一種用于道路車輛的主傳動裝置的制造方法
【專利摘要】一種用于道路車輛的主傳動裝置，包括在小齒輪軸(4)上的小齒輪(10)，所述小齒輪(10)與冠狀齒輪(12)嚙合，所述冠狀齒輪(12)可樞轉(zhuǎn)地連接以橫向于所述小齒輪軸(4)轉(zhuǎn)動，結(jié)合有全輪驅(qū)動(AWD)聯(lián)軸器，所述全輪驅(qū)動聯(lián)軸器包括盤組件(2)和用于旋轉(zhuǎn)地將所述盤組件(2)連接到所述小齒輪軸的盤鼓(2A)或者其他類似裝置，所述盤組件(2)通過液壓活塞(5)軸向控制，以用于選擇性地將扭矩從輸入軸(3)傳遞到輸出軸(4)，所述液壓活塞(5)在朝向所述小齒輪(10)的方向上操作，以用來將所述盤組件(2)連接至所述小齒輪軸(4)。位于所述齒輪軸(4)上的軸向止擋件(9,9’)用于將軸向力從所述盤鼓(2A)傳遞到所述小齒輪軸。
【專利說明】
一種用于道路車輛的主傳動裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于道路車輛的主傳動裝置，包括在小齒輪軸上的小齒輪，所述小齒輪與冠狀齒輪嚙合，所述冠狀齒輪可樞轉(zhuǎn)地連接(journal)，以橫向于所述小齒輪軸旋轉(zhuǎn)，所述主傳動裝置結(jié)合有全輪驅(qū)動(AWD)聯(lián)軸器，該聯(lián)軸器包括盤組件和用于將所述盤組件轉(zhuǎn)動地連接于所述小齒輪軸的盤鼓或類似裝置，所述盤組件通過液壓活塞軸向控制地，以用于將扭矩從輸入軸傳遞到小齒輪軸。
【背景技術(shù)】
[0002]上述提到的一種主傳動裝置通常用在后輪驅(qū)動的道路車輛一一汽車。然而，目前的發(fā)展趨勢是全輪驅(qū)動(AWD)汽車。在這種全輪驅(qū)動汽車中，前輪驅(qū)動可以由中間軸和全輪驅(qū)動聯(lián)軸器補(bǔ)充，同時主傳動裝置可以用于后輪驅(qū)動的補(bǔ)充。
[0003]當(dāng)汽車由全輪驅(qū)動聯(lián)軸器提供動力時，目前通常是全輪驅(qū)動聯(lián)軸器和主傳動裝置(包括差速件)由不同的動力源提供動力。通常的設(shè)計使得全輪驅(qū)動聯(lián)軸器/主傳動裝置形成在全輪驅(qū)動聯(lián)軸器的殼體中，全輪驅(qū)動聯(lián)軸器的殼體與主傳動的殼體物理連接，盤鼓或者其他相似元件連接在小齒輪軸上。
[0004]因此主傳動裝置的供應(yīng)商提供適當(dāng)?shù)臉修D(zhuǎn)連接。
[0005]眾所周知的是，主傳動裝置的小齒輪軸的軸樞轉(zhuǎn)連接是非常復(fù)雜的，由于必須提供一定的預(yù)應(yīng)力，尤其是如果小齒輪或冠狀齒輪是準(zhǔn)雙曲面齒輪組，因此小齒輪軸通常通過兩個圓錐滾子軸承或者斜角滾珠軸承樞轉(zhuǎn)連接，兩個軸承通過手動調(diào)整螺母至恰當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力值來緊固。
[0006]全輪驅(qū)動聯(lián)軸器的可旋轉(zhuǎn)部分同樣地與聯(lián)軸器殼體單獨(dú)地樞轉(zhuǎn)連接(雖然其中一個軸承可以設(shè)置在聯(lián)軸器的輸入軸和小齒輪軸之間)。
[0007]—般來說，設(shè)置兩個獨(dú)立的(但互相連接的)的單元意味著更高的成本、重量、空間需求和損失。
[0008]在全輪驅(qū)動聯(lián)軸器中，夾緊力通過液壓活塞施加在盤組件上，來自其中的軸向力施加在軸向軸承(一般為滾針軸承)上，隨后所述力通過第二個軸向軸承(一般為滾針軸承)傳遞返回至聯(lián)軸器的殼體。
[0009]盤鼓在沒有軸向力傳輸?shù)那闆r下與小齒輪軸花鍵連接，全輪驅(qū)動聯(lián)軸器推到小齒輪軸的花鍵上。
[0010]原則上，主傳動裝置和全輪驅(qū)動聯(lián)軸器是獨(dú)立的，是各自形成自我維持的單元。
[0011]在主傳動裝置中，必然要向小齒輪提供一定的預(yù)應(yīng)力，這將導(dǎo)致相當(dāng)大的能量損失。同樣小齒輪軸承必須設(shè)置為相當(dāng)大的，以應(yīng)對所有的力和提供所需要的使用壽命。尤其是在全輪驅(qū)動聯(lián)軸器中的缺點是，由于軸向滾針軸承使用在聯(lián)軸器中的盤組件的兩側(cè)，導(dǎo)致相當(dāng)大的能量損失。
[0012]本發(fā)明的主要目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的這些缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]這是根據(jù)本發(fā)明通過提供軸向止擋件來獲得的，例如以鎖緊環(huán)裝置的形式，以用于在小齒輪軸上將軸向力從盤鼓傳遞到到小齒輪軸。
[0014]由于來自盤鼓的軸向力從傳遞到小齒輪軸(然后通過其軸承返回到殼體中)，使得消除了在盤鼓的側(cè)面設(shè)置軸向軸承的需要。只有一個軸向軸承(優(yōu)選為軸向滾針軸承)設(shè)置在液壓活塞與盤組件之間。
[0015]主傳動裝置和AWD聯(lián)軸器殼體設(shè)置在殼體中，并且輸入連接軸通過徑向軸承樞轉(zhuǎn)連接在殼體內(nèi)。
[0016]小齒輪軸優(yōu)選地通過徑向軸承(優(yōu)選滾針軸承)的方式樞轉(zhuǎn)連接在輸入軸的端部。
【附圖說明】
[0017]下面本發(fā)明將通過參考以下附圖進(jìn)行更詳細(xì)的說明，其中圖1是典型的現(xiàn)有技術(shù)的車輛主傳動裝置和附加的AWD聯(lián)軸器(AWD coupling)的布置的示意圖，以及圖2是根據(jù)本發(fā)明的主傳動裝置和AWD聯(lián)軸器集成的相似的示意圖，圖3是根據(jù)另一種實施方式的主傳動裝置和AWD聯(lián)軸器集成的示意圖，圖4是根據(jù)本發(fā)明的再一種的實施方式的主傳動裝置和AWD聯(lián)軸器集成的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]圖1所示的是道路車輛(汽車)中主傳動裝置和AWD聯(lián)軸器的典型的現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)入口 ο
[0019]由于主傳動裝置和AWD聯(lián)軸器本身都是已知的，并且被本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解，下面的描述(也是本發(fā)明在圖2中所示的創(chuàng)新的布置)集中于對本發(fā)明的恰當(dāng)理解重要的部分。
[0020]在聯(lián)軸器殼體I中的盤組件(disc package)2包括多個的盤(discs)。這些盤一方面交替地連接至可旋轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)輸入軸(journaled ingoing axle)3，以及另一方面連接至主傳動裝置的小齒輪軸(pin1n axle)形式的可旋轉(zhuǎn)地樞轉(zhuǎn)輸出軸4(將要描述)，。通過盤鼓2A連接到輸出軸4。盤鼓2A與軸4花鍵連接，并且使得相對于軸4軸向移動。
[0021 ]盤組件2通過將液壓壓力施加在殼體I中的液壓活塞5來控制。液壓活塞5的受力大小將控制夾緊力從而扭矩通過盤組件2從輸入軸3傳遞到輸出軸4。來自活塞5的力通過軸向軸承6(優(yōu)選滾針軸承)傳遞到盤組件2并且返回到殼體I中。
[0022]位于盤組件2的任意側(cè)(eitherside)的相對大的軸向滾針軸承6通常具有較低的負(fù)荷，但由于其較大的直徑，會造成相當(dāng)大的能量損失。
[0023]在所示的例子中，輸入軸3僅通過一個徑向軸承7樞轉(zhuǎn)連接在殼體I中，但是小齒輪軸3通過支護(hù)方式延伸到具有徑向軸承8(優(yōu)選滾針軸承)的相對端。在其他的例子中，可以具有用于輸入軸3的不止一個軸承。
[0024]小齒輪10(與齒輪軸4一體)可旋轉(zhuǎn)地樞轉(zhuǎn)連接在主傳動殼體11中，主傳動殼體11被連接于聯(lián)軸器殼體I。主傳動裝置包括小齒輪10和冠齒輪12，以形成錐齒輪組，通常為準(zhǔn)雙曲面齒輪組。差速器殼體13被連接于冠狀齒輪12，并容納常規(guī)差速機(jī)構(gòu)，兩個半軸14從傳統(tǒng)的差速器外延至該車輛的驅(qū)動輪。該裝置可以通過結(jié)合的徑向與軸向軸承15在最終傳動裝置殼體11中樞轉(zhuǎn)。
[0025]圖1所示的是用于最終傳動裝置的準(zhǔn)雙曲面齒輪組中的小齒輪的常規(guī)樞轉(zhuǎn)連接部，該樞轉(zhuǎn)連接部包括兩個軸承，即前軸承16和后軸承17。兩個軸承16、17應(yīng)當(dāng)能夠從準(zhǔn)雙曲面齒輪組的齒輪嚙合中接受軸向和徑向力。其必須具有處理從軸向方向上力的能力，因為力的方向會變化例如在驅(qū)動車輛向前和向后的方向之間。所軸承16、17通常為圓錐滾子軸承或者斜角滾柱軸承。
[0026]為了最終傳動裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止在小齒輪10的樞轉(zhuǎn)連接部中發(fā)生滑動是非常重要的。為了實現(xiàn)這個目的，通常是通過螺母18的方式向樞轉(zhuǎn)器上施加軸向的預(yù)應(yīng)力，該螺母18螺接在小齒輪軸4上，并且向前軸承16的內(nèi)環(huán)施加軸向力。為了確保在使用中螺母18不發(fā)生松動，在兩個軸承16、17的內(nèi)圈之間設(shè)有板套19，在將螺母18擰緊時，所述板套先進(jìn)行彈性形變隨后進(jìn)行塑性形變。此彈力可以防止螺母18松動。
[0027]預(yù)應(yīng)力的大小是由于沒有導(dǎo)致任何滑動的負(fù)載和溫度膨脹導(dǎo)致的變形所選擇的，超過軸承16、17上的恒定預(yù)應(yīng)力將會導(dǎo)致相當(dāng)大的能量損失。
[0028]圖1所示的結(jié)構(gòu)僅是布置AWD聯(lián)軸器的樞轉(zhuǎn)連接的一個例子，另一個樞轉(zhuǎn)連接完全獨(dú)立于主傳動裝置的AWD聯(lián)軸器。
[0029]根據(jù)圖2和圖3的在AWD聯(lián)軸器和主傳動裝置之間集成的解決方案是更為先進(jìn)的。
[0030]根據(jù)圖2和、圖3和圖4所示的解決方案中不同元件的主要結(jié)構(gòu)與圖1中所示的現(xiàn)有技術(shù)中的公知裝置有很多共同點，主要參考上面的描述。同樣，圖2、圖3和圖4僅提供了用于恰當(dāng)理解所必要的附圖標(biāo)記。
[0031]根據(jù)圖1的裝置中AWD聯(lián)軸器和主傳動裝置的軸向力之間沒有相互作用，由于軸向軸承6設(shè)置在盤組件2的任意側(cè)，并且由于盤鼓2A與小齒輪軸4花鍵連接(splinesengagement)，使得沒有軸向力傳遞。兩個單元的裝配是簡單地通過將盤鼓2A推入并與小齒輪軸花鍵連接來完成。
[0032]根據(jù)圖2和、圖3和圖4的裝置中的另一方面，提供一種通過密封圈9等設(shè)置在齒輪軸上的方式，并以朝向小齒輪10的方向，從由盤鼓2A至小齒輪軸4的軸向力傳遞。為了提出設(shè)計的替代方案，數(shù)字9可以指定為鎖緊環(huán)裝置，該鎖緊環(huán)裝置包括與軸一體的多個元件，并且執(zhí)行與鎖緊環(huán)相同的功能。
[0033]圖1中的裝置，從活塞5到盤組件2的夾緊力通過軸向軸承6來進(jìn)行傳遞。然而現(xiàn)在此軸向力通過盤鼓2A傳遞至齒輪軸4并且通過小齒輪軸承返回到殼體11。因此消除了在盤組件2的右側(cè)設(shè)置軸向軸承的需要。
[0034]盤組件2只需要設(shè)置一個軸向軸承(通常為滾針軸承)是一個明顯的優(yōu)勢。因此減少了損失、成本和重量。
[0035]此外，在正常向前驅(qū)動過程中來自盤組件2的夾緊力將對小齒輪在相對于主傳動裝置齒輪嚙合產(chǎn)生力的相反的方向起作用(小齒輪10/冠狀齒輪12)。因此使得小齒輪軸承
16、17的軸向負(fù)荷將會降低，進(jìn)而可以減少損失。隨著小齒輪軸承的負(fù)荷增加裝置的使用壽命將會減少，而且可以選用更加小的小齒輪軸承，同樣導(dǎo)致減少損失、成本和重量。
[0036]根據(jù)已經(jīng)被描述的，如圖2所示，來自盤鼓2A的軸向力通過鎖緊環(huán)9傳遞到小齒輪軸4 ο
[0037]根據(jù)圖3所示的另一種實施方式，其中鎖緊環(huán)9的功能通過設(shè)置在小齒輪軸承的預(yù)加載螺母18替代，螺母18位于軸向位置上，使得螺母18為盤鼓2A形成軸向止擋件。
[0038]根據(jù)圖4所示的一種可選的實施方式，其中鎖緊環(huán)9通過小齒輪軸上的徑向階梯9’取代，徑向階梯9’為盤鼓2A形成止擋表面，并且提供了與圖2所示的鎖緊環(huán)9或者圖3的徑向延伸螺母18相同的軸向力傳遞作用。再次參見圖4，可選擇的鎖緊環(huán)9”可設(shè)置在小齒輪軸4的相對側(cè)(例如相對徑向階梯9’)，來阻止盤鼓2A從軸向止擋件9’的軸向移動。
[0039]根據(jù)圖2和圖4所示，鎖緊環(huán)9和徑向階梯9’為盤鼓2A形成軸向止擋件。
[0040]參考僅在上述的說明書和權(quán)利要求中提出的，盤組件是通過液壓壓力來啟動。然而，在合理的范圍內(nèi)也可以用其他方式啟動，例如電動或者氣動。
[0041]在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的其他修改是可能的。
【主權(quán)項】
1.一種用于道路車輛的主傳動裝置，所述主傳動裝置包括:在小齒輪軸(4)上的小齒輪(10)，所述小齒輪(10)與冠狀齒輪(12)嚙合，所述冠狀齒輪(12)可樞轉(zhuǎn)地連接以橫向于所述小齒輪軸(4)轉(zhuǎn)動； 所述主傳動裝置結(jié)合有全輪驅(qū)動(AWD)聯(lián)軸器，所述全輪驅(qū)動聯(lián)軸器包括盤組件(2)和用于旋轉(zhuǎn)地將所述盤組件(2)連接到所述小齒輪軸的盤鼓(2A)或者其他類似裝置，所述盤組件(2)通過液壓活塞(5)軸向控制，以用于選擇性地將扭矩從輸入軸(3)傳遞到輸出軸(4)，所述液壓活塞(5)在朝向所述小齒輪(10)的方向上操作，以用來將所述盤組件(2)連接至所述小齒輪軸(4)， 其特征在于，位于所述小齒輪軸(4)上的軸向止擋件(9,9’)用于將軸向力從所述盤鼓(2A)傳遞到所述小齒輪軸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主傳動裝置，其中，在所述液壓活塞(5)和所述盤組件(2)之間設(shè)置有軸向軸承(6 )，所述軸向軸承(6)優(yōu)選為軸向滾針軸承。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主傳動裝置，所述主傳動裝置和所述全輪驅(qū)動聯(lián)軸器設(shè)置在殼體(I，11)中，其中所述輸入連接軸(3)通過徑向軸承(7)樞轉(zhuǎn)連接在所述殼體中。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主傳動裝置，其中，所述小齒輪軸(4)通過徑向軸承(8)與所述輸入軸(3)的端部樞轉(zhuǎn)連接，所述徑向軸承(8)優(yōu)選為滾針軸承。5.根據(jù)前述的任意一項權(quán)利要求所述的主傳動裝置，其中，所述軸向止擋件(9，9’)為鎖緊環(huán)裝置(9)。6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的主傳動裝置，其中，所述軸向止擋件(9，9’)為徑向階梯(9’)。7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的主傳動裝置，其中，所述軸向止擋件(9，9’)為小齒輪軸承預(yù)加載螺母(18)。
【文檔編號】B60K17/35GK105848954SQ201480068369
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月9日
【發(fā)明人】B·朗德斯托姆
【申請人】博格華納扭矩輸出系統(tǒng)公司