專利名稱：無間隙的等速萬向節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等速萬向節(jié)，包括周向分布有縱向延伸的外滾道的萬向節(jié) 外部件、周向分布有縱向延伸的內(nèi)滾道的萬向節(jié)內(nèi)部件、布置在相互對應(yīng)的內(nèi)、 外滾道組成的滾道對之中的傳遞扭矩的球體、以及布置在萬向節(jié)外部件和萬向 節(jié)內(nèi)部件之間的具有周向分布的球籠保持架窗孔的環(huán)形的球籠保持架，在球籠 保持架窗孔中將傳遞扭矩的球體保持在同一個平面之中；其中，當(dāng)萬向節(jié)伸展 到一致的軸向方向中時，滾道對至少局部加寬；球籠保持架沿軸向支撐于萬向 節(jié)外部件之中，并且萬向節(jié)內(nèi)部件與球籠保持架之間具有軸向間隙；并且設(shè)置 了相對于萬向節(jié)外部件彈性支撐萬向節(jié)內(nèi)部件的裝置，該裝置相對于萬向節(jié)外 部件在同一方向上作用于萬向節(jié)內(nèi)部件，滾道對在該方向上加寬。
背景技術(shù)：
J^類型的等速萬向節(jié)被稱作球籠式等速萬向節(jié)。視內(nèi)、外滾道的結(jié)構(gòu)型 式而定，這些萬向節(jié)包括具有從軸向觀察沒有根切的滾道的UF萬向節(jié)(undercut free:無根切)以及帶有軸向相互偏置的圓弧形滾道的AC萬向節(jié)(angular contact:角接觸)。除lfct外，已知還有其它的滾道型式。上述球籠式等速萬 向節(jié)的共同特征在于當(dāng)萬向節(jié)伸展到一致的軸向方向中時，內(nèi)、夕卜滾道組成 的滾艦至少在萬向節(jié)中心面內(nèi)加寬，以下將4頓"楔形加寬"這一相媳。
由此，當(dāng)?shù)人偃f向節(jié)承受扭矩負(fù)荷時，就會在萬向節(jié)外部件和萬向節(jié)內(nèi)部 件之間產(chǎn)生相對的軸向力，由此萬向節(jié)外部件和萬向節(jié)內(nèi)部件必須沿軸向相互 支撐，使得萬向節(jié)不劍軍體。為itbM常在萬向節(jié)外部件與球籠保持架外側(cè)之間 以及在萬向節(jié)內(nèi)部件與球籠保持架內(nèi)偵1J之間使用球面副。
按照DE 31 14 290 C2所述，可不必在球籠保持架與萬向節(jié)內(nèi)部件之間進(jìn) 行相對支撐，并且因此就不必對相應(yīng)的面進(jìn)行精加工，取而代之的是在萬向節(jié) 內(nèi)部件與萬向節(jié)外部件中的內(nèi)球形的支撐面之間進(jìn)行軸向支撐。在此在沿軸向 安裝于萬向節(jié)內(nèi)部件上的銷零件上形成與萬向節(jié)內(nèi)部件連接的支撐面。此外也 相對于萬向節(jié)內(nèi)部件以彈性方式支撐銷零件。所述類型的彎曲旋轉(zhuǎn)的等速萬向節(jié)中會出現(xiàn)內(nèi)摩擦力，這些內(nèi)摩擦力一方 面是在滾道對中以轉(zhuǎn)動頻率來回滾動的球體所產(chǎn)生的，另一方面則是通過萬向 節(jié)外部件或者說萬向節(jié)內(nèi)部件以及相對于萬向節(jié)外部件和萬向節(jié)內(nèi)部件看分別 以轉(zhuǎn)動頻率擺動的球籠保持架之間的摩擦力而產(chǎn)生的。
就上述等速萬向節(jié)而言，雖然避免了球籠保持架和萬向節(jié)內(nèi)部件之間的摩 擦，但是所述銷與萬向節(jié)外部件中的內(nèi)球形的支撐面之間的滑動運動會弓胞摩 擦力矩，這種滑動運動表現(xiàn)為相對于后者的圓周運動，該圓周運動與旋轉(zhuǎn)運動 疊加。這些由摩擦力產(chǎn)生的力矩的總和被稱作萬向節(jié)的阻力矩，施加該阻力矩 即可在輸出側(cè)沒有反作用力矩的情況下驅(qū)動或轉(zhuǎn)動彎曲狀態(tài)下的萬向節(jié)。
上述等速萬向節(jié)中因所謂的支撐銷的摩擦而引起的摩擦力矩是巨大的，因 此會以不利的方式增大阻力矩。以下將其稱作支撐阻力矩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于對所述類型的無間隙的等速萬向節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，使其具有 減小的阻力矩。所述類型的等速萬向節(jié)尤其可作為轉(zhuǎn)向節(jié)，即特別適合用于汽 車轉(zhuǎn)向柱之中，在汽車轉(zhuǎn)向柱中，沒有間隙以及阻力矩小同樣具有重要意義。
所選實施方式的特別有益之處在于萬向節(jié)的基本結(jié)構(gòu)總體上保持不變， 并且在萬向節(jié)外部件和/或萬向節(jié)內(nèi)部件或者在插入其中的傳動軸之中適當(dāng)鉆孔 之后，就可以補充一些軸向起到彈性支撐作用的元件，且不會損害萬向節(jié)功能。
根據(jù)第一種解決方式所述，萬向節(jié)外部件包括底板或蓋板，其中同軸地導(dǎo) 弓l著起到彈性支撐作用的銷；并且在萬向節(jié)內(nèi)部件上形成端面?zhèn)鹊那蛐蔚闹?面，銷以預(yù)緊力貼靠在該支撐面上。
在此提出在與萬向節(jié)內(nèi)部件固定相連的支撐體上形成支撐面。
在此尤其是在插入到安裝于萬向節(jié)內(nèi)部^^中的傳動軸之中的支撐體上形成 支撐面。
另一種作為替代方案的解決方式為萬向節(jié)外部件包括底板或蓋板，同軸 地被導(dǎo)引的銷以彈性方式支撐于其中；并且在萬向節(jié)內(nèi)部件上形成沿軸向位于 內(nèi)滾道之內(nèi)的支撐面，銷以預(yù)緊力貼靠在該支撐面上。支撐面可以布置于非常 接近萬向節(jié)中心點的地方。在第一種實施方式中，支撐面可以是球形的，其頂 點位于萬向節(jié)中心點，而根據(jù)第二禾中實施方式所述的支撐面則可以是半球形的， 且其曲率中心位于萬向節(jié)中心點。在此為了簡化結(jié)構(gòu)，可以直接在插入到萬向節(jié)內(nèi)部件之中的傳動軸上形成
上述支撐面。
傳動軸以及必要時萬向節(jié)內(nèi)部件從支撐面到銷可以沿軸向呈內(nèi)錐形地加 寬，以便允許較大的角運動。
另一種解決型式為萬向節(jié)外部件包括底板或蓋板，其中固定安裝有同軸 辦肖；并且在萬向節(jié)內(nèi)部件上同軸地導(dǎo)弓隋被彈性支撐的支撐體，該支撐體以
支撐面在預(yù)緊力下貼靠在銷上。
為此提出支撐零件直接在插入到萬向節(jié)內(nèi)部件之中的傳動軸之中導(dǎo)引，且
支撐零件尤其通過螺旋壓力彈簧彈性地支撐于傳動軸之中。
此外也提出將傳動軸與必要時萬向節(jié)內(nèi)部件從支撐體到銷應(yīng)呈內(nèi)錐形地加
寬。這里適宜采用的結(jié)構(gòu)為銷和支撐體分別具有球形的、尤其是外球面的接 觸面或支撐面。同樣也可以使銷具有球形的、尤其是外球形的接觸面，且支撐 體具有平坦的徑向的支撐面。
根據(jù)一種有益的實施方式，萬向節(jié)內(nèi)部件和萬向節(jié)外部件相互支撐的接觸
區(qū)T與萬向節(jié)中心點M之間的距離x小于等于球籠保持架的一半外徑D/2。 4OT這里所述的方法可減小軸向支撐的摩擦力矩，方法是明顯減小杠桿力臂R， 在萬向節(jié)轉(zhuǎn)動時摩擦力F與杠桿力臂一起起作用。
按照優(yōu)選的實施方式，距離x小于等于球籠保持架在萬向節(jié)中心面E中 的一半內(nèi)徑d/2，尤其是距離x小于等于萬向節(jié)內(nèi)部件的一半外徑Di/2。這樣 就會以逐漸增大的幅度減小所述的支撐阻力矩。如果在一種特殊的實施方式中 使得距離x為零，則實際上可以忽略上述支撐阻力矩。
原貝i讓應(yīng)理解成，距離x從萬向節(jié)中心至萬向節(jié)外部件的底板或蓋板計算， 但在任何情況下均比已知的萬向節(jié)要選擇得小，而在一種經(jīng)過改變的實施方式 中，該距離則是從萬向節(jié)中心點朝萬向節(jié)外部件開口側(cè)的方向計算。
根據(jù)第一種實施方式，支撐元件在接觸區(qū)T中相互貼緊的面一方面可以與 上述萬向節(jié)一樣是球形的面，尤其可以是外球面，另一方面則可以是凹面，尤 其可以是內(nèi)球面。根據(jù)第二種實施方式，，兩個面也可以是球形面，尤其可 以是外球面。這樣就可在一定程度上使用點接觸來替代面接觸，使用點接觸可 以減小相對旋轉(zhuǎn)的摩擦比。最后，根據(jù)第三種實施方式，上述的面中之一可以 是球形面，尤其可以是外球面，且其它面為徑向平坦的面。這樣也可在一定程度上形成點接觸。


附圖所示均為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，以下將對其進(jìn)行說明。 圖1 本發(fā)明所述等速萬向節(jié)的第一種實施方式
a) 伸展位置中的縱剖面
b) 彎折位置中的縱剖面
c) 放大的圖b中的細(xì)1 X;
圖2 本發(fā)明所述等速萬向節(jié)的第二種實施方式
a) 伸展位置中的縱剖面
b) 彎折位置中的縱剖面
C)放大的圖b中的細(xì)，；
d) 放大的圖c中的細(xì)節(jié)Y;
圖3 本發(fā)明所述等速萬向節(jié)的第三種實施方式
a) 伸展位置中的縱剖面
b) 彎折位置中的縱剖面'
C)放大的圖b中的細(xì)節(jié)X; d)放大的圖c中的細(xì)節(jié)Y; 圖4 本發(fā)明所述等速萬向節(jié)的第四種實施方式 a)伸展位置中的縱剖面 放大的圖a中的細(xì)節(jié)"X;
C)放大的圖b中的細(xì)節(jié)Y;
具體實施例方式
只要沒有特別指定，以下將對圖1中的各個示意圖共同進(jìn)行說明。
附圖所示的等速萬向節(jié)11為所謂的整體結(jié)構(gòu)，其中在萬向節(jié)夕卜部件]2上 整體地形成了底板13和軸頸14。底板或蓋板也可以作為單獨的零件安裝并且 與萬向節(jié)外部件焊接在一起或者旋緊在一起。在萬向節(jié)外部件12中形成了縱 向延伸、周向分布的夕卜滾道15，其曲率中心從萬向節(jié)中心面E開始沿軸向朝 向萬向節(jié)外部件12的開口 16偏置。萬向節(jié)還包括萬向節(jié)內(nèi)部件17，傳動軸 18插入其中，其中零件(17， 18) ffiil軸花鍵以不可轉(zhuǎn)動的方式相互連接，并 且此外還沿著軸向相對固定。在萬向節(jié)內(nèi)部件17上形成了沿縱向延伸、周向分布的內(nèi)滾道9，其曲率中心相對于萬向節(jié)中心面E朝向萬向節(jié)外部件12 的底板13的方向偏置。
相互對應(yīng)的夕卜滾道15和內(nèi)滾道19構(gòu)淑袞m，并且此后從底板13朝向 萬向節(jié)外部件的開口 16的方向加寬。外滾道15和內(nèi)滾道19組成的滾M 相應(yīng)地用來容納傳遞扭矩的球體31。布置在萬向節(jié)外部件12和萬向節(jié)內(nèi)部件 17之間的環(huán)形的球籠保持架22將球體的球心K保持在萬向節(jié)中心面E之 中，并且在萬向節(jié)彎曲時將球體導(dǎo)向角平分面。在此，球體31被接納在球籠 保持架22內(nèi)沿周向分布的球籠保持架窗孔23之中。球籠保持架22具有球 形的外表面24，該外表面在萬向節(jié)外部件12的內(nèi)球形的導(dǎo)向面20中基本上 沒有間隙地被導(dǎo)引。相反，球籠保持架22的內(nèi)表面25與萬向節(jié)內(nèi)部件17的 夕卜表面21之間則具有間隙。分別通過圓弧糊犬表示外滾道和內(nèi)滾道，從而該 萬向節(jié)是一禾中AC (angularcontact:角接觸)結(jié)構(gòu)型式的球籠式等速萬向節(jié)。
在萬向節(jié)外部件12的底板13中插入與縱軸線A12同軸地被導(dǎo)引的銷 36，該銷在孔37之中導(dǎo)引，該孔一J^伸到軸頸14中。銷36 M螺旋壓 力彈簧38支撐于軸頸14之中，并且由此相對于萬向節(jié)外部件12得到支撐。 銷36具有半球形的接觸面39。與銷36對置地在萬向節(jié)內(nèi)部件17上有一個 支撐體41，該支撐體以接合面42支撐在萬向節(jié)內(nèi)部件17的端面26上。支 撐體41以凸出部分44插入傳動軸18的內(nèi)圓柱形的孔27之中。支撐體41 構(gòu)成外球形的支撐面43，銷36利用接觸面39在預(yù)緊力下以力F作用在該支 撐面43上。從圖b中可以看出，由于銷同軸地布置于萬向節(jié)外部件之中，銷 36和支撐體41之間的接觸區(qū)T始終，萬向節(jié)外部件的縱軸線A12，但是 當(dāng)萬向節(jié)內(nèi)部件的縱軸線A18以萬向節(jié)彎曲角度fi彎曲時，該接觸區(qū)T也會以 相同的角度B偏離支撐體41支撐面43的球形表面上的縱軸線L18。按照本 發(fā)明所述，如果支撐面43為球形，則接觸區(qū)T與萬向節(jié)中心點M之間的距 離x保持不變，并且在任何情況下均小于球籠保持架的球形外表面24的半徑 D/2,最好小于球體的滾動半徑IV2，并且尤其小于球籠保持架內(nèi)表面25的半 徑d/2。杠桿力臂R隨萬向節(jié)彎曲角度13增大，該杠桿力臂與力F用來計算 彎曲狀態(tài)下防止萬向節(jié)自由轉(zhuǎn)動的支撐阻力矩。如果支撐面43具有另外的形 狀，例如橢圓形，則當(dāng)螺旋壓力彈簧38的壓縮纟，呈變化弓胞彎曲時，力F以 及杠桿力臂R與角度J3的關(guān)系也會發(fā)生變化，因為那時杠桿力臂R不再是B的單純正弦函數(shù)。
但是在這里所述的正常情況下，支撐面43為球形，因此X與F —樣同樣
保持恒定。預(yù)緊的螺旋壓力彈簧38以及由此銷36間接地通過支撐體41朝 向萬向節(jié)外部件12的開口 16移動萬向節(jié)內(nèi)部件17,使得內(nèi)滾道19同樣朝 向開口作用于球體31。球體31在這時同樣朝向開口支撐于球籠保持架窗孔 23之中，使得球籠保持架22本身以其球形外表面24沿軸向支撐于萬向節(jié)外 部件的內(nèi)球形的內(nèi)表面20之中。以這種方式使得萬向節(jié)沒有間隙。相對于已 知的萬向節(jié)而言，接觸點T與萬向節(jié)中心點M之間的軸向距離x明顯縮短， 因此當(dāng)萬向節(jié)彎曲時，用于防止自由轉(zhuǎn)動的支撐阻力矩的杠桿力臂R同樣很 小。
只要沒有特別指定，以下將對圖2中的各個示意圖共同進(jìn)行說明。 附圖所示的等速萬向節(jié)11為所謂的整體結(jié)構(gòu)，其中在萬向節(jié)夕卜部件12上 整體地形成底板13和軸頸14。底板或蓋板也可以作為單獨的零件安裝并且與 萬向節(jié)外部件焊接在一起或者用旋緊在一起。在萬向節(jié)外部件12中形成縱向 延伸、周向分布的外滾道15，其曲率中心從萬向節(jié)中心面E開始沿軸向朝向 萬向節(jié)外部件12的開口 16偏置。萬向節(jié)還包括萬向節(jié)內(nèi)部件17，傳動軸18 插入其中，其中零件(17， 18)通過軸花鍵以不可轉(zhuǎn)動的方式相互連接，并且 此外還沿著軸向相對固定。在萬向節(jié)內(nèi)部件17上形成沿縱向延伸、周向分布 的內(nèi)滾道19，其曲率中心相對于萬向節(jié)中心面E朝向萬向節(jié)外部件12的底 板13的方向偏置。
相OT應(yīng)的外滾道15和內(nèi)滾道19構(gòu)成滾逾付，并且此后從底板13朝向 萬向節(jié)外部件的開口 16的方向加寬。外滾道15和內(nèi)滾道19組成的滾道對 相應(yīng)地用來容納傳遞扭矩的球體31。布置在萬向節(jié)外部件12和萬向節(jié)內(nèi)部件 17之間的環(huán)形的球籠保持架22將球體的球心K保持在萬向節(jié)中心面E之 中，并且在萬向節(jié)彎曲時將球體導(dǎo)向角平分面。在此，球體31被接納在球籠 保持架22內(nèi)沿周向分布的球籠保持架窗孔23之中。球籠保持架22具有球 形的外表面24，該外表面在萬向節(jié)外部件12的內(nèi)球形的導(dǎo)向面20中基本上 沒有間隙地被導(dǎo)引。與此相反，球籠保持架22的內(nèi)表面25與萬向節(jié)內(nèi)部件 17的夕卜表面21之間則具有間隙。分別通過圓弧形狀表示外滾道和內(nèi)滾道，從 而萬向節(jié)是一禾中AC (angular contact:角接觸)結(jié)構(gòu)型式的球籠式等速萬向節(jié)。在萬向節(jié)外部件12的底板13中插入與縱軸線A12同軸地被導(dǎo)引的銷 362，該銷在孔37之中導(dǎo)引，并且該孔一艦伸到軸頸14中。銷36 1螺 旋壓力彈簧38支撐于軸頸14之中，并且由此相對于萬向節(jié)外部件12得到支 撐。銷36具有半球形的接觸面392。與銷362對置地在萬向節(jié)內(nèi)部件17以 及插入該萬向節(jié)內(nèi)部件中的傳動軸18上有內(nèi)圓錐形的加寬部分28。在加寬部 分28的底部形成具有微小的半徑的夕卜球形的支撐面432，銷362利用接觸面 392在預(yù)緊力下以力F作用在該支撐面上。如圖d所示，由于銷以同軸方式 布置于萬向節(jié)外部件之中，銷362和支撐體432之間的接觸區(qū)T始終,萬 向節(jié)外部件的縱軸線A12，但是當(dāng)萬向節(jié)內(nèi)部件的縱軸線A18以萬向節(jié)彎曲 角度B彎曲時，該接觸區(qū)T也會以相同的角度B偏離球形支撐面432上的縱軸 線A18。按照本發(fā)明所述，接觸區(qū)T和萬向節(jié)中心點M之間的距離x在這 種情況下等于零。因此可以忽略杠桿力臂R，該杠桿力臂與力F用來計算彎 曲狀態(tài)下防止萬向節(jié)自由轉(zhuǎn)動的支撐阻力矩。
預(yù)緊的壓力彈簧38以及由此銷362間接地通過傳動軸18朝向萬向節(jié)外 部件12的開口 16移動萬向節(jié)內(nèi)部件17，使得內(nèi)滾道19同樣朝向開口作用 于球體31。球體31在這時同樣朝向開口支撐于球籠保持架窗孔23之中，使 得球籠保持架22本身以其球形外表面24沿軸向支撐于萬向節(jié)外部件的內(nèi)球 形的內(nèi)表面20之中。以這種方式使得萬向節(jié)沒有間隙。如前所述，接觸點T 與萬向節(jié)中心點M之間的軸向距離x等于零，因此當(dāng)萬向節(jié)彎曲時，用于防 止自由轉(zhuǎn)動的支撐阻力矩的杠桿力臂R可以忽略。
只要沒有特別指定，以下將對圖3中的各個示意圖共同進(jìn)療說明。
附圖所示的等速萬向節(jié)11為所謂的整體結(jié)構(gòu)，其中在萬向節(jié)夕卜部件12上 整體地形成底板13和軸頸14。底板或蓋板也可以作為單獨的零件安裝并與萬 向節(jié)外部件焊接在一起或者旋緊在一起。在萬向節(jié)外部件12中形成縱向延 伸、周向分布的外滾道15，其曲率中心從萬向節(jié)中心面E開始沿軸向朝向萬 向節(jié)外部件12的開口 16偏置。萬向節(jié)還包括萬向節(jié)內(nèi)部件17，傳動軸18 插入其中，其中零件(17， 18)通過軸花鍵以不可轉(zhuǎn)動的方式相互連接，并且 此外還沿著軸向相對固定。在萬向節(jié)內(nèi)部件17上形成沿縱向延伸、周向分布 的內(nèi)滾道19，其曲率中心相對于萬向節(jié)中心面E朝向萬向節(jié)外部件12的底 板13的方向偏置。相互對應(yīng)的夕卜滾道15和內(nèi)滾道19構(gòu)成滾道對，并且此后從底板13朝向
萬向節(jié)外部件的開口 16的方向加寬。夕卜滾道15和內(nèi)滾道19組成的滾道對相 應(yīng)地用來容納傳遞扭矩的球體31。布置在萬向節(jié)外部件12和萬向節(jié)內(nèi)部件 17之間的環(huán)形的球籠保持架22將球體的球心K保持在萬向節(jié)中心面E之 中，并且在萬向節(jié)彎曲時將球體導(dǎo)向角平分面。在此，球體31被接納在球籠 保持架22內(nèi)沿周向分布的球籠保持架窗孔23之中。球籠保持架具有球形的 外表面24，該外表面在萬向節(jié)外部件12的內(nèi)球形的導(dǎo)向面20中基本上沒有 間隙地被導(dǎo)引。與此相反，球籠保持架22的內(nèi)表面25與萬向節(jié)內(nèi)部件17的 外表面21之間具有間隙。分別通過圓弧形狀表示外滾道和內(nèi)滾道，從而萬向 節(jié)是一禾中AC (angular contact:角接觸)結(jié)構(gòu)型式的球籠式等速萬向節(jié)。
在萬向節(jié)外部件12的底板13中插入與縱軸線A12同軸地被導(dǎo)引的銷 363，該銷在孔37之中導(dǎo)引，該孔一直延伸到軸頸14中。銷363 M)l螺旋壓 力彈簧38支撐于軸頸14之中，并且由此相對于萬向節(jié)外部件12得到支撐。 銷36具有半球形的接觸面393。與銷363對置地在萬向節(jié)內(nèi)部件以及插入該 萬向節(jié)內(nèi)部件中的傳動軸18上有錐形的加寬部分28。在加寬部分的底部有內(nèi) 球形的半球形的支撐面433，銷363利用接觸面393在預(yù)緊力下以力F作用在 該支撐面上。如圖d所示，由于銷以同軸方式布置于萬向節(jié)外部件之中，銷363 和支撐面433之間的接觸區(qū)T始終靠近萬向節(jié)外部件的縱軸線A12，但是當(dāng) 萬向節(jié)內(nèi)部件的縱軸線A18以萬向節(jié)彎曲角度6彎曲時，該接觸區(qū)T也會以相 同的角度B偏離堵頭41的球形支撐面43上的縱軸線A18。按照本發(fā)明所 述，接觸區(qū)T和萬向節(jié)中心點M之間的距離x在這種情況下朝向萬向節(jié)外部 件的開口 16的方向迸，亍計算。這時的杠桿力臂R非常小，該杠桿力臂與力F 用來計算彎曲狀態(tài)下防止萬向節(jié)自由轉(zhuǎn)動的支撐阻力矩。
預(yù)緊的壓力彈簧38以及由此銷363間接地通過傳動軸18朝向萬向節(jié)外 部件12的開口 16移動萬向節(jié)內(nèi)部件17，使得內(nèi)滾道19同樣朝向開口作用 于球體31。球體在這時同樣朝向開口支撐于球籠保持架窗孔23之中，使得球 籠保持架22本身以其球形的外表面24沿軸向支撐于萬向節(jié)外部件的內(nèi)球形 的內(nèi)表面20之中。以這種方式使得萬向節(jié)沒有間隙。相對于已知的萬向節(jié)而 言，接觸點T與萬向節(jié)中心點M之間的軸向距離x明顯縮短，因此當(dāng)萬向節(jié) 彎曲時，用于防止自由轉(zhuǎn)動的支撐阻力矩的杠桿力臂R同樣很小。只要沒有特別指定，以下將對圖4中的各個示意圖共同進(jìn)行說明。 附圖所示的等速萬向節(jié)11為所謂的整體結(jié)構(gòu)，在萬向節(jié)外部件12上整體
地形成底板13和軸頸14。底板或蓋板也可以作為單獨的零件安裝并與萬向節(jié) 外部件焊接在一起或者旋緊在一起。在萬向節(jié)外部件12中形成縱向延伸、周 向分布的外滾道15，其曲率中心從萬向節(jié)中心面E開始沿軸向朝向萬向節(jié)外 部件12的開口 16偏置。萬向節(jié)還包括萬向節(jié)內(nèi)部件17，傳動軸18插入其 中，其中零件(17， 18)通過軸花鍵以不可轉(zhuǎn)動的方式相互連接，并且此外還 沿著軸向相對固定。在萬向節(jié)內(nèi)部件17上形成沿縱向延伸、周向分布的內(nèi)滾 道19，其曲率中心相對于萬向節(jié)中心面E朝向萬向節(jié)外部件12的底板13的 方向偏置。
相;OT應(yīng)的夕卜滾道15和內(nèi)滾道19構(gòu)疏袞iW，并且此后從底板13朝向 萬向節(jié)外部件的開口 16方向加寬。夕卜滾道15和內(nèi)滾道19組成的滾道對相 應(yīng)地用來容納傳遞扭矩的球體31。布置在萬向節(jié)外部件12和萬向節(jié)內(nèi)部件 17之間的環(huán)形的球籠保持架"22將球體的球心K保持在萬向節(jié)中心面E之 中，并且在萬向節(jié)彎曲時將球體導(dǎo)向角平分面。在此，球體31被接納在球籠 保持架22內(nèi)沿周向分布的球籠保持架窗孔23之中。球籠保持架具有球形的 外表面24，該外表面在萬向節(jié)外部件12的內(nèi)球形的導(dǎo)向面20中基本上沒有 間隙地被導(dǎo)引。相反，球籠保持架22的內(nèi)表面25與萬向節(jié)內(nèi)部件17的外 表面21之間具有間隙。分別通過圓弧形狀表示外滾道和內(nèi)滾道，從而萬向節(jié) 是一種AC (angular contact:角接觸)結(jié)構(gòu)型式的球籠式等速萬向節(jié)。
相對于縱軸線A12同軸布置的銷364固定安裝于萬向節(jié)外部件12的底 板13之中。銷364具有半球形的接觸面394。與銷364對置地在萬向節(jié)內(nèi)部 件上有支撐體414，該支撐體在孔29中被導(dǎo)引，并且通過螺旋壓力彈簧30支 撐在傳動軸18之中，并且因此相對于萬向節(jié)內(nèi)部件17得到支撐。支撐體414 構(gòu)成外球形的支撐面434，該支撐面利用接觸面394在預(yù)緊力下將力F作用在 銷364上。如圖b所示，銷364和支撐體414之間的接觸區(qū)T處于萬向節(jié) 中心面E之中。如圖a和b，支撐面434與接觸面394 —樣均為球形，而在 圖c所示的細(xì)節(jié)Y中示出了徑向平坦的支撐面434'，該支撐面與球形的接觸 面394共同作用。按本發(fā)明所述，接觸區(qū)T與萬向節(jié)中心點M之間的距離x 因此又等于零。因此可以忽略杠桿力臂R，該杠桿力臂與力F用來計算彎曲狀態(tài)下防止萬向節(jié)自由轉(zhuǎn)動的支撐阻力矩。
預(yù)緊的螺旋壓力彈簧30間接地通過傳動軸18朝向萬向節(jié)外部件12的 開口 16移動萬向節(jié)內(nèi)部件17，使得內(nèi)滾道19同樣朝向開口作用于球體31。 球4枯這時同樣朝向開口支撐于球籠保持架窗 L 23之中，使得球籠保持架22 本身以其球形的外表面24沿軸向支撐于萬向節(jié)外部件12的內(nèi)球形的內(nèi)表面 20之中。以這種方式使得萬向節(jié)沒有間隙。如前所述，接觸點T與萬向節(jié) 中心點M之間的軸向距離x等于零，因此當(dāng)萬向節(jié)彎曲時，用于防止自由轉(zhuǎn) 動的支撐阻力矩的杠桿力臂R可以忽略。
在所有實施例中，球體最好以沒有壓力的方式安裝于球籠保持架窗孔之中。
附圖標(biāo)記列表 11等速萬向節(jié) 12萬向節(jié)外部件 13底板 14軸頸 15夕卜滾道 16開口 (12) 17萬向節(jié)內(nèi)部件 18傳動軸 19內(nèi)滾道
20球形的內(nèi)表面(12) 21夕卜表面(17) 22球籠保持架 23球籠保持架窗孔 24球形的外表面(22) 25內(nèi)表面(22) 26端面 27孔
28加寬部分 29孔30螺旋壓力彈簧
31球體
36銷 37孔
38螺旋壓力彈簧 39接觸面 41支撐體 42接合面 43支撐面 44凸出部分
x 距離 R杠桿力臂 F力
T 接觸區(qū) A12縱軸線(12) A18縱軸線(18) A"縱軸線(22) M萬向節(jié)中心點
K 球心
E 萬向節(jié)中心面
權(quán)利要求
1. 等速萬向節(jié)(11)，包括周向分布有外滾道(15)的萬向節(jié)外部件(12)；周向分布有內(nèi)滾道(19)的萬向節(jié)內(nèi)部件(17)；安置在由相互對應(yīng)的內(nèi)、外滾道(15，19)組成的滾道對之中的傳遞扭矩的球體(31)；以及安置在萬向節(jié)外部件(12)和萬向節(jié)內(nèi)部件(17)之間的并具有周向分布的球籠保持架窗孔(23)的環(huán)形的球籠保持架(22)，在球籠保持架窗孔中將傳遞扭矩的球體(31)保持在同一個平面(E)之中，其中，當(dāng)萬向節(jié)伸展到一致的軸向方向中時，滾道對至少局部加寬，球籠保持架(22)沿軸向支撐于萬向節(jié)外部件(12)之中，并且萬向節(jié)內(nèi)部件(17)與球籠保持架(22)之間具有軸向間隙；并且同時設(shè)置了相對于萬向節(jié)外部件(12)彈性支撐萬向節(jié)內(nèi)部件(17)的裝置，該裝置相對于萬向節(jié)外部件(12)在同一方向上作用于萬向節(jié)內(nèi)部件(17)，滾道對在該方向上加寬，其特征在于，所述萬向節(jié)外部件(12)包括底板(13)或蓋板，彈性支撐的銷(36)在其中同軸地被導(dǎo)引，并且在萬向節(jié)內(nèi)部件(17)上形成端面?zhèn)鹊那蛐蔚闹蚊?43)，銷(36)在預(yù)緊力下貼靠在該支撐面上。(圖1)
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬向節(jié)，其特征在于，在與萬向節(jié)內(nèi)部件(17) 固定連接的支撐體(41)上形成支撐面(43)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的萬向節(jié)，其特征在于，在支撐體(41)上形成支 撐面(43)，該支撐體安裝在插入萬向節(jié)內(nèi)部件(17)中的傳動軸(18)之中。
4. 等速萬向節(jié)(11)，包括周向分布有外滾道(15)的萬向節(jié)外部件(12);周向分布有內(nèi)滾道(19) 的萬向節(jié)內(nèi)部件(17);布置在由相互對應(yīng)的內(nèi)、外滾道(15， 19)組成的滾 道對之中的傳遞扭矩的球體(31);以及布置在萬向節(jié)外部件(12)和萬向節(jié) 內(nèi)部件(17)之間的具有周向分布的球籠保持架窗孔(23)的環(huán)形的球籠保持 架(22)，在球籠保持架窗孔中將傳遞扭矩的球體(31)保持在同一個平面(E) 之中，其中，當(dāng)萬向節(jié)伸展到一致的軸向方向中時，滾道對至少局部加寬，球 籠保持架(22)沿軸向支撐于萬向節(jié)外部件(12)之中，并且萬向節(jié)內(nèi)部件(17) 與球籠保持架(22)之間具有軸向間隙；并且同時設(shè)置了相對于萬向節(jié)外部件(12)彈性支撐萬向節(jié)內(nèi)部件(17)的裝置，該裝置相對于萬向節(jié)外部件(12) 在同一方向中作用于萬向節(jié)內(nèi)部件(17)，滾道對在該方向中加寬，其特征在 于，所述萬向節(jié)外部件(12)包括底板(13)或蓋板，同軸導(dǎo)引的銷(362 ， 363) 彈性支撐于其中，并且在萬向節(jié)內(nèi)部件(17)上形成沿軸向位于滾道(19)內(nèi) 的支撐面(432， 433)，銷(362， 363)在預(yù)緊力下貼靠在該支撐面上。(圖2， 圖3)
5. 根據(jù)權(quán)禾腰求4所述的萬向節(jié)，其特征在于，所述支撐面(432)為球形 的，并且其頂點尤其大致位于萬向節(jié)中心點M。(圖2)
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的萬向節(jié)，其特征在于，所述支撐面(433)為半球 形的，并且其曲率中心尤其大致位于萬向節(jié)中心點M。(圖3)
7. 根據(jù)權(quán)利要求4 6中任一項所述的萬向節(jié)，其特征在于，直接在插入萬 向節(jié)內(nèi)部件(17)中的傳動軸(18)上形成所述支撐面(432， 433)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4 7中任一項所述的萬向節(jié)，其特征在于，所述傳動軸 (18)以及必要時所述萬向節(jié)內(nèi)部件(17)從支撐面(432 ， 433)朝向銷(362， 363)沿軸向呈內(nèi)錐形加寬。
9. 等速萬向節(jié)(11)，包括周向分布有外滾道(15)的萬向節(jié)外部件(12);周向分布有內(nèi)滾道(19) 的萬向節(jié)內(nèi)部件(17);布置在由相互對應(yīng)的內(nèi)、外滾道(15， 19)組成的滾 道對之中傳遞扭矩的球體(31);以及布置在萬向節(jié)外部件(12)和萬向節(jié)內(nèi) 部件(17)之間的具有周向分布的球籠保持架窗孔(23)的環(huán)形的球籠保持架 (22)，在球籠保持架窗孔中將傳遞扭矩的球體(31)保持在同一個平面(E) 之中，其中，當(dāng)萬向節(jié)伸展到一致的軸向方向中時，滾道對至少局部加寬，球 籠保持架(22)沿軸向支撐于萬向節(jié)外部件(12)之中，并且萬向節(jié)內(nèi)部件(17) 與球籠保持架(22)之間具有軸向間隙；并且同時設(shè)置了相對于萬向節(jié)外部件 (12)彈性支撐萬向節(jié)內(nèi)部件(17)的裝置，該裝置相對于萬向節(jié)外部件(12) 在同一方向中作用于萬向節(jié)內(nèi)部件(17)，滾道對在該方向中加寬，其特征在 于，所述萬向節(jié)外部件(12)包括底板(13)或蓋板，其中固定安裝了同軸的 銷(364)，并且彈性支撐的支撐體(414)在萬向節(jié)內(nèi)部件(17)之中同軸地被 導(dǎo)引，該支撐體以支撐面(434)在預(yù)緊力下貼靠在銷(364)上。(圖4)
10. 根據(jù)權(quán)禾腰求9所述的萬向節(jié)，其特征在于，所述銷(364)和所述支 撐體(414)分另懼有球形的尤其是球面的支撐面(394 ， 434)。
11. 根據(jù)權(quán)禾腰求9所述的萬向節(jié)，其特征在于，所述銷(364)具有球形 尤其是外球形的接觸面(394)，且支撐體(414)具有平坦的支撐面(434)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9 11中任一項所述的萬向節(jié)，其特征在于，所述支撐體 (414)直接在插入萬向節(jié)內(nèi)部件(17)中的傳動軸(18)之中同軸地被導(dǎo)引，并 且彈性地支撐于傳動軸(18)之中。
13. 根據(jù)權(quán)禾腰求9 12中任一項所述的萬向節(jié)，其特征在于，所述傳動 軸(18)以及必要時所述萬向節(jié)內(nèi)部件(17)從支撐體(414)朝向銷(364)呈 內(nèi)錐形地加寬。
14. 根據(jù)權(quán)禾腰求1 13中任一項所述的萬向節(jié)，其特征在于，萬向節(jié)內(nèi)部 件(17)和萬向節(jié)外部件(12)相對支撐的接觸區(qū)T與萬向節(jié)中心點M之間 的距離x小于等于球籠保持架(22)的一半外徑D/2。
15. 根據(jù)權(quán)禾腰求1 13中任一項所述的萬向節(jié)，其特征在于，萬向節(jié)內(nèi)部 件(17)和萬向節(jié)外部件(12)相對支撐的接觸區(qū)T與萬向節(jié)中心點M之間 的距離x小于等于球籠保持架(22)在萬向節(jié)中心面E中的一半內(nèi)徑d/2。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1 13中任一項所述的萬向節(jié)，其特征在于，萬向節(jié)內(nèi)部 件(17)和萬向節(jié)外部件(12)相對支撐的接觸區(qū)T與萬向節(jié)中心點M之間 的距離x小于等于萬向節(jié)內(nèi)部件(17)的一半外徑Di/2。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1 13中任一項所述的萬向節(jié)，其特征在于，萬向節(jié)內(nèi)部 件(17)和萬向節(jié)外部件(12)相對支撐的接觸區(qū)T與萬向節(jié)中心點M之間 的距離x等于零。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14 16中任一項所述的萬向節(jié)，其特征在于，在滾W" 開口的方向中從萬向節(jié)中心點M開^i十算距離x 。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1 18中任一項所述的萬向節(jié)，其特征在于，所述接觸區(qū) T相對于萬向節(jié)外部件(12)的縱軸線L12同心地布置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1 19中任一項所述的萬向節(jié)，其特征在于，在接觸區(qū)T 內(nèi)相互接觸的面(39， 43)兩者均為球形的，尤其是外球形的。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1 19中任一項所述的萬向節(jié)，其特征在于，在接觸區(qū)T 內(nèi)相互接觸的面(39， 43) —部分為球形的，另一部分為凹入的，尤其形成外球面和內(nèi)球面。
22.根據(jù)權(quán)利要求1 19中任一項所述的萬向節(jié)，其特征在于，接觸區(qū)T中 相互接觸的面(39， 43)中一個為球形的，尤其是外球形的，另一個則是平坦 的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種等速萬向節(jié)(11)，包括周向分布有外滾道(15)的萬向節(jié)外部件(12)、周向分布有內(nèi)滾道(19)的萬向節(jié)內(nèi)部件(17)、布置在由相互對應(yīng)的內(nèi)、外滾道(15，19)組成的滾道對之中的傳遞扭矩的球體(31)、以及布置在萬向節(jié)外部件(12)和萬向節(jié)內(nèi)部件(17)之間的具有周向分布的球籠保持架窗孔(23)的環(huán)形的球籠保持架(22)，在球籠保持架窗孔中將傳遞扭矩的球體(31)保持在同一個平面E之中；其中，當(dāng)萬向節(jié)伸展到一致的軸向方向中時，滾道對至少局部加寬；球籠保持架(22)沿軸向支撐于萬向節(jié)外部件(12)之中，并且萬向節(jié)內(nèi)部件(17)與球籠保持架(22)之間具有軸向間隙；并且設(shè)置了相對于萬向節(jié)外部件(12)彈性支撐萬向節(jié)內(nèi)部件(17)的裝置，該裝置相對于萬向節(jié)外部件(12)在同一方向上作用于萬向節(jié)內(nèi)部件(17)，滾道對在該方向中加寬；其中，萬向節(jié)外部件(12)包括底板(13)或蓋板，彈性支撐的軸頸(36)在其中同軸地導(dǎo)引，并且其中在萬向節(jié)內(nèi)部件(17)上形成端面?zhèn)鹊那蛐蔚闹蚊?，銷(36)在預(yù)緊力下貼靠在該支撐面上。
文檔編號F16D3/224GK101421528SQ200780011749
公開日2009年4月29日 申請日期2007年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月7日
發(fā)明者S·莫徹, W·希爾德布蘭特 申請人:Gkn動力傳動系統(tǒng)國際有限責(zé)任公司