CN102954120A

CN102954120A - 三脚万向节

Info

Publication number: CN102954120A
Application number: CN2012103073096A
Authority: CN
Inventors: M.措恩哈根
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2032-08-27
Also published as: CN102954120B; DE102011111815A1

Abstract

本发明涉及一种三脚万向节(100)，其具有万向节外部件(120)和至少一个滚动元件(10)，其中，该至少一个滚动元件(10)具有笼架(50)和罩壳(20)，其带有用于支承三脚星(110)的轴颈(112)的容纳孔(30)，并且存在用于将罩壳(20)支撑在万向节外部件(120)的彼此相对的导轨(122)处的与罩壳(20)相关联的滚动体(40)，其通过笼架(50)来保持，其中，至少一个安全止挡(70)在万向节外部件(120)的内部中和/或在万向节外部件(120)处这样布置，使得在笼架(50)相对于万向节外部件(120)运动时阻止笼架(50)与万向节外部件(120)的壁面(124,126)接触。

Description

三脚万向节

技术领域

本发明涉及一种用于在彼此角度错位的两个旋转的轴之间传递扭矩的三脚万向节(Tripodegelenk)。

背景技术

三脚万向节原理上是已知的并且具有万向节外部件(Gelenkaußenteil)和三个滚动元件(Rollelement)，其可相对于万向节外部件运动。这些滚动元件安装在万向节外部件的内部中并且可在其轴向上平移地平衡两个轴的错位。此外，每个滚动元件具有用于支承轴颈(Zapfen)的容纳孔。该轴颈是从动轴的一部分，从动轴可以以该方式与每个滚动元件相连接。经由轴颈可能使在从动轴和与万向节外部件相连接的轴之间的角度错位成为可能。换句话说，已知的三脚万向节用于能够沿着其轴线平衡两个轴的角度错位和移动并且同时使在这两个轴之间的扭矩传递成为可能。也已知的是，滚动元件设有止挡，其将在滚动元件与万向节外部件之间的、尤其在滚动元件的笼架(Kaefig)与万向节外部件之间的相对运动限制到运行路径上。相应地，这样的止挡以已知的方式来实施，以便固定第一和第二终端位置。用于正常运行的两个终端位置用于此，一方面滚动元件不离开万向节外部件的内部，另一方面滚动元件的运动也被限制在万向节外部件的内部中。

然而，在高动态的运动情况中可导致，在笼架与滚动元件的罩壳之间的相对运动以不期望的方式出现。换句话说，这意味着，对于在滚动元件与万向节外部件之间的特别强有力的或特别快速的运动，在笼架与滚动元件的罩壳之间可能发生不期望的且不可估算的相对运动。以该方式，对于正常的运行路径的相应的终端位置的预定的位置也移动。根据该移动的方向，这可导致，滚动元件现在可相对于万向节外部件在预定的运行路径之外移动。这尤其可导致，在驶入万向节外部件中时滚动元件处于与万向节外部件的壁面、尤其底部壁面接触。这样的接触可导致，笼架、罩壳或滚动元件的另外的元件由于该接触被损坏。尤其对于锻造的万向节外部件中和在万向节外部件处相应的标准的倾斜，这可导致，笼架的滚动轴承区域向内弯曲并且由此导致提高的摩擦或导致滚动元件的完全受阻的功能性。换句话说，在高动态的运动情况的结果中，在笼架与罩壳之间的这样的不期望的相对运动可导致，三脚万向节的部件或三脚万向节整体上不可使用。

发明内容

本发明的目的是消除已知的三脚万向节的以上提及的问题。尤其地，本发明的目的是提供一种带有万向节外部件和滚动元件的三脚万向节，其能够拦截(abfangen)在滚动元件的笼架与罩壳之间的相应的相对运动和高动态的运动并且阻止三脚万向节的功能性的损害。

通过带有独立权利要求1的特征的三脚万向节来实现以上目的。本发明的另外的特征和细节从从属权利要求、说明书和附图中得出。

根据本发明的三脚万向节具有万向节外部件和至少一个滚动元件。尤其地，在根据本发明的三脚万向节中应用三个滚动元件，其星形地分布。该至少一个滚动元件具有笼架和罩壳(其带有用于支承三脚星(Tripodestern)的轴颈的容纳孔)。经由该轴颈可能的是，三脚星和与此相连接的轴可相对于与万向节外部件相连接的轴成角度。此外，存在用于将罩壳支撑在万向节外部件的彼此相对的导轨(Laufbahn)处的与罩壳相关联的滚动体。该滚动体尤其是桶形的滚动体或球，其使在滚动元件的平移的运动自由中的支撑成为可能。滚动体通过笼架来保持免于不期望的运动，从而其可以说使双重的滚动成为可能。滚动体由此一方面在万向节外部件的导轨上而另一方面在滚动元件自身的罩壳上滚动。因此可以说产生罩壳经由笼架到滚动元件上的伸缩式的(teleskopartig)运动，并且反之亦然。

根据本发明的三脚万向节特征在于，至少一个安全止挡(Sicherungsanschlag)布置在万向节外部件的内部中和/或在万向节外部件处。安全止挡的布置以根据本发明的方式这样实现，使得在笼架相对于万向节外部件运动时阻止笼架与万向节外部件的壁面接触。安全止挡即独立于滚动元件、尤其独立于滚动元件的笼架和罩壳。安全止挡例如位于万向节外部件的内部中并且优选地独立于滚动元件在两个终端位置之间的正常的运行路径。优选地，只有在出现高动态的运动、即在笼架与滚动元件的罩壳之间的不期望的相对运动时，安全止挡才干预。那么通过安全止挡的几何布置方案保证，滚动元件、尤其其笼架仅可以以该方式继续运动，其虽然离开了正常的运行路径，但是尽管如此不与万向节外部件的壁面接触。其尤其所取决的壁面在此是万向节外部件的底部壁面。为此，安全止挡例如在万向节外部件的侧壁面处安装到其内部中。

安全止挡以根据本发明的方式不仅可构造成壁的一部分，而且可与该壁分离地来构造。此外，除了保护功能，通过该安全止挡也可满足再校准功能(Rekalibrierungsfunktion)。如果在根据本发明的三脚万向节中产生笼架与滚动元件之间的相对运动，则运行路径移动。安全止挡将该移动限制在该区域上，其在笼架与万向节外部件的待避免的接触方面是允许的。相应地，通过借助于安全止挡的该限制执行再校准，也就是说，强迫在笼架与罩壳之间反过来的相对运动。换句话说，笼架和罩壳通过将笼架止动在安全止挡处又与之前由于高动态的运动所产生的相对运动相反地移动回来，至少到初始位置附近。以该方式不仅可阻止笼架的机械变形，而且此外再校准也是可能的，从而在高动态的运动之后根据本发明的三脚万向节也可在没有附加的维护或修理成本的情况下保持应用。

安全止挡的止动面相应地构造在笼架中或其处。尤其地，笼架也具有构造用于与安全止挡互相作用的止动面。相应的构造在此尤其在几何上和/或区域上这样来准备，使得可实现在安全止挡与笼架、尤其其止动面之间的接触。在根据本发明的三脚万向节中的安全止挡在此优选地设置在万向节外部件的侧壁面处。

在本发明的范围中当在根据本发明的三脚万向节中这样设计笼架使得其在至少两个终端位置之间可相对于万向节外部件移动时，可以是有利的。这意味着，通过两个终端位置来限定笼架的标准运行路径，其处于这两个终端位置之间。此外，在本发明的这样的实施形式中，至少一个安全止挡可布置在这两个终端位置之间的区域之外。该安全止挡的布置即在标准运行路径之外。换句话说这意味着，笼架在标准运行中可在这两个终端位置之间移动，而不与安全止挡接触。安全止挡即在正常运行中不与滚动元件的笼架接合，从而一点也不产生安全止挡与笼架的磨损或接触。当笼架离开在两个终端位置之间的标准运行路径并且将存在笼架撞击在万向节外部件的壁面处的风险时，安全止挡才在其保护功能上起作用。即在三脚万向节的正常运行中安全止挡不是限制性的。在此尤其可追溯到三脚万向节的已有的结构，从而也可应用该安全止挡作为对于这样的已有的三脚万向节的改型功能。

当在根据本发明的三脚万向节中构造有以在罩壳外部件的壁面上的突起部的形式的至少一个安全止挡时，同样可以是有利的。在此，该突起部尤其构造在万向节外部件的侧壁面处。该突起部优选地这样来构造，使得当笼架进入处于与壁面、尤其万向节外部件的底部壁面接触的危险中时，该突起部可在几何上且局部地与笼架至少逐段地接触。这样的构造的安全止挡尤其成本适宜并且可简单地制造。这样的以在万向节外部件的壁面上的突起部的形式的安全止挡的制造的可能性是在该壁面上的所谓的压印部(Prägewarze)。在此，尤其通过在万向节外部件的外侧上的压印产生这样的压印部。在万向节外部件的外侧上的这样的压印导致还在万向节外部件的内侧上的变形，从而在万向节外部件的侧壁面上构造有相应的突起部，其根据本发明用作安全止挡。从外面作用带来该优点，即还可进一步减小制造成本。

当在根据本发明的三脚万向节中构造有以槽(利用其至少局部地引导笼架的至少一部分)的形式的至少一个安全止挡时，同样可以是有利的。在万向节外部件的内部中的该槽尤其构造在万向节外部件的材料中。优选地，设置有进入斜面(Einlaufschräge)，以使笼架能够容易地进入该槽中或者说使带有笼架的滚动元件能够容易地插入槽中。该引导在此不必强制地覆盖滚动元件的整个标准运行区域，而是尤其关于标准运行路径的关键的终端位置仅仅构造到其端部区域中。换句话说，当笼架仅仅在离开标准运行路径之后进入槽中并且以根据本发明的方式可通过槽来满足保护功能时，是足够的。

当在根据本发明的三脚万向节中笼架具有至少一个导向突出部(其接合到槽中并且构造用于在槽的至少一个安全止挡处的止动)时，是另一优点。这样的导向突出部例如可构造为鼻形的突出部，其完全地或至少局部地被引导穿过槽。尤其地，这样导向突出部关于笼架的运动方向成角度地、尤其成直角地从笼架伸出。这样的实施形式使笼架和万向节外部件的简化的构造成为可能，使得槽和导向突出部可相互独立于笼架和通过笼架来保持的滚动体的另外的功能性来调整。此外，通过导向突出部在槽中的引导给出安全止挡的特别可靠的实施形式。

当在本发明的范围中通过止动元件(其布置在万向节外部件的内部中)构造有至少一个安全止挡时，同样可以是有利的。用于构造安全止挡的这样的止动元件在此尤其与万向节外部件分离地来构造并且插入万向节外部件中。例如可使用板嵌件(Blecheinleger)，其提供根据本发明的安全止挡供三脚万向节使用。因此也可以以特别简单的方式改装三脚万向节的已经存在的系统，因为不需要万向节外部件的机械变形。制造成本也减小，因为不必干扰已有的加工方法，而是可继续应用标准方法。这样的止动元件尤其关于其在万向节外部件的内部中的局部的位置来固定。由此在那里例如可以粘接地、旋拧地、铆接地或者通过咬合卡锁连接来固定。

当在根据本发明的三脚万向节中笼架具有第一止动面而罩壳具有与其相关联的止动面(其这样来布置，从而由此确定笼架相对于罩壳的第一和第二终端位置)时，同样是有利的。换句话说，笼架和罩壳自身、即三脚万向节的滚动元件由此本身被用作对终端位置的定义并且因此作为对标准运行路径的定义可能性。终端位置因此独立于万向节外部件来限定。尤其在这样的实施形式中，笼架相对于罩壳的滑移(Durchrutschen)是危险的，因为在万向节外部件之内完全没有设置附加的止挡。相应地，以根据本发明的方式设置安全止挡导致，在高动态的运动情况中罩壳变形的风险被减小。

当在本发明的范围中万向节外部件构造成罐形且具有底部壁面以及至少一个侧壁面时，同样可以是有利的。罐形在此意味着，万向节外部件例如构造为空心柱体，其利用底部壁面在一侧上封闭。然而，在本发明的范围中当然也可考虑更复杂的横截面几何形状、尤其对于横截面以三尖角的星形为基础的横截面几何形状。侧壁面和底部壁面在此尤其彼此成角度、特别优选地大致成直角(+/-10°)。

在根据本发明的三脚万向节中这样布置有至少一个安全止挡使得其至少阻止笼架与万向节外部件的底部壁面接触时，同样可以是有利的。因为底部壁面是万向节外部件的处于滚动元件的运动方向的直接方向上的壁面，笼架与底部壁面的接触将与对笼架的最大损害相关。在此可以说涉及正面碰撞(Frontalcrash)，其将伴随有最大的机械影响。根据本发明的实施方案即带来该优点，即通过根据本发明的安全止挡可避免最有风险的情况。

附图说明

根据附图详细阐述本发明。其中：

图1在示意性的部分剖面中以等轴的图示显示了根据本发明的三脚万向节的一实施形式，

图2a以示意性的横截面显示了根据本发明的三脚万向节的一实施形式，其中突起部作为安全止挡，

图2b以示意性的横截面显示了图2的三脚万向节，其中笼架在第二终端位置中，

图3以示意性的横截面显示了根据本发明的三脚万向节的另一实施形式，其中槽作为安全止挡，以及

图4以示意性的横截面显示了根据本发明的三脚万向节的另一实施例，其中止动元件作为安全止挡。

附图标记清单

10 滚动元件

20 罩壳

22 第二止动面

30 容纳孔

40 滚动体

50 笼架

52 第一止动面

58 导向突出部

70 安全止挡

70a 突起部

70b 槽

70c 止动元件

100 三脚万向节

110 三脚星

112 轴颈

120 万向节外部件

122 导轨

124 侧壁面

126 底部壁面

K1 笼架的第一终端位置

K2 笼架的第二终端位置。

具体实施方式

在图1中示出了根据本发明的三脚万向节100的一实施形式。其具有万向节外部件120以及三脚星110。该三脚星110用于将扭矩从万向节外部件120传递到三脚星110上并且同时使万向节外部件120和三脚星110的成角度的以及在轴线的方向上指向的错位成为可能。为此设置有三个滚动元件10，其星形地围绕三脚星110布置。在图1中以示意性的横截面示出穿过滚动元件10中的一个的部分剖面。滚动元件10的每个具有容纳孔30，三脚星110的轴颈112支承在其中。以该方式可平衡角度的错位。此外对于每个滚动元件10设置有罩壳20和笼架50。在笼架50中固定有在该实施形式中以球的形式的滚动体40。这些球、即滚动体40支撑在滚动元件10的罩壳20与万向节外部件120的工作面122之间。以该方式使在滚动元件10与万向节外部件120之间以平移的类型的相对运动变得可能。此外可实现罩壳20与笼架50之间的相对运动。以该方式可以说获得在笼架50上的罩壳20与万向节外部件120之间的伸缩相对运动。

在图2a和2b中详细说明了根据本发明的三脚万向节100的一实施形式，其中，阐述了保护的工作原理。在图2a中以示意性的横截面示出了根据本发明的三脚万向节100的滚动元件10。在该实施形式中，不仅笼架50、而且罩壳20具有止动面22和52，其限定了笼架50在万向节外部件120的内部中的两个终端位置K1和K2。在此，在图2a中示出了笼架50在第一终端位置K1中的位置而在图2b中示出了笼架50在第二终端位置K2中的位置。滚动元件10和因此笼架50的正常的运行路径位于这两个终端位置K1与K2之间。如同样可从图2a中识别出的那样，在第一终端位置K1与安全止挡70之间存在间距。这意味着，在笼架50在两个终端位置K1与K2之间正常运动时安全止挡70不与笼架50接触。

该实施形式的安全止挡70构造为突起部70a，其通过从万向节外部件120的外侧压印来实现。通过该机械变形，在万向节外部件120的内部中产生突起部，其在几何上这样来构造，使得其将阻止笼架50超过安全止挡70继续运动。

接下来参考图2a和2b详细阐述根据本发明的安全止挡70的工作原理。如果在笼架50在两个终端位置K1与K2之间运动时执行高动态的运动，则可发生，以不期望的方式执行在笼架50与罩壳20之间的相对运动。这样的不期望的相对运动是通过滚动体40的滚动出现(hinausgehen)的运动。该不期望的运动也可被称为罩壳20相对于笼架50的滑移。这样的滑移导致，例如在笼架50从第二终端位置K2在第一终端位置K1的方向上运动时超过该第一终端位置K1。换句话说，在这样的高动态的运动之后，笼架50离开预定的正常的运行路径。只要可避免笼架50碰撞在万向节外部件120的侧壁中的一个、尤其底部壁面(如其在图2a中形成万向节外部件120的右闭合部(Abschluss))处，这是无问题的。以根据本发明的方式通过安全止挡70实现该避免。即如果在以不期望的方式滑移之后笼架50运动超过第一终端位置K1，则该运动仅可以以如以突起部70a的形式的安全止挡70限制其的方式实现。超过安全止挡70的运动是不可能的。根据本发明，以该方式避免笼架50与万向节外部件120的壁面、尤其底部壁面之间的接触和由此笼架50的机械变形。

在图3和4中示出了安全止挡70的两个备选的实施形式。由此在图3中安全止挡70实施为槽70b。笼架50具有导向突出部58，其在图3中示意性地示出并且例如构造为压印和在笼架50的接片的相对的侧面上的相应的突起部。该导向突出部58接合到槽70b中并且导致所期望的止动。从图3中也可辨识出，槽70b仅须在需要安全止挡70的区域中延伸。在第二终端位置K2的方向上、即在图3中在左侧上不需要这样的槽，因为这里通过笼架50与万向节外部件120的壁面的接触是不可能的。出于清晰起见，在图3中移除罩壳20，使得可更好地辨识出槽70b和相应的导向突出部58。

在图4中示出根据本发明的三脚万向节100的另一实施形式。在该实施形式中，安全止挡70构造为止动元件70c。如可辨识出的那样，止动元件70c是与万向节外部件120分离的构件。其可布置在万向节外部件120的内部中的部分区域处，但是也可环绕万向节外部件120的周缘布置在其内部中。在此，止动元件尤其可以粘接地、铆接地、旋拧地或通过咬合卡锁连接与万向节外部件120相连接。止动元件也可通过成型技术构造在万向节外部件120处。

当然，以上所说明的实施形式仅仅在示例的范围中说明本发明。当然，只要技术上合理也可自由地相互组合各个实施例的各个特征，而不离开本发明的范围。

Claims

1. 一种三脚万向节(100)，其具有万向节外部件(120)和至少一个滚动元件(10)，其中，所述至少一个滚动元件(10)具有笼架(50)和罩壳(20)，其带有用于支承三脚星(110)的轴颈(112)的容纳孔(30)，并且存在用于将所述罩壳(20)支撑在所述万向节外部件(120)的彼此相对的导轨(122)处的与所述罩壳(20)相关联的滚动体(40)，其通过所述笼架(50)来保持，其特征在于，至少一个安全止挡(70)在所述万向节外部件(120)的内部中和/或在所述万向节外部件(120)处这样布置，使得在所述笼架(50)相对于所述万向节外部件(120)运动时阻止所述笼架(50)与所述万向节外部件(120)的壁面(124, 126)接触。

2. 根据权利要求1所述的三脚万向节(100)，其特征在于，所述笼架(50)这样来设计，使得其能够在至少两个终端位置之间相对于所述万向节外部件(120)运动，并且至少一个安全止挡(70)布置在所述两个终端位置之间的区域之外。

3. 根据以上权利要求中任一项所述的三脚万向节(100)，其特征在于，至少一个安全止挡(70)以突起部(70a)的形式构造在所述万向节外部件(120)的壁面(124, 126)上。

4. 根据以上权利要求中任一项所述的三脚万向节(100)，其特征在于，至少一个安全止挡(70)以槽(70b)的形式来构造，在所述槽(70b)中至少局部地引导所述笼架(50)的至少一部分。

5. 根据权利要求4所述的三脚万向节(100)，其特征在于，所述笼架(50)具有至少一个导向突出部(58)，其接合到所述槽(70b)中并且构造用于在至少一个安全止挡(70)处止动。

6. 根据以上权利要求中任一项所述的三脚万向节(100)，其特征在于，至少一个安全止挡(70)通过止动元件(70c)来构造，其布置在所述万向节外部件(120)的内部中。

7. 根据以上权利要求中任一项所述的三脚万向节(100)，其特征在于，所述笼架(50)具有第一止动面(52)而所述罩壳(20)具有与其相关联的第二止动面(22)，所述止动面这样布置，使得由此确定所述笼架(50)相对于所述罩壳(20)的第一和第二终端位置(K1, K2)。

8. 根据以上权利要求中任一项所述的三脚万向节(100)，其特征在于，所述万向节外部件(120)构造成罐形并且具有底部壁面(126)以及至少一个侧壁面(124)。

9. 根据权利要求8所述的三脚万向节(100)，其特征在于，至少一个安全止挡(70)这样来布置，使得其至少阻止所述笼架(50)与所述万向节外部件(120)的底部壁面(126)的接触。