发明内容

根据本发明，这个目的通过一种根据独立权利要求1所述的等速旋转接头来实现。所述接头的有利的扩展方案由从属权利要求2至12中得出。

根据本发明的等速旋转接头具有通常为罐形的接头外部部件，该接头外部部件具有第一纵向轴线和沿轴向彼此相对的第一连接侧和开口侧，并且该接头外部部件在其内圆周表面上具有外滚珠道轨。例如，所述连接侧被设计为轴颈或被设计用于容纳轴颈。此外，该等速旋转接头具有接头内部部件，该接头内部部件具有第二纵向轴线和在其外圆周表面上的内滚珠道轨。通常，接头内部部件被插入到通过接头外部部件形成的中空体积中。根据本发明，为了在接头外部部件和接头内部部件之间进行扭矩传递，设置了多个滚珠。非强制性地，但是优选地，它们是具有相同尺寸的滚珠。根据本发明，此外设置有在接头内部部件和接头外部部件之间布置的滚珠保持架，所述滚珠保持架具有多个沿着圆周方向分布的保持架窗口，滚珠在所述保持架窗口中被引导。该保持架特别地被设计成环形。

接头内部部件和接头外部部件以这样的方式进行布置，即接头外部部件的一个外滚珠道轨和接头内部部件的一个内滚珠道轨分别彼此相对置，以形成一个道轨对，其中，在每个道轨对中容纳了滚珠中的一个滚珠。滚珠的中心点在道轨对的滚珠道轨中的可能的路径被分别定义为各自的滚珠道轨的中心线。在这种情况下，在接头被弯曲的情况下，滚珠分别沿着在外滚珠道轨中的一条或多条外接触线运行和沿着在内滚珠道轨中的一条或多条内接触线运行。滚珠接触线，在下文中也简称为接触线，在这种情况下可以沿着相应的道轨底部延伸，但是也可以沿着两个侧面或其中一个侧面延伸。例如，滚珠道轨的横截面可以是哥特式的或椭圆形的，或者对应于节圆。由滚珠描述的在滚珠道轨中的运动在下文中借助于它们各自的中心线进行描述，该中心线描述在各自的滚珠道轨上滚动的滚珠的滚珠中心的滚动运动，并且因此在忽略针对滚珠所需要的游隙的情况下，针对各自的中心线的陈述相应地适用于接触线。

因此，一个道轨对存在有一条外中心线和一条内中心线，该外中心线和内中心线最终反映了滚珠的滚动特性，该滚动特性是由滚珠道轨的几何形状决定的。一个道轨对的外滚珠道轨和内滚珠道轨的中心线被以这样的方式相互匹配，使得在接头伸直的情况下，外滚珠道轨和内滚珠道轨相对于接头中心平面基本上是镜像对称的。在忽略在可运动的接头配合件之间的在实践中所必需的游隙的情况下这是适用的。然而，与镜面对称的有意的轻微的偏差也是可能的。

根据本发明的等速旋转接头具有由滚珠道轨构成的不同类型的道轨对，在这些不同类型的道轨对中，这些中心线被不同地成形。根据本发明规定，第一类型道轨对由滚珠道轨以这样的方式构成，使得在旋转接头被伸直的情况下，滚珠道轨的中心线的曲率中心位于旋转接头中心平面内。因此，涉及的是至少部分同心地延伸的滚珠道轨，该滚珠道轨在整个弯曲角度范围内具有大的包角，并且因此带来较高的扭矩传递。

此外，由滚珠道轨构成的第二类型道轨对以这样的方式进行配置，使得它们的中心线具有至少两个部段，该至少两个部段被不同地成形。在这种情况下，第二类型道轨对的外滚珠道轨的各自的中心线具有至少一个内部部段和一个外部部段，其中，内部部段位于接头外部部件的连接侧上，而外部部段位于接头外部部件的开口侧上。内部部段是弯曲的，并且在所述接头被伸直的情况下，所述内部部段的曲率中心位于所述接头外部部件的中空体积内，在朝向所述开口侧的方向上与所述接头中心平面错开，而所述中心线通过外部部段在朝向开口侧的方向上扩展。

为了在朝向开口侧的方向上扩展中心线，可以以各种不同的方式来设计所述外部部段。在本发明的一个实施方式中，中心线例如通过外部部段线性地扩展。在本发明的另一个实施方式中规定，中心线的至少两个部段沿着相反的方向弯曲。特别地，外部部段的曲率中心位于接头外部部件的中空体积的外部。优选地，在这种情况下，外部部段的曲率中心也与接头中心平面错开，并且特别地是在朝向开口侧的方向上错开。因此，在第二类型道轨对的情况下，形成了滚珠道轨的S形的延伸路线。

第二类型道轨对的张开角α在朝向接头外部部件的开口侧的方向上张开。在这种情况下，张开角被定义为在滚珠上的在滚珠与滚珠道轨的接触点处的切线之间的角度。因此，第二类型道轨对的滚珠道轨以这样的方式进行设计，使得在接头被弯曲的情况下，通过滚珠的滚珠道轨的形状来将滚珠控制到对称平面中。为此目的，滚珠道轨的至少一个部段的曲率中心不位于接头的对称平面中，而是与该对称平面错开。以这种方式控制的滚珠是有利的，以确保在小的弯曲角度下对在接头中的滚珠的充分控制。在大的弯曲角度下，特别是在超过50°的弯曲角度下进行驱动时，这虽然会导致在滚珠道轨的外部区域中的包角很小，但是，除了这种具有控制功能的滚珠之外，根据本发明，所描述的滚珠也被用在至少部分同心地延伸的滚珠道轨中。这些所谓的中性滚珠不会在轴向上加载保持架，并且在整个弯曲角度范围内具有大的包角。通过组合两种类型的滚珠道轨，可以利用两种滚珠道轨的优点。因此，通过第一种类型的中性道轨对，可以补偿在接头弯曲状态下第二种类型道轨对不足的抱辊度和低的机械稳定性。

同时，根据本发明提供的第二种类型的滚珠道轨的扩展，特别是S形的扩展，与仅仅具有一个单独的弯曲部段(该弯曲部段的中心点与接头中心平面错开)的滚珠道轨的情况相比，能够实现更高的接头弯曲。在接头弯曲情况下在朝向接头开口的方向上运动的滚珠可以在更大的弯曲范围上仍然在滚珠道轨中被引导并且有助于扭矩传递。

从整体上来看，因此，在具有大的弯曲角度的等速旋转接头的情况下，由扭矩传递能力和结构空间构成的比率可以被最大化。通过在第一类型道轨对中的滚珠的轴向力中性(中性滚珠)减少了在部件之间的摩擦损失。这些滚珠经受纯的滚动运动。在小的弯曲角度下对保持架的控制(因此也是对滚珠的等速运动平面的控制)通过在第二类型道轨对中的滚珠(受控的滚珠)来完成。随着弯曲角度的增加，由于在弯曲下滚珠的滚珠道轨的相互交织，中性滚珠也部分地支持该控制。由于有大量的保持接合的滚珠，因此在大的弯曲角度下伸展时滚珠的提前释放可以被忍受。

相应地选择各种不同的滚珠道轨的中心线的曲率半径。在本发明的一个实施方式中，在第二类型道轨对的外滚珠道轨的中心线的情况下，内部部段的曲率半径与所属的滚珠的直径D_Kugel的比率例如位于1.5和2.5之间。此外，在这种中心线的情况下，外部部段的曲率半径与所属的滚珠的直径D_Kugel的比率例如位于1.0和10之间。在本发明的另一个实施方式中，第一类型道轨对的中心线的曲率半径与所属的滚珠的直径D_Kugel的比率例如位于1.5和2.5之间。

优选地，设置了相同数量的两种类型的道轨对，并且两种类型的道轨对在圆周上交替设置。特别地，滚珠的数量因此是偶数，从而中性滚珠和受控滚珠被交替地布置。优选地，滚珠的数量至少为八个或正好为八个。因此，四个受控滚珠和四个中性滚珠可以各分别以彼此之间大约90°的角度进行布置。在这种布置中的至少三个受控滚珠能够实现对接头的可靠的控制。因此还存在这样的可能性，即设置总共六个滚珠，也就是说，交替地在第一类型道轨对中的三个中性滚珠和在第二类型道轨对中的三个受控制滚珠。

在本发明的一个实施例中，第二类型道轨对的滚珠道轨的中心线的彼此反向弯曲的部段具有其他的部段，这些其他的部段连接到这些弯曲的部段上。因此所涉及的不一定是纯S形的滚珠道轨，而是该S形也可以通过具有不同曲率的两个以上的部段形成。这些其他的部段可以是线性地或弯曲地成形的。

滚珠道轨相对于接头部件的所属的纵向轴线的定向可以是不同的。滚珠道轨相对于纵向轴线的倾斜位置是可以想象的，其中，例如，内部中心线的倾斜位置与外部中心线的倾斜位置是相反的，因此该接头将适合属于交叉槽式接头的类型。然而，滚珠道轨优选地分别被布置在径向平面中。此外，根据本发明的接头可以被设计为固定式接头或移动式接头。

根据本发明的一个实施例，对于第二类型道轨对和对于相关的、沿着各自的外中心线和内中心线的延伸路线运动的滚珠，在最大弯曲的旋转的接头的情况下，所属的张开角α保持其开口的相应的基本方向。换句话说：对于第二类型道轨对，对于外中心线和内中心线的交叉点(该交叉点定义了滚珠的可能的位置)的所有可能的位置(但是这些可能的位置原则上取决于接头的弯曲位置)，所属的张开角在朝向接头外部部件的开口侧的方向上张开。

此外，根据另一个实施例，中性的外滚珠道轨的半径也在朝向开口侧的方向上扩展。中性的滚珠道轨则此时不是通过一个单独的、同心布置的半径形成，而是这些滚珠道轨也可以附加地具有至少一个部段，该至少一个部段具有不同的相反的曲率半径。因此，一个实施方式规定，由滚珠道轨构成的第一类型道轨对以这样的方式进行设计，使得所述第一类型道轨对的外滚珠道轨的各自的中心线具有至少一个内部部段和一个外部部段，其中，所述内部部段位于所述接头外部部件的连接侧上，而所述外部部段位于所述接头外部部件的开口侧上。所述内部部段的曲率中心此时位于所述接头中心平面中，而所述外部部段的曲率中心位于所述接头外部部件的外部。然而，在另一个实施方式中，同心的弯曲也可以线性地扩展，或者扩展的部段的曲率中心与接头中心平面错开地位于接头外部部件的中空体积内。