CN1058558C - 带有中间轴的同步接头 - Google Patents

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Abstract

一种带一中间轴的同步接头，其内部件有一通孔，该孔有呈内齿部的第一段及呈圆柱形孔的第二段。当具有外齿部的连接套伸入内部件时，该套就与内齿部啮合。与内齿部相接的是一同第一圆柱形孔段同心的圆柱段。连接套内有第一纵向滚道，它与中间轴的第二纵向滚道相对。两滚道中间有被保持在保持架中的滚珠，滚珠用来传递连接套与中间轴之间的扭矩，并使连接套与中间轴之间能进行线性调节。由于内部件与连接套是分开的，从而改善了内部件的制造工艺，并且使其移动和角位移实现良好的功能性配合。

Description

带有中间轴的同步接头
本发明涉及带有一中间轴(Verbindungswelle)的同步接头(Gleichlaufgelenk)，它有一个外部件和一内部件，外部件中有一空腔，在外部件的内表面上设有沿着以外部件纵轴线为轴线的子午面分布的诸外滚道，内部件置于外部件的空腔内并在其内可以来回活动，在内部件的外表面上设有诸内滚道，它们沿着按照内部件纵轴线为轴线的子午面分布，并与相对的诸外滚道分别组成一对对各用来共同容纳一个传递扭矩的滚珠。该同步接头还有一个保持架，它设于内部件的外表面与外部件的内表面之间，该保持架设有诸孔用来引导滚珠。在内部件的一与其纵轴线同心的通孔中有一内齿部，还有一个相应的外齿部，用来使中间轴连接到内部件而不转动(drehfesten)。
在这一类型结构，中间轴同它的外齿部直接处在内部件的通孔内，通过一个安全环同内部件连接，内齿部延伸于整个通孔长度。
在内部件和外部件之间可进行调节移动，因此被称之为同步移动接头，它不仅可实现内部件与外部件彼此产生角度调节，而且还可沿轴向调节。
由专利DE3739867 C2所揭示的万向轴可以看出，两个同步接头通过一个中间轴相互连接起来，中间轴一端装有一个同步接头的内部件，而另一端设有沿圆周分布的纵向滚道。另一个接头的内部件有一凸肩及一个通孔，孔中有纵向滚道，这些纵向滚道与中间轴的纵向滚道相互对应。每对相对的纵向滚道中，沿其纵轴线布有多个作为滚动体的滚珠。通过改变中间轴插入到另一个同步接头的内部件的通孔中的深度，可改变两个同步接头之间的长度。
在这种结构形式中，另一个接头的实心成形的内部件加工量较大，这是因为不仅内部件的用来容纳传递扭矩、置于接头的内部件和外部件之间的诸滚珠的内滚道，而且在内部件通孔中的诸纵向滚道都必须同时加工成形。还有一个问题是，中间轴与另一个接头的内部件之间的调节长度，要能够根据应用情况而得以改变，并且要求另一个接头的内部件有一相应的不同的纵向滚道长度。虽然接头仅通过在移动区内的长度变化为例而加以区别开，也必须根据应用情况制造出不同的内部件。
本发明的目的在于，提供一种带中间轴的同步接头，该接头能使容纳移动件的接头的内部件制造得以简化。此外，要简化不同移动长度上的结构匹配(Iine Anpassung der Verschiebung)。
为实现上述目的，本发明提出一种带有一中间轴的同步接头，它有一个外部件和一内部件，外部件中有一空腔，在外部件的内表面上设有沿着以外部件纵轴线为轴线的子午面分布的诸外滚道，内部件置于外部件的空腔内并在其内可来回活动，在内部件的外表面上设有诸内滚道，它们沿着以内部件纵轴线为轴线的子午面分布，并与相对的诸外滚道分别组成一对以用来共同容纳一个传递扭矩的滚珠；该同步接头还有一个保持架，它设于内部件的外表面与外部件的内表面之间，该保持架设有诸孔用来引导滚珠，在内部件的一与其纵轴线同心的通孔中有一内齿部，还有一个相应的外齿部，用来使中间轴连接到内部件而不转动。其中，内部件的内齿部组成通孔的第一段，该段是由面向中间轴的内部件的正端面作为起始点，与第一段相连接的是一个作为第二段的圆柱形孔段，；专为中间轴与内部件的内齿部相配合用的外齿部提供了一个连接套。除了外齿部之处，连接套还有一个圆柱段，通过该段使连接套在内部件的圆柱形孔段中得以定中；连接套沿轴向朝中间轴伸出于内部件并且具有一轴承孔，孔内沿圆周设有第一纵向滚道，该滚道是平行于内部件纵轴线而延伸的；中间轴在其外表面上具有第二纵向滚道，它与第一滚道相对；以及，中间轴插入到连接套中，在连接套中通过容置在第一和第二纵向滚道内的滚动体，即可沿内部件纵轴线调节中间轴。
这种结构的优点是，连接套和内部件可以分开加工，其后再组装起来。因此，内部件和连接套皆可按照无切屑加工法进行制造。其加工量明显地少于一般所熟知的类似结构装置。此外还有一个优点，可以根据需要的移动长度来设计连接套，它的长度与内部件结构长度无关。
重要的优点在于，连接套是通过安全措施(Sicherungsmittel)固定于内部件上的，例如在连接套和内部件之间设有一安全环以作为安全措施是合适的；当然，在连接套与内部件之间的焊接，也可是一种很好的安全措施(Sicherung)。在此，最好是选用通过低温焊接工艺(Warmearmes Schwei β verfahren)制备的焊缝，例如可采用激光焊接或电子束焊接。
两个啮合处，即内部件的内齿部和连接套的外齿部，可以做得较短。此外，采用渐开线齿形对制造性能特别有利，而且扭拒转递力较大。由于啮合齿不高，对无切屑加工十分有利，即只需要消耗较小的成形力。
按照本发明的进一步扩展结构，内齿部和外齿部的尺寸长度短于内部件的圆柱形孔段的长度，或者短于使两者相互定心的连接套的圆柱段。
图中表示出按照本发明的最佳实施例，这些附图是：
图1表示一个万向轴，根据本发明的两个同步接头中有一个可以进行移动连接；
图2表示了图1中的同步接头及中间轴经放大后的情况；以及
图3是沿图2中“III-III”线的剖面图。
图1表示出一带有第一接头2，第二接头3及连接两个接头2，3的中间轴4的万向轴1。
接头2，3的结构具有相同的主要构件。由于主要构件相同，下面只对第一接头2作详细介绍。两个接头2、3主要的区别在于和中间轴4的连接。
第一接头2包括一个接头外部件6，它制成空心状，其空腔由7表示。在空腔7的内表面8上沿着以外部件纵轴线10为轴线的子午面设有圆周分布的外滚道9。
外部件6是分开构成，除有外滚道9零件之外，还包括连接件5，该连接件5把接头封闭住并用来(例如)连接到一辆汽车的轴差速器(Achsdifferential)上。两者通过焊接(其焊缝由11表示)彼此连在一起。
内部件12置于外部件6的空腔7中并可在其中全方位转动。在内部件12的外表面上有内滚道13，同样，它们沿着以内部件纵轴线19为轴线的子午面分布，每个内滚道13都与外滚道9处于相对位置。两滚道共同容纳一个滚珠14以在外部件6和内部件12之间传递扭矩。滚珠14还由另设的一保持架15导向。为此，该保持架开有诸多孔，借助这些孔使诸滚珠14被保持住，并使各滚珠沿径向朝里、外凸出于孔，以便各滚珠啮合到各自的内滚道13或外滚道9之中。在上面所列举的同步接头的例子中，保持架15是借助其位于内部件12的球形外表面上的部分球形面被导向的，该球形面指向中间轴4。
内部件12还通过贴在控制元件20上的球形外表面被控制，该控制元件靠在连接件(Anschlu β mittel)5上并可沿径向移动，但是又通过一个弹性环使它保持在一个间隙中，该弹性环将控制元件20朝连接件5方向保持在一个预先安装的位置中，而在径向上可被调节。第一接头2设计成固定接头，这意味着，内部件12和外部件6彼此只能产生角度位移。
耦接件(Kuppelmittel)16用来使内部件12与中间轴4相互连接(借助图2和图3要进一步描绘该耦接件)。此外，耦合件还包括一移动件17，它能使两个接头2、3之间的距离得以改变。这部分的所有构件通过一个波纹管18密封住，以防止润滑剂损失及避免外部环境干扰。
第二个同步接头3包括一内部件23，它被制成带有一段轴颈21。内部件23在外部件24中可以回转运动。内、外部件分别设有内、外滚道，滚道中装有滚珠26，它们通过一个保持架25被控制。各构件同样被一只波纹管22封住。此外，连接部分还包括连接件24，这部分用来连接到(例如)汽车的驱动轮的轮盘上。
轴颈21通过一个离合器27与中间轴4连接，但是也可以制成带有轴颈21的整体中间轴4。
图2及图3放大表示了第一接头2，此外它们还表示出中间轴4的一部分结构以及附属于耦接件16的移动件17。第一同步接头2包括一个外部件6，它的空腔有一内表面8，其上有沿着以外部件纵轴线10为轴线的子午面呈圆周分布的外滚道9。在外部件之空腔中有绕着接头中心(Gelenkmittelpunkt)来回转动的内部件12。内部件12的外表面上有内滚道13，在每对相对的滚道中，即内滚道13及外滚道9中，排列有用来传递扭矩的滚珠14。在外部件6的内表面8与内部件12的外表面之间，有一个置于内部件的外表面上的保持架15，该保持架15有用来引导诸滚珠14的孔，每个滚珠沿所在孔的径向上凸出于该孔两表面，以便啮合到外滚道9或内滚道13中。内部件12一方向借助保持架15由滚珠14来带动，另一方面又通过内部件12的球形表面与控制元件20的内部球形表面之间的接触被导向控制。控制元件20在位于与外部件6相连的连接件5上并用弹性材料制成的中间连接件(Zwischenschaltung)的作用下，限制它沿径向运动。内部件12有一通孔28，该通孔的中心位于内部件的纵轴线19上，并自端面30起，有一段其上制出渐开线齿形的较短的啮合长度X。通孔28的、从内齿部29之末端直到内部件12的另一端面31为止，这一段设计成圆柱形孔段32。连接套(Kuppelh ülse)33被装于通孔28之内。同内齿部29一样，该连接套在内部件12和中间轴4之间，是耦接件16的一部分。连接套33有一个伸出端面30的部分，该部分与一带齿的、构成外齿部34的一段相接上。该外齿部同样也有一个渐开线齿形并同内齿部29相配合。连接套33的另一端有一个圆柱段35，它与外齿部34相接上。当连接套33朝内部件12的通孔28中延伸并越过外齿部34进入到内齿部29时，就形成一种不旋转的连接(drehfesteverbindung)，此外，连接套33靠其圆柱段35被定中在内部件12的圆柱形孔段32内。另外，连接套33通过一个处于第二个端面31区域的焊接部位或焊接缝44与内部件12轴向固定连接。
圆柱段35或圆柱形孔段32的延伸长度Y明显地大于内、外齿部29、34的长度X。
耦接套33在轴向上是贯通的，并有一轴承孔(Lagerbohrung)36，在该孔中沿圆周分布有第一纵向滚道37，它与内部件的纵轴线19平行。中间轴4插入到该轴承孔36中。在中间轴的外表面38上，同样也有一段设有平行于内部件纵轴线19分布的第二纵向滚道39。相对的第一滚道37和第二滚道39各组成一对，用来容纳作为滚动体40的滚珠。视其内部件纵轴线19长度而定，一般布有众多滚珠。这些滚珠40被保持在一个保持架41之内。通过滚动运动(abwalzende Bewegung)，由此形成一个移动体17，因为滚动运动，这个移动体也就有较小的摩擦力。保持架41被限制于面对着连接套33移动，为此，朝中间轴4的连接套33端部上设有一个伸缩安全装置42，以及，在位于内部件12的端面31处的连接套33内装有安全环形止档43。在它们两者之间，保持架41可以进行调节。如果要求移动量大于在保持架41中的滚珠40由其自由滚动(Abwalzen)后所产生的移动，则虽然可把中间轴4由连接套33中拉出来。然而，保持架41却不再移动，在这种情况下，表现出一种打滑现象。

Claims (6)

1.一种带有一中间轴(4)的同步接头(2)，它有一个外部件(6)和一内部件(12)，外部件(6)中有一空腔(7)，在外部件的内表面上设有沿着以外部件纵轴线(10)为轴线的子午面分布的诸外滚道(9)，内部件(12)置于外部件(6)的空腔(7)内并在其内可来回活动，在内部件(12)的外表面上设有诸内滚道(13)，它们沿着以内部件纵轴线(4)为轴线的子午面分布，并与相对的诸外滚道(9)分别组成一对以用来共同容纳一个传递扭矩的滚珠(14)；该同步接头还有一个保持架(15)，它设于内部件(12)的外表面与外部件(6)的内表面之间，该保持架(15)设有诸孔用来引导滚珠(14)，在内部件(12)的一与其纵轴线(4)同心的通孔(28)中有一内齿部(29)，还有一个相应的外齿部(34)，用来使中间轴(4)连接到内部件(12)而不转动，其特征在于：
内部件(12)的内齿部(29)组成通孔(28)的第一段，该段是由面向中间轴(4)的内部件(12)的正端面(30)作为起始点，与第一段相连接的是一个作为第二段的圆柱形孔段(32)；
专为中间轴(4)与内部件(12)的内齿部(29)相配合用的外齿部(34)提供了一个连接套(33)，除了外齿部(34)之处，连接套(33)还有一个圆柱段(35)，靠该段使连接套(33)在内部件(12)的圆柱形孔段(32)中得以定中；
连接套(33)沿轴向朝中间轴(4)伸出于内部件(12)并且具有一轴承孔(36)，孔内沿圆周设有第一纵向滚道(37)，该滚道是平行于内部件纵轴线(19)而延伸的；
中间轴(4)在其外表面(38)上具有第二纵向滚道(39)，它与第一滚道(37)相对；以及
中间轴(4)插入到连接套(33)中，在连接套(33)中通过容置在第一和第二纵向滚道(37，39)内的滚动体(40)，即可沿内部件纵轴线(19)调节中间轴(4)。
2.按照权利要求1的同步接头，其特征在于，连接套(33)通过安全设施(44)固定在内部件(12)上。
3.按照权利要求1的同步接头，其特征在于，安全设施(44)包括一个置于连接套(33)与内部件(12)之间的安全环。
4.按照权利要求2的同步接头，其特征在于，安全设施(44)是通过连接套(33)与内部件(22)之间的焊接而形成的。
5.按照权利要求1的同步接头，其特征在于，内部件(2)的内齿部(29)和连接套(33)的外齿部(34)为渐开线齿形。
6.按照权利要求1至5中任一项的同步接头，其特征在于，内齿部(29)和外齿部(34)部位的长度(X)，要短于内部件(12)的圆柱形孔段(38)以及连接套(33)的圆柱段(35)的长度(Y)。
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