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Diese
Anmeldung beansprucht die Vorteile der japanischen Anmeldungen
JP 10-163476 A ,
11-04655 A und
11-085415 A , die hiermit
durch Rückbeziehung
inkorporiert sind.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Wellengelenk,
welches zusammengesetzt zu einem Universalgelenk zum Konstituieren beispielsweise
einer Lenkvorrichtung für
ein Auto, um eine Bewegung eines Lenkrades auf ein Lenkgetriebe
zu übertragen
und dabei zu verhindern, daß eine
Vibration seitens des Lenkgetriebes auf das Lenkrad übertragen
wird.
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Eine
Lenkvorrichtung für
ein Auto ist angeordnet zum Übertragen
einer Bewegung einer Lenkwelle, die durch ein Lenkrad gedreht wird,
auf ein Lenkgetriebe, um den Rädern
einen Lenkwinkel zu geben. Normalerweise können die Lenkwelle und die Eingangswelle
des Lenkgetriebes nicht in derselben geraden Linie angeordnet werden.
Aus diesem Grund wird zwischen der Lenkwelle und der Eingangswelle
ein Universalgelenk vorgesehen, um eine Bewegung des Lenkrades auf
das Lenkgetriebe zu übertragen.
Konventionellerweise wird dem Universalgelenk eine Vibrations-Absorptions-Fähigkeit verliehen,
um zu verhindern, daß von
den Rädern
in das Lenkgetriebe übertragene
Vibrationen bei fahrendem Auto weiter in das Lenkrad übertragen
werden, die dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl vermitteln würden. Um
dem Universell-Gelenk auf diese Weise die Vibrations-Absorptions-Fähigkeit
zu verleihen, wird üblicherweise
in das Universalgelenk ein elastisches Material wie Gummi eingebaut,
so daß durch
die Verwendung des elastischen Materials die Übertragung der Vibration verhindert
wird.
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Bezüglich eines
solchen elastischen Wellengelenks oder einer Universalgelenkszusammensetzung
mit einem darin angeordenten elastischen Wellengelenk sind konventionelle
Gelenke offenbart in den
JP
56-39325 A (
FR
24644044 A1 ),
56-131831
A ,
60-18471
A bis
60-184718
A ,
60-21512
A ,
60-215123
A ,
61-201924
A . In den JP-Gebrauchsmustern
mit den Offenlegungsnummern
JP
54-82257 U ,
54-83462
U und
5-89964
U , der
FR
2614985 A1 , und in
US
4509775 A etc.
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In
dem konventionellen bekannten elastischen Wellengelenk ist in dem
Fall, in dem eine Vibration in der Drehrichtung der Welle wie der
Lenkwelle aufgebracht wird, wobei auch eine Vibration in der axialen
Richtung dieser Welle aufgebracht wird, die Leistungsfähigkeit
des Wellengelenks zum Abdämpfen
dieser Vibration gering, so daß die
Vibration in der axialen Richtung leicht auf das Lenkrad übertragen wird.
Speziell wenn eine Versetzung entlang der axialen Richtung auf einen
Teil aufgebracht wird, an dem die Welle montiert ist, z.B. wenn
der Abstand zwischen dem Lenkgetriebe und dem Frontendbereich der
Lenkwelle geändert
wird aufgrund einer Vibration beim Fahren des Autos, dann kann diese
Versetzung nicht absorbiert werden. Auch wenn es notwendig ist,
eine Herstellungs- oder Montagetoleranz der Teile zu absorbieren,
wenn das elastische Wellengelenk eingebaut wird in eine Lenkvorrichtung
des Autos, dann kann dieses Erfordernis nicht erfüllt werden.
Wenn ein Endbereich der Welle mit dem darin eingesetzten elastischen
Wellengelenk eingebracht wird in den Basisendbereich eines Joches
eines Universalgelenks, und zwar in dessen axialer Richtung, dann
ist es erforderlich, diesen Endbereich der Welle in der axialen
Richtung zu versetzen, was ebenfalls nicht getan werden kann.
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Unter
Berücksichtigung
dieser Umstände wurde
eine Struktur vorgeschlagen, bei der eine Welle in ein Paar Elemente
unterteilt und die paarweisen Elemente in einen Kupplungsbereich
im verzahnenden Eingriff miteinander gebracht sind, wie z.B. offenbart
in
JP 11-048991 A .
Da der Bereich des verzahnten Eingriffes zwischen den paarweisen
Elementen in axialer Richtung eine große Versetzung gestattet, sogar
wenn eine Versetzung in axialer Richtung aufgezwungen wird auf einen
Teil, an dem die Welle montiert ist beim Fahren des Autos, dann
wird diese Versetzung absorbiert. Wenn eine Herstellungs- oder Montagetoleranz
beim Einbauen des elastischen Wellengelenks in die Lenkvorrichtung
des Autos aufzunehmen ist, ist es möglich, eine solche Toleranz
zu verhindern. Wenn weiterhin ein Endbereich der Wellen mit dem
daran montierten elastischen Wellengelenk einzusetzen ist in den
Basisendbereich des Joches des Universalgelenks, und zwar in axialer
Richtung, dann ist es möglich,
diesen Endbereich der Welle in der axialen Richtung zu versetzen.
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Jedoch
sind die Kosten unvermeidlich erhöht, wenn der Verzahnungseingriffsbereich
in einem Teil der Welle vorgesehen ist. Das heißt, zum Unterdrücken eines
Leergangs des Verzahnungseingriffsbereiches ist es unabhängig vom
Vorliegen oder nicht Vorliegen von Vibrationen im Betrieb des Autos
erforderlich, in der Seite einer Außenwelle einen Schlitz zu formen,
an dem eine höchst
präzise
Bearbeitung vorzunehmen ist, oder eine vertiefte Verzahnung zu formen
zum elastischen Expandieren und Kontrahieren des Durchmessers dieser
Außenwelle.
Ferner ist es notwendig, ein Spannglied vorzusehen zum elastischen
Kontrahieren des Durchmessers der äußeren Welle.
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Aus
der
US 5 580 184 A ist
ein elastisches Wellengelenk bekannt, das eine Welle mit einem Paar
außendurchmesserseitigen
Eingriffsflächen
an zwei Positionen an den gegenüberliegenden
Seiten der äußeren peripheren
Fläche
in radialer Richtung, die im Wesentlichen parallel zueinander sind,
aufweist, und ein Drehglied mit einem Paar Verspannplattenbereichen
aufweist, die im Wesentlichen parallel zueinander sind und an einer
Querseite eine Öffnung
bilden. Zwischen dem Drehglied und der Welle ist ein Vibrationsabsorptionsglied
vorgesehen, das durch ein elastisches Glied gebildet ist.
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Die
DE 197 37 580 A1 offenbart
ein Wellengelenk mit einem Vibrationsabsorptionsglied mit einem
elastischen Glied, das angeordnet ist auf der inneren peripheren
Fläche
eines Teils, der mit dem drehbaren Glied fest verbunden ist, und
einer gleitenden Hülse,
die von der inneren peripheren Fläche des elastischen Gliedes über eine
Hülse abgestützt wird,
welche innere periphere Fläche
in gleitendem Kontakt mit der äußeren peripheren
Fläche
der Welle gebracht ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein praktisches elastisches
Wellengelenk anzugeben, das in der Lage ist, eine Versetzung in
der axialen Richtung zu absorbieren und trotz einer relativ preisgünstigen
Herstellung eine ausreichende Dauerstandfestigkeit sicherzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
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Vorzugsweise
werden eine oder mehrere der folgenden Strukturen (1) bis (4) hinzugefügt:
- (1) Ein stoßabsorbierendes Glied zum Absorbieren
der Energie eines Aufschlags, falls der Aufschlag aufgebracht wird
in der axialen Richtung, wird in Bezug auf die vorerwähnte Welle
vorgesehen, um die Gesamtlänge
der Welle zu kontrahieren.
- (2) Zwischen dem Rotationsbegrenzungszylinder und der Welle
ist ein Anschlag vorgesehen zum Begrenzen einer Versetzung in der
axialen Richtung des Rotationsbegrenzungszylinders und der Welle
innerhalb eines vorbestimmten Bereiches, um zu verhindern, daß die Welle
aus der anderen Welle herausgezogen wird.
- (3) Zwischen den Öffnungsendbereichen
des Rückhaltezylinders
und der äußeren peripheren Oberfläche des
Mittelbereiches der Welle und am Öffnungsendbereich des Rotationsbegrenzungszylinders
werden Dichtungsglieder angebracht zum Verhindern, daß fremde
Substanzen in die Kupplungshülse
eindringen.
- (4) An den Querbereichen der paarweisen Verspannungsplattenbereiche
zum Konstitutieren des Basisbereiches des drehbaren Gliedes sind Sperrabschnitte
vorgesehen, während
die Kupplungshülse
ausgestattet wird mit einer Einsatzplatte, die sich frei vorwärts bewegen
kann bis zu Teilen, die diesen Sperrabschnitten gegenüber liegen,
und nach dieser Vorwärtsbewegung
gehindert wird, von diesen den Sperrabschnitten gegenüberliegenden
Teilen freizukommen, und zwar auf der Basis eines vorgesehenen Eingriffes
mit diesen Sperrabschnitten, und auch ein elastischer Streckteil,
der vorsteht von der Öffnungsseite
des Paares der Verspannplattenbereiche nach außen über die periphere Oberfläche der
Kupplungshülse,
so daß auf
der Basis des Eingriffes zwischen den äußeren peripheren Oberflächen des
Mittelbereiches des Kupplungsgliedes die Kupplungshülse frei
in den inneren Teil des Basisbereiches eingepresst werden kann,
wobei das Kupplungsglied das drehbare Glied mit der Kupplungshülse kuppelt
durch Reduzieren eines Abstandes zwischen den paarweisen Verspannungsplattenbereichen.
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Falls
eine rotierende Kraft übertragen
wird bei gleichzeitigem Verhindern einer Übertragung einer Vibration
mittels des elastischen Wellengelenks gemäß des zweiten Aspekts der Erfindung
und zwar von den elastischen Wellengelenken der vorliegenden Erfindung,
ausgebildet wie vorstehend beschrieben, wird folgender Effekt erzielt.
Sogar im Falle der Übertragung
der Drehkraft, und sofern die übertragende
Rotationskraft ein kleines Drehmoment erzeugt, wird diese Drehkraft über das
Vibrationsabsorptionsglied übertragen.
Wenn die zu übertragende
Drehkraft ein kleines Drehmoment hat, wie beschrieben, oder wenn
die Drehkraft nicht übertragen wird,
dann verhindert das Vibrationsabsorptionsglied die Übertragung
der Vibration zwischen der Kupplungshülse, die mit dem drehbaren
Glied gekuppelt und daran fixiert ist, und der Welle. Die Vibration
und Versetzung in der axialen Richtung wird absorbiert, falls das
Vibrationsabsorptionsglied in der axialen Richtung versetzt wird
oder das Vibrationsabsorptionsglied und die Welle ineinander gleiten.
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Wenn
hingegen das Drehmoment der zu übertragenden
Drehkraft groß ist,
dann wird das Paar der außendurchmesserseitigen
Eingriffsflächen,
die an einem Ende der Welle geformt sind, in Kontakt mit den innendurchmesserseitigen
Eingriffsflächen
gebracht, und die Drehkraft wird dann übertragen zwischen der Welle
und dem drehbaren Glied, an welchem die Kupplungshülse fixiert
ist. Das heißt,
der Anteil der Drehkraft, der nicht durch das Vibrationsabsorptionsglied übertragen
werden kann, wird übertragen
durch einen Kontaktbereich zwischen den außendurchmesserseitigen Eingriffsflächen und
den innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen. Als ein Resultat, wird
auf das Vibrationsabsorptionsglied keine exzessive Spannung aufgebracht,
so daß die
Dauerstandfestigkeit dieses vibrationsaborbierenden Gliedes in ausreichender
Weise sichergestellt werden kann.
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Da
das drehbare Glied und die Kupplungshülse miteinander durch Einsetzen
des Drehbewegungsbegrenzungszylinders dieser Kupplungshülse zwischen
das Paar der Verspannplattenbereiche zur Formung dieses drehbaren
Gliedes und von der Queröffnung her
gekuppelt werden, wird diese Kupplungsarbeit nicht behindert, auch
wenn es nur einen kleinen Spalt zwischen der axialen Position des
drehbaren Gliedes und der der Kupplungshülse gibt. Auch ist es nicht
notwendig, die Welle während
der Zeit dieser Kupplungsarbeit axial zu versetzen. Konsequenterweise
ist deshalb kein Bedarf, eine teuere Struktur wie einen Verzahnungseingriffsbereich
oder dergleichen einzusetzen.
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Wenn
das wie bei (1) erwähnte
Stoßabsorptionsglied
vorgesehen ist, ist es möglich,
den Stoß, der
auf den Körper
des Fahrers durch das Lenkrad übertragen
wird, zu mildern zum Zeitpunkt des Auffahrunfalls, um dadurch den
Fahrer wirksamer zu schützen.
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Auch
wenn wie bei (2) oben erwähnt
ein grober Eingriffsbereich vorgesehen ist zwischen dem Drehbewegungsbegrenzungszylinder
und der Welle, ist es möglich,
das Abfallen der Welle von diesen Drehbegrenzungszylinder beim Transport
zu verhindern, um sich dadurch Unannehmlichkeiten zu ersparen, die
durch eine Trennung der Kupplungshülse von der Welle bedingt wären.
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Wenn
wie unter (3) erwähnt
die Dichtungsglieder zwischen dem Öffnungsendbereich des Rückhaltezylinders
und der äußeren peripheren Oberfläche des
Mittelbereiches der Welle und am Öffnungsendbereich des Rotationsbegrenzungszylinders
vorgesehen sind, ist es möglich,
fremde Substanzen wie Wasser oder Staub am Eindringen in die Kupplungshülse zu hindern,
dadurch zu verhindern, daß sich
Rost an der äußeren peripheren
Oberfläche an
einem Endbereich dieser Welle bildet oder der Gleitwiderstand im
Gleitbereich anwächst.
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Wenn
weiterhin wie unter (4) oben erwähnt
in dem Status, bei dem die Kupplungshülse in den Innenteil des Basisbereiches
des drehbaren Gliedes eingeschoben wird, dann ist die Kupplungshülse so angeordnet
wird, daß sie
als Folge des Eingriffs zwischen der Einsatzplatte und jedem der
Verriegelungsabschnitte nicht von dem Basisbereich abgezogen wird,
und weiterhin die Kupplungshülse
so angeordnet wird, daß sie
als Folge des Eingriffes zwischen der äußeren peripheren Oberfläche des
Mittelbereiches des Kupplungsgliedes und dem elastischen Streckteil
auf den Innenteil des Basisbereiches gezwungen wird, ist die Arbeit
zum Kuppeln der Welle mit der daran montierten Kupplungshülse mit dem
drehbaren Glied einfach durchzuführen,
weil dabei das Drehzen trum des einen Gliedes korrespondierend mit
dem jenigen des anderen Gliedes gemacht wird.
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Anhand
der Zeichnung werden Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht zur Verdeutlichung einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einem Status, bei dem sich das elastische Wellengelenk
im Prozeß des
Zusammenbaus befindet,
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2 eine
Längsschnittansicht
entlang der Linie 2-2 in 1, in einem Status, in dem das
Gelenk zusammengesetzt worden ist,
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3 eine
Querschnittsansicht des Gelenks entlang der Linie 3-3 in 2,
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4 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 in 2, in einem
Status, bei dem sich das Gelenk im Prozeß des Zusammensetzens befindet,
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5 eine
teilweise ausgeschnittene Seitenansicht zur Verdeutlichung einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, mit einem weggelassenen Teil,
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6 eine
Seitenansicht zur Verdeutlichung einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, mit einem weggelassenen Teil,
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7 eine
Querschnittsansicht in der Linie 7-7 in 6,
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8 eine
teilweise ausgeschnittene Seitenansicht zur Verdeutlichung einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, mit einem weggelassenen Teil,
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9 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 9-9 in 8 zum schematischen
Darstellen von Bälgen,
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10 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 10-10 in 8,
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11 eine
teilweise ausgeschnittene Vorderansicht zur Verdeutlichung einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, in derselben Blickrichtung wie in 2,
mit einem weggelassenen Bolzen,
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12 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 12-12 in 11,
zur Verdeutlichung eines Status im Prozeß des Zusammensetzens, mit
einem weggelassenen Teil,
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13 eine
Seitenansicht zur Darstellung eines Joches mit einem daran befestigten
Gewichtsbügel,
in vergrößertem Maßstab,
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14 eine
Seitenansicht zum Verdeutlichen einer Welle mit einem daran befestigten
Stützbügel, in
vergrößertem Maßstab,
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15 eine
teilweise ausgeschnittenen Vorderansicht einer sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, in derselben Blickrichtung wie in 2,
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16 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 16-16 in 15,
zur Verdeutlichung eines Status beim Prozeß des Zusammenbaus mit einem
weggelassenen Teil,
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17 eine
Ansicht eines vergrößert gezeigten
Joches, von unten gesehen,
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18 eine
Seitenansicht einer Welle mit einem abgestützten und daran befestigten
Bügel,
im vergrößerten Maßstab,
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19 eine
teilweise ausgeschnittenen Vorderansicht einer siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, in derselben Blickrichtung wie in 2,
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20 eine
Seitenansicht zur Verdeutlichung eines Basisbereiches nur zur Formung
des Joches in vergrößertem Maßstab,
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21 eine
Ansicht in 20 von der rechten Seite,
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22 eine
teilweise ausgeschnittene Vorderansicht eines achten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung, in derselben Blickrichtung wie in 2,
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23 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 23-23 in 22,
zur Verdeutlichung eines Status beim Prozeß des Zusammenbaus mit einem
weggelassenen Teil,
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24 eine
teilweise ausgeschnittene Vorderansicht einer neunten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, in derselben Blickrichtung wie in 2,
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25 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 25-25 in 24,
zur Verdeutlichung eines Status im Prozeß des Zusammensetzens, mit
einem weggelassenen Teil,
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26 eine
Seitenansicht eines Kupplungsbügels,
der an einem Endbereich der Welle fixiert ist, von unten gesehen,
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27 eine
Ansicht von rechts in 26,
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28 eine
Seitenansicht einer inneren Peripherie eines Hülsenelements entsprechend einer zehnten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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29 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 29-29 in 28.
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Die 1 bis 4 zeigen
eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird ein elastisches
Wellengelenk 3 der vorliegenden Erfindung konstituiert
durch ein Joch 1 eines Universalgelenks zum Formen einer Lenkvorrichtung
für ein
Auto, und durch eine Welle 2, die mit diesem Joch 1 zu
kuppeln ist. Das Joch 1, das mit dem oben beschriebenen
drehbaren Glied korrespondiert, ist mit einem Basisbereich 4 vesehen,
der aus einer Stahlplatte durch plastische Verformung gebildet ist,
wie durch Biegen und Stanzen mit einer Presse oder durch Schmieden.
Dieser Basisbereich 4 hat ein Paar Verspannplattenbereiche 5, 5,
die im wesentlichen zueinander parallel und an einem Ende davon
integral geformt sind, und ist auch so geformt, daß er an dem
anderen Ende offen ist, d.h. an einer Querseite davon, um einen
U-förmigen
Querschnitt zu haben. Ein Paar Arme 6, 6 sind
so geformt, daß sie
sich von den Vorderrandabschnitten der parallelen Verspannplattenbereiche 5.5 weg
erstrecken, um solch einen Basisbereich 4 in der axialen
Richtung zu formen (die linken Endrandabschnitte in den 1 und 2).
Mit den vorderen Endabschnitten der paarweisen Arme 6, 6 ist über eine
Querwelle 7 und Nadellager 8, 8 ein anderes
Joch 9 kippbar gekuppelt, um auf diese Weise ein Universalgelenk
des Kardantyps zu formen. Das elastische Wellengelenk der Ausführungsform
ist zusammengesetzt zu einem solchen Universalgelenk, das einen
Endbereich der Welle 2, die sich bei einer Betätigung des
Lenkrades dreht, und das Joch 1 kuppelt, das bei Drehung
dieser Welle 2 rotiert, um auf diese Weise eine bestimmte
Versetzung in der axialen Richtung und in der Drehrichtung zu absorbieren.
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Ein
solches elastisches Wellengelenk der vorliegenden Erfindung ist
mit einer Kupplungshülse 10 und
einem Vibrationsabsorptionsglied 11 ausgestattet, zusätzlich zu
dem Joch 1 und der oben erwähnten Welle 2. Unter
diesen Komponenten ist die Kupplungshülse 10 aus einer Metallplatte
wie einer Stahlplatte oder einer Stahlplatte aus rostfreien Stahl geformt
durch Ziehen oder dergleichen, um insgesamt eine zylindrische Form
zu erhalten. Die Kupplungshülse 10 umfaßt integral
einen Drehbewegungsbegrenzungszylinder 12, der in einem
halben Teil in der axialen Richtung (der linke Teil in den 1 und 2)
nahe zu einem Ende der Welle 2 geformt ist, und einen Rückhaltezylinder 13,
der in den anderen halben Teil in der axialen Richtung (dem rechten
Teil in der gleichen Fig.) nahe bei dem Mittelbereich der Welle 2 geformt
ist, mit einem abgestuften Abschnitt 14 dazwischen. Die
Kupplungshülse 10 kann
aus einem gesinterten Metall geformt sein.
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Der
Rotationsbegrenzungszylinder 12 hat einen ovalförmigen Querschnitt
und ist mit innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 15, 15 ausgebildet, die
im wesentlichen zueinander parallel sind. Es ist hervorzuheben,
daß bei
der gezeigten Ausführungsform
diese innenseitigen Eingriffsflächen 15, 15 als konvexe
Flächen
geformt sind, und jeweils mit einer teilweise zylindrischen Ebene.
Jedoch können
diese Eingriffsflächen
auch als einfache ebene Oberflächen
ausgebildet sein. Andererseits ist ein Paar außendurchmesserseitiger Eingriffsflächen 16, 16 an einem
Endbereich der Welle 2 (dem linken Endbereich in 1)
an zwei Positionen an den gegenüberliegenden
Seiten in radialer Richtung geformt, die im wesentlichen parallel
zueinander sind. Bei der gezeigten Ausfüh rungsform sind diese außendurchmesserseitigen
Eingriffsflächen 16, 16 als
flache Flächen
geformt, die zueinander parallel sind, während der eine Endabschnitt
der Welle 2 einen ovalförmigen Querschnitt
hat. Es ist hervorzuheben, daß die
außendurchmesserseitigen
Eingriffsflächen 16, 16 als konvexe
Flächen
jede mit einer teilweise zylindrischen Ebene geformt sein können, und
daß die
innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 15, 15 als ebene
Flächen
geformt sein können.
Ein solcher Endbereich der Welle 2 und der Rotationsbegrenzungszylinder 12 sind
konzentrisch miteinander in einem Status kombiniert, bei dem ein
Endbereich der Welle 2 in den Rotationsbegrenzungszylinder 12 eingesetzt
ist. Die innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 15, 15 sind
so geformt, daß sie
den außendurchmesserseitigen
Eingriffsflächen 16, 16 in
einem neutralen Status jeweils mit einem Spalt dazwischen gegenüber liegen,
so daß der
eine Endbereich der Welle 2 und der Rotationsbegrenzungszylinder 12 miteinander
wie oben kombiniert sind und in Bezug auf die Rotationsrichtung
zwischen der Welle 2 und der Kupplungshülse 10 keine Phasenversetzung
generiert ist.
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Auch
sind bei der gezeigten Ausführungsform
die innendurchmesserseitigen zylindrischen Flächen 17, 17,
die die paarweisen innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 15, 15 miteinander
kuppeln an der inneren peripheren Oberfläche des Rotationsbegrenzungszylinder 12 und
die außendurchmesserseitigen
zylindrischen Flächen 18, 18,
die die paarweisen außendurchmesserseitigen
Eingriffsflächen 16, 16 miteinander
kuppeln an der äußeren peripheren
Oberfläche
des einen Endbereichs der Welle 2 geformt als teilweise
zylindrische Flächen,
die zueinander konzentrisch sind und die Mittelachsen der Welle 2 und
des Rotationsbegrenzungszylinders 12 als die jeweiligen
Mitten benutzen. Zwischen den innendurchmesserseitigen zylindrischen
Flächen 17, 17 und
den außendurchmesserseitigen
zylindrischen Flächen 18, 18 sind
jeweils ein Paar Führungsbuchsen 19, 19 festgehalten,
deren jede einen bogenförmigen
Querschnitt hat. Diese Führungsbuchsen 19, 19 sind
aus einen Kunstharz wie aus Polyamidharz oder Polytetrafluorethylenharz
oder Polyacetalharz oder gleitfreudigen Werkstoff wie ölhaltigen
Metall geformt, damit sie zum Abstützen des Endbereiches der Welle 2 und
des Rotationsbegrenzungszylinders 12 in konzentrischer
Relation mit einer kleinen, in der Rotationsrichtung möglichen
Versetzung dienen. Derartige Führungsbuchsen 19, 19 sind
zweckmäßigerweise
durch Anhaften oder dergleichen an den innendurchmesserseitigen
zylindrischen Flächen 17, 17 oder
den außendurchmesserseitigen
Flächen 18, 18 fixiert.
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Auch
ist der Rückhaltezylinder 13 wie
oben erwähnt
so geformt, daß er
einen größeren Durchmesser
hat als der Rotationsbegrenzungszylinder 12. Bei der gezeigten
Ausführungsform
sind in diesem Haltezylinder 13 an zwei Positionen an gegenüberliegenden
Seiten in radialer Richtung ein Paar flacher Bereiche 20, 20 geformt.
Dann ist das Vibrationsabsorptionsglied zwischen der inneren peripheren
Oberfläche
des Rückhaltezylinders 13 und
der äußeren peripheren
Oberfläche
näher zum
Mittelbereich des einen Endbereiches der Welle 2 angeordnet.
Dieses vibrationsabsorbierende Glied 11 besteht aus einem
elastischen Glied 21 und einer Gleithülse 22. Das elastische
Glied ist hergestellt aus einem elastischen Material wie einem Elastomer
wie Gummi, und ist festgehalten und fixiert an der inneren peripheren
Oberfläche
des Rückhaltezylinders 13 durch einen
Hinterschnitt, durch Anhaften, oder dergleichen, so daß sich die
Positionsrelation zwischen dem elastischen Glied 21 und
dem Rückhaltezylinder 13 nicht
verändert.
Dann ist die Gleithülse 22 gehalten von
und fixiert an der inneren peripheren Oberfläche dieses elastischen Gliedes 21.
Diese Gleithülse 22 ist geformt,
wie in 3 gezeigt, durch ein Paar Hülsenelemente 23, 23,
deren jedes einen im wesentlichen bogenförmigen Querschnitt hat und
die miteinander zylindrisch kombiniert sind mit Zwischenspalten 24, 24 zwischen
deren umfangsseitigen Endrändern.
Die paarweisen Hülsenelemente 23, 23 sind
ebenfalls hergestellt aus einem gleitfreudigen Werkstoff in ähnlicher
Weise wie die Führungsbuchsen 19, 19 und sind
festgehalten durch und fixiert an der inneren peripheren Oberfläche des
elastischen Gliedes 21 durch Hinterschneidung, Haftung,
oder dergleichen.
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Jede
der inneren peripheren Oberfläche
der Hülsenelemente 23, 23 weist
eine innendurchmesserseitige ebene Fläche 25 auf, die in
dem Mittelteil in Umfangsrichtung positioniert ist und innendurchmesserseitige
zylindrische Flächen 26, 26,
die in Umfangsrichtung an den beiden Endbereichen positioniert sind.
Die paarweisen Hülsenelemente 23, 23 sind
miteinander kombiniert, um die Gleithülse 22 zu formen.
Weiterhin ist in einem Status, bei dem ein Endbereich der Welle 2 in
diese Hülse 22 eingesetzt ist
(eingepresst), eine Anordnung gegeben, bei der die innendurchmesseseitigen
ebenen Flächen 25, 25 an
den inneren peripheren Oberflächen
dieser Hülsenelemente 23, 23 so
geformt sind, daß sie
zueinander parallel sind, wobei die innendurchmesserseitigen zylindrischen
Flächen 26, 26 so
angeordnet sind, daß sie
eine gemeinsame zylindrische Oberfläche bilden.
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Nachstehend
wird das Verhältnis
zwischen den Dimensionen der Gleithülse 22, gebildet durch die
paarweisen Hülsenelemente 23, 23 in
einer freien Kondition, und den Dimensionen des Querschnitts des
Endbereichs der Welle 2 mit ihren außendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 16, 16 beschrieben. Es
ist hervorzuheben, daß die
Dimensionen der Gleithülse 22 in
einer freien Konditionen diejenigen in einem Status sind, bei dem
die Welle 2 nicht in die Gleithülse 22 eingesetzt
(eingepresst) ist und die paarweisen Hülsenelemente 23, 23 zur
Formung dieser Gleithülse 22 basierend
auf der Elastizität
des elastischen Gliedes 21 in radialer Richtung des Rückhaltezylinders 13 nach
einwärts
versetzt sind. Ist der Außendurchmesser
des Frontendbereich der Welle 2 gleich D2 und ist der Durchmesser
eines Kreises, der durch die innendurchmesserseitigen zylindrischen Flächen 26, 26 an
den inneren peripheren Oberflächen
der paarweisen Hülsenelemente 23, 23 geformt ist,
gleich R26, dann ist dieser Durchmesser R26 gleich oder etwas kleiner
als der Außendurchmesser D2 (R26 ≤ D2).
Auch ist der Abstand D16 zwischen den außendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 16, 16,
die in dem einen Endbereich der Welle 2 geformt sind, so
eingestellt, daß er
etwas größer ist
als der Abstand D25 zwishen den innendurchmesserseitigen ebenen
Flächen 25, 25 an
den inneren peripheren Oberflächen
der paarweisen Hülsenelemente 23, 23 (D16 > D25).
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Die
Gleithülse 22,
die die vorerwähnten
dimensionalen Verhältnisse
aufweist, und der Endbereich der Welle 2 sind miteinander
kombiniert durch Einsetzen (Einschieben) des Endbereiches der Welle 2 in
die Gleithülse 22 unter
gleichzeitiger Versetzung der paarweisen Hülsenelemente 23, 23 nach
außen in
radialer Richtung des Rückhaltezylinders 13 gegen die
Elastizität
des elastischen Glieds 21. Auch in einem solchen kombinierten
Status ist der Endbereich der Welle 2 lose eingesetzt in
den Rotationsbegrenzungszylinder 12. Es ist hervorzuheben,
daß zum leichteren
Einsetzen dieser Welle 2 in die Gleithülse 22 der vordere
Endrand der Welle 2 zweckmäßigerweise abgeschrägt ist (nicht
gezeigt). Bei einem Status, bei dem die Gleithülse 22 und der Endbereich der
Welle 2 miteinander kombiniert sind, sind zur Folge der
Elastizität
des elastischen Gliedes 21 die innendurchmesserseitigen
ebenen Flächen 25, 25 an den
inneren peripheren Oberflächen
der Hülsenelemente 23, 23,
die die Gleithülse 22 formen,
und die innendurchmesserseitigen zylindrischen Flächen 26, 26 elastisch
gegen die äußere periphere
Oberfläche des
Endbereiches der Welle 2 angepresst. Andererseits ist der
Abstand D5 zwischen den paarweisen Verspannplatten 5, 5,
die in dem Basisbereich 4 des Joches 1 integral
vorgesehen sind, in einem freien Status so eingestellt, daß er gleich
oder etwas größer als
die Dicke T12 des Rotationsbegrenzungszylinders 12 (D5 ≥ T12) ist.
Auch sind kreisförmige
Durchgangslöcher 27a, 27b an
Positionen geformt, in denen sie miteinander ausgerichtet sind,
und zwar in Bereichen, die näher
an den Öffnungsenden
der Verspannplattenbereiche 5, 5 liegen, so daß ein Bolzen 28 durchgesteckt
werden kann. In einem Status, bei dem der Rotationsbegrenzungszylinder 12 eingesetzt
ist bis nach oben zum inneren Teil des Basisbereiches 4,
um das elastische Wellengelenk der vorliegenden Erfindung zu konstituieren,
kollidiert der Rotationsbegrenzungszylinder 12 nicht mit
dem Bolzen 28, der durch die Löcher 27a, 27b durchgestreckt
ist.
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Die
Vorgangsweise zum Zusammensetzen des elastischen Wellengelenks der
vorliegenden Erfindung durch Kombinieren der jeweiligen dafür erforderlichen
Teile, wie oben beschrieben, wird beispielweise auf folgende Weise
durchgeführt.
Das heißt, die
Welle 2, auf der die Kupplungshülse 10 abgestützt war
durch das Vibrationsabsorptionsglied 11 an einem Endbereich,
ist an ihrem anderen Endbereich mit dem Frontendbereich einer Lenkwelle 30 durch ein
Universalgelenk 20 gekuppelt. Die Welle 2 wird so
um das Universalgelenk 29 geschwenkt, daß ihr Zentrum
versetzt wird aus diesem Status in die Richtung, die durch einen
Pfeil α in 1 angedeutet
ist, so daß der
Rotationsbegrenzungszylinder 12 der Kupplungshülse 11 in
den Basisbereich 4 des Joches 1 eingesetzt wird.
Es ist hervorzuheben, daß zuvor ein
anderes, dieses Joch aufweisendes Universalgelenk 33 mit
der Eingangswelle 35 eines Lenkgetriebes 34 gekuppelt
werden muß.
Da der Basisbereich geformt wird durch die paarweise Verspannplattenbereiche 5, 5,
die seitwärts
geöffnet
werden können, besteht
kein Bedarf, während
des Einsetzens die Welle 2 in der axialen Richtung zu versetzen.
Weiterhin ist keine Manipulation erforderlich, um eine Abweichung
zu korrigieren, sogar wenn die axiale Position des Joches 1 etwas
von der der Welle 2 abweichen sollte.
-
Sobald
der Rotationszylinder 12 aus dem Status gemäß 1 zu
dem Status gemäß 4 in den
Basisbereich 4 eingesetzt wird, wird der Bolzen 28 durch
die Durchgangslöcher 27a, 27b eingesetzt und
wird weiterhin eine Mutter 31 auf einen Bereich aufgeschraubt,
der durch den Frontendabschnitt dieses Bolzens gebildet ist, der
von der außenseitigen Oberfläche des
Verspannplattenbereichs 5 vorsteht. Die Mutter wird dann
festgezogen. Daraus resultiert, daß der Abstand zwischen den
paarweisen Verspann- Plattenbereichen 5, 5 reduziert
wird und daß der
Rotationsbegrenzungszylinder 12 zwischen den inneren Seitenflächen der
beiden Verspannplattenbereiche 5, 5 fest eingespannt,
wodurch die Kupplungshülse 10 gekuppelt
mit und fixiert an dem Joch 1 ist. Um zu vermeiden, daß die Frontendbereiche der
Verspannplattenbereiche 5, 5 exzessiv gebogen werden,
wenn zur Zeit des Zusammensetzens mit dem Basisbereich 4 der
Bolzen 28 und die Mutter 31 fest miteinander verspannt
werden, sind an teilweisen äußeren peripheren
Flächen
des Rotationsbegrenzungszylinders 12 an Positionen nahe
den Durchgangslöchern 27a, 27b Verstärkungsrippen 32, 32 geformt.
-
Ein
Effekt des elastischen Wellengelenks der vorliegenden Erfindung,
welches konstituiert und zusammengesetzt wird wie oben beschrieben,
ist wie folgt: Wenn eine Drehkraft übertragen wird, wird gleichzeitig
die Übertragung
einer Vibration vermieden. Im Fall der Übertragung der Drehkraft und
wenn die zu übertragende
Drehkraft ein kleines Drehmoment darstellt, wird die Drehkraft durch
das elastische Glied 21 übertragen, welches das oben
erwähnte
Vibrationsabsorptionsglied 11 formt. Beispielsweise wird
eine Drehung der Welle 2 auf das elastische Glied 21 durch
die paarweisen Hülsenelemente 23, 23 übertragen,
die die Gleithülse 22 konstituieren,
sofern die Drehkraft von der Welle 2 auf das Joch 1 übertragen
wird. Dabei wird das elastische Glied 21 elastisch deformiert,
um diese Drehkraft auf das Joch 1 zu übertragen. Auf diese Weise
wird bei einer Drehkraft, die ein kleines Drehmoment darstellt,
oder wenn keine Drehkraft übertragen
wird, durch das elastische Glied 21 verhindert, daß zwischen
dem Joch 1 und der Welle 2 eine Vibration übertragen wird.
In Bezug auf diese Vibration und die Versetzung in der axialen Richtung
wird nicht nur das elastische Glied 21 in axialer Richtung
versetzt (in Scher-Richtung deformiert), sondern gleitet auch die
Gleithülse auf
der äußeren peripheren
Oberfläche
des Endbereiches der Welle 2, wodurch die Vibration und
die Versetzung absorbiert werden.
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Es
ist möglich,
zwischen den innendurchmesserseitigen ebenen Flächen 25, 25,
die an der inneren peripheren Oberfläche der Gleithülse 22 vorgesehen
sind, und den innendurchmesserseitigen zylindrischen Flächen 26, 26,
und der äußeren peripheren
Oberfläche
des Endbereiches der Welle 2, die Reibungskoeffizienten
klein einzustellen, unabhängig
von der Anwesenheit oder Abwesenheit des elastischen Gliedes 21.
-
Konsequent
ist es möglich,
die Vibration und die Versetzung in der axialen Richtung gleichförmig und
effektiv zu absorbieren als Folge einer Gleitbewegung zwischen den
innendurchmesserseitigen ebenen Flächen 25, 25 und
den innendurchmesserseitigen zylindrischen Flächen 26, 26,
und der äußeren peripheren
Oberfläche
des Endbereiches der Welle 2. Weiterhin kann die Abnutzung
an den innendurchmesserseitigen ebenen Flächen 25, 25 und
den innendurchmesserseitigen zylindrischen Flächen 26, 26,
die an der inneren peripheren Oberfläche der Gleithülse 22 und
an der äußeren peripheren
Oberfläche
der Welle 2 vorgesehen sind, minimiert werden, derart,
daß die
Vibration an beiden dieser peripheren Oberflächen auch bei einem Langzeitgebrauch
minimiert werden kann, wodurch die Dauerstandfestigkeit des elastischen
Wellengelenks sichergestellt ist.
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Auch
wenn das Drehmoment der zu übertragenden
Drehkraft groß ist,
wird die Drehkraft zwischen der Welle 2 und dem Joch 1 übertragen
basierend auf dem Eingriff zwischen dem Endbereich der Welle 2 und
dem Rotationsbegrenzungszylinder 12. Im besonderen wird
ein Teil der außendurchmesserseitigen
Eingriffsflächen 16, 16 an
der äußeren peripheren
Oberfläche
des Endbereichs der Welle 2 dazu gebracht, auf einem Teil
der innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 15, 15 an
der inneren peripheren Oberfläche
des Rotationsbegrenzungszylinders 12 zur Anlage zu kommen.
Dann wird eine zusätzliche
Drehkraft, die durch das elastische Glied 21 nicht übertragen
werden kann, zwischen dem außendurchmesserseitigen
Eingriffsflächen 16, 16 und
den innendurchmesserseitigen Eingriffsflächen 15, 15 übertragen.
In konsequenter Weise kann die Dauerhaltbarkeit dieses elastischen
Gliedes 21 zufriedenstellend sichergestellt werden, ohne
eine exzessive Spannung in das elastische Glied 21 einzubringen. Es
ist hervorzuheben, daß der
Teil, mit dem das elastische Wellengelenk der vorliegenden Erfindung
zusammengesetzt wird, wie in 1, nicht
zwangsweise an der Seite des Universalgelenks 33 zum Kuppeln
der Eingangswelle 35 des Lenkgetriebes 34 mit der
Welle 2 liegen muß,
sondern auch an der Seite des Universalgelenks 21 zum Kuppeln
dieser Welle 2 mit der Lenkwelle 30 liegen kann.
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Als
nächstes
zeigt 5 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Bei dieser Ausführungsform
ist die Gesamtlänge
einer Welle 2a zum Konstituieren des elastischen Wellengelenks kürzer als
die der ersten Ausführungsform
und wie vorstehend beschrieben, und ist zwischen der Welle 2a und
einem Joch 6 zum Konstituieren des Universalgelenks 29 an
der Seite der Lenkwelle 30 in Reihe mit Bezug auf die Welle 2a und
das Joch 36 ein Stoßabsorptionsglied 37 eingeordnet.
Dieses Stoßabsorptionsglied 37 ist
geformt wie ein Balg aus einer Metallplatte, der plastisch verformt
werden kann. Dabei kann eine weiche Stahlplatte oder eine Platte
aus rostfreiem Stahl verwendet werden, die die Drehkraft frei überträgt. Wenn
jedoch in axialer Richtung ein Stoß ausgeübt wird, wird die Gesamtlänge dieses stoßabsorbierenden
Gliedes 37 verringert, während die Energie des Stoßes absorbiert
wird.
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Wenn
das stoßabsorbierende
Glied 37 bei der gezeigten Ausführungsform in der beschriebenen Weise
vorgesehen ist, ist es möglich,
den Fahrer wirksamer zum Zeitpunkt eines Auffahrunfalls zu schützen durch
Mildern oder Verhindern des Stoßes, der
von dem Lenkrad auf den Körper
des Fahrers übertragen
wird. D.h., so bald das Lenkgetriebe 34 (1)
nach hinten gepresst wird (nach rechts in 1) zum Zeitpunkt
des Auffahrunfalls, dann wird die Gesamtlänge des stoßabsorbierenden Gliedes 37 so
reduziert, daß verhindert
wird, daß die
Lenkwelle 30 nach oben und rückwärts (nach rechts in 5)
geschoben wird. In konsequenter Weise wird das am hinteren Endbereich
dieser Lenkwelle 30 befestigte Lenkrad daran gehindert,
nach oben gegen den Fahrer gestoßen zu werden, wodurch verhindert wird,
daß ein
großer
Schock auf den Körper
des Fahrers ausgeübt
wird. Andere Anordnungen und Effekte sind gleich wie bei denen im
Fall der ersten oben beschriebenen Ausführungsform.
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Als
nächstes
zeigen die 6 und 7 eine dritte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei dieser dritten Ausführungsform
ist zwischen dem Rotationsbegrenzungszylinder der Kupplungshülse 10 und
einem Endbereich der Welle 2 ein Anschlag vorgesehen, um
eine Versetzung des Rotationsbegrenzungszylinders 12 von
der Welle 2 in der axialen Richtung auf einen vorbestimmten
Bereich zu begrenzen. In konsequenter Weise sind bei dieser Ausführungsform
an dem Rotationsbegrenzungszylinder 12 an zwei Positionen
an radial gegenüberliegenden
Seiten Eingriffslöcher 38, 38 vorgesehen,
die in axialer Richtung länglich
ausgebildet sind (in Querrichtung in 6 und in
senkrechter Richtung zur Zeichnungebene in 7), und
ein Eingriffsstift 39 wird getragen von und ist fixiert
zu dem Endbereich der Welle 2, der dort radial durchgesteckt
ist. Dann sind diese beiden Enden des Eingriffstiftes 39 in
den Eingriffslöchern 38, 38 lose
in Eingriff, wodurch verhindert wird, daß der Endbereich der Welle 2 vom
Rotationsbegrenzungszylinder freikommen kann.
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Bei
einer solchen Struktur des vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, die
Unbequemlichkeit zu vermeiden, daß der Endbereich der Welle 2 von
dem Rotationsbegrenzungszylinder 12 abfällt, falls die mit dem Endbereich
der Welle 2 verbundene Kupplungshülse 10 transportiert
wird oder wenn diese Komponenten zusammengesetzt werden, welche Unbequemlichkeit
ansonsten bedingt wäre
durch die Trennung der Kupplungshülse 10 von der Welle 2. Andere
Ausbildungen und Effekte sind gleich wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels,
das oben beschrieben wurde.
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Als
nächstes
zeigen die 8 bis 10 eine
vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen dem Rotationsbegrenzungszylinder
der Kupplungshülse und
dem Endbereich der Welle 2 ein Anschlag vorgesehen, um
eine Versetzung des Rotationszylinders 12 gegenüber der
Welle 2 in der axialen Richtung auf einen vorbestimmten
Bereich zu begrenzen, und ist ein Dichtglied vorgesehen, zum Verhindern
des Eindringens von Wasser in die Kupplungshülse 10. Bei dieser
Ausführungsform
umfaßt
der Anschlag Vertiefungen 40, 40, die an zwei
Positionen an den gegenüberliegenden
Seiten in radialer Richtung an der äußeren peripheren Oberfläche der
Welle geformt und in axialer Richtung längsverlaufend sind (in Querrichtung
in den 8 und 9, und in einer senkrechten
Richtung zur Zeichnungsebene in 10), und auch
Vorsprünge 41, 41,
die durch dünne
expandierende Abschnitte geformt sind, und zwar an zwei Positionen
an sich gegenüberliegenden
Seiten in radialer Richtung einwärts
des Rotationsbegrenzungszylinders 12. Bei dieser Ausführungsform
sind diese Vorsprünge 41, 41 lose
in Eingriff mit den Vertiefungen 40, 40, um zu
verhindern, daß der
Endbereich der Welle 2 von dem Rotationsbegrenzungszylinder 12 abfällt.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist auch ein Balg 42 aus elastischen Material vorgesehen,
der als ein Dichtglied zwischen einem Öffnungsendbereich des Rückhaltezylinders 13,
der die Kupplungshülse 10 ausbildet,
und der äußeren peripheren
Oberfläche des
Mittelbereichs der Welle 2 vorgesehen. Weiterhin ist ein
Deckelglied an einem Öffnungsendbereich
des Rotationsbegrenzungszylinders 12, der die Kupplungshülse 10 bildet,
vorgesehen, das aus elastischen Material hergestellt ist und auch
als ein Dichtungsglied dient. Da die inneren und äußeren peripheren
Oberflächen
des Rotationszylinders 12 miteinander in dem Bereich des
Stoppers nicht miteinander kommunizieren, und da der Balg 42 und
das Deckelglied 43 vorgesehen sind, ist es möglich, Rost auf
der äußeren peripheren
Oberfläche
des Endbereiches der Welle 2 oder eine Zunahme des Gleitwiderstandes
im Gleitbereich durch das Verhindern von Eindringen von Wasser oder
Staub oder anderem Fremdmaterial in die Kupplungshülse 10 zu
vermeiden. Weitere Ausbildungen und Effekte sind gleich wie bei
der vorbeschriebenen ersten Ausführungsform.
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Als
nächstes
zeigen die 11 bis 14 eine
fünfte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei dieser fünften Ausführungsform gibt es elastische
Verspannplatten 44, 44, die jeweils außen an den äußeren Seitenflächen der
paarweisen Verspannplattenbereiche 5, 5 vorgesehen
sind, zum Konstituieren des Basisbereiches 4 des Joches 1, das
als das drehbare Glied dient. Demzufolge ist bei dieser Ausführungsform
ein Spannbügel 50 geformt durch
Biegen einer elastischen Metallplatte aus Federstahl, rostfreien
Stahl oder dergleichen, in eine im wesentlichen U-Form. Dieser Verspannbügel 45 besteht
aus den paarweisen elastischen Verspannplatten 44, 44,
und einem Kupplungsplattenabschnitt 46 zum Verbinden der
Basisränder
(der rechten Ränder in 12)
dieser elastischen Verspannplatten 44, 44 miteinander.
In einem zentralen Bereich dieses Kupplungsplattenabschnitts 46 ist
eine Sperrbohrung 47 geformt. Sobald der Verspannbügel 45 an
diesem Basisbereich 4 befestigt ist, wird ein Sperrvorsprung 48,
der an der äußeren peripheren
Oberfläche
des Mittelbereiches dieses Basisbereiches 4 geformt ist, in
die Sperrbohrung 47 geschoben. Der periphere Randbereich
dieser Sperrbohrung 47 wird unter diesem Schiebestatus
in die äußere periphere
Oberfläche
dieses Sperrvorsprunges 48 eingesetzt und verhindert dadurch
eine Trennung des Basisbereiches 4 von dem Verspannbügel 45.
Es ist hervorzuheben, daß der
Basisbereich 4 und der Verspannbügel 45 anders auch
durch eine Schraube oder andere Einrichtung gekuppelt sein können.
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In
jedem Fall haben in dem Status, bei dem der Verspannbügel 45 mit
dem Basisbereich 4 gekuppelt ist, die elastischen Verspannplatten 44, 44 eine
solche Elastizität,
daß sie
gegen die äußeren Seitenflächen der
Verspannplattenbereiche 5, 5 gelangen. Auch sind
zweivorstehende Sperrteile 49, 49 jeweils an den
vorderen Endbereichen (dem linken Endbereich in 12 und
dem oberen Endbereich in 13), d.h.,
vier insgesamt, an den elastischen Verspannplattenbereichen 44, 44 vorgesehen.
Jeder dieser vorstehenden Sperrteile 49, 49 ist
in eine U-Form geschnitten, derart, daß ein Teil an der Seite des
Vorderrandes der elastischen Verspannplatte 44 ein wenig
(unter Bildung eines spitzen Winkels) zur innenseitigen Oberfläche der
elastischen Verspannplatten 44 gebogen ist. Diese vorstehenden
Sperrteile 49, 49 werden automatisch zurückgezogen,
wenn Einsatzplattenabschnitte 51, 51 an einem
abgestützten
Bügel 50,
der später
beschrieben wird, in Spalte 52, 52 zwischen den äußeren Seitenflächen der
Verspannplattenbereiche 5, 5 und den innenseitigen Oberflächen der
elastischen Verspannplatten 44, 44 eingesetzt
werden. Andererseits ist bei einem Status, bei dem diese Einsatzplattenabschnitte 51, 51 sich
in den Spalten 52, 52 befinden, jeder Seitenrand
eines solchen Einsatzplattenabschnittes 51, 51 in
Eingriff mit den Vorderrändern
der vorstehenden Sperrteile 49, 49, um zu verhindern,
daß die
Einsatzplattenabschnitte 51, 51 aus den Spalten 52, 52 herausfallen.
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An
der mittels des Vibrationsabsorptionsgliedes 11 auf den
Endbereich der Welle 2 gepaßten Kupplungshülse ist
der abgestützte
Bügel 50 so
eingepaßt,
daß er
an dem Basisbereich des Rotationsbegrenzungszylinders 12 (dem
rechten Endbereich in den 11 und 14)
abgestützt
ist. Dieser abgestützte
Bügel 50 wird
von einer elastischen Metallplatte geformt, ähnlich wie der oben beschriebene Verspannbügel 45,
und ist mit einem stützenden
Ringabschnitt 53 ausgestattet, der auf den Basisbereich des
Rotationsbegrenzungszylinders 12 paßbar ist. Dann wird jeder der
Basisbereiche der Einsatzplattenabschnitte 51, 51 mit
einem Teil eines Seitenrandes dieses Abstützringabschnitts 53 verbunden
(dem linksseitigen Rand in den 11 und 14),
der den ebenen außenseitigen
Flächen
gegenüberliegt, die
an dem Rotationsbegrenzungszylinder geformt sind. Diese Einsatzplattenabschnitte 51, 51 sind
von dem Basisbereich 50 verlängert, um jeweils in L-Form
zu kommen. Die Mittelbereiche der halben Vorderbereiche dieser Einsatzplattenabschnitte 51, 51 sind
parallel zueinander und entsprechend dem Abstand zwischen den Spalten 52, 52 geformt,
so daß sie
in die paarweisen Spalte 52, 52 frei eingesetzt
werden können.
Die Einsatzplattenabschnitte 51, 51 können frei
in die Spalte 52, 52 eindringen, weil sie die
vorstehenden Sperrteile 49, 49 zurückzwingen,
und werden nach der Eindringbewegung daran gehindert, aus den Spalten 52, 52 herauszufallen,
zur Folge des Eingriffes mit diesen vorstehenden Sperrteilen 49, 49.
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Der
Basisbereich eines elastischen Streckteiles 54 ist mit
dem Mittelbereich eines Seitenrandes des ringförmigen Stützabschnittes 53 zwischen
den Einsatzplattenabschnitten 51, 51 verbunden.
In einem Status, bei dem diese beiden Einsatzplattenabschnitte 51, 51 in
die Spalte 52, 52 eingesetzt sind, ist der elastische
Streckteil 54 an der Öff nungsseite
des Basisbereiches 4 positioniert (diese Seite in 11 und
die linke Seite in 12).
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Weiterhin
besitzt ein Bolzen 28a, welcher ein Kupplungsglied zum
Kuppelns des Joches 1 mit der Kupplungshülse 10 durch
Reduzieren des Abstandes zwischen den paarweisen Verspannplattenbereichen 5, 5 des
Basisbereiches 4 ist, einen abgeschrägten Abschnitt 55 einer
konischen konvexen Ebene in seinem Mittelabschnitt. Der Außendurchmesser
dieses Bolzens 28a ist kleiner als sein vorstehender Schraubabschnitt 56,
der sich näher
beim Vorderende befindet als dieser abgeschrägte Abschnitt 55,
und ist größer als
ein Schaft 57, der sich näher am Basisende befindet als
der abgeschrägte
Abschnitt 55. An den Vorderenden der Verspannplattenbereiche 5, 5 sind eine
Schraubbohrung 58 und eine kreisförmige Bohrung 59 konzentrisch
an Positionen geformt, die miteinander ausgerichtet sind. In einem
Status, bei dem der Schraubabschnitt 56 des Bolzens 28a in
Verschraubeingriff ist, ist von diesen Bohrungen der Basisendbereich
des Schaftes 57 in die kreisförmige Bohrung 59 ohne
geringen Leergang eingepasst und ist ein Teil an der äußeren peripheren
Oberfläche
des Mittelbereiches dieses Schaftes 57 in Umfangsrichtung
in elastischen Kontakt gebracht mit dem elastischen Streckteil 54.
-
Wird
die Struktur dieser Ausführungsform
mit den vorbeschriebenen Komponenten zusammengebaut, dann wird die
Kupplungshülse 10,
die vorher auf dem Endbereich der Welle 2 aufgepasst worden ist,
zunächst
von einer Öffnung
in dem Basisbereich 4 des Joches 1 eingeschoben
(in 12 von links nach rechts). An diesem Basisbereich 4 wird
der Verspannbügel 45 festgelegt,
während
der abgestützte Bügel 50 zuvor
mit der Kupplungshülse 10 verbunden
ist. Nach Einschieben der Kupplungshülse in den Basisbereich 4 des
Joches 1 gleiten die Einsatzplattenabschnitte 51, 51 in
die Spalte 52, 52, aus denen diese nach Vervollständigung
dieser Einsetzbewegung zur Folge ihrers Eingriffes mit dem vorstehenden
Sperrteilen 49, 49 nicht mehr austreten können. Demzufolge
kann sogar vor dem Einsetzen des Bolzens 28a in die Schraubbohrung 58 und
die kreisförmige
Bohrung 59 die Kupplungshülse nicht mehr frei aus dem
Basisbereich 4 austreten. Aus diesem Grund ist keine mühsame Arbeit
mehr erforderlich, wie beispielsweise das Einsetzen des Bolzens 28a, welche
Arbeit durchzuführen
wäre, während das Kupplungsglied 10 und
der Basisbereich 4 zum Kuppeln der Kupplungshülse 10 an
dem Basisbereich 4 gehalten werden müßten, wobei diese Arbeit üblicherweise
in beschränktem
Arbeitsraum durchzuführen
wäre. Es
ist hervorzuheben, daß dann,
wenn es erforderlich ist, die Kupplungshülse 10 von dem Basisbereich 4 zu
trennen, die elastischen Verspannplatten 44, 44 elastisch
deformiert werden, um von den Verspannplattenbereichen 5, 5 getrennt
zu werden, wobei diese Arbeit des Trennens durchgeführt werden
kann ohne Schaden für
irgendeines der das Gelenk bildenden Glieder.
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Sobald
die Kupplungshülse 10 in
den Basisbereich 4 des Joches 1 eingeschoben wird,
um zu verhindern, daß die
Kupplungshülse 10 aus
dem Basisbereich 4 wieder herausfällt und zwar zur Folge des
Eingriffes zwischen den Einsetzplattenabschnitten 51, 51 und
den vorstehenden Sperrteilen 49, 49, wie zuvor
beschrieben, dann wird der vorstehende Schraubabschnitt 56 des
Bolzens 28a, der durch die kreisförmige Bohrung 49 hindurch
geht, in die Gewindebohrung 58 eingeschraubt und fest angezogen. Während dieses
Einschraubens und Anziehens werden der abgeschrägte Abschnitt 55 an
der äußeren peripheren
Oberfläche
des Bolzens 28a und der elastische Streckteil 54 gegenseitig
in Eingriff gebracht und wird zur Folge dieses Eingriffes die Kupplungshülse 10 elastisch
gegen die innere Oberfläche
des Basisbereiches 4 gepresst. Die Formen und Größen der
Kupplungshülse 10 und
des Basisbereiches 4 sind so vorbestimmt, daß die Mittelachse
der Kupplungshülse 10 und
diejenige des Basisbereiches 4 in einem Status zusammenfallen,
bei dem ein Teil der äußeren peripheren
Oberfläche
der Kupplungshülse 10 und
der Innenoberfläche
des Basisbereiches 4 in axialer Richtung in Kontakt miteinander
sind (in der seitlichen Richtung in 11 und
in der Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene in 12).
Die Mittelachse der Kupplungshülse 10 und
diejenige der Welle 2 treffen ebenfalls aufeinander. Wenn
demzufolge der Schaft 57 des Bolzens 28a die Kupplungshülse auf
die innere Oberfläche
des Basisbereiches 4 und durch den elastischen Streckteil 54 presst,
ist es möglich,
die Arbeit des Zusammenkuppelns der Welle 2 und des Joches 4 durchzuführen, und
gleichzeitig die Rotationszentren der beiden Glieder zusammenzubringen.
-
Es
ist hervorzuheben, daß die
Ausbildungen, Operationen und dergleichen der Kupplungshülse 10 und
des Vibrationsabsorptionsgliedes 11, die die Basisstruktur
des elastischen Wellengelenkes 3 formen, welches in dieser
Ausführungsform
zusammengesetzt werden soll, die gleichen sind wie bei der in 1 bis 3 gezeigten
und vorbeschriebenen Ausführungsform.
Die Ausbildung zum Vereinfachen der Kupplungsarbeit des Endbereiches
der Welle 2 mit dem Basisbereich 4 des Joches 1,
während
auch die Drehzen tren dieser beiden Glieder zueinandergebracht werden,
wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel
beschrieben, kann realisiert werden als ein Kupplungsbereich zwischen
einem Joch eines gewöhnlichen
Universalgelenks und einem Endabschnitt einer Welle, und zwar auch
in einer Struktur, die anders ausgebildet ist als diejenige des
elastischen Wellengelenks gemäß der vorliegenden
Erfindung. D.h., in einigen Fällen,
wird der Endbereich der Welle 2 direkt mit dem Basisbereich 4 des
Joches 1 gekuppelt und daran festgelegt, ohne die Kupplungshülse 10 oder
das Vibrationsabsorptionsglied 11 dazwischen einzusetzen.
Wenn in solchen Fällen der
abgestütze
Bügel 5 an
dem Endbereich der Welle 2 zur gleichen Zeit befestigt
wird, zu der auch der Verspannbügel 50 an
dem Endbereich der Welle 2 befestigt ist, ist es ebenfalls
möglich,
leicht die Kupplungsarbeit zwischen dem Endbereich der Welle 2 und
dem Basisbereich 4 des Joches 1 durchzuführen, während gleichzeitig
auch die Rotationszentren dieser beiden Glieder zueinandergebracht
werden.
-
Es
ist hervorzuheben, daß Ausbildungen zum
Vereinfachen des Verbindens des Endbereiches der Welle mit dem Joch
konventionell sind und offenbart werden in
US-A-5358350 ,
EP-A-0 508 856 A1 , und dergleichen.
Jedoch erfordern diese konventionellen Technologien wenigstens einen
zusätzlichen Arbeitsschritt,
nämlich
das Durchstecken eines Kupplungsbolzens durch ein Joch und das nachfolgende
Verdrehen des Joches zusammen mit dem Schaft, und dergleichen, was
die Ausbildung kompliziert macht. Wird hingegen eine Ausbildung
wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
eingesetzt, dann lassen sich derartige mühsame Arbeiten einsparen, so
daß es
möglich
ist, die Arbeit zum Kuppeln des Endbereiches der Welle
2 mit
dem Joch
4 leicht durchzuführen, während gleichzeitig auch die Drehzentren
dieser beiden Glieder zueinandergebracht werden.
-
Als
nächste
zeigen die 15 bis 18 eine
sechste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In dieser sechsten Ausführungsform
sind an den innenseitigen Oberflächen
der paarweisen, den Basisbereich 4 des Joches 1 konstituierenden
Verspannplattenbereiche 5, 5, Sperrnuten 60, 60 geformt,
die jeweils als die Sperrbereiche dienen. Auf die Kupplungshülse 10 ist
ferner ein abstützender ringförmiger Abschnitt 53a aufgepasst,
um einen abgestützen
Bügel 50a um
diese Kupplungshülse 10 abzustützen. Weiterhin
sind vorstehende Sperrteile 49a, 49a jeweils in
Teilen der paarweisen Einsetzplattenabschnitte 51a, 51a geformt,
die sich in diesen abgestützen
Bügel 50a finden.
Jeder dieser vorstehenden Sperrteile 49a, 49a ist
mit einer U-Form geschnitten, unter Belassen eines Teiles an der
Seite des Frontrandes des Einsatzplattenabschnittes 51a in der
Einsetzrichtung beim Einsetzen desselben, was bewirkt, das dieser
Teil ein wenig zur außenseitigen Oberfläche des
Einsetzplattenabschnittes 51a gebogen wird. Diese vorstehenden
Sperrteile 49a, 49a werden automatisch zurückgezogen
(elastisch gepresst), sobald die Einsetzplatten 51a, 51a in
die Spalte 52a, 52a eingesetzt werden, die sich
zwischen den inneren Seitenflächen
der Verspannplattenbereiche 5, 5 und den jeweiligen äußeren Seitenflächen der
Kupplungshülse 10 befinden,
und zwar zusammen mit dem Endbereich 2, auf welchen die
Kupplungshülse 10 aufgepaßt ist.
Andererseits treten bei einem Status, bei dem diese Einsatzplattenabschnitte 51a, 51a in
den Spalten 52a, 52a sitzen, die Sperrnuten 60, 60 in
Eingriff mit den vorderseitgen Rändern
der vorstehenden Sperrteile 49a, 49a, um zu verhindern,
daß die
Einsetzplattenabschnitte 51a, 51a wieder aus den
Spalten 52a, 52a freikommen.
-
Von
dem Endrand in der Umfangsrichtung einer der paarweisen Einsatzplattenabschnitte 51a, 51a (dem
oberen in den 15 und 16) steht
ein elastischer Streckteil 54a vor, und zwar zum Endrand des
anderen Einsetzplattenabschnittes 51a. Dieser elastische
Streckteil 54a ist in einem Zwischenraum zwischen der Schraubbohrung 58 und
der kreisförmigen
Bohrung 59 positioniert, die an aufeinander ausgerichteten
Positionen an den Verspannplattenbereichen 5, 5 geformt
sind, wobei der Streckteil 54a zusammen mit dem Endbereich
der Welle 2 und der Kupplungshülse 10 wie in den 15 und 16 in dem
Status zu sehen ist, bei dem der abgestützte Bügel 50a eingesetzt
ist zwischen den paarweisen, den Basisbereich 4 des Joches 1 konstituierenden
Verspannplattenbereichen 5, 5. Wenn dann der vorstehende
Schraubabschnitt 56 des durch die kreisförmige Bohrung 59 geführten Bolzens 28a in
die Gewindebohrung 58 eingeschraubt und weiter angezogen wird,
dann wird die Kupplungshülse 10 auf
die Innenfläche
des Basisbereiches 4 aufgepresst und zwar zur Folge des
Eingriffes zwischen dem abgeschrägten
Abschnitt 55 und dem Schaft 57 an der äußeren peripheren
Fläche
des Bolzens 28a und dem elastischen Streckteil 54a.
D.h., daß bei
dieser Ausführungsform
die Welle 2 und das Joch 1 miteinander kombiniert
sind auf der Basis derselben Effekte, wie sie anhand des fünften und
in den 11 bis 14 gezeigten
Ausführungsbeispieles
beschrieben sind, was die Arbeit des Kuppelns dieser beiden Glieder miteinander
weiter vereinfacht, wenn auch die Rotationszentren dieser beiden
Glieder zueinandergebracht werden.
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Als
nächstes
zeigen die 19 bis 21 eine
siebente Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei dieser siebenten Ausführungsform
sind ein vorderer Halbabschnitt 61 mit einem Paar Armen 6, 6 und
ein Basisbereich 4a mit einem Paar Verspannplattenbereichen 5, 5 separat
geformt und dann durch Schweißen
aneinander befestigt, um auf diese Weise ein Joch 1a zur
Formung eines Universalgelenkes zu konstituieren. Der vordere Halbbereich 61 und
der Basisbereich 4a sind jeweils geformt aus Stahlplatten
durch plastisches Verformen basierend auf Pressen. Um den vorderen
Halbbereich 61 mit dem Basisbereich 4a zu kuppeln,
die auf die vorerwähnte
Weise separat geformt sind, und zwar durch Verschweißen, ist
an dem vorderen Endbereich dieses Basisbereiches 4a ein
kuppelnder ringförmiger
Bereich 62 mit einem weggeschnittenen Teil vorgesehen.
An der Basisendfläche
dieses vorderen Halbbereiches 61 ist eine kreisförmige Extrusion 63 geformt,
auf die der kuppelnde ringförmige
Bereich 62 aufgepaßt
werden kann. Der kuppelnde ringförmige
Bereich 62 wird dazu gebracht, auf der Endfläche dieses
vorderen Halbbereiches 61 in einem Status anzulegen, bei
dem er auf die kreisförmige
Extrusion 63 aufgepaßt
wird, und der anliegende Teil wird über seine Gesasmtlänge verschweißt, um auf
diese Weise den Basisbereich 4a und den vorderen Halbbereich 81 zu
verbinden.
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Bei
dieser soeben beschriebenen Ausführungsform
kann die Phase zwischen den Armen 6, 6 und den
Verspannplattenbereichen 5, 5 in Drehrichtung
willkürlich
eingestellt sein. Aus diesem Grund kann auch eine Phase zwischen
dem Partnerjoch 64 und den Verspannplattenbereichen 5, 5 im
Drehsinn willkürlich
eingestellt werden, wenn das Universalgelenk zusammengesetzt wird.
Daraus resultiert, daß der
Freiheitsgrad beim Auslegen des Gelenkes vergrößert werden kann. Weiterhin
ist es möglich,
optimale Werte für
die Dicke einer Stahlplatte, die den vorderen Halbbereich 61,
und die Dicke einer Stahlplatte, die den Basisbereich 4a formt,
im Hinblick auf die für
die jeweiligen Teile erforderliche Festigkeit auszulegen. Aus diesem
Grund ist es möglich,
das Gewicht des Joches 1a zu reduzieren, indem vermieden
wird, die Dicke teilweise zu groß zu wählen. Es ist hervorzuheben,
daß die
Ausbildung bei dieser Ausführungsform
realisiert werden kann durch wahlweises Kombinieren einiger der
Strukturen der vorhergehenden ersten bis sechsen Ausführungsformen.
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Als
nächsten
zeigen die 22 bis 23 eine
achte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei der achten Ausführungsform ist gesamte Kupplungshülse 10 zwischen den
paarweisen Verspannplattenbereichen 5, 5, die
das Joch 1b bildet, vorgesehen. D.h., die Ausbildung ist
bei dieser Ausführungsform
unterschiedlich von der der ersten Ausführungsform in den 1 bis 4,
und zwar dahingehend, daß der
Rotationsbegrenzungszylinder 12 weggelassen ist, während das
Vibrationsabsorptionsglied 11 und die gleitende Hülse 22 zwischen
der äußeren peripheren
Fläche
des Endbereiches der Welle 2 und der inneren peripheren
Fläche
des Basisbereiches 4b des Joches 1b vorgesehen
sind. Zur Folge dieser Ausbildung im achten Ausführungsbeispiel können die
Abmessungen des elastischen Wellengelenks 3a in seiner
axialen Richtung, und in der Folge, die Gesamtlänge des Universalgelenks, das dieses
elastische Wellengelenk 3a bildet, reduziert werden. Daraus
resultiert, daß die
Ausbildung zum wirksamen Schützen
des Fahrers leichter erhalten werden kann durch Vergrößern des
Ausmaßes
der Versetzung der Welle 2 in der axialen Richtung im Falle
eines Auffahrunfalls. Die Ausbildung dieser Ausbildungsform kann
ebenfalls realisiert werden durch wahlweises Kombinieren einiger
der Strukturen aus der vorhergehenden ersten bis siebenten Ausführungsformen.
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Als
nächstes
zeigen die 24 bis 27 eine
neunte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei der neunten Ausführungsform ist eine Kupplungshülse 65 mit
einem Paar Verspannplattenbereichen 5, 5 an einem
Endbereich der Welle 2 durch Schweißen oder dergleichen festgelegt,
während
eine Welle 66 mit ovalförmigen
Querschnitt an dem Basisbereich des Joches 1c durch Schweißen oder
dergleichen fixiert ist. Ferner sind das Vibrationsabsorptionsglied 11 und
die gleitende Hülse 22 zwischen
der äußeren peripheren
Fläche
dieser Welle 66 und der inneren peripheren Fläche des
Kupplungsbügel 65 angeordnet.
Weitere Ausbildungen und Effekte dieser Ausführungsform sind gleich die anhand
der vorbeschriebenen achten Ausbildungsform erläuterten. Bei dieser Ausführungsform
ist der Kupplungsbügel 65 äquivalent
mit dem drehbaren Glied.
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Als
nächstes
zeigen die 28 und 29 eine
zehnte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der zehnten Ausführungsform sind an den inneren
peripheren Flächen
eines Hülsenelementes 23a zum
Formen der gleitenden Hülse 22 (siehe
z.B. 2 und 3) Nuten 67, 67a zum
Aufnehmen von Schmiermitteln geformt. Das in diesen Nuten 67, 67a aufbewahrte
Schmiermittel verteilt sich gleichförmig in einer Gleitkontaktfläche zwi schen
der innren peripheren Fläche
der gleitenden Hülse 22 und
der äußeren peripheren
Fläche
der Welle in dieser Ausbildung des elastischen Wellengelenks, so
daß die
Versetzbewegung in der axialen Richtung gleichförmig durchführbar ist. Es ist hervorzuheben,
daß ein
derartiges Hülsenelement 23a mit
jeder der Strukturen der vorhergehenden Ausführungsformen kombiniert werden
kann.
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Wenn
die vorbeschriebenen Ausbildungen und Betriebsweisen vorliegen,
kann die vorliegende Erfindung dazu beitragen, ein elastisches Wellengelenk
für den
praktischen Gebrauch zu schaffen, welches in der Lage ist, eine
große
Versetzbewegung in axialer Richtung zu absorbieren, eine zufriedenstellende,
sichere Standfestigkeit zu erbringen, und trotzdem mit vernünftigen
Kosten hergestellt zu werden, ohne es zu erfordern, komplizierte
Bearbeitungs- oder Montierschritte vorzunehmen.