具有凸連接器的直接轉矩流等速接頭的製作方法

2023-06-13 14:36:16

專利名稱：具有凸連接器的直接轉矩流等速接頭的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及機動車軸接頭(joint),且更具體地涉及具有凸 連接端的直接轉矩流等速接頭。
背景技術：
將軸連接到驅動單元上的等速接頭(CVJ)是汽車中的常用部件。 驅動單元通常具有用於接收接頭的輸出軸或輸入軸。通常，驅動單元是 軸、分動箱、變速器、動力輸出單元或其它轉矩裝置，它們全都是汽車 中的常用部件。通常，將一個或更多個接頭裝配到軸上，以便形成傳動 軸(propeller shaft)或驅動軸組件。傳動軸組件例如在一端處連接到變 速器的輸出軸上，而在另一端處連接到差速器的輸入軸上。傳動軸是實 心或管狀的，其端部適合於將軸附接到接頭的內座圈上，從而允許將外 座圏連接到驅動單元上。接頭的內座圈通常是壓配合到軸上、用花鍵連 接到軸上、或是用銷連接到軸上，從而使得接頭的外座圈可用於螺栓連 接或壓配合到具體驅動單元的輪轂連接器、凸緣或短軸上。在傳動軸的 另一端處，當在兩個驅動單元之間連接軸時，將同樣典型的連接形成到 第二驅動單元上。用這種方式通過等速接頭將軸連接到驅動單元上可認
為是常規的連接件。直接轉矩流(DTF)連接件是較新的連接件型式， 具有優於常規連接件的優點和改進。
DTF連接件與常規連接件不同之處在於，DTF連接件的外座圈是連 接到在不同接頭之間延伸的軸上，而內座圏可連接到驅動單元上。DTF 連接件的一個例子把CVJ的外座圈磨擦焊接到傳動軸上，及CVJ的內 座圈包括凹花鍵，所述凹花鍵可連接到變速器的軸頸軸上。然而，這種 設置的缺陷在於，CVJ的內座圈具有需要連接到軸的凹連接器類型，該 軸具有從驅動單元延伸的凸連接器。此外，如果要保持有CVJ潤滑劑且 控制接頭環境，那麼在軸和內座圈之間一些位置處需要密封件。另外， DTF連接器是間接連接件。
具有克服了上述限制的DTF等速接頭是有利的。而且，具有提供用 於與驅動單元直接連接的DTF等速接頭有利的。此外，提供具有改進密
5封的DTF等速接頭是有利的。

發明內容
因此，本發明提供一種具有凸連接端的直接轉矩流等速接頭(DTF CVJ)。所述DTF CVJ凸連接器具有凸延伸軸，所述凸延伸軸從內座圈 軸向延伸，所述凸延伸軸可提供到驅動單元(例如變速器、分動箱或軸) 的直接連接。所述DTF CVJ凸連接器允許在密封系統的安裝位置方面的 附加靈活性，且減少等速接頭所需密封件的數量。
在一個實施例中，所述DTFCVJ直接連接器包括內接頭部分、軸、 多個球形物、和外接頭部分。所述外接頭部分連接到所述軸上，且由所 述多個球形物以快速旋轉(rotationally fast)的方式鉸接地緊固到所述 內接頭部分上。所述內接頭部分包括用於與驅動單元直接接合的延伸 部。
而且，提供一種直接轉矩流等速接頭連接件，所述直接轉矩流等速 接頭連接件包括驅動單元，所述驅動單元連接到直接轉矩流等速接頭凸 花鍵連接器。
本發明提供一種DTF CVJ凸連接器。通過參照下面的詳細說明並結 合附圖能最佳地理解本發明本身。


為了更充分理解本發明，現在參見在各附圖中更詳細示出且在下文 作為本發明的例子描述的實施例。
圖1示出用於典型四輪驅動汽車的示例性驅動系統的平面圖，其中 可以使用本發明。
圖2示出本發明的直接轉矩流等速接頭凸連接器的實施例。
具體實施例方式
在下面說明中，對一個或多個構造實施例說明各種不同的運行參數 和部件。這些具體的參數和部件作為例子被包括，且不意味著是限制。
儘管本發明對用於車輛的直接轉矩流等速萬向接頭進行了說明，但 下列設備能適用於各種不同用途，其中包括汽車驅動軸、使用傳動軸的 馬達系統、或者需要傳動軸組件用於轉矩傳遞的其它車輛或非車輛應用。
在圖1中示出一種用於典型四輪驅動汽車的示例性驅動系統12。盡 管示出和說明的是四輪驅動系統，但這裡所提供的構思可適用於單驅動 單元系統或多驅動單元系統，其中包括僅後輪驅動的車輛、僅前輪驅動 的車輛、全輪驅動的車輛，和四輪驅動車輛。在這個例子中，驅動系統
12包括發動機14,所述發動機14連接到變速器16和動力輸出單元18 上。前差速器20具有右側半軸22和左側半軸24,所述右側半軸22和 左側半軸24中的每個均連接到車輪上，並把動力輸送到車輪上。在右 側半軸22和左側半軸24的兩端上是等速接頭10。傳動軸26把前差速 器20連接到後差速器28上，其中後差速器28包括後右側軸30和後左 側軸32,所述後右側軸30和後左側軸32中的每個在其一端上終止於車 輪。等速接頭10位於半軸30,32的兩端上，所述半軸30,32連接到車輪 和後差速器28上。圖1中示出的傳動軸26是三件式傳動軸，包括多個 萬向接頭34和一個高速等速接頭10。傳動軸26包括互連的軸23,25,27。 等速接頭10通過傳動軸26把動力傳送到車輪上，甚至在車輪或傳動軸 26由於車輛的懸架轉向、上升或下降而改變了角度時也是如此。等速接 頭10可以是任何已知的標準類型，如滑動式三腳架(plunging tripod )、 叉槽式接頭(cross groove joint)、固定式球接頭、固定式三腳架接頭、 或者標準梅花型接頭(double offset joint),它們全都是該技術中用於 各種不同等速接頭10的公知術語。等速接頭10允許以日常駕駛機動車 時在這些車輛的兩個半軸、互連軸及傳動軸中通常碰到的角度等速傳 遞。任選地，每個萬向接頭34都可以替換為任何其它合適類型接頭， 包括等速接頭類型。可以利用本發明的帶凸連接端的直接轉矩流等速接 頭(DTFCVJ),以便對需要滑動式或固定式等速接頭的任何上述接頭 位置提供益處。
軸22,23,24,25,27,30,32可以是實心的或是管狀，同時軸的端部適合 於將每個軸按照常規的連接方式或直接轉矩流連接方式附接到接頭的
內座圏或外座圈上，因而允許把外座圏或內座圏連接到對於具體應用合 適的每個驅動單元的輪轂連接器36、凸緣38或短軸40上。在圖1中附 圖標記10或34處所表示的至少一個連接件可以是按照本發明實施例的 直接轉矩流連接件。
為了完整說明如圖2中所給出的本發明的實施例，術語直接轉矩流
7(DFT)連接件指的是從等速接頭(CVJ)的內座圏到差速器、變速器 或分動箱(一般由顧客提供)的軸上的連接件。這種連接件可以是DTF 間接連接件，因為CVJ的內座圈具有凹連接件，所述凹連接件可用於利 於連接到所提供的驅動單元上。然而，如下文所述，DTF連接件可以是 DTF直接連接件。DTF直接連接件包括從CVJ的內座圈軸向延伸的軸 部，所述軸部可用於利於連接到所提供的驅動單元上。DTF間接連接件 通常是花鍵的形式，因為花鍵穩固的設計特徵，這是本領域技術人員可 以理解的。然而，可以預料，其它形式的連接件也是合適的，包括用作 DTF間-接連4妻件的內座圏和軸之間的固定式和可釋》文式連接件。因而， DTF連接件，不管是直接的還是間接的，指的是內座圈與驅動單元連接， 所述驅動單元例如而不限於差速器、變速器或分動箱，這是與上述常規 連接件不同的。
另夕卜，如本文所用的，DTF連接器指的是連接到形成DTF組件(如 DTF傳動軸組件)的軸上的CVJ外座圏。例如，只有與所提供的驅動 單元(例如連接到內座圈的差速器)在一起，DTF連接器才結合以便形 成DTF連接件。應該認識到，驅動單元可以包括任何輸入或輸出驅動 單元，並且不必限於差速器、變速器或分動箱。
圖2示出了本發明的直接轉矩流等速接頭凸連接器50的實施例。 DTFCVJ凸連接器50連接到機動車傳動系的傳動軸54上。DTF CVJ凸連 接器50包括外接頭部分56、內接頭部分60、轉矩傳遞球形物62和球形物 保持架(cage) 64,所述外接頭部分56由套圏(collar) 58焊接到傳動軸 54上。在套圈58和外接頭部分56之間插入蓋66,所述蓋66將所述接頭朝 所述傳動軸54密封，且更具體地容納所述接頭內的潤滑劑。所述蓋66可 以包括通風埠68，用於平衡在所述接頭內產生的壓力。此外，周向地 連接到護罩(shield) 72上的膜密封件70與內接頭部分60的內表面76處 於密封關係，且完成對DTFCVJ凸連接器50的密封，護罩72連接到外接 頭部分56的外表面74上。備用密封件78可以被包括在護罩72和外接頭部 分56之間。膜密封件70連接到內接頭部分60的內表面76上，使得允許內 接頭部分60和外接頭部分56之間進行鉸接同時保持密封整體性。用於密 封等速接頭的保護套(boot)或膜密封件70是本領域技術人員熟知的。 DTF CVJ凸連接器50的鉸接通過在多對球形物軌道80,81,82,83內移動球 形物62來完成。每個球形物軌道組的取向取決於所選擇的萬向接頭的類型，這是本領域技術人員熟知的。然而，本發明的球形物軌道80, 81, 82， 83是用於CVJ應用的非滑動(non plunging)類型，在經由接頭連接 的軸54和驅動單元(未示出)之間需要有角偏移。內接頭部分60還包括 軸向延伸部84,所述軸向延伸部84從連接器50軸向向外延伸長度L。所 述軸向延伸部84包括花鍵86,連接器50在所述花鍵86中可以快速旋轉的 方式軸向緊固到驅動單元(未示出)上。花鍵86可以具有任何類型或形 式，且是本領域技術人員熟知的。所述軸向延伸部84允許在不需要密封 件的情況下與具體驅動單元直接連接或凸連接，而在DTF等速接頭間接 連接的軸頸軸和內接頭部分之間通常需要密封件。
內接頭部分60還包括前面88、座90和槽92。夾具(未示出)可用於 槽92中，以便當內接頭部分60的前面88插入驅動單元的連接埠 (未示 出)內時將連接器50用開口簧環(未示出)軸向緊固到驅動單元(未示 出)上，從而使得連接器50的座90與驅動單元鄰近。
雖然描述的本發明在如圖2所示的實施例中採用在內接頭部分60的 延伸部84上具有花鍵86的DTFCVJ凸連接器50，但是可以預期，具有凸 連接器的本發明的DTF CVJ可以等同地應用於具有其它凸連接件類型 的等速接頭。
任選地，內接頭部分的座90、前面88或延伸部84可以包括驅動單元 密封件(未示出)，所述驅動單元密封件允許驅動單元和連接器50之間 形成密封連接。此外，在與驅動單元連接時， 一個以上的驅動單元密封 件(未示出)也可以用於密封或保護內接頭部分60的花鍵86或延伸部84 不受汙染。
任選地，動力輸出(PTO)適配器(未示出)可以被包括在延伸部 84中。所述適配器可以包括凹花鍵(未示出)，所述凹花鍵向內延伸到 延伸部84中，且能從延伸部的前面88接近。適配器也可以穿過延伸部而 軸向延伸到內接頭部分60。通過設置動力輸出適配器，第二軸(未示出) 可以快速旋轉的方式被接收且軸向緊固到DTF CVJ凸連接器50上。有利 地，DTF CVJ凸連接器50與任選的PTO適配器一起允許軸延伸部和PTO 應用的軸-軸連接。
另一任選方案是螺紋埠 (未示出)，所述螺紋埠從前面88向內 延伸到延伸部84中，從而螺栓(未示出)可以固定的方式被接收且軸向 緊固到DTFCVJ凸連接器50上，延伸部84從內接頭部分60軸向延伸。有利地，DTF CVJ凸連接器50與任選螺紋埠 一起允許內接頭部分60用螺 栓緊固到驅動單元(未示出)上。本領域技術人員將認識到，當選擇螺 紋埠任選方案時，在本發明的DTF CVJ凸連接器50上可以省去開口簧 環(未示出)。
儘管沒有討論DTF CVJ凸連接器50的材料、製造和處理，但合適
的選擇是本領域技術人員熟知的。
雖然作為示例提供了在內接頭部分的延伸部上具有花鍵的DTF
CVJ凸連接器的上述實施例，但是應當認識到，各種其它類型的直接或 凸連接器配置也可以與本發明的DTF CVJ凸連接器一起使用，例如而 不限於有鍵的齒部。
因而，本發明提供具有凸連接端的直接轉矩流等速接頭(DTF CVJ)。所述DTFCVJ具有凸延伸軸，所述凸延伸軸從內座圏軸向延伸， 所述凸延伸軸可提供到驅動單元(例如變速器、分動箱或軸)的直接連 接。所述DTF CVJ凸連接器允許在等速接頭的安裝位置方面的附加靈 活性，，且減少等速接頭所需密封件的數量。
乂義上述情況可以看出，給本領域帶來了新式和改進的DTF CVJ凸連
接器。儘管本發明已經結合一個或多個實施例進行了說明，但應該理解， 本發明不限於那些實施例。相反，本發明涵蓋可包括在所附權利要求的 精神和範圍內的所有可選方案、修改、和等效物。
10
權利要求
1.一種直接轉矩流等速接頭直接連接器，包括內接頭部分；軸；多個球形物；和外接頭部分，所述外接頭部分連接到所述軸上，且由所述多個球形物以快速旋轉的方式鉸接地緊固到所述內接頭部分上，其中，所述內接頭部分包括用於與驅動單元直接接合的延伸部。
2. 根據權利要求l所述的直接轉矩流等速接頭直接連接器，其中， 所述延伸部包括花鍵。
3. 根據權利要求l所述的直接轉矩流等速接頭直接連接器，其中， 所述延伸部包括有鍵的齒部。
4. 根據權利要求l所述的直接轉矩流等速接頭直接連接器，其中， 所述延伸部包括用於與驅動單元軸向固定的槽。
5. 根據權利要求4所述的直接轉矩流等速接頭直接連接器，還包括 連接到所述內接頭部分的所述槽上的開口簧環。
6. 根據權利要求l所述的直接轉矩流等速接頭直接連接器，其中， 所述內接頭部分包括座，從而驅動單元的密封件可以密封地連接到所述 座上。
7. 根據權利要求l所述的直接轉矩流等速接頭直接連接器，其中， 所述內接頭部分的所述延伸部具有前面，且還包括從所述前面向內延伸 到所述延伸部內的凹花4建，從而所述凹花4建允許軸-軸延伸。
8. 根據權利要求l所述的直接轉矩流等速接頭直接連接器，其中， 所述內接頭部分的所述延伸部具有前面，且還包括從所述前面向內延伸 到所述延伸部內的螺紋埠 ， ^v而所述螺紋埠適於接收用於緊固驅動 單元的螺栓。
9. 根據權利要求l所述的直接轉矩流等速接頭直接連接器，還包括 蓋，所述蓋密封地設置在所述軸和所述外接頭之間；保護套，所述保護 套密封地設置在所述內接頭部分和所述外接頭部分之間；和球形物保持 架，所述球形物保持架支撐所述多個球形物，其中，潤滑劑保持在所述 接頭內。
10. —種直接轉矩流等速接頭凸連接器，包括 內接頭部分；軸；多個球形物；球形物保持架，所述球形物保持架支撐所述多個球形物； 外接頭部分，所述外接頭部分連接到所述軸上，且由所述多個球形物以快速旋轉的方式鉸接地緊固到所述內接頭部分上，蓋，所述蓋密封地設置在所述軸和所述外接頭之間；和保護套，所述保護套密封地設置在所述內接頭部分和所述外接頭部分之間，其中，所述內接頭部分包括用於與驅動單元直接接合的延伸部；且潤滑劑在不與驅動單元接合的情況下密封在由所述內接頭部分、所 述外接頭部分、所述蓋和所述保護套所限定的腔內。
11. 根據權利要求10所述的直接轉矩流等速接頭凸連接器，其中， 所述延伸部包括花^t。
12. 根據權利要求10所述的直接轉矩流等速接頭凸連接器，其中， 所述延伸部包括用於與驅動單元軸向固定的槽。
13. 根據權利要求12所述的直接轉矩流等速接頭凸連接器，還包括 連接到所述內接頭部分的所述槽上的開口簧環。
14. 根據權利要求10所述的直接轉矩流等速接頭凸連接器，其中， 所述內接頭部分包括座，從而驅動單元的密封件可密封地連接到所述座 上。
15. 根據權利要求10所述的直接轉矩流等速接頭凸連接器，其中， 所述內接頭部分的所述延伸部具有前面，且還包括從所述前面向內延伸 到所述延伸部內的凹花4建，從而所述凹花鍵允許軸-軸延伸。
16. 根據權利要求10所述的直接轉矩流等速接頭凸連接器，其中， 所述內接頭部分的所述延伸部具有前面，且還包括/人所述前面向內延伸 到所述延伸部內的螺紋埠 ，從而所述螺紋埠適於接收用於緊固驅動 單元的螺栓。
17. —種直接轉矩流等速接頭凸花鍵連接件，包括 具有凹花鍵的驅動單元；和連接 所述驅動單元的所述凹花鍵上的DTF CVJ凸花鍵連接器，所述DTF CVJ凸花鍵連接器包括 內才妾頭部分； 軸；多個球形物；球形物保持架，所述球形物保持架支撐所述多個球形物； 外接頭部分，所述外接頭部分連接到所述軸上，且由所述多個球形 物以快速旋轉的方式鉸接地緊固到所述內接頭部分上，第一蓋，所述第一蓋密封地設置在所述軸和所述外接頭之間；和 第二膜，所述第二膜密封地設置在所述內接頭部分和所述外接頭部 分之間，其中，所述內接頭部分包括直接連接到所述驅動單元上的延伸 部，且潤滑劑從所述驅動單元獨立地密封在所述連接器內。
18. 根據權利要求17所述的直接轉矩流等速接頭凸花鍵連接件，還 包括開口簧環，所述開口簧環連接到所述內接頭部分的所述槽上，且軸向保持所述驅動單元。
19. 根據權利要求17所述的直接轉矩流等速接頭凸花鍵連接件，其 中，所述內接頭部分包括座和前面，其中，所述驅動單元的第一密封件 密封地連接到所述座上，而所述驅動單元的第二密封件密封地連接到所 述前面上，>^人而密封所述延伸部。
20. 根據權利要求17所述的直接轉矩流等速接頭凸花鍵連接件，還 包括螺栓，其中，所述內接頭部分的所述延伸部具有前面，且還包括從 所述前面向內延伸到所述延伸部內的螺紋埠，其中，所迷驅動單元由 所述螺栓可釋放地連接到所述DTF CVJ凸花鍵連接器上。
全文摘要
提供一種直接轉矩流等速接頭直接連接器(50)。所述直接轉矩流等速接頭直接連接器包括內接頭部分(60)、軸(54)、多個球形物(62)和外接頭部分(56)。所述外接頭部分連接到所述軸上，並由所述多個球形物以快速旋轉的方式鉸接地緊固到所述內接頭部分。所述內接頭部分包括用於與驅動單元直接接合的延伸部(84)。還提供一種直接轉矩流等速接頭連接件，所述直接轉矩流等速接頭連接件包括驅動單元，所述驅動單元連接到直接轉矩流等速接頭凸花鍵連接器。
文檔編號F16D3/223GK101542150SQ200680056473
公開日2009年9月23日 申請日期2006年11月30日 優先權日2006年11月30日
發明者H·沃爾姆斯-貝赫, S·哈恩 申請人:Gkn動力傳動系統北美有限公司