CN109790872A - 用于等速万向节的具有固定区域的三销式轴承、具有三销式轴承的等速万向节和用于安装三销式轴承的方法 - Google Patents

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Abstract

等速万向节是用于将角速度和转矩从一个轴平稳地传递到与之成角度地安置的另一轴的万向节。例如，等速万向节用于将驱动转矩从电机传递至车辆的转向的车桥的车轮上。提出一种用于等速万向节(1)的三销式轴承(9)，三销式轴承具有内圈(11)和外圈(12)作为环形件，其中，环形件(11、12)同轴于三销式轴承轴线T地布置，三销式轴承还具有多个滚子(13)，其中，滚子(13)在环形件(11、12)之间以滚动的方式布置，其中，至少其中一个环形件(11、12)作为固定环并具有固定区域(24；24a、b)，其中，固定区域(24；24a、b)构造为压制区域和/或填缝区域，其中，固定区域(24；24a、b)沿轴向方向形状锁合地固定作为受固定部件的另一环形件(12、11)或至少其中一个滚子(13)。

Description

用于等速万向节的具有固定区域的三销式轴承、具有三销式 轴承的等速万向节和用于安装三销式轴承的方法
技术领域
本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的用于等速万向节的具有形状锁合的固定区域的三销式轴承(Tripodenrolle)、具有至少一个三销式轴承的等速万向节和用于安装三销式轴承的方法。
背景技术
等速万向节是用于将角速度和转矩从一个轴平稳地传递到与之成角度地安置的另一轴的万向节。例如，等速万向节用于将驱动转矩从电机传递至车辆的转向的车桥的车轮上。
等速万向节的结构类型是三销式万向节，其通常具有带有栓的三销式星形件作为万向节部件，其中，栓沿径向方向朝万向节部件取向，并且分别承载三销式轴承。具有三销式轴承的三销式星形件嵌入作为第二万向节部件的万向节钟形件中，其具有三个沿轴向方向朝第二万向节部件延伸的细长的留空部，在留空部中三个三销式轴承可以轴向地朝第二万向节部件运动。
针对这种等速万向节的示例在公开文献DE 44 39 965 A1中示出，其可能形成最接近的现有技术。文献公开了三销式单元，其中，形状锁合的耦接直接存在于三销式轴承的外圈与三销式轴承的内圈之间，并且内圈具有环形凸肩，环形凸肩在端侧贴靠在三销式轴承的外圈上。
发明内容
本发明的任务是提出一种可廉价制造的三销式轴承、具有三销式轴承的相应的等速万向节和用于安装三销式轴承的方法。该任务通过具有权利要求1的特征的三销式轴承、具有权利要求9的特征的等速万向节和通过具有权利要求10的特征的方法解决。本发明的优选的或有利的实施方式由从属权利要求、随后的描述和附图得到。
本发明的主题是用于等速万向节的三销式轴承。等速万向节尤其是构造为等速移动万向节。等速万向节尤其是构造为用于将角速度和转矩从一个轴平稳地传递到优选与之成角度地安置的第二轴的同步万向节。特别优选地，等速万向节构造为用于将驱动转矩从电机传递至车辆的转向的车轮上的传递万向节。等速万向节尤其是布置在车桥传动装置与驱动轴之间。等速万向节具有带有三个沿径向方向朝三销式星形件的轴线延伸的栓的三销式星形件作为第一万向节部件。三销式轴承分别放置到栓上。三销式星形件嵌入作为第二万向节部件的万向节钟形件中，其中，万向节钟形件具有三个沿轴向方向朝第二万向节部件延伸的细长的留空部，在留空部中三个三销式轴承可以轴向地朝第二万向节部件运动。
三销式轴承具有用于放置到三销式星形件上，尤其是三销式星形件的其中一个栓上的内圈。此外，三销式轴承具有外圈，其中，外圈同轴于内圈地布置。随后，内圈和外圈共同被称为环形件。此外，环形件同轴于三销式轴承轴线地布置，其通过三销式星形件的栓限定。优选地，外圈在沿着三销式轴承轴线的纵截面中具有球形的和/或截球形的外侧。
三销式轴承具有多个滚子，尤其是滚柱，特别是滚针，其中，滚子在环形件之间滚动地布置。尤其地，滚子相同取向地和/或平行于三销式轴承轴线地定向。特别优选地，滚子单列地布置。
在本发明的范围内提出的是，至少一个环形件构造为固定环并且具有固定区域，尤其是形状锁合的固定区域，其中，固定区域构造为压制区域和/或填缝区域。固定区域尤其是实现为改形区域，其中，固定区域的最终形状通过改形产生。
固定区域在功能上看如下地布置，即，固定区域沿轴向方向形状锁合地固定作为受固定部件的另一环形件和/或至少一个、多个或所有的滚子。因此，固定区域在结构上如下地构造，即，另一环形件和/或滚子沿固定区域的方向的轴向移动通过固定区域尤其是形状锁合地来阻止。
优选地，固定区域构造为固定环的沿径向方向朝三销式轴承轴线地形成为针对另一环形件和/或滚子的阻碍轮廓的区域。固定区域尤其是构造为固定环的整合的部分和/或与固定环单件式地和/或一体式地和/或整合地构造。
在此，本发明的思想是，固定区域没有通过之前的分离方法步骤例如铣削等或没有通过之前的具有较大的材料流的改形步骤形成，而是仅通过压制和/或填缝来实现。因此，与分离方法相比节约了耗费的工作步骤，并且与改形方法相比明显减小了改形程度，从而不会发生由具有较高的改形程度的改形步骤所产生的问题。因此例如可能的是，固定区域硬化，或者固定环的形状通过压制和/或填缝很少地改变，从而可以放弃在滚道的区域中成形式的再加工。因此，三销式轴承可以通过根据本发明的设计方案更廉价地制造。
在本发明的优选的设计实现中，固定区域形成用于受固定部件的轴向的端部限界部。因此，固定区域阻止：受固定部件即另一环形件和/或滚子可以沿轴向方向朝着固定区域移出。因此，除了廉价的制造以外，安装和操作也得到简化，从而在此得到在制造三销式轴承时的另外的成本优点。
在本发明的优选的设计方案中，固定区域通过具有在轴向方向上朝着固定环的作用方向的改形工具来产生。通过环形件的这种改形实现的是，材料在环形件的凸肩区域中沿径向方向流动，并且由此形成固定区域。固定环尤其是在改形时仅沿轴向方向对应地支撑。
在本发明的可能的设计实现中，固定区域构造为连贯的和/或非中断的围绕三销式轴承轴线延伸的区域。该设计方案具有如下优点，保证固定环中的旋转对称性，并且由此更稳定地构造固定环。
在本发明的备选的设计方案中，固定区域构造为多个环绕三销式轴承轴线的、然而中断的部分区域。例如可以足够的是，仅有限数量的部分区域，例如少于五个部分区域，尤其是少于四个部分区域以及特别是恰好三个部分区域通过这种压制或填缝实现，以便形成固定区域。在该设计方案中，固定区域可以在固定环中特别廉价地制造，这是因为为了改形需要的力和固定环的由此得到的负载是比较小的。
在本发明的可能的第一设计方案中，环形件部分地硬化。例如硬化了用于滚子的滚道。然而设置的是，固定区域是未硬化的。在该设计方案中特别简单地借助压制和/或填缝来对环形件进行改形，用以产生固定区域。
然而证实为有利的是，当固定区域也是硬化的时，通过压制和/或填缝产生固定区域也是可能的。因此特别优选的是，固定环是完全硬化的并且例如彻底硬化。该设计方案允许的是，廉价地产生具有固定区域的硬化的环形件。固定区域尤其是引入到硬化了的环形件中。
在本发明的可能的设计方案中，固定环在至少一侧，尤其是在至少一个轴向侧上构造为滚道侧和/或无轮缘地构造。固定区域在该侧，尤其是滚道侧上构造为相对于滚道或固定环的滚道的延长部的径向的凸出部。在改进方案中，固定环的两个侧构造为滚道侧和/或无轮缘地构造，其中，在每个侧上，这种凸出部均构造为固定区域。
在该设计方案的备选方案中，固定区域形成针对三销式轴承的至少一个、多个或所有的滚子的形状锁合的固定部，这是因为滚子不能够通过固定区域沿轴向方向移出。
在该设计方案的另外的备选方案中，另一环形件的至少一个或恰好一个轮缘沿径向方向如下地确定规格，使轮缘沿轴向方向不能够经由固定区域移出，从而固定区域沿该轴向方向形状锁合地固定另一环形件。在改进方案中，另一环形件的两个轮缘如下地确定规格并且固定环具有两个固定区域，从而固定区域沿两个轴向方向形状锁合地固定另一环形件。
在本发明的另外的设计方案中，固定环具有轮缘，其中，固定区域构造为相对于轮缘的径向的凸出部。在该设计方案中设置的是，固定区域沿轴向方向形状锁合地固定另一环形件。
在设计方案的备选方案中，另一环形件在相同的侧上具有轮缘，其中，另一环形件的轮缘沿轴向方向朝着固定区域延伸。在该设计方案的另外的备选方案中，另一环形件不具有轮缘，而是具有滚道侧，并且/或者无轮缘地构造，其中，另一环形件在滚道的径向高度中结束。在该设计方案中，另一环形件朝着固定区域延伸并且以该方式轴向固定。
在提到的实施方式中可以设置的是，另一环形件具有凹部区域，其中，凹部区域面对固定区域。凹部区域尤其是环绕地构造。特别优选的是，凹部区域与固定区域尤其是在径向方向上重叠地布置。凹部区域构造为释放部或排出部。通过凹部区域实现的是，另一环形件具有直径跃变，从而形状锁合的固定部在环形件相对彼此移动时同样跃变式地介入并且不导致夹紧。尤其是可以通过凹部区域减小凸肩环的轴向宽度。
本发明另一个的主题涉及等速万向节，其中，如之前描述的那样或根据其中一个前述的权利要求，等速万向节具有至少一个三销式轴承。
如之前描述的那样或根据其中一个前述的权利要求，本发明的另一个主题涉及用于安装三销式轴承的方法。规定的是，在第一步骤中将滚子布置在环形件之间，并且在下一步骤中，对环形件进行填缝和/或压制，以便提供固定区域。因此，三销式轴承的简单的安装是可能的，其中，在部分安装或完全安装的状态下实现防丢失和/或至自保持的结构组件的过渡。这以如下方式实现，即，只有在组装后才对固定环的侧进行压制和/或填缝，以便提供固定区域。
附图说明
本发明的另外的特征、优点和作用由对本发明的优选的实施例的随后的描述和附图得到。在此：
图1示出具有三销式轴承的等速万向节作为本发明的实施例的非常示意性的图示；
图2示出图1中的三销式轴承的示意性的纵截面图；
图3示出图2中的三销式轴承的细节；
图4a、b示出用于图1中的等速万向节的三销式轴承的另外的实施例；
图5a、b示出用于图1中的等速万向节的三销式轴承的另外的实施例；
图6a、b示出用于图1中的等速万向节的三销式轴承的另外的实施例；
图7a、b示出用于图1中的等速万向节的三销式轴承的另外的实施例；
图8a、b示出用于图1中的等速万向节的三销式轴承的另外的实施例；
相同的或相应的部分设有相同的或相应的附图标记。
具体实施方式
图1以非常示意性的图示出了用于仅作为方框示出的车辆2的等速万向节1作为本发明的实施例。
等速万向节1在驱动系中布置在尤其是差速传动装置的传动装置输出端3与中间轴4，尤其是车轮驱动轴或万向轴之间。传动装置输出端3限定了输出端轴线5，中间轴4限定了轴轴线6。等速万向节1构造用于将转动并因此将驱动转矩从输出端3传递至中间轴4，并且同时能够实现输出端轴线5与轴轴线6之间的枢转或角度改变，如这例如可以在联接在中间轴4上的受驱动的车轮的弹动时进行的那样。中间轴4具有轴端区段7，多个栓8、在该实施例中是三个栓8布置在轴端区段上，栓相对轴轴线6径向地延伸。栓8沿周向方向围绕轴轴线6均匀地布置，从而栓形成三销式星形件。在图1中以图形方式仅示出其中一个栓8。各一个三销式轴承9分别布置在栓8上，三销式轴承具有三销式轴承轴线T作为旋转轴线，三销式轴承轴线相对轴轴线6径向地布置。
等速万向节1此外具有钟形区段10，其抗相对转动地与输出端3耦接并提供针对三销式轴承9的滚道。
在图1中示出一个实施例，其中，钟形区段10抗相对转动地与输出端3耦接，并且轴端区段7抗相对转动地与中间轴4耦接，而在另外的实施例中也可能的是，轴端区段7与输出端3抗相对转动地耦接，并且钟形区段10与中间轴4耦接。此外可能的是，钟形区段10以环绕闭合的方式构造或者具有自由区域。
图2以示意图示出图1的三销式轴承9。三销式轴承9具有内圈11和外圈12，内圈和外圈与三销式轴承轴线T同轴地布置。在内圈11与外圈12之间布置有多个滚动体13，其中，滚动体13构造为滚子13并且在此专门构造为滚针。滚子13平行于三销式轴承轴线T地取向。内圈11提供内滚道14，外圈12提供针对滚子13的外滚道15，其中，滚子13在内滚道14或外滚道15上滚动。在径向的外侧，外圈12弯曲地构造，从而其与钟形区段10适配。外圈12尤其是在所示的纵截面图中具有圆形的轮廓。
内圈11具有针对轴端区段7的容纳部16。
内圈11具有凸肩侧17，其中，凸肩侧17如轮缘那样构造并且形成针对滚子13的轴向的止推部。凸肩侧17尤其是具有在径向平面中朝三销式轴承轴线T延伸的止推面18。止推面18然而没有在滚子13的完整的径向延展尺寸上延伸，而是仅延伸至滚子13的中间。
在对置的轴向侧，内圈11构造有滚道侧19，其中，滚道侧19相对于内滚道14要么缩回一些，要么至少最大地以相同的径向直径延伸。因此原则上，滚动体13可以通过滚道侧19移入内圈11中。
而外圈12构造为固定环，其具有两个凸肩侧20a、b。每个凸肩侧20a、b构造为轮缘，并且形成针对滚动体13的止推部。其中每个侧都具有止推面21a、b，其同样位于朝着三销式轴承轴线T的径向平面中。
如果观察凸肩侧17、20a、b，那么三销式轴承9形状锁合地沿一个方向固定，以防外圈12相对于内圈11的相对移动。然而可能的是，外圈12在图2中可以向右，即沿内圈11的滚道侧19的方向移动，从而三销式轴承9可以在安装期间彼此分离。
然而这通过形状锁合的固定来阻止，如这结合图3阐述的那样。图3示出三销式轴承9在凸肩侧17、20a的区域中的细节片段。在此可看到的是，外圈12的凸肩侧20a构造为接合凸肩侧22，其在轴向的分配中可以拆分为两个区域。
直接联接在滚动体13上的部分区域23具有柱形周侧面，其同轴于三销式轴承轴线T地布置。此外，该部分区域23与安装环和/或内圈11的凸肩侧17对置地定位。部分区域23与固定区域24联接，固定区域通过填缝区域和/或压制区域形成。固定区域24相对于部分区域23以凸出部25沿径向方向凸出，如通过两个直线在图3中看到的那样。凸出部25如下地定尺寸，即，内圈11不能够沿接合侧22的方向移出，并且因此能够沿该方向形状锁合地固定。凸出部25能够以环绕的方式连续地构造。然而也可能的是，尤其是如在图3中示出的那样，凸出部25仅在少量的例如均匀地沿周向方向彼此间隔开的位置上设置。凸出部25尤其是通过改形工具26产生，改形工具以其作用方向W沿轴向方向挤压或按压外圈12。
在安装环和/或内圈11的凸肩侧17上引入有凹部区域27作为释放部。凹部区域27例如可以分离地引入。凹部区域27轴向向外敞开和/或面对固定区域24。在没有凹部区域27的情况下，凸肩环和/或外圈12必须在接合凸肩侧22的区域中更宽地实施，以便确保安装环和/或内圈11的凸肩侧17在正常运行中不与接合凸肩侧22接触。由于凹部区域27而没有明显损害凸肩侧17的稳定性，然而固定区域24和凸肩侧17可以沿轴向方向彼此间紧密地安置。
在三销式轴承9的可能的制造中，在第一步骤中安装内圈11、外圈12和滚动体13，并且随后，固定区域24借助改形，即压制和/或填缝产生。
在图4a、b中的三销式轴承9中，内圈11具有两个滚道侧19a、b，其中，滚道侧19a、b沿径向方向以和内滚道14相同的间距布置，或者在边缘侧通过在该情况下构造为倒棱的凹部区域27a、b相对于内滚道14径向地缩回。
而外圈12具有两个带有轮缘的凸肩侧20a、b，其中，轮缘具有仅稍微大于内滚道14的外直径的自由的内直径。外圈12构造为固定环，具有两个固定区域24，固定区域又与带有同轴于三销式轴承轴线T地布置的柱形周侧面的部分区域23联接。固定区域24a、b分别构造为填缝区域和/或压制区域，其相对于部分区域23以凸出部25沿径向方向向内凸出，如通过两个直线在图4a、b中示出的那样。凸出部25如下地定尺寸，内圈11不能够沿凸肩侧20a、b的方向移出，并且因此沿两个轴向方向形状锁合地固定。如之前那样，凸出部25可以以环绕的方式连续地构造，或仅在少量的、例如均匀地沿周向方向彼此间隔开的位置上设置。凸出部25尤其是通过改形工具26产生，改形工具沿轴向方向以其作用方向W挤压或按压外圈12。
在制造该三销式轴承9时也可能的是，在第一步骤中安装内圈11、外圈12和滚动体13，并且随后借助改形即压制和/或填缝产生固定区域24a、b。
图5a、b示出用于图1中的等速万向节1的三销式轴承9的另外的实施例。在该实施例中，内圈11具有两个凸肩侧20a、b，凸肩侧包绕滚动体13。而外圈12具有两个滚道侧19a、b，其中，外圈12作为固定环在每个滚道侧19a、b上具有固定区域24a、b。在没有固定区域24a、b的情况下，滚道侧19a、b相对于外滚道15位于相同的径向位置中或径向向外缩回。凸肩侧20a、b具有仅稍微小于外滚道15的自由的内直径的径向的外直径。在轴向外侧，凸肩侧20a、b分别具有面对固定区域24a、b的凹部区域27a、b。固定区域24a、b沿径向方向向内地相对于外滚道15凸出，并且如下地定尺寸，使固定区域分别作为轴向的端部止挡并且因此示出了针对凸肩侧20a、b进而针对内圈11的形状锁合的固定。
在安装时，首先能够将滚动体13置入内圈11中，并且将带有滚动体13的内圈移入外圈12中，这是因为首先滚道侧19a、b的自由的直径大于凸肩侧20a、b的外直径。在该已安装的状态下，可以通过改形工具26以轴向的、尤其是纯轴向的作用方向W借助填缝和/或压制将固定区域24a、b引入外圈12中。
图6a、b示出针对图1中的等速万向节1中的三销式轴承9的另外的实施例。在该实施例中，外圈12具有带有轮缘的凸肩侧20a、b，其沿两个轴向方向形状锁合地保持滚动体13。而内圈11具有两个滚道侧19a、b，其中，在滚道侧19a、b中引入有固定区域24a、b。在该实施例中，固定区域24a、b然而没有直接固定外圈12，而是仅间接地通过滚动体13固定外圈。固定区域24a、b在滚道侧19a、b以凸出部25定尺寸，从而固定区域形成针对滚动体13的沿两个轴向方向的形状锁合的固定部。在滚动体13于两侧通过外圈12的凸肩侧20a、b保持之后，由此也间接地形状锁合地固定外圈12。
在安装时，首先将滚动体13置入外圈12中，随后移入内圈11，并且其借助改形工具26填缝和/或压制，如之前描述的那样。
在图7a、b中示出了用于图1中的等速万向节1的三销式轴承9的另外的实施例。该实施例和图6a、b的实施例类似地构建，其中，外圈12的凸肩侧20a、b的轮缘进一步朝着内圈11的方向下降，并且固定区域24轴向地进一步向外布置，从而使其包绕内圈11，尤其是包绕凸肩侧20a、b。因此，与图6a、b中的实施例不同地，凸肩侧20a、b进而外圈12通过固定区域24a、b形状锁合地保持，以防沿轴向方向移出。
在安装时，首先将滚动体13置入外圈12中，随后将内圈11推入，并且随后借助改形工具26填缝和/或压制，如之前描述的那样。
图8a、b示出图1中的等速万向节1的三销式轴承9的最后的实施例，其中，内圈11具有两个凸肩侧20a、b。而外圈12具有两个滚道侧19a、b，这两个滚道侧在和凸肩侧20a、b的轮缘相同的轴向区域中具有凹部区域27a、b。因此，滚道侧19a、b相对于外滚道15径向向外错开，并且相应地相对于外滚道15缩回。固定区域24a、b布置在凸肩侧20a、b上并且如下地定尺寸，即，凸出部25相对于外圈12在外滚道15的区域中形成形状锁合的固定部。
在安装时，首先将滚动体13置入内圈11中，随后，将外圈12推到其上，并且随后借助改形工具26填缝和/或压制，如之前描述的那样。
附图标记列表
1 等速万向节
2 车辆
3 传动装置输出端
4 中间轴
5 输出端轴线
6 轴轴线
7 轴端区段
8 栓
9 三销式轴承
10 钟形区段
11 内圈
12 外圈
13 滚动体
14 内滚道
15 外滚道
16 容纳部
17 凸肩侧
18 止推面
19 滚道侧
20 凸肩侧
21a、b 止推面
22 接合凸肩侧
23 部分区域
24、24a、b 固定区域
25 凸出部
26 改形工具
27、27a、b 凹部区域
T 三销式轴承轴线
W 作用轴线

Claims (10)

1.一种用于等速万向节(1)的三销式轴承(9)，所述三销式轴承具有：
内圈(11)和外圈(12)作为环形件，其中，环形件(11、12)同轴于三销式轴承轴线(T)地布置，
多个滚子(13)，其中，滚子(13)在环形件(11、12)之间以滚动的方式布置，
其特征在于，至少其中一个环形件(11、12)作为固定环地具有固定区域(24；24a、b)，其中，固定区域(24；24a、b)构造为压制区域和/或填缝区域，其中，固定区域(24；24a、b)沿轴向方向形状锁合地固定作为受固定部件的另一环形件(12、11)或其中至少一个滚子(13)。
2.根据权利要求1所述的三销式轴承(9)，其特征在于，所述固定区域(24；24a、b)形成用于受固定部件(12、11、13)的轴向的端部限界部。
3.根据前述权利要求中任一项所述的三销式轴承(9)，其特征在于，所述固定区域(24、24a、b)通过具有在轴向方向上朝着固定环(11、12)的作用方向(W)的改形工具(26)来产生。
4.根据前述权利要求中任一项所述的三销式轴承(9)，其特征在于，固定环(11、12)是部分硬化的，其中，所述固定区域(24；24a、b)是未硬化的。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的三销式轴承(9)，其特征在于，所述固定区域(24；24a、b)是硬化的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的三销式轴承(9)，其特征在于，固定环(24；24a、b)在滚道侧(19；19a、b)上无轮缘地构造，其中，所述固定区域(24；24a、b)在滚道侧(19；19a、b)上构造为相对于固定环(11、12)的滚道(14、15)的径向的凸出部(25)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的三销式轴承(9)，其特征在于，固定环(11、12)在凸肩侧(17；20a、b)具有轮缘，其中，所述固定区域(24、24a、b)在凸肩侧(17；20a、b)构造为相对于轮缘的径向的凸出部(25)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的三销式轴承(9)，其特征在于，另一环形件(12、11)具有凹部区域(27；27a、b)，其中，所述凹部区域(27；27a、b)是面对所述固定区域(24；24a、b)的。
9.一种等速万向节(1)，其特征在于具有至少一个三销式轴承(9)，其中，所述三销式轴承(9)根据前述权利要求中任一项来构造。
10.一种用于安装根据权利要求1至8中任一项所述的三销式轴承(9)的方法，其特征在于，在第一步骤中，将滚子(13)布置在环形件(11、12)之间，并且在下一步骤中，对环形件(11、12)进行填缝和/或压制，以便提供具有固定区域(24；24a、b)的固定环。
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