[发明专利]轴承保护系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年2月24日提交的名称为“BEARING PROTECTION SYSTEM(轴承保护系统)”的美国专利申请US13/404,091的优先权。

技术领域

本发明大体上涉及用于动力传动系部件的支承件。更特别地，本发明涉及轴承支承式等速万向节。

背景技术

具有独立前轮悬架的前轮驱动式车辆使用一对半轴组件以在车辆的发动机与前轮之间传递动力。

一般地，所述半轴组件包括位于一端的固定等速万向节(CV万向节)和位于相反端的可轴向移动式等速万向节(plunging CV joint)。这些万向节通过互连轴连接。固定万向节一般被定位在车辆的车轮侧。这些万向节被设计成允许大角度(45°-50°)的操作。固定万向节允许前轮转向，以便使车辆通过转弯处。

可轴向移动式等速万向节的夹角中心通常定位在半轴的内部端部，所述内部端部被连接至车辆的变速器或者转换轴。该可轴向移动式等速万向节通常被设计成用于较小角度(20°-25°)的铰接。可轴向移动式等速万向节的夹角中心不是轴向地固定的，而是允许沿着万向节的外部构件的轴向中心线轴向地运动(伸缩)。这种铰接和伸缩运动的能力允许万向节传递动力且同时适应悬架和发动机的运动。

三球销万向节(tripod joint)是可轴向移动式等速万向节的设计之一。三球销万向节包括具有三个周向地间隔开的纵向腔室的外部构件。三销架组件布置在这些腔室内。三销架组件包括具有三个周向地间隔开的径向延伸的耳轴的三销架构件。每个耳轴被滚子包围。滚针轴承被轴颈支撑于滚子与耳轴之间。这允许滚子在耳轴上自由滚动。滚子的外表面与外部构件的纵向腔室的侧面接触。

当三球销万向节处于0°角度时，轴向移动作用比较小。滚子利用多个滚针轴承在内部构件的耳轴上转动并且在外部构件的纵向腔室上滚动。

当三球销万向节以一定角度运转时，三销架滚子不能沿轨道自由地滚动，因为三销架滚子的平面相对于外部构件的腔室的平面是歪斜的。这种歪斜关系促使滚子沿着纵向腔室滚动并滑动。当万向节角度增大时，滑动量也增大。

在以大于0°的角度运转期间三球销万向节上的转矩负载在相对于万向节的旋转轴线的径向方向上产生二次力矩。该二次力矩具有改变三球销万向节的运转角度的倾向。因此，应当提供适当的支承件以减小二次力矩的影响。

连接轴从各个半轴的内部端部伸出以将半轴连接到被联接于变速器的差速器上。连接轴可以是单独的部件或者与可轴向移动式等速万向节的外部构件一体化。理想的是，在右轮半轴组件与左轮半轴组件之间固定CV万向节和可轴向移动式CV万向节之间的距离是相等的。然而，在前轮驱动和横向安装发动机的车辆中，变速器的输出端被偏心地设置，导致右轮的连接轴和左轮的连接轴具有不同的长度。

发明内容

本发明基于以下认知：即将轴承尽可能靠近可轴向移动式等速万向节地放置到连接轴上能够在CV万向节以大于0°的角度运转时减小所产生的垂直于CV万向节的轴线的二次力矩。此外，减小所述轴承对于轴向空间的需求容许构造出在变速器的左侧和右侧具有更相似的长度的连接轴，使得连接轴的配置能更接近地类似于对称配置。

根据本发明的第一方面，对于具有连接至第一轴的外部万向节构件和连接至与第一轴相反的第二轴的内部万向节构件的以上提及类型的传动系而言，轴承支承系统包括：支承第一轴的轴承；和位于轴承的一个轴向侧的第一迷宫式密封，该第一迷宫式密封具有第一径向内部部分以及第一径向外部部分，并且第一径向内部部分是由与等速万向节的外部构件形成整体的台肩形成。

根据本发明的另一方面，台肩具有随着离第二轴的距离增加而增大直径的斜坡。该斜坡提供了保护轴承不受污染的抛掷作用。

根据本发明的又一方面，轴承支承系统具有由被配置成固定至车辆部件的承托架保持在第一轴上的轴承外座圈。所述承托架具有朝向台肩的径向向内的凸起部，并且所述凸起部形成第一迷宫式密封的第一外部部分。

承托架可以是由金属板整体地模压出的部件。

此外，轴承支承系统可以包括设置在轴承中与第一迷宫式密封相反的轴向侧上的环形构件。环形构件可以具有基本上径向的卡圈和基本上轴向的套筒，卡圈和套筒沿连接线被整体地连接，该连接线将卡圈的内部周边连接至套筒朝向第二轴的轴向端部。第二迷宫式密封的径向内部部分可以由环形构件的卡圈形成。

套筒还可以在远离连接线的轴向端部处具有保持轮廓，所述保持轮廓具有被配置成卡扣到第一轴上的相应凹口中的减小的直径。