专利名称：一种制造轴向可压缩花键组件的方法
技术领域：
本发明总体涉及一种制造轴向可压缩花键组件的方法，所述花键组件用于从旋转动力源向可以转动方式被驱动的机构传递动力。特别是，本发明涉及一种用于制造例如用在车辆传动系统中的轴向可压缩传动轴组件的改进方法。
背景技术：
转矩传递轴被广泛用于从旋转动力源向可以转动方式被驱动的机构传递旋转动力。例如，在现在使用的大部分陆地车辆中，采用传动系统将旋转动力从发动机/变速器组件的输出轴传递给车桥总成的输入轴，从而旋转驱动车轮。为了实现这一过程，传统的车辆传动系统包括中空的圆柱形传动轴管。第一万向接头连接于发动机/变速器组件的输出轴和传动轴管的第一端部之间，而第二万向接头连接于传动轴管的第二端部和车桥总成的输入轴之间。所述万向接头提供从发动机/变速器组件的输出轴通过传动轴管到车桥总成输入轴的旋转驱动连接，与此同时调节这三个轴的旋转轴线之间一定量的轴心差。
客车、跑车、轻型货车和其它车辆的最新发展趋势是以在碰撞的过程中吸收能量的方式设计车辆的各个部件，由此为车辆乘客提供附加的安全性能。作为这种趋势的一部分，已知设计车辆传动系统使得可轴向压缩从而在碰撞过程中吸收能量。为了实现这一目的，传动轴管形成为第一和第二传动轴部分的装配体，两者连接在一起以便在正常运行过程中共同转动，而当相对较大的轴向压缩力施加于其上的时候，例如这种情况在碰撞的过程中会发生，两者能够相对彼此轴向移动。现有技术中已知很多这种轴向可压缩和/或可延伸的传动轴组件。
已经发现希望设计这种一般类型的轴向可压缩和/或可延伸的传动轴组件，从而使得需要预定大小的力来触发两个传动轴部分之间的相对轴向移动。还发现希望设计这些轴向可压缩和/或可延伸的传动轴组件，从而使得需要预定大小的力(在一些情况下是恒定的，在另外的情况下是可变的)来保持两个传动轴部分之间的相对轴向运动。然而，已经发现制造这种轴向可压缩和/或可延伸的传动轴组件比制造常规的无压缩传动轴要更加困难和昂贵。因此，希望提供一种相对较简单和廉价的制造这种轴向可压缩和/或可延伸的传动轴组件的改进方法。
发明内容
本发明涉及一种用于制造可轴向压缩的传动轴组件的改进的方法。起初，第一中空件围绕其中形成有凹槽的成型心轴布置。该凹槽包括具有第一径向深度的第一径向向内延伸部分，以及具有第二径向深度的第二径向向内延伸部分。第二径向向内延伸部分从第一径向向内延伸部分开始轴向延伸。然后，第一中空件变形为与成型心轴的凹槽相吻合。第二中空件相对于变形的第一中空件放置，并变形为与第一中空件的变形部分相吻合。这种变形可以通过机械变形、电磁脉冲成型、液压成型等实现。凹槽的第一径向向内延伸部分在第一中空件中形成第一花键，并且还在第二中空件中形成花键。凹槽的第二径向向内延伸部分在第一中空件中形成第二花键。优选地，第一径向深度大于第二径向深度。其结果是，在第一和第二中空件之间提供旋转驱动连接以形成传动轴。当相对较大的轴向力施加在套接传动轴的端部上时，第二中空件的花键将围绕第一中空件的第一花键轴向移动以使第二中空件的花键变形，由此在允许使第二中空件相对于第一中空件保持径向对齐的同时，压缩传动轴并吸收能量。
在参照附图阅读时，本领域技术人员将从下面优选实施例的详细描述中了解本发明的各种目的和优点。
图1是现有技术的传动组件的正视示意图，包括用于从发动机/变速器组件的输出轴向车桥总成的输入轴传递旋转动力的常规传动轴管。
图2是根据本发明的方法制造的传动轴组件的局部剖面的放大的侧面正视图。
图3是成型心轴的正视剖面图，显示围绕所述心轴布置的变形前的第一传动轴部分的一部分。
图4是成型心轴和图3中所示的第一传动轴部分变形后的正视剖面图。
图5是图4中所示的成型心轴的正视剖面图，具有围绕第一传动轴部分的成型部分布置的变形前的第二传动轴部分的一部分。
图6是图5中所示的成型心轴的正视剖面图，显示第二传动轴部分变形后的部分。
图7是本发明替代实施例的正视剖面图，显示布置在成型模具内并且在变形后的第一和第二传动轴部分的一部分。
图8是根据本发明的方法的另一替代实施例制造的车辆传动轴组件的局部剖面的放大的侧面正视图。
图9是成型心轴的正视剖面图，具有布置于所述心轴上的变形前的图8中所示的第一传动轴部分的一部分。
图10是图9中所示的成型心轴的正视剖面图，显示变形后的第一传动轴部分的一部分。
图11是图10中所示的成型心轴的正视剖面图，具有围绕第一传动轴部分的成型部分布置的变形前的第二传动轴部分。
图12是图11中所示的成型心轴的正视剖面图，显示第二传动轴部分的变形后的一部分。
图13是本发明的另一可替代实施例的正视剖面图，显示布置在成型模具中并且在变形后的第一和第二传动轴部分的一部分。
图14A到图14G是与现有技术中的可压缩传动轴对比的局部正视剖面图，以及根据本发明的方法制造的传动轴的示例性实施方式。
图15是用于形成根据本发明的方法的传动轴的又一替代实施例的成型心轴的正视剖面图，显示变形后的第一和第二传动轴部分的一部分。
具体实施例方式
现在参照附图，图1中示出现有技术中传统的车辆传动系统，整体以附图标记10表示。现有技术中的传动系统10包括通过传动轴组件15连接到车桥总成14上的变速器12。传动轴组件15包括细长的圆柱形传动轴管16。如在传统车辆传动系统10中很典型的那样，变速器12的输出轴(未示出)和车桥总成14的输入轴(未示出)并未同轴对齐。因此，在传动轴管16的各端部20采用万向接头18以可转动的方式使传动轴管16与变速器12的输出轴和车桥总成14的输入轴成一角度地连接。
传动轴管16的端部20与万向接头18之间的连接通常由一对端部配件22实现，例如管叉或滑动叉。传动轴管16的端部20开放并且适于在其中容纳端部配件22的一部分。通常，每个端部配件22包括插入传动轴管16的开放端部20的管座(未示出)。通常，端部配件22通过焊接、粘接、或类似相对持久的连接方式固定在传动轴管16上。因此，转矩可从变速器12经过第一端部配件22、传动轴管16、和第二端部配件22传递给车桥总成14。
图2示出了根据本发明的用于车辆传动轴组件15’的改进结构。如图中所示，传动轴组件15’包括整体由16’指示的改进的传动轴，该传动轴由以轴向重叠或套接的方式容纳在外管24中的内管23组成。在所示的实施例中，内管23连接到前侧万向接头18上(即，与变速器12的输出轴相连的万向接头18)，而外管24连接到后侧万向接头18上(即，与车桥总成14的输入轴相连的万向接头18)。然而，如有需要，内管23可连接到后侧万向接头18上，并且外管24可连接到前侧万向接头18上。
传动轴16’基本为中空圆柱形，具有由其两个端部20之间的距离所限定的轴向长度L。传动轴16’的整体长度L可根据应用该传动轴的车辆而变化。例如，在客车中，传动轴16’的整体长度L相对较短，例如在从约30英寸到约50英寸的范围内。然而，在轻型货车或跑车中，传动轴16’的整体长度L可相对较长，例如在从约60英寸到约80英寸的范围内。每个内管23和外管24在整个轴向长度L的一部分上延伸，外管24的一部分和内管23的一部分限定轴向重叠或套接区域26。内管23和外管24的一部分在轴向重叠区域26内相互接合以便将它们连接在一起，从而在正常运行的过程中共同旋转，然而，当例如在碰撞的过程中可发生的相对较大的轴向压力施加于其上时，允许内外管相对彼此发生轴向移动。下面详细描述内管23和外管24的上述部分的形成方式。
传动轴16’的内管23和外管24可由任何合适的材料或材料化合物形成。通常，传动轴16’的内管23和外管24由钢或铝合金制成。也可采用其它材料，例如纤维补强复合物或其它金属化合物或非金属材料。优选地，传动轴16’的内管23和外管24由铝合金制成。形成传动轴16’的内管23和外管24的合适的方法为本领域技术人员所熟知。在所示出的实施方式中，传动轴16’的内管23和外管24都形成为具有相对恒定的外径。然而，如果需要，传动轴16’的内管23和外管24中的任意一个或全部可形成为具有较大直径的中心部分、具有直径减小的一对端部、以及在中心和端部之间延伸的直径减小部分。这种类型的传动轴在为受让人所共同拥有的美国专利US 5,637,042和US 5,643,093中有详尽的描述，上述专利中的内容引用在此作为参考。
制造驱动轴16’的方法显示在图3到图6中。最初，如图3和图4中所示，提供整体以30表示的成型心轴。所述成型心轴30包括第一心轴部分31和第二心轴部分32，它们被支撑以在打开和闭合位置之间相对移动。心轴30包括多个凹槽34，它们共同限定具有理想形状的心轴表面。如将在下面描述的那样，心轴30可移动到打开位置(未示出)以便从成型的驱动轴16’上沿轴向移去心轴部分31和32。在闭合位置，心轴部分31和32由任意合适的方法沿着线36结合在一起，以允许工件围绕心轴30插入。优选地，心轴30具有基本在圆周方向上起伏(未示出)的截面形状。然而，心轴30可以形成为具有任意希望(如下面将会阐明的那样，优选为非圆形)的截面形状。
优选地，心轴30包括多个凹槽34。每个凹槽34包括第一径向向内延伸部分34a和第一径向向外延伸部分34b。第一向内延伸部分34a具有限定第一较小直径d1的第一径向深度r1。第一向外延伸部分34b具有第一径向高度h1。第二径向向内延伸部分34c从第一向内延伸部分34a开始轴向延伸，并且具有限定第二较小直径d2的第二径向深度r2。第二径向向外延伸部分34d从第一向外延伸部分34b开始轴向延伸，并且具有第二径向高度h2。优选地，第二较小直径d2比第一较小直径d1大。如将在下面详细描述的那样，凹槽的第一部分34a和34b在内管23的第一端部23a处形成多个第一花键38，并且凹槽的第二部分34c和34d形成多个从第一花键38开始向内管23的第一端部23a的反向轴向延伸的第二花键40。
为了开始加工过程，心轴部分31和32初始移动到闭合位置，从而使得内管23的第一端部23a能够插入其上。接着，如图4中所示，内管23的第一端部23a向内变形与心轴30的形状相吻合。这种变形可以通过任意希望的方式实现，例如通过机械变形、电磁脉冲成型、液压成型等。优选地，所述变形通过电磁脉冲成型实现。作为这种变形的一个结果，内管23的端部23a形成为具有在圆周方向上起伏的截面形状，所述截面形状包括多个第一径向向外延伸区域38a，和第一径向向内延伸区域38b。第二径向向外延伸区域40a从第一向外延伸区域38a开始轴向延伸，并且第二径向向内延伸区域40b从第一径向向内延伸区域38b开始径向延伸。向外延伸区域40a和向内延伸区域40b具有轴向长度C，如将在下文中描述的那样，该轴向长度是可变的。如将在下文中阐明的那样，内管23的端部23a的第一和第二向外延伸区域38a和40a，以及第一和第二向内延伸区域38b和40b分别限定第一花键38和第二花键40，并且作为凸花键元件以提供与外管24的旋转驱动连接。
紧随上述变形，外管24的第一端部24a围绕内管23的成型端部23a插入，如图5中所示。接着，如图6中所示，外管24的端部向内变形与内管23的端部23a相吻合。这种变形也可通过任意希望的方式实现，例如通过机械变形、电磁脉冲成型、液压成型等。优选地，所述变形同样通过电磁脉冲成型实现。作为这种变形的一个结果，外管24的端部24a同样形成为具有在圆周方向上起伏的截面形状，所述截面包括多个径向向外延伸区域42a和多个径向向内延伸区域42b。如在图6中很好示出的那样，内管23的向外延伸区域38a延伸进入外管24的向外延伸区域42a并与之配合。类似地，内管23的向内延伸区域38b延伸进入外管24的向内延伸区域42b并与之配合。因此，内管23的向外延伸区域38a和向内延伸区域38b作为凸花键元件38，并且外管24的向外延伸区域42a和向内延伸区域42b作为凹花键元件42。内管23由此提供了与外管24的旋转驱动连接。因此，可以看到，内管23和外管24作为配合的凸、凹花键元件，由此提供两者间的旋转驱动连接。
向外延伸区域38a和42a以及向内延伸区域38b和42b可以围绕重叠区域26的整个周长连续地延伸，如图2和6中所示，或者仅围绕其一部分延伸。然而，优选地，向外延伸区域38a和42a以及向内延伸区域38b和42b围绕重叠区域26的整个周长形成。向外延伸区域38a和42a以及向内延伸区域38b和42b的数量和结构可以随多种因素变化，包括传动轴16’的转矩需求、内管23和外管24的物理尺寸、以及选作传动轴16’的材料。然而，多个向外延伸区域38a和42a以及向内延伸区域38b和42b可以围绕重叠区域26的整个周长或其中的一部分相互间隔。
第二向外延伸区域40a和第二向内延伸区域40b的数量、结构以及长度C同样也可随多种因素变化，包括传动轴16’的理想轴向压缩长度、使传动轴16’发生轴向压缩的理想轴向压力、内管23和外管24的物理尺寸、以及选作传动轴16’的材料。优选地，向外延伸区域40a和向内延伸区域40b的数量与它们从其开始轴向延伸的向外延伸区域38a和向内延伸区域38b的数量相等。
在运行中，向外延伸区域38a和42a以及向内延伸区域38b和42b相互配合以形成内管23和外管24之间的机械互锁，这种互锁增加了传动轴16’的总体转矩承受能力。然而，当相对较大的轴向力施加到套接传动轴16’的端部上时，内管23将被迫在外管24中轴向移动。具体地说，外管24的向内延伸区域42b将与内管23的第二向内延伸区域40b接合，从而引起向内延伸区域42b径向变形。向内延伸区域42b将在第二向内延伸区域40b内轴向移动最大预定距离C。向内延伸区域42b在第二向内延伸区域40b中的这种轴向移动将使得在传动轴16’轴向变形的过程中，内管23保持相对于外管24径向对齐。因此，传动轴16’的整体长度压缩或变短，由此，在这一过程中吸收能量。通常，在车辆与其它目标前-后撞击的过程中形成适当的较大的轴向力，所述撞击引起压缩发生。
如上所述，本发明的所述方法在于内管23初始围绕成型心轴30变形为理想形状，接着外管24随之变形而与内管23的形状吻合。然而，应当理解外管24和内管23能够同时变形，而不是如所描述和图示的那样有序地变形。
还应当理解，本发明的方法能够通过内管23和外管24的膨胀实现。例如，图7显示本发明传动轴56的另一个实施方式，并且示出这样一种膨胀情形。这种传动轴的成型方法在本受让人所共同拥有的于2002年4月4日提交的美国专利申请No.60/370066中有详尽的描述，上述申请的内容引用在此作为参考。如图7中所示，提供整体以50标出的成型模具。该成型模具包括一对相对的模具部分52和54。模具部分52和54具有限定模具凹槽的凹部，并且被支撑以在打开和闭合位置之间相对移动。
根据图7中所示的方法，外管24’被插入到模具部分52和54之间，并且成型模具50移动到闭合位置。接着外管向外膨胀与模具凹槽相吻合。随后内管23’的一个端部插入重合区域58，并且向外膨胀与外管24’相吻合。作为这种膨胀的结果，内管23’的一部分同样变形为具有与外管24’相同的非环形截面形状。这种膨胀可以通过任意希望的方式实现，例如通过机械变形、电磁脉冲成型、液压成型等。
外管24’形成多个第一径向向外延伸区域38’a，和第一径向向内延伸区域38’b。第二径向向外延伸区域40’a从第一向外延伸区域38’a开始轴向延伸，并且第二径向向内延伸区域40’b从第一径向向内延伸区域38’b开始径向延伸。外管24’的第一和第二向外延伸区域38’a和40’a，以及第一和第二向内延伸区域38’b和40’b分别限定第一花键38’和第二花键40’，并且作为凸花键元件以提供与内管23’的旋转驱动连接。
内管23’同样变形为具有在圆周方向上起伏的截面形状，该截面形状包括多个径向向外延伸区域42’a和多个径向向内延伸区域42’b。外管24’的向外延伸区域38’a延伸与内管23’的向外延伸区域42’a进入配合。类似地，外管24’的向内延伸区域38’b延伸与内管23’的向内延伸区域42’b进入配合。因此，外管24’的向外延伸区域38’a和向内延伸区域38’b作为凹花键元件提供与内管23’的旋转驱动连接。因此，可以看到，内管23’和外管24’作为配合的凸、凹花键元件，由此提供两者间的旋转驱动连接。应当理解，外管24’和内管23’能够同时变形，而不是如所描述和示出的那样有序地变形。
当相对较大的轴向力施加到套接传动轴56的一端时，内管23’将被迫在外管24’中轴向移动。具体地说，内管23’的向内延伸区域42’b将与外管24’的第二向内延伸区域40’b接合，从而引起向内延伸区域42’b径向变形。向内延伸区域42’b将在第二向内延伸区域40’b内轴向移动最大预定距离C’。向内延伸区域42’b在第二向内延伸区域40’b中的这种轴向移动将使得在传动轴56轴向变形的过程中，内管23’保持相对于外管24’径向对齐。因此，传动轴56的整体长度压缩或变短，由此，在这一过程中吸收能量。
图8示出根据本发明的车辆传动轴组件115的改进结构的另一个实施方式。改进的传动轴116基本与传动轴16’相同，然而，重合区域126包括形成在内管23中的机械止点162，用于对在车辆的正常运行过程中更有效地防止传动轴116轴向延伸。
传动轴116的可替代的实施方式的制造方法示于图9到图12中。初始，如图9中所示，提供整体以130指示的成型心轴。该成型心轴130包括第一心轴部分131和第二心轴部分132，它们被支撑以在打开和闭合位置之间相对移动。心轴130包括多个凹槽134，这些凹槽一起限定具有理想形状的心轴表面。
每个凹槽134包括第一径向向内延伸部分134a和第一径向向外延伸部分134b。第一向内延伸部分134a具有限定第三较小直径d3的第三径向深度r3。第一向外延伸部分134b具有第三径向高度h3。
心轴130还包括与凹槽134的部分134a和134b相邻的环状凹槽135。该环状凹槽135限定第四心轴直径d4，具有第四径向深度r4，并且限定了过渡表面137。该过渡表面137还形成每个向内延伸部分134a的端部。优选地，第四直径d4比第三较小直径d3大。尽管凹槽135图示为具有基本一致的直径d4，然而应当理解，凹槽135可形成为具有在圆周方向上起伏的截面形状。例如，凹槽135可包括多个从第一向内延伸部分134a开始轴向延伸的向内延伸部分，以及多个从第一向外延伸部分134b开始轴向延伸的向外延伸部分。
接着，如图10中所示，内管123的端部向内变形与心轴130的形状相吻合。这种变形可以通过任意希望的方式实现，例如通过机械变形、电磁脉冲成型、液压成型等。优选地，所述变形通过电磁脉冲成型实现。作为这种变形的一个结果，内管123的端部123a形成为具有在圆周方向上起伏的包括多个凸花键元件138的截面形状，该凸花键元件包括径向向外延伸区域138a和径向向内延伸区域138b。内管123的端部123a还形成有缩径部分160。该缩径部分160限定了过渡表面或止部162。
紧随上述变形，外管124的第一端部124a围绕内管123的成型端部123a插入，如图11中所示。接着，如图12中所示，外管124的第一端部124a向内变形与内管123的端部123a相吻合。这种变形也可以任意希望的方式实现，例如通过机械变形、电磁脉冲成型、液压成型等。优选地，所述变形同样通过电磁脉冲成型实现。作为这种变形的一个结果，外管124的端部124a同样形成为具有在圆周方向上起伏的截面形状，所述截面形状包括多个凹花键元件142，该凹花键元件具有多个径向向外延伸区域142a和径向向内延伸区域142b。如在图12中很好地示出的那样，凸花键元件138在位于花键138和缩径部分160之间的外管124的过渡表面163处接合止点162。
在运行中，向外延伸区域138a和142a以及向内延伸区域138b和142b配合以形成内管123和外管124之间的机械互锁，这种互锁增加了传动轴116的总体转矩承受能力。然而，当相对较大的轴向力施加到套接传动轴116的端部上时，内管123将被迫在外管124中轴向移动。特别地，外管124的向内延伸区域142b将与内管123的第二向内延伸区域140b接合，从而引起向内延伸区域142b径向变形。向内延伸区域142b将在第二向内延伸区域140b内轴向移动最大预定距离C1。向内延伸区域142b在第二向内延伸区域140b中的这种轴向移动将使得在传动轴116轴向变形的过程中，内管123保持相对于外管124径向对齐。因此，传动轴116的整体长度压缩或变短，由此，在这一过程中吸收能量。通常，在车辆与另一目标前-后撞击的过程中形成适当的较大的轴向力，所述撞击引起压缩发生。此外，当相对较大的轴向力在相反的方向上施加到传动轴116上时，内管123的止部162基本阻止内管123在外管124内轴向移动，由此增加了轴向拉伸传动轴116所需的轴向力。
本发明的又一实施例示于图13中。如图所示，传动轴156基本与传动轴56相同，并且以基本相同的方式在成型模具150内膨胀。成型模具150包括一对相对的模具部分152和154。模具部分152和154具有限定模具凹槽的凹部，并且被支撑以在打开和闭合位置之间相对移动。然而，驱动轴156的外管124’包括过渡部分170，其与内管123’中的相应过渡部分172接合。过渡部分170和172限定了止部162’。当相对较大的轴向力施加到传动轴156上时，止部162’基本防止内管123’和外管124’彼此发生相对的轴向拉伸。在所有其它方面，传动轴156都与传动轴56相同。
图14E和15显示了用于根据本发明的方法的传动轴316的改进结构的又一实施方式。传动轴316与传动轴116基本相同，然而，传动轴316不包括机械止部162。
制造传动轴316的方法基本与图9到图12中所示的方法相同。初始，提供整体以330指示的成型心轴。成型心轴330包括第一心轴部分331和第二心轴部分332，它们被支撑以在打开和闭合位置之间相对运动。心轴330包括多个凹槽334，它们一起限定了具有理想形状的心轴表面。
每个凹槽334包括第一径向向内延伸部分334a和第一径向向外延伸部分334b。第一向内延伸部分334a具有限定第五较小直径d5的第五径向深度r5。
心轴330还包括与凹槽334间隔一定距离的环状凹槽335。该环状凹槽335限定了第六较小直径d6，并具有第六径向深度r6。优选地，第五径向深度r5至少与第六径向深度r6相等。尽管凹槽335图示为具有基本一致的直径d6，然而应当理解，凹槽335可形成为具有在圆周方向上起伏的截面形状。
接着，内管323的端部向内变形与心轴330的形状相吻合。这种变形可以任意希望的方式实现，例如通过机械变形、电磁脉冲成型、液压成型等。优选地，所述变形通过电磁脉冲成型实现。作为这种变形的一个结果，内管323的端部323a形成为具有在圆周方向上起伏的包括多个凸花键元件138的截面形状，该凸花键元件具有径向向外延伸区域138a和径向向内延伸区域138b。
紧随上述变形，外管324的第一端部324a围绕内管323的成型端部323a插入，由此限定重合区域326。接着，如图15中所示，外管324的第一端部324a向内变形与内管323的第一端部323a相吻合，并与环状凹槽335相吻合。这种变形也可以任意希望的方式实现，例如通过机械变形、电磁脉冲成型、液压成型等。优选地，所述变形同样通过电磁脉冲成型实现。作为这种变形的一个结果，外管324的端部324a同样形成为具有在圆周方向上起伏的截面形状，所述截面形状包括多个凹花键元件142，该凹花键元件有具有径向向外延伸区域142a和径向向内延伸区域142b。外管324同样形成为具有圆周方向上的凹槽380。
在运行中，凸花键138和凹花键142配合以形成内管323和外管324之间的机械互锁，这种互锁增加了传动轴316的总体转矩承受能力。当相对较大的轴向力施加到套接传动轴316的端部上时，内管323将被迫在外管324中轴向移动，如在这里所描述的那样。突出部382为控制使传动轴316压缩的载荷提供附加的结构。
花键138和142的主要功能在于从内管323和外管324之一向内管323和外管324中的另一个提供转矩传递。因此，有可能希望提供一种附加的结构，例如突出部382，以调节和控制传动轴316的压缩载荷。
如在此处详细描述的那样，当传动轴316被压缩时，例如在前端车辆碰撞的过程中，在传动轴316的压缩载荷到达时，内管323将滑动进入外管324。在这种压缩过程中，内管323的第一端部323a将与突出部382接合，从而引起内管323的第一端部323a径向变形，由此吸收在该过程中的多余能量。内管323的这种径向变形将使传动轴316压缩所需的压缩载荷增加。有利的是，突出部382的尺寸可调节以在传动轴316中提供理想的压缩载荷。
尽管突出部382被示为在外管324中形成，然而突出部也可以在内管323中形成，或既在内管323又在外管324中形成。
图14A到图14G包括与现有技术中的可压缩传动轴(图14A)相对比的局部正视剖面图以及根据本发明的方法加工的传动轴的示例性实施方式(图14B到图14G)。
本发明的又一个实施方式示于图14D中。如图所示，传动轴216基本与传动轴16’相同。传动轴216包括以轴向重叠或套接的方式容纳在外管224中的内管223。此外，传动轴216包括止部162以安全和有效地防止传动轴216轴向拉伸。
本发明的又一实施方式示于图14F中。如图所示，传动轴416基本与传动轴316相同。传动轴416包括以轴向重叠或套接的方式容纳在外管424中的内管423。此外，传动轴416包括止部162以安全和有效地防止传动轴416轴向拉伸。
本发明的又一个实施方式示于图14G中。如图所示，传动轴516基本与传动轴216相同。传动轴516包括以轴向重叠或套接的方式容纳在外管524中的内管523。此外，传动轴516包括位于外管524的内表面上的圆周方向上的凹槽380和相应的突出部382。
根据专利法的规定，本发明的原理和操作方式已经在其优选实施例中描述和图示出。然而，应当理解，在不脱离其精神和范围的情况下，本发明可以不同于所特定解释和图示的方式实施。
权利要求
1.一种加工轴向可压缩花键组件的方法，包括以下步骤(a)围绕成型心轴布置第一中空件，所述成型心轴具有凹槽，所述凹槽包括具有第一径向深度的第一径向向内延伸部分和具有第二径向深度的第二径向向内延伸部分，所述第二径向向内延伸部分从所述第一径向向内延伸部分开始轴向延伸；(b)使第一中空件变形而与所述成型心轴的凹槽相吻合；(c)相对于第一中空件布置第二中空件；并且(d)使第二中空件变形而与第一中空件的变形部分相吻合，以形成轴向可压缩的花键组件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，成型心轴的所述第一径向深度大于所述第二径向深度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成型心轴具有可在打开和闭合位置之间移动的第一和第二心轴部分。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凹槽的所述第一径向向内延伸部分在所述第一中空件内形成缩径部分。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一径向向内延伸部分和所述第二径向向内延伸部分之间形成过渡部分，该过渡部分在第一和第二中空件部分之间形成止部。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成型心轴的凹槽包括具有第三径向深度的第三径向向内延伸部分。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述凹槽的第三径向向内延伸部分在所述第二中空件内形成径向向内延伸的突出部。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述成型心轴的凹槽包括具有第四径向深度的第四径向向内延伸部分。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凹槽包括多个第一径向向内延伸部分，每个具有第一径向深度；以及多个第二径向向内延伸部分，每个具有第二径向深度，所述第二径向向内延伸部分从所述第一径向向内延伸部分开始轴向延伸。
10.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)和(d)可通过机械变形、电磁脉冲成型、以及液压成型中的一个实现。
全文摘要
一种用于制造可轴向压缩的传动轴组件的方法，该方法包括将第一中空件围绕其中形成有凹槽的成型心轴布置初始步骤。该凹槽包括具有第一径向深度的第一径向向内延伸部分，以及具有第二径向深度的第二径向向内延伸部分。第二径向向内延伸部分从第一径向向内延伸部分开始轴向延伸。然后，第一中空件变形与成型心轴的凹槽相吻合。第二中空件相对于变形的第一中空件放置，并变形与第一中空件的变形部分相吻合。这种变形可以通过机械变形、电磁脉冲成型、液压成型等实现。凹槽的第一径向向内延伸部分在第一中空件中形成第一花键，并且还在第二中空件中形成花键。凹槽的第二径向向内延伸部分在第一中空件中形成第二花键。优选地，第一径向深度大于第二径向深度。
文档编号B21K1/12GK1853820SQ20061008204
公开日2006年11月1日 申请日期2006年3月2日 优先权日2005年3月5日
发明者D·W·吉布森 申请人:达纳公司