專利名稱：機(jī)動車的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1的前序部分中所定義類型的機(jī)動車驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋。
背景技術(shù)：
這種類型的車橋被用在諸如工業(yè)車輛、農(nóng)用拖拉機(jī)或“4×4”旅行車等全輪驅(qū)動的機(jī)動車領(lǐng)域中。這種類型的車輛包括至少一個這樣的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，通常稱作“剛性車橋”，其設(shè)有差速器，并且可以從差速器殼同時向設(shè)在其各端的各個車輪傳遞驅(qū)動扭矩，同時還在車輛必須轉(zhuǎn)向時實(shí)施轉(zhuǎn)向角極限鎖止。更精確地講，這種驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋包括-一個車橋元件，其被用作梁，并且包括一個中央殼體，該中央殼體設(shè)有一個差速器組件及其支撐軸承，車橋元件包括由兩個橫向擴(kuò)口管構(gòu)成的延長段，每個擴(kuò)口管分別設(shè)在車輛的每側(cè)并終止于一個方向性樞轉(zhuǎn)爪；每個擴(kuò)口管中分別安置了一個輸入軸，該輸入軸在爪側(cè)被軸承支撐著，在差速器側(cè)被差速器組件中的相應(yīng)行星齒輪支撐著，輸入軸通過肋以可傳遞旋轉(zhuǎn)的方式固定結(jié)合在行星齒輪上；-設(shè)在車輛每側(cè)的輪轂，其通過軸承支撐著車輪，車輪從一個輪軸接收旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，該輪軸延伸穿過輪轂并且構(gòu)成了輸出軸；輪轂本身也設(shè)有一個樞轉(zhuǎn)爪，其沿著一個通常被稱作“車輪轉(zhuǎn)向軸”的大致豎直的樞轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)而與車橋元件的擴(kuò)口管相連；以及
-一個鉸接元件，其用于將扭矩從設(shè)在車橋元件的擴(kuò)口管中的輸入軸傳遞到車輪轉(zhuǎn)向軸上，而不論車輪處在筆直還是轉(zhuǎn)向位置，而且該鉸接元件垂直于車輪轉(zhuǎn)向軸的軸結(jié)構(gòu)布置。
迄今為止，以有各式各樣的鉸接元件被用于實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向軸處的扭矩的傳遞。首先作為示例，具有萬向節(jié)型運(yùn)動結(jié)構(gòu)的雙關(guān)節(jié)鉸接元件是優(yōu)選采用的，其中雙關(guān)節(jié)的子關(guān)節(jié)的鉸接中心之間的距離是恒定的，例如Richard Bussien在US 1847749和US2084429中所描述的較接元件。
因此，具有由兩個萬向節(jié)型子關(guān)節(jié)構(gòu)成的雙關(guān)節(jié)的鉸接元件被廣泛使用。
在所有情況下，這些鉸接元件均會在車輪的轉(zhuǎn)向極限鎖止過程中、因此而在雙關(guān)節(jié)的斷開過程中導(dǎo)致所述軸之一產(chǎn)生平移運(yùn)動。該運(yùn)動或者被差速器(輸入軸)的行星齒輪上的傳動肋吸收，或者被車輪減速齒輪(輸出軸)吸收，而這都會產(chǎn)生附加的機(jī)械應(yīng)力，該機(jī)械應(yīng)力會在雙關(guān)節(jié)和密封裝置的區(qū)域以及軸支撐裝置例如軸承的區(qū)域?qū)︺q接元件的正確操作和可靠性會產(chǎn)生負(fù)面影響。
此外，帶有兩個以所謂“W”型態(tài)設(shè)置的固定萬向節(jié)型關(guān)節(jié)的鉸接元件具有這樣的缺點(diǎn)，即在形成于輸入軸和輸出軸的軸線之間的鎖止角(angle de brisure)偏離零度角時，扭矩傳遞的損失大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的內(nèi)容是提供一種前述類型的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其機(jī)械性能，特別是有關(guān)摩擦、噪音和振動方面的性能，可以得到提高。
為此，本發(fā)明涉及一種前述類型的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其具有權(quán)利要求1的特征部分中限定的特征。
該車橋的其它單獨(dú)采用或基于任何可能組合而被采用的特征在權(quán)利要求2至26中限定。


參照附圖閱讀下面僅以示例的方式所作描述，可以更好地理解本發(fā)明。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋的局部縱向剖視圖；圖2是圖1中的圓圈I中的部分沿平面II-II的剖視圖，示出了圖1中的車橋的雙關(guān)節(jié)；圖3是沿圖2中的平面III-III的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的車橋的雙關(guān)節(jié)上的一個元件的透視圖；圖5和6分別是圖4中的元件設(shè)有塑料嵌塊時沿圖4中的箭頭V和VI的視圖；圖7是圖2中的圓圈VII中的部分的放大圖；圖8是類似于圖2的視圖，示出了與圖2不同的車橋操作狀態(tài)；圖9是與圖7類似的視圖，示出了塑料嵌塊的一種改型；圖10是與圖4類似的視圖，示出了圖4中的元件的一種改型；圖11和12是與圖2和8類似的視圖，示出了設(shè)有圖10中的元件的雙關(guān)節(jié)；圖13是圖11中的圓圈XIII中的部分的放大圖；
圖14A、14B、14C是圖1中的車橋在設(shè)有圖11和12中的雙關(guān)節(jié)時的局部縱向剖視圖，示出了該車橋的組裝過程；圖15和16是與圖11類似的視圖，示出了圖10中的元件的一種改型；圖17A和17B是與圖2和14C類似的視圖，示出了圖10中的元件的互配結(jié)構(gòu)。
圖18和19示出了圖2中的構(gòu)架中的軸端部XVIII的改型；圖20A和20B示出了圖2中的雙關(guān)節(jié)的改型，其中圖20A是與圖2基本類似的視圖，圖20B是沿著圖20A中的平面XX-XX的剖視圖；圖21是與圖8基本類似的視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的車橋的雙關(guān)節(jié)的另一種改型；圖22A和22B示出了根據(jù)本發(fā)明的車橋的雙關(guān)節(jié)的另一種改型，其中圖22A是與圖2基本類似的視圖，圖22B是與圖8基本類似的視圖；圖23是與圖2基本類似的視圖，示出了車橋的第二實(shí)施例；圖24是沿著圖23中的平面XXIV-XXIV的剖視圖；圖25A和25B是與圖2類似的視圖，分別示出了根據(jù)本發(fā)明的車橋的操作狀態(tài)；圖26是與圖23類似的視圖，示出了圖23中的第二實(shí)施例的一種改型。
具體實(shí)施例方式
圖1中示出了一種驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋或剛性車橋1，其只有幾乎一半在圖1中示出。所述車橋用于裝配在“全輪驅(qū)動”型機(jī)動車?yán)绻I(yè)車輛或農(nóng)用拖拉機(jī)上。
驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋1在其每端分別設(shè)有一個驅(qū)動輪2，并且適合于同時使車輛的底盤支靠在各個車輪上，以支撐所述驅(qū)動輪的方向控制件4，并保持這些驅(qū)動輪之間的距離恒定，以及將驅(qū)動扭矩傳遞到每個所述驅(qū)動輪2上。
車橋1在其公共部分上包括一個差速器組件6，該差速器組件布置在橋殼7中，并且適合于使驅(qū)動輪2在彎道上以不同的速度旋轉(zhuǎn)，如本領(lǐng)域中所公知。該差速器組件6本身不在后文中詳細(xì)描述。
車橋1包括兩個傳動線8，它們分別從差速器組件6一直延伸到驅(qū)動輪2。只有一個傳動線顯示在圖1中并將在后面詳細(xì)描述，可以想象，未示出的第二個傳動線中設(shè)有相似的結(jié)構(gòu)。
傳動線8包括一個輸入軸10，其具有軸線X-X并且連接著差速器組件6，一個輸出軸12，其具有軸線Y-Y并且連接著驅(qū)動輪2，以及一個用于扭矩傳遞的鉸接組件14。在圖1中，軸線X-X和Y-Y彼此對正，但也并非在所有情況下均必須如此，軸線X-X和Y-Y也可以是非共面的。
更確切地講，軸10的內(nèi)端部11固定結(jié)合在差速器組件6的行星齒輪9上，以確保同時實(shí)現(xiàn)對所述軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動和軸向限位。為此，內(nèi)端部11以肋狀互補(bǔ)的方式與行星齒輪9中的成形孔嵌接。軸10還延伸在一個與橋殼7形成一體的固定保護(hù)擴(kuò)口管15中。
軸12通過一個套筒16固定結(jié)合在驅(qū)動輪2上，該套筒一方面固定結(jié)合在軸12的外端部13上，另一方面又固定在驅(qū)動輪2的輪軸18上。軸12的外端部13以肋狀互補(bǔ)的方式與套筒16中的成形孔嵌接。軸12在輪轂19中。
軸10和12的端部11和13分別被固定件相對于行星齒輪9和套筒16軸向限定，所述固定件可以是例如螺釘、螺母和/或擋圈，它們未在圖中詳細(xì)示出，并且總體上以附圖標(biāo)記17表示。
組件14用于從輸入軸10向輸出軸12傳遞驅(qū)動扭矩，同時又使得能夠?qū)︱?qū)動輪2進(jìn)行轉(zhuǎn)向極限鎖止。為此，組件14連接著驅(qū)動輪2的方向控制件4，并且包括一個具有軸線Z-Z的樞軸20和兩個彼此面對著的C形爪22和24。所述爪在它們的端部鉸接在樞軸20上，并且一起限定出一個關(guān)節(jié)腔26。
樞軸20由兩個采用大致同軸桿20A和20B形式的支承軸頸組成，所述桿的軸線Z-Z相對于豎直方向略微傾斜，每個所述桿分別延伸在設(shè)于腔26兩側(cè)的每個爪22、24中的相應(yīng)孔中。
爪22還通過用于支撐軸10的軸承27連接著軸10，并且固定結(jié)合在軸10的擴(kuò)口管15上。爪24通過軸承29支撐著軸12，并且在一側(cè)固定結(jié)合在輪的方向控制件4上，在另一側(cè)固定結(jié)合在輪轂19上，所述輪轂通過軸承28支撐著輪軸18。所述軸承28適于將爪24繞軸線Z-Z相對于爪22的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞給驅(qū)動輪2，該樞轉(zhuǎn)運(yùn)動被方向控制鍵4控制，從而使得驅(qū)動輪2可被轉(zhuǎn)向極限鎖止。
組件14還包括一個用于扭矩傳遞的雙關(guān)節(jié)30，其將輸入軸10連接到輸出軸12，并且其布置在腔26內(nèi)。所述雙關(guān)節(jié)30在圖2至8中被詳細(xì)示出，而爪22和24在這些圖中僅被示意性示出。
雙關(guān)節(jié)30包括兩個子關(guān)節(jié)30A和30B，它們在圖2至5所示的實(shí)施例中是兩個運(yùn)動學(xué)同性(homocinétiques)的三腳型滑動關(guān)節(jié)。當(dāng)輸入軸10和輸出軸12形成一個鎖止角β(圖8)時，該雙關(guān)節(jié)30在所述兩個軸的軸線交觸點(diǎn)限定出一個鉸接中心O。當(dāng)鉸接組件14被組裝好后，雙關(guān)節(jié)30安置在腔26內(nèi)，以使樞轉(zhuǎn)軸線Z-Z基本上延伸通過鉸接中心O。
下面詳細(xì)描述關(guān)節(jié)30A的構(gòu)成，關(guān)節(jié)30B中的組成部分與關(guān)節(jié)30A類似并且以帶有字母B的附圖標(biāo)記表示。
關(guān)節(jié)30A主要包括以下組成部分1)一個插入元件或三腳元件32A，其具有圍繞中心軸線Y-Y(對于關(guān)節(jié)30B是軸線X-X)的三元對稱結(jié)構(gòu)，并且包括一個帶肋孔34A和三個徑向臂36A，所述徑向臂分別具有軸線A-A并且彼此以120°的角間隔布置，圖中僅示出了一個徑向臂。軸線Y-Y與A-A之間的交點(diǎn)限定了關(guān)節(jié)30A的鎖止中心(centre debrisure)CA。帶肋孔34A適于被這樣裝配，即被緊固在軸10的相應(yīng)帶肋端部上，軸10被擋環(huán)38A軸向鎖止。
2)一個承插或喇叭形元件40A，其具有圍繞中心軸線Y’-Y’(對于關(guān)節(jié)30B是軸線X’-X’)的三元對稱結(jié)構(gòu)，在圖2所示的關(guān)節(jié)對正位置，該軸線與軸線Y-Y對正。在每個臂36A的兩側(cè)，該喇叭形元件設(shè)有相應(yīng)的圓柱形軌道42A和44A，二者彼此面對并在它們之間形成了一個圓弧部45A。兩個插入元件40A和40B通過諸如焊接等方式沿著一個基本上垂直于軸線X’-X’和Y’-Y’的平面彼此結(jié)合，從而，一方面，使它們幾乎同軸，即軸線Y’-Y’和軸線X’-X’基本對正，另一方面，關(guān)節(jié)30A的一對軌道42A和44A與關(guān)節(jié)30B上的隨后一對軌道42B、44B之間的偏移角度基本上等于60°。元件40A和40B因此而形成了雙關(guān)節(jié)元件40，或“雙喇叭形”元件，其具有雙關(guān)節(jié)30的雙關(guān)節(jié)軸線X’-X’，該雙關(guān)節(jié)30的中心C由軸線X’-X’與平面P之間的焦點(diǎn)限定。
3)對于每個臂36A，分別設(shè)有機(jī)械傳動裝置50A，該機(jī)械傳動裝置包括一個外部球輥52A，該球輥的回轉(zhuǎn)軸線基本上與臂36A的軸線A-A對正，如圖2中的位置所示。輥52A用于在相應(yīng)軌道42A和44A之一上滾動，并且在臂36A上滑動。
對于每個滑動關(guān)節(jié)30A和30B，雙關(guān)節(jié)元件40分別包括具有三元對稱結(jié)構(gòu)的彈簧56A和56B，每個彈簧為大致星形并且分別具有三個臂58A、58B，如圖4中詳細(xì)顯示。星形彈簧56A、56B的中心分別限定出一個曲面60A、60B，所述曲面具有指向關(guān)節(jié)30B或30A的凹腔，以分別限定出指向輸入軸10的大致球形凸面62A或指向輸出軸12的大致球形凸面62B以及相反的凹面63A或相反的凹面63B。每個臂58A、58B的自由端分別包括一個用于沿彈簧56A、56B的軸線X’-X’進(jìn)行軸向限定的彈性止擋部64A、64B，該止擋部采用的是臂的自由端上的彎折部的形式。彈簧56A和56B的止擋部64A和64B分別容納在形成于喇叭形雙關(guān)節(jié)元件40的內(nèi)周中的溝槽66中。
所述彈簧56A和56B適用于沿著喇叭形雙關(guān)節(jié)元件軸線X’-X’保持子關(guān)節(jié)30A和30B，以吸收它們的縮短動作。換言之，所述彈簧56A和56B能夠相對于一個包含鉸接中心O并且與兩個喇叭形元件40A和40B的交界平面P平行的平面PO(在圖2和8種平面P和平面PO彼此對正)，而一方面將關(guān)節(jié)30A的中心CA保持在給定距離LαA，另一方面將關(guān)節(jié)30B的中心CB保持在給定距離LαB，其中距離LαA是由軸線X-X與軸線X’-X’形成的關(guān)節(jié)30A的鎖止角αA(圖8)的函數(shù)，LαB是由軸線Y-Y與軸線X’-X’形成的關(guān)節(jié)30B的鎖止角αB的函數(shù)。
每個彈簧56A、56B分別選擇性地設(shè)有一個塑料嵌塊68A、68B。每個嵌塊分別為大致槽形，其具有與相應(yīng)的彈簧56A、56B的中央曲面60A、60B基本相同的凹度，并且安置在彈簧與輸入軸10或輸出軸12的相關(guān)端部之間。
下面參照圖5至7詳細(xì)描述嵌塊68B，可以理解，嵌塊68A具有以帶有字母A的附圖標(biāo)記表示的類似結(jié)構(gòu)。
在指向子關(guān)節(jié)30A的那一側(cè)，嵌塊68B具有彎曲凸面70B，用于與星形彈簧56B的凹面63B接觸。在相反側(cè)，嵌塊具有用于與軸10的端部相接觸的表面72B。相對于由曲面60B和軸10的端面73B，所述接觸表面70B和72B具有基本互補(bǔ)的形狀。
嵌塊68B設(shè)有一個周邊臺肩74B，其適于將嵌塊固定導(dǎo)彈簧56B上。出于這一目的，臺肩74B包括三個彈性唇緣76B，它們以徑向面對著彈簧的三個臂58B的方式布置。唇緣76B圍繞著曲面60B的外周邊緣61B(圖7)，從而將嵌塊夾持在彈簧上，并且確保將嵌塊相對于軸線X-X定心和在軸向和徑向限定。在臂58B上的與曲面60B相連的部分59B所在區(qū)域中，臺肩74B形成有柔性舌部78B，所述舌部具有過量的厚度并且局部覆蓋著臂的上述部分。三個唇緣76B和三個舌部78B交替布置在嵌塊的周部。
唇緣76B和舌部78B被這樣形成，即每個唇緣的圓周方向長度(近乎為分開兩個舌部的周向距離)基本上等于分開彈簧56B的兩個臂58B的周向距離。通過這種方式，唇緣76B與彈簧的臂的邊緣協(xié)作，以確保實(shí)現(xiàn)嵌塊相對于彈簧以幾乎沒有間隙的方式轉(zhuǎn)動。
在前面描述的實(shí)施例中，嵌塊由熱塑性合成材料制成，所述材料中主要包括例如聚酰胺、鉬和短玻璃纖維，所述短玻璃纖維用于增強(qiáng)嵌塊的機(jī)械性能，特別是抗壓性能。
雙關(guān)節(jié)30還包括密封裝置。一方面，所述密封裝置包括一個橡膠套筒80，其內(nèi)表面上設(shè)有三個凸角，所述內(nèi)表面裝配固定在雙關(guān)節(jié)元件40上。另一方面，所述密封裝置包括為每個子關(guān)節(jié)30A和30B配備的柔性波紋管82A和82B，所述波紋管具有圓形橫截面并且由例如熱塑性材料制成。波紋管82A或82B的一端以流體密封的方式固定在軸12或10上，另一端以流體密封的方式固定在喇叭形子元件40A或40B中，并且推壓橡膠套筒80的具有圓形橫截面的外表面。波紋管通過例如通過縮窄的環(huán)84而被密封。
下面描述根據(jù)本發(fā)明的車橋的操作。
在零鎖止點(diǎn)，也就是說，當(dāng)軸10和12的軸線X-X和Y-Y基本上同軸時，輸入軸10向輸出軸12的扭矩傳遞以運(yùn)動學(xué)同性的形式實(shí)施，如同現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋那樣。
當(dāng)車橋1被切斷以使驅(qū)動輪2被轉(zhuǎn)向極限鎖止時，爪24在控制件4的作用下繞軸線Z-Z相對于爪22，以使軸12的軸線Y-Y與軸10的軸線X-X構(gòu)成鎖止角β，如圖8所示。
在軸10和12沿著它們的軸線X-X和Y-Y軸向限定的情況下，三角形OCACB基本上是等腰三角形，其頂點(diǎn)為O，角αA和αB基本相等，二者之和基本上等于鎖止角β，如圖8所示，從而確保基本上運(yùn)動學(xué)同性傳動。
更精確地講，彈簧56A和56B被軸10和12的相應(yīng)端部推壓，這是因?yàn)檩S10和12在它們的相反端部被軸向固定著，其中軸10固定結(jié)合在行星齒輪9上，軸12通過套筒16而被固定結(jié)合在輪軸18上。通過關(guān)節(jié)30A沿著雙關(guān)節(jié)軸線X’-X’滑動，關(guān)節(jié)30A的中心CA與平面PO之間的距離從圖2中所示的距離LA變化到圖8中的距離LαA，所述距離LA與LαA之間的差值等于子關(guān)節(jié)30A吸收的累積內(nèi)部縮短距離RA。
以共同的方式，并且通過彈簧56A、56B和固定喇叭形雙關(guān)節(jié)元件40沿軸線X’-X’基本對稱地散布力，輔助關(guān)節(jié)30B沿軸線X’-X’滑動，并且距離縮短值RB＝LB-LαB基本上等于距離RA。
通過這種方式，車橋1傳遞的扭矩對于鎖止角β的任何允許只來說基本上都是運(yùn)動學(xué)同性的。因此，根據(jù)本發(fā)明的車橋可以相對于現(xiàn)有的車橋提高扭矩傳遞方面的機(jī)械性能。
根據(jù)本發(fā)明的車橋的雙關(guān)節(jié)因此而在其操作過程中吸收了累積的車橋縮短距離R，該縮短距離R因車輪的轉(zhuǎn)向角極限鎖止而產(chǎn)生并且固有地存在于驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋中，該縮短距離R被分?jǐn)倿榛瑒雨P(guān)節(jié)30A和30B的內(nèi)部縮短距離RA和RB。
因此，可以消除現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)在端部11、13處的滑動連接件，所述端部位于雙關(guān)節(jié)的連接端部的相反側(cè)。例如，對于圖1中的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向行車橋1，差速器組件6和輪軸18均不需要配置相對于軸10和12的滑動連接結(jié)構(gòu)，從而可以使輸入軸與差速器之間以及輸出軸與車輪之間的連接更為加強(qiáng)。因此根據(jù)本發(fā)明的車橋的噪音和磨損可以降低，密封裝置可以簡化。
在一定角度下，根據(jù)本發(fā)明的車橋能夠傳遞顯著更大的扭矩，從而有益于獲得基本上運(yùn)動學(xué)同性組件的徑向直徑尺寸。最大角度可以是例如大約55°。
位于彈簧56A、56B與軸10、12的相應(yīng)端部之間的嵌塊68A和68B還能夠改進(jìn)雙關(guān)節(jié)30的操作。在沒有嵌塊的情況下，彈簧56A和56B的表面62A和62B將直接與軸的端部接觸。轉(zhuǎn)向角極限鎖止中出現(xiàn)的縮短距離將通過彈簧的變形來承受，即隨著轉(zhuǎn)向鎖止角β的增大，由軸10、12施加到所述彈簧上的壓力增加，而且彈簧與軸之間的接觸區(qū)域趨向于減小。這樣，在雙關(guān)節(jié)的操作中，會導(dǎo)致局部壓力增大，并且容納在套筒80內(nèi)的潤滑劑將離心移動，從而導(dǎo)致軸10和12端部的接觸區(qū)域出現(xiàn)潤滑劑短缺。在沒有嵌塊68A和68B的情況下，潤滑劑的短缺將導(dǎo)致溫度升高，從而造成雙關(guān)節(jié)的接觸表面受損和關(guān)節(jié)卡滯、彈簧中央部分的過早磨損或潤滑劑污染、在雙關(guān)節(jié)組裝時初始施加在彈簧上的負(fù)載值減小、摩擦噪音等。
相反，即使是在潤滑劑短缺的情況下，帶有嵌塊68A和68B的組件也能夠同時確保獲得以下優(yōu)點(diǎn)-優(yōu)異的耐磨性能；-軸端部的磨損減??；-在操作過程中吸收噪音和振動；-使接觸表面具有良好的相符性，特別是通過嵌塊的塑料材料的表層磨耗來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，從而即使是在大的轉(zhuǎn)向角下，也能夠增大壓力作用表面；-所產(chǎn)生的壓力×速度值遠(yuǎn)大于鋼材-鋼材接觸所產(chǎn)生的值；以及-所需潤滑劑量的減小，從而導(dǎo)致雙關(guān)節(jié)30的重量減小。
此外，對于包括兩個分別為運(yùn)動學(xué)同性的子關(guān)節(jié)的雙關(guān)節(jié)，如前面參照圖1至8描述的第一實(shí)施例中那樣，在結(jié)構(gòu)和/或安裝方面具有一定的許用間隙，而不會對運(yùn)動學(xué)性能造成任何影響。例如，喇叭形元件40A和40B的相對定位間隙可以實(shí)現(xiàn)與根據(jù)本發(fā)明的車橋的機(jī)械性能之間的相容性，所述機(jī)械性能能夠獲得令人滿意的基本上運(yùn)動學(xué)同性的傳動，同時角αA和αB相對較小。類似地，應(yīng)當(dāng)指出，軸10和12可以不是嚴(yán)格共面的，而不會對根據(jù)本發(fā)明的車橋的性能造成顯著限制。
圖9中示出了置于彈簧56B與軸10之間的塑料嵌塊的一種改型。雖然這里是通過子關(guān)節(jié)30B進(jìn)行的描述，但同樣的結(jié)構(gòu)可以對稱地應(yīng)用在關(guān)節(jié)30A中。
圖9中的改型為設(shè)在軸10端部的蘑菇形嵌塊90B，其包括一個細(xì)長部92B和一個形成有球蓋的頭部94B。該頭部在其指向子關(guān)節(jié)30A的一側(cè)具有凸面96B，其基本上與彈簧56B的凹面63B互補(bǔ)。在指向軸10的一側(cè)，頭部94B形成有一個大致平表面98B，其適合于抵靠在軸10的大致平面端部99B的表面部分上。
嵌塊90B通過強(qiáng)制配合而固定結(jié)合在軸10上，并且通過細(xì)長部92B緊固在一個設(shè)在軸10端部的漸縮盲孔100B中。一個通孔102B貫穿嵌塊90B，在嵌塊被固定結(jié)合在軸上后，該通孔的軸線與軸線X-X對正，并且該通孔用于在嵌塊裝配時將盲孔100B中殘留的空氣排出。
對于這一改型，表面63B與96B之間的接觸區(qū)域即彈簧56B與嵌塊90B之間的接觸區(qū)域在雙關(guān)節(jié)30的整個角范圍內(nèi)盡可能大，因而是最佳的。
圖10至13示出了前述星形彈簧56A、56B的一種改型，它們以附圖標(biāo)記106A和106B表示，并且用于安裝在車橋1的雙關(guān)節(jié)30中。下面僅詳細(xì)描述彈簧106B，可以理解，彈簧106A具有以帶有字母A的附圖標(biāo)記表示的類似結(jié)構(gòu)。
借助于與彈簧56B類似的方式，彈簧106B具有三腳對稱結(jié)構(gòu)，并且包括三個從中央曲面110B伸出的臂108B，該中央曲面具有一個凸面112B和一個相反的凹面113B，該凹面用于形成一個支撐表面，以支撐軸12上的用于與雙關(guān)節(jié)30相連的端部。每個臂108B的自由端分別形成了彈性止擋部114B，該止擋部用于容納在雙關(guān)節(jié)元件40的溝槽66中。彈簧106B是彈簧56B的差別如下所述。
首先，彈簧106B包括三個凸片116B，它們在凸面112B一側(cè)基本上沿著與臂108B相同的方向從中央曲面110B的周邊伸出。這些凸片的長度即它們的自由端至曲面110B的周邊的距離表示為h。這些凸片的優(yōu)點(diǎn)將在后面描述車橋1的組裝時予以解釋。
其次，每個臂108B分別形成有多個連續(xù)段118B，它們是通過彎折所述臂而得到的。兩個連續(xù)段之間的角度被這樣選擇，即致使臂108B不與三腳元件32B接觸，即使是在雙關(guān)節(jié)在圖12所示的鎖止?fàn)顟B(tài)時。
每個臂108B的自由端還包括一個舌部120B，其被切割形成并且向著雙關(guān)節(jié)內(nèi)部彎折。每個所述舌部適于容納在一個凹腔122A中，該凹腔形成于對置子關(guān)節(jié)30A的元件40A中并且向著溝槽66敞開，如圖13所示。所述舌部和凹腔的周向尺寸基本相同，以確保將彈簧106B相對于雙關(guān)節(jié)元件40鎖定角位置。
最后，彎折的臂的自由端形成了帶有末端彎折部124B的彈性止擋部114B，如圖13中放大顯示。該彎折部124B具有V形輪廓，其頂點(diǎn)指向雙關(guān)節(jié)外側(cè)。
設(shè)有圖11和12中所示雙關(guān)節(jié)30的車橋1的操作基本上與設(shè)有圖2和8中的雙關(guān)節(jié)的車橋相同。但由于臂108A、108B不會干涉輥52A、52B的運(yùn)動，即使是在雙關(guān)節(jié)30位于最大鎖止角時，因此性能得到提高。此外，舌部120B可以防止彈簧106A、106B的任何圓周方向滑動，所述滑動可以因下面因素引起軸10和12上的與雙關(guān)節(jié)相連的端部相對于彈簧中央曲面110A、110B的表面113A、113B的軌道運(yùn)動(通常稱作“偏移”運(yùn)動)中產(chǎn)生的摩擦，和/或雙關(guān)節(jié)元件40的重量和回旋運(yùn)動。
設(shè)有圖11和12中所示雙關(guān)節(jié)30的車橋1可以被更容易地安裝。
一方面，末端彎折部124A、124B方便了彈簧106A、106B向雙關(guān)節(jié)元件40中的引入；其中，彈簧為此而彈性地徑向變形，以便被安置到元件40的端部內(nèi)，然后，如需要，彈簧繞軸線X’-X’轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)舌部120A和120B的角度，從而將舌部對正凹腔122A和122B的軸向延伸位置，最后，將彈簧向著雙關(guān)節(jié)元件的子午面即平面P移動，使彎折部124A、124B的頂點(diǎn)在元件40的圓弧部45A、45B上滑動。
另一方面，車橋1的傳動線8之一的組裝以連續(xù)的狀態(tài)顯示于圖14A至14C中，并且如下所述。首先，一個由兩個軸10和12以及雙關(guān)節(jié)30構(gòu)成的組件即“中央”組件被依次引入爪22、軸承27、擴(kuò)口管15和橋殼7中，直至軸11的帶肋端部11容納在差速器6的行星齒輪9的成形孔中。為了實(shí)現(xiàn)該中央組件的定位，一個軸向力F施加在軸12的自由端部13上。
然后，一個由驅(qū)動輪2和固定在輪轂19上的爪24構(gòu)成的組件即“外部”組件被隨后安置到軸12的帶肋端部13上，其中該端部被引入軸承29內(nèi)，如圖14B所示。然后，該外部組件被移動，直至軸12的帶肋端部與固定結(jié)合在輪轂19上的套筒16的成形孔嵌接，此時同樣被施加裝配力F，例如，該力的大小與裝配中央組件時施加的力相等。
然后，通過將軸桿20A和20B形式的支承軸頸沿樞轉(zhuǎn)軸線Z-Z定位，中央組件和外部組件被固定結(jié)合在一起，而爪24則被連接到驅(qū)動輪2的方向控制件6上。
最后，通過位于軸10和12的端部11和13處的固定件17，以及，如果需要，通過軸承27和29所在區(qū)域的補(bǔ)充固定件(未示出)，可以實(shí)現(xiàn)雙關(guān)節(jié)30的滑動子關(guān)節(jié)30A和30B的徑向定位和軸向止擋。
可以理解，在施加了裝配力F時，雙關(guān)節(jié)的星形彈簧106A和106B會變形。如果所述力F的強(qiáng)度大于特定尺寸的所述彈簧在操作中的最大許用力，則彈簧106A和106B會變形到這樣的程度，即同時使凸片116A接觸彈簧106B的凸面112B而凸片116B接觸彈簧106A的凸面112A，如圖14所示。這樣，表面112A和112B之間的距離為2h。
通過這種方式，凸片116A和116B構(gòu)成了彈簧106A和106B上的沿軸線X’-X’的止擋件，它們能夠承載遠(yuǎn)大于所述彈簧在操作中的最大許用負(fù)載的車橋1的組裝力，而又沒有導(dǎo)致臂108A和108B永久變形的危險(xiǎn)。
作為一種改型，每個彈簧106A、106B上的止擋件分別被構(gòu)造為剛性止擋件126A、126B，它們以相對于子午面P對稱的方式抵靠著相應(yīng)彈簧的凸面112A、112B安置，如圖15中所示。每個止擋件的最大軸向尺寸基本上等于h。作為示例，每個止擋件由熱塑性材料制成，并且被固定件127A、127B夾持在臂108A、108B上的與中央曲面110A、110B相連的部位109A、109B上。
圖16中所示的另一種改型只采用了一個剛性止擋件128，其最大軸向尺寸基本上等于2h，并且固定結(jié)合在彈簧106A、106B中的一個上。
圖17A和17B中示出了彈簧106A、106B的一種改型，其與圖10至13中所示的彈簧之間的差別在于，一方面，止擋凸片116A和116B被替換成金屬杯部130A、130B，所述杯部通過諸如焊接等方式而固定結(jié)合在每個彈簧的中央曲面110A、110B的凸面112A、112B上，另一方面，設(shè)有輔助元件即螺旋壓縮彈簧132，其相對于軸線X’-X’以基本同軸的方式安置在所述彈簧的凸面之間。在一種有益的方式中，杯部130A、130B的最大外徑和彈簧132的內(nèi)徑被這樣選擇，即彈簧132的端部被徑向緊固在一個杯部與相應(yīng)星形彈簧的臂108A、108B之間。
螺旋彈簧132適于沿著指向雙關(guān)節(jié)30外側(cè)的方向平行于軸線X’-X’施加壓縮力F’。通過這種方式，在組裝車橋時，壓縮力F’與裝配力F相對。在雙關(guān)節(jié)的操作中，螺旋彈簧132還趨向于在軸10和12的與雙關(guān)節(jié)相連的端部退押星形彈簧106A、106B，從而提高臂108A、108B在抗彎方面的剛性。星形彈簧和螺旋彈簧的附加壓縮力可以加強(qiáng)軸10和12分別相對于行星齒輪9和套筒16的鎖定，從而，一方面，可以不再需要設(shè)置前述以附圖標(biāo)記17表示的諸如例如螺釘、螺母或擋圈等補(bǔ)充固定件，從而減少零件和組裝步驟的數(shù)量，另一方面，因軸承27和29產(chǎn)生的可能會引起振動問題的自然軸向間隙被排除。
圖18和19中示出了軸10上的與彈簧56B相接觸的端部的兩種改型。盡管下面參照子關(guān)節(jié)30B進(jìn)行描述，但這種結(jié)構(gòu)也可以以對稱的方式用于關(guān)節(jié)30A。
圖18中的改型包括在軸10的端部設(shè)置一個三腳元件32B和一個端蓋140，該端蓋基本上是球形的并且沿著軸10的軸線X-X設(shè)置。對于不帶嵌塊的彈簧56B，端蓋140的外部形狀基本上與該彈簧的曲面60B的凹面63B互補(bǔ)；對于設(shè)有嵌塊68B的彈簧，端蓋140的外部形狀基本上與嵌塊的凹面72B互補(bǔ)。
圖19中的改型與圖2中所示實(shí)施例的差別在于，軸10的端部設(shè)有組合的銷141，其沿著軸線X-X安置并且包括一個球形端蓋142。該端蓋142本身的外形也基本上與彈簧56B的曲面60B或嵌塊68B互補(bǔ)。
對于圖18和19中所示的改型，由于支撐彈簧56B或嵌塊68B與端蓋140或142之間的接觸區(qū)域在雙關(guān)節(jié)的整個角范圍內(nèi)具有盡可能大的接觸表面，因而是最佳的。
圖20A和20B中示出了根據(jù)本發(fā)明的車橋中的第一種改型雙關(guān)節(jié)144。下面描述該雙關(guān)節(jié)144與圖2至8中所示雙關(guān)節(jié)30之間的差別之處，二者之間相同的部分以相同的附圖標(biāo)記表示。
雙關(guān)節(jié)144包括兩個三腳型滑動子關(guān)節(jié)144A和144B，二者均為獨(dú)立的運(yùn)動學(xué)同性的。下面僅詳細(xì)描述關(guān)節(jié)144A不同于關(guān)節(jié)30A的地方，通過將帶有字母A的附圖標(biāo)記替換成帶有字母B的附圖標(biāo)記，可以明了關(guān)節(jié)144B中的相應(yīng)部分。
雙關(guān)節(jié)144包括一個具有軸線X’-X’的雙關(guān)節(jié)元件或喇叭形雙關(guān)節(jié)元件145，其由兩個喇叭形子元件即子關(guān)節(jié)144A和144B組成，所述喇叭形子元件并置于交界平面P的兩側(cè)。更精確地講，喇叭形雙關(guān)節(jié)元件145具有相對于軸線X’-X’的六元對稱結(jié)構(gòu)其具有大致圓形的外周，并且在其內(nèi)部限定出六對彼此面對的軌道146、147，所述成對軌道中有一半與關(guān)節(jié)144A的三腳部分32A的三個臂36A相關(guān)聯(lián)，另一半與關(guān)節(jié)144B的三腳部分32B的三個臂36B相關(guān)聯(lián)。
雙關(guān)節(jié)元件145包括沿軸線X’-X’設(shè)置的用于子關(guān)節(jié)144A和144B的軸向保持裝置148。一方面，所述裝置148包括一個剛性板149，其沿著平面P延伸，并且固定在喇叭形雙關(guān)節(jié)元件145內(nèi)部。該板149包括一個孔150，其基本上與雙關(guān)節(jié)的軸線X’-X’同軸。
另一方面，該裝置148包括一個橡膠止擋件151，其具有大致圓柱形狀，并且沿軸線X’-X’延伸于孔150內(nèi)。止擋件151的外徑大于孔150的內(nèi)徑，以使止擋件在孔150的區(qū)域中、在板149的壁的一部分上膨脹。通過這種方式，止擋件151整體固定在板149上。止擋件151的端部分別沿著凹接觸面152A、152B于軸10和12的相應(yīng)端部接觸，所述凹接觸面類似于不帶嵌塊的雙關(guān)節(jié)30的表面63A、63B，或類似于帶有嵌塊68A和68B的雙關(guān)節(jié)30的表面72A、72B。
雙關(guān)節(jié)144還具有密封裝置，所述密封裝置包括分別為每個子關(guān)節(jié)144A、144B配備的帶有圓形彎折部的漸縮波紋管153A、153B。每個波紋管的一端分別固定在相應(yīng)的軸10或12上，另一端以流體密封的方式固定在喇叭形雙關(guān)節(jié)元件145的具有圓形橫截面的外表面上。
帶有雙關(guān)節(jié)144的車橋的操作與帶有雙關(guān)節(jié)30的車橋基本相同。
圖21中示出了根據(jù)本發(fā)明的車橋中的第二種改型雙關(guān)節(jié)160，其具有兩個子關(guān)節(jié)160A、160B，并且其與圖2中的雙關(guān)節(jié)30僅具有下述差別。
與參照圖2描述的實(shí)施例不同，構(gòu)成具有軸線X’-X’的喇叭形雙關(guān)節(jié)元件161的兩個喇叭形子元件161A、161B以零偏移的方式安置，也就是說，喇叭形子元件161A中的每對軌道基本上位于喇叭形子元件161B中的每對軌道的延續(xù)部分中。
每個臂36A、36B的機(jī)械傳動裝置50A、50B還分別包括外側(cè)輥162A、162B，它們具有復(fù)曲面外形，以便能夠在喇叭形雙關(guān)節(jié)元件161的相應(yīng)一對軌道中滾動，所述輥被這樣安裝，即能夠在每個臂的自由端上回轉(zhuǎn)，所述自由端分別形成了大致球型的支承軸頸163A、163B。
最后，盡管與圖2中的實(shí)施例中的功能相同，但彈簧56A、56B具有略微不同的形狀，以適合于喇叭形雙關(guān)節(jié)元件161的內(nèi)部幾何形狀。
雙關(guān)節(jié)160的操作與圖2中的雙關(guān)節(jié)30基本相同。
這一運(yùn)動學(xué)同性的該型具有以下效果，即位于雙關(guān)節(jié)中心C左右的子關(guān)節(jié)中心CA、CB之間的連線的任何變化可被消除，這種變化是當(dāng)三腳型關(guān)節(jié)在一定角度下發(fā)揮作用時出現(xiàn)的通常被稱為偏移運(yùn)動的現(xiàn)象所引起的。相反，在雙關(guān)節(jié)160中，直線CACB保持與喇叭形雙關(guān)節(jié)元件161的軸線X’-X’平行，盡管可能會產(chǎn)生可被忽略的不平衡。
圖22A和22B中示出了根據(jù)本發(fā)明的車橋中的用于連接在軸10和12之間的第三種改型雙關(guān)節(jié)170。
該雙關(guān)節(jié)170包括兩個球型子關(guān)節(jié)170A和170B，二者是單獨(dú)的滑動型和運(yùn)動學(xué)同性的。每個球型關(guān)節(jié)分別在軸12和10的端部包括具有已知結(jié)構(gòu)的插入部分171A、171B以及六個驅(qū)動球172A、172B。插入部分171A包括外部為球形的內(nèi)螺母173A，其具有六個槽174A。
雙關(guān)節(jié)170包括雙關(guān)節(jié)元件175，其構(gòu)成了承插部分，用于容納子關(guān)節(jié)170A和170B的插入部分。為此，雙關(guān)節(jié)元件在其內(nèi)部具有用于球172A、172B的平行于部件175軸線的六對運(yùn)行軌道176A、176B。一個子關(guān)節(jié)的運(yùn)行軌道176A位于另一子關(guān)節(jié)的運(yùn)行軌道176B的延續(xù)部分中。
雙關(guān)節(jié)170還包括星形彈簧178A、178B，用于調(diào)節(jié)子關(guān)節(jié)170A、170B的滑動動作。所述彈簧的功能和結(jié)構(gòu)基本上與圖2至8中的雙關(guān)節(jié)30的彈簧56A、56B相同。特別地講，它們通過設(shè)在雙關(guān)節(jié)元件175內(nèi)周的圓形溝槽179而與該雙關(guān)節(jié)元件接觸，并且分別包括接觸區(qū)域180A、180B，用于與軸12和10上的與雙關(guān)節(jié)170相連的端部接觸。
帶有雙關(guān)節(jié)170的車橋的操作圖2中的車橋基本相同。
根據(jù)本發(fā)明的車橋中的另一種改型雙關(guān)節(jié)(未示出)是這樣一種雙關(guān)節(jié)，其具有軸向嚙合著的兩個子關(guān)節(jié)。每個子關(guān)節(jié)分別通過面嚙合部分而實(shí)現(xiàn)扭矩傳遞，所述面嚙合部分包括彼此嚙合的軸向齒。
圖23、24、25A和25B中示出了根據(jù)本發(fā)明的車橋中的雙關(guān)節(jié)的第二實(shí)施例。
在前面描述的第一實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的車橋的雙關(guān)節(jié)由兩個自由滑動子關(guān)節(jié)構(gòu)成，這兩個子關(guān)節(jié)均能夠吸收車橋1的轉(zhuǎn)向角極限鎖止中的縮短距離R；與此不同，第二實(shí)施例中的雙關(guān)節(jié)包括單一的自由滑動的組合元件，其可以吸收所有縮短距離R。
圖23和24中示出了一個運(yùn)動學(xué)同性雙關(guān)節(jié)200，其連接著圖1中所示的軸10和12。當(dāng)輸入軸10和輸出軸12構(gòu)成了鎖止角β時，該雙關(guān)節(jié)200在這兩個軸的交點(diǎn)處限定了一個鉸接中心O，如圖13A和13B所示。與其它改型中一樣，在組裝中，為了形成根據(jù)本發(fā)明的鉸接元件，雙關(guān)節(jié)200安置在例如圖1中限定的關(guān)節(jié)腔26內(nèi)，從而對于鎖止角β的任何值，鉸接元件的樞轉(zhuǎn)軸線Z-Z均基本上延伸穿過雙關(guān)節(jié)200的中心O。
雙關(guān)節(jié)200包括第一子關(guān)節(jié)200A，其采用的是具有共面交叉元件的萬向節(jié)的形式，如本領(lǐng)域中所公知。該萬向節(jié)關(guān)節(jié)200A主要包括一個交叉元件202A，該交叉元件具有第一臂204A和第二臂206A，所述第一臂具有位于圖23的頁面內(nèi)并且垂直于軸線Y-Y的軸線A-A，第二臂具有基本上垂直于軸線Y-Y和A-A的軸線A’-A’。軸線A-A和A’-A’的交點(diǎn)限定出關(guān)節(jié)200A的鎖止中心CA。第一臂204A被布置成能夠在一個帶凸緣叉件208A上相對于軸線Y-Y轉(zhuǎn)動，該叉件固定結(jié)合在軸12上。第二臂206A也被安置成能夠在一個帶凸緣叉件210A上相對于軸線Y-Y轉(zhuǎn)動。
雙關(guān)節(jié)200包括第二子關(guān)節(jié)200B，其采用的是滑動雙腳關(guān)節(jié)的形式如本領(lǐng)域中所公知。該雙腳關(guān)節(jié)具有一個萬向節(jié)型運(yùn)動學(xué)同性結(jié)構(gòu)，其優(yōu)選類似于關(guān)節(jié)200A的結(jié)構(gòu)。關(guān)節(jié)200B具有相對于軸線X-X的二元對稱結(jié)構(gòu)。其包括一個插入元件或雙腳元件202B，該雙腳元件具有一個帶肋孔203B和兩個徑向臂204B，所述兩個徑向臂204B彼此沿相反方向延伸并且具有公共軸線B-B。軸線X-X與B-B的交點(diǎn)限定了關(guān)節(jié)202B的鎖止中心CB。帶肋孔203B適于被這樣裝配，即被緊固在軸10的帶肋端部11上。
雙腳關(guān)節(jié)200B還包括一個承插元件206B，其具有相對于中心軸線X’-X’的二元對稱結(jié)構(gòu)，在圖23所示的關(guān)節(jié)對正位置，該軸線與軸線X-X對正。在每個臂204B的兩側(cè)，該喇叭形元件206B具有兩個彼此面對著的圓柱形軌道208B和210B，一個具有與軸線B-B基本對正的旋轉(zhuǎn)軸線的球形輥212B被安裝成在每個臂204B上滑動，并且用于在相應(yīng)軌道208B和210B之一上滾動。
根據(jù)本發(fā)明，關(guān)節(jié)200A的臂206A的叉件210A固定結(jié)合在關(guān)節(jié)200B的喇叭形元件206B上，以使這兩個元件構(gòu)成一個具有軸線X’-X’的單件式雙關(guān)節(jié)元件202。叉件210A和喇叭形元件206B彼此相對于對方安置，以使關(guān)節(jié)200A的軸線A-A與關(guān)節(jié)202B的軸線B-B基本平行。雙關(guān)節(jié)元件202因此而在軸線X’-X’與平面P的交點(diǎn)處限定出一個中心C，該平面P定義為軸線A-A和B-B中間的平面。在對正位置，鎖止中心CA和CB之間的距離表示為L(見圖23)。
雙關(guān)節(jié)200也包括密封裝置，其功能類似于圖2中的雙關(guān)節(jié)30中的相應(yīng)裝置。萬向節(jié)型子關(guān)節(jié)200A的密封裝置被簡化，其可以起作用而不帶有用于保存油的波紋管。對于雙腳關(guān)節(jié)200B，設(shè)有一個帶彎折部的波紋管216，其在雙關(guān)節(jié)元件202上以流體密封的方式固定在軸10上，盡管未在圖中示出，該元件202可以設(shè)有一個延伸通過其整個外周的外套。
雙關(guān)節(jié)200的操作基本上與圖2中的雙關(guān)節(jié)300相同，差別在于兩個子關(guān)節(jié)中的一個即關(guān)節(jié)200A是固定的。由于關(guān)節(jié)200A的固有本質(zhì)，鉸接中心O與關(guān)節(jié)200A的中心CA之間的距離因此而保持恒定。
對于滑動關(guān)節(jié)200B，通過沿軸線X’-X’軸向固定的雙關(guān)節(jié)元件202，滑動關(guān)節(jié)200B的中心CB與鉸接中心O之間的距離也保持恒定，這是因?yàn)殡p關(guān)節(jié)元件202是部分地由固定關(guān)節(jié)200A的叉件210A構(gòu)成的。
因此，角αA和αB基本相等，如圖25A和25B中所示。對于鎖止β的任何許用值，根據(jù)本發(fā)明的車橋均能夠?qū)崿F(xiàn)基本上運(yùn)動學(xué)同性的扭矩傳遞，而且其在傳動方面的機(jī)械性能得到提高。
當(dāng)車橋1因驅(qū)動輪2的轉(zhuǎn)向角極限鎖止而被斷開時，僅通過滑動關(guān)節(jié)200B吸收縮短距離RB，雙關(guān)節(jié)進(jìn)一步吸收因轉(zhuǎn)向鎖止造成的距離CACB的縮短量。
圖26中示出了前述第二實(shí)施例的改型雙關(guān)節(jié)250。該雙關(guān)節(jié)250包括在操作中不滑動的第一三腳型子關(guān)節(jié)250A和可自由滑動的第二三腳型子關(guān)節(jié)250B。雙關(guān)節(jié)250還包括一個雙關(guān)節(jié)元件252，其限定出軸線X’-X’，并且包括用于關(guān)節(jié)250A和250B的兩個子關(guān)節(jié)元件252A，二者通過例如焊接而彼此固定結(jié)合在一起。
與圖2中的實(shí)施例不同，雙關(guān)節(jié)元件252沒有限定出一個被所述兩個子關(guān)節(jié)公用的內(nèi)腔，而是形成了一個壁部254，其在交界平面P的區(qū)域中橫貫雙關(guān)節(jié)軸線X’-X’延伸，并且限定出兩個可使關(guān)節(jié)250A和250B轉(zhuǎn)動的分開的腔256A、256B。每個腔分別在關(guān)節(jié)元件的面向相關(guān)軸的一側(cè)橫向敞開。
雙關(guān)節(jié)250還包括，一方面，一個整體嵌塊260，例如其由熱塑性材料制成，并且在壁部254與軸12的端部之間固定結(jié)合在雙關(guān)節(jié)元件252上；另一方面，一個壓縮彈簧262，其安置在壁部254與軸10的端部之間。彈簧262在其面對著軸10的端部上設(shè)有一個金屬蓋264。
一個嵌塊268安置在金屬蓋264與軸10的端部之間。嵌塊268通過例如彈性唇緣而固定結(jié)合在金屬蓋264上，所述唇緣類似于嵌塊68B的唇緣76B。
雙關(guān)節(jié)250的操作基本上與圖23中的雙關(guān)節(jié)200相同。由于嵌塊260固定抵靠在壁部254上并且因此而保持住關(guān)節(jié)的滑動部分，因此嵌塊260的剛性導(dǎo)致關(guān)節(jié)250A的作用類似于固定關(guān)節(jié)，盡管關(guān)節(jié)250在其自身的結(jié)構(gòu)中是可以滑動的。鉸接中心O與關(guān)節(jié)250A的中心CA之間的距離因此而保持恒定。對于滑動關(guān)節(jié)250B，其中心CB與鉸接中心O之間的距離也保持恒定，這是因?yàn)殡p關(guān)節(jié)元件252被彈簧262和壁部254沿軸線X’-X’保持軸向位置。當(dāng)車橋1因驅(qū)動輪2的轉(zhuǎn)向角極限鎖止而被斷開時，雙關(guān)節(jié)250僅通過關(guān)節(jié)250B而吸收因轉(zhuǎn)向鎖止造成的距離CACB的縮短量。
與第一實(shí)施例中一樣，通過將熱塑性材料以推壓接觸的方式安置在軸的端部與雙關(guān)節(jié)元件的軸向保持裝置之間，可以提高關(guān)節(jié)的機(jī)械性能和使用壽命，即使是在沒有或局部短缺潤滑劑的情況下。
第二實(shí)施例的這種改型還使得通常在軸加工中產(chǎn)生在軸上的盲孔100A、100B可被用于組合容納嵌塊260和280，如圖9中的改型那樣。
與前述車橋相關(guān)的各種改型可以設(shè)想出來，包括使子關(guān)節(jié)具有不同結(jié)構(gòu)和/或運(yùn)動學(xué)類型，以及以不同方式設(shè)置雙關(guān)節(jié)的滑動部分的軸向保持裝置。例如，對于設(shè)在軸向保持裝置與雙關(guān)節(jié)元件之間的嵌塊，可以采用除熱塑性材料之外的其它材料，只要該材料足夠結(jié)實(shí)并且能夠減小磨損和摩擦力即可，例如銅合金；此外，可以利用聚酰胺或特氟隆類型的材料對星形彈簧與嵌塊之間的接觸區(qū)域進(jìn)行抗摩擦粘結(jié)涂層處理。
權(quán)利要求
1.機(jī)動車的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，包括一個差速器(6)和兩個傳動線(8)，所述傳動線起源于所述差速器并且用于分別驅(qū)動一個驅(qū)動和轉(zhuǎn)向輪(2)，每個傳動線(8)分別包括一個輸入軸(10)，其連接著差速器(6)，一個輸出軸(12)，其連接著相應(yīng)的驅(qū)動輪(2)，一個車輪樞軸(20)，其具有一條橫貫每個輸入軸(10)和輸出軸(12)定向的軸線，以及一個雙關(guān)節(jié)(30；144；160；170；200；250)，其用于在輸入軸(10)和輸出軸(12)之間進(jìn)行扭矩傳遞；所述輸入軸和輸出軸沿一定方向被引導(dǎo)在相對于雙關(guān)節(jié)獨(dú)立的空間內(nèi)，所述雙關(guān)節(jié)基本上垂直于樞軸(20)安置并且包括兩個子關(guān)節(jié)(30A，30B；144A，144B；160A，160B；170A，170B；200A，200B；250A，250B)，二者沿著雙關(guān)節(jié)軸線(X’-X’)彼此軸向連接，并且分別具有子關(guān)節(jié)鎖止中心(CA，CB)，其特征在于，每個所述軸(10，12)分別沿它們的軸線(X-X，Y-Y)為相應(yīng)子關(guān)節(jié)的鎖止中心(CA，CB)確定出一個固定位置，所述兩個子關(guān)節(jié)(30A，30B；144A，144B；160A，160B；170A，170B；200B；250B)中的至少一個是可以沿著雙關(guān)節(jié)軸線(X’-X’)自由滑動的關(guān)節(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，還包括軸向限位裝置(9，16，17)，其用于沿各自的軸線(X-X，Y-Y)軸向限定輸入軸(10)和輸出軸(12)。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述輸入軸(10)固定結(jié)合在差速器(6)的一個行星齒輪(9)上，以確保沿軸線(X-X)對輸入軸進(jìn)行軸向限定；所述輸出軸(12)固定結(jié)合在相應(yīng)驅(qū)動輪(2)的輪軸(18)上，以確保沿軸線(Y-Y)對輸出軸進(jìn)行軸向限定。
4.如前面權(quán)利要求中任一所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述兩個子關(guān)節(jié)(30A，30B；144A，144B；160A，160B；170A，170B；200A，200B；250A，250B)通過一個雙關(guān)節(jié)元件(40；145；161；175；202；252)而軸向相連。
5.如前面權(quán)利要求中任一所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，只有第一子關(guān)節(jié)(200B)是自由滑動關(guān)節(jié)，而第二子關(guān)節(jié)(200A)是結(jié)構(gòu)性非滑動關(guān)節(jié)。
6.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述雙關(guān)節(jié)(30；144；160；170；250)包括軸向保持裝置(56A，56B；106A，106B；149，151；178A，178B；254，262)，用于軸向保持雙關(guān)節(jié)元件(40；145；161；175；252)，以調(diào)節(jié)自由滑動子關(guān)節(jié)(30A，30B；144A，144B；160A，160B；170A，170B；250B)的滑動動作，所述軸向保持裝置連接著所述雙關(guān)節(jié)元件并且同時與輸入軸(10)和輸出軸(12)直接或間接接觸。
7.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述軸向保持裝置包括至少一個軸向彈性止擋件(56A，56B；106A，106B；151；178A，178B；262)，所述止擋件被相對于雙關(guān)節(jié)元件(40；145；161；175；252)限定，并且具有一個用于與軸(10，12)上的通過雙關(guān)節(jié)相連的端部直接或間接接觸的區(qū)域(63A，63B；113A，113B；152A，152B；180A，180B；264)。
8.如權(quán)利要求7所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，用于直接接觸的所述區(qū)域(63A，63B；113A，113B；152A，152B；180A，180B；264)與相應(yīng)的軸端部(80，84)具有基本上互補(bǔ)的形狀。
9.如權(quán)利要求6至8中任一所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述雙關(guān)節(jié)(30；250)包括至少一個嵌塊(68A，68B；90A，90B；260，268)，其安置在所述軸向保持裝置(56A，56B；254，262)與所述輸入軸(10)和輸出軸(12)二者中的至少一個之間。
10.如權(quán)利要求9所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述嵌塊具有一個凸面(70A，70B，96A，96B)，其用于與所述軸向保持裝置(56A，56B)上的一個相關(guān)表面(63A，63B)接觸，所述相關(guān)表面基本上與所述凸面互補(bǔ)。
11.如權(quán)利要求9或10所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述嵌塊具有一個凹面(72A，72B)或平面(98A，98B)，其用于與相應(yīng)軸(10，12)上的一個端面(73A，73B；99A，99B)接觸，所述端面基本上與所述凹面或平面互補(bǔ)。
12.如權(quán)利要求9至11中任一所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述嵌塊(68A，68B；260，268)固定結(jié)合在所述軸向保持裝置(56A，56B；254，262)上，特別是通過所述嵌塊夾持在所述軸向保持裝置上。
13.如權(quán)利要求9至11中任一所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述嵌塊(90A，90B)固定結(jié)合在相應(yīng)的軸(10，12)上，特別是通過將嵌塊的一部分(92A，92B)裝配并緊固在一個形成于軸端部中的盲孔(100A，100B)內(nèi)。
14.如權(quán)利要求9至13中任一所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述嵌塊(68A，68B；90A，90B；260，268)由塑料材料制成，特別是包括聚酰胺、鉬和短玻璃纖維。
15.如權(quán)利要求6至14中任一所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，只有第一子關(guān)節(jié)(250B)是自由滑動關(guān)節(jié)，而第二子關(guān)節(jié)(250A)是結(jié)構(gòu)性滑動關(guān)節(jié)，其設(shè)有用于對第二子關(guān)節(jié)的滑動部分進(jìn)行軸向限定的裝置(260)。
16.如權(quán)利要求6至14中任一所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述兩個子關(guān)節(jié)(30A，30B；144A，144B；160A，160B；170A，170B)可自由滑動，所述軸向保持裝置包括為每個子關(guān)節(jié)配備的一個軸向彈性止擋件，每個軸向彈性止擋件分別由一個星形彈簧(56A，56B；106A，106B；178A，178B)構(gòu)成，所述星形彈簧包括一個曲面(60A，60B；110A，110B)，其與軸(10，12)上的通過雙關(guān)節(jié)(30；144；160；170)相連的端部直接或間接接觸，以及多個臂(58A，58B；108A，108B)，它們相對于雙關(guān)節(jié)軸線(X’-X’)而從所述曲面徑向延伸出來，并且它們的自由端(64A，64B；114A，114B)容納在一個形成于雙關(guān)節(jié)元件(40；145；161；175)內(nèi)周中的溝槽(66；179)中。
17.如權(quán)利要求16所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，每個所述星形彈簧的至少一個臂設(shè)有一個用于使星形彈簧相對于雙關(guān)節(jié)元件確定角位置的裝置(120A，120B)。
18.如權(quán)利要求16或17所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述軸向保持裝置包括一個軸向止擋件(116A，116B；126A，126B；128)，其安置在所述兩個星形彈簧的曲面(60A，60B；110A，110B)之間，并且用于至少在驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋(1)的組裝過程中在所述曲面之間產(chǎn)生最小間距(2h)。
19.如權(quán)利要求16至18中任一所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，一個壓縮彈簧(132)置于所述兩個星形彈簧的曲面(60A，60B；110A，110B)之間，并且用于選擇性地與所述星形彈簧會合，以便沿著軸線(X-X，Y-Y)固定每個輸入軸(10)和輸出軸(12)的軸向位置。
20.如前面權(quán)利要求中任一所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述兩個子關(guān)節(jié)(30A，30B；144A，144B；160A，160B；170A，170B；250A，250B)是基本上運(yùn)動學(xué)同性的。
21.如權(quán)利要求20所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述兩個子關(guān)節(jié)選自三腳型關(guān)節(jié)(30A，30B；144A，144B；160A，160B；250A，250B)、球型關(guān)節(jié)(170A，170B)和軸向嚙合關(guān)節(jié)。
22.如權(quán)利要求1至19中任一所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述兩個子關(guān)節(jié)(200A，200B)具有基本相同的萬向節(jié)型運(yùn)動學(xué)結(jié)構(gòu)。
23.如前面權(quán)利要求中任一所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述輸入軸(10)和輸出軸(12)基本上共面，并且在驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋形成了雙關(guān)節(jié)鎖止角(β)時限定出一個位于軸線(X-X，Y-Y)交點(diǎn)處的鉸接中心(O)。
24.如權(quán)利要求23所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，對于雙關(guān)節(jié)鎖止角(β)的任何許用值，每個子關(guān)節(jié)的子關(guān)節(jié)鎖止角(αA，αB)基本相等。
25.如前面權(quán)利要求中任一所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，所述每個子關(guān)節(jié)(30A，30B)分別是一個三腳型關(guān)節(jié)，其具有一個包含三對滑動軌道(42A，44A，42B，44B)的關(guān)節(jié)元件，其中一個子關(guān)節(jié)(40A)的所述三對滑動軌道(42A，44A)相對于另一個子關(guān)節(jié)(40B)的所述三對滑動軌道(42B，44B)偏置大約60°。
26.如權(quán)利要求1至24中任一所述的驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋，其特征在于，每個子關(guān)節(jié)(160A，160B)分別是一個三腳型關(guān)節(jié)，其具有一個包含三對滑動軌道的關(guān)節(jié)元件，其中一個子關(guān)節(jié)(160A)的所述三對滑動軌道基本上設(shè)置在另一個子關(guān)節(jié)(160B)的所述三對滑動軌道的延伸段上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動/轉(zhuǎn)向橋(1)，其包括一個差速器(6)、兩個源于差速器并且用于分別驅(qū)動一個驅(qū)動輪(2)的傳動線(8)、用于對驅(qū)動輪(2)進(jìn)行方向控制的元件(4)。每個傳動線(8)分別包括一個連接著差速器(6)的輸入軸(10)、一個連接著相應(yīng)驅(qū)動輪(2)的輸出軸(12)、一個具有橫貫輸入軸(10)和輸出軸(12)定向的軸線的車輪樞軸(20)、一個用于在輸入軸(10)和輸出軸(12)之間傳遞扭矩的雙關(guān)節(jié)(30)。雙關(guān)節(jié)包括兩個子關(guān)節(jié)(30A，30B)，二者沿著雙關(guān)節(jié)的軸線彼此軸向連接，并且分別具有子關(guān)節(jié)鎖止中心。每個軸(10，12)分別沿它們的軸線(X－X，Y－Y)為相應(yīng)子關(guān)節(jié)(30A，30B)的鎖止中心確定出一個固定位置。此外，兩個子關(guān)節(jié)(30A，30B)中的至少一個是可以沿著雙關(guān)節(jié)的軸線自由滑動的關(guān)節(jié)。
文檔編號F16H48/06GK1564760SQ02819712
公開日2005年1月12日 申請日期2002年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月5日
發(fā)明者讓－克洛德·布羅薩爾 申請人:Gkn動力傳動系統(tǒng)國際公司