專利名稱：具有多個(gè)碰撞結(jié)構(gòu)的改進(jìn)型傳動(dòng)軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及車輛傳動(dòng)軸和恒速接頭，尤其涉及一種改進(jìn)型傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸可防撞并且具有兩個(gè)或更多分離的碰撞結(jié)構(gòu)，這些碰撞結(jié)構(gòu)將會在機(jī)動(dòng)車輛的碰撞事故過程中按照受控、可調(diào)的預(yù)定方式來疊縮傳動(dòng)軸。
背景技術(shù)：
用于車輛推進(jìn)系統(tǒng)中的傳動(dòng)軸(傳動(dòng)軸)在本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知。傳動(dòng)軸可為多件式傳動(dòng)軸或者實(shí)心傳動(dòng)軸，依其中車輛上的傳動(dòng)系統(tǒng)的類型而定。在全輪、四輪或后輪驅(qū)動(dòng)車輛中，傳動(dòng)軸通常用于向后軸和后輪傳遞力矩和旋轉(zhuǎn)力。它們還可用于前輪驅(qū)動(dòng)車輛和四輪驅(qū)動(dòng)車輛中以便向前驅(qū)動(dòng)軸傳送必需的動(dòng)力。傳動(dòng)軸基本上由具有所需支承托架系統(tǒng)的中心軸承來支承。這將使得驅(qū)動(dòng)軸能夠旋轉(zhuǎn)并且向機(jī)動(dòng)車的前或后軸傳遞所需的動(dòng)力。
近年來，還需要機(jī)動(dòng)車的傳動(dòng)軸為設(shè)計(jì)用于提高機(jī)動(dòng)車內(nèi)的防撞性的設(shè)備的更加主動(dòng)的構(gòu)件。這種防撞性還必須伴隨以重量更輕、價(jià)格更低并且更易于制造和安裝的傳動(dòng)軸。關(guān)于傳動(dòng)軸的防撞性，通常在車輛碰撞期間，主體將縮短并變形。因此，出于安全原因，傳動(dòng)軸應(yīng)當(dāng)也能夠在規(guī)定負(fù)載下或低于規(guī)定負(fù)載時(shí)在碰撞事故期間減小其長度。在現(xiàn)有技術(shù)中，這種長度的減小通常通過使得傳動(dòng)軸疊縮以便使傳動(dòng)軸具有更短的總長度來實(shí)現(xiàn)。傳動(dòng)軸在自身內(nèi)潰縮和疊縮的能力將防止傳動(dòng)軸發(fā)生彎折，而這可能導(dǎo)致穿入乘客車廂中或者導(dǎo)致對緊靠傳動(dòng)軸的車輛部件例如油箱、驅(qū)動(dòng)軸以及其他傳動(dòng)部件等等造成損壞。一些現(xiàn)有技術(shù)的多件式傳動(dòng)軸被設(shè)計(jì)成在高負(fù)載和低負(fù)載情況下都能夠吸收預(yù)定量的能量，依動(dòng)力軸所需的特性以及需要在傳動(dòng)軸中吸收的能量數(shù)量而定。許多現(xiàn)有技術(shù)的車輛通常設(shè)計(jì)成帶有折皺帶，該折皺帶使得車輛能夠在碰撞期間以預(yù)定速率吸收能量以便防止這些能量傳至車廂內(nèi)的車輛乘客。潰縮傳動(dòng)軸或者在其自身內(nèi)疊縮所需要的能量數(shù)量為疊縮有效進(jìn)行時(shí)吸收的能量并且將對碰撞事故期間車輛的折皺帶性能產(chǎn)生影響。
一些現(xiàn)有技術(shù)的傳動(dòng)軸在特定負(fù)載條件下將會變形，但是這些設(shè)計(jì)于傳動(dòng)軸中的碰撞結(jié)構(gòu)中許多常常太復(fù)雜因而將傳動(dòng)軸和恒速接頭的成本增加至不切實(shí)際的價(jià)格。此外，由于當(dāng)今車輛的日常使用需要結(jié)實(shí)堅(jiān)固的傳動(dòng)軸，所以當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)的傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)用于較低的碰撞或潰縮力時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的傳動(dòng)軸就會遇到障礙?，F(xiàn)有技術(shù)的可潰縮傳動(dòng)軸傾向于按照一次性的方式吸收能量，并且它們一旦潰縮，則將不再執(zhí)行任何能量吸收特性，而為了在碰撞事故期間進(jìn)一步保護(hù)機(jī)動(dòng)車的乘客車廂可能需要這些特性。還應(yīng)當(dāng)指出，潰縮的傳動(dòng)軸可依賴于可潰縮恒速接頭，其容許傳動(dòng)軸的內(nèi)座圈和其它部件能夠被通過外座圈的孔排出以便容許傳動(dòng)軸進(jìn)行疊縮，從而在機(jī)動(dòng)車的碰撞事故中吸收這種能量。
還必須指出，現(xiàn)有技術(shù)的傳動(dòng)軸還被設(shè)計(jì)成動(dòng)態(tài)地補(bǔ)償當(dāng)駕駛車輛時(shí)發(fā)生的傳動(dòng)裝置與差速器之間距離的改變或變化。因此，傳動(dòng)軸包括通常將響應(yīng)于差速器與傳動(dòng)裝置之間的相對運(yùn)動(dòng)而沿著傳動(dòng)軸的縱向軸線運(yùn)動(dòng)的部分或構(gòu)件。通常，在許多現(xiàn)有技術(shù)的傳動(dòng)軸中，動(dòng)態(tài)長度改變通過使用通常由鐵或其它市場上可買到的材料制造的花鍵構(gòu)件而實(shí)現(xiàn)。這些花鍵構(gòu)件通常被被拉削或機(jī)加工成對應(yīng)長度的構(gòu)件并且互相嚙合地共同配合工作以便容許和/或引起軸響應(yīng)于傳動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)而繞著軛旋轉(zhuǎn)，從而容許傳動(dòng)裝置產(chǎn)生的力矩通過軛的旋轉(zhuǎn)被按照選擇偶聯(lián)至傳送器上。應(yīng)當(dāng)指出，內(nèi)側(cè)嚙合花鍵將容許軸可沿著傳動(dòng)軸的縱向軸線運(yùn)動(dòng)從而容許當(dāng)駕駛車輛時(shí)傳動(dòng)軸動(dòng)態(tài)地補(bǔ)償傳動(dòng)裝置與差速器之間距離的變化并且容許傳動(dòng)軸按照要求操作。
因此，本領(lǐng)域內(nèi)就需要一種可疊縮多件式傳動(dòng)軸，其能夠被設(shè)計(jì)成用于控制碰撞事故期間潰縮力型式的時(shí)間和大小。本領(lǐng)域內(nèi)還需要產(chǎn)生一種傳動(dòng)軸，其易于安裝、制造，重量較輕并且降低了傳動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)軸的成本。此外，本領(lǐng)域內(nèi)還需要一種多件式可潰縮傳動(dòng)軸，其包括兩個(gè)或更多分離的碰撞結(jié)構(gòu)，其將在碰撞事故過程中按照受控、可調(diào)的預(yù)定方式來疊縮。這將有助于在碰撞事故期間多次吸收能量，同時(shí)有助于保持機(jī)動(dòng)車的結(jié)構(gòu)整體性。本領(lǐng)域內(nèi)還需要將多件式可潰縮傳動(dòng)軸與能夠潰縮的恒速(接頭)結(jié)合在一起使用，從而降低將單元制造和安裝成機(jī)動(dòng)車的成本同時(shí)還降低了碰撞事故期間乘客車廂中發(fā)生的任何容積損失。本領(lǐng)域內(nèi)還需要一種多件式傳動(dòng)軸，其能夠使用各種設(shè)置于機(jī)動(dòng)車中傳動(dòng)軸的前段或后段或既有前段又有后段中的設(shè)計(jì)碰撞結(jié)構(gòu)。這些多種碰撞結(jié)構(gòu)必須還可按照選擇進(jìn)行調(diào)節(jié)以便在特定時(shí)間和碰撞事故的特定負(fù)載下起作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于機(jī)動(dòng)車中的改進(jìn)型傳動(dòng)軸。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有制造于其中的雙潰縮帶的傳動(dòng)軸。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種將在碰撞事故期間按照安全受控的方式潰縮的傳動(dòng)軸。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種能夠被設(shè)計(jì)成吸收碰撞能量同時(shí)還降低了碎片和其它材料被引入客艙中的機(jī)會的傳動(dòng)軸。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種傳動(dòng)軸，其能夠被設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)成正面影響車輛碰撞結(jié)構(gòu)，包括但不限于啟動(dòng)傳動(dòng)軸中的碰撞結(jié)構(gòu)同時(shí)并不啟動(dòng)傳動(dòng)軸中的第二碰撞結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種傳動(dòng)軸，其具有的最大碰撞傾入距離等于每個(gè)碰撞結(jié)構(gòu)的總碰撞傾入距離之和以便容許更大的碰撞傾入距離。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種傳動(dòng)軸，其改進(jìn)了NVH特性并且降低了機(jī)動(dòng)車傳動(dòng)系中的傳動(dòng)軸的重量。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種傳動(dòng)軸，其可通過在傳動(dòng)軸碰撞帶中潰縮兩個(gè)或更多區(qū)域而單獨(dú)使用較短的管段但是仍具有大傾入需求。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是使用一種具有許多段的傳動(dòng)軸，這些段各包括至少一個(gè)或更多位于傳動(dòng)軸的各個(gè)段中的碰撞結(jié)構(gòu)，從而增加了機(jī)動(dòng)車所用的傳動(dòng)軸的防撞性的可調(diào)節(jié)能力和碰撞吸收特性。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種用于傳動(dòng)軸的碰撞結(jié)構(gòu)，其能夠在較大的彎矩作用下啟用并且在較大的力矩要求下啟用。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，公開了一種帶有多個(gè)碰撞結(jié)構(gòu)的改進(jìn)型多件式傳動(dòng)軸。多件式傳動(dòng)軸包括通過萬向(carden)接頭、中心軸承或其它類型的接頭連接于第二段上的第一段。每個(gè)段基本上具有管狀形狀并且在其外側(cè)端上通過萬向接頭或其它已知接頭連接于滑動(dòng)叉或凸緣上，然后又連接于傳動(dòng)裝置和/或差速器上。多件式傳動(dòng)軸的第一段和第二段能夠互相相對進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)并且可為眾多已知類型花鍵軸中的任意一種，例如但不限于內(nèi)花鍵、外花鍵管軸、內(nèi)套筒花鍵管軸之類。還應(yīng)當(dāng)指出，其它考慮的實(shí)施例包括用作多件式傳動(dòng)軸中的碰撞結(jié)構(gòu)的可潰縮式恒速接頭。還應(yīng)當(dāng)指出，此類所述碰撞結(jié)構(gòu)的任意組合也可用于多件式傳動(dòng)軸中。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其提供了一種用于機(jī)動(dòng)車中的改進(jìn)型多件式傳動(dòng)軸。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其提供了具有雙潰縮帶的傳動(dòng)軸。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于對多件式傳動(dòng)軸進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)以便符合特定汽車應(yīng)用中的要求。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于傳動(dòng)軸在碰撞事故期間將按照安全、受控的方式潰縮，從而減少了碎片進(jìn)入以及侵入機(jī)動(dòng)車的乘客車廂內(nèi)。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于多件式傳動(dòng)軸能夠被設(shè)計(jì)成吸收碰撞能量并且調(diào)節(jié)成正面影響車輛碰撞結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于傳動(dòng)軸能夠在如果其它碰撞結(jié)構(gòu)不啟用的情況啟用一個(gè)碰撞結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于多件式傳動(dòng)軸具有最大碰撞傾入距離，其等于每個(gè)碰撞結(jié)構(gòu)的總碰撞傾入距離之組合以便容許更大的碰撞傾入距離。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于傳動(dòng)軸降低了機(jī)動(dòng)車中的傳動(dòng)軸的重量并且改進(jìn)了其NVH特性。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于傳動(dòng)軸可被設(shè)計(jì)成帶有較短的管段，同時(shí)仍具有大碰撞傾入需求，這通過在各個(gè)管段的兩個(gè)或更多區(qū)域上分開傳動(dòng)軸的潰縮而實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于通過將一個(gè)或更多碰撞結(jié)構(gòu)定位于多件式傳動(dòng)軸的每個(gè)段或塊中而使得傳動(dòng)軸能夠用于四個(gè)或更多件傳動(dòng)軸上。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于多件式傳動(dòng)軸包括能夠在較大的彎矩作用下操作并且還在較大的力矩要求下啟用的碰撞結(jié)構(gòu)。
通過閱讀結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述和所附權(quán)利要求，將會清楚本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的多件式傳動(dòng)軸的側(cè)視圖。
圖2示出了沿線2-2剖開的圖1的多件式傳動(dòng)軸的剖視圖。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的多件式傳動(dòng)軸的一個(gè)替代實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖4示出了沿線4-4剖開的圖3的多件式傳動(dòng)軸的割視圖。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)替代實(shí)施例的多件式傳動(dòng)軸的側(cè)視圖。
圖6示出了沿線6-6剖開的圖5的多件式傳動(dòng)軸的剖視圖。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的多件式傳動(dòng)軸的另一個(gè)替代實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖8示出了沿線8-8剖開的圖7的多件式傳動(dòng)軸的剖視圖。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的多件式傳動(dòng)軸的另一個(gè)替代實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖10示出了沿線9-9剖開的圖9的多件式傳動(dòng)軸的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參看附圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的多件式傳動(dòng)軸10。多件式防撞傳動(dòng)軸10用于任意已知傳動(dòng)系統(tǒng)中，包括后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、全輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。通常，傳動(dòng)軸10用于全輪傳動(dòng)或四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，其中多件式傳動(dòng)軸10將連接傳動(dòng)裝置和后差速器。多件式傳動(dòng)軸10將容許旋轉(zhuǎn)力矩速度被從傳動(dòng)裝置移動(dòng)至差速器，然后通過側(cè)軸至機(jī)動(dòng)車輪上。多件式傳動(dòng)軸10通常將能夠相對于其多塊或段沿其軸線運(yùn)動(dòng)，從而容許和補(bǔ)償車輛正常操作期間傳動(dòng)裝置與后差速器之間的運(yùn)動(dòng)或長度差異。應(yīng)當(dāng)指出，多件式傳動(dòng)軸10可與任意各種已知或所考慮的碰撞結(jié)構(gòu)一起使用。只要碰撞結(jié)構(gòu)能夠在機(jī)動(dòng)車輛的碰撞事故期間按照受控、可調(diào)的預(yù)定方式疊縮或減小傳動(dòng)軸的長度即可。這些碰撞結(jié)構(gòu)包括但不限于防撞滑動(dòng)花鍵、防撞恒速接頭、其它碰撞結(jié)構(gòu)、防撞擋塊或油帽等等，或其它可引入多件式傳動(dòng)軸10中的已知或待考慮碰撞結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)指出，對于前輪傳動(dòng)車輛或全輪傳動(dòng)車輛，相同的碰撞結(jié)構(gòu)可引入多件式傳動(dòng)軸10中傳動(dòng)裝置與前差速器之間。
以上所確定的發(fā)明可用于機(jī)動(dòng)車的任何典型動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中。機(jī)動(dòng)車的典型動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)可為全輪傳動(dòng)車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。然而，應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的恒速接頭和多件式傳動(dòng)軸10也可用于后輪傳動(dòng)車輛、前輪傳動(dòng)車輛、全輪傳動(dòng)車輛以及四輪傳動(dòng)車輛上。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)通常包括連接于位于動(dòng)力輸出裝置上的傳動(dòng)裝置上的發(fā)動(dòng)機(jī)。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括前差速器并且包括左側(cè)前半軸和右側(cè)前半軸，它們各連接于輪上并且向輪輸送動(dòng)力。在左前半軸和右前半軸的兩端上為恒速接頭。傳動(dòng)軸將前差速器連接于后差速器上。后差速器包括左側(cè)后半軸和右側(cè)后半軸，它們各在其一端連接于輪上。恒速接頭位于連接于后差速器上的右側(cè)后半軸和左側(cè)后半半軸的兩端上。傳動(dòng)軸10為包括多個(gè)萬向接頭和至少一個(gè)高速恒速接頭的多件式傳動(dòng)軸。恒速接頭可為防撞可潰縮型。甚至如果各輪和軸由于車輛懸架的轉(zhuǎn)向、升高或降低而具有變化的角度時(shí)，恒速接頭也向輪和半軸傳送動(dòng)力。恒速接頭可為已知標(biāo)準(zhǔn)類型的任意一種，例如倒轉(zhuǎn)三腳架、十字槽接頭、剛性接頭、剛性三腳架接頭、雙偏移接頭、可潰縮式接頭或任意其它類型的已知恒速接頭。還應(yīng)當(dāng)指出，以上為本領(lǐng)域內(nèi)常見的術(shù)語。恒速接頭將以一定角度提供恒速的傳動(dòng)裝置，這種情況在每天駕駛機(jī)動(dòng)車時(shí)在車輛的半軸組件和傳動(dòng)軸組件上都會遇到。
圖1和2示出了根據(jù)本發(fā)明的多件式可潰縮傳動(dòng)軸10。本實(shí)施例中的傳動(dòng)軸10設(shè)置于傳動(dòng)裝置與后差速器之間，從而形成了機(jī)動(dòng)車的后傳動(dòng)軸。多件式傳動(dòng)軸10包括位于其一端上的滑動(dòng)叉構(gòu)件12?；瑒?dòng)叉構(gòu)件12連接于傳動(dòng)裝置或后差速器上，根據(jù)機(jī)動(dòng)車的設(shè)計(jì)要求而定?；瑒?dòng)叉構(gòu)件12將連接于傳動(dòng)軸10的第一或前段14上。第一傳動(dòng)軸段14包括在其一端連接于萬向接頭或其它類型接頭上的管16。管16在另一端連接于防撞恒速接頭20上。管16要么焊接要么通過任意其它已知方法連接于恒速接頭20和萬向接頭18上。恒速接頭20可為任意已知類型但是在本特定實(shí)施例中為可潰縮接頭。本實(shí)施例中的恒速接頭20包括短軸22，其可旋轉(zhuǎn)地與恒速接頭20固定在一起并且由中心軸承可旋轉(zhuǎn)地支承于多件式傳動(dòng)軸10的接頭24上。恒速接頭20包括具有環(huán)狀外觀的外座圈26。外座圈26包括多個(gè)位于其外表面上的圓周通道。外座圈26具有肩部，肩部具有焊接或通過任意其它已知緊固方法連接于其上的套筒28。還應(yīng)當(dāng)指出，套筒和外座圈可為無需任何焊接或其它連接方法的一體式單塊。外座圈26通常由鋼材料制成，然而應(yīng)當(dāng)指出，也可使用任何其它金屬材料、硬塑料、復(fù)合材料或陶瓷，根據(jù)恒速接頭和車輛的設(shè)計(jì)要求而定。
滾柱夾圈30設(shè)置于恒速接頭20的外座圈26的孔內(nèi)。滾柱夾圈30包括多個(gè)穿過其表面的孔。內(nèi)座圈設(shè)置于滾柱夾圈30內(nèi)并且包括穿過其中的孔?？装ǘ鄠€(gè)位于其內(nèi)表面上的花鍵或齒以便與短軸22相連接。短軸22和內(nèi)座圈32彼此相對可旋轉(zhuǎn)地固定。多個(gè)力矩傳送滾珠34設(shè)置于外座圈26的內(nèi)表面與內(nèi)座圈32的外表面之間。滾珠34設(shè)置于滾柱夾圈30的孔內(nèi)以便保證滾珠34分別停留于其外座圈26與內(nèi)座圈32上的指定滾珠軌道內(nèi)。應(yīng)當(dāng)指出，滾柱夾圈34、滾珠34和內(nèi)座圈32在一個(gè)實(shí)施例中全部由鋼材料制成，然而也可考慮使用任何其它金屬材料、陶瓷、硬塑料或復(fù)合材料來用于恒速接頭20內(nèi)的這些零件。
保護(hù)罩蓋36通過任意已知緊固方法連接于外座圈26的一端上。保護(hù)罩蓋36通常具有套筒狀外觀并且可連接于位于外座圈26的外表面上的一個(gè)或更多外側(cè)圓周通道中。保護(hù)罩蓋的相對另一端連接于保護(hù)罩38上，保護(hù)罩38在其相對另一端處與短軸22接觸。保護(hù)罩38優(yōu)選由柔性材料如尿烷制成。然而，應(yīng)當(dāng)指出，保護(hù)罩也可使用任意其它柔性材料如橡膠、塑料、復(fù)合材料或纖維。材料必須能夠承受高溫和恒速接頭20的高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)仍保持柔性，以便容許由于機(jī)動(dòng)車的駕駛變化而導(dǎo)致的恒速接頭20的任何改變或角度。恒速接頭20終身利用潤滑劑進(jìn)行密封。通常，潤滑劑為油脂，其用于潤滑恒速接頭20的旋轉(zhuǎn)內(nèi)部零件同時(shí)降低了接頭自身內(nèi)的溫度。多件式傳動(dòng)軸10的空心管軸部分26連接于外座圈26的與保護(hù)罩蓋36相對的一端上，其焊接或通過任意其它已知緊固方法連接于外座圈26上。
油帽40也設(shè)置于外座圈26肩部內(nèi)或其附近，其包括多個(gè)沿徑向向內(nèi)延伸的格架。通常，油帽40將設(shè)置于肩部內(nèi)靠在外座圈的內(nèi)表面上。
如圖1中所示的恒速接頭20為潰縮式恒速接頭，其將在預(yù)定軸向負(fù)載施加于其上時(shí)潰縮。當(dāng)施加軸向負(fù)載時(shí)，內(nèi)座圈32、短軸22、滾柱夾圈30和力矩傳送滾珠34將沿軸向朝著具有油帽40的外座圈36的端部運(yùn)動(dòng)。短軸22和內(nèi)座圈32將首先與油帽接合并且突破或撞出油帽40，并與滾柱夾圈30和力矩傳送滾珠34一起跟在短軸22和內(nèi)座圈32之后繼續(xù)沿軸向行進(jìn)穿過外座圈的孔。這樣將容許恒速接頭20被設(shè)計(jì)成帶有預(yù)定的力分布以便形成特定碰撞型式以用于改進(jìn)和控制機(jī)動(dòng)車的防撞性。應(yīng)當(dāng)指出，外座圈26可被設(shè)計(jì)成使得其為單塊式并且不包括上述具有焊接于其上的分離塊的兩塊。還應(yīng)當(dāng)指出，如上所述為可潰縮式的恒速接頭20用于本實(shí)施例中，但是任意其它已知可潰縮式恒速接頭也可用作所述多件式傳動(dòng)軸中的碰撞結(jié)構(gòu)。短軸22在與從第一段14的管16相對的一端上由中心軸承24支承。多件式傳動(dòng)軸10的第二或后段42連接于與短軸22的與可潰縮式恒速接頭20相對的一端。
可潰縮多件式傳動(dòng)軸10的第二或后段42包括具有連接于其一端上的內(nèi)套筒花鍵46的內(nèi)花鍵44。應(yīng)當(dāng)指出，內(nèi)花鍵44和內(nèi)套筒花鍵46通過焊接連接起來，但是可以使用任意其它已知緊固方法。內(nèi)花鍵44和內(nèi)套筒花鍵46通常具有管狀形狀并且將具有介于大約半英寸直到十英寸之間的預(yù)定直徑。應(yīng)當(dāng)指出，第一段14中的管16也具有介于大約半英寸直到十英寸之間的直徑，根據(jù)設(shè)計(jì)要求而定。
還應(yīng)當(dāng)指出，內(nèi)花鍵44、內(nèi)套筒花鍵46、外花鍵和管16可由任意硬質(zhì)鋼、鐵材料或甚至鋁以及任意其它類型的金屬、硬質(zhì)塑料、陶瓷或復(fù)合材料制成，根據(jù)機(jī)動(dòng)車的設(shè)計(jì)要求而定。內(nèi)套筒花鍵46在本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知并且通常鍛造而成，其具有鉆入其中的齒并且隨后被焊接或通過任意其它已知緊固方法連接于內(nèi)花鍵管44的端部，如圖所示。外管花鍵48設(shè)置于內(nèi)套筒花鍵46內(nèi)并且部分設(shè)置于內(nèi)花鍵44內(nèi)。外管花鍵48也設(shè)計(jì)成使得其可具有介于大約半英寸直到十英寸之間的直徑。外管花鍵48通常包括直接形成于管上的花鍵。外管花鍵48的相對另一端焊接或通過任意其它已知緊固方法連接于凸緣或其它類型的接頭50上。外花鍵48將具有多個(gè)位于其外表面上的花鍵/齒，同時(shí)內(nèi)套筒花鍵46將具有多個(gè)設(shè)置于內(nèi)表面上的花鍵或齒，但是可形成使得齒與可具有既位于外表面上又位于內(nèi)表面上的齒或花鍵的外花鍵一樣既位于外表面上又位于內(nèi)表面上，根據(jù)將花鍵形成于管段上所用的方法而定。外花鍵48將被安放或設(shè)置于內(nèi)套筒花鍵46之內(nèi)以便使得外管花鍵48上的花鍵和內(nèi)套筒花鍵46上的花鍵沿徑向彼此相互作用并且互連。這樣仍將容許傳動(dòng)軸10在機(jī)動(dòng)車操作期間相對于后差速器和傳動(dòng)裝置進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)或者調(diào)節(jié)其軸向運(yùn)動(dòng)。凸緣50將通過傳動(dòng)齒輪連接于后差速器或傳動(dòng)裝置上。
在操作時(shí)，可對圖1的傳動(dòng)軸10進(jìn)行調(diào)節(jié)以便使得位于后段42處的防撞內(nèi)滑動(dòng)花鍵44、46將在一種負(fù)載條件下啟用同時(shí)可潰縮恒速接頭20將在第二負(fù)載條件下潰縮，從而容許多種碰撞吸收方法和吸收率。還應(yīng)當(dāng)指出，考慮設(shè)計(jì)成使得可潰縮式恒速接頭20首先潰縮而內(nèi)滑動(dòng)花鍵44、46第二次啟用，或者其可按照反向順序來進(jìn)行，即內(nèi)滑動(dòng)花鍵44、46首先啟用并且可潰縮式恒速接頭20第二次啟用，或者在另一個(gè)待考慮的實(shí)施例中，可潰縮式恒速接頭20和內(nèi)滑動(dòng)花鍵44、46可在相同負(fù)載下啟用，從而增加了預(yù)定碰撞事故期間的碰撞吸收特征。
應(yīng)當(dāng)指出，每個(gè)碰撞結(jié)構(gòu)，包括圖1中所示的防撞恒速接頭20和內(nèi)滑動(dòng)花鍵44、46，都被設(shè)計(jì)成每單個(gè)特征具有一百毫米潰縮特征。然而，應(yīng)當(dāng)指出，潰縮特征可為大約十毫米至1000毫米間任意位置，根據(jù)所需車輛尺寸和碰撞保護(hù)類型而定。
還應(yīng)當(dāng)指出，內(nèi)套筒花鍵46和外花鍵48上的花鍵的長度都可大約為一英寸長至三十英寸長，其將容許在實(shí)際車輛駕駛操縱中和碰撞事故的管段之間具有更多游隙。這樣將容許更多控制和更好的碰撞吸收方法，根據(jù)實(shí)際花鍵的設(shè)計(jì)而定，包括但不限于每個(gè)花鍵之間的夾角和花鍵沿著軸向基準(zhǔn)所成的任意角度。因此，可將花鍵調(diào)整成使得它們彼此相對成一定角度傾斜，從而增加了滑動(dòng)花鍵46、48碰撞結(jié)構(gòu)的潰縮期間的碰撞吸收特性。
圖3和4示出了根據(jù)本發(fā)明的多件式潰縮傳動(dòng)軸110的一個(gè)替代實(shí)施例。相同的數(shù)字表示相同的零件。圖2包括根據(jù)多件式傳動(dòng)軸110的設(shè)計(jì)要求而連接于傳動(dòng)裝置或后差速器上的滑動(dòng)叉112。萬向接頭118在其一端連接于滑動(dòng)叉112上。萬向接頭118的相對另一端連接于多件式傳動(dòng)軸110的第一或前段114上。多件式傳動(dòng)軸110的第一段114包括管段116，管段116在一端連接于萬向接頭118上而在管116的相對另一端處連接于可潰縮恒速接頭120上。應(yīng)當(dāng)指出，管116和恒速接頭120與上述相同，并且相同的參數(shù)適用于其。恒速接頭120又被連接于短軸122上。短軸122由中心軸承124可旋轉(zhuǎn)地支承。短軸122又在其相對另一端連接于內(nèi)管花鍵105上。內(nèi)管花鍵105焊接或通過任意其它已知方法連接于短軸122上。本實(shí)施例中的連接接頭為中心軸承。內(nèi)管花鍵105將具有形成于其中的花鍵并且將具有與以上對于外花鍵118或內(nèi)套筒花鍵116所述相同的參數(shù)，包括任何已知節(jié)距、花鍵的齒之間的直徑以及每個(gè)花鍵的從0到90度的已知夾角。還應(yīng)當(dāng)指出，如果設(shè)計(jì)要求需要，花鍵可具有碘化鋁或冷壓成型花鍵部分或任何其它方法硬化的花鍵。
外管花鍵148例如以上對于圖1所述的外管花鍵將被設(shè)置于內(nèi)管花鍵105內(nèi)并且將容許內(nèi)管花鍵105與外管花鍵148之間進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)，但是將把這兩個(gè)構(gòu)件沿旋轉(zhuǎn)方向彼此相對固定。外管花鍵148將在其相對另一端處通過焊接或任意其它已知連接機(jī)構(gòu)連接于凸緣150上。在多件式傳動(dòng)軸110的第一和第二段中，多件式傳動(dòng)軸110的這個(gè)替代實(shí)施例將按照與上述任一種或者兩種碰撞結(jié)構(gòu)相同的方法操作，一個(gè)在另一個(gè)之前啟用或者同時(shí)啟用，根據(jù)需要而定，如上所述。
圖5和6示出了根據(jù)本發(fā)明的多件式傳動(dòng)軸210的另一個(gè)實(shí)施例。相同的數(shù)字表示相同的零件。在本實(shí)施例中，滑動(dòng)叉212在一側(cè)連接于萬向接頭218上，而第一或前段214在其相對另一端連接于萬向接頭218上。第一段214包括焊接或通過任意其它已知方法緊固于萬向接頭218上的外管花鍵248。內(nèi)套筒花鍵246連接于內(nèi)花鍵244上以便使得外管花鍵248被設(shè)置于內(nèi)套筒花鍵246內(nèi)。內(nèi)花鍵244連接于短軸222的一端上。外花鍵248設(shè)置于內(nèi)套筒花鍵246內(nèi)以便使得能夠在內(nèi)套筒花鍵246與外管花鍵248之間進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)，但是不能進(jìn)行徑向運(yùn)動(dòng)。短軸222設(shè)置于可潰縮多件式傳動(dòng)軸210的中心軸承224內(nèi)?？蓾⒖s恒速接頭220設(shè)置于短軸222的相對另一端上?？蓾⒖s式恒速接頭220具有設(shè)置于與中心軸承224相對的一端上的管段216。管段216又在其與恒速接頭220相對的端部連接于凸緣250上，而隨后又介于后差速器或傳動(dòng)裝置上，根據(jù)機(jī)動(dòng)車的設(shè)計(jì)要求而定。應(yīng)當(dāng)指出，可潰縮恒速接頭220和管段216代表多件式傳動(dòng)軸210的后段或第二段242。與以上對于可潰縮恒速接頭和內(nèi)/外花鍵碰撞系統(tǒng)相同的參數(shù)可適用。
圖7和8示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)替代實(shí)施例。相同的數(shù)字表示相同的零件。圖7的本實(shí)施例包括在其一端連接于萬向接頭318上的滑動(dòng)叉312和在萬向接頭318的相對端上的多件式傳動(dòng)軸310的前或第一段314。第一段314包括連接于萬向接頭318端部上的外管花鍵348。外管花鍵348在其一端設(shè)置于內(nèi)管花鍵305內(nèi)而內(nèi)管花鍵305的相對另一端通過焊接或任意其它已知緊固方法連接于短軸322的一端上。短軸322由中心軸承324支承。多件式傳動(dòng)軸310的第二或后段342與短軸322接合。短軸322在與內(nèi)管花鍵305相對的一端上與可潰縮恒速接頭320接合?？蓾⒖s的防撞恒速接頭320具有連接于其一端上的管段316，而管段316的相對另一端連接于凸緣350上，凸緣350又連接于后差速器或傳動(dòng)裝置上，根據(jù)多件式傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)要求而定。
圖9和10示出了根據(jù)本發(fā)明的多件式可潰縮傳動(dòng)軸410的另一個(gè)實(shí)施例。相同的數(shù)字表示相同的零件。多件式傳動(dòng)軸410包括在其一端連接于傳動(dòng)裝置或者差速器上的滑動(dòng)叉412?；瑒?dòng)叉412的相對另一端連接于萬向接頭418上。多件式可潰縮傳動(dòng)軸410的第一段474連接于萬向接頭418的相對另一端上。多件式可潰縮傳動(dòng)軸410的第一段414在其相對另一端處連接于中心軸承424上。中心軸承424將多件式傳動(dòng)軸410的第二段或后端422連接于其相對另一端上并且沿相反方向從中心軸承424延伸。多件式可潰縮傳動(dòng)軸410的第一段414包括焊接或通過任意其它已知緊固方法連接于萬向接頭418上的內(nèi)管花鍵444。內(nèi)套筒花鍵446形成并又焊接或通過任意其它已知緊固方法連接于內(nèi)管花鍵444的一端上。外管花鍵448形成并且又在其一端設(shè)置于內(nèi)套筒花鍵446內(nèi)而外花鍵448的相對另一端焊接或通過任意其它已知緊固方法連接于短軸422的一端上。短軸422由中心軸承424可旋轉(zhuǎn)地支承。短軸422在其相對另一端可旋轉(zhuǎn)地連接于可潰縮恒速接頭420上。管段416連接于可潰縮恒速接頭420的相對另一端上。管段416在其相對另一端連接于凸緣450上，而凸緣450又連接于后差速器或傳動(dòng)裝置上，根據(jù)可潰縮多件式傳動(dòng)軸410的替代實(shí)施例的設(shè)計(jì)要求而定。
應(yīng)當(dāng)指出，內(nèi)/外滑動(dòng)花鍵可連接于在上述實(shí)施例中并未示出的后萬向接頭上。還應(yīng)當(dāng)指出，可以使用內(nèi)管花鍵105與內(nèi)套筒花鍵116的任意組合并且可使用任何一種，根據(jù)機(jī)動(dòng)車的重量、彎曲頻率和包裝要求而定。還應(yīng)當(dāng)指出，可潰縮恒速接頭20既可用于多件式可潰縮傳動(dòng)軸10的后段中又可用于其前段中，如上所述。還應(yīng)當(dāng)指出，內(nèi)或外滑動(dòng)花鍵都獨(dú)立地既可用于多件式可潰縮傳動(dòng)軸10的前段中又可用于其后段中。任意長度花鍵和管段直徑都可以使用，如上所述。此外，還可以使花鍵相對于彼此成角度以便增大碰撞吸收特性或其它特性。因此，任意碰撞結(jié)構(gòu)，即可潰縮恒速接頭20或滑動(dòng)花鍵可用于多件式傳動(dòng)軸的前段或后段的任意位置中以及前段或后段的任一端上，即多件式傳動(dòng)軸的傳動(dòng)裝置側(cè)、差速器側(cè)或中心接頭側(cè)。此外，可以沿任意方位使用任意碰撞結(jié)構(gòu)。
應(yīng)當(dāng)指出，圖中所示的傳動(dòng)軸使用按照各種設(shè)置結(jié)構(gòu)的可潰縮恒速接頭和滑動(dòng)花鍵，但是本發(fā)明決不限于所示這些，事實(shí)上，所示的傳動(dòng)軸只是制備能夠按不同間隔潰縮并且?guī)в胁煌鲎参仗匦缘亩嗉絺鲃?dòng)軸10的許多待考慮方式中的一部分。如上文所指出，滑動(dòng)花鍵可單獨(dú)使用，可潰縮恒速接頭可單獨(dú)使用，并且可以使用其組合，如圖所示。還應(yīng)當(dāng)指出，在待考慮的實(shí)施例中，多件式傳動(dòng)軸可具有多于兩件軸并且在每個(gè)多件式傳動(dòng)軸中，最少一個(gè)碰撞結(jié)構(gòu)將包括于多件式傳動(dòng)軸的每一段中。在具有兩個(gè)或更多段的多件式傳動(dòng)軸中，想像其在一些實(shí)施例中具有可潰縮恒速接頭20與滑動(dòng)花鍵一起的組合，而在另一個(gè)實(shí)施例中還單獨(dú)具有滑動(dòng)花鍵，或者在另外實(shí)施例中甚至只包括可潰縮恒速接頭。因此，對于具有在多件式傳動(dòng)軸內(nèi)使用任意各種已知碰撞結(jié)構(gòu)的眾多碰撞結(jié)構(gòu)可潰縮段的多件式傳動(dòng)軸而言，可以考慮各種設(shè)計(jì)。應(yīng)當(dāng)指出，還可以考慮一個(gè)或更多碰撞結(jié)構(gòu)位于任意數(shù)量段的多件式傳動(dòng)軸的每一段中的實(shí)施例。因此，可潰縮恒速接頭或滑動(dòng)花鍵可位于多件式傳動(dòng)軸的前段中，而兩塊多件式傳動(dòng)軸的后段中可具有兩個(gè)可潰縮恒速接頭或其它已知的設(shè)置結(jié)構(gòu)或者甚至其中不具有碰撞結(jié)構(gòu)。
可根據(jù)車輛需要對每個(gè)碰撞結(jié)構(gòu)啟用的力進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如但不限于1)力彼此相等；2)一個(gè)力遠(yuǎn)大于其它力；3)一個(gè)力小于其它力；4)或5)一個(gè)力遠(yuǎn)小于其它力。根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)軸10可在許多不同時(shí)間并且以許多不同參數(shù)啟用碰撞結(jié)構(gòu)以便容許可調(diào)車輛來滿足汽車制造商的各種需要。碰撞結(jié)構(gòu)還可在較大彎矩下啟用并且在更大力矩下啟用。例如，如果上述兩件式傳動(dòng)軸之一受到彎矩和/或扭矩，滑動(dòng)花鍵將對傾入具有高阻力?？蓾⒖s恒速接頭因此將首先潰縮，這將降低傳動(dòng)軸的彎矩，其將容許前段在后段內(nèi)部旋轉(zhuǎn)并且減小扭矩。因此，管花鍵將又能夠在恒速接頭潰縮之后碰撞傾入。
以上示例性地描述了本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解所用的術(shù)語只是想要具有描述用詞的性質(zhì)，而非限制性。
按照上述思想，本發(fā)明可具有許多改型和變動(dòng)。因此，除了以上的特定描述之外，本發(fā)明可在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)實(shí)踐。
權(quán)利要求
1.一種可潰縮多件式傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸包括第一可潰縮管狀段，所述第一管狀段具有集成于其中的碰撞結(jié)構(gòu)；在其一端處或附近連接于所述第一可潰縮管狀段上的第二可潰縮管狀段，所述第二可潰縮管狀段具有至少一個(gè)集成于其中的碰撞結(jié)構(gòu)。
2.一種可潰縮多件式軸，所述軸包括具有集成于其中的碰撞結(jié)構(gòu)的第一可潰縮段；以及在其一端處或附近連接于所述第一可潰縮段上的第二可潰縮段，所述第二可潰縮段具有至少一個(gè)集成于其中的碰撞結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸，其中所述第一可潰縮段具有在一端上連接于接頭上的管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸，其中所述第一可潰縮段具有連接于所述管的另一端上的可潰縮恒速接頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸，其中所述第二可潰縮段具有在一端上連接于凸緣或接頭上的管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸，其中所述管具有與外花鍵接合的內(nèi)套筒花鍵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軸，其中所述管具有固定于所述內(nèi)套筒花鍵上的內(nèi)花鍵。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軸，其中所述內(nèi)花鍵在一端連接于軸上，所述軸在其相對另一端連接于所述第一可潰縮段上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸，其中所述管具有內(nèi)管花鍵，所述內(nèi)管花鍵具有形成于其內(nèi)表面上的花鍵。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的軸，其中所述管具有外花鍵，所述外花鍵接合著所述內(nèi)管花鍵。
11.一種用于機(jī)動(dòng)車中的多件式可潰縮傳動(dòng)軸，所述多件式傳動(dòng)軸包括第一可潰縮段，所述第一可潰縮段包括外管花鍵和內(nèi)管花鍵，所述內(nèi)、外管花鍵形成了第一碰撞結(jié)構(gòu)；以及第二可潰縮段，具有可潰縮恒速接頭，所述可潰縮恒速接頭形成了第二碰撞結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多件式傳動(dòng)軸，其中所述第二可潰縮段具有管，所述管在一端連接于所述可潰縮恒速接頭上而在其相對另一端連接于凸緣或接頭上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多件式傳動(dòng)軸，其中所述第一可潰縮段具有連接于所述內(nèi)花鍵上的內(nèi)套筒花鍵。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多件式傳動(dòng)軸，其中所述外花鍵在一端設(shè)置于所述內(nèi)套筒花鍵內(nèi)而在相對另一端連接于接頭上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多件式傳動(dòng)軸，其中所述內(nèi)花鍵連接于短軸上，所述短軸在一端與所述可潰縮恒速接頭接合。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多件式傳動(dòng)軸，其中所述內(nèi)花鍵在一端連接于接頭上而所述內(nèi)套筒花鍵在一端繞著所述外花鍵設(shè)置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的多件式傳動(dòng)軸，其中所述外花鍵連接于短軸上，所述短軸在一端與所述可潰縮恒速接頭接合。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多件式傳動(dòng)軸，其中所述外管花鍵設(shè)置于所述內(nèi)管花鍵內(nèi)，所述內(nèi)管花鍵可旋轉(zhuǎn)地固定于所述外管花鍵上，所述外管花鍵可相對于所述內(nèi)管花鍵沿軸向運(yùn)動(dòng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的多件式傳動(dòng)軸，其中所述外管花鍵在一端連接于接頭上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的多件式傳動(dòng)軸，其中所述內(nèi)管花鍵在一端連接于短軸上，所述短軸與所述第二可潰縮段接合。
全文摘要
多件式傳動(dòng)軸(10)用于機(jī)動(dòng)車中。多件式傳動(dòng)軸包括第一或前段(42)和第二或后段(14)。第一段包括呈滑動(dòng)花鍵(44、46、48)形式的第一碰撞結(jié)構(gòu)。第二段包括呈可潰縮恒速接頭(20)形式的第二碰撞結(jié)構(gòu)。多件式傳動(dòng)軸能夠在預(yù)定負(fù)載下按預(yù)定時(shí)間潰縮以便具有用于機(jī)動(dòng)車中的可調(diào)式碰撞吸收傳動(dòng)軸。
文檔編號B60R19/00GK1748093SQ200480003772
公開日2006年3月15日 申請日期2004年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月6日
發(fā)明者J·萊昂, G·達(dá)倫 申請人:Gkn動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)北美有限公司