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?shù)人偃f向節(jié)承受扭矩負荷時，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 行相對支撐，并且因此就不必對相應(yīng)的面進行精加工，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)進行改進，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，；
d) 放大的圖c中的細節(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中的細節(jié)X; d)放大的圖c中的細節(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中的細節(jié)"X;
C)放大的圖b中的細節(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 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)國際有限責任公司