在每种情形中,外第二滚珠轨道22B和分别的相对的内第二滚珠轨道23B形成第二轨道对22B、23B,第二转矩传递滚珠14B在每个轨道对中被加以引导。包括不同的轨道形状的第一轨道对22A、23A和第二轨道对22B、23B跨过周界交替布置。具体的轨道形状将在下文中更加详细地加以论述。滚珠14A、14B是相同的并且被共同地被称作“14”。
[0042]相对的外和内滚珠轨道22、32可位于分别的纵向轴线L12、L13周围的径向平面中。径向平面以相同的角距离被彼此加以布置。然而,对于每两个周向邻接的轨道对,可以想到的是,在相对彼此平行延伸并且平行于纵向轴线L12、L13延伸的平面中延伸。这一设计也被称作“双滚珠”接头。当接头被枢转时,即在内接头部件13相对于外接头部件12进行角运动的情形中,滚珠14被引导到接头中心平面EM之外而被至少近似地引导到外接头部件12的纵向轴线L12和内接头部件13的纵向轴线L13之间的角平分平面中。“至少近似地”意思是由滚珠14的滚珠中心形成的平面定位在角平分平面周围的± 10%的角度范围内侧,并具体地可以对应到角平分平面。
[0043]在外接头部件12中,第一和第二滚珠14各自与相关的第一和第二外滚珠轨道22接触,并且在内接头部件中,与相关的第一和第二内滚珠轨道23接触。在纵向截面中,第一滚珠14A在与外第一滚珠轨道22A的接触区域中形成外第一接触线KA,在与内第一滚珠轨道23A的接触区域中形成内第一接触线KA’。相应地,在与外和内第二滚珠轨道22B、23B的接触区域中,第二滚珠14B形成外和内第二接触线KB、KB ’。在纵向截面中,滚珠14各自示出为在滚珠轨道22、23的轨道基体中接触,该接触却不是必须存在。由此,如所图示,外和内接触线K、K’可以位于轨道基体中,即在包括纵向轴线L12、L13的径向平面中,或者在平行于纵向轴线L12、L13延伸的平面中。当第一滚珠14A沿着外和内滚珠轨道22、23运动时,第一滚珠14A的中心限定了分别的第一中心线A、A’。相应地,当第二滚珠14B在第二轨道对22B、23B中运动时,其中心限定分别的第二中心线B、B’。中心线A、A’;B、B’平行于分别的接触线KA、KA’;
0、防’延伸。为了描述滚珠轨道224、234;228、238,或者参考轨道基体中的接触线以、1^’;KB、KB’,或者参考中心线A、A’ ;B、B’,其在接头的角运动期间由滚珠中心的总和所限定。第一滚珠中心线A表示第一滚珠14A沿着外接头部件12中的外第一滚珠轨道22B的滚珠中心的线,而A ’表示内接头部件13中的相关的内第一滚珠轨道23A的滚珠中心线。相应地,第二滚珠中心线B表示第一滚珠14B沿着外接头部件12中的外第二滚珠轨道22B的滚珠中心的线,而B’表示内接头部件13中的相关的内第二滚珠轨道23B的滚珠中心线。
[0044]在接头的对准位置中,即当外接头部件12和内接头部件13同轴延伸(枢转角β=0°)时,在相关滚珠14中与外和内第一和第二滚珠轨道22Α、23Α、22Β、23Β的接触点处的切线TA、丁八’4838’平行于分别的纵向轴线1^12丄13而延伸。由于在接头的该中心部分(该部分至少包括接头中心平面EM)中的切线T、T’相对于彼此平行延伸,开度角δ等于零,这意味着包括开度角大体上等于零的情况(由于不可避免的生产公差)。恒速接头11由此在该小枢转角范围中沿轴向不受载荷,即在这一区域中,在滚珠轨道22、23和在其中引导的滚珠14之间大体上不存在力。
[0045]在下文中,将接着描述本发明的恒速接头的特别的特征,更具体地描述滚珠轨道的设计。具体地,以下的限定适用于关于本发明的恒速接头以及滚珠轨道的设计。
[0046]切线角α限定了在任何轨道点中,在外接头部件12或内接头部件13的中心线Α、Α’(分别地,接触线Κ、Κ’)的切线Τ、Τ’以及外接头部件12或内接头部件13的各自纵向轴线L12、13之间包围的角度。
[0047]接头枢转角邱艮定了在外接头部件12的纵向轴线L12和内接头部件的纵向轴线L13之间包围的角度。在对准的接头中,接头枢转角β是零(β=0)。
[0048]轨道角β/2限定了在接头中心平面EM和围绕接头中心M到转矩传递滚珠14的滚珠中心的半径之间包围的角度。在接头的每个角位置,轨道角β/2等于接头枢转角β的至少近似一半。
[0049]圆拱形状轨道部分的轨道部分角γ限定了一角度,具有恒定半径R的所述圆拱形状轨道部分围绕所述半径R的半径中心M延伸跨过该角度。
[0050]开度角δ限定了在分别的接触点中与在所述轨道对中被引导的分别的滚珠14接触的外滚珠轨道的切线T和内滚珠轨道的切线T ’之间所包围的角度。所理解的是,开度角δ的这一限定适用于第一轨道对和第二轨道对两者。
[0051]接头中心平面EM由对准接头的转矩传递滚珠14的滚珠中心限定。
[0052]外接头部件12的滚珠中心线A(B)和内接头部件13的滚珠中心线Α’(B’)的参考半径RRA( RRB )分别由接头中心M到在各自的中心线A、A ’( B、B ’)和接头中心平面EM之间的中心平面交点PE所限定。
[0053]中心线A、A’的参考半径RRA(RRB)限定了各自的参考圆拱CRA(CRB)。
[0054]图la)至In)示出了本发明的恒速接头11的第一个实施例。在lb、lc、lf、lg、lh中,可能看到外和内第一滚珠轨道22六、23六。图1(1、16、1」、11^、1111分别示出了外和内第二滚珠轨道22B、23B。如可以从图1a)中所见,第一和第二轨道对交替围绕周界。由此,在具有8个滚珠的本实施例中,每两对第一轨道对22A、23A沿直径彼此相对,其相应地也适用于第二轨道对22B、23B。图1f)示出了外接头部件12的外第一滚珠轨道22A的接触线KA和中心线A,其相对彼此平行延伸。在给定的次序中,从孔端20开始朝向附件端19,外接头部件12的第一中心线A包括从外接头部件12的孔侧朝向附件端延伸的孔侧部分Ao;连续地邻接孔侧部分Ao的中心部分Az ;和连续地邻接中心部分Az的附件侧部分Aa。
[0055]相应地,在图1h)中可见的外接头部件13的中心线A’从孔侧20朝向附件侧19,在给定的次序中包括孔侧部分Ao连续地邻接的中心部分Az ’和连续地邻接的附件侧部分Aa’。
[0056]外第一滚珠轨道22A的中心轨道部分22Az和内第一滚珠轨道23A的中心轨道部分23Az位于接头中心平面EM周围并至少包括具有接头中心平面EM的截面区域的±2°的接头枢转角范围β内。相应地,这适用于外和内第二滚珠轨道22B、23B的中心轨道部分22Bz、23Βζ ο更具体地,可以从图1b)中看出,外中心轨道部分内侧的外第一接触线KA的外第一中心接触线切线TA与在内中心轨道部分内侧的内第一接触线KA ’处的内第一中心接触线切线TA ’平行地延伸。相应地,中心轨道部分内侧的外第二接触线KB的外第二中心接触线切线TB与在中心轨道部分内侧的内第二接触线KB ’处的内第二中心接触线切线TB ’平行地延伸。作为该设计的结果,完全没有任何轴向力从第一和第二滚珠轨道224、234;228、238作用到滚珠14上,这具有减小摩擦的效果。在所述中心轨道部分22Az、23Az和分别的22Bz、23Bz内侧的至少一个点中,分别包围在中心接触线切线TA、TA’和TB、TB’之间的开度角δ等于零(δ=
O。)。
[0057]图lc)和le)示出了处于角位置中的枢转角β近似为20°的恒速接头,图lc)示出了通过第一滚珠轨道22Α、23Α的纵向截面,而图1e)示出了通过第二滚珠轨道22Β、23Β的纵向截面。可以看到,外和内第一和第二滚珠轨道22、23被设计成使得,在接头枢转平面EB中,在从中心接头平面EM朝向孔端20(图的下半部分)运动的滚珠14ο处和在从中心接头平面EM朝向附件端(图的上半部分)运动的滚珠14a处,两者都产生不等于零的开度角δ。
[0058]第一轨道对22Α、23Α被设计成使得,在接头枢转平面EB中朝向外接头部件12的孔端运动的第一滚珠14Α的孔端第一开度角δΑο和在接头枢转平面EB中朝向外接头部件12的附件端19以相同枢转角β运动的第一滚珠14Α的附件侧开度角SAa在相反的轴向方向中打开(图lc)。从第一滚珠轨道22Α、23Α经由滚珠作用到滚珠隔圈上的力在第一旋转方向中产生力矩,其由箭头表征(在本情形中是逆时针)。
[0059]第二轨道对22Β、23Β也被设计成使得在枢转角β偏离0°的情形中,在接头枢转平面EB中朝向孔端运动的第二滚珠14Β的孔侧第二开度角δΒο和朝向附件端运动的第二滚珠14Β的附件侧第二孔角SBa在相对的轴向方向中打开。然而,第二滚珠轨道22Β、23Β的开度角δBo、SBa在与第一滚珠轨道22A、23A的开度角δΒο、SBa的相对的轴向方向中打开。这意味着从第二滚珠轨道22Β、23Β作用的力产生力矩(在本情形中在顺时针方向),其逆着由第一滚珠轨道22a、2A的力所产生的力矩而作用。由此,总之,从第一和第二滚珠14Α、14Β作用到滚珠隔圈15上的所产生的轴向力至少大幅度地相互消除,这具有减小摩擦的效果。
[0060]所述行为可适用于所有那些在开度角δ偏离零的小枢转角范围内的枢转角β,优选地也分别适用于在小枢转角范围外侧、在开度角S不等于零的更大的枢转角范围内侧的枢转角β,其高达至少20°,优选地高达40°。这一设计确保了良好的隔圈控制条件,更具体地也在小枢转角β处。在枢转角超过40°的情形中,理论上也可以想到使用偏离所述设计的开度角。
[0061 ]开度角δ各自由在分别的滚珠14处的外接触线K的外接触线切线T并由所述滚珠14的内接触线K’的内接触线切线Τ’所包围。所述外和内接触线切线τ、τ’各自延伸经过在滚珠14和分别的外和内滚珠轨道之间的分别的接触点。对于20°的枢转角β,在接头枢转平面中朝向孔端20运动的滚珠14ο处获得孔侧第一开度角δΑο,而在接头枢转平面中朝向附接端运动的滚珠14Α处形成附件侧开度角δΑο。在例如40°的较大的枢转角β处,在孔侧滚珠处的开度角δΑο和在附件侧滚珠处的开度角SAa比在20°的枢转角情形中的更大。以相同的方式,这适用于第二轨道对22Β、23Β。对比于现有技术的固定接头,所述开度角δ相对较小,其导致在彼此运动的部件之间的较小的摩擦损失。第一和第二轨道对22Α、23Α; 22Β、23Β优选地被设计成使得在给定的枢转角β处,一对轨道的孔侧和附件侧开度角至少在大小上是近似相同的。然而,在预定的枢转角β处一对轨道的孔侧和附件侧开度角δ的大小上的某些偏差是可允许的,例如在高达± 10%的范围中。
[0062]图1f)和Ig)示出了外接头部件12的外第一滚珠轨道22A的轨道形状的更多细节。参考半径RRA具有位于接头中心M中的半径中心以及由中心线A和接头中心平面EM之间的交点所限定的端部(周缘)。单独的轨道部分22Ao、22Az、22Aa和中心线部分Ao、Az、Aa的特征分别在于其分别不同的曲率和半径。
[0063]第一中心线A由具有绕中心MA的均匀半径RA的圆拱形成,其半径大于参考半径RRA。中心线A的中心MA位于接头中心平面EM中,并且相对于纵向轴线L12偏移外滚珠轨道22。所理解的是,中心线A还可以被设置为除了半径以外的形式,例如由椭圆线。在中心轨道部分Az中,S卩正好在接头中心平面EM中,中心线触及参考半径RRA。如在图1b)中可见,位于中心线A处的所述点中的切线TA平行于纵向轴线L12延伸。在沿轴向邻接接头中心平面EM的孔侧和附件侧部分中,外接头部件12的第一中心线A在第一参考半径RRA径向外侧延伸。
[0064]图1f)在纵向截面详细地示出了经过两个相对滚珠轨道23A的本发明的恒速接头的内接头部件13。内接头部件13的第一滚珠轨道23A的滚珠中心线A’与外接头部件12的第一滚珠轨道22A的滚珠中心线A互补。这意味着,内接头部件13的第一滚珠中心线A ’与外接头部件12的第一滚珠中心线A关于接头中心平面EM镜面对称,分别关于在外接头部件12的纵向轴线L12和内接头部件13的纵向轴线L13之间的角平分平面对称。
[0065]为避免任何重复,关于内接头部件13的第一滚珠中心线A’的形状,参考关于外接头部件12的第一滚珠轨道22A的描述所给的解释。
[0066]图1j)和Ik)示出了外接头部