專(zhuān)利名稱(chēng)：驅(qū)動(dòng)汽車(chē)輪子用的聯(lián)節(jié)軸，特別是側(cè)軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)汽車(chē)輪子用的聯(lián)節(jié)軸，特別是側(cè)軸，它有兩個(gè)同步活節(jié)，彼此由中間軸連接起來(lái)。該活節(jié)包括一個(gè)滑動(dòng)件和一軸段(Walleabschnitt)，滑動(dòng)件有一段軸頸和一個(gè)同軸向的并包圍軸頸的管形位移段(Verschiebeabschnitt)。該位移段與軸段是相連接的，并且，在平行于中間軸的縱軸線上由滑動(dòng)軸頸(Schiebezapfen)和位移段組成的兩個(gè)滾道之間嵌有滾動(dòng)體。此外，滑動(dòng)軸頸與軸段可以通過(guò)同步活節(jié)中的一個(gè)單獨(dú)組成一個(gè)構(gòu)件，也可以與它們連接起來(lái)。
這樣一種聯(lián)節(jié)軸，例如在DE4419373A1中已介紹過(guò)。其中提到的中間軸總的看來(lái)是不夠靈活。
在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的側(cè)軸時(shí)，還有設(shè)計(jì)兩個(gè)同步活節(jié)的中間軸時(shí)，按照活節(jié)的扭轉(zhuǎn)剛度要求要盡可能地考慮到扭轉(zhuǎn)剛性。但是，對(duì)這樣一種扭轉(zhuǎn)剛性的設(shè)計(jì)可能會(huì)影響其功能，特別是在緊急起動(dòng)時(shí)，即所謂的暴發(fā)起動(dòng)時(shí)，由于突然施加于同步活節(jié)上的負(fù)荷較高，對(duì)它的功能會(huì)帶來(lái)不利影響，因?yàn)檎麄€(gè)最大負(fù)荷的傳遞是在無(wú)緩沖情況下進(jìn)行的。例如，在使用這種聯(lián)節(jié)軸時(shí)，由于車(chē)輪的彈性伸縮而引起聯(lián)節(jié)軸的長(zhǎng)度改變，這種改變是通過(guò)作為移動(dòng)節(jié)頭所構(gòu)成的同步活節(jié)來(lái)保持平衡的，這就可能造成過(guò)分拉緊，從而干擾了同步活節(jié)與聯(lián)節(jié)軸的長(zhǎng)度變化的配合。
如果按照已有技術(shù)(DE4419373A1)選擇一種結(jié)構(gòu)方式，這種結(jié)構(gòu)方式是較好的，但是，在一種較好的結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)同步活節(jié)同樣要求也較高。
本發(fā)明的目的在于，設(shè)計(jì)出一種聯(lián)節(jié)軸，該聯(lián)節(jié)軸既要使其構(gòu)件有出色的功能，還要能夠保證在較高的應(yīng)力下及其突然出現(xiàn)高負(fù)荷時(shí)能良好工作。
上述任務(wù)是按照本發(fā)明這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的屬于滑動(dòng)件的構(gòu)件，即滑動(dòng)軸頸和位移段有一個(gè)扭轉(zhuǎn)剛度，當(dāng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪達(dá)到最大扭矩而其兩個(gè)同步活節(jié)之間的長(zhǎng)度改變時(shí)，滾動(dòng)體就會(huì)順利地滾動(dòng)到由滑動(dòng)軸頸和位移段組成的滾道中，并且軸段的扭轉(zhuǎn)剛度要小于前面所提到的位移部分(Verschiebeteil)的構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)剛度。
這樣一種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)負(fù)荷突然出現(xiàn)時(shí)，平衡轉(zhuǎn)動(dòng)的軸段就產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。該軸段起到扭桿彈簧的作用。車(chē)輛加速行駛相當(dāng)平穩(wěn)這同樣也可看成優(yōu)點(diǎn)。為了一方面盡可能達(dá)到行駛舒適，另一方面要使傳動(dòng)段(Antriebsstrang)的其它部件上不得有不允許的過(guò)高負(fù)荷，車(chē)輛生產(chǎn)者可以根據(jù)愿望來(lái)設(shè)計(jì)扭轉(zhuǎn)剛度。
其它優(yōu)點(diǎn)是，滑動(dòng)軸承可使處于轉(zhuǎn)動(dòng)的及能夠擺動(dòng)的傳動(dòng)軸保持平穩(wěn)(ruhig)，并且盡可能地減少應(yīng)力疊加(Spannungsuberlagerung)。滑動(dòng)部分的構(gòu)件具有剛性，從而使滑動(dòng)部分的功能不受影響。優(yōu)點(diǎn)還有，當(dāng)軸段發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，并不影響到活節(jié)，因?yàn)椋捎谂まD(zhuǎn)而引起的長(zhǎng)度改變可通過(guò)滑動(dòng)部分保持平衡，由此連接的一些活節(jié)并不受應(yīng)力影響。
屬于滑動(dòng)部分的構(gòu)件處于轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，借助預(yù)應(yīng)力彼此是錯(cuò)開(kāi)的，此優(yōu)點(diǎn)也是預(yù)料之中。
根據(jù)車(chē)輛事先規(guī)定出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)剛度來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)軸段的扭轉(zhuǎn)剛度。
如果軸段及它的兩個(gè)端部連接區(qū)的間隙設(shè)計(jì)成圓柱形并且由一整體材料制成，則這種結(jié)構(gòu)更為有利。把軸段和位移段設(shè)計(jì)成一整體件，位移段制成波狀管截面，軸段制成圓柱形管截面，這樣做也是可以的。
如果選取由整體材料制成的軸段，則朝向移動(dòng)部分的移動(dòng)段的軸段連接區(qū)要有一個(gè)直徑較大的盤(pán)形面。應(yīng)在該連接區(qū)上固定例如可通過(guò)焊接來(lái)固定住移動(dòng)部分的移動(dòng)段。
下面，通過(guò)示意圖來(lái)表示并借助這些圖示加以詳細(xì)說(shuō)明所選取的本發(fā)明的較佳實(shí)施例以及在四輪車(chē)輛上的應(yīng)用情況。其中附圖為

圖1是一輛四輪傳動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)圖；圖2表示沿縱向表示的本發(fā)明聯(lián)節(jié)軸的第一結(jié)構(gòu)形式；圖3表示中間軸的稍經(jīng)修改后的結(jié)構(gòu)形式，此處由整體材料制成的軸段及所連接的移動(dòng)段為一個(gè)深沖工件。
圖4表示聯(lián)節(jié)軸的稍經(jīng)修改后的結(jié)構(gòu)形式，聯(lián)節(jié)軸的移動(dòng)段及軸段是連成一體的，并制成管狀。
由圖1可看到車(chē)輛的所有輪子的傳動(dòng)以及傳動(dòng)桿。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3通過(guò)接在其后的變速器驅(qū)動(dòng)前軸差速器4，由差速器4的兩個(gè)傳動(dòng)輸出端經(jīng)側(cè)軸7再帶動(dòng)兩個(gè)前輪1。通過(guò)前軸差速器4來(lái)引導(dǎo)后輪2的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，為樣就可以通過(guò)一個(gè)支路減速器(Abzweiggetriebe)及一根縱軸帶動(dòng)后軸差速器5了，側(cè)軸6從該差速器出來(lái)到達(dá)后輪2。
圖2是側(cè)軸6的第一結(jié)構(gòu)方式，用來(lái)傳動(dòng)諸如兩個(gè)后輪2之中的一個(gè)，它是以縱剖面表示的。
考慮側(cè)軸使用的聯(lián)節(jié)軸6，按照?qǐng)D2所示，包括兩個(gè)同步活節(jié)，即朝后輪安裝的第一同步活節(jié)8以及朝軸差速器安裝的第二同步活節(jié)9。這兩個(gè)同步活節(jié)8，9由一中間軸10連接起來(lái)。第一同步活節(jié)8包括一活節(jié)外層件(Gelenkauβenteil)11，并且在它的室腔中圍繞著縱軸線22周?chē)贾糜型鈱訚L槽(Auβenlaufrillen)12。連接軸頸13用來(lái)將活節(jié)外層件11連接到后輪之中的一個(gè)輪轂上。位于活節(jié)外層件11的室腔中有一個(gè)活節(jié)內(nèi)件(Gelenkinnenteil)4，它借助(unter Zuhilfenahme)一個(gè)控制件21可以朝各方向擺動(dòng)。在活節(jié)內(nèi)部件14的外表面上與活節(jié)外層件11的外滾動(dòng)槽12相對(duì)之處上相應(yīng)地布置有內(nèi)滾動(dòng)槽15。在一對(duì)相對(duì)的外滾動(dòng)槽12和內(nèi)滾動(dòng)槽15中，設(shè)有一個(gè)滾珠17用來(lái)傳遞扭矩。所有滾珠17都是置于滾動(dòng)軸承的保持架16的孔內(nèi)滾動(dòng)的?；罟?jié)內(nèi)部件14有一個(gè)指向第二同步活節(jié)9的連接軸頸18。該軸頸的端部有一連接件19，用來(lái)同中間軸10的相應(yīng)連接件進(jìn)行連接。此外，連接軸頸18與活節(jié)外層件11之間的空腔通過(guò)一個(gè)可折護(hù)套20封閉起來(lái)。第二同步活節(jié)9的結(jié)構(gòu)原理基本上與第一同步活節(jié)8類(lèi)同，只是連接方式有所改變。
第二同步活節(jié)9的活節(jié)內(nèi)部件23有一屬于滑動(dòng)件25的滑動(dòng)軸頸24。在滑動(dòng)軸頸24的外表面上，圍繞著縱軸線22及延著該軸線延伸地分布有滾動(dòng)體27用的滾動(dòng)槽26。滾動(dòng)體27最好為滾球，并且在每個(gè)滾動(dòng)槽26內(nèi)連續(xù)地布置很多滾球。滾動(dòng)體27被保持在軸承保持架28內(nèi)，并嵌入在位移段29的滾動(dòng)槽30中。位移段29制成管形結(jié)構(gòu)。滾動(dòng)槽30與滾動(dòng)槽26分別相對(duì)，并同樣地與縱軸線22平行地延伸。位移段29的外表面與同步活節(jié)9的活節(jié)外部件的外表面之間緊靠著一個(gè)用來(lái)密封的可折護(hù)套34。在位移段29的孔中，朝中間軸10的軸段33方向內(nèi)裝有一個(gè)端罩31，它用來(lái)限制滾動(dòng)體27進(jìn)入滾動(dòng)槽26，10中的位移量。
面向軸段33的位移段29的連接端部(Anschluβend)是該軸段的一個(gè)形似盤(pán)狀的加大了的連接部位，它與軸段33通過(guò)焊接連成。軸頸33的另一端為連接件32，用來(lái)與同步活節(jié)8的連接軸頸18的連接件19相連接，該連接軸頸是屬于活節(jié)內(nèi)件14的一部分。軸段33由一整體材料制成為圓柱形。位移部分(Verschiebteil)25的扭轉(zhuǎn)剛度，或者說(shuō)這個(gè)部分所屬的構(gòu)件，即位移段29和滑動(dòng)軸頸24的扭轉(zhuǎn)剛度的設(shè)計(jì)是這樣考慮的在傳遞扭矩達(dá)到滿載情況下，也就是說(shuō)所謂的發(fā)火時(shí)，或突然劇烈起動(dòng)時(shí)，必須保證位移功能，即是說(shuō)，在此種情況下，滾動(dòng)體27還能夠順利地滾動(dòng)到滾動(dòng)槽26，30之中，以便使不受干擾地接受兩個(gè)同步活節(jié)8，9的中點(diǎn)之間的長(zhǎng)度變化(Langennderung)。軸段33的扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)較小，這樣，在施加適當(dāng)?shù)呐ぞ貢r(shí)，則軸段33的扭轉(zhuǎn)處于一種彈性范圍。通過(guò)前面所述的措施，當(dāng)由于扭轉(zhuǎn)而使長(zhǎng)度改變時(shí)，就不會(huì)使導(dǎo)致過(guò)分夾緊的張力作用到與中間軸10相連接的同步活節(jié)8，9上。
圖3為有關(guān)軸段33’以及與它連接的滑動(dòng)段23’的另一種修改后的結(jié)構(gòu)形式，它是根據(jù)圖2結(jié)構(gòu)改變的，其位移段29’制成深沖件，可以看出軸形(Wellenform)橫截面。該軸形，即在位移段29’的管形段中設(shè)有隆起部分，會(huì)產(chǎn)生較高的扭轉(zhuǎn)剛度，這樣，在扭矩作用下實(shí)際上不會(huì)產(chǎn)生形變，或者，僅僅出現(xiàn)很小變形。不過(guò)，此變形能夠保證滾動(dòng)體良好地滾壓(Abwlzen)到位移段29’的波谷中。此外還可以看出，位移段29’朝軸段33’的連接區(qū)方向上，有一個(gè)向內(nèi)伸出的凸緣。中心孔由一個(gè)塞子封住。從連接區(qū)35可以看出軸段33’有一個(gè)盤(pán)形大直徑部分，它由一塊整體材料制成。位移段29’通過(guò)焊接處36同連接區(qū)35相連接。在朝向位移段29’的端部可以有一連接件(Anschluβmittel)32。該連接件在此是一端面嚙合齒(Stirnverzahnung)，它是裝在與軸段33’的形狀相適應(yīng)的軸環(huán)(Bund)上。
圖4表示聯(lián)接軸6’的一種結(jié)構(gòu)形式，屬于中間軸10’的位移段29’及軸段33”為一塊整體件，并且是制成管子形，朝向位移段29”的管子是加大了的。在該部位具有一定的扭轉(zhuǎn)剛度，該扭轉(zhuǎn)剛度應(yīng)這樣地確定，即當(dāng)出現(xiàn)較高扭矩負(fù)荷和突然產(chǎn)生扭矩負(fù)荷情況下使不可超過(guò)額定值的變形量，也就是說(shuō)，這樣就能擾亂位移部分(Schiebteil)25’的功能，即擾亂同步活節(jié)8’及9’之間的長(zhǎng)度變化的微小公差。通過(guò)一個(gè)短軸頸18’把同步活節(jié)8’的活節(jié)內(nèi)件與軸段33”之間連接起來(lái)，該軸段33”制成管狀并且直到位移段29”的直徑是比較小的。短軸頸的外部可以設(shè)一個(gè)沿著縱軸線延伸的嚙合齒，把嚙合齒壓入到軸段33”的孔中，這樣就實(shí)現(xiàn)內(nèi)部連接。軸向保險(xiǎn)(Axialsicherung)可通過(guò)一個(gè)安全環(huán)來(lái)完成。管形軸段33”的扭轉(zhuǎn)剛度同樣按照嚴(yán)格設(shè)計(jì)要求，諸如按照?qǐng)D2實(shí)施例所述的要求那樣。
權(quán)利要求
1.驅(qū)動(dòng)汽車(chē)輪子(1)用的聯(lián)節(jié)軸(6)，特別是側(cè)軸，有兩個(gè)同步活節(jié)(8，8’，9，9’)，它們由一中間軸(10)連接起來(lái)，該聯(lián)節(jié)軸包括一滑動(dòng)件(25，25’)和一軸段(33，33’，33”)，滑動(dòng)件(25，25’)有一滑動(dòng)軸頸(24)，一個(gè)同軸向并包圍住軸頸的管形位移段(29，29’)，該位移段與軸段(33，33’，33”)是相連的，在平行于中間軸(10，10’)的縱軸線(22)方向，設(shè)有由滑動(dòng)軸頸(24)及位移段(29，29’)構(gòu)成的滾道(26，30)，在兩個(gè)滾道之間嵌有滾動(dòng)體(27)，此外，滑動(dòng)軸頸(24)和軸段(33，33’，33”)既可以通過(guò)同步活節(jié)(8，8’，9，9’)中的一個(gè)單獨(dú)組成一個(gè)構(gòu)件，也可以與它們相連接而成，其特征在于，屬于滑動(dòng)件(25，25’)的構(gòu)件，即滑動(dòng)軸頸(24)和位移段(29，29’)需有這樣一個(gè)扭轉(zhuǎn)剛度，即當(dāng)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)輪(1)達(dá)到最高扭矩時(shí)，可在兩個(gè)同步活節(jié)(8，8’，9，9’)之間的長(zhǎng)度變化情況下滾動(dòng)體(27)就無(wú)干擾地滾入由滑動(dòng)軸頸(24)和位移段(29，29’)構(gòu)成的滾道(26，30)中，并且軸段(33，33’，33”)有一個(gè)比位移部分(25，25’)的前面提到的構(gòu)件的更小的扭轉(zhuǎn)剛度。
2.按照權(quán)利要求1的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，屬于滑動(dòng)件(25，25’)的構(gòu)件，借助預(yù)應(yīng)力沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向上彼此隔斷的
3.按照權(quán)利要求1或2的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，軸段(33，33’)除它兩個(gè)端部連接區(qū)之外，為圓柱形結(jié)構(gòu)并且由一整體材料制成。
4.按照權(quán)利要求1或2的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，軸段(33”)與位移段(29”)構(gòu)成一整體件，位移段(29”)制成波形管截面，軸段(33”)制成圓柱形管截面。
5.按照權(quán)利要求3的聯(lián)節(jié)軸，其特征在于，朝位移段(29，29’)方向的滑動(dòng)件(25)是軸段(33，33’)的規(guī)定連接區(qū)(35)，其直徑被加大而制成盤(pán)狀。
全文摘要
一種汽車(chē)驅(qū)動(dòng)輪聯(lián)節(jié)軸，它有兩個(gè)通過(guò)中間軸相連的同步活節(jié)。它包括滑動(dòng)件及軸段，滑動(dòng)件有滑動(dòng)軸頸及圍著軸頸的管形位移段。位移段與軸段間焊接而連。軸段由整體材料或空心材料制成，并可構(gòu)成軟性轉(zhuǎn)動(dòng)。考慮到滑動(dòng)件及其構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)剛度問(wèn)題，故在較高扭矩及突然施加扭轉(zhuǎn)負(fù)荷時(shí)，滑動(dòng)件的滾動(dòng)體就滾入到由滑動(dòng)軸頸和管形位移區(qū)構(gòu)成的滾道中，從而達(dá)到長(zhǎng)度移動(dòng)的平衡。軸段進(jìn)行柔性轉(zhuǎn)動(dòng)，從而起到如扭轉(zhuǎn)彈簧桿的作用。
文檔編號(hào)F16D3/223GK1167054SQ9710296
公開(kāi)日1997年12月10日 申請(qǐng)日期1997年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月11日
發(fā)明者沃納·雅各, 曼佛雷德·尼德赫芬 申請(qǐng)人:洛爾·布羅坎普有限公司