專利名稱：在車輛驅(qū)動(dòng)軸組件中繞著管密封件形成管子的方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總的來講涉及車輛驅(qū)動(dòng)軸組件，本發(fā)明尤其涉及一種在驅(qū)動(dòng)軸組件的第一零件和第二零件之間制造花鍵連接期間用來繞著管密封件形成管子的方法。
傳動(dòng)系統(tǒng)廣泛地用來產(chǎn)生來自源的動(dòng)力，并且把來自源的這種動(dòng)力傳遞到從動(dòng)機(jī)構(gòu)中。經(jīng)常地，該源產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，這種旋轉(zhuǎn)動(dòng)力從源傳遞到可旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)機(jī)構(gòu)中。例如，在今天使用的大多數(shù)的陸地車輛中，發(fā)動(dòng)機(jī)/傳動(dòng)組件產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，這種旋轉(zhuǎn)動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)/傳動(dòng)組件的輸出軸通過驅(qū)動(dòng)軸組件傳遞到軸組件的輸入軸中，以可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)車輛的輪子。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)，典型的驅(qū)動(dòng)軸組件包括中空?qǐng)A柱形驅(qū)動(dòng)軸管，該驅(qū)動(dòng)軸管具有固定到它的前端和后端上的一對(duì)端附件如一對(duì)管軛。前端附件形成了前部萬(wàn)向節(jié)的一部分，該前部萬(wàn)向節(jié)把發(fā)動(dòng)機(jī)/傳動(dòng)組件的輸出軸連接到驅(qū)動(dòng)軸管的前端上。同樣地，后端附件形成了后部萬(wàn)向節(jié)的一部分，該后部萬(wàn)向節(jié)把驅(qū)動(dòng)軸管的后端連接到軸組件的輸入軸中。前部和后部萬(wàn)向節(jié)提供了從發(fā)動(dòng)機(jī)/傳動(dòng)組件的輸出軸通過驅(qū)動(dòng)軸管到軸組件的輸入軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)連接，同時(shí)在這三個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)軸之間調(diào)節(jié)有限量的角度誤差。
不僅典型的傳動(dòng)系統(tǒng)一定得調(diào)節(jié)在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源和可旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)裝置之間存在有限量的角度誤差，而且典型地還一定得允許在它們之間存在有限量的相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)。例如，在絕大多數(shù)的車輛中，當(dāng)車輛工作時(shí)，小量的相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)常常產(chǎn)生于發(fā)動(dòng)機(jī)/傳動(dòng)組件和軸組件之間。為了解決這個(gè)問題，公知的是，在驅(qū)動(dòng)軸組件中提供一種滑套接頭。典型的滑套接頭包括第一和第二零件，這些零件具有形成于其上的花鍵，這些花鍵相互配合以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)允許產(chǎn)生有限量的軸向運(yùn)動(dòng)。通常用于傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)軸組件中的一種滑套接頭是滑動(dòng)花鍵型滑套接頭(slip joint)。
典型的滑動(dòng)花鍵型的滑套接頭包括凸形和凹形件，這些凸形和凹形件各自具有若干形成于其上的花鍵。凸形件(常稱為軛軸)通常為圓柱形并且具有若干向外延伸的花鍵，這些花鍵形成在它的外表面上。凸形件與上述驅(qū)動(dòng)軸組件的端部形成一體或者固定到該端部上。另一方面，凹形件(常常稱為滑動(dòng)軛)通常是中空的且呈圓柱形，并且具有若干向內(nèi)延伸的花鍵，這些花鍵形成于它的內(nèi)表面上。凹形件可以與軛形成一體或者固定到軛上，而該軛形成了一個(gè)上述萬(wàn)向節(jié)的一部分。為了裝配滑套接頭，凸形件插入到凹形件中，因此凸形件的、向外延伸的花鍵與凹形件的向內(nèi)延伸的花鍵相配合。其結(jié)果是，凸形件和凹形件連接在一起以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。但是，凸形件的、向外延伸的花鍵相對(duì)于凹形件的向內(nèi)延伸的花鍵可以滑動(dòng)，以允許在發(fā)動(dòng)機(jī)/傳動(dòng)組件和傳動(dòng)系統(tǒng)的軸向組件之間產(chǎn)生有限量的相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)。
如現(xiàn)有技術(shù)中所公知的一樣，絕大多數(shù)的滑套接頭組件設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)密封件，以防止臟物、水或者其它雜質(zhì)進(jìn)入到這樣的區(qū)域中在該區(qū)域中，花鍵件相互接合。這些雜質(zhì)對(duì)滑套接頭組件的工作產(chǎn)生了不利影響，并且可以產(chǎn)生早期失效。典型地，這種密封件包括柔性套管，該套管具有唇部，該唇部接合滑動(dòng)軛端部的外圓柱形表面，以防止雜質(zhì)進(jìn)入到內(nèi)部花鍵區(qū)域中在該區(qū)域中，滑動(dòng)軛與傳動(dòng)組件的配合花鍵零件相接合。套管的合適功能和布置需要把凹形和凸形驅(qū)動(dòng)軸件機(jī)加工成提供使套管以固定的方式連接到驅(qū)動(dòng)軸組件上的區(qū)域，這種固定方式可以防止雜質(zhì)進(jìn)入潤(rùn)滑區(qū)域中。因此，輔助機(jī)加工使得驅(qū)動(dòng)軸組件的制造很貴。此外，套管容易損壞，因?yàn)樗峭獠慷ㄎ?。因此，理想的是，提供一種密封驅(qū)動(dòng)軸的改進(jìn)方法，該驅(qū)動(dòng)軸用較小的費(fèi)用可以有效地防止滑套接頭被弄臟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種在驅(qū)動(dòng)軸組件的第一和第二零件之間制造花鍵連接期間在管密封件周圍形成管子的改進(jìn)方法。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種形成滑套接頭的方法，該方法包括提供具有若干軸向延伸的外部花鍵的內(nèi)管。在內(nèi)管周圍上施加圓周密封，外管圍繞著內(nèi)管和密封件。徑向向內(nèi)的壓力作用在外管上，以使外管變形并且使它符合內(nèi)管的形狀，因此在外管的內(nèi)表面上形成了花鍵。內(nèi)管外表面上的花鍵和外管內(nèi)表面上的花鍵成形成配合在一起以形成滑套接頭。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用來形成滑套接頭的方法，該方法包括提供具有若干軸向延伸的外部花鍵的成形心軸，繞著心軸沿著圓周方向布置內(nèi)管，及把徑向向內(nèi)的壓力作用在內(nèi)管上以使內(nèi)管變形，并且使它符合心軸的形狀。變形步驟在內(nèi)管的外表面上形成了花鍵。圓周密封件繞著內(nèi)管，及外管繞著內(nèi)管和密封件。徑向向內(nèi)的壓力作用在外管上，以使外管變形并使它符合內(nèi)管的形狀，因此在外管的內(nèi)表面上形成了花鍵。內(nèi)管外表面上的花鍵和外管內(nèi)表面上的花鍵被成形成配合在一起以形成滑套接頭。
對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員講，在根據(jù)附圖來進(jìn)行閱讀時(shí)，優(yōu)選實(shí)施例的下面詳細(xì)描述使得本發(fā)明的各種目的和優(yōu)點(diǎn)變得很清楚。


圖1是驅(qū)動(dòng)軸組件局部剖視的側(cè)正視圖，圖2和3是透視圖，它們示出了在使管形成軛軸之前圓柱形管繞著成形心軸的布置。
圖4是沿著線4-4所截取的圖3的內(nèi)管和心軸的剖視正視圖。
圖5是透視圖，它示出了繞著心軸形成管子以形成軛軸。
圖6是沿著線6-6所截取的、圖5的內(nèi)管和心軸的剖視正視圖。
圖7是分解透視圖，它示出了位于軛軸和將形成滑動(dòng)軛的管之間的管密封件的布置。
圖8是透視圖，它示出了管密封件和外管在內(nèi)管上的布置。
圖9是剖視正視圖，它示出了在成形工作進(jìn)行之前、管密封件和外管在內(nèi)管上的布置。
圖10是與圖9相類似的剖視正視圖，它示出了繞著管密封件周圍所形成的外管。
圖11是沿著圖10的線11-11所截取的內(nèi)管和外部的剖視正視圖，其中一部分內(nèi)管以虛線來表示以更好地解釋外管。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，參照附圖，它們示出了用來實(shí)現(xiàn)形成本發(fā)明的滑套接頭的方法的裝置。如圖1所示，總體上用10來表示的驅(qū)動(dòng)軸組件包括內(nèi)管12，該內(nèi)管是軛軸，該軸以軸向重疊或者伸縮的方式安裝在外管14內(nèi)，該外管14是滑動(dòng)軛。在所示出的實(shí)施例中，內(nèi)管12連接到前萬(wàn)向節(jié)16上，而萬(wàn)向節(jié)16連接到未示出的傳動(dòng)裝置的輸出軸18上。外管14連接到后萬(wàn)向節(jié)20上，該萬(wàn)向節(jié)20連接到未示出的車橋總成(axle assembly)的輸入軸22上。如果需要的話，內(nèi)管12可以連接到后萬(wàn)向節(jié)20上，而外管14連接到前萬(wàn)向節(jié)16上。
驅(qū)動(dòng)軸10通常是中空的，并且是圓柱形，它的軸向長(zhǎng)度根據(jù)使用該驅(qū)動(dòng)軸組件10的車輛來改變。內(nèi)管12和外管14中的每一個(gè)延伸總的軸向長(zhǎng)度的一部分，而一部分外管14和一部分內(nèi)管12限定出了軸向重疊或者伸縮的區(qū)域，因此形成了滑套接頭24。
驅(qū)動(dòng)軸10的內(nèi)管12和外管14可以由任何合適的材料或者混合材料來形成。典型地，驅(qū)動(dòng)軸10的內(nèi)管12和外管14由鋼或者鋁合金來形成。也可以使用其它材料如纖維加強(qiáng)合成物、或者金屬或者非金屬材料的其它化合物。用來各自形成驅(qū)動(dòng)軸10的內(nèi)管12和外管14的合適傳統(tǒng)方法對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員講是公知的。
如圖2-4所示，借助使總體上是圓柱形的內(nèi)管坯件12a繞著成形心軸30來開始制造本發(fā)明的滑套接頭24。心軸30具有總體上是光滑的、圓柱形的柄部分31和部分31a，其中部分31a具有若干軸向延伸的外部花鍵32?；ㄦI32由軸向凹陷32a來分開或者限定出，這些凹陷32a繞著心軸30的圓周與花鍵32交替布置。
本方法的下一步驟是，典型地借助把徑向向內(nèi)的壓力作用在內(nèi)管坯件12b上來減少內(nèi)管坯件12a的一些部分的直徑。施加外部壓力減少了內(nèi)管坯件12b的一些部分的直徑，從而使內(nèi)管坯件12b與成形心軸30產(chǎn)生緊密接觸，因此使內(nèi)管坯件12b符合心軸的形狀或者呈心軸的形狀。該成形過程把內(nèi)管坯件12b轉(zhuǎn)變成了內(nèi)管12，該內(nèi)管12在花鍵部分34a中具有花鍵34，如圖5和6所示?？梢砸栽S多方式來施加壓力，例如機(jī)械卷邊、液壓成形和電磁脈沖成形。
如圖5和6所示，在施加外部壓力時(shí)，與心軸30的軸向凹陷32a相對(duì)應(yīng)的、內(nèi)管12的一些部分13a徑向向內(nèi)地進(jìn)行變形。在徑向向內(nèi)變形的部分13a之間進(jìn)行延伸的內(nèi)管12的非變形區(qū)域13b構(gòu)成外部花鍵34。在這種方法中，形成了花鍵內(nèi)管12。在本發(fā)明的替換實(shí)施例中，內(nèi)管坯件12的一些部分徑向向外地膨脹，并且這些徑向膨脹的部分構(gòu)成了外部花鍵34。內(nèi)管軸向凹陷35與外部花鍵34沿著圓周方向交替布置。
在形成內(nèi)管12之后，形成了滑動(dòng)軛或者外管14。首先，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，管密封件40繞著內(nèi)管12設(shè)置，如圖7-9所示。管密封件40最好由柔性的彈性材料如合成橡膠材料形成，但是可以由適合提供一種能防止臟物或者污染物進(jìn)入到由滑動(dòng)軛或者外管14所限定的腔中的密封件的任何材料形成。然后，使外管坯料14b繞著內(nèi)管12的花鍵部分34a和管密封件40進(jìn)行設(shè)置。優(yōu)選地，位于花鍵部分34a和外管14的內(nèi)表面之間的間隙足夠小，以致管密封件40被壓縮成壓配合關(guān)系，這種壓配合關(guān)系在內(nèi)管12和外管14之間提供了較好的密封性。典型地，內(nèi)管12的外徑(由外部花鍵34的主直徑來限定出)只是稍稍小于外管14的內(nèi)徑。
在以這種方式把外管坯件14b可伸縮地安裝在內(nèi)管12和管密封件40上之后，然后使外管坯件14b的一些部分繞著內(nèi)管12徑向向內(nèi)地變形，以形成圖10和11所示的外管14?？梢越柚魏卫硐脒^程如電磁脈沖成形、機(jī)械卷邊、液壓成形和類似方法來實(shí)現(xiàn)外管14的徑向向內(nèi)變形。在內(nèi)管12的外部花鍵34之間延伸的、外管14的徑向向內(nèi)變形部分在外管14的內(nèi)表面46上限定出內(nèi)部花鍵44。因此，外管14繞著內(nèi)管12，因此形成了互補(bǔ)的內(nèi)部花鍵44。內(nèi)表面46包括軸向凹陷48，這些凹陷與花鍵44交替布置。軸向凹陷48與內(nèi)管12的花鍵34相對(duì)應(yīng)，以形成滑套接合24。
在形成外管14上的花鍵44的變形過程期間，外管14也繞著管密封件40進(jìn)行變形，因此把管密封件40包圍在外管14內(nèi)的圓周或者環(huán)形槽42內(nèi)，如圖10所示。借助把管密封件40包圍在外管14內(nèi)，可以保護(hù)驅(qū)動(dòng)軸10的滑套接頭24以防外部雜質(zhì)如臟物和水進(jìn)入。此外，借助密封件40可以防止滑套接頭24內(nèi)部?jī)?nèi)的潤(rùn)滑材料泄漏或者蒸發(fā)。由于在形成外管14期間密封件40繞著內(nèi)管12處于合適位置上，因此密封件符合內(nèi)管14的外表面。在滑套接頭進(jìn)行工作期間，密封件40沿著內(nèi)管14的外表面進(jìn)行摩擦接觸，因此在滑套接頭24的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)提供了有效密封。
盡管本發(fā)明被描述成包括這些步驟首先使用心軸30來形成內(nèi)管12，然后借助使它在內(nèi)管12上進(jìn)行變形而管密封件40處于合適位置上來形成外管14，但是應(yīng)該知道，可以使用以任何其它合適方式來形成的內(nèi)管12來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，同時(shí)仍然使用這樣的步驟借助使它在內(nèi)管12上進(jìn)行變形而管密封件40處于合適位置上來形成外管14。
根據(jù)專利法的規(guī)定，在優(yōu)選實(shí)施例中解釋了本發(fā)明的原理和工作模式。但是，應(yīng)該知道，在沒有脫離本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)或者范圍內(nèi)，本發(fā)明可以以不是具體解釋過的其它方式來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種形成滑套接頭的方法，該方法包括提供在其外表面上具有一些花鍵的內(nèi)管；在內(nèi)管周圍上施加圓周密封件；圍繞所述內(nèi)管和密封件設(shè)置外管；及在外管上施加徑向向內(nèi)的壓力以使外管變形并且使它與內(nèi)管的形狀一致，因此在外管的內(nèi)表面上形成了一些花鍵；其中，內(nèi)管外表面上的這些花鍵和外管內(nèi)表面上的這些花鍵成形成配合在一起以形成滑套接頭。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，管密封件由柔性的且彈性的材料形成。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，內(nèi)管與外管之間的間隔足夠小，以致在形成外管之前，管密封件被壓縮成壓配合關(guān)系。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，作用在外管上以使外管進(jìn)行變形的、徑向向內(nèi)的壓力由電磁脈沖成形來供給。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法包括，在外管進(jìn)行變形期間，在外管中形成環(huán)形槽，而環(huán)形槽包圍著管密封件。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在圍繞著內(nèi)管放置外管之前，該外管通常是圓柱形。
全文摘要
一種形成滑套接頭的方法包括提供具有若干軸向延伸的外部花鍵的成形心軸，繞著心軸沿著圓周方向布置內(nèi)管，及把徑向向內(nèi)的壓力作用在內(nèi)管上以使內(nèi)管變形，并且使它符合心軸的形狀。變形步驟在內(nèi)管的外表面上形成了花鍵。使圓周密封件繞著內(nèi)管，及外管繞著內(nèi)管和密封件。徑向向內(nèi)的壓力作用在外管上，以使外管變形并使它符合內(nèi)管的形狀，因此在外管的內(nèi)表面上形成了花鍵。內(nèi)管外表面上的花鍵和外管內(nèi)表面上的花鍵被成形成配合在一起以形成滑套接頭。
文檔編號(hào)F16C3/03GK1541879SQ20041003868
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2004年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月29日
發(fā)明者丹尼爾·W·吉布森, 丹尼爾 W 吉布森 申請(qǐng)人:達(dá)納公司