分动器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于将机动车的驱动单元的驱动力矩分配到机动车的第一轴和第二轴上的分动器。分动器包括壳体、配设给驱动单元的输入轴以及配设给第一轴的第一输出轴和配设给第二轴的第二输出轴，所述第二输出轴相对于输入轴平行地错开。此外，分动器包括用于将驱动扭矩从输入轴传递到第二输出轴上的偏移传动装置，其中偏移传动装置包括与输入轴或与输出轴同轴的齿轮。齿轮能转动地支承在分动器的壳体的部段上。
【专利说明】分动器【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将机动车的驱动单元的驱动扭矩分配到机动车的第一轴和第二轴上的分动器。
【背景技术】
[0002]分动器是用于将由机动车的驱动单元产生的驱动扭矩分配到多个输出端的传动装置。典型地，这种分动器应用在具有持久的或能切换的全轮驱动器的机动车中。所述分动器将由驱动单元产生的扭矩分配到车辆的两个驱动轴上，其中能够根据分动器的构型来预定或自由地选择分配方式。为了能够控制扭矩到机动车的两个轴上的传递，例如设有离合单元，所述离合单元为机动车的驾驶员提供在持久的两轮驱动模式(其中机动车的驱动仅经由主轴实现)和自动的四轮驱动模式一所谓的“按需驱动(On-Demand Drive)”之间选择的可能性。在所述模式中，根据行驶条件，驱动扭矩的一定的部分传递到其他轴(副轴)的轮上，以便提供暂时的四轮驱动。
[0003]原则上，分动器也能够构成为能控制的中间差速器，其中设有离合单元，以便设定驱动扭矩在机动车的纵向方向上的分配。
【发明内容】
[0004]由于对机动车的能效的要求持续增长，本发明的目的是，提供一种上文所描述种类的分动器，所述分动器在结实的且可靠的结构方式下具有改善的效率。
[0005]所述目的实现方案通过具有权利要求1的特征的分动器来完成。
[0006]据此，分动器包括:壳体；将驱动扭矩导入到分动器中的输入轴以及用于将驱动扭矩输出到机动车的第一轴上的第一输出轴和用于将驱动扭矩输出到机动车的第二轴上的第二输出轴，其中第二输出轴相对于输入轴平行地错开。此外，分动器包括用于将驱动扭矩从输入轴传递到第二输出轴上的偏移传动装置，其中偏移传动装置包括与输入轴或与第一输出轴同轴的齿轮。
[0007]根据本发明，齿轮能转动地支承在分动器的壳体的部段上。因此，确保了齿轮的可靠的支承，所述支承能够此外以构造简单的且成本低的方式执行。此外实现了，通过支承装置所承受的转速差——即在齿轮和支承齿轮的组件之间的转速差——最大为齿轮的转速。
[0008]齿轮在壳体上的支承尤其在分动器的构造中是有利的，其中齿轮包括凹陷部，输入轴或第一输出轴同轴地穿过所述凹陷部延伸。在此情况下，即在齿轮和输入轴或第一输出轴之间能够在多种行驶情况下存在必须通过相应地确定大小的支承装置而承受的明显的转速差。相反由于分动器的上文所描述的结构，产生的转速差被限制，因此能够相应更简单地设计支承。此外，得到分动器的更小的效率损耗。
[0009]能够提出，第一输出轴持久驱动有效地与输入轴连接(例如经由差速器的连接、固定连接或一件式的实施方案)。
[0010]原则上，分动器的第二输出轴也能够持久驱动有效地与输入轴连接(例如经由差速器)。对此替选地，分动器包括离合单元，第二输出轴借助于所述离合单元能够选择性地从输入轴退耦。
[0011]根据一个实施形式，支承齿轮的壳体部段是至少部段地套筒形地构成的突起部，所述突起部至少部段地包围输入轴或第一输出轴。优选地，突起部至少部分地延伸到齿轮的凹陷部中。突起部能够至少部段地设置在齿轮和输入轴或第一输出轴之间。优选地，突起部与壳体的其他部段分开地构成。尤其，突起部能够能松开地固定在分动器的壳体上、尤其与所述壳体螺接。
[0012]换言之，这样的突起部一无论能松开地固定在壳体上或者不能分开地与所述壳
体连接-能够至少部分地构成为套筒，所述套筒包围输入轴或第一输出轴并且齿轮支承
在所述套筒上。
[0013]优选地，所谓的壳体部段(尤其所谓的突起部)无接触地包围输入轴或第一输出轴。尤其，在所谓的突起部和输入轴或第一输出轴之间不设有单独的轴承。
[0014]齿轮的有效支承能够通过在齿轮和所谓的壳体部段(尤其所谓的突起部)之间设置滚动轴承、优选径向轴承、尤其滚针轴承的方式来实现。
[0015]根据结构上有利的并且紧凑的实施形式，突起部在径向外侧上具有轴承工作面，所述轴承工作面与径向轴承的滚动体共同作用，其中轴承工作面优选是突起部的硬化的部段。换言之，突起部的轴承工作面作用为滚动轴承的组件。将轴承工作面设置在外侧上能够实现突起部的在所述区域中相对简单的加工。尤其，突起部在轴承工作面的区域中被硬化。最后，在上文所述的实施形式中突起部本身形成轴承内环，使得减少使用的构件的数量并且也节约构造空间。
[0016]当突起部能够借助于定心装置位置准确地安装壳体上时，分动器的安装被简化。定心装置包括至少一个在突起部上构成的引导元件，所述引导元件与至少一个互补地构造的并且在壳体上构成的定心元件共同作用。随后或同时，突起部例如螺接在壳体上，即能松开地固定在壳体上。
[0017]在特定的情况下，然而也有利的是，将突起部持久地固定在壳体上，例如通过焊接或热压配合连接，或者将突起部与壳体一件式地构成。
[0018]当壳体具有安装凸缘时,得到突起部的安装的进一步简化,所述突起部能够固定在所述安装凸缘上。因为安装凸缘增强了壳体的稳定性，所以所述安装凸缘能够附加地用于支承输入轴或第一输出轴。
[0019]能够提出，齿轮在轴向方向上支撑在突起部上。为了所述目的，突起部例如能够具有与其一件式地构成的凸缘或法兰。轴向的支撑例如也能够经由能固定在突起部上的锁环来实现。
[0020]如果所述偏移传动装置形成链传动装置，那么所述齿轮例如能够是链轮。替选地，齿轮能够是齿轮传动装置的部件，其中齿轮在此情况下经由中间齿轮驱动有效地与齿轮传动装置的输出齿轮连接。
[0021]本发明还涉及一种具有根据上文所述的实施形式中的至少一个的分动器的动力传动系，其中分动器包括离合单元，第二输出轴通过所述离合单元能够选择性地被加载驱动扭矩并且其中动力传动系包括设置在分动器的离合单元和机动车的至少一个轮之间的其他的离合器以用于使动力传动系的位于离合单元和离合器之间的部段静止。[0022]换言之，机动车的第二轴或第二轴的至少一个轮能够通过其他的离合器与其余的动力传动系分开，使得动力传动系的所述部段在离合单元和其他的离合器打开时静止。能静止的动力传动系部段例如能够在机动车中设有持久驱动的主轴和可选地驱动的副轴。在这种机动车中，在分动器中在输入轴和偏移传动装置之间能够设置有摩擦离合器并且在副轴的车轴差速器的区域中设置有适合的分离离合器(形状配合的离合器或同样地摩擦离合器)。通过打开两个离合器，动力传动系的位于其中的部段(例如万向轴)静止。由此，能够防止，在双轮驱动模式中，即当仅主轴被驱动时，动力传动系的需要的部件不随动，这可能造成燃油经济性被损害。
[0023]例如从DE 10 2009 005 378 Al中已知一种具有能静止的动力传动系部段的动力传动系。在这种动力传动系中，出现上文中提到的问题:尽管动力传动系的一部分静止，在分动器中能运动的部件具有相对大的转速差。通过将偏移传动装置的齿轮支承在分动器的壳体上，由分动器引起的摩擦损耗被最小化。如果例如分动器的第二输出轴例如能静止，在第二输出轴也确实被提供有驱动扭矩的情况下偏移传动装置的所述齿轮的支承装置仅承受应力。这是因为，在动力传动系的配设给副轴的部件静止时，齿轮不运动并且在齿轮和壳体的支承齿轮的部段之间不存在转速差。
[0024]本发明的其他实施形式在权利要求、说明和附图中给出。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]在下文中，仅示例地借助于有利的实施形式参照附图阐述本发明。附图示出:
[0026]图1示出具有动力传动系的选择性地能静止的部段的、机动车的动力传动系的示意图，
[0027]图2示出分动器的示意图，
[0028]图3示出常规构型的分动器的横截面图，
[0029]图4示出根据本发明的分动器的实施形式的横截面图的一部分，以及
[0030]图5示出支承分动器的偏移传动装置的齿轮的突起部的立体图。
【具体实施方式】
[0031]图1示意地示出具有能切换的全轮驱动器的机动车的动力传动系。由发动机11—例如内燃机或电动机(可设想的还有任意构造的混合动力驱动器)一产生的驱动扭矩经由主变速器13—例如手动的换挡变速器或自动变速器一输送到分动器15。分动器15的第一输出端经由万向轴17与后桥差速器19 f禹联。由此,机动车的后桥23的轮21持久地被驱动。因此，后桥23形成车辆的主轴。分动器15的第二输出端经由万向轴25与前桥差速器27耦联。由此，发动机11的驱动扭矩的一部分能够可选地传递到前桥31的轮29上。前桥31由此形成车辆的副轴。在前桥差速器27和前桥31的轮29(在此车辆的左前轮)之间设有离合器63，在下文中再随着阐述其功能。
[0032]图2不出根据图1的分动器15的不意图。分动器15具有输入轴41、第一输出轴43和第二输出轴45。第一输出轴43与输入轴41同轴地并且与所述输入轴抗扭地——优选一件式地——构成。输出轴45与输入轴41平行错开地设置。
[0033]分动器15还包括具有摩擦离合器49和促动器51的离合单元47。摩擦离合器49具有离合器壳53,所述离合器壳抗扭地与输入轴41和第一输出轴43连接并且承载多个离合器片。此外，摩擦离合器49具有能转动地支承的离合器从动盘毂55，所述离合器从动盘毂同样承载多个离合器片，所述离合器片在交替的设置方式中接合到离合器壳53的片中。离合器从动盘毂55抗扭地与链传动装置59的驱动齿轮57连接。链传动装置59的输出齿轮61抗扭地与第二输出轴45连接。代替链传动装置59能够设有齿轮传动装置，例如在所谓的齿轮57、61之间的中间齿轮。此外，毂55以不同于示出的结构方式的形式抗扭地与轴
41、43连接。在此情况下，离合器壳53与驱动齿轮57抗扭地连接。不言而喻地，那么促动器51应以适宜的方式不同于所示出地设置。
[0034]通过在接合摩擦离合器49意义上操作促动器51，经由输入轴41导入到分动器15中的驱动扭矩的增加的部分能够传递到第二输出轴45上。
[0035]虽然如果离合单元47打开，那么动力传动系的配设给第二输出轴45的组件在车辆行驶时随着转动，尽管经由动力传动系的该部分没有驱动扭矩应被传递。为了防止这种情况，上文中已经提到的离合器63设在前桥31 (副轴)上。如果在离合单元47打开时离合器63被打开，那么动力传动系的位于其之间的部件静止，这最终防止链传动装置59不必要地随着运动。
[0036]离合器63例如是爪齿离合器。其能够提出，给离合器63配设有自身的控制单元。然而，在多种情况下有利的是，离合单元47和离合器63由共同的控制单元操作。
[0037]图3以横截面图示出常规结构方式的分动器15’的细节。尤其能看到的是，促动器51具有支撑环64和调节环65，所述支撑环和调节环相对于输入轴41的和第一输出轴43的旋转轴线能转动地被支承。支撑环64经由轴向轴承轴向地支撑在驱动齿轮57上。相反，调节环65能轴向移动地被支承。在彼此相对的侧上，支撑环64和调节环65分别具有多个球滚动槽67或69。所述球滚动槽相对于轴线A在周向上伸展并且相对于关于轴线A的法向平面在周向上斜坡状地倾斜，即球滚动槽67、69在周向上具有变化的深度。支撑环64的球滚动槽67和调节环65的球滚动槽69分别彼此相对并且在此包围被配设的球71。因此，通过支撑环64和调节环65的相对于彼此的扭转，能够引起调节环65的轴向移动，其中调节环65经由轴向轴承与摩擦离合器49的压紧环73共同作用。压紧环73借助于盘形弹簧装置75在摩擦离合器49的分离方向上预紧。
[0038]在支撑环64和在调节环65上模制有相应的操作杆77或79。在每个杠杆77、79的自由端部上分别能转动地支承有滚轮83 (在图3中仅能看到杠杆79的滚轮83)。经由滚轮83，操作杆77、79与控制盘89的两个端侧87共同作用，所述控制盘能相对于轴线C转动。端侧87相对于关于轴线C的法向平面具有在周向上倾斜的走向，即控制盘89在横截面中楔形地构成。因此，通过旋转控制盘89，操作杆77、79剪刀状地运动，以便将支撑环64和调节环65相对于彼此旋转。控制盘89具有模制的插接啮合凸部91。经由所述插接啮合凸部，控制盘89能够与电动机和被配设的减速器驱动有效地连接(在图3中未示出)。
[0039]因此，控制盘89通过相应地控制所述电动机被驱动成转动运动，以便由此将操作杆77、79相对于彼此枢转。支撑环64和调节环65的由此产生的相对于彼此的旋转引起调节环65的轴向运动。因此，压紧环73引起摩擦离合器49的接合或者一由盘形弹簧装置75辅助地——引起摩擦离合器49的分离。
[0040]在常规结构方式的分动器15’中，驱动齿轮57通过径向轴承93支承在输入轴41上。由此，甚至得到紧凑的结构方式，然而径向轴承93必须承受在组件41、57之间存在的转速差。在离合器63打开的情况下这意味着，当离合单元47同时打开时，驱动齿轮57不再主动地被驱动。除了由牵引扭矩造成的效应以外，驱动齿轮57在这种状态下也基本上静止。然而，尽管如此在旋转的输入轴41和在理想情况下静止的驱动齿轮57之间存在大的转速差，这造成不利的摩擦损耗。
[0041]当驱动齿轮57不支承在输入轴41上而是借助于径向轴承93支承在静止的突起部95上时，如在图4中示出的，所述摩擦损耗被避免。突起部95旋紧在分动器15的壳体99的安装凸缘97上。因此，突起部95能够作为单独的构件制成并且在装配分动器15时才固定在壳体99上。替选地，也能够将突起部95与壳体99 一件式地构成。
[0042]突起部95在输入轴41和驱动齿轮57的凹陷部96的径向内侧之间的间隙中延伸。在此，突起部95构造为，使得其不接触输入轴41，以便使摩擦损耗最小化。在特殊情况下能够提出，在突起部95和输入轴41之间设有附加的径向轴承。在示出的实施形式中，输入轴41然而在示出的截面中通过轴承101支承在壳体99中。在此，轴承101设置在安装凸缘97的区域中。因此，安装凸缘97不仅用于固定突起部95，而且所述安装凸缘也提供壳体99的增强的区域，所述区域能够实现输入轴41的可靠的支承。
[0043]在驱动齿轮57的凹陷部96的内侧和突起部95的在径向外侧上的并且用作轴承工作面的区域103之间设置有径向轴承93的滚动体，尤其是滚针轴承，其中输入轴41同轴于驱动齿轮57地穿过所述凹陷部延伸。因为轴承工作面103被硬化，所以径向轴承93的滚动体能够直接与突起部95接触。相同的类似地适用于驱动齿轮57的凹陷部96的内侧，即所述内侧同样用作轴承工作面。因此，最后，轴承工作面103和驱动齿轮57的凹陷部96的内侧用作径向轴承93的轴承内环或轴承外环，这使安装更容易并且使需要的构件数量最小化。为了容纳径向轴承93的滚动体，驱动齿轮57在径向内侧上具有凹部119，所述凹部在侧向由沿径向方向延伸的连接片119a、119b限界。
[0044]在轴向方向上，齿轮57向左经由止推片117支撑在突起部95的法兰部段105上，所述法兰部段再与安装凸缘97连接。驱动齿轮57向右支撑在一固定在突起部95上的锁环107上。
[0045]分动器15的其他在图4中示出的组件基本上对应于已知的分动器15’的那些组件。尤其，驱动齿轮57是链传动装置59的链轮。驱动齿轮57——不同于分动器15’的构造一与离合单元47的摩擦离合器49的离合器壳53连接。在驱动齿轮57和离合单元47之间的连接的种类能够根据要求自由地构成。
[0046]图5示出突起部95的立体图。所述突起部具有固定区段109，借助于所述固定区段能够将突起部95固定在壳体99上。固定区段109从法兰部段105径向向外延伸。法兰部段105限定对于安装凸缘97互补地构成的凹部111，以便确保在壳体99上的突起部95的匹配准确的配合。在安装凸缘97上和法兰部段105上能够构成互补地构成的引导元件一例如引导凸起部和互补的引导凹槽，以便简化突起部95的安装。
[0047]在轴向方向上，空心柱形的轴承部段113从法兰部段105延伸，所述轴承部段在安装状态下套筒形地并且无接触地包围输入轴41并且其径向外侧设有轴承工作面103以用于支承驱动齿轮57。在背离法兰部段105的端部上，轴承部段113设有凹槽115以用于容纳锁环107。[0048]驱动齿轮57支承在突起部95上进而最终支承在壳体99上引起，在动力传动系的配设给驱动齿轮57的部件静止时，在分动器15中没有出现损失力矩。此外，输入轴41不被弯曲力矩加载，所述弯曲力矩由设置用于克服在输入轴41的旋转轴线A和第二输出轴45的旋转轴线B之间的平行的错位的链传动装置59产生。即在将驱动齿轮57支承在输入轴41上时所述弯曲力矩传递到所述输入轴41上，这在其设计中必须考虑。在分动器15的根据本发明的设计方案中，输入轴41和支承所述输入轴的组件(例如轴承101)能够尺寸确定为更小，因为所述弯曲力矩由突起部95—进而最终由壳体99承受。
[0049]附图标记列表
[0050]11发动机
[0051]13主变速器
[0052]15,15’分动器
[0053]17，25万向轴
[0054]19后桥差速器
[0055]21，29轮
[0056]23后桥
[0057]27前桥差速器
[0058]31前桥
[0059]41输入轴
[0060]43第一输出轴
[0061]45第二输出轴
[0062]47离合单元
[0063]49摩擦离合器
[0064]51促动器
[0065]53离合器壳
[0066]55离合器从动盘毂
[0067]57驱动齿轮
[0068]59链传动装置
[0069]61驱动齿轮
[0070]63离合器
[0071]64支撑环
[0072]65调节环
[0073]67，69球滚动槽
[0074]71球
[0075]73压紧环
[0076]75盘形弹簧装置
[0077]77，79操作杆
[0078]83滚轮
[0079]87端侧
[0080]89控制盘[0081]91插接啮合凸部
[0082]93径向轴承
[0083]95突起部
[0084]96凹陷部
[0085]97安装凸缘
[0086]99壳体
[0087]101轴承
[0088]103轴承工作面
[0089]105法兰部段
[0090]107锁环
[0091]109固定区段
[0092]111，119凹部
[0093]113轴承部段
[0094]115凹槽
[0095]117止推片
[0096]119凹 部
[0097]119a, 11%连接片
[0098]A, B旋转轴线
[0099]C轴线
【权利要求】
1.一种用于将机动车的驱动单元(11)的驱动扭矩分配到所述机动车的第一轴(23)和第二轴(31)上的分动器，所述分动器包括: 壳体(99)； 配设给所述驱动单元(11)的输入轴(41)； 配设给所述第一轴(23)的第一输出轴(43)和配设给所述第二轴(31)的第二输出轴(45),所述第二输出轴相对于所述输入轴(41)平行地错开； 用于将所述驱动扭矩从所述输入轴(41)传递到所述第二输出轴(45)上的偏移传动装置(59)，其中所述偏移传动装置(59)包括与所述输入轴(41)或与所述第一输出轴(43)同轴的齿轮(57)； 其特征在于， 所述齿轮(57)能转动地支承在所述分动器的所述壳体(99)的部段(95)上。
2.根据权利要求1所述的分动器， 其特征在于， 所述齿轮(57 )包括凹陷部(96 )，所述输入轴(41)或所述第一输出轴(43 )同轴地穿过所述凹陷部延伸。
3.根据权利要求1或2所述的分动器， 其特征在于， 所述第一输出轴(43)持久驱动有效地与所述输入轴(41)连接。
4.根据上述权利要求中至少一项所述的分动器， 其特征在于， 支承所述齿轮(57)的壳体部段是至少部段地套筒形地构成的突起部(95)，所述突起部至少部段地包围所述输入轴(41)或所述第一输出轴(43)并且所述突起部尤其至少部分地延伸到所述齿轮(57)的所述凹陷部中。
5.根据上述权利要求中至少一项所述的分动器， 其特征在于， 支承所述齿轮(57)的壳体部段是至少部段地套筒形地构成的突起部(95)，所述突起部至少部段地设置在所述齿轮(57 )和所述输入轴(41)或所述第一输出轴(43 )之间。
6.根据权利要求4或5所述的分动器， 其特征在于， 所述突起部(95)能松开地固定在所述分动器的所述壳体(99)上、尤其与所述壳体(99)螺接。
7.根据上述权利要求4至6中至少一项所述的分动器， 其特征在于， 所述突起部(95)无接触地包围所述输入轴(41)或所述第一输出轴(43)。
8.根据上述权利要求4至7中至少一项所述的分动器， 其特征在于， 在所述齿轮(57)和所述突起部(95)之间设置有滚动轴承(93)，尤其滚针轴承。
9.根据权利要求8所述的分动器， 其特征在于，所述突起部(95)在径向外侧上具有轴承工作面(103)，所述轴承工作面与所述径向轴承(93)的滚动体共同作用，其中所述轴承工作面(103)尤其是所述突起部(95)的硬化的部段。
10.根据上述权利要求4至9中至少一项所述的分动器， 其特征在于， 所述突起部(95)能够借助于定心装置位置准确地安装在所述壳体(99)上，其中所述定心装置包括至少一个构成在所述突起部上的引导元件，所述引导元件与至少一个互补地构造的并且在所述壳体(99)上构成的定心元件共同作用。
11.根据上述权利要求4至10中至少一项所述的分动器， 其特征在于， 所述壳体(99)具有安装凸缘(97)，所述突起部(95)能够固定在所述安装凸缘上。
12.根据权利要求11所述的分动器， 其特征在于， 所述输入轴(41)或所述第一输出轴(43)支承在所述壳体(99)上的所述安装凸缘(97)的区域中。
13.根据上述权利要求4至12中至少一项所述的分动器， 其特征在于， 所述齿轮(57)在轴向方向上支撑在所述突起部(95)上。
14.根据上述权利要求中至少一项所述的分动器， 其特征在于， 所述齿轮(57)是链传动装置的链轮或与齿轮传动装置的中间齿轮啮合。
15.一种具有根据上述权利要求中任一项所述的分动器的动力传动系，其中所述分动器包括离合单元(47)，所述第二输出轴(45)通过所述离合单元能够选择性地被加载驱动扭矩，并且其中所述动力 传动系包括设置在所述分动器的所述离合单元(47)和所述机动车的至少一个轮(29)之间的离合器(63)以用于使所述动力传动系的位于所述离合单元(47)和所述离合器(63 )之间的部段静止。
【文档编号】B60K17/35GK103842200SQ201280048445
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年8月29日 优先权日:2011年10月1日
【发明者】阿洛伊斯·拉费尔, 马库斯·克罗格, 斯特凡·莱特杰布 申请人:麦格纳动力系有限两合公司