[发明专利]用于两个滑动轴的带有铰链连接的球联接装置

说明书

本专利发明申请是国际申请号为PCT/FR2008/000874，国际申请日为2008年6月20日，进入中国国家阶段的申请号为200880129849.1，名称为“用于两个滑动轴的带有铰链连接的球联接装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于可旋转地联接沿其公共轴线滑动的两个滑动轴的装置。通过将本发明的联接装置应用到连接于转向传动箱的中间柱部分或连接于方向盘的上部柱部分，本发明的联接装置特别适用于机动车转向柱。

背景技术

尤其是在中间轴线的情况下，后者在每一端都具有万向接头(Cardan joint)：其中一个万向接头连接于转向传动箱的运动输入端，而另一个万向接头则连接于上部柱部分。为了正确地驾驶目前的机动车，需要使中间轴线的长度能够改变并适应于车辆前齿轮因路面地形和表面条件所出现的振荡。而且，为了使齿条齿轮的组装更容易以及为了吸收车辆正面冲击时的运动，也需要该特性。

因此，该中间轴首先应具有可变的长度，也就是说应具有使两个轴相对于彼此沿作为中间部分轴线的柱轴线滑动的功能。此外，还须要具有两轴之间旋转运动和控制转向所需的转矩的传动功能。

存在大量滑动轴联接装置，它们能够将通过设置在两轴中每一个上的花键在两轴间的转矩传递与共轭齿廓相结合。然而，这类装置在与车辆使用寿命相等的耐久循环之后会形成间隙，这也是当前汽车所需要的。为了延迟这种间隙的出现，需要在制造时相对严格地调整两轴的滑动，在线组装时这需要相当高的轴向应力，因而安装时需要更长的组装时间，并且更费力。

为了使工作时的轴向运动能被恰当地吸收，这种调整应该是准确的。除了转矩传递，轴向应力也随传递转矩而变，与传递转矩和摩擦系数有关的滑动应力增加，则会出现突然的轴向释放，从而导致摇晃，该摇晃妨碍了在要保持的缩小间隙的情况下进行可靠的滑动调整；并对可靠的驾驶感不利。

还有在作为阳金属轴和阴金属管一部分的花键部分上使用注塑的联接装置。这种解决方案引发了高转矩下吸收轴向运动的问题；滑动应力与两个部分之间的摩擦力成比例地增加。此外，注塑磨损留出了间隙。作为持久性解决方案，滚动元件和应变弹簧可引入轴和管之间。平稳滑动的这个令人满意的解决方案引起了角刚度问题，因为它与弹簧的硬度和预加载成正比。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可避免上述缺陷的、用于滑动轴的联接装置，也就是一种需要与传递转矩无关的轴向应力的装置。因此，在传递转矩增加、同时传动装置具有坚固角刚度时，该轴向应力增加应该非常小。而且，在耐久性循环之后应当不会有任何间隙并且两轴的联接装置应当能够容易地安装在机动车上的可能已经过分拥挤的空间中并且在组装时具有减少的轴向应力。

更精确地，本发明的目的在于：

-为了提高产品的使用寿命并保持最初特性，减少由于传递转矩造成的接触压力；

-更容易地进行组装并吸收不同组件的尺寸和几何形状公差；

-不过多偏压弹性元件；和

-使滑动应力变量最小化并改善以申请人NACAM名义申请的在先申请的特性。

本发明涉及一种用于两个轴的联接装置，两个轴是沿其公共轴线的方向滑入彼此的一内轴和一外轴。所述用于两个轴的联接装置包括设置在内轴和外轴之间的球状物。

在该联接装置中，所述球状物的每一个一方面布置在内轴的凹入部分内，另一方面布置在外轴的凹入部分内。

所述球状物中的每一个都沿布置在中间平面两侧上的两个滚动轨道移动，该中间平面经过公共轴线和所述球状物的中心。两个滚动轨道中的每一个都与平行于公共轴线的两轴之一的凹入部分相配合。两个滚动轨道中的每一个都由支承在所述凹入部分中的弹性元件推压，所述球状物中的每一个都直接靠着另一个轴的凹入部分移动。

两个滚动轨道中的每一个都具有一支承部分和一枢转部分，所述支承部分带有每个所述球状物的支承侧，枢转部分带有圆形枢转侧，该圆形枢转侧靠着轴的相应凹入部分的圆形支撑侧设置。根据本发明的基本特性，轴的支撑侧的半径与滚动轨道枢转侧的半径不同，以便具有两个限定了平行于公共轴线的枢转连接轴线位置的接触区域。

进行安装，使得在静止状态，这时没有转矩传输，以及在运行状态，这时存在转矩传输，所述球状物中的每一个在中间平面两侧上都一直通过一支承区域与布置在两轴之一上的相应滚动轨道保持接触，以及通过一支承区域与另一轴的凹入部分保持接触。