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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Radantriebseinheit,
welche eine Kombination einer radtragenden Wälzlagereinheit, einer Gleichlaufgelenkeinheit
und eines Einschnapprings ist, und wird zum drehbaren Tragen bezüglich einer
Aufhängungseinheit
eines Antriebsrads {des vorderen Rads eines FF-Fahrzeugs (Frontmotor,
Frontantriebsrad) des hinteren Rads von sowohl einem FR-Fahrzeug (Frontmotor,
Heckantriebsrad) als auch eines RR-Fahrzeugs (Heckmotor, Heckantriebsrad)
und aller Räder
eines 4WD-Fahrzeugs (vier Antriebsräder)} verwendet, die auf einer
Aufhängung
von der Art unabhängiger
Aufhängung
(Einzelradaufhängung)
getragen werden, und zum rotierenden Antrieb des Antriebsrads.
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Hintergrund
der Erfindung
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Um
ein Fahrzeugrad rotierend bezüglich
einer Aufhängungseinheit
zu tragen, werden verschiedene Arten von Wälzlagereinheiten zum Tragen
eines Rads mit einem Außenring
und einem Innenring verwendet, die derart zusammengebaut sind, dass diese über Wälzelemente
frei rotierbar sind. Darüber hinaus
muss eine radtragende Wälzlagereinheit
zum Tragen eines angetriebenen Rads in einer Aufhängung von
der Art unabhängiger
Aufhängung
und zum rotierenden Antreiben des Antriebsrads mit einem Gleichlaufgelenk
kombiniert werden, um die Rotation der Antriebswelle gleichmäßig auf
das vorstehend genannte Fahrzeugrad gleichmäßig zu übertragen (konstante Geschwindigkeit
aufrechtzuerhalten), unabhängig
von der relativen Verschiebung zwischen einem Differentialgetriebe
und dem angetriebenen Rad und von einem auf das Rad ausgeübten Lenkwinkel. 6 zeigt
eine typische Lagereinheit 3 zum Radantrieb, wobei eine
Wälzlagereinheit 1 zum
Tragen eines Rads und ein Gleichlaufgelenk 2 für diesen Zweck
miteinander kombiniert sind.
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Diese
Wälzlagereinheit
für einen
Radträger 1 wird
durch drehbares Tragen einer Nabe 5 und eines inneren Rings 6 auf
der Innendurchmesserseite eines Außenrings 4 über eine
Mehrzahl von Wälzelementen 7 ausgebildet.
Von diesen rotiert der Außenring 4,
wenn dieser verbindend an einer Gelenkverbindung 9 (siehe 7,
welche unten erwähnt
wird) befestigt ist, wobei eine Aufhängungseinheit mittels eines
ersten Flansches 8 gebildet wird, welcher auf der Außenumfangsfläche davon
vorgesehen ist, selbst während
des Betriebs nicht. Ferner ist eine doppelte Reihe von Außenringlaufbahnen 10 auf
der Innenumfangsfläche
des Außenrings 4 vorgesehen, und
die Nabe 5 und der Innenring 6 sind drehbar auf der
Innendurchmesserseite konzentrisch zu dem Außenring 4 getragen.
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Von
diesen ist die Nabe 5 mit einem zweiten Flansch 11 zum
Tragen des Rads auf einem Abschnitt nahe eines äußeren Endes (des Endes, welches
auf der Außenseite
in Breitenrichtung des Fahrzeugs ist, wenn es an dem Fahrzeug befestigt
ist, nämlich
der linken Seite jeder Figur einschließlich 6) der Außenumfangsseite
vorgesehen. Ferner ist die erste Innenringlaufbahn 12 auf
einem mittleren Abschnitt der Außenumfangsfläche der
Nabe 5 ausgebildet. Ähnlich
ist ein Innenring 6 mit einer zweiten Innenringlaufbahn 14,
die auf einer Außenumfangsfläche davon
ausgebildet ist, extern an einer Stufe 13 kleinen Durchmessers
befestigt, welche auf einem inneren Ende (dem Ende, welches auf
der mittleren Seite in Breitenrichtung des Fahrzeugs ist, wenn es an
dem Fahrzeug befestigt ist, nämlich
der rechten Seite jeder Figur) befestigt. Darüber hinaus ist in dem mittleren
Abschnitt der Nabe 5 eine Verzahnungsbohrung 15 vorgesehen,
so dass die Nabe 5 in hohlzylindrischer Form ausgebildet
ist.
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Andererseits
weist das Gleichlaufgelenk 2 einen Außenring 16 für das Gleichlaufgelenk,
einen Innenring 17 für
das Gleichlaufgelenk und eine Verzahnungswelle 18 auf.
Von diesen bilden der Außenring 16 für das Gleichlaufgelenk
und die Verzahnungswelle 18 ein Antriebselement 19.
Das heißt,
die Verzahnungswelle 18 ist auf einem äußeren Ende des Antriebselements 19 vorgesehen
und steht frei mit der Verzahnungsbohrung 15 in Eingriff,
und der Außenring 16 für das Gleichlaufgelenk
ist auf einem inneren Ende des Antriebselements 19 vorgesehen.
Bei einer Mehrzahl von Stellen der Innenumfangsfläche des Außenrings 16 für das Gleichlaufgelenk
um die Umfangsrichtung sind jeweils äußere Eingriffsnuten 20 in rechten
Winkeln zu der Umfangsrichtung ausgebildet. Darüber hinaus ist hinsichtlich
des Innenrings 17 für
das Gleichlaufgelenk eine zweite Verzahnungsbohrung 21 in
rechten Winkeln zu der Umfangsrichtung in einem mittleren Abschnitt
ausgebildet, und auf der Außenumfangsfläche sind
innere Eingriffsnuten 22 in rechten Winkeln zu der Umfangsrichtung
in Abschnitten ausgebildet, welche mit den äußeren Eingriffsnuten 20 übereinstimmen.
Ferner sind Kugeln 23 zwischen jeder der inneren Eingriffsnuten 22 und
jeder der äußeren Eingriffsnuten 20 derart
vorgesehen, dass diese entlang jeder Eingriffsnut 22 und 20 frei
drehbar sind, wobei die Kugeln 23 in einem Käfig 24 gehalten
werden. An einem Teil der Innenumfangsfläche des Außenrings 16 für das Gleichlaufgelenk
bilden Abschnitte zwischen Paaren von in Umfangsrichtung benachbarten äußeren Eingriffsnuten 20 Käfigführungsflächen 25.
Jede Käfigführungsfläche 25 ist
auf einer einzelnen sphärischen
Oberfläche
mit einem Verschiebungszentrum des Gleichlaufgelenks 2 als
ein Zentrum davon positioniert. Hinsichtlich der Form der Bestandselemente
dieser Art von Gleichlaufgelenk 2 ist diese ähnlich zu
dem Fall eines wohlbekannten Rzeppa-Typ- oder Birfield-Typ-Gleichlaufgelenks,
und da dies keine Bedeutung hinsichtlich des Gedankens der vorliegenden
Erfindung hat, wird eine detaillierte Beschreibung weggelassen.
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Beim
Kombinieren des vorstehend beschriebenen Gleichlaufgelenks 2 und
der Radträgerwälzlagereinheit 1 wird
die Verzahnungswelle 18 in die Verzahnungsbohrung 15 der
Nabe 5 von der Innenseite zu der Außenseite eingesetzt. Dann wird
eine Mutter 27 auf den äußeren Gewindeabschnitt 26 geschraubt,
welcher auf einem Außenendabschnitt
der Verzahnungswelle 18 von einer äußeren Endfläche der Nabe 5 herausragend
vorgesehen ist, und dann werden durch Festziehen diese miteinander
verbunden und aneinander befestigt. In diesem Zustand liegt, da
die innere Endfläche
des Innenrings 6 gegen die äußere Endfläche des Außenrings 16 für das Gleichlaufgelenk
anliegt, keine Verschiebung des Innenrings 6 in einer Richtung
vor, in welcher er von dem Stufenabschnitt 13 kleinen Durchmessers
heraustritt. Gleichzeitig wird eine zweckmäßige Vorspannung auf jedes
der Wälzelemente 7 gegeben.
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Ferner
tritt, wenn er an die Aufhängungseinheit
eines Fahrzeugs befestigt wird, ein Außenverzahnungsabschnitt 29,
der auf einem äußeren Ende einer
Antriebswelle 28 vorgesehen ist, in Verzahnungseingriff
mit einer zweiten Verzahnungsbohrung 21, die in einem mittleren
Abschnitt eines Innenrings 17 für das Gleichlaufgelenk vorgesehen
ist. Ein Einschnappring 37, welcher in eine Eingriffsnut 30,
die um den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche an dem äußeren Ende
des Außenverzahnungsabschnitts 29 ausgebildet
ist, stoppend in Eingriff ist, tritt dann in Eingriff mit einem
Eingriffsstufenabschnitt 32, der in einem Öffnungswulstrand
bei dem äußeren Ende
der zweiten Verzahnungsbohrung 21 ausgebildet ist, wodurch
verhindert wird, dass der Außengewindeabschnitt 29 aus
der zweiten Verzahnungsbohrung 21 heraustritt. Ferner ist
das innere Ende der Antriebswelle 28 verbindend an der
Mitte eines Drehkopfs 34 (siehe 1, welche
ein erstes Beispiel einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt) vom Dreibein-Typ-Gleichlaufgelenk 33 befestigt,
der an einer Abtriebswelle eines Differentialgetriebes vorgesehen
ist.
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Hinsichtlich
des ersten Beispiels der vorstehend genannten herkömmlichen
Bauweise, die in 6 gezeigt ist, ist das Gewicht
erhöht,
da die Wälzlagereinheit 1 für einen
Radträger
und das Gleichlaufgelenk 2 auf der Grundlage des mit Gewinde
versehenen bzw. geschraubten und festgezogenen Eingriffs zwischen
dem Außengewindeabschnitt 29 und
der Mutter 27 befestigt ist. Das heißt, das Vorsehen des äußeren Gewindeabschnitts 26 der
Verzahnungswelle 18 des Gleichlaufgelenks 2 erfordert Verlängern der
Verzahnungswelle 18, und ebenso wird die Mutter 27 nötig. Daher
werden die axiale Größe und das
Gewicht der Lagereinheit 3 für Radantrieb durch den Außengewindeabschnitt 26 und die
Mutter 27 erhöht.
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Um
sich gegen dieses Problem zu wenden, ist in der Beschreibung von
U.S. Pat. Nr. 4 881 842 wie in 7 gezeigt,
eine Lagereinheit 3a für
Radantrieb offenbart, welche Verkürzen der axialen Größe und eine
Reduzierung des Gewichts ermög licht,
indem die Wälzlagereinheit
für einen
Radträger
und das Gleichlaufgelenk durch eine relativ einfach Bauweise verbindend
befestigt wird. Auch in dem Fall des zweiten Beispiels der herkömmlichen
Bauweise, die in 7 gezeigt ist, wird eine Nabe 5 durch
Wälzelemente 7,
die in einer doppelten Reihe angeordnet sind, drehbar auf dem Inneren
eines Außenrings 4 getragen,
welcher an einer Gelenkverbindung 9 befestigt ist. Darüber hinaus
ist eine Verzahnungswelle 18 eines Antriebselements 19a im
Verzahnungseingriff mit einer Verzahnungsbohrung 15, die
in einem mittleren Abschnitt der Nabe 5 ausgebildet ist.
Ein Eingriffsabschnitt 35 ist in einer äußeren Endoberfläche der
Verzahnungswelle 18 zum Eingriff mit einem Werkzeug zum
Ziehen der Verzahnungswelle 18 in die Verzahnungsbohrung 15 ausgebildet.
Ferner wird die Verzahnungswelle 18 am Heraustreten von
der Nabe 5 durch einen Einschnappring 31 gehindert, welcher
stoppend in eine Eingriffsnut 36 eingreift, die in einer äußeren Umfangsfläche der
Verzahnungswelle 18 an einem Abschnitt nahe ihres Vorderendes (äußeren Endes)
ausgebildet ist. In diesem Zustand wird ein elastischer Ring 34 elastisch
zwischen der Nabe 5 und dem Außenring 16 für das Gleichlaufgelenk
von dem Antriebselement 19a komprimiert, wodurch Spielverhinderung
der Verzahnungswelle 18 und der Nabe 5 bewirkt
wird. In dem Fall des zweiten Beispiels dieser Art von herkömmlicher
Bauweise wird in dem Ausmaß,
dass eine Verbindung der Wälzlagereinheit 1a für einen
Radträger
und dem Gleichlaufgelenk 2a durch den Einschnappring 31 ausgeführt wird,
eine insgesamt kleinere Größe und ein
kleineres Gewicht für
die Lagereinheit 3a für
einen Radantrieb erzielt.
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Darüber hinaus
ist in der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. Tokukai Hei 10-264605
eine Lagereinheit 3b für
Radantrieb wie in 8 gezeigt, offenbart: Eine Wälzlagereinheit 1b für einen
Radträger,
welcher die Lagereinheit 3b für Radantrieb bildet, weist
eine hohle Nabe 5a auf, so dass ein Gleichlaufgelenk-Außenring 16a,
welcher ein Bestandteil eines Gleichlaufgelenks 2b ist,
entsprechend dem Antriebselement, welches in den Ansprüchen beschrieben
ist, mit einem inneren Ende der hohlen Nabe 5a über einen
Abstandshalter 38 verbunden. Von den inneren und äußeren Umfangsoberflächen dieses
Abstandshalters 38, der in kurzer zylindrischer Form ausgebildet
ist, ist ein innendurchmesserseitiger Innenverzah nungsabschnitt 39 auf
der inneren Umfangsseite des Abstandshalters 38 ausgebildet,
und ein außendurchmesserseitiger
Außenverzahnungsabschnitt 40,
entsprechend dem ersten Verzahnungsabschnitt, der in den Ansprüchen beschrieben
ist, ist auf der Außenumfangsoberfläche des
Abstandshalters 38 ausgebildet. Dieser Abstandshalter 38 wird
auf eine Außenumfangsfläche an dem
inneren Ende der Nabe 5a mit einem innendurchmesserseitigen
Außenverzahnungsabschnitt 41,
der auf einer Außenumfangsoberfläche davon ausgebildet
ist, im Verzahnungseingriff ohne Spiel mit dem innendurchmesserseitigen
Innenverzahnungsabschnitt 39 zusammengesetzt. In diesem
Zustand wird dann eine innere Endfläche des Abstandshalters 38 durch
einen gequetschten Abschnitt 42 geklemmt, welcher auf dem
inneren Ende der Nabe 5a ausgebildet ist, so dass der Abstandshalter 38 ohne Spiel
an dem inneren Ende der Nabe 5a befestigt ist. Darüber hinaus
ist in der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. Tokukai Hei-10-264605
ebenso eine Bauweise offenbart, in welcher der innere Ring und der
Abstandshalter als ein Körper
ausgebildet sind.
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Andererseits
ist ein außendurchmesserseitiger
Innenverzahnungsabschnitt 43 entsprechend dem zweiten Verzahnungsabschnitt,
der in den Ansprüchen
beschrieben ist, welcher auf der Innenumfangsfläche des äußeren Endes des Außenrings 16a für das Gleichlaufgelenk
im Verzahnungseingriff mit einem außendurchmesserseitigen Außenverzahnungsabschnitt 40.
Das heißt,
der außendurchmesserseitige
Innenverzahnungsabschnitt 43 ist in einer inneren Umfangsfläche an dem äußeren Ende
des Außenrings 16a für das Gleichlaufgelenk
ausgebildet. Darüber
hinaus ist wie vorstehend genannt, der außendurchmesserseitige Innenverzahnungsabschnitt 43 in
Verzahnungseingriff mit dem außendurchmesserseitigen
Außenverzahnungsabschnitt 40,
der auf der Außenumfangsoberfläche des
Abstandshalters 38 ausgebildet ist.
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Ein
Einschnappring 31 spannt sich zwischen dem außendurchmesserseitigen
Innenverzahnungsabschnitt 43 und dem außendurchmesserseitigen Außenverzahnungsabschnitt 40,
welche miteinander wie vorstehend beschrieben im Verzahnungseingriff stehen,
so dass der Außenring 16a für das Gleichlaufgelenk
sich nicht von dem Abstandshalter 38 trennen kann. Das
heißt,
der Einschnappring 31a ist in einer halbkreisförmigen Ringform
ausgebildet, und wird veranlasst, sich zwischen einer inneren Eingriffsnut 44 entsprechend
einem ersten Verbindungsabschnitt, der in den Ansprüchen beschrieben
ist, welcher um den gesamten Umfang in der Aussenumfangsfläche des
Abstandhalters 38 ausgebildet ist, und einer äußeren Eingriffsnut 45 entsprechend
einem zweiten Verbindungsabschnitt, der in den Ansprüchen beschrieben
ist, welcher um den gesamten Umfang der Innenumfangsoberfläche an dem äußeren Ende
des Außenrings 16a für das Gleichlaufgelenk
ausgebildet ist. Daher können
der Außenring 16a für das Gleichlaufgelenk
und der Abstandshalter 38 nicht gegenüber einander in der Axialrichtung
verschoben werden.
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Die
Bauweise des Verbindungsabschnitts der Nabe 5a und des
Außenrings 16a für ein Gleichlaufgelenk
ist wie vorstehend beschrieben, und diese Nabe 5a wird
drehbar auf der Innendurchmesserseite des Außenrings 4 durch ein
Kugellager vom doppelreihigen Winkeltyp getragen. Ein Innenring 6,
welcher Bestandteil dieses Kugellagers ist, wird zwischen einer
Außenendoberfläche des
Abstandshalters 38 und einer Stufenfläche 46 befestigt,
welche auf dem äußeren Ende
eines Stufenabschnitts 13 kleinen Durchmessers vorliegt,
der auf einer Außenumfangsfläche des
mittleren Abschnitts der Nabe 5a ausgebildet ist.
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In
dem Fall der Lagereinheit 3b für Radantrieb, die in der japanischen
Patentveröffentlichung Nr.
Tokukai Hei-10-264605 wie vorstehend beschrieben, beschrieben ist,
kann die Verzahnungswelle 18 aus dem zweiten Beispiel der
herkömmlichen
Bauweise, die in 7 gezeigt ist, weggelassen werden, und
in dem Ausmaß können Kosten
und Gewicht weiter reduziert werden.
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In
dem Fall des zweiten und dritten Beispiels der herkömmlichen
Bauweise, die in 7 und 8 gezeigt
sind, wird im Vergleich zu dem Fall des ersten Beispiels der herkömmlichen
Bauweise, die in 6 gezeigt ist, eine Reduzierung
von Kosten und Gewicht bewirkt. Jedoch ist es, um die Festigkeit
jedes Bestandselements aufrechtzuerhalten, nötig, die Eigenschaften von
jedem Bestandselement zu optimieren. Das heißt, bei der Verwendung der
Radantriebseinheit werden verschiedenste Arten von Spannungen, wie
Kraft in der Kompressionsrichtung, Kraft in der Biegerichtung und
Kraft in der Spannungsrichtung und dergleichen auf jedes Bestandselement
der Wälzlagereinheit
für einen
Radträger
und das Gleichlaufgelenk ausgeübt,
welche miteinander kombiniert sind, um die Radantriebseinheit auszubilden.
Jedoch wurde hinsichtlich dieses Punkts bisher keine Überlegung
dahingehend bereitgestellt, die Eigenschaften jedes Bestandselement
zu optimieren, um mit diesen Spannungen zurechtzukommen.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung dieser Situation
erfunden, um die Eigenschaften jedes Bestandselements zu optimieren, um
so die Haltbarkeit der Radantriebseinheit sicherzustellen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Radantriebseinheit bereit, wie
sie durch Anspruch 4 definiert ist und insbesondere wie sie durch
Anspruch 1 definiert ist, das heißt, umfassend eine Wälzlagereinheit für ein Fahrzeugrad,
eine Gleichlaufgelenkeinheit und einen Einschnappring, wobei die
Gleichlaufgelenkeinheit ein erstes Gleichlaufgelenk, das einen Abtriebsabschnitt
und einen Antriebsabschnitt, der an dem Abtriebsabschnitt eines
Differentialgetriebes angeschlossen ist, aufweist, eine Übertragungswelle mit
einem Abtriebsende und einem Antriebsende, das an dem Abtriebsabschnitt
des ersten Gleichlaufgelenks angeschlossen ist, und ein zweites
Gleichlaufgelenk mit einem Abtriebsabschnitt und einem Antriebsabschnitt,
der an dem Abtriebsende der Übertragungswelle
angeschlossen ist, wobei die Wälzlagereinheit
für ein
Fahrzeugrad umfasst einen Außenring
mit einer Innenumfangsoberfläche,
die mit Außenringlaufbahnen
ausgebildet ist, und im Betrieb nicht drehbar ist, eine hohle Nabe
mit einer Außenumfangsoberfläche, die
mit einem Flansch zum Tragen eines Fahrzeugrads in der Nähe des äußeren Endes
derselben, mit einer ersten Innenringlaufbahn an dem mittleren Abschnitt
derselben und mit einem gestuften Abschnitt kleinen Durchmessers,
der in der Nähe
des inneren Endes davon ausgebildet ist, einem Innenring mit einer
Außen umfangsoberfläche, die
mit einer zweiten Innenringlaufbahn ausgebildet ist und auf den
gestuften Abschnitt kleinen Durchmessers der Nabe aufgepasst ist,
wobei die Nabe das innere Ende plastisch radial nach außen deformiert
aufweist, um einen gequetschten Abschnitt auszubilden, um den inneren
Ring am Heraustreten von dem Abschnitt kleineren Durchmessers zu
hindern, eine Mehrzahl von Wälzelementen,
die drehbar zwischen jeder der Außenringlaufbahnen und der ersten
und zweiten Innenringlaufbahnen vorgesehen sind, und einem ersten
Verzahnungsabschnitt, der auf einem Umfangsoberflächenabschnitt
der Nabe oder eines mit der Nabe fest verbundenen Elements vorgesehen
ist, ausgebildet ist, wobei das zweite Gleichlaufgelenk umfasst
ein Antriebselement mit einer Umfangsoberfläche an dem äußeren Ende davon, das mit einem
zweiten Verzahnungsabschnitt ausgebildet ist, der in Verzahnungsbeziehung
mit dem ersten Verzahnungsabschnitt steht, und einen Außenring
für ein
Gleichlaufgelenk an dem inneren Ende davon, um das zweite Gleichlaufgelenk
zu bilden, einen ersten Eingriffsabschnitt, der auf einem Umfangsoberflächenabschnitt
der Nabe oder eines mit der Nabe fest verbundenen Elements vorgesehen
ist, einen zweiten Eingriffsabschnitt, der auf der Umfangsoberfläche an dem äußeren Ende
des Antriebselements vorgesehen ist, wobei der Einschnappring zwischen
dem ersten Eingriffsabschnitt und dem zweiten Eingriffsabschnitt
eingespannt ist, um ein Außer-Eingriff-Treten
zwischen dem ersten Verzahnungsabschnitt und dem zweiten Verzahnungsabschnitt
zu verhindern, wobei der gestufte Abschnitt kleineren Durchmessers
der Nabe einen gestuften Flächenabschnitt
an dem innersten Ende davon aufweist, der innere Ring eine innere
Endfläche aufweist,
die an dem gestuften Oberflächenabschnitt anliegt,
auf der Außenumfangsoberfläche der
Nabe zumindest die erste Innenringlaufbahn und der gestufte Oberflächenabschnitt
abschreckgehärtet
sind, auf der Innenumfangsoberfläche
der Nabe zumindest ein Abschnitt, der auf der Innendurchmesserseite
des abschreckgehärteten
gestuften Oberflächenabschnitts
angeordnet ist, und der gequetschte Abschnitt nicht abschreckgehärtet sind,
zumindest eines, Nabe oder das mit der Nabe verbundene Element,
und das Antriebselement einen Umfangsabschnitt aufweisen, welcher
mit einer Eingriffsnut für die
ersten und zweiten Eingriffsabschnitte ausgebildet ist und nicht
abschreckgehärtet
ist, der Außenring des
zweiten Gleichlaufgelenks mit äußeren Eingriffs nutabschnitten
auf der Innenumfangsoberfläche
davon mit Käfigführungsabschnitten
ausgebildet ist, welche alle zwischen einem in Umfangsrichtung benachbarten
Paar der Käfigführungsabschnitte
vorliegen, und auf der inneren Umfangsoberfläche des Außenrings des zweiten Gleichlaufgelenks
zumindest die äußeren Eingriffsnutabschnitte
und die Käfigführungsabschnitte
abschreckgehärtet
sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Querschnittsansicht, um ein erstes Beispiel der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
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2 ist
eine teilweise geschnittene Querschnittsansicht, um einen linken
Teil von 1 zu zeigen.
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3 ist
eine vergrößerte Ansicht
von Abschnitt III von 2.
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4 ist
eine Querschnittsansicht, um ein zweites Beispiel der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
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5 ist
eine Querschnittsansicht, um ein drittes Beispiel der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
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6 ist
eine Querschnittsansicht, um ein erstes Beispiel des herkömmlichen
Aufbaus zu zeigen.
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7 ist
eine Querschnittsansicht, um ein zweites Beispiel des herkömmlichen
Aufbaus zu zeigen.
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8 ist
eine Querschnittsansicht, um ein drittes Beispiel des herkömmlichen
Aufbaus zu zeigen.
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Beschreibung
der besten Ausführungsform
zur Ausführung
der Erfindung
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Die
Radantriebseinheit der vorliegenden Erfindung umfasst eine Wälzlagereinheit
zum Tragen eines Rads, eine Gleichlaufgelenkeinheit und einen Einschnappring.
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Von
diesen weist die Gleichlaufgelenkeinheit ein erstes Gleichlaufgelenk
zum Verbinden eines Antriebsabschnitts desselben an einem Abtriebsabschnitt
eines Differentialgetriebes, eine Übertragungswelle, deren antriebsseitiger
Endabschnitt an einem Abtriebabschnitt des ersten Gleichlaufgelenks angeschlossen
ist, und ein zweites Gleichlaufgelenk auf, dessen Antriebsabschnitt
an einem abtriebsseitigen Endabschnitt der Übertragungswelle angeschlossen
ist.
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Ferner
weist die Wälzlagereinheit
zum Tragen eines Rads einen äußeren Ring,
eine hohle Nabe, Wälzelemente
und einen ersten Verzahnungsabschnitt auf.
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Von
diesen weist der Außenring
eine doppelte Reihe von Außenringlaufbahnen
auf einer inneren Umfangsfläche
desselben auf und dreht sich nicht bei der Verwendung.
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Darüber hinaus
ist die Nabe mit einem Flansch zum Tragen eines Fahrzeugrads auf
einem Teil nahe eines äußeren Endes
der äußeren Umfangsoberfläche desselben
und mit einer ersten inneren Ringlaufbahn auf einem mittleren Abschnitt
desselben versehen. Ein Innenring mit einer zweiten Innenringlaufbahn,
die auf einer Außenumfangsfläche desselben
ausgebildet ist, ist extern an einem Stufenabschnitt kleinen Durchmessers
befestigt, welcher auf einem Teil der Außenumfangsfläche nahe
des inneren Endes davon ausgebildet ist, und das Heraustreten des
Innenrings von dem Stufenabschnitt kleinen Durchmessers wird durch
einen gequetschten Abschnitt verhindert, welche durch plastische
Deformation des inneren Endabschnitts in einer radial nach außen gerichteten
Richtung ausgebildet ist.
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Ferner
sind die Wälzelemente
jeweils vielfach derart vorgesehen, frei zwischen jeder der Außenringlaufbahnen
und jeder der ersten und zweiten Innenringlaufbahnen drehbar zu
sein.
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Ferner
ist der erste Verzahnungsabschnitt auf der Nabe oder einem Teil
einer Umfangsfläche
eines Elements vorgesehen, welches verbunden an der Nabe befestigt
ist.
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Zusätzlich enthält das zweite
Gleichlaufgelenk ein Antriebselement mit einem zweiten Verzahnungsabschnitt
für einen
Verzahnungseingriff mit dem ersten Verzahnungsabschnitt, welcher
auf einer äußeren Endumfangsfläche davon
vorgesehen ist, und ein innerer Endabschnitt, der als ein Gleichlaufgelenkaußenring
dient, bildet das zweite Gleichlaufgelenk.
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Ferner
spannt sich in einem Zustand, in welchem der erste Verzahnungsabschnitt
und der zweite Verzahnungsabschnitt miteinander verbunden sind, der
Einschnappring zwischen einen ersten Eingriffsabschnitt, welcher
auf der Nabe oder einem Teil des Umfangs eines verbunden an der
Nabe befestigten Elements vorgesehen ist, und einen zweiten Eingriffsabschnitt,
der auf einer Umfangsfläche
des Außenendes
des Antriebselements vorgesehen ist, wodurch das Abtrennen der Verbindung
zwischen dem ersten Verzahnungsabschnitt und dem zweiten Verzahnungsabschnitt
verhindert wird.
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Ferner
sind von der Außenumfangsfläche der
Nabe zumindest der erste Innenring-Laufbahnabschnitt und der Stufenflächenabschnitt,
der an dem innersten Ende des Stufenabschnitts mit kleinem Durchmesser
vorliegt, der an der Außenendfläche des
Innenrings anliegt, abschreckgehärtet.
Ferner ist zumindest ein Abschnitt der Innenumfangsfläche der Nabe,
der auf der Innendurchmesserseite des Abschnitts positioniert ist,
welche abschreckgehärtet
ist, entsprechend dem Stufenabschnitt kleinen Durchmessers, und
der Abschnitt zum Ausbilden des gequetschten Abschnitts nicht abschreckgehärtet. Ferner
ist zumindest ein Abschnitt der Umfangsfläche von zumindest einem, Nabe
oder ein an der Nabe verbunde nes befestigtes Element, und das Antriebselement,
welches mit der Eingriffsnut ausgebildet ist, um als der erste Verbindungsabschnitt
oder der zweite Verbindungsabschnitt zu dienen, nicht abschreckgehärtet. Zusätzlich sind
von der Innenumfangsfläche
des Außenrings
für ein
Gleichlaufgelenk, zumindest der äußere Eingriffsnutabschnitt
und der Käfigführungsflächenabschnitt,
der zwischen jedem der in Umfangsrichtung benachbarten äußeren Eingriffsnutenpaaren
vorliegt, abschreckgehärtet.
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Gemäß der Radantriebseinheit
der vorliegenden Erfindung, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut
ist, kann, weil die Eigenschaften jedes Bestandelements derart sein
können,
optimal der auf jedes Element ausgeübten Spannung zu entsprechen, die
Haltbarkeit hinreichend sichergestellt werden.
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Zunächst wird
von der Außenumfangsfläche der
Nabe, weil der erste Innenring-Laufbahnabschnitt nicht
abschreckgehärtet
ist, die Wälzlebensdauer dieses
ersten Innenring-Laufbahnabschnitts verbessert. Ferner kann, weil
der Stufenflächenabschnitt, der
an dem innersten Ende des Stufenabschnitts mit kleinem Durchmesser
vorliegt, abschreckgehärtet
ist, die Schubbelastung, welche diesen Stufenflächenabschnitt aufnimmt, hinreichend
groß vorgesehen
werden. Demgemäß liegt
dann, wenn der gequetschte Abschnitt auf dem inneren Endabschnitt
der Nabe in einem Zustand ausgebildet wird, in welchem die Außenendfläche des
Innenrings, welche an dem Stufenflächenabschnitt anliegt, so dass
der Innenring an der Nabe befestigt wird, keine plastische Deformation
des Stufenflächenabschnitts
vor. Im Ergebnis kann durch Klemmen des Innenrings mit dem gequetschten
Abschnitt eine zweckmäßige Vorspannung
auf jedes Wälzelement
ausgeübt
werden.
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Ferner
ist zumindest ein Teil der Innenumfangsfläche der Nabe, der auf der Innendurchmesserseite
des abschreckgehärteten
Abschnitts entsprechend dem Stufenabschnitt kleinen Durchmessers
positioniert ist, nicht abschreckgehärtet, und daher durchdringt
kein abschreckgehärteter
Abschnitt von der Innenumfangsfläche
der Nabe zu der Außenumfangsfläche derselben.
Daher wird das Vorliegen eines teilweise spröden Abschnitts in der Nabe
verhindert. Daher kann eine Be schädigung, wie Bruch, welcher
in der Nabe während
des Vorgangs des Abschreckhärtens
der Nabe auftritt, oder Senken der Stoßfestigkeit der Nabe verhindert
werden.
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Darüber hinaus
tritt, da der Abschnitt der Nabe, welcher zu quetschen ist, nicht
abschreckgehärtet
wird, beim Ausbilden des gequetschten Abschnitts zum verbindenden
Befestigen des Innenrings an der Nabe eine Beschädigung wie Bruch an dem gequetschten
Abschnitt nicht auf, und ein gequetschter Abschnitt hoher Qualität kann somit
ausgebildet werden. Ferner wird an einem Abschnitt der Umfangsfläche von
zumindest einem, Nabe oder ein mit der Nabe verbindend befestigtem
Element, und dem Antriebselement, welches mit der Eingriffsnut ausgebildet
ist, welcher der erste Verbindungsabschnitt oder der zweite Verbindungsabschnitt
ist, nicht abschreckgehärtet.
Daher tritt keine Beschädigung
wie Bruch infolge der Wärmebehandlung
in dem Abschnitt auf, in welchem die vorstehend genannte Eingriffsnut
ausgebildet wird, und in welchem leicht Verzug bei Wärmebehandlung
auftreten kann.
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Ferner
wird von der Innenumfangsfläche
des Außenrings
für ein
Gleichlaufgelenk die Wälzlebensdauer
des äußeren Eingriffsnutabschnitts
mit dem Abschreckhärten
des äußeren Eingriffsnutabschnitts verbessert.
Ferner kann von der Innenumfangsfläche des Außenrings für ein Gleichlaufgelenk, da
der Käfigführungsabschnitt
zwischen den umfangsmäßig benachbarten äußeren Eingriffsnutpaaren
abschreckgehärtet
wird, die Verschleißbeständigkeit und
Fressbeständigkeit
des Käfigführungsflächenabschnitts,
welcher die Außenumfangsfläche des Gleichlaufgelenk
bildenden Käfigs
reibend berührt, verbessert
werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen weiter erläutert.
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Die 1 bis 3 zeigen
ein erstes Beispiel einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung entsprechend den Ansprüchen der
Erfindung. Ein Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist der Punkt,
dass mit einer Bauweise, welche einfache Ver bindung einer Wälzlagereinheit 1c zum
Tragen eines Rads, die eine Antriebseinheit für ein Fahrzeugrad bildet, an
einem Gleichlaufgelenk 2c, das ein in den Ansprüchen beschriebenes
zweites Gleichlaufgelenk ist, ermöglicht, die Zuverlässigkeit
und Haltbarkeit der Wälzlagereinheit 1c zum
Tragen eines Rads und des Gleichlaufgelenks 2c sichergestellt wird.
Teil der grundlegenden Bauweise einer Lagereinheit für den Radantrieb,
die durch Kombinieren der Wälzlagereinheit 1c zum
Tragen eines Rads und des Gleichlaufgelenks 2c ausgebildet
ist, weist viele Abschnitte gemeinsam zu einigen der herkömmlichen
Bauweisen auf, die in 6 bis 8 gezeigt sind.
Daher werden äquivalente
Abschnitte durch gleiche Bezugssymbole bezeichnet, und eine wiederholte
Erläuterung
wird weggelassen oder kurz gefasst. Nachfolgend ist eine Beschreibung,
die sich zentral auf die Punkte richtet, welche zwischen den kennzeichnenden
Abschnitten der vorliegenden Erfindung und denen der vorstehend
genannten herkömmlichen
Bauweise unterscheiden.
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Eine
Nabe 5b, die die Wälzlagereinheit 1c zum
Tragen eines Rads bildet, wird durch Heißschmieden eines Materials
wie S53CG auf eine annähernde
Form vorbereitet, und wird dann zu einer gewünschten Form und zu gewünschten
Eigenschaften verarbeitet, indem sie eine Maschinenbearbeitung,
Induktionshärten,
Schleifen und Super-Endbearbeitung (superfinishing) unterzogen wird.
Von diesen wird hinsichtlich des dem Induktionshärten unterzogenen Teils dies
später
im Detail erläutert,
aber von der Oberfläche
der Nabe 5b ist die Härte
des Abschnitts, welche diesem Induktionshärten unterzogen wird, HRC58~64, und die effektive Dicke der gehärteten Schicht
ist etwa 1,5~3 mm.
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Ein
Innenring 6, welcher mit einer Innenring-Laufbahn 14 auf
einer Außenumfangsfläche davon
ausgebildet ist, wird extern auf einen Stufenabschnitt 13 kleinen
Durchmessers aufgepasst, welcher auf einem Abschnitt nahe des inneren
Endes der Nabe 5b ausgebildet ist, die wie vorstehend genannt
ausgebildet ist. Dieser Innenring 6 wird auf eine annähernde Form
durch Heißschmieden
eines Materials wie SUJ2 bereitgestellt, und dann auf eine gewünschte Form
und gewünschte
Eigenschaften durch Unterziehen einer Maschinenverarbeitung, Tauchabschrecken,
Schleifen und Super-Endbearbeitung verarbeitet. Die Härte ist
HRC60~64. Dann wird, um den wie vorstehend
genannt ausgebildeten Innenring 6 daran zu hindern, von
dem vorstehend genannten Stufenabschnitt 13 kleinen Durchmessers herauszutreten,
ein gequetschter Abschnitt 42a auf dem inneren Endabschnitt
der Nabe 5b ausgebildet. Das heißt, nachdem der Innenring 6 extern
auf den Stufenabschnitt 13 kleinen Durchmessers aufgepasst
wurde, wird der Abschnitt an dem inneren Ende der Nabe 5b,
welcher von der inneren Endfläche
dieses Innenrings 6 herausragt, radial auswärts plastisch
deformiert, um den gequetschten Abschnitt 42a auszubilden,
und die innere Endfläche
des Innenrings 6 wird somit durch diesen gequetschten Abschnitt 42a zurückgehalten.
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Darüber hinaus
ist eine eingreifende Nut 47 entsprechend dem zweiten Verbindungsabschnitt, der
in den Ansprüchen
beschrieben ist, um den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche bei
dem äußeren Ende
der Verzahnungswelle 18 ausgebildet, welche das Antriebselement 19b bildet,
das in das Gleichlaufgelenk 2c eingebaut ist. Das Antriebselement 19b,
das die Verzahnungswelle 18 enthält, wird auf eine annähernde Form
durch Heißschmieden
eines Materials wie S55CG vorbereitet, und wird dann auf eine gewünschte Form
und gewünschte
Eigenschaften verarbeitet, indem es einer Maschinenbearbeitung,
Induktionshärten,
Schleifen und Super-Endbearbeitung unterzogen wird. Von diesen wird
hinsichtlich des dem Induktionshärten
unterzogenen Teils dies später
im Detail erläutert,
aber von dem Antriebselement 19b beträgt die Oberflächenhärte des diesem
Induktionshärten
unterzogenen Abschnitts HRC58~64. Hinsichtlich
der effektiven Dicke der gehärteten
Schicht unterscheidet sich dies in Abhängigkeit von dem Ort, aber
sie ist etwa 2~7,5 mm. Beispielsweise ist hinsichtlich des inneren
Umfangsflächenabschnitts
des äußeren Rings 17 für ein Gleichlaufgelenk,
da dieses nach dem Abschreckhärten
einem Schleifen unterzogen wird, die Dicke etwa 2~4 mm. Andererseits
wird der Außenumfangsflächenabschnitt
der Verzahnungswelle 18 nicht einem Schleifen unterzogen
und hat daher eine Dicke von etwa 5~7,5 mm.
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In
dem Zustand, in welchem die Verzahnungswelle 18 in die
Verzahnungsbohrung 15 eingesetzt ist, welche in der Mitte
der Nabe 5b vorgesehen ist, um so eine La gereinheit 13c für Radantrieb
zu bilden, steht die Hälfte
auf der Seite des Außendurchmessers
eines Einschnapprings 31b mit dem eingreifenden Stufenabschnitt 32a in
Eingriff, welcher dem ersten Eingriffsabschnitt entspricht, der
in den Ansprüchen
beschrieben ist, auf einem Abschnitt der inneren Umfangsfläche nahe
des äußeren Endes
der Nabe 5b ausgebildet ist, während die Hälfte auf der Seite des Innendurchmessers
desselben stoppend in der eingreifenden Nut 47 in Eingriff
steht, wodurch verhindert wird, dass die Verzahnungswelle 18 aus der
Verzahnungsbohrung 15 heraustritt. Der Einschnappring 31b wird
durch Biegen in eine Halbkreis-Ringform aus einem Material mit einem
kreisförmigen
Querschnitt, wie SWPA und SWPB ausgebildet, und in einem freien
Zustand weist dieser Elastizität
in Richtung zur Expandierung des Durchmessers auf. Ferner ist die
Härte HRC48~54.
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Die
Dimensionen dieses Einschnapprings 31b sind, wie vorstehend
erwähnt,
durch Konstruktion so festgelegt, dass eine erlaubte Spannung nicht überstiegen
wird, wenn dieser durch die Verzahnungsbohrung 15 hindurchgeführt wird,
um die Lagereinheit 3c für Radantrieb zusammenzusetzen,
und während
der Verwendung. In diesem Fall kann, wenn das Verzahnungsmodul befestigt
ist, der Durchmesser des Querschnitts des Einschnapprings 31b erhöht werden,
sowie der Teilkreisdurchmesser der Verzahnung vergrößert wird.
Beispielsweise wird bei allgemeiner Verwendung, in dem Fall, in
welchem ein involviertes Zahnprofil, wobei das Modul 1 ist
und der Druckwinkel 45° ist,
betrachtet wird, dann, wenn der Teilkreisdurchmesser 24 mm ist,
der Durchmesser des Querschnitts 1,4 mm vorgesehen. Ähnlich wird dann,
wenn der Teilkreisdurchmesser 30 mm ist, der Durchmesser des Querschnitts
zu 1,7 mm vorgesehen. Darüber
hinaus ist, ebenso hinsichtlich der Größen des Anbringungsabschnitts
für den
Einschnappring 31b, dieser durch Konstruktion dahingehend festgelegt,
dem Durchmesser des Querschnitts des Einschnapprings 31b zu
entsprechen. 3 zeigt ein Beispiel der Dimensionen
des Anbringungsabschnitts für
den Fall, in welchem der Durchmesser des Querschnitts 1,7 mm ist.
In dem Fall, in welchem der Teilkreisdurchmesser 30 mm ist, ist
der Durchmesser des Querschnitts nicht auf 1,7 mm beschränkt, und
kann innerhalb eines Bereichs von beispielsweise 1,7~2,5 mm zweckmäßig gewählt werden.
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Ferner
ist in der mittleren Bohrung der Nabe 5b der Teil, welcher
der äußeren Endöffnung näher ist
als der eingreifende Stufenabschnitt 32a, ohne innere Verzahnungszähne und
mit einer einfachen zylindrischen Oberfläche ausgebildet. Das heißt, die mittlere
Bohrung der Nabe 5b ist in die Verzahnungsbohrung 15 und
eine einfache kreisförmige
Bohrung 48 mit einem größeren Durchmesser
als die Verzahnungsbohrung 15 unterteilt, wobei der eingreifende Stufenabschnitt 32a als
eine Grenze dazwischen liegt. Darüber hinaus wird der Einschnappring 31b in die
Eingriffsnut 47 vor dem Einsetzen der Verzahnungswelle 18 in
die Verzahnungsbohrung 15 eingepasst. Wenn die Verzahnungswelle 18 in
die Verzahnungsbohrung 15 eingesetzt wird, tritt der Einschnappring 31b durch
die Verzahnungsbohrung 15 mit elastisch kontrahiertem Durchmesser.
Dann wird in dem Zustand, in welchem der Einschnappring 31b mit
dem eingreifenden Stufenabschnitt 32a zusammenpasst, der
Durchmesser desselben elastisch wieder hergestellt, und ähnlich zu
vorstehendem, wird der Einschnappring 31b zwischen den
eingreifenden Stufenabschnitt 32a und die eingreifende
Nut 47 gespannt.
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Darüber hinaus
wird ein Öffnungsabschnitt auf
der äußeren Endseite
der mittleren Bohrung der Nabe 5b durch eine Kappe 49 bedeckt.
Andererseits ist ein Abdichtring 51 an einer Außenumfangsfläche einer
Schulter 50 aufgepasst, welche auf einem Basisende des
Außenrings 16b für ein Gleichlaufgelenk ausgebildet
ist, das das Antriebselement 19b bildet. Dieser Dichtring 51 wird
in einem extern an der Schulter 50 befestigten Zustand
elastisch zwischen der inneren Fläche des gequetschten Abschnitts 42a und
der äußeren Fläche des
Außenrings 16b für ein Gleichlaufgelenk
komprimiert, wodurch ein Spalt zwischen dem gequetschten Abschnitt 42a und
dem Außenring 16b für ein Gleichlaufgelenk
abgeschlossen wird.
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Auf
diese Weise wird, in dem in der Figur gezeigten Fall, Fremdkörper wie
Schmutzwasser am Eintritt in den Verzahnungseingriffsabschnitt 52 zwischen
der Verzahnungswelle 18 und der Verzahnungsbohrung 15 durch
die Kappe 49 und den Dichtring 51 gehindert, wodurch
somit ein Rosten des Verzahnungseingriffsabschnitts 52 verhindert
wird. Ferner weisen in dem in der Figur gezeigten Beispiel die Außenfläche der
Schulter 50 und der Teil nahe des Innendurchmessers der
Innenfläche
des gequetschten Abschnitts 42a über den Spalt 53 aufeinander.
In dem Fall, in welchem eine große Schublast zwischen der Nabe 5b und
dem Antriebselement 19b in einer Richtung, in welcher ein
Annähern
der Nabe 5b und des Außenrings 16b für das Gleichlaufgelenk veranlasst
wird, ausgeübt
wird, verschwindet der Spalt 53 und die Außenfläche der
Schulter 50 und der Teil nahe des Innendurchmessers der
Innenfläche des
gequetschten Abschnitts 42a werden miteinander zur Anlage
gebracht. In diesem Zustand können die
Nabe 5b und der Außenring 16b für das Gleichlaufgelenk
nicht weiter zusammen kommen. Daher wird die Größe des Spalts 53 zweckmäßig eingeschränkt, so
dass selbst bei großer
Schubbelastung der Dichtungsring 51 nicht übermäßig komprimiert wird.
Ein Vorbehalt ist, dass das Aufeinandertreffen der Dichtungslippe
des Dichtungsrings 51 in einem Zustand, in welchem die
Größe 53 maximal
ist, größer als
die Setzgröße des Dichtungsrings 51 bei
der Verwendung über
eine lange Zeitperiode ist. Der Grund hierfür ist, den elastischen Kompressionszustand
des Dichtungsrings 51 zwischen der Innenfläche des
gequetschten Abschnitts 42a und der äußeren Endfläche des Außenrings 16b für das Gleichlaufgelenk
selbst in dem Fall aufrechtzuerhalten, in welchem der Dichtungsring 51 sich
gesetzt hat.
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Von
der Lagereinheit 3c für
Radantrieb, welche wie vorstehend genannt aufgebaut ist, ist der durch
Gitterschraffur in 2 gezeigte Abschnitt auf einem
Teil der Oberfläche
der Nabe 5b und dem Antriebselement 19b durch
Induktionsabschreckhärten abschreckgehärtet. Zunächst wird
von der äußeren Umfangsfläche der
Nabe 5b der zwischenliegende Abschnitt mit Ausnahme der
axial gegenüber
liegenden Enden abschreckgehärtet.
Hinsichtlich des abschreckgehärteten
Abschnitts bezüglich
der Außenumfangsfläche dieser
Nabe 5b, von außen
beschreibend, wird der Basisendabschnitt des zweiten Flansches 11 zum
Tragen des Rads auf dieser Nabe 5b abschreckgehärtet. Dieser
Abschnitt wird gehärtet, um
die Biegefestigkeit des zweiten Flansches 11 zu verbessern,
und so, dass der zweite Flansch 11 sich nicht biegend deformiert,
trotz des von dem Fahrzeugrad bei der Fahrt ausgeübten Moments,
und gleichzeitig, um Verschleiß zu
unterdrücken,
welcher Gleiten einer Dichtungslippe als Bestandteil eines Dichtungsrings 54 begleitet,
welcher an dem äußeren Ende
eines Außenrings 4 befestigt
ist.
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Als
nächstes
werden die Abschnitte einer ersten Innenringlaufbahn 12 und
einer stufigen Oberfläche 46,
die an dem innersten Ende des Stufenabschnitts 13 kleinen
Durchmessers vorliegt und gegen die äußere Endfläche des Innenrings 6 anliegt,
abschreckgehärtet.
Der Abschnitt der ersten Innenringlaufbahn 12 wird abschreckgehärtet, um
die Wälzlebensdauer
des Abschnitts der ersten Innenringlaufbahn 12 zu verbessern.
Ferner wird der Abschnitt der gestuften Oberfläche 46, die an dem
innersten Ende des Stufenabschnitts 13 kleinen Durchmessers
vorliegt, abschreckgehärtet,
um die Schubbelastung, welche dieser Abschnitt der gestuften Oberfläche 46 aufnehmen
kann, hinreichend zu vergrößern. Demzufolge
kann in dem Zustand, in welchem die Außenendfläche des Innenrings 6 gegen
die gestufte Oberfläche 46 anliegt,
wenn der gequetschte Abschnitt 42a auf dem inneren Ende
der Nabe 5b ausgebildet ist, um den Innenring 6 an
der Nabe 5 zu befestigen, der Abschnitt der gestuften Fläche 46 nicht plastisch
deformiert werden. Im Ergebnis wird eine zweckmäßige Vorspannung auf jedes
Wälzelement 7 durch
das Klemmen des Innenrings 6 mit bzw. an dem gequetschten
Abschnitt 42a ausgeübt.
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Ferner
wird auf der Innenumfangsfläche
der Nabe 5b der Eingriffsstufenabschnitt 32a und
der Abschnitt nahe des Eingriffsstufenabschnitts 32a durch Induktionsabschreckhärten gehärtet. Das
Induktionsabschreckhärten
dieser Abschnitte wird durchgeführt,
um plastische Deformation in dem Fall zu verhindern, in welchem
der Eingriffsstufenabschnitt 32a stark durch den Einschnappring 31b gepresst
wird, und zuverlässig
den Eingriff zwischen dem Eingriffsstufenabschnitt 32a und
dem Einschnappring 31b daran zu hindern, voneinander getrennt
zu werden. In dem Fall des vorliegenden Beispiels werden, da der
Eingriffsstufenabschnitt 32a und der Stufenabschnitt 13 kleinen
Durchmessers voneinander getrennt sind, die abschreckgehärtete Schicht
des Abschnitts des Eingriffsstufenabschnitts 32a und die
abschreckgehärtete
Schicht des Abschnitts der gestuften Fläche 46 nicht mit einander
verbunden. Demzufolge dringt die abschreckgehärtete Schicht nicht durch sowohl
die innere als auch die äußere Umfangsfläche der
Nabe 5b. Deshalb kann die Stoßbeständigkeit (Festigkeit) der Nabe 5b sichergestellt werden.
Andererseits besteht in dem Fall, in welchem der Eingriffsstufenabschnitt,
der auf der inneren Umfangsfläche
der Nabe vorgesehen ist, und der gestuften Fläche, die auf der Außenumfangsfläche vorgesehen
ist, benachbart zueinander sind, wenn die abschreckgehärtete Schicht
in dem Eingriffsstufenabschnitt ausgebildet ist, die Möglichkeit,
dass die abschreckgehärtete
Schicht durch sowohl die innere als auch die äußere Umfangsfläche der
Nabe hindurchdringt. In einem solchen Fall wird es schwierig, die Stoßwiderstandsfähigkeit
der Nabe sicherzustellen. Daher wird keine abschreckgehärtete Schicht
in dem Eingriffsstufenabschnitt ausgebildet (es wird kein Abschreckhärten durchgeführt).
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Ferner
wird mit Blick auf das Antriebselement 19b die Außenumfangsfläche von
dem Basisende zu dem mittleren Abschnitt der Verzahnungswelle 18 abschreckgehärtet. Ferner
wird in dem in der Figur gezeigten Beispiel ein Abschnitt der äußeren Endfläche, die
gegen die innendurchmesserseitige Hälfte des Dichtungsrings 51 des
Außenrings 16b für das Gleichlaufgelenk
anliegt, ebenso abschreckgehärtet.
Von diesen wird das Basisende der Verzahnungswelle 18 abschreckgehärtet, um
die Dauerfestigkeit dieses Basisendes bezüglich des Biegemoments sicherzustellen,
welches wiederholt auf die Verzahnungswelle 18 bei der
Fahrt ausgeübt
wird. Ferner wird der mittlere Abschnitt der Verzahnungswelle 18 abschreckgehärtet, um
plastische Deformation und Verschleiß eines Außenverzahnungsabschnitts 29 zu
unterdrücken,
welcher auf der Außenumfangsfläche der
Verzahnungswelle 18 ausgebildet ist. Darüber hinaus
wird die Außenendfläche des
Außenrings 16b für das Gleichlaufgelenk
abschreckgehärtet,
um Deformation der Lagerfläche
des Dichtungsrings 51 zu unterdrücken, und um die Dichtungsleistung
infolge des Dichtungsrings 51 sicherzustellen. Ferner wird
in dem in der Figur gezeigten Beispiel, da der Außenendabschnitt
des Außenrings 16b für das Gleichlaufgelenk
hergestellt wird, um den Außenring 16b für das Gleichlaufgelenk
zu erleichtern, dieser Abschnitt ebenso zur Aufrechterhaltung der
Festigkeit dieses Abschnitts abschreckgehärtet.
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Darüber hinaus
werden von der Innenumfangsfläche
des Außenrings 16b für das Gleichlaufgelenk
die Abschnitte von jeder Außeneingriffsnut 20 und
der Käfigführungsfläche 25,
welche zwischen jedem Paar der in Umfangsrichtung benachbarten äußeren Eingriffsnuten 20 vorliegen,
abschreckgehärtet.
Von diesen wird der Abschnitt der äußeren Eingriffsnut 20 abschreckgehärtet, um
die Wälzlebensdauer
des Abschnitts von der äußeren Eingriffsnut 20 zu
verbessern. Ferner wird der Abschnitt der Käfigführungsfläche 25 abschreckgehärtet, um
die Verschleißbeständigkeit
und die Freßbeständigkeit
des Abschnitts der Käfigführungsfläche 25 zu
verbessern, welche in reibendem Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche des
Käfigs 24 tritt,
welche Bestandteil des Gleichlaufgelenks 2c ist. Demzufolge
ist der Abschnitt der Innenumfangsfläche des Außenrings 16b für das Gleichlaufgelenk,
wo die äußeren Eingriffsnuten 20 und
die Käfigführungsflächen 25 ausgebildet sind,
um den gesamten Umfang herum abschreckgehärtet.
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Andererseits
wird die innere Umfangsfläche der
Nabe 5b mit Ausnahme des dem Eingriffsstufenabschnitt 32a entsprechenden
Abschnitt nicht abschreckgehärtet.
Insbesondere wird der Abschnitt, welcher auf der Innendurchmesserseite
des abschreckgehärteten
Abschnitts, welcher dem Stufenabschnitt 13 kleinen Durchmessers
entspricht, nicht abschreckgehärtet.
Auf diese Weise dringt, da der auf der Innendurchmesserseite des
abschreckgehärteten
Abschnitts positioniert ist, der dem Stufenabschnitt 13 kleinen
Durchmessers entspricht, nicht abschreckgehärtet ist, der abschreckgehärtete Abschnitt
nicht von der Innenumfangsfläche
der Nabe 5b zu der Außenumfangsfläche derselben
hindurch. Das heißt,
da der Abstand zwischen dem abschreckgehärteten Abschnitt, der dem Stufenabschnitt
kleinen Durchmessers entspricht, und der Innenumfangsfläche der
Nabe 5b klein ist (der relevante Abschnitt dünn ist)
kann, falls die Innendurchmesserseite dieses Abschnitts abschreckgehärtet wird,
die abschreckgehärtete
Schicht an diesem Abschnitt von der Innenumfangsfläche der
Nabe 5b zu der Außenumfangsfläche derselben
hindurchdringen. Die abschreckgehärtete Schicht ist, obwohl sie
schwer zu deformieren ist, spröde
bei niedriger Festigkeit, und wird infolge von Schlagbelastung leicht
gebrochen. Daher ist es nicht erwünscht, dass die abschreckgehär tete Schicht
durch die inneren und äußeren Umfangsflächen der
Nabe 5b hindurchdringen. Andererseits wird in dem Fall
der Nabe 5b, welche die Radantriebseinheit der vorliegenden
Erfindung bildet, das teilweise Vorliegen von spröden Abschnitten
behindert, so dass es möglich
ist, das Auftreten von Beschädigung
wie Bruch in der Nabe 5b oder ein Abfallen der Schlagwiderstandsfähigkeit
der Nabe 5b, welche der Abschreckhärtvorgang für die Nabe 5b mit
sich bringt, zu verhindern.
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Ferner
wird bezüglich
dieser Nabe 5b weder der Abschnitt zum Ausbilden des gequetschten
Abschnitts 42a, das heißt der auf dem inneren Ende
der Nabe 5b ausgebildete zylindrische Abschnitt, noch der
Abschnitt an dem Vorderende (dem äußeren Ende) der Verzahnungswelle 18,
wo die Eingriffsnut 47 ausgebildet wird, abschreckgehärtet. Von
diesen wird der zylindrische Abschnitt zum Ausbilden des gequetschten
Abschnitts 42a nicht abschreckgehärtet, sondern wird so belassen
wie er ist, um so einen gequetschten Abschnitt 42a hoher
Qualität
ohne das Auftreten von Beschädigung
wie Bruch in dem gequetschten Abschnitt 42a auszubilden,
wenn der gequetschte Abschnitt 42a ausgebildet wird, um
den Innenring 6 an der Nabe 5b verbindend zu befestigen. Ferner
wird der Abschnitt an dem Vorderende der Verzahnungswelle 18,
in welcher die Eingriffsnut 47 ausgebildet wird, nicht
abschreckgehärtet,
sondern wird belassen wie er ist, um so Beschädigung wie Brüche zu verhindern,
welche sich aus kleinen Einkerbungen infolge der Wärmebehandlung
entwickeln.
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Die
Radantriebseinheit des vorliegenden Beispiels wird durch Kombinieren
der Lagereinheit 3c für
Radantrieb, die wie vorstehend erwähnt aufgebaut ist, mit einer
Antriebswelle 28, wie sie in 1 gezeigt
ist, und einem Gleichlaufgelenk 33 vom Dreibeintyp, welches
das erste Gleichlaufgelenk darstellt, welches in den Ansprüchen beschrieben
ist. Das heißt,
ein Außenverzahnungsabschnitt 29,
der auf dem äußeren Ende
der Antriebswelle 28 mit der zweiten Verzahnungsbohrung 21 in
Verzahnungseingriff steht, welche bei der Mitte des Innenrings 17 für das Gleichlaufgelenk
vorgesehen ist, welches die Lagereinheit 3c für Radantrieb
bildet. Dann wird der Einschnappring 37, der in der Eingriffsnut 30 stoppend
im Eingriff steht, die um den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche des äußeren Endes
des Außenverzahnungsabschnitts 29 ausgebildet
ist, mit dem Eingriffsstufenabschnitt 32 verbunden, der
auf dem Öffnungswulstrand
an dem äußeren Ende
der zweiten Verzahnungsbohrung 21 ausgebildet ist, wodurch
der Außenverzahnungsabschnitt 29 daran
gehindert wird, aus der zweiten Verzahnungsbohrung 21 herauszutreten.
Darüber
hinaus ist das innere Ende der Antriebswelle 28 verbindend
an der Mitte des Drehzapfens 34 des Gleichlaufgelenks 33 befestigt,
welches auf der Abtriebswelle des Differentialgetriebes vorgesehen
ist.
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Das
heißt,
das innere Ende der Antriebswelle 28 ist an der Mitte des
Drehzapfens 34 das Gleichlaufgelenk 33 bildend
verbunden, das auf dem Ende der Ausgangswelle des Differentialgetriebes
(in den Figuren nicht gezeigt) vorgesehen ist. Ferner sind ein Paar
von Manschetten 56a und 56b zur Verhinderung von
Fettleckagen und zur Verhinderung des Eintritts von Fremdkörpern jeweils
zwischen den Außenumfangsflächen an
dem zwischenliegenden Abschnitt der Antriebswelle 28 und
der Umfangsfläche an
dem äußeren Ende
des Gehäuses 55,
das ein Bestandteil des Gleichlaufgelenks 33 ist, und der
Umfangsfläche
bei dem inneren Ende des Außenrings 16b für das Gleichlaufgelenk
befestigt. Jede dieser Manschetten 56a und 56b ist
in einer insgesamt zylindrischen Form ausgebildet, wobei der zwischenliegende
Abschnitt in Faltenbalgform ausgebildet ist.
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Gemäß der Radantriebseinheit
der vorliegenden Erfindung, die wie vorstehend genannt aufgebaut
ist, wird eine Verbindung zwischen der Wälzlagereinheit 1c zum
Tragen eines Rads und dem Gleichlaufgelenk 2c, welches
die Radantriebslagereinheit 3c bildet, durch den Einschnappring 31b ausgeführt. Daher
wird die Vereinfachung des Zusammenbauvorgangs in ähnlicher
Weise zu dem Fall des vorstehend genannten zweiten Beispiels des
herkömmlichen
Aufbaus ausgeführt,
die in 7 gezeigt ist. Jedoch kann gemäß der Radantriebseinheit der vorliegenden
Erfindung, da wie vorstehend erwähnt jedes
Bestandselement der Lagereinheit 3c für Radantrieb für optimale
Eigenschaften reguliert wird, die Haltbarkeit der Lagereinheit 3c für Radantrieb
sichergestellt werden.
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Als
nächstes
zeigt 4 ein zweites Beispiel einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In dem Fall dieses Beispiels ist eine
radial weit gestufte Fläche 57 auf
einem Öffnungswulstrand
an dem äußeren Ende
einer Verzahnungsbohrung 15 an einem zwischenliegenden
Teil einer Nabe 5c ausgebildet, welche eine Radantriebseinheit 3d bildet.
Diese gestufte Oberfläche 57 entspricht
dem ersten Eingriffsabschnitt, der in den Ansprüchen beschrieben ist. Darüber hinaus
ist ein Einschnappring 3c dahingehend vorgesehen, den inneren
Umfang stoppend in einer Eingriffsnut 47 eingreifen zu
lassen, welcher der zweite Eingriffsabschnitt ist, der in einem
Vorderende einer Verzahnungswelle 18 ausgebildet ist, und
die Hälfte
auf der Seite des Außendurchmessers des
Einschnapprings 3c tritt in Eingriff mit der gestuften
Fläche 57,
wodurch die Verzahnungswelle 18 daran gehindert wird, aus
der Verzahnungsbohrung 15 herauszutreten.
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In
dem Fall des vorliegenden Beispiels wird ein radial weiter Ring
in einer halbkreisförmigen
Ringform mit einem diskontinuierlichen Abschnitt, der an einem Umfangsort
angeordnet ist, für
den Einschnappring 31c verwendet. Daher ist die Kontaktfläche des
Einschnapprings 31c und der gestuften Fläche 57 groß, so dass
der Kontaktflächendruck
reduziert werden kann. Demzufolge kann im Fall des vorliegenden
Beispiels, selbst wenn diese gestufte Oberfläche 57 nicht speziell
abschreckgehärtet
ist, plastische Deformation der gestuften Fläche 57 verhindert
werden. Die Bauweise und der Betrieb von anderen Teilen ist im Wesentlichen
die- bzw. derselbe wie in dem Fall des ersten Beispiels.
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Als
nächstes
zeigt 5 ein drittes Beispiel einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Dieses Beispiel zeigt den Fall, in welchem
die vorliegende Erfindung auf die Bauweise des dritten Beispiels
der herkömmlichen
Bauweise angewandt wird, die in 8 gezeigt
ist. Ein Außenring 16c für ein Gleichlaufgelenk,
welches ein Gleichlaufgelenk 2d bildet und dem Antriebselement
entspricht, das in den Ansprüchen
beschrieben ist, wird an einem inneren Ende einer hohlen Nabe 5d angeschlossen,
welche ein Bestandteil einer Lagereinheit 3e für Radantrieb
ist, dies über
einen Abstandshalter 38a, welcher als ein Verbindungselement
dient. Von den inneren und äußeren Umfangsflächen des
Abstandshalters 38a wird die innere Umfangsfläche, welche
mit einem Innenverzahnungsabschnitt 39 auf der Innendurchmesserseite
ausgebildet ist, entlang der gesamten Axiallänge abschreckgehärtet, und
die Außenumfangsfläche, welche
mit einem Außenverzahnungsabschnitt 40 auf
der Außendurchmesserseite
ausgebildet ist, die dem ersten Verzahnungsabschnitt entspricht,
der in den Ansprüchen
beschrieben ist, wird mit Ausnahme einer inneren Eingriffsnut 44,
die dem ersten Eingriffsabschnitt entspricht, der in den Ansprüchen beschrieben
ist, abschreckgehärtet.
Ferner ist der Innenverzahnungsabschnitt 43 auf der Außendurchmesserseite,
der der zweiten Verzahnung entspricht, der auf der Innenumfangsfläche an dem äußeren Ende
des Gleichlaufgelenk-Außenrings 16c entsprechend
dem in den Ansprüchen
beschriebenen Antriebselement ausgebildet ist, mit Ausnahme einer äußeren Eingriffsnut 45 entsprechend
dem zweiten Eingriffsabschnitt ebenso abschreckgehärtet. Hiervon
ist dies hinsichtlich der grundlegenden Bauweise der Lagereinheit 3e für Radantrieb ähnlich zu
dem dritten Beispiel der herkömmlichen
Bauweise, welche in 8 gezeigt ist, und die abschreckgehärteten Abschnitte
und nicht abschreckgehärteten Abschnitte
sind ähnlich
zu den ersten und zweiten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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Im
Falle der Ausführung
der vorliegenden Erfindung können
hinsichtlich der Form von sowohl dem Innenverzahnungsabschnitt als
auch dem Außenverzahnungsabschnitt,
welche zur Durchführung von
Drehmomentübertragung
ausgebildet sind, verschiedenste Formen angepasst werden. Zum Beispiel
können
beide Verzahnungsabschnitte parallele Verzahnungen sein, welche
aus Verzahnungszähnen mit
axial parallelen Seitenflächen
aufgebaut sind, oder können
zulaufende Verzahnungen sein, welche aus Verzahnungszähnen aufgebaut
sind, wobei jeder der Verzahnungszähne Seitenflächen aufweist,
welche geringfügig
in gegenseitig gegenüberliegenden Richtungen
bezüglich
der Axialrichtung abgeschrägt sind.
Darüber
hinaus können
diese verdrehte Verzahnungen sein, wobei nur der Innenverzahnungsabschnitt
eine parallele Verzahnung ist und gegenüberliegende Seitenflächen der
Verzahnungsabschnitte, welche die Außenverzahnung bilden, geringfügig in derselben
Richtung bezüglich
der Axialrichtung abgeschrägt
sind.
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Ferner
kann in dem Fall der Ausführung
der vorliegenden Erfindung die Abschnitte, wie die Eingriffsnut,
die in dem Element ausgebildet ist, welche mit der Außenverzahnung
versehen ist, nicht abschreckgehärtet
ist und belassen werden wie sie sind. Das heißt, alle anderen Teile des
Außenverzahnungsabschnitts,
welche in dem mit dem Außenverzahnungsabschnitt
versehenen Element ausgebildet ist, wird abschreckgehärtet, aber
in jedem Fall werden die Abschnitte wie die Eingriffsnut belassen
wie sie sind. Andererseits ist es hinsichtlich des Innenverzahnungsabschnitts
optional, ob diese abschreckgehärtet
werden oder nicht, und in dem Fall, in welchem diese abschreckgehärtet werden,
kann der Bereich, über
welchen diese abschreckgehärtet
werden, frei gewählt
werden. Darüber
hinaus ist es in diesem Fall möglich,
zweckmäßig auszuwählen, ob
oder ob nicht der Verbindungsanbringungsabschnitt, wie der Eingriffsstufenabschnitt
abschreckgehärtet
wird, welcher auf der Innenumfangsfläche des mit dem Innenverzahnungsabschnitt
versehenen Elements versehen ist, wo Beschädigung wie Bruch infolge von
Wärmebehandlung
sich im Vergleich mit der Eingriffsnut nicht einfach entwickelt.
Zum Beispiel werden in dem Fall, in welchem der gesamte Innenverzahnungsabschnitt
nicht abschreckgehärtet
wird, der Eingriffsstufenabschnitt und dergleichen ebenfalls nicht
abschreckgehärtet.
Ferner kann in dem Fall, in welchem nur der Innenverzahnungsabschnitt
abschreckgehärtet
ist, der Eingriffsstufenabschnitt und dergleichen abschreckgehärtet werden
oder kann nicht abschreckgehärtet
werden. Ferner kann in dem Fall, in welchem die gesamte Innenverzahnung
der Abschreckhärtungsbehandlung
unterzogen wird, der Eingriffstufenabschnitt und dergleichen der
Abschreckhärtungsbehandlung
unterzogen werden, oder nur dieser Eingriffsstufenabschnitt und
dergleichen können
nicht der Abschreckhärtungsbehandlung
unterzogen werden. In jedem Beispiel der Ausführungsformen sind hinsichtlich
des Abschreckhärtens
des Außenrings 4 der
die Wälzlagereinheit
zum Tragen eines Rads bildet, da dies ähnlich dem Fall der herkömmlichen
Bauweise ist, Diagramme und Erläuterungen
der abschreckgehärteten
Abschnitte weggelassen.
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Ferner
kann hinsichtlich der Oberflächenrauhigkeit
von sowohl der Außen-
als auch der Innenverzahnungsabschnitte dies durch Konstruktion
begründet
sein, aber es kann beispielsweise hinsichtlich der Außenverzahnung,
in dem diese mittels eines Walzvorgangs hergestellt wird, die Oberflächenrauhigkeit auf
etwa 3,2 S reguliert werden. Ferner kann hinsichtlich des Innenverzahnungsabschnitts,
in dem diese durch einen Räumvorgang
hergestellt wird, die Oberflächenrauhigkeit
auf etwa Ra 6,3 reguliert werden.
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Anwendbarkeit
für die
Industrie
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Die
vorliegende Erfindung ist wie vorstehend beschrieben aufgebaut und
arbeitet wie vorstehend beschrieben, und ermöglicht somit die Herstellung
einer Radantriebseinheit mit überlegener
Haltbarkeit bei niedrigen Kosten.