CN109477525A - 车桥和驱动轴的快速连接接头附连组件 - Google Patents

Abstract

接头组件(10)包括阴构件(12)、阳构件(40)和保持构件(60)。阴构件具有第一轴向端部(18)、第二轴向端部(20)和在第一轴向端部与第二轴向端部之间延伸的圆柱体部分(14)，该圆柱体部分具有带花键的径向内表面。阳构件具有第一轴向端部部分(42)、第二轴向端部部分(46)和在第一轴向端部部分与第二轴向端部部分之间延伸的带花键的管状部分(44)。保持构件(60)包括环形部分和限定孔口的多个附连特征部。阳构件的第二轴向端部部分具有在其外表面上的周向槽(48)。阳构件的第二轴向端部部分延伸通过保持构件的孔口，并且附连特征部延伸进入阳构件的槽中。

Description

车桥和驱动轴的快速连接接头附连组件

相关申请

本申请要求于2016年7月6日提交的美国临时专利申请第62/358,794号的权益，其全部公开内容以参见的方式纳入本文。

技术领域

快速连接接头组件包括保持构件，该保持件用于将阴花键构件固定到阳花键构件。具体地，保持构件固定于接头组件，将阴花键构件连接到阳花键构件，而不需要使用工具、紧固件或没有过多的组装或拆卸力。

背景技术

机动车的典型的动力传动系统包括常规附连部件，用于将发动机传动装置或变速箱连接到驱动轴和/或将车桥连接到驱动轴或半轴。常规的发动机传动装置或变速箱输出包括阳花键构件，该阳花键构件通过常规附连部件连接于驱动轴的第一端，常规附连部件诸如端轭、配对法兰、法兰轭架、外侧滑轭或带臂橡胶联轴器法兰。这些附连部件包括万向接头、等速万向接头或橡胶联轴器。所使用的常规固定机构包括螺纹紧固件、卡环或弹性挡圈(C形夹，circlip)。相似的连接部件用于将驱动轴的第二端连接到前驱动车桥或后驱动车桥的阳花键输入构件，以及在多件式驱动轴内将驱动轴的一部分连接到驱动轴的相邻部分。

上述常规固定机构需要较大的力和/或特殊工具来牢固地组装/拆卸各部件。期望的是具有改进的接头组件，该接头组件牢固地将两个部件附连在一起，而不需要使用工具、紧固件或过多的组装或拆卸力。

发明内容

本文中提出的是具有阴构件、阳构件和保持构件的连接接头组件。阴构件具有第一轴向端部、第二轴向端部和在第一轴向端部与第二轴向端部之间延伸的圆柱体部分，该圆柱体部分具有带花键的径向内表面。阳构件具有第一轴向端部部分、第二轴向端部部分和在第一轴向端部部分与第二轴向端部部分之间延伸的带花键的管状部分。保持构件包括环形部分和多个附连特征部，该多个附连特征部从环形部分径向向内且垂直于环形部分地延伸，限定孔口。阳构件的第二轴向端部部分具有在其外表面上的周向槽。阳构件的第二轴向端部部分延伸通过保持构件的该孔口，并且附连特征部延伸进入阳构件的槽中。阴构件的带花键的径向内表面和阳构件的带花键的管状部分相互啮合。

本文中提出的是具有阴构件、阳构件和保持构件的连接接头组件。阴构件具有第一轴向端部、第二轴向端部和在第一轴向端部与第二轴向端部之间延伸的圆柱体部分，该圆柱体部分具有带花键的径向内表面。阳构件具有第一轴向端部部分、第二轴向端部部分和在第一轴向端部部分与第二轴向端部部分之间延伸的带花键的管状部分。保持构件包括环形部分、平坦表面部分和多个附连特征部。环形部分垂直于平坦表面部分、沿着其径向外边缘延伸，而附连特征部垂直于平坦表面部分、沿着其径向内边缘延伸且限定孔口。阳构件的第二轴向端部部分具有在其外表面上的周向槽。阳构件的第二轴向端部部分延伸通过保持构件的该孔口，并且附连特征部延伸进入阳构件的槽中。阴构件的带花键的径向内表面和阳构件的带花键的管状部分相互啮合。

附图说明

当考虑到附图时，本实施例的上述以及其它优点将从以下详细描述中对本领域技术人员变得显而易见，附图中：

图1是接头组件的优选实施例的立体图；

图2是图1所示的接头组件的阴构件的优选实施例的立体图；

图3是保持构件的优选实施例的立体图；

图4a是图1所示的接头组件的阳花键构件的立体图，其中图3所示的保持构件在其端部上；

图4b是图4a所示的阳花键构件的侧视图；

图5是接头组件的另一优选实施例的立体图；

图6是图5所示的接头组件的立体图，其中密封塞被移除；

图7是图5所示的接头组件的分解图；

图8是保持构件的另一优选实施例的立体图；以及

图9是图5所示的接头组件的阳花键构件的立体图，其中图8所示的保持构件在其端部上。

具体实施方式

应理解的是，本发明可具有各种替代的定向，除非明确地指出相反。也应理解的是，附图中示出的和以下说明书中描述的特定组件和方法仅是发明构思的示例性实施例。因此，涉及这里所揭示实施例的特定尺寸、方向或其它物理特性不应认为是限制，除非另有表述。再者，尽管可能未标示，但是在本申请的这部分中不同实施例中相同的元件通常用相同的附图标记标示。

本文中公开内容涉及快速连接接头组件。该接头组件将结合用于车辆的万用接头进行描述。本领域普通技术人员将会理解的是，本文中描述的接头组件的各种实施例可具有用于公路车或非公路车(越野车)的许多应用场合。此外，本领域普通技术人员将会理解的是，这些实施例可具有工业应用、机车应用和航天应用。

现在参照附图，图1示出了快速连接接头组件10的一个实施例。该接头组件10包括阴构件12、阳构件40和保持构件60。在一些实施例中，如图1所示，接头组件10是端轭(endyoke)组件，其中阴构件12是端轭。阴构件12可由刚性且耐用的材料制成，包括但不限于铁、钢和铝。

在一些实施例中，如图2所示，阴构件12包括中空圆柱体14，该中空圆柱体能沿着纵向轴线X旋转。圆柱体14具有径向外圆柱表面16、第一轴向端部18和第二轴向端部20。

承孔21从第一轴向端部18延伸到第二轴向端部20。承孔21给本体部分14提供径向内圆柱表面。该内圆柱表面在其上具有一组花键。在一些实施例中，花键(未示出)沿着承孔21的长度从第一轴向端部18纵向延伸到第二轴向端部20。在一些实施例中，阴构件12也可以是但不限制于万向轭架(cardan yoke)或等速万向接头。

在一些实施例中，阴构件12包括相对的、间隔开的一对凸耳22、24，这对凸耳从第一轴向端部18延伸离开本体14，如图1-图2所示。凸耳22、24相互间隔开约180度。每个凸耳22、24附连于本体14，并且从本体14沿大致轴向的方向延伸。优选地，凸耳22、24以与本体部分14一体的方式形成。

在一些实施例中，每个凸耳22、24具有形成为穿过其的大致圆柱形的开口26、28。开口26、28彼此同轴。每个凸耳22、24包括内表面22a、24a和外表面22b、24b。内表面22a、24a从每个开口26、28延伸到一组环形槽32a、32b。外表面22b、24b从每个开口26、28的相对的端部延伸到本体14。内表面22a、24a和外表面22b、24b从每个开口26、28沿相反的方向延伸到本体部分14。内表面22a、24a面向彼此，并且使外表面22b、24b彼此间隔开。一对侧表面22c、24c设置在内表面22a、24a与外表面22b、24b之间。

如图2所示，在一些实施例中，阴构件12的内表面22a、24a包括连接部分32，该连接部分将本体部分14与凸耳22、24连接。连接部分32具有内表面，该内表面带有形成于其外表面上的环形槽32a、32b。在一些实施例中，环形槽32a、32b具有从第一轴向端部18到凸耳22、24渐增的直径。在一些实施例中，连接部分32和凸耳22、24形成到阴构件12的大致U形的端部。

在一些实施例中，如图4a和图4b所示，阳构件40是轴，其具有由管状部分44连接的第一轴向端部部分42、第二轴向端部部分46。管状部分44具有外部带花键表面。阳构件40可以是但不限于小齿轮轴、中置管轴(midship tube shaft)、管轴、等速万向接头短轴、传动轴或类似的轴。第一轴向端部部分42具有大致管状的形状。

在一些实施例中，第一轴向端部部分42是无花键部分。在一些实施例中，第一轴向端部部分42具有连接到花键部分44的减小直径部分42a。减小直径部分42a是无花键的，并且其直径比花键部分44的直径大。

在一些实施例中，第二轴向端部部分46具有比第一轴向端部部分42的减小直径部分42a和花键部分44更小的直径。保持特征部或周向槽48定位在阳构件40的外表面上的花键部分44与第二轴向端部部分46之间。

如图1所示，在接头组件10组装的过程中，阴构件12的承孔21接纳阳构件40的花键部分44并与其互连。阳构件40的花键部分44延伸穿过阴构件12的第二轴向端部20，并在邻近第一轴向端部18处终止。承孔21的花键与阳构件40的花键部分44上的花键配合，以将阳构件40和阴构件12锁定在一起并且允许阴构件12和阳构件40一起旋转。

如图1所示，当阳构件40插入阴构件12的承孔21中时，阴构件12的第二轴向端部20邻抵或几乎邻抵减小直径部分42a的边缘，提供阳构件40插入阴构件12中的止动点。在一些实施例中，密封环，优选地是O形环插入在阴构件的第二轴向端部20与阳构件40的减小直径部分42之间。

如图1所示，在接头组件10组装的过程中，保持构件60可以安置在阴构件12的连接部分32中的内侧槽32a内。

在一个实施例中，保持构件60是保持环，该保持环具有大致环的形状，带有环形部分62和平坦表面部分64，如图3所示。环形部分62垂直于表面部分64延伸。环形部分62具有外直径62b。平坦表面部分64包括附连特征部或齿部66，该附连特征部或齿部66从环形部分62径向向内地并且垂直于该环形部分延伸。在一个实施例中，如图3所示，齿部66具有相对直的边缘部分66a。齿部66限定保持环60的平坦表面部分64中的孔口68。孔口68具有内直径68a。内直径68a定尺寸为几乎匹配但是越过阳构件40的周向槽48的直径，并且定尺寸为允许阳构件40的第二轴向端部部分46在组装的过程中配装通过孔口68。保持环60可以由以下材料制成，包括但不限于弹簧钢、低碳钢、硬化钢、聚碳酸酯或丙烯腈丁二烯苯乙烯。

在接头组件10组装的过程期间，保持环60被插入到阴构件12的连接部分32中，使得平坦表面部分64沿轴向面向第一端部部分18，并且环形部分62配装进入连接部分32的环形槽32a中。环形部分62的外直径62a定尺寸为匹配于槽32a的直径，并且孔口的内直径68a设计为允许保持环60牢固地配装到阳构件40的槽48中，且一旦组装就保持在该位置中。

一旦保持环60被安置到阴构件12中，则阳构件40的第二轴向端部部分46就被安置穿过保持环60的孔口68。齿部66配装在第二轴向端部部分46周围，并且延伸到阳构件40的槽48中，如图1和图4a所示。保持环60以套接式(pop-on)互锁连接的方式将阳构件40与阴构件12轴向锁定，而不需要使用任何紧固件工具或过多的力。

图5-图9示出接头组件的另一优选实施例。除非注明，否则接头组件110基本上与第一优选实施例的接头组件10类似，并且使用类似的附图标记以标示类似的特征和/或部件。如图7和图9所示，阳构件140具有在第二轴向端部部分146与花键部分144之间的无花键部分150。无花键部分150的直径比花键部分144的直径小，并且无花键部分具有保持特征部或周向槽148，该周向槽沿着无花键部分150定位在花键部分144和第二轴向端部部分146之间。

如图5所示，阴花键构件或阴构件112的承孔121接纳阳构件140的花键部分144并与其互连。阳构件140的花键部分144延伸穿过阴构件112的第二端部120，并在邻近第一端部118处终止。承孔121的花键与阳构件140的花键部分144上的花键配合，以将阳构件140和阴构件112锁定在一起并且允许阴构件112和阳构件140一起旋转。

如图6所示，在端轭组件110组装的过程中，保持构件160可以安置在阴构件112的连接部分132中的内侧槽132a内。

在一个实施例中，如图8所示，保持件160具有环形部分162，该环形部分带有基本上平坦的表面部分164。环形部分162垂直于平坦表面部分164的径向外边缘周向地延伸。环形部分162具有外直径162b。平坦表面部分164包括附连特征部或凸片166，该附连特征部或凸片垂直于平坦表面部分164周向地沿着其径向内边缘延伸。环形部分162和凸片166从平坦表面部分164沿相同方向延伸。

在一些实施例中，凸片166具有弯曲端部部分166a，该弯曲端部部分从凸片166的端部径向向内延伸，与平坦表面部分164相对，由此提供孔口168。孔口168的直径小于环形部分162b的直径，并且设计成使得孔口168与阳构件140的周向槽148相配合。通过围绕平坦表面部分164周向地设置凸片166而形成了一组孔隙或狭槽166b。多个凸片166的弯曲端部部分166a和狭槽166b给保持构件160提供柔韧性，允许阳构件140的第二轴向端部部分146配装通过孔口168。保持构件160可以由以下材料制成，包括但不限于弹簧钢、低碳钢、硬化钢、聚碳酸酯或丙烯腈丁二烯苯乙烯。

环形部分162的直径设计为与阴构件112的直径相配合，使得保持构件160安置在阴构件112的连接部分130的槽132a中，并且阳构件140的第二轴向端部部分146配装在孔口168内。

一旦保持环160被安置到阴构件112的槽132a中，则阳构件140的第二轴向端部部分146被安置穿过保持构件160的孔口168。如图9所示，多个凸片166的端部部分164a围绕第二轴向端部部分146配装，并且延伸到阳构件140中的槽148中。保持构件160通过套接式互锁连接方式中的手动力将阳构件140与阴构件112轴向锁定。

在一些实施例中，如图5和图9所示，密封塞170安置在阴构件112的连接部分132之上，使得密封塞170覆盖保持构件160和阳构件140的第二轴向端部部分146。密封塞170防止润滑剂泄漏并且密封防止污染物。密封塞170可以是但不限于威尔士塞(welch plug)。

在一些实施例中，密封塞170可包括本体部分170a，该本体部分延伸远离凸缘部分170b。在一个实施例中，密封塞170的形状是大致平坦或略微拱顶的形状。优选地，塞170由相对牢固、刚性的材料形成，诸如金属材料或塑料材料。密封塞170可通过任何合适的方法形成，诸如冲压。

在一些实施例中，阳构件140包括在减小直径部分142a中的槽180，用于接纳密封环181，优选地是O形环，该密封环插设在阴构件112的第二端部120与阳构件140的减小直径部分142a之间，用于使阴构件112和阳构件140的花键中免遭灰尘、污染物等。

根据专利法的规定，已经通过被认为代表了本发明的优选实施例的内容对本发明做了描述。然而，应该注意，本发明能以除具体所示和所述以外的其它方式来实践而不偏离其精神或范围。

Claims (17)

1.一种连接接头组件，包括：

阴构件，所述阴构件具有第一轴向端部、第二轴向端部和在所述第一轴向端部与所述第二轴向端部之间延伸的圆柱体部分，所述圆柱体部分具有带花键的径向内表面；

阳构件，所述阳构件具有第一轴向端部部分、第二轴向端部部分和在所述第一轴向端部部分与所述第二轴向端部部分之间延伸的带花键的管状部分；以及

保持构件，所述保持构件包括环形部分和多个附连特征部，所述多个附连特征部从所述环形部分径向向内且垂直于所述环形部分延伸，限定孔口，

其中，所述阳构件的所述第二轴向端部部分具有在其外表面上的周向槽，

其中，所述阴构件的所述带花键的径向内表面与所述阳构件的所述带花键的管状部分相互啮合，

其中，所述阳构件的所述第二轴向端部部分延伸穿过所述保持构件的孔口，以及

其中，所述附连特征部延伸到所述阳构件的槽中。

2.如权利要求1所述的连接接头组件，其特征在于，所述阴构件的所述第一轴向端部具有在其外表面上的环形槽，并且其中所述保持构件的所述环形部分定位在所述环形槽中。

3.如权利要求1所述的连接接头组件，其特征在于，所述附连特征部是多个齿部，所述多个齿部具有在其径向最内部部分上的平坦边缘部分。

4.如权利要求1所述的连接接头组件，其特征在于，还包括密封塞，所述密封塞围绕所述保持构件和所述阳构件的所述第二轴向端部部分安置。

5.如权利要求1所述的连接接头组件，其特征在于，所述阳构件包括轴向地在花键部分与所述第一轴向端部部分之间的无花键部分，其中所述无花键部分的直径比所述花键部分的直径大。

6.如权利要求5所述的连接接头组件，其特征在于，所述阴构件的所述第二轴向端部邻抵所述阳构件的所述无花键部分。

7.如权利要求1所述的连接接头组件，其特征在于，所述阴构件是端轭。

8.如权利要求6所述的连接接头组件，其特征在于，密封环定位于所述阴构件的所述第二轴向端部与所述阳构件的所述无花键部分之间。

9.一种连接接头组件，包括：

阴构件，所述阴构件具有第一轴向端部、第二轴向端部和在所述第一轴向端部与所述第二轴向端部之间延伸的圆柱体部分，所述圆柱体部分具有带花键的径向内表面；

阳构件，所述阳构件具有第一轴向端部部分、第二轴向端部部分和在所述第一轴向端部部分与所述第二轴向端部部分之间延伸的带花键的管状部分；以及

保持构件，所述保持构件包括环形部分、平坦表面部分和多个附连特征部，其中所述环形部分垂直于所述平坦表面部分、沿着其径向外边缘延伸，而所述附连特征部垂直于所述平坦表面部分、沿着其径向内边缘延伸且限定孔口，

其中，所述阳构件的所述第二轴向端部部分具有在其外表面上的周向槽，

其中，所述阴构件的所述带花键的径向内表面与所述阳构件的所述带花键的管状部分相互啮合，

其中，所述阳构件的所述第二轴向端部部分延伸穿过所述保持构件的孔口，以及

其中，所述附连特征部延伸到所述阳构件的槽中。

10.如权利要求9所述的连接接头组件，其特征在于，所述附连特征部具有周向间隔开的多个凸片，每个所述凸片具有弯曲端部部分，所述弯曲端部部分从所述凸片的端部径向向内地延伸，与所述平坦表面部分相对。

11.如权利要求10所述的连接接头组件，其特征在于，所述弯曲端部部分延伸到所述阳构件的槽中。

12.如权利要求10所述的连接接头组件，其特征在于，所述保持构件还包括定位在每个所述凸片之间、周向间隔开的多个狭槽。

13.如权利要求9所述的连接接头组件，其特征在于，所述阴构件的所述第一轴向端部具有在其外表面上的环形槽，并且其中所述保持构件的所述环形部分定位在所述环形槽中。

14.如权利要求9所述的连接接头组件，其特征在于，还包括密封塞，所述密封塞围绕所述保持构件和所述阳构件的所述第二轴向端部部分安置。

15.如权利要求9所述的连接接头组件，其特征在于，所述阳构件包括轴向地在花键部分与所述第一轴向端部部分之间的无花键部分，其中所述无花键部分的直径比所述花键部分的直径大。

16.如权利要求14所述的连接接头组件，其特征在于，所述阴构件的所述第二轴向端部邻抵所述阳构件的所述无花键部分。

17.如权利要求14所述的连接接头组件，其特征在于，密封环定位于所述阴构件的所述第二轴向端部与所述阳构件的所述无花键部分之间。