用于等速万向节的轴组件的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种轴组件(10)。该轴组件包括第一轴(12)。第一轴具有第一环形凸起(20)、第二环形凸起(22)。第一环形凸起和第二环形凸起被倾斜面(32)隔开。第二环形凸起包括轴向延伸面(28)，其与倾斜面一端附连。靴状件(52)固定于轴上。靴状件包括槽(102)和与槽一端邻近的隔膜部(90)。槽包括进口部(104)、部分螺旋部(106)、形成于靴状件内表面的出口部(108)。隔膜部设置于倾斜面上，并包括与第二环形凸起接触的唇(120)。
【专利说明】用于等速万向节的轴组件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]根据35U.S.C.119 (e)，本申请要求的优先权申请号为美国临时申请US61/610676，其申请日为2012年3月14日，其全部内容被参考并结合在本申请中。
[0003]发明背景
[0004]本发明涉及一种轴组件，其能够使等速万向节内的压缩气体排出。尤其涉及一种轴组件，其能够使等速万向节邻近腔内的压缩气体排出到大气中。
[0005]已知用于排出压缩气体的靴状件和组件，该压缩气体在等速万向节旋转和/或插入过程中产生。尽管如此，现有技术中的靴状件和组件损失了过多的润滑剂或不能提供强力的排放。因此，需要一种能使润滑剂损失更少，排放效率更高，并防止污染物进入等速万向节的改进组件。
【发明内容】
[0006]在一个实施例中，提供了一种轴组件。该轴组件包括第一轴。第一轴具有第一环形凸起、第二环形凸起。第一环形凸起和第二环形凸起被倾斜面隔开。第二环形凸起包括轴向延伸面，其与倾斜面一端附连。靴状件固定于轴上。靴状件包括槽和与槽一端邻近的隔膜部。槽包括进口部、部分螺旋部、位于靴状件内面的出口部。隔膜部设置于倾斜面上，并包括与第二环形凸起接触的唇。
[0007]在另一实施例中，轴组件包括第一轴。第一轴包括第一环形凸起、第二环形凸起。第一环形凸起和第二环形凸起被第一轴向面和倾斜面隔开。第二环形凸起包括轴向延伸面，其与倾斜面一端附连。靴状件通过靴状件带组件在第一环形凸起和第二环形凸起之间固定于轴上。靴状件包括槽和与槽一端相接的隔膜部。槽包括进口部，部分螺旋部，和位于靴状件内面的出口部。槽环绕于靴状件纵向轴线，进而使进口部、出口部相对于靴状件纵向轴线倾斜。隔膜部设置于倾斜面上，并包括与第二环形凸起连续接触的唇。在倾斜面与隔膜部之间设有缺口。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]通过以下结合附图的具体实施的详细描述，本领域技术人员将能充分了解以上述本发明的优点及其他更多优点。
[0009]图1是描述了根据本发明的组件的实施例的剖面图，其中轴由虚线标示；
[0010]图1A是图1中的组件的剖面局部放大图；
[0011]图2是图1中组件所用的靴状件的实施例的前视图；
[0012]图3是图2中所示靴状件的实施例沿线3-3的剖面图；
[0013]图4是图2中所示靴状件的实施例沿线4-4的部分剖面图；
[0014]图5是图2中所示靴状件的实施例沿线5-5的部分剖面图；
[0015]图5A是图2中所示靴状件的实施例沿线5A-5A的部分剖面图；
[0016]图6是图2中所示靴状件的实施例沿线6-6的剖面图；
[0017]图7是图2中所示靴状件的实施例沿线7-7的部分剖面图；
[0018]图8是图2中所示靴状件的实施例沿线8-8的部分剖面图；以及
[0019]图9是图1中的组件的轴的实施例的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0020]应该指出，本发明可呈现各种替代定向和步骤顺序，明显与本发明相反的除外。同时，由附图示出和以下说明中描述的具体零件、组件和特征仅是本发明范围内的简单实施例举例。因此，除非有明确声明，实施例所给出的具体尺寸、方向或其他物理特征并不具有限定意义。同样，在本申请的该部分中，尽管他们可能不同，这里描述的不同实施方式中类似的元件可能使用相同的附图标记。
[0021]现在参见附图，如图1所示的轴组件10，用于释放等速万向节11 (下文称为“组件”)产生的压力。组件10与车辆(未示出)的等速万向节相连。对于本领域普通技术人员来说，本发明描述的排放组件和方法能够用于公路和非公路车辆。进一步的，对于本领域普通技术人员来说，本发明能够应用于工业、火车和航空领域。
[0022]等速万向节11具有连接于第二轴(未示出)的外部件14和位于第一轴12前端部16的内部件15。在此，“径向”、“径向的”、“轴向”、“轴向的”指的是某些件的朝向，这些件安装于组件10上，除特别指出外，都相对于第一轴12的纵向轴13。等速万向节11包括安装于沟槽18的珠17，沟槽18位于内部件15和外部件14之间。尽管如此，应理解，任何形式的等速万向节均可应用于实践本发明。
[0023]组件10包括第一轴12。第一轴连接等速万向节11。现在参见图9，第一轴12包括第一环形凸起20和第二环形凸起22。第一环形凸起20通过一侧的第一内倾斜面24和另一侧的第二内倾斜面26与第一轴12相连。在一实施例中，第一内倾斜面24和第二内倾斜面26的至少一部分相对第一轴12的纵向轴线13成锐角。
[0024]第一环形凸起20和第二环形凸起22的之间具有第一轴面28。因此，第一轴面28将第二环形凸起22与第一环形凸起20隔开。第一轴面28与第二内倾斜面26在其一端30相连，与外倾斜面32在其另一端34相连。在一实施例中，第一轴面28的轴向长度比第一环形凸起20的轴向长度长。
[0025]外倾斜面32可以形成有凹形或凸形部分。尽管如此，外倾斜面32最好是线性截面。优选地，在一些实施例中，外倾斜面32的至少一部分与第一轴12的轴线13成锐角。
[0026]外倾斜面32与第一环形凸起20相连，并将其与第二环形凸起22隔开。第二环形凸起22包括轴向延伸面(下文称为“第二轴面38”)。在一端，第二轴面38与外倾斜面32相连。在与之对应的另一端，第二轴面38将第二环形凸起22与第一轴12的中部36相连。
[0027]第一轴12从后端部40到中部36直径减小。优选地，后端部40直径从大直径部42减小到中直径部44，并进一步减小到小直径部46。在一些实施例中，中间直径部48、48A位于大直径部42和中直径部44之间，和/或位于中直径部44与小直径部46之间。同样，在一些实施例中，第一轴12通过支撑件(未示出)经由中心轴承(未示出)来可转动地支承，该中心轴承安装在中直径部44。
[0028]回到图1，在内部件15与外部件14中间具有空间50。油脂或其他适合润滑剂位于空间50内，为珠17提供润滑，进而改善了其滑动性能并延长其使用寿命。组件10包括靴状件52且可包括靴状件连接件54。靴状件52和靴状件连接件54用于包裹空间50，以阻止污染物进入空间50，同时防止其中润滑液流出。
[0029]靴状件连接件54优选地由薄金属片制成，并在第一端部56处安装于外部件14。第一端部56具有基本圆柱形状，较佳地具有位于外部件14 一端附近的密封件58。密封件58位于外部件14外围，可以是O型圈或类似构件。
[0030]靴状件连接件54还包括第二端部60。第二端部60与靴状件52接触，并在连接部62处安装于靴状件52。第二端部60可具有基本圆柱形状。在一实施例中，第二端部60包括连接于圆形部66的基部64。在本实施例中，第二端部60折叠，以使圆形部66的一定部分互相重叠。圆形部66可具有珠缘部68。如图1所示，基部64，圆形部66和珠缘部68可与靴状件52的连接部62接触。
[0031]靴状件52的连接部62与基部64，圆形部66，如果有，靴状件连接件54的珠缘部68相连。在一实施例中，靴状件52由弹性材料制成。因此，连接部62可在基部64和圆形部66和/或珠缘部68间压缩，以彼此连接靴状件连接件54和靴状件52。在这些实施例中，连接部62可包括凸缘部分70。在一些实施例中，凸缘部分70具有圆形头。还有，在一些实施例中，凸缘部分70的厚度大于连接部62的相邻部分72，且可绕第一轴12环形延伸。
[0032]靴状件52包括内面74和外面76。当连接靴状件连接件54和第一轴12时，内面74的某些部分与空间50相邻，某些部分与第一轴12接触。外面76暴露于大气中。靴状件52具有与第一轴12的纵向轴线13重合的纵向轴线77。靴状件52和第一轴12同轴。
[0033]当与靴状件连接件54和第一轴12连接时，靴状件52包括环形折叠78。环形折叠78在一端80安装于连接部62。靴状件52还包括凸圈82。凸圈82与环形折叠78的另一端84相连。凸圈82包括颈部86，安装部88和隔膜部90。颈部86与安装部88相连，安装部88与隔膜部90相连。优选地，安装部88的厚度大于颈部86和隔膜部90。
[0034]如图1A中最佳所示，安装部88位于第二内倾斜面26和外倾斜面32之间，并与第一轴向面28接触。组件10可包括靴状件带组件92，用于紧固靴状件52和第一轴12。优选地，靴状件52永久地固定于第一轴12。当靴状件52紧固于第一轴12时，靴状件52最好不能沿第一轴12轴向移动。
[0035]靴状件52在第一环形凸起20与第二环形凸起22之间与第一轴固连。优选地，安装部88通过靴状件带组件92安装于第一轴12。在一实施例中，靴状件52在外面76具有一对环形突起94。环形凸起94用于保证靴状件带组件92定位成围绕安装部88。
[0036]靴状件带组件92可包括带部96和一个或多个支耳98。优选地，带部96环绕于安装部88。一个或多个支耳98可皱缩以调整带部96的周界，因此将靴状件52紧固于第一轴12。
[0037]图2-8示出没有连接靴状件连接件54或第一轴12的靴状件52，以说明更多的特征。如图示出的，靴状件52从大直径部100到凸圈82逐渐变细，并呈漏斗状。
[0038]靴状件52包括在内面74形成的槽102。槽102与空间50间能够进行流体连通。在一实施例中，槽102位于凸圈82的预定部分。优选地，槽102位于安装部88，并分布于其全部长度。同样，槽102可位于颈部86的一部分。
[0039]槽102包括进口部104，部分螺旋部106和出口部108。进口部104与部分螺旋部106相连，部分螺旋部106与出口部108相连。槽102还包括位于其一端的进口开口 110和另一相对端的出口开口 112。进口开口 110与进口部104相连，出口开口 112与出口部108相连。在一实施例中，进口开口 110，进口部104，部分螺旋部106，出口部108和出口开口112顺序相连。
[0040]优选地，槽102为单一连续通道。可以知道，如此形式的槽102优于现有通道设计。优选地，槽102位于靴状件52的内面74上，因此其不包括能够形成槽102的区域的缝隙的连接或交面，进而不容产生阻滞。在一实施例中，进口开口 110，出口开口 112和槽102的部分104、106、108浇注成型。
[0041]部分螺旋部106定向成使其倾斜于靴状件52的纵向轴线77。部分螺旋部106与进口部104和出口部108能够进行流体连通。在一些实施例中，部分螺旋部106宽度基本不变，且绕安装部88环绕延伸。
[0042]现在参见图4，出口部108定向成使其倾斜于靴状件52的纵向轴线77。形成组件10后，出口开口 112与缺口 114能够进行流体连通。缺口 114位于外倾斜面32与安装部88 一端之间。缺口 114也位于外倾斜面32与隔膜部90之间。另外，缺口 114也可位于隔膜部90与第二环形凸起32的一部分之间。
[0043]进口开口 110和进口部104在图5中最清楚。如图示，进口部104定向成使其倾斜于靴状件52的纵向轴线77。组件10组装完成后，空间50和槽102通过进口开口 110进行流体连通。
[0044]如图3-5最佳所示，槽102具有一定长度，并绕靴状件52纵向轴线77旋转。优选地，槽102绕靴状件52纵向轴线77旋转不到一周。尽管如此，在一些实施例中，槽102绕靴状件52纵向轴线77旋转至少半周，但不到一周。优选地，槽102绕靴状件52纵向轴线77旋转约半周。在一些实施例中(未示出)，槽102绕靴状件52纵向轴线77旋转不到半周。在这些实施例中，槽102的有效长度相比现有技术槽减小了。这一特征使得压缩气体能够效率更高地、逐渐排出，减小了润滑液的损失，且这种槽102更便宜、更易加工。
[0045]隔膜部90邻近槽102靠近出口开口 112的一端。隔膜部90设置在外倾斜面32和第二环形凸起22之上。如图3-5最佳所示，隔膜部90包括第一带状部116，环形部118和唇120。隔膜部90也可包括第二带状部122。安装部88与第一带状部116相连。第一带状部116包括位于靴状件52的内面74的带124。第一带状部116与环形部118相连。如需要，环形部118与唇120或第二带状部122相连。因此，如需要，第二带状部122与唇120相连，并包括靴状件52内面74的带124。第二带状部122包括位于靴状件52内面的74的带126。
[0046]如图3最佳所示，在一些实施例中，第一带状部116厚度大于环状部118的厚度。同样的，在一实施例中，环形部118的直径128大于唇120的直径130。在这些实施例中，唇120的直径130大于安装部88的直径132。
[0047]回到图1A，第一带状部116不与外倾斜面32接触。另外，环形部118不与第二环形凸起22接触。优选地，唇120紧压于第二环形凸起32，进而唇120与第二环形凸起22连续接触。现在参见图4，在一实施例中，唇120包括第一径向面134和密封面136。密封面136与第二环形凸起22接触以提供唇120和第二环形凸起22之间的密封。
[0048]唇120与第二环形凸起22接触，以提供弹性密封。弹性密封用于防止污染物进入靴状件52，防止润滑剂从靴状件52流出，但允许一定工况下空间50中的压力释放到大气中。在一实施例中，密封可通过唇120与第二环形凸起22接触来选择性地形成。
[0049]如上所述，压力在空间50内产生。当空间50内的压力达到一定值和/或空间50内的压力与大气压力相比过大时，压缩气体，例如在高于通常大气压力下压缩的气体，将释放到大气中。为释放压力，组件10内具有贯通的通道138。可以知道，通道138不仅能够用于空间50的卸压，还可用于防止污染物进入和润滑剂流出空间50。
[0050]通道138包括槽102。优选地，槽102连续缠绕布置于第一轴12的部分。当卸压时，压缩气体从空间50流过进口开口 110、进口部104和部分螺旋部106。压缩气体也流过出口部108和出口开口 112。
[0051]通道138还包括缺口 114。如图1A最佳所示,安装部88—端邻近但不接触外倾斜面32。另外，隔膜部90不接触外倾斜面32。因此，缺口 114位于安装部88、隔膜部90和外倾斜面32中间。位于等速万向节11和靴状件52间的空间50能够与槽102通过进口开口110流体连通，槽102通过出口开口 112与缺口 114流体连通。在卸压过程中，压缩气体流过出口开口 112，进入缺口 114。
[0052]压缩气体通过通道138和唇120排出至大气中。因此，通道138还包括唇120和第二环形凸起22之间选择性形成的密封。在排放过程中，压缩气体流经缺口 114，并通过唇120。从空间50内排放后并回归一定值后，唇120和第二环形凸起22的密封重新形成，并阻止气体从唇120流出。
[0053]图5A示出了能够应用于轴组件10的槽102A的其他实施例。图5A的实施例可以替代之前所述的槽102的实施例，或与之共用的方式应用于组件10。
[0054]如图5A，槽102A包括进口开口 140，进口部142和部分螺旋部106。进口开口 140与进口部142相连，进口部142与部分螺旋部106相连。优选地，进口开口 140具有宽度144，并大于部分螺旋部106的宽度146。同样优选地，进口部142具有宽度148，并大于部分螺旋部106的宽度146。
[0055]进口开口 140的宽度144可锥形过渡到进口部142。进口部142的宽度144可锥形过渡到部分螺旋部106。优选地，进口开口 140的宽度144大于部分螺旋部106的宽度146，并锥形过渡到进口部142。在此实施例中，进口开口 140可包括位于进口开口 140的至少一侧152的半径150。如图示，槽102A可具有漏斗或锥面的截面形状。
[0056]以上所述的实施例相比现有设计具有技术优势。例如，当进口开口 140和/或进口部142相比槽102A的其他部分106、108更宽，进口开口 140更不容易被润滑剂等阻滞。因此，卸压效果将更快更平稳。另外，进口开口 140的半径150相比具有包括锐角转角的进口开口的槽的靴状件，将使靴状件52更易加工。
[0057]图6-8示出了能够用于轴组件10的槽的其他实施例102B。图6_8的实施例可以替代之前所述的槽102U02A的实施例，或与之共用的方式应用于组件10。
[0058]如图6-8，槽102B包括进口开口 110，进口部104和部分螺旋部106，出口部108和出口开口 112。进口开口 110与进口部104相连，进口部104与部分螺旋部106相连，部分螺旋部106与出口部108相连，出口部108与出口开口 112相连。在此实施例中，槽102B还包括半环部154，其与部分螺旋部106相连并与之流体连通。不难理解，在其他实施方式中，半环部154也可与进口部104或出口部108相连，并与之流体连通。半环部154可由浇注制成。
[0059]半环部154位于靴状件52的内面74。优选地，半环部154具有基本恒定的宽度156。在一实施例中，半环部154绕安装部88径向布置。优选地，半环部154在靴状件52的内面74上呈大于180度的弧形。在一个实施例中，半环部154的弧度小于270度。在其他实施例中(未示出)，半环部154在靴状件52的内面74上呈小于180度的弧形。
[0060]如上所述，靴状件52永久固定于第一轴12，其保持连接于并不沿轴12纵向移动。在固定靴状件52的过程中，槽的某些部分可能被压缩以至于相应部分可能闭合。因此，应用半环部154将在槽102B的部分闭合或至少部分闭合时，为压缩气体提供另一流通渠道。
[0061]基于以上详细描述，在不偏离本发明范围和精神下，任何改动、添加和选择性实施都是可能的。在此挑选和描述的实施例旨在对本发明的发明原理进行阐述，对于本领域技术人员来说，本发明可广泛应用于其他领域，并依据其应用进行适应性修改。因此，其所有修改和变化都在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种轴组件,包括: 第一轴，所述第一轴具有第一环形凸起和第二环形凸起，第一环形凸起和第二环形凸起被倾斜面隔开，其中第二环形凸起包括附连到所述倾斜面一端的轴向延伸面； 固定于所述轴上的靴状件，其中所述靴状件包括槽，所述槽包括进口部、部分螺旋部、形成于靴状件内面的出口部，所述靴状件还包括邻近槽一端的隔膜部； 其中，所述隔膜部位于倾斜面上方，并包括与第二环形凸起接触的唇。
2.如权利要求1所述的轴组件，进一步地包括位于倾斜面和隔膜之间的缺口，该缺口与位于槽一端的出口开口流体连通。
3.如权利要求1所述的轴组件，进一步地包括位于第一环形凸起和第二环形凸起之间的第一轴向面，其在一端与倾斜面相连。
4.如权利要求1所述的轴组件，其中，唇的直径大于安装部的直径。
5.如权利要求1所述的轴组件，其中，唇与第二环形凸起连续接触。
6.如权利要求1所述的轴组件，其中，槽沿靴状件的纵向轴线环绕。
7.如权利要求1所述的轴组件，其中，隔膜部还包括附连于靴状件安装部的带部。
8.如权利要求1所述的轴组件，其中，槽绕靴状件的纵向轴线旋转小于一周。
9.如权利要求1所述的轴组件，其中，槽绕靴状件的纵向轴线旋转至少半周。
10.如权利要求1所述的轴组件，其中，槽绕靴状件的纵向轴线旋转约半周。
11.如权利要求1所述的轴组件，其中，槽绕靴状件的纵向轴线旋转小于半周。
12.如权利要求1所述的轴组件,其中,进口部相对靴状件纵向轴线倾斜。
13.如权利要求1所述的轴组件,其中，出口部相对靴状件纵向轴线倾斜。
14.如权利要求1所述的轴组件，其中，槽贯穿于靴状件的安装部延伸。
15.如权利要求1所述的轴组件，其中，靴状件通过靴状件带组件在第一环形凸起和第二环形凸起之间固定于第一轴上。
16.如权利要求2所述的轴组件，其中，缺口位于第二环形凸起的一部分与隔膜之间。
17.如权利要求16所述的轴组件，其中，槽形成于靴状件的安装部中，缺口位于安装部一端与倾斜面之间。
18.—种轴组件,包括: 第一轴，所述第一轴包括第一环形凸起、第二环形凸起，第一环形凸起和第二环形凸起被第一轴向面和倾斜面隔开，其中，第二环形凸起包括附连到倾斜面一端的轴向延伸面； 靴状件，所述靴状件通过靴状件带组件在第一环形凸起和第二环形凸起之间固定于轴，其中所述靴状件包括槽，所述槽包括进口部、部分螺旋部、形成于靴状件内表面的出口部，所述槽沿靴状件纵向轴线环绕，进而使进口部和出口部与靴状件纵向轴线倾斜，所述靴状件还包括邻近槽一端的隔膜部； 其中，所述隔膜部位于倾斜面上方，并包括与第二环形凸起连续接触的唇，缺口位于所述倾斜面与所述隔膜部之间。
19.如权利要求18所述的轴组件，其中，所述槽与由等速万向节的内、外部件之间形成的空间流体连通。
【文档编号】F16D3/84GK104302938SQ201380013539
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年3月13日 优先权日:2012年3月14日
【发明者】S·T·奥 申请人:德纳汽车系统集团有限责任公司