CN1243208A - 具有两组相对旋转的滑道的同步固定联轴活节 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种同步固定联轴活节,其用于引导滚珠5的外件1和内件3交替地具有两条从相反开口侧10、11起在中央平面内向后敞开地延伸的第一外滑道14和对置的第一内滑道17以及第二滑道15和对置的第二滑道18。为了获得良好的平稳运转,通过在内件3的球形外面19上的空心球形内面21引导装在内件3和外件1之间的护圈。护圈4还具有向外突出到护圈外面上方的外突起29,从而扩大了用于引导滚珠5的承窗25侧导向面23、24。

Description

具有两组相对旋转的滑道的同步固定联轴活节
本发明涉及一种同步固定联轴活节。
在DE4031820C2中描述了一种同步联轴活节，其外件具有一个第一开口侧和一个第二开口侧。联轴活节外件具有一个以外件纵轴为中心的且向两个开口侧敞开的空腔。另外，外件在其限定空腔的内面上具有两类外滑道，它们顺序井然地环绕外件纵轴布置在纵轴中央平面内。第一外滑道从第一开口侧起通向第二开口侧。第二外滑道从第二开口侧起通向第一开口侧。所有外滑道被设计成分别从其初始开口侧起向后敞开地弯曲延申。在外件空腔中装有一个内件。内件具有一个内件纵轴、一个球形外面和在此外面中分别位于第一、第二外滑道对面的且相对内件纵轴的中央平面分布的第一、第二内滑道。第一内滑道分别位于第一外滑道的对面，从而它们形成一对，其中第一内滑道从第一开口侧起向后敞开地弯曲通向第二开口侧。第二内滑道分别位于第二外滑道对面且它们分别成一对，其中第二内滑道从第二开口侧起向后敞开地弯曲通向第一开口侧。在外件的内面和内件的球形外面之间装有一个护圈，护圈的球形外面与外件内面有间隙。护圈具有一个圆柱形孔，使该孔相对内件的球形外面保持一定间隙。护圈具有对应于一对内、外滑道分布的径向裂口，它们构成了承窗并在侧导向面之间引导滚珠。滚珠卡入分属于一对的内滑道和外滑道之间以便在外件和内件之间传递扭矩。将所有滚珠的中点保持在一个包括位于侧导向面之间的承窗中心的平面内。护圈只通过滚珠对中。在高速转动的同步联轴活节中，例如就象在后轮驱动时将轿车转动从前传动装置传给后轴传动装置所出现的那样，这是不利的。这意味着，由于实现了护圈中心转移而出现了有效离心力，所以产生了振荡。
可以从DE4042390C2中获知一种同步固定联轴活节，它的结构与结合DE4031820C2所述的联轴活节结构相同。但是，护圈被设计成分体式，它具有一个球形内面和位于侧导向面区内的突起，突起使护圈向外扩大。
本发明的任务是提供一种同步固定联轴活节，它在高转速下就象它在后轮驱动轿车的纵传动装置中工作时那样平稳地运转。
根据本发明，此任务是通过这样一种同步固定联轴活节完成的，该同步固定联轴活节具有：一个具有一个第一开口侧和一个第二开口侧、一个外件纵轴、一个以外件纵轴为中心的且向两个开口侧敞开的空腔、位于其限定空腔的内面上的第一外滑道和第二外滑道的外件，其中第一外滑道和第二外滑道顺序井然地环绕外件纵轴布置在分散包围外件纵轴的平面内，第一外滑道从第一开口侧起向后敞开地弯曲通向第二开口侧，第二外滑道从第二开口侧起向后敞开地弯曲通向第一开口侧；一个布置在外件空腔中的内件，它具有一个内件纵轴、一个球形外面和一个布置在球形外面内的且在分布并穿过内件纵轴的平面内的第一内滑道和第二内滑道，其中每条第一内滑道位于一条第一外滑道的对面并且它从第一开口侧起向后敞开地弯曲通向第二开口侧，每条第二内滑道位于一条第二外滑道的对面并且它从第二开口侧起向后敞开地弯曲通向第一开口侧；一个护圈，它具有一个以护圈纵轴为中心的且具有空心球形部分的连续的护圈内面、一个至少部分通过一个滚珠而被界定为包络线的外面以及对应于成对的内滑道和外滑道而径向延伸的且具有侧导向面的承窗，其中通过在内件的球形外面上的护圈内面空心球形部分引导护圈，护圈外面与外件内面具有间隙，两个侧导向面具有增大的且突出到外面上方的外突起，其中所有承窗在侧导向面中间具有一个公共中央平面；滚珠，它们分别由对置的内滑道和外滑道承纳并且在侧导向面之间的护圈承窗中受到引导。
由于对置的一对滑道实现了良好的对中，大大改善了护圈相对内件的对中性。此外可以保证其同步固定联轴活节在较大转角至30度时且高转速下的平稳运行，另外使用寿命长，通过突起保证了在大转角下滚珠的良好导向。
为实现有利的制造装配而规定了，除配有突出的外突起外，护圈外面至少将近轴向端地被设计成球面。
当球形端部之间的区域被设计成圆柱形时，得到了一种特别简单的装配方案。获得了一种插装结构。因此，所有朝一侧开口的沟道的滚珠可被先装配起来并随后与护圈一起被插入外件中。随后，相应的对置沟道的滚珠通过过度弯曲被从外面插入。在无切屑加工薄板或管的时候，得到了一种有利的设计方案，从而外件在其长度或外周范围内基本上具有一个不变的壁厚。因此，需要小变形力，从而可以重复精度高地制造出沟道。由于尽可能消除了沟道偏离理想沟道的现象，因此有利于平稳运转。
为使外件与一个主动的或待驱动部件相连而规定了，外件在其具有第一、第二外滑道的部分的一端上具有一个离开外件纵轴的法兰。可以在加工时同时形成所述法兰。为提高外件强度，外件在其具有第一、第二外滑道的部分的一端上设有一个向外离开外件纵轴的凸缘。如果在两侧设置一个凸缘，则当其中一个凸缘如也提到的那样未被制成一体时，它被用于连接一个环以便形成法兰。
另外，当分别在外件中环绕外件纵轴交替地设置一条第一外滑道和一条第二外滑道并在内件中环绕内件纵轴交替地设置一条第一内滑道和一条第二内滑道时，提高了运转的平稳性和负荷能力。
还可以由此进一步提高运转的平稳性，即如此设计第一、第二外滑道和第一、第二内滑道的横截面，由一对外滑道和内滑道承纳的每个滚珠至少在无扭矩状态下分别以两个点接触所属外滑道和内滑道的侧翼。
另外，在超过预定扭矩时，仅仅在内滑道和外滑道中的斜角对置触点才真正起作用。由于内件被设计成实心件且外件因而在其是由板件构成的情况下处处承受荷载，于是在外滚珠度沟道区域内仍保持两点接触方式。关于控制情况，这样一种布局是有利的，其中分别设有奇数个第一、第二外滑道和第一、第二内滑道，第一、第二外滑道或第一、第二内滑道是交替布置的。
因此，还可以获得有利的负荷状态，这是因为在每组滑道中只有一条滑道经过包含内、外件纵轴的且实际上不参与扭矩传递的平面。
由于滚珠在护圈纵轴切向上相对导向面只有小位移，所以可以设计成外突起在护圈切向上延长导向面长度的一部分。外突起分别布置在外滑道区域内，从而它们不干扰护圈的导向与转动。
还规定了突起尺寸从侧导向面起沿护圈纵轴的两个切向递减。因此确保了突起在大偏转时不接触外滑道或内滑道的边缘。
在附图中示意地画出了本发明同步固定联轴活节的优选实施例，其中：
图1示出了本发明同步固定联轴活节的第一实施例的根据图2所示剖线I-I的纵截面，其中外件具有一个与其成一体的法兰；
图2示出了图1所示同步固定联轴活节，它一半是侧视图，一半是沿图1的剖线II-II的侧剖视图；
图2a以与图2相比放大的比例尺示出了与在所属外滑道和内滑道中的滚珠触点有关的细节；
图3以沿图4的剖线III-III的纵截面图示出了成整体件形状的护圈；
图5示出了包括承窗的护圈部分的俯剖视图，确切地说，图5沿图6的箭头方向V以与图3、4相比放大的比例尺示出了上述护圈部分；
图6以与图3、4相比放大的比例尺示出了图5的截面VI-VI；
图7是对应于图1的视图，但是它给外件配备了一个焊接环以便形成法兰。
首先，一起来描述图1、图2和图2a。这些图画出了一个具有一个外件1、一个从一侧封闭外件1的盖板2、一个安放在外件空腔中的内件3、一个装在外件1和内件3之间的且装有滚珠5的护圈4的同步固定联轴活节，所述滚珠用于外件1和内件3之间的扭矩传递。用连线示出了在伸展位置上同步固定联轴活节的构件，从而外件纵轴6、内件纵轴7和护圈纵轴8重合。另外，用虚线示出了内件相对外件的转动位置，对外件纵轴6相对内件纵轴7呈30度转角。此外，护圈4的纵轴8位于一个两者之间的中间位置上，即在内件纵轴7相对外件纵轴6偏转30°的情况下转过15°。它等于转角的一半。在同步联轴活节中，在半角平面内控制滚珠5并同时由护圈4定位。外件1具有一个连贯的空腔，从而它具有两个开口侧，即第一开口侧10和第二开口侧11。在两个开口侧10、11之间的外件1的内面用9来表示。还可以看到，外件具有一个法兰12，它从部分13起向外伸离外件纵轴6且位于第一开口侧10。开口侧10由盖板2封闭，盖板同样具有一个法兰形区域，此区域与法兰12相邻接。此外，法兰12具有分布在外件纵轴6四周的固定孔，这些孔用于将外件1固定在一个活动的或待驱动的构件上。
在外件1的内面9上设有两组外滑道14、15，其中第一外滑道14从第一开口侧10起在分散包围外件纵轴6的平面内经过。另外，第一外滑道14从第一开口侧10起向后敞开地弯曲通向第二开口侧11，从而沟底逐渐靠近外件纵轴6。第二外滑道15同样布置在环绕外件纵轴6分布的平面内。它们从第二开口侧11起向后敞开地弯曲通向第一开口侧10，从而沟底在指向开口侧10的方向上逐渐靠近外件纵轴6。第二外滑道15和第一外滑道14在外件纵轴6外周上交替布置于内面9上。分别拟定设置五条第一外滑道14和五条第二外滑道15，从而在外件1中分别径向对置地布置有一条第一外滑道14和一条第二外滑道15。外件1是由薄板或管制成的且其周壁厚度基本保持不变。此外，在第二开口侧11区域内，外件1壁被制成起加强作用的凸缘16。在另一端上，即在第一开口侧10区域内，法兰12确保了一个适当刚度。在外件空腔中，内件纵轴7与外件纵轴6同心。相对弯曲中心O成球面的外面19上且在环绕内件纵油7分布的平面内内件具有交替的第一内滑道17和第二内滑道18。第一内滑道17从第一开口侧10起在关于内件纵轴7分布的平面内向后敞开地且道底与内件纵轴7间的距离逐渐增大地弯曲伸向第二开口侧11。第二内滑道18从第二开口侧11起在环绕内件纵轴7分布的平面内向后敞开地弯曲伸向第一开口侧10，从而道底分别在指向另一开口侧的方向上远离所属的内件纵轴7。一条第一外滑道14分别位于一条第一内滑道17的对面，从而它们成双成对并分别形成了一个向第一开口侧敞开的横截面。一条第二外滑道15分别位于一条第二内滑道18的对面并形成了一个向第二开口侧敞开的横截面。另外，内件3具有一个以与内件纵轴7对中的接孔20，一根接轴可以插入此接孔中。接孔20为此具有齿。
在外件1的内面9和内件3的球形外面19之间的空间内装有护圈4。护圈4具有对应于成对的第一外滑道14和第一内滑道17以及第二外滑道15和第二内滑道18地具有分布在外周上的裂口，它们从护圈内面21起一直穿过护圈外面22并形成了承纳滚珠5的承窗25。滚珠5在护圈承窗25的侧导向面23、24之间受到引导，它们在指向护圈纵轴8的方向上错开布置。滚珠5分别向外突入所属的第一外滑道14或第二外滑道15中并向内突入第一内滑道17或第二内滑道18以便与之配合。护圈4是空心的且它具有一个护圈内面21，该护圈内面在两个承窗25之间具有空心球形部分30，护圈通过所述的空心球形部分在内滑道17、18之间的球形外面19部分上受到引导。
按照图2a来设计这两种外滑道14、15和内滑道17、18的结构。它们具有一个非圆形黄截面，从而所属滚珠5形成了两个侧翼接触点27。这两种内滑道17、18也分别具有一个非圆形横截面，由此造成所属滚珠5在侧翼有两个接触点28。装在一条外滑道和一条内滑道之间的滚珠5还通过在半角平面内支承在所属滚珠辊道的四个点上并因在外件纵轴6或内件纵轴7方向上的弯曲走向而受到引导。另外，产生了外件1相对内件3、护圈4相对内件绕公共弯曲中心O的共同转动。由于护圈4在内件3上受到引导，所以内件3可以相对外件1不发生轴向调节运动。可能只出现角运动，从而获得了一种同步固定联轴活节。第一外滑道14和第二外滑道15都可以是从相反侧面起用工具无切屑加工而成的。这也适用于带有第一内滑道17和第二内滑道18的内件3，但是内件被设计成实心成型件。为了进一步改善滚珠5在承窗25中的导向以及为了更加便于护圈4的安装，得出了一种特殊的护圈4设计结构，以下将结合图3～图6描述这种护圈结构。
为了延长在它们中央限定出这样一个中央平面26的导向面23、24，即所述中央平面包括所有装在护圈4中的滚珠5的中心，护圈4具有向外突出到外面22上方的突起29。另外，护圈4在护圈内面21上具有一条局限在承窗25区域内的且以中央平面26为中心的槽36，它使护圈4与内件的球形外面保持间隙。外突起29仅在护圈纵轴8的切向上延伸了一小段承窗25的距离。为简化内件3和护圈4的安装，护圈4在其内面上具有位于承窗25区域内的且平行于护圈纵轴8延伸的安装槽32、32’，它们分别从护圈顶面开始并终止于承窗区域内。在两个正对置的安装槽32、32’之间加工出一条通道D，它大于内件的球形外面的直径。安装槽32、32’的尺寸大于前后两个内件内滚珠通道之间的接片尺寸。虽然只必须为安装设置起始于护圈4的一个顶面的安装槽32或32’，但是可以选择对称布局以避免在护圈4硬化时出现翘曲。此外，除配有突出的外突起29外，护圈4具有一个球形外部分31，它的中心集中在中央平面26与护圈纵轴8之间的切点上。这种情况同样适用于空心球形部分30。
安装是这样实现的，参见图1，在外件1的外面先将内件3和护圈4相对安装到一个转动位置上，从而安装槽允许护圈4移向内件3。随后，使护圈相对内件转动，从而承窗25位于内滑道17、18上方。随后，相对第二内滑道18从外面通过承窗25装入滚珠5。接着，使由内件3、护圈4和滚珠5构成的组件移入外件1中，其中装在第二内滑道18中的滚珠5被轴向装入第二外滑道15中。接着，使内件3相对外件1弯曲，配属于第一外滑道14和第一内滑道17的滚珠5可以分别在第一内滑道位置相对所属的第一外滑道作最大偏转的情况下被先后装入承窗25中，其中外件纵轴6和内件纵轴7位于一个平面内且可以从外面触及所属承窗25。因此，随后可以先后装上相应的滚珠5。此外，如此确定护圈4的球形部分31的直径，即它小于在第一开口侧10区域内的外件1内面9的自由横截面的直径，由此将由内件3和护圈4组成的组件插入外件1。
图7示出了一个具有外件1’的同步固定联轴活节的变型实施例，所述外件也相对法兰侧面具有一个凸缘33。法兰由一个与凸缘33相连的环34构成，它通过焊缝35与外件1’的凸缘33连接。

Claims (12)

1.一种同步固定联轴活节，它具有：
一个具有一个第一开口侧(10)和一个第二开口侧(11)、一个外件纵轴(6)、一个以外件纵轴(6)为中心的且向两个开口侧(10，11)敞开的空腔、位于其限定空腔的内面(9)上的第一外滑道(14)和第二外滑道(15)的外件(1，1’)，其中第一外滑道(14)和第二外滑道(15)顺序井然地环绕外件纵轴(6)布置并穿过外件纵轴(6)的平面内，第一外滑道(14)从第一开口侧(10)起向后敞开地弯曲通向第二开口侧(11)，第二外滑道(15)从第二开口侧(11)起向后敞开地弯曲通向第一开口侧(10)；
一个布置在外件(1，1’)空腔中的内件(3)，它具有一个内件纵轴(7)、一个球形外面(19)和一个布置在球形外面内的且在分布并穿过内件纵轴(7)的平面内的第一内滑道(17)和第二内滑道(18)，其中每条第一内滑道(17)位于一条第一外滑道(14)的对面并从第一开口侧(10)起向后敞开地弯曲通向第二开口侧(11)，每条第二内滑道(18)位于一条第二外滑道(15)的对面并从第二开口侧(11)起向后敞开地弯曲通向第一开口侧(10)；
一个护圈(4)，它具有一个以护圈纵轴(8)为中心的且具有空心球形部分(30)的连续护圈内面(21)、一个至少部分通过一个滚珠而被界定为包络线的外面(22)以及对应于成对的内滑道(17，18)和外滑道(14，15)而径向延伸的且具有侧导向面(23，24)的承窗(25)，其中通过在内件(3)的球形外面(19)上的护圈内面(21)的空心球形部分(30)引导护圈(4)，护圈外面(22)相对外件(1，1’)内面(9)有间隙，两个侧导向面(23，24)具有增大的且突出到外面(22)上方的外突起(29)，其中所有承窗(25)在侧导向面(24，23)中间具有一个公共中央平面(26)；
滚珠(5)，它们分别由对置的内滑道(17，18)和外滑道(14，15)承纳并且在侧导向面(23，24)之间的护圈(4)承窗(25)中受到引导。
2.如权利要求1所述的同步固定联轴活节，其特征在于，除配有突出的外突起(29)外，护圈(4)外面(22)至少将近轴向端地被设计成球面(环形端部32)。
3.如权利要求2所述的同步固定联轴活节，其特征在于，球形端部(32)之间的区域被设计成圆柱形(圆柱形外面部分31)。
4.如权利要求1所述的同步固定联轴活节，其特征在于，外件(1，1’)在其长度和外周范围内基本上具有一个不变的壁厚。
5.如权利要求1所述的同步固定联轴活节，其特征在于，外件(1，1’)在其具有第一、第二外滑道(14，15)的部分(13)的一端上具有一个离开外件纵轴(6)的法兰(12，13)。
6.如权利要求4所述的同步固定联轴活节，其特征在于，外件(1，1’)在其具有第一、第二外滑道(14，15)的部分(13)的一端上设有一个向外离开外件纵轴(6)的凸缘(16，33)。
7.如权利要求6所述的同步固定联轴活节，其特征在于，一个环(34)与其中一个凸缘(33)相连以便形成一个法兰。
8.如权利要求1所述的同步固定联轴活节，其特征在于，分别在外件(1，1’)中环绕外件纵轴(6)地交替设置了一条第一外滑道(14)和一条第二外滑道(15)并在内件(4)中环绕内件纵轴(7)地交替设有一条第一内滑道(17)和一条第二内滑道(18)。
9.如权利要求1所述的同步固定联轴活节，其特征在于，第一、第二外滑道(14，15)和第一、第二内滑道(17，18)的横截面是如此设计的，即由一对外滑道和内滑道(14，17；15，18)承纳的每个滚珠(5)至少在无扭矩状态下分别以两个点(27，28)接触所属外滑道(14，15)和内滑道(17，18)的侧翼。
10.如权利要求1所述的同步固定联轴活节，其特征在于，分别设有奇数个第一、第二外滑道(14，15)和第一、第二内滑道(17，18)，第一、第二外滑道(14，15)或第一、第二内滑道(17，18)是交替布置的。
11.如权利要求1所述的同步固定联轴活节，其特征在于，外突起(29)在护圈(4)的导向面(23，24)长度的一部分切向上延长。
12.如权利要求1或11所述的同步固定联轴活节，其特征在于，突起(29)的尺寸从侧导向面(23，24)开始沿护圈纵轴的两个切向递减。
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