(57)【要約】  本発明は、回転軸線（３）の周りのトルクを伝達する少なくとも１つの連結素子（１）にある端面歯切り部（５，６，７）に関し、端面歯切り部（５，６，７）が対応する対向歯切り部（２４）に軸線方向にかみ合っている。端面歯切り部（５，６，７）は、連結素子（１）の少なくとも部分的に無切削で塑性変形される材料を持っている。
2008538735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線（３）の周りのトルクを伝達する少なくとも１つの連結素子（１）にある端面歯切り部（５，６，７）であって、端面歯切り部（５，６，７）が対応する対向歯切り部（２４）に軸線方向にかみ合い、端面歯切り部（５，６，７）が、連結素子（１）の少なくとも部分的に無切削で塑性変形される材料を持っているものにおいて、端面歯切り部（５，６，７）が、連結素子（１）から軸線方向に突出しかつ軸線方向端面（１１）に少なくとも部分的に歯（１４）を持つ少なくとも１つの区域（４）に形成されていることを特徴とする、端面歯切り部。
【請求項２】
連結素子（１）が、少なくとも１つの車輪を駆動する推進軸装置に付属し、対向歯切り部（２４）が車輪軸受装置のボス（１８）に付属し、ボス（１８）が車輪と共に車輪軸受に回転可能に支持されていることを特徴とする、請求項１に記載の端面歯切り部。
【請求項３】
区域（４）が連結素子（１）と共に１つの材料から構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の端面歯切り部。
【請求項４】
区域（４）が、回転軸線（３）の周りに環状に回転対称に延びていることを特徴とする、請求項１に記載の端面歯切り部。
【請求項５】
半径方向において、連結素子（１）から軸線方向に突出する区域（４）と連結素子（１）の部分（９）との間に、軸線方向に開く環状溝（１０）が形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の端面歯切り部。
【請求項６】
区域（４）が、歯（１４）の形成前に、互いに半径方向に接近する輪郭（１２，１３）により、少なくとも半径方向に区画されていることを特徴とする、請求項１に記載の端面歯切り部。
【請求項７】
輪郭（１２，１３）が、区域（４）が連結素子（１）から軸線方向に突出する所から、端面（１１）の方向へ半径方向に互いに接近し、最後に輪郭（１２，１３）が、区域（４）の端面で互いに移行していることを特徴とする、請求項６に記載の端面歯切り部。
【請求項８】
輪郭（１２，１３）が、回転軸線（３）に沿って軸線方向に向く任意の縦断面において、まず半径方向に互いに対向する輪郭線（１２′，１３′）により輪郭を描かれ、縦断面において半径方向外側の輪郭線（１３′）が、まず回転軸線（３）の方へ下降して端面（１１）の方へ延び、最後に端面（１１）で半径方向内側の輪郭線（１２′）へ移行していることを特徴とする、請求項７に記載の端面歯切り部。
【請求項９】
輪郭（１２，１３）が回転軸線（３）に沿って軸線方向に向く任意の縦断面において、まず半径方向に互いに対向する輪郭線（１２′，１３′）により輪郭を描かれ、縦断面において半径方向内側の輪郭線（１２′）が、まず回転軸線（３）から離れるように上昇して端面（１１）の方へ延び、それから端面（１１）で半径方向外側の輪郭線（１３′）へ移行していることを特徴とする、請求項７に記載の端面歯切り部。
【請求項１０】
区域（４）が、回転軸線（３）の周りに環状に回転対称に延び、歯（１４）及び周方向に互いに隣接する歯（１４）の間にある歯溝が、縦方向を半径方向に向けられていることを特徴とする、請求項１に記載の端面歯切り部。
【請求項１１】
区域（４）の輪郭が、歯（１４）の形成前に、互いに半径方向に接近する輪郭（１２，１３）により区画されており、区域（４）における輪郭（１２，１３）の最大間隔（Ｃ′）が、歯（１４）の形成前に基部（Ｅ′）の所にあり、区域（４）が基部（Ｅ′）の所で連結素子（１）から突出し、形成される歯（１４）の軸線方向投影（Ａ）における最小全長（Ｌ）が、最大間隔（Ｃ′）の軸線方向投影（Ｃ）より、最大で５分の１だけ大きく、その際歯（１４）の全長（Ｌ）が、端面歯切り部（５，６，７）の歯元面（１６′）で測定されていることを特徴とする、請求項１０に記載の端面歯切り部。
【請求項１２】
区域（４）の半径方向投影（Ｄ）で示される最大長さ（Ｗ）が、歯（１４）の形成前に、形成される歯（１４）の理論的歯高（１３）の少なくとも２倍の長さであり、その際端面（１１）と区域（４）が軸線方向に連結素子（１）から突出する基部（Ｅ′）との間の最大間隔（Ｗ）が、半径方向投影（Ｄ）に投影されており、理論的歯高（Ｂ）が，歯（１４）を形成する成形工具において測定される歯元面（１６′）と歯先面（１７）との間の最大軸線方向間隔であることを特徴とする、請求項１０に記載の端面歯切り部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、回転軸線の周りのトルクを伝達する少なくとも１つの連結素子にある端面歯切り部であって、端面歯切り部が対応する対向歯切り部に軸線方向にかみ合うものに関する。端面歯切り部は、連結素子の少なくとも部分的に無切削で塑性変形される材料を持っている。
【背景技術】
【０００２】  このような端面歯切り部は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第３６３６２４３号明細書によれば、車輪軸受装置に設けられている。車輪軸受装置において、ボスは車輪軸受に回転可能に支持されている。ボスは車輪に相対回転しないように結合され、推進軸装置により駆動可能である。この場合ボスは推進軸装置に連結されている。連結素子として継手の鐘状体が設けられ、この鐘状体に端面歯切り部が形成されえている。端面歯切り部は、対応する対向歯切り部の方へ軸線方向に向いている。対向歯切り部も同様に端面歯切り部であり、ボスに直接形成されるか、又はボス上にはまる車輪軸受の内レースに形成されている。端面歯切り部は軸線方向に互いにかみ合い、かつ軸線方向に互いに締付けられている。この結合を介して、回転軸線の周りのトルクが、推進軸装置からボス従って車輪へ、又は逆の方向に伝達可能である。歯切り部は一般に、歯側面が均一に負荷されるように、軸線方向に互いに締付けられている。しかしそれは、歯切り部の形状が非常に精確に構成されているので、軸線方向及び周方向に作用する荷重負担成分が非常に大きいことを前提としている。【０００３】  ドイツ連邦共和国特許出願公開第３６３６２４３号明細書によれば、連結素子の材料の特定の範囲の冷間変形により端面歯切り部が形成されるようにしている。このため材料が、軸線方向から成形工具の送りにより、かつ一部には回転軸線に対する工具の揺動によっても、半径方向へ塑性的に押しやられる。押しやりに対する材料の抵抗は、特に推進軸装置の連結素子において特に大きい。なぜならば、直接連結素子の表面から、従って比較的大きい塊状の材料集積部から、材料を直接変形せねばならないからである。変形のために必要な力は非常に大きい。それに応じて大きい出力を持つ機械は高価である。歯切り部の個々の歯を必要な精度及び歯の大きい荷重負担割合で形成することは困難である。なぜならば、大きい変形力のため、材料の大部分が半径方向外方へそれ、成形工具の中へ流れないからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従って本発明の課題は、安価に製造されて大きい荷重負担割合を持つ端面歯切り部を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  この課題は、請求項１の特徴により、端面歯切り部が、連結素子から軸線方向に突出する少なくとも１つの区域に形成されていることによって解決される。任意の形状の区域は、軸線方向に少なくとも部分的に、端面歯切り部の歯を持っている。端面歯切り部は、トルク継手にある別の連結素子の対向歯切り部であってもよい。【０００６】  連結素子となるべく一体に形成される区域は、変形の際歯切り部の形成のために必要な材料を押しやりさえすればよいように、設計されている。連結素子のそれ以外の材料は、変形をもはや妨げない。なぜならば、まず材料の集積部は必要限度に限られているからである。変形に必要な力は減少されている。少ない出力特性データを持つ安価な機械を使用することができる。歯は一層よく形成され、一層大きい荷重負担割合を持っている。【０００７】  本発明は、回転運動及びトルクを伝達するため、少なくとも２つの連結素子が軸線方向端面歯により軸線方向に互いにかみ合うすべての継手、なるべく推進軸装置により駆動されるボスを持つ車輪軸受装置にあるトルク継手に関する。【０００８】  区域の形状は任意である。ほぼ回転対称な連結素子にある区域が回転軸線に対して心出しされ、例えば円錐台としてこの回転軸線の周りに回転対称に形成されていることが考えられる。【０００９】  本発明の構成では、区域が回転軸線の周りに環状に回転対称に延びている。半径方向において、連結素子から軸線方向に突出する区域と連結素子の部分との間に、軸線方向に開く環状溝が形成され、即ち環状区域が連結素子の少なくとも１つの部分を同心的に包囲していると、特に有利である。【００１０】  本発明の別の構成は成形前の区域の幾何学的形状に関する。即ち区域が、歯の形成前に、互いに半径方向に接近する輪郭により、少なくとも半径方向に区画され、それにより断面が１つの方向に先細になっている。区域の幅の狭い範囲において、変形の際僅かな材料を押しやらねばならない。僅かな材料は、制御されて工具の中へ流れ、制御されることなくそれることはない。従ってこのような形状により、変形過程の精確さ及び質が適切に影響を受ける。【００１１】  輪郭は、区域が連結素子から軸線方向に突出する所から、端面の方向へ半径方向に互いに接近するように形成されている。その際輪郭が、回転軸線に沿って軸線方向に向く任意の縦断面において、まず半径方向に互いに対向しかつ端面の方へ向かって互いに接近する輪郭線により輪郭を描かれている。【００１２】  区域の可能な構成において、縦断面において半径方向外側の輪郭線が、まず回転軸線のほうへ下降して端面の方へ延び、最後に端面で半径方向内側の輪郭線へ移行している。これは例えば環状区域において、半径方向外側輪郭の外径が、端面の方へ連続して直線に増大するか又は漸減的に又は任意に変化する推移で減少する場合である。【００１３】  縦断面において半径方向内側の輪郭線が、まず回転軸線から離れるように上昇して端面の方へ延び、それから端面で半径方向外側の輪郭線へ移行しているようにもなっている。これは、環状区域の内径が端面の方へ連続して直線的に又は漸減的に又は任意に変化する推移で増大する場合である。【００１４】  前記両方の推移が１つの���域で一緒に実現されていると、有利である。【００１５】  押しやるべき材料は、端面からの距離の減少と共に次第に少なくなる。成形工具が端面へ当たると、まず僅かに材料が押しやられる。従って初めに材料は変形に対して僅かな抵抗を示し、成形工具の中及び側方へそれる。その際材料は意に反して外方へ流れることなく、成形工具内へ流れ、それから成形工具内で少なくとも部分的に半径方向に分布する。成形工具は一層よく材料で満たされる。基部の成形工具が軸線方向に密に接近するほど、流れに対する抵抗はそれだけ大きくなる。基部は、区域が連結素子の材料の塊から突出する移行部又はこの塊への移行部である。材料は成形工具内で均一に分布せしめられ、これをほぼ完全に満たす。その結果完成した歯切り部にある歯の形状は、一層よく形成されている。【００１６】  区域の輪郭が、歯の形成前に、互いに半径方向に接近する輪郭により区画されていると、歯の形状が最適に形成される。その際成形前における区域の寸法と成形後における歯の寸法は、所定の比になっている。本発明の構成により、輪郭の最大間隔が、歯の形成前に区域が連結素子から突出する所にある。形成される歯の軸線方向投影で見た最小全長は、軸線方向投影で見た輪郭の最大間隔の最大５分の１だけ、軸線方向投影における最大間隔より大きい。投影で見た全長は、軸線方向投影における半径方向間隔より小さいか又はこれに等しくてもよい。全長は端面歯切り部の歯元面で測定されている。【００１７】  その代わりに又はそれと同時に、歯の形成前における区域は、半径方向投影において、形成される歯の理論的高さの少なくとも２倍の長さである。その際端面と区域が軸線方向に連結素子から突出する基部との間の最大間隔が、半径方向投影に投影されている。理論的歯高は，歯を形成する成形工具において測定される歯元面と歯先面との間の最大軸線方向間隔である。【００１８】  本発明によって、個々の歯又は歯切り部の完成した目標寸法により、素材を区域の形で、変形力及び材料流れに関して簡単に形成することが可能である。【００１９】  この場合端面歯切り部及びその歯は、端面において互いに隣接しかつ軸線方向に突出する隆起のあらゆる配置を意味し、これらの隆起は、整然として又は任意に隣接して、隆起の間の軸線方向凹所（例えば歯溝）と共同作用し、かつ対応する対向歯切り部と共同作用する。なるべく公知の形の端面歯切り部が設けられ、この端面歯切り部において歯及び歯溝が、周方向に互いに隣接し、縦方向を半径方向に向けられている。歯切り部は、なるべく鋼から冷間変形により製造されているが、考えられる別の変形方法の使用、軽金属又は軽金属合金及びプラスチックの使用も考えられる。成形後歯切り部の切削加工も考慮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】  本発明が実施例により以下に詳細に説明される。【００２１】  図１は、図示しない推進軸装置の鐘状体２の形の連結素子１の実施例を示している。回転軸線３の周りにほぼ回転対称に形成される継手鐘状体２は、一部を回転軸線３に沿う縦断面で示されている。連結素子１は、区域４を備えており、この区域４は図１では成形前の初期状態で示され、図３，４及び５では歯切り部５，６又は７を形成された状態で示されている。【００２２】  区域４は、基部Ｅ′で継手鐘状体２から一体に軸線方向へ突出する環状玉縁であり、その対称軸８は回転軸線３にある。半径方向において連結素子１の区域４と部分９との間に、環状溝１０が形成されている。環状溝１０は軸線方向に開き、区域４にある端面１１が軸線方向に向いている。【００２３】  区域４は、互いに接近する輪郭１２及び１３により区画されている。輪郭１２及び１３は点ｘ及びｙから始まっている。点ｘ及びｙを通って延びる面Ｅは、この場合区域４の基部Ｅ′とみなされ、この基部Ｅ′で区域４が連結素子１へ移行している。輪郭１２は、縦断面において図１，２，３による回転軸線３に沿って輪郭線１２′及び１３′によって描かれている。半径方向外側に延びる外側の輪郭線１３′は、半径方向内側及び外側の輪郭線１２′及び１３′が端面１１において半径方向に移行し合うまで、半径方向内側に延びる内側の輪郭線１２′に少なくとも半径方向に対向している。【００２４】  図２は、歯切り部５の形成前における図１の区域４の詳細Ｚ、及び冷間変形により変形されて歯切り部５を持つ区域４を、対照して拡大して示している。【００２５】  輪郭線１３′は、ｘからまず直線として、角αだけ回転軸線の方向に傾斜して延びている。角αはなるべく５°＜α＜２０°である。続いて輪郭線１３′は回転軸線の方へ湾曲し、輪郭線１２′へ移行している。輪郭線１２′はｙから直線として上昇し、回転軸線に対して角βで傾斜している。角βはなるべく１５°＜β＜３０°である。輪郭線１２′は点Ｔで屈曲し、一層急峻な傾斜で延び、点Ｓで小さい傾斜で延び、最後に半径方向に湾曲して、輪郭線１３′へ移行している。その代わりに、輪郭線１２′及び１３′が、直線による代わりに、湾曲した推移又は直線と湾曲した推移との組合わせにより描かれるようにすことも、考えられる。【００２６】  形成される歯切り部５の歯１４を持つ図における鎖線１６，１７は、個々の歯１７用の工具の雌型１５の輪郭を大体に概略的に示している。雌型１５は、区域４から押しやられた材料により理論的に完全に満たされている。線１６は歯元を区画し、従って図では点Ｐ及びＱを通る歯元面１６′を表わしている。歯元面１６′は移行部であり、ここで歯１４が区域４へ移行し、同時に歯溝の底の頂点を示している。線１７は理論的な歯先線又は歯先面１７′を示している。【００２７】  歯の形成前における輪郭１２と１３との最大間隔Ｃ′は、基部Ｅ′において点ｘとｙとの間隔である。歯元面１６′における歯の全長Ｌは、点ＰとＱとの間の区間Ｌである。Ｌの軸線方向投影は区間Ａである。本発明の構成によれば、区間Ａは最大でも区間Ｃより７分の１だけ大きい。従って歯の形成の際、点ｘ及びｙは半径方向に殆ど移動しない。形成の際塑性的に押しやられる材料は、従って歯１４を形成するため殆ど雌型１５の中へ流れる。【００２８】  歯１４の形成前に半径方向投影Ｄで示される区域４の最大長さＷは、形成される歯１４の理論的歯高Ｂの少なくとも２倍である。その際半径方向投影に、端面１１と基部Ｅ′との最大間隔Ｗが投影されている。理論的歯高Ｂは、歯を形成する成形工具内における歯元面１６′と歯先面１７′との間の測定される最大軸線方向間隔Ｂである。【００２９】  歯切り部５の歯元面１６′は、図２による縦断面において、歯Ｈから反時計方向に鋭角δだけ傾斜している。面Ｈは、回転軸線３が直角に突き抜ける面である。歯先面１７′は、面Ｈに対して時計方向に鋭角φだけ傾斜している。歯切り部６の形成後における区域４の別の構成を示す図３において、歯元面１６′は面Ｈにあり、従って回転軸線３に対して直角である。この場合歯先面１７′は、時計方向に歯元面１６′従って面Ｈから角φだけ傾斜している。【００３０】  図４では、歯切り部７の歯先面１７′は、回転軸線３に対して直角であり、従って面Ｈにある。この場合歯元面１６′は、歯先面１７′から反時計方向に鋭角δだけ傾斜している。【００３１】  図５は、継手鐘状体２の形の連結素子１がどのようにボス１８と相対回転しないように連結されているかを縦断面で示している。ボス１８は車輪軸受装置の部分であり、この部分のうち、転動体用転動路２０を持つ内レース１９、及び図示しない車輪を取付けるためのボス１８にあるフランジ２１のみが示されている。フランジ２１には別の転動体列用の別の転動路２２が形成されている。ボス１８は継手鐘状体２と連結されている。そのため歯切り部５と対向歯切り部２４が軸線方向に互いにかみ合い、ねじ素子３により軸線方向に互いに締付けられている。継手鐘状体２とボス１８との間で、回転軸線３の周りにトルクが伝達可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】  端面歯切り部の形成前における連結素子の縦断面を示す。
【図２】  歯切り部の形成前及び形成後における図１の区域の拡大図を示す。
【図３】  区域の別の実施例を示す。
【図４】  区域の更に別の実施例を示す。
【図５】  ボスと連結されている連結素子の縦断面図を示す。
【符号の説明】
【００３３】  １              連結素子
２              継手鐘状体
３              回転軸線
４              区域
５，６，７      端面歯切り部
８              対称軸
９              部分
１０            環状溝
１１            端面
１２、１３      輪郭
１２′，１３′  輪郭線
１４            歯
１５            雌型
１６，１７      線
１６′          歯元面
１７′          歯先面
１８            ボス
１９            内レース
２０，２２      転動体
２１            フランジ
２３            ねじ素子
２４            対向歯切り部
【図１】
2008538735.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008538735.tif 000007
【国際調査報告】
2008538735.tif 000008
2008538735.tif 000009
2008538735.tif 000010
2008538735.tif 000011