CN1940326A - 用于匀速万向接头的内接头部件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于匀速万向接头，尤其是用于匀速压入接头的内接头部件，内接头部件(2)包括：用于引导匀速万向接头的滚珠隔离圈(24)的外部球形引导面(3)；形成在球形引导面(3)内并提供用于容纳扭矩传递滚珠(25)的多个沿圆周分布的滚珠轨道(4)；其中各滚珠轨道(4)包括用于引导滚珠(25)的硬加工的第一轨道部分(11)，以及未加工的第二轨道部分12，其不具有对滚珠的引导功能。此外，本发明涉及一种生产内接头部件以及带有内接头部件的匀速万向接头的方法。

Description

用于匀速万向接头的内接头部件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于匀速万向接头，尤其是用于匀速压入接头的内接头部件，以及其生产中形成加工这种内接头的方法。此外，本发明涉及一种具有这种内接头的匀速万向接头。所述类型的内接头部件在现有技术中是充分已知的，其内部包括用于容纳轴颈的中心通孔以及，在其外部包括用于容纳扭矩传递滚珠的滚珠轨道。
背景技术
从DE19856424C2可知一种生产用于匀速万向接头的内接头部件的装置和方法，相应的方法步骤在于生产一种带有滚珠轨道的毛坯，所述毛坯主要通过非切削成形的成形操作而最终成形；以及，此外，同时通过非切削成形操作校准滚珠轨道；以及通过心轴将内齿压入通孔。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于匀速万向接头的内接头部件以及生产这种内接头部件的方法；该内接头部件必须易于制造且成本效益好，而且其必须是轻型的。另一个目的在于提供一种改进的具有这种内接头部件的匀速万向接头。
第一方案包括提供一种用于匀速万向接头、尤其是用于匀速压入接头的内接头部件，该内接头部件包括：
用于引导匀速万向接头的内接头部件的外部球形引导面；
形成在球形引导面内并提供用于容纳扭矩传递滚珠的多个沿圆周分布的滚珠轨道；
其中各滚珠轨道包括用于引导滚珠的硬加工的第一轨道部分，以及未加工的第二轨道部分，其不具有对滚珠的引导功能。
软加工意指一种在内接头部件硬化之前进行的加工操作，而硬加工指在硬化之后进行的加工操作。这两种加工操作最好是切屑形成型，如车削操作。由于第一轨道部分是硬加工且第二轨道部分保持未加工状态，实现了(总体来说)缩短了生产内接头部件所需的总加工时间。本发明内接头部件另一个的优点是第一轨道部分仅组成滚珠轨道的一部分，以使切割面的尺寸减少，在硬加工时对刀具的磨损最小化。本发明内接头部件尤其适合匀速万向接头，其中滚珠轨道仅包括一部分操作范围。更尤其是，有一种压入接头，如具有平行的滚珠轨道的双向偏置压入接头或具有交叉滚珠轨道的VL压入接头。但是，在原理上，本发明内接头部件也可用在固定接头，其中滚珠轨道的部分不具有操作功能。在这种情况下，也可达到上述缩短生产时间和长的刀具寿命的优点，第二表面越大生产越有利。
根据优选实施例，提出在第一轨道部分和第二轨道部分之间形成阶梯，其中第二轨道部分(如果在通过轨道底部的纵向截面中观察)形成更深的深度。因此以这种方式形成的第二轨道部分形成用于第一轨道部分硬加工的刀具退出。第一轨道部分最好包括比第二轨道部分大的长度，第一轨道部分相对于滚珠轨道整个长度的比例最好在0.5到0.95范围之间。在双向偏置压入接头情况下比例最好在0.6到0.85范围。
根据优选的实施例，提出平面E相对于纵向轴线A垂直延伸且包含球形引导面3的最大直径，所述平面位于距两端面5，6不同距离的位置。于是所述实施例相对于平面E是不对称的，在内接头部件的与第二轨道部分相连的部分节约了相当量的材料。这使得节省了重量和成本。
根据另一个实施例，内接头部件为其中已形成滚珠轨道的锻造件，其中，滚珠轨道的所述第二轨道部分和轴向相对前面从所述预成形的锻造件开始未被加工。因此可节省生产操作，这样缩短了生产时间并降低了刀具成本。
另一上述目的的方案在于一种生产用于匀速万向接头、尤其是用于匀速压入接头的内接头部件的方法，包括如下方法步骤：
提供一预成形的毛坯，该毛坯具有带有沿圆周分布的轨道的外表面(103)、中心通孔、第一端面和与所述第一端面相对的第二端面，其中轨道各包括从截面视图看具有较小轨道半径的第一轨道部分和从截面视图看具有较大横截面的第二轨道部分；
预成形毛坯的硬化；
所述第一轨道部分的硬加工，其中所述第二轨道部分保持未加工状态。
根据本发明生产的内接头部件，包括上述快速、成本效益好、由于仅硬加工滚珠轨道的一部分刀具寿命延长的优点。提出仅加工功能表面，而第二表面保持未加工状态。更尤其是，第一轨道部分在其内从毛坯开始保持未加工状态的第一端面形成第一前面。第一前面最好包括轴向阻挡的外部环形凹槽。毛坯是精密毛坯形式的锻造件。
根据优选实施例，如下方法步骤先于硬化操作进行：用于形成第二前面的第二端面的软加工，第二轨道部分在所述第二前面内终结，以及用于形成纵向齿的通孔的软加工。在硬化之后，最好提供进一步方法步骤：用于形成球形引导面的外表面的硬加工。
硬加工工艺最好为感应淬火或者表面硬化，其它标准的硬化工艺也是可以的。硬加工步骤可为车削操作和/或铣操作和/或磨削操作。
上述目的的另一方案是指一种匀速万向接头、尤其是一种匀速压入接头，包括一带有内部球形引导面的外接头部件，在所述内部球形引导面中形成有外部滚珠轨道；
带有外部球形引导表面的内接头部件，在外部球形引导表面中形成有内部滚珠轨道；
在由一外部滚珠轨道和一内部滚珠轨道形成的一对滚珠轨道内引导的扭矩传递滚珠；
具有用以容纳扭矩传递滚珠的窗孔的滚珠隔离圈；
其中内接头部件的内部滚珠轨道包括用于引导滚珠的硬加工轨道部分，以及未加工第二轨道部分，所述第二轨道部分不具有对于所述滚珠的引导功能。
匀速万向接头最好以匀速压入接头的形式提供且在外接头部件包括一内圆柱形引导面，在内接头部件包括一外球形引导面。内接头部件可根据上述一个实施例设计，本发明内接头部件有助于达到改进的匀速万向接头，因为，它能全面的更有利地生产。
本发明的一个优选实施例中将在以下参照附图进行说明。
附图说明
图1示出了一本发明用于双向偏置压入接头的内接头部件
a)通过两滚珠轨道的纵向截面，
b)通过两连接板的纵向截面。
图2示出了生产中的本发明内接头部件，包括以下方法步骤：
a)毛坯形式；
b)车削操作之后；
c)拉削操作之后。
图3示出了具有本发明内接头部件的本发明双向偏置匀速压入接头。
具体实施方式
图1示出了用于匀速万向接头的内接头部件2，该部将在以下进行更详细的描述及提供在匀速压入接头内的形式。匀速压入接头，除了内接头部件2，还包括外接头部件，滚珠隔离圈以及容纳在滚珠隔离圈内的扭矩传递滚珠。内接头部件2包括与滚珠隔离圈的内部球形控制面向接触的外部球形引导面3，容纳扭矩传递滚珠的多个沿圆周分布的滚珠轨道4，第一前表面5，与第一前表面5相对的第二前表面6，以及带有内部齿8的中心通孔7，该通孔可通过旋转固定的方式插入轴中(未示出)。可见外部球形引导面3，在球形引导面3的曲率中心O上包括具有最大直径的平面E，该平面设置成垂直于纵向轴线A，将内接头部件分成不等轴线长度的两部分。结果是实施例相对于平面E不对称，在内接头部件的被第二前面切除的侧面节约了相当量的材料。此外内接头部件2的轴向缩短受到了球形引导面3最小长度的限制，该引导面，在接头的展开视图中，沿着其整个轴向长度，包括对滚珠隔离圈(未示出)的引导功能。
平行于纵向轴线A延伸的滚珠轨道4截断球形外部引导面3，于是连接板9形成在每两个相邻的滚珠轨道4之间。滚珠轨道4的数量取决于使用的扭矩传递滚珠的数量。通常匀速万向接头需要为6或8个滚珠用于机动车辆的动力传动系统，也可容纳其它数量的滚珠。可见滚珠轨道4各包括较小轨道半径的第一轨道部分11(如果从剖视图看)和轴向连接的较大轨道半径的第二轨道部分12。仅较长的第一轨道部分11在接头铰接时用于引导滚珠，而第二轨道部分12不具有对滚珠的引导功能。因此阶梯13形成在第一轨道部分11和第二轨道部分12之间，如果从通过轨道底部的纵向截面看，第二轨道部分较深。该实施例使能够仅对于滚珠引导第一轨道部分11进行加工，而第二轨道部分12仅用于加工刀具的退出并保持从锻造毛坯开始的未加工状态。
在侧面区域轴向相连的纵向齿8，内接头部件包括带有内部圆柱形部分15的延伸面14和连接的邻接面21，以及第二延伸面16，该面具有与后者相连的内部圆柱形部分17和圆锥形部分18。圆锥形部分18用作所插入轴(未示出)的引导锥体，该轴通过轴向固定环相对于内接头部件2轴向安装。为此，轴向固定环(未示出)与轴内的环槽相啮合并被支撑于抵靠邻接面21的位置。第一前面5包括位于径向外部的凹槽19，以使环形凸起20形成在其内部。
以下是参见图2生产本发明内接头部件2单独的方法步骤的说明。任何与图1所示相同的部分和表面给予同样的标号，尚未加工的部分和表面的标号增加100。
起始点是已部分加工完成的包括内接头部件2轮廓的毛坯102，在图2A中示出。毛坯102是一精密毛坯且通过体积成形方法、如锻造制成。毛坯102是环形且包括第一轴向端面5和在相反方向延伸的第二轴线端面106，外表面103和内部通孔107。在毛坯102上提供有截断球形外表面103的纵向延伸轨道104，且其在锻造后已经包括第一轨道部分111和第二轨道部分12。第一端面5已经具有环形凸起20。
夹住毛坯与第一端面5相连的端部然后通过在随后的生产步骤中车削加工。在车削操作后获得的中间产品如图2b所示。在车削操作中，第二端面106通过车削加工以获得第二前面6。此外，通孔107通过车削操作形成，第一延伸面14、第二延伸面16以及中间内部圆柱形部分7在该加工程序中形成。部分7的内径约相当于所插入纵向齿的大直径。其余的面，即球形外表面103、滚珠轨道104和第一端面5保持未加工状态或至少最初的未加工状态。
在车削操作完成后，纵向齿8将通过内接头部件内的拉削形成。图2c)示出了拉削操作后的内接头部件2，带有可见的纵向齿8。在拉削之后，内接头部件2被硬化，可能的硬化方法可为感应淬火或者表面硬化。在硬化之后，迄今保持未加工状态的外表面103进行硬加工，车削或磨削是适合的生产方法。在硬加工时，毛坯球形外表面103的尺寸余量通过切削成形方法移除以产生外部球形引导面3。尺寸余量仅为1毫米的十分之几。在球形引导面3形成后，轨道104的第一部分111为了形成滚珠轨道4的第一轨道部分11，用适合的加工方法更尤其是磨削和铣进行硬加工。
滚珠轨道4的第一端面5和第二轨道部分12直到最后都保持未加工状态，于是节约了生产步骤。加工完成的内接头部件2如图1所示，对其的参考描述到此为止。在该实施例中，外部球形引导面3已经从外表面103形成，第一滚珠轨道部分11已经从部分111形成。
图3示出了带有上述实施例中本发明内接头部件2、外接头部件23、滚珠隔离圈24和在一公共平面M上保持在相连的滚珠隔离圈24的窗孔26内的扭矩传递滚珠25的本发明匀速压入接头22。外接头部件23包括一内部圆柱形引导面27，通过圆柱形引导面27滚珠隔离圈24的球形控制面28与其接触并由其引导。此外，外接头部件23包括多个沿圆周分布的、纵向延伸的外部滚珠轨道29，其延伸过外接头部件23的主要部分直到开口端部30。在内接头部件2的内部滚珠轨道4和外接头部件23的外部滚珠轨道29形成的各对轨道内有被引导的扭矩传递滚珠25，滚珠隔离圈24的窗孔26连接地限定中心平面M，滚珠容纳在所述窗孔内。平面表示当接头铰接时，内接头部件2和外接头部件23之间的角二等分面。在与开口端部相对的端部，外接头部件23以钟形的方式封闭且包括一个带有在其上成形的轴颈33的基部32，轴颈33用作扭矩传递。
滚珠隔离圈环绕旋转轴线环形延伸，在该区域连接外部球形控制面28，其包括基本上与控制面28相切邻接的圆锥自由面34，其圆锥角大约相当于匀速压入接头22的最大铰接角的一半。在其内部，滚珠隔离圈24形成一凹形的内部球形控制面35，用于相对于内接头部件2的外部球形引导面3引导滚珠隔离圈24。外部控制面28包括一个最大外径，该最大外径位于与内部控制面35的最大内径距中心窗孔平面M同样轴向距离的方向相反的位置。诸控制面最大直径的偏移是接头命名的原因，即双向偏置接头。
滚珠隔离圈24的内部球形控制面35通过一个无底切加宽面36轴向地邻接在外部球形控制面28最大直径区域附近，加宽面36加宽了朝向孔的隔离圈环，加宽面36形成了更大的内孔，该孔朝向外接头部件23的基部32且其直径(由于安装需要)大于内接头部件2的直径。在相对的一侧，滚珠隔离圈24包括一更小的内孔，其直径小于内接头部件2的外径，因此形成轴向邻接。延伸面36设计成内接头部件2可从较大内孔轴向插入滚珠隔离圈24的方式。为此，滚珠隔离圈24的内表面提供有键槽37，其在插入过程中，为内接头部件2的连接板9提供足够的空间。在完全插入状态下，内接头部件2相对于滚珠隔离圈24旋转，其方式为内部滚珠轨道4位于窗孔区域26，以使滚珠25可以插入。
对应于2如图1所示于内接头部件的内接头部件2，对其参考描述到此为止。具有硬加工第一轨道部分11和相邻的未加工第二轨道部分12的滚珠轨道4可清楚地看出。通过使用本发明的内接头部件2，降低了总体匀速万向接头22的生产成本。
标号列表
2，102    内接头部件
3，103    外部引导面
4，104    滚珠轨道
5         第一端面/前面
6，106    第二端面/前面
7，107    通孔
8         内部齿
9         连接板
11，111   第一轨道部分
12        第二轨道部分
13，113   阶梯
14        延伸面
15        内部圆柱形部分
16        延伸面
17        内部圆柱形部分
18        圆锥形部分
19        凹槽
20        凸起
21        邻接面
22        匀速万向接头
23        外接头部件
24        滚珠隔离圈
25        滚珠
26        窗孔
27        引导面
28        控制面
29        滚珠轨道
30        端面
31        -
32        底部
33        轴颈
34        自由面
35        控制面
36        延伸面
37        键槽
A         纵向轴线
E         平面
M         中心平面
O         弯曲中心

Claims (16)

1.一种用于匀速万向接头、尤其是匀速压入接头的内接头部件，所述内接头部件(2)包括：
用于引导所述匀速万向接头的滚珠隔离圈(24)的外部球形引导面(3)；
形成在所述球形引导面(3)内的、用于容纳扭矩传递滚珠(25)的多个沿圆周分布的滚珠轨道(4)；
其中，所述滚珠轨道(4)各包括用于引导滚珠(25)的硬加工的第一轨道部分(11)，以及未加工的第二轨道部分(12)，所述第二轨道部分不具有对所述滚珠的引导功能。
2.如权利要求1所述的内接头部件，其特征在于，
在所述第一轨道部分(11)和所述第二轨道部分(12)之间形成一阶梯(13)，其中所述第二轨道部分(12)从通过轨道底部的纵向截面视图看是形成为一更深的深度。
3.如权利要求1或2所述的内接头部件，其特征在于，
所述第一轨道部分(11)包括比所述第二轨道部分(12)大的长度。
4.如权利要求3所述的内接头部件，其特征在于，
所述第一轨道部分的长度相对于所述滚珠轨道(4)的整个轴向长度的比的范围为0.5到0.95之间。
5.根据权利要求1至3的任一项所述的内接头部件，其特征在于，
相对于纵向轴线(A)垂直延伸且包含所述球形引导面(3)的最大直径的一平面(E)位于距两端面(5，6)不同距离的位置，而该两端面轴向限定所述内接头部件(2)。
6.如权利要求1至5的任一项所述的内接头部件，其特征在于，
所述内接头部件(2)是一所述滚珠轨道(4)已经形成于其内的锻造件。
7.如权利要求1至5的任一项所述的内接头部件，其特征在于，
所述滚珠轨道(4)的所述第二轨道部分(12)和从所述预成形的锻造件开始的一轴向相对前面(5)未被加工。
8.一种生产用于匀速万向接头、尤其是用于匀速压入接头的内接头部件的方法，包括如下方法步骤：
提供一预成形的毛坯(102)，所述毛坯具有带有沿圆周分布的轨道(104)的外表面(103)、中心通孔(107)、第一端面(5)和与所述第一端面相对的第二端面(106)，其中，所述轨道(104)各包括从截面视图看具有较小轨道半径的第一轨道部分(111)和从截面视图看具有较大横截面的第二轨道部分(12)；
硬化预成形毛坯(102)；
硬加工所述第一轨道部分(111)，其中所述第二轨道部分(12)保持未加工状态。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述毛坯(102)是精密毛坯形式的锻造件。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，
如下方法步骤先于硬化操作：
对所述第二端面(106)进行软加工，用于形成一第二前面(6)，所述第二轨道部分(12)开口于所述第二前面内。
11.如权利要求8至10所述的方法，其特征在于，
所述第一前面(5)包括被轴向阻挡的外部环形凹槽(19)。
12.如权利要求8-11任一项所述的方法，其特征在于，
有所述第一轨道部分(11)在其内开口的所述第一端面(5)，从毛坯(102)开始保持未加工状态，并形成第一前面(5)。
13.如权利要求8至12任一项所述的方法，其特征在于，
如下方法步骤先于硬化操作：
对所述通孔(107)进行软加工，用于形成纵向齿(8)。
14.如权利要求8至13任一项所述的方法，其特征在于，
所述硬化操作之后进行以下方法步骤：
对所述外表面(103)进行硬加工，用于形成球形引导面(3)。
15.一种匀速万向接头、尤其是一种匀速压入接头，包括：
一带有内部球形引导面(27)的外接头部件(23)，在所述内部球形引导面中形成有外部滚珠轨道(29)；
带有外部球形引导面(3)的内接头部件(2)，在所述外部球形引导面中形成有内部滚珠轨道(4)；
在由一外部滚珠轨道(29)和一内部滚珠轨道(4)形成的一对轨道内引导的扭矩传递滚珠(25)；
具有用以容纳所述扭矩传递滚珠(25)的窗孔(26)的滚珠隔离圈(24)；
其中，所述内接头部件(2)的所述内部滚珠轨道(4)包括用于引导滚珠(25)的硬加工轨道部分(11)，以及未加工的第二轨道部分(12)，所述第二轨道部分不具有对所述滚珠(25)的引导功能。
16.如权利要求19所述的匀速万向接头，其特征在于，所述内接头部件(2)具有权利要求1至15任一项所述的结构。
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