连接结构和带连接结构的万向轴.pdf

本发明涉及一种用于以不可相对转动的方式连接车辆传动系中的部件的连接结构，所述连接结构包括：轴颈(4)和铰接部(5)套筒(7)，所述套筒具有一用于容置轴颈(4)的中心开口，其中轴颈(4)在套筒(7)中例如能通过固定环(1)轴向固定。此外本发明涉及一种具有这种类型的连接结构的万向轴。

1.  一种用于以不可相对转动的方式连接车辆传动系中的部件的连接结构，所述连接结构包括：
第一构件，特别是设计成在车辆传动系中的轴或轴颈，所述第一构件至少在局部具有一基本为柱形的、带有第一转矩传递结构的外表面；
第二构件，特别是设计成带中心开口的铰接部内套筒，所述第二构件至少在局部具有一基本为柱形的、具有第二转矩传递结构的内表面用以接纳所述第一构件的柱形外表面，其中所述第一构件和/或第二构件是能沿轴向方向移动的和/或能弯曲的铰接部的组成部分；
能锁定的连接装置，该连接装置用于使所述两个构件沿轴向相对固定；
其特征在于，设有一用于将所述连接装置保持在其锁定位置中的附加固定装置。

2.  根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述连接装置具有固定环，所述固定环能被装入在所述外表面和内表面中相互对应的槽中以连接所述两个构件。

3.  根据权利要求1或2所述的连接结构，其特征在于，所述连接装置具有一带例如径向延伸的切口的、由弹性材料制成的固定环，其中所述固定环具有剖面基本为长方形的廓形，所述廓形的至少一个棱具有用于安装和/或拆卸所述固定环的确定的斜面。

4.  根据前述权利要求中任一项所述的连接结构，其特征在于，所述附加固定装置包括一附加地设置在所述第一构件的外表面上的第一固定槽、一设置在所述第二构件的外表面上的第二固定槽以及一夹紧件和/或套管，所述夹紧件和/或套管具有两个能分别插入所述第一固定槽和第二固定槽中的固定突起。

5.  根据权利要求4所述的连接结构，其特征在于，所述夹紧件和/或套管基本成U形，并能推套在两个构件上。

6.  根据权利要求4或5所述的连接结构，其特征在于，所述夹紧件和/或套管设计成卡接套，所述卡接套在第一锁定位置中能利用所述固定突起之一以可松脱的方式锁定到两个固定槽之一中；在特别是进一步推套到所述两个构件上的第二锁定位置中，所述卡接套能利用两个固定突起分别锁定到两个固定槽之一中。

7.  根据权利要求6所述的连接结构，其特征在于，在所述第一锁定位置中，在锁定连接装置前，能够在所述第一构件与所述第二构件之间进行轴向相对运动。

8.  根据前述权利要求中任一项所述的连接结构，其特征在于，所述附加固定装置具有一弹性元件，所述弹性元件被配属给所述两个构件之一，使得所述弹性元件朝向所述连接装置的锁定位置对所述构件施加作用。

9.  根据权利要求8所述的连接结构，其特征在于，所述弹性元件是压力弹簧。

10.  一种用于车辆传动系的万向轴，所述万向轴具有至少一个根据前述权利要求任一项所述的连接结构，其中所述第一构件是轴或轴颈，所述第二构件是一具有中心开口的铰接部套筒。

11.  根据权利要求10所述的万向轴，其特征在于，所述万向轴包括两个轴段，所述两个轴段通过设计成等速万向节的中间铰接部以不可相对转动的方式彼此连接，其中在每个轴段的背离所述中间铰接部的端部上分别设置一等速万向节，所述万向轴具有至少一个、特别是接近所述中间铰接部设置的滚移单元，所述滚移单元具有一成型套管、一能在所述成型套管中沿轴向方向运动的轴颈、和多个滚珠，在所述成型套管的内表面上至少在局部设置有外滚道，在所述轴颈的外表面上至少在局部设置有内滚道，所述滚珠分别设置在彼此成对配设的外滚道和内滚道中以传递转矩。

12.  根据权利要求11所述的万向轴，其特征在于，在滚移单元的轴颈和成型套管之间设置有一压力弹簧结构作为附加固定装置用以将连接结构的连接装置保持在其锁定位置中。

连接结构和带连接结构的万向轴
技术领域
本发明涉及一种用于以不可相对转动的方式连接车辆传动系中的部件的连接结构，所述连接结构包括：第一构件，所述第一构件至少在局部具有一基本为柱形的、带有第一转矩传递结构的外表面；第二构件，所述第二构件至少在局部具有一基本为柱形的、具有第二转矩传递结构的内表面用以接纳所述第一构件的柱形外表面，其中所述第一构件和/或第二构件是能沿轴向方向移动的和/或能弯曲的铰接部的组成部分；能锁定的连接装置，该连接装置用于使所述两个构件沿轴向相对固定。此外本发明还涉及一种具有这种类型的连接结构的万向轴。
背景技术
安装在机动车的万向轴中的这种类型的连接结构通常设计成：第一构件是车辆传动系中的轴或轴颈，而第二构件设计成一具有中心开口的铰接部套筒。在安装万向轴时连接结构被锁定，从而或者使万向轴的各部件都彼此连接，或者将万向轴例如固定在传动装置侧或差速器侧的轴颈上。因为车辆传动系的力传递还通过连接结构来进行，所以需要确保连接结构的连接装置不会脱离其锁定位置。
此外，在安装时希望：能够从外部可视地确定是否合适地/根据规定地锁定了连接装置。否则连接结构可能会在工作中松脱，从而可能中断转矩传递。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种开头所述类型的连接结构以及万向轴，其中实现使两个构件可靠地沿轴向彼此固定。
根据本发明，所述目的主要通过以下方式实现：所述连接结构除具有可锁定的连接装置外，还具有一用于将连接装置保持在锁定位置中的固定装置。在此，该附加固定装置一方面防止可锁定的连接装置在工作期间意外地脱离其锁定位置，同时可以检查所述可锁定的连接装置是否适当地到达其锁定位置。这一点根据本发明通过以下方式实现：仅当所述连接装置位于其锁定位置中时，所述附加固定装置才能被激活。因此，在安装期间所述附加固定装置被激活便表示：大多不能从外部看到的、用于轴向固定两个构件的可锁定的连接装置被可靠地锁定。
根据本发明的一种优选实施方式，所述连接装置具有固定环，所述固定环能被装入在所述外表面和内表面中相互对应的槽中以连接两个构件。这种类型的固定环实现了，以特别简单的方式来制造能可靠锁定的连接装置。
在本发明设想的一种改进方案中，为了能特别可靠地连接两个构件以及实现确定的无损的可拆卸性，所述连接装置具有一带例如径向延伸的切口的、由弹性材料——例如弹簧钢——制成的固定环，其中所述固定环具有剖面基本为长方形的廓形，所述廓形的至少一个棱具有一用于安装和/或拆卸固定环的确定的斜面。在通过所述固定环彼此连接的构件轴向运动时，在所述固定环廓形的棱上的这种斜面能与槽的棱等进行接触，从而能够确定地沿径向向内或向外挤压所述固定环。因此可以最小化下列危险：所述固定环不受控制地运动到一位置，在所述位置中不能再无损地松脱所述连接。
在此优选地，在所述固定环的两个径向外棱之一上设有至少一个确定的斜面。由此可以至少实现确定地安装或拆卸固定环。然而特别优选地，在所述固定环的两个径向外棱上设置确定的斜面，从而能够以确定的力安装和拆卸固定环。在此，所述确定的斜面相对于固定环的径向侧面以一例如约15°至约35°的角度倾斜。
根据本发明的一种实施方式，根据本发明的附加固定装置可以包括一附加地设置在第一构件的外表面上的第一固定槽、一设置在第二构件的外表面上的第二固定槽以及一夹紧件和/或套管，所述夹紧件和/或套管具有两个可分别插入所述第一固定槽和第二固定槽中的固定突起。在此，两个固定突起和两个固定槽设计和设置成，仅当连接装置位于其锁定位置中时，所述固定突起才能接合到所述固定槽中。因此，通过将所述固定突起接合到固定槽中来激活附加固定装置，以能可视地检查的方式表明：适当地锁定了所述连接装置。
代替将两个固定槽设置在待相互连接的构件上以及将两个固定突起设置在固定装置上，也可以相反地将固定突起设置在两个构件上以及将固定槽设置在固定装置的夹紧件和/或套管上。
根据本发明一种优选实施方式，夹紧件和/或套管基本成U形，并能推套在两个构件上。因而，夹紧件和/或套管例如设计成一可推套在所述第一构件上的环件，所述环件具有：一平放在所述第一构件上的、例如柱形的第一部段；一邻接所述第一部段的、沿径向远离所述第一部段延伸的连接部段；和一与所述第二构件搭接接合的、与所述第一部段并行的第二部段。在此，固定突起可以分别设置在所述第一部段和所述第二部段的与所述连接部段对置的端部上。换句话说，所述第二构件可以被装入夹紧件或套管的在所述第一和第二部段之间的环形空间中，其中在所述第二部段上的第二固定突起可以锁定在所述第二构件的外侧上的相应槽中。这另外实现了可视检查：固定装置、进而可锁定的连接装置是否被适当地固定。
或者，固定装置的夹紧件和/或套管还可以设计成，不是沿轴向方向、而是沿径向方向将所述夹紧件和/或套管推套在两个构件上。固定突起可以被分别固定在所述第一和第二构件的并排设置的固定槽中。
根据本发明一种优选实施方式，所述夹紧件和/或套管设计成卡接套，所述卡接套在第一锁定位置中利用所述固定突起之一以可松脱的方式锁定到两个固定槽之一中；在特别是进一步推套在所述两个构件上的第二锁定位置中，利用两个固定突起分别锁定到两个固定槽之一中。在此所述第一锁定位置实现了将所述固定装置固定在两个构件之一上以便安装，其中在第二锁定位置中才进行实际的锁定。
在本发明设想的一种改进方案中优选的是，在所述第一锁定位置中，在锁定连接装置前，能够在所述第一构件与所述第二构件之间进行轴向相对运动。
根据本发明另一实施形式，附加固定装置具有一弹性元件，所述弹性元件被配属给所述两个构件之一，使得所述弹性元件朝向所述连接装置的锁定位置对所述构件施加作用。所述弹性元件例如可以设计成压力弹簧或碟形弹簧组件。由此实现了，附加固定装置在工作期间总是将力施加到两个待彼此连接的构件上，使得所述构件被保持在所述连接装置的锁定位置中。此外，这还可以使连接结构的安装变得更加容易。
此外，本发明的目的通过用于车辆传动系的万向轴来实现，所述万向轴具有至少一个上述类型的连接结构，其中第一构件是轴或轴颈，第二构件是一具有中心开口的铰接部套筒，尤其是内套筒。
在本发明设想的一种改进方案中，所述万向轴包括两个轴段，所述轴段通过设计成等速万向节的中间铰接部以不可相对转动的方式彼此连接，其中在每个轴段的背离所述中间铰接部的端部上分别设置一等速万向节，所述万向轴具有至少一个、特别是接近所述中间铰接部设置的滚移单元(Rollverschiebeeinheit)，所述滚移单元具有一成型套管、一能在所述成型套管中沿轴向方向运动的轴颈、和多个滚珠，在所述成型套管的内表面上至少局部地设置有外滚道，在所述轴颈的外表面上至少局部地设置有内滚道，所述滚珠分别设置在彼此成对配设的外滚道和内滚道中以传递转矩。
如果万向轴具有滚移单元，则优选地在滚移单元的轴颈和成型套管之间设置有一压力弹簧结构作为附加固定装置，以将连接结构的连接装置保持在其锁定位置中。由此，设计成压力弹簧的附加固定装置不必直接地设置在连接结构的两个构件之一上。
附图说明
下面借助示例性实施例参考附图详细描述本发明。在此所述的和/或以附图示出的全部特征本身或以任意组合的方式构成本发明的主题，而与其在权利要求中的概述或其引用关系无关。附图是示意性的：
图1示出了用于根据本发明第一实施例的连接结构的固定环，
图2示出了根据本发明第一实施例的连接结构，
图3示出了根据图2所示的连接结构的局部放大图，
图4示出了根据图2所示的连接结构的固定装置的侧视图，
图5示出了根据本发明第二实施例的连接结构，
图6示出了根据本发明第三实施例的连接结构的固定装置。
具体实施方式
图2示出了根据本发明的连接结构，其中传动装置侧的轴颈4通过固定环1与球节5连接。在此，所述球节5具有一带多个设计成对置轨道的滚道的外套筒6以及一同样具有多个设计成对置轨道的滚道的内套筒7。在外套筒6和内套筒7的彼此成对配置的滚道对中分别容置有在一保持架9中引导的滚珠8。由此，转矩可以从内套筒7传递到外套筒6和一与所述外套筒连接的空心轴10上。
为了在内套筒7和轴颈4之间传递转矩，在内套筒7的内部和轴颈4的外部具有楔形齿部/花键部(Keilverzahnung)11。因此，轴颈4能够以不可相对转动的方式插入内套筒7，仅需通过固定环1便可沿轴向固定轴颈4。
在内套筒7中和轴颈4上分别设置有彼此对应的槽12和槽13。可以在轴颈4上的槽13中装入固定环1，所述固定环1在未加载的状态下至少部分地从槽13中突出。为了将轴颈4轴向连接到内套筒7上，将轴颈4插入内套筒7中，其中通过在内套筒7的端侧上的导入斜面14将固定环1压入所述槽13中。一旦槽12和13被设置到彼此对应的位置(在图2中示出)中，固定环1便由于其应力而在沿径向扩展的情况下卡入内套筒7的槽12中。由此建立内套筒7和轴颈4之间的连接。
在图1至图3以及图5中示出的固定环1具有——沿轴向方向观察——一带切口2的、基本为圆形的构型，所述切口实现了固定环1沿径向的扩展或压缩。如由图1可见，固定环1的剖面具有基本为长方形的廓形。在根据图1的实施例中，在固定环1的径向外棱之一上形成一斜面3，所述斜面3相对于固定环1的径向延伸的侧面以一大于10°——特别是约15°——的角度倾斜。为了连接两个构件、也为了松脱所述连接，固定环1必须具有足够的弹性，为此所述固定环例如可以由弹簧钢制成。
替代该方案，在固定环的其它实施例中，可为固定环的两个径向外棱设置确定的斜面，或者为固定环1的一个径向外棱和一个径向内棱都配设一斜面。固定环1具有平面垫圈的构型，或者可以具有波纹廓形以使固定环1还可以补偿轴向间隙。
在内套筒7的外侧可设置有安装槽15，所述安装槽能接合用于将内套筒7和轴颈4移到在一起的工具。此外，可以在轴颈4上设置用于容置密封环16的另一槽。
为了松脱在轴颈4和内套筒7之间的连接，可以将一工具插入在内套筒7的端侧与轴颈4的凸肩之间的拆卸隙部17中，由此可以将内套筒7压离轴颈4。此时，内套筒7的槽12的棱与固定环1的斜面3相贴合。在此，槽12的棱滑过固定环1的斜面3，在这种情况下所述固定环被沿径向向内压入槽13中，从而可以将内套筒7推离所述轴。
还可以借助嘴形工具安装和/或拆卸在轴颈4和内套筒7之间的连接，所述嘴形工具可以插入安装槽15或拆卸隙部17中。这种在附图中未示出的工具可以配设有一杆，在所述杆上可移动地支承有重物。此外在所述杆上设置有至少一个打击面()，所述重物能撞击在该所述冲击面上，从而将一冲击从杆传递到嘴形工具，所述嘴形工具由此将内套筒7推上和/或推离轴颈4。
与传统的、具有轴螺母的连接结构相比，在图2中示出的连接结构不仅更轻、更紧凑，而且可以使轴颈4保持较小。由此可以有利地使用具有较小的直径的轴承18和轴密封环19。
根据本发明的连接结构具有一附加固定装置20，所述固定装置基本上通过在图3和图4中详细示出的卡接套形成，当将固定环1卡接到槽12中时，所述卡接套使轴颈4和球节5沿轴向相对固定。为此，卡接套20具有两个接片式的固定突起21，所述固定突起21伸入在轴颈4和内套筒7上的相应固定槽22中。
由侧视图4可见，附加固定装置的卡接套20具有基本为U形的构型。由此，卡接套20可以被沿径向方向推套到连接结构上。通过在固定突起21的区域中的锁止凸起，卡接套20可以被锁定在轴颈4或内套筒7上。在此，固定突起21沿轴向方向的间隔距离设计成，使得仅当固定环1卡接到槽12中时，所述固定突起21才能接合到固定槽22中。因此，通过将固定突起21接合到固定槽22中来激活附加固定装置20，由此以能可视地检查的方式表明：固定环1被适当地卡接。固定突起21还可以设计成，使卡接套20可以在两个锁定位置之间沿径向方向移动。因而两个固定突起21中的仅一个位于第一锁定位置中、与相应的固定槽22相接合，而第二固定突起21尚未与相应的固定槽22接合。只要在这种状态下固定环1尚未卡入槽12中，就仍能进行内套筒7与轴颈4的相对轴向运动。仅在卡入固定环1后，卡接套20才被推入第二锁定位置中，在所述第二位置中两个固定突起21都接合到各自的固定槽22中。
在图5中示出了附加固定装置的另一实施例。在这个实施例中，附加固定装置通过环形夹紧件或套管23形成，所述环形夹紧件或套管23具有一基本为柱形的第一部段23a、一(从所述第一部段)径向突出的连接部段23b和一又与所述连接部段连接的柱形的第二部段23c。在此，两个部段23a和23c相互同轴、且与轴颈4同轴地延伸，在所述轴颈4上平放第一部段23a。在第一部段23a的背离所述连接部段23b的端部上设置有一固定突起21′，所述固定突起21′接合到轴颈4的相应固定槽22′中。由此，环形套管23沿轴向方向被固定保持在轴颈4上。在第一部段23a和第二部段23c之间形成一环形空间，内套筒7的一端部伸入所述环形空间中，从而能将套管23固定在轴颈4上。
在内套筒7的外表面上形成另一固定槽22′，第二部段23c的钩形固定突起21′可以接合到所述固定槽22′中。在此，两个固定突起21′和固定槽22′仍是分别布置成，仅当固定环1——如图5所示——卡入内套筒7的槽12中，两个固定突起21′才能接合到各自的固定槽22′中。
在图6中示出附加固定装置的另一实施例，图6示出了万向轴的剖视图，在所述万向轴中设置有一滚移单元24。在此，所述滚移单元24主要具有一成型套管25、一可移动地容置在所述成型套管中的轴颈26和滚珠27，在成型套管25的内表面和轴颈26的外表面上形成彼此成对配设的内滚道和外滚道。在套管形保持架中引导的滚珠27可以在滚道对中滚动，使成型套管25可以相对于轴颈26沿轴向方向运动。
在成型套管25和轴颈26之间设置有一压力弹簧28，所述压力弹簧28在附图中向右对轴颈26施加作用，也就是说，朝向伸出成型套管25的位置施加作用。如果将图6示出的具有压力弹簧28的滚移单元24内置于具有根据附图2、3或5所示的连接结构的万向轴中，则压力弹簧28使轴颈4被推入内套筒7。可以通过轴向预加载来防止固定环1从内套筒7中的槽12中松脱。因此，具有压力弹簧28的滚移单元24作为附加固定装置用于将通过固定环1形成的连接装置保持在锁定位置中。