bei der ein Durch messer eines offenen Endes eines Abschnittes, der mit der involuten Kerbverzah nung des Rohres ausgebildet ist, kleiner ist als ein Durchmesser eines Innenab schnittes des involut kerbverzahnten Abschnittes.

4. Zwischenwellenkupplung für ein Fahrzeug mit:
einem Rohrbauteil, welches einen Schlitz aufweist, der sich in einer axialen Rich tung an seinem entfernten Ende erstreckt, und einer Innenkeilwellenverzahnung innerhalb seines entfernten Endes; und
einem Wellenbauteil, welches eine Außenkerbverzahnung aufweist, die außen an einem entfernten Ende davon ausgebildet ist, und in das Rohrbauteil eingesetzt und sich in Kerbverzahnungseingriff mit dem Rohrbauteil befindet; und
einem Befestigungsbauteil zum engen Einpassen der Innenkeilwellenverzahnung auf die Außenkeilwellenverzahnung durch Befestigen der Außenumfangsoberflä che an einem entfernten Ende des Rohrbauteiles,
wobei das Rohrbauteil zumindest eine Eingriffsausnehmung aufweist, die in die Außenumfangsoberfläche an seinem entfernten Ende eingeformt ist, und
das Befestigungsbauteil einen Befestigungsbauteilkörper aufweist, der aus einem ringförmigen Bauteil besteht, das eine Elastizität aufweist, und ein vorstehender Eingriffsabschnitt nach innen von einem Abschnitt des Befestigungsbauteilkörpers aus vorsteht und in der Lage ist mit der Eingriffsausnehmung in Eingriff zu gelan gen.