带润滑事故预防和保护装置的驱动轴

摘要

本发明涉及驱动轴(1)，包括带有事故预防端部保护装置(19)的端部万向接头(5、7)。每个事故预防端部保护装置包括润滑剂贮存器，由相应的万向接头(5；7)的内叉(23)的套筒(63)沿径向向内界定，并且由事故预防端部保护装置的刚性环形结构沿径向向外界定。

说明书

技术领域

本发明涉及动力传递驱动轴的领域。具体地，本文描述的实施例涉及用于农业机械的驱动轴。

背景技术

伸缩驱动轴通常用于将动力从动力源传递到可相对于动力源移动的操作机械。在许多应用中，动力源的取力器和操作机械的输入轴往复运动，使得传动轴必须采取不同的角位置。

这种需求在农业中尤为重要，在农业中，不同种类的操作机械连接到构成动力源的拖拉机。拖拉机用于移动作业机械，并为其提供动力。动力源和操作机械通过驱动轴机械连接。

驱动轴一般由伸缩轴和两个端部万向接头构成。伸缩轴包括外管状轴，内轴(通常为管状)可滑动地插入该外管状轴内。外轴和内轴(也称为管)例如通过花键扭转联接在一起，以允许扭矩从一个部件传递到另一个部件。一个端部万向接头连接到形成伸缩轴的外轴的一端，而另一个万向接头连接到内轴的相对端。两个万向接头中的一个用于将驱动轴联接到动力源的取力器，而另一个用于将驱动轴联接到从动机械的取力器。该驱动轴允许动力源和从动机械彼此相对运动，保持相互的机械连接。

在使用中，由于动力源和从动机械的相互位移，外轴和内轴在负载下旋转时会相对滑动。

事故预防保护装置覆盖伸缩轴和至少部分端部万向接头。

已经开发了用于改进伸缩轴的操作的润滑系统，该润滑系统适用于润滑彼此滑动接触的内轴和外轴的表面。WO98/58183和US5,173,082、US6,511,379和EP2520813公开了用于润滑形成伸缩轴的内管状轴和外管状轴的润滑系统。这些润滑系统可以显著改善伸缩轴的操作条件。然而，这些润滑系统可以进一步得到改进，特别是在所需的润滑干预数量方面。

现代伸缩轴具有花键轮廓，该花键轮廓具有多个形状像凸片或凸角的纵向突起，这些纵向突起根据伸缩轴的轴线纵向延伸。在US5,718,266中公开了这种花键轮廓的示例。在这些伸缩轴中，扭矩和动力通过内管状轴的每个纵向突起的侧面与外管状轴的凹槽的相应侧面之间的接触来传递。在接触区域中，会产生高压。伸缩轴越细长，压力就越高，这是因为内轴从外轴中抽出会减少接触表面的轴向延伸。内外管状轴相互配合的表面之间的压力会产生摩擦，从而导致机械部件的磨损以及对轴向滑动的阻力，从而对传动操作产生不利影响。

WO98/58183公开了一种上述类型的驱动轴，其设有事故预防保护装置。该保护装置包括围绕驱动轴的外轴和内轴的伸缩管状保护装置，其由插入到第一个部件中的第一保护管和第二保护管形成，第一保护管和第二保护管可以相对于彼此滑动以跟随驱动轴的缩短和延长动作。事故预防保护装置还包括用于驱动轴的两个万向接头中的每一个的端罩。每个端罩紧固到伸缩管状保护装置，更准确地说是紧固到形成端罩的两个保护管之一上，并且可以具有与刚性环形结构成一体的柔性罩。端罩通过刚性环形结构紧固在相应万向接头的内叉上。每个刚性环形结构包括环形滑块，该环形滑块可滑动地接合在设置于相应万向接头的内叉的套筒上的环形凹槽中。每个端罩还包括润滑系统，该润滑系统适于用润滑脂润滑由环形滑块和环形凹槽形成的彼此滑动接触的表面。

润滑脂在操作过程中减少，部分分散在环境中。为了正常操作，事故预防保护装置因此需要频繁的润滑干预，需要关闭安装驱动轴的机械，然后通常使用润滑嘴添加润滑剂，以保持环形凹槽和环形滑块的相互接触和相互滑动的表面充分润滑。

在这些已知的驱动轴中，需要频繁的润滑干预是一个缺点。因此，提供具有相应的事故预防保护装置的驱动轴将是有用和有利的，从而允许减少润滑干预。

万向接头也会有油脂问题，更具体地是端部万向接头的叉的臂中的十字耳轴和耳轴的座之间插置的滚针轴承。不可避免地，润滑脂会通过轴承密封件泄漏，这需要通过润滑操作连续重新填充。

此外，特别是在农业应用中，万向接头承受很大的动态应力，因为驱动轴的接头以很大的角度偏移操作。此外，在这些应用中应传递非常高的扭矩。所有这些都会在万向接头的轴承上产生高动态应力。

因此，提供需要较少润滑干预或甚至无需对接头润滑的驱动轴将是有用和有利的。优化接头在负载下的操作条件也是有利的。

一般而言，因此提供可完全或部分克服现有技术驱动轴的至少一些缺点的驱动轴将是有利的，尤其是关于可磨损部件的润滑要求和使用寿命。

发明内容

为了至少部分地克服现有技术驱动轴的缺点，提出了根据权利要求1所述的装置。

在从属权利要求中限定了特别有利的实施例。

附图说明

通过以下描述和附图将更好地理解本发明，附图示出了本发明的非限制性实施例。更具体地，在图中：

图1示出了根据包含轴轴线的平面的驱动轴的横截面；

图2示出了根据图1的线II-II截取的横截面；

图3示出了图1的驱动轴的第一端部的放大图；

图4示出了图1的驱动轴的另一端部的放大图；

图4A示出了图4中的字母A所示的细节的放大横截面；

图5是图3中的驱动轴的端部的局部剖视放大图；

图6是图4中的驱动轴的端部的局部剖视放大图；

图7示出了图5中所示的驱动轴的端部，其中一些部件被移除；

图8示出了图6中所示的驱动轴的端部，其中一些部件被移除；

图9是内轴的剖视等距视图，具有伸缩轴的润滑系统。

图10是根据图9的X-X向的视图；

图11和12是图9的系统的润滑剂分布块的两个不同角度的等距视图；

图13是根据图12的XIII-XIII的前视图；

图14是根据图13的线XIV-XIV截取的横截面；

图15示出了根据图14的XV-XV截取的横截面；

图16和17是实现图9的润滑系统的润滑剂接收室的块体根据两个不同角度的等距视图；

图18示出了根据图17的XVIII-XVIII截取的横截面；

图19示出了根据图18的XIX-XIX截取的横截面；

图20是图1的驱动轴的万向接头的内叉之一的侧视图；

图21示出了图20的内叉的根据具有图22的迹线XXI-XXI的平面的横截面；

图22示出了根据具有图20和21的迹线XXII-XXII的平面的横截面；

图23是与图20类似的图1的驱动轴的万向接头的外叉之一的侧视图；

图24示出了根据具有图25的迹线XXIV-XXIV的平面的横截面；

图25示出了根据具有图23和24的迹线XXV-XXV的平面的横截面；

图26示出了图1的轴的万向接头的一个十字轴的根据包含十字轴的四个耳轴的轴线的平面、根据带有图27的迹线XXVI-XXVI的t平面的横截面；

图27示出了根据具有图26的迹线XXVII-XXVII的平面的横截面；

图28示出了图26和27的十字轴的轴承的放大图；和

图29和30分别示出了图1的驱动轴的内轴和外轴的横截面。

具体实施方式

在以下描述和所附权利要求中，术语“约”表示近似的量，近似为+/-15％，优选+/-10％，并且在某些情况下优选+/-5％。换言之，“约A”是指包含在(A+0.15A)和(A-0.15A)之间的区间，优选在(A+0.1A)和(A-0.1A)之间，或者在(A+0.05A)和(A-0.05A)之间。

图1示出了根据包含旋转轴线的纵向平面的驱动轴1的横截面；图2至图8示出了驱动轴1的两个端部的放大图，在某些情况下进行剖视和/或去除某些部分。

参考图1至图9，驱动轴1整体上包括具有两个端部的动力传递伸缩轴3；通过这些端部，第一万向接头5和第二万向接头7相关联。如下面更详细地描述的，万向接头5和7具有用于连接到动力源和负载(即，例如从动机械)的取力器的连接装置。

伸缩轴3包括两个管状元件，简称为“伸缩管”，其中一个插入另一个内部。更具体地，在图1的实施例中，伸缩轴3包括：第一管状元件，在下文中称为外管状轴或简称为外轴9，以及第二元件，在所示示例中为管状，称为内管状轴或简称为内轴11。

内轴11以可伸缩的方式插入外轴9中，并且两者的形状形成为平行于伸缩轴的轴线A-A而相对于彼此滑动；然而，轴的相应横截面使得轴不能相对于彼此旋转。这意味着轴被扭转地联接在一起以便一体地旋转并且将动力从动力源(未示出)传递到例如由从动机械或操作机械(未示出)构成的用户，即负载。

具体如图2的横截面所示，轴9和11具有非圆形管状壁，以便扭转地联接在一起。更具体地，轴9和11两者的横截面形状具有四个纵向突起，两个管状轴9和11通过该纵向突起接合。具体地，内轴11具有四个纵向突起11.1，与设置在外轴9的多个纵向突起9.1处的内侧凹槽接合。下面将描述关于轴9和11的构造的更多细节。

万向接头5连接到内轴11的端部，包括通过十字轴27连接在一起的第一叉23和第二叉25。在下文中，叉23也将被称为内叉，而叉25将被称为外叉。内叉23刚性地连接到伸缩轴3的内轴11的第一端部，而外叉25可以连接到驱动轴1为其一部分的机械传动系(未示出)的取力器或任何其它构件。

类似于万向接头5，万向接头7也包括再次用附图标记23表示的第一叉(内叉)和再次用附图标记25表示的第二叉(外叉)，它们通过再次用附图标记27表示的十字轴连接在一起。内叉23刚性地连接到外轴9的第一端部，而外叉25可以连接到未示出的机械传动系的取力器或任何其它构件。

驱动轴1还包括事故预防保护装置13。事故预防保护装置13包括由一对管状元件15、17形成的伸缩管状保护装置，管状元件中的一个可滑动地插入到另一个中。管状元件15、17(以下简单地称为“管”)优选地成形为扭转地联接，即它们不能绕伸缩轴3的轴线A-A相对于彼此旋转，但是它们可以沿着轴线A-A的方向沿轴向滑动。这样，事故预防保护装置13可以跟随驱动轴1的延长和缩短运动。在图2中可以看到管15、17的横截面的形状。管15、17具有非圆形横截面，以防止其相互旋转。更具体地，在所示示例中，事故预防保护装置13的两个管15、17包括突起15.1和17.1，这些突起一个插入到另一个中并且在轴线A-A的方向上相对于彼此滑动。

除管15、17之外，事故预防保护装置13还包括两个端部保护装置19，一个端部保护装置与万向接头5相关联，另一个端部保护装置与万向接头7相关联。下面将描述端部保护装置19的配置的更多细节。

在图示的实施例中，伸缩轴3设置有容纳在内管状轴11中的润滑系统37。图9至19详细示出了润滑系统的部件。润滑系统37适于在形成伸缩轴3的内轴11和外轴9之间的间隙中供应润滑剂，尤其是润滑脂。

为了表示清楚起见，在图9中，润滑系统37和内轴11与驱动轴1的其它部件分开示出。润滑系统37的两个主要部件分别在图11至15和16至19中以不同的视图和横截面示出。

在图示的实施例中，润滑系统37包括形成在块39.1中的润滑剂接收室39和润滑剂分配块41。在图11至15中详细示出了块39.1，而在图16至19中示出了润滑剂分配块41。

在图示实施例中，块39.1固定在内轴11的中空空间中。为了紧固，例如可以使用接管39.3，其横向延伸穿过内轴11的壁并穿过外轴9的壁，以便操作者可以接触到。接管39.3可以从事故预防保护装置的外部通过由保护盖40.1封闭的开口40接近，参见图3。

润滑剂接收室39通过输送系统43连接到润滑剂分配块41。在所示示例中，输送系统43包括两个传递管道43.1和43.2，例如为在内轴11内沿轴向方向延伸的两个刚性或柔性小管的形式。在润滑剂接收室39和每个传递管道43.1、43.2之间，设置有标准孔39.2，即尺寸明显小于传递管道43.1、43.2的横截面的孔。这样，通过将加压润滑脂注入润滑剂接收室39，润滑剂以平衡的方式供应到两个传递管道43.1、43.2，而无需跟随优选的路径，这要归功于由润滑脂代表的流体系统中的大部分压降集中在对应于由标准孔39.2代表的颈缩处。

每个传递管道43.1和43.2通过将每个传递管道43.1、43.2的第一端部插入到设置在块39.1的相应连接部39.4和39.5中的座内而紧固到块39.1。每个传递管道43.1，43.2的相对端部被插入到设置在润滑剂分配块41的相应连接部41.1、41.2中的座内。两个连接部41.1和41.2形成中空内轴11内的润滑剂分配块41的两个保持附件。更具体地，保持附件接合在形成内轴11的成形轮廓的两个相对凹槽内，这些凹槽在内轴11的外表面上形成纵向突起11.1。

有利地，特别如图9和16至19所示，润滑剂分配块41包括两个另外的保持附件41.3和41.4，它们接合形成内轴11的成形轮廓的另外两个相对的凹槽。

在其内部，润滑剂分配块41包括多个润滑管道41.5、41.6，其数量等于传递管道43.1、43.2的数量。在所示示例中，两个轴9、11具有四个纵向突起和四个相应的纵向凹槽，以用于在它们之间的相互扭转联接。在这种情况下，润滑剂传递管道43.1、43.2的数量和润滑管道41.5、41.6的数量等于纵向凹槽的数量的一半。使用相同的比率，如果内外轴具有用于扭转联接的六个纵向突起和六个对应的纵向凹槽，则可以设置三个润滑管道和三个对应的润滑剂传递管道。

每个润滑管道41.5、41.6与润滑剂供应端口流体连接，以便布置成在与纵向突起9.1和11.1对应处的外轴9和内轴11之间的间隙中供应润滑剂，即在靠近轴9、11的相互接触和相互滑动表面的位置。

在图示实施例中，每个润滑管道41.5和41.6相应地流体连接到两个相应的横向孔41.7、41.8和41.9、41.10。横向孔41.7和41.9终止于附件的传递管道的端部接合的对应位置处，而横向孔41.8和41.10终止于保持附件41.3和41.4的外表面上。与润滑管道41.5和润滑剂传递管道43.1流体连接的横向孔41.7和41.8因此在纵向方向上(即平行于伸缩轴3的轴线A-A)相对于彼此偏移，并且也成角度地偏移，以便向沿着伸缩轴3的轴向延伸一个接一个地布置在两个不同位置中的两个纵向突起11.1供应润滑剂。类似地，横向孔41.9和41.10在轴向方向和角度上都偏移，并且布置成向剩余的两个纵向突起11.1供应润滑剂。

内轴11在四个纵向突起11.1上具有与横向孔41.7、41.8、41.9和41.10对齐的四个径向孔。更具体地，四个径向孔设置在纵向突起11.1的头部表面上，即在内轴11的最外侧径向表面上。为了精确起见，润滑剂分配块41可以制造成没有孔41.7、41.8、41.9和41.10，一旦润滑剂分配块41已经插入到内轴11中，就机加工出这些孔。轴11的纵向突起11.1的头部表面中的径向孔以及润滑剂分配块41中的横向孔41.7、41.8、41.9、41.10都可以用钻孔工具机加工。

由于内轴11的壁应具有对应于横向孔41.7、41.8、41.9、41.10的通孔，所以上述孔处于轴向偏移位置的布置防止了内轴11的横截面过度弱化。

为了直接连接润滑管道41.5、41.6与内轴11和外轴9之间的间隙，可以设置管状销51，其从相应的润滑管道41.5、41.6延伸到内轴11的相应的突起11.1的头部表面，穿过限定了润滑剂供应端口的内轴11的管状壁的孔11.9。管状销51还用于将润滑剂分配块41保持在内轴11内的正确位置。

通过上述结构，能够在伸缩轴3的内轴11与外轴9之间的间隙中特别有效地供应润滑脂。事实上，润滑剂被精确地供应到需要的区域，即在内轴11的纵向突起11.1的外表面和外轴9的相应凹槽的内表面之间，纵向突起11.1可滑动地容纳在该凹槽内。

此外，对于每个纵向突起11.1设有至少一个润滑剂供应端口11.9，并且润滑剂供应端口沿着伸缩轴3的轴向延伸在纵向上错开布置，使得润滑剂在伸缩轴的更大长度上进行供应。

为了使驱动轴1更有效地运行更长的时间，在一些实施例中，在驱动轴1的内部部件上，更确切地说，在端部万向接头5、7的内叉23上，提供改进的事故预防保护装置13的支撑和润滑系统。

在图20的侧视图以及图21和图22的两个横截面图中分别图示说明了两个内叉23中的一个。叉23包括两个臂61和套筒63，十字轴27连接到臂上；外轴9或内轴11的端部插入在套筒的内轴向腔63.1中。轴通过轴向约束构件固定到叉上，在图示的示例中，该轴向约束构件由穿过轴9或11延伸且通过径向孔63.2穿过套筒63的横向销64(见图1和3)构成。

内轴向腔63.1有利地设置有封闭盖，以防止在驱动轴1的操作期间固体和液体碎屑从外部进入。这在农业工业中特别有用，其中万向接头在存在可以穿透伸缩轴3的碎屑的环境中运行，从而危及其操作，或者无论如何使伸缩轴3的操作条件变差。在驱动轴的两端并因此在接头5、7的两个内叉23处的盖63.5的存在减少了进入伸缩轴3的碎屑量，并因此保护了管状轴9、11的相互滑动接触的表面，增加伸缩轴的使用寿命并减少添加润滑脂的需要。这样，可以降低伸缩轴3的润滑频率。

为了允许管状轴9、11自由滑动而不会在其中形成过压或减压，尽管盖63.5封闭了端部，但提供布置在最合适的位置的小空气出口就足够了，例如在叉的套筒上或在盖上。

套筒63在其外表面上具有环形凹槽63.3和环形或圆柱形支承表面63.4，该支承表面形成用于相应端部保护装置19的环形支承轨道，如下所述。

具体如图3和4的放大横截面以及图5至8的局部剖视等距视图中所示，每个端部保护装置19包括两个主要部分，更精确地是柔性罩65和刚性环形结构67。在本说明书中，术语“刚性”和“柔性”具有相对含义，即罩65比环形结构67更柔性。事实上，罩65能够变形以适应万向接头5、7的两个叉23、25的相互倾斜，而环形结构67将端部保护装置19与整个事故预防保护装置13稳固连接到伸缩轴3。

在一些实施例中，柔性罩65具有波纹结构并且是张开的，如图3和4的横截面所示。仅以非限制性示例的方式给出罩65的形状。其它形状也是可能的，例如具有更大或更小的轴向延伸。罩65也可以以更多的部分相互组合来实现。

环形结构67包括与相应内叉23的套筒63的环形凹槽63.3接合的环形滑块69。在一些实施例中，为了便于安装，环形滑块69由多个部分制成，例如两个单独的半环形部分。在使用中，环形滑块69是静止的，因为它与事故预防保护装置13是一体的，而驱动轴1在事故预防保护装置13内旋转。环形滑块69和环形凹槽63.3形成事故预防保护装置13与驱动轴1之间的第一联接部。除了作为端部保护装置19和内叉23之间的径向支撑外，环形凹槽63.3和环形滑块69之间的联接部还起到轴向联接的作用，在伸缩轴3的轴线A-A的方向上将端部保护装置19固定到相应的万向接头5、7的内叉23上。由于每个端部保护装置19刚性地连接到两个管15、17中的一个管上，这种轴向联接相对于伸缩轴5和万向接头5、7在轴向方向上约束了整个事故预防保护装置。

在图示实施例中，环形结构67包含滑环71和容纳套筒73，它们扭转地且轴向地联接在一起，即联接成防止在伸缩轴3的轴线A-A的方向上相对于彼此运动和绕该轴线成角度的运动。

滑环71具有围绕万向接头5或7的相应叉23的套筒63的管状部分71.2和凸缘71.1。容纳套管73具有在外部围绕滑环71的管状部分71.2的管状部分73.2和凸缘73.1。管状部分73.2具有多个环形突出部73.3，用于将在下面描述的目的。两个凸缘71.1和73.1通过连接元件(例如螺钉75)连接在一起。凸缘71.1和73.1的相互角位置可以通过与凸缘71.1成一体并进入凸缘73.1的孔中(反之亦然)的基准销76来限定。罩65的面向内侧的环形边缘65.1锁定在两个凸缘71.1和73.1之间。这样，端部保护装置19的罩65就固定在环形结构67上。

环形滑块69，更准确地说是形成它的两个或更多个部分，保持在由容纳套筒73的管状部分73.2和滑环71形成的座中。形成环形滑块69的部分的附件69.1将环形滑块69扭转联接到滑环71，使得环形滑块69不相对于环形结构67旋转。

滑环71的内表面在环形轨道63.4上形成抵靠。具体如图3和4所示，在环形滑块69和环形轨道63.4之间限定了空间，该空间由环形滑块69和环形轨道63.4以及内叉23的套筒63的外表面和滑环71界定。该空间形成了润滑脂贮存器，以在内叉23和端部保护装置19之间润滑抵靠和相互滑动表面。抵靠和滑动表面由环形凹槽63.3和相应的环形滑块69以及环形轨道63.4和滑环71的内表面表示。这两个抵靠表面在轴向方向上彼此间隔开，因为在它们之间插入了将内叉23紧固到伸缩轴3的外轴9或内轴11的轴向约束构件(销64)。该距离允许优化支撑并为润滑脂形成相对宽敞的空间。

限定在滑环71和容纳套筒73之间的润滑脂贮存器可以例如通过至少一个可以与容纳套筒73成一体的或与容纳套筒制成单个部件的接管81填充润滑脂。环形突出部73.3可以保护接管81免受外部物品的冲击，尤其是在运输驱动轴1时。

上述布置允许在事故预防保护装置13内部，特别是在端部保护装置19和万向接头5、7的内叉23之间的滑动接触区域中，具有可用的大量润滑脂。这允许驱动轴具有较长的使用寿命，而无需中间的润滑干预。

此外，容纳润滑脂的空间具有环形延伸部并形成有效地有助于避免或限制液体和固体碎屑进入伸缩轴3内部的屏障。这增加了伸缩轴3的使用寿命并减少了对其进行润滑的需要。

为了有效地将每个端部保护装置19联接到由管15、17形成的伸缩管状保护装置，可以提供螺母和螺栓联接系统。例如，可以提供螺栓83，以及带有内部螺纹孔和六角形头部的管状螺母85，具体参见图3和4以及图4A的放大横截面。有利地，管状螺母85的长度可以形成为延伸通过相应管15或17以及容纳套筒73的管状部分73.2的几乎整个厚度。以这种方式，两个螺纹构件联接在一起，并且以受控方式挤压容纳套筒73和/或管15或17。这样，通常由塑料制成的事故预防保护装置的部件15、17、73不会因压缩而损坏。弹性环87防止两个螺纹构件83、85松开。弹性环87还用作螺栓83的头部的支撑件，因此其不直接压靠或摩擦制成事故预防保护装置73的塑料材料。即使在图中仅示出单个螺母和螺栓系统83、85、87，在有利的实施例中，这些联接元件可能更多，例如两个、三个或四个，绕驱动轴的轴线A-A均匀分布。

为了改善万向接头5、7的操作条件和驱动轴1的整体效率，在本文所述的一些实施例中，万向接头5、7的内叉23和外叉25设置为具有特定形状。内叉23之一在图20、21、22中详细示出，而外叉25之一在图23、24和25中详细示出。

如上所述，内叉23包括套筒63，该套筒在内部穿孔和开槽，用于插入或扭转联接到外轴9或内轴11的端部，该端部通过轴向约束构件紧固至内叉23，该轴向约束构件在所示示例中由销64(图3)构成。套环91从套管63延伸，终止于与套管63相对的端部边缘91.1，该端部边缘具体地并且有利地是圆形的。内叉23的臂61从端部边缘91.1延伸。在图示的实施例中，套筒63、套环91和臂61被制成为单个部件，例如，通过铸造和随后的切屑机加工。

在所示实施例中，套环91具有环形空心形状，基本上为杯形，围绕凹入内部空间。凹入内部空间由大致成形为球形区域的表面界定，该表面限定在与边缘91.1相切的平面和正交于叉23的轴线A-A(与伸缩轴3的轴线A-A重合)并穿过套筒63的轴向腔63.1的端部的平面之间。

由套环91界定的凹入内部空间在叉的轴线A-A方向上具有高度H。高度H基本上是由与边缘91.1相切的平面和穿过内轴向腔63.1末端的平面界定的球形区段的高度。

字母L表示叉23的臂61的长度。套环91允许减少臂61的长度并增加臂61的弯曲刚度。

有利地，套环91内的凹入空间的高度H至少约为臂61的长度L的10％。高度H优选地等于或大于长度L的大约15％，更优选地等于或大于长度L的大约20％，并且不大于臂61的长度L的大约50％，优选地不大于大约40％和更优选地不大于大约30％。

每个臂61包括具有圆形横截面的座61.1，其中容纳从十字轴27(图26、27)的中心本体27.4延伸的四个耳轴27.1之一。在每个耳轴27.1和相应的座61.1之间，定位有径向滚针轴承95，其将在下面更详细地描述(参见图26、27和28)。实际上，每个滚针轴承95稳定地安装在十字轴27的相应耳轴27.1上。

每个座61.1具有直径D。为了更有利的操作，如下文将更好地解释，直径D与座61.1的中心到套环91的边缘91.1的距离C之间的比率在大约0.7和大约1.1之间，并且优选地在大约0.7和大约0.95之间。由于下面解释的原因，优选地，十字轴27的耳轴27.1的直径大于现有技术接头的耳轴的直径，在优选实施例中，上述比率等于或大于约0.75，并且等于或小于约1.1，优选不大于约1。

在一些实施例中，套环91的球形内凹表面的曲率中心位于相应的一对臂61的相应对齐的一对座61.1的轴线(B-B)上。在一些实施例中，每个座61.1的直径D与套环的内凹表面的半径之间的比率在约0.48至约0.65之间，优选地在约0.49和0.64之间。

上述结构和比率是臂61长度减小的叉的特征。但是，由于套环91的存在，所述臂61中设置的座61.1与套筒63充分间隔开。套环91的喇叭形或杯状形状允许接头5、7的内叉23和外叉25的轴线的适当的最大相互倾斜。实际上，尺寸设置成使得相同接头5、7的两个叉23、25的轴线可以处于任何相互角位置，从同轴位置(轴线之间的角度等于0°)直到最大倾斜位置(例如，轴线之间的角度等于约75°)。

如图26、27所示，具体地如图28的放大图所示，每个滚针轴承95包括圆柱形杯形壳体95.1。圆柱形壳体95.1包括具有圆柱形内表面95.2的圆柱形壁，以及与滚针轴承95的轴线正交的基本平坦的底表面95.3。每个滚针轴承95包含多个滚针95.4，这些滚针设置在相应的耳轴27.1的圆柱形表面和与耳轴27.1同轴的圆柱体内表面95.2之间。由于座61.1的直径增加以及因此滚针轴承95的直径增加，在每个滚针轴承95中可以容纳相对较高数量的滚针95.4，该数量比现有技术的万向接头所设置的滚针的数量大。

在与底表面95.3相对的一侧，壳体95.1通过容纳在容纳环95.5中的唇形密封件95.6封闭，以避免或减少容纳在滚针轴承95中的润滑脂的泄漏。

有利地，圆柱形壳体95.1的底表面95.3与相应耳轴27.1的端面间隔开。为此，例如可以提供环形间隔件95.7。耳轴27.1的端面与圆柱形壳体95.1的底表面95.3之间的距离E，即环形间隔件95.7的厚度，至少等于滚针95.4的半径并且等于或小于该半径的三倍。环形间隔95.7可以由与十字轴27和壳体95.1不同的材料制成。例如，后者可以由金属制成，并且环形间隔件95.7可以由聚合材料制成。环形间隔件95.7减小或消除了每个壳体95.1和十字轴27的相应耳轴27.1之间的轴向间隙。

在有利的实施例中，十字轴27具有沿十字轴臂延伸的内部通道，耳轴27.1设置在十字轴臂上。内部通道可以由两个正交的孔27.2构成，这些孔与十字轴27的耳轴27.1的轴线同轴。通孔终止于十字轴27的四个耳轴27.1的端面上。

如上所述，假设十字轴27为其一部分的万向接头可以传递相同的扭矩，则万向接头27的耳轴27.1具有比现有技术中的十字轴的耳轴更大的直径。这允许提供直径相对较大的孔27.2，这既要归功于耳轴内部有更大的可用空间，又要归功于具有比现有技术中的十字轴更大直径的耳轴27.1可以制成是中空的，同时保持足够的传递力的机械强度。

在有利实施例中，孔27.2沿着相应耳轴27.1的最大内直径(在图28中用D2表示)与耳轴27.1的外直径(在图28中用D1表示)之间的比率等于或大于约0.3，优选等于或大于约0.4，更优选等于或大于约0.6。在本文公开的优选实施例中，该比率不大于约0.8，优选不大于约0.75。在有利的实施例中，比率D2/D1介于大约0.4和大约0.7之间。

这组孔27.2形成润滑脂贮存器，其通过耳轴27.1的头部和壳体95.1的底表面95.3之间的空间流体连接到滚针轴承95，在该空间中设置有环形间隔件95.7。这样，当用润滑脂填充孔27.2的空间时，形成润滑脂的存量，足以保证十字轴27为其一部分的万向接头5、7的整个使用寿命的润滑。这是由于孔27.2的大直径以及因此可用于储存润滑脂的大空间而获得的。

在使用中，十字轴27为其一部分的万向接头23、25的旋转由于离心力而在润滑脂上产生推力，使得润滑脂被推向耳轴27.1的端部，因此推向滚针轴承95。

由孔27.2形成的通道系统可以通过阀27.3与环境流体联接，该阀可以例如且优选地布置在十字轴的中心(参见图27)。阀27.3是止回阀，安装成允许空气进入由孔27.2形成的通道系统并防止润滑脂从十字轴27的内部泄漏。通过阀27.3，空气可以逐渐进入由孔27.2形成的空间，从而填充不可避免地通过密封件95.6泄漏的润滑脂所留下的空间。因此，阀27.3避免了十字轴27内部的减压；否则，减压将阻止或阻碍润滑脂从孔27.2流向滚针轴承95。

滚针轴承95的滚针95.4的轴向长度在图28中用F表示。有利地，由于十字轴27的耳轴27.1的直径较大而使得滚针95.4的数量比现有技术的万向接头多，因此可以减小滚针的轴向长度F，而不会减少滚针95.4和耳轴27.1之间的总接触表面，即单个滚针轴承95的每个滚针95.4与耳轴27.1之间的接触表面之和。

在有利的实施例中，每个滚针95.4的长度F(以毫米表示)与滚针轴承95中的滚针95.4的数量之间的比率等于或小于大约0.39，优选地等于或小于大约0.36，在一些实施例中等于或小于大约0.32。优选地，该比率等于或大于约0.18，尤其是并且优选地等于或大于约0.21。这些值显著低于现有技术的万向接头中所提供的值，并指示在十字轴27的耳轴27.1与滚针轴承95的滚针95.4之间分配载荷的不同模式。实际上，与通常所提供的相反，由于十字轴27的耳轴27.1的直径增加，因此通过增加单个滚针轴承95的滚针95.4的数量，滚针95.4的轴向长度减小并且滚针95.4和十字轴27的耳轴27.1之间的总接触表面增加。

布置在每个滚针轴承95中的更多数量的滚针95.4意味着相应耳轴的更大直径和/或滚针直径的减小。增大十字轴27的耳轴27.1的直径是有益的，不仅因为其允许在每个滚针轴承中布置更多数量的滚针，而且还因为其允许在十字轴27内部提供更大的润滑脂贮存器。在实施方式中，滚针和耳轴的尺寸被选择为使得每个滚针轴承95的滚针95.4的长度与相应耳轴27.1的直径之间的比率小于大约0.56，优选地小于大约0.5，优选地小于大约0.45，更优选地等于或小于大约0.42。在一些实施例中，滚针95.4的直径在约2.2至约3.2mm之间，优选地在约2.5至约3mm之间。

令人惊讶地发现，这种不同的滚针95.4尺寸确定方法在万向接头5、7的操作和使用寿命方面具有很大优势。事实上，已通过实验发现较短的滚针95.4倾向于更好地保持滚针95.4的轴线与相应耳轴27.1的轴线之间的平行度。这样，即使当万向接头5、7承受极强的载荷并且在叉23、25未对准的情况下操作时，滚针95.4也不太倾向于布置成轴线相对于耳轴的轴线倾斜。这确保了在任何操作条件下，滚针95.4在其整个轴向长度上都与相应的耳轴27.1的外圆柱表面和壳体95.1的内圆柱表面95.2正确接触。这优化了单个滚针的长度的利用并避免了由壳体95.1和十字轴27的耳轴27.1形成的滚针滑动轨迹中的异常磨损集中。

上面描述的滚针轴承95的部件的不同尺寸可能具有协同作用，通过上述套环91实现了叉23的臂61的增加的弯曲刚度。这允许万向接头5、7在任何负载条件下以及在叉23、25的轴线之间的任何角度下更好地操作，这归功于两个效果的组合：叉23、25的臂61的弯曲变形减少，以及滚针轴承95的更好的运动特性。

形成在每个十字轴中和每个滚针轴承95后面、在耳轴27.1的头部表面和壳体95.1的底表面95.3之间的润滑脂贮存器，确保更好和更持久的润滑。

由于本文所述的解决方案，万向接头5、7更耐用，并且需要更少的润滑干预或甚至不需要润滑干预，因为润滑剂的持续时间等于机械部件的使用寿命，这要归功于库存润滑脂和接头部件的更好的动态和运动特性。

上面参考图20、21和22描述的用于内叉23的特征也有利地用于每个万向接头5、7的外叉25。图23、24和25示出了与图20、21和22相同的用于外叉25的视图和横截面。相同的附图标记表示两个叉中的相同或等同的部件。对于外叉25和内叉23而言，叉23、25和与其成一体的轴之间的扭转联接轮廓是不同的，因为外叉25的形状形成为联接到标准的凹槽轮廓，而内叉23的形状形成为联接到伸缩轴3的内管状轴11或外管状轴9。外叉25的其余结构特征与内叉23基本相同。因此，将不再描述外叉25。

通过对形成伸缩轴3的两个内轴11和外轴9使用新颖的轮廓，可以实现对伸缩轴3和包括伸缩轴的驱动轴1的进一步改进。下面将具体参照图1、29和30公开驱动轴1的该部件的新颖特征。

具体参考图29，内轴11具有非圆形横截面的管状结构，以便扭转地联接到外轴9，外轴也具有管状结构和与内轴11互补的横截面。如上所述，内轴11具有厚度为S11的管状壁，限定了四个纵向突起11.1。四个纵向突起11.1可以彼此相距相同或不同的距离，如在所示示例中所示，以限定两个轴9和11之间的相互联接角度。每个纵向突起11.1包括头部表面11.3和连接相应头部表面11.3和纵向凹槽11.5底部的两个侧面11.4，该纵向凹槽插置在成对的相邻纵向突起11.1之间。字母G表示每个侧面11.4的在横截面中的尺寸，即每个侧面11.4的宽度。

在使用中，内轴11和外轴9将扭矩从一个轴传递到另一个轴。由于内轴或管11的侧面11.4的外表面与外轴或管9的纵向突起9.1的侧面9.2的内表面之间的接触，即外轴9的纵向凹槽的内表面对应于纵向突起9.1，因此传递扭矩。

给定内轴11和外轴9之间传递相同的扭矩和相同的穿透度，在相互接触的表面之间产生压力，压力越小，每个侧面11.4和对应侧面9.2的宽度G就越大。此外，接触表面相对于伸缩轴3的轴线越远，压力越低。在图29中，字母B表示侧面11.4的中点距伸缩轴3的轴线A-A的距离。

为了减小轴或管9和11的相互接触表面之间的压力，有利的是使内轴11和外轴9的轮廓使得侧面宽度G与侧面中点距伸缩轴3的轴线的距离B之间的比率至少等于或大于约0.35，优选等于或大于约0.45，优选等于或大于约0.5，并且优选等于或小于约0.8，优选等于或小于约0.6。

根据一些实施例，侧面宽度G和齿面中点距伸缩轴3的轴线的距离B的乘积除以内轴11的最大直径Dmax等于或大于大约2。内轴11的最大直径Dmax是在纵向突起11.1的头部表面11.3处测量的直径。

换言之，已经发现，在降低机械应力方面特别有利的操作条件以及在伸缩轴的部件9和11的尺寸和重量方面的适当折衷在以下情况下发生：

该比率的值优选地在大约2和大约5之间，并且更优选地在大约2.1和大约4.5mm之间。这些值显然是通过对B、G和Dmax使用相同的测量单位来计算的。该比率不是无量纲的；它以用于所涉及的三个测量的长度的测量单位表示。如果度量以毫米表示，则上述比率的值也以毫米表示。上述关系适用于以毫米为单位测量的长度。

内轴11的壁的厚度S11有利地在大约2mm和约8mm之间，优选地在约3mm和大约6mm之间。在上述区间中，实际值是在设计期间根据要传递的最大扭矩设定的。

外轴9的横截面的形状与内轴11的横截面的形状互补，因此由上述比率限定。外轴9的壁的厚度S9可以与厚度S11具有相同的数量级。