具有密封裝置的同步萬向節的製作方法
2023-05-31 15:26:06 10
專利名稱：具有密封裝置的同步萬向節的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種同步/等速萬向節(Gleichlaufgelenk)，它具有內轂及外轂，在它們中各設置有多個彼此成對地配置的工作面，在這些工作面中接收有一些在保持架中被導向的用於在該內轂與該外轂之間傳遞轉矩的滾珠，該同步萬向節還具有用於至少在一側密封該同步萬向節的密封裝置。
背景技術：
這種同步萬向節例如安裝在機動車的縱軸或半軸中，並且必須在安裝之前或期間施加以理想的方式在該同步萬向節的整個工作壽命上保證良好的潤滑的潤滑劑。為了避免在工作期間潤滑劑從萬向節排出，並且同時避免汙垢顆粒或類似物的侵入，這種萬向節被密封。因此例如在DE 40 33 275C2中提出了一種用於旋轉型同步萬向節(Gleichlaufdrehgelenk)的膜片摺疊囊或波紋管/波紋膜盒，該膜片摺疊囊或波紋管以其朝著萬向節的外轂的邊緣固定在一薄板罩上，並且以其相對的邊緣裝配在與同步萬向節的內轂相連接的軸上。因此在萬向節裝配在該軸上期間或之後才實現了萬向節的密封。用於這種萬向節的裝配時間由此變長。此外有可能的是，在裝配前潤滑劑從萬向節排出或汙垢顆粒侵入到萬向節中。
由DE 36 03 389 C2也公開了一種類似的波紋管，該波紋管藉助於一薄板罩保持在萬向節外部件上並且具有卷邊部分，後者靠置在同萬向節內部件相連的軸上。使用這個波紋管，在該軸裝配在該萬向節內部件上後才可實現萬向節的密封。
DE 32 27 969 C2中公開了用於萬向聯軸器的密封裝置，該密封裝置具有膜片式的密封圈。該密封圈在此藉助於一夾緊箍固定在外半聯軸器上並且以其徑向內邊緣靠置在同內半聯軸器相連的軸上。該密封裝置被設計為膜片狀的盤，後者可具有多個徑向延伸的折皺部分。
目前用於機動車中的同步萬向節承受部分地高於每分鐘10000轉的非常高的轉速。因此，大的離心力作用在密封裝置上，這種離心力可同萬向節中出現的高的溫度一起導緻密封裝置過早地失效。因此例如可以是，膜片摺疊囊或波紋管在這樣高的轉速的情況下「膨脹」並爆裂。另一方面，膜片摺疊囊或波紋管也可能這樣地失效，即它由於離心力而同例如薄板罩或類似物的尖的或彎邊的區域相接觸。
發明內容
相比之下，本發明的目的是，提供一種具有開始所述類型的密封裝置的同步萬向節，該同步萬向節在裝配在軸上之前就被密封以避免異質顆粒的侵入或潤滑劑的排出。
該目的根據本發明主要這樣來實現，即密封裝置具有波紋管，該波紋管以其徑向外邊緣鉸接在外轂和/或包圍作用在該外轂上的攜動殼體上，並且以其徑向內邊緣位置固定地固定在該內轂上。該同步萬向節由此同該密封裝置一起構成一個封閉的或組合式的單元，該單元可以以該內轂直接插接在軸上。因此不需要用於在裝配期間或之後將該密封裝置固定在該軸上的附加的工作。同時，在運輸期間就避免了汙染物侵入到具有滾珠及保持架的位於內轂與外轂之間的區域中。必要時所設置的攜動殼體可以是軸的組成部分或者同該軸相連接。在根據本發明密封的萬向節中不必設置在傳統的萬向節中通常對於密封所必需的O型圈或類似附加的密封裝置，來獲得內轂與外轂之間的良好的密封效果。
根據本發明的第一實施形式，同步萬向節設計為固定型萬向節(Festgelenk)，其中波紋管具有至少一個折皺部分。在此情況下，多個折皺部分的波峰優選在該波紋管的位於鉸接在攜動殼體上的外邊緣與鉸接在內轂上的內邊緣之間的區段中基本上在一個平面中延伸，該平面相對於該內轂的軸線近似垂直地撐開。在沿著內轂的軸線的橫截面中，這些折皺部分由此在徑向方向上基本上彼此上下重疊，使得即使在高的轉速的情況下也不會出現波紋管的膨脹或鼓起。但這些折皺部分在此不必精確地位於一個平面中，而是可以在軸向方向上彼此稍微錯位，使得它們基本上彼此覆蓋。
在內轂與外轂之間的最大的運行偏轉角(Betriebsbeugewinkel)在根據本發明的固定型萬向節中可約為10°。在內轂與外轂之間的最大的安裝偏轉角可大於10°，例如約為15°。
根據本發明的另一個實施形式，同步萬向節設計為伸縮型萬向節(Verschiebegelenk)，其波紋管具有多個折皺部分，這些折皺部分中的至少兩個折皺部分在內轂的軸向方向上彼此挨著地設置。這些彼此挨著地設置的折皺部分可實現，在波紋管的密封效果在此不受影響的情況下使內轂相對於外轂移動。這些彼此挨著的折皺部分的數量在此與在運行中或在安裝期間出現的移動運動相關並且非定型設計地/按使用場合地被確定。
優選在根據本發明的伸縮型同步萬向節中，兩個相鄰的折皺部分的波峰以一個在約120°和約60°之間的角度彼此定向。由此，不同的折皺部分配置有不同的功能。因此，在軸向方向上彼此挨著地設置的折皺部分可補償內轂與外轂之間的軸向移動，而一個或多個在徑向方向上彼此挨著地設置的折皺部分可補償萬向節的偏轉。
在內轂與外轂之間的最大的運行偏轉角在根據本發明的伸縮型同步萬向節中優選約為3°，而最大的安裝偏轉角可約為8°。在內轂與外轂之間的在運行中允許的移動運動可在5mm與約90mm之間。波紋管的折皺部分的數量對於不同的萬向節則單獨地根據所需的移動運動及偏轉角變化。
為了固定波紋管，該波紋管在根據本發明的同步萬向節中優選以其徑向外邊緣被彎折到或夾緊到至少局部周向作用在外轂和/或攜動殼體上的罩中。波紋管的徑向外邊緣在此優選以確定的壓力被彎折，使得該波紋管一方面穩固地固定在該罩上，但另一方面在彎折或夾緊期間不被損壞。
可這樣地避免由於大的離心力而損壞波紋管，即所述罩具有從外轂伸出的近似圓柱狀的區段，該區段在內轂的軸向方向上延伸直到這樣的區域的附近，在該區域中，波紋管的徑向內邊緣固定在內轂上。該罩的圓柱狀的區段、略微錐狀的區段或成階梯狀的區域——它從外轂延伸出——用作接觸面，當波紋管由於高速旋轉的情況下的離心力而鼓突時，該接觸面同該波紋管相接觸。波紋管因此不與罩的銳稜的或尖的區域相接觸，而是靠置在一基本上平的面上，該面避免太強的膨脹及波紋管的損壞。在一個固定型同步萬向節中，罩的從外轂伸出的區域被設計得相對地短，因為波紋管的折皺部分在徑向方向上基本上彼此上下重疊。但在伸縮型同步萬向節中，罩的這個區域從外轂伸出得明顯遠。
波紋管的內邊緣可藉助於卡圈、粘結劑、彈簧環或類似物這樣地固定在內轂上，使得該內邊緣在運行中位置固定地保持在內轂上。但對於修理或維護工作，波紋管的內邊緣可從內轂分離，並且即使在運行中出現負荷的情況下也不可在內轂上移動。因此可避免潤滑劑的排出或汙物的侵入。作為對此的替換方案也可以是，使波紋管的徑向內邊緣這樣地固定在內轂上，即在該邊緣中硫化有一個薄板環，並且波紋管的該內邊緣通過壓配合即在應力下套裝到內轂上。
優選波紋管由橡膠或其它合適的材料例如由橡膠形式的塑料構成，它具有高於65肖氏硬度值的硬度，例如具有約70肖氏硬度值的硬度。由于波紋管的材料的這種硬度，波紋管的負載能力提高，並且運行中所出現的變形受到限制。
在本發明構思的進一步構型中，在同步萬向節的背對波紋管的側上設置有一封閉蓋。該封閉蓋例如可密封地壓入到攜動殼體中，由此同步萬向節通過該封閉蓋及波紋管在兩側封閉。因此不需在根據本發明的同步萬向節上設置O型環或類似附加的密封件。
通過從罩伸出的區段就很好地保護了根據本發明的萬向節的波紋管以避免(齧咬)損壞(Marderbissen)等。還可這樣地實現可靠性的提高以避免這種損害，即波紋管設置在萬向節的變速機構側或差速機構側，並且外轂和/或攜動殼體與軸相連接。該波紋管因此——例如在萬向節安裝到機動車縱軸中時——不朝著該軸，而是朝著萬向節的變速機構側或差速機構側，使得由於該變速機構的結構空間而僅有一個較小的可能會損壞的作用面。此外，通過其上固定有波紋管的內轂的變速機構側或差速機構側的連接實現了固定在外轂或攜動殼體上的軸的更好的對中。
下面藉助於一些實施例並參照附圖詳細描述本發明。附圖表示圖1具有密封裝置的固定型同步萬向節的橫截面視圖，及圖2具有密封裝置的伸縮型同步萬向節的局部的橫截面視圖。
具體實施例方式
圖1中所示出的同步萬向節設計為固定型萬向節1，它具有內轂2及外轂3。在內轂2及外轂3中各設置有彼此成對配置的工作面4或5，一些滾珠6被接收在這些工作面中。這些滾珠6在保持架7中被導向。為此，保持架7對應於這些滾珠的數量具有一些在其圓周上分布的窗孔。
為了連接在從動軸或驅動軸上，內轂2具有中央的開口，該開口設置有一用於轉矩傳遞的型廓8。內轂2可以以此方式為了裝配萬向節而例如插接在變速機構或差速機構的(未示出的)軸頸上，由此可實現該萬向節的特別良好的對中。
外轂3在所示出的實施形式中由攜動殼體9構成傳力鏈地或形狀鎖合地包圍作用。這個攜動殼體9又可以以其在該視圖右側的端部以合適的方式與一軸相連接，例如通過焊接與一空心軸相連接。
為了密封同步萬向節1，在攜動殼體9中安裝有封閉蓋10。該封閉蓋10例如在外轂3安裝到攜動殼體9中時被壓入在外轂3與攜動殼體9的一肩之間。封閉蓋10由此這樣密封地配合在攜動殼體9中，使得在無需考慮附加的密封元件的情況下就可避免汙垢顆粒侵入到萬向節1中或避免潤滑劑的損失。
在同步萬向節1的在該視圖左側的側上設置有波紋管11。波紋管11具有徑向內邊緣11a，該徑向內邊緣藉助於粘結劑12固定在內轂2上。在此，該粘結劑12使波紋管11的內邊緣11a這樣地固定在內轂2上，使得該波紋管在同步萬向節1工作時不在該內轂上滑動。波紋管11的徑向外邊緣11b藉助於一個彎折部分14固定在一個包圍作用在攜動殼體9及外轂3上的罩13上。另外，罩13具有從外轂3伸出的區段13a，該區段連接在彎折部分14上。區段13a基本上設計為圓柱狀的，並且在安裝位置中在內轂2的軸向方向上延伸直到這樣的區域附近，在該區域中，波紋管11藉助於粘結劑12固定在內轂2上。由此，當波紋管11由於離心力而被徑向向外壓時，區段13a構成了用於該波紋管的基本上平的接觸面。
波紋管11在所示出的實施形式中具有兩個折皺部分15，這些折皺部分在徑向方向上基本上彼此挨著。這些折皺部分15的波峰彼此僅稍微錯位並且近似地位於一個平面中。因為罩13的區段13a延伸直到這樣的區域中，在該區域中，波紋管11固定在內轂2上，所以，罩13的區段13a包圍作用在這些折皺部分15。由此保證了，這些折皺部分15即使在萬向節1的轉速高的情況下充其量與區段13a的平的內表面而不是與它的背對外轂3指向的稜相接觸。
圖2中示意出了伸縮型萬向節1′，其中出於清楚起見僅示出了內轂2′及攜動殼體9′。攜動殼體9′局部由一罩13′包圍作用，波紋管16的徑向外邊緣16b藉助於彎折部分14固定在該罩中。波紋管16的徑向內邊緣16a以上面描述的方式藉助於粘結劑12這樣地固定在內轂2′上，使得該內邊緣在工作時不在內轂2′上移動。
在所示出的實施形式中，波紋管16具有三個折皺部分17，這些折皺部分在伸縮型萬向節1′的軸向方向上彼此挨著地設置。另外，在該波紋管16中設置有一個折皺部分18，該折皺部分的波峰基本上垂直於所述折皺部分17的波峰延伸。這些折皺部分17在此用於補償內轂2′相對於(未示出的)帶有攜動殼體9′的外轂的軸向的移動。而所述折皺部分18用於補償內轂2′與該外轂之間的偏轉角。
如上面參照圖1所描述的，在圖2中所示出的實施形式中罩13′的一個區段13a′也從所述彎折部分14延伸離開外轂。這個區段13a′在安裝位置中一直伸到這樣的區域的附近，在該區域中，波紋管16的徑向內邊緣16a固定在內轂2′上。該區段13a′在此構成平壁接觸部分，所述折皺部分17的波峰可在伸縮型萬向節1′高轉速的情況下與該接觸部分相接觸。
除了在圖中所示出的近似圓柱狀的區段13a或13a′外，這個區段也可略微錐狀地或成階梯形式地錯位地延伸，其中朝著波紋管的內表面儘可能無銳邊或凸起地被設計。
參考標號表1 固定型同步萬向節1′ 伸縮型同步萬向節2、2′內轂3 外轂4 內轂的工作面5 外轂的工作面6 滾珠7 保持架8 內型廓9、9′攜動殼體10封閉蓋11波紋管11a 波紋管的徑向內邊緣11b 波紋管的徑向外邊緣12粘結劑13罩13a、13a′罩的區段
14彎折部分15折皺部分16波紋管16a 波紋管的徑向內邊緣16b 波紋管的徑向外邊緣17折皺部分18折皺部分
權利要求
1.一種同步萬向節，具有內轂(2，2′)及外轂(3)，在該內轂及外轂中各設置有多個彼此成對地配置的工作面(4，5)，在這些工作面中接收有一些在保持架(7)中被導向的用於在該內轂(2，2′)與該外轂(3)之間傳遞轉矩的滾珠(6)，該同步萬向節還具有用於至少在一側密封該同步萬向節(1，1′)的密封裝置(10，11，16)，其特徵在於該密封裝置具有波紋管(11，16)，該波紋管以其徑向外邊緣(11b，16b)鉸接在該外轂(3)和/或包圍作用在該外轂上的攜動殼體(9，9′)上，並且以其徑向內邊緣(11a，16a)位置固定地固定在該內轂(2，2′)上。
2.根據權利要求1的固定型同步萬向節，其特徵在於該波紋管(11)具有至少一個折皺部分(15)。
3.根據權利要求2的固定型同步萬向節，其特徵在於所述至少一個折皺部分(15)的波峰在位於鉸接在攜動殼體(9)上的外邊緣(11b)與鉸接在內轂(2)上的內邊緣(11a)之間的區段中基本上在一個平面中延伸，該平面相對於該內轂(2)的軸線近似垂直地撐開。
4.根據權利要求2或3的固定型同步萬向節，其特徵在於在內轂(2)與外轂(3)之間的最大的運行偏轉角約為10°，並且最大安裝偏轉角大於10°。
5.根據權利要求1的伸縮型同步萬向節，其特徵在於該波紋管(16)具有多個折皺部分(17，18)，這些折皺部分中的至少兩個折皺部分(17)在內轂(2′)的軸向方向上彼此挨著地設置。
6.根據權利要求5的伸縮型同步萬向節，其特徵在於兩個相鄰的折皺部分(17，18)的波峰以一個在約120°和約60°之間的角度彼此定向。
7.根據權利要求5或6的伸縮型同步萬向節，其特徵在於在內轂(2′)與外轂之間的最大的運行偏轉角約為3°，而最大的安裝偏轉角約為8°。
8.根據權利要求5至7之一的伸縮型同步萬向節，其特徵在於在內轂(2′)與外轂之間的在運行中允許的移動行程在5mm與90mm之間。
9.根據上述權利要求之一的同步萬向節，其特徵在于波紋管(11，16)的徑向外邊緣(11b，16b)被彎折到或夾緊到至少局部包圍作用在外轂(3)和/或攜動殼體(9，9′)上的罩(13，13′)中。
10.根據權利要求9的同步萬向節，其特徵在於該罩(13，13′)具有從外轂(3)延伸出的近似圓柱狀的區段(13a，13a′)，該區段在安裝位置在內轂(2，2′)的軸向上延伸直到這樣的區域的附近，在該區域中，波紋管(11，16)的徑向內邊緣(11a，16a)固定在內轂(2，2′)上。
11.根據上述權利要求之一的同步萬向節，其特徵在于波紋管(11，16)的徑向內邊緣(11a，16a)藉助於卡圈、粘結劑(12)和/或彈簧環在運行時位置固定地固定在內轂(2，2′)上。
12.根據權利要求1至10之一的同步萬向節，其特徵在於在波紋管(11，16)的徑向內邊緣(11a，16a)中硫化有薄板環；並且波紋管(11，16)的該徑向內邊緣(11a，16a)通過壓配合在應力下套裝到內轂(2，2′)上。
13.根據上述權利要求之一的同步萬向節，其特徵在于波紋管(11，16)由橡膠或橡膠形式的塑料構成，它具有約70肖氏硬度值的硬度。
14.根據上述權利要求之一的同步萬向節，其特徵在於在背對波紋管(11，16)的側上設置有封閉蓋(10)。
15.根據權利要求14的同步萬向節，其特徵在於該封閉蓋(10)密封地壓入到攜動殼體(9，9′)中。
16.根據上述權利要求之一的同步萬向節，其特徵在于波紋管(11，16)設置在萬向節的變速機構側或差速機構側，並且外轂(3)和/或攜動殼體(9，9′)與軸相連接。
全文摘要
本發明涉及一種同步萬向節(1，1′)，它具有內轂(2，2′)及外轂(3)，在它們中各設置有多個彼此成對地配置的工作面(4，5)，在這些工作面中接收有一些在保持架(7)中被導向的用於在該內轂與該外轂之間傳遞轉矩的滾珠(6)。為了密封該同步萬向節設置有密封裝置(10，11，16)，該密封裝置具有波紋管(11，16)。該波紋管在此以其徑向外邊緣(11b，16b)鉸接在該外轂(3)和/或包圍作用在該外轂上的攜動殼體(9，9′)上，而徑向內邊緣(11a，16a)位置固定地固定在該內轂(2，2′)上。
文檔編號F16D3/84GK1846078SQ200480025119
公開日2006年10月11日 申請日期2004年8月31日 優先權日2003年9月1日
發明者M·尼德許夫納, C·迪塞爾 申請人:軸成型工程有限公司