CN100586748C - 万向节单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车中的车轮悬挂装置的导杆的万向节单元，其具有壳体(1)和轴颈(2)，所述轴颈借助球形支承面(3)滑动地安放在壳体中，其中所述万向节单元具有用于避免壳体(1)从轴颈(2)上完全分离的限制装置(4)，所述限制装置在正常工作状态下无接触地跨过壳体(1)的一部分。根据本发明所述限制装置(4)具有至少一个柔性的限制带或至少一个带有缺口(4.1.1，4.2.1)的安全卡箍(4.1，4.2)或者具有至少两个安全卡箍(4.1和4.2)，在正常工作状态下壳体的限制销(1.1，1.2)无接触地插入在该缺口中。

Description

万向节单元
技术领域
本发明涉及一种用于机动车中车轮悬挂装置的导杆的万向节单元。
背景技术
机动车中的车轮悬挂装置按照要求和功能具有不同的轴承或者说万向节。例如球形万向节适合于实现两个构件在多个自由度的相对运动。也已知万向节单元具有用于衰减车轮导入的振动的弹性物层。因此借助已知的万向节单元可以影响机动车的性能，并且此处特别不只影响车轮悬挂装置关于车轮导向装置的性能，而且也影响关于舒适性提高的性能。
对底盘总成中的万向节单元是高要求的安全构件，它们通常按照“安全寿命原则”设计，即以多倍安全性对机动车的整个寿命运行可靠地设计。尽管如此还可以设想纯理论的事件或非常不利的因果关系，此时可能产生这种万向节单元的全部损坏。因为在密封系统出问题后污物或水可能进入万向节内部，这种情况可能例如由于轴瓦出现磨损或在球面轴颈上形成腐蚀。结果可能是，被这样损坏的万向节单元完全分离，也就是说，壳体和轴颈之间的连接松开。
已知的万向节单元由壳体和轴颈组成，其中借助球形支撑面安放在壳体中的轴颈可以在壳体内部进行滑动运动。该球形支撑面可以是轴颈的组成部分，或者可以与它以装配方式连接，它为在现有技术中通常的轴承几何形状。例如由DE-OS23 50 087或EP 1 036 280 A1公开了一种此类的万向节单元。因为在已知的万向节单元中构件相对彼此可运动地互相连接，对在相对可运动的构件之间发生的磨损的考量表现为重要的质量特征。因此投入了巨大的努力，在万向节单元的整个寿命内保持磨损尽可能小，或者完全排除它。由于这个原因，已知的万向节单元采用昂贵的密封，以阻止水或污物进入内部的万向节构件。现有的解决方案是完全成熟的并保证万向节单元大部分的功能安全性远远超出机动车的寿命，由此排除了万向节单元的故障。
尽管如此，例如在机动车的车轮悬挂装置必需的维修或保养工作期间可能发生，由于疏忽和不注意损坏了万向节单元的零件。如果实际发生了这种情况，可能不再能可靠地排除已经提及的水和/或污物进入万向节单元的内部。可是这会产生万向节单元的构件过早强烈磨损的后果。极端情况下甚至可以想象壳体从轴颈上完全分离(脱开)。但是这种情况由于安全原因必须排除。由现有技术至今没有公开一种解决方案，其阻止壳体和轴颈之间完全分离，由此这样磨损的车辆例如还可以利用紧急运行功能送到最近的工厂。
发明内容
本发明的任务在于，改进设计一种万向节单元，使它自己在壳体和轴颈之间出现完全分离的情况下继续保证万向节单元的紧急运行功能。
该任务利用一种用于机动车中车轮悬挂装置的导杆的万向节单元来实现，其具有壳体和轴颈，所述轴颈借助球形支承面滑动支承在壳体中，其中所述万向节单元具有用于避免壳体从轴颈上完全分离的限制装置，所述限制装置在正常工作状态下无接触地跨过壳体的一部分，根据本发明，所述限制装置具有至少一个柔性的限制带或至少二个带有缺口的安全卡箍或者具有至少两个安全卡箍，在正常工作状态下壳体的限制销分别无接触地插入在该缺口中。
为了避免壳体从轴颈上的完全分离(脱开)根据本发明建议，为万向节单元装备限制装置。该限制装置可以具有至少一个柔性的限制带或至少一个带有缺口的安全卡箍或者具有至少两个安全卡箍，在正常工作状态下壳体的限制销无接触地插入在该缺口中。
如果使用了柔性的限制带来实现本发明思想，则该限制带也可以通过直接的接触跨过壳体。由于限制带的可靠的柔性不会发生对万向节特性的明显损害。不过优选使用至少部段地无接触地跨过壳体的限制带，并且只在万向节构件试图互相松开的情况下实现其本来的功能。利用这种限制带可以非常简单地设计限制装置，并且由此也可以成本经济地提供作为根据本发明的万向节单元的加装组件。
此外本发明的实施方案也可以是，壳体装备至少一个限制销，该限制销在正常工作状态下无接触地插入在配属于它的安全卡箍上的缺口中。因此限制销和安全卡箍之间无接触的构件配对是必须的，因为万向节单元在正常工作状态下必须能够不影响机动车的车轮悬挂装置地执行其功能。
一种非常简单的机械的限制装置的实施方式可以是，限制装置具有至少两个安全卡箍。该安全卡箍至少部段地跨过万向节单元的壳体，由此在磨损造成的壳体从轴颈上分离时限制装置能够将互相松开的构件固定在紧急运行位置。
为了确保，保证机动车中的根据此处所述发明的万向节单元的功能保持不受限制，限制装置应该在正常工作状态下至少无接触地跨过壳体的一部分。由此优选根据本发明的限制装置和万向节壳体之间不发生或只发生很少的接触，这样车轮悬挂装置的相对地彼此可运动的构件在其运动自由度上不受影响。其中对“正常工作状态”理解为万向节单元按照其使用目的的无故障的功能方式。
由此总地可以为机动车中的车轮悬挂装置的导杆的万向节单元提供冗余的安全系统。该系统是冗余的，因为在正常的机动车状态和使用条件下，万向节单元的可靠性设计得这样高，即可以排除完全的失效。根据本发明提供一种非常简单的，优选是机械的安全系统，该安全系统还允许已知的万向节单元的使用，因为它对于万向节单元的功能没有损害。由此对已知的万向节单元利用限制装置改进也是可以的，从而可以由此获得机动车安全性的附加提高。
本发明的一种改进方案是，安全卡箍是爪形地并在正常工作状态下无接触地跨过壳体。此变型方案带来显著的重量优点。
此外有利的是，限制装置直接固定在万向节单元的连接法兰上或成形在该连接法兰上，就是说与它设计成一体。由此可以无需明显，附加的费用地在已知的万向节单元上额外装配根据本发明的限制装置。尤其可以使限制装置安装在连接法兰上。否则连接法兰将整体更换。
此外特别有利的是限制带是保护内部的万向节构件免受污染的，布置在壳体和轴颈之间的密封折棚的组成部分。由此限制带可以以简单的方式是密封折棚的集成组成部分或者附加地与之连接。为了保证限制装置的功能，应该对这种限制带作为密封折棚的组成部分或密封折棚的补充的实施方案特别注意密封折棚边缘区域在壳体或者轴颈上的固定，因为根据本发明的功能的实现主要依赖于这些固定表面。
在已知方式中，根据本发明的万向节单元的轴颈可以固定在连接法兰上或与其设计成一体的，其中球形支承面此外是安装或成形在轴颈上的万向节球头的组成部分。
同样存在这种可能性，对根据本发明的解决方案使用一种容纳在装在壳体中的轴瓦内的万向节球头。按照这种方式此处所述的根据本发明的万向节单元的一种特殊应用情况在于，即该万向节单元构成了机动车，尤其是商用车的车轮悬挂装置的三角导杆的中心万向节，并且壳体因此与三角导杆的导杆臂相连。
根据本发明的万向节单元的优选实施方式接下来借助附图详细说明。
附图说明
图中示出：
图1是通过以商用车的三角导杆中心万向节为例的第一变型实施方案中的根据本发明的万向节单元的示意的简化部分截面图，
图2是根据图1的三角导杆中心万向节的透视图，
图3是以商用车的三角导杆的中心万向节为例的根据本发明的万向节单元的第二实施方案，
图4是同样借助商用车的三角导杆中心万向节描述的根据本发明的万向节单元的第三设计方案，以及，
图5还是以商用车的三角导杆中心万向节为例的根据本发明的带有限制装置的万向节单元的第四实施方式。
具体实施方式
在图1中示出的根据本发明的万向节单元的实施例中，它被部分截开并简化地示意示出，能够说明主要的根据本发明的特征，而这个或其它的附图说明不表示限于具体示出的对象。在单个附图中接下来对于同样的构件或组件使用同样的附图标记。
图1中的万向节单元具有壳体1。该壳体1装配有栓形的连接区域，在该连接区域上只能看出商用车的三角导杆的导杆对7，8的一个导杆臂8。壳体1在这里设计成一侧开口的结构。它具有一个内部空心空间，在该空间内装有轴瓦6。由轴瓦可以在万向节单元内部获得衰减振动的并同时具有滑动性能的支承功能。轴瓦6在万向节内容纳着万向节球头3.1的球形支承面3。万向节球头3.1借助螺栓10通过装配固定在轴颈2上。挡圈11用于防止轴瓦6在轴向从壳体1的孔口中移出。
壳体1在外侧提供了限制销1.1，它设计成从壳体表面伸出。限制销1.1的伸出部分无接触地穿过安全卡箍4.1的缺口4.1.1，其中安全卡箍4.1在这里示出的根据本发明的万向节单元的实施例中表示限制装置4。安全卡箍4.1在万向节单元装配到商用车的轴上时与连接法兰5一起借助螺栓固定。
密封折棚9用于密封在图1中示出的万向节单元的内部万向节构件以防止污物进入。该折棚具有两个固定区域9.1和9.2，密封折棚借助它们密封地固定在壳体1和轴颈2上。
在所述的万向节单元正常工作状态下在限制销1.1和安全卡箍4.1之间不发生接触。为此安全卡箍4.1中类似长孔的缺口4.1.1(在图2中更好识别)要具有足够的尺寸。当出现壳体1从轴颈2上分离的情况这将导致壳体1在轴承中心轴线方向的轴向运动，由此限制销1.1将向安全卡箍4.1的上部弓形区域的方向移动。因此壳体在轴向相对轴颈2的运动性是可以的，直到限制销1.1实现它的功能并贴靠在安全卡箍4.1上。车辆驾驶员必然会注意到车轮悬挂装置的这种故障，这样车辆可以利用由此保证的紧急运行功能送到工厂中，以能够更换必要的构件。
在图2中以透视图示出了在图1中示出的万向节单元。部分显示的导杆臂7和8是商用车的三角导杆的组成部分。此外可以看出在壳体1上成形的限制销1.1处于导杆臂7和8对面的一侧。这个限制销1.1穿过限制装置4的缺口4.1.1，该限制装置在此为安全卡箍4.1。安全卡箍4.1以已经提及的做法与连接法兰5一起固定在商用车的后桥的轴身上。
此外在图2中可以看出布置在壳体1和轴颈2之间的，防止污物进入内部的万向节构件的密封折棚9的外侧。密封折棚9借助其固定区域9.1和9.2密封地固定在前面说过的万向节单元1的零件上。
图3中示出了与前面所述实施方式不同的，具有两个互相面对地固定在连接法兰5上的限制装置的万向节单元1的一种变型方案，该限制装置当前由各安全卡箍4.1及4.2组成。安全卡箍4.1提供一个类似长孔的缺口4.1.1，而在安全卡箍4.2中存在一个这种缺口4.2.1。缺口4.1.1和4.2.1分别被限制销1.1和1.2穿过。其中固定在壳体1上的限制销1.1和1.2在所述缺口中可以自由运动，只要保证正常工作状态，也就是说保证所示万向节单元的安全功能方式，就不在限制销和安全卡箍4.1或者说4.2之间发生接触。如在先前所述变型实施方案中一样，在图3中示出的中心万向节提供带有其固定区域9.1和9.2的密封折棚9。安全卡箍4.1或者说4.2在这个变型方案中也与连接法兰5一起固定。
在图4中示出了根据本发明的万向节单元1的另一种实施方式。与先前所述万向节单元的变型方案不同的是，这里安全卡箍4.1和4.2设计成弓形并在宽阔的平面内跨过对应的作为壳体1的部分的限制销1.1或者1.2。安全卡箍4.1和4.2在大约中心处提供了一个几何形状，它使限制销1.1或者1.2在壳体1从轴颈2上分离时可以在一个定义的位置与安全卡箍4.1或者说4.2接触，以由此保证根据本发明的万向节单元的紧急运行功能。安全卡箍4.1和4.2的固定-如先前已经实施那样——通过连接法兰5在商用车的车轴上的固定实现。
图5的万向节单元的透视图同样以简单的方式保证了壳体1从轴颈2上松开这种情况下紧急运行功能。在这里在壳体上没有设置限制销。实际上限制装置4由两个彼此对置的安全卡箍4.1和4.2组成，只要万向节单元实现其功能，它们就无接触地跨过壳体1的表面的一部分。从轴承中心轴线的轴向看去，安全卡箍4.1和4.2的端部段到壳体1的表面具有一个距离。在出现壳体1从轴颈2上分离时在壳体1的表面和安全卡箍4.1和4.2的设计成爪形的端部区域之间发生接触。为了避免设计成爪形的端部区域的滑落在所示实施方案中分别在壳体1的表面安置了对应的，长形隆起12，13。此长形隆起12或者13不是必需的，但是在所述实施方案中认为是有意义的。
附图标记列表
1.         壳体
1.1        限制销
1.2        限制销
2          轴颈
3          支承面
3.1        万向节球头
4          限制装置
4.1        安全卡箍
4.1.1      缺口
4.2        安全卡箍
4.2.1      缺口
5          连接法兰
6          轴瓦
7          导杆臂
8          导杆臂
9          密封折棚
9.1        固定区域
9.2        固定区域
10         螺栓
11         挡圈
12         隆起
13         隆起

Claims (7)

1.机动车中的车轮悬挂装置的导杆的万向节单元，其具有壳体(1)和轴颈(2)，所述轴颈借助球形支承面(3)滑动支承在壳体中，其中所述万向节单元具有用于避免壳体(1)从轴颈(2)上完全分离的限制装置(4)，所述限制装置在正常工作状态下无接触地跨过壳体(1)的一部分，其特征在于，所述限制装置(4)具有至少一个柔性的限制带或者具有至少两个安全卡箍(4.1，4.2)；或者具有至少二个带有缺口(4.1.1，4.2.1)的安全卡箍(4.1，4.2)，在正常工作状态下壳体的各限制销(1.1，1.2)分别无接触地插入在该缺口中。
2.根据权利要求1所述的万向节单元，其特征在于，所述安全卡箍(4.1，4.2)爪形地并在正常工作状态下无接触地跨过壳体(1)。
3.根据权利要求1或2所述的万向节单元，其特征在于，所述限制装置(4)固定在万向节单元的连接法兰(5)上或成形在该连接法兰(5)上。
4.根据权利要求1所述的万向节单元，其特征在于，所述限制带是保护内部的万向节构件免受污染的、布置在壳体(1)和轴颈(2)之间的密封折棚(9)的组成部分。
5.根据权利要求1所述的万向节单元，其特征在于，所述轴颈(2)固定在连接法兰(5)上或成形在其上，并且球形支承面(3)是安装或构造在轴颈(2)上的万向节球头(3.1)的组成部分。
6.根据权利要求5所述的万向节单元，其特征在于，所述万向节球头(3.1)容纳在装在壳体(1)中的轴瓦(6)内。
7.根据权利要求1所述的万向节单元，其特征在于，所述万向节单元构成了机动车的车轮悬挂装置的三角导杆的中心万向节，并且壳体(1)与导杆臂(7，8)相连。
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