專利名稱：三銷式等速萬向節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三銷式等速萬向節(jié)，帶有萬向節(jié)外部件、萬向節(jié)內(nèi)部件和三個三銷滾 輪，萬向節(jié)外部件具有中心中空腔和三個由該中空腔出發(fā)的、在周邊側(cè)上平均分布地布置 的、各具有兩個軸線平行的且在周邊側(cè)相互平行對置的引導(dǎo)軌道的凹座，萬向節(jié)內(nèi)部件布 置在萬向節(jié)外部件的中空腔內(nèi)部并且具有三個在周邊側(cè)上平均分布地布置的且各徑向伸 入到萬向節(jié)外部件的凹座之一中的具球形外輪廓的銷栓，三銷滾輪各具有滾輪內(nèi)圈、滾輪 外圈及多個在滾輪圈之間呈環(huán)形布置的柱體形滾動體；并且其中，各自的滾輪內(nèi)圈利用其 內(nèi)壁與所配屬的銷栓的外輪廓處在滑動接觸中，并且其中，各自的滾輪外圈利用其外壁與 所配屬的凹座的引導(dǎo)軌道處在滑動接觸中。
背景技術(shù)：
在機(jī)動車的車橋驅(qū)動中，車橋差速器的輸出軸與被驅(qū)動的車輪的輪轂各通過萬向 節(jié)軸形成彼此間的傳動連接。這兩個萬向節(jié)軸各在兩個端部處設(shè)有等速萬向節(jié)，通過這些 等速萬向節(jié)在傳遞相同形式的轉(zhuǎn)動運(yùn)動的情況下使得車輪懸架的很大程度上豎直的上下 彈跳成為可能并且在能轉(zhuǎn)向的車輛車橋的情況下附加地使得車橋腿繞很大程度上豎直轉(zhuǎn) 向軸線的轉(zhuǎn)向裝置造成的樞轉(zhuǎn)成為可能或者說補(bǔ)償了相應(yīng)的運(yùn)動。在如前驅(qū)的或全輪驅(qū)動 的機(jī)動車的前車橋那樣的能轉(zhuǎn)向的車輛車橋中，輪轂的彈簧裝置和轉(zhuǎn)向裝置造成的運(yùn)動特 別大，從而使得相關(guān)的驅(qū)動軸的在外的等速萬向節(jié)必須具有特別高的工作折角。除了兩個 十字萬向節(jié)集成為一個萬向節(jié)的雙萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)類型和至少六個支承在球式星形件上的 球體在球殼的所配屬的球軌道中引導(dǎo)的球式萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)類型之外，在驅(qū)動車橋的在外的 等速萬向節(jié)的情況下優(yōu)選使用三銷式等速萬向節(jié)的特別緊湊的且具有大工作折角的結(jié)構(gòu) 類型。
三銷式等速萬向節(jié)通常具有萬向節(jié)外部件和在該萬向節(jié)外部件的中空腔內(nèi)部布 置的萬向節(jié)內(nèi)部件，萬向節(jié)外部件具有中心中空腔和三個由該中空腔出發(fā)的、在周邊側(cè)上 平均分布地布置的、各帶有兩個軸線平行的且在周邊側(cè)上彼此平行對置的引導(dǎo)軌道的凹 座，萬向節(jié)內(nèi)部件帶有三個在周邊側(cè)上平均分布地布置的且各徑向伸入到萬向節(jié)外部件的 凹座之一中的具球形外輪廓的銷栓。在每個萬向節(jié)內(nèi)部件的銷栓上布置有各一個帶有滾輪 內(nèi)圈、滾輪外圈和多個在滾輪圈之間布置的柱體形滾動體的三銷滾輪，其中，滾輪內(nèi)圈的柱 體形內(nèi)壁關(guān)于相關(guān)的銷栓的中心軸線軸向可推移且可樞轉(zhuǎn)地與所配屬的銷栓的外輪廓形 成滑動接觸，并且滾輪外圈的柱體形外壁關(guān)于萬向節(jié)外部件的轉(zhuǎn)動軸線軸向可推移地與所 配屬的凹座的引導(dǎo)軌道形成滑動接觸。通過在萬向節(jié)內(nèi)部件的銷栓的外輪廓與滾輪內(nèi)圈的 內(nèi)壁之間的滑動運(yùn)動由此基本上進(jìn)行了萬向節(jié)內(nèi)部件和萬向節(jié)外部件的轉(zhuǎn)動軸線的彈簧 裝置和轉(zhuǎn)向裝置造成的樞轉(zhuǎn)，相對于此，在滾輪外圈的外壁與萬向節(jié)外部件的凹座的引導(dǎo) 軌道之間的滑動運(yùn)動使得所需要的長度補(bǔ)償成為可能。
在文獻(xiàn)DE4429479C2中以兩個實(shí)施方案描述了第一種三銷式等速萬向節(jié)。在該 已知的等速萬向節(jié)的三銷滾輪的情況下，滾輪內(nèi)圈和柱體形滾動體各在軸向兩側(cè)通過共同的、在滾輪外圈的相應(yīng)的圈槽中插入的擋圈來引導(dǎo)。相對于尤其是滾輪外圈的簡單制備的有益效果，在該等速萬向節(jié)中的缺陷在于，相應(yīng)大地且堅(jiān)固地尺寸設(shè)定的擋圈的復(fù)雜化的裝配以及比較差的噪聲和振動特性(NVH=噪聲、振動與聲振粗糙度)。
由文獻(xiàn)DE19834513A1以多個實(shí)施方案公開了第二種這類三銷式等速萬向節(jié)。在該已公開的等速萬向節(jié)的三銷滾輪的情況下，滾輪外圈在它們的徑向內(nèi)側(cè)上各在軸向兩側(cè)具有分階的支承擋邊，由這些支承擋邊，軸向在內(nèi)的擋邊區(qū)段用于柱體形滾動體的軸向引導(dǎo)并且軸向在外的擋邊區(qū)段結(jié)合在軸向兩側(cè)插入的擋圈用于軸向引導(dǎo)滾輪內(nèi)圈。相對于尤其是滾輪外圈的耗費(fèi)的制備的缺陷，在該等速萬向節(jié)的情況下的有益效果在于，相對小地且彈性柔性地尺寸設(shè)計的擋圈的簡化裝配、在三銷滾輪內(nèi)部的降低的摩擦水平和改善的噪聲和振動特性(NVH)。
然而，基于提高的舒適度要求還存在改善三銷式等速萬向節(jié)的噪聲和振動特性的進(jìn)一步需求，這些噪聲和振動特性決定性地由在等速萬向節(jié)構(gòu)件的彼此間形成滑動接觸的壁上的靜摩擦和滑動摩擦之間的過渡來確定。此外，為了提高傳遞效率存在用于減少這類等速萬向節(jié)的摩擦和磨損的基本的需求。發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，對開頭所提到的類型的三銷式等速萬向節(jié)在噪聲和振動特性的改善方面和在摩擦和磨損水平的降低方面進(jìn)行改進(jìn)。
本發(fā)明基于以下認(rèn)識，S卩，三銷式等速萬向節(jié)的噪聲和振動特性的改善伴隨著該等速萬向節(jié)的摩擦和磨損水平的降低來進(jìn)行，因?yàn)楸桓兄獮轭澱窈驮肼暤脑诘人偃f向節(jié)內(nèi)部的振動的產(chǎn)生和激勵基本上是由在等速萬向節(jié)的構(gòu)件的彼此間形成滑動接觸的壁上的靜摩擦和滑動摩擦之間的過渡來確定。通過內(nèi)摩擦的降低、也即在等速萬向節(jié)的構(gòu)件之間的摩擦的降低，由此除了降低摩擦造成的磨損之外，還正面地影響了該等速萬向節(jié)的噪聲和振動特性，也即降低了在行駛運(yùn)行中出現(xiàn)的顫振和噪聲現(xiàn)象。
所提出的任務(wù)結(jié)合具有權(quán)利要求1的前序部分的特征通過如下方式來解決，即， 通過尤其各與另外的構(gòu)件形成滑動接觸的壁的適宜的表面處理來改善等速萬向節(jié)的摩擦和磨損特性。
通過至少一個與另外的壁形成滑動接觸的壁的適宜的表面處理來降低運(yùn)行造成地在相關(guān)的壁之間出現(xiàn)的摩擦進(jìn)而摩擦造成的在這兩個壁上的磨損。同時降低如下的力水平，在該力水平的情況下進(jìn)行靜摩擦向滑動摩擦和滑動摩擦向靜摩擦之間的過渡，由此明顯降低了通過摩擦過渡所產(chǎn)生的振動的振幅進(jìn)而由此引發(fā)的顫振和噪聲排放。雖然該三銷式等速萬向節(jié)的制備通過表面處理相對于迄今為止的實(shí)施方案更貴，然而相對于此的是根據(jù)本發(fā)明的三銷式等速萬向節(jié)的更高的運(yùn)行安靜度和提高的使用壽命的有益效果。
根據(jù)本發(fā)明的三銷式等速萬向節(jié)的有利的設(shè)計方案是權(quán)利要求2至10的主題。
優(yōu)選地，為了表面處理設(shè)置如下，即，至少滾輪內(nèi)圈和/或滾輪外圈和/或用于軸向確保滾輪圈的擋圈設(shè)有滑動覆層。為了簡化操作，相關(guān)的構(gòu)件完全地設(shè)有滑動覆層，即使其降低摩擦和磨損的效果很大程度上限制在各與另外的構(gòu)件的壁形成滑動接觸的壁上。
有利地，滾輪內(nèi)圈和/或滾輪外圈和/或擋圈的滑動覆層通過形成層的磷化來施布，因?yàn)橄鄳?yīng)地電鍍產(chǎn)生的磷酸鹽層特別薄，并且由此不明顯改變相關(guān)構(gòu)件的幾何尺寸，以及僅略微提聞了相關(guān)表面的粗糖度。此外，通過帶有微毛細(xì)管狀的表面結(jié)構(gòu)的晶態(tài)構(gòu)造，憐酸鹽層具有良好的對潤滑材料、例如油或油脂的儲存特性。
優(yōu)選地，滾輪內(nèi)圈的和/或滾輪外圈的和/或擋圈的滑動覆層構(gòu)造為具有2 μ m至 6ym的厚度的磷酸錳層，該磷酸錳層相對于另外的磷酸鹽層、如磷酸鐵層或磷酸鋅層具有更好的摩擦和磨損特性。
能夠備選地或額外地用于該滑動覆層的表面處理的其它類型在于，滾輪內(nèi)圈至少在其內(nèi)壁和端壁上和/或滾輪外圈至少在其外壁上和/或擋圈至少在其面朝滾輪內(nèi)圈的端壁的內(nèi)壁上經(jīng)振動研磨。在額外應(yīng)用該振動研磨的情況下，這是在滑動覆層之前進(jìn)行的。
滾輪內(nèi)圈的內(nèi)壁和端壁的粗糙度和/或擋圈的內(nèi)壁的粗糙度能夠通過該振動研磨被降低到大約Ra=O. 2 μ m的數(shù)值進(jìn)而相對于迄今慣常的大約為Ra=O. 45 μ m的粗糙度被大約減半。
滾輪外圈的外壁的粗糙度能夠通過振動研磨降低到大約Ra=O. 45 μ m的數(shù)值,這相對于在迄今慣常的加工中的Ra=L O μ m的數(shù)值同樣相應(yīng)于大約減半。
此外，為了進(jìn)一步降低該等速萬向節(jié)的運(yùn)動阻力可以設(shè)置如下，S卩，在三銷滾輪的滾輪圈和滾動體之間的滾動阻力各通過滾輪內(nèi)圈的外滾道的精細(xì)研磨的表面、滾輪外圈的內(nèi)滾道的精細(xì)研磨的表面和滾動體的外壁的精細(xì)研磨的表面以及通過減小在滾輪圈和滾動體之間的徑向游隙而降低。
為此可以將滾輪內(nèi)圈的外滾道的粗糙度、滾輪外圈的內(nèi)滾道的粗糙度和滾動體的外壁的粗糙度降低到在Ra=O. 2 μ m和Ra=O. 45 μ m之間范圍中的數(shù)值，并且可以將在滾輪圈和滾動體之間的徑向游隙降 低到在sK=0. 008mm和sK=0. 030mm之間范圍中的數(shù)值，這相對于迄今慣常的加工相應(yīng)于粗糙度Ra的減半和徑向游隙sK以大約30%的降低。


以下結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方式的附圖對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地闡述。其中
圖1示出了根據(jù)圖2的三銷滾輪的放大的截面；
圖2在橫截面中示出了根據(jù)圖3的三銷式等速萬向節(jié)的三銷滾輪；以及
圖3在徑向橫截面中示出了三銷式等速萬向節(jié)。
具體實(shí)施方式
在圖3中以徑向橫截面示出的三銷式等速萬向節(jié)I具有萬向節(jié)外部件2以及在該萬向節(jié)外部件2的中空腔4內(nèi)部布置的萬向節(jié)內(nèi)部件3，萬向節(jié)外部件帶有中心中空腔4和三個由該中空腔4出發(fā)的、在周邊側(cè)上平均分布地布置的凹座5，凹座各具有兩個軸線平行的且在周邊側(cè)上彼此平行對置的引導(dǎo)軌道6a、6b，萬向節(jié)內(nèi)部件3具有三個在周邊側(cè)上平均分布地布置的且各徑向伸入到萬向節(jié)外部件2的凹座5之一中的具球形外輪廓8的銷栓 7。
在萬向節(jié)內(nèi)部件3的每個銷栓7上布置有各一個在圖2中單獨(dú)示出的并在圖1中以放大截面圖的形式示出的三銷滾輪9，該三銷滾輪具有滾輪內(nèi)圈10、滾輪外圈11和多個安裝在滾輪圈10、11之間的柱體形滾動體12。滾輪內(nèi)圈10的柱體形內(nèi)壁13關(guān)于相關(guān)的銷栓7的中心軸線14軸向可推移且可樞轉(zhuǎn)地與所配屬的銷栓7的外輪廓8形成滑動接觸。滾輪外圈11的柱體形外壁15關(guān)于萬向節(jié)外部件2的轉(zhuǎn)動軸線16軸向可推移地與所配屬的凹座5的引導(dǎo)軌道6a、6b形成滑動接觸。
三銷滾輪9的滾輪外圈11在它們的徑向內(nèi)側(cè)上各在軸向兩側(cè)上具有分階的支承擋邊17a、17b，由這些支承擋邊，各設(shè)有自由切削部18a、18b的軸向在內(nèi)的擋邊區(qū)段19a、 19b用于軸向弓丨導(dǎo)柱體形滾動體12并且軸向在外的擋邊區(qū)段20a、20b結(jié)合軸向在兩側(cè)插入的擋圈21a、21b用于軸向引導(dǎo)滾輪內(nèi)圈3。
根據(jù)本發(fā)明，該等速萬向節(jié)I的摩擦和磨損特性通過尤其是各與另外的構(gòu)件形成滑動接觸的壁8、13 ;6a、6b、15的適宜的表面處理而改善。
在當(dāng)前的實(shí)施例中對此具體設(shè)置如下，即，三銷滾輪9的滾輪外圈11設(shè)有形式為磷酸錳層的厚度從2 μ m至6 μ m的滑動覆層，并且三銷滾輪9的滾輪內(nèi)圈10在它們的內(nèi)壁和端壁13、22a、22b上經(jīng)振動研磨至粗糙度約為Ra=O. 2 μ m。此外，在三銷滾輪9的滾輪圈 IOUl和滾動體12之間的滾動阻力各通過滾輪內(nèi)圈10的柱體形外滾道23的精細(xì)研磨表面、滾輪外圈11的柱體形內(nèi)滾道24的精細(xì)研磨表面和滾動體12的外壁25的精細(xì)研磨表面，以及通過減小在滾輪圈10、11和滾動體12之間的徑向游隙而降低。
附圖標(biāo)記列表
I三銷式等速萬向節(jié)
2萬向節(jié)外部件
3萬向節(jié)內(nèi)部件
4中空腔
5凹座
6a、6b引導(dǎo)軌道
7銷栓
8銷栓7的外輪廓
9三銷滾輪
10滾輪內(nèi)圈、滾輪圈
11滾輪外圈、滾輪圈
12滾動體
13滾輪內(nèi)圈10的內(nèi)壁
14銷栓7的中心軸線
15滾輪外圈11的外壁
16萬向節(jié)外部件2的轉(zhuǎn)動軸線
17a、17b滾輪外圈11的支承擋邊
18a、18b自由切削部
19a、19b在內(nèi)的擋邊區(qū)段
20a、20b在外的擋邊區(qū)段
21a,21b擋圈
22a、22b滾輪外圈11的端壁
23滾輪內(nèi)圈10的外滾道
24滾輪外圈11的內(nèi)滾道
25滾動體12的外壁
Ra 粗糙度
sE 徑向游隙·
權(quán)利要求
1.三銷式等速萬向節(jié)，帶有萬向節(jié)外部件(2)、萬向節(jié)內(nèi)部件(3)和三個三銷滾輪(9)，所述萬向節(jié)外部件(2)具有中心中空腔(4)和三個由中空腔出發(fā)的、在周邊側(cè)上平均分布地布置的、各具有兩個軸線平行的且在周邊側(cè)相互平行對置的引導(dǎo)軌道(6a、6b)的凹座(5)，所述萬向節(jié)內(nèi)部件(3)布置在所述萬向節(jié)外部件的中空腔內(nèi)部并且具有三個在周邊側(cè)上平均分布地布置的且各徑向伸入到所述萬向節(jié)外部件的凹座之一中的具球形外輪廓(8)的銷栓(7)，所述三銷滾輪(9)各具有滾輪內(nèi)圈(10)、滾輪外圈(11)及多個在滾輪圈之間呈環(huán)形布置的柱體形滾動體(12)，并且其中，各自的所述滾輪內(nèi)圈(10)利用其內(nèi)壁(13)與所配屬的銷栓(7)的外輪廓處在滑動接觸中，并且其中，各自的所述滾輪外圈(11)利用其外壁(15)與所配屬的凹座(5)的引導(dǎo)軌道(6a、6b)處在滑動接觸中，其特征在于，通過各與另外的構(gòu)件形成滑動接觸的壁(8、13 ;6a、6b、15)的適宜的表面處理改善了所述等速萬向節(jié)(O的摩擦和磨損特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三銷式等速萬向節(jié)，其特征在于，至少所述滾輪內(nèi)圈(10)和/或所述滾輪外圈(11)和/或用于軸向確保所述滾輪圈(10、11)的擋圈(21a、21b)設(shè)有滑動覆層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三銷式等速萬向節(jié)，其特征在于，所述滾輪內(nèi)圈(10)的和/或所述滾輪外圈(11)的和/或所述擋圈(21a、21b)的滑動覆層通過形成層的磷化來施布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三銷式等速萬向節(jié)，其特征在于，所述滾輪內(nèi)圈(10)的和/或所述滾輪外圈(11)的和/或所述擋圈(21a、21b)的滑動覆層構(gòu)造為具有2μπι至6μπι的厚度的磷酸錳層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的三銷式等速萬向節(jié)，其特征在于，所述滾輪內(nèi)圈(10)至少在其內(nèi)壁和端壁(13、22a、22b)上和/或所述滾輪外圈(11)至少在其外壁(15)上和/或所述擋圈(21a、21b)至少在其面朝所述滾輪內(nèi)圈(10)的端壁(22a、22b)的內(nèi)壁上經(jīng)振動研磨。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三銷式等速萬向節(jié)，其特征在于，所述滾輪內(nèi)圈(10)的內(nèi)壁和端壁(13、22a、22b)的粗糙度和/或所述擋圈(21a、21b)的內(nèi)壁的粗糙度降低到大約為Ra=O. 2μπι 的數(shù)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的三銷式等速萬向節(jié)，其特征在于，所述滾輪外圈(11)的外壁(15)的粗糙度降低到大約為Ra=O. 45 μ m的數(shù)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的三銷式等速萬向節(jié)，其特征在于，在所述三銷滾輪(9)的所述滾輪圈(10、11)和所述滾動體(12)之間的滾動阻力各通過所述滾輪內(nèi)圈(10)的外滾道(23)的精細(xì)研磨的表面、所述滾輪外圈(11)的內(nèi)滾道(24)的精細(xì)研磨的表面和所述滾動體(12)的外壁(25)的精細(xì)研磨的表面以及通過減小在所述滾輪圈(10、11)和所述滾動體(12)之間的徑向游隙而降低。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三銷式等速萬向節(jié)，其特征在于，所述滾輪內(nèi)圈(10)的外滾道(23)的粗糙度、所述滾輪外圈(11)的內(nèi)滾道(24)的粗糙度和所述滾動體(12)的外壁(25)的粗糙度各降低到在Ra=O. 2 μ m和Ra=O. 45 μ m之間范圍中的數(shù)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的三銷式等速萬向節(jié)，其特征在于，在所述滾輪圈(10、11)和所述滾動體(12)之間的徑向游隙各降低到在sK=0. 008mm和sK=0. 030mm之間范圍中的數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及三銷式等速萬向節(jié)，帶有萬向節(jié)外部件(2)、萬向節(jié)內(nèi)部件(3)和三個三銷滾輪(9)，萬向節(jié)外部件具有中心中空腔(4)和三個由該中空腔出發(fā)的、在周邊側(cè)上平均分布地布置的、各具有兩個軸線平行的且在周邊側(cè)相互平行對置的引導(dǎo)軌道(6a、6b)的凹座(5)，萬向節(jié)內(nèi)部件布置在萬向節(jié)外部件的中空腔內(nèi)部并且具有三個在周邊側(cè)上平均分布地布置的且各徑向伸入到萬向節(jié)外部件的凹座之一中的具球形外輪廓(8)的銷栓(7)，三銷滾輪各具有滾輪內(nèi)圈(10)、滾輪外圈(11)及多個在滾輪圈之間呈環(huán)形布置的柱體形滾動體(12)，并且其中，各自的滾輪內(nèi)圈(10)利用其內(nèi)壁(13)與所配屬的銷栓(7)的外輪廓處在滑動接觸中，并且其中，各自的滾輪外圈(11)利用其外壁(15)與所配屬的凹座(5)的引導(dǎo)軌道(6a、6b)處在滑動接觸中。通過各與另外的構(gòu)件形成滑動接觸的壁(8、13；6a、6b、15)的適宜的表面處理改善了等速萬向節(jié)(1)的摩擦和磨損特性。
文檔編號F16D3/205GK103026088SQ201180035747
公開日2013年4月3日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者克里斯托夫·瓦利澤爾, 雷米·伯恩哈特 申請人:謝夫勒科技股份兩合公司