高角度恒速接頭和罩的制作方法
【專利摘要】一種高角度恒速接頭，具有：外接頭構(gòu)件，其由內(nèi)表面和外表面限定；內(nèi)接頭構(gòu)件，其具有外表面，其中，外接頭構(gòu)件的內(nèi)表面和內(nèi)接頭的外表面限定軌道，包括用于接頭接合的前軌道和后軌道；保持架，其安置于外接頭構(gòu)件與內(nèi)接頭構(gòu)件之間并且鄰近軌道定位；多個(gè)扭矩傳遞球，其布置于保持架內(nèi)并且接觸前軌道和后軌道中的至少一個(gè)；以及，高角度密封構(gòu)件，其固定到外接頭構(gòu)件的外表面上并且向外接頭構(gòu)件的內(nèi)表面提供流體屏障。
【專利說明】高角度恒速接頭和罩
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開大體而言涉及恒速接頭，并且更特定而言，涉及高角度高速恒速接頭和保護(hù)性高角度接頭罩。
【背景技術(shù)】
[0002]接合(articulation)接頭為在所有類型的汽車中常見的部件。接合接頭通常用于需要或希望傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的情況。換言之，接合接頭通過操作以在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間傳遞扭矩。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件通常由保持架(cage)或軛狀物互連，其允許以相對(duì)角度操作并且通常由罩蓋組件密封。接頭通常將軸連接到驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元特征性地具有用來接納接頭的輸出軸或輸入軸。驅(qū)動(dòng)單元可以是輪軸、分動(dòng)箱、變速器、功率輸出單元或其它扭矩傳遞裝置，所有這些都是汽車中常見的部件。
[0003]常見類型的接合接頭包括(但不限于)雙萬(wàn)向接頭、插入三叉式恒速(CV)接頭、固定三叉式CV接頭、插入式球CV接頭和固定球CV接頭。這些接頭可以用于多種不同的配置，包括四輪驅(qū)動(dòng)車輛、全輪驅(qū)動(dòng)車輛、前輪驅(qū)動(dòng)車輛或后輪驅(qū)動(dòng)車輛。單萬(wàn)向或雙萬(wàn)向接頭通常用于遇到超過8°的高動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)操作角的情況。雙萬(wàn)向接頭通常用于去除在使用單個(gè)萬(wàn)向接頭的高角度動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中見到的振動(dòng)和接頭約束。雙萬(wàn)向接頭配置使用背靠背聯(lián)結(jié)的兩個(gè)萬(wàn)向接頭，這抵消了可由于單個(gè)接頭引入的任何速度錯(cuò)誤并且類似于恒速接頭起作用。但是，萬(wàn)向接頭較重并且向動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)添加了更大重量。
[0004]恒速接頭通常根據(jù)其操作特征歸類。一個(gè)重要的操作特征與其所連接的兩個(gè)軸的相對(duì)角速度有關(guān)。在恒速接頭中，兩個(gè)軸的瞬時(shí)角速度總是相等，無論在兩個(gè)軸之間的相對(duì)角方位如何。在非恒速接頭中，兩個(gè)軸的瞬時(shí)角速度隨著角方位而改變(但公轉(zhuǎn)周轉(zhuǎn)(complete rotation)的平均角速度相等)。恒速接頭的另一重要操作特征為接頭能提供在兩個(gè)軸之間類似萬(wàn)向接頭的接合，同時(shí)排除了動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)并且節(jié)省了重量。
[0005]不同于萬(wàn)向接頭，所有這些恒速接頭當(dāng)用于驅(qū)動(dòng)構(gòu)件上時(shí)通常終身用油脂潤(rùn)滑并且由密封罩密封。因此，恒速接頭被密封以便保持油脂在接頭內(nèi)側(cè)，同時(shí)防止污染物和異物(諸如污垢和水)從接頭出來。需要對(duì)恒速接頭進(jìn)行密封保護(hù)，因?yàn)閮?nèi)腔室的污染可造成對(duì)接頭的內(nèi)部損壞和破壞，這增加了在罩上的熱和磨損，不可避免地導(dǎo)致提早的罩和油脂故障和整個(gè)接頭的故障。在高速恒速接頭中更高溫度的問題在更高角度也更加顯著。因此，由于更高角度造成的增加的溫度以及由于更高角度在罩上造成的增加的應(yīng)力可導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)恒速接頭的提早故障。
[0006]在典型的現(xiàn)有技術(shù)恒速接頭中，使用龐大并且較重的外座圈，具有球形內(nèi)表面并且在其中的表面上具有多個(gè)凹槽。接頭還包括內(nèi)座圈，具有球形外表面，其帶有形成于其中的引導(dǎo)凹槽。現(xiàn)有技術(shù)恒速接頭使用六個(gè)扭矩傳遞球，它們由保持架固持器布置于引導(dǎo)凹槽與恒速接頭的外座圈表面和內(nèi)座圈表面之間。球允許通過接頭發(fā)生預(yù)定的移位角，因此通過汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的軸傳遞恒速。標(biāo)準(zhǔn)固定高角度和高速恒速接頭對(duì)于在軸與罩之間的操作接合空隙具有限制，以及類似的組裝角度限制，而雙萬(wàn)向接頭較為龐大，由于無密封罩，需要更多維護(hù)，并且與真正的恒速接頭相比，通常低效。但是，使用恒速接頭需要彈性以及健壯的密封系統(tǒng)，其能處置高角度上下漂移以及傳動(dòng)軸(propshaft)所需的旋轉(zhuǎn)速度，旋轉(zhuǎn)速度通常在3500 RPM至8000 RPM之間。這些限制由于無密封罩而導(dǎo)致接頭提早故障并且在全懸掛顛簸接合期間在接頭與罩之間的接觸對(duì)密封罩造成損壞。
[0007]因此，在本領(lǐng)域中需要一種比典型萬(wàn)向接頭或標(biāo)準(zhǔn)恒速接頭更輕、更高效和更健壯的接頭。在本領(lǐng)域中還需要一種恒速接頭密封系統(tǒng)，其能在安裝期間具有更大接合，同時(shí)提供更大的操作接合并且在全懸掛顛簸接合期間抵抗罩和接頭損壞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]現(xiàn)參考附圖，詳細(xì)地示出了說明性實(shí)施例。盡管附圖示出了某些實(shí)施例，但附圖未必按照比例繪制，并且某些特征可被夸大、移除或部分地剖視以更好地說明和解釋本發(fā)明。另外，本文中所陳述的實(shí)施例為示例性的并且預(yù)期并非詳盡的或者以其它方式限制權(quán)利要求為附圖所示和以下詳細(xì)描述中所公開的精確形式和配置。
[0009]圖1為示例性動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的頂視圖；
圖2為示例性傳動(dòng)軸的視圖；
圖3為示例性高角度恒速接頭的截面圖；
圖4為示例性高角度恒速接頭和向外張開密封構(gòu)件的截面圖；
圖5為示例性高角度恒速接頭密封構(gòu)件的等距視圖；
圖6為示例性高角度恒速接頭密封構(gòu)件的截面圖；
圖7為示例性高角度恒速接頭向內(nèi)張開密封構(gòu)件的截面圖；
圖8為示出示例性高角度恒速接頭組件的截面圖，展示了以虛線示出、以15°運(yùn)行角和26°顛簸角的軸；
圖9為示出示例性高角度恒速接頭組件的截面圖，展示了以虛線示出、以15°運(yùn)行角和26°顛簸角的軸；
圖1OA為以15°運(yùn)行角接合的示例性高角度恒速接頭密封構(gòu)件的局部截面圖；
圖1OB為圖1OA的示例性高角度恒速接頭密封構(gòu)件的局部截面圖，其中密封構(gòu)件底部段被壓縮；
圖1OC為圖1OA的示例性高角度恒速接頭密封構(gòu)件的局部截面圖，其中密封構(gòu)件頂部段延伸；
圖1lA為以15°運(yùn)行角接合的示例性高角度恒速接頭向內(nèi)張開密封構(gòu)件的局部截面
圖；
圖1lB為圖1lA的示例性高角度恒速接頭向內(nèi)張開密封構(gòu)件的局部截面圖，其中密封構(gòu)件底部段被壓縮。
【具體實(shí)施方式】
[0010]參考附圖和圖1，示出了包括恒速接頭10的示例性動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)布置。某些恒速接頭10大體上被配置為高角度、高速、球型恒速接頭，以用于傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)軸上或者直接連接到驅(qū)動(dòng)單元。一般而言，高角度恒速接頭60的高角度可定義為恒速接頭以大約10°操作角操作。下文中所描述的示例性實(shí)施例的操作角在大約0°至30°的范圍，其中連續(xù)操作角范圍為大約12°至18°，顛簸角范圍為大約15°至30°，并且安裝角范圍大約為0°至35。。
[0011]用于車輛的典型動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括多個(gè)恒速接頭10，其中至少一個(gè)恒速接頭為高角度恒速接頭60。但應(yīng)當(dāng)指出的是，本文中所公開的恒速接頭可用于僅后輪驅(qū)動(dòng)的車輛，僅前輪驅(qū)動(dòng)的車輛，全輪驅(qū)動(dòng)車輛和四輪驅(qū)動(dòng)車輛。一般而言，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)連接到變速器和動(dòng)力輸出單元或者與至少一個(gè)差速器互連的分動(dòng)箱。前差速器可具有右手側(cè)軸和左手側(cè)軸，其中的每一個(gè)連接到車輪并且向輪遞送動(dòng)力。右手前側(cè)軸和左手前側(cè)軸的兩端都是恒速接頭。傳動(dòng)軸將前差速器和后差速器連接到分動(dòng)箱或動(dòng)力輸出單元。后差速器可包括右手后側(cè)軸和左手后側(cè)軸，其中的每一個(gè)止于在其一端的車輪。一般而言，恒速接頭位于連接到車輪和后差速器的側(cè)軸的兩端。傳動(dòng)軸通?？蔀槎嗉絺鲃?dòng)軸，其包括多個(gè)接頭，具體地高速恒速接頭。典型地，在傳動(dòng)軸上的接頭中的至少一個(gè)可以是高角度高速恒速接頭(HACVJ) 60。HACVJ 60通過驅(qū)動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞給車輪，甚至如果車輪或軸由于轉(zhuǎn)向、升高或降低車輛的懸架等而具有變化的角度的情況下。HACVJ 60允許在汽車日常行駛可見于這些車輛的半軸和傳動(dòng)軸上的多個(gè)角度而傳遞恒速。高角度移動(dòng)特征允許軸以大于10°的較大操作角和大于15°的全懸掛顛簸接合角來接合,而不會(huì)在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中的各種懸掛角變化期間損壞恒速接頭組件。
[0012]圖1示出了車輛(未圖示)的示例性動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)20。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)20可包括發(fā)動(dòng)機(jī)22，發(fā)動(dòng)機(jī)22可連接到變速器24和分動(dòng)箱，也被稱作動(dòng)力輸出單元26。前差速器32可具有右手前側(cè)軸34和左手前側(cè)軸36，其中的每一個(gè)可連接到車輪38并且可向那些車輪38遞送動(dòng)力。動(dòng)力輸出單元26可具有主傳動(dòng)軸40和從其延伸的前輪傳動(dòng)軸42。前輪傳動(dòng)軸42可將前差速器32連接到動(dòng)力輸出單元26用于傳遞扭矩。傳動(dòng)軸40可連接動(dòng)力輸出單元26以向后差速器44傳遞旋轉(zhuǎn)扭矩。后差速器44可包括后右手側(cè)軸46和后左手側(cè)軸48，其中的每一個(gè)止于在其一端的車輪38。
[0013]圖2示出了示例性傳動(dòng)軸40，其具有分別附連到第一端54和第二端56的兩個(gè)高角度恒速接頭60。傳動(dòng)軸40可包括前傳動(dòng)軸部分50和后傳動(dòng)軸部分52，并且可被構(gòu)造為多種配置中的任一種配置，諸如(但不限于)單件式軸、兩件式軸、兩件伸縮式軸、三件式軸或任何其它已知的軸配置。在圖1中示出的前傳動(dòng)軸42可具有與傳動(dòng)軸40類似的構(gòu)造并且并不限于一個(gè)特定配置。但是，取決于具體應(yīng)用，在圖1中示出，由于在動(dòng)力輸出單元26與前差速器32之間的較短的軸向長(zhǎng)度，前傳動(dòng)軸42可以具有比傳動(dòng)軸40更小的軸向長(zhǎng)度。傳動(dòng)軸40、42可由多種扭矩傳遞材料構(gòu)成，諸如(但不限于)鋁和復(fù)合物(碳纖維或已知的碳金屬基質(zhì)材料)。
[0014]圖3至圖13B示出了高角度恒速接頭(HACVJ) 60的示例性布置。在圖3、圖4、圖8和圖9中大體上示出了 HACVJ 60。圖3為示例性HACVJ 60的截面圖，其包括大體上具有周向成形腔64的外座圈62。腔64由外座圈內(nèi)表面66和外表面68限定。但是，外座圈62周向成形腔64可替代地呈穿過其延伸的內(nèi)孔或孔口 71的形狀。這個(gè)內(nèi)孔或孔口 64可向外座圈62提供環(huán)狀形狀或外觀。當(dāng)使用環(huán)狀形狀時(shí)，需要額外密封帽72來密封腔以保持潤(rùn)滑劑。
[0015]內(nèi)座圈80定位于周向成形的腔64內(nèi)。內(nèi)座圈80包括外表面82和內(nèi)表面84。內(nèi)座圈外表面82包括多個(gè)凹陷或軌道86，凹陷或軌道86對(duì)應(yīng)于在外座圈62的內(nèi)表面66中定位的多個(gè)凹陷或軌道88。當(dāng)內(nèi)座圈80與外座圈62定位在一起時(shí)，軌道86、88形成通道，用來接納保持于保持架94內(nèi)的多個(gè)扭矩傳遞球96。軌道86、88可以是相配軌道(countertrack)，其中，第一通道組可朝向孔口 71敞開并且第二通道組可以背向孔口 71敞開。第一組通道可等距間隔開，其中每隔一個(gè)通道為第一通道或前軌道，其中另一通道為第二通道或后軌道。外座圈62的旋轉(zhuǎn)將以相同或恒定速度旋轉(zhuǎn)內(nèi)座圈80，從而允許以直線方式或者以多達(dá)預(yù)定固定角的角度恒速流過接頭60 (參看圖8和圖9)。保持架94具有用于接納球96的空隙并且定位于內(nèi)座圈80與外座圈62之間。
[0016]此外，軌道86、88可包括第一前軌道和第二后軌道。前軌道可延伸大約18.5mm至大約22.5mm的長(zhǎng)度范圍并且具有大約16°至大約19.5°的前軌道包角比范圍，其中前軌道長(zhǎng)度和前包角比相對(duì)于先前設(shè)計(jì)增加大約19.8%。后軌道可延伸大約30m至大約34m的長(zhǎng)度范圍并且具有在大約30°至大約34°的近似后軌道包角比范圍，其中相對(duì)于先前的設(shè)計(jì)，后軌道長(zhǎng)度比增加6.8%，并且相對(duì)于先前設(shè)計(jì)，后包角比增加大約6.5%。包角可以是其中扭矩傳遞球96由相關(guān)聯(lián)的通道包圍的角范圍。前軌道長(zhǎng)度和后軌道長(zhǎng)度以及前軌道包角比和后軌道包角比提供允許扭矩傳遞球96在相反方向旋轉(zhuǎn)并且延伸或者旋轉(zhuǎn)地行進(jìn)的路徑，同時(shí)通過上文所描述的包角比提供適當(dāng)強(qiáng)度和支承。這種旋轉(zhuǎn)行進(jìn)在扭矩傳遞球96在軌道86、88內(nèi)滾動(dòng)時(shí)允許HACVJ 60內(nèi)座圈80相對(duì)于外座圈62接合和移動(dòng)。該滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)根據(jù)由軌道86、88的關(guān)系所提供的空隙，其有助于防止球滑動(dòng)并且排除了當(dāng)球不滾動(dòng)時(shí)的任何增加的摩擦。軌道長(zhǎng)度和軌道包角比提供允許HACVJ 60以這樣的高角度接合而不使接頭受約束或者允許球在周向成形的腔64外側(cè)延伸而不導(dǎo)致HACVJ 60故障的基礎(chǔ)。
[0017]如圖所示，內(nèi)表面84可限定用來接納軸92的大體上圓柱形貫通孔口 90。但是，取決于具體應(yīng)用，內(nèi)座圈80也可形成有一體式軸92。軸92將HACVJ 60連接到傳動(dòng)軸40、42、差速器32、44或者動(dòng)力輸出單元26中的至少一個(gè)。外座圈62和內(nèi)座圈80通常由鋼材料制成；但應(yīng)當(dāng)指出的是，任何其它類型的金屬材料、硬陶瓷、塑料、聚合物或復(fù)合材料等也可用于外座圈62和內(nèi)座圈80。需要材料能耐受HACVJ 60的高速度、溫度和接觸壓力。如圖所示，外座圈62通常延伸到安裝凸緣70內(nèi)。此外，周向成形的腔64也可包括密封帽72，密封帽72可用來最小化腔64內(nèi)可用的開放空間量。最小化空間可幫助減小HACVJ所需的潤(rùn)滑劑體積。
[0018]取決于具體應(yīng)用，外座圈62可包括將HACVJ 60固定到傳動(dòng)軸40、42或其它扭矩傳遞構(gòu)件上的多種安裝選項(xiàng)。安裝選項(xiàng)可包括機(jī)械固定元件，諸如(但不限于)焊接、栓接、花鍵、插上、插入、管安裝、配對(duì)凸緣、熔合、化學(xué)結(jié)合、聚合物或整合到HACVJ 60內(nèi)的其它已知安裝技術(shù)。因此，外座圈62的端部形狀可取決于所需的機(jī)械固定類型。如圖所示，HACVJ 60包括用來將HACVJ 60固結(jié)到動(dòng)力傳動(dòng)系20的部件中的一個(gè)上的安裝凸緣70。為了便于機(jī)械固定，當(dāng)使用凸緣時(shí)包括使用多個(gè)安裝孔76，安裝孔76可以定位于安裝凸緣70周圍并且延伸穿過安裝凸緣70的外圍以接納螺栓(未圖示)。安裝孔76可彼此等距布置并且可根據(jù)具體應(yīng)用和凸緣70所安裝的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)20部件來組織。
[0019]在HACVJ 60的外表面68上，可定位至少一個(gè)周向通道74。通道74可提供用來連結(jié)密封構(gòu)件120的第一構(gòu)件122的表面，如在下文中更詳細(xì)地討論。如圖所示，HACVJ 60包括圍繞外表面68在周向延伸以連結(jié)第一構(gòu)件122的兩個(gè)通道74。此外，通道74可圍繞外表面68的整個(gè)外圍延伸并且允許放置密封O形環(huán)(未圖示)以將潤(rùn)滑劑密封于密封構(gòu)件120內(nèi)來形成流體屏障。
[0020]如上文所討論的那樣，密封構(gòu)件120可在通道74處固結(jié)到HACVJ 60上。密封構(gòu)件120包括第一構(gòu)件122和固定到第一構(gòu)件122上的第二大致柔性構(gòu)件142。第一構(gòu)件122可為柔性的或剛性的中的至少一種性質(zhì)，取決于具體應(yīng)用。如圖所示，第一構(gòu)件122由大體上剛性材料形成，諸如(但不限于)鋼、鋁、聚合物、復(fù)合物或復(fù)合金屬基質(zhì)材料。柔性構(gòu)件142通常為柔韌材料以允許柔性材料膨脹和收縮。第一構(gòu)件122可形成為連續(xù)臺(tái)階狀環(huán)，取決于具體應(yīng)用。
[0021]具體而言,在一個(gè)不例性布置中，第一構(gòu)件122具有內(nèi)表面134和外表面136。內(nèi)表面134可直接接觸HACVJ 60而外表面136可以直接接觸環(huán)境。第一構(gòu)件122被構(gòu)造為具有可以遵循HACVJ 60的外表面68的外輪廓的接觸表面。但是，第一構(gòu)件122的形狀取決于密封構(gòu)件120所用于的接頭。第一構(gòu)件122的輪廓可具有比外表面68略微更小的直徑以用于壓配。此外，唇緣(未圖示)可圍繞第一構(gòu)件122成型以連結(jié)通道74，使得第一構(gòu)件122可移除地直接附連到HACVJ 60。如在圖4和圖5中示出，第一構(gòu)件122可包括平行于HACVJ 60的外表面68延伸的第一部段表面124。第一構(gòu)件122可延伸到第二部段表面126，第二部段表面126遵循并且直接接觸HACVJ 60的外表面68前面69。應(yīng)了解第二部段表面126在前面69上方預(yù)定距離延伸，預(yù)定距離允許表面126用作限位擋塊。限位擋塊可防止扭矩傳遞球96過度接合并且將球保持在HACVJ 60內(nèi)。
[0022]如在一個(gè)示例性布置中所示，第一構(gòu)件122延伸到大體上向內(nèi)成角度的部段128并且止于大體上向外張開的部段130，在大體上向外張開的部段130，第一構(gòu)件122連接到柔性構(gòu)件142。第一構(gòu)件122可使用任何已知的用來將橡膠、復(fù)合物或其它已知柔性材料粘附到剛性、半剛性或柔性物體的工藝來物理地和/或化學(xué)地結(jié)合到柔性構(gòu)件142。一般而言，柔性構(gòu)件142可在生產(chǎn)柔性構(gòu)件142期間直接模制到第一構(gòu)件122上。但是，在某些應(yīng)用中，第一構(gòu)件122和柔性構(gòu)件142可由連續(xù)件制成。
[0023]柔性構(gòu)件142可以是內(nèi)滾動(dòng)隔膜(IRD)構(gòu)件，其可被成形為凹弧形的形式。但是，可使用在圖6和圖7中示出的其它類型柔性構(gòu)件242、342，取決于具體應(yīng)用，其將在下文中更詳細(xì)地描述。柔性構(gòu)件142包括第一端144，延伸到弧形凹部150的向下延伸的過渡部146和最終止于第二端154處的第二過渡部152。在一示例性布置中，第一端144可在聯(lián)接區(qū)域148處直接結(jié)合到第一構(gòu)件122，如先前所討論的那樣，而第二端154可固定到軸92。通常，第一端144和凹部150可具有均勻厚度，而第二過渡部152和第二端154可具有變化的厚度。但是，如圖所示，在第二過渡部152和第二端154處變化的厚度提供用來形成密封部分158的大致剛性區(qū)域156。密封部158的剛性區(qū)域156用來將柔性構(gòu)件142密封和固定到軸92上。通常，條帶或夾具(未圖示)用來將柔性構(gòu)件142緊固到軸92上。條帶可為薄金屬或塑料/復(fù)合帶，其圍繞柔性構(gòu)件142延伸并且被緊固以形成在柔性構(gòu)件142與軸92之間的密封或流體屏障以防止碎屑進(jìn)入HACVJ 60和防止?jié)櫥瑒腍ACVJ 60出來。
[0024]如上文所討論的那樣，第一構(gòu)件122和柔性構(gòu)件142可具有不同的配置，取決于與密封構(gòu)件120配合的接頭。圖6和圖7示出了可用于HACVJ 60的額外示例性實(shí)施例。具體而言，圖6示出了密封構(gòu)件220的一個(gè)示例性布置，其包括第一構(gòu)件222和在聯(lián)接區(qū)域248模制到第一構(gòu)件222上的大致柔性構(gòu)件242。第一構(gòu)件222可由大體上剛性材料形成，諸如(但不限于)鋼、鋁、聚合物、復(fù)合或復(fù)合金屬基質(zhì)材料。柔性構(gòu)件242大體上為柔韌材料以允許柔性構(gòu)件的膨脹和收縮。第一構(gòu)件222可形成為連續(xù)臺(tái)階狀環(huán)。
[0025]如圖6中所示的第一構(gòu)件222大致為剛性的并且具有內(nèi)表面234和外表面236。內(nèi)表面234可直接接觸HACVJ 60,而外表面236可直接接觸環(huán)境。第一構(gòu)件222可被構(gòu)造為具有可與HACVJ 60上的外表面68的外輪廓相符的內(nèi)接觸表面234。但是，如先前所討論的那樣，第一構(gòu)件222的形狀取決于密封構(gòu)件120所用于的接頭。
[0026]如圖6所不,第一構(gòu)件222可包括平行于外表面68延伸的第一部段表面224。第一構(gòu)件222可延伸到第二表面226，第二表面226遵循HACVJ 60的外表面68前面輪廓69。第一構(gòu)件222大體上縱向延伸到第二部段228并且止于向外張開部段230處，在向外張開部段230處，第一構(gòu)件222與柔性構(gòu)件242連接并且形成聯(lián)接區(qū)域248。第一構(gòu)件222可與柔性構(gòu)件242聯(lián)接，通過使用粘附橡膠、復(fù)合物的任何已知工藝或其它已知的結(jié)合工藝將構(gòu)件222、242物理地和/或化學(xué)地結(jié)合在一起。構(gòu)件222、242也可使用任何已知的機(jī)械緊固件而聯(lián)接在一起，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，柔性構(gòu)件242在生產(chǎn)柔性構(gòu)件242期間直接模制到第一構(gòu)件222。僅以舉例說明的方式，如果模制工藝用于將兩個(gè)單獨(dú)構(gòu)件222、242聯(lián)接在一起，則第一構(gòu)件222通常首先產(chǎn)生，并且聚合物、活化元件、復(fù)合物、活化催化劑或粘合齊IJ(未圖示)施加到第一構(gòu)件222的聯(lián)接區(qū)域248并且放置到模具內(nèi)，然后柔性構(gòu)件242圍繞第一構(gòu)件222模制并且在聯(lián)接區(qū)域248融合到第一構(gòu)件222。模制工藝通?？杀环Q作包覆模制工藝，其中，至少一個(gè)先前的模制部件插入于模具內(nèi)并且新塑料層圍繞現(xiàn)有部件形成。工藝通常利用高熱和壓力來激活在聚合物、活化元件和復(fù)合物活化催化劑或粘合劑之間的化學(xué)反應(yīng)，將第一柔性構(gòu)件和大致柔性構(gòu)件融合在一起以形成密封構(gòu)件220的示例性布置。
[0027]類似于先前所討論的柔性構(gòu)件142，柔性構(gòu)件242可以是內(nèi)滾動(dòng)隔膜(IRD)構(gòu)件，其可被成形為凹弧形式。柔性構(gòu)件242包括第一端244、延伸到弧形凹部250的向下延伸的過渡部246和最終止于第二端254的第二過渡部252。第一端244可在聯(lián)接區(qū)域248直接結(jié)合到第一構(gòu)件222，如先前所討論的那樣，而第二端254可固定到軸92上。通常，第一端244和凹部250可具有均勻厚度，而第二過渡部252和第二端254可具有變化的厚度。但是，如圖所示，在第二過渡部252和第二端254處變化的厚度提供用來形成密封部258的大致剛性區(qū)域256。密封部258的剛性區(qū)域256用來將柔性構(gòu)件242密封和固定到軸92。
[0028]轉(zhuǎn)至圖7，示出了密封構(gòu)件320，其包括第一構(gòu)件322和在聯(lián)接區(qū)域348模制到第一構(gòu)件322的大致柔性構(gòu)件342。如圖所示，第一構(gòu)件322是大致剛性的并且構(gòu)件322和342由兩個(gè)單獨(dú)元件構(gòu)成。第一構(gòu)件322可由大體上剛性材料形成，諸如(但不限于)鋼、鋁、聚合物、復(fù)合物或復(fù)合金屬基質(zhì)材料。柔性構(gòu)件342為大體上柔韌構(gòu)件，其允許柔性構(gòu)件342膨脹和收縮。第一構(gòu)件322可形成為連續(xù)臺(tái)階狀環(huán)，根據(jù)需要而定。
[0029]如圖7所示的第一構(gòu)件322具有內(nèi)表面334和外表面336。內(nèi)表面334可直接接觸HACVJ 60，而外表面336可直接接觸環(huán)境。第一構(gòu)件322可被構(gòu)造為具有與HACVJ 60的外表面68的外輪廓相符的內(nèi)接觸表面334。但是如先前所討論地那樣，第一構(gòu)件322的形狀取決于密封構(gòu)件320所用于的接頭。
[0030]如圖7所不,第一構(gòu)件322可包括平行于HACVJ 60的外表面68延伸的第一表面324。第一構(gòu)件322可以成直角在縱向延伸，其延伸到第二表面326，第二表面326大體上垂直于第一表面324 (其平行于前面69延伸)并且也繼續(xù)遵循HACVJ 60的外表面68輪廓。第一構(gòu)件322過渡到并且止于向內(nèi)張開延伸部328，在向內(nèi)張開延伸部328，第一構(gòu)件322與柔性構(gòu)件342連接并且形成聯(lián)接區(qū)域348?？墒褂脤⑾鹉z、復(fù)合物或其它已知柔性材料粘附到剛性物體的任何已知的工藝來將剛性構(gòu)件322物理地和/或化學(xué)地結(jié)合到柔性構(gòu)件342。一般而言，柔性構(gòu)件342在生產(chǎn)柔性構(gòu)件342期間直接模制到剛性構(gòu)件322。此外，剛性構(gòu)件322可包括角度擋塊330。角度擋塊330將阻止扭矩傳遞球過度接合及可能破壞柔性構(gòu)件332。角度擋塊330也可用于上文所公開的示例性實(shí)施例中的任何實(shí)施例，并且僅以舉例說明的方式，在圖7中示出在第二表面326與向內(nèi)張開的延伸部328之間的過渡處。
[0031]如圖所示，柔性構(gòu)件342大體上為“S”形并且包括第一端344、延伸到弧形凸部350的向上延伸的第一過渡部346、延伸到弧形凹部354的向下延伸的第二過渡部352以及最終止于鄰近軸92處的第二端358的向上延伸的第三過渡部356。第一端344可在聯(lián)接區(qū)域348直接結(jié)合到剛性構(gòu)件322，如先前所討論的那樣，而第二端358可固定到軸92。一般而言，第一端344、第一過渡部346、弧形凸部350、第二過渡部352和弧形凹部354可具有均勻厚度，而第三過渡部356和第二端358可具有變化的厚度。但是，如圖所示，在第三過渡部356和第二端358的變化厚度提供用來形成密封部362的大致剛性區(qū)域360。密封部362的剛性區(qū)域360用來將柔性構(gòu)件342密封和固定到軸92上。在圖6和圖7中示出的示例性密封構(gòu)件220和320都利用與先前關(guān)于密封構(gòu)件120所討論的相同類型的擋塊或夾具。
[0032]轉(zhuǎn)到圖8至圖11B，示出示例性HACVJ 60和密封構(gòu)件120和320聯(lián)結(jié)在一起以在接合期間形成HACVJ 60組件。具體而言，附圖示出了使用密封構(gòu)件120、320，其中軸92處于0°。在操作中，HACVJ 60組件可在0°至大約30°的范圍接合和旋轉(zhuǎn)。如在圖8和圖9中以虛線示出，軸92B定位于連續(xù)15°向下角度，其中軸92C被示出具有26°延伸顛簸角，在操作中，軸能接合并且以規(guī)定范圍旋轉(zhuǎn)，而不會(huì)對(duì)柔性構(gòu)件142、342造成損壞。圖示清楚地展示了圍繞軸92、92B、92C的空隙，而不受到密封構(gòu)件120、320干擾。此外，當(dāng)密封構(gòu)件120、220和320安裝于HACVJ 60上時(shí)，在弧形凹部142、242、354的頂點(diǎn)與保持架94、扭矩傳遞球96和內(nèi)座圈80中的至少一個(gè)之間存在最小空隙160。一般而言，空隙160可在大約Imm至3mm的范圍，以大約1.95mm為目標(biāo)，取決于具體應(yīng)用?？障?60可以是密封構(gòu)件120、220和320直接鄰近保持架94離軸52的第二端56以大約65mm距離或者離軸52的第二端56以69mm放置的結(jié)果。
[0033]此外，在圖1OA至圖1lB中，示例性柔性構(gòu)件142、342被示出以15°向下角度接合。如圖所示，在操作期間，在接合變化時(shí)，柔性構(gòu)件142、342膨脹和收縮。具體而言，當(dāng)軸92B向下成角度時(shí)，柔性構(gòu)件142、342在軸(在圖1OB和圖1lB中示出)下方的區(qū)域壓縮并且在軸上方的區(qū)域延伸或伸展(在圖1OC中示出)。柔性構(gòu)件142、242和342的彈性足以持續(xù)HACVJ 60的整個(gè)壽命而不會(huì)變得提早疲勞或損壞。
[0034]給出前文的描述只是為了說明和描述本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。其預(yù)期并非窮盡的或者限制本發(fā)明為所公開的任何精確形式。本領(lǐng)域中技術(shù)人員應(yīng)了解可做出各種變化并且等效物可代替其元件，而不偏離本發(fā)明的范圍。此外，可做出許多修改以使特定情形或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)內(nèi)容而不偏離基本范圍。因此，預(yù)期本發(fā)明并不限于公開為所設(shè)想到的用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳實(shí)施方式的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括在權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。本發(fā)明可以以并非具體地解釋和示出的方式之外的方式實(shí)踐，而不偏離本發(fā)明的精神或范圍。本發(fā)明的范圍僅受所附權(quán)利要求限制。
【權(quán)利要求】
1.一種恒速接頭，包括: 外接頭構(gòu)件，其由內(nèi)表面和外表面限定； 內(nèi)接頭構(gòu)件，其具有外表面，其中，所述外接頭構(gòu)件的內(nèi)表面和所述內(nèi)接頭的外表面限定前軌道和后軌道中的至少一個(gè)，用于接頭在大約10°至30°的范圍接合，其具有大約0°至30°的連續(xù)操作角范圍，大約15°至30°的顛簸角范圍，和大約0°至35°的安裝角范圍； 保持架，其由內(nèi)表面和外表面限定，所述保持架安置于所述外接頭構(gòu)件與所述內(nèi)接頭構(gòu)件之間并且鄰近所述前軌道和所述后軌道中的至少一個(gè)定位； 多個(gè)扭矩傳遞球，其布置于所述保持架內(nèi)并且接觸所述前軌道和所述后軌道中的至少一個(gè)；以及 高角度張開密封構(gòu)件，其固定到所述外接頭構(gòu)件的外表面上并且向所述外接頭構(gòu)件的內(nèi)表面提供流體屏障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其特征在于，還包括下列中的至少一個(gè):大約18.5mm至22.5mm的前軌道長(zhǎng)度，大約16°至19.5°的前軌道包角，大約30mm至34mm的后軌道長(zhǎng)度，和大約30°至34°的后軌道包角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其特征在于，所述接合包括大約15°的操作角以及大約26°的安裝角和全懸掛顛簸接合角中的至少一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其特征在于，所述密封構(gòu)件包括角度擋塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其特征在于，所述密封構(gòu)件包括剛性構(gòu)件和融合到所述剛性構(gòu)件上的柔性構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接頭，其特征在于，所述內(nèi)接頭構(gòu)件包括軸，所述軸具有直接接觸所述內(nèi)接頭構(gòu)件的第一端和與所述密封構(gòu)件直接相鄰的第二端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接頭，其特征在于，所述剛性構(gòu)件包括:第一密封部，所述第一密封部通過壓制到、粘附到和滑動(dòng)到所述外接頭構(gòu)件中的至少一種；粘附到所述柔性密封構(gòu)件上的第二密封部，且其中，在所述第一密封部與所述第二密封部處的連接中的至少一個(gè)為不透流體的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接頭，其特征在于，所述剛性構(gòu)件的張開外部向外延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接頭，其特征在于，所述柔性密封構(gòu)件融合到所述剛性構(gòu)件的張開外部上。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接頭，其特征在于，所述剛性構(gòu)件包括角度擋塊，并且其中，所述角度擋塊防止所述扭矩傳遞球過度接合。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接頭，其特征在于，所述張開外部為向內(nèi)延伸的張開和向外延伸的張開中的至少一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接頭，其特征在于，所述密封構(gòu)件定位成與所述保持架直接相鄰并且為離所述軸的第二 端大約65mm和大約69mm中的至少一種情況，且離所述保持架、所述扭矩傳遞球和所述內(nèi)座圈中的至少一個(gè)大約1.95_。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接頭，其特征在于，所述密封構(gòu)件被定位成與所述保持架直接相鄰并且離所述保持架、所述扭矩傳遞球和所述內(nèi)座圈中的至少一個(gè)大約1.5mm至大約2.0mm。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接頭，其特征在于，所述剛性構(gòu)件向內(nèi)成角度和向外成角度，其中，所述柔性構(gòu)件直接附連到所述向內(nèi)成角度和所述向外的過渡點(diǎn)，并且還直接附連到所述向外成角度的部分。
15.一種恒速接頭，包括: 外座圈，其由內(nèi)表面和外表面限定，其中，所述內(nèi)表面限定由多個(gè)相配軌道限定的腔，其中，所述相配軌道在前軌道與后軌道之間交替； 內(nèi)座圈，其具有位于中央的軸，其中，所述內(nèi)座圈安置于所述外座圈的腔內(nèi)，所述內(nèi)座圈由外表面限定；以及 其中，所述內(nèi)座圈外表面還包括對(duì)應(yīng)于所述外座圈腔相配軌道的多個(gè)相配軌道； 保持架，其安置于所述內(nèi)座圈和所述外座圈之間，其中，所述保持架包括用于多個(gè)扭矩傳遞球的接合空隙；并且其中，所述多個(gè)球布置于所述保持架內(nèi)并且接觸所述內(nèi)座圈和所述外座圈中至少一個(gè)的前軌道和后軌道中的至少一個(gè)；以及 高角度張開密封構(gòu)件，其中，凸緣以從所述軸向外或者朝所述軸向內(nèi)中的至少一種延伸， 其中，在所述軌道之間的相互作用提供具有大約0°至35°的連續(xù)操作角范圍、大約26°的顛簸角和大約0°至35°的安裝角范圍的接合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15 所述的恒速接頭，其特征在于，所述密封構(gòu)件包括剛性構(gòu)件和柔性構(gòu)件，且其中，所述密封構(gòu)件密封地固定到所述外座圈外表面和所述內(nèi)座圈軸中的至少一個(gè)上。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的恒速接頭，其特征在于，還包括:在所述內(nèi)座圈與所述密封構(gòu)件之間的流體間隙。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的恒速接頭，其特征在于，所述密封構(gòu)件的至少一部分定位成與所述保持架直接相鄰并且為離所述軸的第二端大約65mm和大約69mm中的至少一種，且離所述保持架、所述扭矩傳遞球和所述內(nèi)座圈中的至少一個(gè)大約1.95mm。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的恒速接頭，其特征在于，所述密封構(gòu)件的至少一部分定位成與所述保持架直接相鄰并且離所述保持架、所述扭矩傳遞球和所述內(nèi)座圈中的至少一個(gè)大約1.5mm至大約2.0mm。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的恒速接頭，其特征在于，所述柔性構(gòu)件接合包括大約15°的運(yùn)行角和大約26°的全懸掛顛簸接合角和安裝角中的至少一個(gè)。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的恒速接頭，其特征在于，所述剛性構(gòu)件包括角度擋塊，并且其中，所述角度擋塊防止所述扭矩傳遞球過度接合。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的恒速接頭，其特征在于，所述剛性構(gòu)件為下列中的至少一種:向外成角度，向內(nèi)成角度，和既向內(nèi)成角度也向外成角度，其中，所述柔性構(gòu)件直接附連到所述向內(nèi)成角度和所述向外的過渡點(diǎn)并且還直接附連到所述向外成角度的部分。
【文檔編號(hào)】F16D3/00GK103814227SQ201180073649
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月23日
【發(fā)明者】R.L.卡塞爾, M.J.米勒, S.小德安杰羅, H.沃姆斯貝赫爾 申請(qǐng)人:Gkn 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)北美有限公司