CN103797260A - 外滚动隔膜包覆模制高速恒速接头罩 - Google Patents

外滚动隔膜包覆模制高速恒速接头罩 Download PDF

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Abstract

一种恒速接头罩组件包括：罩壳，其具有轴向延伸的主圆柱体；径向延伸的过渡部分；轴向延伸并且大体上圆柱形的安装部分。径向延伸的过渡部分与轴向延伸的主圆柱体和大体上圆柱形安装部分相交。柔性罩构件可在联接区域附连到圆柱体、过渡部分和安装部分中的至少两个的内表面上。

Description

外滚动隔膜包覆模制高速恒速接头罩
技术领域
本公开大体而言涉及恒速接头，并且更特定而言，涉及高速恒速接头和外滚动隔膜罩盖组件。
背景技术
恒速接头和类似旋转联接件操作以在两个旋转构件之间传递扭矩。恒速接头通常包括用来与一个旋转构件接合的内接头构件，用来与另一旋转构件接合的外接头构件以及用来在操作期间封闭和保护定位于外构件内的旋转组件的罩盖组件或油脂盖。由于罩盖组件部分地为柔性的，罩盖组件能围绕旋转构件中的一个密封，同时允许在两个旋转构件之间的联结(articulation)和相对轴向移动。罩盖组件提供屏障以将油脂固持在接头的内腔中，以便减少摩擦并且延长接头的寿命。罩盖组件帮助密封隔离污垢、水和其它污染物以保护接头的功能。
恒速接头需要持续润滑（油脂）以保持在它们所用于的环境中操作。通常，这样的接头使用密封的系统来容纳油脂，其主要部件是罩盖组件，罩盖组件包括罩和相关联的安装壳。罩呈现多种类型。一些示例包括盘绕的内滚动隔膜(IRD)和外滚动隔膜(ERD)。特别地关于IRD和ERD罩，当前的行业标准是将隔膜罩压接到安装壳上，并且然后将安装壳装配到接头上。安装壳和罩可仅在顶部硬化(vulcanized)在一起或压接在一起，这允许在接头旋转期间处于来自离心力的压力下的油脂被推到罩侧部与安装壳之间（吹出）。
但是，恒速接头的重要特征是接头能允许在两个轴杆之间相对轴向移动同时维持相对于外部环境的密封。通常，恒速接头包括密封凹槽，密封凹槽围绕外构件的外表面在周向延伸。这种凹槽通常机械加工或切入到外接头构件内，造成额外的人力、成本和时间。凹槽提供通道用来将O形环型密封件接纳和定位在恒速接头的罩组件、罩环管和外构件之间的连接点。密封件用来帮助防止与压力积聚相关联的吹出现象。
此外，离心力和与恒速接头组件的内部部件相关联的摩擦导致柔性罩盖因来自热和高速操作形成的压力而膨胀或鼓胀(ballooning)。润滑剂负载、由于恒速接头联结造成的润滑剂的泵送作用、温度、速度、来自油脂的气体挥发物释放和柔性罩的形状可能会影响到柔性罩盖变形。柔性构件的恒定膨胀和收缩导致柔性罩和最终恒速接头的疲劳、磨损和最终损毁。通常，设置通风口来缓解任何压力并且最小化或排除柔性罩膨胀。但是，这种通风口也允许污垢、水和其它碎屑进入恒速接头。具体而言，使恒速接头通风可导致润滑剂泄漏或流失，以及污染物渗透到接头内，缩短其总寿命。
因此，需要一种恒速接头和罩盖组件，其排除了对于绕外构件的外表面安置的单独密封件的需要。此外，需要一种恒速接头和罩盖组件，其构造成排除了对于柔性罩通风口的需要。
发明内容
本申请公开了一种恒速接头罩组件。一种恒速接头罩组件可包括：罩壳(boot-can)，其具有轴向延伸的主圆柱体；径向延伸的过渡部分；轴向延伸并且大体上圆柱形的安装部分。径向延伸的过渡部分可与轴向延伸的主圆柱体和大体上圆柱形安装部分相交。柔性罩构件可在用于相关联的恒速接头(CVJ)的联接区域附连到圆柱体、过渡部分和安装部分中的至少两个的内表面上。本申请可适用于很多种CVJ，包括（但不限于）插入型（plunging）、三脚架型、固连型和高速型。罩可通过任何已知的过程诸如（但不限于）包覆模制、粘附和结合而固结到罩环管的至少两个内表面。具体而言，柔性罩可固结到第一接头连接端，使得罩在CVJ的端表面与罩壳的第一端之间形成密封。通过将柔性罩定位于罩壳与CVJ之间，排除了对于外部定位的密封件的需要。
附图说明
现参考附图，详细地示出了优选说明性实施例。尽管附图表示某些实施例，但附图未必按照比例绘制并且某些特征可被夸大、移除或部分地剖视以更好地示出并且解释本公开。另外，本文中所陈述的实施例预期并非详尽的或者以其它方式将权利要求限制或约束为附图中示出并且在以下详细描述中公开的精确形式和构造：
图1示出了示例性恒速接头组件和附连的柔性罩组件的侧视截面图；
图2A示出了示例性柔性罩组件的侧视截面图；
图2B示出了示例性柔性罩和罩壳联接区域的圆圈区域2B的放大视图；
图3为具有在“刚模制”位置的柔性罩组件的示例性柔性罩组件的等距视图；
图4示出了具有柔性罩并且还包括处于适当位置的隔膜的示例性柔性罩组件的等距视图；
图5示出了示例性柔性罩组件的等距截面图，其中柔性罩隔膜处于适当位置；以及
图6示出了示例性恒速接头组件和附连的柔性罩组件的等距局部截面图。
具体实施方式
图1示出合并罩组件112的示例性布置的示例性CVJ组件110。更具体而言，CVJ组件110可包括柔性罩组件112和CVJ 114。CVJ 114可包括外接头构件116、内接头构件118、接头保持架120和多个扭矩传递球122。外接头构件116可包括第一端124和第二端126。第一端124可构造成与柔性罩组件112配合，并且第二端126可与第二旋转构件（未图示）接合。第一旋转构件或驱动轴杆128可延伸穿过柔性罩组件112并且可接合或固结到内接头构件118。
继续参考图1，柔性罩组件112的示例性布置包括大体上圆柱形的罩壳130，其构造成接纳柔性罩132。如上文所讨论的那样，柔性罩可呈现多种类型。仅举例而言，内滚动隔膜（IRD）和外滚动隔膜（ERD）罩在下文中更详细地讨论。柔性罩132包括第一端144和第二端146。第一端144可被构造成结合到大体上圆柱形的罩壳130。示例性柔性罩132可由柔性材料构成，诸如（但不限于）橡胶基产品、塑料、聚硅酮（silicones）、弹性体、硅酮、热塑性弹性体（TPE）和任何其它柔性复合材料。但应了解取决于具体应用，可使用其它合适材料，诸如（但不限于）硬度值在约55-75邵氏硬度A或约33-55邵氏硬度D范围内的材料。在另一实施例中，材料可具有约40-44邵氏硬度D范围的硬度。由于在模制过程中形成于联接区域140中、可以用来将罩132固连到罩壳130上的所希望的结合（如下文所解释地），与典型柔性罩盖组件112环境具体兼容的材料为相对刚性的热塑性聚酯。
大体上圆柱形罩壳130可包括轴向延伸的主圆柱体134、径向延伸的过渡部分136以及轴向延伸和大体上圆柱形的安装部分138。罩壳130由第一大致刚性材料，诸如（但不限于）铝、钢、碳纤维和复合物形成。
在一个示例性布置中，柔性罩132可直接模制到罩壳130上，以在联接区域140处形成物理和/或化学结合。联接区域140可从轴向延伸的主圆柱体134的一部分延伸，跨越径向延伸的过渡部分136并且止于轴向延伸并且大体上圆柱形安装部分138的一部分处。联接区域140允许在至少两个表面上发生在柔性罩132与罩壳130之间的结合。但是，如图所示的示例性布置详细描述了两个表面是垂直的。
如图所示，大体上圆柱形的安装部分138可被构造成与外接头构件116的第二端126的外表面接合和配合。此外，第二端126也可包括接合凹槽150，接合凹槽150围绕外接头构件116的外表面在周向延伸。接合凹槽150可提供触觉指示器或限位挡块以接合在大体上圆柱形安装部分138上的唇缘142。
转至图2A和图2B，描绘了以可选角度示出示例性柔性罩组件112的视图。在这些图中，柔性罩132被示出在组装后“刚模制”（"as-molded"）状态，其中罩壳130放置于模具（未图示）中，并且罩被模制为圆锥形状，其大体上模仿IRD形状的特征。在组装期间，罩可倒置以形成ERD形状，其形成隔膜154（在图1中示出），如上文所讨论的那样。轴向延伸的主圆柱体134与径向延伸的过渡部分136相交并且在一个示例性布置中，在联接区域140处形成第一大体上90°角。此外，过渡部分136与大体上圆柱形安装部分138相交以形成第二大体上90°角，其如图所示，第一大体上90°角和第二大体上90°角相交可类似于台阶状特点。应了解额外相交角度也可是足够的，只要表面134、138与过渡部分136相交。
此外，也可使用其它罩壳132构造，包括具有非线性壁的罩壳，其具有基于与所采用的各种恒速接头相关的空隙需要和应用需要而构造于罩壳130中/上的弯曲或其它形状的特征。这些特征可包括在外边缘的突出部160和形成于罩壳130上的弯曲，用于与内恒速接头114部件118、120和122有关的空隙。
继续参考图2A，如上文所讨论的柔性罩132在一个示例性布置中被图示为在联接区域140包覆模制到罩壳130，使得柔性罩132的一部分和罩壳130的一部分使用已知方法在预定尺寸区域结合在一起。具体而言，预定尺寸区域包括柔性罩132，柔性罩132在一示例性布置中在与联接区域140的轴向延伸部分直接相邻的区域中为大约1.5mm至3mm厚，并且柔性罩132在与过渡部分136相邻的联接区域可为大约0.25mm至1mm厚。结合到轴向延伸的主圆柱体134的区域可沿着联接区域140的内表面从过渡部分136的内面148延伸大约7.5mm至10.5mm。因此，应了解联接区域140结合大约8.5mm至14.5mm的总长度，覆盖柔性罩132的至少两个外表面和罩壳130的内表面，如上文中所讨论的那样。
具体地转至图2B，详细地示出了连续粘附区域。该区域描绘了邻近过渡部分136与大体上圆柱形安装部分138相交处定位的成角度的突出部156。具体而言，在一个示例性布置中，该区域具有大约45°的角，其可在90°角的内拐角处提供柔性罩132材料的额外厚度。这种额外材料厚度的柔性可足以提供额外的密封能力。具体而言，当柔性罩组件112与CVJ组件114配合以形成CVJ组件110时柔性罩132可压缩并且占据在CVJ面162与罩壳联接区域140之间的连接区（未图示）。在两个组件112、114之间形成的密封排除了对于通常见于先前CVJ组件（未图示）中定位于外接头构件116的外表面上的辅助密封件（未图示）的需要。
参看图3和图4，柔性罩组件112可倒置以将“刚模制”向外延伸的IRD圆锥形罩（参看图3）转换为ERD形状，其中，柔性罩132本身向内呈弧形（参看图4）以形成隔膜154。具体而言，转至图5，示出了柔性罩组件112的示例性截面图，其中，第一端144在联接区域140模制到罩壳130，并且第二端146现在邻近联接区域140。ERD形状形成外隔膜154，外隔膜154表现为气球效果，其可膨胀和收缩而不会出现可损坏柔性罩132的永久变形。
转至图6，示出了示例性CVJ组件110的等距局部截面图。具体而言，当罩壳130与CVJ 114接合时，结合到联接区域140的柔性罩132的一部分可压缩在罩壳130与外接头部分116的CVJ面162之间。柔性罩132的部分的压缩提供在CVJ 114与罩壳130之间的密封。成角度的区域156（若并入）可提供额外材料以压缩密封可由于在CVJ 114端部上的倒角或其它机械加工的特征而存在的压缩区（未图示）。此外，如图4所示，柔性罩132的第二端146围绕旋转构件128在周向延伸。带158或其它类型的紧固元件可用来将柔性罩132固连到与CVJ 114的内接头构件118接合的轴杆/旋转构件128。
图1至图6的示例性实施例描绘了示例性CVJ组件110，CVJ组件110向操作者提供缩短制造时间和提供具有延长的寿命的弹性较大CVJ的能力。如在示例性实施例中所示，操作者（未图示）可组装柔性罩组件112与CVJ组件114而无需使用绕外接头116的外边缘延伸的辅助密封件。此外，通过提供粘附到罩壳130上的柔性罩组件112，如上文中所描述的那样，该组件能使用柔性罩，柔性罩具有整体主体而无需任何辅助通风孔口。因此，如上文所讨论的那样，示出了示例性实施例，其描绘了包括柔性罩的CVJ组件110，柔性罩压缩于联接区域140与CVJ面162之间。这种压缩区域在140、162二者之间形成密封特征并且排除了外部密封件，同时提供结实的附连表面。具体而言，当柔性罩132的第二端146由带158固连到轴杆128上时，柔性罩132能膨胀和收缩而无需使用通风口。因此，通过排除可流入到先前设计的罩组件（未图示）上的先前设置的通风口内的任何碎屑或污染物，通风孔口的排除提供弹性较大的CVJ组件。
参考前面的实施例特别地示出和描述了本发明，前面的实施例只是说明执行本发明的最佳实施方式。本领域技术人员应了解可采用本文所描述的发明实施例的各种替代来实践本发明而不偏离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。预期所附权利要求限定了本发明的范围并且因此也涵盖在这些权利要求及其等效物范围内的方法和设备。本发明的描述应被理解为包括在本文中所描述的元件的全部新颖和不明显的组合，并且在本申请中或后来的申请中，提出这些元件的任何新颖和不明显的组合的权利要求。此外，前文的实施例是说明性的，并且并无单个特征或元件对于可在本申请或后来的申请中要求保护的所有可能组合是至关重要的。

Claims (20)

1.一种恒速接头罩，包括：
罩壳，其具有轴向延伸的主圆柱体；
径向延伸的过渡部分；
轴向延伸并且大体上圆柱形的安装部分，其中，所述径向延伸的过渡部分与所述轴向延伸的主圆柱体和所述大体上圆柱形的安装部分相交；以及
柔性罩构件，其在联接区域附连到所述圆柱体、所述过渡部分和所述安装部分中的至少两个的内表面上。
2.根据权利要求1所述的恒速接头罩，其特征在于，所述柔性罩被构造成整体，无孔口。
3.根据权利要求1所述的恒速接头罩，其特征在于，所述罩壳构造为整体。
4.根据权利要求1所述的恒速接头系统，其特征在于，所述柔性罩和所述罩壳跨所述主圆柱体、所述径向延伸的过渡部分和所述圆柱形安装部分中的至少两个以至少8.5mm至14.5mm的大致长度联接。
5.根据权利要求1所述的恒速接头系统，其特征在于，所述柔性罩在所述联接区域具有大约1.5mm至3mm厚的截面。
6.根据权利要求1所述的恒速接头系统，其特征在于，所述柔性罩包括邻近在所述径向延伸部分与大体上圆柱形轴向延伸的安装部分之间的相交处定位的成角度的突出部。
7.根据权利要求1所述的恒速接头系统，其特征在于，所述罩被包覆模制到所述罩壳上。
8.根据权利要求1所述的恒速接头系统，其特征在于，所述角度为大于90°的角度和小于90°的角度中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的恒速接头系统，其特征在于，所述主圆柱体、所述径向延伸的过渡部分和所述圆柱形安装部分中的至少一个大体上为刚性。
10.一种恒速接头密封系统，包括：
恒速接头，所述接头具有内接头构件和连接到所述内接头构件的外接头构件；以及
恒速接头罩组件，所述罩组件具有在联接区域处粘附到罩壳的柔性罩，所述联接区域具有至少一个轴向延伸的表面和与所述轴向延伸的表面以一定角度相交的至少一个径向延伸的表面，其中，当所述罩壳与所述外接头构件牢固地固连时所述柔性罩可选择性地压缩以形成密封。
11.根据权利要求9所述的恒速接头系统，其特征在于，所述两个区域包括预定尺寸的联接区域。
12.根据权利要求9所述的恒速接头系统，其特征在于，所述柔性罩和所述罩壳跨所述主圆柱体、所述径向延伸的过渡部分和所述圆柱形安装部分中的至少两个以至少8.5mm至14.5mm的大致长度粘附。
13.根据权利要求9所述的恒速接头系统，其特征在于，所述柔性罩在所述联接区域处具有大约1.5mm至3mm厚的截面。
14.根据权利要求9所述的恒速接头系统，其特征在于，所述柔性罩包括邻近在所述径向延伸部分与大体上圆柱形轴向延伸的安装部分之间的相交处定位的成角度的突出部。
15.根据权利要求9所述的恒速接头系统，其特征在于，所述柔性罩构造为外滚动隔膜。
16.根据权利要求9所述的恒速接头系统，其特征在于，所述角度为大约90°。
17.根据权利要求9所述的恒速接头系统，其特征在于，所述角度在70°至110°的范围。
18.根据权利要求9所述的恒速接头系统，其特征在于，所述柔性罩为整体，无孔口，并且所述罩壳为整体。
19.根据权利要求9所述的恒速接头系统，其特征在于，所述恒速接头和所述接头罩组件当牢固地固连在一起时被密封并且对于压差具有弹性，使得不包括大气通风口。
20.根据权利要求9所述的恒速接头系统，其特征在于，所述角度为大于90°的角度和小于90°的角度中的至少一个。
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