[发明专利]万向接头叉头、用于双万向球形接头的组件及机加工方法

说明书

发明的技术领域

本发明涉及具有两个万向接头和导向球形接头的连接件，并且特别是设计为连接机动交通工具转向柱的两个轴的这种连接件。本发明更特别地涉及在这种连接件的万向接头叉头和球形接头元件之间的组件。具有两个万向接头的该类型的连接件使在两个未对准的旋转轴之间、并且更具体地在转向柱的应用中在支撑方向盘的轴和支撑齿条小齿轮的轴之间传递旋转成为可能。

发明背景

在已知的方式中，单万向接头具有非等速的缺点，因为输出速度和输入速度之间的比率在回转期间不是恒定的，并且当轴之间的角度大时经历具有较大的振幅的周期性变化。该缺陷可以通过使用具有两个万向接头的传动机构在一定程度上被修正，所述两个万向接头被定位成使得其非线性彼此补偿并且是可接近的。为了仍然更好地控制该线性缺陷，还已知的是，通过在两个万向接头叉头之间提供中心球形接头使双万向接头定心。例如，该类型的装置在文件FR 2,730,774 A1中被描述。装置包括通过两个十字轴颈连接到两个端部叉头的中心叉头，每个端部叉头包括具有容纳一个轴端部的腔的基部，以及连接到基部的两个侧翼部，两个侧翼部面向彼此并且在其间限定用于容纳万向接头十字轴颈的容积。两个端部叉头还通过球形接头彼此连接，球形接头由连接在端部叉头中的一个端部叉头上的球体球形接头元件和附接在另一个端部叉头上的圆柱形互补球形接头元件构成。端部叉头与中心球形接头之间的连接借助于位于叉头的翼部的端部处的支柱来完成。该连接允许支柱的局部压扁并且有助于减小操作游隙。

然而，球形接头与端部叉头之间的该类型的连接不是完全令人满意的，因为其可能在球形接头与传动装置的轴线之间产生显著的中心偏移缺陷，从而在系统中产生应力。此外，球形接头支撑件的卷边可能破坏非常接近地定位的十字轴颈轴承的边界。最后，连接不具有任何余量，这可能不利于安全构件。

文献FR 2,402,803公开了制成一体的万向接头叉头，包括：连接到基部的两个侧翼部，两个翼部面向彼此并且在其间限定用于容纳万向接头十字轴颈的容积，两个翼部各自设置有用于引导万向接头十字轴颈的轴承容纳部，两个容纳部界定十字轴颈的的枢转轴线，该枢转轴线垂直于叉头的纵向轴线，万向接头叉头还包括连接两个侧翼部的连接桥，相对于纵向轴线，两个轴承容纳部位于基部和连接桥之间，连接桥包括与纵向轴线同轴的贯通孔。然而，由此形成的万向接头叉头难以固定到轴和具有所需要的精度。根据一个实施方案，翼部各自通过径向向外弯曲的且轴固定在其上的耳片延伸。根据另一个实施方案，通过焊接、铆接或使用螺钉和螺母系统来提供减少轴和万向接头叉头之间的扣接。这些解决方案在一方面以快的速度实施是复杂的，并且在另一方面关于得到的叉头和轴之间的对准是相对不令人满意的。

还可能的是，将端部叉头和相关联的球形接头元件形成为单个件，如例如在文件D 198 18 570中所提出的。然而，这种配置需要使用非贯通的工具，例如，排除打眼，以用于设计为容纳轴端部的每个叉头的腔的机械加工。然后，该部件以较慢的速度被制造，从而导致高成本。

文件US 2008/0227555公开了制成单个部件并且包括以下的万向接头叉头：具有容纳轴端部的腔的基部，腔界定了用于轴端部的几何插入轴线，腔在两个开放式轴向端部之间具有等截面，腔的几何外壳通过平行于几何插入轴线的母线界定并且描绘了基部的腔的等截面，并且两个侧翼部连接到基部，两个翼部面向彼此并且在其间限定用于容纳万向接头十字轴颈的容积，两个翼部各自设置有用于万向接头十字轴颈的导向轴承容纳部，两个容纳部界定十字轴颈的枢转轴线，该枢转轴线垂直于几何插入轴线，制成单个部件的万向接头叉头还包括连接两个侧翼部的连接桥，相对于插入轴线，两个轴承容纳部位于基部与连接桥之间。然而，也在该配置中，端部叉头和相关联的球形接头元件形成为单个件，其需要使用非贯通的工具并且例如排除打眼，以机械加工意图容纳轴端部的腔。然后，该部件以较慢的速度被制造，从而导致高成本。

发明简述

本发明旨在解决现有技术的缺点并且提出在万向接头叉头与球形接头元件之间的简化组件，其保证了以较低的成本实现球形接头相对于通过包含双万向接头的组件连接的轴的更好的对准。

为了实现以上目的，根据本发明的第一方面，提出了制成单个件并且包括以下的万向接头叉头：

-基部，其具有用于容纳轴端部的腔，腔界定了用于轴端部的几何插入轴线，腔在两个开放式轴向端部之间具有等截面，腔的几何外壳通过平行于几何插入轴线的母线界定并且描绘了基部的腔的等截面，