专利名称：等速万向节和万向轴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种等速万向节，所述等速万向节可用在车辆的纵轴或半轴中。这种等速万向节具有内毂、外毂以及可形状锁合地(formschlilsig)与外毂连接的铠装环/加强环，所述铠装环无相对转动地包围外毂。附加地，铠装环可具有止挡区域，所述止挡区域在第一轴向方向上限定外毂在铠装环中的位置。
背景技术：
具有两个所谓的UF万向节的、构造成半轴的万向轴例如已由DE 102 20 715 Al 公开。所述半轴的所述两个万向节不同，其中，这两个万向节具有一沉重的钟形的外毂，所述外毂一体地构造有用于连接所述万向节的轴颈。由于万向节的这种构型，整个半轴相对较重。另外，DE 199 38 771 C2也揭示了一种具有UF万向节的半轴，所述UF万向节由于其大的重量而对车辆中的静止质量具有不利影响。由DE 196 09 423 Al已知了一种用在例如车辆后桥上的半轴。所述半轴的万向节在工作中针对相对较小的弯曲而构造。这种轴不适用于前桥，因为车辆的转向需要万向节的较大的工作弯曲角度。原则上现在常见的是，不仅在车辆的纵轴中而且在半轴中分别单独地设置有与使用目的相应的万向节。因此，在全轮驱动的车辆中，大多不仅纵轴上的各万向节彼此不同， 而且这些万向节也与半轴中使用的各万向节不同。用于前桥和后桥的半轴也彼此结构不同，在一个半轴中使用的各万向节也与不同的要求相匹配。以此方式可使用对于对应的使用目的最佳的万向节和轴，例如在前桥上使用具有大工作弯曲角度的半轴，而在后桥上使用具有小工作弯曲角度的半轴。此外，通过使用伸缩活节可至少部分地取消集成在轴区段中的移动单元。
发明内容
与此相应，本发明的目的在于，给出一种用于机动车的等速万向节和万向轴或传动系，所述等速万向节和万向轴或传动系在制造成本方面以及在重量分布方面尤其是在考虑静止质量的情况下被优化。在开头所述类型的等速万向节中，所述目的例如这样来实现轴颈具有必要时可构造成法兰状的肩部区域，所述肩部区域具有轴向的止挡面，所述止挡面在与第一轴向方向相反的第二轴向方向上确定外毂在铠装环中的位置，其中，轴颈固定在铠装环上。换言之，铠装环这样包围外毂，使得外毂以不能相对转动并且在轴向方向上位置固定的方式被接收在铠装环中。这样，外毂在铠装环中仅可被拉离止挡区域以及抵靠在所述止挡区域上。 外毂在铠装环中的固定通过轴颈的靠置在外毂上的肩部区域来进行，由此，所述外毂在铠装环中被压在止挡部上。因此，在将外毂和轴颈的肩部区域插入到铠装环中之后，外毂在铠装环中被固定。为了防止轴颈的肩部区域从铠装环脱开，轴颈的肩部区域可与铠装环焊接或者以其他合适的方式——尤其是材料结合地(stoffschlilsig)——相连接。
4
因此，根据本发明，这种万向节的制造可通过提供铠装环来进行，首先将外毂、接着将轴颈的肩部区域这样插入到所述铠装环中，使得轴颈的肩部区域使外毂抵靠在铠装环的止挡区域上。通过使铠装环与轴颈的肩部区域之间材料结合地连接，在在装配期间不需要任何变形步骤的情况下制成万向节。与刚刚描述的特征无关地，被证实特别有利的是，等速万向节具有内毂、外毂以及可形状锁合地与外毂连接的铠装环，所述铠装环以不能相对转动的方式包围外毂，外毂由硬化的材料例如(金属)板构成，而铠装环由优选比外毂软的、未硬化的(金属)板构成。 这不仅在制造成本方面带来显著优点，因为仅外毂必须硬化而不必如在现有技术中那样也硬化相对较厚壁的构件，而且铠装环的硬化可取消。在工作中这意味着，在转矩冲击中，相对较薄壁的外毂可略微弹性变形，其中，较软的铠装环可吸收外毂的所述变形。这样，在这种转矩冲击中无需担心铠装环的断裂或者类似损伤。以此方式形成一种等速万向节，所述等速万向节不仅可成本特别低廉地制造并且具有很小的重量，而且相对于已知的万向节具有在其工作特性方面的显著的优点。传统的万向节通过波纹管密封，从而使污物不能侵入到万向节中或者使油脂不能从万向节中排出。所述波纹管例如固定在外毂或铠装环以及可与内毂连接的轴上。通常， 在用于乘用车辆的万向节中使用约70g至约120g的油脂量，以便在万向节的使用寿命期间润滑万向节的部件。但所述油脂通常不与波纹管的材料相容。此外，必须被加速或减速的、 相对较大的油脂量对万向节的特性具有负面影响。与刚刚描述的特征无关地，与此相应，根据本发明的万向节的突出之处在于除了波纹管之外，还设置有例如构造成盘状的油脂阻隔装置。根据本发明，由可弹性变形的材料组成的所述油脂阻隔装置设置在铠装环中并且密封地固定在所述铠装环上或与内毂连接的轴上。当油脂阻隔装置固定在铠装环上时，油脂阻隔装置的自由边缘、即在径向上位于内部的边缘优选密封地贴靠在轴上，或者，在相反的情况下，贴靠在铠装环上。以此方式，即使万向节弯曲时也防止油脂从紧邻的万向节区域中排出。因此，仅万向节的相对较小的区域必须填充油脂，以便保证在万向节的使用寿命期间的足够的润滑。但通过波纹管包围的相对较大的区域在此可无油脂。由此，不仅实现显著的重量节省，而且波纹管的材料也明显少地被可能侵蚀性的油脂腐蚀。在根据本发明的万向节中，例如40g至约50g的油脂对于万向节的润滑就足够。根据本发明的另一个方面，在具有内毂、外毂和铠装环的等速万向节中，铠装环在万向节的轴向方向上的长度约是外毂在万向节的轴向方向上的长度的1.5至2. 5倍。尤其是，铠装环的长度是外毂的长度的1.75至2倍。以此方式形成铠装环的至少一个在轴向方向上突出于外毂的区段。这可以是用于固定轴颈的连接区段和/或是优选柱状的密封区段，所述密封区段可用于固定油脂阻隔装置和/或波纹管。因此在所述根据本发明的万向节中，铠装环实现多个目的，从而万向节的构件的总数量可保持很小。当然，刚刚描述的四个特征组可彼此独立地或者以任意的组合应用在一个万向节中，而不偏离本发明的主题。在所述发明构思的扩展构型中，万向节具有可与外毂连接的、用于连接所述万向节的轴颈，所述轴颈至少局部具有与铠装环的内轮廓相对应的、传递转矩的外轮廓。因此， 转矩不是仅仅通过轴颈与铠装环之间的例如材料结合的连接部来传递，而是主要通过所述两个构件的形状锁合的连接部来传递。根据本发明的一种优选实施形式，铠装环具有至少一个与万向节的纵向轴线大致垂直地径向向内延伸的肩部，所述肩部形成用于定位外毂的止挡区域。此外，在构造成对置滚道式活节/球笼式活节(Gegenbahngelenk)的等速万向节中，在铠装环相应匹配地构型时已经通过外毂中的在不同方向上扩宽或收缩的滚道轮廓设置了附加的用于定位外毂的止挡区域。在配备有设置在铠装环中的油脂阻隔装置的等速万向节中，油脂阻隔装置优选具有外部的例如通过环或箍圈增强的凸缘区段/卷边区段(Wulstbereich)，所述凸缘区段被压入铠装环中。所述凸缘区段优选大致构造成套筒状，从而形成用于相对于铠装环密封的大的接触面。而在万向节不弯曲时，油脂阻隔装置的主延伸方向大致垂直于所述凸缘区段并因此垂直于万向节的纵向轴线。特别优选的是，万向节是固定活节O^stgelenk)，尤其是对置滚道式活节，所述万向节在内毂与外毂之间具有保持架，所述保持架具有在其中被引导的用于传递转矩的滚珠。万向节的部件优选被设计用于传递400Nm以上、尤其是550Nm以上的连续转矩，或者例如4000Nm至6000Nm的冲击力矩。换言之，根据本发明的万向节也适用于乘用车辆中的大的并且功率高的发动机。在此优选的是万向节即使在机动化较弱的车辆中使用时在其设计方面也不变化，也就是说即使万向节已经是超尺寸的。为了保持车辆中的静止质量尽可能小，这样构造根据本发明的万向节，使得尤其是通过减小至少铠装环和/或外毂的壁厚度来使由内毂、保持架、滚珠、外毂和铠装环组成的万向节的重量小于1kg，尤其是小于约600g。同时，这种万向节要被设计用于传递大于 500Nm、例如约600Nm的连续转矩。下面的表格示例性地示出了本发明万向节的重量减轻的有利构型与传统的UF标准万向节的比较，所述UF标准万向节具有沉重的、一体地与轴颈连接并且构造成外毂的外部件并且以此方式应用在汽车制造中。
权利要求
1.一种等速万向节，具有内毂(3)、外毂G)、能与所述外毂连接的用于连接所述万向节的轴颈(9)以及能形状锁合地与所述外毂连接的铠装环(7)，所述铠装环以不能相对转动的方式包围所述外毂(4)并具有至少一个止挡区域(7a，7b)，所述止挡区域在第一轴向方向上确定所述外毂(4)在所述铠装环(7)中的位置，其特征在于所述轴颈(9)具有例如法兰状的肩部区域(8)，所述肩部区域具有轴向的止挡面(8a)，所述肩部区域在与所述第一轴向方向相反的第二轴向方向上确定所述外毂(4)在所述铠装环(7)中的位置，其中，所述轴颈(9)固定在所述铠装环(7)上。
2.一种等速万向节，尤其是根据权利要求1所述的等速万向节，具有内毂(3)、外毂(4) 以及能形状锁合地与所述外毂连接的铠装环(7)，所述铠装环以不能相对转动的方式包围所述外毂，其特征在于所述外毂由硬化的板件制成，所述铠装环由优选比所述外毂软的、 未硬化的板件制成。
3.一种等速万向节，尤其是根据权利要求1或2所述的等速万向节，具有在工作中与一轴⑵连接的内毂(3)、外毂G)、能形状锁合地与所述外毂连接的铠装环(7)以及用于密封所述等速万向节的波纹管(11)，所述铠装环以不能相对转动的方式包围所述外毂，所述波纹管固定在所述铠装环(7)和所述轴( 上，其特征在于在所述铠装环(7)中设置有由能弹性变形的材料制成的、优选盘状的油脂阻隔装置(12)，所述油脂阻隔装置密封地固定在所述铠装环(7)或所述轴( 上。
4.一种等速万向节，尤其是根据权利要求1至3之一所述的等速万向节，具有在工作中与一轴( 连接的内毂(3)、外毂以及能形状锁合地与所述外毂连接的铠装环(7)， 所述铠装环以不能相对转动的方式包围所述外毂，其特征在于所述铠装环(7)在所述万向节的轴向方向上的长度是所述外毂(4)在所述万向节的轴向方向上的长度的大约1.5至 2. 5倍，尤其是1.75至2倍，其中，所述铠装环(7)具有在轴向方向上突出于所述外毂(4) 的、用于固定轴颈(9)的连接区段和/或在轴向方向上突出于所述外毂的、优选柱状的、用于固定油脂阻隔装置(12)和/或波纹管(11)的密封区段。
5.根据上述权利要求之一所述的等速万向节，所述等速万向节具有能与所述外毂连接的、用于连接所述万向节的轴颈(9)，其特征在于所述轴颈(9)至少部分地具有与所述铠装环(7)的内轮廓相对应的、传递转矩的外轮廓。
6.根据上述权利要求之一所述的等速万向节，其特征在于所述铠装环具有至少一个与所述万向节的纵向轴线大致垂直地径向向内延伸的肩部(7b)，所述肩部形成用于定位所述外毂的止挡区域。
7.根据上述权利要求之一所述的等速万向节，其特征在于所述铠装环(7)与所述轴颈(9)材料结合地连接。
8.根据上述权利要求之一所述的等速万向节，所述等速万向节具有设置在所述铠装环 (7)中的油脂阻隔装置(12)，其特征在于所述油脂阻隔装置(12)具有外部的、优选通过环或箍圈(14)增强的凸缘区段(13)，所述凸缘区段压入到所述铠装环(7)中。
9.根据上述权利要求之一所述的等速万向节，其特征在于所述万向节是固定活节， 尤其是对置滚道式活节，所述万向节在所述内毂C3)与所述外毂(4)之间具有保持架(5)， 所述保持架具有在该保持架中被引导的用于传递转矩的滚珠(6)。
10.根据上述权利要求之一所述的等速万向节，其特征在于所述万向节的各部件被设计用于传递400Nm以上、尤其是550Nm以上的连续转矩。
11.根据上述权利要求之一所述的等速万向节，其特征在于至少所述铠装环(7)和/ 或所述外毂的壁厚度这样降低，使得所述内毂、所述保持架、所述滚珠、所述外毂和所述铠装环的重量小于1kg，尤其是小于大约750g。
12.根据上述权利要求之一所述的等速万向节，其特征在于所述外毂(4)相对于所述内毂(3)的在工作中允许的弯曲角度大于30°，尤其是为大约45°。
13.根据上述权利要求之一所述的等速万向节，其特征在于所述外毂(4)部分地由所述轴颈(9)的所述肩部区域(8)包围。
14.一种用于机动车的万向轴，尤其是半轴，具有两个等速万向节、至少一个轴管(16) 以及必要时具有移动单元(17，18)，所述等速万向节各自具有内毂(3)、外毂0)、设置在所述内毂与所述外毂之间的具有滚珠(6)的保持架(5)以及能形状锁合地与所述外毂(4) 连接的铠装环(7)，其特征在于所述万向节结构相同，尤其是完全相同，其中，每个万向节 (la, lb)配设有一能与所述外毂(4)和/或所述铠装环(7)连接的、用于连接所述万向节的轴颈(9)。
15.一种用于机动车的万向轴，尤其是根据权利要求14所述的万向轴，具有两个等速万向节、至少一个轴管(16)以及必要时具有移动单元(17，18)，所述等速万向节各自具有内毂(3)、外毂G)、设置在所述内毂与所述外毂之间的具有滚珠(6)的保持架(5)以及能形状锁合地与所述外毂连接的铠装环(7)，其特征在于所述两个万向节(la，lb)的总重量合起来比所述至少一个轴管(16)连同必要时设置的移动单元(17，18)的总重量小，尤其是，所述两个万向节的总重量为所述至少一个轴管连同必要时设置的移动单元的总重量的大约5分之一。
16.一种用于机动车的前桥的万向轴，尤其是根据权利要求14或15所述的万向轴，其特征在于所述万向轴的重量为大约4kg至大约5. 5kgo
17.一种用于机动车的后桥的万向轴，尤其是根据权利要求14或15所述的万向轴，其特征在于所述万向轴的重量为大约5kg至大约Ag。
18.一种用于机动车的传动系，具有至少一个纵轴和至少两个半轴(15)，所述半轴分别具有万向节(1，la, lb)，尤其是根据权利要求1至12之一所述的等速万向节，其特征在于所有的万向节(l，la，lb)都结构相同，尤其是完全相同。
全文摘要
本发明涉及一种等速万向节，该等速万向节具有内毂(3)、外毂(4)、能与所述外毂连接的用于连接所述万向节的轴颈(9)以及能形状锁合地与所述外毂连接的铠装环(7)，所述铠装环以不能相对转动的方式包围所述外毂(4)并具有至少一个止挡区域(7a，7b)，所述止挡区域在第一轴向方向上确定所述外毂(4)在所述铠装环(7)中的位置。所述轴颈(9)具有例如法兰状的肩部区域(8)，所述肩部区域具有轴向的止挡面(8a)，所述肩部区域在与所述第一轴向方向相反的第二轴向方向上确定所述外毂(4)在所述铠装环(7)中的位置，其中，所述轴颈(9)固定在所述铠装环(7)上。
文档编号F16D3/84GK102422039SQ201080020127
公开日2012年4月18日 申请日期2010年4月28日 优先权日2009年5月8日
发明者C·迪塞尔 申请人:Bf新技术有限公司