专利名称：改进的差速器保持环结构的制作方法
技术领域：
锁止差速器包括环形中心凸轮部件，该中心凸轮部件可自由旋转地支
承在环形中心驱动部件内而无需使用任何键合装置(keying device)如卡环，从而简化了差速器的构造和组装，并降低了成本。中心凸轮部件和中心驱动部件分别具有相邻的光滑的、连续的且不间断的外周面和内周面。保持环(holdout ring)在它们的远端通过成一体的环形外肋与离合器部件可旋转地连接，所述外肋在包含于沉孔壁表面中的相应的凹槽内延伸。
背景技术：
在已获得专利授权的现有技术中锁止差速器是公知的，例如授予Knoblock的No. 2,329,059专利、授予Bawks (本发明人)的No. 4,424,725专利和授予Edwards等人的No. 4,745,818专利。在这些现有技术的专利中，环形中心凸轮部件通常同心地布置在环形中心驱动部件内并(通过卡环等)与之键合，从而防止所述两个部件之间的轴向相对移位。当一个输出轴相比于另 一个输出轴超速达预定量时，可滑动地安装在与所述超速轴相关的半轴齿轮上的超速离合器部件通过中心驱动部件和离合器部件上的齿而滑脱(cam out)，从而只要存在超速状况就分离所述超速输出轴。
这些已知的差速器需要较多数量的复杂部件，并且制造和组装起来困难且成本高。例如，在Bawks和Knoblock的专利中，用于锁止差速器的弹簧偏向装置同心地布置在离合器部件和中心凸轮部件内，使差速器的组装和维修变得复杂。在Edwards的专利的离合器部件中，凸轮齿以圆状型式布置在离合器部件的相对表面的内周附近，并且驱动齿以向外间隔的圆状型式布置在离合器部件的外周附近，而保持环在它们的远端安装在凸轮齿和驱动齿之间的离合器部件表面中所包含的凹槽内。
一些已知的差速器存在这样的问题，即保持环可能在星、形)轮和离
合器之间的速度变化过程中跳过星轮键(spider key),从而使离合器与星轮不平行。这会导致离合器齿的损坏和离合器的失效。
作出本发明以提供一种改进的、成本更低的锁止差速器，其只需更少的部件，更易于制造和组装，并且更加耐用，更易于维修。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供一种改进的锁止差速器，其可消除对于中心凸轮部件和中心驱动部件之间的键合装置的需求，使得同心布置的中心凸轮部件和中心驱动部件的相邻的外和内周面光滑、连续并且不间断。偏压弹簧装置包括分别绕半轴齿轮同心地设置在外侧的一对螺旋压缩弹簧，从而将离合器部件向内朝置于其间的中心驱动部件偏压在一起。
本发明的另一个目的是提供这样一种差速器，其中位于离合器部件的相邻端部的离合器齿是连续和统一的(unitary)，从而中心凸轮部件上的凸轮齿与离合器部件的内周部附近的离合器齿接合，而中心驱动部件上的驱动齿与离合器部件的外周附近的相应的离合器齿接合。
根据另一个目的，环形保持环由棒料、锻造的粉末金属或弹性金属片材形成，并且在它们的外周面上在它们的远端包括环形肋，所述肋分别在离合器部件内的沉孔壁表面所包含的相应凹槽中延伸。保持环在它们的另一端设有多个周向间隔开的轴向延伸的成一体的凸耳，所述凸耳通常在中心凸轮部件所包含的相应通槽(through slot)内延伸。保持环沿径向向外弹性地偏置成分别与离合器部件的沉孔壁表面接合，从而当一个超速的离合器部件滑脱至分离状态时，与其相关的保持环;故可旋转地拉动经过一小
角度而使凸耳的角部末端位于设在相应中心凸轮部件通槽的自由边缘处的保持凹口中。
新的差速器设计可防止保持环跳过所述键。这是通过使保持环定位表面从星轮/中心驱动件向中心凸轮移动并在保持环凸耳和中心凸轮定位肩部之间提供额外的接触长度来实现的。保持环无法翻过中心凸轮定位肩部，并且因此离合器不能变得与星轮/中心驱动件不平行。这样可防止由于部分接触而造成的齿损坏。
这提高了离合器凸轮齿的强度，从而使离合器在轮速变化过程中与星轮/中心驱动件的驱动齿分离。这是通过使保持环凹槽在离合器上向内移动，使得离合器凸轮齿可变为离合器驱动齿的延长部而实现的。通过消除星轮/中心驱动件键，可相应地消除相应的制造步骤。
当按照附图对下述说明书进行研究时可清楚看到本发明的其它目的和
优点，其中
图1是现有技术的差速器机构的剖视图2是图1的现有技术差速器的星轮部件的平面图3是沿图2的线3-3截取的详细视图4是本发明的改进差速器的端视图，图5是沿图4的线5-5截取的剖视图6是图5的半轴齿轮之一的端视图，图7是沿图6的线7-7截取的剖视图8是图5的差速器的分解视图9和10分别是图5的中心凸轮部件的侧视图和端视图；图ll是沿图10的线11截取的剖视图，图12是图IO的中心凸轮部件的透S见图13是图5的保持环之一的端视图，图14是沿图13的线14-14截取
的剖一见图15是图5的中心驱动部件的端视图，图16是沿图15的线16-16截
取的剖^L图17是图5的离合器部件之一的端视图，图18是沿图17的线18-18
截取的剖视图。
具体实施例方式
首先更特别地参照图1-3(其示出现有技术中Edwards等人的专利No.4,745,818中的差速器)，共线布置的输出轴12和14在它们的位于半轴齿轮16和18内的相邻端部处开有花键，半轴齿轮16和18在差速器壳体2的相对端壁所包含的开口内形成有轴颈。离合器部件20和22可滑动地花键接合到所述半轴齿轮，并且由压缩弹簧偏压在一起而实现离合器齿20a、22a与中心星轮部件10的相对端部上的驱动齿10a之间的接合。环形中心凸轮部件24通过传统的卡环26键合到中心星轮部件，从而防止中心凸轮部件相对于中心驱动部件的轴向移位。中心凸轮部件具有与设在离合器部件上的一组相应的凸轮齿20b、 22b接合的凸轮齿24a、 24b。分离的保持环28、 30布置在成对的驱动齿和凸轮齿之间的离合器部件所包含的凹槽中，它们可工作以保持与超速输出轴相关的离合器部件处于滑脱的分离状态，这些是本领域已知的。
如图2和3所示，星轮或中心驱动器部件10在其内周上具有在保持环所包含的切口内延伸的键IO,从而限制各个保持环在保持环工作过程中相对于中心凸轮部件的角位移的范围。如果在出现故障的保持环工作过程中该键被保持环跳过，则会导致差速器部件的损坏。
现在参照图4和5，根据本发明的改进差速器，不可旋转地花键连接到共线布置的输出轴104和106上的环形半轴齿轮118和120在可旋转地被驱动的壳体114的相对端壁所包含的开口内形成有轴颈，从而限定了旋转轴线R。离合器部件122和124分别可滑动地花键接合到所述半轴齿轮而可在所述半轴齿轮上纵向滑移，离合器部件112和114由绕所述半轴齿轮同心且间隔开地布置在外侧的螺旋压缩弹簧144和116朝中心驱动部件116偏压到一起。所述压缩弹簧在它们的远端分别与抵靠在半轴齿轮的外侧一体环形肩部118c、 120c上的环形弹簧保持部件148、 150接合。所述压缩弹簧的相邻端部分别与离合器部件接合,从而使离合器齿122a和124a与中心驱动部件的相对端部上的驱动齿116a的相应部分接合，所述相应部分邻近中心驱动部件的外围。
在所述中心驱动部件内可旋转地同心布置有环形中心凸轮部件130，其在各端设有圆状布置的凸轮齿130a,凸轮齿130a布置成与相应的驱动齿116a的靠近中心驱动部件116内周的部分接合。根据本发明的特征，中心驱动部件和中心凸轮部件的相邻的内、外周面U6c、130b分别是光滑的、连续的并且不间断的，这是因为已消除了对于现有技术的卡环的需求。中心凸轮部件在其内周上设有多个周向间隔开的纵向通槽142，通槽142在各端终止于一对侧向保持凹口 144,这将在下文中描述。
设置有一对纵向隔开的共线布置的保持环132和134,它们的远端分别在离合器部件122和124的相邻端部所包含的沉孔125内同心地延伸。为了防止保持环和它们相应的离合器部件之间的相对纵向移位，在保持环的外围设有环形肋132a和134a，所述肋在沉孔壁表面所包含的相应凹槽140中延伸。由棒料、锻造的粉末金属或弹性金属片材形成的保持环被切口 135纵向地分开，并且弹性地向外偏置而与相关的离合器部件摩擦接合。保持环在它们的相邻端部设有多个周向间隔开的轴向延伸的成一体的凸耳部132a和134a,所述凸耳部延伸进入中心凸轮部件所包含的相应通槽142的相对端。
在工作时，输出轴104和106通常分别由主驱动轴经壳体114、中心驱动部件116、离合器部件122和124及半轴齿轮118和120以相同的转速驱动。当一个输出轴的转速超过另一个输出轴的转速达预定转速以上时(例如在车辆的转弯过程中)，与超速轴相关的离合器部件通过超速离合器部件上的离合器齿与中心凸轮部件上的相应凸轮齿130a之间的配合而被滑脱，从而使该离合器部件的离合器齿与中心凸轮部件的驱动齿分离。相应的保持环被稍稍拉动，以使保持环凸耳的角部末端进入中心凸轮部件上的相应凹口144中，由此将离合器部件保持在分离状态。当超速输出轴状态在转弯完成后结束时，保持环被旋转地拉动至其初始位置，并且弹簧偏压力使凸耳再次进入凸轮槽，于是离合器部件复位而使离合器齿与中心驱动部件的驱动齿重新接合。环形齿轮转矩将再次经离合器部件和半轴齿轮流入到输出轴。
尽管已根据专利法规的条款示出和描述了本发明的优选形式和实施例，但在不背离上述本发明的情况下作出各种变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。
权利要求
1. 一种锁止差速器机构，该机构用于由主驱动轴驱动一对间隔开的共线布置的输出轴(104，106)，该机构包括(a)壳体(114)，该壳体由所述驱动轴驱动而绕与输出轴轴线共线的给定轴线(R)旋转，所述壳体包含限定了一对相对端壁的腔室，所述端壁包含对齐的轴开口以用于接纳所述输出轴的相邻的端部；(b)环形的中心驱动部件(116)，该中心驱动部件绕所述给定轴线同心地、不可旋转地安装在所述腔室中，所述中心驱动部件在各端都具有端面，所述端面设有圆形布置的径向延伸的连续的驱动齿(116a)；(c)一对环形的半轴齿轮(118，120)，所述半轴齿轮在所述轴开口附近分别安装在所述腔室中而绕所述给定轴线旋转，所述半轴齿轮的内侧开有花键而分别与所述输出轴的相邻的端部不可旋转地连接；(d)一对环形的离合器部件(122，124)，所述离合器部件分别绕所述半轴齿轮同心地安装并且花键接合到所述半轴齿轮而相对于所述半轴齿轮不可旋转地纵向移位，所述离合器部件的相邻的端部包括多个周向间隔开的径向延伸的离合器齿(122a，124a)，所述离合器齿布置成分别与相应的驱动齿(116a)的靠近所述中心驱动部件的外周的部分接合；(e)弹簧装置，所述弹簧装置通常将所述离合器部件相对于所述中心驱动部件朝接合位置偏压，所述弹簧装置包括分别绕所述半轴齿轮同心地设置在外侧的一对压缩弹簧(144，146)；(f)中心凸轮装置，当一个输出轴的转速超过另一个输出轴的转速达预定值以上时，该中心凸轮装置可工作以使与所述一个超速的输出轴相关的离合器部件朝分离位置轴向移动，所述分离装置包括(1)可旋转地同心安装在所述中心驱动部件内的环形的中心凸轮部件(130)；(2)所述中心凸轮部件和所述中心驱动部件具有相邻的、连续的、光滑的周向表面(130b，116c)；(3)所述中心凸轮部件在相对端具有多个凸轮齿(130a)，所述凸轮齿布置成分别与所述离合器齿的靠近相邻离合器部件的内周的相应部分接合；(4)所述中心凸轮部件具有包含多个纵向延伸的周向间隔开的通槽(142)的内周表面；(g)保持装置，只要超速的输出轴的转速超过给定值，所述保持装置便可从不活动位置操作至锁定位置，以将与超速输出轴相关的超速离合器部件保持在分离状态，所述保持装置包括(1)绕所述给定轴线同心布置的一对弹性环形保持环(132，134)，每个所述保持环包含纵向切口(135)；(2)所述保持环均包括具有光滑的、不间断的内周表面的体部，所述保持环具有位于远处的第一端部，该第一端部的外周表面设有大致为环形的一体的周向肋部(132a，134a)，所述肋部分别在相应的离合器部件所包含的相应凹槽(140)中延伸，从而分别防止所述保持环相对于所述离合器部件的纵向位移；(3)所述保持环具有相邻的端部，所述端部设有多个周向间隔开的轴向延伸的凸耳部(132a，134b)，所述凸耳部通常分别延伸进入所述中心凸轮部件的通槽；(4)所述保持环弹性地沿径向向外偏置成与相应的离合器部件摩擦接合，使得当与超速的输出轴相关的离合器部件朝所述分离位置纵向移动时，所述离合器部件的后续相对旋转运动使相应的保持环朝所述锁定位置被旋转地拉动，在所述锁定位置所述保持凸耳的末端将位于设在所述通槽的相对侧的各个端部处的锁定凹口(144)中。
2. 根据权利要求l所述的锁止差速器机构，其特征在于，所述离合 器部件的相邻端部包含限定有沉孔壁的中心沉孔(125 )，所述凹槽分别包 含在所述沉孔壁中。
3. 根据权利要求2所述的锁止差速器机构，其特征在于，每个所述 半轴齿轮设有一体的外环形凸缘部(118c， 120c);并且其中所述弹簧装 置还包括(1) 一对环形弹簧保持部件(148, 150)，所述弹簧保持部件 分别绕所述半轴齿轮同心地安装在所述半轴齿轮凸缘部 和所述离合器部件之间，所述弹簧保持部件分别与所述半 轴齿轮的环形凸缘部抵靠接合；和(2) —对压缩弹簧(144， 146)，所述压缩弹簧绕所述半轴齿 轮分别同心地安装在所述弹簧保持部件和相应的离合器 部件之间。
4. 根据权利要求3所述的锁止差速器机构，其特征在于，所述中心 驱动部件在其外周表面上设有花键齿(116b),所述花键齿使所述中心驱 动部件与所述壳体不可旋转地连接。
全文摘要
本发明涉及一种改进的差速器保持环结构。锁止差速器包括可自由旋转地支承在环形中心驱动部件中的环形中心凸轮部件而无需使用任何键合装置如卡环，由此简化差速器的构造和组装并降低成本。中心凸轮部件通过作用在离合器部件上的偏压力在纵向上保持就位，所述离合器部件通过分别绕半轴齿轮同心布置在外侧的螺旋压缩弹簧和与离合器部件连接的保持环而布置在中心驱动部件的相对侧。中心凸轮部件和中心驱动部件分别具有光滑的、连续的并且不间断的相邻的外和内周表面。保持环在其远端通过一体的环形外肋部与离合器部件可旋转地连接，所述外肋部在沉孔壁表面所包含的相应凹槽中延伸。
文档编号F16H48/12GK101498363SQ20081012819
公开日2009年8月5日 申请日期2008年7月22日 优先权日2008年1月29日
发明者J·R·鲍克斯 申请人:伊顿公司