具有离合器套环致动器机构的车辆传动系组件的制作方法

本披露涉及一种具有离合器套环致动器机构的车辆传动系组件。

背景

美国专利号7,211,017披露了一种车桥间差速器锁定换挡机构。

概述

在至少一个实施例中，提供了一种车辆传动系组件。该车辆传动系组件可以包括壳体组件、轴、离合器套环、和离合器套环致动器机构。该轴可以布置在该壳体组件内并且可以围绕轴线旋转。该离合器套环可以可移动地布置在该轴上。该离合器套环致动器机构可以致动该离合器套环并且可以包括致动器杆、叉形件、盖、和风箱。该叉形件可以将该致动器杆操作性地连接至该离合器套环上。该盖可以布置在该壳体组件上。该风箱可以布置在该致动器杆与盖之间。当该风箱被充气时，该离合器套环可以从第一位置移动至第二位置。

在至少一个实施例中，提供了一种车辆传动系组件。该车辆传动系组件可以包括壳体组件、轴、离合器套环、和离合器套环致动器机构。该轴可以布置在该壳体组件内并且可以围绕轴线旋转。该离合器套环可以是可移动地布置在该轴上的。该离合器套环致动器机构可以致动该离合器套环。该离合器套环致动器机构可以包括致动器杆、叉形件、盖、风箱、以及偏置构件。该致动器杆可以沿致动轴线延伸。该叉形件可以将该致动器杆操作性地连接至该离合器套环上。该盖可以具有端口。该风箱可以流体地连接至该端口并且可以布置在该致动器杆与盖之间。当该风箱被充气时，该离合器套环可以从第一位置移动至第二位置。当该风箱被放气时，该偏置构件可以将该离合器套环从第二位置致动到第一位置。

在至少一个实施例中，提供了一种车辆传动系组件。该车辆传动系组件可以包括壳体组件、轴、离合器套环、和离合器套环致动器机构。该轴可以布置在该壳体组件上并且可以围绕一条轴线旋转。该离合器套环可以可移动地布置在该轴上。该离合器套环致动器机构可以致动该离合器套环。该离合器套环致动器机构可以包括致动器杆、叉形件、盖、风箱、以及偏置构件。该致动器杆可以沿致动轴线延伸。该叉形件可以从该致动器杆延伸至该离合器套环。该盖可以具有端口并且可以布置在该壳体组件上。该风箱可以流体地连接至该端口并且可以布置在该致动器杆与盖之间。该风箱可以具有安装板和可充气的囊。该安装板可以被布置成邻近该致动器杆。该可充气的囊可以具有风箱端口，该风箱端口可以流体地连接至盖的端口。当该风箱被充气时，该离合器套环可以从第一位置移动至第二位置。当该风箱被放气时，该偏置构件可以将该离合器套环从第二位置致动到第一位置。

附图简要说明

图1是车辆传动系组件的透视图。

图2是该车辆传动系组件的一个部分的透视图。

图3是沿剖面线3-3的剖视图，示出了处于第一位置的离合器套环。

图4是一个剖视图，示出了处于第二位置的离合器套环。

图5是该车辆传动系组件的一个部分的透视图，该车辆传动系组件包括一个离合器套环致动器机构和该离合器套环。

图6是一个分解视图，示出了该离合器套环致动器机构和该离合器套环。

详细描述

按照要求，本文披露了本发明的多个详细实施例；然而，应该理解的是，所披露的这些实施例仅仅是本发明的能以不同形式和可替代形式实施的示例。这些附图不必是按比例的；一些特征可以被夸大或者缩至最小以便示出具体部件的细节。因此，在此披露的具体的结构上和功能上的细节不得理解为是限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。

参见图1，示出了一个示例性车辆传动系组件10。车辆传动系组件10可以被提供用于车辆，如机动车辆，像卡车、客车、农机设备、军事运输或武装车辆，或者用于陆地、空中、或海洋船舶的货物装载设备。

车辆传动系组件10可以被配置成用于将转矩提供至车辆车轮。例如，车辆传动系组件10可以是车桥组件、变速箱、或车轮末端组件。下文主要在车桥组件情况中描述了车辆传动系组件10。例如，车辆传动系组件10可以是驱动车桥或驱动车桥组件，该驱动车桥或驱动车桥组件可以对一个或多个驱动轮组件提供转矩，该一个或多个驱动轮组件可以包括安装在车轮上的轮胎。该驱动车桥组件可以从动力源(如发动机)接收转矩。例如，如通过驱动轴，该动力源可以操作性地联接至传动装置的输入端并且该传动装置的输出端可以直接地或间接地联接至该驱动车桥组件的输入端。

被配置成车桥组件的车辆传动系组件10可以向第二车桥组件提供转矩，该第二车桥组件可以以串联方式与车辆传动系组件10连接。例如，在串列式车桥构型中可以提供两个车桥组件。第一车桥组件或是串列中的第一个车桥组件可以被称为前部后车桥组件。第二车桥组件可以被称为后部后车桥组件。第一车桥组件的输出端可以例如通过传动轴被选择性地联接至该第二车桥组件的输入端。

参见图1至图3，更详细地示出了车辆传动系组件10的一个实例。总体而言，车辆传动系组件10可以具有差速器单元，该差速器单元可以补偿两个轴之间的速度差，这两个轴可以被联接至该差速器单元。车辆传动系组件10主要是关于配置成桥间差速器单元的差速器单元被示出和描述的，桥间差速器单元可以补偿不同驱动车桥组件之间的速度差，例如第一车桥组件与第二车桥组件之间的速度差；然而，应理解的是，该差速器单元可以不是桥间差速器单元。例如，设想到的是，该差速器单元可以是车桥差速器单元，该车桥差速器单元可以补偿不同车轮半轴或不同车辆车轮之间的速度差，或者该差速器单元可以是配备有车轮末端组件的车轮末端差速器单元，该车轮末端组件可以可旋转地支撑车辆车轮并且可以在半轴与车辆车轮之间提供齿轮减速或传动比修正。在美国专利申请序列号14/742739和美国专利号9,109,635中分别披露了车桥差速器单元和车轮末端差速器单元的实例，并且通过引用以其全部内容结合在此。

在至少一个实施例中，车辆传动系组件10可以包括壳体组件20、第一轴22、第二轴24、可锁定部件26、差速器单元28、离合器套环30、和离合器套环致动器机构32。

参见图1，壳体组件20可以接纳车辆传动系组件10的各种部件。此外，壳体组件20可以协助将车辆传动系组件10安装到车辆上。当车辆传动系组件10被配置成车桥组件时，壳体组件20可以包括车桥壳体40和差速器支架42。当车辆传动系组件10被配置成车桥组件时，壳体组件20也可以具有外表面44，该外表面可以被车桥壳体40和差速器支架(differential carrier)42中的至少一者所限定。

车桥壳体40可以接纳一对半轴50并且可以支撑车轮组件。车桥壳体40可以包括中心部分和一对臂部分。中心部分可以被布置成邻近车桥壳体40的中心。当差速器单元28是车桥差速器单元时，中心部分可以限定开口并且可以具有空腔，该开口可以面朝差速器支架42，该空腔可以接纳差速器单元28的至少一部分。在这样一种构型中，差速器单元28可以被配置成用于将转矩通过半轴50传输至与其相关联的车轮组件并且允许这些车轮组件以不同的速率旋转。这些臂部分可以在与该中心部分相反的方向上延伸并且可以各自接纳一个半轴50。

差速器支架42可以被安装在车桥壳体40上。例如，可以通过多个紧固件(例如螺栓)将差速器支架42安装在车桥壳体40的中心部分上。差速器支架42可以支撑差速器单元28，例如当差速器单元28是车桥差速器单元或桥间差速器单元时。

第一轴22可以被操作性地联接至差速器单元28。第一轴22可以是输入轴或输出轴，这取决于差速器单元28的构型。例如，当差速器单元28被配置成桥间差速器单元时，第一轴22可以是布置在动力源与差速器单元28之间的输入轴。当差速器单元28被配置成车桥差速器单元时，第一轴22可以是输出轴，例如半轴50或者是可以被操作性地连接至半轴50的一个轴。

第二轴24也可以被操作性地联接至差速器单元28。第二轴24可以是可以接收来自差速器单元28的转矩的输出轴。例如，当差速器单元28被配置成桥间差速器单元时，第二轴24可以是可以布置在差速器单元28与第二车桥组件之间的输出轴。当差速器单元28被配置成车桥差速器单元时，第二轴24可以是输出轴，例如第二半轴或者是可以被操作性地连接至第二半轴的一个轴。在至少一个实施例中，如图2和图3中最佳示出的，第一轴22和第二轴24可以沿轴线60延伸并围绕该轴线旋转。

参照图3，可锁定部件26可以被布置成邻近一个轴(例如第一轴22)。可锁定部件26可以是或可以不是差速器单元28的一部分。例如，当差速器单元28被配置成桥间差速器单元时可锁定部件26可以是驱动齿轮，当差速器单元28被配置成车桥差速器单元时该可锁定部件可以是差速器单元28的外壳，并且当差速器单元28被提供在车轮末端组件处时该可锁定部件可以是车轮轮毂。在可锁定部件26是驱动齿轮的情况中，该驱动齿轮可以向从动齿轮66提供转矩，该从动齿轮进而可以向该车桥组件的小齿轮、环形齿轮、车桥差速器单元、和半轴50提供转矩。该驱动齿轮可以具有一个中心孔，该中心孔可以接纳滚子轴承，该滚子轴承可以布置在第一轴22上并且可以可旋转地支撑该驱动齿轮。该滚子轴承(如果提供了的话)可以允许该驱动齿轮在某些运行条件下围绕或相对于第一轴22进行旋转。

可锁定部件26可以包括第一平面齿轮70，该第一平面齿轮可以具有一组齿，这组齿可以围绕轴线60安排。第一平面齿轮70可以被定位在可锁定部件26面朝离合器套环30的一侧或一面上。第一平面齿轮70的齿可以选择性地接合离合器套环30上的齿，如在下文中更详细地讨论的。在某些构型中，例如当可锁定部件26是驱动齿轮或者桥间差速器单元的一部分时，可以提供第二平面齿轮72。第二平面齿轮72可以被布置在该驱动齿轮的与第一平面齿轮70相反的一侧上。

差速器单元28可以帮助控制第一轴22相对于第二轴24的旋转。例如，差速器单元28可以准许第一轴22和第二轴24以不同的速度进行旋转或者可以抑制第一轴22和第二轴24以不同的速度进行旋转，这取决于离合器套环30的位置。在图3中，示出了被配置成桥间差速器单元的示例性差速器单元28。这种差速器单元28可以包括输出齿轮80、支撑架82、多个小齿轮84、和外壳86。

输出齿轮80可以被布置成邻近第二轴24。例如，输出齿轮80可以沿轴线60延伸并且可以具有中心孔，该中心孔可以接纳第二轴24的一端。输出齿轮80可以并不相对于第二轴24绕轴线60旋转。

支撑架82可以被固定地布置在第一轴22上。例如，支撑架82可以包括一个中心孔，该中心孔可以包括多个花键，这些花键可以与第一轴22上的相应花键相匹配以帮助将支撑架82与第一轴22对齐并固定。这样，支撑架82可以随着第一轴22围绕轴线60旋转。支撑架82还可以包括一个或多个销钉90，该一个或多个销钉可以远离支撑架82的中心孔地延伸。

可以在支撑架82的(一个或多个)销钉90上可旋转地布置小齿轮84。小齿轮84可以包括多个齿，这些齿可以与驱动齿轮的第二平面齿轮72相匹配并且可以与输出齿轮80上的齿相匹配。

外壳86可以接纳并定位差速器单元28的各种部件，例如输出齿轮80、支撑架82、和(一个或多个)小齿轮84。外壳86可以随着支撑架82围绕轴线60旋转。外壳86可以被定位为邻近可锁定部件26，例如当差速器单元28是桥间差速器单元时；或者该外壳可以是可锁定部件26，例如当差速器单元28是车桥差速器单元时。在被配置成车桥差速器单元的差速器单元28中，外壳86可以具有壳齿轮，该壳齿轮可以包括一组齿，这组齿可以布置在外壳86面朝离合器套环30的一侧或一面上。离合器套环30可以选择性地接合该壳齿轮以便锁定车桥差速器单元，并且可以脱离接合该壳齿轮以便解锁车桥差速器单元。

离合器套环30可以是可移动地布置在一个轴(例如第一轴22)上的。例如，离合器套环30可以被配置成沿该轴的轴线60移动或轴向地滑动。离合器套环30可以是大体上环形的并且可以包括齿轮部分100和环状凹槽102。

齿轮部分100可以包括一组齿，这组齿可以安排在离合器套环30的面朝可锁定部件26的一侧或一面上。齿轮部分100的齿可以选择性地接合可锁定部件26上的相应齿。齿轮部分100在离合器套环30处于如图3中所示的第一位置或锁定位置时可以并不与可锁定部件26的齿相匹配或啮合，并且在离合器套环30处于如图4中所示的第二位置或锁定位置时可以与可锁定部件26的齿相匹配或啮合。在该锁定位置中，离合器套环30可以将可锁定部件26联接至轴，例如第一轴22，这样使得可锁定部件26和第一轴22围绕一条轴线(例如轴线60)一起旋转。这样，第一轴22和第二轴24可以一起旋转并且不能以不同速率进行旋转。在解锁位置中，离合器套环30可以并不与可锁定部件26的齿相匹配或啮合，这可以准许第一轴22和第二轴24以不同速率进行旋转。

环状凹槽102可以是与齿轮部分100间隔开的。环状凹槽102可以围绕离合器套环30连续地延伸并且可以接纳离合器套环致动器机构32的一部分，如将在下文中更详细地描述。

参照图3至图6，离合器套环致动器机构32可以协助离合器套环30沿一个轴或相对一个轴进行轴向定位，例如沿第一轴22的轴线60进行定位。离合器套环致动器机构32可以至少部分地被布置在壳体组件20内。当采用被配置成车桥差速器单元的差速器单元28时，离合器套环30和离合器套环致动器机构32的组合可以统称为驾驶员控制的差速器锁(“DCDL”)。在至少一个实施例中，离合器套环致动器机构32可以包括致动器杆110、叉形件112、盖114、风箱116、和偏置构件118。

致动器杆110可以被配置成用于致动叉形件112和离合器套环30。致动器杆110可以被完全地布置在壳体组件20中并且可以沿致动轴线120延伸。在至少一个实施例中，致动器杆110可以包括轴部分122和放大的头部124。

如在图6中最佳示出的，轴部分122可以沿致动轴线120延伸并且可以协助叉形件112的安装。轴部分122可以具有台阶126，该台阶可以远离轴线120延伸并且可以被布置在轴部分122的远端和放大的头部124之间。

放大的头部124可以被布置在轴部分122的一端上。放大的头部124可以比轴部分122延伸得更加远离致动轴线120。放大的头部124可以被布置成邻近风箱116并且可以接合该风箱。此外，放大的头部124可以具有一个孔128，该孔可以协助风箱116的定位和安装，如在下文中更详细地讨论的。

叉形件112可以将致动器杆110操作性地连接至离合器套环30上。例如，叉形件112可以从致动器杆110延伸至离合器套环30。在至少一个实施例中，叉形件112可包括第一叉脚130、第二叉脚132、和叉孔134。

第一叉脚130和第二叉脚132可以协助将叉形件112联接至离合器套环30。例如第一叉脚130和第二叉脚132可以被接纳在离合器套环30的环形槽102内。第一叉脚130和第二叉脚132可以彼此间隔开。

叉孔134可以布置在叉形件112的与第一叉脚130和第二叉脚132相反的一端。叉孔134可以接纳致动器杆110的轴部分122。轴部分122可以被固定地接纳在叉孔134中，这样使得叉形件112被固定地布置在致动器杆110上。

参见图1、图2和图6，盖114可以布置在壳体组件20上。例如，盖114可以布置在壳体组件20的外表面44上并且可以通过任何合适的方式被附接到壳体组件20上，例如使用一个或多个紧固件(如螺钉或螺栓)。在至少一个实施例中，盖114可包括端口140、空腔142、和联接环144。

端口140可以配置成可以延伸穿过盖114的通孔。在至少一个实施例中，端口140可以沿着致动轴线120布置。端口140可以协助风箱116的充气和放气，如在下文中更详细地讨论的。

空腔142可以是被盖114限定的凹陷。空腔142可以至少部分地接纳风箱116和联接环144。在至少一个实施例中，空腔142可以在面朝致动器杆110的方向上是开放的并且可以至少部分地被第一空腔壁150和第二空腔壁152所限定。第一空腔壁150可以包括端口140。第二空腔壁152可以从第一空腔壁150延伸并且可以围绕联接环144和风箱116延伸。

联接环144可以被布置在空腔142内并且可以从第一空腔壁150朝向致动器杆110延伸。联接环144可以围绕端口140延伸并且可以被布置在端口140与第二空腔壁152之间。联接环144可以将端口140流体地连接至风箱116。例如，联接环144可以被接纳在风箱116中并且可以与风箱116直接密封以便允许加压气体穿过联接环144的内部从而进入或离开风箱116。在至少一个实施例中，联接环144可以围绕致动轴线120延伸。

风箱116可以流体地连接至端口140，例如经由联接环144。风箱116可以被至少部分地布置在空腔142中并且可以被布置在致动器杆110与盖114之间。风箱116可以具有任何适合的构型。在至少一个实施例中，风箱116可以具有安装板160和可充气的囊162。

安装板160可以协助将风箱116安装到致动器杆110上。安装板160可以总体上被布置在致动器杆110的放大的头部124与可充气的囊162之间。安装板160可以包括销钉170。销钉170可以与联接环144相反地布置被并且可以沿致动轴线120延伸。销钉170可以被接纳在放大的头部124中的孔128中。如此，销钉170可以帮助致动器杆110相对于风箱116定位并且可以将致动器杆110联接至风箱116。还设想到的是，在一个或多个实施例中，安装板160可以与可充气的囊162一体地成形。

可充气的囊162可以在安装板160与盖114之间延伸。可充气的囊162可以限定内腔室180，该内腔室可以接纳加压气体。可充气的囊162可以包括风箱端口182，该风箱端口可以准许加压气体进入或离开内腔室180。在至少一个实施例中，风箱端口182可以被配置成可以接纳盖114的联接环144的环。如此，在一个或多个实施例中，风箱端口182可以与联接环144直接密封。可充气的囊162可以由柔性材料制成，如橡胶，这种柔性材料可以允许可充气的囊162扩张或收缩以响应向可充气的囊162提供加压气体或从可充气的囊162中排出加压气体。作为一个实例，可充气的囊162可以是单匝空气弹簧(single convolution air spring)，例如可以是由康迪泰克(ContiTech)制造的。还设想到的是，可充气的囊162可以被联接至第二安装板，该第二安装板进而可以接纳联接环144。

偏置构件118可以致动离合器套环30以便脱离接合该差速器单元28。更具体地说，偏置构件118可以施加偏置力，当风箱116被放气或者当该偏置力克服风箱116所施加的力时，该偏置力可以沿致动轴线120致动离合套环30从第二位置到第一位置。该偏置构件118可以具有任何适合的构型。例如，偏置构件118可以被配置成一个或多个弹簧。在至少一个实施例中，偏置构件118可以在壳体组件20与致动器杆110之间延伸。例如，偏置构件118可以从壳体组件20延伸至致动器杆110的轴部分122上的台阶126。偏置构件118和风箱116可以被布置在叉形件112的相反的一侧上。此外，偏置构件118可以绕轴部分122延伸并且可以接纳该轴部分。

参见图3，现在将讨论离合器套环致动器机构32的运行。加压气体源190可以是与车辆传动系组件10相关联的。经由至少一个阀192和一个或多个导管194，加压气体源190可以流体地连接至离合器套环致动器机构32和可充气的囊162。可以是软管或管的导管194可以流体地连接至端口140。阀192可以由电子控制器控制。阀192可以准许加压气体从加压气体源190流动至可充气的囊162的内腔室180来对可充气的囊162充气，于是该可充气的囊对致动器杆110施加力。致动器杆110和叉形件112于是可以沿致动轴线120移动，从而将离合器套环30从第一位置移动到第二位置。离合器套环30可以在处于第二位置时与差速器单元28接合。

阀192可以被进一步致动以便从可充气的囊162的内腔室180中排出加压气体。在偏置构件118的偏置力下，从内腔室180释放或排出加压流体可以允许致动器杆110从第二位置移动至第一位置。图3中虚线示出了该伸出位置。联接环144可以限制该致动器杆110到第一位置的运动。

与其他可能使用活塞、膜片、或螺线管来致动叉形件和套环的致动器机构相比，以上描述的离合器套环致动器机构可以提供多种益处。这些益处可以包括更简易的组装、减小的包装空间、更少的密封件和潜在的泄漏路径、改善的耐久性、和减少的维护。

虽然以上描述了多个示例性实施例，但不旨在使这些实施例来描述本发明的所有可能形式。而是，在本说明书中使用的这些言词是说明而非限制的言词，并且应理解的是可以做出不同的改变而不偏离本发明的精神和范围。另外，可以组合多种不同实现实施例的特征以形成本发明的另外的实施例。