CN100494717C - 万向节的垫圈挡板组合 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适合通过压合安装到万向节十字轴轴颈的止推垫圈与润滑挡板的组合，该止推垫圈与润滑挡板组合包括一条或多条润滑槽，有助于润滑油在十字轴和轴承盖表面间的流动。止推垫圈的弹性性能免除必须将轴颈表面磨光到所需精度的做法，止推垫圈表面包含润滑槽的设计可省掉淬火或热加工之前将润滑槽直接压制到轴颈端部的工序。

Description

万向节的垫圈挡板组合
技术背景
本发明一般地涉及具有十字轴(cross-member)轴颈的万向节，具有内润滑油路，内润滑油路在轴颈末端开口，用来补充轴承盖中的润滑油。在轴承盖中，轴颈分别轴向支撑于轴叉上。更具体地，本发明涉及一个垫圈和润滑挡板，组装起来便于压合到润滑油路直径增大的端部。
正如McElwain等人申请的美国专利4,103,512所述，在万向节的十字轴或枢轴中，润滑油路通常在中心位置交叉，邻接外部注油嘴，一旦需要，润滑油可从注油嘴注入到万向节中。注入到万向节中心位置的润滑油通常通过单个的润滑油路放射状地从表面流向十字轴轴颈。工作时，万向节沿垂直于十字轴的一个轴转动时产生离心力，这种离心力有助于润滑油从表面流向轴承盖。
当万向节停止转动时，一个或多个轴颈可能位于垂直向上的方向。此时重力的作用又会把润滑油从轴承盖向下拉回，流入润滑油路。当万向节恢复转动时，相关轴承盖中剩下的润滑油便会寥寥无几，甚至是完全没有润滑油，导致摩擦力增大，引起不必要的磨损。
除了用润滑油来减少十字轴端部与轴承盖的摩擦损耗外，生产商还常常在轴承盖的内表面与十字轴或轴颈端部之间放置一个如Nieman等人申请的美国专利6,264,566或Lentini等人申请的美国专利5,813,916中所述的止推垫圈，用作缓冲器。在生产过程中，当这些止推垫圈放置到十字轴端部上之前，一般用垫片将它们安装到轴承盖中，确保恰当的位置。在机器加工操作时，十字轴端部的对应面是磨光的，确保止推垫圈理想的公差，并受到压缩从而可以提供一条或多条有助于润滑油在止推垫圈与十字轴端部之间流动的槽。
所以，本发明的目标是要克服润滑油从万向节轴承盖附近流出时所产生的相关潜在问题，与此同时，还希望在万向节的生产过程中能省掉一个或多个磨光和切削的步骤。
发明内容
简单地说，本发明提供了一个止推垫圈与润滑挡板组合，适合于压合到万向节十字轴或轴颈中增大的润滑通道上。止推垫圈和一体构成的润滑挡板包括一条或多条润滑槽，有助于润滑油在十字轴与轴承盖的表面之间流动。止推垫圈的弹性性能免除了必须将十字轴端部磨光到理想精度的做法，止推垫圈表面包含润滑槽的设计可省掉在淬火或热处理之前将润滑槽直接压制到十字轴端部的工序。
结合附图阅读下述介绍，人们将更易于理解有关本发明的以上所述和其它的目标、特征和优点及其较好的实施例。
附图说明
在以下用来详细说明本发明的附图中：
图1是现有技术的万向节十字轴的平面图；
图2是本发明垫圈挡板的侧面截面图；
图3是图2所示垫圈挡板的俯视平面图；
图4是图2所示垫圈挡板的仰视平面图；
图5是图4的局部放大图，显示用于压合连接到十字轴的一个垂直校准的凸缘；
图6显示了将图2所示的垫圈挡板置于十字轴中；和
图7是图2所示的、压合到万向节十字轴的垫圈挡板的截面图。
在这几个附图中，对应的参考标记表示相应的部件。
具体实施方式
以下的详细叙述通过举例对本发明进行阐述，而决非用于限制本发明。该叙述可方便本领域技术人员更好地使用本发明。它介绍了几个实施例、修正例、变动例和可选择的做法，包括目前认为的本发明的最佳实施方式。
参看图1，一个传统的吊钩式(Hookes-type)万向节十字轴或枢轴以10显示。十字轴10由4个等距离间隔的、围绕中心体14分布的轴颈12组成。润滑油路16从一个公用的中心点C轴向延伸，穿过每个轴颈12到达邻接每个轴颈12的径向外端20、末端开口的润滑油室18。在中心体14的中心点C处，有一条或多条润滑油出入通道22，用于将润滑油注入到润滑油路16中。
每个润滑油室18是由与其关联的润滑油路16的一个直径增大的部分界定的。润滑油路16通常拥有一个用来接收润滑油路16的截头圆锥形的径向内表面24和筒形侧壁26，润滑油室18的径向外端是开口的，它包括一个在筒形侧壁26和轴颈12外端20之间过渡的倒角周边28。
参看图2到图4，以100显示了本发明的垫圈挡板组合。该垫圈挡板组合包括一个止推垫圈部分102和一个与其相关的挡板部分104，用于压合进万向节轴颈12的润滑油室18中。这种止推垫圈部分102和相关的挡板部分104是一体的弹性结构。采用传统的塑性成形工艺生产垫圈挡板组合时，杜邦编号为DuPont 70G33L、美国特拉华州威尔明顿E.I.duPont deNemours & Co.公司以“Zytel”品牌销售的尼龙弹性体(nylon elastomer)是一种合适的制造材料。本领域的普通技术人员都会发现，不仅仅是弹性体，其它材料也可用来生产本发明的垫圈挡板组合100，只要能够提供满足所需的磨损、温度和弹性要求。
如图3上清楚地显示，垫圈挡板组合100的止推垫圈部分102界定出一个环形表面，该环形表面完全与轴颈12径向外端20尺寸相对应。至少在止推垫圈部分102的上表面设置多个从止推垫圈部分102中心轴X径向向外的等距离间隔的润滑槽106，或者，润滑槽106也可分布在止推垫圈部分102的下表面。
与止推垫圈部分102相关的挡板部分104的中心与中心轴X同轴、且该挡板部分104垂直于止推垫圈部分102下表面。由圆形底座110连接起来的一对同轴的筒形部件108A和108B界定了挡板部分104。筒形部件108A界定挡板部分104的外筒形表面，最好能够邻接止推垫圈部分102。如图5上的清楚显示，筒形部件108A的外表面最好能包括多个与中心轴X平行排列的凸缘111，每个凸缘111用来提供与轴颈润滑油室18内表面的压入啮合。筒形部件108B界定挡板部分104的内筒形表面和一个端部开口的轴向润滑油输送通道112。圆形底座110与止推垫圈部分102相对置而连接同轴的筒形部件108A和108B置，界定与轴向润滑油输送通道112同轴的圆形润滑油保存容器114，圆形底座110和筒形部件108B最好能与筒形部件108A邻接。然而，本领域的普通技术人员都会发现，垫圈挡板组合100的元件可以是单个地生成的，然后再以普通方式连接起来，以提供元件连续构成的设备的等效功能。
参看图6到图7，它显示了止推垫圈挡板组合100通过压配合可轴向插入到轴颈12的润滑油室18。当止推垫圈挡板组合100通过压配合轴向插入到润滑油室18时，凸缘111确保筒形部件108A的外表面与润滑油室118表面能完全配合，使止推垫圈挡板组合在此保留在中心位置。一旦完全插入到润滑油室118后，止推垫圈部分102的下底面位于轴颈外端20之上，轴向润滑油输送通道112的位置与润滑油路16同轴，可以接收从那儿流出的润滑油。此时，止推垫圈部分102的弹性性能可以为轴颈12和轴颈外端20的尺寸变形提供一个公差允许范围，从而避免在生产过程中必须将轴颈外端20的表面磨光达到精确的公差的做法。
一旦止推垫圈挡板组合100如图7所示置于轴颈12润滑油室18后，将轴承盖200安装在止推垫圈部分102和轴颈外端20之上，轴承盖200用卡环204固定在叉槽的一个插脚(limb)202中，滚针轴承206位于轴颈12的外周表面与轴承盖200的内周侧壁之间。位于支座210中的环形密封208可保持润滑油，并能排除轴承盖200内的污染物。
在包含有本发明一个或多个止推垫圈挡板组合100的万向节工作时，润滑油从万向节十字轴10的中心沿各个润滑油路16向外呈放射状地流向轴颈外端20。当润滑油流进入到润滑油室18时，向外的润滑油油流受到圆形底座110的限制而流经端部开口的轴向润滑油输送通道112，从此输送到轴颈外端20。润滑油流体从轴颈外端20沿等距离间隔的润滑槽106继续在止推垫圈部分102的各个表面之间流动，为滚针轴承206和其它易磨损的表面提供润滑。当由于诸如重力作用影响万向节转动停止和润滑油流体回流时，一定量的润滑油将保留在圆形润滑油保存容器114中，防止返回到润滑油路16中，从而确保恢复转动时轴颈外端20有足够的润滑油供应。
综上所述，可以看出本发明的几个目标已实现，也取得了其它方面的有利结果。鉴于只要不偏离本发明范围能对上述结构做出多种改变，所有上述介绍或附图叙述所包含的观点均应解释为举例说明，而决非用于限制本发明。

Claims (13)

1.一种万向节，包括：
至少一个轴颈，每个轴颈都具有形成止推面的筒形外表面和一个外端，所述轴颈中具有轴向润滑油路，所述润滑油路在其最外端具有一个润滑油室；
轴承盖，旋转地围绕所述轴颈的筒形外壁并具有一个与所述轴颈外端相对的内止推面；
其特征在于还包括润滑油保存和轴承元件，包括一个圆形止推垫圈部分，具有一个上表面和下表面并具有至少一个设置在至少一个上表面或下表面之上的放射状润滑通道；所述放射状润滑通道从所述轴向润滑油路延伸至所述止推垫圈的最外缘；所述圆形止推垫圈部分同时接触所述轴颈外端和所述轴承盖的内止推面以提供一个两者之间的滑动轴承界面，所述润滑油保存和轴承元件还包括一个与所述圆形止推垫圈部分垂直并同轴的筒形挡板部分，一个同轴置于所述筒形挡板部分之中的稳定的筒形部件，所述筒形部件相对的两端永久开口，并界定一个轴向润滑油路；和一个圆形底座，与所述圆形止推垫圈部分相对设置，该底座邻接所述筒形挡板部分和所述筒形部件；所述档板部份压接在所述润滑油室中，其中，所述筒形挡板部分、所述圆形底座和所述筒形部件共同界定一个圆形润滑油保存容器；所述圆形润滑油保存容器与所述轴向润滑油路同轴，并且所述圆形润滑油保存容器在邻近所述圆形止推垫圈部分处开口。
2.根据权利要求1所述的万向节，其特征在于，所述放射状润滑通道包括多条位于所述圆形止推垫圈部分的至少一个上表面或下表面上的的放射状润滑通道。
3.根据权利要求2所述的万向节，其特征在于，所述多条放射状润滑通道为周向等距。
4.根据权利要求1所述的万向节，进一步包括多个与中心轴平行排列的、位于所述筒形挡板部分外周表面的凸筋。
5.根据权利要求1所述的万向节，其特征在于所述圆形止推垫圈部分、所述筒形挡板部分、所述筒形部件和所述圆形底座是一体结构。
6.根据权利要求5所述的万向节件，其特征在于至少所述圆形止推垫圈部分是具有弹性的材料。
7.根据权利要求6所述的万向节，其特征在于所述弹性材料包括尼龙。
8.根据权利要求1所述改进的万向节，其特征在于至少所述止推垫圈部分是具有弹性的材料。
9.根据权利要求1所述的万向节，其特征在于，进一步包括位于所述圆形止推垫圈部分上表面和筒形挡板部分内表面之间的截头圆锥斜面。
10.根据权利要求1所述的万向节，其特征在于邻近所述圆形止推垫圈部分的所述筒形部件位于圆形止推垫圈部分上表面的下方。
11.根据权利要求1所述的万向节，其特征在于所述轴颈为多个。
12.根据权利要求11所述的万向节，其特征在于所述轴颈包括4个设置为十字交叉的轴颈。
13.根据权利要求1所述的万向节，其特征在于进一步包括至少一个支撑所述轴承盖的叉槽。
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