专利名称：双驱动桥托架结构肋的制作方法
技术领域：
本发明涉及驱动桥组件，尤其涉及差速器壳的结构。
背景技术：
传统的双驱动桥组件包括前后驱动桥组件。前后驱动桥组件的每个包括一对由此延伸的半轴，该半轴上安装有一个或多个车轮。前后驱动桥组件的每个还包括差速齿轮组，该差速齿轮组允许每个桥组件上的车轮以不同速度旋转。而且，其中一个前后驱动桥组件主要包括例如桥间差速器部件，用于在前后驱动桥组件之间分配功率。
传统的驱动桥组件具有显著的缺点。容纳桥间差速器的驱动桥组件主要包括至少一个差速器壳和桥壳。差速器壳除了容纳别的部件以外主要容纳小齿轮轴、桥间差速器、输入轴。在操作中，驱动桥组件的内部构件之间产生负载路径，由此导致差速器壳的主体被施加应力。所以，差速器壳必须具有适当的强度来承受这种负载，结果，传统的差速器壳相对较重，并产生不想要的效果例如低燃料效率。
这里，本发明人已经意识到需要一种差速器壳使一个或多个上述缺陷最小和/或消除。
发明内容
本发明提供一种差速器壳(a differential carrier housing)。
本发明的差速器壳包括围绕一轴设置并具有第一和第二轴端的主体。所述主体被构造成容纳小齿轮轴、桥间差速器、以及支承于输入轴承上的输入轴。本发明的差速器壳还包括在所述主体的第二轴端附近从所述主体伸出的径向延伸凸缘。所述凸缘被构造成与桥壳相连。本发明的差速器壳还包括在输入轴承后面从设于所述主体上的前端向所述凸缘处的后端延伸的中空肋。
本发明的差速器壳与传统的差速器壳相比具有显著的优点。特别地，中空肋的使用和设置使得差速器壳的主体的强度增加，尤其沿着桥组件的操作过程中所产生的负载路径方向。同时，由于肋是中空的，所以与配有密实肋的传统差速器壳相比，差速器壳的重量得到降低。
本领域技术人员根据下文的详细描述以及通过实例例示本发明特征的附图，将会更清楚本发明的这些和其它特征和目的。
图1为双驱动桥组件的侧视图；图2为图1的双驱动桥组件的后桥组件的剖视图；图3为图1的双驱动桥组件的前桥组件的剖视图；图4为本发明的差速器壳的透视图；图5为图4的差速器壳的侧视图；图6为图4的差速器壳的正视图；图7为图4的差速器壳的剖视图；图8为图4的差速器壳的顶视图。
具体实施例方式
现在参照附图，在各种视图中相同的参考标号用来表示同样的部件，图1示出了双驱动桥组件10。组件10将转矩从传动系传送给两平行车轴上的车轮。组件10被构造为用于重型货车。但是，应该理解的是，组件10可精确地用于多种传统车辆。双驱动桥组件10包括后桥组件12、中间驱动轴组件14、前桥组件16。
现在参照图2，后桥组件12用来驱动支承于该组件12任一侧的车轮(未示出)，该车轮位于从桥组件12伸出的半轴(未示出)上。组件12为本领域传统的组件，并包括将转矩从驱动轴组件14传送给齿圈22和车轮差速器24的小齿轮轴18和小齿轮20，该车轮差速器24用于在半轴之间分配功率。
参照图1，驱动轴组件14用来将转矩从前桥组件16的输出轴传送至后桥组件12。组件14可包括位于其前端的输出轭26，位于其后端的输入轭28，处于轭26，28之间的中间驱动轴30，以及用于将驱动轴30耦合至轭26，28上的传统万向接头32，34。
现在参照图3，前桥组件16用来驱动支承于该组件16任一侧的车轮(未示出)，该车轮位于从桥组件16伸出的半轴(未示出)上。桥组件16具有前端(图1的左侧)和后端(图1的右侧)，并可包括下列元件容纳桥壳36、后壳38、差速器壳40的壳体；输入轴42；输出轴44；泵46；例如用于分配组件12和组件16之间功率的桥间差速器48之类的部件，诸如离合器50、小齿轮轴组件52、和差速齿轮组件54之类的差动器锁装置。
壳体36，38，40为组件16的其它部件提供支撑结构。壳体36，38，40还防止组件16的其它部件受到外物和元件干扰。壳体36，38，40可由常规的金属和金属合金例如钢制成。
壳体36，38被构造为容纳车轮的差速齿轮组件54以及可利用诸如螺钉或螺栓之类的传统固定器56耦合在一起。桥壳36具有一对开口(未示出)，半轴贯穿所述开口。半轴可支承车轮。可选择地，车轮可直接支承于桥壳上。后壳体38具有开口58，该开口大小与输出轴44的部件有关。
现在参照图3-8，将描述本发明的差速器壳40。壳体40包括主体60，凸缘62、和肋64，并可以是单一的(也即，一体的)构造。
主体60围绕轴66设置并具有第一轴端68和第二轴端70。参照图5，轴端70具有用于一组轴承的轴承支撑结构72，该组轴承为差速器壳体所用，该差速器壳体以前桥的中心线73为中心。参照图4，主体60可具有圆柱形膛74，76，78，这些圆柱形膛被构造成各自容纳输入轴42以及离合器50和小齿轮轴组件52的部件。主体60还可具有半圆空腔80，其被构造成容纳一部分差速齿轮组件54。
凸缘62用于将差速器壳40连至桥壳36。凸缘62在主体60的端部68附近从该主体60径向向外延伸。参照图3，凸缘62可包括多个孔82，该些孔被构造成容纳用于连接壳体36，40的螺钉、螺栓或销。
肋64沿着组件16的工作负载路径给壳体40提供支撑结构和强度。肋64基本为馅饼形状并具有前端86和后端88。肋64具有基本轴向延伸的面90，该面从凸缘62向前延伸至前端86。肋64的后端88还具有基本径向延伸的面92，该面从主体60的空腔80向外延伸至一点，该点位于凸缘62的径向外边缘的径向内部。肋64是中空的，所以相对于具有密实支撑肋的传统壳体，减少了壳体40的重量。肋64具有从前端86至后端88的恒定壁厚。此外，肋64从前端86至后端88逐渐变细。肋64还设置成提供比传统差速器壳强度更高的壳体40，后文将更详细描述。
输入轴42将功率从前桥组件16前端的动力输入轴(未示出)输送至桥间差速器48，这在本领域是常规的。输入轴42由动力输入轴经由传统的输入轭(未示出)驱动。输入轭可与花键(未示出)上的输入轴42的前端花键接合，并可通过螺母94和垫圈(未示出)而保持于其上，该螺母和垫圈围绕双头螺栓96设置，该双头螺栓从轴42伸出来并与该轴一体。轴42由轴承98轴颈支承以便在壳体40内旋转，该轴承98包括圆锥滚子轴承。轴承98用的轴承内座圈围绕轴42设置同时轴承外座圈支承于带螺纹的调节器100内，该调节器在开口74附近具有与壳体40上的对应螺纹啮合的多条螺纹。
泵46用来在输入轴42和输出轴44之间的差动作用过程中润滑桥间差速器48的部件。泵46可具有在共同未决且共同转让的美国专利申请NO.10/186,926中所阐述的结构。
输出轴44用来将输入轴42提供的一部分功率传送给在驱动轴组件12，16之间延伸的中间驱动轴组件14(在图1中示出)。轴44与输入轴42同轴设置。轴44贯穿壳体38的开口58并通过轴承102，104轴颈支承于开口58内。轴44经由传统的输出轭26(在图1中示出)将功率传输给中间驱动轴组件14。输出轭可与花键106上的输出轴106的后端花键接合，并可通过螺母108和垫圈(未示出)保持于其上，该螺母和垫圈围绕双头螺栓110设置，该螺栓从轴44伸出并与该轴一体。
桥间差速器48用于分配前桥组件16和后桥组件12之间的功率，这在本领域是常规的。差速器48可包括功率分配器分组件112，输入齿轮118，以及输出齿轮120，而所述分组件112又可包括十字轴114和锥齿轮116。
十字轴114提供锥齿轮116用的安装配置并且这在本领域是常规的。十字轴114可与输入轴42耦合以便利用花键连接或本领域惯用的其它方式与该输入轴42一起旋转。
锥齿轮116用来分配来自输入轴42的转矩并将其传送给齿轮118(以便将驱动轴组件16的小齿轮轴组件52驱动)和齿轮120(以便将输出轴44驱动)。齿轮116为本领域传统的并可由常规的金属和金属合金制成。齿轮116安装在十字轴114上用于与十字轴114和输入轴42一起旋转。齿轮116上的齿与齿轮118，120上的相应齿啮合。
输入齿轮118将来自桥间差速器48的(和间接来自输入轴42的)转矩传送给小齿轮轴组件52。齿轮118也是本领域传统的并可由常规的金属和金属合金制成。齿轮118围绕输入轴42设置并可在该轴上自由旋转，它由轴承(未示出)轴颈支承在轴42上。齿轮118包括设置在后平面上的与锥齿轮116的齿啮合的第一组齿，设置在前平面上的与离合器50啮合的第二组齿，以及围绕齿轮118的径向外围设置的为了下文所述目的的第三组齿。
齿轮120把接收自桥间差速器48的功率传送给输出轴44。齿轮120是本领域传统的并可由常规的金属和金属合金制成。齿轮120围绕轴44设置在轴44的前端附近，并通过齿轮120和轴44上的匹配花键(未示出)而与该轴44耦合。齿轮120由轴承122轴颈支承以便在壳体40内旋转。
离合器50用来有选择地锁定桥间差速器48，并且在本领域是常规的。在所例示的实施例中，离合器50包括常规的滑动爪形离合器并且包括后侧具有一组齿的离合器部件124，这组齿被构造成啮合输入齿轮118上的对应齿。利用调档叉或其它常规方式将离合器部件124换档成与输入齿轮118啮合/分离，离合器50被啮合/分离。
小齿轮轴组件52将来自输入齿轮118的功率传送给差速齿轮组件54。组件52可包括外轴承和内轴承126、128、从动齿轮130、小齿轮轴132、和小齿轮134。
轴承126，128使小齿轮轴132相对于差速器壳40中所限定的前后小齿轮轴承支撑结构136，138旋转。轴承126，128是本领域传统的并可包括锥形滚子轴承。轴承126，128设置在支撑结构136，138中的同轴开口内。
从动齿轮130将来自桥间差速器48的输入齿轮118的转矩传送给小齿轮轴132。从动齿轮130可包括螺旋齿轮，它的齿围绕其径向外围设置并啮合输入齿轮118上的对应齿。齿轮130可经由轴132上的轴向延伸花键(未示出)与轴132驱动耦合。齿轮130可设在支撑结构136，138之间由此使得齿轮130精确定位。
小齿轮轴132将转矩传送给小齿轮134并且是本领域常规的。轴132由轴承126，128支承以便在壳体40内旋转。轴132的第一端(或前端)140可具有一体的螺纹柄142，该螺纹柄从壳体40内的容纳螺栓144的前开口78向外延伸。轴132的第二端(或后端)146被构造为容纳其上的小齿轮134。
小齿轮134将转矩传送给差速齿轮组件54并且也是本领域常规的。小齿轮134可包括准双面齿轮并可利用花键连接或本领域的其它惯用方式与轴132的端部146耦合，或可与小齿轮轴132一体。
差速齿轮组件54用来使驱动桥组件16两侧的车轮(未示出)能够以不同速度旋转。齿轮组件54基本设置在桥壳36内。组件54是本领域常规的并包括齿圈148和常规的车轮差速器150。参照图3，差速器150可包括差速器壳体152，该差速器壳体152与齿圈148耦合以便以常规方式与该齿圈148一起旋转，并可由轴承153旋转支承于壳体36内，图6中示意性地示出了其中一组轴承153。差速器150还可包括安装于壳体152上以便与该壳体一起旋转的十字轴154，和安装在十字轴上的多个差速齿轮156，该差速齿轮被构造为分配与半轴耦合的侧齿轮之间的功率，该半轴从桥组件16伸出。
如上所述，差速器壳40上的肋64的设置使壳体40的强度增加。肋64的前端86位于轴承98后面的主体60上，该轴承用于支承输入轴。端部86还可以位于小齿轮轴132的外轴承126的前面，这样端部86位于输入轴承98和轴承126之间。端部86还可设置在前桥的中心线73的上方。肋64的后端88位于壳体40的凸缘62上。端部88还可与至少一部分轴承支撑结构72对齐，轴承153支承于该支撑结构上从而支撑车轮差速器150的壳152。最后，端部88可设置在前桥的中心线73的下方。材料配置成使得轴承反作用载荷趋于彼此对抗。反向推动的力从输入轴承98和小齿轮轴承126，128跨接至差速器轴承153。
虽然本发明的优选实施例已经特定示出并描述，但是本领域技术人员应很好地理解的是，在不违背本发明的宗旨和范围的情况下，可以对本发明作出各种变化和变型。
权利要求
1.一种差速器壳，包括围绕一轴设置并且具有第一和第二轴端的主体，所述主体被构造成容纳小齿轮轴、桥间差速器、以及支承于输入轴承上的输入轴；在所述主体的所述第二轴端附近从所述主体伸出的径向延伸凸缘，其被构造成与桥壳相连；和在所述输入轴承后面从设于所述主体上的前端向位于所述凸缘上的后端延伸的中空肋。
2.根据权利要求1所述的差速器壳，其特征在于，所述中空肋具有从所述前端至所述后端的恒定壁厚。
3.根据权利要求1所述的差速器壳，其特征在于，所述中空肋从所述前端至所述后端逐渐变细。
4.根据权利要求1所述的差速器壳，其特征在于，所述中空肋的所述前端位于车桥的中心线的上方，所述中空肋的所述后端位于所述车桥的所述中心线的下方。
5.根据权利要求1所述的差速器壳，其特征在于，所述中空肋的所述后端与用于车轮差速器的差速器壳的轴承座对齐。
6.根据权利要求1所述的差速器壳，其特征在于，所述中空肋的所述前端位于所述输入轴承与用于所述小齿轮轴的外轴承之间。
7.一种差速器壳，包括围绕一轴设置并且具有第一和第二轴端的主体，所述主体被构造成容纳小齿轮轴、桥间差速器、以及支承于输入轴承上的输入轴；在所述主体的所述第二轴端附近从所述主体伸出的径向延伸凸缘，其被构造成与桥壳相连；和在所述输入轴承后面从设于所述主体上的前端向位于所述凸缘上的后端延伸的中空肋，其中，所述前端位于输入轴承与用于所述小齿轮轴的外轴承之间，所述后端与用于车轮差速器的差速器壳的轴承座对齐。
8.根据权利要求7所述的差速器壳，其特征在于，所述中空肋具有从所述前端至所述后端的恒定壁厚。
9.根据权利要求7所述的差速器壳，其特征在于，所述中空肋从所述前端至所述后端逐渐变细。
10.根据权利要求7所述的差速器壳，其特征在于，所述中空肋的所述前端位于车桥的中心线的上方，所述中空肋的所述后端位于所述车桥的所述中心线的下方。
11.一种双驱动桥组件，包括具有车轮差速器的第一车桥组件；具有车轮差速器的第二车桥组件；其中，第一和第二车桥组件中的一个包括差速器壳，该差速器壳具有围绕一轴设置并且具有第一和第二轴端的主体，所述主体被构造成容纳小齿轮轴、桥间差速器、以及支承于输入轴承上的输入轴，其中，该桥间差速器与所述第一和第二车桥组件的所述车轮差速器传动地联接；在所述主体的所述第二轴端附近从所述主体伸出的径向延伸凸缘，其被构造成与桥壳相连；和在所述输入轴承后面从设于所述主体上的前端向位于所述凸缘上的后端延伸的中空肋。
12.根据权利要求11所述的双驱动桥组件，其特征在于，所述中空肋具有从所述前端至所述后端的恒定壁厚。
13.根据权利要求11所述的双驱动桥组件，其特征在于，所述中空肋从所述前端向所述后端逐渐变细。
14.根据权利要求11所述的双驱动桥组件，其特征在于，所述中空肋的所述前端位于车桥的中心线的上方，所述中空肋的所述后端位于所述车桥的所述中心线的下方。
15.根据权利要求11所述的双驱动桥组件，其特征在于，所述中空肋的所述后端与用于车轮差速器的差速器壳的轴承座对齐。
16.根据权利要求11所述的双驱动桥组件，其特征在于，所述中空肋的所述前端位于输入轴承与用于所述小齿轮轴的外轴承之间。
全文摘要
本发明提供一种差速器壳，其具有沿着该壳体的工作负载路径方向上降低的重量和提高的强度。所述壳体包括从位于输入轴用的外轴承后面的前端向该差速器壳上的凸缘处的后端延伸的中空肋，该差速器壳与桥壳相连。
文档编号F16H48/00GK1813146SQ200480018091
公开日2006年8月2日 申请日期2004年6月29日 优先权日2003年6月30日
发明者J·齐西, G·彼得森, J·里奇 申请人:达纳公司