CN100516592C - 用于差速传动装置的差速器壳 - Google Patents

用于差速传动装置的差速器壳 Download PDF

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CN100516592C CNB2004800307705A CN200480030770A CN100516592C CN 100516592 C CN100516592 C CN 100516592C CN B2004800307705 A CNB2004800307705 A CN B2004800307705A CN 200480030770 A CN200480030770 A CN 200480030770A CN 100516592 C CN100516592 C CN 100516592C
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Abstract

一种用于差速传动装置的差速器壳(11)，这种差速器壳(11)被支承成可绕其纵轴线A转动并且可转动地传动，它具有沿着所述纵轴线A同轴地支承在所述差速器壳(11)上的两个输出齿轮(18、19)以及可转动地支承在一个十字组件的四个支承臂上的四个差动齿轮，所述各支承臂相对于所述纵轴线A沿径向延伸并且被保持在所述差速器壳(11)里，所述各差动齿轮啮合于所述输出齿轮(18、19)，其中，所述十字组件被定位成互相相反的两个第一支承臂互相连接并被成形有至少一个处于当中的横向孔(38)，以及所述十字组件被定位成互相相反的两个第二支承臂被制成为单独的零件，并且以它们的内端(28、29)插进所述至少一个横向孔(38)。

Description

用于差速传动装置的差速器壳
技术领域
本发明涉及一种用于差速传动装置的差速器壳，这种差速器壳被支承成可绕它的纵轴线A转动并且是起转动地传动作用，它具有沿着它的纵轴线A同轴地布置在其内的两个输出齿轮以及可转动地布置在一个万向节十字组件(Zapfenkreuz)上的四个差动齿轮，而该十字组件具有四个相对于纵轴线A沿径向保持在差速器壳里的支承臂，并且它们的齿啮合于各差动齿轮的齿。
背景技术
从文件DE 199 19 515 C2可以知道这种型式的差速器壳，其中用于四个差动齿轮的四个楔形支承臂对中心地焊接于一个十字组件。这种设计结构的缺点是：必须把各个臂紧固于一个适当的装置，以及，在把十字组件焊接完之后必须把各个臂矫直。所述装配过程中的焊接作业和矫直作业的成本高得成为一个不利的因素。
文件EP 0 864 779 A1提出一种具有用于四个差动齿轮的四个支承臂的差速传动装置。诸支承臂中的两个被制成为一个整体并且具有一个横向孔。垂直于所述制成为一个整体的诸支承臂中的两个支承臂以它们的内端第一部分插进所述横向孔里。从所述插进去的第一部分到装有差动齿轮的第二部分的过渡是阶梯的，所以可能会出现缺口应力集中(Kerbwirkung)。
从文件DE 36 34 394 A1知道一种具有用于四个差动齿轮的四个支承臂的类似的差速传动装置。其支承臂包括沿着圆周方向分布的润滑剂槽，用于把各差动齿轮可滑动地支承在各支承臂上。各支承臂插在差速器壳的各径向孔里并且用绕着差速器壳延伸的挡圈保持在位。
文件DE 44 24 202 C1揭示了一种差速传动装置，它为了进行驱动包括一个布置在差速器壳里的摩擦联轴器。
发明内容
本发明的目的是提供一种开头所述那种型式的差速器壳，这种差速器壳在其十字组件区域提供一种改进的、具有较高的刚度的结构。
为实现这一目的，本发明提供一种用于差速传动装置的差速器壳，这种差速器壳被支承成可绕其纵轴线A转动并且可转动地传动，它包括：两个输出齿轮，它们沿着所述纵轴线A同轴线地支承在所述差速器壳上；以及多个差动齿轮，它们可转动地支承在一个十字组件上，所述十字组件具有四个支承臂，所述支承臂相对于所述纵轴线A沿径向延伸并且被保持在所述差速器壳里，所述差动齿轮啮合于所述输出齿轮；其中，所述十字组件被定位成互相相反的两个第一支承臂互相连接并成形有至少一个处于当中的横向孔；以及其中，所述十字组件的两个第二支承臂不是和所述两个第一支承臂制成为一体，并且各包括一具有第一直径的、用于插进所述至少一个横向孔的第一部分、一直径为较大的第二直径的用于安装相关的差动齿轮的第二部分以及把第一部分和第二部分连接起来并且其直径从第一部分向第二部分连续增大的过渡部分。
按照本发明，十字组件的处在互相相反的位置上的两个第一支承臂互相连接起来并成形出至少一个中心的横向孔，以及，十字组件的至少一个第二支承臂被制成独立的零件并且包括一个可插进所述至少一个横向孔的第一部分、一个用于接纳相关的差动齿轮的第二部分以及一个把第一部分和第二部分连接起来并且其直径从第一部分向第二部分连续增大的过渡部分。这种措施可把臂零件的数目减少到两个并且可把十字组件以插入连接的形式装配在差速器壳里。由于只是在差速器壳里进行装配作业，可以达到一种改进的、把各个差动齿轮安装在各个臂上的方法，这种方法使可采用一个至少一端封闭的盘形差速器壳，这不需要围绕圆周为各个差动齿轮设置装配孔。在采用两个第一支承臂和仅一个第二支承臂的情况中，可以用在差速器壳上的适当的补偿质量来补偿可能出现的任何不平衡。如果总共用四个支承臂，其中两个第二支承臂插进两个第一支承臂，那么可使十字组件组合呈对称的。
在一个较佳实施例中，两个第一臂用一根连续的圆棒制成为一个整体，只是其上必须加工出一个用于接纳第二臂的横向孔。在原理上，也可以将两个端部各具有一半圆形凹部的臂头对头地焊接起来而形成它两之间的一横向孔。
如果不采用两个第一臂之间的横向通孔，也可以在两个第一臂的连接区域的两侧分别设置一个沉孔，把两个第二臂的内端分别插进两个沉孔里，但只能插进到沉孔孔底为止。
在采用两个第一臂的情况中，横向孔的第一直径d与支承区域的第二直径的比值可在0.4到0.6之间，包括这两个极限值。对于第二支承臂，如果第一直径d与第二直径D的比值是在0.4到0.6之间，也是特别有利的。因为这样可使横向孔周围的强度相对于第二臂的、插进去的第一部分的强度为最佳。
在一个较佳实施例中，被插进的臂的过渡部分在邻接于第一部分的区域包括一个第一圆弧半径R1，并且0.4≤R1/D≤0.6，其中D是第二部分的直径。在邻接于第二部分的区域，过渡部分包括一个第二圆弧半径R2，并且在这一情况中也是0.4≤R2/D≤0.6，这是特别有利的。在两个半径R1和R2之间成形为圆锥形外表面，该表面与臂的纵轴线之间的角度α小于包络所述过渡部分的假想圆锥表面与该纵轴线之间的角度。采取这一措施，可使第二支承臂上的缺口应力集中大大降低，从而可达到特别有利的应力分布。
各个臂都是较佳地分别插进差速器壳上的各连续的向外敞开的径向孔，用分别卡在所述各径向孔里的挡圈把各个臂支承住。各个差动齿轮较佳地滑动支承在各个臂上。为了改善润滑，提出了在各个臂上设置沿纵向延伸的润滑剂槽或润滑剂穴窝或沿着圆周方向分布的润滑剂槽，并将它们部分地延伸超过差动齿轮的轴承区域，以使润滑剂能供给到轴承区域。
按照一个有利的实施例，盘形的差速器壳包括一个成形在它的封闭端的、与它成形为一个整体的法兰，而它的与所述法兰轴向地相反的另一端被一个盖子封闭。就提出的、提供一种可锁定的差速传动装置形式的差速传动装置来说，在差速器壳里在由十字组件构成的组合、各个差动齿轮和各个输出齿轮为一方与所述盖子为另一方之间布置一个摩擦片组件(Lamellenpaket)。这种差速传动装置还可设有一差速传感驱动装置(drehzahldifferenzfuhlenden Betatigungsvorrichtung)，例如感受剪切力的泵，这种驱动装置较佳地设置在所述摩擦片组件与所述盖子之间。
不管偏爱地提出和图示出了差动圆锥齿轮和输出圆锥齿轮，也可以提供直齿轮形式的差动齿轮和冠形齿轮形式的输出齿轮。
附图说明
下面以附图表示并说明本发明的一较佳实施例。
图1是具具有本发明的十字组件的一个差速器壳的纵向剖视图。
图2是图1所示的十字组件的横向剖面图，该十字组件带具有装配于其上的差动齿轮。
图3是图2所示的十字组件的详图。
图4表示图3所示的本发明的十字组件的两个第一臂。
图5以两个视图详细地表示图3所示的本发明的十字组件的两个第二臂之一。
图6是本发明的第二实施例的十字组件的横向剖视图，该十字组件带具有装配于其上的差动齿轮。
图7是图6所示的十字组件的详图。
图8是以上任一图所示的、本发明的十字组件的两个第二支承臂之一的局部详图。
具体实施方式
图1表示出一个差速器壳11，它必须可转动地支承在差速传动装置的机座上。更具体地说，这种支承是设置在两个轴套12、13上，这两个轴套沿着差速器壳的纵轴线A同轴线地向两端伸出。差速器壳11包括一盘形的第一零件14和一盖子15，该第一零件14具有与之成形为一个整体的法兰16，盖子15插在第一零件14里。一个用于转动地传动这个差速器壳的齿圈可用螺栓固定于所述法兰16。第一轴套12与第一零件14成形为一个整体，而第二轴套13与盖子15成形为一个整体。盖子15由与盘形第一零件14的台肩接触的一锁定环17保持在位。该锁定环17包括一朝外的圆锥表面，所以盖子15可以没有游隙地装配在第一零件14里。在差速器壳11里，具有两个沿着纵轴线A同轴线地布置的输出圆锥齿轮18、19以及四个差动圆锥齿轮(vier Ausgleichskegelrader)，这些圆锥齿轮的转动轴线相对于纵轴线A沿径向延伸，并且其中两个差动圆锥齿轮(22、23)在这一图中可以是完全相同的。各个差动圆锥齿轮的齿啮合于两个输出圆锥齿轮18、19的齿，并且它们是沿着圆周均匀分布的。图中可以看见的差动圆锥齿轮22、23可在第二支承臂26、27上滑动，而第二支承臂26、27插装在盘形第一零件14上的径向孔30、31内并由装配在孔的外端的卡环32、33保持在位。第二支承臂26、27的内端28、29的直径已被减小并且互相倚靠着而对顶支承。借助下面将说明的第一对支承臂24、25，所述这两个臂沿横向互相支承而保持在位。这里所示的这一实施例的差速器壳11是可锁定的差速传动装置的一部分并且包括一个片式离合器41和一个剪切泵(Scherpumpe)51，诸如它们可以是本申请人的出版物DE 196 19 891 C2中所述的那样的。所以，只有几个最重要的详细结构需要叙述。片式离合器41包括一摩擦片组件42，它由以转动地紧固的方式连接于壳体第一零件14的第一组钢片和连接于联轴器毂部43的第二组摩擦片组件成。如果摩擦片组件42被剪切泵51的一控制活塞(Stellkolben)52沿轴向加载，摩擦片组件42就沿轴向支承在第一零件14上的支承盘44上。还有，剪切泵51包括连接于泵的毂部53的一剪切片(Scherlamelle)54和一个剪力槽和控制元件(Schernut-und Steuerelement)55，该控制元件可相对于盖子15转动一个有限的距离，盖子15同时形成泵的壳体。在盖子15里，成形有一个泵室60，该泵室60容纳着剪切片54和剪力槽和控制元件55。还有，盖子15容纳着由环形室56、环形盖57和板簧58形成的储油室61，这个储油室61通过几个孔(未示)连接于剪切泵51的泵室60。输出圆锥齿轮18包括第一侧轴可插进去的圆周内齿34；输出圆锥齿轮19包括第二输出轴可插进去的第二圆周内齿35。联轴器毂部43的内齿45和泵的毂部53的内齿59对应于输出圆锥齿轮19的内齿35。通过插进第二侧轴，可把输出圆锥齿轮19、联轴器毂部43和泵的毂部53以转动紧固的方式互相连接起来。其结果，如果出现输出圆锥齿轮19和差速器壳11之间的速度差，剪切泵51里就会建立起压力，在这个压力的作用下活塞52位移而顶靠于摩擦片组件42，以至输出圆锥齿轮19被相对于差速器壳11制动。活塞52和盖子15是由密封件62、63密封于泵的毂部53。输出圆锥齿轮18和泵的毂部53借助摩擦圆盘36、37以轴向低摩擦的方式支承于差速器壳11。
图2表示出的组件包括差动圆锥齿轮20、21、22、23和子组件形式的支承臂24、25、26、27，这个图是沿着纵轴线A(未示)的方向观看的。可以看出：两个第一臂24、25被制成为一个整体并具有一个横向孔38，两个第二臂26、27借助它们的内部第一部分28、29以基本上具有一个自由游隙的方式插进横向孔38，因此它们沿横向紧固于它们的纵向延伸段。还有，可以看出：两个第二臂26、27被制成为互相独立的，并且借助它们的内部第一部分28、29以共面的方式互相对顶。由于图1中所示的差速器壳11的设计和这里表示的支承臂和差动齿轮组件的设计，可在安装盖子15之前把差动圆锥齿轮20、21、22、23装进壳体第一零件14。然后，首先在横向把臂组件24、25装进差速器壳11，把差动圆锥齿轮20、21套在它们的支承臂上，最后把臂26、27沿径向插进差速器壳11，再把差动圆锥齿轮22、23用螺纹拧在它们的支承臂上，把这些臂插进横向孔38，直到它们互相对顶。然后，把支承臂24、25、26、27用几个卡环固定在差速器壳11里。
在图3中，以相同的标号表示出与图2所表示的相同的结构。对照图2中的描绘，图3中只表示出十字组件组件。臂26和27上的斜线表示润滑剂槽。
在图4中，详细地表示出一对臂24、25成形为一个整体并具有一个横向孔38。而且，在差动齿轮轴承的区域表示出在臂上成对地削平的部分64、65，66、67，它们用于把润滑剂供给到差动齿轮的轴承区域。
图5以两个侧视图详细地表示出支承臂26、27之一，一方面表示出内端28、29的直径的减小，另一方面表示出倾斜的圆周沟槽形式的润滑剂槽68、69，它们也用于把润滑剂供给到各个差动齿轮的下面。
还可以改变图4和5表示的润滑剂沟槽的形式，或者，可把所有支承臂上的润滑剂沟槽都设计成图4或5中所示的沟槽。
图6表示出由差动圆锥齿轮20、21、22和支承臂24、25、26构成的组件的第二实施例，它被表示为子组件的形式，是沿着纵轴线A的方向观看的。其中与图2中表示的相同的结构都给以相同的标号。图6所示的组件的不同在于只设置了三个臂24、25、26。两个第一臂24、25成形为一个整体并具有一个横向孔38，第二臂26的第一部分28插进横向孔38里。这一实施例的生产成本较低，因为已经取消了一个具有相关的差动齿轮的支承臂。其不平衡状态可以通过适当地分布差速器壳(未示)里的质量来补偿。
图7表示出与图6所表示的相同的结构细节，并给以相同的标号。所表示的详细结构可对照关于图6的说明。图7只表示出十字组件。倾斜的线68是臂26上的润滑剂槽。
图8表示出上述各实施例之一的第二臂26、27的内端。可以看出：第二臂26包括一个直径减小为d的可插进第一臂24、25(未示)的横向孔38里的第一部分28、一个直径为D的用于支承相关的差动齿轮22的第二部分39以及一个把第一部分28和第二部分39连接起来并且直径从第一部分28向第二部分39连续增大的过渡部分46。第一部分28的直径d近似等于横向孔38的直径，两者之间是一种间隙配合。第一部分28的直径d与第二部分39的直径D的比值在0.4-0.6范围内，也就是0.4≤d/D≤0.6。这一比值可使被插入的臂26相对于具有横向孔38的臂24、25具有最佳的刚度。还有，可以看出过渡部分46在邻接第一部分28的区域具有一个半径为R1的圆弧以及在邻接第二部分39的区域具有一个半径为R2的圆弧。半径R1和R2的尺寸很大，所以能大大降低缺口应力集中而达到应力的均匀分布。第一半径R1对第二部分39的直径D的比值是在0.4-0.6之间，其极限值是0.4≤R1/D≤0.6。第二半径R2对第二部分39的直径D的比值也是0.4≤R2/D≤0.6，这可使过渡部分46和第二部分39之间的应力过渡曲线达到最佳。过渡部分46的圆锥形外表面和这个臂的轴线之间的角度α小于包络过渡部分46的假想圆锥表面48和这个臂的轴线之间的角度。这意味着
α≤arctan(0.5×(D-d)/L)，
其中L是过渡部分46的长度。这有利于达到特别高的强度和良好的应力分布。
标号和零件名称对照表
11    差速器壳
12    轴套
13    轴套
14    盘形的第一零件
15    盖子
16    法兰
17    锁定环
18    输出圆锥齿轮
19    输出圆锥齿轮
20    差动圆锥齿轮
21    差动圆锥齿轮
22    差动圆锥齿轮
23    差动圆锥齿轮
24    支承臂
25    支承臂
26    支承臂
27    支承臂
28    内端/第一部分
29    内端/第一部分
30    孔
31    孔
32    锁定环
33    锁定环
34    内齿
35    内齿
36    滑动圆盘
37    滑动圆盘
38    横向孔
39    第二部分
40    第二部分
41    片式离合器
42    摩擦片组件
43    联轴器毂部
44    支承板
45    内齿
46    过渡部分
47    过渡部分
48    圆锥表面
51    剪切泵
52    活塞
53    泵的毂部
54    剪切片
55    剪力槽和控制元件
56    环形室
57    环形盖板
58    板状弹簧
59    内齿
60    泵室
61    储油室
62    密封件
63    密封件
64    削平的部分
65    削平的部分
66    削平的部分
67    削平的部分
68    润滑剂槽
69    润滑剂槽

Claims (15)

1.一种用于差速传动装置的差速器壳(11)，这种差速器壳(11)被支承成可绕其纵轴线A转动并且可转动地传动，它包括：
两个输出齿轮(18、19)，它们沿着所述纵轴线A同轴线地支承在所述差速器壳(11)上；以及
多个差动齿轮(20、21、22、23)，它们可转动地支承在一个十字组件上，所述十字组件具有四个支承臂(24、25、26、27)，所述支承臂(24、25、26、27)相对于所述纵轴线A沿径向延伸并且被保持在所述差速器壳(11)里，所述差动齿轮(20、21、22、23)啮合于所述输出齿轮(18、19)
其中，所述十字组件被定位成互相相反的两个第一支承臂(24、25)互相连接并成形有至少一个处于当中的横向孔(38)；以及
其中，所述十字组件的两个第二支承臂(26、27)不是和所述两个第一支承臂(24、25)制成为一体，并且各包括一具有第一直径(d)的、用于插进所述至少一个横向孔(38)的第一部分(28、29)、一直径为较大的第二直径(D)的用于安装相关的差动齿轮(22、23)的第二部分(39、40)以及把第一部分(28、29)和第二部分(39、40)连接起来并且其直径从第一部分向第二部分连续增大的过渡部分(46、47)。
2.如权利要求1所述的差速器壳，其特征在于，所述两个第一支承臂(24、25)被制成为一个整体。
3.如权利要求1或2所述的差速器壳，其特征在于：
所述横向孔(38)包括一第一直径以及在所述差动齿轮(20、21)的区域，所述两个第一支承臂(24、25)包括一第二直径，其中，所述第一直径与所述第二直径的比值在0.4到0.6之间。
4.如权利要求1或2所述的差速器壳，其特征在于：
在所述至少一个第二支承臂(26、27)上，所述第一部分(28、29)的所述第一直径(d)与所述第二部分(39、40)的所述第二直径(D)的比值在0.4到0.6之间。
5.如权利要求1或2所述的差速器壳，其特征在于：
在邻接于所述第一部分(28、29)的区域，所述插入臂(26、27)的所述过渡部分(46、47)包括一第一半径(R1)，其中，所述第一半径(R1)与所述第二部分(39、40)的所述直径(D)的比值在0.4到0.6之间。
6.如权利要求1或2所述的差速器壳，其特征在于：
在邻接于所述第二部分(39、40)的区域，所述过渡部分(46、47)包括一第二半径(R2)，其中，所述第二半径(R2)与所述第二部分(39、40)的所述直径(D)的比值在0.4到0.6之间。
7.如权利要求1或2所述的差速器壳，其特征在于：
所述过渡部分(46、47)包括一圆锥形外表面，它与所述臂的纵轴线之间的角度小于包络所述过渡部分(46、47)的假想圆锥表面(48)与所述纵轴线之间的角度。
8.如权利要求1或2所述的差速器壳，其特征在于：它设置有两个第二支承臂(26、27)，它们依靠它们的第一部分(28、29)互相对顶支承。
9.如权利要求1或2所述的差速器壳，其特征在于：
所述各支承臂(24、25、26、27)都插进所述差速器壳(11)的径向孔(30、31)并且用锁定圈(32、33)被径向朝外地锁定。
10.如权利要求1或2所述的差速器壳，其特征在于：
所述差动齿轮(20、21、22、23)都是直接地滑动支承在所述支承臂(24、25、26、27)上。
11.如权利要求1或2所述的差速器壳，其特征在于：
在所述差动齿轮(20、21、22、23)的支承的区域，所述支承臂(24、25、26、27)上具有润滑剂槽(64-69)。
12.如权利要求1或2所述的差速器壳，其特征在于：
它包括一个整体地成形在其上的法兰(16)。
13.如权利要求12所述的差速器壳，其特征在于：
它包括带有所述法兰的一盘形部分(14)和一个盖子(15)，以所述十字组件为准所述盖子(15)被布置成沿轴向与所述法兰(16)相反。
14.如权利要求1或2所述的差速器壳，其特征在于：
在由所述十字组件、所述差动齿轮(20、21、22、23)和输出齿轮(18、19)构成的组件为一方与所述盖子(15)为另一方之间，在所述差速器壳(11)里布置有一个片式离合器(41)。
15.如权利要求14所述的差速器壳，其特征在于：
在所述片式离合器(41)与所述盖子(15)之间布置有一个剪切力泵组件。
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