專利名稱：帶有滑移件的聯(lián)節(jié)軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別適用于驅(qū)動汽車輪子的驅(qū)動段中的聯(lián)節(jié)軸(Gelenkwelle)。該聯(lián)節(jié)軸具有兩個同步接頭，各有一個帶有連接件(Ansehluβmittel)的第一接頭部分(Gelenkteil)，用來與驅(qū)動段的驅(qū)動件及從動件相連接，并且兩個同步接頭各有第二接頭部分，它們通過一中間軸彼此連接起來，同步接頭構(gòu)成僅在兩個接頭之間作角度移動的同步固定接頭(Gleichlauffestgelenk)。該聯(lián)節(jié)軸還具有能夠改變連接件之間的距離的設(shè)施。
在專利DE3739867C2中曾介紹這種聯(lián)節(jié)軸。在該專利中，同步接頭之中的一個的第二接頭部分是通過連接套方式而伸展，并且該接頭件有個帶諸滾道的通孔，中間軸置于該孔之內(nèi)。在中間軸的外表面上同樣也設(shè)有諸滾道，它們與第二接頭部分的諸滾道相互對應(yīng)。在諸對應(yīng)的滾道中各設(shè)有眾多的、制成滾珠狀的滾動體。中間軸受其止擋限制朝第二接頭部分作軸向運動。中間軸制成實心軸，并且與另一個同步節(jié)頭的第二接頭部分構(gòu)成一體。此外，該專利還介紹了用一個薄壁管子制成帶有兩個軸頸的中間軸，其中一個軸頸與另一個不產(chǎn)生移動的第二接頭部分直接進行連接。
這種結(jié)構(gòu)要求同步節(jié)頭有較大尺寸，該尺寸要與和傳遞扭矩的直徑尺寸相一致的滑移件橫截面相配合。這意味著接頭的直徑要設(shè)計得較大，而能適于傳遞扭矩。此外，作為內(nèi)部件的第二接頭部分在孔與內(nèi)滾道之間要有一定的徑向壁厚(根據(jù)強度要求計算而得)，用于留出安置軸頸所必需的空腔。
專利DE4119451C2介紹了一種用作視為汽車轉(zhuǎn)向壁軸用的聯(lián)節(jié)軸的部件。它由兩個作為萬向接頭制出的接頭和一個滑移件組成。該滑移件包括一雙翼式管。由雙肋形成滾道。有一內(nèi)部件插入到雙翼式管中，有兩個滾珠滾道相互錯開成180°。該結(jié)構(gòu)形式加工量較大并且要求用于布置兩滾珠滾道用的空腔較大些。這種轉(zhuǎn)向臂軸要有一個空腔，此外，就轉(zhuǎn)向臂軸而言，其移動質(zhì)量無特別作用，因為，它的運動只用于轉(zhuǎn)向運動，在控制方向時其轉(zhuǎn)動速度甚小。
本發(fā)明的目的在于提供一種特別適用于驅(qū)動汽車輪子的聯(lián)節(jié)軸，它包括兩個同步接頭和一個設(shè)施，該設(shè)施可使同步接頭的兩連接件之間的距離產(chǎn)生縱向改變，并使同步接頭的直徑尺寸較小，另外，為使保持較小的移動質(zhì)量，接頭之間的中間軸的重量可做到盡可能輕些。
按照本發(fā)明是這樣來解決該任務(wù)的兩個第二接頭部分中的一個設(shè)有一滑移軸頸，它的縱軸線與從屬于第二接頭部分的縱軸線一致；在滑移軸頸的外表面上，設(shè)有眾多按圓周分布與縱軸線平行的第一級滾道；中間軸設(shè)計成管形，管子有一個滑移段，滑移軸頸可以移到滑移段內(nèi)；在位于滑移段的中間軸的橫截面制成波紋狀，在它的外圓周上分別交替地出現(xiàn)一個外波峰和一個外波谷。此外，在滑移段的孔內(nèi)有諸第二級滾道，這些滾道與滑移軸頸上的諸第一級滾道一一相對，并且與縱軸線呈平行地分布。諸第二級滾道分別置于各個外波峰中；以及，由第一級和第二級滾道組成的每對滾道內(nèi)，容納有眾多的滾動體，它們彼此沿滾道分布開。
滑移段的管的橫截面設(shè)計成波形結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于，用來傳遞扭矩的管子的管壁可選得相對較薄一些，因為波形管子具有較高的傳遞扭矩能力。此外，優(yōu)點還在于，減少了振動，因為，雖然波形管子具有較高的彈性，但是會起到調(diào)節(jié)振動作用。超出軸工作轉(zhuǎn)速范圍(Be-triebsdrehzahlbereich)的臨界轉(zhuǎn)速在一個范圍內(nèi)被推移。這種聯(lián)節(jié)軸可用在汽車的邊軸連接件上，把軸差動器的旋轉(zhuǎn)運動傳遞到車輪上。對于一輛大型的汽車聯(lián)節(jié)軸，其傳遞的轉(zhuǎn)速可高達2000轉(zhuǎn)/分，而對此時產(chǎn)生的噪聲比產(chǎn)生有利的影響。
另一個優(yōu)點是，由于分開移動，可以提供較大的可利用的空間來安裝，這比一般裝配所需要的工作空間更大，從而減輕了聯(lián)節(jié)軸裝配到汽車上的工作量。把對應(yīng)的節(jié)頭中的一個設(shè)計成移動接頭(Schiebegelenk)的聯(lián)節(jié)軸的另一個優(yōu)點是，并于移動的接頭，可以有利地設(shè)計出扭矩傳遞能力。另外，設(shè)計成移動接頭的這種接頭，在傳遞扭矩及產(chǎn)生角度運動和滑移阻力時，摩擦力要大于彼此分開的構(gòu)件在角度移動下傳遞扭矩和接受移動(由角度移動及汽車的內(nèi)裝彈簧而引起的)時的摩擦阻力。
如果滑移段由無切屑成形，則可獲得有利的強度比(Festigkeit-suerhaltniss)。最好是，滑移段可通過錘鍛或利用適當?shù)某尚五N擊工具及沖壓工具進行輥制，或者通過一個拉拔工具由一個圓形控制管或焊接管拉拔等無切屑加工制成波紋形滑移段。
通過冷態(tài)下的無切屑加工會提高構(gòu)件強度，此外，還會得到光潔的表面，這對滾動體的滾道特別有利。
在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中可以看出，所有排列在滾道中的滾動體都置于一個保持架內(nèi)，并且，保持架沿縱軸線朝移動軸頸和滑移段的移動相對受至限制。
優(yōu)點在于，滾珠被保持架引導，當出現(xiàn)運動時可調(diào)節(jié)得使其滑移段與移動軸頸之間產(chǎn)生一種滾動。保持架可由塑料壓鑄而成。
為了限制滑移，滑移段設(shè)有止擋(Anschlgen)，這些止擋與滾動件或保持架共同起到限制滑移的作用。
滑移段也可附設(shè)另一個止擋，它用來抵制移動軸頸，以便限制移動軸頸滑入到滑移段，這對于裝配工作是很重要的。
最好是，止擋和/或者移動止擋之中的一個為嵌件的一部分，該嵌件是插入到滑移段之內(nèi)的。
按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，也可制成空心移動軸頸，該軸頸有一通孔。
除滑移段之外，中間軸還可附設(shè)一連接段，該段是與另一個同步接頭的第二接頭部分固定連接的。這個連接段可以直接從滑移段開始，但是，也可以在滑移段和連接段之間設(shè)一過濾段，過濾段的橫截面可以與滑移段和/或連接段的截面形狀有所不同。
為了給安裝滾動體提供必要的空腔，滑移段的橫截面相對于過渡段和/或連接段的橫截面尺寸要大一些。移動軸頸的橫截面尺寸為臨界尺寸，它的強度必須按照被傳遞的扭矩而設(shè)計，移動段可根據(jù)相應(yīng)的情況來設(shè)計。
如果在過濾段和/或連接段中接續(xù)有滑移段的波形，則對中間軸的振動產(chǎn)生有利影響。
最好是，將止擋制成嵌件式的，嵌件通過其橫截面逐漸縮小形成的凸肩，撐靠在滑移段和與該段相連接的過渡段或者連接段上。
在第二個接頭部分的縱軸線延長區(qū)內(nèi)，有一個連接軸頸，它用來連接中間軸與另一個同步接頭的第二接頭部分。該連接軸頸裝于中間軸的連接段內(nèi)，并與該段是固定連接。連接軸頸有一波形，它與連接段的波形相匹配。連接軸頸和連接段的波形結(jié)構(gòu)作用在于使兩者互相連接而不致產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)動。
在本發(fā)明中，可以通過夾件使連接軸頸與連接段達到固定。
滑動件的滾動體最好采用滾珠。
滑移軸頸的滾道可以通過無切屑加工制出，例如，可以隨著第二接頭部分的無切屑加工同時制出滑移軸頸的滾道——假如這種加工是用來制造出第二接頭部分的滾道和它的功能面的。
通過附圖表示出本發(fā)明的兩個最佳實施例及一個裝于汽車上的聯(lián)節(jié)軸的結(jié)構(gòu)實例，這些附圖是

圖1是表示本發(fā)明的一個聯(lián)節(jié)軸其同步接頭被伸長時的縱向剖視圖；圖2是沿圖l中“II—II”線的橫剖面；
圖3表示聯(lián)節(jié)軸的一種結(jié)構(gòu)形式，其滑移段(Schiebeabschnitte)的結(jié)構(gòu)相對于圖1的作了改變，但是連接中間軸的兩個接頭在圖中未表示出來，僅表示出連接用的軸頸。
圖4表示了按照本發(fā)明的聯(lián)節(jié)軸應(yīng)用在一輛前驅(qū)動汽車上的情況。
圖1中表示的聯(lián)節(jié)軸1包括第一同步接頭2和第二同步接頭3。這兩個同步接頭設(shè)計成同步固定接頭(Gleichlauffestgelenke)，它們通過中間軸4彼此連接起來。兩個同步接頭2，3的基本結(jié)構(gòu)相同，但其連接方式有所不同。
第一個同步接頭2由一作為外部件的第一接頭部分(Gelenkteil)5以及一置于該外部件的空腔中作為內(nèi)部件的第二節(jié)頭部分6。此外，第一接頭部分5還包括設(shè)計成連接軸頸形式的連接件7，連接軸頸有一凸肩8，與該凸肩8相貼的有一相應(yīng)的部件的連接面，該部件可以與同步接頭2相連接。
第一同步接頭2的第一接頭部分5是由設(shè)計成板件并帶有外滾道10的接頭外部件9和帶有凸肩8的連接軸頸7組成。接頭外部件9與連接軸頸7之間通過焊接相互固定連接于焊縫11處。
在接頭外部件9內(nèi)納有作為內(nèi)部件的第二接頭部分6，在它的外表面上有內(nèi)滾道12，每一內(nèi)滾道12分別與接頭外部件9上的一個外滾道10相對，兩個滾道一起容納一個滾珠13。外滾道10與內(nèi)滾道12內(nèi)所有的滾珠13都被保持在一個共同的保持架14內(nèi)，該保持架置于第二接頭部分6的外表面與接頭外部件9的內(nèi)表面之間。與構(gòu)成內(nèi)部件的第二接頭部分6整體相連是一連接軸頸15。
因為圖中表示萬向軸1是被伸長了的，所以第一接頭部分5和第二接頭部分6以及連接軸頸15都在同一個縱軸線16上。此外，有一個波紋管17，它復蓋在接頭外部件9的外側(cè)與連接軸頸15的外表面之間的空區(qū)上，這樣就可使用于潤滑第一同步接頭2的必要的潤滑劑被限制在接頭室(Gelenkraum)中。
第二同步接頭3有一個構(gòu)成外部件的第一接頭部分19，該接頭部分19作為聯(lián)接件用，它有一個法蘭18以用來把第一接頭部分19連接到汽車驅(qū)動段的驅(qū)動或從動件上。
在第一接頭部分19的空腔內(nèi)容納有第二接頭部分20，第二同步接頭3的結(jié)構(gòu)基本與第一同步節(jié)頭2相同，在上述兩個接頭部分之間同樣也有用于傳遞扭矩的滾道和滾珠。第二同步接頭3的第二接頭部分20與軸頸也是一體成形的，該軸頸制成滑移式軸頸21，在它的外表面上有沿其圓周分布的諸第一級滾道22。同樣，因為第二同步接頭3也被伸長了，所以第二接頭部分20和第一接頭部分19與第一同步接頭2都在同一縱軸線16上?；戚S頸21的第一級滾道22用于容納呈滾珠23形狀的滾動體。在第一級滾道22中有連接不斷的眾多滾珠23，所有第一級滾道22內(nèi)的滾珠23皆被保持在一個共同的保持架24上。中間軸4是由與置于滑移軸頸21的第一級滾道22內(nèi)的滾珠23一道起作用的滑移段26，過濾段27以及屬于第一同步接頭2的連接軸頸15的固定連接段28組成的。
位于滑移段26的外表面與第二個同步接頭3的第一接頭部分19的外表面之間，有一個波紋管25，它用來封閉接頭內(nèi)腔，并把滑移段26與滑移軸頸21之間的腔室密封住?；贫?6制成波形管(gewellte Rohr)，例如可以通過一根圓柱形管由無切屑加工制造出來，這種無切屑加工可通過如在模具中拉拔，用一適當?shù)哪＞咤N鍛，或者用壓緊輥在壓力下輥制而實現(xiàn)。由圖2可看到，滑移段26橫剖面為一個外波峰30和一個外波谷31交替排列。在每個外波峰30內(nèi)有一處于滑移段26的孔中的第二級滾道29，該滾道與滑移軸頸21的一個第一級滾道22相對，這兩個滾道用來容納滾珠23。在滑移段26的孔中靠近第二個同步接頭3的一端之處，內(nèi)裝有一個安全環(huán)形式的伸縮止擋33(Ausziehanschlag)，為此，滑移段26設(shè)有一個環(huán)形槽。該伸縮止檔與由保持架24的端面構(gòu)成的另一個相應(yīng)的伸縮止檔34共同作用，限制了保持架24朝第二個同步接頭3方向的移動。
過渡段27接續(xù)于滑移段26，它同樣制成管形，并且也有續(xù)接滾道29的滾道。因此，過濾段的橫截面也呈波紋狀。當過渡段27轉(zhuǎn)入到連接段28時，在設(shè)計上要考慮到這兩個橫截面尺寸的一致性，但是，由于它們的橫截面尺寸相對于滑移段26的橫截面要小，這樣，在過渡區(qū)就產(chǎn)生一個凸肩32。在滑移段孔內(nèi)插有嵌件35，它沿軸向靠在凸肩32上。該嵌件有一個平面，該平面構(gòu)成一插入止檔(Ein-schiebeanschlag)36，該止檔與朝向保持架24的伸縮止檔34的插入止擋37一起共同限制保持架24朝著第一同步接頭2移動。此外，嵌件35還有一個止檔面38，當滑移軸頸21完全滑進去時，軸頸21的端面39即緊貼在該止檔38上。不過該檔塊只在聯(lián)節(jié)軸1安裝時起到限制軸頸滑進去的作用。
屬于第一同步接頭2的第二接頭部分6的連接軸頸15的外表面41，是根據(jù)中間軸4的連接段28的孔40的內(nèi)表面來設(shè)計的，也就是說，它有一個相應(yīng)的、橫截面為凹凸形狀的造型，這樣，當連接軸頸15滑入孔中時，連接軸頸15與中間軸4的連接段28之間就形成一種非轉(zhuǎn)動連接。為使中間軸4與連接軸頸15達到軸向固定，設(shè)有夾件42。夾件42由一個罩子43蓋住。波紋管17是固定在罩子上的，而罩子43又是固定在中間軸4的外表面上。
圖3所示的軸1a的結(jié)構(gòu)形式中，位于朝過渡段27的滑移段26的橫截面縮小區(qū)所構(gòu)成的中間軸26的凸肩，直接起到止檔36a作用，保持架24借助其止動面37就靠在該止檔上，另外，該結(jié)構(gòu)在圖1和2中基本類同。
圖1、2及3所示的這兩種結(jié)構(gòu)，第一級滾道22和第二級滾道29沿縱軸線16的長度要長于保持架24的尺寸，這樣才可使?jié)L珠24在第一級滾道22和第二級滾道29內(nèi)滾動。不過，越過滾動的位移路程，還可能有一段儲備路程。通過該段路程，中間軸4位于在兩個同步接頭2，3的連接件7，8及18之間有一連接長度為L的縱向變化，這段長度是用來安裝聯(lián)節(jié)軸1及1a用的。設(shè)計時必須要考慮到所具有的縮短能力(Verkrzungsmglichkeit)應(yīng)使連接軸頸7能夠插入到驅(qū)動和從動件的所屬連接孔中，此外，以后第二同步接頭3的法蘭18才有可能移動到所需要的連接位上，以便能同驅(qū)動段的驅(qū)動件和從動件相連接。
圖4為按照圖1至3的聯(lián)節(jié)軸1及1a在一輛汽車44的驅(qū)動段上的應(yīng)用實例，從動的為后軸45上的后輪47，不驅(qū)動前輪46。按照本發(fā)明的聯(lián)節(jié)軸1及1a是由發(fā)動機48，通過減速器49及后軸差動器50來驅(qū)動后輪47的。
圖中有兩個聯(lián)節(jié)軸1或1a，兩個聯(lián)節(jié)軸各有一個接頭與左、右后輪47的后軸差動器50相連接。
聯(lián)節(jié)軸1及1a可通過(例如)從屬于第一同步接頭的連接軸頸與左、右后輪47連接，而第二同步接頭借助所屬的連接法蘭，與用來驅(qū)動左后輪47用的減速器輸出端(Getriebeausgang)的后軸差動器50的一個相應(yīng)的從動法蘭相連接。
權(quán)利要求
1.一種特別適用于驅(qū)動汽車(44)輪子的驅(qū)動段中的聯(lián)節(jié)軸(Gelenkwelle)(1，1a)，該聯(lián)節(jié)軸具有兩個同步接頭(2，3)，各有一個帶有連接件(7，8，18)的第一接頭部分(Gelenkteil)(5，19)，用來與驅(qū)動段的驅(qū)動件及從動件相連接，并且兩個同步接頭各有第二接頭部分(6，20)，它們通過一中間軸(4)彼此連接起來；同步接頭(2，3)構(gòu)成僅在兩個接頭(5，6；19，20)之間作角度移動的同步固定接頭(Gle-ichlauffestgelenk)；該聯(lián)節(jié)軸還具有能夠改變連接件(Anschluβmittel)(7，8；18)之間的距離(L)的設(shè)施；其特征在于，接頭部分(6，20)中的一個(20)設(shè)有一滑移軸頸(21)，它的縱軸線(16)與從屬于第二接頭部分(20)的縱軸線一致；在滑移軸頸(21)的外表面上設(shè)有眾多按圓周分布與縱軸線(16)平行的第一級滾道(22)；中間軸(4)設(shè)計成管形，管子有一個滑移段(26)，滑移軸頸(21)可以移到滑移段(26)內(nèi)；位于滑移段(26)的中間軸(4)的橫截面制成波紋狀，在它的外圓周上分別交替地出現(xiàn)一個外波峰(30)和一個外波谷(31)；此外，在滑移段(26)的孔內(nèi)有諸第二級滾道(29)，這些滾道與滑移軸頸(21)上的諸第一級滾道(22)一一相對，并且與縱軸線(16)平行地分布；諸第二級滾道(29)分別置于各個外波峰(30)中；以及由第一級和第二級滾道(22，29)組成的每對滾道內(nèi)，容納有眾多的滾動體(23)，它們彼此沿滾道(22，29)分布開。
2.按照權(quán)利要求1的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，滑移段(26)是通過無切屑加工制出來的。
3.按照權(quán)利要求2的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，滑移段(26)可通過錘鍛、輥軋或者由一個鋼管拉拔而成。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，在滾道(22，29)中所有排列的滾動體(23)皆保持在一個保持架(24)之中，保持架(24)沿縱軸線(16)朝滑動軸頸(21)及滑移段(26)的移動相對地受到限制。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，滑移段(26)設(shè)有用來限制滾動件(23)和/或保持架(24)移動的止檔件(36，36a；33)。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，滑移段(26)為滑移軸頸(21)設(shè)有一檔塊(38)，以使滑移軸頸(21)被限制在滑移段(26)之內(nèi)移動。
7.按照權(quán)利要求5或6中任一項的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，止檔(33，36)之中的一個和/或檔塊(38)皆為嵌件(35)的一部分，嵌件(35)嵌在滑移段(26)中。
8.按照權(quán)利要求1至7中任一項的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，滑移軸頸(21)制成空心。
9.按照權(quán)利要求1至8中任一項的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，除了滑移段(26)之外，中間軸(4)還有一個連接段(28)，用來固定到另一個同步接頭(2)的第二接頭部分(6)上。
10.按照權(quán)利要求9的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，中間軸(4)有一個位于滑移段(26)與連接段(28)之間的過渡段(27)。
11.按照權(quán)利要求9和10中任一項的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，滑移段(26)的橫截面大小要大于過渡段(27)和/或連接段(28)的橫截面大小。
12.按照權(quán)利要求9和10中任一項的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，滑移段(26)的波形持續(xù)到過渡段(27)和/或連接段(28)。
13.按照權(quán)利要求7至12中任一項的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，嵌件(35)撐靠在一個凸肩(32)上，該凸肩是在滑移段(26)和與該段相連接的段(27或28)之間的過渡處之間通過橫截面減小而形成的。
14.按照權(quán)利要求1至3中任一項的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，在另一個同步接頭(2)的第二接頭部分(6)的縱軸線(16)的延長處有一個連接軸頸(15)，它處于中間軸(4)的連接段(28)之內(nèi)，并固定結(jié)合于該段。
15.按照權(quán)利要求14的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，連接軸頸(15)有一個與連接段(28)的波形相配合的波形，以便達到兩者之間非轉(zhuǎn)動連接。
16.按照權(quán)利要求14的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，連接軸頸(15)是通過夾件(42)固定在連接段(28)上的。
17.按照權(quán)利要求1至6中任一項的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，滾動體(23)是滾珠。
18.按照權(quán)利要求1至7中任一項的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，滑移軸頸(21)的滾道(22)通過無切屑加工而成。
全文摘要
一種用來驅(qū)動汽車輪子的聯(lián)節(jié)軸，它由兩同步節(jié)頭和一中間軸組成。兩個同步節(jié)頭為同步固定節(jié)頭。為使縱向距離L改變所需要的移動裝置是由一個通過第二同步接頭的第二接頭部分的造型而成的滑移軸頸，和一個圍繞著軸頸制成空心軸式的中間軸的滑移段所組成?；贫蔚臋M斷面制成波紋管式，在滑移段的孔內(nèi)的一個外波峰中分別有一第二級滾道，它們與移動軸頸的一第一級滾道相對。兩個滾道之間有支承在保持架內(nèi)的滾珠。由于中間軸在它的滑移段被制成波紋管，并且由于成型加工原因，因此具有較高強度，較小的重量尺寸，同時也因為結(jié)構(gòu)上原因，從而使振動情況得以改善。
文檔編號F16D3/223GK1115833SQ9510586
公開日1996年1月31日 申請日期1995年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月3日
發(fā)明者沃納·雅各, 曼佛雷德·尼德赫芬, 尤根·E·海恩 申請人:洛爾·布羅坎普有限公司