专利名称：复合传动装置用的两件式壳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于复合型变速传动装置的壳体，也称作箱体。更具体地，本发明涉及一种用于复合型传动的传动装置的壳体，它包括一延伸的通常为杯形的齿轮壳体段以及一通常为杯形的离合器壳体段。
重型复合传动装置包括一个主传动部分和与之串联连接的一个或几个分段式、分割式或分段-分割组合式的副传动部分，该重型复合传动装置在现有技术中是广为人知的，例如可参见美国专利文件NO.3,105,395；NO.4,754,665；NO.4,944,197；NO.5,370,013和NO.5,390,561。这些专利所公开的内容在此被引证作为参考。
简要地说，通过采用串联连接的主传动部分和副传动部分，假如已经适当地确定了传动比级差，那么可以获得的总的传动比数将等于主传动部分的传动比数乘以副传动部分的传动比数的乘积。副传动部分具有三种通常的类型分段型，分割型，以及分段/分割组合型。
在带有一分段型副传动部分的复合传动装置中，副传动部分的传动比级差或各个传动比级差将大于在各个分段中所采用的主传动部分诸传动比的整个传动比范围，并且主传动部分在各个分段中经过主传动部分的各传动比逐一换档。
在带有一分割型副传动部分的复合传动装置中，分割型副传动部分的传动比级差小于主传动部分的传动比级差，并且主传动部分的每一传动比(级差)被分割型副传动部分细分割。
在分段-分割组合型副传动部分中，提供了分段型和分割型两种传动比，使得主传动部分在至少两个分段中经过主传动部分的各传动比逐一换档，并且使得一个或几个主传动部分的传动比(级差)在至少一个分段中被细分割。
具有一整体的分段/分割组合型副传动部分的复合传动装置的实例可参见美国专利NO.3,283,613；NO.3,648,546；这些专利所公开的内容在此被引证作为参考。另一个实例是由前联邦德国ZahnradfabrikFriedrichshafen Aktiengeseushaft of Friedrichshafen所出售的“Ecosplit”型传动装置，它在主传动部分的前面采用了一单独的分割型副传动部分，以及在主传动部分的后面采用了一单独的分段型副传动部分。
一具有一整体的3齿轮组-4速的分段/分割组合型副传动部分的车用复合传动装置的另一个实例可参见前述的美国专利NO.4,754,665和NO.4,944,197。
现有技术的复合型变速传动装置，特别是现有技术的具有分段-分割组合型副传动部分的复合传动装置，例如由易通公司(Eaton)所提供的“Roadranger”型，“Super 10”型，“Super 18”型，以及由Zahnradfabrik Friedrichshafen Aktiengeseushaft所提供的“Ecosplit”型复合传动装置已得到很好的公认并被广泛用于手动换档的重型车辆中。然而，现有技术的这些以及其它类型的复合变速传动装置尚未令人十分满意，这是因为这些传动装置所采用的壳体包含了三个、四个、五个甚至更多的主件，这就增加了成本、所需的机加工和装配作业量、重量以及潜在的泄漏可能性。
根据本发明，通过提供一种复合传动装置使现有技术的那些缺陷被减至最小程度或予以克服，所述的传动装置最好是这样的复合传动装置，它带有多个主部副轴和副部副轴，这些主部和副部的副轴是同轴成对的，该传动装置还具有一仅由两个主件所构成的壳体。
上述内容的实现是通过采用这样一个传动装置壳体，它由一延伸的杯形的齿轮壳体段及一杯形的离合器壳体段所构成。齿轮壳体段具有一用以确定出传动装置后端壁的基部；而离合器壳体段具有安装到齿轮壳体段的开口端上的用以确定出传动装置前端壁的一基部。齿轮壳体段的通常为管状的侧壁包围着和封闭着传动装置的齿轮部分，并且设有一些用来接纳主部和副部换档机构的孔；而离合器壳体段的侧壁则将被安装到车辆的发动机上，并且包围着离合器或其它将发动机连接至传动装置上的非刚性联轴器、传动联轴器。各种小元件，例如动力输出(PTO)口的盖、动力输出(PTO)装置和/或轴承盖，可以安装到传动装置壳体的两个主体上。
因此，本发明的目的是要提供一种采用了新的和改进的传动装置壳体的复合传动装置。
下面通过阅读结合附图对优选实施例所作的描述，本发明的这一目的和其它的目的和优点将变得更为明显。附图中
图1是一顶视图，其示意性表示出采用本发明的新的和改进的传动装置壳体的复合传动装置；图2是一局部的截面俯视图，其表示出图1所示类型的传动装置和它的壳体；图3是一用来装配成本发明传动装置壳体的铸件的立体图；图4是图3所示壳体中的离合器段的铸件的立体图；和图5是一顶视图，其示意性表示出本发明的另一个实施例。
在下面的说明书中将采用一些术语，这些术语仅仅是为了便于说明而不是限制性的。术语“向上”、“向下”、“向右”、“向左”指的是说明所涉及的附图中的方向。术语“向前”和“向后”分别是指传动装置以通常的方式安装在车辆中时的前后端，亦即图1中所示传动装置的左侧和右侧。术语“向内”和“向外”分别是指朝向或离开该装置和其指定的零部件的几何中心的方向。所述术语包括上面提到的这些词，它们的派生词以及类似的引入词。
所采用的“复合传动装置”一词是指变速或变换齿轮的传动装置，它具有串联连接的一主传动部分和一副传动部分，因此，在主传动部分中所选定的齿轮减速比可以与副传动部分中的另外选定的齿轮减速比相复合。
本发明的传动装置110可参见图1和图2所示。传动装置110包括一主传动部分112和一副传动部分114，它们都被装设在一壳体116中。壳体116包括一前端壁116A和一后端壁116B，它没有中间壁。
输入轴118载装有一个固定在该轴上并与之共同转动的输入齿轮120，且该输入轴还确定出一个向后开口的凹部118A，输出轴158的一直径减小的延伸部158A被引入到该凹部118A中。在该凹部或盲孔118A中可设置一耐磨衬套118B之类的元件。输入轴118的前端通过轴承118C支承在前端壁116A中，而输出轴158的后端158C则通过轴承组件158D支承在后端壁116B中。轴承组件158D可以是一对对置的圆锥轴承，也可以是一个单独的滚柱轴承或滚珠轴承。输入轴118载装有一主离合器MC，用于将发动机的曲轴E与输入轴的驱动连接。
载装有主轴离合器148、150以及主轴分割离合器180的主轴146其形状通常为一管形体146A，它具有一外花键表面146B和一个供输出轴158穿过的轴向延伸的通孔146C。为换档离合器148、150分别提供有换档拔叉148A和150A。主轴146相对于输入轴118和输出轴158可以独立地转动，而且相对于它们最好具有有限的径向运动自由度。
主传动部分112包括两个基本上相同的主部副轴组件122，它们各自包括一个主部副轴124，该主部副轴124上载装有固定于其上的副轴齿轮130、132、134、136和138。齿轮对130、134、136和138分别与输入齿轮120，主轴齿轮140、142以及中间齿轮157保持常啮合，中间齿轮157又与主轴倒档齿轮144相啮合。基本上相同的多个副轴结构在现有技术中是公知的，例如可参见美国专利NO.3,105,395和NO.3,335,616。
主部副轴124向后延伸进入到副传动部分中，在那里其后端124A直接地或间接地支承在壳体后端壁116B中。
副传动部分114包括两个基本上相同的副部副轴组件160，它们各自包括一个副部副轴162，该副部副轴162上载装有与之共同转动的副部副轴齿轮168、170和172。副部副轴齿轮对168、170和172分别与分割齿轮174，分割/分段齿轮176，以及分段齿轮178保持常啮合。分割离合器180固定在主轴146上，用于有选择地将齿轮174或176连接到主轴上；而同步的分段离合器182则固定在输出轴158上，用于有选择地将齿轮176或178连接到输出轴上。
副部副轴162通常为管形状的，其确定出一个用以容纳主部副轴124的向后延伸段的通孔162A。为了将副部副轴162可转动地支承在主部副轴124上，设置有轴承或衬套162B和162C。轴承162D直接地或间接地将副轴124和162的后端支承在后端壁116B中。
主轴146单独地由输入轴和/或输出轴支承。副轴的其中之一，例如主部副轴124，从前端壁116A延伸到后端壁116B；而另外的副轴，例如副部副轴162，则是管形元件，其套装地围绕着前一种副轴。如前述美国专利NO.5,370,013和NO.5,390,561中所述，这种改进结构可以省略中间壁支承。
作为传动装置110的另一种结构，输入轴118可以进一步向后延伸到靠近后端壁116B的地方，或者输入轴和输出轴可以具有在传动装置的端壁之间的某一点处相互支承的内端(见图2)。
爪式离合器148、150和/或180中的一个或几个可以是联动的和/或同步的。尽管本发明的结构特别有益于具有多个基本相同的副轴类型的传动装置，但它也适用于单一副轴以及变换轴类型的传动装置。
如参见图2可清楚看到的那样，主部离合器148和150分别由换档拔叉148A和150A来控制，这些拔叉与一个换档轴机构188相关联，该机构188最好是如美国专利NO.4,621,537和NO.4,920,815中所述的那种单换档轴型的机构。这些专利所述的内容在此被引证作为参考。此外，分割离合器180和分段离合器182分别由换档拔叉180A和182A来控制，这些拔叉又由单独的和独立的几个2位或3位致动器来控制。正如所公知的那样，这些分割和分段离合器的致动器通常是液压的流体致动活塞/缸体组件(见美国专利NO.5,199,312和NO.5,222,404，这些专利所公开的内容在此被引证作为参考)。
传动装置的壳体116包括两个主体，即一延伸的通常为杯形的齿轮壳体段190和一通常为杯形的离合器壳体段192。用于壳体C116的铸件壳体段C190和C192表示在图3和图4中。
齿轮壳体段190包括一个基部194，它确定出后端壁116B；和一大体为管形的管部196，它包围着和封闭着齿轮部分并从基部194延伸到一法兰开口端198，该法兰端将接纳一设在离合器壳体段192上的相配的法兰200。管形部196的上方部分设有一换档杆壳体开口202和多个轴向延伸孔204，206，208和210，分别用以接纳分割活塞组件，单换档轴188，分段活塞组件和一过滤器/调节器。齿轮壳体段190的基部194可包括一些用于副轴后轴承162D的整体盖板，也可以采用一些分开的、可拆卸的盖板212。齿轮壳体铸件C190还可以包括设置一些为动力输出(PTO)所提供的开口，如开口214。
离合器壳体段192包括一法兰基部216，它确定出前端壁116A，以及一向外和向前延伸的管形部218，管形部218终止于一前法兰部220，用以安装到车辆发动机上并封闭住主离合器MC。管形部218最好还具有用以进行离合器调整等工作的接近口222。
本发明的另一个实施例，即传动装置300，可参见图5所示。在图5中示意性地表示出一广为人知的并获得极大商业成功的18速复合传动装置300。传动装置300包括一主传动部分302，以及一与主传动部分串联连接的具有分段和分割型传动比的副传动部分304。通常，传动装置300装放在单一壳体306中，且其包括一输入轴316，该输入轴通过一个通常接合着的、可以选择性地脱开的主摩擦离合器由原动机，例如内燃发动机来驱动。
传动装置300是一个“(4+1)×(2)×(2)”型的复合传动装置，其中主传动部分302和副传动部分304装放在一个公共壳体306中，该壳体具有一前端壁308、一后端壁310和一局部的中间壁312。
输入轴316载装有一个固定在该轴上用以与轴共同转动的输入齿轮，该输入轴还确定出一段向内延伸的直径减小的部分，该部分直接地或间接地支承在主轴346的前端上。输出轴358自传动装置300的后端延伸并载装有一输出法兰盘。输出轴358的内端设有一锥形表面，用以直接或间接地支承在主轴346的后端。输入轴316通过滚柱圆锥轴承318B支承在前端壁308中，而输出轴358则通过双滚柱圆锥轴承的组件358E支承在后端壁316B中。
主轴346载装有几个主轴离合器和一个分割离合器，该主轴在输入轴和输出轴之间基本上与两轴同轴地延伸并由这两轴的内端来支承。一些主轴齿轮、一个分割齿轮和一个分割/分段齿轮围绕着主轴，并且最好提供了轴与齿轮相互之间的有限的径向运动，这些齿轮可通过离合器有选择地连接到主轴上。输出轴358载装有一分段离合器。输出轴由一个分割/分段齿轮以及一个分段齿轮所围绕。分段离合器的作用是将其中一个齿轮接合到输出轴358上。传动装置300的副传动部分的功能和工作与前述传动装置中的副传动部分相同。
主部和副部的副轴组件322和360在功能上和工作上分别基本相同于前述传动装置110中的主部和副部的副轴组件。副部副轴362的前端362A通常是管状的，且套装地围绕着主部副轴的后端324A，并且通过轴承362B直接或间接地可转动地支承在主部副轴的该后端上。轴承326将主部副轴324的前端支承在前端壁308中；而轴承362C则将副部副轴362的后端支承在后端壁310中。主部副轴324的后端324A通过轴承342B支承在局部中间壁312中，而副部副轴362的前端362A则由轴承362B来支承，而轴承362B又由主部副轴324的向后悬伸的后端来支承。
于是主轴346在其前端直接地或间接地由输入轴316来支承，以提供主轴相对于输入轴的转动轴线的有限的径向运动量；主轴346在其后端直接地或间接地由输出轴358来支承，以提供主轴相对于输出轴的转动轴线的有限的径向运动量。由于不再需要为主轴346设置中间支承，中间壁312就可以减至最小尺寸。
通过参考前述的美国专利NO.5,370,013和NO.5,390,561就可以进一步了解输入轴316、主轴346和输出轴358的结构细节。
本发明图5所示实施例的理想特征是中间壁312以及围绕着前部或主部副轴324的后端支承的轴承342B恰好位于离合器64自身及向前和/或向后运动所需的轴向空间380之中。因此，与前述美国专利NO.5,370,013和NO.5,390,561中见到的没有中间壁的传动装置相比，所添加的局部中间壁312和轴承342B对传动装置300增加的轴向长度很小，或者是没有增加任何轴向长度。
在传动装置300中，倒档中间齿轮318具有很大的节圆直径，它大于副轴倒档齿轮320的节圆直径，这使得主轴倒档齿轮323和副轴倒档齿轮320都可具有一很小的节圆直径。这就使待装配的轴承342B的内径可以越过直接成形在主部副轴324的外径上的副轴倒档齿轮320，并允许主部倒档齿轮323在装配时穿过中间壁312上的中心孔。倒档中间齿轮(未表示在其适当位置上)最好安装在壳体306中的一悬臂安装的中间轴上。
与前述的传动装置110一样，壳体306也由一延伸的杯形齿轮壳体段328和一杯形的离合器壳体段330构成，其主要区别在于，齿轮壳体段328确定出局部中间壁312。
与传动装置300相似的传动装置可参见前述的共同未决的美国专利申请NO.08/600,581。
因此可以看出，本发明所提出的用于一复合变速传动装置的改进的壳体包括两个主件，即一延伸的杯形的齿轮壳体段和一杯形的离合器壳体段。
尽管以某种程度的特殊形式已对本发明作了描述，但可以理解，对优选实施例的描述只不过是举例，在不背离所附权利要求所确定的本发明的精神和范围的前提下，对本发明的形式和细节可以有各种的改变。
权利要求
1.一种复合传动装置用的壳体，该传动装置包括一主传动部分(112，302)和一与之串联连接的副传动部分(114，304)，所述壳体具有一前端壁(116A)和一后端壁(116B)，其特征在于，该壳体包括-延伸的杯形的齿轮壳体段(190)，该壳体段包括一确定出传动装置后端壁的基部(194)，以及一从基部延伸至一法兰形的开口端(198)的管状部(196)；和-通常为杯形的离合器壳体段(192)，该壳体段具有一用以安装到所述法兰形的开口端上并确定出传动装置前端壁的法兰形的基部(200)，以及一用以安装到一发动机上并确定出一包围着车辆主离合器的封闭体的、向外和向前延伸的扩张部(218)。
2.如权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述管状部设有多个用以接纳传动装置换档机构的孔。
3.如权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述管状部设有一个局部的中间壁(312)。
4.如权利要求2所述的壳体，其特征在于，所述管状部设有一个局部的中间壁(312)。
5.一种复合变速传动装置，其包括一多速的主传动部分和一与之串联连接的多速的副传动部分，所述复合变速传动装置是分段型，分割型，或分段/分割组合型其中之一种类型，所述主传动部分和副传动部分被装设在一个共同的壳体中，该壳体确定出了一前端壁和一后端壁，所述主传动部分包括一主部副轴，该主部副轴载装有至少两个固定在该轴上的主部副轴齿轮，而所述副传动部分包括一副部副轴，该副部副轴载装有至少两个固定在该轴上的副部副轴齿轮，所述主部副轴和副部副轴是独立转动的和同轴的，并共同确定出一个同轴的副轴组件，该副轴组件仅由安装在所述前端壁和后端壁中的轴承来支承，以便在所述壳体中转动，其特征在于，所述壳体包括-延伸的杯形的齿轮壳体段，该壳体段包括一确定出传动装置后端壁的基部，以及一从基部延伸至一法兰形的开口端的通常的管状部；和-通常为杯形的离合器壳体段，该壳体段具有一用以安装到所述法兰形的开口端上并确定出传动装置前端壁的法兰形的基部，以及一用以安装到一发动机上并确定出包围着一车辆主离合器的封闭体的、向外和向前延伸的扩张部。
6.如权利要求5所述的传动装置，其特征在于，所述管状部设有多个用以接纳传动装置换档机构的孔。
7.一种车辆的复合变速传动装置，其包括一多速的主传动部分和一与之串联连接的多速的副传动部分，所述主传动部分和副传动部分被装设在一个共同的壳体中，该壳体确定出一前端壁和一后端壁；所述主传动部分包括一个输入轴，该输入轴由安装在所述前端壁中的输入轴轴承装置来支承以便在壳体中转动；至少一个可固定在所述输入轴上的输入齿轮；一个通常与所述输入轴同轴的并且延伸进所述副传动部分中的主轴；多个可转动地支承在所述壳体中并由所述输入轴驱动的、基本上相同的主部副轴；多个固定在各个主部副轴上的主部副轴齿轮；多个围绕着所述主轴并与所述主部副轴齿轮对保持常啮合的主轴齿轮；以及安装在所述主轴上的、用以有选择地将主轴齿轮连接到主轴上使它们一起转动的主部离合器装置；所述副传动部分包括多个与所述主部副轴同轴的并可转动地支承在所述壳体中的、基本上相同的副部副轴；一个输出轴，该输出轴通常与所述主轴同轴并由安装在所述后端壁中的输出轴轴承装置可转动地支承在所述壳体中；一固定在各个所述副部副轴上的副部副轴齿轮；至少一个通常与所述输出轴同轴的并且与所述副部副轴齿轮对保持常啮合的副部中心齿轮；以及用于有选择地将至少一个所述副部中心齿轮或所述主轴连接到所述输出轴上的副部离合器装置；同轴的所述主部副轴和副部副轴通过相互间的轴承装置可在所述壳体中独立地转动，并共同确定出一个同轴的副轴组件，该副轴组件只通过安装在所述前端壁和所述后端壁中的轴承装置以及安装在与其中一个所述主部离合器装置轴向对齐的中间壳壁中的中间轴承装置可转动地支承在所述壳体中，其特征在于，所述壳体包括-延伸的杯形的齿轮壳体段，该壳体段包括一确定出传动装置后端壁的基部，以及一从基部延伸至一法兰形的开口端并确定出所述中间壳壁的通常的管状部；和-通常为杯形的离合器壳体段，该壳体段具有一用以安装到所述法兰形的开口端上并确定出传动装置前端壁的法兰形的基部，以及用以安装到一发动机上并确定出一包围着车辆主离合器的封闭体的、向外和向前延伸的扩张部。
8.如权利要求7所述的传动装置，其特征在于，所述管状部设有多个用以接纳传动装置换档机构的孔。
9.如权利要求7所述的传动装置，其特征在于，所述主轴只通过所述输入轴和输出轴支承在所述壳体中。
10.如权利要求8所述的传动装置，其特征在于，所述主轴只通过所述输入轴和输出轴支承在所述壳体中。
11.如权利要求7所述的传动装置，其特征在于，其中一个所述主轴离合器装置在一轴向空间中有选择地运动，以便将具有一最低前进速比的主轴齿轮和具有一倒退速比的主轴齿轮中选定的一个有选择地连接到所述主轴上或从所述主轴上脱开，所述的中间壳壁和中间轴承装置处在所述轴向空间中。
全文摘要
一种复合传动装置(110)用的壳体(116)。其包括两个主件，一个延伸的、通常为杯形的齿轮壳体段(190)，和一个通常为杯形的离合器壳体段(192)。齿轮壳体段(190)包括一确定出壳体后端壁(116B)的基部(194)，和一延伸至一法兰形的开口端(198)的管状部(196)；离合器壳体段(190)包括一用于与法兰形的开口端(198)相接合并确定出传动装置前端壁(116A)的法兰形的基部(200)，和一用于安装到车辆发动机上并封闭住车辆主离合器的向前扩张的扩张部(218)。
文档编号F16H57/02GK1166579SQ97110288
公开日1997年12月3日 申请日期1997年4月10日 优先权日1996年4月10日
发明者A·C·斯坦恩 申请人:易通公司