CN111183296A - 等速万向接头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于传递扭矩的等速万向接头(10)，包括：具有多个外滚珠轨道(21；22)的接头外部部分(20)；具有多个内滚珠轨道(31；32)的接头内部部分(30)；传递扭矩的滚珠(40；41)，所述滚珠分别被引导在由所述外滚珠轨道(21；22)和所述内滚珠轨道(31；32)构成的轨道对中；以及保持架(50)，所述保持架将所述滚珠(40；41)容纳在保持架窗口(51；52)中并且在所述等速万向接头(10)被拉直的情况下将所述滚珠保持在一个公共的接头中心平面(E)中。在所述接头弯曲的情况下，所述保持架将所述滚珠始终保持在等速动平面中。在所述等速万向接头(10)被拉直的情况下，轨道对的外滚珠轨道(21；22)和内滚珠轨道(31；32)的中心线(Si；Sa)在交点(S)处相交并且在这种情况下相对于通过这个交点(S)的镜像平面(Z)不是镜像对称的，其中，所述镜像平面(Z)位于所述接头中心平面(E)中或者与所述接头中心平面(E)平行。所述内滚珠轨道(31；32)的中心线(Si)的内部区段(31i)相对于所述接头外部部分(20)的纵向轴线(La)比所述外滚珠轨道(21；22)的中心线(Sa)的外部区段(21a)更大地扩宽。

Description

等速万向接头
说明：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于传递扭矩的等速万向接头。
等速万向接头是一种将两个轴彼此连接起来的机械联轴节，其中，输出轴的旋转速度等于输入轴的旋转速度，而与接头的弯曲角度无关。在这种情况下，等速万向接头包括具有多个外滚珠轨道的接头外部部分、具有多个内滚珠轨道的接头内部部分以及传递扭矩的滚珠，该滚珠分别在由外滚珠轨道和内滚珠轨道构成的轨道对中进行引导。此外设置有保持架，该保持架将滚珠容纳在保持架窗口中并且在等速万向接头被拉直拉直的情况下将滚珠保持在一个公共的接头中心平面中。在接头弯曲的情况下，保持架将滚珠始终保持在等速动平面(homokinetischenebene)中。在这种情况下，保持架的球形的外表面在有间隙下抵接在接头外部部分的球形内表面上，而保持架的球形内表面在有间隙下抵接在接头内部部分的球形外表面上，以便由此实现保持架在两个接头部分之间的自由转动。
在接头被成角度弯曲的情况下，滚珠在相应的滚珠轨道中向内和向外移动，同时滚珠由保持架保持在一个公共的平面中。在这种情况下，即使在大的成角度弯曲的情况下，也应确保将输入轴的扭矩可靠地并且低噪音地传递到输出轴上。为此目的，可以相应地选择滚珠轨道的轨迹，其中，已经证明有利的是，由多个具有不同的曲率的区段形成滚珠轨道。为了实现尽可能大的成角度弯曲，例如已知的是，接头外部部分的凹入弯曲的滚珠轨道在朝着接头的开口侧的方向上扩宽。这种扩宽可以线性地实施，例如在US6,431,988B1中所描述的那样。与此相反，DE19706864C1公开了一种等速万向接头，其中，在外滚珠轨道中，凸起的外部区段连接在凹入的内部区段上。
通过这种措施，可以实现直至53°或者甚至54°的大的弯曲角度，因为滚珠可以部分地从接头外部部分中凸出来而同时被保持架保持住。但是，具有在朝着接头开口方向上扩宽的外滚珠轨道的等速万向接头容易产生噪音。因为在部件接头外部部分、保持架和接头内部部分之间的区域中附加有轴向空气隙，所以在较大的接头弯曲的区域中导致在滚珠和滚珠轨道之间增大的间隙。
本发明的目的是提供一种等速万向接头，该等速万向接头能够在产生尽可能少的噪音的情况下实现在54°的范围内的大的弯曲角度。
根据本发明，该目的通过一种根据独立权利要求1所述的等速万向接头来实现。该等速万向接头的有利的改进方案由从属权利要求2-13中得出。
应当指出的是，在权利要求中单独列出的特征可以以任何在技术上有意义的方式彼此进行组合并且展示出本发明的其他的设计方案。说明书特别地在与附图相结合下进一步地表征和说明了本发明。
根据本发明的用于传递扭矩的等速万向接头包括具有多个外滚珠轨道的接头外部部分、具有多个内滚珠轨道的接头内部部分以及传递扭矩的滚珠，每个滚珠分别被引导在由外滚珠轨道和内滚珠轨道构成的轨道对中。此外设置有保持架，该保持架将滚珠容纳在保持架窗口中并且在等速万向接头被拉直的情况下将滚珠保持在一个公共的接头中心平面E中。在接头成角度弯曲的情况下，保持架将滚珠保持在等速动平面中。接头外部部分具有纵向轴线La，和在轴向上处于彼此相对的开口和连接部分。它优选地是一种滚珠式等速万向接头。在轴向方向上，接头的开口的一侧被称为“外部”，而连接部分的一侧被称为“内部”。
接头外部部分的外滚珠轨道具有中心线Sa和与其等距地延伸的轨道基线，而内滚珠轨道具有中心线Si和与其等距地延伸的轨道基线。在这种情况下，外滚珠轨道的中心线Sa具有至少一个凹入地弯曲的内部区段以及分别与所述内部区段相对的外部区段，所述外部区段在接头外部部分的开口的方向上并且相对于接头外部部分的纵向轴线La扩宽。因此，外滚珠轨道的轨道曲线在朝着接头开口的方向上扩宽。相应地，内滚珠轨道的中心线Si具有至少一个凸起地弯曲的外部区段以及分别与所述外部区段相对的内部区段，所述内部区段在接头外部部分的连接部分的方向上并且相对于接头外部部分的纵向轴线La扩宽。在这种情况下，滚珠轨道的中心线的逐段凹入的和凸起的轨迹在接头被拉直的情况下和在朝着相应的滚珠轨道的径向的观察方向上产生。
因此，如外滚珠轨道在朝着接头开口的方向上扩宽那样，内滚珠轨道在朝着连接部分的方向上扩宽。在本发明的意义上，这意味着，在外滚珠轨道的外部区段中，在相应的中心线或轨道基线与接头外部部分的纵向轴线La之间的距离在朝着接头开口的方向上增大。相应地，在内滚珠轨道的内部区段中，在相应的中心线或轨道基线与接头内部部分的纵向轴线Li之间的距离在朝着连接部分的方向上增大。因此，当接头弯曲时，滚珠始终被保持在轨道对的两个滚珠轨道之间。但是，外滚珠轨道的扩宽优选地在相对较远的外部处开始，也就是说，在接头轴颈的靠后区域中开始。
在等速万向接头被最大程度地弯曲的情况下，滚珠接触滚珠轨道的外滚珠轨道的外部区段和内滚珠轨道的内部区段。在外滚珠轨道的凹入的内部区段和其外部区段之间，以及在内滚珠轨道的凸起的外部区段和其内部区段之间，可以设置其他的轨道分段。其可以是直的或弯曲的区段。在外部区段和内部区段还可以连接上其他的轨道分段，这些其他的轨道分段被实施成直的或弯曲的。滚珠轨道的中心线因此由多个弯曲的或弯曲的和直的分段组成。在这种情况下，弯曲分段的半径和直分段的斜率可以在整个滚珠轨道上变化。因此，滚珠轨道可以具有其他内部或外部的区段。但是，对于本发明来说，内滚珠轨道的内部区段和外滚珠轨道的外部区段以这样的方式来定义，即，它们是这样的区段，在该区段的区域中，在等速万向接头被最大程度地偏转的情况下，滚珠与轨道对的外滚珠轨道和内滚珠轨道相接触。
但是，根据本发明，外滚珠轨道不是以与内滚珠轨道相同的程度扩宽。相反，本发明规定，在等速万向接头被拉直的情况下，轨道对的外滚珠轨道和内滚珠轨道的中心线在交点S处相交，并且在这种情况下相对于通过这个交点S的镜像平面Z不是镜像对称的。在这种情况下，假设的镜像平面Z位于所述接头中心平面E中或者与所述接头中心平面平行。因此，内滚珠轨道的轨道曲线不是外滚珠轨道的轨道曲线的直接镜像，而在已知的具有镜像对称的轨道曲线的等速接头中是这种情况。
在这种情况下，轨道对的滚珠轨道的中心线的轨迹之间的差异在于，内滚珠轨道的中心线Si的内部区段相对于接头外部部分的纵向轴线La比外滚珠轨道的中心线Sa的外部区段更大地扩宽，或者说外滚珠轨道的中心线Sa的外部区段比内滚珠轨道的中心线Si的内部区段较小地扩宽。因此，可以实现在接头被强烈弯曲的情况下(特别是在接头被最大程度地弯曲的情况下)，轨道对的外滚珠轨道和内滚珠轨道之间的距离被减小，从而滚珠在该位置上的间隙减小。由此可以减少负面噪音的产生并且防止特别是在转弯行驶期间可能的爆震声。同时可以实现直至54°的大的弯曲角度。
但是，在这种情况下，内轨道曲线和外轨道曲线的轨迹在其他的部分区域中也可以彼此不同。内滚珠轨道和外滚珠轨道的不同的扩宽可以以不同的方式实现。相对于在此之前已知的实施方式(在这些实施方式中，外滚珠轨道的外部区段和内滚珠轨道的内部区段以相同的程度扩宽)，例如可以规定内滚珠轨道的内部区段的扩宽被增大。可替代地，外滚珠轨道的外部区段的扩宽也可以被减小。
例如，在本发明的一个实施方式中规定，外滚珠轨道的中心线Sa的外部区段和内滚珠轨道的中心线Si的内部区段相对于接头外部部分的纵向轴线La线性地扩宽。因此，在外滚珠轨道的外部区段和接头外部部分的纵向轴线La之间形成角度Alpha a。在内滚珠轨道的内部区段和接头内部部分的纵向轴线Li之间形成角度Alpha i。为了使外滚珠轨道的直的外部区段比内滚珠轨道的直的内部区段更大地扩宽，规定相对于接头外部部分的纵向轴线La，内滚珠轨道的中心线Si的内部区段的斜率大于外滚珠轨道的中心线Sa的外部区段的斜率。在这种情况下，角度Alpha a小于角度Alpha i。
除了不同的斜率之外，还可以通过内部区段或外部区段的起点的轴向移动来实现不同的扩宽。在本发明的一种实施方式中规定，在接头被拉直的情况下并且当在镜像平面Z上做出内滚珠轨道的中心线Si的镜像时，内滚珠轨道的镜像中心线Si’的整个镜像内部区段比外滚珠轨道的中心线Sa的整个外部区段处于更靠近所述连接部分处。因此，相对于外滚珠轨道的外部区段，内滚珠轨道的镜像内部区段沿着纵向轴线La、Li平行地移位，即在接头的连接部分的方向上移位。内滚珠轨道的线性内部区段的扩宽此时比外滚珠轨道的外部区段在更靠近交点S处开始。在这种情况下，其可以存是仅仅这样的平行移位，或者进一步地是直内部区段和外部区段的斜率彼此不同。
在本发明的另一种实施方式中规定，外滚珠轨道的中心线Sa的外部区段以半径Ra弯曲地扩宽，并且内滚珠轨道的中心线Si的内部区段以半径Ri弯曲地扩宽。为了使外滚珠轨道的弯曲的外部区段比内滚珠轨道的弯曲的内部区段更大地扩宽，例如可以规定，内滚珠轨道的中心线Si的内部区段的半径Ri小于外滚珠轨道的中心线Sa的外部区段的半径Ra。通过这种方式，内滚珠轨道的内部区段比外滚珠轨道的外部区段被更大地弯曲。
可替代地或补充地，在弯曲的内部区段和外部区段的情况下也可以规定，通过内部区段或外部区段的起点相对于交点S的轴向的移动来实现不同的扩宽。例如在本发明的一种实施方式中规定，在接头被拉直的情况下并且当在镜像平面Z上做出内滚珠轨道的中心线Si的镜像时，内滚珠轨道的镜像中心线Si’的整个镜像内部区段比外滚珠轨道的中心线Sa的整个外部区段处于更靠近连接部分处。因此，在这种情况下，当在镜像平面Z上做出内滚珠轨道的中心线Si的镜像时，内滚珠轨道的被镜像的中心线Si’的镜像内部区段的半径Ri所属的圆的中心比外滚珠轨道的中心线Sa的外部区段的半径Ra所属的圆的中心处于更靠近连接部分处，因为内滚珠轨道的镜像内部区段总体上比外滚珠轨道的外部区段处于更靠近连接部分处。但是，如果当在镜像平面Z上做出镜像时内滚珠轨道的弯曲的内部区段在与外滚珠轨道的外部区段相同的点处开始，但内滚珠轨道的内部区段被在朝着接头的连接部分的方向上转动，则情况也是如此。此外，可以同时设置内滚珠轨道的内部区段的移动和在连接部分的方向上的这种转动。
在本发明的一个实施方式中，等速万向接头具有保持架偏移。在这种情况下，接头外部部分的纵向轴线La和接头中心平面E在接头中心O处相交。保持架具有球形的保持架外表面和球形的保持架内表面。球形的保持架外表面与接头外部部分的球形的接头内表面处于表面接触，而球形的保持架内表面与接头内部部分的球形的接头外表面处于表面接触。为了实现保持架偏移，球形的保持架内表面和球形的保持架外表面的中心位于在接头中心O的相对的侧面上的纵向轴线La上。特别地，在这种情况下，球形的保持架内表面和球形的保持架外表面与接头中心O之间处于相同的距离上。
在本发明的另一个实施方式中，等速万向接头具有滚珠轨道偏移。滚珠轨道偏移是通过以下方式给出的：即，在接头被拉直的情况下，外滚珠轨道的凹入的内部区段的中心和内滚珠轨道的凸起的外部区段的中心位于在接头中心O的相对的侧面上的纵向轴线La上。该滚珠轨道偏移也可以与保持架偏移组合。在这种情况下，优选地，外滚珠轨道的凹入的内部区段的中心和内滚珠轨道的凸起的外部区段的中心与接头中心O之间分别处于比球形的保持架内表面和球形的保持架外表面的中心更大的距离上。
总体上，因此可以提供一种等速万向接头，通过该等速万向接头可以实现54°的大的弯曲转角，其中，不利的噪音的产生被减少。在这种情况下，与具有外滚珠轨道和内滚珠面轨道的镜像对称的轨迹的接头相比，不必对接头的结构空间进行改变。此外，可以使用实际的中间轴直径，并且与具有大的弯曲角度的已知的接头相比，接头的外径可以被进一步减小。本发明可以在具有不同数量的滚珠的等速万向接头中使用。
本发明的其他的优点、特征和有利的改进方案由从属权利要求和以下的借助附图对优选的实施例的图示中得出。
在附图中：
图1示出了拉直根据本发明的等速接头的实施方式处于拉直状态时的纵向截面图；
图2示出了图1的等速接头，附有内滚珠轨道的内部区段的镜像轨迹；
图3示出了在接头被最大程度地弯曲的情况下根据图1的等速接头的纵向截面图；
图4示出了根据图3的被弯曲的等速接头，附有内滚珠轨道和外滚珠轨道的中心线相对于纵向轴线Li和La的不同的角度；
图5示出了具有线性扩宽的轨道对的两个滚珠轨道的中心线的轨迹的第一实施方式；
图6示出了具有弯曲扩宽的轨道对的两个滚珠轨道的中心线的轨迹的第二实施方式；
图7示出了根据图5的轨迹，附有内滚珠轨道的镜像中心线；
图7示出了具有线性扩宽的轨道对的两个滚珠轨道的中心线的轨迹的第三实施方式；
图8示出了具有线性扩宽的轨道对的两个滚珠轨道的中心线的轨迹的第四实施方式；
图9示出了具有线性扩宽的轨道对的两个滚珠轨道的中心线的轨迹的第五实施方式；
图10示出了具有弯曲扩宽的轨道对的两个滚珠轨道的中心线的轨迹的第四实施方式；
图11示出了具有弯曲扩宽的轨道对的两个滚珠轨道的中心线的轨迹的第五实施方式；
图12示出了在接头被拉直的情况下图1的等速万向接头在开口侧的前视图；
图13示出了通过图12的等速万向接头的截面图A-A；以及
图14示出了在接头被最大程度地弯曲的情况下图1的等速万向接头在开口侧的前视图。
在图1中示出的等速万向接头10是以已知的方式设计的并且在被拉直的位置上示出，也就是说，在弯曲角Omega为0°的情况下示出。为了简化，等速万向接头10在以下也被简单地称为接头。接头10具有接头外部部分20和接头内部部分30。在接头外部部分20和接头内部部分30之间设有保持架50，该保持架具有在保持架50的圆周上分布的保持架窗口。在这些保持架窗口中分别容纳一个传递扭矩的滚珠，其中，在图1中可以看见在两个保持架窗口51和52中的两个彼此相对置的滚珠40和41。在等速万向接头10的这个实施方式中，保持架中总共容纳了六个滚珠，如在图12和图14的视图中可以看到的那样。在接头被拉直的情况下，滚珠的中心位于接头中心平面E中，该接头中心平面在与接头外部部分20的纵向轴线La和接头内部部分30的纵向轴线Li成90°的角度下延伸。
接头外部部分20被设计成半球形的(如接头轴颈那样)，并且经由底部与连接部分61相连接。该连接部61通过接头销形成，该接头销可以与轴(没有示出)相连接。接头外部部分20(以及整个接头10)的开口60在轴向上与连接部分61相对设置。接头内部部分30和具有滚珠40、41的保持架50通过该开口60被引入到接头外部部分20中。接头内部部分30设置有内部的纵向齿部，具有外齿部的轴可以***到该内部的纵向齿部中，以便由此形成传递扭矩的轴-轮毂连接(没有示出)。
在接头外部部分20上示出了多个周向分布的外滚珠轨道21和22中的两个，而在接头内部部分30上示出了多个周向分布的内滚珠轨道31和32中的两个内滚珠轨道。对这些滚珠轨道的描述也类似地适用于其他的滚珠轨道，这些其他的滚珠轨道优选地以相同的方式进行设计。滚珠轨道21和31形成用于容纳滚珠40的轨道对，而滚珠轨道22和32形成用于容纳滚珠41的另一个轨道对。在沿着接头中心平面E的截面中，这些滚珠轨道具有槽形的横截面，如该横截面也可以从图12中看见的那样。例如，外滚珠轨道21具有轨道基线23，而内滚珠轨道31具有轨道基线33。这同样适用于外滚珠轨道22的轨道基线24和内滚珠轨道32的轨道基线34。
对于外滚珠轨道21和内滚珠轨道31，在图1中以虚线的方式示出了相应的滚珠轨道的中心线，这些中心线与所属的轨道基线23和33等距地延伸。在这种情况下，滚珠轨道的轨迹在轴向方向上由多个区段组成，这些区段具有不同的半径和斜率。外滚珠轨道21并且因此其中心线Sa在内侧面上具有凹入地弯曲的区段，其中，滚珠轨道21随后在滚珠40的区域中开始在朝着开口60的方向上扩宽。该扩宽例如由多个直的或弯曲的分段组成。
同样地，内滚珠轨道31并且因此其中心线Si在外侧面上具有凸起地弯曲的区段，其中，滚珠轨道31在滚珠41的区域中开始在朝着连接部分61的方向上扩宽。该扩宽同样地可以由多个直的或弯曲的分段组成。内滚珠轨道31的中心线Si和外滚珠轨道Sa的中心线Sa在镜像平面Z中相交，该镜像平面Z在图1的实施方式中与接头中心平面E重合。但是，根据接头的公差带位置，镜像平面Z也可以位于接头中心平面E旁边。
根据本发明，两条中心线Sa和Si相对于该镜像平面Z不是镜像对称的，而内滚珠轨道31不是外滚珠轨道21的直接的映像。图2示出了内滚珠轨道31在镜像平面Z上的镜像的中心线Si’，并且可以看见，内滚珠轨道31的镜像内部区段的轨迹不对应于外滚珠轨道21的外部区段的轨迹。内滚珠轨道31的镜像内部区段比外滚珠轨道21的外部区段更大地扩宽。特别是在接头10相对于传统的等速万向接头以最大的弯曲角度弯曲的情况下，这具有积极的效果，即，在外滚珠轨道21和内滚珠轨道31之间的距离被减小。
图3示出了在以弯曲角度Omega进行最大的偏转情况下的接头10。角度Omega位于53°的范围内，或者优选地甚至位于54°的范围内。在该视图是通过图14的接头的截面B-B。在接头10的该位置上，滚珠40部分地从接头外部部分20的接头轴颈中凸出并且经由三个点被保持在那里。在滚珠40和外滚珠轨道21的外部区段之间形成第一接触区域80。在滚珠40和内滚珠轨道31的内部区段之间形成第二接触区域81。在滚珠40和保持架50的保持架窗口51的内侧面之间形成第三接触区域82。在接头外部部分20、接头内部部分30和保持架50之间分别存在轴向间隙，该轴向间隙在接头的大的偏转时累加。在这种情况下，接头内部部分随着接头的弯曲的增加而朝向开口60移动。在传统的接头中，滚珠40以如此大的间隙被保持在三个接触区域80、81和82之间，导致产生不利的噪音。由于内滚珠轨道31的内部区段的较大的上升，滚珠40在大的偏转时朝向外滚珠轨道21的外部区段和保持架窗口51的内侧面移动，由此减小了间隙并且因此减少了噪音的产生。
内滚珠轨道和外滚珠轨道的不同的扩宽可以以不同的方式来实现。例如，如果该扩宽是线性的，那么这些线性的扩宽可以配置为相对于各自的纵向轴线La、Li具有不同的斜率。图4示出了处于被最大程度地弯曲的位置上的接头10，其中，内滚珠轨道31的中心线Si的内部区段31i与接头内部部分30的纵向轴线Li成角度Alpha i延伸。外滚珠轨道21的中心线Sa的线性外部区段21a与接头外部部分20的纵向轴线La成角度Alpha a延伸。在这种情况下，角度Alpha a大于角度Alpha i。
为了更简化地说明内滚珠轨道31的内部区段31i的更大的扩宽，在图5中示出了根据本发明的等速万向接头的第一实施方式的内滚珠轨道和外滚珠轨道的轨迹。在所示的轨道对中，内滚珠轨道的中心线Si和外滚珠轨道的中心线Sa在交点S处相交。该交点S同时表示镜像平面Z和轴线L的交点，该轴线与镜像平面Z成90°的角度延伸。在这种情况下，接头的开口在图5中位于左侧，而连接部分位于右侧(参见图1)。因此，左侧在图中被称为“外部”，而右侧被称为“内部”。
两条中心线Sa、Si均由多个分段组成，这些分段总体上形成波浪形的轨道曲线。内滚珠轨道的中心线Si具有外部区段31a，当沿着内滚珠轨道的观察方向上看时，该外部区段是凸起地形成的。在右边的内侧形成有线性的内部区段31i，该内部区段相对于轴线L成角度Alpha i延伸。相应地，外滚珠轨道的中心线Sa具有内部区段21a，当沿着外滚珠轨道的观察方向上看时，该内部区段是凹入地形成的。在左边的外侧形成有线性的外部区段21a，该外部区段相对于轴线L成角度Alpha a延伸。如已经就图4所解释的那样，Alpha a＜Alphai。
因此，相对于镜像平面Z，两条中心线Sa、Si不是镜像对称的。因此，在交点S的左边和右边的相同的距离a处，在轴线L和相应的内部区段31i和外部区段21a之间的距离h、H是不同的。相反，在轴线L和内滚珠轨道的内部区段31i之间的距离H大于在轴线L和外滚珠轨道的外部区段21a之间的距离h。距离a由以下情况来限定，即在接头被强烈地弯曲的情况下并且特别是被最大程度地弯曲的情况下，从接头外部部分中凸出的滚珠在相应的轨道曲线的该区域中与接触区域80、81和82之间发生接触(参见图3)。
在图6中示出了根据本发明的等速万向接头的第二实施方式的内滚珠轨道和外滚珠轨道的轨迹，其中，选择了与图5中相同的视图形式。中心线Sa、Si再次由多个分段组成，这些分段总体上形成一个S形的轨道曲线。内滚珠轨道的中心线Si再次具有外部区段31a，当沿着内滚珠轨道的观察方向上看时，该外部区段是凸起地形成的。在内侧同样地形成有弯曲的内部区段31i，但是它的曲率与外部区段31a的曲率相反。该弯曲的内部区段31i具有半径Ri。
相应地，外滚珠轨道的中心线Sa具有内部区段21i，该内部区段在沿着外滚珠轨道的观察方向上看时是凹入地形成的。在外侧形成有弯曲的外部区段21a，但是它的曲率与外部区段21i的曲率相反。该弯曲的外部区段21a具有半径Ra。相对于镜像平面Z，两条中心线Sa、Si都不是镜像对称的；相反，半径Ri小于半径Ra。由此距离h小于距离H。
在这种情况下，中心线Sa、Si可以在交点S的区域中，以及在到中心线Si的内部区段31i和到中心线Sa的外部区段21a的过渡部中采取各种不同的合适的轨迹。例如，该过渡部可以通过多个直的或弯曲的轨道分段形成。由于等速万向接头的特殊结构型式，其他的分段也可以连接到中心线Sa、Si的在图5和图6中自由的端部上，但是，如果滚珠在接头工作期间不通过这些区域，则这些其他的分段将不分配给所属的滚珠轨道的轨迹。
也可以通过轨道曲线的其他的变化来实现在到交点S的距离a下的不同的距离h、H。图7、8和9例如示出了在滚珠轨道的线性扩宽的情况下的轨迹变型方案，其中，轨道对的外滚珠轨道和内滚珠轨道的中心线Sa和Si分别以虚线的方式示出。与此相反地，内滚珠轨道的中心线Si相对于镜像平面Z的镜像通过点线示出并且用Si’标示。由此得到内滚珠轨道的镜像中心线Si’的镜像内部区段31i’，借助于该镜像内部区段，可以将镜像内部区段31’的轨迹与外滚珠轨道的中心线Sa的外部区段21a的轨迹比较。
图7示出了内滚珠轨道的轨迹，在该轨迹中，外滚珠轨道的中心线Sa的直外部区段21a沿着轴线L向右的平行位移产生内滚珠轨道的镜像中心线Si’的镜像内部区段31i’。在这种假想的镜像情况下，镜像内部区段31i’总体上比外部区段21a处于更靠近连接部分处。与此相反地，图8示出的该轨迹中，中心线Si’最初在交点S的区域中跟随中心线Sa的轨迹，并且跟随外部区段21a的轨迹。在此之后，相对于外部区段21a，内部区段31i’的斜率增大。图9原则上同样示出了一种这样的轨道曲线，但是，在其斜率在镜像内部区段31i’的区域中增大之前，其镜像中心线Si’跟随中心线Sa的轨迹。
图10和11示出了在滚珠轨道的弯曲扩宽情况下的可能的轨迹变型。图10示出了内滚珠轨道的轨迹，在该轨迹中，外滚珠轨道的中心线Sa的弯曲外部区段21a沿着轴线L向右的平行位移产生内滚珠轨道的镜像中心线Si’的镜像内部区段31i’。在这种假想的镜像情况下，镜像内部区段31i’总体上比外部区段21a处于更靠近连接部分处。与此相反地，图11示出的轨迹中，弯曲外部区段21a的半径Ra对应于镜像内部区段31i’的半径Ri’。但是，镜像内部区段31i’总体上围绕交点S向右旋转。在这种情况下，镜像中心线Si’的镜像内部区段31i’的半径Ri所属的圆的中心比外滚珠轨道的中心线Sa的外部区段21a的半径Ra所属的圆的中心处于更靠近连接部分61处。
这些轨道曲线的实施方式中的各单个的实施方式也可以以适当的方式相互组合。例如，镜像内部区段31i’可以围绕交点S旋转并且同时具有比外部区段21a更小的半径。弯曲内部区段31i’也可以首先跟随外部区段21a的轨迹，并且然后减小它的半径。
总体而言，接头内部部分可以比接头外部部分具有与敞开的轨道区域相比更大的扩宽。此外，该效果可以通过较早地***接头内部部分的向外敞开的扩宽来实现。此外，该效果可以通过更长地***接头内部部分的向外敞开的轨道区域的第一先行的弯曲部来实现。
除了不是镜像对称地延伸的轨道曲线之外，根据本发明的等速万向接头可以具有不同的偏移。特别地，保持架偏移优选地与滚珠轨道偏移相组合。图13示出了通过图12的接头的截面A-A，其中，轴70被***到接头内部部分30的内部的纵向齿部中，并且接头位于被拉直的位置上。接头外部部分20的纵向轴线La此时与接头内部部分30的纵向轴线Li重合。接头中心线E在接头中心O处与纵向轴线La、Li相交。
外滚珠轨道21的弯曲轨道基线23的中心位于在接头中心O的左边的纵向轴线La、Li上，也就是说，相对于该接头中心O在接头的开口60的一侧上。与纵向轴线La、Li的该交点在图13中被标记为OTa。内滚珠轨道31的弯曲轨道基线33的中心位于在接头中心O右边的纵向轴线La、Li上，也就是说，相对于该接头中心O位于连接部分61的一侧上。与纵向轴线La、Li的该交点被标记为OTi。
保持架50具有球形的保持架外表面53，该球形的保持架外表面抵接在接头外部部分20的球形的接头内表面25上。此外，保持架50具有球形的保持架内表面54，该球形的保持架内表面抵接在接头内部部分30的球形的接头外表面35上。弯曲的保持架外表面53的中心位于在接头中心O左边的纵向轴线La、Li上，也就是说，相对于该接头中心O位于接头的开口60的一侧上。与纵向轴线La、Li的该交点被标记为OCa。弯曲的保持架内表面54的中心位于在接头中心O右边的纵向轴线La、Li上，也就是说，相对于该接头中心O位于接头的连接部分61的一侧上。与纵向轴线La、Li的该交点在图13中被标记为OCi。
在这种情况下，交点OTa和OTi优选地位于与接头中心O相同的距离上。同样的情况也适用于交点OCa和OCi。但是，交点OCa和OCi比交点OTa和OTi处于更靠近接头中心O处，也就是说，滚珠轨道偏移大于保持架偏移。
附图标记列表：
10 等速万向接头，接头
20 接头外部部分
21、22 外滚珠轨道
21i 外滚珠轨道的内部区段
21a 外滚珠轨道的外部区段
23、24 外滚珠轨道的轨道基线
25 接头内表面
30 接头内部部分
31、32 内滚珠轨道
31i 内滚珠轨道的内部区段
31i’ 内滚珠轨道的镜像内部区段
31a 内滚珠轨道的外部区段
33、34 内滚珠轨道的轨道基线
35 接头外表面
36 纵向齿部
40、41 滚珠
50 保持架
51、52 保持架窗口
53 保持架外表面
54 保持架内表面
60 开口
61 连接部分
70 轴
80、81、82 接触区域
L 轴线
La 接头外部部分的纵向轴线
Li 接头内部部分的纵向轴线
E 接头中心平面
S 交点
Z 镜像平面
O 接头中心
OCi 保持架内侧面的交点
OCa 保持架外侧面的交点
OTi 内滚珠轨道的交点
OTa 外滚珠轨道的交点
Si 内滚珠轨道的中心线
Si’ 内滚珠轨道的镜像中心线
Sa 外滚珠轨道的中心线
Ri 内滚珠轨道的内部区段的半径
Ri’ 内滚珠轨道的镜像内部区段的半径
Ra 外滚珠轨道的外部区段的半径

Claims (13)

1.一种用于传递扭矩的等速万向接头(10)，包括：具有多个外滚珠轨道(21；22)的接头外部部分(20)；具有多个内滚珠轨道(31；32)的接头内部部分(30)；传递扭矩的滚珠(40；41)，所述滚珠分别被引导在由所述外滚珠轨道(21；22)和所述内滚珠轨道(31；32)构成的轨道对中；以及保持架(50)，所述保持架将所述滚珠(40；41)容纳在保持架窗口(51；52)中并且在所述等速万向接头(10)被拉直的情况下将所述滚珠保持在公共的接头中心平面(E)中，其中，所述外滚珠轨道(21；22)具有中心线(Sa)和与所述中心线等距地延伸的轨道基线(23；24)，而所述内滚珠轨道(31；32)具有中心线(Si)和与所述中心线等距地延伸的轨道基线(33；34)，其中，所述接头外部部分(20)具有纵向轴线(La)和在轴向上处于彼此相对的开口(60)和连接部分(61)，并且所述外滚珠轨道(21；22)的所述中心线(Sa)具有至少一个凹入地弯曲的内部区段(21i)以及分别与所述内部区段相对的外部区段(21a)，所述外部区段(21a)在所述接头外部部分(20)的开口(60)的方向上相对于所述接头外部部分(20)的所述纵向轴线(La)扩宽，而所述内滚珠轨道(31；32)的中心线(Si)具有至少一个凸起地弯曲的外部区段(31a)以及分别与所述外部区段相对的内部区段(31i)，所述内部区段(31i)在所述接头外部部分(10)的连接部分(61)的方向上相对于所述接头外部部分(20)的所述纵向轴线(La)扩宽，并且在所述等速万向接头(10)被最大程度地偏转的情况下，滚珠(40)接触滚珠轨道的外滚珠轨道(21；22)的外部区段(21a)和内滚珠轨道(31；32)的内部区段(31i)，
其特征在于，在所述等速万向接头(10)被拉直的情况下，轨道对的外滚珠轨道(21；22)和内滚珠轨道(31；32)的中心线(Si；Sa)在交点(S)处相交，并且在这种情况下相对于通过这个交点(S)的镜像平面(Z)不是镜像对称的，其中，所述镜像平面(Z)位于所述接头中心平面(E)中或者与所述接头中心平面(E)平行，并且所述内滚珠轨道(31；32)的中心线(Si)的内部区段(31i)相对于所述接头外部部分(20)的纵向轴线(La)比所述外滚珠轨道(21；22)的中心线(Sa)的外部区段(21a)更大地扩宽。
2.根据权利要求1所述的等速万向接头，
其特征在于，除了所述内部区段(21i；31i)和所述外部区段(21a；31a)之外，所述外滚珠轨道(21；22)的所述中心线(Sa)和所述内滚珠轨道(31；32)的所述中心线(Si)还分别具有连接到所述内部区段(21i；31i)和/或所述外部区段(21a；31a)上的其他区段。
3.根据权利要求2所述的等速万向接头，
其特征在于，所述其他区段是直线形或弯曲形。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的等速万向接头，
其特征在于，所述外滚珠轨道(21；22)的中心线(Sa)的外部区段(21a)和所述内滚珠轨道(31；32)的中心线(Si)的内部区段(31i)相对于所述接头外部部分(20)的纵向轴线(La)线性地扩宽。
5.根据权利要求4所述的等速万向接头，
其特征在于，相对于所述接头外部部分(20)的纵向轴线(La)，所述内滚珠轨道(31；32)的所述中心线(Si)的所述内部区段(31i)的斜率大于所述外滚珠轨道(21；22)的中心线(Sa)的外部区段(21a)的斜率。
6.根据权利要求4和5中的任一项所述的等速万向接头，
其特征在于，当在所述镜像平面(Z)上做出所述内滚珠轨道(31；32)的中心线(Si)的镜像时，所述内滚珠轨道(31；32)的镜像中心线(Si’)的整个镜像内部区段(31i’)比所述外滚珠轨道(21；22)的中心线(Sa)的整个外部区段(21a)更靠近所述连接部分(61)。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的等速万向接头，
其特征在于，所述外滚珠轨道(21；22)的中心线(Sa)的外部区段(21a)以半径(Ra)弯曲地扩宽，并且所述内滚珠轨道(31；32)的中心线(Si)的内部区段(31i)以半径(Ri)弯曲地扩宽。
8.根据权利要求7所述的等速万向接头，
其特征在于，所述内滚珠轨道(31；32)的中心线(Si)的内部区段(31i)的半径(Ri)小于所述外滚珠轨道(21；22)的中心线(Sa)的外部区段(21a)的半径(Ra)。
9.根据权利要求7和8中的任一项所述的等速万向接头，
其特征在于，当在所述镜像平面(Z)上做出所述内滚珠轨道(31；32)的中心线(Si)的镜像时，所述内滚珠轨道(31；32)的镜像中心线(Si’)的镜像内部区段(31i’)的半径(Ri)所属的圆的中心比所述外滚珠轨道(21；22)的中心线(Sa)的外部区段(21a)的半径(Ra)所属的圆的中心更靠近所述连接部分(61)。
10.根据权利要求1至9中的一项或多项所述的等速万向接头，
其特征在于，所述接头外部部分(20)的纵向轴线(La)和所述接头中心平面(E)在所述接头中心O处相交，并且所述保持架(50)具有球形的保持架外表面(53)和球形的保持架内表面(54)，其中，所述球形的保持架外表面(53)与所述接头外部部分(20)的球形的接头内表面(25)处于表面接触，而球形的保持架内表面(54)与所述接头内部部分(30)的球形的接头外表面(35)处于表面接触，并且，所述球形的保持架内表面(54)和所述球形的保持架外表面(53)的中心(OCi；OCa)位于在所述接头中心(O)的相对的侧面上的所述纵向轴线(La)上。
11.根据权利要求10所述的等速万向接头，
其特征在于，所述球形的保持架内表面(54)和所述球形的保持架外表面(53)的中心(OCi；OCa)与所述接头中心(O)之间的距离相等。
12.根据权利要求1至11中的一项或多项所述的等速万向接头，
其特征在于，所述接头外部部分(20)的纵向轴线(La)和所述接头中心平面(E)在所述接头中心O处相交，并且所述外滚珠轨道(21；22)的凹入的内部区段(21i)的中心(OTa)和所述内滚珠轨道(31；32)的凸起的外部区段(31A)的中心(OTi)在所述纵向轴线(La)上，位于所述接头中心(O)的相对侧面。
13.根据权利要求10和12所述的等速万向接头，
其特征在于，所述外滚珠轨道(21；22)的凹入的内部区段(21i)的中心(OTa)和所述内滚珠轨道(31；32)的凸起的外部区段(31A)的中心(OTi)与所述接头中心(O)之间的距离分别大于所述球形的保持架内表面(54)和所述球形的保持架外表面(53)的中心(OCi；OCa)与所述接头中心(O)之间的距离上。
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