CN116457590A - 三脚万向节和用于制造三脚万向节的方法 - Google Patents

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Abstract

一种三脚万向节(1),其包括具有滚道对(21)的万向节外部件(20)、具有径向突出的销(12)的三脚星结构(10)和在三脚星结构(10)的销(12)上围绕相应的销(12)的纵轴线(Z)可旋转地支承的滚动元件(13)。每个滚动元件(13)包括外环(14)和内环(15)以及针(16),所述外环具有外周部(14a)用于沿万向节外部件(20)的滚道对(21)滚动,内环通过其内周部(15a)与三脚星结构(10)的一个销(12)接触,所述针在内环(15)的外周部(15b)和外环(14)的内周部(14b)之间的环形空间(17)中围绕销(12,12')布置。在三脚星结构(10)相对相关销(12)的旋转方向(D)上,滚动元件(13)的内环(15)的内周部(15a)具有朝向销(12)的表面的头间隙(KS),头间隙朝向在销(12)上的在旋转方向(D)两侧的两个接触位置(K1,K2)减小。此外本发明涉及一种用于制造这种三脚万向节的方法。

Description

三脚万向节和用于制造三脚万向节的方法
本发明涉及一种三脚万向节,包括具有滚道对的万向节外部件、具有径向突出的销的三脚星结构和在三脚星结构的销上围绕相应的销的纵轴线可旋转地支承的滚动元件,其中,每个滚动元件包括外环和内环以及针,所述外环具有外周部用于沿万向节外部件的滚道对滚动,内环通过其内周部与三脚星结构的一个销接触,所述针在内环的外周部和外环的内周部之间的环形空间中围绕销布置。
同步万向节用在机动车的半轴中,以将车辆驱动装置的驱动转矩传递给车辆车轮。在此不仅必须补偿车辆车轮和车辆驱动装置之间的角度变化,而且还必须补偿长度变化。因此在作为半轴用在机动车中的同步万向节轴中,通常车轮侧的同步万向节设计为固定连接,而传动装置侧的同步万向节通常具有轴向移动的可行性。车轮侧上的同步万向节的最大偏转角在大约45至50度的数量级中,而车辆传动装置侧上的同步万向节的最大约为24度的最大偏转角则明显较小。适用于车辆传动装置侧的同步万向节可以设计成例如球状移动万向节或三脚万向节。
本发明涉及这种三脚万向节,其相较于VL球状移动万向节具有更好的效率。
上述类型的三脚万向节例如从DE 10 2016 222 521 A1和DE 10 2009 013038A1中已知。
随着电动交通工具的日益普及,对半轴的总负荷更苛刻。在这三脚万向节中尤其在点蚀和针的应力方面涉及滚动元件。
补救措施是使用更大的三脚万向节,但这增加了所需的空间和重量。此外由于生产数量少,较大的尺寸也是不成比例的昂贵。
替选地也可以使用已经提到的VL球状移动万向节。然而成本是牺牲效率并且相应地意味着能源消耗的增加,这在电动汽车中由于电池容量有限尤其成问题。
从DE 102020 102 218A1中已知一种三脚万向节,其中针直接在三脚星结构的销的表面上滚动,中间没有连接滚动元件,也就是说与它们直接接触。为了提高使用寿命或为了实现在更高的负载下运行那里建议在不增加销直径的情况下,将负载更均匀地分布在与销接触的针上。为此,针的形状应从迄今为止的柱形或圆形改为例如椭圆形,考虑到针的横截面。然而在此待改进的万向节中,针不在销的外周部上滚动,而是在滚动元件的内部件上滚动,而其本身可旋转地支承在销上。
在此背景下,本发明要解决的技术问题是,使上述类型的三脚万向节适用于要求更高的总负荷。
上述技术问题通过根据权利要求1的三脚万向节解决。根据本发明的三脚万向节包括具有滚道对的万向节外部件、具有径向突出的销的三脚星结构和在三脚星结构的销上围绕相应的销的纵轴线可旋转地支承的滚动元件,其中,每个滚动元件包括外环和内环以及针,所述外环具有外周部用于沿万向节外部件的滚道对滚动,内环通过其内周部与三脚星结构的一个销接触,所述针在内环的外周部和外环的内周部之间的环形空间中围绕销布置。其特征在于,在三脚星结构相对相关销的旋转方向上,滚动元件的内环的内周部具有朝向销的表面的头间隙,头间隙朝向在销上的在旋转方向两侧的两个接触位置减小。
通过以这种方式支撑的内环,在万向节内实现了更好的力分布,这表现为增加的使用寿命和/或增加的负荷能力。
因此在三脚星结构旋转方向上作用的载荷分布在实际旋转方向两侧的两个区域上,由此减小滚动元件的组件的应力。三脚万向节中的最大赫兹压力减小。
本发明特殊的设计方式是其他权利要求的内容。
优选地,接触位置处的接触角在5°到35°的范围内。销上的接触位置在垂直于销的纵轴线的平面中的接触角在此定义为通过接触位置和销的纵轴线穿过所述平面的穿过点的直线与在三脚星结构旋转方向上通过销的纵轴线穿过所述平面的穿过点的直线之间的角度。实验表明由此可以在三脚万向节内实现特别好的力分布。
两个接触位置的接触角在此可以在量上不同。然而优选接触角对于旋转方向两侧的两个接触位置在量上是一样大的。
接触位置是在垂直于销的纵轴线的横截面中的理想的点,但实际上在销的表面的一定的弧形部段上在围绕销的纵轴线的方向上延伸。出于几何学考虑,这种弧形部段的中心可被视为相关的接触点。
在优选的实施方案中,滚动元件的内环和销的外周部在其朝向旋转方向的位置上的头间隙KS按以下方式确定:
Ks=KSF*α/1000
其中,KS是以毫米为单位的值,α是两个接触位置现有的最大接触角,单位是度,KSF是1到8的值。
根据本发明另外的特殊实施方案,销的表面在横截面中在其朝旋转方向的侧面在两个接触位置之间被削平(或称为平坦化),以提供头间隙。这种削平可以在生产技术方面例如非常简单地通过对三脚星结构的销的去料后处理获得。在最简单的情况中削平部可以是销的表面上的平坦的面。
根据另外的特殊实施方案,销的表面在横截面中在两个接触位置之间具有弯曲部段,弯曲部段的半径大于接触位置与销的纵轴线的距离。相较于平整过的面,在此需要的去料更少。此外,到弯曲部段中的柔和过渡对内环在销上的支承有利地作用。
在一种变型设计中,弯曲部段切向过渡到两个用于接触位置的生成圆中,生成圆在相关接触位置上分别切向接触基圆,其中,生成圆的半径小于弯曲部段的半径的量。这实现简单地产生期望的头间隙。
弯曲部段优选是凸形的,即向外弯曲,由此形成在三脚万向节中特别低的最大赫兹压力。然而凹形设计也可行。尽管这减少针的负荷,但与凸形设计相比导致更高的赫兹压力。
根据本发明另外的特殊实施方案,在与针接触的区域内,内环的外周部设计成圆筒状。由此有利于从两个接触位置开始在针上均匀的力分布,由此大大减少针的最大负荷。
根据本发明另外的特殊实施方案,销的表面在包含相应销的纵轴线的纵截平面内设计成球形或者说凸形地弯曲。这实现了在三脚万向节弯曲时,滚动元件的旋转轴线相对于相关销的纵轴线枢转,即三脚星结构的旋转轴线相对于万向节外部件的旋转轴线构成一定角度。
上述问题此外通过根据权利要求12的用于制造三脚万向节的方法解决,其中,三脚星结构通过成形技术制造。该方法的特点是,通过分体式模具实现三脚星结构的成形技术制造,该模具的分型面在三脚星结构的销的区域中通过相应的销的纵轴线和三脚星结构的旋转轴线构成,其中,销在成形技术制造时已经设置有在垂直于销的纵轴线的切面中非圆形的横截面,该横截面在三脚星结构的旋转方向上形成削平部。
销的轮廓在此可以至少在头间隙区域中、但优选整体在成形技术上最终成形,制造耗费由此保持特别低。
销的轮廓,尤其在头间隙区域中,然而也可以是全面地必要时进行校准的后处理。这种校准的后处理原则上可以是去料的硬加工。然而优选通过成形技术校准接触区,由此形成最终的头间隙。在这种情况中可以完全省去昂贵的去料的硬加工。此外,与通过去料的校准式硬加工相比,在成形技术的校准中实现了更高的过程安全性,因为与硬加工相比,在成形时,实际上可以排除坯件和成品件之间可能的轮廓偏移。
上述问题此外通过根据权利要求15的用于制造三脚万向节的方法解决,其中,三脚星结构通过成形技术制造,其中,通过分体式模具实现三脚星结构的成形技术的制造并且三脚星结构的旋转轴线(A)垂直于模具的分型面。在这种情况中销的轮廓至少在头间隙区域中通过去料的后处理产生。
下面根据附图中示出的实施例进一步阐述本发明。附图中:
图1示出根据本发明的三脚万向节的实施例的垂直于三脚星结构和万向节外部件的旋转轴线A和B的剖视图,三脚万向节被拉伸,
图2示出通过销和滚动元件的垂直于销的纵轴线的横截面图,该纵轴线在未弯曲位置中与滚动元件的旋转轴线重合,
图3示出通过滚动元件的纵剖视图,其中剖面与滚动元件的旋转轴线重合,
图4示出三脚星结构的空间示图,
图5示出类似于图2的示意图以说明内环在三脚星结构的销上的头间隙以及内环的接触角,
图6示出用于在接触位置之间在销的表面上产生弯曲部段的第一变型,
图7示出用于在接触位置之间在销的表面上产生弯曲部段的第二变型,
图8示出说明销的通过成形技术制造的示意图,
图9示出在三脚星结构的旋转方向旁的主接触区域和在三脚星结构旋转方向上的位于其间的次接触区域的视图,
图10示出另外的视图说明销的通过成形技术制造以及将接触位置划分为独立的接触岛。
图1示出用于根据本发明的三脚万向节1的可能的实施例,其例如可以在机动车的侧轴中用作驱动侧的同步万向节。
三脚万向节1包括具有旋转轴线A的三脚星结构10形式的万向节内部件10以及具有旋转轴线B的万向节外部件20。在万向节外部件上构造有滚道对21,万向节内部件在其中沿轴向,即在旋转轴线B的方向上导引。三脚万向节拉伸时,旋转轴线A和B相互对准。相反如果三脚万向节1被弯曲,则它们之间围成≠0°的弯曲角。
三脚星结构10具有居中的轴部段11以及多个,优选三个从轴部段11伸出的销12。居中的轴部段11可以设计成环状体。
销12在周向上围绕万向节内部件或三脚星结构10的旋转轴线A以相等的距离相对彼此布置。它们的纵轴线Z基本上相对于旋转轴线A径向延伸并且优选位于共同的平面内,如所示的实施例。
此外,三脚万向节1在三脚星结构10上包括用于每个销12的滚动元件13,该滚动元件在三脚星结构10的相关的销12上围绕销12的纵轴线Z可旋转地支承。
销12具有分别具有成型的表面12a用于支承滚动元件13,这将在下文中详细说明。
每个滚动元件13包括外环14和内环15以及布置在其间的滚动体16,使得外环14和内环15可以相对扭转。
外环14和内环15优选被设计成旋转对称的部件。
尤其每个滚动元件13可以通过外环14的外周部14a沿万向节外部件20的滚道对21a、21b滚动。外周部14a的型廓为此可以在横截面中向外凸起地弯曲。滚道21a和21b可以相应地具有凹形的横截面型廓,这在图1中可见。
内环15通过其内周部15a与三脚星结构10的相关的销12接触。
滚动体在此设计为针16(或称为滚针),它们在内环15的外周部15b和外环14的内周部14b之间的环形空间17中围绕销12布置并分别与内环15的外周部15b和外环14的内周部14b有线接触。
内环15的内周部15a在此可以设计成圆筒形。
在本公开的范畴中内周部和外周部理解为相关表面而不是尺寸。
相反销12的表面12a在包含相应的销12的纵轴线Z的纵剖面中可以设计成凸球形地弯曲。
由于内环15的内周部15a与之接触的销12的表面12a的凸形设计,在三脚万向节1弯曲时,内环15可以相对于相关的销12的纵轴线Z倾斜。此外在销12的纵轴线Z的方向上可以轴向移动。
能围绕销12的旋转、倾斜以及轴向移动的功能也可以以其他方式实现。图1中所示的在多个方向上可旋转的支承以实现摇摆运动的设计只代表用于滚动元件13的一种可能性,以说明这种功能。
三脚万向节1的上述万向节外部件20对每个滚动元件13都具有自己的咬合部段。
咬合部段例如是套筒状设计的并且可以在其轴向长度上具有恒定的横截面型廓。
在图1所示的实施例中,咬合部段具有在咬合部段内周部上平行于万向节外部件20的旋转轴线B延伸的滚道对21,滚道对具有在周向上相对的滚道21a和21b。这些滚道21a和21b与相应的滚动元件13的外周部14a咬合,其中,根据旋转方向和运行情况,一个滚道21a是承受负荷的并且相对的滚道21b的负荷被释放。万向节外部件20上的滚道21a和21b分别平行于万向节外部件20的旋转轴线B延伸。
通过对万向节外部件20上的滚道21a和21b以及滚动元件13的外环14的外周部14a的造型使得万向节1在部件轴A和B相对弯曲的情况下旋转时,滚动元件13与万向节外部件20的旋转轴线B轴线平行地来回移动。为此所需的旋转自由度例如可以在销12和滚动元件13的内环15之间提供,如上所述。
尤其从图4和图5可以看出,在滚动元件13的内环15的内周部15a和在三脚星结构10的图5中用D表示的旋转方向上对其支撑的销12的表面12a之间设置有所谓的头间隙KS,头间隙在三脚星结构10的旋转方向D外在两侧向两个接触位置K1和K2减小。
在垂直于相应销12的纵轴线Z的剖面中在旋转方向D两侧的这种接触通过均衡三脚万向节1中的力分布实现滚动元件13的使用寿命的增加。这不排除另外的接触位置。
原则上旋转方向D的左侧和右侧的两个接触位置K1和K2可以在销12的纵向Z上销12的面向内环15的内周部15a的表面12a上延伸,如图4中示例性所示。
然而必要时这种延伸也可以在Z方向上中断,使得对于每个接触位置K1和K2分别构成两个或更多的在Z方向上相互隔开的接触岛K1a、K1b和K2a、K2b,如图10中示例性所示。由此可以尤其在重要的运行弯曲角范围的方面进一步改善力的引入。接触位置K1和K2或接触岛K1a、K1b以及K2a和K2b另一侧,在围绕销12的纵轴线Z的周向上又可以有带有更大间隙的区域。
因此如图9所示,在接触位置K1和K2周围分别构成主接触区域HK,以及在两个主接触区域HK之间位于旋转方向D上的次接触区域NK。与圆形横截面轮廓相比,在主接触区域HK中出现力传递的明显增加。在次接触区域NK中力传递相反明显减小,这导致滚动体、在此即针16的负荷均衡,并且其负荷峰值明显减小。
图4中还示出针对两个接触位置K1和K2的接触角α1和α2。优选这两个接触角α1和α2位于5°到35°的范围内。销12上的接触位置K1或K2在垂直于销12的纵轴线Z的平面中的接触角α1或α2在此为通过接触位置和纵轴线Z穿过所述平面的穿过点P的直线与在三脚星结构10旋转方向D上通过纵轴线Z穿过所述平面的穿过点P的直线之间的角度。
在所示设计角度中,针对两个接触位置K1和K2的接触角α1和α2在量上是相同的。然而也可行的设计是,其中接触角α1和α2彼此不同。
头间隙KS优选根据两个接触位置K1和K2的最大现有接触角α1和α2如下确定:
Ks=KSF*α/1000
在此,KS是以毫米为单位的值,其中,α是两个接触位置K1和K2现有的最大接触角α1和α2,单位是度,此外KSF是1到8的值。
可以调整接触间隙KS,方式是在内环15有圆筒形的内周部15a时,销12的表面12a在横截面中在其朝向旋转方向D的一侧处在两个接触位置K1和K2之间削平。
这种削平部18例如可以通过在接触位置K1和K2之间的区域中对销12的去料加工获得,如图4所示。
削平部18例如可以在横截面平面中设计成平的面或线。然而由于这涉及相对较高的材料去除,所以建议在这种平的面或线的轮廓与围绕纵轴线Z具有恒定半径的圆弧之间的轮廓进行造型。
如图6和图7所示,在不限于此的情况下,销12的表面12a可以在横截面中在两个接触位置K1和K2之间至少部段式由弯曲部段H形成,弯曲部段的半径R3大于接触位置K1和K2和销12的纵轴线Z的距离。
这种弯曲部段H例如可以非常简单地借助基圆K和两个带有半径R1和R2的生成圆E1和E2生成。
生成圆E1和E2在接触位置K1和K2处切向接触基圆K。
在图6中接触位置K1和K2的角度线的交点被标记为S。交点S可以与基圆K的圆心重合。如果接触角α1和α2相等,则交点S位于旋转方向线D上。然而它也可以在旋转方向线D上相对基圆K的圆心错移。如果接触角α1和α2不同,则交点S相对于旋转方向线D横向错移。
弯曲部段H可以尤其设计成其相切过渡到针对接触位置K1、K2的两个生成圆E1、E2中。
尤其在此生成圆E1和E2的半径R1和R2小于弯曲部段H的半径R3的量。
销12的表面12a的继续延伸直到接触位置K1和K2的横截面走向可以从弯曲部段H开始必要时由生成圆E1和E2的轮廓继续导引,如图6所示。
在接触位置K1和K2之间的削平的区域的另一侧,销12的表面12a的横截面走向例如可以是圆形。
这实现首先通过成形技术制造销12,然后可选校准式后处理,优选只在接触位置K1和K2之间。这比例如对销12的整个表面12a进行自由成形铣削耗费少得多。
优选通过模具通过成形技术制造销12,模具的模具分型面W沿纵轴线Z延伸并与旋转方向D成90°角,如图8中所示。由此可以通过很小的耗费产生削平部18,使得在削平部的区域中不需要或在任何情况下只需要很少的后处理。
替选的是,通过成形技术制造销12也可以首先通过余量进行,然后对销表面12a进行硬加工。在此情况中可以设置模具分型面,如图8所示与旋转方向D成90°角或者在旋转方向D上,即垂直于三脚星结构10的旋转轴线A。
如图6所示弯曲部段H可以是凸形的,也就是向外弯曲的。这导致万向节1中的最大赫兹压力非常小以及针16的负荷很小。
然而原则上也可行的是,针对弯曲部段H设置负的半径R3,从而形成图7中示例性示出的弯曲部段H的凹形弯曲的走向。针16的负荷在此也减少,但与根据图6的变型相比最大赫兹压力更高。
此外,在上述实施例的变型中,不仅在负荷方向上,即在三脚万向节1的主旋转方向D上,而且可以在与此相反的旋转方向上设置头间隙KS。如果交通工具不在主行驶方向上行驶,而是以不可忽视的份额在相反方向上行驶,则这尤其是推荐的。此外不需要区分交通工具上的左和右万向节轴。这意味着在所示的实施例中,对于每个旋转方向,即方向D和其反方向,在两个接触位置或接触岛组之间通过相应头间隙设置削平部18。
本发明实现了带有滚动元件13为结构单元的三脚万向节1,其可以承受苛刻的总负荷,即可以在高负荷下运行和/或具有较长的使用寿命而其外部尺寸不增加。
最后介绍多个用于制造尤其三脚星结构10的有利方法。
在第一个制造方法中,包括其销12在内的三脚星结构10通过成形技术制造。销12的表面12a在此通过模具通过成形获得,而不是例如通过通常用于此的车削获得。因此,在通过成形技术制造时,销12配设在垂直于销12的纵轴线Z的剖面中非圆形的横截面,其在旋转方向D上形成削平部18。
在此使用分开的模具,与传统的制造过程不同,该模具的模具分型面W在销12的区域中通过相应销12的纵轴线Z和三脚星结构10的旋转轴线A限定而成。模具分型面W因此与旋转方向D成90°角延伸。由此避免销12上的分离线位于接触区域NK和HK的一个内。
表面12a和销12的轮廓以此至少在头间隙KS的区域中但优选整体在成形技术上最终成形,制造耗费由此保持特别低。
在成形技术上的校准优选作为冷成形进行。必要时可省略迄今为止需要的对成形的三脚星结构坯件的喷砂处理,例如用于去除氧化皮。
为了在成形技术上的校准中减少成形力,可以选择三脚星结构坯料10在次接触区域NK中的余量小于在主接触区域HK中的余量。
与表面12a的车削或铣削相比构成不同优点。例如在通过成形技术制造的最终轮廓中有更多的设计可行性。尤其具有多个接触岛K1a、K1b、K2a、K2b的接触位置例如可以更容易地制造。
与销12中的最大构件应力有关的过渡部可以设计得更软。
此外,头间隙KS和接触位置之间的协调可以更加精确和可靠。
销12的表面12a通常被硬化。通过根据本发明的方法可以减小硬化深度,因为没有边缘层通过额外的切削加工。这使得硬化过程得以简化,尤其例如缩短时间。
此外,在成形时坯件和成品零件之间不能出现轮廓错位,由此导致较高过程安全性。
可以通过两种方式完成最终校准。
在第一种情况中,仅主接触区域HK,而不是次接触区域NK和位于主接触区域HK之外的表面12a的部段通过成形技术处理,使得在此提及的是销12的表面12a仅仅部分校准。该方法的优点在于相对较低的成形力。
在第二种情况中,通过模具在主接触区域HK和次接触区域NK处进行成形技术的校准,由此实现比在第一种情况中更高的轮廓精度,使得在此可以说是精密校准。
在这个成形技术的校准中,在第一种情况和在第二种情况中,销12的少量材料被挤到主接触区域HK外的区域中。为此,在制造坯件时,一些空气(尺寸不足)被留在那里作为校准补偿。
在校准时,确定的功能表面结构可以额外地从工具转移到销的表面12a上。其可以例如通过较高或较低的表面粗糙度或其他表面精细设计而与其环境不同,例如为了影响润滑剂供应。
在第二个制造方法中,首先通过成形技术制造用于包括其销12在内的三脚星结构10的坯件。模具分型面W如在第一个制造方法中一样横向于旋转方向D延伸,即如图10中所示。分离毛刺(德语Trenngrate)由此又处于远离旋转方向D的功能上非关键区域中。
销12在其对滚动元件13的滚动相关的表面12a上至少部分地首先加工有余量。因此在坯件上已经可以形成主接触区域HK的削平部和必要时甚至形成隆起部。
坯件在硬化后为校准至少主接触区域HK进行切削式硬加工,从而最终获得最终轮廓。通过坯件的预成形,加工耗费保持较低并且必要的硬化深度适中。
在第三个制造方法中,针对三脚星结构10的坯件以常规方式用模具制造,其模具分型面与旋转方向D重合。销12的制造在此以超尺寸进行。硬化后进行去料硬加工,以产生表面12a的最终轮廓,形成上述的主、次接触区域HK和NK。可选的是,在此可以制造已经带有销12的削平部的坯件。
上面已经根据不同实施例和变型详细解释了本发明。这仅用于证明本发明可行。上文中在另外的单个特征的上下文中解释的单个技术特征也可以独立于这些特征以及与另外的单个特征结合地被实现,即使对此没有明确说明,只要这在技术上是可行的。因此本发明明确地,不限于具体说明的实施例和实施变型和变型设计,而是包括通过权利要求定义的所有设计方案。
附图标记列表:
1 三脚万向节14b外环的内周部
10 三脚星结构结构 15 内环
11 轴部段 15a内环的内周部
12 销 15b内环的外周部
13 滚动元件 16 针(滚动体)
14 外环 17环形空间
14a 外环的外周部18削平部
A三脚星结构结构的旋转轴线
B万向节外部件的旋转轴线
D三脚星结构结构的旋转方向
E1第一接触位置的生成圆
E2第二接触位置的生成圆
H弯曲部段
HK主接触区域
K基圆
K1第一接触位置
K1a接触岛
K1b接触岛
K2第二接触位置
K2a接触岛
K2b接触岛
KS头间隙
NK次接触区域
P穿过点
R1第一接触位置的生成圆的半径
R1第二接触位置的生成圆的半径
R3弯曲部段的半径
W模具分型面
Z销的纵轴线
α1第一接触位置的接触角
α2第二接触位置的接触角。

Claims (17)

1.一种三脚万向节(1),其包括
具有滚道对(21)的万向节外部件(20),
具有径向突出的销(12)的三脚星结构(10),
在三脚星结构(10)的销(12)上围绕相应的销(12)的纵轴线(Z)可旋转地支承的滚动元件(13),
其中,每个滚动元件(13)包括外环(14)和内环(15)以及针(16),所述外环具有外周部(14a)用于沿万向节外部件(20)的滚道对(21)滚动,内环通过其内周部(15a)与三脚星结构(10)的一个销(12)接触,所述针在内环(15)的外周部(15b)和外环(14)的内周部(14b)之间的环形空间(17)中围绕销(12)布置,
其特征在于,在三脚星结构(10)相对相关销(12)的旋转方向(D)上,滚动元件(13)的内环(15)的内周部(15a)相对销(12)的表面具有头间隙(KS),头间隙朝向在销(12)上的在旋转方向(D)两侧的两个接触位置(K1,K2)减小。
2.按照权利要求1所述的三脚万向节(1),其特征在于,销(12)上的接触位置(K1,K2)的接触角α1和α2在垂直于销(12)的纵轴线(Z)的平面中定义,接触角作为通过接触位置(K1,K2)和纵轴线(Z)穿过所述平面的穿过点(P)的直线与在三脚星结构(10)旋转方向(D)上通过纵轴线(Z)穿过所述平面的穿过点(P)的直线之间的角度,其中,接触角α1和α2在5°到35°的范围内。
3.按照权利要求2所述的三脚万向节(1),其特征在于,在旋转方向(D)两侧的两个接触位置(K1,K2)的接触角α1和α2在量上是一样大的。
4.按照权利要求2或3之一所述的三脚万向节(1),其特征在于,头间隙KS根据两个接触位置(K1,K2)的最大现有接触角如下确定:
Ks=KSF*α/1000
其中,KS是以毫米为单位的值,α是两个接触位置(K1,K2)现有的最大接触角,单位是度,KSF是1到8的值。
5.按照权利要求1至4之一所述的三脚万向节(1),其特征在于,销(12)的表面(12a)在横截面中在其朝旋转方向(D)的侧面在两个接触位置(K1,K2)之间具有削平部。
6.按照权利要求1至5之一所述的三脚万向节(1),其特征在于,销(12)的表面(12a)在横截面中在两个接触位置(K1,K2)之间具有弯曲部段(H),弯曲部段的半径(R3)大于接触位置(K1,K2)与销(12)的纵轴线(Z)的距离。
7.按照权利要求6所述的三脚万向节(1),其特征在于,弯曲部段(H)切向过渡到两个用于接触位置(K1,K2)的生成圆(E1,E2)中,生成圆在相关接触位置(K1,K2)上分别切向接触基圆(K),其中,生成圆(E1,E2)的半径(R1,R2)小于弯曲部段(H)的半径(R3)的量。
8.按照权利要求6或7所述的三脚万向节(1),其特征在于,弯曲部段(H)是凸形弯曲的。
9.按照权利要求6或7所述的三脚万向节(1),其特征在于,弯曲部段(H)是凹形弯曲的。
10.按照权利要求1所述的三脚万向节(1),其特征在于,在与针(16)接触的区域内,内环(15)的外周部(15b)是圆筒状的。
11.按照权利要求1所述的三脚万向节(1),其特征在于,销(12)的表面(12a)在包含相应的销(12)的纵轴线(Z)的纵剖面中设计成凸球形地弯曲。
12.一种用于制造按照上述权利要求之一所述的三脚万向节(1)的方法,其中,三脚星结构(10)通过成形技术制造,其特征在于,通过分体式模具实现三脚星结构(10)的成形技术制造,该分体式模具的分型面(W)在三脚星结构的销(12)的区域中通过相应的销(12)的纵轴线(Z)和三脚星结构(10)的旋转轴线(A)构成,其中,销(12)在成形技术制造时已经设置有在垂直于销(12)的纵轴线(Z)的切面中非圆形的横截面,该横截面在三脚星结构(10)的旋转方向(D)上形成削平部(18)。
13.按照权利要求12所述的方法,其特征在于,销(12)的轮廓在头间隙(KS)区域中在成形技术上最终成形。
14.按照权利要求12或13所述的方法,其特征在于,通过成形技术制造包括仅在接触位置(K1,K2)的区域中进行部分的通过成形技术的校准,以产生销(12)的表面的最终轮廓的步骤。
15.按照权利要求12或13所述的方法,其特征在于,通过成形技术制造包括在接触位置(K1,K2)的区域和接触间隙(KS)区域中进行通过成形技术的校准,以产生销(12)的表面的最终轮廓的步骤,其中销(12)的材料被挤到接触位置(K1,K2)外的销(12)的纵轴线(Z)周围的区域中。
16.按照权利要求12所述的方法,其特征在于,销(12)的轮廓在头间隙(KS)区域中通过校准的去料的后处理制成。
17.一种用于制造按照上述权利要求之一所述的三脚万向节(1)的方法,其中通过成形技术制造三脚星结构(10),其特征在于,通过分体式模具实现三脚星结构(10)的成形技术的制造,其中,三脚星结构(10)的旋转轴线(A)垂直于模具分型面(W),并且在销(12)的轮廓在头间隙区域中通过校准的去料的后处理产生。
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