CN102840300A - 旋压成形的差速器箱组件 - Google Patents
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Abstract
一种旋压成形的差速器箱组件。一种差速器箱组件,包括差速器箱和整体的端盖和齿圈组件。差速器箱具有开口端和侧壁,所述侧壁具有外表面。整体的端盖和齿圈组件设置在所述差速器箱的所述开口端的上方并与所述外表面相邻。所述整体的端盖和齿圈组件的第一内部部分抵靠所述差速器箱的所述外表面以限定焊接接头界面。所述整体的端盖和齿圈组件允许在所述焊接接头界面处的焊接操作。
Description
交叉引用
本申请要求2011年6月22日提交的第61/499,929号美国临时专利申请的优先权。上述申请的全文通过引用并入本文。
技术领域
本申请涉及差速器(differential)箱组件,具体涉及用于机动车的差速器箱组件。
背景技术
差速器是通常使用齿轮的一种装置,其能够传送扭矩并且允许不同轴以不同的速度来转动。已知的差速器具有由金属(例如铁)铸成的箱体,这种箱体通常沉重且体积不够理想。现有差速器的组装比较困难,时常需要螺栓连接和焊接。当制造铸铁差速器箱时,公知地会使用“送进及旋转方法”。由铸铁制成的差速器进行焊接时,尤其会需要使用充填焊丝以提供可接受的焊接,而这是不期望的。
在受让者的授予克里普斯的、2011年4月26日提交的、公开号为20110263374共同未决的美国专利申请中描述了一种具体的差速器箱组件,该申请全部内容通过引用并入本文。该差速器箱组件包括具有开口端和侧壁的差速器箱,侧壁具有内表面。多个主内齿槽(spline)形成在侧壁的内表面上。差速器箱组件还包括齿轮组件。齿轮组件具有保持插件(retainer insert)和插销(cross pin)。保持插件被设置为与侧壁的内表面相邻近,位于一对主内齿槽之间。保持插件具有形成于其中的孔。插销具有安装在保持插件的孔中的端部。插销与差速器箱中的齿轮组件相对准。
对于差速器箱组件具有持续的需求,即比现有铸铁设计相比更轻、需要的包装空间最小、装配复杂度最简易并且能够采用不同数量的齿轮。还期望差速器箱组件能够便于焊接,并且消除在装配过程中对多个螺母/螺栓的需求。
发明内容
与本公开一致,令人惊奇的发现,与现有的铸铁设计相比,差速器箱组件更轻,所需的包装空间更小,装配更简单,可应用不同数量的齿轮,便于焊接并且消除了在装配过程中对多个螺母/螺栓的需求。
在一个实施方式中,一种差速器箱组件包括差速器箱和整体的端盖和齿圈组件。差速器箱具有开口端和侧壁,所述侧壁具有外表面。整体的端盖和齿圈组件设置在所述差速器箱的所述开口端的上方并与所述外表面相邻。所述整体的端盖和齿圈组件的第一内部部分抵靠所述差速器箱的所述外表面以限定焊接接头界面。所述整体的端盖和齿圈组件的第二内部部分与所述外表面分离并限定其间的空隙。所述空隙允许在所述焊接接头界面处所述差速器箱到所述整体的端盖和齿圈组件的焊接操作。
在另一个实施方式中,一种差速器箱组件包括差速器箱和整体的端盖和齿圈组件。差速器箱具有开口端和侧壁,所述侧壁具有外表面。整体的端盖和齿圈组件设置在所述差速器箱的所述开口端的上方并与所述外表面相邻。所述整体的端盖和齿圈组件的第一内部部分抵靠所述差速器箱的所述外表面以限定焊接接头界面。所述整体的端盖和齿圈组件具有形成于其中的多个槽,所述多个槽允许接近(access)所述差速器箱和所述整体的端盖和齿圈组件以在所述焊接接头界面进行焊接操作。
在进一步的实施方式中,一种制造差速器箱组件的方法包括下列步骤:提供具有开口端和侧壁的差速器箱,所述侧壁具有外表面;设置整体的端盖和齿圈组件,所述整体的端盖和齿圈组件设置在所述差速器箱的所述开口端的上方且与所述外表面相邻。所述整体的端盖和齿圈组件的第一内部部分抵靠所述差速器箱的所述外表面以限定焊接接头界面。所述整体的端盖和齿圈组件还包括以下至少之一:第二内部部分,与所述外表面分离并限定其间的空隙;以及多个槽。空隙和槽中的每个都允许在所述焊接接头界面处将所述差速器箱焊接到所述整体的端盖和齿圈组件的操作。该方法进一步包括在所述焊接接头界面处焊接所述差速器箱与所述整体的端盖和齿圈组件。
附图说明
通过以下的描述,尤其与附图结合,本申请的上述的以及其他优点将显而易见。
图1是根据本申请一个实施方式的差速器箱组件的立体图,该差速器箱组件具有整体的端盖和齿圈组件;
图2是图1的差速器箱组件的侧视图;
图3是图1中差速器箱组件沿剖面线3-3的截面图;
图4是图3中差速器箱组件在4所标记部分的部分放大截面图,并进一步示出允许差速器箱组件进行焊接的带角度的空隙开口(voidopening);
图5是根据本申请另一个实施方式的差速器箱组件的立体图,该差速器箱组件具有整体的端盖和齿圈组件;
图6是图5的差速器箱组件的俯视图;
图7是差速器箱组件沿图5中的剖面线7-7的截面图;
图8是差速器箱组件的图7中的标记8所标记部分的部分放大截面图,并进一步示出在整体的端盖和齿圈组件中的、允许差速器箱组件进行焊接的槽。
具体实施方式
下述的描述本质上仅是示例性的,并不旨在限定本申请、本公开或用途。应该理解,全部附图中,相应的附图标记指代相同或相应的部件和特征。关于所公开的方法,给出的步骤的顺序本质上是示例性的,因而不是必须的或关键的。
图1-8示出根据本申请的差速器箱组件2。根据需要,该差速器箱组件2有利地允许从差速器箱组件2的“下面(below)”(图1-4)以及差速器箱组件的“上方(above)”(图5-8)至少其中之一进行焊接操作。
差速器箱组件2包括差速器箱4、端盖6、齿圈(gear ring)8以及齿轮组件10。差速器箱4、端盖6和齿圈8配合以容纳齿轮组件10。应该理解齿轮组件10可具有插销(cross pin),例如,如受让人共同未决的、第13/094,406号美国专利申请所公开的,或者齿轮组件10可以为无销的(pinless),例如,如受让人共同未决的、第13/174,971号美国专利申请所公开的,其全部内容通过引用并入本文。
如图3所示,差速器箱4具有开口端12和侧壁14,侧壁14具有外表面16。在非限定性的示例中,差速器箱4是旋压成形(flow formed)的壳体。本领域技术人员应理解制造差速器箱4的旋压成形方法会导致预制件(preform)的塑性变形以及形成的差速器箱4的未中断的晶粒流动(grain flow)。通过塑性变形,预制件材料经受加工硬化,可以比原预制件材料强度更高。旋压成形的差速器箱4还具有最少的孔隙率,并且与现有的铸铁差速器箱组件相比,通过减少壁而能够更薄,并且显著更轻。如果需要,也可使用其他制造差速器箱4的方法。
端盖6和齿圈8可以作为一件整体的端盖和齿圈组件6、8而提供。该整体的端盖和齿圈组件6、8设置在差速器箱4的开口端12上方,并与侧壁14的外表面16相邻。例如,整体的端盖和齿圈组件6、8可具有向外延伸的边沿部,其允许整体的端盖和齿圈组件6、8被放置在差速器箱4的顶部上方,同时还将向外延伸的边沿部设置在差速器箱4的侧壁14附近。在本申请的范围内,整体的端盖和齿圈组件6、8可为冷成形的或热成形的,或通过其他适合的方法成形的。
参照图1-4,整体的端盖和齿圈组件6、8具有第一内部部分18和第二内部部分20。整体的端盖和齿圈组件6、8的第一内部部分18抵靠于差速器箱4的外表面16。例如,外表面16的抵靠于整体的端盖和齿圈组件6、8的第一内部部分18的一部分可由与差速器箱4的开口端12相邻的差速器箱4的向外延伸的唇部(lip)21限定。如果需要的话,也可以使用其他方式限定抵靠第一内部部分18的外表面16的该部分。
外表面16和第一内部部分18的抵靠限定了差速器箱组件2的焊接接头界面22。整体的端盖和齿圈组件6、8的第二内部部分20与外表面16相间隔。第二内部部分20和外表面16共同限定了两者之间的空隙(void)24。该空隙24允许在焊接接头界面22处可以从差速器箱组件2的“下面”进行差速器箱4到整体的端盖和齿圈组件6、8的焊接操作。
如图3和图4所示,令人惊奇的发现,将焊接接头界面22沿平面A设置有利于焊接接头界面22的焊接操作。平面A被定向为相对于竖直平面V形成锐角。这样,焊接接头界面22为成角度的或锥形的,并允许在装配期间整体的端盖和齿圈组件6、8被压入差速器箱4中。整体的端盖和齿圈组件6、8的第二内部部分20的表面还可与平面A平行,以便于接近该焊接接头界面22进行焊接。
作为非限定性实施方式,竖直平面V可基本上平行于与整体的端盖和齿圈组件6、8的第二内部部分20相邻的侧壁14的外表面16。角度具体可高达约15度,更具体地可在5-10度之间,更具体地为约7.5度。本领域技术人员如果需要可以为平面A的锐角选择其他适合的角度。
进一步参照图3和图4,令人惊奇的发现,唇部21的基部26设置在平面B上时,有利于焊接操作。平面B被定向为正交于与整体的端盖和齿圈组件6、8的第一内部部分18抵靠的外表面16的该部分的平面A。当诸如激光的焊接装置被用于进行焊接操作,且该焊接装置被定向为沿着平面A、与焊接接头界面22对齐,设置在平面B上的基部26会导致在焊接接头界面22处的更一致的加热和焊接。
依然如图3和图4所示,差速器箱组件2还可包括在焊接接头界面22处的小(minor,辅助)空隙30。具体地,该小空隙30设置在差速器箱4的侧壁14的外表面16与整体的端盖和齿圈组件6、8的第一内部部分18之间。小空隙30可由形成于外表面16和第一内部部分18两者至少之一中的凹槽限定。小空隙30允许收集在焊接操作期间可能产生的气体,并有利于在焊接接头界面22处形成较佳的焊接。
现在参照附图5-8,本申请的差速器箱组件2还允许从差速器箱组件2“上方”进行焊接操作。通过形成于整体的端盖和齿圈组件6、8中的多个槽32可实施焊接操作。例如,槽32允许接近(access)差速器箱4和整体的端盖和齿圈组件6、8以进行焊接操作。槽32还可以是间隔的,这导致在焊接操作期间的一系列连续点焊(stitch-typewelding)或断续焊接(intermittent weld)。
在图7和8示出的特定实施方式中,突出部(ledge)34形成于整体的保持盖(retaining cap,抵盖)和齿圈组件6、8中。突出部34将每个槽32下方的焊接接头界面22暴露。在特定实施方式中,突出部34提供暴露于每个槽32下方的焊接接头界面22的半外部。当焊接接头界面22因此而暴露时,应该理解焊接操作可以从差速器箱组件2的“上方”实施。从“上方”进行的焊接操作可以与从差速器箱组件2“下方”进行的焊接操作共同实施,或者分开实施。
本申请还包括制造差速器箱组件2的方法。该方法首先包括步骤:提供差速器箱4,并将整体的端盖和齿圈组件6、8设置在差速器箱4的开口端12上方并与差速器箱4的侧壁14的外表面16相邻。将整体的端盖和齿圈组件6、8设置在差速器箱4的开口端12上方导致差速器箱4和整体的端盖和齿圈组件6、8的抵靠以及随后形成焊接接头界面22。
如上所述,差速器箱组件2可被配置用于在焊接接头界面22处的“下方”和“上方”焊接操作中的至少一个。因此,制造差速器箱组件2的方法还包括步骤:通过焊接接头界面22下面的空隙24或者通过焊接接头界面22上方的槽32,在焊接接头界面22处将差速器箱4与整体的端盖和齿圈组件6、8焊接。
在特定的实施方式中,焊接操作是激光焊接操作。然而,如果需要,本领域技术人员在焊接操作期间可以选择其它适合的焊接方式。
有利地,本申请公开的差速器箱组件2比现有技术的机动车的差速器相比,不那么笨重且容积效率高。而且,该差速器箱组件2的制造无需螺丝、螺栓、铆钉等。
虽然本发明出于阐述的目的示出了特定的、典型实施方式及细节,但本领域技术人员应当理解在不脱离本申请公开范围的情况下可进行改动,其仍属于权利要求保护的范围之内。
Claims (20)
1.一种差速器箱组件,包括:
差速器箱,具有开口端和侧壁,所述侧壁具有外表面;
整体的端盖和齿圈组件,设置在所述差速器箱的所述开口端的上方并与所述外表面相邻,所述整体的端盖和齿圈组件的第一内部部分抵靠所述差速器箱的所述外表面以限定焊接接头界面,且所述整体的端盖和齿圈组件的第二内部部分与所述外表面间隔开并在其间限定空隙,所述空隙允许在所述焊接接头界面处将所述差速器箱焊接到所述整体的端盖和齿圈组件的焊接操作。
2.如权利要求1所述的差速器箱组件,其特征在于,抵靠所述第一内部部分的所述外表面由与所述开口端相邻的所述差速器箱的唇部限定。
3.如权利要求2述的差速器箱组件,其特征在于,所述焊接接头界面被设置在定向为与竖直平面成锐角的平面上。
4.如权利要求3的差速器箱组件,其特征在于,所述角度高达约15度。
5.如权利要求3的差速器箱组件,其特征在于,所述唇部的基部设置在定向为与设置有所述焊接接头界面的平面正交的平面上。
6.如权利要求1的差速器箱组件,其特征在于,所述整体的端盖和齿圈组件具有多个形成于其中的槽。
7.如权利要求6的差速器箱组件,其特征在于,所述槽允许接近所述差速器箱和所述整体的端盖和齿圈组件以进行焊接操作。
8.如权利要求7的差速器箱组件,其特征在于,在整体的保持盖和齿圈组件中形成有突出部,所述突出部暴露每个所述槽下方的所述焊接接头界面。
9.如权利要求1的差速器箱组件,其特征在于,所述焊接接头界面具有小空隙,所述小空隙位于所述差速器箱的所述侧壁的所述外表面与所述整体的端盖和齿圈组件的所述第一内部部分之间,所述小空隙允许在焊接操作期间收集气体。
10.一种差速器箱组件,包括:
差速器箱,具有开口端和侧壁,所述侧壁具有外表面;
整体的端盖和齿圈组件,设置在所述差速器箱的所述开口端的上方并与所述外表面相邻,所述整体的端盖和齿圈组件的第一内部部分抵靠所述差速器箱的所述外表面以限定焊接接头界面,所述整体的端盖和齿圈组件具有形成于其中的多个槽,所述多个槽允许接近所述差速器箱和所述整体的端盖和齿圈组件,用于在所述焊接接头界面处进行焊接操作。
11.如权利要求10所述的差速器箱组件,其特征在于,在所述整体的保持盖和齿圈组件中形成有突出部,所述突出部将每个所述槽下方的所述焊接接头界面暴露。
12.如权利要求10所述的差速器箱组件,其特征在于,所述焊接接头界面具有小空隙,所述小空隙位于所述差速器箱的所述侧壁的所述外表面与所述整体的端盖和齿圈组件的所述第一内部部分之间,所述小空隙允许在焊接操作期间收集气体。
13.如权利要求10所述的差速器箱组件,其特征在于,所述整体的端盖和齿圈组件的第二内部部分与所述外表面间隔开并在其间限定空隙。
14.如权利要求13所述的差速器箱组件,其特征在于,所述空隙允许在所述焊接接头界面处将所述差速器箱焊接到所述整体的端盖和齿圈组件的操作。
15.如权利要求14所述的差速器箱组件,其特征在于,所述外表面的所述第一内部部分由与所述开口端相邻的所述差速器箱的唇部限定。
16.如权利要求15所述的差速器箱组件,其特征在于,所述焊接接头界面设置在被定向为与竖直平面成锐角的平面上。
17.如权利要求16所述的差速器箱组件,其特征在于,所述角度高达约15度。
18.如权利要求16的差速器箱组件,其特征在于,所述唇部的基部被设置在被定向为与设置有所述焊接接头界面的平面正交的平面上。
19.一种制造差速器箱组件的方法,所述方法包括下列步骤:
提供具有开口端和侧壁的差速器箱,所述侧壁具有外表面;
将整体的端盖和齿圈组件设置在所述差速器箱的所述开口端的上方且与所述外表面相邻,所述整体的端盖和齿圈组件的第一内部部分抵靠所述差速器箱的所述外表面以限定焊接接头界面,其中,所述整体的端盖和齿圈组件还包括以下至少之一:
第二内部部分,与所述外表面间隔开并在其间限定空隙,所述空隙允许在所述焊接接头界面处将所述差速器箱焊接到所述整体的端盖和齿圈组件的操作;以及
形成于其中的多个槽,所述多个槽允许接近所述差速器箱和所述整体的端盖和齿圈组件用于焊接操作;
在所述焊接接头界面处将所述差速器箱与所述整体的端盖和齿圈组件焊接在一起。
20.如权利要求19的差速器箱方法,其特征在于,所述焊接操作为激光焊接操作。
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