锯齿形轴碎屑收集器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及锯齿形轴碎屑收集器，提供了一种碎片或碎屑捕集器或收集器，其保留在轴与另一部件例如壳体、齿轮、滑轮或轴承之间组装锯齿状或花键式压配合连接时产生的金属碎片、断片及其它碎屑。该碎片收集器包括布置在轴周围、邻近锯齿或外花键的环的圆周通道或凹槽和相邻的圆周凸缘。可选的第二通道或凹槽存在于另一部件中。在组装轴和部件时，当轴完全落座在该另一部件内时，由部件的过盈配合和轴向滑动组装所产生的任何断片、断片或其它碎屑被收集在通道或凹槽中并且保留在那里。
【专利说明】锯齿形轴碎屑收集器
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种锯齿形轴的碎屑收集器，并且尤其涉及一种用于由压配合锯齿形轴或花键轴到互补部件中所产生的碎片和碎屑的收集器。
【背景技术】
[0002]本节陈述只是提供与本发明相关的背景信息，并且可构成或不构成现有技术。
[0003]许多传动系部件例如轴、齿轮、滑轮、轴承等等是通过压配合一个部件与另一个的组件。可能涉及几种方法中的一种:加热外部件以使它稍微膨胀，同时将它安置在内部件上并且任由它冷却，或者，给予非常小的过盈配合，简单地把一个部件挤到另一个上或另一个中。压配合点常常将包括安装在平滑孔内的外锯齿，或者互补的内、外花键，它们都大大地增大连接的转矩承载能力。
[0004]虽然锯齿状或花键式压配合连接相对于平滑压配合连接确实提供了增大的转矩承载能力，但是，通常存在有利用这种配合面的不希望后果，该后果是从部件的一个或两个产生断片、碎片和碎屑。上述异物可能立即从完工连接脱落，它可能暂时或者长时间地保持附接，或者，它可能非常牢固以致于它永久地伴随着连接部件。
[0005]最后一种情形(永久连接)通常是没有意义的，尽管不理想，但是，即时或在操作期间脱落的连接过程产生的断片、碎片和碎屑是有意义的。脱落或移位的那些应当通过清扫过程清除，因为，否则它们可能伴随着已装配部件直到在操作中就位。对于碎屑也是这样，碎屑在一开始保持附接，但是在使用中脱落。通过清扫过程确保消除全部碎屑通常是费时的，并且，导致了包括通道、通路、盲孔等在内的许多部件的复杂性，可能不会总是获得期望的结果。显然，要避免金属断片、碎片或碎屑在例如装置诸如内燃机、手动或自动变速器、分动箱或差速器的润滑系统内循环。
[0006]本发明专注于一种用于截留轴与壳体、齿轮、滑轮、轴承或其它部件之间的锯齿状或花键式压配合连接中的金属断片、碎片和碎屑的装置。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种碎片或碎屑捕集器或收集器，其保留在轴与另一部件例如壳体、齿轮、滑轮或内腔之间组装锯齿状或花键式压配合连接时产生的金属碎片、断片及其它碎屑。该碎片捕集器或收集器包括布置在轴周围、邻近锯齿或外花键的环的圆周通道或凹槽和相邻的圆周凸缘。在组装的方向上，首先遇到凸缘，然后是通道或凹槽，然后是锯齿或花键。外部件，也就是除光滑内腔之外的壳体、齿轮等等，可选地包括第二通道或凹槽，其在两个部件完全组装时大致沿轴向与轴的通道或凹槽对齐。在组装过程期间，当外部件完全落座在轴上时，由部件的过盈配合和轴向滑动组装所产生的任何断片、碎片或其它碎屑被推入这些通道或凹槽中并且保留在那里。
[0008]因此，本发明的一个方面是提供一种为压配合组装设计的轴，其具有碎片或碎屑收集保留特征。[0009]本发明的又一个方面是提供一种具有锯齿和邻近锯齿的碎片或碎屑保留特征的轴。
[0010]本发明的还又一个方面是提供一种具有锯齿、邻近锯齿的碎片或碎屑收集通道和邻近通道的碎片保留凸缘的轴。
[0011]本发明的还又一个方面是提供一种具有锯齿、邻近锯齿的碎片或碎屑保留通道和在相配部件中的碎片或碎屑保留通道的轴。
[0012]本发明的还又一个方面是提供一种具有外花键组、邻近花键组的碎片或碎屑保留通道或凹槽和邻近凹槽的圆周凸缘的轴。
[0013]本发明的还又一个方面是提供一种具有外花键组、邻近花键组的碎片或碎屑保留圆周通道或凹槽和在相配部件中的碎屑保留通道或凹槽的轴。
[0014]本发明的还又一个方面是提供一种具有锯齿和邻近锯齿的碎片或碎屑保留通道或凹槽的轴，在部件例如壳体、齿轮或滑轮完全组装到轴上时，该保留通道或凹槽对齐这些部件中的碎片保留通道或凹槽。
[0015]本发明提供下列方案。
[0016]方案1.一种用于压配合组装的碎片收集器，以组合的形式包括有:
轴，其具有第一直径的锯齿区域、邻近所述锯齿区域的圆周通道、邻近所述通道的第二直径的凸缘和邻近所述凸缘的第三直径的圆柱形部分，和
部件，其适合于固定到所述轴，所述部件具有第一内腔和第二内腔，所述第一内腔的直径小于所述第一直径且基本上等于所述第二直径，所述第二内腔的直径小于所述第三直径，
由此，在所述部件组装到所述轴上的期间，所述凸缘滑动地密封住所述第一内腔，所述圆周通道收集所述锯齿区域接合且摩擦所述第一内腔时产生的碎屑，并且所述圆柱形部分在所述第二内腔中实现压配合。
[0017]方案2.如方案I所述的用于组装的碎片收集器，其中，所述部件是壳体。
[0018]方案3.如方案I所述的用于组装的碎片收集器，进一步地包括在所述部件的所述第一内腔中的第二通道，当所述轴和所述部件完全组装时，所述第二通道对齐所述轴中的所述圆周通道。
[0019]方案4.如方案I所述的用于组装的碎片收集器，其中，所述部件包括在所述第一内腔与所述第二内腔之间的肩部，并且，当所述轴和所述部件完全组装时，所述凸缘靠着所述肩部。
[0020]方案5.如方案I所述的用于组装的碎片收集器，其中，所述锯齿是沿轴向定位的不规则或规则的加厚。
[0021]方案6.如方案I所述的用于组装的碎片收集器，其中，所述轴包括多个润滑油孔，当所述轴和所述部件完全组装时，这些润滑油孔对齐所述部件中的润滑油通道。
[0022]方案7.如方案I所述的用于组装的碎片收集器，其中，所述轴由钢制成，所述部件是包括弹性密封的铝壳。
[0023]方案8.—种轴和部件组件，具有碎屑保留器，以组合的形式包括有:
轴，其具有第一直径的多个锯齿、邻近所述多个锯齿的圆周碎屑接收通道和邻近所述碎屑接收通道的具有小于所述第一直径的第二直径的凸缘，和 部件，其固定到所述轴，所述部件具有第三直径的内腔，所述第三直径基本上等于所述第二直径，在组装期间，所述内腔被所述多个锯齿加压和抓紧并且提供在所述凸缘上的间隙配合，
由此，在所述部件在所述轴上的组装期间产生的碎屑被收集在所述圆周通道中。
[0024]方案9.如方案8所述的轴和部件组件，进一步地包括在所述轴上邻近所述凸缘的具有第四直径的圆柱形部分、所述部件中的直径小于所述第四直径的第二内腔以及所述内腔之间的肩部，所述第二内腔用于接收所述轴的所述圆柱形部分。
[0025]方案10.如方案9所述的轴和部件组件，其中，当所述轴和所述部件完全组装时，所述凸缘座靠于所述肩部上。
[0026]方案11.如方案8所述的轴和部件组件，进一步地包括在所述部件的所述第一内腔中的第二通道，当所述轴和所述部件完全组装时，所述第二通道对齐所述轴中的所述圆周通道。
[0027]方案12.如方案8所述的轴和部件组件，其中，所述锯齿是沿轴向定位的不规则或规则的加厚，并且，所述部件是布置在自动变速器中的壳体。
[0028]方案13.如方案8所述的轴和部件组件，其中，所述轴包括多个润滑油孔，当所述轴和所述部件完全组装时，这些润滑油孔对齐所述部件中的润滑油通道。
[0029]方案14.一种轴和部件组件，具有碎屑收集器，以组合的形式包括有:
轴，其具有用于摩擦的第一直径的装置、邻近所述摩擦装置用于收集碎屑的圆周通道和邻近所述圆周通道的具有小于所述第一直径的第二直径的凸缘，和
部件，其压配合在所述轴上，所述部件具有被所述摩擦装置加压和摩擦的内腔，
由此，在所述部件压配合在所述轴上期间产生的碎屑被收集在所述圆周通道中。
[0030]方案15.如方案14所述的轴和部件组件，其中，所述轴包括邻近所述凸缘的具有小于所述第二直径的第三直径的圆柱形部分，并且，所述部件包括直径小于所述第三直径的第二内腔和布置在所述内腔之间的肩部。
[0031]方案16.如方案15所述的轴和部件组件，其中，当所述轴和所述部件完全组装时，所述凸缘座靠于所述肩部上。
[0032]方案17.如方案14所述的轴和部件组件，其中，所述摩擦装置是花键和锯齿中的一种，并且，所述部件是圆形壳体。
[0033]方案18.如方案17所述的轴和部件组件，其中，所述锯齿是沿轴向定位的不规则或规则的加厚。
[0034]方案19.如方案14所述的轴和部件组件，进一步地包括在所述部件的所述内腔中的第二通道，当所述轴和所述部件完全组装时，所述第二通道对齐所述轴中的所述圆周通道。
[0035]方案20.如方案14所述的轴和部件组件，其中，所述轴包括多个润滑油孔，当所述轴和所述部件完全组装时，这些润滑油孔对齐所述部件中的润滑油通道。
[0036]通过本文提供的描述将更明显看到更多方面、优点和适用领域。应当理解，这个描述和特定例子仅仅意图用于说明并且不意图限制本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】[0037]本文描述的附图只是起到举例的作用，而决不意图限制本发明的范围。
[0038]图1是结合有本发明的轴和壳体组件的侧视图；
图2是根据本发明的轴的立体图；
图3是根据本发明在开始组装过程时图1所示轴和壳体的一部分的局部、全剖视图； 图4是根据本发明在组装过程期间图1所示轴和壳体的一部分的局部、半剖面图；和 图5是根据本发明在完成组装过程时图1所示轴和壳体的一部分的放大、局部、半剖面图。
【具体实施方式】
[0039]下列描述本质上仅仅是示例性的并且不意图限制本发明、应用或用途。
[0040]参照图1、2和3，示出了壳体，其例如可以是自动变速器或其它动力传递或传输装置的旋转部件，并且总体上标为附图标记10。将要意识到，壳体10仅仅是示范性和说明性的，并且其它部件例如齿轮、滑轮、轴承等等都可以用来替换它。壳体10是圆形的，优选为由较轻且软的材料例如铝制成，并且包括多个径向倾斜通道12和外部特征例如花键或轮齿(未示出)以及可以容纳在相关部件(也未示出)内的圆柱形外壁14。壳体10还可以包括环形弹力密封16，其接合并密封住壳体10的中央区域18。
[0041]通过过盈压配合而紧固到壳体10的是轴20。轴20可以是实心或如图所示中空的，优选为由较硬且坚固的材料例如钢制成并且使壳体10旋转地连接到其它部件(未示出)。因而，轴20可以包括在一端的例如多个径向润滑油孔22和在另一端的外花键组24，外花键组驱动地接合互补的内花键组(未示出)。
[0042]将意识到，旋转的壳体10和轴20通常可以与自动变速器的壳体(未示出)或类似的流体润滑装置一起布置并且因此将暴露于传动液或其它润滑油的流动且被传动液或其它润滑油的流动围绕着。就是在这个环境中，由压配合组装过程产生的金属断片、碎片和碎屑、如果未被遏制或提前清除，则可能且通常将在操作期间被冲出轴20且悬浮在传动液中且随传动液循环在整个变速器中，因此可能干扰其运转。
[0043]如图2和3所示，轴20包括沿轴向和周向延伸的锯齿或花键26的区域。锯齿26可以是朝着任何轴向定位的、不规则或规则的加厚(upset)例如交替的突起和凹槽、隆起、齿等等，它们将接合、加压、摩擦和抓紧相配部件例如壳体10。紧邻锯齿或花键26且朝着润滑油孔22的是第一圆周断片、碎片或碎屑收集保留通道或凹槽30。并且，邻近第一碎片收集凹槽30 (在与锯齿或花键26相反的一侧)的是圆周凸缘32。将意识到，圆周凸缘32沿轴向限定出第一碎片收集凹槽30的一个侧面，而锯齿或花键26的区域限定出另一个。
[0044]轴20终止于直径缩小区域34，其包括润滑油孔22并且限定出稍大于壳体10的直径缩小的圆柱形区域42的直径，由此在它们进行组装时，在轴20的直径缩小区域34与壳体10的直径缩小的圆柱形区域42之间形成过盈压配合。
[0045]壳体10还包括光滑圆柱形内腔44，其具有小于锯齿或花键26的标称外径的内径，从而在锯齿或花键26与壳体10的圆柱形内腔44之间有加压且摩擦的过盈配合。圆周凸缘32的外径小于锯齿或花键26的标称外径并且基本上等于光滑圆柱形内腔44的直径，从而在它们之间有间隙配合。
[0046]最接近壳体10的光滑内腔44的端部的是第二圆周断片、碎片或碎屑收集保留通道或凹槽50。将意识到，第二圆周断片、碎片或碎屑收集保留通道或凹槽50是可选的。虽然它确实增大了可用于收集并保留断片、碎片及其它碎屑的总容量，但是，通常发现，轴20中的单个通道或凹槽例如凹槽30足以实现这个目的。
[0047]在光滑圆柱形内腔44的端部，邻近第二碎片收集凹槽50的是肩部52，其从直径缩小区域42过渡到更大直径的光滑圆柱形内腔44。将意识到，当壳体10完全组装到轴20上时，第一和第二碎片收集凹槽30和50对齐或基本上对齐，并且轴20上的圆周凸缘32靠着壳体10的肩部52。
[0048]图3、4和5示出了壳体10 (或其它部件)与轴20的组装过程的步骤。在图3中，刚好开始组装时，轴20的直径缩小区域34与壳体10的直径缩小圆柱形区域42对齐、被引导且滑入壳体10的直径缩小圆柱形区域42。轴20的锯齿或花键26还没有接合壳体10的光滑内腔44。
[0049]在图4中，继续组装，轴20已经进一步地移入壳体10的直径缩小圆柱形区域42。注意到，在锯齿或花键26接合光滑内腔40之前，圆周凸缘32已经通过间隙配合接合壳体10的光滑内腔44，由此，在产生任何上述断片、碎片或碎屑之前有效地封闭了第一碎片收集凹槽30的前向边。在这点上，将意识到，在组装期间，是锯齿或花键26 (邻近圆周凹槽30)的前缘产生断片、碎片和碎屑。这样，阻止了任何断片、碎片或碎屑移动超出圆周凸缘32 (图4中向左)从而污染或逐渐堆积在例如润滑油孔22。
[0050]在图5中，轴20完全落入且固定到壳体10。注意到，在最初，已经在轴20的锯齿或花键26与壳体10的光滑内腔44之间建立了加压、摩擦、过盈配合。在这点上，还注意到，在锯齿或花键26加压、摩擦和去除来自壳体10的光滑圆柱形内腔44的材料时所产生的金属碎片或碎屑60存在于第一和第二碎片收集凹槽30和50内。接下来，注意到，第一碎片收集凹槽30和可选的第二碎片收集凹槽50沿轴向对齐，由此围绕轴20形成了较大的圆周通道，组装过程所产生的金属断片、碎片和碎屑60可以收集且永久地保留在其中。最后，注意到，轴20的凸缘32靠着且完全落座在壳体10的肩部52上。这些特征和这个动作确保了(I)轴20确定且完全地落座在壳体10内，(2)第一和第二碎片收集凹槽30和50完全或基本上完全对齐。最后，注意到，当出于完全组装状态时，轴20的一些润滑油孔22对齐壳体10中的径向通道12由此有利于流体从轴20的内部流到壳体10内的部件。
[0051]本发明的描述本质上仅仅是示例性的，并且不脱离本发明要旨的变形规定为且是在本发明和权利要求的范围内。这些变形不看成是偏离本发明的精神和范围。
【权利要求】
1.一种用于压配合组装的碎片收集器，以组合的形式包括有: 轴，其具有第一直径的锯齿区域、邻近所述锯齿区域的圆周通道、邻近所述通道的第二直径的凸缘和邻近所述凸缘的第三直径的圆柱形部分，和 部件，其适合于固定到所述轴，所述部件具有第一内腔和第二内腔，所述第一内腔的直径小于所述第一直径且基本上等于所述第二直径，所述第二内腔的直径小于所述第三直径， 由此，在所述部件组装到所述轴上的期间，所述凸缘滑动地密封住所述第一内腔，所述圆周通道收集所述锯齿区域接合且摩擦所述第一内腔时产生的碎屑，并且所述圆柱形部分在所述第二内腔中实现压配合。
2.如权利要求1所述的用于组装的碎片收集器，其中，所述部件是壳体。
3.如权利要求1所述的用于组装的碎片收集器，进一步地包括在所述部件的所述第一内腔中的第二通道，当所述轴和所述部件完全组装时，所述第二通道对齐所述轴中的所述圆周通道。
4.如权利要求1所述的用于组装的碎片收集器，其中，所述部件包括在所述第一内腔与所述第二内腔之间的肩部，并且，当所述轴和所述部件完全组装时，所述凸缘靠着所述肩部。
5.如权利要求1所述的用于组装的碎片收集器，其中，所述锯齿是沿轴向定位的不规则或规则的加厚。
6.如权利要求1所述的用于组装的碎片收集器，其中，所述轴包括多个润滑油孔，当所述轴和所述部件完全组装时，这些润滑油孔对齐所述部件中的润滑油通道。
7.如权利要求1所述的用于组装的碎片收集器，其中，所述轴由钢制成，所述部件是包括弹性密封的铝壳。
8.一种轴和部件组件，具有碎屑保留器，以组合的形式包括有: 轴，其具有第一直径的多个锯齿、邻近所述多个锯齿的圆周碎屑接收通道和邻近所述碎屑接收通道的具有小于所述第一直径的第二直径的凸缘，和 部件，其固定到所述轴，所述部件具有第三直径的内腔，所述第三直径基本上等于所述第二直径，在组装期间，所述内腔被所述多个锯齿加压和抓紧并且提供在所述凸缘上的间隙配合， 由此，在所述部件在所述轴上的组装期间产生的碎屑被收集在所述圆周通道中。
9.如权利要求8所述的轴和部件组件，进一步地包括在所述轴上邻近所述凸缘的具有第四直径的圆柱形部分、所述部件中的直径小于所述第四直径的第二内腔以及所述内腔之间的肩部，所述第二内腔用于接收所述轴的所述圆柱形部分。
10.一种轴和部件组件，具有碎屑收集器，以组合的形式包括有: 轴，其具有用于摩擦的第一直径的装置、邻近所述摩擦装置用于收集碎屑的圆周通道和邻近所述圆周通道的具有小于所述第一直径的第二直径的凸缘，和 部件，其压配合在所述轴上，所述部件具有被所述摩擦装置加压和摩擦的内腔， 由此，在所述部件压配合在所述轴上期间产生的碎屑被收集在所述圆周通道中。
【文档编号】B23P19/02GK103769839SQ201310505539
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2012年10月24日
【发明者】C.G.哈蒙, D.G.埃迪, F.D.路易斯 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司