CN106468310A - 具有与传动轴管粘合联接的轭架的传动轴组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于形成传动轴组件的方法，该方法包括：提供具有限定内管状表面的壁构件的传动轴管；提供具有轭架主体和从所述轭架主体延伸的一对轭架臂的轭架，所述轭架主体限定第一定位部分和第二定位部分以及布置在所述第一定位部分和第二定位部分之间的粘合剂凹槽；将所述轭架组装到所述传动轴管，使得所述第一定位部分以滑动配合方式接合所述内管状表面，并且所述第二定位部分以过盈配合方式接合所述内管状表面；加热所述传动轴管和所述轭架；并且当所述传动轴管和所述轭架处于大于或者等于预定最小粘合剂注入温度的温度时，将粘合剂通过所述传动轴管注入到所述粘合剂凹槽中。还提供了一种传动轴组件。

Description

具有与传动轴管粘合联接的轭架的传动轴组件
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年8月21日提交的美国临时专利申请No.62/208002的权益，该申请的公开内容如同其在本文中完整地详细阐述一样通过引用合并。
技术领域
本公开涉及一种传动轴组件，其具有与传动轴管粘合联接的轭架(yoke)。
背景技术
该部分提供与本公开相关的、但不一定是现有技术的背景资料。
用于现代机动车辆的传动轴组件通常包括传动轴管，该传动轴管在其相反的端部上焊接到焊接轭架结构。将焊接轭架结构联接到传动轴管的常见焊接工艺包括MIG(金属惰性气体)焊接和摩擦焊接。虽然这些焊接工艺适于它们的预期目的，但在本领域中，它们已知具有一些缺陷。例如，一些材料，诸如7XXX铝合金(例如，7075-T6)，会难以或者不可能以节约成本的且大量的方式来焊接。另外，焊接的热可影响传动轴管的部分的强度，和/或可能引起传动轴管的变形。
在本领域中已知利用粘合剂将轭架粘结到传动轴管。粘合剂通常不影响传动轴管的强度，并且通常不引起传动轴管的变形。尽管有这些优点，我们还是未知悉适于大量制造的任何基于粘合剂的传动轴组件制造工艺。例如，美国专利No.7,485,045记载了一种驱动轴装配工艺，其中粘合剂被注入到端部接头中的注入端口中，并且在注入端口中的粘合剂上保持压力优选地至少5到10分钟，以将粘合剂完全地驱入到管和端部接头之间的空间中。虽然这种工艺适于其预期目的，但它不适于现代机动车辆所需的大量商业性生产。
发明内容
该部分提供本公开的总的概要，并不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
在一个形式中，本公开提供了一种传动轴组件，其具有传动轴管、万向接头和粘合剂。所述传动轴管具有壁构件，该壁构件限定内管状表面。所述传动轴管具有第一轴端面和邻近所述第一轴端面布置的第一注入端口。所述万向接头具有轭架，该轭架具有轭架主体和从轭架主体延伸的一对轭架臂。所述轭架主体限定第一定位部分和第二定位部分以及布置在所述第一定位部分和第二定位部分之间的粘合剂凹槽。所述第一定位部分定尺寸为与内管状表面滑动配合。所述第二定位部分通过过盈配合的方式接合内管状表面。所述粘合剂布置在粘合剂凹槽和第一注入端口中，并将所述轭架粘合联接到所述传动轴管。
在另一形式中，本公开提供了一种用于形成传动轴组件的方法。该方法包括：提供具有限定内管状表面的壁构件的传动轴管；提供具有轭架主体和从所述轭架主体延伸的一对轭架臂的轭架，所述轭架主体限定第一定位部分和第二定位部分以及布置在所述第一定位部分和第二定位部分之间的粘合剂凹槽；将所述轭架组装到所述传动轴管，使得所述第一定位部分以滑动配合方式接合所述内管状表面，并且所述第二定位部分以过盈配合方式接合所述内管状表面；加热所述传动轴管和所述轭架；并且当所述传动轴管和所述轭架处于大于或者等于预定最小粘合剂注入温度的温度时，将粘合剂通过所述传动轴管注入到所述粘合剂凹槽中。
适用性的进一步的方面将通过本文中提供的说明变得显然。在该概要中的说明和特定示例旨在仅用于例示的目的并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文中所描述的附图仅用于所选实施例的例示目的，而不用于所有可能的实施方案，并且不旨在限制本公开的范围。
图1是根据本公开的教导构造的传动轴组件的示意图，该传动轴组件被以示例性机动车辆的传动系描绘；
图2是图1的传动轴组件的部分剖视侧面立视图；
图3是图1的传动轴组件的一部分的分解透视图，更详细地描绘了第一万向接头；
图4是图1的传动轴组件的一部分的透视图，更详细地例示了第一轭架；
图5是图1的传动轴组件的一部分的透视图，更详细地例示了传动轴管的轴端；
图6是图1的传动轴组件的一部分的分解透视图，例示了从传动轴管分解的第一轭架；
图7是例示图1的传动轴组件的制造中的一个步骤的透视图，该图描绘了将粘合剂注入到传动轴管和第一轭架之间的空间中的一对喷嘴；和
图8是例示可选择构造的第一轭架的透视图。
在附图的几幅视图中相应的参考数字表示相应的部件。
具体实施方式
参考图1，示意性地例示了具有根据本公开的教导构造的传动轴的车辆。车辆10包括动力系12和传动系14。动力系12可包括动力源，诸如内燃机15；以及能够协作以对传动系14提供旋转动力的变速器16。传动系14可包括传动轴组件20和桥组件22，两者协作以将旋转动力传输到一对驱动轮24a、24b。动力系12和桥组件22的结构和操作可为常规的，并且因而，这些部件的详细讨论不必在本文中提供。传动轴组件20配置为在变速器16的输出轴16a和桥组件22的输入小齿轮轴22a之间传输旋转动力。
参考图2，传动轴组件20可包括第一万向接头30、第二万向接头32、传动轴管34和粘合剂36。传动轴管34可由所需材料形成，诸如6XXX、5XXX、2XXX或者7XXX铝合金(例如，6061-T6、7075-T6)或者钢。传动轴管34可为无缝管状结构(例如，挤出)或者可为焊接的管状结构。
参考图2和图3，第一万向接头30和第二万向接头32大体类似，因而，关于第一万向接头30的讨论将足以用于两者。第一万向接头30可具有第一轭架40、第二轭架42、十字轴44和多个轴承组件46。第一轭架40可具有第一轭架主体50和从第一轭架主体50延伸的一对第一轭架臂52。第一轭架主体50配置为用粘合材料固定联接到第一管状构件34，下面将对其进行更详细的讨论。第一轭架臂52围绕第一轭架40的旋转轴线54彼此隔开180°。每一第一轭架臂52限定孔口56，孔口56配置为在其中接收轴承组件46中的相关一个。
第二轭架42可具有第二轭架主体60和从第二轭架主体60延伸的一对第二轭架臂62。第二轭架主体60配置为以期望方式，诸如利用多个螺栓(未示出)，轴向地且不可旋转地联接到输入小齿轮轴22a(图1)。替代地，第二轭架主体60可配置为滑动轭架，该滑动轭架可配置为例如以第二万向接头32所示的方式不可旋转地但是轴向可滑动地联接到动力传输元件。第二轭架臂62围绕第二轭架42的旋转轴线64相对于彼此隔开180°。每一第二轭架臂62限定孔口66，孔口66配置为在其中接收轴承组件46中的相关一个。
十字轴44限定一对第一耳轴70和一对第二耳轴72，一对第一耳轴70接收在第一轭架臂52中的孔口56中，一对第二耳轴72接收在第二轭架臂62的孔口66中。每一轴承组件46包括轴承盖80和多个滚柱82，轴承盖80接合到第一轭架臂52和第二轭架臂62中的相应一个，所述多个滚柱82布置在轴承盖80与第一耳轴70和第二耳轴72中的相应一个之间。因此，将理解，各第一耳轴70枢转地安装到第一轭架臂52中的相应一个，并且各第二耳轴72枢转地安装到第二轭架臂62中的相应一个。
参考图4至图6，第一轭架主体50可包括第一定位部分90、第二定位部分92以及可轴向布置在第一定位部分90和第二定位部分92之间的粘合剂凹槽94。可布置在第一轭架主体50的与第一轭架臂52相反的端部上的第一定位部分90，可定尺寸为接合内管状表面100，内管状表面100由形成传动轴管34的壁构件102限定。第二定位部分92可布置在第一轭架臂52和第一定位部分90之间，并且可定尺寸为以诸如过盈配合的期望方式接合壁构件102的内管状表面100。第一定位部分90和第二定位部分92可定尺寸为与壁构件102协作，用于在第一轭架主体50插入传动轴管34中时，将第一轭架40的旋转轴线54对准到传动轴管34的纵向轴线106。另外，第二定位部分92可定尺寸为与壁构件102协作，以将第一轭架40固定联接到传动轴管34至一定程度，即允许在传动轴组件20(图1)的制造期间以及在粘合剂36(图2)固化之前，处理中间组件(即，由传动轴管34和待插入传动轴管34中的任意第一轭架50组成的组件)。在提供的具体示例中，第一定位部分90以某一方式(例如，滑动配合)定尺寸，该方式有助于将第一轭架40的旋转轴线54定位到传动轴管34的纵向轴线106，但是允许当粘合剂36(图2)注入到壁构件102和第一轭架主体50之间的空间中时从粘合剂凹槽94排出空气，下面将对其进行更详细的讨论。第一轭架主体50和传动轴管34之间的过盈配合程度可选择为在制造过程期间提供足够的处理等容差，以便在处理中粘合剂36(图2)被完全固化的点之前，第一轭架50相对于传动轴管34不旋转。另外，第一轭架主体50和传动轴管34之间的过盈配合程度可选择为抑制在传动轴管34的轴端面110和第一轭架主体50上的、邻接轴端面110的凸肩112之间的位置处粘合剂36(图2)排出(例如，当粘合剂凹槽94正被填充时，或者当壁构件102和第一轭架主体50之间的粘合剂36(图2)固化时)。就这一点而言，第一定位部分90可相对于传动轴管34定尺寸，以便当粘合剂36(图2)正在引入第一轭架主体50和传动轴管34之间时，或者当粘合剂36(图2)固化时，离开粘合剂凹槽94的任何粘合剂36(图2)可被引导离开第一轭架40以被容纳在传动轴管34内，从而任何过量粘合剂都不会不利地影响完成的传动轴组件20(图2)的美观外观。
参考图6和图7，粘合剂36可以任何期望方式引入到粘合剂凹槽94。例如，一个或者更多个注入端口120在相对传动轴管34的轴端面110隔开一定距离的位置处形成在传动轴管34的各轴端124中，所述距离将这些注入端口120定位成与粘合剂凹槽94对齐。在提供的具体示例中，提供了两个粘合剂注入端口120，其中各粘合剂注入端口120配置为接收来自关联的注射喷嘴130的粘合剂36。将理解，注射管嘴130配置为当从注射管嘴130分配粘合剂36时与传动轴管34密封接合。
可利用任何期望的粘合剂。发明人已经发现，合适的粘合剂通常具有大于大约200℃，优选地大于大约210℃，并且更优选地大于大约220℃的玻璃化温度(当粘合剂固化时)。发明人另外已经发现，这些粘合剂通常是还可以包括结构上的填充物(诸如玻璃珠)的浓稠粘性液体。因此，在一些情况下可能令人满意的是，将粘合剂36加热到等于或者超过预定最小粘合剂温度的温度，和/或将第一轭架40和传动轴管34中的一个或更多个加热到等于或者超过预定最小粘合剂注入温度的温度。在提供的具体示例中，粘合剂36、第一轭架40和传动轴管34均在粘合剂36被注入第一轭架40和传动轴管34之间之前被加热。在发明人的实验中，发明人已在第一轭架40和传动轴管34组装之前预先加热它们，已经将预先加热的部件组装在一起，并且然后将加热的粘合剂36注入到第一轭架40和传动轴管34之间。但是将理解，第一轭架40可组装到传动轴管34，之后在将粘合剂36注入在第一轭架40和传动轴管34之间之前，可将中间组件加热到要求的温度。所述预定最小粘合剂温度和所述预定最小粘合剂注入温度可依赖于组件中采用的特定粘合材料。但是，发明人已经在研究中发现，这些温度可以是相对较低的。就这一点而言，将大约100或者120华氏度的温度用于预定最小粘合剂注入温度被认为提供了满意结果。
能够将各种特征结合到被配置为提高第一轭架40和粘合剂36之间的粘结强度的第一轭架40中。例如，粘合剂凹槽94a的表面的一部分可如图8中所示地制有纹理，例如经由压花，以在表面上形成可在第一轭架主体50a上提供增大的表面积的纹理，和/或形成有助于将第一轭架主体50a机械锁定到存在于粘合剂凹槽94a中的固化的粘合材料的诸如隆起的结构特征。
各实施例的以上说明已经为了例示和说明的目的被提供。其不旨在穷尽或限制本公开。特定实施例的单独元件或特征通常不局限于该特定实施例，而是，在适用的情况下，可互换并且可在所选实施例中使用，虽然没有具体显示或描述。其还可以许多方式变化。这些变化不应被视为背离本公开，并且所有这些修改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种传动轴组件，包括：
具有限定内管状表面的壁构件的传动轴管，该传动轴管具有第一轴端面和邻近所述第一轴端面布置的第一注入端口；
万向接头，该万向接头具有轭架，该轭架具有轭架主体和从所述轭架主体延伸的一对轭架臂，所述轭架主体限定第一定位部分和第二定位部分以及布置在所述第一定位部分和第二定位部分之间的粘合剂凹槽，所述第一定位部分定尺寸为与所述内管状表面滑动配合，所述第二定位部分通过过盈配合的方式接合所述内管状表面；和
布置在所述粘合剂凹槽中并将所述轭架粘合联接到所述传动轴管的粘合材料，该粘合材料布置在所述第一注入端口中。
2.一种用于形成传动轴组件的方法，该方法包括：
提供具有限定内管状表面的壁构件的传动轴管；
提供具有轭架主体和从所述轭架主体延伸的一对轭架臂的轭架，所述轭架主体限定第一定位部分和第二定位部分以及布置在所述第一定位部分和第二定位部分之间的粘合剂凹槽；
将所述轭架组装到所述传动轴管，使得所述第一定位部分以滑动配合方式接合所述内管状表面，并且所述第二定位部分以过盈配合方式接合所述内管状表面；以及
加热所述传动轴管和所述轭架；并且
当所述传动轴管和所述轭架处于大于或者等于预定最小粘合剂注入温度的温度时，将粘合剂通过所述传动轴管注入到所述粘合剂凹槽中。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在注入所述粘合剂之前，所述方法进一步包括将所述粘合剂加热到预定最小粘合剂温度。
4.根据权利要求2所述的方法，其中穿过所述传动轴管形成注入端口，并且其中通过所述注入端口将所述粘合剂注入。
5.根据权利要求2所述的方法，其中在注入所述粘合剂之前，在所述粘合剂凹槽中布置一定体积的空气，并且其中当所述粘合剂被注入到所述粘合剂凹槽中时，所述一定体积的空气的一部分被在所述壁构件和所述第二定位部分之间推进。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述预定最小粘合剂注入温度大于或等于大约100华氏度。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述预定最小粘合剂注入温度大约等于120华氏度。
8.根据权利要求2所述的方法，其中当所述粘合剂固化时，所述粘合剂具有大于200℃的玻璃化温度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述玻璃化温度大于210℃。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述玻璃化温度大于220℃。
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