用于汽车的传动系系统的万向接头组件的制作方法
【专利摘要】一种经受高扭转负载的用于汽车传动系组件的万向接头的利用模形成的整体式叉头组件具有基本一致的厚度，包括杯形部分、与杯形部分的上部分整体结合和从其延伸的一对相对的凸片，以及一体的、向外变形的基本连续的唇部部分，该唇部部分从环形壁的上表面和凸片向外延伸，充分强化了叉头组件，尤其是抵抗扭转负载。在一个实施例中，杯形部分的上端包括邻近凸片的凸片的相对侧上的凹面弓形部分，使得杯形部分的上表面从凹入表面过渡到凸出表面，以强化叉头。
【专利说明】用于汽车的传动系系统的万向接头组件
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及用于车辆变速器的传动系系统。更具体而言，本发明涉及一种经受高扭转负载的传动系系统的万向接头构件和通过冲压来形成该万向接头构件的方法。
【背景技术】
[0002]机动车辆的传动轴组件将来自于引擎和变速器的扭矩传递至驱动车轮。传动轴组件改变功率流的方向、倍增扭矩，且允许两个驱动轮之间的不同速度。传动轴组件包括与彼此操作连通接合的多个构件。这些构件中的一个为万向接头，万向接头经受在接头处施加的通常大于2，000ft.1bs.的高扭转负载。通常，万向接头包括一对分叉的叉头或叉头部分，该叉头或叉头部分固定到传动轴上且互连成十字形，以用于围绕独立的轴旋转。该十字形包括四个正交的十字头，其中相对的各对沿轴向对准的十字头安装在形成于分叉的叉头中的一对对准的孔中。
[0003]通常，轴承杯固定在各个孔中，且轴承组件保持在轴承杯中，使得各个叉头受支承，以用于相对于一对十字头的枢转移动。具有叉头部分的各种常规的万向接头是车辆传动系领域中的技术人员已知的，且现今广泛地用于汽车行业中。在授予Barnard的第
4,307, 833 号；授予 Ohya 的第 5, 601, 377 号；授予 Kostrzewa 的第 5, 622, 085 号；授予 Abe等的第5, 845, 394号；授予Barrett等的第6, 162, 126号；授予Wehner等的第6, 280, 335号；授予Kurecka等的第6, 336, 868号；授予Sahr的第6, 408, 708号；授予Harer等的第6，591,706号；以及授予Adams等的第6，736,021号美国专利中公开了这些万向接头。
[0004]例如，授予ohya的美国专利第5，601，377号教导了将方向盘的旋转传递到转向齿轮箱的汽车转向柱。为了增加转向系统的几何布置的自由度，转向柱具有通过万向接头与彼此连接的多个转向轴。由授予Ohya的美国专利第5，601，377号教导的万向接头具有一对常规的叉头和交叉部件。各个叉头均具有底座部分和在叉头的直径方向上彼此相对且在叉头的轴向方向上延伸的一对臂部分或凸片。各个臂部分均具有圆形的开口和与叉头的轴向方向成平行关系延伸的侧部。授予Ohya的美国专利第5，601，377号教导的叉头连接到转向轴上，且不经受大量旋转移动，例如，如连接到传动系的万向接头上的叉头部分，且因此不认为在传动系上使用是可行的。此外，该叉头未包括用以在叉头的旋转期间防止臂部分的弯曲的任何种类的加强特征。
[0005]例如，授予Abe等的美国专利第5，845，394号教导了由金属片材还料制造用于万向接头的具有两个间隔开的凸片的叉头部分的方法，以得到均匀厚度的叉头部分。类似于由授予Ohya的前述美国专利第5，601，377号教导的叉头，间隔开的凸片未加强来提供叉头部分的结构完整性。此外，所教导的叉头连接到转向轴上，且不经受大量旋转移动(例如，如连接到传动系的万向接头上的叉头部分)，以及因此，不认为在传动系系统上使用是可行的。
[0006]为了减小振动的影响和产生的噪音，制造商已经使用了各种方法来构建传动轴和连接到其上的万向接头。通常，现有技术的叉头部分为铁铸件，以提供耐用性但难以平衡。[0007]现有技术也已经提出了通过将U形叉头部件螺栓连接到多个板(其中一个板包括轴，例如，如Narue等的美国专利第4，702，722号中公开的轴)上来制作用于汽车传动系系统的万向接头的叉头。然而，如本领域中的技术人员将理解的那样，该叉头组件的这些若干构件的任何失准都将导致振动或构件在组装后可能变为失准的。此外，该叉头组件相对昂贵，尤其是在与本发明的改进的万向接头相比时。
[0008]现有技术还包括用于万向节或等速接头的叉头组件的叉。美国专利第4，995，849号公开了用于转向柱的万向节，其通过冲压金属片材产生。然而，所公开的叉将不适于经受高扭转负载的汽车传动系组件的万向接头。
[0009]存在改进万向接头和制造万向接头的方法的机会，其将减小叉头部分的质量，从而减小振动的影响和产生的噪音，增加万向接头的结构完整性，使其更容易平衡，且以低成本和高容量提高传动系应用的性能。
【发明内容】
[0010]一种用于汽车传动系系统的差速器组件，包括:变速器装置、差速器装置，以及在变速器装置与差速器装置之间延伸的至少一个传动轴。该传动轴与变速器装置和差速器装置存在操作连通。万向接头装置围绕纵轴线旋转，且与变速器装置和差速器装置存在操作连通。本发明的万向接头装置包括具有碟形或碗形部分的至少一个叉头部分，该叉头部分包括管状或环形的侧壁和一体的底座壁，该一体的底座壁可具有可穿过其间围绕纵轴线旋转的扩大的中心开口。一对相对地间隔开的弓形凸耳部分或凸片与管状侧壁整体形成，且从侧壁沿纵向延伸。本发明的叉头还包括一对相对的同轴地对准的环形套筒，该套筒整体由各个凸耳冲出且从凸耳延伸。本发明的整体式叉头可通过冲压具有基本均匀厚度的金属板来形成。在一个实施例中，本发明的整体式叉头的凸耳或凸片部分包括大体上杯形的部分，该杯形部分包括具有大于碗形部分的直径的管状部分或环形部分，以及与碗形部分一体的径向部分。在本发明的该实施例中，通过碗形部分的底座壁的扩大的中心开口具有等于碗形部分的总直径的至少百分之六十的直径，从而充分减小叉头的重量。此外，本实施例中，碗形部分具有连续的上端，且该上端包括从碗形部分沿径向向外延伸的折叠的唇部部分。
[0011]连接器在叉头之间延伸，将变速器装置和差速器装置中的至少一个机械接合到叉头部分，从而限定前述操作连通。在万向接头围绕纵轴线旋转时，本发明的叉头部分减小了连接到具有大体上相等的厚度的叉头部分上的万向接头的振动。
[0012]如本领域中的技术人员将理解的那样，用于本发明的汽车传动系组件的万向接头的叉头组件经受高扭转负载，通常为大于2000英尺磅的扭转负载。在典型应用中，该扭转负载可超过2，250英尺磅。在一个优选实施例中，叉头组件通过冲压一片高强度低合金(HSLA)钢来形成。如本领域中的技术人员将理解的那样,冲压HSLA片材作业使材料变硬，增加了大约30%的强度。冲压操作还导致局部区域中的材料略微变薄，小于20%或小于大约 10% ο
[0013]在用于本申请中公开的本发明的汽车传动系组件的万向接头的利用模形成的整体式叉头组件的新实施例中，该整体式叉头组件包括具有环形壁的杯形部分(包括底座部分和上表面)，与具有上表面的杯形部分的环形部分的上表面整体结合和从其延伸的一对间隔开的相对的凸片或凸耳，以及一体的、向外变形的基本连续的唇部部分，该唇部部分大体从杯形部分的环形壁的上表面和凸片向外延伸，进一步强化叉头以抵抗扭转负载。在公开的实施例中，杯形部分的环形壁的上表面包括邻近凸片的凹面弓形部分，在向外变形的唇部部分处从凹入表面过渡到凸出表面，进一步强化叉头组件以抵抗扭转负载。在该实施例中，整体式叉头组件的凸片各包括相对的同轴地对准的管状套筒。
[0014]本发明的整体式叉头组件优选为具有小于10_的厚度，但取决于车辆的尺寸和扭矩需求，该厚度可从3mm, 4mm或5mm变化。在公开的实施例中,唇部完全围绕凸片的上表面延伸，且延伸到凸片之间的环形壁的上表面和包括该上表面。唇部大体上向外横向于凸片和环形壁的外表面延伸。在一个优选实施例中，唇部相对于凸片和环形壁的外表面以大约45度的角延伸。唇部具有足以加强叉头以抵抗扭转负载的长度。在公开的实施例中，唇部具有至少大约等于叉头的厚度的长度。
[0015]本发明的优点在于，提供了用于万向接头的改进的叉头部分，该叉头部分可由金属片材冲压而成，提供了现有技术中已知的汽车传动系组件的铸铁叉头部分的重量轻的替代方案，这减小了振动的影响和产生的噪音。
[0016]本发明的另一个优点在于，提供了减小改进的叉头部分的质量的改进的叉头部分，从而使其更容易平衡，且以低成本和高容量提高了传动系应用的性能。
[0017]本发明的又一个优点在于，提供了改进的叉头部分，其中各个间隔开的凸片均提供了中心轴线，其可具有从头部到颈部倾斜的斜侧壁，从而减小了施加到叉头部分上的应力，且防止间隔开的凸片在叉头部分围绕纵轴线旋转时弯曲。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]当结合附图考虑时，将容易地认识到本发明的其它优点，因为通过参照以下详细描述，本发明的其它优点变得更好理解，在附图中:
图1示出了具有传动系系统的车架的立面视图；
图2为万向接头组件的分解视图；
图3为图2中示出的万向接头组件的叉头部分的透视图；
图4为图3中示出的叉头部分的横截面视图；
图5为图3中示出的叉头部分的立面视图；
图6为激光焊接或旋转焊接连接到各种直径的传动轴上的图3中示出的叉头部分的侧部和局部横截面视图；
图7为图6中示出的叉头部分的端部视图；
图8为万向接头组件的叉头部分的备选实施例的透视图；
图9为图8中不出的叉头部分的横截面视图；
图10为图8中示出的叉头部分的端部视图；以及
图11为机械地连接到传动轴上的图8中示出的叉头部分的侧部和局部横截面视图； 图12为形成叉头部分的级进冲压阶段的顶部视图；
图13为本发明的整体式叉头组件的另一个备选实施例的平面视图；
图14为图13中示出的整体式叉头组件的侧视图；
图15为图13和图14中示出的整体式叉头组件的端部视图；图16为图13至图15中示出的整体式叉头组件的顶部视图；
图17为沿图16中的视图箭头20-20的方向在图13到图16中示出的整体式叉头组件的侧部横截面视图；
图18为图13至图17中示出的整体式叉头组件的透视图；以及 图19为焊接到图18中示出的凸缘部件上的整体式叉头组件的侧部横截面视图。
【具体实施方式】
[0019]参照图1，大体在10处示出的机动车辆底盘包括框架12和传动系机构。传动系机构包括变速器组件14、差速器组件16，以及大体在18处指出的两个万向接头，该万向接头18在变速器组件14与差速器组件16之间延伸，在其间呈现操作连通。万向接头18在其操作模式期间围绕纵轴线A旋转。如图2中更好地示出的那样，万向接头18包括具有一对叉头的第一传动轴19和第二传动轴20，例如，第一叉头24和第二叉头26。第一叉头24附接于第一传动轴19上，而第二叉头或叉头部分26附接于第二传动轴20上。
[0020]大体在28处示出的连接器或十字形组件使第一叉头24和第二叉头26互连。十字形组件28包括大体在30处指出的交叉部件，该十字形组件28具有中心毂32和一对第一^h字头34和36，以及一对第二十字头38和40。第一^h字头34和36相对于第二十字头38和40正交，其中所有的十字头34，36，38和40都排列在共同平面内。第一^h字头34和36为圆柱形，且适用于插入第一叉头24中。同样，第二十字头38和40为圆柱形，且适用于插入第二叉头26中。十字形组件28和第一叉头24是差速器领域中的技术人员已知的，且没有更详细描述和/或示出。
[0021]参照图3到图7，在更详细地示出了第二叉头26，显示了本发明的一个实施例。第二叉头26连接到第二传动轴20的各个末端上，且提供了大体在42处指出的内表面和大体在44处指出的外表面。第二叉`头26提供了在内表面42与外表面44之间限定的大体上相等的厚度。第二叉头26的杯部分或碟46包括截头圆锥形构造。该杯部分46具有由上部环形壁52限定的底部或底座50。
[0022]一对间隔开的凸片58和60分别从环形壁52向外延伸到头部62，64。斜侧壁66和68使各个头部62和64与环形壁52互连，以限定大体在70处指出的各个间隔开的凸片58和60的颈部。各个斜侧壁66和68提供在轴线A与各个斜侧壁66和68之间限定的锐角。各个间隔开的凸片58和60均包括开口 72。作为优选，开口 72的直径等于开口 72与杯部分46的底部或底座50之间限定的距离。间隔开的凸片58和60相对于彼此沿直径方向定向。各个间隔开的凸片58和60包括与开口 72整体结合和外接开口 72的环形套筒74。该环形套筒74从第二叉头26的内表面42向外延伸。环形套筒74以差速器领域中的技术人员已知的方式提供与十字形组件28的一对第一^h字头34，36或第二十字头38，40的机械接合。此外，环形套筒74提供附加的结构加强，以用于将十字形组件28的成对的第一十字头34，36或第二十字头38，40锁定在间隔开的凸片58和60内，和锁定在间隔开的凸片58与60之间。
[0023]多个凹口 78和80限定在环形壁52中。一对相对地间隔开的耳片82和84限定在各个凹口 78和80之间。各个间隔开的耳片82和84终止于折叠的唇部部分86，以强化该切削区域中的第二叉头26。一对凹部90和92形成于各个间隔开的凸片58和60中。各个凹部90和92均为凹入弯曲的，以限定从叉头部分的外表面44看的腔和从内表面42看的斜面构造。各个凹部90和92均从各个间隔开的凸片58或60延伸到杯部分46的底部或底座50，其中各个所述凹部90和92形成于环形套筒74下方。凹部90和92设计成用以强化间隔开的凸片58和60。
[0024]参照图6，叉头部分26通过焊接连接到各种直径的第一传动轴19或第二传动轴20上，它们的直径可分别从3’’变到3.5’’。作为优选，使用激光焊接来连接。激光焊接使用放大光作为源，以产生焊缝，即，光的特定波长来完成焊接过程。作为高产量的焊接过程，激光焊接以最小的热影响区产生深度穿透焊接，且具有焊接不相似的金属同时产生很低热的优点。对于制造本发明的构想，激光焊接更快、更清洁且成本效益更合算。
[0025]作为备选，叉头部分26和传动轴19或20可通过旋转焊接或摩擦焊接来连接。旋转焊接或摩擦焊接使用由叉头部分26与传动轴19或20之间限定的接头线处的旋转摩擦生成的热来将它们焊接在一起。机器(未示出)在旋转一个零件(例如，叉头部分26)时，抵靠其静止的定位配对物(例如，传动轴19或20)沿轴向施加压力，且产生的摩擦生成将零件熔在一起的热。本发明中使用的旋转焊接工艺的优点包括，高质量的永久接头、气密性密封、较低的设备成本、组装简便、高能效操作、不需要通风、即刻装卸、其它零件的包封、远场焊接能力，以及没有附加的材料需求。然而，本发明的叉头26的恒定厚度允许使用现有技术的铸造叉头不可利用的MIG焊接或等同方式。
[0026]第二叉头26包括大体在图8到图11中的100处示出的第一备选实施例。第二叉头100提供了限定在大体在102处指出的内表面与大体在104指出的外表面之间的大体上相等的厚度。第二叉头100的杯部分或碟106包括截头圆锥形构造。杯部分106具有由环形壁110限定的、且形成杯部分106的底部或底座。颈部112从环形壁110向外延伸。颈部112具有大小确定成用以收纳传动轴20的直径。
[0027]如图10和图11中更好地示出的那样，多个周向地间隔开的母连接器116限定在颈部112中，以机械地接合第二传动轴20。多个公连接器或突起118限定在传动轴20的内表面中。传动轴20的公连接器118机械地接合第二叉头100的母连接器116，从而防止万向接头18围绕纵轴线A旋转期间第二叉头100的纵向移动和侧向移动，这减小了连接到第二叉头100上的万向接头18的振动。
[0028]一对间隔开的凸片120和122从杯部分106向外延伸。各个间隔开的凸片120和122均提供开口 124。间隔开的凸片120和122相对于彼此沿直径方向定向。各个间隔开的凸片120和122均包括与开口 124整体结合和外接开口 124的环形套筒126。各个间隔开的凸片120和122均包括相对于纵轴线A偏斜的侧壁128和130。如图8和图10中所示，碟106和各个斜侧壁128和130由扇形转角互连。作为备选，碟106和各个斜侧壁128和130由本发明中未示出的非扇形转角互连。环形套筒126从第二叉头100的内表面102向外延伸。环形套筒126以差速器领域中的技术人员已知的方式提供了与十字形组件28的一对第一十字头34，36或第二十字头38，40的机械接合。此外，环形套筒126提供附加的结构加强，以用于将十字形组件28的成对的第一十字头34，36或第二十字头38，40锁定在间隔开的凸片120和122内，和锁定在间隔开的凸片120与122之间。多个凹口 132和134限定在杯部分104中。
[0029]一对相对地间隔开的耳片136和138限定在各个凹口 132和134中的每一个之间。各个间隔开的耳片136和138终止于折叠的唇部部分140中，以强化在该切削区域中的第二叉头100。大体在142处指出的凹入件或类肌件(muscle)在各个间隔开的凸片120和122中变形，以用于强化间隔开的凸片120和122。类肌件142通过冲压第二叉头100的外表面104来形成，以形成凹入弯曲的腔，从内表面102看，该腔延伸到角撑板142的凸出弯曲部分。作为优选，角撑板142提供从第二叉头100的外表面104看的三角形构造和从内表面102看的斜面三角形构造。
[0030]叉头部分26和100由大体在图12中的150处示出的级进冲压形成，该级进冲压区别于机加工(通过除去材料来使金属成形(钻孔、锯切、研磨、车削、磨削等))，且区别于铸造(其中将熔融状态的金属注入模具，其凝固时保持模具的形状)。级进冲压150为金属制造工艺，该工艺可涵盖随着金属原材料、金属条从卷盘(未示出)展开、由自动进料系统(未示出)供给而冲孔、压花、弯曲和改变大体上在152处指出的金属原材料、金属条的若干其它方式。如以下进一步论述的那样，自动进料系统沿级进方向154推动金属条152穿过级进冲压150的所有站或台。各个站执行一个或多个操作，直到形成成品(如，叉头部分26或100)。这些操作由级进冲压模(未示出)执行。级进冲压模放置在往复式冲压机中(未示出)。在往复式冲压机向上移动时，级进冲压模开启。当往复式冲压机向下移动时，级进冲压模闭合。
[0031]如图12中更好地示出的那样，当冲压机开启时，通过使自动进料系统沿级进方向154推动金属条152来将金属条152进料到冲压机中。当冲压机闭合时，级进冲压模在原材料、级进冲压模上执行作业，如，冲切叉头部分的轮廓156，其包括前述间隔开的凸片和叉头部分的底部。在级进冲压150进行时，开口 72，124在各个间隔开的凸片中被冲切，且叉头部分的底部冲压或变形成前述的碟。在自动进料系统沿级进方向154推动金属条152时，间隔开的凸片弯曲成以大致垂直于叉头部分的底部延伸。在金属条152沿级进方向154进料时，按钮部件160插入间隔开的凸片之间，以在一对相对的模部件162和164定向成用以形成环形套筒74或126时提供对间隔开的凸片的支承。相对的模部件162和164的机械方面是冲压领域中的技术人员已知的。相应的相对的模部件162和164的一对滑动机构166和168终止于压模170和172中。各个压模170和172的直径均大于开口 72，124的直径，以便于在滑动机构166和168沿相应的冲切方向172和174朝彼此移动时冲压环形套筒74，126，因为压模170和172迫使开口 72，124周围的金属进入环形套筒74和126中。级进冲压150的最后阶段将成品(即，叉头部分26和100)与传送板或传送链板178分离开。传送板或传送链板178与在之前的操作中被冲切掉的金属一起当作废弃金属处理。
[0032]如上文阐明的那样，本发明的整体式叉头的若干实施例可通过冲压HSLA钢片材来形成。高强度钢通常通过硬化作业在冲压操作中进一步强化了高达30%。片材和生成的整体式叉头的厚度将取决于应用，但取决于车辆的大小和扭矩需求，优选为小于10_，通常为3mm、4mm或5mm。在典型应用中，HSLA钢片材在冲压操作期间将在一些限定区域中略微变薄10%以下。HSLA钢片材具有60ksi的强度，但由于硬化作业，该硬化作业将强度增大到大约90ksi。
[0033]图13至图17示出了用于本发明的汽车传动系组件的万向接头的利用模形成的整体式叉头组件的另一个新实施例。整体式叉头组件200的该新实施例已经由下文所述的一体的、向外变形的基本连续的唇部部分进一步强化。[0034]图13到图19中示出的利用模形成的叉头组件200包括具有环形壁204的杯形部分202。在该实施例中，如图17中最佳地示出的那样，环形壁204包括由向外延伸的弓形部分208将其与下部分204分离的上部分206。叉头组件200还包括与环形壁204的上部分206整体结合且从其延伸的一对相对的凸片或凸耳210。如上文所述，该改进的实施例优选为包括与凸片210的外表面和环形壁204的上部分206整体形成的一体的、向外变形的唇部部分。在公开的实施例中，一体的唇部部分212在凸片210的上部分周围为连续的，且延伸到环形壁204的上部分206和围绕环形壁204的上部分206延伸。在公开的实施例中，向外变形的唇部部分为连续的；然而，取决于应用，该唇部可在预定的位置处中断。在优选实施例中，变形的唇部部分为基本连续的，显著地改善了本发明的利用模形成的叉头组件的扭矩抵抗力和强度。此外，在公开的实施例中，环形壁204的上部分206包括邻近如图13中所示的凸片部分的凹面弓形部分214，且基本连续的唇部部分212围绕如图13和图14中最佳地示出的凹面弓形部分214延伸。此外，变形的唇部部分212大体上向外横向于环形壁204的上部分206的外表面和凸片210的外表面延伸；然而,在公开的实施例中，如图17中最佳地示出的那样，向外变形的唇部部分212以大约45度的角延伸到凸片210的外表面和环形壁204的上部分206。如前文所述，向外变形的唇部部分212的目的在于强化利用模形成的叉头组件，尤其是经受高扭转负载的用于汽车传动系组件的万向接头，且因此该角可从大约45度变到几乎垂直。凹面弓形部分216进一步强化了利用模形成的整体式叉头组件。
[0035]在公开的实施例中，凸片210大体上为平面的，且包括整体冲出的管状环形套筒216。该套筒216用以收纳图2中示出的十字形组件28的十字头34，36，以组装在经受高扭转负载的汽车传动系组件的万向接头中。管状套筒216具有光滑的圆柱形内表面218，以枢转地收纳如图2中所示的十字形组件28的十字头34和36。如图16中最佳地示出的那样，本发明的利用模形成的叉头组件包括具有大体上圆柱形的开口 222和定位槽口 224的端壁220。如本领域中的技术人员将理解的那样，包括圆柱形开口 222和定位槽口 224的端壁220的构造将取决于本发明的利用模形成的整体式叉头组件的应用。
[0036]如上文阐述的那样，本发明的利用模形成的整体式叉头组件200优选为通过冲压金属片材来形成，优选为钢，而最优选为HSLA钢。该片材的厚度也将取决于应用，且可从3mm到5mm或更大,但优选为小于10mm。如本领域中的技术人员还将理解的那样,整体式叉头组件的强度在冲压操作期间由硬化作业增大，或比在冲压期间进入的母片材料的强度增大了大约30%。由于本发明的利用模形成的整体式叉头组件通过冲压来形成，故叉头组件200的总的厚度为基本一致的。然而，由于金属片材在冲压期间变薄，故总的厚度变化小于20%，或更优选为小于大约10%。如本领域中的技术人员还将理解的那样，用于汽车传动系组件的万向接头的利用模形成的整体式叉头组件经受高扭转负载，通常为大约2，250 ftlbs.，且因此本行业主要依赖于铸造叉头组件用于该应用。如上文阐述的那样，基本连续的向外变形的唇部212和凹面弓形部分214(其中，环形壁从凹入表面过渡到凸出表面)实质地强化了本发明的利用模形成的整体式叉头组件，尤其对抗扭转负载。因此，用于汽车传动系组件的利用模形成的整体式叉头组件实质地减小了叉头组件的重量，这是汽车行业的重要目标。
[0037]本发明的利用模形成的整体式叉头组件的另一个优点在于，连接器凸缘可直接焊接到叉头组件的环形壁上。如图18中所示，连接器凸缘226具有多个沿周向间隔开的径向凸耳228，各个凸耳228都具有穿过其间的孔口。连接器凸缘226还包括中心的圆柱形开口232，该开口 232紧密地收纳本发明的利用模形成的整体式叉头组件200的该实施例的环形壁204的外表面。然后，可通过如图19中的234处示出的焊接或其它适合的方式将连接器凸缘226永久地附接于利用模形成的整体式叉头组件上。
[0038]尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但本领域中的技术人员将理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可进行各种变化，且相等物可用于替代本发明的元件。此夕卜，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可进行许多变型，以使特定的情形或材料适应本发明教导的内容。因此，本发明不旨在限于公开为所构想的用于执行本发明的最佳模式的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围的所有实施例。
【权利要求】
1.一种经受高扭转负载的用于汽车传动系组件的万向接头的利用模形成的叉头组件，所述叉头组件具有基本一致的厚度，所述叉头组件包括: 具有环形壁的杯形部分，所述杯形部分包括底座部分和上表面； 一对间隔开的相对的凸片，所述凸片与具有所述环形壁的上表面的所述杯形部分的所述环形部分的上表面整体结合且从其延伸；以及 一体的、向外变形的基本连续的唇部部分，所述唇部部分大体上垂直于所述杯形部分的所述环形壁的所述上表面和所述凸片延伸，充分强化了所述叉头。
2.根据权利要求1所述的利用模形成的整体式叉头组件，其特征在于，所述凸片各包括相对的同轴地对准的管状套筒，所述管状套筒从所述凸片的表面突出。
3.根据权利要求1所述的利用模形成的整体式叉头组件，其特征在于，所述整体式叉头组件具有小于IOmm的厚度。
4.根据权利要求3所述的利用模形成的整体式叉头组件，其特征在于，所述叉头的总厚度的变化小于20%。
5.根据权利要求1所述的利用模形成的整体式叉头组件，其特征在于，所述叉头组件通过冲压由高强度低合金钢片材整体地形成。
6.根据权利要求5所 述的利用模形成的整体式叉头组件，其特征在于，所述片材的强度在冲压期间增大了至少20%。
7.根据权利要求1所述的利用模形成的整体式叉头组件，其特征在于，所述唇部部分延伸足以实质地强化所述叉头组件以抵抗扭转负载的距离。
8.根据权利要求7所述的利用模形成的整体式叉头组件，其特征在于，所述唇部具有至少大约等于所述叉头组件的厚度的长度。
9.根据权利要求1所述的利用模形成的整体式叉头组件，其特征在于，所述唇部相对于所述凸片和环形壁的外表面以大约45度的角延伸。
10.根据权利要求1所述的利用模形成的整体式叉头组件，其特征在于，所述唇部完全围绕所述凸片的上表面延伸，且延伸到所述凸片之间的所述环形壁的上表面且包括所述凸片之间的所述环形壁的上表面。
11.根据权利要求1所述的利用模形成的整体式叉头组件，其特征在于，在所述环形壁的上表面与所述凸片之间存在凹面弓形部分，所述凹面弓形部分在所述唇部部分处从凹入表面过渡至凸出表面。
12.—种经受高扭转负载的用于汽车传动系组件的万向接头的利用模形成的整体式叉头组件，所述叉头组件具有基本一致的厚度，所述叉头组件包括: 具有环形壁的杯形部分，所述杯形部分包括底座部分和上表面； 一对间隔开的相对的凸片，所述凸片与具有上表面的所述杯形部分的所述环形部分的上表面整体结合且从其延伸； 一体的、向外变形的基本连续的唇部部分，所述唇部部分从所述杯形部分的环形壁的上表面和所述凸片延伸，充分强化了所述叉头组件；以及 在所述环形壁的上表面与所述凸片之间的凹面弓形部分，所述凹面弓形部分在所述唇部部分处从凹入表面过渡到凸出表面，进一步强化了所述叉头组件。
13.根据权利要求12所述的利用模形成的整体式叉头组件，其特征在于，所述凸片各包括相对的同轴地对准的向内延伸的管状套筒。
14.根据权利要求12所述的利用模形成的整体式叉头组件，其特征在于，所述叉头组件具有小于IOmm的厚度。
15.根据权利要求14所述的利用模形成的整体式叉头组件，其特征在于，所述叉头组件的总的厚度的变化小于20%。
16.根据权利要求14所述的利用模形成的整体式叉头组件，其特征在于，所述唇部完全围绕所述凸片的上表面延伸，延伸到所述凸片之间的环形壁的上表面和包括所述凸片之间的环形壁的上表面，形 成连续的唇部部分。
【文档编号】F16D3/16GK103534502SQ201180067787
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2011年12月14日 优先权日:2010年12月17日
【发明者】J.苏巴, H.弗拉金, R.D.库钦斯基 申请人:龙乔有限责任公司