ES2986904T3 - Junta universal estacionaria de velocidad constante - Google Patents

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Abstract

Se proporciona una junta universal de velocidad constante estacionaria en la que se puede suprimir la generación de calor bajo carga elevada o durante una rotación a alta velocidad para mejorar la durabilidad, y se puede suprimir la resistencia de contacto entre una jaula y los anillos interior y exterior para mejorar la propiedad isocinética. El desplazamiento entre el centro de curvatura de cada ranura de pista (22) de un elemento de junta externo (23) y el centro de curvatura de cada ranura de pista (25) de un elemento de junta interno (26) es 0 en la dirección axial. En el elemento de junta externo (23) y el elemento de junta interno (26), las ranuras de pista (22a, 22b) y las ranuras de pista (25a, 25b), que están inclinadas en direcciones opuestas entre sí con respecto al eje, se forman de forma alternada en la dirección circunferencial. Una superficie de diámetro exterior (24) del elemento de junta interno (26) está formada como una superficie esférica (21b) que está en contacto deslizante con una superficie esférica (28b) de una jaula (28). Una superficie de diámetro interior (21) del elemento de unión externo (23) está formada como una superficie esférica (21a). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Junta universal estacionaria de velocidad constante
Campo técnico
La presente invención se refiere a una junta universal de velocidad constante para su uso, por ejemplo, en un sistema de transmisión de potencia para automóviles y diversas máquinas industriales.
Técnica anterior
En un vehículo con tracción en las 4 ruedas (vehículo 4WD), un vehículo de tracción trasera (vehículo FR) y similares, se usa un árbol de transmisión para transmitir una fuerza de accionamiento rotacional de una transmisión a un diferencial. En un árbol de transmisión de este tipo, en el momento de un choque del vehículo, el árbol de transmisión se endurece, para aumentar de ese modo una fuerza de impacto generada en un vehículo. Por tanto, una parte de tubería acoplada a una junta universal de velocidad constante se dobla en una forma de V colocada lateralmente de modo que la parte doblada a veces se introduce en el interior del vehículo.
Por consiguiente, se proponen convencionalmente diversos mecanismos para absorber el desplazamiento axial generado al momento del choque (Bibliografía de patente 1 a Bibliografía de patente 3).
Como se divulga en la Bibliografía de patente 1, el árbol tubular está acoplado al miembro de junta exterior de la junta universal de velocidad constante, y al momento del impacto, la unidad periférica del miembro de junta interior (partes interiores) de la junta universal de velocidad constante (tal como el eje de mangueta, el miembro de junta interior, los rodamientos y la jaula) pueden empujar la placa de sellado a un lado para empujarla hacia la porción hueca del árbol tubular. Como se divulga en la Bibliografía de patente 2, el árbol tubular está acoplado al miembro de junta exterior de la junta universal de velocidad constante, y al momento del impacto, el árbol puede atravesar la placa de sellado para empujar hacia la porción hueca del árbol tubular. Como se divulga en la Bibliografía de patente 3, al momento del impacto, el miembro de junta interior de la junta universal de velocidad constante puede empujar la placa de sellado a un lado para empujarla hacia la porción hueca del árbol tubular.
Por cierto, las bibliografías de patente anteriores divulgan una junta universal de velocidad constante de tipo de inmersión que permite el desplazamiento axial como la junta universal de velocidad constante. Sin embargo, una junta universal de velocidad constante de tipo fijo ilustrada en la Figura 23 se usa también para el árbol de transmisión.
La junta universal de velocidad constante de tipo fijo ilustrada en la Figura 23 comprende: un miembro de junta exterior 3 que tiene una superficie esférica interior 1 en la que una pluralidad de ranuras de pista 2 están formadas equiangularmente a lo largo de una dirección axial; un miembro de junta interior 6 que tiene una superficie esférica exterior 4 en la que una pluralidad de ranuras de pista 5 emparejadas con las ranuras de pista 2 del miembro de junta exterior 3 están formadas equiangularmente a lo largo de la dirección axial; una pluralidad de rodamientos 7 interpuestos entre las ranuras de pista 2 del miembro de junta exterior 3 y las ranuras de pista 5 del miembro de junta interior 6, para transmitir par; y una jaula 8 interpuesta entre la superficie esférica interior 1 del miembro de junta exterior 3 y la superficie esférica exterior 4 del miembro de junta interior 6, para retener los rodamientos 7. En la jaula 8, se proporciona una pluralidad de cavidades 9 para recibir los rodamientos 7 en su interior a lo largo de una dirección periférica.
Una estría hembra 10 se forma en una superficie interior de una porción de orificio del miembro de junta interior 6. En la porción de orificio del miembro de junta interior 6, se ajusta una estría macho 12 de un árbol 11 y, por tanto, la estría macho 12 se ajusta en a la estría hembra 10 del miembro de junta interior 6. Además, en una porción de extremo de la estría macho 12, se ajusta un anillo de resorte 13 para evitar que se deslice.
Para sellar las porciones de abertura del miembro de junta exterior 3, una tapa de extremo 15 y una funda flexible 16 se montan en la misma. La funda flexible 16 comprende un fuelle 18 hecho de un material de caucho o un material de resina, y un adaptador cilíndrico 19 hecho de un metal. El fuelle 18 comprende una porción de extremo de diámetro pequeño 18a ajustada hacia fuera al árbol 11, una porción de extremo de diámetro grande 18b conectada al adaptador 19, y una porción doblada 18c proporcionada entre la porción de extremo de diámetro pequeño 18a y la porción de extremo de diámetro grande 18b. La porción de extremo de diámetro pequeño 18a del fuelle 18 está sujeta por una banda 20 y, por tanto, fijada al árbol 11. El adaptador 19 comprende una porción calafateada 19a calafateada y fijada a la porción de extremo de diámetro grande 18b del fuelle 18, y una porción de brida anular 19b ajustada al miembro de junta exterior 3. Cabe destacar que, la tapa de extremo 15 comprende una porción de cuerpo 15a conformada en un cilindro corto con fondo, y una porción de brida anular 15b ajustada al miembro de junta exterior 3.
Un centro de curvatura O2 de la ranura de pista 5 del miembro de junta interior 6 se desplaza de un centro de junta O al lado de la tapa de extremo en la dirección axial. Un centro de curvatura O1 de la ranura de pista 2 del miembro de junta exterior 3 se desplaza del centro de junta O al lado de la funda flexible en la dirección axial. Es decir, el centro de curvatura O2 de la ranura de pista 5 del miembro de junta interior 6 y el centro de curvatura O1 de la ranura de pista 2 del miembro de junta exterior 3 están desplazados con respecto al centro de junta O por distancias iguales F, F en direcciones axialmente opuestas.
Como se ilustra en la Figura 24, una brida complementaria 41 se monta en el miembro de junta exterior 3. La brida complementaria 41 comprende: una base 41a montada en la porción de abertura del miembro de junta exterior 3 situada en un lado opuesto al adaptador 19; y un cuerpo de cilindro 41b proporcionado de manera continua a la base 41a. La base 41a comprende una porción gruesa 42 y una porción fina 43, y la tapa de extremo 15 se ajusta hacia dentro a la porción gruesa 42.
Lista de citas
Bibliografía de patente 1: Documento JP 11-227478 A
Bibliografía de patente 2: Documento JP 11-227479 A
Bibliografía de patente 3: Documento JP 2001-347845 A
Bibliografía de patente 4: Documento JP 2009250365 A
Bibliografía de patente 5: Documento GB 962454 A
Bibliografía de patente 6: US 2007/123356 A1
Bibliografía de patente 7: WO 2007/090428 A1
Sumario de la invención
Problema técnico
Cada una de las juntas universales de velocidad constante descritas en la bibliografía de patente 1 a la bibliografía de patente 3 son una junta universal de velocidad constante de tipo de inmersión. Por consiguiente, las juntas universales de velocidad constante descritas en la bibliografía de patente 1 a la bibliografía de patente 3 pueden formar el mecanismo de absorción de impactos como se ha descrito anteriormente. Sin embargo, en la junta universal de velocidad constante de tipo fijo como se ilustra en la Figura 23, como se ha descrito anteriormente, una superficie esférica exterior 8a de la jaula 8 se mantiene en contacto deslizante con la superficie interior (superficie esférica interior) 1 del miembro de junta exterior 3, y una superficie esférica interior 8b de la jaula 8 se mantiene en contacto deslizante con la superficie exterior (superficie esférica exterior) 4 del miembro de junta interior 6. Por tanto, es imposible obtener una estructura que permita que las partes interiores y similares se introduzcan en la porción hueca del árbol tubular.
Es decir, como se ilustra en la Figura 24, la jaula 8 se mantiene en contacto de superficie esférica con el miembro de junta exterior 3 en un lado profundo de junta y un lado de entrada de junta con respecto a un plano S que pasa a través del centro O y es ortogonal a un centro axial del árbol (en un estado en el que se forma un ángulo de operación). Por tanto, la jaula 8 tiene una alta resistencia axial en un intervalo de contacto H1 en el lado profundo de la junta y un intervalo de contacto H2 en el lado de entrada de la junta. Por lo tanto, incluso en un caso donde se aplica una carga de impacto en la dirección de la flecha "A" de la Figura 24, el árbol 11 no se puede mover en la dirección de la flecha "A". Por consiguiente, como se ha descrito anteriormente, en el momento de un choque del vehículo, el árbol de transmisión se endurece, para aumentar de ese modo la fuerza de impacto generada en un vehículo. La bibliografía de patente 4 proporciona una junta universal de velocidad constante de tipo fijo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación independiente 1. Las bibliografías de patente 5 a 7 proporcionan ejemplos adicionales de juntas universales de velocidad constante.
Por lo tanto, en vista de las circunstancias mencionadas anteriormente, la presente invención proporciona una junta universal de velocidad constante de tipo fijo capaz de suprimir la generación de calor mediante la reducción de un contacto de superficie esférica de la jaula, mejorando la durabilidad y absorbiendo y disminuyendo un impacto en el momento de la aplicación de la carga de impacto.
Solución al problema
La presente invención proporciona una junta universal de velocidad constante de tipo fijo de acuerdo con la reivindicación independiente 1.
Las realizaciones preferidas se exponen en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con la presente invención, las cantidades de desplazamiento de pista son cero, y las ranuras de pista adyacentes se cruzan entre sí alternativamente. Por tanto, las fuerzas actúan alternativamente sobre las porciones de bolsillo adyacentes, y los ángulos de cuña se forman en direcciones alternativamente opuestas. Por consiguiente, una posición de la jaula se estabiliza en una posición en un plano de bisección de los miembros de junta interior y exterior, e incluso en un estado en el que la jaula no se mantiene en contacto con la superficie interior (superficie esférica interior) del miembro de junta exterior, las juntas de la presente invención funcionan como juntas universales de velocidad constante de tipo fijo.
De acuerdo con la presente invención, el lado profundo de la superficie interior del miembro de junta exterior con respecto al centro de junta se forma en la superficie cilíndrica. Por tanto, en la primera junta universal de velocidad constante de tipo fijo, el miembro de junta exterior puede reducirse en resistencia axial en el lado profundo con respecto al centro de junta. De forma adicional, en el lado de entrada con respecto al centro de junta, el miembro de junta exterior puede entrar en contacto con la jaula y, por ende, el miembro de junta exterior puede aumentar en resistencia axial en el lado de entrada con respecto al centro de junta. Se produce un contacto entre la superficie interior del miembro de junta exterior y la superficie esférica exterior de la jaula en la superficie esférica de la superficie interior y, por lo tanto, se reduce el contacto de la superficie esférica de la jaula.
De acuerdo con la presente invención, se puede omitir el acabado realizado en la superficie interior del miembro de junta exterior. Además, la superficie interior del miembro de junta exterior está formada por forja. Es más, se puede omitir el acabado realizado en la superficie exterior de la jaula. En las respectivas juntas universales de velocidad constante de tipo fijo, las ranuras de pista pueden formarse por forja, o las ranuras de pista pueden formarse por mecanizado.
En las respectivas juntas universales de velocidad constante de tipo fijo, el número de la pluralidad de rodamientos de transmisión de par se selecciona de 6, 8 o 10.
En las respectivas juntas universales de velocidad constante de tipo fijo, el centro de curvatura de cada una de las ranuras de pista del miembro de junta exterior y el centro de curvatura de cada una de las ranuras de pista del miembro de junta interior pueden desplazarse en una dirección radial con respecto al centro de junta. En este caso, el centro de curvatura de cada una de las ranuras de pista del miembro de junta exterior puede desplazarse en una dirección de separación con respecto al centro de junta, o el centro de curvatura de cada una de las ranuras de pista del miembro de junta exterior puede desplazarse en una dirección de aproximación con respecto al centro de la junta.
Las juntas universales de velocidad constante de tipo fijo respectivas pueden usarse para un árbol de transmisión de un automóvil.
Efectos ventajosos de la invención
De acuerdo con las juntas universales de velocidad constante de tipo fijo de la presente invención, se reduce el contacto de la superficie esférica de la jaula y se puede suprimir el calor que se generará por fricción o similares. Por tanto, es posible mejorar la durabilidad. Además, se puede reducir la resistencia axial del lado profundo o del lado de entrada con respecto al centro de junta. Cuando se aplica la carga de impacto, es probable que la jaula se deslice fuera del miembro de junta exterior hacia el lado que tiene una resistencia axial reducida. Sin embargo, los rodamientos se ajustan en la jaula y, de forma adicional, en el lado mantenido en contacto con la superficie esférica de la superficie interior del miembro de junta exterior, la jaula aumenta en resistencia axial. Por consiguiente, cuando se aplica la carga de impacto, la jaula se rompe para que el árbol pueda moverse con respecto al miembro de junta exterior hacia el lado que tiene una resistencia axial reducida. Esto puede absorber la carga de impacto o disminuir el impacto.
Un área de contacto entre la jaula y la superficie interior del miembro de junta exterior es pequeña. Por tanto, en esas juntas universales de velocidad constante de tipo fijo, la superficie interior del miembro de junta exterior y la superficie esférica exterior (superficie exterior) de la jaula no necesitan someterse a mecanizado de precisión tal como corte de acero endurecido o rectificado realizado después del tratamiento térmico. Como resultado, es posible reducir costes y mejorar la productividad.
Las juntas universales de velocidad constante de tipo fijo generalmente usan seis rodamientos, pero la presente invención es también aplicable a juntas que usan ocho rodamientos o diez rodamientos. Por tanto, cuando se aumenta el número de rodamientos, es posible reducir el tamaño y el peso de la junta al tiempo que se garantiza una capacidad de carga.
En un caso donde el centro de curvatura de cada una de las ranuras de pista del miembro de junta exterior y el centro de curvatura de cada una de las ranuras de pista del miembro de junta interior se desplazan en la dirección de separación con respecto al centro de junta, las ranuras de pista del miembro de junta exterior se pueden agrandar (profundizar) y se puede aumentar la capacidad de carga. De forma adicional, se puede aumentar el espesor de una porción de abertura en una porción de extremo axial de cada una de las ranuras de pista del miembro de junta interior, y el miembro de junta interior se puede acoplar de manera estable al árbol que se ajusta en una porción de orificio del miembro de junta interior. Además, en un caso donde el centro de curvatura de cada una de las ranuras de pista del miembro de junta exterior y el centro de curvatura de cada una de las ranuras de pista del miembro de junta interior se desplazan en la dirección de aproximación con respecto al centro de junta, se puede aumentar la capacidad de carga de las ranuras de pista del miembro de junta interior, y se puede aumentar el espesor del miembro de junta exterior, lo que estabiliza la resistencia.
De acuerdo con las juntas universales de velocidad constante de tipo fijo de la presente invención, las juntas funcionan sin problemas bajo una carga alta y durante la rotación a alta velocidad, y se suprime la generación de calor, con el resultado de que se puede mejorar la durabilidad. Por lo tanto, la presente invención es más adecuada para una junta universal de velocidad constante de tipo fijo utilizada para un árbol de transmisión de un automóvil.
Breve descripción de los dibujos
[Figura 1] Una vista en sección transversal que ilustra una junta universal de velocidad constante de tipo fijo de acuerdo con una primera realización de la presente invención.
[Figura 2] Una vista frontal que ilustra una parte principal de la junta universal de velocidad constante de tipo fijo de la Figura 1.
[Figura 3] Una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea A-O-B de la Figura 2.
[Figura 4] Una vista en perspectiva que ilustra un miembro de junta exterior de la junta universal de velocidad constante de tipo fijo.
[Figura 5] Una vista frontal que ilustra el miembro de junta exterior de la junta universal de velocidad constante de tipo fijo.
[Figura 6] Una vista en sección transversal que ilustra el miembro de junta exterior de la junta universal de velocidad constante de tipo fijo.
[Figura 7] Una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea Y-Y de la Figura 5.
[Figura 8] Una vista en perspectiva que ilustra un miembro de junta interior de la junta universal de velocidad constante de tipo fijo.
[Figura 9] Una vista frontal que ilustra el miembro de junta interior de la junta universal de velocidad constante de tipo fijo.
[Figura 10] Una vista en sección transversal que ilustra el miembro de junta interior de la junta universal de velocidad constante de tipo fijo.
[Figura 11] Una vista tomada en la dirección de la flecha "Z" de la Figura 9.
[Figura 12] Una vista en perspectiva que ilustra una jaula de la junta universal de velocidad constante de tipo fijo. [Figura 13] Una vista frontal que ilustra la jaula de la junta universal de velocidad constante de tipo fijo.
[Figura 14] Una vista en sección transversal que ilustra la jaula de la junta universal de velocidad constante de tipo fijo.
[Figura 15] Una vista en sección transversal que ilustra la junta universal de velocidad constante de tipo fijo en un estado de par aplicado.
[Figura 16] Una vista desarrollada simplificada que ilustra la junta universal de velocidad constante de tipo fijo en el estado de par aplicado.
[Figura 17] Una vista en sección transversal que ilustra la junta universal de velocidad constante de tipo fijo en un estado en el que la jaula se rompe por la aplicación de una carga de impacto.
[Figura 18] Una vista en sección transversal que ilustra la junta universal de velocidad constante en un caso donde un centro de curvatura de una ranura de pista está desplazado en una dirección de separación con respecto a un centro de junta.
[Figura 19] Una vista en sección transversal que ilustra la junta universal de velocidad constante en un caso donde el centro de curvatura de la ranura de la pista está desplazado en una dirección de aproximación con respecto al centro de junta.
[Figura 20] Una vista en sección transversal que ilustra el miembro de junta exterior en un estado en el que el centro de curvatura de la ranura de pista está desplazado en una dirección radial.
[Figura 21] Una vista en sección transversal que ilustra el miembro de junta interior en un estado en el que el centro de curvatura de la ranura de pista está desplazado en la dirección radial.
[Figura 22] Una vista en sección transversal que ilustra una junta universal de velocidad constante de tipo fijo con fines explicativos, y que no forma parte de la invención reivindicada.
[Figura 23] Una vista en sección transversal que ilustra una junta universal de velocidad constante de tipo fijo convencional.
[Figura 24] Una vista en sección transversal que ilustra en la junta universal de velocidad constante de tipo fijo convencional un estado en el que se aplica la carga de impacto a la misma.
Descripción de las realizaciones
En lo sucesivo, se describen realizaciones de la presente invención con referencia a las Figuras 1 a 22.
Como se ilustra en las Figuras 1 a 3, una junta universal de velocidad constante de tipo fijo de acuerdo con una primera realización de la presente invención comprende: un miembro de junta exterior 23 que tiene una superficie interior 21 en la que se forman una pluralidad de (ocho) ranuras de pista 22 a lo largo de una dirección axial; un miembro de junta interior 26 que tiene una superficie exterior 24 en la que se forma una pluralidad de (ocho) ranuras de pista 25 a lo largo de la dirección axial; una pluralidad de (ocho) rodamientos de transmisión de par 27 dispuestos en pistas de rodamientos formadas por pares de las ranuras de pista 22 del miembro de junta exterior 23 y las ranuras de pista 25 del miembro de junta interior 26; y una jaula 28 interpuesta entre la superficie interior 21 del miembro de junta exterior 23 y la superficie exterior 24 del miembro de junta interior 26, para retener los rodamientos de transmisión de par 27.
Una estría hembra 45 se forma en una superficie interior de una porción de orificio 47 del miembro de junta interior 26. En la porción de orificio 47 del miembro de junta interior 26, se ajusta una estría macho 46 de un árbol 31 y, por tanto, la estría macho 46 se ajusta en a la estría hembra 45 del miembro de junta interior 26. Además, en una porción de extremo de la estría macho 46, se ajusta un anillo de resorte 33 para evitar que se deslice.
Para sellar las porciones de abertura del miembro de junta exterior 23, una tapa de extremo 35 y una funda flexible 36 se montan en la misma. La funda flexible 36 comprende un fuelle 38 hecho de un material de caucho o un material de resina, y un adaptador cilíndrico 39 hecho de un metal. El fuelle 38 comprende una porción de extremo de diámetro pequeño 38a ajustada hacia fuera al árbol 31, una porción de extremo de diámetro grande 38b conectada al adaptador 39, y una porción doblada 38c proporcionada entre la porción de extremo de diámetro pequeño 38a y la porción de extremo de diámetro grande 38b. La porción de extremo de diámetro pequeño 38a del fuelle 18 está sujeta por una banda 40 y, por tanto, fijada al árbol 31. El adaptador 39 comprende una porción calafateada 39a calafateada y fijada a la porción de extremo de diámetro grande 38b del fuelle 38, y una porción de brida anular 39b ajustada al miembro de junta exterior 23.
Una brida complementaria 41 se monta en el miembro de junta exterior 23. La brida complementaria 41 comprende: una base 41a montada en la porción de abertura del miembro de junta exterior 23 situada en un lado opuesto al adaptador 39; y un cuerpo de cilindro 41b proporcionado de manera continua a la base 41a. La base 41a comprende una porción gruesa 42 y una porción fina 43, y la tapa de extremo 35 se ajusta hacia dentro a la porción gruesa 42. La tapa de extremo 35 comprende una porción de cuerpo en forma de disco 35b y una porción de brida anular 35a ajustada hacia dentro en la porción gruesa 42.
Como se ilustra en la Figura 3, la ranura de pista 22 del miembro de junta exterior 23 tiene un fondo de ranura de pista formado únicamente por una porción de arco, y un centro de curvatura O1 de la ranura de pista 22 coincide con un centro de junta O. Además, la ranura de pista 25 del miembro de junta interior 26 tiene un fondo de ranura de pista formado únicamente por una porción de arco, y un centro de curvatura O2 de la ranura de pista 25 coincide con el centro de junta O. Es decir, a diferencia de la junta universal de velocidad constante de tipo fijo convencional ilustrada en la Figura 23, la ranura de pista 22 del miembro de junta exterior 23 y la ranura de pista 25 del miembro de junta interior 26 no están desplazadas en la dirección axial.
Además, como se ilustra en las Figuras 4 a 7, las ranuras de pista 22 de la superficie interior 21 del miembro de junta exterior 23 comprenden ranuras de pista 22a, 22b inclinadas en direcciones mutuamente opuestas con respecto al eje. Es decir, como se ilustra en la Figura 7, un eje La de cada una de las primeras ranuras de pista 22a está inclinado en un ángulo predeterminado y en una dirección en sentido antihorario de la Figura 7 con respecto a una línea recta L1 que es paralela a un eje de junta. Un eje Lb de cada una de las segundas ranuras de pista 22b está inclinado en el ángulo predeterminado y en una dirección en el sentido horario de la Figura 7 con respecto a una línea recta L2 que es paralela al eje de junta. Cabe destacar que, en el miembro de junta exterior 23, se proporcionan orificios pasantes 30 en pasos predeterminados a lo largo de una dirección periférica. Como en la junta universal de velocidad constante de tipo fijo convencional, los orificios pasantes 30 se proporcionan para ajustar la funda flexible 36 en el miembro de junta exterior 23, y un miembro de perno 50 se inserta a través de cada uno de los orificios pasantes 30. En este momento, el miembro de perno 50 se atornilla en un orificio de tornillo 51 proporcionado en la porción gruesa 42 de la base 41a de la brida complementaria 41.
Como se ilustra en la Figura 6 y similares, la superficie interior 21 del miembro de junta exterior 23 está formada por: una superficie cilíndrica 21a situada en un lado profundo (lado de la tapa de extremo) con respecto a un plano S que pasa a través del centro de junta O y es ortogonal a un centro axial del árbol en un estado en el que no se forma un ángulo de operación; y una superficie esférica 21b situada en un lado de entrada (lado opuesto a la tapa de extremo) con respecto al plano S. Específicamente, se satisface una ecuación 2R=D, donde R representa un radio de curvatura de la superficie esférica 21b y D representa una dimensión de diámetro interior de la superficie cilíndrica 21a.
Como se ilustra en las Figuras 8 a 11, la superficie exterior 24 del miembro de junta interior 26 está formada por una superficie esférica, y las ranuras de pista 25 del miembro de junta interior 26 comprenden ranuras de pista 25a, 25b inclinadas en direcciones mutuamente opuestas con respecto al eje. Es decir, como se ilustra en la Figura 11, un eje La1 de cada una de las primeras ranuras de pista 25a está inclinado en el ángulo predeterminado y en una dirección en el sentido horario de la Figura 11 con respecto a una línea recta L11 que es paralela al eje de junta. Un eje Lb1 de cada una de las segundas ranuras de pista 25b está inclinado en el ángulo predeterminado y en una dirección en el sentido antihorario de la Figura 11 con respecto a una línea recta L12 que es paralela al eje de junta.
Como se ilustra en las Figuras 12 a 14, se proporcionan bolsillos 29 para retener los rodamientos 27 en una pared periférica de la jaula 28 en pasos periféricos predeterminados. En este caso, una superficie exterior de la pared periférica se denomina superficie esférica exterior 28a, y una superficie interior de la pared periférica se denomina superficie esférica interior 28b.
Un centro de curvatura O3 de la superficie esférica exterior 28a y un centro de curvatura O4 de la superficie esférica interior 28b coinciden entre sí. En este caso, el centro de curvatura O3 de la superficie esférica exterior 28a y un centro O0 de la superficie interior 21 del miembro de junta exterior 23 coinciden entre sí, y un radio de curvatura R3 de la superficie esférica exterior 28a es sustancialmente igual a un radio R de la superficie esférica 21b en el lado de entrada de la superficie interior 21 del miembro de junta exterior 23. Por consiguiente, como se ilustra en la Figura 3, el lado de entrada de la superficie esférica exterior 28a se mantiene en contacto con la superficie esférica 21b del miembro de junta exterior 23. Además, el centro de curvatura O4 de la superficie esférica interior 28b y un centro de curvatura O5 de la superficie exterior 24 del miembro de junta interior 26 coinciden entre sí, y un radio de curvatura R4 de la superficie esférica interior 28b (véase Figura 14) es sustancialmente igual a un radio de curvatura R5 de la superficie exterior 24 del miembro de junta interior 26 (véase Figura 10). Por consiguiente, la superficie esférica interior 28b de la jaula 28 se mantiene en contacto deslizante con toda la superficie exterior 24 del miembro de junta interior 26.
Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la junta universal de velocidad constante de tipo fijo de la presente invención, el miembro de junta exterior 23 comprende las ranuras de pista 22a, 22b que están inclinadas en direcciones mutuamente opuestas con respecto al eje y formadas alternativamente en una dirección circunferencial, y el miembro de junta interior 26 comprende las ranuras de pista 25a, 25b que están inclinadas en direcciones mutuamente opuestas con respecto al eje y formadas alternativamente en la dirección circunferencial. Por tanto, como se ilustra en la Figura 16, la ranura de pista 22 del miembro de junta exterior 23 y la ranura de pista 25 del miembro de junta interior 26 se cruzan entre sí.
En la Figura 16, las líneas continuas muestran la ranura de pista 22 del miembro de junta exterior 23, y las líneas discontinuas dobles en cadena muestran la ranura de pista 25 del miembro de junta interior 26. Además, en la Figura 15, P1 representa un punto de contacto en el que el rodamiento 27 se mantiene en contacto con la ranura de pista 22 del miembro de junta exterior 2 3, y P2 representa un punto de contacto en el que el rodamiento 27 se mantiene en contacto con la ranura de pista 25 del elemento de unión interior miembro de junta 26. En este caso, el punto de contacto P1 en la primera ranura de pista 22a y el punto de contacto P2 en la primera ranura de pista 25a se desplazan una cantidad predeterminada e a un lado de abertura con respecto al plano S que pasa a través de un centro de rodamiento Ob del rodamiento 27 y el centro de junta O en un estado en el que no se forma el ángulo de operación. Además, el punto de contacto P1 en la segunda ranura de pista 22b y el punto de contacto P2 en la segunda ranura de pista 25b se desplazan la cantidad predeterminada e al otro lado de abertura con respecto al plano S mencionado anteriormente.
Por tanto, debido a una influencia del ángulo de cruce<y>, como se ilustra en las Figuras 15 y 16, los rodamientos 27 adyacentes entre sí en la dirección periférica forman ángulos de cuña<t>,<t>' en direcciones mutuamente opuestas. Es decir, las fuerzas actúan alternativamente sobre las cavidades adyacentes 29, y los ángulos de cuña<t>,<t>' se forman en direcciones alternativamente opuestas. Por lo tanto, en las primeras ranuras de pista 22a, 25a, una fuerza W1 actúa en una dirección opuesta a los puntos de contacto P1, P2. A diferencia de ello, en las segundas ranuras de pista 22b, 25b, una fuerza W2 actúa hacia los puntos de contacto P1, P2. Por consiguiente, una posición de la jaula se estabiliza en una posición en un plano de bisección de los miembros de junta interior y exterior.
De acuerdo con la junta universal de velocidad constante de tipo fijo mencionada anteriormente, las fuerzas actúan alternativamente sobre las cavidades adyacentes 29, y los ángulos de cuña se forman en direcciones alternativamente opuestas. Por tanto, la posición de la jaula se estabiliza en la posición en el plano de bisección de los miembros de junta interior y exterior. Por consiguiente, se controlan los contactos de superficie esférica de la superficie esférica exterior 28a y la superficie esférica interior 28b de la jaula. Por tanto, la junta funciona sin problemas bajo una carga alta y durante la rotación a alta velocidad, y se suprime la generación de calor, con el resultado de que se puede mejorar la durabilidad.
Además, se puede reducir la resistencia axial del lado profundo con respecto al centro de junta O. Cuando la carga de impacto se aplica en una dirección de flecha "A" como se ilustra en la Figura 17, es probable que la jaula 28 se deslice fuera del miembro de junta exterior 23 hacia el lado (es decir, lado profundo) que se reduce en resistencia axial. Sin embargo, los rodamientos 27 se ajustan en la jaula 28 y, de forma adicional, en el lado mantenido en contacto con la superficie esférica de la superficie interior del miembro de junta exterior 23, la jaula 28 aumenta en resistencia axial. Por consiguiente, cuando se aplica la carga de impacto, como se ilustra en la Figura 17, la jaula 28 se rompe de modo que el miembro de junta exterior 23 y el árbol 31 montado en el miembro de junta interior 26 puedan moverse en direcciones que se aproximan mutuamente. Esto puede absorber la carga de impacto o disminuir el impacto.
Se produce un contacto entre la superficie interior 21 del miembro de junta exterior 23 y la superficie esférica exterior 28a de la jaula 28 en la superficie esférica 21b de la superficie interior y, por lo tanto, se reduce el contacto de la superficie esférica de la jaula. Por consiguiente, es posible suprimir la generación de calor generada por fricción o similares, y mejorar la durabilidad.
Un área de contacto entre la jaula 28 y la superficie interior 21 del miembro de junta exterior 23 es pequeña. Por tanto, la superficie interior 21 del miembro de junta exterior 23 y la superficie esférica exterior (superficie exterior) 28a de la jaula 28 no necesitan someterse a mecanizado de precisión tal como corte de acero endurecido o rectificado realizado después del tratamiento térmico. Es decir, cada una de la superficie interior 21 del miembro de junta exterior 23 y la superficie esférica exterior 28a de la jaula 28 puede permanecer como una superficie forjada. Por tanto, es posible reducir costes y mejorar productividad. Las ranuras de pista 22, 25 pueden formarse mediante acabado de forja o mediante mecanizado, es decir, acabado (rectificado o cortado de acero templado).
La realización mencionada anteriormente ejemplifica la junta que usa ocho rodamientos, pero la presente invención es también aplicable a juntas que usan seis rodamientos o diez rodamientos. Por tanto, cuando se aumenta el número de rodamientos, es posible reducir el tamaño y el peso de la junta al tiempo que se garantiza una capacidad de carga.
Seguidamente, como se ilustra en las Figuras 18 y 19, el centro de curvatura O1 de la ranura de pista 22 del miembro de junta exterior 23 y el centro de curvatura o 2 de la ranura de pista 25 del miembro de junta interior 26 están desplazados en la dirección radial con respecto al centro de junta O. La Figura 18 ilustra un caso donde el centro de curvatura O1, O2 está desplazado a una posición más lejana que la del centro de junta O en una cantidad de desplazamiento H con respecto al centro de junta O. Además, la Figura 19 ilustra un caso donde el centro de curvatura O1, O2 está desplazado a una posición más cercana que la del centro de junta O en la cantidad de desplazamiento H con respecto al centro de junta O.
La Figura 20 ilustra el miembro de junta exterior 23 en un caso donde el centro de curvatura O1 está dispuesto en una posición más alejada que la del centro de junta O y en un caso donde el centro de curvatura O1 está dispuesto en una posición más cercana que la del centro de junta O En la Figura 20, O1a representa el centro de curvatura de la ranura de pista 22 del miembro de junta exterior 23 dispuesto en una posición más alejada que la del centro de junta O, y O1b representa el centro de curvatura de la ranura de pista 22 del miembro de junta exterior 23 dispuesto en una posición más cercana que la del centro de junta O. Además, la Figura 21 ilustra el miembro de junta interior 26 en un caso donde el centro de curvatura O2 está dispuesto en una posición más alejada que la del centro de junta O y en un caso donde el centro de curvatura O2 está dispuesto en una posición más cercana que la del centro de junta O En la Figura 21, O2a representa el centro de curvatura de la ranura de pista 25 del miembro de junta interior 26 dispuesto en una posición más alejada que la del centro de junta O, y O2b representa el centro de curvatura de la ranura de pista 25 del miembro de junta interior 26 dispuesto en una posición más cercana que la del centro de junta O.
En un caso donde el centro de curvatura O1 de la ranura de pista 22 del miembro de junta exterior 23 y el centro de curvatura O2 de la ranura de pista 25 del miembro de junta interior 26 se desplazan en una dirección de separación con respecto al centro de junta O, la ranura de pista 22 del miembro de junta exterior 23 se puede agrandar y la capacidad de carga se puede aumentar. De forma adicional, se puede aumentar el espesor de una porción de abertura en una porción de extremo axial de la ranura de pista 25 del miembro de junta interior 26, y el miembro de junta interior 26 se puede acoplar de manera estable al árbol que se ajusta en una porción de orificio del miembro de junta interior 26. Además, en un caso donde el centro de curvatura O1 de la ranura de pista 22 del miembro de junta exterior 23 y el centro de curvatura O2 de la ranura de pista 25 del miembro de junta interior 26 se desplazan en una dirección de aproximación con respecto al centro de junta O, se puede aumentar la capacidad de carga de la ranura de pista 25 del miembro de junta interior 26, y se puede aumentar el espesor del miembro de junta exterior 23, lo que estabiliza la resistencia.
En la Figura 20, t0 representa un espesor del miembro de junta exterior en la porción de extremo axial de la ranura de pista 22 en un caso donde el centro de curvatura O1 de la ranura de pista 22 coincide con el centro de junta O, y t2 representa un espesor del miembro de junta exterior en la porción de extremo axial de la ranura de pista 22 en un caso donde el centro de curvatura O1 de la ranura de pista 22 se desplaza en la dirección de aproximación con respecto al centro de junta O. Además, en la Figura 21, t10 representa un espesor del miembro de junta interior en la porción de extremo axial de la ranura de pista 25 en un caso donde el centro de curvatura O2 de la ranura de pista 25 coincide con el centro de junta O, y t11 representa un espesor del miembro de junta interior en la porción de extremo axial de la ranura de pista 25 en un caso donde el centro de curvatura O2 de la ranura de pista 25 se desplaza en la dirección de separación con respecto al centro de junta O.
Una junta universal de velocidad constante de tipo fijo ilustrada en la Figura 22 (que no forma parte de la invención reivindicada) comprende: la superficie cilíndrica 21a de la superficie interior 21 del miembro de junta exterior 23, que está situada en el lado de entrada con respecto al centro de junta, es decir, el plano S; y la superficie esférica 21b de la superficie interior 21 del miembro de junta exterior 23, que está situada en el lado profundo con respecto al centro de junta, es decir, el plano S, y se mantiene en contacto deslizante con la superficie esférica exterior 28a de la jaula 28.
Cabe destacar que, otros componentes de la junta universal de velocidad constante de tipo fijo ilustrada en la Figura 22 son los mismos que los de la junta universal de velocidad constante de tipo fijo ilustrada en la Figura 1 y similares. Por tanto, los mismos miembros se indican con los mismos símbolos de referencia de la Figura 1 y similares, y se omite la descripción de los mismos.
En particular, en la junta universal de velocidad constante de tipo fijo ilustrada en la Figura 22, la resistencia axial del lado de entrada con respecto al centro de junta O puede reducirse y, por ende, es probable que la jaula 28 se deslice fuera del miembro de junta exterior 23 hacia el lado (es decir, lado de entrada) que se reduce en resistencia axial. Sin embargo, los rodamientos 27 se ajustan en la jaula 28 y, de forma adicional, en el lado mantenido en contacto con la superficie esférica 21b de la superficie interior 21 del miembro de junta exterior 23, la jaula 28 aumenta en resistencia axial. Por consiguiente, cuando la carga de impacto se aplica en la dirección de la flecha "B", la jaula 28 se rompe de modo que el miembro de junta exterior 23 y el árbol montado en el miembro de junta interior 26 puedan moverse en direcciones que se separan entre sí. Esto puede absorber la carga de impacto o disminuir el impacto.
Se han descrito anteriormente las realizaciones de la presente invención, pero la presente invención no se limita a las realizaciones mencionadas anteriormente y se pueden realizar diversas modificaciones dentro del alcance de la presente invención, que se define únicamente por las reivindicaciones adjuntas. Cabe destacar que, el miembro de junta exterior 23 de la junta universal de velocidad constante ilustrada en la Figura 1 y el miembro de junta exterior 23 de la junta universal de velocidad constante ilustrada en la Figura 22 son simétricos con respecto al plano S. Por consiguiente, girando un miembro de junta exterior 23, es posible lograr el uso compartido del miembro de junta exterior 23 de la junta universal de velocidad constante ilustrada en la Figura 1 y el miembro de junta exterior 23 de la junta universal de velocidad constante ilustrada en la Figura 22.
Aplicabilidad industrial
La junta universal de velocidad constante comprende un mecanismo de absorción de impactos para absorber y disminuir el impacto al momento de la aplicación de la carga de impacto. Al momento de la aplicación de la carga de impacto, la jaula se rompe para que el árbol pueda moverse con respecto al miembro de junta exterior hacia el lado que tiene una resistencia axial reducida. Esto absorbe la carga de impacto o disminuye el impacto. El miembro de junta exterior está conformado en un cilindro corto. Ambas porciones de abertura del miembro de junta exterior están selladas con la tapa de extremo y la funda flexible, respectivamente.
Lista de signos de referencia
21 superficie interior
21a superficie cilíndrica
21b superficie esférica
22, 22a ranura de pista
23 miembro de junta exterior
24 superficie exterior
25, 25a, 25b ranura de pista
26 miembro de junta interior
27 rodamiento de transmisión de par
28 jaula

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Una junta universal de velocidad constante de tipo fijo, que comprende:
un miembro de junta exterior (23) que tiene una superficie interior (21) en la que se forman ranuras de pista (22), teniendo cada una de las ranuras de pista (22) una superficie inferior formada por una superficie de arco circular; un miembro de junta interior (26) que tiene una superficie exterior (24) en la que se forman ranuras de pista (25), teniendo cada una de las ranuras de pista (25) una superficie inferior formada por una superficie de arco circular; una pluralidad de rodamientos de transmisión de par (27) dispuestos en pistas de rodamientos formadas por pares de las ranuras de pista (22) del miembro de junta exterior (23) y las ranuras de pista (25) del miembro de junta interior (26); y
una jaula (28) interpuesta entre la superficie interior (21) del miembro de junta exterior (23) y la superficie exterior (24) del miembro de junta interior (26), para retener la pluralidad de rodamientos de transmisión de par (27), en donde:
una cantidad de desplazamiento axial de un centro de curvatura (O1) de cada una de las ranuras de pista (22) del miembro de junta exterior (23) con respecto a un centro de junta (O) y una cantidad de desplazamiento axial de un centro de curvatura (O2) de cada una de las ranuras de pista (25) del miembro de junta interior (26) con respecto al centro de junta (O) son cero;
las ranuras de pista (22) del miembro de junta exterior (23) se forman alternativamente en una dirección circunferencial para inclinarse en direcciones mutuamente opuestas con respecto a un eje, y
las ranuras de pista (25) del miembro de junta interior (26) se forman alternativamente en la dirección circunferencial para inclinarse en direcciones mutuamente opuestas con respecto al eje; en donde la superficie interior (21) del miembro de junta exterior (23) comprende un lado de entrada y un lado profundo con respecto al centro de junta (O); y
el lado de entrada se forma en una superficie esférica (21b) que se mantiene en contacto deslizante con una superficie esférica exterior (28a) de la jaula (28),
caracterizada por que
todo el lado profundo se forma en una única superficie cilindrica (21a) con la excepción de las ranuras de pista (22); y
la superficie interior (21) del miembro de junta exterior (23) está formada por forja.
2. Una junta universal de velocidad constante de tipo fijo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las ranuras de pista (22, 25) se forman por forja.
3. Una junta universal de velocidad constante de tipo fijo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las ranuras de pista (22, 25) se forman por mecanizado.
4. Una junta universal de velocidad constante de tipo fijo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde un número de la pluralidad de rodamientos de transmisión de par (27) se selecciona de 6, 8 o 10.
5. Una junta universal de velocidad constante de tipo fijo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el centro de curvatura (O1) de cada una de las ranuras de pista (22) del miembro de junta exterior (23) y el centro de curvatura (O2) de cada una de las ranuras de pista (25) del miembro de junta interior (26) están desplazados en dirección radial con respecto al centro de junta (O).
6. Una junta universal de velocidad constante de tipo fijo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que se usa para un árbol de transmisión de un automóvil.
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