等速復式萬向節的制作方法

專利名稱:等速復式萬向節的制作方法
一種用于大偏轉角的、特別是農業機械傳動裝置的等速復式萬向節，它具有一個內雙叉和兩個外萬向節叉，每個外萬向節叉通過一個萬向節十字軸與雙叉相連。其中外萬向節叉通過其對著雙叉的端頭和一個軸向無法移動、但徑向可以運動的中心盤以及具有球面銷頭或球頭及其承受套的附加導向裝置相連。
由DE-AS 13 02 735可知一個等速復式萬向節的實例，它具有裝備球面銷頭的外萬向節叉的強制導向裝置。它的中心盤具有與其垂直的園柱形導套與球面銷頭相配。中心盤在軸端形成的夾角的平分面內被導向。這樣的等速復式萬向節在實踐中可用于大偏轉角的情況，特別是在農業中得到應用，人們經常稱之為所謂的廣角萬向節。
按照想象這樣的復式萬向節在利用所有結構可能性的前提下，在兩個外萬向節叉的十字軸軸承軸線所在的平面內應能產生大約90°的偏轉角。但在遵守結構原理的情況下，在雙叉十字軸軸承軸線所屬的平面內，即使想達到與上述度數相近的偏轉角也是不可能的，因為它受十字軸可以擺動范圍的限制。
但是為了增大偏轉角也可采用DE-PS 28 02 572所建議的例子，將十字軸設計成非對稱的，也就是說兩個軸頸做得比另外兩個長一些。這種結構方案雖然可增大成問題的萬向節偏轉角，但同時也增大了擺動所需的結構空間，內雙叉的直徑變大，較大的直徑同時也使重量和回轉質量提高。由于這個原因一般考慮在雙叉的兩個半部間采用焊接連接，但這將使結構元件不再能拆卸，因此在維修時萬向節雙叉的整個組件必須更換。但其最大的缺點還在于質量的增加。在復式萬向節中每個萬向節都在不均勻地轉動，也就是說它承受著交替的加速和減速過程。采用這樣的萬向節時，可以通過定中心的方法使兩個單獨萬向節的運動總是在總偏轉角中占有相同的偏轉角份額，以使旋轉運動達到均勻性，從而使輸出的旋轉運動符合于導入的旋轉運動。但是內雙叉還是不均勻地轉動，這就是為什么質量增加是特別不利的原因。
因此本發明的任務是使復式萬向節在同時減少所需結構空間和旋轉質量的情況下達到具有大擺角可能性的目的。
根據發明，這項任務是通過下述方式得到解決的，即中心盤在兩個彼此有一定間距和位置對中的園柱形導向盤之間作被導向的運動，兩個導向盤上開有互相對齊的徑向布置的導向槽，導向盤裝在雙叉的空隙中，并可轉動。
由于采用了導向盤與中心盤和徑向布置的導向槽相結合的方式，便可在徑向形成一個緊密的結構。縫隙式的空隙可使中心盤在相當小的外徑下得到很好的導向，而例如在導向盤浮動布置的情況下這是不可能的。因此這就在徑向上提供了較大的運動范圍，盡管雙叉凸緣范圍的外徑減小了。其直徑減小總量應能使雙叉的兩半部彼此用螺絲擰緊。盡管因此而需較大的結構空間，但仍小于額外獲得的自由空間。中心盤的兩面布置有導向盤，但這也沒有對萬向節的結構長度產生不利的影響。一般情況下雙叉的兩個十字軸軸線間的距離將要增加兩個導向盤的厚度。由此帶來的限制條件是由于當萬向節只繞被支承在外叉中的軸頸軸線偏轉時，外叉的叉端和外叉叉端間支承著導向裝置的一部分(例如球面銷頭)的過橋將碰在導向盤上。但按照本發明的解決方法，這種現象將不存在，因為在上述的偏轉條件時，導向盤，也即是其上的導向槽將運動到一個位置上，使外叉的叉端和過橋能夠伸入到導向槽中，從而節省了軸向結構空間，也就是說相對于傳統的解決方法，它可以避免結構空間在軸向的增加。因此雖然外徑減小，但并沒有引起軸向結構空間的增大。
此外還可在中心盤上安裝一個銷頭或一個球頭，外叉的過橋具有相應的空隙，球面銷頭或球頭在其中被導向。
為了避免由于槽形結構而可能使中心盤在這些槽內運動出現死點狀態，也即阻礙了萬向節繼續擺動，則根據本發明，將中心盤設計成園形，并在導向盤上裝有與中心盤一起起作用的擋銷，它在中心盤起動時作用于導向盤一個分力，使導向盤轉動。
導向盤最好通過間隔保持器使彼此保持對中連接。
間隔保持器同時也可用作擋銷，為此采用兩個間隔保持器，它們與導向槽的縱軸線成一不等于90°的夾角。它們的園周與導向盤的旋轉軸線間有一徑向距離，此距離等于或稍大于中心盤的半徑。通過這樣的布置可以很簡單地避免出現死點的狀態。
為了使中心盤靠上擋銷時的相應分力盡快地轉換為導向盤的旋轉運動，最好將導向盤通過滑動或滾動軸承安裝在雙叉的空隙中。這樣的措施同時也改善了效率，降低了引起產生熱量的功率損失。與此相反，采用常用的解決方法時，導向盤和中心盤出現一種不規則的運動。
間隔保持器可做成園柱銷，也可做成套有一個橡膠輪的銷子或者是支承著滾動軸承的銷子。特別是采用一個橡膠輪或一個滾動軸承的結構方式時對避免死點位置是很有利的，一方面是由于橡膠的反作用力，一方面是由于滾動軸承較低的摩擦損失。
避開一個可能的死點位置的方法還有導向裝置與其導向槽之間的最小間隙要大于間隔保持器外園與導向盤旋轉軸線的徑向距離減去園柱形中心盤半徑后的差值。
這樣的設計避免了在中心盤出現沖擊時導向裝置和導向槽間的接觸，從而不對摩擦關系產生不利的影響，因其避免了附加的摩擦部位。
為了使導向盤在雙叉中的支承做成可以旋轉的，也可在雙叉的空隙中和導向盤上直接加工出供裝入滾動體的滾道。這種方法還對所需的結構空間產生有利的影響。為了保證潤滑，從而得到良好的摩擦狀況，可在導向盤之間和/或導向盤與雙叉空隙間采用密封填料。
本發明的實例詳細說明如下附圖表明圖1為牽引懸掛式農具的拖拉機在曲線上行駛;
圖2為通過萬向節的一個剖面，此萬向節位于這樣一個平面內，也就是說他的兩軸的偏轉角只是繞著外叉中的十字軸軸線形成的;
圖3為通過只繞雙叉中的十字軸軸線形成偏轉角時的復式萬向節的一個剖面;
圖4為雙叉中導向裝置的軸向俯視圖的一個局部剖面;
圖5為圖3中A-B向的剖面，但萬向節處于伸直的位置;
圖6至圖9為可供選擇的結構形式簡圖;
圖10為與圖2相似的一個可供選擇的導向裝置方案的剖面。
圖1示出一例應用情況，它表明一個拖拉機和一個相關的機具，機具由拖拉機的動力輸出軸和一個萬向軸驅動，此萬向軸是由多軸段組成的，其中部鉸接處是一個等速復式萬向節，將在后面對它作詳細說明。
在圖2至圖4中描述的被設計成廣角萬向節的等速復式萬向節，主要由內雙叉2和兩個外叉3組成，雙叉2由兩個彼此相連、各具有兩個叉臂的半部2a，2b組成。雙叉2的兩個半部2a，2b相互連接的方式使得支承十字軸4的孔22位于同一個平面中。
兩個外叉3同樣具有帶孔13的叉臂12，它們與一個中間部相連。中間部或用來連接一個萬向軸管，或用來套在異形軸頸上。雙叉2的兩個半部2a，2b各通過一個十字軸4與外叉3相互連接。十字軸4具有4個軸頸，其中每兩個位于一條軸線上，并且軸頸的軸線彼此成90°角。十字軸4的軸頸最好設計成同樣的長度。十字軸4通過軸承和軸承套5安裝在外叉3的叉臂12上的孔13內或雙叉2a，2b的孔中，并且安全環20定位。
外臂3及其叉臂12通過一個過橋6相互連接，過橋6具有球面銷頭7。
雙叉2具有一個中央空隙11，空隙11位于與雙叉半部2a，2b中的兩個十字軸4的軸頸軸線平行的平面內。此外空隙11的中心線位于兩個十字軸4的軸頸軸線的中央。空隙11呈園柱形，兩個外形為園柱形的導向盤10安裝在空隙中，并可轉動。這兩個導向盤10彼此間有一個軸向間隔，其中安放中心盤9。中心盤9具有與其成直角，并和球面銷頭7相配的導套8，它基本上是一個園柱形套筒，具有一個導向孔23，其孔徑與球面銷頭7的外徑相配。導套8的外表面24同樣也是園柱形。導套8伸入到導向盤10內的導向槽17中。導向槽17被做成長形，其端部為園形，它們與球面銷頭導套8的外表面24相配。導向槽17的縱軸線通過導向盤10的旋轉軸線，并作徑向延伸。導向槽17尺寸的確定，要使擺角造成的中心盤9和球面銷頭導套8的徑向運動具有足夠的自由度。球面銷頭導套8的外表面24和導向槽17，更確切地說與其壁面之間規定了一個與導向槽17的縱軸線相垂直的橫向最小間隙X。此最小間隙X必須是夠大，以保證在導套8的外表面24碰到導向槽17的壁面以前，中心盤9的園柱形外緣就提前靠到將兩個導向盤10聯結在一起的間隔保持器(或擋銷)15或套在其上的橡膠輪16上。
擋銷同時又是間隔保持器15，它可以被設計成間隔螺栓，也就是說具有兩個臺階的螺栓，臺階的直徑小于平均直徑。間隔保持器15同導向盤10的旋轉軸線O的連接線與導向槽17的縱軸線成一角度。這種布置保證中心盤9的外緣在碰撞間隔保持器15的周邊(例如其上的橡膠輪16)時，產生一個能使導向盤10轉動的分力F，這就防止球面銷頭導套8固死在一個位置上或使力的作用方向與導向槽17的縱軸線完全垂直。由于中心盤9和具有導向槽17的導向盤10的綜合作用的結果，中心盤9的外徑可以做得相當小。盡管如此，仍然可以得到一個很好的導向和達到一個相當大的徑向運動的可能性，這也附合圖2所示的情況。
雖然由于附加布置了導向盤10，使導向裝置的中央部分設計得較厚，但這并不是缺點，因為由圖3所示的剖面中可以看出，外叉3的叉臂12和過橋6的一部分可以伸入到導向槽17內去。導向盤10的布置及其運動總是能夠使導向槽處于象圖3所示的狀態，也就是說總能使叉端12在偏轉時伸入導向槽17中(圖3)。這樣就可保證導向盤10的厚度不會給復式萬向節1的偏轉能力帶來不利的影響。
導向盤10通過軸承14被支承在空隙11中，主要采用了滾動軸承，從而使摩擦力減至相當小。軸承14通過密封填料18，21使之密封，以防潤滑介質向內、向外散失或灰塵侵入。
雙叉的兩個半部2a，2b可以彼此焊接，或用螺栓相互連接。做成法蘭形狀的半部2a，2b的中間部分車制成一個凹陷區，在裝配狀態下形成空隙11。在空隙11和導向盤10的外徑上加工成安裝滾動體的相應滾道以代替在該處裝置整體的滾動軸承。圖6至圖9表示出可供選擇的方案，作為原理圖它們只示出了主要部分。圖6示出根據圖2至圖5的原理。
在圖7原則性表示的解決方案中，擋銷15及其角度位置是通過導向槽17的特殊曲線來實現的。在與導套8的外廓24接觸時產生使導向盤10旋轉的分力，圖8的方案也采用了同樣的原理。
圖9的原理是擋銷15突入到槽17的邊緣線內。
較好的實施方案是圖2至6和圖10，這些方案可以實現本發明的全部優點。圖10的實施方案是在兩個雙叉2a，2b的自由空間中，被導向的中心盤9裝有球面銷頭7，它們從其中心向兩個外叉3的方向軸向凸出。兩個外叉3各裝有一個過橋6，它連接兩個叉臂，并在其中央支承著一個球面銷頭導套8，球面銷頭導套8具有一個園柱孔23，以用作球面銷頭7的導向孔。
這種設計的優點是在給定的外徑條件下它可以增大徑向行程，從而進一步增大偏轉的可能性。按照圖2所示的實施方案，球面銷頭7具有一個比球面銷頭導套8小的外徑。因此中心盤9可有一個較大的徑向行程。徑向行程對于外叉3與雙叉2之間的相對偏轉是很重要的。
有關的符號對照表1 復式萬向節
2，2a，2b 雙叉3 外叉4 十字軸5 軸承襯套6 過橋7 球面銷頭8 球面銷頭導套9 中心盤10 導向盤11 空隙12 叉臂13 外叉中的孔14 軸承15 間隔保持器/擋銷16 橡膠輪17 導向槽18 密封填料19 軸承密封填料20 安全環21 密封填料22 孔23 導套孔24 外表面X 最小間隙
F 分力O 旋轉軸線
權利要求
1.一種用于大偏轉角的、特別是農業機械傳動裝置的等速復式萬向節，它具有一個內雙叉和兩個外萬向節叉，每個外萬向節又通過一個萬向節十字軸與雙叉相連，其中外萬向節叉通過其對著雙叉的端頭同一個軸向無法移動、但徑向可以運動的中心盤以及具有球面銷頭或球頭及其承受套的附加導向裝置相連，其特征是，中心盤(9)在兩個彼此保持一定間距并且位置對中的園柱形導向盤(10)之間做被導向的運動，兩個導向盤(10)上各開有一條互相對準的徑向延伸的導向槽(17)，導向裝置(7或8)以一定的間隙穿過并凸出于這些導向槽(17)，園柱形導向盤(10)裝設在雙叉的空隙(11)中，并可以轉動。
2.根據權利要求
1的等速復式萬向節，其特征是，中心盤(9)被設計成園形，導向盤(10)上裝有與中心盤(9)一起起作用的擋銷(15)，此擋銷在中心盤(9)起動時引起一個作用于導向盤(10)并使之作旋轉運動的分力(F)。
3.根據權利要求
1的等速復式萬向節，其特征是，導向盤(10)裝有位于導向槽(17)范圍內或插入其槽口范圍內并作用于導向裝置(7)外廓的擋銷(15)，它在導向裝置(7)起動時引起一個作用于導向盤(10)并使之作旋轉運動的分力(F)。
4.根據權利要求
1的等速復式萬向節，其特征是，導向盤(10)通過間隔保持器(15)彼此位置時對中地連接起來。
5.根據權利要求
2或3和4的等速復式萬向節，其特征是，間隔保持器(15)被設計成園柱銷，同時又用作擋銷(15)。
6.根據權利要求
2或3的等速復式萬向節，其特征是，規定裝兩個擋銷(15)，它們與導向槽(17)的縱軸線之間的夾角不等于90°。
7.根據權利要求
6的等速復式萬向節，其特征是，擋銷(15)的外園與導向盤(10)的旋轉軸線(0)之間有一徑向距離，它等于或稍大于中心盤(9)或導向裝置(7)的半徑。
8.根據權利要求
4或5的等速復式萬向節，其特征是，間隔保持(15)被設計成套有橡膠輪的銷釘。
9.根據權利要求
4的等速復式萬向節，其特征是，間隔保持器(15)被設計成滾動軸承的支承銷。
10.根據權利要求
1或3的等速復式萬向節，其特征是，導向盤(10)通過滑動或滾動軸承(14)被支承在雙叉(2)的空隙(11)中。
11.根據權利要求
1或3和7的等速復式萬向節，其特征是，導向裝置(7)與其導向槽(17)之間的最小間隙(X)大于間隔保持器(15)園周的徑向距離減去園柱形中心盤(9)半徑后的差值。
12.根據權利要求
10的等速復式萬向節，其特征是，雙叉(2)中的空隙(11)和導向盤(10)上具有供直接裝入滾動體的滾道。
13.根據權利要求
1或3的等速復式萬向節，其特征是，在導向盤(10)之間和/或導向盤(10)和雙叉(2)的空隙(11)之間采用密封填料(18，21)
專利摘要
本發明涉及一種等速復式萬向節1，特別是使用于或為了驅動農業機具用的萬向節。復式萬向節1具有一個內雙叉2和兩個外叉3，兩者通過十字軸彼此連接。兩個萬向節的對中是通過一個兩面裝有導向盤10的中心盤9與外叉3的球面銷頭7相連來實現的。
文檔編號F16D3/16GK87107116SQ87107116
公開日1988年6月1日 申請日期1987年10月24日
發明者胡貝特·蓋斯霍夫 申請人:瓊·沃爾特沙伊德公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan