专利名称：具有卡环接纳部的用于万向节装置的波纹管的制作方法
具有卡环接纳部的用于万向节装置的波紋管
本发明涉及万向节装置的波紋管，它包括轴线、半径和两个万向节 端面。其中在邻近一个端面的区域中构成用于卡环的接纳部。
这种波紋管在汽车制造中用于桥接一个从传递扭矩的轴到万向节 外部零件的过渡区域并因此提供一种可能性，例如，在万向节区域安放
润滑油并且阻止灰尘或此类物质进入万向节中。
优选由热塑材料制成的波紋管通常具有圆锥形的构型。圓锥形的构 型受不同大小的端面限制，因为端面上相对较小的开口包围轴，而相反 较大的开口则用于容纳环绕轴的万向节外部零件。在两个端面之间，为 了能够平衡轴相对万向节装置的摆动和/或滑动，波紋管具有多个褶皱。 尤其在^/L动车的应用领域中，波紋管和轴或万向节外部零件之间的连接
必须在大量的强烈运动中有所平衡，从而有必要让波紋管朝向轴和万向 节外部零件长久密封地连接。
这一连接通常通过尤其金属质地的卡环实现，卡环首先松动地预安 装在波紋管上，并在波紋管被装配到万向节外部零件和轴上之后直径被 减小，从而使得波紋管在卡环、轴或万向节外部零件之间张紧。
卡环的预安装相应地优选以这样的方式完成，即，卡环的内径比波 紋管接纳部区域内的外径稍大，在已经封闭的状态下，卡环利用这一内 径在端面上方嵌套。为了在随后的运输和/或在朝向轴或万向节外部零件 的安装过程中卡环不以不希望的方式改变其位置，接纳部被构造成使卡 环有可能的滑动和/或错边得以避免。
尤其在形成较小开口即用于装配轴的波紋管端面上可以设置材料 凸起，它与端面连接并且在相对的一侧构成接纳部的支承边。这样的材 料凸起为卡环提供了仅仅很小的活动空间，或者说当卡环穿套时，材料
然而考虑到连续生产，卡环的穿套是成问题的，因为在卡环可以被 安装在波紋管上之前，卡环必须要具有相当适合并且精确定位的位置。 另外，如果卡环使波紋管变形，那就可能产生表面的损伤，这种损伤可 能在运行中导致更大的损害。此外还应该考虑到，在必要时万向节的维 修或保养工作中应该保护波紋管地完成卡环的拆卸。由此出发，本发明的任务是提供一种用于万向节装置的波紋管，它 至少能够部分解决现有技术中所存在的问题。尤其建议一种波紋管，它 实现了在波紋管上一种安全和保护的卡环的预安装，同时这种波紋管即 使必须重复安装和拆卸也具有较长的使用寿命。
这一任务通过根据权利要求1中特征的波紋管解决。在从属权利要 求中提出了波纹管的其它有利的设计方案或尤其优选的应用领域。需要 指出的是，权利要求中单独给出的特征可以以任意符合技术逻辑的方式 互相组合并且启示出本发明的其它设计方案。在说明书和
中借 助尤其有利的实施变型例解释本发明。
根据本发明的用于万向节装置的波紋管包括轴线、半径和两个万向 节端面，其中在邻近一个端面的区域中构成用于卡环的接纳部。端面上 的接納部由多个材料凸起限界，它们具有沿半径方向观察狭窄的横截面 和沿轴线的对向观察不同的弯曲特性。
这里所提到的材料凸起尤其对具有较小开口的端面附近的接纳部 进行了限界，这个开口最后用于与轴连接。由实心材料制成的、尤其作 为压铸零件的材料凸起优选等间距地分散设置在接纳部的外围上。优选
至少4个材料凸起，但也可以是5、 6、 7或8个，其中优选较小的数量。 沿着轴线方向观察，材料凸起具有较为狭窄的横截面，其中这尤其意味 着，材料凸起在半径方向上的延伸大于其在轴线方向上的延伸。这导致 这些材料凸起会相对容易地弯曲或变形，从而使卡环在安装或拆卸时容
易穿套:、 、"，、、 、 己。、、、、，，,
凸起的不同功能。这些功能尤其涉及装配时卡环的定心及装配状态下卡 环的固定。材料凸起的不同弯曲特性可以通过结合不同方式设计的材料
比如，Z别材:凸起或一组材二凸起可以i波紋管外围的一个区:中具
有在轴线方向上的第一弯曲特性，它不同于在其它区段中的其它材料凸 起的弯曲特性，所以，为安装或拆卸卡环所需工具的有可能的不同定位 可以实现 一 种同等简单的安装和拆卸。狭窄横截面设有不同的弯曲特 性，这样做可以相应地实现一种保护波紋管的卡环安装或拆卸方式，其 中，安装的卡环可以同等稳定地保持在接纳部中。
依据一种优选的波紋管设计方案，至少材料凸起是压铸零件。尤其
5优选的是一种设计方案，其中，整个接纳部同样作为压铸零件构成。其 中，波紋管优选由热塑性塑料构成。
在波紋管的一种变型中，沿轴线朝向接纳部观察，材料凸起具有比 在反方向上较小的弯矩。这样一来，卡环朝向接纳部穿套所需要的装配 力便小于拆卸卡环所需要的力。由于材料凸起狭窄的横截面，拆卸力总 是保持足够小，以便在这一过程有可能被多次实施时也不损坏波紋管。
波紋管的一种设计方案也是优选的，其中，材料凸起形成中心面并 且横截面就此而言不对称地成形。换句话说，横截面形成关于中心面不 同大小的材料积聚。中心面沿径向在内由材料凸起的宽度的中点定义。 特别优选的是，中心面和接纳部之间的材料积聚比在中心面的相对设置 的另一侧大。
材料凸起朝向接纳部形成垂直于轴线的支承边并且朝向邻近的端 面形成倾斜的斜切部也是有利的。斜切部也尤其用于对安装了的封闭的 卡环进行定心。即使当卡环在接纳部中处于轻微偏转或倾斜的位置，垂 直的支承边也能阻止卡环从波紋管中脱出。
根据一种改型，材料凸起具有至少一个下列元件肋条、凹槽、覆 层、内嵌部。借助例如分布在周向上并且沿径向向外延伸的肋条可以有 针对地设定不同的弯曲特性。出于同样的目的也可以在材料凸起中设置 凹槽(比如切槽、凹槽、开槽和类似物)和内嵌部(如加固元件)。为 了提高耐磨性和/或为了影响表面粗糙度可以(部分地)对材料凸起的表 面进行覆层。
根据一个尤其优选的实施变型例，材料凸起在轴线方向上具有宽 度，在半径方向上具有高度，在波紋管周向上具有长度，它们之间的关 系如下宽度小于高度小于长度。于是尤其提供了如下的材料凸起，即， 它们实现了狭窄的横截面，同时在周向上实现了较大支承面。从而简化 了安装并且在预安装时保证卡环的长时间固定。
尤其优选的是，材料凸起的宽度在0.3mm至0.9mm范围内，高度 在1.5mm至2.5mm范围内，并且长度至少为5mm。
另外还提出，沿着波紋管的周向观察，材料凸起具有偏离于节圆形 的构型。节圆形的缺点是，穿套时卡环和材料凸起之间只有很小的接触 区域变形，从而增加了发生损伤的危险。偏离于圆形的、尤其是较扁的 构型可以避免这种损伤并还能足够保护卡环使之不再次脱落。
6在这种前提下尤其有利的是，材料凸起在周向上具有两个被倒圆的 末端区域和一个中心坪台。中心坪台可以直线走向，但是也可以在这个 位置基本顺应波紋管的半径。
按照本发明的波紋管尤其应用在万向节装置中，万向节装置至少具 有带空腔的万向节外部零件、带多个滚动体的万向节内部零件，万向节 内部零件可摆动和旋转地设置在空腔内，其中，波紋管包围空腔和万向 节内部零件。万向节装置尤其设置为等向万向节或三叉万向节。
这样的波紋管或上述的万向节装置尤其优选的应用领域是机动车。
下面借助附图详细解释本发明及其技术范畴。附图展示了尤其优选
的本发明的实施变型例，但是本发明的实施方式并不仅限于此。其中 图1示出具有波紋管一种实施变型例的万向节装置； 图2示出万向节装置的横截面； 图3是材料凸起的一种实施变型例的俯视图； 图4示出材料凸起的另一种实施变型例；
图5以截面图示出具有材料凸起的波紋管的另一种实施变型例；
图6示出材料凸起的另一种实施变型例；
图7示出图6中材料凸起的横截面；
图8以截面图示出材料凸起的另一种实施变型例；
图9示出具有多个波紋管的机动车。
图1以局部截面图示意性展示了万向节装置2的一种可能的实施变 型例，这里它作为一个具有波紋管1的三叉万向节，波紋管l跨接从轴 28到万向节外部零件23的区域。同时，波紋管1在其两个端面5上分 别设有接納部6,卡环7定位在接纳部6中，卡环7确保朝向轴28或万 向节外部零件23的连接。从这里还可以看出，在端面5上设置了按照 本发明的材料凸起8，端面5用于连接轴28,端面5也构成较小的开口
万向节装置2用于传递扭矩，其中，轴28旋转。这种旋转运动通 过固定在轴28上的万向节内部零件25传递。在那里，沿半径4的方向 观察(参见图2),设置了多个抵靠在万向节外部零件23中的滚动体 26。为了保证轴28和万向节外部零件23之间的弯曲角或为了保证轴 28和万向节外部零件23之间的轴向相对运动，滚动体26在万向节外部 零件23的相应导轨中滚动，同时可以传递轴28的旋转。波紋管1包围万向节外部零件23和轴28并且因此也覆盖了特别是类似钟形或郁金香 形的万向节外部零件23的空腔24。因此可以在空腔24中安放例如润滑 脂，同时也有效地避免了由脏污造成污染。
图3在俯视图中展示了材料凸起8的一种实施变型例，材料凸起8 在波紋管1的外围20方向上延伸并且部分地对朝向端面5的接纳部6 进行限界。材料凸起8具有与接纳部6平行走向的直线支承边11。相反 地，材料凸起具有拱起的外部区域，从而材料凸起8在波紋管的轴线方 向上有不同的弯曲特性。
从图4中可以看到材料凸起8的一种实施变型例，它在外围20方 向上看具有偏离于节圆形的构型。材料凸起8的这种构型也可以通过两 个(在必要情况下镜面对称地构成的)末端区域21和一个中心坪台22 确定。
图5中图解展示了横截面中的波紋管1的一个细节，其中可以看出 通过材料凸起8对接纳部6进行了端面的界定。材料凸起8这里作为具 有狭窄横截面9的压铸零件构成并再度具有垂直的支承边11，其中，朝 向端面5构成倾斜的斜切部12。从而卡环可以在预安装时被定心和导 引，其中，材料凸起8可以容易地朝向接纳部6变形(即是软性的)。 相反，在相反方向上的变形明显需要花费更多力气(较硬的弯曲特性)。
图6和7图解说明了材料凸起8的另一种实施变型例。从图6中可 以看到，材料凸起8又具有直线坪台22并且整体上沿着外围20的方向 延伸经过预定的长度19。在图6中另外还可以看到若干个内嵌部16和 一个大面积覆层15。在图7中展示了图6中示出的材料凸起8的横截面。 材料凸起8具有狭窄的横截面9，其中，在轴线方向上的宽度17小于在 波紋管半径方向上的高度18。材料关于中心面IO在横截面中不对称地 分布，从而实现不同的弯曲特性。为了清楚地说明还再次示出了材料凸 起8表面的部分覆层。
图8展示了在部分变形状态下的材料凸起8的另一种实施变型例， 例如安装卡环时产生的力29造成这种变形状态。为了在接納部6的方 向上实现尤其柔软的弯曲，材料凸起8具有多个肋条13，肋条13为此 具有切槽状的凹槽14,变形时凹槽14在示出的方向上裂开。为了材料 凸起8在相反方向上的变形需要明显更大的力。
在图9中示意性地展示了机动车27作为本发明尤其优选的应用领域。在这里，从发动机到单个车轮的力的传递通过多个设有不同万向节
装置的轴28完成，这些万向节装置至少部分地具有按照本发明形式的 波紋管1。
附图标记列表
1波紋管 2万向节装置 3轴线 4半径 5端面 6接纳部 7卡环 8材料凸起 9横截面 10中心面 11支承边 12斜切部 13肋条 14凹槽 15覆层 16内嵌部 17宽度 18高度 19长度 20外围 21末端区域 22坪台
23万向节外部零件 24空腔
25万向节内部零件 26滚动体27机动车 28轴 29力
权利要求
1.一种用于万向节装置(2)的波纹管(1)，所述波纹管包括轴线(3)、半径(4)和两个端面(5)，其中在邻近一个端面(5)的区域中构成用于卡环(7)的接纳部(6)，其中，所述接纳部(6)在端面(5)处由多个材料凸起(8)限界，所述材料凸起具有沿所述半径(4)方向观察狭窄的横截面(9)和沿所述轴线(3)的对向观察不同的弯曲特性。
2. 按权利要求1所述的波紋管(1 ),其中，至少所述材料凸起(8) 是压铸零件。
3. 按权利要求1或2所述的波紋管(1),其中，沿所述轴线(3) 朝所述接纳部(6)的方向观察，所述材料凸起(8)具有比在反方向上 小的弯矩。
4. 按以上权利要求中任一项所述的波纹管(1),其中，所述材料 凸起(8)形成中心面(10)并且所述横截面(9)就此而言不对称地成形。
5. 按以上权利要求中任一项所述的波紋管(1),其中，所述材料 凸起(8)朝向所述接纳部(6)形成垂直于所述轴线(3)的支承边(11 ) 并朝向邻近的端面(5)形成倾斜的斜切部(12)。
6. 按以上权利要求中任一项所述的波紋管(1)，其中，所述材料 凸起(8)设有至少一个下列元件肋条(13)、凹槽(14)、覆层U5)、 内嵌部(16)。
7. 按以上权利要求中任一项所述的波纹管(1)，其中，所述材料 凸起(8)在所述轴线(3)的方向上具有宽度(17),在所述半径(4) 的方向上具有高度(18),在所述波紋管(1 )的外围(20)方向上具 有长度(19),它们的关系如下宽度(17) <高度(18) <长度(19)。
8. 按以上权利要求中任一项所述的波紋管(1),其中，沿着所述 波紋管(1 )的外围(20)方向观察，所迷材料凸起(8)具有偏离于节 圆形的构型。
9. 按权利要求8所述的波紋管(1),其中，所述材料凸起(8) 在所述波紋管(1 )的外围(20)方向上具有两个被倒圆的末端区域(21 ) 和一个中心坪台(22)。
10. —种万向节装置(2),其至少具有带空腔(24)的万向节外 部零件(23)、带多个滚动体(26)的万向节内部零件(25)和按权利 要求1至9中任一项所述的波紋管(1),其中所迷万向节内部零件(25) 可摆动和旋转地设置在所迷空腔(24)内，所述波紋管(1)包围所述 空腔(24)和所述万向节内部零件(25)。
11. 一种机动车(27),其具有至少一个按权利要求1至9中任一 项所述的波紋管(1 )或至少一个按权利要求10所述的万向节装置(2)。
全文摘要
本发明涉及一种用于万向节装置(2)的波纹管(1)，它包括轴线(3)、半径(4)和两个端面(5)，其中在邻近一个端面(5)的区域中构成用于卡环(7)的接纳部(6)，其中，所述接纳部(6)在端面(5)上由多个材料凸起(8)限界，它们具有沿所述半径(4)的方向观察狭窄的横截面(9)和沿着轴线(3)的对向观察不同的弯曲特性。
文档编号F16D3/84GK101558257SQ200680055966
公开日2009年10月14日 申请日期2006年9月29日 优先权日2006年9月29日
发明者M·戴辛格, T·施米特, T·肖尔茨 申请人:Gkn动力传动系统国际有限责任公司