具有可结合端部部件的复合车辆传动轴组件

相关申请的交叉参引

本国际申请要求下述共同未决的临时专利申请中的每一者的权益：于2019年10月15日提交的并且标题为“Composite Vehicle Driveshaft Assembly With Bonded FlexPlate End Yoke(具有结合的挠性板端叉的复合车辆传动轴组件)”的美国申请No.62/915,381、于2019年10月15日提交的并且标题为“Composite Vehicle Driveshaft AssemblyWith Slip Joint(具有滑动接头的复合车辆传动轴组件)”的美国申请No.62/915,390、于2019年10月15日提交的并且标题为“Composite Vehicle Driveshaft Assembly WithModular End Assembly(具有模块化端部组件的复合车辆传动轴组件)”的美国申请No.62/915,401、以及于2019年10月15日提交的并且标题为“Composite Vehicle DriveshaftAssembly(复合车辆传动轴组件)”的美国申请No.62/915,427，以上申请的全部内容在此通过参引明确地并入本申请中。

技术领域

本发明总体上涉及包括部分由复合材料制成的一个或更多个管状部段的车辆推进轴或传动轴。本发明还涉及复合车辆传动轴组件，其具有结合至复合管的端部的可结合端部部件，比如挠性板端叉、滑动接头系统、CV(恒速)接头、U形接头(万向接头)等。

背景技术

能够获得复合传动轴，这是为了提供用于旋转组件的重量减轻而做出的努力。这样的传动轴具有由树脂结合螺旋缠绕的丝形成的长管状部段和呈金属传动系部件比如叉状件、挠性接头等的形式的端部部件或联接器或接头。然而，复合传动轴组件尚未被广泛应用于车辆使用。设计具有连接至诸如常规车辆传动系部件之类的金属部件的复合管的复合传动轴组件提出许多挑战。

例如，复合管在与其他传动轴应用基本不同的使用环境中操作。车辆传动轴在使其暴露在高的操作温度和大的温度变化中的热包络范围中操作，以高转速和大的转速变化操作，并且经历大量的扭转载荷条件比如冲击载荷和/或其他极端扭矩峰值，并且受到更严格的直径和其他尺寸限制。

将复合管连接至诸如挠性板叉状件之类的其他传动系部件提出特别困难的挑战。很难设计和组装接头、配件或适配器，所述接头、配件或适配器用以从复合管过渡到挠性板端叉、滑动接头系统部件、CV接头部件、U形接头叉状件或能够在处理这些操作条件的同时保持与复合管的连接完整性并且能够充分制造且经济的其他端部联接器或端部部件。由于复合管不能焊接，因此它们必须结合至端部联接器。一种方法是将复合管的端部的内表面结合至端部联接器的外表面。必须在管和/或端部联接器中设置孔，以允许在管与端部联接器之间注入粘合剂。然而，在管中钻径向孔会削弱管。孔也可能容易被松散的丝堵塞，从而妨碍或阻碍粘合剂的注入。

因此，需要提供一种具有下述复合管的复合传动轴组件，该复合管牢固且可靠地结合至挠性板端叉而不会不可接受地削弱复合管或端叉。

发明内容

根据本发明的第一方面，复合车辆传动轴组件包括复合管，该复合管具有在管的输入端部与输出端部之间纵向延伸的管侧壁。管的端部中的一个端部结合有可结合端部部件。

根据本发明的一个方面，管的端部中的一个端部结合有挠性板端叉。该挠性板叉状件具有内部套筒，该套筒被同轴地接纳在管的相关端部中。套筒具有面向管的内周表面的外周表面，其中，在管的内周表面与套筒的外周表面之间形成有腔。在挠性板叉状件中形成有粘合剂注入通道，并且该粘合剂注入通道从形成在挠性板叉状件的轴向表面中的入口以锐角延伸至形成在套筒的外周表面中的出口。注入通道的角度选择成在不移除大量材料且不会在不可接受地削弱挠性板叉状件的位置处的情况下连接至腔。因为出口与套筒的表面以锐角而不是垂直相交，所以出口的形状是椭圆形的，从而提供了相对较大的开口，粘合剂可以通过这个开口流入腔中。

根据本发明的另一方面，一种将传动轴组件的挠性板端叉结合至传动轴组件的复合管的方法包括：将粘合剂从挠性板端叉的轴向表面以锐角注入通过挠性板端叉的套筒的外周表面中的开口，并且注入到形成在挠性板端叉的套筒的外周表面与复合管的内周表面之间的腔中。然后粘合剂固化。

根据本发明的第一方面，提供了一种复合车辆传动轴组件，其通过允许传动轴组件中的滑动接头的伸缩运动来适应悬挂铰接。传动轴滑动接头的伸缩运动允许传动轴组件的长度的被动改变，以响应于各种传动系和悬挂部件的基本线性运动来适应传动轴组件的弧形或枢轴行程。

根据本发明的另一方面，滑动接头可以包括结合至复合管的花键套筒。花键滑动叉状件被接纳在花键套筒中，以用于滑动叉状件的被动轴向往复运动，同时滑动叉状件和套筒以彼此一致地旋转的方式锁定。

根据本发明的第一方面，提供了一种复合车辆传动轴组件，其具有模块化端部组件，该模块化端部组件允许用较少的库存零件组装各种端部组件和对应的传动系接头中的任一者。

根据本发明的另一方面，模块化端部组件可以包括花键套筒，并且花键短轴被接纳在花键套筒中。花键套筒可以结合至复合管。

根据本发明的另一方面，可以在短轴与套筒之间形成永久连接。这可以通过例如弹簧环来实现，该弹簧环被保持压缩在短轴上直到与套筒的接纳特征比如内部凹槽对准为止，在该点处，弹簧环释放到套筒的接纳特征中并且将短轴和套筒彼此机械地锁定。

还公开了一种制造根据上述方面中的一个或更多个方面构造的复合传动轴组件的方法。

在结合以下描述和附图考虑时，将更好地领会并理解本发明的这些及其他特征和方面。然而，应该理解的是，尽管以下描述指示了本发明的优选实施方式，但是这些描述是以说明的方式给出的而非限制性的。在不背离本发明的范围的情况下，可以在本发明的范围内进行许多改变和修改。

附图说明

图1示意性地图示了具有根据本发明构造的复合车辆传动轴组件的车辆；

图2是图1的实现端部部件的第一实施方式的传动轴组件的截面图；

图3是图2的传动轴组件的一部分的局部截面图，其示出了传动轴组件的作为挠性板端叉的端部部件与组件的复合管的连接；

图4是图1的传动轴组件的一部分的放大的局部截面图，其更详细地示出了挠性板端叉与复合管的连接；

图5是图1至图3的复合传动轴组件的挠性板端叉的立体图；

图6是图5的挠性板端叉的正视图；

图7是图5和图6的挠性板端叉的截面图；

图8是图4至图6的挠性板端叉的外部端视图；以及

图9是图4至图7的挠性板端叉的内部端视图。

图10是图1的实现端部部件的另一实施方式的传动轴组件的截面图；

图11是图10的传动轴组件的一部分的局部截面图，其示出了传动轴组件的作为滑动接头套筒的端部部件与组件的复合管的连接；

图12是图11的滑动接头套筒的横截面侧视图；

图13是图10的滑动接头的滑动轴的侧视图；

图14是图10的滑动接头的部件的局部分解横截面图；

图15是图10的滑动接头的分解图；

图16是图10的滑动接头的横截面图；

图17是图1的将端部部件的另一实施方式实现为模块化端部组件的传动轴组件的横截面图；

图18是图17的传动轴组件的一部分的局部截面图，其示出了传动轴组件的作为模块化端部组件套筒的端部部件与组件的复合管的连接；

图19是图18的模块化端部组件套筒的横截面侧视图；

图20是图17的模块化端部组件的模块化端部组件轴的侧视图；

图21是图17的模块化端部组件的部件的局部分解横截面图；

图22是图17的模块化端部组件的分解图；

图23是图17的模块化端部组件的横截面图；

图24是图17的模块化端部组件的可互换部件的示意图；

图25是表示用于生产复合车辆传动轴的表面准备阶段的流程图；

图26是表示用于生产复合车辆传动轴的组装阶段的流程图；以及

图27是表示用于生产复合车辆传动轴的结合阶段的流程图。

在详细说明本发明的实施方式之前，应该理解的是，本发明在其应用方面不限于在下面的描述中阐述的或在以下附图中图示的构造的细节和部件的布置。本发明能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践或实施。此外，要理解的是，本文使用的措辞和术语是出于描述的目的，并且不应当被认为是限制性的。“包括”和“包含”及其变型的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同方案以及附加项目及其等同方案。

具体实施方式

现在参照附图并且首先参照图1，复合车辆传动轴组件10图示为安装在车辆中，该车辆在这里被表示为汽车16。汽车16具有前端部18和后端部20以及包括诸如发动机22之类的原动机的动力系。变速器24从发动机22接收动力，并将其通过复合车辆传动轴10向下游传递到差速器26，该差速器26将动力通过驱动车轴28传递到一对驱动轮30。所示的传动轴组件10具有复合管40和可结合端部部件12和14，可结合端部部件12和14表示为分别将传动轴前端部34连接至变速器24并将传动轴后端部36连接至差速器26的端部联接器或端部接头12和14。应当理解的是，代替变速器24和差速器26，复合车辆传动轴组件10可以替代地将动力从发动机22传输至将变速器和驱动车轴组合的驱动桥。

现在参照图2至图4，复合车辆传动轴10包括复合管40，该复合管40限定了复合车辆传动轴组件10的中间部分，并且该复合管40分别在其前端部和后端部处结合至端部部件或联接器12和14。复合管40可以是由包括纤维和树脂材料成分的复合材料制成的筒形中空管。复合管40具有带有内周表面58和外周表面48的本体46以及一对示出为前管端部50和后管端部52的端部。复合管40可以是丝缠绕工艺的产物。丝缠绕工艺可以包括围绕钢制的或其他足够刚性的芯或心轴包裹或缠绕丝或细绳、例如浸泡在树脂中的单纤维细绳。纤维可以包括例如碳纤维和/或玻璃纤维。纤维浸泡可以提供湿层压材料，或者纤维可以预浸泡在树脂中以提供在行业中有时称为“预浸材料”的材料。无论特定的纤维浸泡过程如何，在丝缠绕工艺之后，缠绕的丝或缠绕的管状产品然后可以烘箱热固化或环境温度固化，本文中在别处更详细地解释。

管长度、直径和厚度可以根据应用情况和设计者的偏好而变化，其中，较薄的管通常用于较短的传动轴，并且较厚的管用于较长的传动轴。10英寸至70英寸(254mm至1780mm)的管长度通常用于汽车传动轴应用。管内径可以从约2.5英寸至5英寸(65mm至125mm)变化。管厚度可以从约0.125英寸至0.155英寸(31.75mm至39.37mm)变化，其中，对于较长的传动轴来说，较厚的管是更典型的。用于汽车应用的管直径通常将为2.5英寸(63.5mm)、3英寸(76.2mm)或3.5英寸(88.9mm)，这取决于具体应用。

无论复合管40的特定构型如何，复合管40都具有输入端部和输出端部，输入端部和输出端部在此表示为结合至端部部件或联接器12、14的前管端部50和后管端部52。结合可以将由不同的材料制成的部件彼此连接。这允许诸如复合管40之类的非金属部件提供复合车辆传动轴10的长度的主要或大部分，同时还通过位于传动轴前端部34与变速器24之间和传动轴后端部36与差速器28之间的接合部处的接头提供金属部件连接。

参照图2，端部部件或联接器12和14中的至少一者采取结合至复合管40的相关端部的挠性板端叉的形式。在本实施方式中，至少端部部件或联接器12是挠性板端叉。另一个部件或联接器14可以是挠性板叉状件、不同的叉状件、不同的端部联接器或端部接头，不同的叉状件、不同的端部联接器或端部接头比如为万向接头(U形接头)、CV(恒速)、或滑动叉状件或其他花键联接器。在该实施方式中，联接器14被图示为U形接头的结合叉状件。

仍然参照图2，挠性板端叉12连接至挠性叉状件100(并且在技术上形成挠性叉状件100的一部分)。挠性叉状件100包括金属的挠性板端叉12、中央橡胶挠性盘或“giubo”102、以及连接至传动系、在这种情况下为变速器24(图1)的另一部件的第二挠性板端叉104。叉状件12具有外联接器54和内管状套筒56，该内管状套筒56由单金属铸件、通常为铝或钢形成。参照图5至图9，外联接器54具有中央毂110和从毂100径向向外延伸的三个周向间隔开的凸缘112、114和116。每个凸缘112、114和116具有埋头通孔118、120、122，埋头通孔118、120、122用于接纳延伸穿过该孔并且延伸到挠性盘102中的相应衬套(未示出)中的螺栓(未示出)。在挠性盘102中设置有六个这样的孔，其中，交替的孔以已知的方式接纳与两个挠性叉状件12和104中的一者相关的螺栓。轴124从毂100的中央轴向延伸，以用于接合挠性盘102中的中心孔。

参照图2至图9，套筒56具有内周表面59和外周表面60。套筒56同心地配装在管40的前管端部50中，使得复合管40的内周表面58面向套筒56的外周表面60。套筒56可以是铝的或由诸如钢之类的铁类金属制成。如图4中最佳看到的，在复合管40的内表面58与套筒56的外表面60之间形成腔70，以用于接纳粘合剂。腔70在其轴向端部处通过在套筒56与复合管40之间径向延伸的结构密封。在所示实施方式中，这些结构采取内凸台68和外凸台69的形式，内凸台68和外凸台69从套筒56的外周表面60径向向外延伸至复合管40的内周表面，其中，凸台68和69沿着套筒56纵向彼此间隔开。凸台68和69通过紧贴配合接合复合管40的内周表面58，该紧贴配合可以是需要压力组装的过盈配合。这种配合通过以防止套筒56相对于管40的纵向轴线径向偏移或角度倾斜的方式将套筒56同轴地定位在复合管40内来确保套筒56在复合管40内的同心度。

腔70填充有粘合剂(未示出)以将套筒56结合至复合管40。该粘合剂可以是各种工业、航空航天或其他合适的粘合剂、环氧树脂或其他结合剂比如合适的甲基丙烯酸酯粘合剂或能够从Scotch-Weld

参照图3、图4和图7，在挠性板端叉12中设置有至少一个孔或粘合剂注入通道74，以用于在粘合剂注入过程期间将粘合剂注入到腔70中。粘合剂注入通道74在此示出为具有轴向定位在复合管40的端部之外的粘合剂入口76和通向腔70的粘合剂出口78。对于90mm外径套筒，通道的直径可以在2mm与7mm之间，并且更典型地，直径为4mm。通道74从形成在挠性板端叉12的轴向端部表面中的入口76以相对于复合传动轴组件10的轴向中心线的锐角线性地延伸至形成在腔70内的套筒56的外周表面中的出口78。角度的斜率可以根据应用而变化。理想地，斜率应当尽可能平缓，以便使椭圆形出口78的面积最大化而不会通过集中或在给定表面附近移除过多的材料而以不可接受的方式削弱挠性板端叉，或者在替代方案中，不得不以不期望的方式向挠性板端叉增加额外的质量以容纳平缓的通道。5度至20度的角度是典型的。图示的通道74以18度的角度延伸并且长17.5mm。

入口76在挠性板端叉12的毂100上的位置抵消了钻入复合管40的需要。入口76可以是阶梯状的或以其他方式定形状成与给定尺寸和形状的注入喷嘴匹配，以抑制或防止粘合剂泄漏越过填充喷嘴的周长。在所示实施方式中，入口76包括外部筒形沉头孔80和将沉头孔80连接至通道74内部的内部截头圆锥形埋头孔82。

如上所述，尽管事实上通道74是圆形的，但是通道74的出口78是椭圆形或卵形的而不是圆形的，这是由于通道74以锐角而不是垂直地与套筒56的外周表面60相交的事实。因此，与那些圆形出口相比，出口78具有相对较大的表面面积和轴向范围，从而当粘合剂从入口76通过通道74注入时便于腔70的溢流。在其中通道具有4mm的直径并以18度的角度延伸的本示例中，出口78具有约42.5mm

仍然参照图3、图4和图7，在挠性板端叉12中在与注入通道74周向间隔开的位置处形成第二泄放通道84。泄放通道84构造成在粘合剂注入过程期间从腔70排出或释放空气。泄放通道84在与注入通道74间隔开180度时是最有效的，然而相当少的间距和/或附加的泄放通道84当然是可能的。泄放通道84从形成在腔70内的套筒56的外周表面60中的入口86以相对于复合轴组件10的轴向中心线的锐角线性地延伸到形成在挠性板端叉12的毂100的轴向端部表面中的出口88。该角度可以与注入通道74的角度相对于轴向在相同的范围内，并且最典型地将与注入通道74的角度相同，即在5度与20度之间，并且最典型地为约18度。出口88在挠性板端叉12的毂100上的位置抵消了钻入复合管40中的需要。出口88被示出为沉头孔和埋头孔，使得如果需要，通道84可以用作注入通道，在这种情况下，通道74可以用作泄放通道。换句话说，通道74和84能够以互换的方式工作。

替代性地，或代替该布置结构，可以设置两个或更多个相对的端口或泄放通道，两个或更多个端口或泄放通道各自与粘合剂注入通道74沿相反方向间隔开150°至175°。

总体上参照图10至图16，示出了滑动接头实施方式的各种部件，其中，该滑动接头实施方式的许多部件、结构和特征与图2至图9的一个或多个挠性板实施方式的那些部件、结构和特征相同或基本类似，由此那些描述的相关部分在此可适用于图10至图16。

现在参照图10，在该实施方式中，可结合端部部件14在此以可以实现为多部件布置的滑动接头312的形式示出，其中，滑动接头312的各部件连接成使得允许扭矩通过接头传递，同时允许传动轴组件10的总长度响应于汽车16所经历的条件比如悬架铰接而被动地变化。每个滑动接头312具有被示出为滑动接头312的套筒56的基部。

现在参照图11，套筒56可以在轴向上不被完全地压入到管40中，例如使得外凸台68中的一些外凸台从管40的外端部略微突出。凹槽68A可以径向延伸到外凸台68中并且可以构造成保持诸如示出为卡环68B的外部卡环之类的保持器。卡环68B可以邻接管40的外边缘或端部表面，以使套筒56和管40相对于彼此可选地纵向或轴向配准。尽管可以卡环与管40的端面之间进行接触，但是应当理解的是，卡环68B可以通过相对于套筒56的轴向偏转而弯曲或移动。卡环68B也可以在凹槽68A内移动，比如能够相对于套筒68A在凹槽68A中以轴向平移的方式旋转或左右滑动。卡环68B的运动可以发生在例如与管40的初始接触期间或与碎屑等接触时，此时卡环68的运动可以吸收这种碰撞的能量中的一些能量，否则这些能量将传递至管40的端面。这允许卡环68B提供覆盖复合管的端面并且可以相对于复合管的端面移动的弹性支承表面。如果期望纵向或轴向配准，则其他保持器或中间接合结构比如O形环等可以接合套筒56和管40两者。然而，套筒56和管40的纵向或轴向配准并不是必需的，因此套筒可以被简单地压入到管40中并且利用一个或多个按压工具定位，而不需要任何这样的辅助保持器、密封件或其他部件。在一个示例中，套筒56可以基本上完全压入到管40中，以提供套筒56在管40中的齐平或几乎齐平的端部配合。

现在参照图12，滑动接头套筒56在此被示出为中空的，其具有外端部开口204和内端部开口206以及彼此轴向相邻的多个内部部段，所述多个内部部段由沿着套筒内圆周表面62的不同或变化的直径或阶梯限定。端部渐缩部段210、212被限定在套筒花键部段214的相反侧的外开口处，套筒花键部段214被限定在套筒内圆周表面62的具有花键216的部分处，花键216延伸到套筒内圆周表面62中或从套筒内圆周表面62延伸。

现在参照图13，滑动接头包括滑动轴300，该滑动轴300与套筒56(图12)或其他基部配合，以允许扭矩通过接头传递并且同时被动地调节或改变传动轴组件10(图1)的长度。滑动轴300包括滑动轴基部305，该滑动轴基部305的端部限定了滑动轴300的内端部310。滑动轴基部305包括花键轴315，该花键轴315限定了具有外部花键325的滑动轴基部花键部段320，外部花键325延伸到花键轴315的外圆周表面中或从花键轴315的外圆周表面延伸。滑动轴300在此被示出且构造为在其外端部处具有叉状件330的滑动叉，叉状件330与U形接头的部件配合并且部分地限定U形接头。

图14和图15示出了滑动接头312或其部件的各种分解图。图14示出了从套筒56移除的滑动轴300，其中，滑动轴基部花键部段320的长度至少与套筒花键部段214的长度一样长。图15示出了滑动接头312的彼此分离的其他部件。套筒56从管40朝向该视图的右下侧移除。朝向该视图的左上侧，U形接头332被示出为与连接至传动装置输出轴的叉状件335、十字形耳轴、将滚针或其他轴承保持抵靠耳轴的端盖、以及将耳轴保持在叉状件335、330内的内部弹性挡圈或卡环拆开。带状件340位于防尘罩345的相反端部处，防尘罩345围绕滑动接头并且在滑动轴叉330与套筒56之间延伸。

图16示出了组装的滑动接头312。当处于中立位置时，滑动轴花键轴315的长度的至少1/3、例如大约1/2延伸到套筒56的花键部段中。这种部分长度的花键接合允许传动轴组件10在例如使传动轴组件10围绕前U形接头332枢转的悬架部件的铰接期间伸长及缩短。滑动轴叉330和套筒56外端部的总宽度或直径基本相同。滑动轴叉330的基部和套筒56的外端部被示出为具有提供了波状表面的交替的组或突起，防尘罩345的外端部可以在被带状件340拉紧时抵靠该波状表面坐置。

总体上参照图17至图24，示出了模块化端部组件实施方式的各种部件，其中，该模块化端部组件实施方式的许多部件、结构和特征与图2至图9的一个或多个挠性板实施方式以及图10至图16的滑动接头实施方式的那些部件、结构和特征相同或基本类似，由此那些描述的相关部分在此可适用于图17至图24。

现在参照图17，在该实施方式中，可结合端部部件12、14在此以可以实现为多部件布置的模块化端部组件350的形式示出，模块化端部组件在此表示为且实现为由一对短轴500支承的一对CV(恒定速度)接头352。每个模块化端部组件50具有被示出为套筒56的基部。

现在参照图18，类似于图11中所示的滑动接头实施方式，在该模块化端部组件实施方式中，诸如外部卡环68B之类的保持器可以坐置在外凸台68的凹槽68A中，以使套筒56和管40相对于彼此纵向地或轴向地配准。如果期望可选的纵向或轴向配准，则其他保持器或中间接合结构比如O形环等可以接合套筒56和管40两者。

现在参照图19，套筒56在此被示出为中空的，其具有外端部开口404和内端部开口406以及多个内部部段，所述多个内部部段彼此轴向相邻但是由沿着套筒内圆周表面62的不同直径或阶梯限定。肩部410在内圆周表面62处被限定成位于花键部段412与非花键部段414之间。肩部410将作为套筒内部416的腔或空间分隔成花键室418，花键室418在位置上对应于朝向套筒56的具有花键420的前端部或外端部的花键部段412，花键420延伸到套筒内圆周表面62中或从套筒内圆周表面62延伸。花键部段412的花键在此被示出为直花键，但是应当理解的是，花键可以具有其他构型。例如，花键可以是螺旋形的。

仍然参照图19，朝向外端部开口404，球窝418从套筒56的外部面延伸到花键部段412中。球窝418具有至少一个倾斜部段、比如呈现锥形过渡表面的内渐缩部420，该锥形过渡表面将球窝418的直径减小至花键部段412的较小直径。外渐缩部422在套筒56的外开口处提供锥形过渡表面，该锥形过渡表面将外开口的直径减小至球窝418的较小直径。朝向花键部段412的内端部，内部凹槽424由延伸到套筒56的内圆周表面中的底切部限定。

现在参照图20，模块化端部组件包括短轴500，该短轴500与套筒56(图19)或其他基部配合，以允许扭矩通过接头传递。短轴500的内端部包括短轴基部505，该短轴基部505的端部限定了短轴500的内端部510。短轴基部505包括具有外部花键525的短轴基部花键部段515，外部花键525延伸到短轴基部花键部段515的外圆周表面中或从短轴基部花键部段515的外圆周表面延伸。朝向短轴500的中间部分，短轴基部505包括从短轴基部505的基部底部表面径向延伸的轴环530。凸缘535从轴环530径向向外延伸。朝向短轴基部505的外端部，外部凹槽540穿过花键525延伸到短轴基部505的周向侧壁中。弹簧环545被示出为处于凹槽540的顶部部分处。凹槽540的径向深度足够大，使得当弹簧环545被压缩时，弹簧环完全位于花键525下方。短轴500的外端部被示出为具有另一花键部段，该另一花键部段被示出为外端部花键部段550，其具有比主轴本体的向内相邻部分小的直径。外部花键555延伸到短轴外端部花键部段550的外圆周表面和外部凹槽560中或者从短轴外端部花键部段550的外圆周表面和外部凹槽560延伸。凹槽560被示出为周向地延伸到外端部花键部段550的外圆周表面中并穿过花键555的深度。外端部花键部段550构造成通过这种部件的配合花键连接至传动系接头、比如CV接头332(图2)，该部件可以进一步由例如卡环等保持在短轴外端部花键部段550的外部凹槽560中。

图21和图22示出了模块化端部组件12或其部件的各种分解图。图21示出了从套筒56移除的短轴500。图22示出了模块化端部组件的彼此分离的其他部件。套筒56从管40朝向该视图的右下侧移除。朝向该视图的左上侧，CV接头332被示出为与包括CV接头的盖、外轴承圈和内轴承圈、轴承架、罩适配器和各种紧固件的各种外部或壳体部件和所示的内部部件拆开。带状件560设置在防尘罩565的相反端部处，防尘罩565围绕CV接头332的内侧端部和短轴500的内端部并且在CV接头332的内侧端部与短轴500的内端部之间朝向短轴基部505延伸。

图23示出了组装的模块化端部组件。短轴500旋转地且轴向地锁定至套筒56。短轴500和套筒56的接合花键将短轴500和套筒56锁定成彼此旋转一致。弹簧环545向外偏置到套筒56的内部凹槽424中。弹簧545的厚度允许其外部部分坐置在套筒56的内部凹槽424中并且其内部部分坐置在短轴500的外部凹槽540中。这种坐置通过提供接合凹槽540的一个或多个面向内的壁的机械止挡件来防止短轴500从套筒56中轴向退出。

仍然参照图23，在短轴500的安装期间，弹簧环545自动压缩以允许短轴500的插入并且然后自动释放或偏出，以使短轴500相对于套筒56轴向固定或锁定。当将短轴500安装到套筒56中时，弹簧环545被由外渐缩部422和内渐缩部420提供的一个或多个倾斜部段压缩，这些倾斜部段在套筒56的端部开口处开始提供锥形直径限制。短轴基部305轴向前进到套筒56中最初迫使弹簧环545的外表面与外渐缩部422接合。随着短轴基部545进一步轴向前进，外渐缩部422的直径减小迫使弹簧环545压缩并进一步坐置在凹槽540中，直到弹簧环545到达恒定直径的球窝418为止，此时弹簧环545保持相同的压缩量并且坐置在凹槽540内的相同位置中。当弹簧环545到达球窝418的端部时，弹簧环545接合内渐缩部420。内渐缩部420的直径减小迫使弹簧环545压缩并进一步坐置在凹槽540中，深度足以使弹簧环545在穿过套筒56前进的同时在套筒56的花键下方滑动，直到弹簧环545到达套筒56的内部凹槽424为止。此时，弹簧环545同心地向外偏置以坐置到套筒56的凹槽424中，其中，弹簧环545的厚度延伸到短轴500的凹槽540中，从而使套筒56和短轴500彼此机械锁定。

现在参照图24，尽管短轴500已经被描述为与CV接头332一起使用，但是应当理解的是，其他传动系接头也可以利用模块化端部组件12来实现。其他实施方式的示例包括U形接头600，U形接头600的U形接头叉410附接至短轴外端部花键部段550并且连接至其他U形接头部件、比如连接至另一U形接头叉的耳轴。替代性传动系接头的另一示例是挠性接头620实施方式，挠性接头620的挠性端板630附接至短轴外端部花键部段550并且连接至挠性板640或挠性盘、比如附接至另一端板的guibo盘。应当理解的是，传动系接头部件中的任何传动系接头部件比如所示的那些传动系接头部件可以与短轴500的端部成一体，而不是以可移除的方式或以其他方式连接至短轴外端部花键部段550。

不管特定的传动系接头如何，短轴500与套筒56的免工具永久卡扣连接允许套筒56在安装短轴500之前完全结合至管40。这允许模块化端部组件在没有笨重的或其他阻碍部件的情况下被安装，笨重的或其他阻碍部件可能会在输送用于将套筒56结合至管40的粘合剂时阻塞或影响对例如注入端口的接近。

现在参照图25至图27，不管特定的可结合端部部件、粘合剂注入孔构型或者实现在复合传动轴组件10上的一个或多个特定类型的传动系接头如何，传动轴组件10通常通过具有多阶段的构建程序来组装，多阶段表示为图25中的表面准备阶段700、图26中的组装阶段800和图27中的结合阶段900。在开始多阶段构建程序之前，执行一般的工作站准备。这包括例如通过彻底清洁构建区域以确保将要使用的任何工作表面完全没有油和碎屑由此看不见或感觉不到碎屑和油来为多阶段构建程序准备工作站的构建区域。如果在多阶段构建程序的阶段中的任何阶段使用压缩空气，则用户应确保向工作站供气的压缩空气系统具有空气干燥器和过滤系统并且这种系统是可操作的以确保压缩空气不含油和水。

现在参照图25，表面准备阶段700包括且表示为至少两个阶段，所述至少两个阶段被示出为管表面准备702和端部部件表面准备704。在管表面准备702期间，复合管40基于正在构建的特定传动轴10的要求利用适当的刀片切割成一定长度，如过程框706处所表示。通常，在切割复合管40时，使用旋转式或其他湿锯来减少灰尘。在判定框708处，针对切割清洁度检查复合管40的切割端部，切割端部应当没有可见的毛刺或突出纤维。如过程框710处所表示，如果在切割后存在毛刺或突出纤维，则使用适当的工具比如锉刀、研磨布比如砂布或者研磨垫比如可从

仍然参照图25，在可结合端部部件12、14的表面准备期间，如由过程框720所表示的，端部部件端口被气动清理。这通常用气溶胶型罐装空气产品比如用于从电子部件去除灰尘的那些产品来完成。也可以使用其他干燥和清洁的压缩空气，比如过滤的、干燥的、无油的、车间空气等。端口的气动清理去除了例如在制造过程或运输/储存期间可能积聚在注入孔或端口中的加工切屑、切削流体或其他污染物。如过程框722处所表示，端口例如通过擦洗而被机械清洁。这通常用管道清洁器来完成，该管道清洁器定尺寸成施加足够的擦拭接合和阻力以推动通过端口，同时机械地去除固体碎屑。如过程框724处所表示，端部部件的外圆周表面或OD(外径)被磨损或机械清洁。这通常通过用Scotch-Brite

现在参照图26，组装阶段800通常在表面准备阶段700(图25)的30分钟内、并且更通常地在15分钟内执行。组装阶段800被表示为至少三个阶段，所述至少三个阶段示出为组装准备802、初步润滑804和按压806。组装准备802包括分别表示在过程框808、810、812、814处的工作站准备、工具准备、检查和火焰处理。在框808处的工作站准备期间，丙酮、车间毛巾和/或其他易燃材料被从工作表面和周围区域移动远离例如至少10英尺。在框810处的工具准备期间，准备用于粘合剂注入的粘合剂输送枪，比如气动粘合剂枪、电动粘合剂枪或手动手持式粘合剂枪或其他粘合剂枪。这通常包括将粘合剂盒装载到粘合剂枪中并且从盒上移除盖。一种合适的粘合剂可从3M公司以商标名DP460获得。混合喷嘴附接至盒的喷嘴。执行枪的初步启用，以清除混合喷嘴中的空气和未混合的粘合剂。这通常通过从混合管分配足够量的材料直到产生均匀的颜色和粘度来完成。此外，在过程框810处的工具准备期间，准备火焰处理炬。通常，炬是MAPP气体炬，并且该准备包括将一瓶MAPP气体拧到适当的炬头上。在过程框812处的检查期间，复合管40的ID和可结合端部部件12、14的OD均被检查，以确保在任一部件中或任一部件上不存在灰尘或其他碎屑或污染物。如果复合管40和可结合端部部件12、14没有灰尘、碎屑和污染物，那么对每一者进行火焰处理，如过程框814处所表示。

仍然参照图26，在可结合端部部件12、14的火焰处理814期间，MAPP气体炬被点燃并且其火焰在可结合端部部件的整个结合区域的OD上均匀移动，以启用结合区域的表面，从而优化粘合。火焰的蓝色部分应当接触结合区域的表面，并且可结合端部部件12、14在与火焰接触的同时旋转以确保完全覆盖。火焰处理是在不将可结合端部部件的结合区域加热到超过160°F的情况下进行的。对第二可结合端部部件12、14重复火焰处理阶段，关闭MAPP气体炬，并且将可结合端部部件搁置在清洁的区域中。表1示出了根据可结合端部部件12、14的尺寸用于可结合端部部件12、14的合适的火焰处理时间的各种示例，可结合端部部件12、14的尺寸用其以英寸为单位的OD表示。

在复合管40的端部的火焰处理814期间，MAPP气体炬被重新点燃并且其火焰围绕复合管的结合区域的ID均匀移动，以启用结合区域的表面，从而优化粘合。火焰的运动是连续进行的并且通常是在旋转时进行的，使得火焰不会接触复合管的任何单一区域多于一秒钟，以降低损坏复合管的可能性。火焰处理是在不将复合管的结合区域加热到超过140°F但是加热到触摸起来足够热、通常在110°F至140°F之间的情况下进行的，这可以用精密温度计/热电偶测量。对复合管40的第二端部重复火焰处理阶段814。表2示出了根据复合管40的尺寸用于复合管40的端部的合适的火焰处理时间的各种示例，复合管40的尺寸用其以英寸为单位的ID表示。

对复合管的第二端部重复火焰处理阶段814。关闭MAPP气体炬并且该过程前进至初步润滑阶段804。在初步润滑阶段804期间，如过程框816处所表示，围绕复合管40的端部的内边缘注入粘合剂的薄珠，其中，粘合剂用作润滑剂。用戴着手套的手将粘合剂围绕复合管的ID涂在其结合区域中。粘合剂以这种方式涂抹，直到结合区域被完全涂覆为止，以在结合区域中提供充分的润滑并且防止划伤和灰尘产生。如过程步骤418处所表示，可结合端部部件12、14和复合管40被转移至工作站处的上压工具。这是在不接触复合管40的ID或可结合端部部件12、14的经火焰处理的结合区域的OD的情况下完成的。上压工具是工业标准的上压工具，例如传动轴压力机、立式压力机或车床。在按压阶段806期间，执行初始部分按压，如过程框820处所表示。这通常包括将可结合端部部件12、14压入到复合管40的端部的一小部分、比如进入管中小于大约1/8或者足够远以使可结合端部部件12、14自支承在复合管40的端部中。检查可结合端部部件12、14相对于复合管40的对准，以确保可结合端部部件相对于复合管40笔直插入且不偏离中心。如过程框822处所表示，可结合端部部件12、14被压入到复合管40的端部的剩余部分中。这通常包括压入端部部件12、14，直到其肩部止挡件或其他止挡型结构完全抵靠复合管40的端部坐置。

现在参照图27，结合阶段900包括注入阶段902和固化阶段904。在注入阶段902期间，确认可结合端部部件12、14在复合管40内的对准，如过程框906处所表示。检查可结合端部部件12、14和复合管40，以确保管定位成使得在端部部件12、14的端部或端面处的端口的孔彼此处于竖向对准。如过程框908处所表示，执行粘合剂的主动注入。粘合剂枪的混合喷嘴的梢部被紧紧地压入到竖向对准的端口的下端口中，并且粘合剂被注入到下端口中。将粘合剂注入到下端口中，直到粘合剂开始从上端口冒泡为止。此时，混合喷嘴的梢部在没有额外的粘合剂注入的情况下保持就位约10秒至30秒、通常暂停15秒，以允许任何截留的空气逸出。通过下端口继续注入粘合剂，直到所有空气被完全清除为止。完全清除的状态通常对应于没有任何气泡通过上端口。如过程框510处所表示，用清洁剂或溶剂比如丙酮润湿的车间毛巾去除任何多余的粘合剂。在两个端口的开口上放置一条长丝带，以防止粘合剂在固化过程或阶段904期间从端口泄漏。如过程框912处所表示，粘合剂被固化。如过程框914处所示，固化可以在室温或环境温度下以相对较慢的方式进行。在将复合传动轴组件10安装到车辆中之前，进行至少四十八小时的环境温度或室温固化，以确保粘合剂的完全固化状态。如过程框914处所表示，固化可以在升高温度下以相对较快的方式完成，如过程框916处所示。升高温度或加热固化通常在大烘箱中完成或者用另一种热源完成。如过程框918和920处所表示，热源被启用以开始预热，并且传动轴组件10或者端部部件和复合轴40的组件被放置在烘箱中或以其他方式暴露于来自热源的热。这通常通过将烘箱或其他热源预热至150°F并且然后将组件10放置到烘箱中或相对于要加热其的热源进行布置来完成。如过程框922处所表示，将组件10留在烘箱中或接收来自热源的热20分钟至45分钟、通常在150°F下接收30分钟，以将组件10的温度升高至固化温度。在过程框924处，将组件10在固化温度下加热适当的时间量，通常在150°F的固化温度下加热1小时。如过程框926、928处所表示，关闭烘箱或其他热源或者将组件从烘箱或热源暴露中移除，并且然后允许组件10冷却。在室温或环境温度下，冷却通常需要至少30分钟。

在不脱离本发明的精神的情况下，可以对本发明做出许多变化和修改。这些变化的范围将从所附权利要求中变得明显。