恒速万向接头的滚珠隔离圈及其生产方法

专利名称：恒速万向接头的滚珠隔离圈及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种用于恒速万向接头的、更具体是用于双偏置接头型式的恒速滑动
接头的滚珠隔离圈，以及这种滚珠隔离圈的生产工艺，并涉及一种具有这种滚珠隔离圈的 恒速万向接头。
背景技术：
恒速万向接头是当今技术状态下众所周知的，其包括外接头部分，它有多个圆周 分布并纵向延伸的内导轨；多个扭矩传递滚珠，每个滚珠被引导在由外导轨和内导轨组成 的一对导轨内；以及滚珠隔离圈，其具有圆周分布的窗口，用于接纳所述滚珠。在铰接这种 接头时，各滚珠与导轨和滚珠隔离圈协作，构成角度二等分平面。 从文件DE 10 2005 059 696 Al得知有一种用于恒速滑动接头的滚珠隔离圈，它 是用预成形的坯件生产的。这种预成形的坯件的外侧包括圆锥形表面和球形表面。在进行 硬化处理之前，以切削成形方式机械加工圆锥形表面，并在硬化处理之后，以切削成形方式 机械加工球形表面。

发明内容
本发明的目的提出一种用于恒速滑动接头的改进的滚珠隔离圈，其不仅能够有利 地利用材料，而且其生产是低成本高效益的。此外，本发明的目的还有提出这种改进的滚珠 隔离圈的一种生产工艺。最后，还提出一种改进的具有这样的滚珠隔离圈的恒速万向接头。
本发明的目的将通过提供一种这样的用于恒速万向接头的滚珠隔离圈来达到，其 包括用于接纳扭矩传递滚珠的多个圆周分布的窗口，其中，这些窗口共同限定中心窗口平 面E ;围绕第一中心M1的外球形控制表面，以及外自由表面；围绕第二中心M2的内球形控 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 —定轴向距离处； 布置在相反两侧的第一端面和第二端面；其中，至少外自由表面，从预成形坯件开始，保持 不做机械加工。 优点在于，最多只有球形控制表面需要机械加工，而外自由表面完全保持不做机 械加工。以这种方式，可以减少一个加工步骤，这有利于节省生产时间和生产成本。这种滚 珠隔离圈的外表面只有一部分需要进行机械加工，所以需要机械加工的表面减少了，这又 有利于降低加工机具的磨损。在本文中，机械加工是指诸如车削或磨削之类的切削加工，以 及诸如辊轧成形之类的非切削成形加工。可以在硬化处理之前，用适当的加工工艺，具体地 说，用车削工艺或辊轧成形工艺，对球形控制表面进行机械加工。但是，也可在硬化处理之 后，用适当的加工步骤，例如磨削或硬质车削，进行机械加工。外自由表面起始于端面，且 优选地终止于邻接的环形辐板区域与中心窗口平面区域之间。考虑这种接头的最大铰接角 度，可将自由表面的端部定位在上述两个区域之间的每个中间区域。 本发明的滚珠隔离圈特别适用于这样的恒速万向接头，其中，在滚珠隔离圈处设 有具有控制功能的主功能表面和相对于所述主功能表面偏置的的没有使用功能的副表面。更具体地说，这些接头是滑动接头，例如，具有平行的滚珠导轨的双偏置滑动接头或具有交叉的滚珠导轨的VL滑动接头。但是，在原理上，本发明的滚珠隔离圈也可用在固定接头里，在这种接头中，滚珠隔离圈的功能表面和没有操作功能的副表面是分开的。在这种情况中，也能达到上述縮短生产时间和延长机具寿命的优点。 外自由表面优选地是圆锥形的，但也不排斥其它外部轮廓，诸如纵向剖面为凸形的自由表面。根据第一实施例，外自由表面轴向地终止于第一环形辐板内，而后者是形成在第二端面和窗口之间。外自由表面优选地邻接于圆锥表面，而这个圆锥表面又相切地邻接于球形控制表面。如果在纵向剖面内观看，相对于圆锥表面，圆锥形自由表面是径向地向内退縮的，并且这两个表面之间形成台阶来提供过渡。这种设计可确保各窗口分别被完全定位在球形控制表面的区域和圆锥表面的区域内。各窗口的靠近滚珠隔离圈第二端的轴向侧壁定位在圆锥表面的区域内，这个圆锥表面区域与自由表面相比有较大的径向延伸。这样做的有点在于，在接头被径向铰接时，各滚珠可得到窗口侧面给予的更精确的侧向引导。在优选实施例中，圆锥形自由表面从第一端面起始一直延伸到就在由各窗口的侧壁限定的平面之前的位置。这样，可使自由表面特别大，且相应地，使圆锥表面特别小，因此这个必须机械加工的表面也就特别小。圆锥表面相切地变化到球形控制表面。于是，可以一起同时加工这两个表面，外自由表面提供退刀空间。优选的是，由圆锥形自由表面和圆锥表面与纵向轴线形成的两个角度是大小相等的，换言之，如果在纵向剖面内观看，圆锥表面的切线和圆锥形自由表面的切线是互相平行的。 根据第二实施例，外自由表面轴向延伸超过第一环形辐板而进入窗口区域内，并在那里，它邻接于球形控制表面。提出该外自由表面最好也是圆锥形的，并且，相对于球形控制表面，向内退縮一个台阶。其优点在于，可为机械加工球形控制表面提供退刀空间。如果外自由表面轴向地延伸进入窗口的靠近第二端面的轴向侧壁与中心窗口平面之间的区域内，那么球形控制表面与外自由表面之间的关系是特别有利的。因此，圆锥形自由表面变得相对较大，而需要加工的球形控制表面变得相对较小，这对生产时间、机具使用寿命、进而生产成本都有有利的影响。 根据另一实施例，在原理上可以设想，就必须符合的制造公差要求不太严格的滚珠隔离圈而言，或就预成形的坯件有特别高的尺寸精确度而言，完全可以取消对外表面的加工要求，即，从预成形的坯件开始，滚珠隔离圈的外表面完全不必加工，这特别有利于节省生产时间和生产成本。在这样的情况中，坯件和加工完成的滚珠隔离圈都可以包括优选的圆锥形外自由表面，让它无台阶地也就是相切地邻接于球形控制表面，或者让它相对于球形控制表面径向地向内退縮。 根据另一有利的实施例，滚珠隔离圈，在其邻接于内球形控制表面的区域内，包括无切槽扩宽表面，该扩宽表面尺寸朝向开孔逐渐增大。该扩宽表面构成在装配完成的状态没有任何功用的副表面，所以最好是一直保持不做加工。这个扩宽表面，从滚珠隔离圈的开孔起始，优选地包括内圆柱形部分，该部分像圆弧那样地变成向内突出的过渡部分，而这个过渡部分邻接于内球形控制表面。 上述目的也通过提供用于恒速万向接头的特别是恒速滑动接头的滚珠隔离圈的生产方法来达到，该方法有以下加工步骤提供有外表面、内表面、第一端和第二端的预成形的环形坯件，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，根据本发明生产的滚珠隔离圈具有上面已经提到的优点可实现快速的成本效益高的生产过程，其中，至少一个圆锥形自由表面一直保持不做加工，因而可节省生产时间。提出仅加工功能表面，而那些副表面保持不做加工。加工球形表面的工艺过程可以是切削成形和非切削成形生产方法。例如，球形表面，从预成形的坯件开始，可以保持不做加工，等到硬化处理之后，再进行硬质加工，诸如进行磨削或车削。在本文中，硬质加工是指在硬化处理之后进行的加工过程。但是，对球形表面，也可在对其进行硬化处理之前，进行车削或辊轧成形加工。在这样的情况中，优选的是，在硬化处理之后，不再对球形控制表面进行机械加工。如前所述，外自由表面优选地是圆锥形的。 根据第一实施例，预成形的环形坯件包括圆锥形表面，其布置在外自由表面和球
形表面之间并相切地邻接于球形表面。圆锥形表面与球形表面一起同时机械加工，而轴向
地邻接于圆锥形表面的外自由表面保持不做加工。在机械加工过程中，把坯件的圆锥形表
面加工成圆锥表面，以及把坯件的球形表面加工成滚珠隔离圈的球形控制表面。 根据第二实施例，外自由表面进一步轴向地延伸进窗口区域内并直接邻接于球形
控制表面。在该实施例中，只需加工球形控制表面，而外自由表面保持不做加工。由于外自
由表面较大而球形控制表面较小，所以可进一步节省加工所需的生产时间，延长加工机具
的使用寿命。外自由表面较佳地相对于球形控制表面径向地向内退縮，因而它们之间形成
一个台阶。 坯件的内表面优选地包括内自由形式的表面和邻接的扩宽表面，对此，提供再一
个加工步骤，S卩，加工内自由形式的表面，在这个加工步骤中，形成内球形控制表面。 为了实现快速而高效的生产过程，如果从预成形的坯件开始就一直保持不加工扩
宽表面，那将是有利的。优选的是，从预成形的坯件开始，第一端面和/或第二端面保持不
做加工。此外，为节省生产时间，如果从预成形的坯件开始，对内自由形式的表面的轴向地
邻接于内球形控制表面的两部分中的至少一部分，就一直保持不做加工，那将是有利的。根
据生产过程，坯件的内自由形式的表面在原理上可包括任何轮廓。为了能容易地取下成形
工具，如果内自由形式的表面，至少其某些区域，包括些许模锻倾斜度，那将是有利的。 根据较佳实施例，坯件的内自由形式的内表面包括沿圆周分布且纵向延伸而终止
于扩宽表面的多个键槽。这些键槽圆周地布置在当滚珠隔离圈处于加工完成状态时各窗口
所在的区域内。这些键槽朝向各窗口对准，且扩宽表面允许轴向地安装内接头部分。此外，
在窗口区域，可节省在任何情况中为加工出窗口都必须去除的材料。在相邻两个键槽之间
的圆周方向设有纵向辐板，这些辐板在加工完成状态构成内接头部分的止挡面。 还有，本发明的目的可通过提供一种恒速万向接头特别是恒速滑动接头来达到，
这种接头包括外接头部分，它的内引导表面形成有外滚珠导轨；内接头部分，它的外凸形
引导表面上形成有纵向延伸的内滚珠导轨；扭矩传递滚珠，它们工作在由外滚珠导轨和内
滚珠导轨构成的各滚珠导轨内；如以上任一实施例所述的滚珠隔离圈，该滚珠隔离圈被布
置在外接头部分与内接头部分之间，其中，各扭矩传递滚珠被接纳在滚珠隔离圈的各窗口内。 这种恒速万向接头优选地设置成恒速滑动接头的形式并包括在外接头部分上的内圆柱形引导表面和在内接头部分上的球形引导表面。这种滚珠隔离圈可以根据上述任一实施例进行设计，都可达到上述优点。通过不对称地布置中心窗口平面，使滑动距离保持不变，这可减小外接头部分的轴向长度，还可减轻外接头部分的重量，以及节省生产时间。


下面，将参照附图解释本发明的各优选实施例，各附图中
图1示出本发明的用于双偏置滑动接头的滚珠隔离圈，其中，
a)是穿过两个彼此相对的辐板的纵向剖面；
b)是横向剖面 c)是穿过两个彼此相对的窗口的纵向剖面；
d)是图lc)中的局部D的放大详图。 图2示出用于生产本发明的如图1所示的滚珠隔离圈的预成形坯件，其中，
a)是沿着图2b)中的剖切线A-A的纵向剖面；
b)是沿着图2a)中的剖切线B-B的横向剖面；
c)是沿着图2b)中的剖切线C-C的纵向剖面；
d)是图2a)中的局部D的放大详图。 图3示出用于生产本发明的如图l所示的滚珠隔离圈的预成形坯件的替代实施例，其中， a)是沿着图3b)中的剖切线A-A的纵向剖面；
b)是沿着图3a)中的剖切线B-B的横向剖面；
c)是沿着图3b)中的剖切线C-C的纵向剖面；
d)是图3a)中的局部D的放大详图。 图4示出从图2或图3的预成形坯件开始的生产过程中的本发明的滚珠隔离圈，其中， a)是内部车削加工之后； b)是已经加工出窗口的车削过的零件穿过辐板的纵向剖面； c)是已经加工出窗口的车削过的零件沿着图4b)中的剖切线C-C的横向剖面； d)是外部和内部硬质加工之后。 图5仅以半个纵向剖面示出本发明的用于双偏置滑动接头的滚珠隔离圈的第二实施例。 图6示出本发明的双偏置恒速滑动接头，其具有本发明的如图5所示的滚珠隔离圈。
具体实施例方式
图i示出用于呈恒速滑动接头形式的恒速万向接头的滚珠隔离圈2，对这种接头
下面有更详细的图示。这种恒速滑动接头包括带有内圆柱形引导表面的外接头部分、带有
外球形引导表面的内接头部分、以及用于接纳各扭矩传递滚珠的滚珠隔离圈。 滚珠隔离圈2是环形形状并围绕转动轴线X延伸，并包括用于接纳扭矩传递滚珠
的沿圆周分布的多个窗口 3、以及布置在每两个相邻窗口 3之间的沿圆周形成的各辐板4。
窗口 3的数目取决于要用的扭矩传递滚珠的个数并且通常是6个或8个。各窗口 3共同限定中心窗口平面E，各滚珠被保持在这一平面内。在这种接头被铰接时，该平面构成内接头 部分与外接头部分之间的角度二等分平面。可以看到，在中心窗口平面E与第一端面6之 间延伸的第一部分5比在中心窗口平面E与第二端面8之间延伸的第二部分7轴向短，第 二端面8与第一端面6方向相反。在这种双偏置接头要求的滑动距离保持为相同时，滚珠 隔离圈2的该实施例可使外接头部分的轴向长度縮短，这也可减轻重量。
滚珠隔离圈2包括外球形控制表面9，其直接接触外接头部分的内圆柱形引导表 面，并在第一部分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 类似的桶形表面。球形控制表面9相切地邻接于圆锥表面11。圆锥表面ll的锥度近似地 对应于恒速滑动接头的最大铰接角度的一半。圆锥表面ll直接相切地邻接于球形控制表 面9。圆锥表面11向第二端面8延伸，略微超过由窗口 3的与第二隔离圈部分7关联的侧 向引导表面15限定的平面。由于圆锥表面11延伸进窗口 3的轴向两端的区域内，侧向引 导表面15可被径向地加宽，因此，当接头被铰接时，各滚珠可得到特别好的径向支承。
圆锥表面ll邻接于外自由表面IO，后者优选的是圆锥形表面并且相对于圆锥表 面ll径向地向内退縮。圆锥形自由表面10的锥度优选地对应于圆锥表面11的锥度。也 就是，圆锥表面11的切线平行于圆锥形自由表面IO延伸。圆锥表面ll和圆锥形自由表面 10之间形成一个过渡形式的连续台阶12，这尤其可从图ld看清楚。台阶12在轴向邻接于 一个由各窗口 3的接近于第二端面8布置的的轴向侧表面15限定的平面。这样，台阶12 就是定位在形成于第二端面8与窗口 3之间的环形辐板13的区域内。
由于该设计，与第二端面8关联的侧表面15仍是定位在圆锥表面11的区域内。这 样的有点在于，由于相对于自由表面径向突出的这个表面，各窗口里的滚珠在接头出现大
角度的铰接时仍可得到很好的引导。总之，本发明的带有圆锥形自由表面io的滚珠隔离圈
的优点在于自由表面IO不必进行机械加工。这样，可节省加工时间并延长加工机具的使用
寿命。而且，在生产过程中，自由表面io可用作加工工具例如砂轮和车削车刀的退刀部分。
由于圆锥表面11是起始于球形控制表面9，它就可终止于窗口平面背后一个较短距离，而 自由表面IO特别大。 滚珠隔离圈2在其内侧包括凹面的内球形控制表面16，用于相对于内接头部分的 引导表面引导滚珠隔离圈2。内球形控制表面16在第二隔离圈部分7和第一隔离圈部分 5的一部分上延伸。近似地位于外球形控制表面9的直径最大区域内的该内球形控制表面 16邻接于扩宽表面14，后者朝向孔扩宽了隔离圈环并包括凹面的过渡区域17以及内圆柱 形表面18。 外控制表面9包括一个最大外径，其和内球形控制表面16的最大内径分别位于中 心窗口平面E的两侧，但它们至该平面的轴向距离相同。这两个控制表面的两个最大直径 的这种偏置给这种接头提供了名称，即双偏置接头。 下面将参照图2说明用于生产本发明的滚珠隔离圈2的预成形的坯件。与图1中 相同的详细结构用相同的附图标记，但把附图标记数字加上100。 可以看到，坯件102已基本上具有机械加工完成的滚珠隔离圈2的轮廓。提供的 坯件102是精确的坯件，就是说，这种坯件是用高精度固体成形工艺例如模锻预成形的。固 体成形工艺例如可以是冷成形或热成形。冷成形，其操作温度低于再结晶温度，可达到非常 高的尺寸精确度、相当高的形状精确度和较高的表面质量。而且，冷成形工艺的优点在于，其可使坯件达到很高的强度值。与冷成形相比，热成形工艺有更多的成形可能性，但尺寸精 确度不是太好。 坯件102是环形的，并包括第一轴向端面6、沿相反方向延伸的第二轴向端面108、 外表面和内表面。外表面从第一端面起始包括球形表面109、与之相切地邻接的圆锥形表面 111、以及邻接的优选的圆锥形自由表面10。 内表面从第一端面6起始包括一个有较大内径的圆柱形表面18、邻接的圆锥形过 渡部分17、以及与之邻接的内径较小的内自由形式的表面116。从内自由形式的表面116 轴向地向内的区域内，已成形有纵向延伸并终止于圆柱形表面18的各键槽19。该自由形式 表面的纵向轮廓取决于模锻或成形工艺。该内自由形式表面是优选的大致圆柱形的。各键 槽19沿着圆周方向布置在各窗口在加工完成状态所在的位置。这样，能够节省窗口区域的 材料，不然，对于窗口的形成，这些材料在任何情况中都是必须要切削成形去除的。在接下 去的阶段，与窗口和扩宽表面14对准的键槽19，就可进行内接头部分的轴向安装。
图3示出可用于生产本发明的滚珠隔离圈2的预成形坯件的第二实施例。图3所 示的坯件基本上对应于图2所示的坯件，因此，对于共同的特征结构，参照以上的说明。与 图2中相同的或互相对应的部件采用相同的附图标记，但加上下标3。下面说明它们之间的 主要不同点。 预成形的坯件的本实施例的特征在于，内自由形式的表面1163包括多个组成部 分。从图3d可清楚地看到，如果沿穿过辐板区域的纵向剖面里观看，自由形式的表面1163， 从端面1083起始，首先包括圆柱形端部116/ ，再向内看，与之邻接的是过渡部分1163"，再 向内，后者又变成了中心部分1163"'。如果在纵向剖面里看，过渡部分1163"优选地是凹面 的。中心部分1163"'轴向地延伸近乎达到在接下去的加工步骤中邻接于内球形控制表面 163的区域。邻接于中心部分1163'"的是由过渡表面173和圆柱形表面183构成的扩宽表 面143。在位于辐板区域之间的圆周部分内，形成有在自由形式表面1163上的各键槽193， 在接下去的阶段中，窗口将形成在这里。图2所示的坯件优选的是用冷成形来制造，而本实 施例的坯件优选的是用热成形来制造。 下面将参照图4来说明从图2或图3所示的坯件开始生产本发明的滚珠隔离圈2 的各个加工步骤，图4中，相同的细节给予与图1-3中相同的附图标记。
在与第一端面6关联的端部夹住坯件102，并在随后的加工步骤中对其进行车削 加工。在车削加工过程中，只车削端面108和内自由形式的表面116，端面118车削后形成 端面8，且内自由形式的表面116车削加工后形成内球形控制表面16。其余的表面，即球形 外表面109、圆锥形表面111、端面6以及由圆柱形表面18和过渡表面17构成的扩宽表面 14从一开始就保持不做加工。 图4a示出经车削加工后的工件102'，在这一车削过程中，内球形表面16连同轴向 邻接的圆柱形表面(未给予附图标记)以及第二端面8都加工出来了。经加工的表面用粗 线表示。 车削加工后，对滚珠隔离圈进行铣削加工，借以加工出窗口。图4b)和4c)示出经 铣削后的滚珠隔离圈102"，示出了圆周分布的各窗口 3。在完成铣削之后，将滚珠隔离圈2 进行硬化处理。 硬化处理之后，对尚未加工的外球形表面109连同邻接的圆锥形表面111进行机械加工，车削或磨削都是适当的加工方法。在硬化处理之后，还要对内球形表面116进行精 加工，于是得到球形控制表面16。经过精加工的外表面和内表面在图4d中用粗线表示，该 图示出完成的滚珠隔离圈2。在硬质加工过程中，用切削成形加工去除作为球形表面109和 圆锥形表面lll上的公差而留在坯件上的多余材料。公差只有十分之几毫米。外球形控制 表面9和直接相切地邻接的圆锥表面11都是通过精密机械加工而形成的。圆锥形自由表 面IO从坯件开始直到结束都保持不做加工。这样做的有点在于，需要加工的表面和生产时 间都减少了，加工机具的使用寿命因而也可延长。 在内侧，通过对自由形式的表面116进行精密机械加工而形成内球形控制表面 16。另一方面，第一端面6和扩宽表面14保持未被加工直到结束，这意味着减少了生产步 骤。图1中也示出加工完成的滚珠隔离圈2，这里也参照该图进行说明。可以看到，内球形 控制表面16在其内径最大的区域被圆柱形表面20打断。在接头的工作状态，所述圆柱形 表面20允许内接头部分相对于滚珠隔离圈2轴向地位移，因此出现在驱动链里的任何振动 都将被隔断。 不言而喻，本文描述的生产工艺代表一种优选的处理方法。但是，在原理上，可以 想象出其各种改型。例如，只要精确成形的坯件的公差有足够高的精度，从精确生产的坯件 开始，外球形表面109连同相切地邻接的圆锥形表面111完全可以保持不做加工。还可设 想，从精确预成形的坯件开始，第二端面8可始终保持不做加工。 图5表示出本发明第二实施例的滚珠隔离圈25，其基本上对应于图1和图4分别 示出的滚珠隔离圈，因此，对于共同的特征结构，将参照上述说明。图5中，与图l和图4中 相同或对应的细节将给予相同的附图标记，但加一个下标5。下面，仅说明相应的不同点。
这一实施例相对于图1所示的实施例的改进在于，没有设置圆锥表面。取而代之， 外自由表面105明显地较长并轴向地延伸至进入窗口 35的区域。圆锥形自由表面105直接 邻接于外球形控制表面95，并有一个连续的台阶125形成在这两个表面之间。在这一实施 例中，外自由表面105与球形控制表面95之间的该过渡近似定位在中心窗口平面E与一个 垂直地位于转动轴线X上并包含第二中心M2的平面之间。 一般地说，台阶125的轴向位置 取决于接头铰接的最大角度。就滚珠隔离圈25而言，这意味着，球形控制表面95向台阶125 的包络线对应于至少半个接头铰接角。 本实施例的优点在于，需要机械加工的外表面95再一次被减小了，这可縮短生产 时间并延长加工机具的使用寿命。另外，生产工艺对应于结合图4说明的那些做法，因此， 对于这些内容参照上述说明。同样，在这一情况中，也可以设想改变上述加工步骤，例如，只 要精确预生产的坯件的公差足够精确，从精确预生产的坯件开始，外球形表面109完全可 以保持不做加工。 举例来说，图6示出本发明的恒速滑动接头22，它有外接头部分23、内接头部分 24、图5所示实施例中的本发明滚珠隔离圈25、以及在滚珠隔离圈25的相关窗口 3内被保 持在公共平面E内的各扭矩传递滚珠25。外接头部分23包括内圆柱形引导表面26，滚珠 隔离圈25的球形控制表面95接触该引导表面并被引导于其内。而且，外接头部分23包括 多个圆周分布且纵向延伸的外导轨27，这些导轨在外接头部分23的主要部分上延伸到开 口端28。 在与开口端28相反的那一端，外接头部分23封闭成像吊钟那样的形状并因而包括基部29，形成在该基部上的轴颈用于传递扭矩。内接头部分24包括带有若干纵向齿30 的孔，纵向齿内插入有带有对应互补齿的轴颈，以进行传递扭矩。此外，内接头部分24包括 外球形表面31，其通过圆周分布且纵向延伸的内导轨32接触滚珠隔离圈25的球形内表面 165。每个扭矩传递滚珠25各自被引导在由内导轨32和外导轨27形成的一对导轨内。滚 珠隔离圈25的圆柱形表面18形成较大的内孔33，其伸向外接头部分的基部29，并且为了 装配的目的，其直径大于内接头部分24的外径。在相反侧，滚珠隔离圈25包括较小的内孔 34，其直径小于内接头部分24的最大外径，因而形成轴向止挡件。 下面，将针对有6个扭矩传递滚珠25的接头，说明怎样把内接头部分24安装到滚 珠隔离圈25内。从滚珠隔离圈25的与圆柱形表面18相关的那一端，把内接头部分24轴向 地大致轴向对准并插进该滚珠隔离圈，并使内接头部分24的各辐板位于该滚珠隔离圈的 各键槽19的圆周区域内。接着，把内接头部分24绕它的轴线X转动约30。，从而将内接头 部分24连同它的辐板转进滚珠隔离圈的辐板4的区域内。在该位置，内接头部分24的辐 板被定位在滚珠隔离圈25的辐板4的区域内，就是在滚珠隔离圈25的球形控制表面16内。 这样，就把内接头部分24相对于滚珠隔离圈25沿两个轴线方向固定了，8卩，在朝向第一端 面6的方向被定位在各窗口之间的辐板上处的支承表面固定，以及在朝向第二端面8的方 向被连续的支承表面固定。在本实施例中，在形成控制表面16时，也可加工内孔34、34'的 轴向地邻接于球形控制表面16的两个区域。但如果是从预成形坯件开始生产，也可以始终 不加工内孔34、34'。 以上说明的接头包括如图5所示的滚珠隔离圈，但不言而喻，也可用如图1所示的 滚珠隔离圈。本发明的滚珠隔离圈2、25使得可以改进生产，在生产中减少需要加工的表面， 这有利于节省生产时间和降低机具磨损。附图标记列表
2滚珠隔离圈3窗口4辐板5第一隔离圈6第一端面7第二隔离圈8第二端面9外控制表面10自由表面11圆锥表面12止挡件13环形辐板14扩宽表面15引导表面16内控制表面17过渡区域18圆柱形表面
19键槽20圆柱形表面2122恒速滑动接头23内接头部分24外接头部分25滚珠26引导表面27外导轨28端部29基部30纵向齿31外表面32内导轨33内孔34内孔E中心窗口平面M中心X转动轴线
权利要求
一种用于恒速万向接头的滚珠隔离圈，包括多个沿圆周分布的窗口(3)，所述窗口(3)用于接纳扭矩传递滚珠(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)围绕第一中心(M1)；内球形控制表面(16)，所述内球形控制表面(16)围绕第二中心(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)一定轴向距离处；第一端面(6)和相反的第二端面(8)，其特征在于，从预成形的坯件(102)开始，至少所述外自由表面(10)保持不做加工。
2. 如权利要求l所述的滚珠隔离圈，其特征在于，所述外自由表面(10)是圆锥形的。
3. 如权利要求1或2所述的滚珠隔离圈，其特征在于，所述外自由表面(IO)轴向地定位在形成在所述第二端面(8)与所述窗口 (3)之间的环形辐板(13)的区域内。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的滚珠隔离圈，其特征在于，所述外自由表面(10)大致延伸至由所述各窗口 (3)的侧壁(15)限定的平面。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的滚珠隔离圈，其特征在于，设有圆锥表面(ll)，所述圆锥表面的一侧相切地邻接于所述外球形控制表面(9)，而在另一侧延伸至所述外自由表面(10)。
6. 如权利要求5所述的滚珠隔离圈，其特征在于，所述外自由表面(10)相对于所述圆锥表面(11)向内縮一个台阶。
7. 如权利要求5或6所述的滚珠隔离圈，其特征在于，所述外自由表面(10)平行于所述圆锥表面(11)延伸。
8. 如权利要求1或2所述的滚珠隔离圈，其特征在于，所述外自由表面(10)轴向地延伸超过所述环形辐板(13)至进入所述窗口 (3)的区域内。
9. 如权利要求8所述的滚珠隔离圈，其特征在于，所述外自由表面(10)相对于所述外球形控制表面(9)的切线向内縮一个台阶。
10. —种用于生产用于恒速万向接头的滚珠隔离圈的方法，包括以下工艺步骤提供预成形环形坯件(102)，所述坯件有外表面、内表面、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);机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. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述预成形环形坯件(102)在其外侧包括圆锥形表面(lll)，所述圆锥形表面(111)布置在所述外自由表面(10)与所述球形表面(109)之间并相切地邻接于所述球形表面(109)，其中一起同时机械加工所述圆锥形表面(111)和所述球形表面(109)，其中通过机械加工所述圆锥形表面(111)而形成圆锥表面(11)。
12. 如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，如果在纵向剖面内看，在所述外自由表面(10)与所述圆锥表面(11)之间设有台阶(12)，其中所述外自由外表面(10)相对于所述圆锥表面(11)径向地向内退縮。
13. 如权利要求10至12中的任一项所述的方法，其特征在于，所述预成形环形坯件(102)的所述内表面包括内自由形式的表面(116)和邻接于所述内自由形式的表面(116)的扩宽表面(14)，其中，还设有另一工艺步骤机械加工所述内自由形式的表面(116)，由此形成内球形控制表面(16)。
14. 如权利要求10至13中的任一项所述的方法，其特征在于，所述扩宽表面(14)、所述第一端面(6)和所述第二端面(8)这三个表面中，至少一个表面，从所述预成形坯件(102)开始，保持不做加工。
15. 如权利要求10至14中的任一项所述的方法，其特征在于，所述内自由形式的表面(116)的轴向邻接于所述内球形控制表面(16)的至少一部分，从所述预成形坯件(102)开始，保持不做加工。
16. —种恒速万向接头，包括外接头部分(23)，所述外接头部分(23)具有内引导表面(26)，在所述内引导表面(26)内形成有外滚珠导轨(27);内接头部分(24)，所述内接头部分(24)具有外凸形引导表面(31)，所述外凸形引导表面(31)内形成有纵向延伸的内滚珠导轨(32);多个扭矩传递滚珠(25)，所述滚珠(25)被引导在各由外滚珠导轨(27)和内滚珠导轨(32)组成的滚珠导轨内；如权利要求1至15中的任一项所述的滚珠隔离圈(2)，所述滚珠隔离圈(2)布置在所述外接头部分(23)与所述内接头部分(24)之间，其中所述各扭矩传递滚珠(25)接纳在所述滚珠隔离圈(2)的所述各窗口 (3)内。
全文摘要
本发明涉及一种用于恒速万向接头的滚珠隔离圈。这种滚珠隔离圈包括用于接纳扭矩传递滚珠(25)的多个圆周分布的窗口(3)，这些窗口(3)共同限定中心窗口平面(E)；围绕第一中心(M1)的外球形控制表面(9)以及外自由表面(10)；围绕第二中心(M2)的内球形控制表面(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)一定轴向距离处；第一端面(6)和相反的第二端面(8)，其中从预成形的坯件(102)开始，至少圆锥形自由表面(10)保持不加工。
文档编号F16D3/223GK101725644SQ20091020825
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月23日 优先权日2008年10月24日
发明者B·菲切特 申请人:Gkn动力传动布伦耐克股份公司