反向轨道接头形式的恒速接头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种恒速接头，所述恒速接头具有外接头部件、内接头部件、转矩传递滚珠和滚珠隔圈，所述外接头部件具有第一和第二外滚珠轨道，所述内接头部件具有第一和第二内滚珠轨道，所述转矩传递滚珠被引导在第一和第二轨道对中，所述滚珠隔圈将滚珠接收在沿周向分布的窗口中并且当接头被枢转时将其保持在公共平面中。
【背景技术】
[0002]由DE10337612A1已知一种具有反向控制角度的反向轨道接头。外接头部件的第一外滚珠轨道和内接头部件的第一内滚珠轨道形成了第一轨道对。外接头部件的第二外滚珠轨道和内接头部件的第二内滚珠轨道形成了第二对滚珠轨道。当接头处于对准状态中是，第一轨道对的开度角朝向附件端打开。当接头处在对准状态中时，第二轨道对的开度角朝向孔端打开。
[0003]从文献US 8 096 887 B2中已知一种形式为固定接头的恒速通用接头，其中所有的外和内滚珠轨道都是彼此相同的。在一个实施例中，外滚珠轨道包括具有不同中心的两个圆拱部分并具有中间的笔直部分。该圆拱部分被设计成使得当接头被枢转时，在朝向孔端运动的滚珠处的分别的开度角和在朝向接头基体运动的滚珠处的分别的开度角在相对的轴向方向中打开。
[0004]从DE 197 06 864 Cl已知一种恒速通用接头，其中外和内滚珠轨道的中心线各自由两个邻接的弯曲程度不同的部分构成。在两个弯曲部分之间设置转向点，转向点中的切线以平行于轴线的方式延伸。滚珠轨道的内弯曲部分朝向外接头部件的孔端超过接头中心平面达到10°。
[0005]文献US 2 046 584 A公开了一种恒速固定接头的不同的实施例。根据一个实施例，外滚珠轨道和内滚珠轨道相对于接头中心同心地延伸。滚珠隔圈的外和内球形面相对于彼此轴向偏移。根据另一个实施例，外滚珠轨道的中心和内滚珠轨道的中心在纵向轴线上相对于彼此沿轴向偏移。在这一实施例中，滚珠隔圈的外和内球形面被设计成使得其相对于接头中心同心。
[0006]从DE39 39 531 Cl已知一种恒速固定接头，其包括由两个圆拱构成的滚珠轨道。在接头的对准状态中，开度角在滚珠处形成。在枢转状态中，开度角为零。
[0007]JP 2003021 158 A提出了一种恒速固定接头，它的滚珠轨道包括平行于纵向轴线延伸的一个轨道部分并包括一个邻接的弯曲的轨道部分。
【发明内容】
[0008]本发明的目标是提出一种恒速接头，其中在小枢转角处，在彼此接触的部件之间仅存在低的反作用力，其中任何摩擦力都是低的，并且其中在较大的枢转角处确保了良好的隔圈控制性质。
[0009]该目标通过提供具有权利要求1的特征的恒速接头所实现，其优点在于，在恒速接头的中心部分的内侧(即至少在小枢转角的区域内侧的一个截面中)，在至少一对第一轨道对和相关的滚珠以及至少一对第二轨道对和相关的滚珠之间仅存在低的力。这一点由以下所实现，即至少在一个截面中的中心部分内侧的恒速接头的至少一对第一轨道对被设计成使得在第一外滚珠轨道处的切线和在第一内滚珠轨道处的切线相对彼此平行延伸。相应地，这也适用于至少一对第二轨道对，其中，在至少一个截面中，在与相关的滚珠接触的分别的外和内滚珠轨道处的两条切线相对彼此平行延伸。术语“至少一对第一轨道对”的意思是可以相应地设计一对、两对、三对、四对等或者所有的轨道对。这也适用于第二轨道对，第二轨道对中的一对、两对、三对、四对等或者所有对可包括本发明的特征。至少一对第一轨道对和至少一对第二轨道对具有不同的形状，其开度角在相反的轴向方向中加宽。所理解的是，每对轨道都包括外和内滚珠轨道。
[0010]由于在滚珠轨道处切线的平行性以及滚珠轨道自身的平行性，在本发明的意义中，至少一对第一和第二轨道对中的所述至少一个截面中的开度角等于0°，因此在沿着滚珠轨道的滚珠轨道和滚珠之间不能存在任何所产生的轴向力。这意味着，在所述中心部分内的该至少一个截面中，滚珠隔圈分别相对于和外接头部件以及和内接头部件的接触面也不受轴向力。总之，在中心部分内侧的接头的工作期间，摩擦力和由此的摩擦损失被降到最低。现有技术的恒速接头包括在对准状态中不等于零的开度角并且在外接头部件、内接头部件和隔圈之间(由于在所述部件之间的三点接触)产生摩擦运动，与之相反的是，本发明的恒速接头的特征在于减小的摩擦。
[0011]在较大的枢转角的情形中(即当恒速接头在中心部分之外工作时)，所述类型的至少一个第一和第二轨道对的滚珠轨道的设计(即第一和第二轨道对的开度角在相对的轴向方向中加宽)确保了良好的隔圈控制性质。从至少一对第一轨道对作用在隔圈上的力和从至少一对第二轨道对作用在隔圈上的力包括在相反方向上作用并由此至少部分地彼此消除的分量。这导致了在隔圈处的力的平衡并由此导致良好的隔圈控制条件。
[0012]“开度角在相对的轴向方向上加宽”意味着(如果在接头枢转平面中观察)，第一轨道对的第一开度角朝向滚珠平面的一侧加宽并且第二轨道对的第二开度角朝向滚珠平面的另一侧加宽。这包括了第一开度角的角平分线(如果在接头枢转平面中观察)可以相对于第二开度角的角平分线以一角度延伸。或者，换句话说，在接头枢转平面中，从第一外和内滚珠轨道作用在朝向附件端运动的第一滚珠上的所产生的力包括一轴向力分量，该轴向力分量指向与在接头枢转平面中从第二外和内滚珠轨道作用在朝向附件端运动的第二滚珠上所产生的轴向力分量的方向相反的轴向方向。这一设计确保了滚珠隔圈至少大体上被控制到角平分平面上。总之，本发明的恒速接头结合了在较大枢转角情形中的可信赖控制功能和较低摩擦损失的优点。
[0013]开度角被限定在外滚珠轨道处的外切线和内滚珠轨道处的内切线之间，在每种情况下在与分别的被引导在外和内滚珠轨道中的滚珠的接触区域中。这适用于第一外和内滚珠轨道并适用于第二外和内滚珠轨道。开度角指的是由外接头部件和内接头部件的纵向轴线形成的接头平面分别到包括被定位在接头枢转平面中的滚珠的轨道对。在滚珠和分别的滚珠轨道之间的接触区域可以直接定位在接头枢转平面中，更具体地在圆形轨道截面(其半径对应于滚珠半径)的情形中，或者在相对于接头枢转平面平行延伸以及由在滚珠和滚珠轨道之间的滚珠接触线所形成的平面中(例如在滚珠轨道的截面偏离圆形形状的情况中)。在后一种情形中，分别的滚珠轨道的切线的投影被认为是在接头枢转平面中，该投影包围开度角。
[0014]在接头的嵌入式情况中，如果用于密封接头室的旋绕防护件可以用预应力安装，即使得旋绕防护件产生加载在内接头部件和外接头部件使其彼此离开的轴向力，这会是有利的。由此，在小枢转范围内，由于旋绕防护件的预应力，确保了隔圈控制。在预加应力的条件中，旋绕防护件产生了克服存在于所述接头部件之间任何游隙的轴向力分力。载荷的突然改变(例如从没有力矩的条件到高力矩的情况)不会导致隔圈分别向着内接头部件和外接头部件停止，因此避免了任何不期望的噪声。预应力可以在30 N和150 N之间变化。
[0015]恒速接头的中心部分具体地由接头中心平面(EM)周围±2°的小接头枢转角(βο)限定，在该中心部分内，对于至少一个角位置，开度角等于零(S=0°)。这意味着，当接头在高达±2°的枢转角的成角度条件下旋转时，接头中心部分是由在接头枢转平面中被沿着滚珠轨道运动的滚珠覆盖的通道所限定的。中心部分也可以位于接头枢转平面(EM)周围高达±1°的较小枢转角内。在任何情形中，接头中心部分和小枢转角范围各自至少包括接头中心平面(EM)。
[0016]较小的枢转角范围可以直接邻接较大的枢转范围，即较大的接头枢转范围包括位于小接头枢转范围外的枢转角(β)，即其就绝对值而言分别更具体地为大于± 1°或大于±2°。较大的枢转角范围的枢转角(β)等于优选地高达至少20°，更具体地高达至少30°或者甚至高达至少40°内，在该枢转角内所提出的是，第一轨道对的孔侧(附件侧)第一开度角在与第二轨道对的孔侧(附件侧)第二开度角相对的方向上从分别的过渡点开始到中心轨道部分加宽。
[0017]根据优选的实施例所提出的是，当内接头部件相对于外接头部件枢转达到接头枢转角M寸(该枢转角β在±2°的接头枢转角之外并在±8°的接头枢转角之内)，孔侧和附件侧第一开度角(SAo JAa)中的至少一者以及至少一对第二轨道对的孔侧和附件侧第二开度角(δΒο JBa)中的至少一者大于0°并且小于±8°，更具体地小于±6°。借助于这一设计，在直接邻接孔端和在附件端处的中心部分的部分中，轴向力由此被作用到位于接头枢转平面中的滚珠，这导致了隔圈的良好操纵或控制条件。在这一高达±8°的枢转角范围β中，由于最大值为±8°的相对较小的开度角δ，作用在滚珠上的力较小，这以有利的方式导致了低的摩擦损失。所述实施例可适用于第一外和内滚珠轨道并且/或者适用于第二外和内滚珠轨道。
[0018]当接头在旋转的同时被枢转时，转矩传递滚珠沿着滚珠轨道运动，并且当在接头枢转平面中观察时，朝向外接头部件的附件端运动的滚珠被引导到外接头部件的附件侧轨道部分并且到内接头部件的孔侧轨道部分中。如果在接头枢转平面中观察，朝向外接头部件的孔端运动的滚珠被引导到外接头部件的孔侧轨道部分并到内接头部件的附件侧轨道部分中。
[0019]还可以经由限定了包围在接头中心平面EM和围绕接头中心M经过转矩传递滚珠的一个的滚珠中心的半径之间的轨道角β/2来描述轨道部分的程度。在接头的每个角位置，轨道角β/2为接头枢转角β的至少大体一半。然而不能被排除的是，滚珠也可以被控制到在某种程度上可偏离角平分平面的公共平面上。
[0020]根据优选的实施例，滚珠隔圈包括用于相对于外接头部件的内面引导滚珠隔圈的球形外面，以及用于相对于内接头部件的外面引导滚珠隔圈的球形内面，其中，在球形外面的中心和球形内面的中心之间设置有轴向偏移。这个措施当恒速接头被枢转时确保了良好的隔圈控制条件。
[0021]在优选的实施例中，在滚珠隔圈的球形外面和外接头部件的内球形面之间以及/或者在滚珠隔圈的球形内面和内接头部件的外球形面之间设置有径向游隙。这一措施确保了在内接头部件和外接头部件设置某个轴向游隙，这以有利的方式确保了接头在工作时的振动被断开。
[0022]当第一滚珠沿着外和内第一滚珠轨道运动时，当在接头枢转平面中看，第一滚珠的中心分别限定了第一外中心线A和第一内中心线A’。根据优选的实施例所提出的是，第一中心线沿着其长度各自包括具有不同曲率的至少两个轨道部分;相应地，当沿着外和内第二滚珠轨道运动时，第二滚珠的中心各自限定了第二外中心线B和第一内中心线B ’，其沿着其长度各自包括具有不同曲率的至少两个轨道部分。具有不同曲率的至少两个轨道部分的每个单独的轨道部分可以定位在外和内滚珠轨道的任何区域中，即在中心部分内侧、在孔侧部分内侧和/或在附件侧部分内侧。还可能的是，第一和/或第二中心线在附件侧轨道部分或孔侧轨道部分的至少一者内包括具有不同曲率的至少两个局部部分。
[0023]优选地，第一中心线A、A’和/或第二中心线B、B’各自包括在中心轨道部分中，更具体地在与接头中心平面EM的相交点中的曲率改变。在本上下文中，曲率的改变表示在数学意义上中心线的梯度的任何改变，例如从具有较大的第一半径的圆拱变化到具有较小的第二半径的圆拱或变化到笔直的线。更确切地，还提出的是曲率改变点是数学意义上的转向点，即轨道中心线的曲率在转向点改变其代数符号，例如从具有第一方向的曲率的圆拱改变到具有相对的第二方向的曲率的圆拱。所理解到的是，轨道中心线还可以是更高阶的曲线，在这一情形中“曲率的改变”还表示颜色更高阶的曲线的梯度的改变。优选地，第一中心线和/或第二中心线各自包括在中心轨道部分中，更具体地在与接头中心平面的相交点中的转向点。
[0024]在恒速接头中，第一和第二轨道对的至少一者包括具有本发明的形状，其中，至少一个为零的开度角在中心部分内侧，在不同方向在打开的第一和第二开度角在中心部分外侦U。所理解的是，两个或更多对第一轨道对和分别的两个或更多对第二轨道对还可包括所述设计。第一和第二轨道对被布置围绕周界，优选地是交替的。在优选的实施例中，所有第一轨道对相对彼此是相同的，并且/或者所有第二轨道对相对彼此是相同的。
[0025]根据第一实施例，至少一对第一轨道对被设计成使得枢转角偏离0°，在接头枢转平面(EB)中朝向外接头部件的孔端运动的第一滚珠的孔侧第一开度角(δΑο)和