差速锁致动器的制作方法

车辆驱动桥通常包括用于驱动车辆车轮的一对半轴。正常情况下，当车辆沿直线路径行驶时，车轮、进而两个半轴将以大致相同的速度转动并且同样大小的转矩将施加到各个车轮上。然而一旦车辆开始转向，在相同时长内，外侧车轮会比内侧车轮走过更大的距离。在这些情况下，外侧车轮必须比内侧车轮旋转得更快，以便避免造成轮胎大量损耗的打滑。为此目的，驱动桥还包括差速器，该差速器将输入速度和转矩分配至这对半轴。差速器允许内侧车轮在车辆转向时以低于外侧车轮的速度转动。

在公知的差速器中，引擎动力从车辆传动轴传输至接合冠齿轮的小齿轮。冠齿轮被刚性地附接至与该冠齿轮一起旋转的齿轮壳体。该齿轮壳体包括四个差速小齿轮，这四个差速小齿轮将由两个半轴之间的小齿轮提供的引擎转矩分解，以允许两个半轴以不同的速度旋转。

当车辆在直线路径中行驶时，冠齿轮、齿轮壳体以及差速小齿轮作为一个单元一起旋转以将动力在两个半轴间平均分配。此情况下，这些差速小齿轮之间没有相对运动。然而，当车辆转向时，这些差速小齿轮在各自的轴上旋转，以加速一个半轴(外车轮)的旋转，同时减慢另一个半轴(内车轮)的旋转。

在不良路况下，即打滑或粗糙路面，差速器的使用可能导致车辆失控，因为差速器机构总是将相同的转矩施加到两个车轮上。车轮可以传递的转矩的最大值限于不使车轮打滑的最大值。因此，如果轮胎之一在冰面上，所有的转矩和速度将被传递至冰面上的这个车轮，致使该轮胎在冰面上旋转而使车辆停止前进。

本领域已知，作为上述问题的解决方案，差速器锁定机构在车轮打滑时允许一些转矩被传递至不打滑的车轮。这类差速器锁定机构将两个半轴实质性地连接在一起，这样使得即使在不良路况中这些半轴也以相同速度旋转。差速器锁定机构通常包括将半轴锁定在一起的电气、气动或液压机构。此机构可以由车辆驾驶者手动地致动或者由车辆的控制单元自动地致动。

有几种类型的差速锁机构，如离合式限滑差速器、粘性联轴器、托森差速器以及锁止式差速器。在锁止式差速器的情况中，提供有将齿轮壳体锁定至半轴的锁止构件，如换挡轴套。换挡轴套可以被差速锁致动器致动以便与齿轮壳体接合或脱离接合，以响应由驾驶者控制的转换或自动指令。一旦换挡轴套与齿轮壳体接合，则差速器被锁定，从而将两个半轴连接在一起。

当然，令人希望的是再次达到正常路况时就立即解锁差速器。为此，换挡轴套被致动以便从齿轮壳体脱离接合，使得半轴能够再次以不同速度旋转。公知的问题是，将齿轮壳体锁定至半轴的换挡轴套可能被卡在齿轮壳体上并且，即使出现了自动或驾驶者控制的转换信号也将不会释放齿轮壳体。由于这个原因，已经开发了感测差速器锁定机构中锁定状况的出现的锁定检测组件。这些锁定检测组件常协助指示致动器的推杆位置的凸轮机构，该致动器被用来使换挡轴套在其接合/脱离接合位置之间移动。因为须要满足极小的公差，所以已知这种凸轮组件的实施是耗时并且昂贵的。此外，凸轮机构经受磨损，且因此可能减小检测器组件的使用寿命。

本发明的一个目的是克服上述问题并且提供一种差速锁致动器，该差速锁致动器可以感测差速器锁定机构的状态，同时容易安装并且展现更长的使用寿命。此外，本发明的另一个目的是提供达到上述目的而不对公知部件进行大规模再设计的差速锁致动器。本发明更具体的目的是提供一种可以后装地配备有锁定检测组件的差速锁致动器。

本发明的上述目的通过用于差速器锁定机构的差速锁致动器达成，该差速锁致动器包括壳体和推杆，该推杆被配置成能够在壳体之中在第一位置与第二位置之间移动以用于差速器锁定系统的启动/解除启动，其中，该差速锁致动器进一步包括被适配成用于检测推杆在壳体中的位置的锁定检测组件，其中，该锁定检测组件包括附接至该壳体的可移除部分的第一检测器部件。

通过将第一检测器部件附接至该壳体的可移除部分，该新型差速锁致动器的锁定检测组件可以容易地、甚至后装地配合至该差速锁致动器。此外，由于被附接至该壳体的可移除部分，该第一检测器部件在壳体之中将不会受到任何摩擦磨损。

在另一实施例中，壳体的可移除部分包括至少一个用于将压缩空气引入壳体中的进气口，所述进气口被安排成使得在压缩空气经由所述进气口被引入壳体中时推杆能够从其第一位置移动至其第二位置。根据此实施例，可移除部分不仅包括第一检测器部件，还包括进气口。因此，为了对该差速锁致动器的功能元件(如进气口和检测器组件)进行维修，只需要移除壳体的一部分。

根据另一个替代性实施例，该壳体包括被适配成用于沿着该壳体的纵向轴线引导该推杆的中空的内部部分，其中，该壳体的可移除部分是盖并被配置成用于覆盖该壳体的开放的末端。为了维修经由被盖覆盖的开放端优选地直接可触及的维修锁定检测组件或推杆，可以将盖移除。

有利地，该盖可以包括被适配成用于封闭第一检测器部件的空腔，以此方式使得第一检测器部件与推杆分开。根据此实施例，第一检测器部件被放置在可移除部分内部，因此永远不会与推杆直接接触。对比于现有技术的凸轮解决方案，根据本发明，这将显著地减少锁定检测组件的磨损。此外，盖的空腔保护第一适配器部件免受环境影响，如湿度。

根据本发明的另一个方面，壳体的可移除部分通过多个紧固件(优选地为紧固螺丝)被附接至该壳体。这些紧固件使得用户能够快速并容易地拆卸以及再组装该可移除部分以用于维修。如之前提到的，如果该可移除部分包括第一检测器部件同时也包括进气口，这是尤其有利的。

在另一个所披露的实施例中，第一检测器部件包括连接至电路板的簧片开关，该簧片开关被安排成当推杆在其第一位置中时提供电气输出信号。在此实施例中，第一检测器部件被构造成用于检测由推杆所发出的磁场。具体地，该簧片开关可以被调节，使得当推杆在其第一位置中时(即与壳体的可移除部分近距离接触)推杆的磁场刚刚大到足以闭合簧片开关的触点。当推杆在其第一位置中时，簧片开关将识别该磁场并闭合电路板上的电路。这将生成电气输出信号，该电气输出信号可以转换成视觉或听觉反馈信号来告知驾驶者差速锁致动器/差速锁的状态。

根据本发明的另一个方面，该电路板可以是印刷电路板。当第一检测器部件被封闭在可移除部分(盖)的空腔中时，这是尤其有用的，因为印刷电路板将减少所需空间。

在优选实施例中，该锁定检测组件进一步包括附接至该推杆的第二检测器部件，其中，该第一适配器部件被适配成用于非接触式地检测该第二检测器部件的位置。就此而言，该第二检测器部件优选被适配成用于发出磁场并且以如下方式被附接至推杆，使得当该推杆在其第一位置中时该第一检测器部件检测该第二检测器部件。

虽然其他非接触式检测器部件(如光传感器)作为锁定检测器组件的替代部分也是可行的，但是一般优选实现为附接至推杆的磁铁，以便发出可以被第一检测器部件检测的磁场。为此目的，第一检测器部件可以包括可以被磁场操作的簧片开关或任何其他电气开关。优选地，第二检测器部件被构造为磁体，具体地是永磁体，因此免去了对推杆上的电气连接的需要。

在此发明的其他实施例中，推杆包括在外表面上的空腔，该外表面优选地是朝向该壳体的可移动部分指向的表面，所述空腔被构造成用于以如下方式接纳检测组件的第二检测器部件，使得第二检测器部件被嵌入推杆之中。在此具体实施例的简单的变体中，该空腔可以作为盲孔被提供在该推杆的面向壳体的可移除部分的所述表面上。该空腔的尺寸将使得第二检测器部件(例如磁体)配合在空腔内而不突出到推杆的所述外表面之外。通过将第二检测器部件嵌在推杆的空腔中，防止了第二检测器部件磨损和撕裂，否则由于推杆在壳体之中的运动第二检测器部件可能发生磨损和撕裂。

在本差速锁致动器的另一个实施例中，优选地通过压缩弹簧，推杆朝向其第一位置偏置。因此，推杆将留在第一位置中，直到施加了与压缩弹簧的力相反方向的力。一旦施加这种力(优选地通过压缩空气)，推杆就从其第一位置被移动到其第二位置中，从而致动差速锁。一旦该致动力停止，则推杆将通过压缩弹簧自动地转移回到其第一位置中。

本发明进一步涉及一种差速器机构，该差速器机构包括带有齿轮壳体的差速齿轮组件和包括锁定构件的差速器锁定机构，所述锁定构件能够在第一位置与第二位置之间移动，该锁定构件在该第一位置中被安排成远离齿轮壳体，该锁定构件在该第二位置中被安排成接合齿轮壳体，其中，该差速器机构进一步包括如前文提到的差速锁致动器。

差速锁致动器的推杆优选地可操作地连接至锁定构件，这样使得当推杆从此第一位置移动至其第二位置时，该锁定构件从其第一位置移动至其第二位置，反之亦然。推杆与锁定构件之间的这种连接可以通过例如拨叉来实现。

最后，本发明进一步涉及一种包括上述差速器机构的车桥。

从以下说明书和附图中可以最好地理解本发明的这些以及其他的特征。

图1a是根据本发明的差速锁致动器的第一实施例的截面图，其中，推杆在其第一位置中。

图1b是第一实施例的截面图，其中，推杆在其第二位置中。

图2是推杆以及壳体的可移除部分的截面图。

图3是壳体的可移除部分在断开连接状态下的示意性顶视图。

图1a和图1b总体上示出了根据本发明的第一实施例的差速器锁定机构3。差速器锁定机构3能够在差速器锁定机构的解锁位置(在图1a中示出)与锁定位置(在图1b中示出)之间移动，在解锁位置中这些半轴2能够以不同速度旋转，在锁定位置中这些半轴2被锁定在一起以共同的速度旋转。为此目的，差速器锁定机构3包括可以在第一位置(在图1a中示出)与第二位置(在图1b中示出)之间移动的锁定构件60。锁定构件60被构造为换挡轴套，即总体上环形的结构，该结构被适配成用于安装在这些半轴2之一的外表面上。为此，锁定构件60包括多个花键61，该多个花键被构造成用于与半轴2的外花键(未示出)配合。花键61使得当锁定构件在其第一位置或第二位置中时该锁定构件能够与该半轴一起旋转。同时，花键61使得锁定构件60(此处为换挡轴套)能够在其第一位置与第二位置之间换挡。在图1a中示出的其解锁位置中，锁定构件60未与齿轮壳体(未示出)接合，因此半轴2(以及锁定构件)可以以不同于齿轮壳体以及另一个半轴的速度旋转。如果锁定构件60被朝向齿轮壳体移动到其第二位置中，则锁定构件60的齿62将与齿轮壳体的相应的齿(未示出)接合，从而将半轴2和锁定构件60相对于齿轮壳体锁定。在此第二锁定位置中，这两个半轴(只在2处示出了一个半轴)均将以与齿轮壳体相同的速度旋转。

如之前提到的，通过同样在图1a和图1b中展示的差速锁致动器1，锁定构件60可以从其第一位置中被转移到其第二位置中。为此，差速锁致动器1通过拨叉50连接至锁定构件60，该拨叉被设计成用于接合锁定构件60的环形槽63。如在下文中将更详细阐明的，拨叉50进一步包括附接至推杆20的圆周表面的环形轴套52。

差速锁致动器1包括中空的内部空间13，该内部空间在第一开口11与相反的第二开口12之间延伸。总体上圆柱形的内部空间13被构造成用于沿着基本上圆柱形的壳体10的纵向轴线L引导推杆20。基本上圆柱形的推杆20包括在第一环形末端表面21与第二环形末端表面22之间延伸的圆柱形主体部分。总体上圆柱形的推杆30的外径在第二环形末端表面22与第一环形末端表面21之间以步进式的方式减小，从而提供若干个凸缘部分24、28、29。

推杆20可以在第一位置(在图1a中示出)与第二位置(在图1b中示出)之间移动。在其第一位置中，推杆的较大的第二环形末端表面22与壳体10的较大的第二开口12对齐。在其第二位置中，推杆20的第二末端表面22被定位成远离第二开口12，同时第一环形凸缘28与壳体10的环形止挡表面15对齐。

根据图1a和图1b中示出的实施例，推杆20朝向壳体10的第二开口12偏置，该开口被可移除部分30覆盖，当推杆20在其第一位置中时该可移除部分起止挡表面的作用。换言之，在其第一位置中，推杆20被按压抵靠壳体10的可移除部分30，该可移除部分被构造为盖。因此，该第一位置代表推杆20的休止位置。为了将推杆20从其第一位置转移至其第二位置，必须克服压缩弹簧40的弹簧力，从而使弹簧40压缩并将推杆20朝向壳体10的第一开口11移动，直到第一凸缘28与壳体10的止挡表面15对齐。

在所描绘的实施例中，推杆20通过压缩空气在其第一位置与其第二位置之间移动，压缩空气经由形成可移除部分30的一部分的进气口31被引入中空的内部空间13中。进入中空空间13的压缩空气将作用于推杆20的较大的第二环形末端表面22并由此将推杆朝向位于壳体10的相反末端的第一开口11驱动，直到第一环形法兰28与止挡表面15接触为止。推杆20进一步包括密封环25，该密封环被接纳在推杆20的环形槽26之中。密封环25将推杆20与中空内部空间13的内壁以气密方式连接，从而协助在进气口31与第二末端表面22之间的气压的累积。当然，通过替代的致动器，如液压流体和电磁力，将推杆20在其第二位置与其第一位置之间移动是同样可行的。

如之前所提到的，希望知道推杆20在壳体10中的位置以便评估差速器锁定机构是否被启动或解除启动。因此本发明的差速锁致动器包括被适配成用于检测推杆20在壳体10中的位置(优选地，至少推杆的第一位置)的锁定检测组件。图2示出了包括被附接至壳体10的可移除部分30的第一检测器部件70的示例性锁定检测组件的示意性截面图。在这个具体的实施例中，锁定检测组件的第一检测器部件70被构造为包括簧片开关71的印刷电路板72。所描绘的可移除部分30被构造为盖，该盖被适配成用于覆盖壳体10(图1a和图1b)的第二开口12。第一检测器部件70被嵌在盖状可移除部分30的空腔37内部，并且被定位成使得当推杆在其第一位置中时(在图2中描绘出)由第二检测器部件80发出的磁场被第一检测器部件感测。

图2示出，盖状可移除部分30不仅容纳第一检测器部件70，还进一步包括用于将压缩空气引入壳体10的中空内部空间13的进气口31。进气口31包括空气通路36，该空气通路靠近容纳第一检测器部件70的可移除部分30的空腔延伸。第一检测器部件70与空气通路36在可移除部分30中在空间上分开。

在图2的实施例中，第二检测器部件80被附接至、并且优选地被嵌入推杆20，这样使得第二检测器部件80能够与推杆20一起移动。第一检测器部件发出可以被第二检测器部件的簧片开关识别的磁场。在这个具体的实施例中，第二检测器部件80是永磁体。

如所展示的，第二检测器部件80被接纳在推杆20的沿着第二环形表面22的空腔23之中。第二检测器部件80被附接在空腔23之中，使其不从第二环形表面22突出。因此，当推杆20在其第一位置中时，第一检测器部件70的簧片开关71识别到有磁性的第二检测器部件80的存在，从而经由印刷电路板72生成电气输出信号，该信号被用来向驾驶者提供视觉或听觉反馈。当推杆20从其第一位置(见图1a和图2)移动至其第二位置(见图1b)时，由第二检测器部件80发出的磁场的强度不再足以触发该簧片开关。因此，簧片开关将印刷电路板72的电路断开连接，于是这可以用作将被反馈给驾驶者的另一个输出信号。

由于图2中示出的锁定检测组件的特殊安排，本发明的差速锁致动器1比公知的带有锁定检测组件的差速锁致动器表现出大大延长的使用寿命。这是由于该锁定检测组件不要求第一检测器部件80与第二检测器部件70之间的直接接触。而且，由于第一检测器部件被嵌在同样在图3中展示出的盖状可移除部分30之中，本技术方案提供了锁定检测组件的简单更换。可移除部分30包括多个附接孔32，这些附接孔可以用于将可移除部分30通过紧固件34附接至壳体10。可移除部分30进一步包括电气连接件35，该电气连接件将第二检测器部件的印刷电路板与车辆的电源以及反馈信号线路连接。

在前面的说明书中已经非常详细地描述了本发明，相信对于本领域技术人员来说，通过对说明书的阅读和理解，本发明的各种其他改变和修改将变得显而易见。意图是所有这类其他改变和修改被包括在本发明中。具体地，对于本领域技术人员来说应该显而易见的是，第一和第二检测器部件可以被任何已知的非接触式传感器安排同等地替代，例如光传感器。

在下面的条款中列出了本披露的进一步实施例：

1.一种用于差速器锁定机构的差速锁致动器(1)，该差速锁致动器(1)包括：

一个壳体(10)；

一个推杆(20)，该推杆被配置成能够在该壳体(10)之中在第一位置与第二位置之间移动以用于一个差速器锁定系统的启动/解除启动；

一个锁定检测组件，该锁定检测组件被适配成用于检测该壳体(10)中该推杆(20)的位置，其中，该锁定检测组件包括被适配成用于发出磁场的一个第二检测器部件(80)，所述第二检测器部件(80)被附接至该推杆(20)并能够随该推杆一起运动。

2.根据条款1所述的差速锁致动器(1)，

其中，该检测组件的第二检测器部件(80)是磁体，优选地为永磁体。

3.根据条款1或2的差速锁致动器(1)，

其中，该推杆(20)和该检测组件的第二检测器部件(80)能够沿着该壳体(10)的一条纵向轴线(L)在共同的方向上平移移动。

4.根据条款1至3中任一项所述的差速锁致动器(1)，

其中，该推杆(20)包括在一个外表面(22)上的一个空腔(23)，所述空腔被构造成用于以如下方式接纳该检测组件的第二检测器部件(80)，使得该第二检测器部件(80)被嵌入该推杆(20)之中。

5.根据条款4所述的差速锁致动器(1)，

其中，该锁定检测组件的该第二检测器部件(80)可移除地附接在该推杆(20)的空腔之中。

6.根据条款1至5中任一项所述的差速锁致动器(1)，

其中，优选地通过一个压缩弹簧(40)，该推杆(20)朝向其第一位置偏置。

7.根据条款1至6中任一项所述的差速锁致动器(1)，

其中，该壳体(10)进一步包括至少一个用于将压缩空气引入该壳体(10)中的进气口(31)，所述进气口(31)被安排成使得当压缩空气经由所述进气口被引入该壳体(10)中时该推杆(20)能够从其第一位置移动至其第二位置。

8.根据条款7所述的差速锁致动器(1)，

其中，该推杆(20)包括相反的第一和第二末端表面(21，22)，该第二末端表面(22)被定向成朝向该进气口和第一末端表面(21)指向，其中，该第二检测器部件(80)附接至该推杆(20)的该第二末端表面(22)。

9.根据条款1至8中任一项所述的差速锁致动器(1)，

其中，该检测组件进一步包括被配置成用于检测该第二检测器部件(80)的该磁场的一个第一检测器部件(70)。

10.根据条款9所述的差速锁致动器(1)，

其中，该第一检测器部件(70)被附接至该差速锁致动器(1)的壳体(10)。

11.根据条款9或10的差速锁致动器(1)，

其中，该第一检测器部件(70)包括一个簧片传感器(71)。

12.根据条款1至11中任一项所述的差速锁致动器(1)，

其中，该推杆(20)由铝或聚合物制成。

13.差速器机构，包括：

包括一个齿轮壳体的一个差速齿轮组件；

包括一个锁定构件的一个差速器锁定机构，所述锁定构件能够在第一位置与第二位置之间移动，该锁定构件在该第一位置中被安排成远离该齿轮壳体，该锁定构件在该第二位置中被安排成接合该齿轮壳体，其中，该差速器机构进一步包括根据条款1至12中任一项所述的差速锁致动器(1)。

14.根据条款13所述的差速器机构，

其中，该差速锁致动器(1)的该推杆(20)优选地通过一个拨叉可操作地连接至该锁定构件，这样使得当该推杆(20)从其第一位置移动至其第二位置时该锁定构件从其第一位置移动至其第二位置，反之亦然。

15.车桥，包括根据条款13或14所述的差速器机构。