用于公路车辆的主传动装置的制造方法
【专利摘要】一种用于公路车辆的主传动装置，包括设置在小齿轮轴(4)上的小齿轮(10)，所述小齿轮轴(4)可枢转地连接在壳体(11)内，所述小齿轮与冠齿轮(12)啮合，所述冠齿轮(12)可枢转地连接以横向转动所述小齿轮轴(4)，所述主传动装置结合有全轮驱动(AWD)联轴器，所述全轮驱动联轴器包括通过液压活塞(5)轴向地控制的盘式封装(2)以及用于可旋转地将所述盘式封装(2)连接到所述小齿轮轴的盘鼓(2A)或类似的装置，所述盘式封装(2)用于选择性地从输入轴(3)将扭矩传递给所述小齿轮轴(4)。所述全轮驱动联轴器的所述输入轴(3)仅通过所述主传动装置中的所述小齿轮轴(4)径向地枢转连接。
【专利说明】
用于公路车辆的主传动装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于公路车辆的主传动装置(finaldrive)，包括设置在小齿轮轴上的小齿轮，小齿轮轴可枢转地连接(journal)在壳体内，小齿轮与冠齿轮啮合，冠齿轮可枢转地连接以横向于小齿轮轴转动，主传动装置结合有全轮驱动(AWD)联轴器，全轮驱动联轴器包括通过液压活塞轴向地控制的盘式封装以及用于可旋转地将盘式封装连接到小齿轮轴的盘鼓或类似的装置，盘式封装用于选择性地从输入轴将扭矩传递给小齿轮轴。
【背景技术】
[0002]上述种类的主传动装置通常用于后轮驱动的公路车辆一汽车。然而，如今的趋势是朝向全轮驱动(AWD)汽车发展。在这样的汽车里，前轮驱动机构可补充有均用于驱动后轮的中间轴，全轮驱动联轴器，以及主传动装置。
[0003]当汽车需要提供有全轮驱动联轴器时，全轮驱动联轴器与主传动装置(包括差速器)由不同的来源供应是目前的惯例。这种设计通常是这样的，全轮驱动联轴器/主传动装置单元以使得全轮驱动联轴器的壳体与主传动装置、盘鼓或类似的连接到小齿轮轴的装置的壳体物理连接的方式形成。
[0004]因此主传动装置的供应商提供适合的枢转连接。
[0005]在本领域中公知的，主传动装置中的小齿轮轴的枢转连接相当复杂，因为某些预应力必须被提供，如果小齿轮/冠齿轮组是准双曲面齿轮组时尤其如此。因此，小齿轮轴通常通过两个锥形滚子轴承或者角接触轴承枢转连接，锥形滚子轴承或者角接触轴承通过螺母装置预加应力以手动地收紧到正确的预应力值。
[0006]全轮驱动联轴器的转动部分同样分别枢转连接在联轴器壳体内(尽管轴承中的一个可以被提供在联轴器的输出轴和小齿轮轴之间)。
[0007]通常来讲，主传动装置和全轮驱动联轴器的供应原则上应该分开，“自包含”(但是相连)的单元意味着高花费，重量，空间要求，和损耗。
[0008]本发明的主要目的是克服现有技术的这些和其他缺陷。
【发明内容】
[0009]根据本发明的一种对全轮驱动联轴器的转动部分与主传动装置结合的枢转连接的改进方案是，全轮驱动联轴器的输入轴仅通过主传动装置中的小齿轮轴纵向连接。
[0010]在一个实际的实施方案中，径向轴承装置，优选为包括两个径向轴承，设置在小齿轮轴的端部的短轴和输入轴的端部的轴套之间。反过来，短轴可设置在输入轴的端部和小齿轮轴的端部的轴套之间。
[0011]轴承装置的长度设置是为了获得枢转连接所需的稳定性。
[0012]通过另外要求的省略，分离用于输入轴的径向轴承，轴承损耗大大减少。输入轴和小齿轮轴之间的转动速度差别亦很低。并且便于将两个单元安装在一起。
[0013]径向轴承可以是滚针轴承。
[0014]为了适应输入轴中常规的小轴向力，锁定环可被设置在输入轴的毂上的盘式封装的任意一侧。
【附图说明】
[0015]以下本发明将参考附图更详细地描述，其中图1是典型的现有设计中车辆主传动装置和新增的全轮驱动联轴器的设置的草图，并且图2是根据本发明的集成式主传动装置与全轮驱动联轴器的类似草图。图3是根据另一实施例的集成式最终传动和全轮驱动联轴器的类似草图。
【具体实施方式】
[0016]图1显示了应用在公路车辆-汽车中的主传动装置与全轮驱动联轴器的典型现有技术的组合。
[0017]下面的描述-还有图2所示的本发明的装置的描述-是为了正确理解本发明的重要的部件，主传动装置和全轮驱动联轴器均为现有技术人员所公知和理解的。
[0018]在联轴器壳体I中设置有包括多个的圆盘的盘式封装2，这些圆盘一方面交替地连接到转动连接输入轴3，另一方面交替地连接到形成为主传动装置(后述)的小齿轮轴的转动连接输出轴4。与输出轴4的连接通过盘鼓2A完成。盘鼓2A与轴4花键连接因此可相对于彼此轴向移动。
[0019]盘式封装2通过施加在壳体I中的液压活塞5的液压来控制，这样当控制启动盘式封装2时活塞5朝向小齿轮10移动。来自液压活塞5的压力的大小将会控制夹紧力以及通过盘式封装2从输入轴3传递给输出轴4的扭矩。来自液压活塞5的力传递给盘式封装2并通过轴向轴承6(优选为滚针轴承)回到壳体I。
[0020]在所示的实施例中，输入轴3仅通过一个径向轴承7枢转连接在壳体I中，但是小齿轮轴3在配套样式中延伸并进入相对端，该相对端中具有径向轴承8，优选为滚针轴承。在其它的实施例中输入轴3可以有多于一个轴承。
[0021]小齿轮10(与小齿轮轴4一体)可转动式连接在主传动装置壳体11中，主传动装置壳体11与联轴器壳体I连接。最终传动机构包括小齿轮10和冠齿轮12以形成一个锥齿轮组，通常为准双曲面齿轮组。差速器壳体13与冠齿轮12连接并且包括一个传统的差速机构，两个半轴14从差速机构延伸出以驱动车辆的车轮。该装置通过结合轴向和径向轴承15枢转连接在主传动装置壳体11内。
[0022]图1显示的是传统的小齿轮在主传动装置的准双曲面齿轮组中的枢转连接。枢转连接包括两个轴承，一个前轴承16和一个后轴承17。这两个轴承16，17应当能够吸收来自准双曲面齿轮组中的齿轮啮合的轴向力和径向力。它们必须有能力控制所有的轴向上的力，因为力方向的改变例如向前和向后驱动车辆之间。轴承16，17通常为圆锥滚子轴承或角接触球轴承。
[0023]为了主传动装置的正常工作，防止小齿轮10的枢转连接出现游隙是非常重要的。常用的方式是通过螺母18提供在枢转连接上的轴向预应力来完成，螺母18被螺纹连接在小齿轮轴4上并对前轴承16的内环提供轴向力。为了确保螺母18在服务中不会松脱，在两个轴承16，17的内环之间设置有板套19。在螺母18拧紧的期间该板套首先弹性变形然后塑性变形。弹性力将存留并保持以免螺母18松动。
[0024]压力的大小如此选择，由于载荷和温度膨胀的形变不会导致任何游隙，在轴承16，17上恒定的预应力会导致相当大的能量损失。
[0025]图1所示的结构仅仅是一个如何将全轮驱动联轴器的枢转连接设置为与主传动装置安装在一起的示例。另一个结构是一个如何将全轮驱动联轴器完全独立于最终驱动机构地枢转连接。
[0026]在根据图2和图3的本发明的解决方案中，全轮驱动联轴器与最终驱动机构之间的一体化更进一步。
[0027]根据图2和图3的本发明的解决方案的不同部件的主要结构与图1所示的公知装置(主要用于参考上述描述)有很多的相同之处。图2和图3中的部件可提供与图1中相同的标号，尽管它们在这两个实施例中并不相同。为了清楚起见，图2和图3仅为了正确的理解而提供必要程度的参考标号。
[0028]在根据图1的公知实施例中，输入轴3通过径向轴承7枢转连接在壳体I中。小齿轮轴4通过径向轴承8而同样支持。
[0029]在根据图2和图3的本发明的实施方案中，免除了所有的径向轴承7，并且输入轴3仅枢转连接在小齿轮轴4上。小齿轮轴4设置有缩径的轴承短轴(bearing stub axle)4’，而输入轴3的端部设置为具有一定长度的轴套，该长度至少与短轴4’的长度相应。短轴4’的长度可以例如为10mm。延长的径向轴承装置，在所示的情况下包括两个径向轴承8，位于短轴4’和输入轴3之间以为输出轴3提供必要的枢转连接所需的稳定性。因此输入轴3可以完全径向地枢转连接在小齿轮轴的端部。
[0030]径向轴承8可以是滚针轴承。径向轴承装置优选地设置为能够承受可能发生在输入轴3和小齿轮轴4之间的接口中的弯曲应力。
[0031]输入轴3具有有限的轴向力，这些力可以例如通过盘式封装2的任意一端的径向滚针轴承6来控制。基于该目的，锁定环2’可设置在输入轴3的毂(hub)3’上的盘式封装2的任意一侧(either side)。
[0032]由于输入轴3和小齿轮轴4之间的差转速通常是不被考虑的，来自输入轴3的枢转连接的轴承损耗可大大减少。
[0033]在权利要求的范围内提供了在输入轴上的短轴和在小齿轮轴4的端部的轴套之间的输出轴3的枢转连接。
[0034]图3中显示有进一步的实施例，其中具有仅枢转连接在小齿轮轴4上的输入轴3的解决方案为了在轴向引导小齿轮轴4上的联轴器的输出轴而与非常有益的解决方案结合。
[0035]在根据图1和图2的装置中，由于盘式封装2的任意侧面都具有轴向轴承6并且盘鼓2A与小齿轮轴4花键连接而不存在轴向力的传递，全轮驱动联轴器和主传动装置之间的轴向作用力并没有相互作用。两个单元安装到一起简单地通过将盘鼓2A按入为与小齿轮轴花键连接而完成，于是，这两个单元螺接在一起。
[0036]在根据图3的装置中，另一方面提供从盘鼓2A到小齿轮轴4的轴向力传递，在朝向小齿轮的方向上，通过小齿轮轴上的轴向止挡件9’等等。为了指出设计的替代方案，标记9’可称为指定轴向止挡件，例如，锁定环装置的形式，轴向止挡件包括与轴一体并能够实现像锁定环一样的功能的任何装置。
[0037]如图1或图2中的装置，活塞5施加给盘式封装2的夹紧力通过轴向轴承6传递。然而，该轴向力现在通过盘鼓2A传递给小齿轮轴4并通过小齿轮轴承回到壳体U。在盘式封装2右面安装轴向轴承的需求由此免除。
[0038]一个明显的优势是盘式封装2仅需一个轴向轴承，通常为滚针轴承，结果是减少了损耗，花费，和重量。
[0039]进一步地，在通常的前轮驱动中，来自盘式封装2的夹紧力将以与力的方向相反的方向从主传动装置(小齿轮10/冠齿轮12)中的齿轮啮合作用在小齿轮上。结果是在小齿轮轴承16，17上的轴向载荷将减小，导致损耗减低。当超过该装置的寿命的小齿轮轴承的载荷被降低时，可以选择更小的小齿轮轴承，也可以减少损耗，花费，和重量。
[0040]如上所述，来自盘鼓2A的轴向力通过如图3所示的轴向止挡件9’传递给小齿轮轴
4。一个可替代的实施例可包括通过小齿轮轴的锁定环替代径向台阶9’。
[0041]径向台阶9’形成有用于盘鼓2A的停止面以及可选的锁定环9”，锁定环9”可设置在小齿轮轴4的对面(S卩，关于径向台阶9’相对)，以阻止盘鼓2A轴向移动而远离轴向止挡件9，。
[0042]在一个更优选地实施例中，在小齿轮轴4上的轴向止挡件通过设置小齿轮轴承预载荷螺母18(如图1所示)而实现，这样盘鼓2A在轴向上与螺母18接触。
[0043]在上述描述和权利要求书中，盘式封装通过液压驱动仅作参考。然而，盘式封装通过其它执行器(例如电动或气动)驱动包括在权利要求书的范围内。
[0044]在所附权利要求书的范围内其它修改是可以的。
【主权项】
1.一种用于公路车辆的主传动装置，包括设置在小齿轮轴(4)上的小齿轮(10)，所述小齿轮轴(4)可枢转地连接在壳体(11)内，所述小齿轮与冠齿轮(12)啮合，所述冠齿轮(12)可枢转地连接以横向于所述小齿轮轴(4)转动， 所述主传动装置结合有全轮驱动(AWD)联轴器，所述全轮驱动联轴器包括通过液压活塞(5)轴向地控制的盘式封装(2)以及用于可旋转地将所述盘式封装(2)连接到所述小齿轮轴的盘鼓(2A)或类似的装置，所述盘式封装(2)用于选择性地从输入轴(3)将扭矩传递给所述小齿轮轴(4)， 其特征在于，所述全轮驱动联轴器的所述输入轴(3)仅通过所述主传动装置中的所述小齿轮轴(4)径向地枢转连接。2.根据权利要求1所述的主传动装置，其中，在位于所述小齿轮轴(4)的端部的短轴(4’)和位于所述输入轴(3)的端部的轴套之间设置有径向轴承装置，所述径向轴承装置优选为包括两个径向轴承(8)。3.根据权利要求2的所述的主传动装置，其中，所述径向轴承(8)为滚针轴承。4.根据权利要求1所述的主传动装置，其中，所述盘式封装(2)的任一侧设置有锁定环(2’)，以在所述输入轴(3)上轴向固定毂(3’)。5.根据前述权利要求中的任一项所述的主传动装置，其中，所述液压活塞(5)在朝向所述小齿轮(10)的方向上运行，以将所述盘式封装(2)连接到所述小齿轮轴(4)，并且其中所述主传动装置进一步包括位于所述小齿轮轴(4)上的轴向止挡件(9，9’)，以将轴向力从所述盘鼓(2A)传递给所述小齿轮轴。6.根据权利要求5所述的主传动装置，其中，所述液压活塞(5)和所述盘式封装(2)之间设置有轴向轴承(6)，该轴向轴承(6)优选为轴向滚针轴承。7.根据权利要求5或6所述的主传动装置，其中，所述轴向止挡件(9，9’)为锁定环装置(9)08.根据权利要求5或6所述的主传动装置，其中，所述轴向止挡件(9，9’)为径向台阶(9，)。9.根据权利要求5或6所述的主传动装置，其中，所述轴向止挡件(9，9’)为小齿轮轴承预加载螺母(18)。
【文档编号】B60K17/35GK105873786SQ201480068334
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年12月9日
【发明人】H·尼尔森, G·拉古诺夫
【申请人】博格华纳扭矩输出系统公司