CN1985097A - 万向节中的轴承装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种万向节的轴承装置，其中可调节地设置一形锁合嵌入万向节叉(19)的一环形槽(18)中的挡圈(16)。挡圈(16)和一在万向节十字头套筒(13)的底面(15)上所属的接触面(14)均具有一成螺旋形逐渐升高的接触面。

Description

万向节中的轴承装置
技术领域
本发明涉及一种在两个轴段之间的万向节中的轴承装置，所述轴段在一倾斜角下是可旋转的。万向节通过两个在各轴端设置的叉头构成，它们经由一个十字轴颈相连接。其中十字轴颈的每一轴颈经由一个万向节十字头套筒在叉头的一圆柱形的容纳孔中导向，同时一嵌入容纳孔的环形槽中的挡圈确保万向节十字头套筒的轴向固定并同时确定其安装位置。
背景技术
万向节能够确定地实现在第一轴相对于第二轴之间在一角度下的传动。其中万向节包括一个十字轴颈，其各两个对置的轴颈借助于万向节十字头套筒压入一叉头的容纳孔中，而构成一轴承装置。为了得到低摩擦的轴承，十字轴颈的轴颈经由滚针轴承滚动地支承于万向节十字头套筒中。这种结构使每一叉头能够相对于十字轴颈的轴颈绕其自身的轴线偏转，同时实现在两个在一倾斜角下定位的经由万向节连接的轴之间的转矩传递。为了万向节的功能和达到高的使用寿命，特别是十字轴颈相对于转轴的精确定位是决定性的。借此可以避免万向节并从而整个的传动路线的不利的不平衡度。
为了万向节的校准，公差补偿是必需的，其中由零件如叉头、容纳挡圈的环形槽的宽度、万向节十字头套筒的底面厚度、十字轴颈的轴颈长度和挡圈的厚度确定公差的总和。为了补偿这些公差，例如将挡圈分成不同的厚度。但在这里只在挡圈的构件厚度的公差范围内的补偿校正这样耗费的过程。
另一用于公差补偿的方法设定，在组装时使叉头在容纳孔的区域内的材料变形成使其紧贴套筒底面并以此轴向固定万向节十字头套筒。这种措施为了修理需要专门工具，以便例如进行万向节十字头套筒的更换。此外材料变形只能实现有限的固定力并从而对于指定的应用情况只能不足够地实现轴向力固定。
专利US 5 797 800公开了万向节的轴承装置，其中为了万向节十字头套筒和十字轴颈的固定，在环形槽的区域内将叉头的材料向挡圈冲压。此时设定的固定力由于挡圈在冲压的区域内的局部的点形的支承而小于在传统的挡圈装置中的固定力。
按照专利US 6 336 868，为了挡圈在万向节中的间隙补偿，叉头设有局部伸出的凸台，其在压入万向节十字套筒以后被变形于为此确定的凹槽内。
由各US专利已知的措施为了间隙补偿产生一较小的固定力并从而对于许多安装情况不利地产生不足够的轴向力固定，与通用的传统的挡圈装配相比尤其如此。
发明内容
考虑到已知解决方案的缺点，本发明的目的在于，在一万向节轴承装置中提供一种间隙补偿，其在保持固定力的同时能够用简单的措施实现组装和拆卸。
通过权利要求1的特征达到该目的。依此本发明的万向节轴承装置包括一可调的、亦即可移动地或可旋转地设置的挡圈，其沿一轴向方向构成一倾斜的平面。该挡圈在装入的状态下经由倾斜的平面直接或间接配置在万向节十字头套筒的底面上。在安装位置挡圈的倾斜平面直接支承在另一对应的倾斜平面上。
该本发明的措施以有利的方式减少挡圈的分类并从而减少需要的挡圈组的数目，因为可以取消匹配。同时按照本发明的措施达到万向节的无间隙，结合以一对于功能重要的组装对称性以及一确定的低的铰接偏转力矩。对于本发明设定一种组装顺序，按该组装顺序，在将挡圈嵌入为此预定的环形槽中并同时与另一构件经由彼此对应的倾斜平面相配合之前，首先将万向节十字套筒压入各叉头的容纳孔中。在挡圈嵌入叉头的环形槽中以后，可以通过挡圈的旋转确定不同的间隙尺寸。例如在挡圈或万向节十字套筒的底面的外轮廓与叉头的外轮廓之间在容纳孔的区域内，以便能够由此实现铰接对称性和铰接偏转力矩的对正中心或校准。
该措施改善万向轴的平静的运转并且决定性地降低用于轴平衡的费用。在理想情况下在万向节组装以后甚至可以完全取消平衡工作。为了万向轴的修理、万向节的拆卸，将径向偏压的构成为卡圈的挡圈例如借助于钳子从环形槽中取出。接着可从叉头的容纳孔中拆出万向节十字头套筒而不需要任何的变形工作。有利地建议，将一套按照本发明的修理用具设计成使得能够更换通用的安全固定装置。
万向节十字头套筒在叉头的容纳孔中的无间隙的校准借助于本发明的卡圈有利地构成为使其沿一轴向方向形成一螺旋线形的形式的倾斜平面，其也称为螺旋形的。因此在开口构成的形成一分离口的挡圈的起点与终点之间形成一尺寸差。所属的与挡圈相配合的接触面具有一适应挡圈成螺旋形构成的对应的倾斜平面。通过挡圈向一方向的旋转，在该方向挡圈的倾斜平面和所属的接触面叠加，可达到一有效的间隙补偿。
本发明的有利的实施形式是诸从属权利要求2至8的目标。
轴承装置的一有利的实施形式设定，万向节十字头套筒在底面上、亦即在端面指向轴向方向具有一成螺旋形或成螺旋线形逐渐升高构成的接触面。在万向节十字头套筒的装入状态下，该接触面与对应的、同样成螺旋形构成的挡圈表面处于作用连接。
与此不同，按照本发明建议，设置一垫圈，其在装入状态下嵌入万向节十字头套筒与挡圈之间。在这里螺旋形或螺旋线形延伸的接触区域由挡圈和垫圈的接触区域构成。为了避免错误组装建议，将垫圈与挡圈相一致地构成。这样的结构不需要位置定向的安装，由此同时排除错误组装。
优选作为挡圈或作为垫圈采用一径向偏压的、形成一分离口的卡圈。由于螺旋形构成的接触面和与一具有一对应的接触面的构件的相配合，在装入状态下不仅避免一径向间隙而且确保一有效的轴向间隙补偿。
以有利的方式本发明的挡圈还设有措施，其简化组装和拆卸，亦即特别是能够实现简化的旋转。优选为此挡圈和/或垫圈设有孔，借助于一专门工具、例如一钩形扳手可旋转或可调整挡圈到这些孔中。可选择地或补充地本发明包括各个榫头或凸台，其成形在挡圈上，规定用于工具安装。
本发明还包括一种固定装置或一保险装置，其将挡圈固定于终端位置。对此特别适用冲压，亦即叉头在挡圈和/或垫圈的区域内的材料变形，借此阻止自动的松开。补充地或可选择地，在叉腿与挡圈之间在环形槽的区域内的粘合适用于挡圈和/或垫圈的保险或固定。
附图说明
本发明的各实施例示于附图中。其中：
图1一本发明的万向节的万向节十字头套筒，在其底面经由一倾斜平面支承一挡圈；
图2一万向节的一部分，其中在挡圈与万向节十字头套筒底面之间嵌入一垫圈；
图3一已知的万向节的结构的分解图。
具体实施方式
为了说明本发明首先参照图3，其以分解图说明一已知的万向节的全部零件并以此同时说明一在一万向节中的轴承装置的结构。万向节1包括一叉头2，其在端面旋转固定地固定在一轴3上。其中叉头2构成两个轴向偏置的叉腿4a、4b，其分别具有一构成为孔的容纳孔5a、5b。还包括一十字轴颈6，其包括四个彼此分别位错90°设置的轴颈7a至7d，在装入状态下经由轴颈7a和7c插入叉腿4a、4b的容纳孔5a、5b中。其中轴颈7a、7c经由构成为滚针的滚动体滚动支承地在万向节十字头套筒8a、8b中引导。为了万向节十字头套筒8a、8b的轴向固定，设有挡圈9a、9b，其径向偏压力锁合地配合于容纳孔5a、5b的环形槽10a、10b中。在安装位置万向节十字头套筒8a、8b分别经由底面11a、11b支承在挡圈9a、9b上，其因此构成一轴向止挡。十字轴颈6因此经由两个通过万向节十字头套筒8a、8b结合轴颈7a、7c构成的轴承装置12a、12b滚动地支承于叉头2中。经由两个其他的轴承装置，其轴颈7b、7d示于图3中，万向节1与一所属的另一叉头和轴相连接，其能够实现两个在一倾斜角下设置的轴的转矩传递。
万向节1的使用寿命直接受安装位置的质量、十字轴颈6相对于叉头2的安装间隙影响。为了校准安装间隙，按照图1万向节十字头套筒13在端面设有一沿轴向方向逐渐升高构成的接触面14。在外侧围绕底面15的端面的、螺旋形逐渐升高构成的接触面15在差不多沿360°延伸的接触面14的起端与终端之间形成一尺寸差“a”。相应于接触面14的延伸构成挡圈16，其厚度从一最小尺寸“S1”加大到一最大尺寸“S2”。在安装位置挡圈16以同样成螺旋形逐渐升高的接触面17支承在所属的万向节十字头套筒13的接触面14上。
在图1的下面的图中示出按照本发明构成的万向节十字头套筒13处于安装位置，亦即压入万向节叉19的容纳孔5a中。其中经径向偏压的具有一分离口33的挡圈16径向偏压、形锁合地嵌入万向节叉19的一环形槽18中。经由分别相反成螺旋形延伸的接触面14、17，挡圈16支承在万向节十字头套筒13的底面15上。挡圈16沿顺时针方向的旋转促使万向节十字头套筒13沿箭头方向相对于万向节叉19的移动。将挡圈16沿一方向一直旋转至达到一间隙补偿和所需要的轴向偏压以及一确定的铰接偏转力矩。为了达到最好的铰接对称性建议，在经由可旋转的挡圈16在万向节叉19的两侧分别补偿安装间隙之前，使万向节十字头套筒13在压入时同心于铰接轴线、亦即同心于万向节1的转轴定位。
本发明的轴承装置20按照图1能够实现万向节十字头套筒13相对于万向节1的十字轴颈6的无间隙的设置。同时可以达到十字轴颈6的精确的校准或调整，以便得到万向轴或连接于万向节1的轴的平衡的并从而无振动的运转。挡圈16分别在端面在分离口33的区域内设有孔21a、21b，在其中例如可嵌入一工具，以便旋转挡圈16。为了挡圈16相对于万向节十字头套筒13的位置固定，在底面15上在接触面14的区域内成形榫头22a、22b，其构成挡圈16的有效的防转装置。另一方面在需要拆卸轴承装置20时可易于去掉榫头22a、22b，以便能够拆卸轴承装置20，此时首先沿顺时针方向旋转挡圈16。
图2示出轴承装置30，其中为了挡圈26的间隙补偿，经由一垫圈28与万向节十字头套筒23处于作用连接。其中挡圈26和垫圈28经由彼此相反螺旋形构成的接触面24和27支承。垫圈28支承在光滑平面的平坦构成的万向节十字头套筒23底面25上。其中垫圈28与挡圈26相一致具有一分离口31并且径向偏压嵌入万向节叉19的环形槽18中。为了垫圈28的位置固定建议，在底面25中成形两个凸进分离口31中的榫头32a、32b。为了轴承装置30的间隙调整，使挡圈26沿反时针方向旋转，借此万向节十字头套筒23沿箭头方向移动。借助于一图2中未示出的工具与挡圈26的两个间隔开设置的凸台29a、29b协同操作可达到挡圈26的简化的旋转。
附图标记清单
1    万向节                    15       底面
2    叉头                      16       挡圈
3    轴                        17       接触面
4a   叉腿                30    18       环形槽
4b   叉腿                      19       万向节叉
5a   容纳孔                    20       轴承装置
5b   容纳孔                    21a      孔
6    十字轴颈                  21b      孔
7a   轴颈                35    22a      榫头
7b   轴颈                      22b      榫头
7c   轴颈                      23       万向节十字头套筒
7d   轴颈                      24       接触面
8a   万向节十字头套筒          25       底面
8b   万向节十字头套筒    40    26       挡圈
9a   挡圈                      27       接触面
9b   挡圈                      28       垫圈
10a  环形槽                    29a      凸台
10b  环形槽                    29b      凸台
11a  底面                45    30       轴承装置
11b  底面                      31       分离口
12a  轴承装置                  32a      榫头
12b  轴承装置                  32b      榫头
13   万向节十字头套筒          33       分离口
14   接触面

Claims (8)

1.万向节的轴承装置，万向节包括两个在其末端具有叉头(2)的轴(3)，它们经由十字轴颈(6)相连接，其中十字轴颈(6)的每一轴颈(7a至7d)经由一个万向节十字头套筒(8a、8b，13，23)在叉头(2)的一圆柱形的容纳孔(5a、5b)中导向，并且一嵌入容纳孔(5a、5b)的环形槽(10a、10b，18)中、径向偏压的挡圈(9a、9b，16，26)确定万向节十字头套筒(8a、8b，13，23)的安装位置；其特征在于，可调节的沿轴向方向构成一倾斜平面的挡圈(16、26)直接或间接经由另一对应的倾斜平面支承在万向节十字头套筒(13、23)的底面(15、25)上。
2.按照权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，万向节十字头套筒(13)在底面(15)上沿轴向方向具有一成螺旋形逐渐升高构成的规定用于挡圈(16)的接触面(14)。
3.按照权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，挡圈(26)经由一垫圈(28)间接支承在万向节十字头套筒(23)上，其中挡圈(26)和垫圈(26)的面对的接触面(24、27)一致地成螺旋形逐渐升高地构成。
4.按照权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，作为挡圈(16、26)，设置一径向偏压的具有一分离口(33)的卡圈。
5.按照权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，挡圈(16)包括确保简化的组装或拆卸以及校准或旋转的措施。
6.按照权利要求5所述的轴承装置，其特征在于，挡圈(16)具有孔(21a、21b)，经由所述孔结合工具可旋转挡圈(16)。
7.按照权利要求5所述的轴承装置，其特征在于，挡圈(26)包括凸台(29a、29b)，其规定用于一工具以便旋转挡圈(26)。
8.按照权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，为了挡圈(16)和/或垫圈(28)的旋转固定，在万向节十字头套筒(13、23)的底面(15、25)上在分离口(31、33)的区域内成形榫头(32a、32b)。
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