桥间差速器组件的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年8月12日提交的美国临时专利申请号62/885,332和2019年12月12日提交的印度非临时专利申请号201911051480的权益，它们的全部内容通过引用并入本文。

本公开涉及一种桥间差速器(iad)组件，并且更具体地涉及一种包括用于iad壳的锁定机构的iad组件。

背景技术：

串列桥组件包括前桥和后桥，并且广泛用于卡车和其它载重车辆上。通常，两个桥都被驱动，但是在某些情况下，仅一个桥被驱动。当前桥和后桥驱动地接合时，串列桥组件可以表示为6x4串列桥组件。当前桥或后桥中的任一个驱动地接合时，该串列桥组件可以表示为6x2串列桥组件。

串列桥组件通常包括具有齿轮系统的桥间差速器(iad)组件，以用于在前桥和后桥之间分配扭矩。iad组件的部件(诸如齿轮系统)被iad壳围绕。但是，传统的iad壳较难组装，缺乏适当的平衡，并且存在包装约束。在某些情况下，在串列桥组件的运行期间，iad壳无法保持牢固定位。结果是，iad壳移动并且与相邻的齿轮(诸如输出侧齿轮和输入斜齿轮)摩擦，对其造成过早损坏。另外，由于iad壳无法牢固地维持其在iad组件中的位置，产生了包装约束和可维护性的问题。

因此，有利的是，开发具有锁定机构的iad组件，该锁定机构被构造成维持iad壳在iad组件内的位置。

技术实现要素：

与本公开一致并且相符的，令人惊讶地发现了具有锁定机构的iad组件，该锁定机构被构造成可维持iad壳在iad组件内的位置。

在一个实施例中，一种桥间差速器组件，其包括：壳；十字轴，该十字轴设置在所述壳内，该十字轴具有多个向外延伸的腿；多个齿轮，该多个齿轮设置在壳内，其中齿轮中的至少一个设置在十字轴的腿中的至少一个上；以及至少一个锁定机构，该至少一个锁定机构被构造成能保持iad壳的位置。

在另一个实施例中，一种桥间差速器组件，其包括：具有至少一个延伸穿过其的小孔的壳；设置在壳内的十字轴，该十字轴具有多个向外延伸的腿，其中至少一个腿包括形成在其向外端部中的至少一个开口；多个齿轮，该多个齿轮设置在壳内，其中齿轮中的至少一个设置在十字轴的腿中的至少一个上；以及至少一个锁定机构，该至少一个锁定机构被构造成能保持iad壳的位置,其中，该至少一个锁定机构包括紧固元件，并且其中，紧固元件至少部分地设置在形成于壳中的至少一个小孔中以及形成在十字轴中的至少一个开口中。

在又一个实施例中，一种组装桥间差速器(iad)组件的方法，该方法包括：提供壳；提供具有多个向外延伸的腿的十字轴；提供多个齿轮；提供至少一个锁定机构，该至少一个锁定机构被构造成可保持iad壳的位置；将至少一个齿轮设置在十字轴的至少一个腿上；将具有被设置在其腿上的齿轮的十字轴定位在壳内；以及使用至少一个锁定机构将壳固定到十字轴。

作为某些实施例的方面，至少一个锁定机构将iad壳固定至十字轴。

作为某些实施例的方面，壳包括至少一个小孔，该至少一个小孔形成在壳中，以穿过所述至少一个小孔来接纳至少一个锁定机构的至少一部分。

作为某些实施例的方面，十字轴的至少一个腿包括开口，该开口形成在腿中，以在腿中接纳至少一个锁定机构的至少一部分。

作为某些实施例的方面，锁定机构包括紧固元件，该紧固元件构造成被接纳在壳和十字轴中的至少一个中。

作为某些实施例的方面，紧固元件是螺纹式紧固件、定位销、销，杆中的一种。

作为某些实施例的方面，紧固元件通过焊接与壳连接。

作为某些实施例的方面，锁定机构还包括被构造成能保持紧固元件的位置的保持元件。

作为某些实施例的方面，保持元件是保持环、锁定环、卡环、夹具、闩锁、带子、夹子、卡帽、和闭合板中的一种。

作为某些实施例的方面，锁定机构还包括锁定件，用以防止锁定机构脱离。

作为某些实施例的方面，壳是一体式结构。

作为某些实施例的方面，壳还包括形成在限定至少一个小孔的内表面中的沟槽。

作为某些实施例的方面，上述方法还包括将紧固元件焊接到壳。

作为某些实施例的方面，该方法还包括施加锁定件以防止锁定机构脱离。

附图说明

对本领域技术人员而言，当根据附图考虑以下详细描述时，本公开的上述优点和其它优点将显而易见，在附图中：

图1是根据本公开的实施例的包括桥间差速器(iad)组件的串列桥组件的示意图；

图2是图1中所示的串列桥组件的一部分的示意性局部剖视图；

图3是图1和图2中所示的串列桥组件的一部分的示意性分解立体图；

图4是根据本公开的另一实施例的iad组件的一部分的示意性立体图；

图5是图4中所示的iad组件的一部分的示意性放大局部立体图；

图6是图4和图5中所示的iad组件的一部分的示意性分解图；

图7是根据本公开的另一实施例的iad组件的一部分的示意性局部放大立体图；

图8是图7中所示的iad组件的一部分的示意性放大局部分解图；

图9是根据本公开的另一实施例的iad组件的一部分的示意性放大局部图；以及

图10是根据本公开的另一实施例的iad组件的一部分的示意性立体图；

具体实施方式

可以理解的是，除非明确地指出相反，否则本实用新型可以采用各种替代的取向和步骤顺序。还应当理解，附图中所示及说明书中所述的具体装置和过程仅是本文公开和限定的实用新型构思的示例性实施例。因而，除非另有明确的声明，与所公开的各种实施例涉及的具体尺寸、方向或其它物理特征不应被视为限制。

为了描述的目的，术语“原动机”、“发动机”、“电动机”以及类似术语在本文中用于指示动力源。所述动力源可以由包括仅举几个例子：碳氢化合物、电力、太阳能和/或气动的能源作为燃料。尽管通常在车辆或汽车应用中进行描述，但是本领域技术人员将认识到该技术的更广泛应用以及使用替代动力源来驱动包括该技术的变速器。

图1是根据本公开的实施例的串列桥组件10的示意图，该串列桥组件10包括iad组件12、前桥组件14和后桥组件16。前桥组件14和后桥组件16与iad组件12呈选择性驱动布置。在图1所示的实施例中，iad组件12可以定位在前桥组件14上。在替代实施例中，iad组件12可以定位在后桥组件16上。应当理解，iad组件12可以根据需要定位在串列桥组件10上的其它位置。

如图1和图2中所示，旋转能量通过由发动机或原动机(未示出)旋转的输入轴18提供给串列桥组件10。iad组件12被构造成在前桥组件14和后桥组件16之间分配由输入轴18产生的扭矩。后桥组件16可包括桥差速器98。后桥组件16可以通过万向节轴72与输出轴22驱动接合。

如图2和图3中可见，串列桥组件10还包括桥壳20、输入轴18、输出轴22、斜齿侧齿轮组件24、离合器组件26、一个或多个输出侧齿轮46、驱动小齿轮30、齿圈32、一个或多个输入轴承34和一个或多个小齿轮轴承36。

桥壳20具有一定的尺寸和形状，以在其中接纳和保持串列桥组件10的各种部件。输入轴18延伸到桥壳20的中空内部中。输入轴18可以由一个或多个输入轴承34可旋转地支承，该一个或多个输入轴承34可以被设置在桥壳20中。如图2中所示，输入轴18可以可操作地连接到iad组件12。输入轴18可包括多个花键，这些花键布置成围绕输入轴18的纵向轴线并沿该纵向轴线轴向延伸。在某些实施例中，输入轴18的花键构造成与形成在离合器组件26上的多个花键协配。更优选地，花键形成在离合器组件26的内表面上。

在所示的实施例中，离合器组件26可以是包括滑动套环的曲型离合器(curvicclutch)，该滑动套环具有形成在其上的多个齿38。离合器组件26可以与斜齿侧齿轮组件24选择性地接合，其中离合器组件26和斜齿侧齿轮组件24两者都与输入轴18同轴。在某些实施例中，布置在离合器组件26的滑动套环的面上的齿38可以与布置在斜齿侧齿轮组件24的、与iad组件12相对的面上的齿41啮合。斜齿侧齿轮组件24的齿41可以具有如离合器组件26的滑动套环的齿38相同的构造或相似的构造。应当理解的是，离合器组件26的滑动套环和斜齿侧齿轮组件24可以根据需要具有任何形状、尺寸和数量的齿。

在一个实施例中，斜齿侧齿轮组件24可包括被构造成接纳输入轴18的中心孔和被构造成接纳输入轴18的轴承，并且该轴承可旋转地支承斜齿侧齿轮组件24。在某些操作条件下，轴承(如果提供)可以允许斜齿侧齿轮组件24围绕着或相对于输入轴18旋转。

斜齿侧齿轮组件24的外周表面可包括多个齿，该多个齿构造成与形成在小齿斜齿轮40上的多个齿啮合。在一个实施例中，小齿斜齿轮40设置在被定位成平行于输入轴18的驱动小齿轮30的小齿轮轴上(未示出)，但是如果需要可以与输入轴18隔开。驱动小齿轮30可以安装成在一个或多个小齿轮轴承36上旋转。小齿轮轴承36可以定位在小齿轮轴上的小齿斜齿轮40的任一侧上。驱动小齿轮30可以直接连接至齿圈32并且向该齿圈32提供扭矩。

斜齿侧齿轮组件24可以驱动地连接到iad组件12。在某些实施例中，斜齿侧齿轮组件24包括布置在斜齿侧齿轮组件24的、与离合器组件26相对并且面向iad组件12的面上的多个齿43。可以理解的是，斜齿侧齿轮组件24的面向iad组件12的齿43可以具有与面向离合器组件26的齿41不同的构造。还可以理解的是，斜齿侧齿轮组件24可根据需要具有面对iad组件12的任何尺寸、形状和数量的齿43。

如图2中所示，斜齿侧齿轮组件24、离合器组件26、iad组件12和输出侧齿轮46都插设在输入轴承34之间。在一个实施例中，离合器组件26可以支承在输入轴18上，并且输出侧齿轮46可以可旋转地支承输入轴承34之一。输出侧齿轮46可以设置成靠近输入轴18。在某些实施例中，输出侧齿轮46可以沿着输入轴18的纵向轴线延伸，并且包括构被造成接纳和支承输入轴18的一端的中心孔。轴承(未示出)可以设置在输入轴18和输出侧齿轮46之间的中心孔中，以有助于对齐和旋转。输出侧齿轮46还可包括形成在限定中心孔的表面中的多个花键。输出侧齿轮46的花键可以与输入轴18的端部隔开，并且构造成与形成在另一个轴(例如，输出轴22)上的多个对应的花键接合。

在某些实施例中，iad组件12可以将输入轴18可操作地连接至输出轴22。iad组件12在斜齿侧齿轮组件24和输出侧齿轮46之间分配来自输入轴18的旋转驱动。如图2和图4至6中所示，iad组件12包括iad壳48、十字轴(spider)50、多个小齿轮52、锁定机构54和输出侧齿轮46。iad壳48可以被构造成至少部分地接纳iad组件12的部件。在一个实施例中，iad壳48被构造成一体或一件式部件。在其它实施例中，iad壳48可以由多个部件构成。

如图3和图4中所示，iad壳22可包括一个或多个小孔58，小孔58形成在iad壳22中并且延伸穿过iad壳22。在一个实施例中，iad壳22具有两个相对地隔开的小孔58，其中这些小孔58彼此隔开约180度。可以理解的是，可以有多于两个延伸穿过iad壳22的小孔58，并且小孔58可以以小于或大于180度彼此隔开。在所示的另一个实施例中，iad壳48具有四个小孔58，其中这些小孔58彼此隔开约90度。还可以理解的是，iad壳48可以包括形成在其中的任何数量和尺寸的小孔58，并且这些小孔58可以根据需要以各种距离隔开。如图5中更清楚地所示，每个小孔58可包括形成在其内表面中的沟槽80。

如图2中所示，小齿轮52至少部分地设置在iad壳48中。在一实施例中，iad组件12包括四个小齿轮52。在其它实施例中，iad组件12可包括多于或少于四个小齿轮52。小齿轮52可以与在iad组件12的一侧上的斜齿侧齿轮组件24的一部分啮合，并且相同的小齿轮52可以与在iad组件12的相对侧上的输出侧齿轮46的一部分啮合。在某些实施例中，小齿轮52与布置在斜齿侧齿轮组件24的面上的齿43啮合，并且与形成在输出侧齿轮46的外表面上的多个齿56啮合。每个小齿轮52可包括被构造成将十字轴50的一部分接纳在其中的中心孔。

十字轴50可以与输入轴18固定地联接以有助于使扭矩从输入轴18传递到iad组件12。在某些实施例中，十字轴50包括具有中心孔64的基本环形的主体60，中心孔64形成在主体60中。中心孔64可具有形成在限定中心孔64的内表面上的多个花键。可以理解的是，十字轴50可以根据需要具有任何合适的形状、尺寸和构造。十字轴50的花键可以构造成与形成在输入轴18上的多个对应的花键接合，以将十字轴50对齐并固定到输入轴18以随其旋转。如图2中所示，十字轴50与输出轴22隔开并且不与输出轴22接合。

如图6中更清楚地所示，十字轴50的主体60具有从其径向地向外延伸的多个腿62。在某些实施例中，十字轴50具有从主体60径向地向外延伸的四个腿62的阵列，每个腿62彼此隔开90度。可以理解的是，十字轴50可以具有任意数量和尺寸的腿62，并且腿62可以根据需要以各种距离来隔开并且以各种角度来形成。

十字轴50的一个或多个腿62可包括形成在其端部中的开口66。在图1、图2和图3所示的某些实施例中，具有开口66的腿62彼此相对地定位。在图6所示的其它实施例中，腿62中的两个包括开口66，其中这些腿62隔开约90度。在其它实施例中，腿62中的三个或四个可包括开口66。当iad壳48定位成围绕十字轴50时，形成在iad壳48中的小孔58可以与开口66对齐。在一些实施例中，如果需要，形成在十字轴50的腿62的端部中的开口66可以是带螺纹的。

每个小齿轮52可以安装在十字轴50的每个腿62上。优选地，腿62的端部被接纳在小齿轮52的相应的中心孔中。在一些实施例中，四个小齿轮52安装在十字轴50的四个腿62上。

每个小齿轮52和十字轴50可以通过至少一个锁定机构54固定在iad壳48内。锁定机构54确保iad壳48的可靠锁定，并且防止例如在运行期间iad壳48接触并过早地损坏相邻的齿轮，诸如斜齿侧齿轮组件24、小齿轮52和输出侧齿轮46。锁定机构54可以被构造成将iad壳48固定成围绕iad组件12的一个或多个部件。在某些实施例中，每个锁定机构54都设置成穿过在iad壳22中的小孔58中的至少一个并且进入到形成在十字轴50的腿62中的开口66中的至少一个中。如图2中所示，锁定机构54中的两个被设置成穿过iad壳22中的小孔58中的两个，并且进入到形成在十字轴50的腿62中的开口66中的两个中，其中这两个小孔58定位成彼此隔开约180度。在某些情况下，螺纹式开口66可允许更容易地从中移除锁定机构54。

在图2所示的实施例中，锁定机构54包括与头帽一体形成的紧固元件68(例如，带螺纹的螺栓或螺钉)。在其它实施例中，锁定机构54例如可以是紧固件，诸如夹具、扣子、夹子、闩锁、钉子、保持环、带子和类似物。

在图4至图6所示的实施例中，每个锁定机构54是多件式部件，被构造成选择性地插设到十字轴50的开口66中。优选地，每个多件式锁定机构54包括紧固元件68(例如，螺钉/定位销)和单独的对应保持元件70(例如，卡环)。可以理解的是，紧固元件68可以是螺钉、定位销(dowel)、销、杆和类似物。如图5中更清楚地所示，紧固元件68设置成穿过在iad壳22中的小孔58并且进入到形成在十字轴50的腿62中的开口66中，并且保持元件70被接纳到形成在iad壳48中的沟槽80中。可以理解的是，保持元件70可以是保持环、锁定环、卡环、夹具、闩锁、带子、夹子、卡帽、闭合板和类似物。如图6中所示，iad组件12包括被定位成彼此隔开大约90度的三个多件式锁定机构54。

图7和图8示出了根据本公开的另一实施例的iad组件112。iad组件112具有一个或多个锁定机构。每个锁定机构是多件式部件，构造成选择性地插设到十字轴50的一个或多个开口66中。优选地，每个多件式锁定机构包括紧固元件168(例如，螺钉)和单独的对应保持元件170(例如，卡帽)。紧固元件168可以是螺钉、定位销、销，杆和类似物。如图7中更清楚地所示，紧固元件168设置成穿过在iad壳148中的小孔并且进入到形成在十字轴的腿中的开口166中，并且保持元件170被接纳到形成在iad壳148中的沟槽中。保持元件170例如可以由多种合适的材料制成，诸如金属材料或塑料材料。可以理解的是，保持元件170可以是保持环、锁定环、卡环、夹具、闩锁、带子、夹子、卡帽、闭合板和类似物。应当理解的是，iad组件112可根据需要包括任何数量、尺寸和构造的锁定机构。

在本公开的iad组件212的另一实施例中，如图9中所示，锁定机构包括紧固元件268，该紧固元件268通过焊接258固定地连接到iad壳248。在该实施例中，iad组件212包括一个锁定机构，以保持iad壳248的位置，并且防止例如在运行期间iad壳248接触并过早地损坏相邻的齿轮，诸如斜齿侧齿轮组件、小齿轮和输出侧齿轮。可以采用将iad壳248与锁定机构结合和固定在一起的各种其它方法。

图10示出了根据本公开的又一实施例的、包括至少一个锁定机构368的iad组件312。每个锁定机构368是多件式部件，构造成选择性地插设到十字轴的开口中。优选地，每个多件式锁定机构368包括紧固元件(例如，螺钉/定位销)和单独的对应保持元件。紧固元件设置成穿过iad壳348中的小孔358并且进入到形成在十字轴的腿中的开口中。如图10中所示，保持元件370包括成对的紧固件390和闭合板370，该闭合板370定位在iad壳348的小孔358的顶部并且作为该小孔358的闭合件。在某些实施例中，闭合板370可跨越小孔358并且使紧固件390互连。也可以将螺纹式锁定件施加到锁定板370上。

可以理解的是，本文描述的本公开的每个实施例的锁定机构可以进一步包括锁定件(locker)。例如，可以使用各种锁定件，诸如液体锁定流体、螺纹式锁定件和类似物。该锁定件可以用于增强锁定能力并且防止锁定机构脱离。在某些实施例中，在将锁定机构的紧固元件设置在锁定件中之前，可将锁定件放置在iad壳的小孔和十字轴的开口中的至少一个内部。锁定件可增强紧固元件在iad组件中的可靠锁定。

为了组装本文公开的iad组件12、112、212、312，首先将一个或多个小齿轮52组装到十字轴50的一个或多个腿62上。接下来，将iad壳48定位成围绕十字轴50，以使得iad壳48中的小孔58与十字轴50中的开口66精确地对齐。然后将一个或多个紧固元件68插设到一个或多个开口66中，并且根据需要旋紧(tightened)或压入在开口66中。

将锁定机构与iad组件12、112、212、312一起使用可为串列桥组件10的各个部件(诸如，斜齿侧齿轮组件24、离合器组件26和输出侧齿轮46)提供平衡和对称性。结果是，这些部件上的摩擦和磨损减少了。防止了斜齿侧齿轮组件24和输出侧齿轮46的外侧部分与iad壳48接触并摩擦。

在本公开的范围内，具有用于iad壳的锁定机构的iad组件可以用在串列桥组件、三联桥组件、单桥组件和/或电动桥组件的桥组件中。另外，在本公开的范围内并且作为非限制性示例，具有用于本文公开的iad壳的锁定机构的iad组件可以用于汽车、越野车辆、全地形车辆和结构应用中。本文公开的这种iad组件也可以用于乘用车辆、电动车辆、混合动力车辆、商用车辆、自动车辆、半自动车辆和/或重型车辆应用。

应当理解，在该说明书中所述和如附图中所示的各种实施例仅是示例性实施例，其示出了如权利要求中所限定的实用新型构思。结果，应当理解，所描述和示出的各种实施例可以结合来形成所附权利要求中限定的实用新型构思。

根据专利法规的规定，已经通过被认为代表了较佳实施例的内容对本实用新型做了描述。然而，应当注意的是，本实用新型能够以除了具体所示和所述以外的其它方式实践而不偏离本实用新型的精神或范围。