[发明专利]用于万向轴的十字轴万向节装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有在权利要求1的前序部分中详细说明的特征的、用于万向轴、特别是重型万向轴的十字轴万向节装置。

背景技术

一般已知并且通常的是将万向轴用于传递转矩。万向节也或者万向接头典型地由一个万向节十字头和两个彼此旋转90度的叉形件构成，其中万向节十字头的每个轴颈布置在叉形件的各个轴的叉孔中。为了利用万向轴、特别是利用重型万向轴持续可靠地传递相应较高的转矩，轴颈相应地支撑在叉孔中，这是因为在运行时轴颈相对于叉孔出现持续的摆动运动。

特别是在当轧钢时特别设置在轧钢机和主驱动机中的重型万向轴中，以几千千牛米的数量级来传递非常高的转矩。为了可以实现该目的，轴颈典型地利用径向轴承和轴向轴承支撑在叉孔中。以下特别应相应地注意轴向轴承。

轴承结构的通常的类型和方法在于，通过滑动轴承件或滚动轴承件实现轴向的轴承结构，这些轴承件相对于从外部插入叉孔中的安全环进行支撑。

由EP 0 785 370 A1已知了一种可替换的方式，其中轴颈的轴承结构支撑在各个叉孔的外部区域中的接触轴环上。在装配时，万向节十字头相应地插入在叉孔中，然后在通过相应的顶盖封闭叉孔之前，实现从外部引入轴承装置。

对此可替换地也可以设计盲孔形式的叉孔。对此参照DE 299 20 839U1。在这种需要分离的叉形件的布置中，在将轴承装置引入叉孔之前，将其相应地插在万向节十字头的轴颈上。

然而所有的这些设计方案具有两个缺点。轴向的轴承或者支撑在安全环上、接触轴环上或轴承顶盖上，或者在叉孔的盲孔穿孔中支撑在和叉形件一体设计的顶盖区域中。因为在万向轴中、特别是在重型万向轴中仍然出现非常高的力，因此为了将轴向轴承这样支撑在叉孔的远离万向轴的旋转轴线的区域中而需要相比较较高的材料强度和进而相应的许多结构空间，特别是也因为不能伸出超过实际万向轴的直径的叉形件在该区域中设计为圆形，从而在“顶盖”的用于支撑的区域中总是提供了更适宜地较小的材料强度。

然而所需的材料强度限制了这个区域，各个轴颈的径向轴承在该区域中延伸。因为径向轴承的位于尽可能远的区域然而鉴于杠杆效果可能是特别有利的，因此该轴向轴承显示出对于轴向轴承自身的强度缺点并且与此联系地也显示出径向轴承中相应的杠杆效应的缺点。

此外在此还应参照关于现有技术的另外两份文献，即DE 10 2005 058742 A1和DE 10 2005 058 743 A1。在两份文献中说明了轴向轴承装置，其通过特殊的设计仅仅在确定的区域中设计为起支撑作用，而另外的区域通过凹口或部分弹性的部段构成。因此轴向轴承仅仅设计为在此区域中起支撑作用，在这个区域内，当在相应的安装位置中工作时在轴颈和叉孔之间出现相比较较小的相对运动，从而可以明显地减小轴向轴承的支撑位置需要并且进而增大万向轴的寿命。

发明内容

现在本发明的目的在于，减少上述在轴向轴承方面的缺点并且提出一种十字轴万向节装置，该十字轴万向节装置也特别在重型万向轴中当结构空间最小时确保了尽可能高的寿命。

根据本发明通过在权利要求1的特征部分中提到的特征来实现该目的。

根据本发明的实施方式不仅移动轴向轴承，而且移动了其在内侧面上万向轴孔处的支撑部，即叉孔的朝向万向轴的旋转轴线的侧面。由此实现在力传递和轴向轴承的支撑部之间的最短路径，该路径可能使轴向轴承被非常牢固地支撑，并且该路径可以放弃用于轴向支撑力的附加的支撑边缘。获得的结构空间可以有利地用于提高径向轴承性能。

根据本发明，在轴向轴承的支撑部和在叉形件上的力传递之间出现最小间距。由此将力通过非常短的路段直接由万向节十字头传递到叉形件中。叉孔的和轴颈的、由万向轴的旋转轴线的方向出发位于外部的区域因此丝毫不承受在轴颈的轴向方向上的直接的力。相应地，径向轴承的轴承件可以最大化地向外移动或扩展。因此相对于现有技术可以充分利用用于径向轴承的明显较大的杠杆路径。

因为在万向轴中首先通过轴颈的径向轴承在叉孔中进行转矩传递，因此该结构特别有利，这是因为在此通过最大的杠杆路径可以在直径相等时传递比在根据现有技术的实施方式中的更大的转矩或者实现更长的寿命。

附图说明

十字轴万向节装置的其它有利的设计方案由从属权利要求和由以下根据附图详细说明的实施例得出。

图中示出：

图1是根据本发明的十字轴万向节装置中的轴颈支承装置的第一实施方式；

图2是根据本发明的十字轴万向节装置中的轴颈支承装置的第二实施方式；和