JP2582050B2 - 2本のシャフトの接続用カップリング - Google Patents

2本のシャフトの接続用カップリング

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JP2582050B2
JP2582050B2 JP7160164A JP16016495A JP2582050B2 JP 2582050 B2 JP2582050 B2 JP 2582050B2 JP 7160164 A JP7160164 A JP 7160164A JP 16016495 A JP16016495 A JP 16016495A JP 2582050 B2 JP2582050 B2 JP 2582050B2
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マンフレット・ニーダーヒューフナー
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    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/02Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like
    • F16D1/033Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like by clamping together two faces perpendicular to the axis of rotation, e.g. with bolted flanges
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L19/00Joints in which sealing surfaces are pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts
    • F16L19/02Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member
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    • Y10T403/70Interfitted members
    • Y10T403/7026Longitudinally splined or fluted rod
    • Y10T403/7032Longitudinally splined or fluted rod including a means, e.g., spring biased portion, for misalignment correction

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は2本のシャフトを回転ず
れなしに接続するカップリングに関し、継手回転軸と、
2本のシャフトを連係するトルク伝達手段と、前記シャ
フトを互いの端面へ回転軸方向に引いて締めるための緊
締手段とを有しており、前記緊締手段がネジ山によって
回転軸方向に互いに螺合される2つのテンションスリー
ブからなり、テンションスリーブが各シャフトと連係し
かつ軸方向で支持されている接続用カップリングに関す
る。
【0002】
【従来の技術】かかるカップリングは2本のシャフトの
端部が歯付けされるドイツ連邦共和国特許第44081
6号に記載されている。2本のシャフトの端面はテンシ
ョンスリーブにより軸方向に互いに対して引かれて緊締
させられる。
【0003】
【発明が解決すべき課題】端面に歯部を配置するのは高
価である。そのうえ、トルク伝達の間中、歯部はテンシ
ョンスリーブによって吸収されるべき軸方向の力を発生
する。端面において歯部分は互いに接続されるような2
本のシャフトの配列のどのような誤差も防止するような
際立った確度で製造されねばならない。相対的な2本の
シャフトの配列の確度は端部での歯部分に依存する。さ
らに、組立てのためにシャフトが嵌合状態にあるとき常
に利用し得ない一定の軸方向運動を設ける必要がある。
【0004】本発明の目的は、簡単な設計からなりかつ
製造し易く、かくして軸が容易に心出しされ得る2本の
シャフトの接続用カップリングを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は、シャフトが、互いを支持するそれらの端面位置
で、それらの外周から突出しかつ軸方向の所定長さを持
つ肩部を有し、該肩部が、それらの外面にトルク伝達手
段を備え、第1テンションスリーブが、嵌め合わせ結合
によって前記肩部のトルク伝達手段と係合可能でかつネ
ジ山を備えた面からなるトルク伝達手段を備える孔を有
し、第2テンションスリーブが前記第1テンションスリ
ーブの前記ネジ山に整合するネジ山を備えることによっ
て達成される。
【0006】この実施例の利点は、その環領域において
シャフトの外方面に設けられた歯部分が製造し易いとい
うことである。歯部分はブローチ加工、鍛造、圧延等に
より製造され得る。スリーブの輪郭はまた製造し易い。
2本のシャフトは肩部上で摺動されるテンションスリー
ブにより心出しされる。そのうえ、組立てにおいては、
単に短い軸方向距離が必要とされるのみである。
【0007】トルク伝達手段が好ましくはその歯が長手
方向軸に対して平行に延びる歯部分の形で設けられる。
インボリユート歯がとくに適切である。インボリユート
歯はそれらが必要なトルクを伝達するために短い歯長さ
を必要とするだけであるので好都合である。これが、半
径方向においてまたカップリングが小さい理由である。
【0008】心出しは互いに挿入されるとき僅かに堅固
な嵌合を有する歯部分を設けることにより好都合に影響
を及ぼされる。しかも前記僅かに堅固な嵌合はさらに容
易な組立ておよび取り外し作業を許容する。代替的に、
また、多面体の形において肩部上にトルク伝達手段を設
けることができ、テンションスリーブは対応する孔から
なる。
【0009】第1のテンションスリーブに関する限り、
2つの考え得る実施例がある。第1の実施例によれば、
前記第1テンションスリーブが固定リングによって関連
のシャフトに軸方向に固定され、この装置の利点は固定
リングがテンションスリーブの孔内に配置されることで
ある。テンションスリーブは該テンションスリーブの孔
内の歯部分が例えばブローチ加工により製造され得るか
またはテンションスリーブが歯部分からなる冷間押し出
し成形された管の形で設けられ得るためとくに製造し易
い。個々のテンションスリーブは管を特定の長さに切断
することにより得られ、固定リングを受容するための溝
はその後チップ除去機械作業により孔中に製造されかつ
ネジ山はテンションスリーブの外方面に製造される。歯
部分はまた第2テンションスリーブ上に螺合するとき必
要な反対の力が存在するようにスリーブが回転するのを
防止する。
【0010】代替的に、テンションスリーブの少なくと
も1つが環部によって関連のシャフトに軸方向に支持さ
れることができる。かかる実施例によれば、孔内の歯部
分からなる第1テンションスリーブが好ましくは非チッ
プ発生成形作業により製造される。
【0011】支持のために、両方の肩部はそれぞれの環
部をそれに対して載置し得る環状面を備えている。
【0012】とくに好都合な結果はカップリングがシャ
フトによって互いに接続される2つの定速度継手からな
る駆動シャフトの1部分を形成する場合に得られる。シ
ャフトは分割されることができ、その結果、カップリン
グにより互いに接続され得る2つのシャフト部分が存在
し、それにより駆動シャフトが自動車に嵌合された後で
もカップリングの領域においてシャフトを分離して例え
ば修理作業の実施を可能にする。車両に嵌合されたかか
る駆動シャフトによれば、利用し得る空間は非常に僅か
である。例えば、回旋状ブーツが破壊されると、駆動シ
ャフト全体が前記ブーツを交換するために取り除かれね
ばならず、それはまたギヤボックス端において継手が差
動装置から取り外されねばならないことを意味し、そし
てまた車輪端で継手を取り外すことができるように車輪
担体から車輪ベアリングユニットを引き離す必要がある
かも知れない。続いて新たな回旋状ブーツが摺動され得
るように定速度継手の一方からシャフトの少なくとも一
端を分離すべく取り外し作業を実施する必要がある。本
発明によるカップリングにより設けられる分離設備は構
成要素を交換するために実施されねばならない取り外し
および再組立て作業を簡単化する。
【0013】通常定速度継手を有するシャフトはまた突
入設備を設けるので、例えば第1テンションスリーブが
肩部に軸方向に固定されるそれらの場合に、定速度継手
により被覆され得る突入距離を使用することができるか
またはそれに関して別個の摺動部分が、必要とされる短
い組立て距離のために設けられる。
【0014】第1テンションスリーブが再び関連のシャ
フトにおいて環部により支持される実施例の場合に、実
際上2つの肩部の歯部分にテンションスリーブを係合さ
せるための軸方向組立ておよび取り外し通路を設ける必
要がない。第1テンションスリーブは単に取り外される
ことが可能である。この方法において、2本のシャフト
はそれらを相対的に整列するために半径方向に組み立て
られ得る。
【0015】
【実施例】本発明の2つの好適な実施例を図面に略示す
る。図1は駆動シャフト1を示す。該駆動シャフト1は
外方継手部材4、該外方継手部材4のキャビテイ内に配
置された内方継手部材5、およびボール6からなる第1
定速度継手2からなり、ボール6は外方継手部材4の内
方面の周部に分布されたトラック内に受容され、そして
ケージ7内に保持される。外方継手部材4および内方継
手部材5はまた相対的に角度運動を実施することがで
き、そしてトルクは外方継手部材4から内方継手部材5
にかつその逆に伝達され得る。外方継手部材4を駆動ま
たは被動部分、例えば、被動車輪の一方と連係する自動
車の車輪フランジへ接続するために、車輪ハブに挿入さ
れる接続ジャーナル9が設けられる。内方継手部材5は
シャフトジャーナル8に接続される。
【0016】原則として、第2定速度継手3は第1定速
度継手2と同様に設計される。接続のために、例えば自
動車のシャフト差動装置の出力ベベルギヤと接続するの
に役立つジャーナル11が設けられる。2つの定速度継
手2,3間の距離の変化を許容するために、摺動部材1
3が2つの定速度継手2,3の2つの内方部材との間の
接続に一体化される。前記摺動部材13は第2定速度継
手3の内方部材に接続された摺動スリーブ10によりか
つそれと協働するシャフト12により形成され、トルク
伝達ボールはシャフト12と摺動スリーブ10との間の
溝に配置される。前記ボールはシャフト12の回転軸線
を構成する長手方向軸17に対してシャフト12および
摺動スリーブ10の移動を許容する。
【0017】シャフトジャーナル8およびシャフト12
はカップリング14により互いに接続されるシャフトを
構成する。回旋状ブーツ15,16は2つの定速度継手
2,3の内方継手部材5間の接続を形成しかつ2本のシ
ャフト8,12を構成する接続シャフトの定速度継手
2,3を密封する。回旋状ブーツ15,16は定速度継
手2,3および摺動部材13を潤滑するのに必要とされ
る潤滑剤を閉じ込める。例えば、車両の修理作業を行う
ために、駆動シャフト1の取り外しを容易にするため
に、カップリング14の領域において分離が行われる。
【0018】図2に示されるカップリング14の実施例
の場合に、第1シャフト8を構成する図1によるシャフ
トジャーナルがその端部方向に延びる肩部18からな
り、該肩部18はその歯が回転軸線17に対して平行に
延びる歯部分24を備えている。そのうえ、肩部18は
環状面の形の接触面22を形成する。
【0019】第2シャフトは同様に、端面21方向に延
びる肩部19を有し、その外方面がシャフト8の第1肩
部18の歯部分24に対応する歯部分24を備えてい
る。肩部19は環状面の形で設けられたさらに他の接触
面23を形成する。第1テンションスリーブ25は歯部
分26を有する孔28からなる。歯部分26は2つの肩
部18,19の歯部分24に整合しかつ例えばインボリ
ユート歯の形において設けられる。一端で、第1テンシ
ョンスリーブ25は接触面22に対して載置する半径方
向に内方に向けられた環部27からなる。その外方面上
で、第1テンションスリーブ25はネジ山29からな
る。第1テンションスリーブ25は、その歯部分26に
よって、2つの肩部18,19の2組の歯部分24上で
摺動させられる。第2テンションスリーブ30は緊張状
態において肩部19の接触面23に対して支持される半
径方向に内方に延びる環部31からなる。
【0020】第2テンションスリーブ30の孔は第1テ
ンションスリーブ25のネジ山29に整合するネジ山3
2を備えている。第2テンションスリーブは、そのネジ
山32によって、第1テンションスリーブのネジ山29
に螺合され、その結果第1テンションスリーブ25の環
部27が肩部18の接触面22に対して軸方向に載置
し、第2テンションスリーブ30は、その環部31によ
って、肩部19の接触面23に対して載置する。さらに
テンションスリーブ30に螺合するとき、2本のシャフ
ト8,12の端面20,21は互いに軸方向に押圧され
る。
【0021】第2テンションスリーブ30は、レンチに
よって、第1テンションスリーブ25にそれを螺合する
のに必要なトルクを例えば加えることができるようにキ
ー面を備えることができる。しかしながら、この実施例
の場合には、シャフト8が、例えばプラグ差し込み式歯
により、定速度継手の内方継手部材に接続される別個の
構成要素を構成することが必要であり、その結果第1テ
ンションスリーブ25はシャフト8上で摺動され得る。
【0022】図3に示されかつ図1に同様に示されるよ
うなカップリング14の実施例において、第1テンショ
ンスリーブ25は環部を含まない、すなわち歯部分26
を備えた貫通孔28を有する連続スリーブである。その
うえ、第1テンションスリーブ25の孔28はシャフト
8の肩部18の溝34に対応する溝35を備えている。
肩部18の溝34の深さは、第1肩部18の歯部分24
上で、第1テンションスリーブ25を、その歯部分26
によって摺動させるとき、固定リング33は前記溝34
に係合可能であり、そして第1テンションスリーブ25
が固定リング33の外方面を通過し得るようになつてい
る。2つの溝34,35が対応する位置を取るとき、固
定リング33は半径方向に膨張しかつ第1テンションス
リーブ25の溝35に係合し得る。
【0023】第1テンションスリーブ25の外方面は回
旋状ブーツを固定するためのさらに他の受容溝36から
なる。そのうえ、シャフト12の肩部19に向かって、
第1テンションスリーブ25はネジ山29からなる。第
1テンションスリーブ25の歯部分26はシャフト12
の肩部19の歯部分24を少なくとも部分的に被覆す
る。第2テンションスリーブ30は環部31からなりそ
してその孔内で環部31は第1テンションスリーブ25
のネジ山29に整合するネジ山32からなりかつそれに
よって環部31は第1テンションスリーブ25に螺合さ
れる。その環部31によって、第2テンションスリーブ
はシャフト12の接触面23に対して軸方向に載置し、
それにより2本のシャフト8,12を相対的に緊張させ
る。それぞれの軸方向反対力はシャフト8に対して第1
テンションスリーブ25を軸方向に保持する固定リング
33により加えられる。
【0024】本発明の実施態様を以下に要約する。 1. 2本のシャフト(8,12)を回転ずれなしに接
続し、継手回転軸(17)と、2本のシャフト(8,1
2)を連係するトルク伝達手段(24)と、前記シャフ
ト(8,12)を互いの端面へ回転軸方向に引いて締め
るための緊締手段とを有しており、前記緊締手段がネジ
山によって回転軸方向に互いに螺合される2つのテンシ
ョンスリーブ(25,30)からなり、各テンションス
リーブ(25,30)が対応するシャフト(8,12)
と連係しかつ軸方向で支持されている接続用カップリン
グであって、前記シャフト(8,12)が、互いを支持
するそれらの端面(20,21)位置で、それらの外周
から突出しかつ軸方向の所定長さを持つ肩部(18,1
9)を有し、該肩部(18,19)がそれらの外面にト
ルク伝達手段(24)を備え、第1テンションスリーブ
(25)が、嵌め合わせ結合によって前記肩部(18,
19)のトルク伝達手段(24)と係合可能でかつネジ
山(29)を備えた面からなるトルク伝達手段(26)
を備える孔(28)を有し、前記第2テンションスリー
ブ(30)が前記第1テンションスリーブ(25)の前
記ネジ山(29)に整合するネジ山(32)を備えてい
ることを特徴とする2本のシャフトの接続用カップリン
グ。
【0025】2. 前記トルク伝達手段が前記長手方向
軸(17)に対して平行に延びる歯部分(24)の形を
有している上記1に記載の2本のシャフトの接続用カッ
プリング。
【0026】3. 前記歯部分(24)がインボリユー
ト歯形状に成形されるていることを特徴とする請求項2
に記載の2本のシャフトの接続用カップリング。
【0027】4. 前記歯部分(24)が互いに挿入さ
れるとき僅かに堅固な嵌合を特色としている上記2また
は3のいずれかに記載の2本のシャフトの接続用カップ
リング。
【0028】5. 前記第1テンションスリーブ(2
5)が固定リング(33)によって関連のシャフト
(8)に軸方向に固定される上記1ないし4のいずれか
に記載の2本のシャフトの接続用カップリング。
【0029】6. 前記テンションスリーブ(25,3
0)の少なくとも1つがカラー(27,31)によって
関連のシャフト(8,12)に軸方向に支持される上記
1ないし4のいずれかに記載の2本のシャフトの接続用
カップリング。
【0030】7. 前記カラー(27,31)が前記肩
部(18,19)の環状面(23)に軸方向に載置する
上記6に記載の2本のシャフトの接続用カップリング。
【0031】8. シャフト(8)または駆動シャフト
(1)の第1定速度継手(2)に接続されるシャフトジ
ャーナルとの、かつシャフト(12)または前記駆動シ
ャフト(1)の前記第2定速度継手(3)との接続を設
けるために前記駆動シャフト(1)に使用される上記1
ないし7のいずれかに記載の2本のシャフトの接続用カ
ップリング。
【0032】9. 前記定速度継手(2,3)の一方が
突入運動を許容する継手の形で設けられる上記8に記載
の2本のシャフトの接続用カップリング。
【0033】10. 前記シャフト(8,12)の一方
(12)またはシャフトジャーナルが摺動部分(13)
からなる上記8に記載の2本のシャフトの接続用カップ
リング。
【0034】
【発明の効果】叙上のごとく、本発明は、継手回転軸
と、2本のシャフトを連係するトルク伝達手段と、前記
シャフトを互いの端面へ回転軸方向に引いて締めるため
の緊締手段とを有しており、前記緊締手段がネジ山によ
って回転軸方向に互いに螺合される2つのテンションス
リーブからなり、テンションスリーブが各シャフトと連
係しかつ軸方向に支持され、2本のシャフトを回転不能
に接続する接続用カップリングにおいて、シャフトが、
互いを支持するそれらの端面位置で、それらの外周から
突出しかつ軸方向の所定長さを持つ肩部を有し、該肩部
が、それらの外面にトルク伝達手段を備え、第1テンシ
ョンスリーブが、嵌め合わせ結合によって前記肩部のト
ルク伝達手段と係合可能でかつネジ山を備えた面からな
るトルク伝達手段を備える孔を有し、第2テンションス
リーブが前記第1テンションスリーブの前記ネジ山に整
合するネジ山を備える構成としたので、シャフトの外方
面に設けられた歯部分が製造し易く、簡単な設計からな
り、かくして軸が容易に心出しされ得る2本のシャフト
の接続用カップリングを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】2つの定速度継手および各々定速度継手の1つ
と連係する2本のシャフト部分を接続するための本発明
によるカップリングを有する駆動シャフトを示す断面図
である。
【図2】カップリングの第1実施例を示す拡大長手方向
断面図である。
【図3】図1に示されかつ駆動シャフトの1部分を形成
するさらに他のカップリング実施例を図1に比較して拡
大して示す長手方向断面図である。
【符号の説明】
1 駆動シャフト 2 第1定速度継手 3 第2定速度継手 8 シャフトジャーナル/シャフト 12 シャフト 13 摺動部材 14 カップリング 17 長手方向軸(回転軸線) 18 肩部 19 肩部 20 端面 21 端面 22 接触面 23 接触面 24 肩部の歯部分 25 第1テンションスリーブ 26 第1テンションスリーブの歯部分 27 環部 28 孔 29 第1テンションスリーブのネジ山 30 第2テンションスリーブ 31 環部 32 第2テンションスリーブのネジ山 33 固定リング
フロントページの続き (72)発明者 マンフレット・ニーダーヒューフナー ドイツ連邦共和国 ハナォ、クロイツヴ ェーク 22 (72)発明者 オラフ・オーラミュンダー ドイツ連邦共和国 オッフェンバッハ、 シュレジーアシュトラーセ 24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2本のシャフト(8,12)を回転ずれ
    なしに接続し、継手回転軸(17)と、2本のシャフト
    (8,12)を連係するトルク伝達手段(24)と、前
    記シャフト(8,12)を互いの端面へ回転軸方向に引
    いて締めるための緊締手段とを有しており、前記緊締手
    段がネジ山によって回転軸方向に互いに螺合される2つ
    のテンションスリーブ(25,30)からなり、各テン
    ションスリーブ(25,30)が対応するシャフト
    (8,12)と連係しかつ軸方向で支持されている接続
    用カップリングであって、 前記シャフト(8,12)が、互いを支持するそれらの
    端面(20,21)位置で、それらの外周から突出しか
    つ軸方向の所定長さを持つ肩部(18,19)を有し、
    該肩部(18,19)がそれらの外面にトルク伝達手段
    (24)を備え、第1テンションスリーブ(25)が、
    嵌め合わせ結合によって前記肩部(18,19)のトル
    ク伝達手段(24)と係合可能でかつネジ山(29)を
    備えた面からなるトルク伝達手段(26)を備える孔
    (28)を有し、前記第2テンションスリーブ(30)
    が前記第1テンションスリーブ(25)の前記ネジ山
    (29)に整合するネジ山(32)を備えていることを
    特徴とする2本のシャフトの接続用カップリング。
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