CN107532712B - 杆轴组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种杆轴组件，其包括轴(2)和杆(10)，杆具有杆部和环形开口部，杆部从轴垂直延伸，而环形开口部包括接纳开口(16)，轴的外壁具有接合凹口，而接纳开口的内壁包括突出壁，其突出到环形接纳开口内，凹口和突出壁布置成通过形状配合的接合而协作，轴的凹口由在轴的周缘的一部分上周向延伸的凹槽来构成，凹槽具有与突出壁(18)互补的尺寸，以使得通过如下方式来将突出壁和凹槽能被置于接合中，即通过使轴垂直于其轴向相对于接纳开口部运动，以使突出壁接纳于凹槽中，以通过形状配合的相互接合来锁定杆和轴防止它们相对于彼此的旋转和轴向运动，且设置可释放的紧固件(32)，以将轴(2)固定在接纳开口中来防止轴垂直于其纵向轴线的运动。

Description

杆轴组件

技术领域

本发明涉及杆轴组件，该杆轴组件包括轴和杆，该杆具有杆部和环形开口部，该杆部在组装状态下从轴垂直延伸，而环形开口部包括接纳开口，该接纳开口和轴适于使得轴能通过沿其轴向将其移入接纳开口而被插入，该轴的外壁具有接合凹口，而接纳开口的内壁包括突出壁，该突出壁突出到环形接纳开口内，该凹口和突出壁布置成通过形状配合的接合而协作，以锁定所述杆和轴防止围绕轴的纵向轴线的枢转运动。

背景技术

这种杆轴组件的应用的典型领域是车辆的变速器的换挡轴或者选挡轴。如果轴是例如变速器的换挡轴，则该轴的端部连接到换挡杆，该换挡杆垂直于换挡轴的纵向轴线延伸。线缆或杆件连接至杆的远离换挡轴的端部，以通过如下方式来传递换挡命令，即通过将力施加于杆的该端部上，以产生扭矩来使该杆沿向前方向或者向后方向枢转，从而使换挡轴绕其纵向轴线转动，以执行换挡命令。

在针对这些应用的典型的杆轴组件中，杆通过焊接连接到轴。然而，不能在具有有限空间的环境中、例如在车辆中靠近齿轮箱的外壳的区域中容易地组装这种杆轴组件。

WO 2009/030558 A1公开了如下一种杆轴组件，该杆轴组件包括包括轴和杆，所述杆具有杆部和环形开口部，所述杆部在组装状态下从所述轴垂直延伸，而所述环形开口部包括接纳开口，所述接纳开口和所述轴适于使得所述轴能通过沿其轴向将其移入所述接纳开口而被插入，所述轴的外壁具有接合凹口，而所述接纳开口的内壁包括突出壁，所述突出壁突出到所述环形接纳开口内，所述凹口和突出壁布置成通过形状配合的接合而协作，以锁定所述杆和轴防止围绕所述轴的纵向轴线的相对枢转运动。杆具有环形接纳开口部和从其延伸的杆部。接纳开口部为大致圆形，但在环形接纳开口的相对两侧上，突出壁延伸到圆形开口区域内，每个突出壁的突出边缘是原本为圆形的接纳开口中的割线。突出壁对称地布置在相对两侧上，其中，它们的突出边缘彼此平行延伸。轴的原本为圆柱形的本体在其一端上设有两个相对的凹口，这些凹口对称地布置在轴的相对两侧上，其中，每个凹口的轴的原始圆柱的缺失部分对应于圆柱段。接纳开口的突出壁和位于轴的一端处的凹口是互补的，因而，具有凹口的轴端可插入到接纳开口，而凹口则与突出壁对准。突出壁和凹口的尺寸布置成：接纳开口的突出壁和轴的端部的凹口提供防止轴相对于彼此的旋转运动的、无间隙的形状配合式锁定的接合。另一方面，沿轴的轴向没有杆的锁定接合。为此，采用单独的紧固元件，该紧固元件沿轴的一个轴向作用在杆上，以使得该杆被锁定在紧固元件和凹口的底部之间。该杆轴组件的突出壁和凹口必须被机加工以使它们的尺寸精确地适应于彼此，以一方面确保杆能被推到具有凹口的轴端上，并且能随着突出壁在凹口的相对各表面上滑动而沿轴向运动，同时另一方面它们必须紧贴地装到彼此，以使得避免针对杆相对于轴的旋转运动的任何间隙或游隙。

发明内容

本发明的目的是提供一种杆轴组件，该杆轴组件能在可用空间极少的区域中组装，并且提供轴和杆的形状配合式锁定的接合，而对所接合的突出壁和凹口的相对尺寸没有高要求。

该目的通过包括如下详细描述的特征的杆轴组件来实现。根据本发明，位于轴的外表面上的凹口由在轴的周缘的一部分上周向延伸的凹槽来构成。凹槽具有与突出壁互补的尺寸，即突出壁和凹槽沿轴的轴向的尺寸彼此对应，且突出壁的前边缘的形状与凹槽的底壁的形状对应，以使得突出壁能被插入凹槽中并且前进到凹槽中，直至达到突出壁表面和凹槽的内壁面之间的锁定式邻接。以此方式，沿轴的轴向以及抵抗轴和杆相对于彼此围绕轴的纵向轴线的旋转地建立突出壁和凹槽之间的形状配合的机械接合。换言之，突出壁和凹槽可通过如下方式来被置于接合中，即，通过使轴垂直于其纵向轴线方向相对于接纳开口部前进，因而，突出壁被接纳于凹槽中，以锁定杆和轴防止其相对于彼此的旋转和轴向运动。此外，设置可释放的紧固件，以将轴固定在接纳开口中来防止轴垂直于其纵向轴线远离突出壁运动，以由此借助凹槽和突出壁锁定在该接合位置来保持该轴。

以此方式，可以实现轴和杆之间的简单且可靠的形状锁定的连接。此外，能在轴的端部周围的可用空间极少的环境中组装杆和轴，使该端部与杆的环形开口部接合。

在较佳实施例中，突出壁的前边缘和凹槽的底壁分别在与关于轴的纵向轴线为径向方向垂直的平面中延伸。换言之，在垂直于轴的纵向轴线的横截面视图中，在突出壁和凹槽的区域中，突出壁的前边缘线沿杆的环形接纳部中的割线延伸。同样，凹槽的底部线在该横截面视图中沿着环形接纳部的割线延伸。如果平坦底壁在接合位置与突出壁的平坦前边缘接触，则呈邻抵接触的两个平坦表面提供抵抗围绕轴的纵向轴线的旋转运动的形状锁定的接合。

由凹槽的平坦底壁和突出壁的平坦前边缘构成的所述平坦接触表面是较佳的，因为它们能通过以简单方式对轴和杆机加工来形成。然而，原则上，接触表面还可以由彼此成角度设置的多个局部平面构成，即接触表面在所述横截面视图中构成多边形。原则上，接触表面的所有形状都是可能的，但除了圆柱形接触表面定心在轴的纵向轴线上之外，这种形状将允许轴相对于杆的旋转运动。

在较佳实施例中，突出壁朝向其前边缘渐缩，即突出壁的厚度朝向前边缘越来越小。在此情况下，凹槽以与朝向凹槽底部渐缩的侧壁互补的方式成形，以使得凹槽的宽度朝向凹槽底部越来越小。这种布置的效果是，当渐缩突出壁前进到具有渐缩侧壁的凹槽中时，补偿了沿轴的纵向轴线方向的在突出壁和凹槽之间的任何不对准。

在较佳实施例中，由止挡螺钉来提供可释放的紧固件，该止挡螺钉被接纳在杆的环形开口部的套管内，该套管具有螺纹孔，该螺纹孔在与突出壁相对的位置处敞开到接纳开口中。通过拧紧止挡螺钉，其末端部沿径向进一步运动到接纳开口中并且运动到与凹槽相对的轴的表面部分上，以使得通过拧紧止挡螺钉，将凹槽和突出壁按压到接合(状态)。在这种可释放的紧固件的较佳实施例中，轴表面在与凹槽的中心相对的位置中设有凹窝，该凹窝布置成当止挡螺钉抵靠于凹窝的区域中的轴表面进行运动时接纳止挡螺钉的末端部。位于与止挡螺钉的末端部协作的轴的外表面上的这种凹窝在拧紧止挡螺钉时具有定心作用。此外，接纳于凹窝内的止挡螺钉的末端部也具有使轴和杆接合的锁定作用。

在另一方面，本发明提供一种用于组装如上定义的杆轴组件的方法，该方法包括：

将杆放置于车辆结构中计划的安装部位处；

将轴放置于杆的环形开口部下方；

使轴沿其纵向轴线相对于接纳开口向上移动，直至轴的凹槽和环形开口部的突出壁关于轴的纵向处于相同的水平处；

使凹槽和突出壁对准，以使得凹槽的中心与突出端壁的中心相对定位；

使轴和杆沿垂直于轴的纵向轴线的方向朝向彼此运动，以使得突出壁接纳于凹槽内；以及

通过施加可释放的紧固件，由此将轴推向突出壁以将它们锁定在形状配合的接合中，可将轴和杆固定成彼此形状配合地接合。

附图说明

下面参照附图中所示的较佳实施例来描述本发明，其中：

图1示出杆轴组件在其被组装在车辆结构中计划部位处之前的立体图；

图2示出该实施例的杆的立体图；

图3示出该实施例的杆的俯视平面图；

图4示出如图4中的杆的俯视平面图，但轴被接纳于接纳开口中；

图5示出该实施例的轴的立体图；

图6示出与图5相比轴围绕其纵向轴线转过约270°的立体图；以及

图7示出轴的表面中形成有凹槽和相对的凹窝的水平处的该轴的横截面图。

具体实施方式

首先总体参照图1，该图示出在将杆和轴组装在车辆结构中的计划部位处之前的轴杆组件。该车辆结构可以例如是变速器的外壳。在图1中，将杆10引入敞开的圆柱形外壳部内，以使得杆10的接纳开口16设置在位于圆柱形外壳部的下表面上的孔口之上。然后，将轴设置在位于圆柱形外壳部中的孔口下方。轴2以其纵向轴线沿垂直方向定向在该孔口下方，然后抬高该轴，以使得上端部引入杆10的接纳开口16中并且前进通过杆10的该接纳开口。在杆10和轴2必须连接的区域周围的环境中空间有限的这种情况下，因为由于周围的外壳壁而难以触及将杆连接到轴的实际区域，因此，非常难实施诸如焊接或者将其它固定元件施加到该连接区域的传统技术。

现在将参照图2到4来描述该实施例的杆。杆10具有环形接纳部14和杆部12，在该环形接纳部14中形成有接纳开口16。该杆部12在其外端处具有柱13，为了连接到用于致动该杆的线缆的端部配件上而设置了该柱。

接纳开口16为大致圆形，但略为椭圆形。在一侧处，突出壁18突出到原本为椭圆形的接纳开口16的区域中。套管30与突出壁18相对地设置在环形接纳部14中。套管30具有螺纹孔，该螺纹孔敞开到接纳开口16内，并且定向成套管30的螺纹孔的纵向轴线指向突出壁18的前边缘20。如图2和4中可见，将止挡螺钉32拧入套管30的螺纹孔中。止挡螺钉32具有圆锥形末端部34。通过拧紧止挡螺钉32，将止挡螺钉的末端部34朝向突出壁18的前边缘20进一步移动到接纳开口16中。

现在将参照图5到7来描述该实施例的轴2。轴2具有圆柱形主体。轴2的外表面在轴2的一个端部内设有凹窝8。与该凹窝8相对地形成有凹槽4，该凹槽在轴的周缘的一部分上延伸。如图7中可见，凹窝8的中心在直径上与凹槽4的中心是相对的。凹槽4具有平坦底部6，其中，该平坦底部6的平面设置成在垂直于轴的轴向的横截面中，通过底壁6的截面线是描述横截面中的轴的外表面的圆的割线。如上面指出的，凹槽4的这种平坦底壁6从制造的角度来说是较佳的。然而，原则上，在图7中描述横截面中的凹槽的底壁6的形状的线也可由多个直线部构成，这些直线部相对彼此成一角度，例如作为多边形。在任何情况下，凹槽4的底壁6的形状和配置必须适应于突出壁18的前边缘20的形状，以使得它们能形成形状配合式锁定的接合。

轴2的凹窝8与止挡螺钉32的圆锥形末端部34是互补的。

现在参照图1来描述该实施例的杆轴组件的组装。将杆10引入敞开的圆柱形外壳部中，该圆柱形外壳部是其计划的安装部位，将杆10定位在此，以使得接纳开口16设置在位于圆柱形外壳部的壁的下部上的孔口上方。然后，使垂直定向的轴2向上运动，直至轴内的凹槽4位于与杆的突出壁18相同的轴向水平处。在此情况下，用于接纳止挡螺钉的套管30也沿轴2的轴向位于与凹窝8相同的水平处。然后，使轴2沿与其纵向轴线垂直的方向朝向杆10的突出壁18运动，直至突出壁18被接纳在轴2的凹槽4内。然后，施加可释放的紧固件，该紧固件在该实施例中是接纳于套管30的螺纹孔内的止挡螺钉32。通过拧紧止挡螺钉32，其末端部34朝向轴2中的凹窝8前进，并且被接纳于该凹窝内。通过进一步拧紧止挡螺钉32，将轴2推向突出壁18，以使得凹槽4和突出壁18朝向彼此压到形状配合的接合状态，在该接合状态下，突出壁18的表面与凹槽4的内表面邻抵，以使得在轴向上以及在沿围绕轴的纵向轴线的旋转方向上、在杆和轴之间获得形状配合式锁定的接合(形状锁定的形状配合的接合)。

Claims (6)

1.一种杆轴组件，所述杆轴组件包括轴(2)和杆(10)，所述杆具有杆部(12)和环形开口部(14)，所述杆部在组装状态下从所述轴垂直延伸，而所述环形开口部包括接纳开口(16)，所述接纳开口(16)和所述轴(2)适于使得所述轴能通过沿其轴向将其移入所述接纳开口(16)而被插入，所述轴的外壁具有接合凹口，而所述接纳开口的内壁包括突出壁(18)，所述突出壁突出到所述环形接纳开口内，所述凹口和突出壁布置成通过形状配合的接合而协作，以锁定所述杆和轴防止围绕所述轴的纵向轴线的相对枢转运动，

其特征在于，所述轴的所述凹口由在所述轴(2)的周缘的一部分上周向延伸的凹槽(4)构成，所述凹槽具有与所述突出壁(18)互补的尺寸，以使得通过如下方式来将所述突出壁和所述凹槽能被置于接合中，即通过使所述轴(2)垂直于其轴向相对于所述接纳开口部运动，以使所述突出壁接纳于所述凹槽(4)中，以通过形状配合的相互接合来锁定所述杆和所述轴防止它们相对于彼此的旋转和轴向运动，以及设置可释放的紧固件(32)，以将所述轴(2)固定在所述接纳开口中来防止所述轴垂直于其纵向轴线的运动，以由此借助所述凹槽和所述突出壁锁定在接合位置来保持所述轴。

2.如权利要求1所述的杆轴组件，其特征在于，所述突出壁(18)的前边缘(20)和所述凹槽(4)的底壁(6)在与关于所述轴(2)的纵向轴线为径向方向垂直的平面中延伸。

3.如权利要求1或2所述的杆轴组件，其特征在于，所述突出壁(18)朝向其前边缘渐缩，且所述凹槽(4)的侧壁以互补的方式朝向凹槽底部渐缩。

4.如权利要求1或2所述的杆轴组件，其特征在于，作为可释放的紧固件(32)设置有止挡螺钉，所述止挡螺钉接纳于带有螺纹孔的套管(30)内，所述螺纹孔在与所述突出壁(18)相对的位置处敞开到所述接纳开口(16)中，以使得所述止挡螺钉的紧固将所述止挡螺钉的末端部(34)推到所述轴(2)的外表面上，从而使得将凹槽(4)和突出壁(18)按压成接合。

5.如权利要求4所述的杆轴组件，其特征在于，轴表面在与所述凹槽(4)的中心相对的位置设有凹窝(8)，所述凹窝(8)设置成接纳所述止挡螺钉的末端(34)。

6.一种组装根据前述权利要求中任一项所述的杆轴组件的方法，所述方法包括：

将所述杆(10)放置于其计划位置处；

将所述轴(2)放置于所述杆的所述环形开口部(14)下方；

使所述轴(2)沿其纵向轴线向上相对于所述接纳开口移动，直至所述轴的所述凹槽(4)和所述环形开口部(14)的所述突出壁(18)关于所述轴的纵向处于相同的水平处；

使所述凹槽(4)和所述突出壁(18)对准，以使得所述凹槽(4)的中心与所述突出壁(18)的中心相对地定位；

使所述轴(2)和杆(10)沿垂直于所述轴的纵向轴线的方向朝向彼此运动，以使得所述突出壁(18)接纳于所述凹槽(4)内；以及

通过施加所述可释放的紧固件(32)，将所述轴(2)和杆(10)固定成彼此形状配合地接合，由此将所述轴推向所述突出壁，从而以形状配合的接合来锁定它们。