联轴器和用于联轴器的轴的制作方法

本发明涉及一种用于将第一轴与第二轴可切换地连接的联轴器，第一轴和第二轴彼此同轴地布置并且具有共同的旋转轴线。此外，本发明涉及一种联轴器的轴。通过联轴器能够将轴彼此抗扭转地(即无法相对于彼此扭转地)连接(耦合位置)以用于传递转矩，或者彼此分开(解耦位置)。在解耦位置中，轴能够彼此独立地旋转，其中不进行转矩传递。

背景技术：

1、由de 10 2019 129 818 a1已知一种用于将第一轴与第二轴可切换地连接的联轴器。在此，轴具有滚珠轨道，这些滚珠轨道与套筒的滚珠轨道相应地构成轨道偶对。通过套筒沿着旋转轴线的移动使滚珠移动。其中一个轴在滚珠轨道之间具有穿孔，滚珠能够移动到该穿孔中。如果滚珠布置在穿孔的区域中，则轴能够彼此独立地旋转。如果滚珠布置在穿孔的外部、也就是布置在滚珠轨道的隔条之间，则轴彼此耦合。

2、对于这样的联轴器而言，轴的各个滚珠轨道沿着周向方向以一定的角距离相互隔开地布置。因此，必须跨越这些角距离，以便从解耦位置转换到耦合位置，也就是以便能够使滚珠移动到滚珠轨道中或者移动到隔条之间的区域中。相对较大的角距离导致用于形成耦合位置的切换时间较长。在此，切换仅能够在非常小的角度范围内实现，该角度范围通过滚珠轨道的进入开口相对于滚珠的尺寸(超出量)来确定。由此还极大限制了待耦合的轴的对于切换而言允许的旋转速度差别。

3、然而，滚珠轨道的进入开口或者说宽度的增大是不可行的，因为由此会使联轴器的nvh(噪声-振动-声振粗糙度)特性变差(滚珠轨道中的滚珠相对于周向方向的较大间隙)。例如由于滚珠轨道的数量增加所引起的角距离减小会导致可传递的转矩减小。在较大的有效直径上的较小的角距离(滚珠轨道布置在轴的较大直径上)会导致通常无法提供的扩大的结构空间需求。

4、由de 37 01 898 a1已知一种具有切换衬套的联轴器。

5、由wo 2006/018096 a1已知一种被设置用于连接两个轴的纵向移动单元。

6、由de 10 2010 051 949 a1已知一种用于产生和解除两个轴之间的抗扭转连接的装置。

7、由de 10 2016 110 389 a1已知一种振动解耦装置，通过该振动解耦装置能够将两个轴彼此连接。

技术实现思路

1、本发明的任务是，至少部分地解决关于现有技术所提到的问题。尤其应当提出一种联轴器，其能够在结构尺寸小的情况下传递大转矩。在此，尤其应当实现短操纵行程和小切换力。此外，即使在轴的旋转速度差别较大的情况下也应当能够实现联轴器的切换。

2、为解决这个任务作出贡献的是一种具有根据权利要求1的特征的联轴器以及一种具有根据权利要求11的特征的轴。有利的改型方案是从属权利要求的主题。在权利要求中逐项列出的特征能够以在技术上有意义的方式相互组合并且能够通过说明书中阐述的事实情况和/或附图中的细节得到补充，其中表明了本发明的其他变体实施方案。

3、提出一种用于将第一轴与第二轴可切换地连接的联轴器。轴彼此同轴地布置并且具有共同的旋转轴线。

4、联轴器至少包括第一轴和多个第一滚珠和第二滚珠。第一轴在周向面上具有沿着旋转轴线在至少一个第一区段和第二区段的范围内延伸的多个第一滚珠轨道。这些第一滚珠轨道沿着周向方向在第一区段中通过第一隔条(steg)彼此隔开地布置并且在第二区段中通过第二隔条彼此隔开地布置。多个第一滚珠(在联轴器的每个位置中)布置在第一区段中。多个第二滚珠(在联轴器的每个位置中)布置在第二区段中。第一滚珠轨道在第一区段中通过沿着周向方向彼此对准地布置的第一穿孔并且在第二区段中通过沿着周向方向彼此对准地布置的第二穿孔沿着周向方向彼此连接。

5、联轴器能够在至少(或者仅)两个位置之间切换。滚珠能够在相应的区段之内的位置之间沿着滚珠轨道移动。滚珠沿着周向方向在耦合位置中与隔条对准地布置并且在解耦位置中与穿孔对准地布置。在第一区段中第一隔条的指向第一穿孔的第一端面小于在第二区段中指向第二穿孔的第二端面。

6、所提出的联轴器能够在结构尺寸小的情况下实现传递大的转矩。在此，转矩能够通多个滚珠进行传递。

7、滚珠轨道尤其平行于旋转轴线延伸并且优选垂直于周向方向延伸。滚珠轨道具有轨道基部，通过隔条形成的轨道侧壁置于该轨道基部的两侧。特别地，轨道基部相对于旋转轴线以恒定的距离并且优选平行于旋转轴线延伸。轨道基部要么布置在滚珠轨道的最小直径上、要么布置在滚珠轨道的最大直径上。轨道侧壁相对于周向方向支撑滚珠。在相邻的滚珠轨道的轨道侧壁之间布置了具有端面的隔条。

8、特别地，在每个第一滚珠轨道中布置有多个滚珠、优选地两个滚珠或者也可以布置两个以上的滚珠。

9、特别地，在联轴器的运行中，第一滚珠持久地布置在第一区段中并且第二滚珠持久地布置在第二区段中。在切换联轴器时，滚珠在相应的区段内沿着旋转轴线移动。因此，如果滚珠在联轴器的解耦位置中布置在相应的穿孔中，则能够使滚珠相对于第一轴沿着周向方向移动。因此，第一轴能够相对于滚珠自由扭转。为了朝向耦合位置切换联轴器，滚珠进入相应的区段的滚珠轨道中。在耦合位置中，滚珠沿着周向方向与隔条对准地布置，使得第一轴无法相对于滚珠扭转。

10、由于第一端面相对于第二端面缩小，第一滚珠进入第一滚珠轨道中能够变得容易。因此，尤其实际上减小了两个第一滚珠轨道之间的角距离，其中此外至少在第一端面的区域中第一滚珠轨道的滚珠与隔条之间的相对于周向方向存在的间隙被扩大。

11、由此，一方面在轴耦合时待耦合的轴的旋转速度的较大差别是可行的，另一方面由于角距离减小而缩短了用于形成耦合位置的切换时间。

12、第一隔条的第一端面尤其如此被缩小，使得第一滚珠轨道的进入开口被扩大。在此，第一滚珠轨道的进入开口尤其在周向方向上被扩大。相对于第一滚珠轨道在第二区段中的第二进入开口，第一进入开口尤其扩大了至少2％、优选至少4％、特别优选至少8％。

13、特别地，倒角部与第一隔条的第一端面邻接。该倒角部尤其朝向与第一隔条相邻布置的第一滚珠轨道中的一个第一滚珠轨道倾斜。利用倒角部形成了第一滚珠轨道的沿着周向方向扩大的第一进入开口。由于倒角部，第一滚珠轨道的宽度从第一进入开口开始并且沿着旋转轴线逐渐变窄。因此，第一滚珠轨道的沿着周向方向延伸的宽度在沿着旋转轴线的布置有第一端面的位置处最大并且从该位置开始逐渐变窄直到第一滚珠轨道的(然后恒定的)最小宽度。

14、特别地，在每个第一端面上分别布置有倒角部。特别地，该倒角部相应地布置在第一隔条的分别相同的轨道侧壁上。

15、第一滚珠轨道在第一区段中的最小宽度尤其与第一滚珠轨道在第二区段中的(最小)宽度一样大。第一滚珠轨道在第二区段中尤其具有恒定的宽度。

16、倒角部尤其包括边缘的缩进，该缩进形成隔条的端面与轨道侧壁之间的过渡部。在沿着旋转轴线的位置处存在的端面尤其限定了第一滚珠轨道的进入开口的尺寸或者说宽度。

17、特别地，两个倒角部相应地与第一隔条的第一端面邻接。每个倒角部尤其朝向与第一隔条相邻布置的第一滚珠轨道中的相应另外的第一滚珠轨道倾斜。利用倒角部形成了第一滚珠轨道的沿着周向方向扩大的第一进入开口。由于倒角部，第一滚珠轨道的宽度从第一进入开口开始并且沿着旋转轴线逐渐变窄。

18、特别地，在每个第一端面上分别布置有两个倒角部。

19、特别地，第一端面(即第一端面的面积)是第二端面(即第二端面的面积)的至多95％、优选至多85％、特别优选至多75％。

20、特别地，在解耦位置中沿着旋转轴线第一滚珠相对于第一端面以第一距离来布置并且第二滚珠相对于第二端面以第二距离来布置。特别地，第一距离小于第二距离。

21、第一距离和第二距离之间的差别尤其如此设定，使得首先第一滚珠沿着旋转轴线从第一穿孔(并且通过扩大的第一进入开口)进入到第一滚珠轨道中。由于宽度从第一进入开口开始逐渐变窄，随着第一滚珠沿着旋转轴线的逐步移动，第一滚珠相对于第一滚珠轨道逐渐对准。第二距离尤其如此实现，使得只有在第一滚珠在第一区段中已到达最小宽度时，第二滚珠才从第二穿孔进入到第二区段中的第一滚珠轨道中。

22、因此，通过第一区段能够使第一滚珠的穿入变得容易。通过只将第一滚珠穿入第一滚珠轨道中并且通过经由倒角部使第一滚珠逐步更好地对准第一轴，能够实现第二滚珠相对于第二区段中的第一滚珠轨道的对准。由此能够减少切换时间并且简化切换过程。在此，不妨碍转矩的传递。

23、特别地，联轴器附加地至少包括：具有多个沿着旋转轴线5延伸的第二滚珠轨道的第二轴；以及具有第三滚珠轨道的套筒，该套筒沿着旋转轴线至少部分地覆盖第一滚珠轨道和第二滚珠轨道。此外，联轴器附加地包括第三滚珠。第一滚珠和第二滚珠布置在通过第一滚珠轨道与第三滚珠轨道形成的第一轨道偶对中，并且第三滚珠布置在通过第二滚珠轨道与第三滚珠轨道形成的第二轨道偶对中。通过套筒沿着旋转轴线的移动，滚珠能够在沿着滚珠轨道的位置之间移动，使得在耦合位置中轴抗扭转地彼此连接并且在解耦位置中第一轴和第二轴能够相对于彼此扭转。

24、滚珠尤其在滚动运动(而不是通过滑动运动)的框架内沿轴运动。由于滚珠的滚动运动而能够实现用较小的力来致动联轴器。

25、特别地，轴沿着旋转轴线并排布置，并且套筒沿着径向方向在外部延伸超过第一滚珠轨道和第二滚珠轨道。第三滚珠轨道形成外部的(即沿着径向方向布置在外部的)滚珠轨道并且与内部的(即沿着径向方向布置在内部的)第一滚珠轨道形成第一轨道偶对并且与内部的第二滚珠轨道形成第二轨道偶对。

26、作为替代方案，第一滚珠轨道和第二滚珠轨道沿着旋转轴线彼此重叠，并且套筒沿着径向方向布置在第一滚珠轨道与第二滚珠轨道之间。一个轴具有内部的(沿着径向方向布置在内部的)滚珠轨道，并且另一个轴具有外部的(沿着径向方向布置在外部的)滚珠轨道。套筒具有内部的第三滚珠轨道和外部的第三滚珠轨道。

27、特别地，第一轴具有多个第二区段，这些第二区段沿着旋转轴线彼此邻接地布置。

28、特别地，在套筒与每个轴之间布置有保持架，其中，通过该保持架，(第一和第二)滚珠至少相对于沿着旋转轴线延伸的轴向方向相对于彼此以固定的间距来布置。

29、布置在第二滚珠轨道中的滚珠之间的间距能够设计成与布置在第一滚珠轨道中的滚珠之间的距离不同(但也可以相同)。

30、特别地，(相应的)保持架与套筒不连接，而是通过滚珠沿着轴向方向移动。因为滚珠总是布置在第三滚珠轨道中，所以保持架与套筒一起旋转。通过套筒的移动尤其能够使滚珠以及通过滚珠使保持架沿着轴向方向移动、尤其(仅)在滚动运动的框架内移动。由此能够使滚珠在区段中移动，从而可选择地实现联轴器的解耦位置或耦合位置。

31、特别地，仅第一滚珠轨道沿着周向方向通过穿孔彼此连接。第一滚珠轨道在第一区段中通过第一穿孔沿着周向方向彼此连接并且在第二区段中通过第二穿孔沿着周向方向彼此连接。因此，第一滚珠和第二滚珠能够沿着周向方向在(与第一滚珠轨道的轨道基部相对应的)直径上沿着周向方向移动。第一穿孔在第一区段中并且第二穿孔在第二区段中尤其沿着周向方向彼此对准地布置。因此，通过相应区段的穿孔形成了仅在周向方向上延伸的滚珠轨道。

32、通过套筒沿着旋转轴线的移动，第一滚珠和第二滚珠能够沿着(第一、第二和第三)滚珠轨道移动，使得第一滚珠和第二滚珠能够布置在相应的穿孔中。因此，滚珠能够沿着通过穿孔形成的、在周向方向上延伸的滚珠轨道移动，使得滚珠能够相对于第一轴沿着周向方向移动。因此，套筒和第二轴能够相对于第一轴扭转。特别地，所有布置在第一轴上的滚珠都必须布置在这样的具有穿孔的区段中，由此套筒能够借助布置在第一滚珠轨道中的滚珠相对于第一轴扭转。

33、当布置在第一滚珠轨道中的滚珠在穿孔之外并且沿着周向方向与隔条对准地布置时，轴彼此抗扭转地连接。

34、特别地，在轨道偶对中的至少一个轨道偶对中布置了多列滚珠，其中一列滚珠布置在沿着旋转轴线的位置上并且沿着周向方向彼此相邻地布置。特别地，第一轴上的列的数量相应于在第一轴上所设置的(第一和第二)区段的数量。

35、特别地，通过操纵装置能够使套筒相对于轴沿着轴向方向移动，所述轴向方向沿着旋转轴线延伸。

36、在此，能够使用不同的操纵装置。由于滚珠与滚珠轨道之间摩擦较小(由于滚动摩擦比滑动摩擦小)，仅需要较小的操纵力来切换联轴器。

37、此外，提出一种用于所描述的联轴器的(第一)轴。该轴在周向面上具有沿着旋转轴线在至少一个第一区段和第二区段上延伸的多个第一滚珠轨道。第一滚珠轨道沿着周向方向在第一区段中通过第一隔条并且在第二区段中通过第二隔条彼此隔开地布置。第一滚珠轨道在第一区段中通过沿着周向方向彼此对准地布置的第一穿孔以及在第二区段中通过沿着周向方向彼此对准地布置的第二穿孔沿着周向方向彼此连接。在第一区段中的第一隔条的指向第一穿孔的第一端面小于在第二区段中的指向第二穿孔的第二端面。

38、关于联轴器的实施方案以及尤其关于与所述联轴器相关联地描述的第一轴的实施方案尤其能够套用到轴上并且反之亦然。

39、特别地，参照按照de 10 2019 129 818 a1的联轴器。在那里关于第一轴、第二轴、套筒和保持架的布置结构的实施方案尤其能够套用到当前所描述的轴布置结构上。

40、不定冠词(“一个”和“一种”)尤其在权利要求书和描述权利要求的说明书中的使用应当理解为其本身而不应理解为数词。因此，相应地随之引入的概念或者部件应当理解为该概念或者部件能够至少一倍地存在并且尤其也可以多倍地存在。

41、作为预先考虑应当指明的是，这里所使用的序数词(“第一”、“第二”、…)主要(仅)用于区分多个同类的对象、参量或过程，也就是尤其没有强制地预设这些对象、参量或过程彼此间的相关性和/或顺序。如果需要相关性和/或顺序，那么这会在这里进行明确地说明或者在研究具体描述的设计方案时对本领域的技术人员而言结果是显而易见的。只要构件能够多倍地存在(“至少一个”)，那么关于这些构件之一的描述同样适用于这些构件的全部或一部分，但这不是强制性的。