恆速萬向接頭的滾珠隔離圈及其生產方法

2023-06-11 01:01:36

專利名稱：恆速萬向接頭的滾珠隔離圈及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種用於恆速萬向接頭的、更具體是用於雙偏置接頭型式的恆速滑動
接頭的滾珠隔離圈，以及這種滾珠隔離圈的生產工藝，並涉及一種具有這種滾珠隔離圈的 恆速萬向接頭。
背景技術：
恆速萬向接頭是當今技術狀態下眾所周知的，其包括外接頭部分，它有多個圓周 分布並縱向延伸的內導軌；多個扭矩傳遞滾珠，每個滾珠被引導在由外導軌和內導軌組成 的一對導軌內；以及滾珠隔離圈，其具有圓周分布的窗口，用於接納所述滾珠。在鉸接這種 接頭時，各滾珠與導軌和滾珠隔離圈協作，構成角度二等分平面。 從文件DE 10 2005 059 696 Al得知有一種用於恆速滑動接頭的滾珠隔離圈，它 是用預成形的坯件生產的。這種預成形的坯件的外側包括圓錐形表面和球形表面。在進行 硬化處理之前，以切削成形方式機械加工圓錐形表面，並在硬化處理之後，以切削成形方式 機械加工球形表面。

發明內容
本發明的目的提出一種用於恆速滑動接頭的改進的滾珠隔離圈，其不僅能夠有利 地利用材料，而且其生產是低成本高效益的。此外，本發明的目的還有提出這種改進的滾珠 隔離圈的一種生產工藝。最後，還提出一種改進的具有這樣的滾珠隔離圈的恆速萬向接頭。
本發明的目的將通過提供一種這樣的用於恆速萬向接頭的滾珠隔離圈來達到，其 包括用於接納扭矩傳遞滾珠的多個圓周分布的窗口，其中，這些窗口共同限定中心窗口平 面E ;圍繞第一中心M1的外球形控制表面，以及外自由表面；圍繞第二中心M2的內球形控 制表面；其中，第一中心Ml和第二中心M2各自定位在至中心窗口平面E —定軸向距離處； 布置在相反兩側的第一端面和第二端面；其中，至少外自由表面，從預成形坯件開始，保持 不做機械加工。 優點在於，最多只有球形控制表面需要機械加工，而外自由表面完全保持不做機 械加工。以這種方式，可以減少一個加工步驟，這有利於節省生產時間和生產成本。這種滾 珠隔離圈的外表面只有一部分需要進行機械加工，所以需要機械加工的表面減少了，這又 有利於降低加工機具的磨損。在本文中，機械加工是指諸如車削或磨削之類的切削加工，以 及諸如輥軋成形之類的非切削成形加工。可以在硬化處理之前，用適當的加工工藝，具體地 說，用車削工藝或輥軋成形工藝，對球形控制表面進行機械加工。但是，也可在硬化處理之 後，用適當的加工步驟，例如磨削或硬質車削，進行機械加工。外自由表面起始於端面，且 優選地終止於鄰接的環形輻板區域與中心窗口平面區域之間。考慮這種接頭的最大鉸接角 度，可將自由表面的端部定位在上述兩個區域之間的每個中間區域。 本發明的滾珠隔離圈特別適用於這樣的恆速萬向接頭，其中，在滾珠隔離圈處設 有具有控制功能的主功能表面和相對於所述主功能表面偏置的的沒有使用功能的副表面。更具體地說，這些接頭是滑動接頭，例如，具有平行的滾珠導軌的雙偏置滑動接頭或具有交叉的滾珠導軌的VL滑動接頭。但是，在原理上，本發明的滾珠隔離圈也可用在固定接頭裡，在這種接頭中，滾珠隔離圈的功能表面和沒有操作功能的副表面是分開的。在這種情況中，也能達到上述縮短生產時間和延長機具壽命的優點。 外自由表面優選地是圓錐形的，但也不排斥其它外部輪廓，諸如縱向剖面為凸形的自由表面。根據第一實施例，外自由表面軸向地終止於第一環形輻板內，而後者是形成在第二端面和窗口之間。外自由表面優選地鄰接於圓錐表面，而這個圓錐表面又相切地鄰接於球形控制表面。如果在縱向剖面內觀看，相對於圓錐表面，圓錐形自由表面是徑向地向內退縮的，並且這兩個表面之間形成臺階來提供過渡。這種設計可確保各窗口分別被完全定位在球形控制表面的區域和圓錐表面的區域內。各窗口的靠近滾珠隔離圈第二端的軸向側壁定位在圓錐表面的區域內，這個圓錐表面區域與自由表面相比有較大的徑向延伸。這樣做的有點在於，在接頭被徑向鉸接時，各滾珠可得到窗口側面給予的更精確的側向引導。在優選實施例中，圓錐形自由表面從第一端面起始一直延伸到就在由各窗口的側壁限定的平面之前的位置。這樣，可使自由表面特別大，且相應地，使圓錐表面特別小，因此這個必須機械加工的表面也就特別小。圓錐表面相切地變化到球形控制表面。於是，可以一起同時加工這兩個表面，外自由表面提供退刀空間。優選的是，由圓錐形自由表面和圓錐表面與縱向軸線形成的兩個角度是大小相等的，換言之，如果在縱向剖面內觀看，圓錐表面的切線和圓錐形自由表面的切線是互相平行的。 根據第二實施例，外自由表面軸向延伸超過第一環形輻板而進入窗口區域內，並在那裡，它鄰接於球形控制表面。提出該外自由表面最好也是圓錐形的，並且，相對於球形控制表面，向內退縮一個臺階。其優點在於，可為機械加工球形控制表面提供退刀空間。如果外自由表面軸向地延伸進入窗口的靠近第二端面的軸向側壁與中心窗口平面之間的區域內，那麼球形控制表面與外自由表面之間的關係是特別有利的。因此，圓錐形自由表面變得相對較大，而需要加工的球形控制表面變得相對較小，這對生產時間、機具使用壽命、進而生產成本都有有利的影響。 根據另一實施例，在原理上可以設想，就必須符合的製造公差要求不太嚴格的滾珠隔離圈而言，或就預成形的坯件有特別高的尺寸精確度而言，完全可以取消對外表面的加工要求，即，從預成形的坯件開始，滾珠隔離圈的外表面完全不必加工，這特別有利於節省生產時間和生產成本。在這樣的情況中，坯件和加工完成的滾珠隔離圈都可以包括優選的圓錐形外自由表面，讓它無臺階地也就是相切地鄰接於球形控制表面，或者讓它相對於球形控制表面徑向地向內退縮。 根據另一有利的實施例，滾珠隔離圈，在其鄰接於內球形控制表面的區域內，包括無切槽擴寬表面，該擴寬表面尺寸朝向開孔逐漸增大。該擴寬表面構成在裝配完成的狀態沒有任何功用的副表面，所以最好是一直保持不做加工。這個擴寬表面，從滾珠隔離圈的開孔起始，優選地包括內圓柱形部分，該部分像圓弧那樣地變成向內突出的過渡部分，而這個過渡部分鄰接於內球形控制表面。 上述目的也通過提供用於恆速萬向接頭的特別是恆速滑動接頭的滾珠隔離圈的生產方法來達到，該方法有以下加工步驟提供有外表面、內表面、第一端和第二端的預成形的環形坯件，其中，外表面包括球形表面和自由表面；加工球形表面以形成球形控制表面，而自由表面保持不做加工。 前已提到，根據本發明生產的滾珠隔離圈具有上面已經提到的優點可實現快速的成本效益高的生產過程，其中，至少一個圓錐形自由表面一直保持不做加工，因而可節省生產時間。提出僅加工功能表面，而那些副表面保持不做加工。加工球形表面的工藝過程可以是切削成形和非切削成形生產方法。例如，球形表面，從預成形的坯件開始，可以保持不做加工，等到硬化處理之後，再進行硬質加工，諸如進行磨削或車削。在本文中，硬質加工是指在硬化處理之後進行的加工過程。但是，對球形表面，也可在對其進行硬化處理之前，進行車削或輥軋成形加工。在這樣的情況中，優選的是，在硬化處理之後，不再對球形控制表面進行機械加工。如前所述，外自由表面優選地是圓錐形的。 根據第一實施例，預成形的環形坯件包括圓錐形表面，其布置在外自由表面和球
形表面之間並相切地鄰接於球形表面。圓錐形表面與球形表面一起同時機械加工，而軸向
地鄰接於圓錐形表面的外自由表面保持不做加工。在機械加工過程中，把坯件的圓錐形表
面加工成圓錐表面，以及把坯件的球形表面加工成滾珠隔離圈的球形控制表面。 根據第二實施例，外自由表面進一步軸向地延伸進窗口區域內並直接鄰接於球形
控制表面。在該實施例中，只需加工球形控制表面，而外自由表面保持不做加工。由於外自
由表面較大而球形控制表面較小，所以可進一步節省加工所需的生產時間，延長加工機具
的使用壽命。外自由表面較佳地相對於球形控制表面徑向地向內退縮，因而它們之間形成
一個臺階。 坯件的內表面優選地包括內自由形式的表面和鄰接的擴寬表面，對此，提供再一
個加工步驟，S卩，加工內自由形式的表面，在這個加工步驟中，形成內球形控制表面。 為了實現快速而高效的生產過程，如果從預成形的坯件開始就一直保持不加工擴
寬表面，那將是有利的。優選的是，從預成形的坯件開始，第一端面和/或第二端面保持不
做加工。此外，為節省生產時間，如果從預成形的坯件開始，對內自由形式的表面的軸向地
鄰接於內球形控制表面的兩部分中的至少一部分，就一直保持不做加工，那將是有利的。根
據生產過程，坯件的內自由形式的表面在原理上可包括任何輪廓。為了能容易地取下成形
工具，如果內自由形式的表面，至少其某些區域，包括些許模鍛傾斜度，那將是有利的。 根據較佳實施例，坯件的內自由形式的內表面包括沿圓周分布且縱向延伸而終止
於擴寬表面的多個鍵槽。這些鍵槽圓周地布置在當滾珠隔離圈處於加工完成狀態時各窗口
所在的區域內。這些鍵槽朝向各窗口對準，且擴寬表面允許軸向地安裝內接頭部分。此外，
在窗口區域，可節省在任何情況中為加工出窗口都必須去除的材料。在相鄰兩個鍵槽之間
的圓周方向設有縱向輻板，這些輻板在加工完成狀態構成內接頭部分的止擋面。 還有，本發明的目的可通過提供一種恆速萬向接頭特別是恆速滑動接頭來達到，
這種接頭包括外接頭部分，它的內引導表面形成有外滾珠導軌；內接頭部分，它的外凸形
引導表面上形成有縱向延伸的內滾珠導軌；扭矩傳遞滾珠，它們工作在由外滾珠導軌和內
滾珠導軌構成的各滾珠導軌內；如以上任一實施例所述的滾珠隔離圈，該滾珠隔離圈被布
置在外接頭部分與內接頭部分之間，其中，各扭矩傳遞滾珠被接納在滾珠隔離圈的各窗口內。 這種恆速萬向接頭優選地設置成恆速滑動接頭的形式並包括在外接頭部分上的內圓柱形引導表面和在內接頭部分上的球形引導表面。這種滾珠隔離圈可以根據上述任一實施例進行設計，都可達到上述優點。通過不對稱地布置中心窗口平面，使滑動距離保持不變，這可減小外接頭部分的軸向長度，還可減輕外接頭部分的重量，以及節省生產時間。


下面，將參照附圖解釋本發明的各優選實施例，各附圖中
圖1示出本發明的用於雙偏置滑動接頭的滾珠隔離圈，其中，
a)是穿過兩個彼此相對的輻板的縱向剖面；
b)是橫向剖面 c)是穿過兩個彼此相對的窗口的縱向剖面；
d)是圖lc)中的局部D的放大詳圖。 圖2示出用於生產本發明的如圖1所示的滾珠隔離圈的預成形坯件，其中，
a)是沿著圖2b)中的剖切線A-A的縱向剖面；
b)是沿著圖2a)中的剖切線B-B的橫向剖面；
c)是沿著圖2b)中的剖切線C-C的縱向剖面；
d)是圖2a)中的局部D的放大詳圖。 圖3示出用於生產本發明的如圖l所示的滾珠隔離圈的預成形坯件的替代實施例，其中， a)是沿著圖3b)中的剖切線A-A的縱向剖面；
b)是沿著圖3a)中的剖切線B-B的橫向剖面；
c)是沿著圖3b)中的剖切線C-C的縱向剖面；
d)是圖3a)中的局部D的放大詳圖。 圖4示出從圖2或圖3的預成形坯件開始的生產過程中的本發明的滾珠隔離圈，其中， a)是內部車削加工之後； b)是已經加工出窗口的車削過的零件穿過輻板的縱向剖面； c)是已經加工出窗口的車削過的零件沿著圖4b)中的剖切線C-C的橫向剖面； d)是外部和內部硬質加工之後。 圖5僅以半個縱向剖面示出本發明的用於雙偏置滑動接頭的滾珠隔離圈的第二實施例。 圖6示出本發明的雙偏置恆速滑動接頭，其具有本發明的如圖5所示的滾珠隔離圈。
具體實施例方式
圖i示出用於呈恆速滑動接頭形式的恆速萬向接頭的滾珠隔離圈2，對這種接頭
下面有更詳細的圖示。這種恆速滑動接頭包括帶有內圓柱形引導表面的外接頭部分、帶有
外球形引導表面的內接頭部分、以及用於接納各扭矩傳遞滾珠的滾珠隔離圈。 滾珠隔離圈2是環形形狀並圍繞轉動軸線X延伸，並包括用於接納扭矩傳遞滾珠
的沿圓周分布的多個窗口 3、以及布置在每兩個相鄰窗口 3之間的沿圓周形成的各輻板4。
窗口 3的數目取決於要用的扭矩傳遞滾珠的個數並且通常是6個或8個。各窗口 3共同限定中心窗口平面E，各滾珠被保持在這一平面內。在這種接頭被鉸接時，該平面構成內接頭 部分與外接頭部分之間的角度二等分平面。可以看到，在中心窗口平面E與第一端面6之 間延伸的第一部分5比在中心窗口平面E與第二端面8之間延伸的第二部分7軸向短，第 二端面8與第一端面6方向相反。在這種雙偏置接頭要求的滑動距離保持為相同時，滾珠 隔離圈2的該實施例可使外接頭部分的軸向長度縮短，這也可減輕重量。
滾珠隔離圈2包括外球形控制表面9，其直接接觸外接頭部分的內圓柱形引導表 面，並在第一部分5和第二部分7的一部分上延伸。球形控制表面9是球形部分的表面或 類似的桶形表面。球形控制表面9相切地鄰接於圓錐表面11。圓錐表面ll的錐度近似地 對應於恆速滑動接頭的最大鉸接角度的一半。圓錐表面ll直接相切地鄰接於球形控制表 面9。圓錐表面11向第二端面8延伸，略微超過由窗口 3的與第二隔離圈部分7關聯的側 向引導表面15限定的平面。由於圓錐表面11延伸進窗口 3的軸向兩端的區域內，側向引 導表面15可被徑向地加寬，因此，當接頭被鉸接時，各滾珠可得到特別好的徑向支承。
圓錐表面ll鄰接於外自由表面IO，後者優選的是圓錐形表面並且相對於圓錐表 面ll徑向地向內退縮。圓錐形自由表面10的錐度優選地對應於圓錐表面11的錐度。也 就是，圓錐表面11的切線平行於圓錐形自由表面IO延伸。圓錐表面ll和圓錐形自由表面 10之間形成一個過渡形式的連續臺階12，這尤其可從圖ld看清楚。臺階12在軸向鄰接於 一個由各窗口 3的接近於第二端面8布置的的軸向側表面15限定的平面。這樣，臺階12 就是定位在形成於第二端面8與窗口 3之間的環形輻板13的區域內。
由於該設計，與第二端面8關聯的側表面15仍是定位在圓錐表面11的區域內。這 樣的有點在於，由於相對於自由表面徑向突出的這個表面，各窗口裡的滾珠在接頭出現大
角度的鉸接時仍可得到很好的引導。總之，本發明的帶有圓錐形自由表面io的滾珠隔離圈
的優點在於自由表面IO不必進行機械加工。這樣，可節省加工時間並延長加工機具的使用
壽命。而且，在生產過程中，自由表面io可用作加工工具例如砂輪和車削車刀的退刀部分。
由於圓錐表面11是起始於球形控制表面9，它就可終止於窗口平面背後一個較短距離，而 自由表面IO特別大。 滾珠隔離圈2在其內側包括凹面的內球形控制表面16，用於相對於內接頭部分的 引導表面引導滾珠隔離圈2。內球形控制表面16在第二隔離圈部分7和第一隔離圈部分 5的一部分上延伸。近似地位於外球形控制表面9的直徑最大區域內的該內球形控制表面 16鄰接於擴寬表面14，後者朝向孔擴寬了隔離圈環並包括凹面的過渡區域17以及內圓柱 形表面18。 外控制表面9包括一個最大外徑，其和內球形控制表面16的最大內徑分別位於中 心窗口平面E的兩側，但它們至該平面的軸向距離相同。這兩個控制表面的兩個最大直徑 的這種偏置給這種接頭提供了名稱，即雙偏置接頭。 下面將參照圖2說明用於生產本發明的滾珠隔離圈2的預成形的坯件。與圖1中 相同的詳細結構用相同的附圖標記，但把附圖標記數字加上100。 可以看到，坯件102已基本上具有機械加工完成的滾珠隔離圈2的輪廓。提供的 坯件102是精確的坯件，就是說，這種坯件是用高精度固體成形工藝例如模鍛預成形的。固 體成形工藝例如可以是冷成形或熱成形。冷成形，其操作溫度低於再結晶溫度，可達到非常 高的尺寸精確度、相當高的形狀精確度和較高的表面質量。而且，冷成形工藝的優點在於，其可使坯件達到很高的強度值。與冷成形相比，熱成形工藝有更多的成形可能性，但尺寸精 確度不是太好。 坯件102是環形的，並包括第一軸向端面6、沿相反方向延伸的第二軸向端面108、 外表面和內表面。外表面從第一端面起始包括球形表面109、與之相切地鄰接的圓錐形表面 111、以及鄰接的優選的圓錐形自由表面10。 內表面從第一端面6起始包括一個有較大內徑的圓柱形表面18、鄰接的圓錐形過 渡部分17、以及與之鄰接的內徑較小的內自由形式的表面116。從內自由形式的表面116 軸向地向內的區域內，已成形有縱向延伸並終止於圓柱形表面18的各鍵槽19。該自由形式 表面的縱向輪廓取決於模鍛或成形工藝。該內自由形式表面是優選的大致圓柱形的。各鍵 槽19沿著圓周方向布置在各窗口在加工完成狀態所在的位置。這樣，能夠節省窗口區域的 材料，不然，對於窗口的形成，這些材料在任何情況中都是必須要切削成形去除的。在接下 去的階段，與窗口和擴寬表面14對準的鍵槽19，就可進行內接頭部分的軸向安裝。
圖3示出可用於生產本發明的滾珠隔離圈2的預成形坯件的第二實施例。圖3所 示的坯件基本上對應於圖2所示的坯件，因此，對於共同的特徵結構，參照以上的說明。與 圖2中相同的或互相對應的部件採用相同的附圖標記，但加上下標3。下面說明它們之間的 主要不同點。 預成形的坯件的本實施例的特徵在於，內自由形式的表面1163包括多個組成部 分。從圖3d可清楚地看到，如果沿穿過輻板區域的縱向剖面裡觀看，自由形式的表面1163， 從端面1083起始，首先包括圓柱形端部116/ ，再向內看，與之鄰接的是過渡部分1163"，再 向內，後者又變成了中心部分1163"'。如果在縱向剖面裡看，過渡部分1163"優選地是凹面 的。中心部分1163"'軸向地延伸近乎達到在接下去的加工步驟中鄰接於內球形控制表面 163的區域。鄰接於中心部分1163'"的是由過渡表面173和圓柱形表面183構成的擴寬表 面143。在位於輻板區域之間的圓周部分內，形成有在自由形式表面1163上的各鍵槽193， 在接下去的階段中，窗口將形成在這裡。圖2所示的坯件優選的是用冷成形來製造，而本實 施例的坯件優選的是用熱成形來製造。 下面將參照圖4來說明從圖2或圖3所示的坯件開始生產本發明的滾珠隔離圈2 的各個加工步驟，圖4中，相同的細節給予與圖1-3中相同的附圖標記。
在與第一端面6關聯的端部夾住坯件102，並在隨後的加工步驟中對其進行車削 加工。在車削加工過程中，只車削端面108和內自由形式的表面116，端面118車削後形成 端面8，且內自由形式的表面116車削加工後形成內球形控制表面16。其餘的表面，即球形 外表面109、圓錐形表面111、端面6以及由圓柱形表面18和過渡表面17構成的擴寬表面 14從一開始就保持不做加工。 圖4a示出經車削加工後的工件102'，在這一車削過程中，內球形表面16連同軸向 鄰接的圓柱形表面(未給予附圖標記)以及第二端面8都加工出來了。經加工的表面用粗 線表示。 車削加工後，對滾珠隔離圈進行銑削加工，藉以加工出窗口。圖4b)和4c)示出經 銑削後的滾珠隔離圈102"，示出了圓周分布的各窗口 3。在完成銑削之後，將滾珠隔離圈2 進行硬化處理。 硬化處理之後，對尚未加工的外球形表面109連同鄰接的圓錐形表面111進行機械加工，車削或磨削都是適當的加工方法。在硬化處理之後，還要對內球形表面116進行精 加工，於是得到球形控制表面16。經過精加工的外表面和內表面在圖4d中用粗線表示，該 圖示出完成的滾珠隔離圈2。在硬質加工過程中，用切削成形加工去除作為球形表面109和 圓錐形表面lll上的公差而留在坯件上的多餘材料。公差只有十分之幾毫米。外球形控制 表面9和直接相切地鄰接的圓錐表面11都是通過精密機械加工而形成的。圓錐形自由表 面IO從坯件開始直到結束都保持不做加工。這樣做的有點在於，需要加工的表面和生產時 間都減少了，加工機具的使用壽命因而也可延長。 在內側，通過對自由形式的表面116進行精密機械加工而形成內球形控制表面 16。另一方面，第一端面6和擴寬表面14保持未被加工直到結束，這意味著減少了生產步 驟。圖1中也示出加工完成的滾珠隔離圈2，這裡也參照該圖進行說明。可以看到，內球形 控制表面16在其內徑最大的區域被圓柱形表面20打斷。在接頭的工作狀態，所述圓柱形 表面20允許內接頭部分相對於滾珠隔離圈2軸向地位移，因此出現在驅動鏈裡的任何振動 都將被隔斷。 不言而喻，本文描述的生產工藝代表一種優選的處理方法。但是，在原理上，可以 想像出其各種改型。例如，只要精確成形的坯件的公差有足夠高的精度，從精確生產的坯件 開始，外球形表面109連同相切地鄰接的圓錐形表面111完全可以保持不做加工。還可設 想，從精確預成形的坯件開始，第二端面8可始終保持不做加工。 圖5表示出本發明第二實施例的滾珠隔離圈25，其基本上對應於圖1和圖4分別 示出的滾珠隔離圈，因此，對於共同的特徵結構，將參照上述說明。圖5中，與圖l和圖4中 相同或對應的細節將給予相同的附圖標記，但加一個下標5。下面，僅說明相應的不同點。
這一實施例相對於圖1所示的實施例的改進在於，沒有設置圓錐表面。取而代之， 外自由表面105明顯地較長並軸向地延伸至進入窗口 35的區域。圓錐形自由表面105直接 鄰接於外球形控制表面95，並有一個連續的臺階125形成在這兩個表面之間。在這一實施 例中，外自由表面105與球形控制表面95之間的該過渡近似定位在中心窗口平面E與一個 垂直地位於轉動軸線X上並包含第二中心M2的平面之間。 一般地說，臺階125的軸向位置 取決於接頭鉸接的最大角度。就滾珠隔離圈25而言，這意味著，球形控制表面95向臺階125 的包絡線對應於至少半個接頭鉸接角。 本實施例的優點在於，需要機械加工的外表面95再一次被減小了，這可縮短生產 時間並延長加工機具的使用壽命。另外，生產工藝對應於結合圖4說明的那些做法，因此， 對於這些內容參照上述說明。同樣，在這一情況中，也可以設想改變上述加工步驟，例如，只 要精確預生產的坯件的公差足夠精確，從精確預生產的坯件開始，外球形表面109完全可 以保持不做加工。 舉例來說，圖6示出本發明的恆速滑動接頭22，它有外接頭部分23、內接頭部分 24、圖5所示實施例中的本發明滾珠隔離圈25、以及在滾珠隔離圈25的相關窗口 3內被保 持在公共平面E內的各扭矩傳遞滾珠25。外接頭部分23包括內圓柱形引導表面26，滾珠 隔離圈25的球形控制表面95接觸該引導表面並被引導於其內。而且，外接頭部分23包括 多個圓周分布且縱向延伸的外導軌27，這些導軌在外接頭部分23的主要部分上延伸到開 口端28。 在與開口端28相反的那一端，外接頭部分23封閉成像吊鐘那樣的形狀並因而包括基部29，形成在該基部上的軸頸用於傳遞扭矩。內接頭部分24包括帶有若干縱向齒30 的孔，縱向齒內插入有帶有對應互補齒的軸頸，以進行傳遞扭矩。此外，內接頭部分24包括 外球形表面31，其通過圓周分布且縱向延伸的內導軌32接觸滾珠隔離圈25的球形內表面 165。每個扭矩傳遞滾珠25各自被引導在由內導軌32和外導軌27形成的一對導軌內。滾 珠隔離圈25的圓柱形表面18形成較大的內孔33，其伸向外接頭部分的基部29，並且為了 裝配的目的，其直徑大於內接頭部分24的外徑。在相反側，滾珠隔離圈25包括較小的內孔 34，其直徑小於內接頭部分24的最大外徑，因而形成軸向止擋件。 下面，將針對有6個扭矩傳遞滾珠25的接頭，說明怎樣把內接頭部分24安裝到滾 珠隔離圈25內。從滾珠隔離圈25的與圓柱形表面18相關的那一端，把內接頭部分24軸向 地大致軸向對準並插進該滾珠隔離圈，並使內接頭部分24的各輻板位於該滾珠隔離圈的 各鍵槽19的圓周區域內。接著，把內接頭部分24繞它的軸線X轉動約30。，從而將內接頭 部分24連同它的輻板轉進滾珠隔離圈的輻板4的區域內。在該位置，內接頭部分24的輻 板被定位在滾珠隔離圈25的輻板4的區域內，就是在滾珠隔離圈25的球形控制表面16內。 這樣，就把內接頭部分24相對於滾珠隔離圈25沿兩個軸線方向固定了，8卩，在朝向第一端 面6的方向被定位在各窗口之間的輻板上處的支承表面固定，以及在朝向第二端面8的方 向被連續的支承表面固定。在本實施例中，在形成控制表面16時，也可加工內孔34、34'的 軸向地鄰接於球形控制表面16的兩個區域。但如果是從預成形坯件開始生產，也可以始終 不加工內孔34、34'。 以上說明的接頭包括如圖5所示的滾珠隔離圈，但不言而喻，也可用如圖1所示的 滾珠隔離圈。本發明的滾珠隔離圈2、25使得可以改進生產，在生產中減少需要加工的表面， 這有利於節省生產時間和降低機具磨損。附圖標記列表
2滾珠隔離圈3窗口4輻板5第一隔離圈6第一端面7第二隔離圈8第二端面9外控制表面10自由表面11圓錐表面12止擋件13環形輻板14擴寬表面15引導表面16內控制表面17過渡區域18圓柱形表面
19鍵槽20圓柱形表面2122恆速滑動接頭23內接頭部分24外接頭部分25滾珠26引導表面27外導軌28端部29基部30縱向齒31外表面32內導軌33內孔34內孔E中心窗口平面M中心X轉動軸線
權利要求
一種用於恆速萬向接頭的滾珠隔離圈，包括多個沿圓周分布的窗口(3)，所述窗口(3)用於接納扭矩傳遞滾珠(25)，其中所述窗口(3)共同限定中心窗口平面(E)；外球形控制表面(9)和外自由表面(10)，所述外球形控制表面(9)圍繞第一中心(M1)；內球形控制表面(16)，所述內球形控制表面(16)圍繞第二中心(M2)；其中，所述第中心(M1)和所述第二中心(M2)各自定位在至所述中心窗口平面(E)一定軸向距離處；第一端面(6)和相反的第二端面(8)，其特徵在於，從預成形的坯件(102)開始，至少所述外自由表面(10)保持不做加工。
2. 如權利要求l所述的滾珠隔離圈，其特徵在於，所述外自由表面(10)是圓錐形的。
3. 如權利要求1或2所述的滾珠隔離圈，其特徵在於，所述外自由表面(IO)軸向地定位在形成在所述第二端面(8)與所述窗口 (3)之間的環形輻板(13)的區域內。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的滾珠隔離圈，其特徵在於，所述外自由表面(10)大致延伸至由所述各窗口 (3)的側壁(15)限定的平面。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的滾珠隔離圈，其特徵在於，設有圓錐表面(ll)，所述圓錐表面的一側相切地鄰接於所述外球形控制表面(9)，而在另一側延伸至所述外自由表面(10)。
6. 如權利要求5所述的滾珠隔離圈，其特徵在於，所述外自由表面(10)相對於所述圓錐表面(11)向內縮一個臺階。
7. 如權利要求5或6所述的滾珠隔離圈，其特徵在於，所述外自由表面(10)平行於所述圓錐表面(11)延伸。
8. 如權利要求1或2所述的滾珠隔離圈，其特徵在於，所述外自由表面(10)軸向地延伸超過所述環形輻板(13)至進入所述窗口 (3)的區域內。
9. 如權利要求8所述的滾珠隔離圈，其特徵在於，所述外自由表面(10)相對於所述外球形控制表面(9)的切線向內縮一個臺階。
10. —種用於生產用於恆速萬向接頭的滾珠隔離圈的方法，包括以下工藝步驟提供預成形環形坯件(102)，所述坯件有外表面、內表面、第一端面和第二端面，其中所述外表面包括球形表面(109)和自由表面(10);機械加工所述球形表面(109)，以形成外球形控制表面(9)，其中所述自由表面(10)保持不做加工。
11. 如權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述預成形環形坯件(102)在其外側包括圓錐形表面(lll)，所述圓錐形表面(111)布置在所述外自由表面(10)與所述球形表面(109)之間並相切地鄰接於所述球形表面(109)，其中一起同時機械加工所述圓錐形表面(111)和所述球形表面(109)，其中通過機械加工所述圓錐形表面(111)而形成圓錐表面(11)。
12. 如權利要求10或11所述的方法，其特徵在於，如果在縱向剖面內看，在所述外自由表面(10)與所述圓錐表面(11)之間設有臺階(12)，其中所述外自由外表面(10)相對於所述圓錐表面(11)徑向地向內退縮。
13. 如權利要求10至12中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述預成形環形坯件(102)的所述內表面包括內自由形式的表面(116)和鄰接於所述內自由形式的表面(116)的擴寬表面(14)，其中，還設有另一工藝步驟機械加工所述內自由形式的表面(116)，由此形成內球形控制表面(16)。
14. 如權利要求10至13中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述擴寬表面(14)、所述第一端面(6)和所述第二端面(8)這三個表面中，至少一個表面，從所述預成形坯件(102)開始，保持不做加工。
15. 如權利要求10至14中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述內自由形式的表面(116)的軸向鄰接於所述內球形控制表面(16)的至少一部分，從所述預成形坯件(102)開始，保持不做加工。
16. —種恆速萬向接頭，包括外接頭部分(23)，所述外接頭部分(23)具有內引導表面(26)，在所述內引導表面(26)內形成有外滾珠導軌(27);內接頭部分(24)，所述內接頭部分(24)具有外凸形引導表面(31)，所述外凸形引導表面(31)內形成有縱向延伸的內滾珠導軌(32);多個扭矩傳遞滾珠(25)，所述滾珠(25)被引導在各由外滾珠導軌(27)和內滾珠導軌(32)組成的滾珠導軌內；如權利要求1至15中的任一項所述的滾珠隔離圈(2)，所述滾珠隔離圈(2)布置在所述外接頭部分(23)與所述內接頭部分(24)之間，其中所述各扭矩傳遞滾珠(25)接納在所述滾珠隔離圈(2)的所述各窗口 (3)內。
全文摘要
本發明涉及一種用於恆速萬向接頭的滾珠隔離圈。這種滾珠隔離圈包括用於接納扭矩傳遞滾珠(25)的多個圓周分布的窗口(3)，這些窗口(3)共同限定中心窗口平面(E)；圍繞第一中心(M1)的外球形控制表面(9)以及外自由表面(10)；圍繞第二中心(M2)的內球形控制表面(16)；其中，第一中心(M1)和第二中心(M2)各自定位在至中心窗口平面(E)一定軸向距離處；第一端面(6)和相反的第二端面(8)，其中從預成形的坯件(102)開始，至少圓錐形自由表面(10)保持不加工。
文檔編號F16D3/223GK101725644SQ20091020825
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月23日 優先權日2008年10月24日
發明者B·菲切特 申請人:Gkn動力傳動布倫耐克股份公司