專利名稱：雙軸頸活節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙軸頸活節(jié)，它有第一活節(jié)件，該活節(jié)件有一第一縱軸線并且有兩個與第一縱軸線正交的軸頸，兩軸頸軸線處在含有第一縱軸線的一平面上，在該平面上有支承滾子?；罟?jié)還有第二活節(jié)件，第二活節(jié)件有第二縱軸線及一個中間腔室，在該腔室內(nèi)有第一活節(jié)件以及兩個位置對應(yīng)的，朝腔室開啟的并且又與第二縱軸線平行延伸的滾動工作面。該工作面連同它的外表面起到支承滾子作用。此外，第一活節(jié)件設(shè)有一連接件；第二活節(jié)件有第二連接件。
這種雙軸頸活節(jié)，諸如在F.Schmelz一書中，Scherr-Thos伯爵的手冊中，以及E.Auckto的著作“聯(lián)軸節(jié)和聯(lián)節(jié)軸”中，還有在由G.pohl教授、特許工程師編輯的設(shè)計結(jié)構(gòu)書(1988年由Springer出版社出版)第36卷，第152頁，圖4.35等有關(guān)著作中皆作過介紹。所涉及的滾子上表面皆為球形，其直徑以軸頸的軸線為中心，滾道皆相應(yīng)地制成圓柱形。為了在第二活節(jié)件上沿軸頸軸線方向得以支承，軸頸都帶有滑塊，該滑塊的外表面設(shè)為球形，并且與軸頸一起插入到軸頸正面的孔內(nèi)。第二活節(jié)件的正面是開口的，這樣，使第一活節(jié)件和軸頸及支承其上的滾子以及滑塊可從該正面孔中滑入到第二活節(jié)件中。這樣一種結(jié)構(gòu)方式欲要傳遞必要的扭矩，必須要有相對較大的直徑尺寸。雙軸頸活節(jié)主要適用于較小的彎曲角度。借助配合于滾子的球面，從外部將滾子支承在第二活節(jié)件的滾道中，這意味著第二活節(jié)件必須構(gòu)成封閉式的，以便為徑向?qū)蜓b置能夠接受相應(yīng)的力。因此，必須提供相應(yīng)較大的徑向結(jié)構(gòu)空間。
在DE-GM1830662所介紹的雙軸頸活節(jié)中，它的兩個從屬于第一活節(jié)件的軸頸分別支承在兩個離轉(zhuǎn)動軸的距離不同的滾子上。這兩個在徑向上位于外部的滾子用于傳遞沿旋轉(zhuǎn)方向上的轉(zhuǎn)矩，并且緊貼在與另一個活節(jié)件的轉(zhuǎn)動軸線平行的第一個面上，此時由于它們處于相反的轉(zhuǎn)動方向上，因此滾子是不能得以支承的。在徑向上處在內(nèi)部的滾子用來傳遞與第一個滾子轉(zhuǎn)動方向相反的方向上的滾子轉(zhuǎn)矩，并使它緊貼在另一個活節(jié)件的相應(yīng)面上，處在第一個轉(zhuǎn)動方向上的滾子是不受支承的。外部球形嵌件是為第一活節(jié)件對第二活節(jié)件徑向定中心用的。該球形嵌件置于軸頸面內(nèi)，并沿徑向相對支承于圍繞第二活節(jié)件的一根管子的圓柱面上。用來傳遞轉(zhuǎn)矩的兩個滾子支承長度由于受到結(jié)合面及作用效果方面的原因而在轉(zhuǎn)動方向上很短，并且在傳遞轉(zhuǎn)矩的能力上也相當?shù)汀?br> 由GB1003513專利介紹的雙軸頸活節(jié)中可得知，第一活節(jié)件包括兩個軸頸，在軸頸上由軸承作為中間連接內(nèi)裝有可以轉(zhuǎn)動的滾子。滾子在它們徑向內(nèi)端各有一個輪緣，它們從縱軸線引出的表面被制成球形環(huán)面。該環(huán)面使第一活節(jié)件到達軸向上的第二活節(jié)件，通過裝置使它靠在圓柱形的孔壁上，該孔壁兩邊為一個與軸平行的裂口，滾子的圓柱形外表面即處于該裂口中。
本發(fā)明的目的在于，改善兩個活節(jié)件彼此定中心情況，并使其傳遞的扭矩能力(DrehmomentKapazitat)增大。
根據(jù)本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)上述目的的所構(gòu)成的第二活節(jié)件的工作面(Laufflach)與第二縱軸線相互平行并且為一平面，并與沿第二縱軸線徑向的支承面相連接，支承面表示為一空心圓柱體的圓形分型面(Teilflach)，圓柱體軸線由第二縱軸線組成。此外，又設(shè)有朝向第二縱軸線連接的附加工作面，該附加工作面與上述工作面平行，但是，比該工作面彼此間距較大，以便使?jié)L子支承到工作面時有一個圓柱形外層表面，并且為了使第一活節(jié)件從徑向支承到第二活節(jié)件的支承面的滾球區(qū)，設(shè)有一個以第一縱軸線為定心的球體半徑，該球半徑是根據(jù)支承面半徑而定的。球區(qū)有滾子組成部件，或者與滾子分開件，支承在軸頸上的附加滾子等。此外，滾子或附加滾子分別朝第一縱軸線的徑向上與球區(qū)相接，并且設(shè)有以軸頸的軸線為定心的一個圓柱形的傳動面。該傳動面位于第二活節(jié)件的附加工作面之間并用于支承附加面。
這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，附加傳動面是用來傳遞扭矩的，另外優(yōu)點是，通過滾子及附加滾子的球區(qū)有利于定中心。通過球區(qū)可以在徑向上獲得相對較大的力。優(yōu)點還有帶有附加滾子這一結(jié)構(gòu)，當出現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)時部件摩擦也是比較小的，因為滾子和附加滾子彼此是獨立轉(zhuǎn)動的。此外，因為空腔與外表面之間的第二活節(jié)件的整個壁厚可以作為滾子及附加滾子的支承長度，因此使扭矩傳遞能力提高了。另外，傳動面朝滾子的外表面直徑變大了，這也促進了扭矩能力的提高。
在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，還可通過下述情況來提高扭矩的傳遞能力使附加滾子有一個比滾子直徑更大的軸承孔，即，每個軸頸分別只為一個滾子考慮時，則該軸頸有一個具兩個不同直徑孔截面的軸承孔，較大直徑的孔截面是處在附加工作面區(qū)。介于此種情況還考慮到每個軸頸有兩個直徑不同的圓柱形軸承面，直徑較大的軸承面適于直徑較大的孔截面。滾子的附加支承件，即對一個分開的結(jié)構(gòu)形式有附加滾子情況時，能夠使軸頸得到加強，從而，在徑向內(nèi)部就提供有相對較大的軸頸截面，因為該軸頸截面可以共同參與傳遞扭矩。由于靠往支架強度相同，從而也取得適當強度穩(wěn)定性。此外，在軸頸支承長度上具有均勻的表面壓力。
滾子和/或者附加滾子，主要是借助滾動體支承在軸頸的軸承面上的，作為滾動體可采用例如滾柱形的滾動體。
以下對本發(fā)明進一步具體說明兩個活節(jié)件的軸向運動彼此通過空心球區(qū)來限制住，空心球區(qū)沿著第二縱軸線彼此錯開地置于第二活節(jié)件上，并且空心球的半徑相當于支承面，空心球區(qū)與滾子或附加滾子的球區(qū)邊部相接，因此在拉出及推入方向上可以取得良好接觸。利用此種結(jié)構(gòu)可以使Bipode活節(jié)既可形成固定活節(jié)也可形成滑動活節(jié)。在固定活節(jié)時，兩個活節(jié)件彼此只能作角向轉(zhuǎn)動，而在滑動活節(jié)時，還可附帶地使部件的長度變化得到補償，因為這些部件在軸向上彼此是可以調(diào)節(jié)的。
為了取得滑動活節(jié)結(jié)構(gòu)，空心球區(qū)的中心在第二縱軸線上彼此要錯開。錯開的理想距離是帶有第二縱軸線的球區(qū)，其球半徑的兩個切合點之間的距離要大于兩個球半徑的總和。由于空心球區(qū)的兩個中心之間有距離就能使兩個活節(jié)件作軸向移動。
在構(gòu)成固定活節(jié)情況時，兩個空心球區(qū)在兩縱軸線上有一個共同的中心。在這種結(jié)構(gòu)時，滾子及附加滾子的球區(qū)包圍4個部位，而且在縱軸線方向穿過兩個空心球區(qū)，在圓周方向穿過兩個支承面。
為了使活節(jié)裝配簡化并且能夠達到一個特別堅固的結(jié)構(gòu)，其工作面從它組成部分起到第二活節(jié)件的一個正面要開個切口，并設(shè)有一個環(huán)形連接件，該連接件是與處在切口之間的第二活節(jié)件的腹板進行松動連接的。該連接件可導致穩(wěn)定性的提高，使之更好地接受作用到腹板上的彎矩。
但是，為了保持一個封閉的結(jié)構(gòu)件，須設(shè)一個從屬于第二活節(jié)件的保護套，該護套覆蓋在第二個活節(jié)件的工作面的區(qū)域。通過分別與第二個活節(jié)件分開組成的環(huán)構(gòu)件，這就特別有以對設(shè)有定心的空心球區(qū)進行加工制造。這些環(huán)是固定在第二活節(jié)件上及連接件上。
通過附圖介紹本發(fā)明的兩個較佳實施例。附圖是

圖1是雙軸頸活節(jié)的側(cè)視圖，它是制成固定活節(jié)，一半為剖視圖，一半為前視圖；圖2是圖1中的“II-II”剖視圖；圖3是按照圖2所示的“III-III”剖面線的半剖圖；以及圖4是雙軸頸活節(jié)作為滑動活節(jié)時的結(jié)構(gòu)圖，是以側(cè)視圖表示，半面為剖視圖，半面為前視圖。
圖1-3所示，并作為固定活節(jié)的雙軸頸活節(jié)有一第一活節(jié)件1，該活節(jié)件有第一根縱軸線2。在第一活節(jié)件1上裝有兩個軸頸3，該軸頸與第一縱軸線2處于正交狀態(tài)，它的軸頸軸線以6表示，這兩個軸頸3有一個共同的軸頸軸線6。兩個軸頸3具有直徑上分段的支承面4，5，靠近第一縱軸線2的支承面5要比支承面4的直徑大一些。兩個支承面4，5制成圓柱形，軸線的中心線定在軸頸軸線6上。在支承面4上置有滾子7，借助滾動體14可以繞著軸頸軸線6轉(zhuǎn)動。滾子7朝軸承結(jié)構(gòu)有一個孔區(qū)(Bohrungsabschnitt)12。此外，滾子7有一圓柱形的外表面9。滾動體14一方面是處在兩個支承面4，5之間的傳動區(qū)，另一方面又被保持在軸肩17與保險環(huán)18之間。通過一個由保險環(huán)18保持的圓片，使?jié)L子7在沿軸頸軸線6的朝外一方向上得以保險而不致滑出。
在支承面5上，處于滾動體15下邊的中間連接處，支承一個帶有孔區(qū)13的附加滾子(Zusatzrolle)8。滾動體15使?jié)L子7能夠朝內(nèi)部支承到第一縱軸線2上。附加滾子8是沿軸線方向的、朝著第一活節(jié)件1的一個支承面16的方向，支承于第一縱軸線2上。朝向第一縱軸線2，附加滾子8設(shè)有一個圓柱形的傳遞面11。附加滾子8朝滾子7方向有一個球形區(qū)10，它的球半徑KR是以縱軸線2定心的。附加滾子8借助遠離正面的滾子球區(qū)10被支承于第一活節(jié)件1的支承面16上。此外，第一活節(jié)件1有一個連接軸頸19，用它來借助一個安裝在連接軸頸19上的、且與第一縱軸線2平行的嚙合齒嚙合于屬于活節(jié)軸的一個軸套21的嚙合齒22中而連接第一活節(jié)件1。軸套21與一個沒有表示出來的如同圖1-3所示的雙軸頸活節(jié)的同類型活節(jié)進行聯(lián)接。第一活節(jié)件1被接納在帶有第二縱軸線27的第二活節(jié)件23之中。該活節(jié)件由正面25起，具有兩個互相錯開180°的間隙24，這樣，在其間構(gòu)成有隔板26。間隙24自其內(nèi)有第一活節(jié)件1的腔室28起一直開口到第二活節(jié)件23的外表面為止。第一活節(jié)件1同它的軸頸及裝在上面的滾子7與附加滾子8，伸入到間隙24之中。間隙分別有兩個工作面29，30，它們都為平面，并且在其間有帶有圓柱形外表面9的滾子7。朝第二活節(jié)件23的第二縱軸線27內(nèi)部方向上，有連接到兩個工作面29，30的支承面31、32。此時，圓柱本的軸線是定心在第二縱軸線27上的，并且圓柱體半徑相當于球區(qū)10的球半徑KR。就球區(qū)10而言，有附加滾子8，并且由此使第一活節(jié)件1與處在半徑方向中的第二活節(jié)件2相連接。朝第二縱軸線27內(nèi)部方向上，平行于工作面29，30的附加工作面33，34連接到支承面31，32。這兩個附加工作面33，34之間的間距比兩個工作面29，30之間的要大些。該兩個附加工作面33，34，通過它們的圓柱形傳遞面11來帶動附加滾子8。 (為第二活節(jié)件23的隔板26配有一個環(huán)形連接件41，該連接件通過螺釘45固定在兩個隔板26上。連接件41的結(jié)構(gòu)設(shè)計是這樣考慮的它既可搭接隔板26，并且在力矩作用下朝徑向外側(cè)反向偏移，或者始終沿著圓周方向移動。在第二活節(jié)件23中裝有一個環(huán)形槽37，該槽的中心定在第二縱軸線7上并且有一個環(huán)35，該環(huán)有一個空心球區(qū)(Hohlkugelzone)39，它的球半徑相當于球區(qū)10的半徑，并且在空心球區(qū)有附加滾子8及它的球區(qū)10。連接件41同樣也有一個以第二縱軸線27為定中心的環(huán)形槽38，該槽內(nèi)容有另一個環(huán)36，該環(huán)有一個空心球區(qū)40，其球半徑相當于球區(qū)10的半徑。此兩個空心球區(qū)39，40有一個共同的中心42，該中心定在第二縱軸線27上。這樣，附加滾子8和第一活節(jié)件1可以互相帶動，而第一活節(jié)件1朝著第二活節(jié)件23只能繞著中心42作角向運動。通過以2’及2”的的第一縱軸線的偏轉(zhuǎn)(abgewinkelten)的位置，表示出第一縱軸線2與第二縱軸線27之間所存在的最大偏移量。為了把第二活節(jié)件23緊密地封閉住，在含有間隙24的區(qū)段上要推上保護套46，該保護套還可覆蓋住隔板26。隔板是通過朝著第二活節(jié)件23的密封環(huán)以及朝著屬于第二活節(jié)件23的鎖緊件41被密封住的。對于第二活節(jié)件23有另一個屬于該活節(jié)件的連接套筒47，例如，需要連接到驅(qū)動滾子機構(gòu)的滾子軸頸上時，則該套筒就能夠起到銜接作用。
此外，兩個活節(jié)件1，23彼此由一個密封件密封住。該密封件包括固定在鎖緊件41上的密封件48，它有一個球面49，在該球面上有一個密封罩50，密封罩與空心球面51緊貼著。在兩個球面內(nèi)還設(shè)有附加密封環(huán)。密封罩50的固定是通過借助一個制成保險環(huán)52形狀的保險件的空心球面51與密封件48的球面49緊緊貼合而實現(xiàn)的。此外，密封罩50有一個保護管53，該保護管覆蓋住護套21。
按照圖4制成滑動活節(jié)的雙軸頸一活節(jié)實施例時，其第一活節(jié)件1朝著第二活節(jié)件23可以滑動一段行程54。為了達到這一行程，則必須使有兩個空心球區(qū)39，40的環(huán)件35，36之間保持一定距離，從而使?jié)L子7’的球區(qū)10能夠在兩個工作面29，30及附加工作面33，34之間，沿著第二縱軸線27作軸向移動。此時對于空心球區(qū)39，40來說，會采取這樣一種結(jié)構(gòu)布置所形成的空心球中心43，44在第二縱軸線27上彼此有一定距離，它們之間的距離相當于能夠移動的行程。
此外，根據(jù)圖1-3的結(jié)構(gòu)形式作了改變，這是鑒于滾子在布置上有所不同。在這種結(jié)構(gòu)形式中，按照圖4所示，其滾子和附加滾子合為一個滾子7’，該滾子除了外表面9的直徑較小之外，還具有較大直徑的傳遞面11。此外，滾子7’有兩個孔區(qū)，通過該孔區(qū)使處于滾動體中間連接的滾子7’支承在軸頸3的直徑不同的軸承面4，5上。
由于滾子7’隨著它的球區(qū)10朝向空心球區(qū)39，40開始轉(zhuǎn)動的，從而使第一活節(jié)件1與第二活節(jié)件2之間的軸向移動限制在一定范圍。
由于構(gòu)成滑動活節(jié)原因，從而也產(chǎn)生有關(guān)兩個活節(jié)件1，23彼此密封上的進一步改變。同樣要為鎖緊件41配置一個帶有球面49的密封件48。同該球面一起作用的還有罩蓋50’，它有一個空心球面51。但是，與圖1-3所示的結(jié)構(gòu)形狀有所不同，該罩蓋50’是置于第一活節(jié)件1的一個圓柱形支座面55上，這樣，第一活節(jié)件與罩蓋之間就會產(chǎn)生一個縱向位移，而罩蓋50’的位置在軸向上并沒有改變。罩蓋50’是通過彈簧56靠向密封件48的，該彈簧一端支承于罩蓋50’上，用它的另一端支住到一個夾持環(huán)(Haltering)57上。該夾持環(huán)位于第一活節(jié)件的軸向上，通過一個保險環(huán)固牢，并且該保險環(huán)還帶有保護管53。
權(quán)利要求
1.一種雙軸頸活節(jié)，它有第一活節(jié)件(1)和第二活節(jié)件(23)；其中第一活節(jié)件有第一縱軸線(2)及兩個與第一縱軸線(2)正交的軸頸(3)，這兩軸頸的軸線(6)處在一個平面上，該平面含有第一縱軸線(2)，在該平面上支承有滾子(7，7’)；第二活節(jié)件有第二縱軸線(27)及一中間空腔(28)，在該空腔中容納有第一活節(jié)件(1)，并具有兩個對放著的、朝空腔(28)開啟的并且與第二縱軸線(27)平行延伸的工作面(29，30)，該工作面用來支承滾子(7，7’)及它的外表面(9)，此外，第一節(jié)活件(1)設(shè)有第一連接件(19)，第二活節(jié)件(23)設(shè)有第二連接件(47)，其特征在于，第二活節(jié)件(23)的工作面(29，30)構(gòu)成一平面，它兩是朝向第二縱軸線(27)并均與該軸線互相平行，該兩平面與沿第二縱軸線(27)經(jīng)向的支承面(31，32)相接，該支承面為一空心圓柱體的圓柱形部分表面，第二縱軸線(27)構(gòu)成該圓柱體的軸線，此外，還設(shè)有朝第二縱軸線(27)方向連接著的附加工作面(33，34)，該附加工作面與工作面(29，30)平行，但是，與工作面相比，該附加工作面彼此間的間距較大些，為了支承到工作面(29，30)上，滾子(7)有一圓柱形外表面(9)，并且為了使第一活節(jié)件(1)朝徑向支承到第二活節(jié)件(23)的支承面(31，32)，球區(qū)(10)有一個以第一縱軸線(2)為定心的球半徑(KR)，該球半徑相當于支承面(31，32)的半徑，球區(qū)(10)是滾子(7，7’)或者是與滾子分離的、支承在軸頸(3)上的附加滾子(8)的組成部分，此外，分別朝滾子(7，7’)或者附加滾子(8)的、分別朝第一縱軸線(2)并沿徑向連接著球區(qū)(10)地設(shè)有一個以軸頸軸線(6)為定心的圓柱形傳送面(11)，它被帶到第二活節(jié)件(23)的附加面(33，34)之間并且一定要支承住附加面。
2.按照權(quán)利要求1的雙軸頸活節(jié)，其特征在于，附加滾子(8)有一個軸承孔(13)，該孔直徑要大于滾子(7)的軸承孔(12)。
3.按照權(quán)利要求1的雙軸頸活節(jié)，其特征在于，當每個軸頸(3)分別配置一個滾子(7’)時，則該滾子有一個軸承孔，其孔截面(12，13)的直徑是不同的，此時，直徑比較大的孔段(15)處于附加工作面(33，34)區(qū)域。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項的雙軸頸活節(jié)，其特征在于，每個軸頸(3)有兩個直徑不同的圓柱形工作面(4，5)，直徑較大的圓柱形工作面屬于直徑較大的孔段(13)。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項的雙軸頸活節(jié)，其特征在于，滾子(7，7’)和/或者附加滾子(8)借助滾動體(14，15)支承在軸頸(3)的軸承面(4，5)上。
6.按照權(quán)利要求1的雙軸頸活節(jié)，其特征在于，兩個活節(jié)件(1，33)彼此進行軸向移動是由兩空心球區(qū)(39，40)限制的，兩球面沿著第二縱軸線(27)相互錯開安裝在第二活節(jié)件(23)上，其空心球半徑相當于它的支承面(31，32)的半徑，并且空心球區(qū)(39，40)置于滾子(7，7’)或附加滾子(8)的球區(qū)(10)的側(cè)面。
7.按照權(quán)利要求6的雙軸頸活節(jié)，其特征在于，兩空心球區(qū)(39，40)的兩中心(43，44)在第二縱軸線(27)上彼此是錯開的。
8.按照權(quán)利要求6的Bipode活節(jié)，其特征在于。兩個空心球區(qū)(39，40)在第二縱軸線(27)上有一個共同的中心(42)。
9.按照權(quán)利要求1的雙軸頸活節(jié)，其特征在于，工作面(29，30)自其組成部分起，到第二活節(jié)件(23)的一個正面(25)止，開有一個間隙(24)，并設(shè)有一個環(huán)形鎖緊件(41)，該鎖緊件與處在間隙(24)之間的第二活節(jié)件(23)的隔板(26)松動連接。
10.按照權(quán)利要求1的雙軸頸活節(jié)，其特征在于，第二活節(jié)件(23)配置有一個護套(46)，它覆蓋了第二活節(jié)件(23)范圍，該范圍有工作面(29，30) 。
11.按照權(quán)利要求6的雙軸頸活節(jié)，其特征在于，每一個空心球區(qū)(39，40)的組成部分分別有一個與第二活節(jié)件(23)隔開的環(huán)(35，36)，該環(huán)被固定在第二活節(jié)件(23)上和/或者固定在鎖緊件(41)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙軸頸活節(jié),它有第一活節(jié)件1及第一縱軸線2,還有帶有第二縱軸線27的第二活節(jié)件23。第一活節(jié)件1有一個直徑分級的軸頸3,在該軸頸上有一個滾子7’,其滾子面上的外直徑同樣是分級的,即外表面9有一個較小的直徑,朝其徑向內(nèi)部有一個較大直徑的傳遞面11。兩個面之間有一球區(qū)10。第二活節(jié)件23有兩個引導外表面9的工作面,就兩個工作面而言,只能看到工作面30。沿徑向朝內(nèi)部連接有一個制成圓柱形外表面的用來支承滾子7’的支承面32及它的球區(qū)10。此外,朝第二縱軸線27的內(nèi)部連接一附加面34,該附加面34作為滾子7’的傳遞面的支承面。
文檔編號F16D3/24GK1170096SQ97104880
公開日1998年1月14日 申請日期1997年3月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月21日
發(fā)明者弗洛雷亞, 杜季察 申請人:Gkn萬向軸制造有限公司