CN108603580B - 具有两件式承载件和焊接的环形齿轮的差速器组件 - Google Patents

Abstract

一种差速器组件设置成包括两件式差速器承载件、安装在形成于差速器承载件中的齿轮组室内的差速器齿轮组、以及环形齿轮。互锁特征将环形齿轮机械地相互连接至两件式差速器承载件的第一壳体构件和第二壳体构件，并且限定第一焊接装配接合部和第二焊接装配接合部。第一焊缝位于第一焊接装配接合部中并且将环形齿轮连接至第一壳体构件，同时第二焊缝位于第二焊接装配接合部中并且将环形齿轮连接至第二壳体构件。

Description

具有两件式承载件和焊接的环形齿轮的差速器组件

相关申请的交叉引用

本申请是要求于2016年2月10日提交的美国临时申请No.62/293,539的权益和优先权的PCT国际申请。以上申请的全部公开内容通过参引并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于机动车辆动力传动系统中的差速器组件。更具体地，本公开涉及一种差速器组件，其构造成建立用于将两件式差速器承载件的两个壳体构件与环形齿轮刚性地相互连接的一对焊接装配接合部，并且还涉及组装这种差速器组件的方法。

背景技术

这部分提供与本公开有关的背景信息，所述背景信息对于本文中公开和声明的发明构思不一定是现有技术。

常规的驱动桥组件通常包括桥壳，一对驱动轴从桥壳延伸并且驱动地连接至定位在机动车辆的相对两侧的一对车轮。由车辆的动力系统产生的驱动转矩通常通过传动轴被传送至驱动桥组件。传动轴驱动准双曲面齿轮组用于将驱动转矩传递至差速器组件，差速器组件可旋转地被支承在驱动桥组件的桥壳内。差速器组件配备有驱动地连接至所述一对驱动轴的差速齿轮组。准双曲面齿轮组通常构造成包括：由传动轴驱动的实心小齿轮轴、固定至小齿轮轴的或与小齿轮轴一体地形成的小齿轮、以及与小齿轮常啮合(constantmeshed engagement)的并且固定地紧固至差速器组件的差速器承载件的环形齿轮。差速齿轮组布置在差速器承载件内，并且差速齿轮组包括至少一对可旋转地安装在固定至差速器承载件的插销上的差速器小齿轮以及一对分别与差速器小齿轮啮合的差速器侧齿轮。每个差速器侧齿轮还联接至所述驱动轴中的对应的驱动轴，使得通过准双曲面齿轮组驱动差速器承载件旋转而引起驱动转矩以允许驱动轴之间相对旋转的方式被传递至差速器齿轮组。

曾经，大部分差速器承载件被制造成单件式铸铁件。与大多数钢相比，铸铁具有的较低的延展性和屈服强度，并且因此，铸铁差速器承载件通常需要厚的壁尺寸，厚的壁尺寸会对重量和包装产生不利影响并且导致动力系统效率降低。为了解决铸铁差速器承载件的缺点，对使用冷成型工艺由较高强度钢制成的具有一对壳体构件的两件式差速器承载件进行了开发。在美国专利No.4,125,026、No.6,045,479、No.6,176,152、No.6,945,898以及No.7,261,664中公开了配备有这种两件式差速器承载件的差速器组件的示例。在这些构型的每一个构型中，首先通过第一焊缝将差速器承载件的两个壳体构件连接在一起，随后使用第二焊缝和/或螺栓将环形齿轮连接至焊接的两件式差速器承载件。

作为进一步的进步，已经致力于开发构造成利用单一焊缝来将两件式差速器承载件与环形齿轮相互连接的差速器组件。例如，美国公开No.US2009/0266198和美国专利No.8,444,522各自公开了具有布置在第二壳体构件的径向凸缘部分与环形齿轮的径向凸缘部分之间的第一壳体构件差速器组件，其中焊缝仅将环形齿轮与第二壳体构件的径向凸缘部分相互连接。作为进一步的替代，美国公开No.US2012/0325047公开了具有“一体的”端盖和焊接至一件式差速器承载件的环形齿轮部件的差速器组件。

鉴于上述情况，仍然持续需要开发对于差速器组件的进一步改进，并且特别是对于克服了常规的单件式和两件式差速器承载件装置的缺点并且提供了在重量节省、包装空间要求和降低组装复杂性方面的改进的两件式差速器承载件和环形齿轮装置的进一步改进。

发明内容

本部分提供对本公开的总体概述而非对本公开的整体范围或本公开的所有方面和特征的全面陈列。在该发明内容中公开的描述和具体示例不意在限制本文中公开的发明构思的范围。

本公开的一方面提供适于用在机动车辆传动系统应用中的类型的差速器组件，并且该差速器组件配备有两件式差速器承载件和环形齿轮，所述两件式差速器承载件和环形齿轮构造成使得差速器壳体构件沿着一对焊接装配接合部与环形齿轮相互连接。

根据本公开的该方面和其他方面、目的和特征，提供了用于机动车辆中以将驱动转矩从动力系统传递至一对地面接合车轮的差速器组件。为了这个目的，本公开的差速器组件构造成包括两件式差速器承载件、可操作地布置在形成于差速器承载件中的齿轮组室中的差速齿轮组、以及环形齿轮，该环形齿轮通过机械互锁装置与差速器承载件接合，并且随后该环形齿轮沿着由机械互锁装置建立的两个不同的焊接装配接合部焊接至差速器承载件。

根据一非限制性实施方式，本公开的差速器组件包括两件式差速器承载件，该两件式差速器承载件具有第一壳体构件和第二壳体构件，第一壳体构件和第二壳体构件一起限定内部的齿轮组室和外部的承载件槽。承载件槽由形成于第一壳体构件中的第一槽部分和形成于第二壳体构件中的第二槽部分限定。环形齿轮包括构造成包括毂部分和从毂部分向外延伸的具有带齿的部分，该毂部分构造成围绕两件式差速器承载件。环形齿轮的毂部分形成为包括内部定位凸缘，在两个壳体构件组装在一起时该内部定位凸缘构造成被定位并保持在承载件槽的第一槽部分和第二槽部分中。定位凸缘在承载件槽内的保持限定了位于环形齿轮与第一壳体构件和第二壳体构件之间的机械互锁装置。通过将定位凸缘保持在承载件槽内，此后在环形齿轮的毂部分与第一壳体构件和第二壳体构件之间建立了第一焊接装配接合部和第二焊接装配接合部。第一焊接装配接合部建立在环形齿轮的毂部分上的第一环形齿轮焊接装配表面与第一壳体构件上的第一壳体焊接装配表面之间。第二焊接装配接合部建立在环形齿轮的毂部分上的第二环形齿轮焊接装配表面与第二壳体构件上的第二壳体焊接装配表面之间。通过焊接操作，在第一焊接装配接合部中形成第一焊缝并且在第二焊接装配接合部中形成第二焊缝。

根据本公开的附加特征，在焊接操作期间，在机械互锁的第一壳体构件和第二壳体构件上施加并且保持夹紧力以使与焊接相关的变形减至最小。

根据本公开的再一特征，两个壳体构件由高强度钢形成并且同样地构造成包括第一大直径筒形部分、第二较小直径筒形部分以及使第一筒形部分和第二筒形部分相互连接的半球形部分。在壳体构件的第一大直径筒形部分的外表面中形成有或加工有槽部分并且所述槽部分能够对准以限定承载件槽。

根据另一非限制性实施方式，本公开的差速器组件包括两件式差速器承载件，所述两件式差速器承载件具有第一壳体构件和第二壳体构件，所述第一壳体构件和第二壳体构件一起限定内部齿轮组室并且通过定位凸缘与槽装置机械地相互连接。第一壳体构件和第二壳体构件中的一者构造成包括轴向延伸的定位凸缘，该定位凸缘尺寸被设定成并且布置成布置在形成于第一壳体构件和第二壳体构件中的另一者中的环状承载件槽中。环形齿轮包括毂部分和从毂部分延伸的带齿的轮辋部分，该毂部分构造成围绕两件式差速器承载件。环形齿轮的毂部分包括导向槽，该导向槽构造成定位并且抵接形成于第一壳体构件和第二壳体构件中的一者上的导向凸缘。通过将导向凸缘布置在导向槽内，在环形齿轮的毂部分与第一壳体构件和第二壳体构件之间建立有第一焊接装配接合部和第二焊接装配接合部。第一焊接装配接合部由第一焊接槽限定，第一焊接槽建立在环形齿轮上的第一环形齿轮焊接装配表面与第一壳体构件上的第一壳体焊接装配表面之间。第二焊接装配接合部由第二焊接凹糟限定，第二焊接槽建立在环形齿轮上的第二环形齿轮焊接装配表面与第二壳体构件上的第二壳体焊接装配表面之间。通过焊接操作，在第一焊接装配接合部内形成第一焊缝并且在第二焊接装配接合部内形成第二焊缝。

根据本公开的再一特征，两个壳体构件由高强度钢形成并且每个壳体构件构造成包括第一大直径筒形部分、第二小直径筒形部分、以及使第一筒形部分和第二筒形部分相互连接的半球形部分。与第一壳体构件相关联的第一筒形部分的端部表面包括轴向延伸的筒形定位凸缘，该定位凸缘构造成位于并且保持在形成于第一筒形部分的与第二壳体构件相关联的配合端部表面中的环状承载件槽内。在第一壳体构件和第二壳体构件中的一者的外径表面中形成有或加工有径向导向凸缘以建立止动表面，该止动表面构造成定位并且抵接接合形成于环形齿轮毂部分中的与导向槽相关联的导向表面。

根据本公开的另一特征，两件式差速器承载件包括形成于第一壳体构件的第一筒形部分和第二壳体构件的第一筒形部分中的一对可对准的插销安装孔。安装孔各自构造成包括由大半径拱形端部表面相互连接的一对横向间隔开的侧表面。在每个侧表面和拱形端部表面的交汇处设置有释放应力边缘。

根据本文中提供的描述，其他适用性领域将变得明显。本发明内容中列出的实施方式的描述和具体示例仅意在用于说明的目的，而不应解释为限制与本公开相关联的发明构思的范围。

附图说明

本文中描述的附图仅用于所选实施方式的说明性目的，而不意在限制本公开的范围。因此，通过参照以下描述结合附图，将更容易理解与本公开相关联的发明构思，在附图中：

图1示意性地示出了四轮驱动车辆的动力传动系统，该动力传动系统具有至少一个桥组件，该桥组件配备有根据本公开的教示被构造并且能够操作差速器组件；

图2是实施本公开的教示并且适用于图1中示出的四轮驱动车辆的桥组件中的差速器组件的示意图；

图3是根据本公开的第一实施方式构造的差速器组件的分解轴测图，并且示出两件式差速器承载件和环形齿轮装置；

图4是图3中示出的差速器组件的组装轴测图；

图5是图3和图4中示出的差速器组件的截面图；

图6是示出与本公开的两件式差速器承载件相关联的第一壳体构件和第二壳体构件的分解轴测图；

图7是示出组装和焊接差速器壳体构件和环形齿轮以制造图3至图6中示出的差速器组件的方法的图表；

图8是适于在图1中示出的四轮驱动车辆的桥组件中使用的并且根据本公开的替代性实施方式构造的差速器组件的截面图；

图9是图8中示出的差速器组件的局部放大视图并且图9更好地示出了导向的两件式差速器承载件和焊接的环形齿轮装置；

图10是与图8中示出的差速器组件相关联的两件式差速器承载件的组装视图，并且图10更好地示出了插销安装构型；以及

图11是与图3至图6中示出的差速器组件相关联的两件式差速器承载件的放大视图，其中示出了与图10类似的插销安装构型。

贯穿若干附图中使用共同的附图标记以标识对应的部件。

具体实施方式

现在将参照附图对示例实施方式进行更完整地描述。示例实施方式中的每个示例实施方式总体上涉及用于机动车辆动力传动系统应用中的类型的差速器组件。提供示例实施方式仅是为了使得本公开将是透彻的，并且将向本领域技术人员充分传达预期的范围。陈述了多个特定细节如特定部件、装置及方法的示例以提供对本公开的实施方式的彻底理解。然而，对于本技术领域人员明显的是，不需要采用具体细节，示例实施方式可以以多种不同的形式实施并且都不应该解释为限制本公开的范围。在一些示例实施方式中，对已知的过程、已知的装置结构和已知的技术不进行详细描述。

本公开总体上涉及差速器组件的一个或更多个实施方式，该差速器组件是非常适合用于动力传递装置、比如驱动桥和传动桥以将驱动转矩从机动车辆的动力系统传递至一对地面接合车轮的类型。更具体地，本公开的差速器组件包括两件式差速器承载件、差速器齿轮组、以及环形齿轮，该差速器齿轮组可操作地布置于建立在两件式差速器承载件的第一壳体构件与第二壳体构件之间的齿轮组室中，该环形齿轮构造成固定地紧固至第一壳体构件和第二壳体构件的每一者。两件式差速器承载件构造成使得第一壳体构件和第二壳体构件适于通过环形互锁装置机械地相互连接在一起和/或与环形齿轮机械地相互连接在一起，并且限定一对差速器壳体焊接装配表面。在一个实施方式中，环形齿轮包括环状凸缘，该环状凸缘构造成接合并被保持在形成于第一壳体构件和第二壳体构件中的环状槽内并且限定一对环形齿轮焊接装配表面。环形齿轮焊接装配表面适于与所述一对差速器壳体焊接装配表面对准。在另一实施方中，第一壳体构件和第二壳体构件通过第一定位凸缘与槽型导向装置相互连接，并且环形齿轮构造成通过第二定位凸缘与槽型导向装置与相互连接的两件式差速器承载件接合以限定一对环形齿轮焊接装配表面。环形齿轮焊接装配表面适于与一对壳体焊接装配表面对准。在两个实施方式中，通过提供沿着由对准的成对的差速器壳体焊接装配表面和环形齿轮焊接装配表面建立的第一焊接装配接合部和第二焊接装配接合部的焊缝，将环形齿轮焊接至两件式差速器承载件。

本文中所使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而不旨在用作限制。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”可以旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确地指示。术语“包括”、“包括有”、“包含”和“具有”是非排他的，并且因此说明所阐述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。本文中描述的方法步骤、工艺和操作不应被解释为必须要求其以所讨论或说明的特定顺序执行，除非具体确定了执行的顺序或次序。还应该理解的是，可以采用另外的或替代性的步骤。

当元件或层被称为“在另一元件或层上”、“接合至另一元件或层”、“连接至另一元件或层”或“联接至另一元件或层”时，可以是直接在其他元件或层上、直接接合至其他元件或层、直接连接或联接至其他元件或层、或者可以存在介于中间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合至另一元件或层”、“直接连接至另一元件或层”或“直接联接至另一元件或层”时，没有介于中间的元件或层存在。用于描述元件之间的关系的其他词应该以类似的方式来解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如在本文中使用的，术语“和/或”包括相关所列项目中的一者或更多者的任何和所有组合。

尽管在本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各个元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。当在本文中使用诸如“第一”、“第二”的术语和其他数字术语时，并不隐含次序或顺序，除非由上下文明确指示。因此，在不背离示例实施方式的教示的情况下，下文讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以称作第二元件、部件、区域、层或部分。

为了便于描述，可以在本文中使用空间相对术语，例如“内部”、“外部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等，以描述如附图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。除附图中描绘的取向之外，空间相对术语可以旨在包含使用或操作中的设备的不同的取向。例如，如果将附图中的设备翻过来，描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件可被定向为在其他元件或特征的“上方”。因此，示例术语“下方”可以包含上方和下方的两个取向。设备可以以其他方式定向(旋转90度或在其他取向)并且相应地解释本文中使用的空间相对描述措辞。

具体参照附图中的图1，示出了用于四轮驱动(4WD)机动车辆的动力传动系统10。动力传动系统10包括主传动系统12、副传动系统14、以及动力系统16，该动力系统16用于产生旋转动力即驱动转矩并且将驱动转矩传送至传动系统12、14。在示出的特定的非限制性装置中，主传动系统12是后传动系统而副传动系统14是前传动系统。动力系统16包括发动机18、变速器20和分动箱22。后传动系统12包括一对后车轮24和后桥组件28，后桥组件28具有后差速器组件30和一对后驱动轴26，后驱动轴26将后差速器组件30与后车轮24驱动地相互连接。后传动系统12还包括后传动轴32，后传动轴32具有第一端部和第二端部，该第一端部通过后准双曲面齿轮组(未示出)驱动地连接至后差速器组件30，第二端部驱动地连接至分动箱22的后输出轴或主轴34。分动箱22的主轴34构造成通过变速器输出轴(未示出)接收来自动力系统16的驱动转矩。

前动力传动系统14包括一对前车轮36，所述一对前车轮连接至前桥组件40的前驱动轴38，该前桥组件40具有驱动地连接至前驱动轴38的前差速器组件42。前动力传动系统14还包括前传动轴44，前传动轴44具有第一端部和第二端部，第一端部通过前准双曲面齿轮组(未示出)驱动地连接至前差速器组件42，第二端部驱动地连接至分动箱22的前输出轴46。前桥组件40是“可分离”式的并且示出为包括分离离合器48，该分离离合器48可操作地安装在前驱动轴38中的一个前驱动轴的轴部段38A与轴部段38B之间。

继续参照附图中的图1，在该非限制性实施方式中，动力传递系统10还示出为包括电子控制动力传递系统，该电子控制动力传递系统构造成允许车辆操作者在两轮驱动(2WD)模式、分时或“锁定”的四轮驱动(LOCK-4WD)模式与自适应或“按需”的四轮驱动(AUTO-4WD)模式之间进行选择。在这点上，分动箱22配备有分动离合器50，该分动离合器50可以被选择性地驱动用于将来自主轴34驱动转矩传递至前输出轴46以建立操作的LOCK-4WD模式和AUTO-4WD模式。动力分动系统还包括：用于控制分动离合器50的动作的电动离合器致动器52，用于控制分离离合器48的动作的电动分离致动器54，多个用于检测机动车辆的某些动态和操作特征的车辆传感器56，用于允许车辆操作者选择可获得的驱动模式中的一者的模式选择器58，以及控制器单元60，该控制单元用于响应于来自车辆传感器56的输入信号和来自模式选择器58的模式信号来控制致动器52、54的协调动作。

为了建立2WD驱动模式，控制离合器致动器52将分动离合器50转换到“释放”模式中，而控制分离致动器54将分离离合器48转换到“分离”模式中。在分动离合器50处于其释放模式的情况下，没有驱动转矩通过分动离合器50被传递至前输出轴46，使得所有驱动转矩被通过后传动系统12从动力系统16传递至后车轮24。在分离离合器48处于其分离模式的情况下，驱动轴部段38A、38B断开连接，使得在车辆的运动操作(motive operation)期间前车轮36的旋转不会导致前传动轴44和分动箱22的前输出轴46被反向驱动。

为了建立LOCK-4WD模式，控制分离致动器54以将分离离合器48转换到“连接”模式，并且控制离合器致动器52以将分动离合器50转换到“完全接合”模式中。在分动离合器50在其完全接合模式中操作的情况下，实际上主轴34驱动地联接至前输出轴46，使得驱动转矩在主轴34与前输出轴46之间平均地分布。在分离离合器48处于其连接模式中的情况下，轴部段38A、38B被驱动地连接，使得传送至前输出轴46的驱动转矩通过前传动系统14传递至前车轮36。

为了建立AUTO-4WD模式，将分离离合器48转换到或保持在其连接模式中，并且离合器致动器52操作成通过将分动离合器50的操作在其释放模式与完全接合模式之间改变来适应性地调节驱动转矩在主轴34与前输出轴46之间的分布比率。期望的分布比率是基于并且由与控制器单元60相关联的控制逻辑决定的，并且该控制器单元60构造成基于由传感器56检测到的操作特性和/或道路条件来确定将被传递至前输出轴46的所期望的总驱动转矩的量。

图2示出了可旋转地安装在与前桥组件40相关联的差速器壳体70中的前差速器组件42的示意版本。差速器组件42总体上包括两件式差速器承载件72、环形齿轮74、以及差速器齿轮组76。两件式差速器承载件72包括第一壳体构件78和第二壳体构件80，当第一壳体构件78和第二壳体构件80被组装时限定内部齿轮组室82。如将详细描述的，差速器齿轮组76适于在将环形齿轮74紧固至差速器承载件72之前被安装在齿轮组室82内。第一轴承单元84设置用于将第一壳体构件78可旋转地支承在形成于差速器壳体70中的差速器腔86内，而第二轴承单元88设置用于将第二壳体构件80可旋转地支承在差速器腔86内。差速器齿轮组76示出为包括一对差速器小齿轮90A、90B、第一差速器侧齿轮94和第二侧齿轮96，所述一对差速器小齿轮90A、90B可旋转地安装在固定地紧固至差速器承载件72的插销92上，该第一差速器侧齿轮94与小齿轮90A、90B常啮合、该第二侧齿轮96也与差速器小齿轮90A、90B常啮合。驱动轴38各自直接连接至对应的差速器侧齿轮94、96，或者在替代方案中，各自通过中间短轴38’连接至对应的差速器侧齿轮94、96。将被理解的是，如图2中示出的差速器组件42仅旨在公开能够用于机动车辆应用中的差速器组件的基本部件。如将详细描述的，差速器组件42构造成包括用于将环形齿轮74对准并且刚性地紧固至两件式差速器承载件72的第一壳体构件78和第二壳体构件80的新的且改进的装置。还将详细描述组装和制造差速器组件42的方法。

现在具体参照附图中的图3至图6，根据本公开构造的差速器组件100的第一非限制性实施方式总体上示出为包括两件式差速器承载件102、环形齿轮104、以及差速器齿轮组106。两件式差速器承载件102包括第一壳体构件108和第二壳体构件110，当第一壳体构件108和第二壳体构件110被组装时限定内部齿轮组室112，差速器齿轮组106可操作地安装在内部齿轮组室112内。如将详细讨论的，当第一壳体构件108和第二壳体构件110被组装时构造成限定环状承载件槽114，该环状承载件槽114尺寸设定成接纳并保持从环形齿轮104延伸的环状定位凸缘116。在定位凸缘116布置在承载件槽114内的情况下，环形齿轮104上的第一环形齿轮焊接装配表面118与第一壳体构件108上的第一壳体焊接装配表面120对准以在其间建立第一焊接装配接合部“WJ1”，而环形齿轮104上的第二环形齿轮焊接装配表面122与第二壳体构件110上的第二壳体焊接装配表面124对准以在其间建立第二焊接装配接合部“WJ2”。如将进一步详细描述的，将描述用于差速器组件100的组装和焊接方法。

在该非限制性实施方式中，第一壳体构件108构造成包括较大直径第一筒形部分108a、较小直径第二筒形部分108b、半球形本体部分108c、将第一筒形部分108a与半球形本体部分108c相互连接的第一过渡部分108d、以及将第二筒形部分108b与半球形本体部分108c相互连接的第二过渡部分108e。优选地，第一壳体构件108是由高强度钢(即超高强度硼钢)形成的冲压部件。在半球形本体部分108c中形成多个圆孔130以减轻质量。第一端部表面132与第一筒形部分108a相关联，而第二端部表面134与第二筒形部分108b相关联。第一轴承组件84的内圈示出为被压在第二筒形部分108b的外径表面133上并且被压入成与止动肩部表面135邻接，该止动肩部表面135与第二过渡部分108e相关联。第一轴颈套筒136示出为被压在第二筒形部分108b的内径表面上，其中，第一轴颈套筒136的径向端部凸缘138与第二端部表面134接合。最后，在第一筒形部分108a的外径表面中形成(即加工)有与承载件槽114相关联的第一槽部分，并且第一槽部分限定第一槽表面140和第一止动表面142。

在该非限制性实施方式中，第二壳体构件110构造成在结构和功能上与第一壳体构件108的结构和功能大致相同。具体地，第二壳体构件110包括较大直径第一筒形部分110a、较小直径第二筒形部分110b、半球形本体部分110c、将第一筒形部分110a与半球形本体部分110c相互连接的第一过渡部分110d、以及将第二筒形部分110b与半球形本体部分110c相互连接的第二过渡部分110e。优选地，第二壳体部分也是由高强度钢形成的冲压部件。在半球形部分110c中形成有多个圆孔150以减轻质量。第一端部表面152与第一筒形部分110a相关联，而第二端部表面154与第二筒形部分110b相关联。第二轴承组件88的内圈示出为被压在第二筒形部分110b的外径表面153上并且被压入成与止动肩部表面155邻接，止动肩部表面155与第二过渡部分110e相关联。第二轴颈套筒156示出为被压在第二筒形部分110b的内径表面上，其中，第二轴颈套筒156的径向端部凸缘158与第二端部表面154接合。另外，在第一筒形部分110a的外径表面中形成(即加工)有承载件槽114的第二槽部分，并且第二槽部分限定第二槽表面160和第二止动表面162。

图3至图5示出了布置在差速器承载件102的齿轮组室112中的差速器齿轮组106的部件。具体地，一对差速器小齿轮170中的一个差速器小齿轮示出为可旋转地安装在固定地紧固至差速器承载件102的插销172上。差速器齿轮组106还包括构造成与两个差速器小齿轮170常啮合的第一差速器侧齿轮174以及也构造成与两个差速器小齿轮170常啮合的第二差速器侧齿轮176。第一差速器侧齿轮174包括内花键齿180，该内花键齿180构造成与形成于驱动轴38、38’中的第一者上的外花键齿匹配，而第二差速器侧齿轮176包括内花键齿182，该内花键齿182构造成与形成于驱动轴38、38’中的第二者上的外花键齿匹配。虽然不具体地限制于所示出的装置，但是差速器侧齿轮174、176构造成具有半球形外周表面，并且布置成与相应的第一壳体构件108和第二壳体构件110的类似地构造的半球形内周表面对准。虽然止推垫圈未示出，但是在替代方案装置中，止推垫圈可以安装在差速器侧齿轮174、176与壳体构件108、110之间。同样地，差速器小齿轮170也构造成具有半球形外周表面，并且布置成与第一壳体构件108和第二壳体构件110上的类似地构造的内周表面对准。

环形齿轮104示出为大体上包括轴向延伸的毂部分190和径向延伸的齿轮部分192，该齿轮部分192具有轮齿194，所述轮齿构造成与由传动轴中的一个传动轴驱动的小齿轮轴的小齿轮啮合。环形齿轮104的毂部分190包括限定第一环形齿轮焊接装配表面118的第一正表面，和限定第二环形齿轮焊接装配表面122的第二正表面。定位凸缘116示出为从毂部分190的内径表面沿径向向内延伸，毂部分190在定位凸缘116的相对两侧上限定有第一环形齿轮安装表面196和第二环形齿轮安装表面198。第一环形齿轮安装表面196在第一环形齿轮焊接装配表面118与同定位凸缘116相关联的第一环形齿轮定位表面200之间延伸。类似地，第二环形齿轮安装表面198在第二环形齿轮焊接装配表面122与同定位凸缘116相关联的第二环形齿轮定位表面202之间延伸。定位凸缘116还包括在第一环形齿轮定位表面200与第二环形齿轮定位表面202之间延伸的凸缘端部表面204。

图3是差速器组件100的分解或“预组装”轴测说明，示出了在将差速器齿轮组106和环形齿轮104组装至差速器承载件102之前，轴颈套筒136、156和轴承84、88至两个壳体构件的筒形部分108b、110b的安装。替代性地，这些部件可以在将差速器齿轮组106和环形齿轮104组装之后被压到差速器承载件102的壳体构件108、110中/上。为了组装差速器组件100，使用任何合适的方式将插销172的相对的两端紧固成与形成于壳体构件108、110中的一对非圆形孔108f、110f对准，从而将插销172以不可旋转的固定的方式紧固至差速器承载件102。如果单个插销172穿过齿轮组室112的整个长度，那么在插销172附接在孔108f、110f中之前，将差速器小齿轮170可旋转地安装在插销172上。然后将侧齿轮174、176以与差速器小齿轮170啮合的方式安置在壳体构件108、110内。然后将环形齿轮104以使定位凸缘116与在壳体构件108、110的对应的端部108a、110a中的第一槽部分和第二槽部分对准的方式定位。然后将壳体构件108和110朝向彼此移动，直到定位凸缘116布置并且机械地保持在环状承载件槽114内为止，如图4和图5中最佳地示出。

在图4中示出的“组装的”装置中，第一壳体构件108的端部表面132与第二壳体构件110的端部表面152接合或者紧密靠近。该表面配合关系通过布置在承载件槽114内的定位凸缘116建立了机械互锁结构。具体地，定位凸缘116的凸缘端部表面204与第一壳体构件108的第一槽表面140和第二壳体构件110的第二槽表面160接合。另外，定位凸缘116上的第一环形齿轮定位表面200与第一壳体构件108的第一止动表面142接合，而定位凸缘116上的第二环形齿轮定位表面202与第二承载件构件110的第二止动表面162接合。定位凸缘116在承载件槽114中的这种“卡滞”用作使中央定位环形齿轮104相对于两件式差速器承载件102对中地定位，并且使得毂部分190的第一环形齿轮安装表面196与形成于第一承载件构件108的端部部分108a上的第一承载件安装表面210接合，并且还使得毂部分190的第二环形齿轮安装表面198与形成于第二承载件构件110的端部部分110a上的第二承载件安装表面212接合。

如根据图4最佳地所见，第一环形齿轮安装表面196和第一承载件安装表面210的边缘部分相对于第一环形齿轮焊接装配表面118和第一壳体焊接装配表面120是渐缩的，以建立第一连续焊接槽，该第一连续焊接槽限定了位于第一壳体构件108与环形齿轮104之间的第一焊接装配接合部(WJ1)。同样地，第二安装表面210和198与第二焊接装配表面122和124之间的类似的渐缩关系建立第二连续焊接槽，该第二连续焊接槽限定了位于第二壳体构件110与环形齿轮104之间的第二焊接装配接合部(WJ2)。在组装之后，执行焊接操作，以沿着第一焊接装配接合部(WJ1)在第一焊接槽内建立第一焊缝220，并且沿着第二焊接装配接合部(WJ2)在第二焊接槽内建立第二焊缝222，如图5中最佳地示出。图4中的箭头224示出为指示在焊接操作之前和在焊接操作期间对两件式差速器承载件102的端部施加的轴向指向的力(即夹紧力)的方向。在焊接过程期间，这种承载件102与环形齿轮104的“夹紧”提供减小了由于焊接相关的挠曲产生的跳动(run-out)。因此，将导向直径(pilot diameter)和止动表面加工到每个壳体构件108、110的槽部分中允许差速器承载件102的正置(positiveposition)用于控制差速器组件100的有效直径。如所指出的，两个冲压的高强度壳体构件108、110可以被同时朝向环形齿轮104按压，直到定位凸缘116与承载件槽114接合为止。在焊接操作期间，该按压力可以被保持在组装的部件上以减小差速器承载件102与环形齿轮104之间的焊接变形。焊缝220和222优选地是连续的以全部地围绕焊接装配接合部的每个焊接装配接合部。然而，可以绕焊接装配接合部安置一系列间断的焊缝作为连续焊缝的替代方案。焊缝优选地通过激光焊接操作或电子束焊接操作而形成，但不限于此。虽然在图3至图6中示出差速器承载件102与环形齿轮104之间的机械互锁装置利用保持在连续的承载件槽114中的连续的定位凸缘116，但是可以预想到的是，同样地可以采用其“非连续”变体。这种非连续构型将形成位于差速器承载件102与环形齿轮104之间的机械互锁装置，使得一系列定位凸缘凸耳保持在对应的承载件槽部分中。

图7概略地示出与用于组装差速器100的方法相关联的一系列操作或“步骤”。非限制性方法包括第一步300，该第一步300用于将差速器齿轮组106安装到两件式差速器承载件102的第一壳体构件108和第二壳体构件110的对应的室部分中。第二步302包括使环形齿轮104的定位凸缘116相对于与第一壳体构件108和第二壳体构件110相关联的环状承载件槽114的槽部分对准的操作。第三步304包括使第一壳体构件和第二壳体构件朝向彼此(或一个壳体构件朝向另一个壳体构件)轴向地移动，由此使环形齿轮104相对于两件式差速器承载件102机械互锁。此后，第四步306涉及向两个壳体构件施加轴向指向的夹紧力(向相对于轴向保持的另一壳体构件的一个壳体构件施加轴向指向的夹紧力)。最后，第五步308指示沿着第一焊接装配接合部将环形齿轮104焊接至第一壳体构件108的焊接操作的执行和沿着第二焊接装配接合部将环形齿轮104焊接至第二壳体构件110的焊接操作的执行。

通过认识到两件式差速器承载件102已经被公开为包括由高强度钢通过压制操作对称地形成的第一壳体构件和第二壳体构件，本领域技术人员将了解替代性的壳体制造工艺旨在本公开的范围内。例如，可以预想到锻造的第一壳体构件和第二壳体构件，并且所述第一壳体构件和第二壳体构件接受所选择的热处理以获得期望的马氏体结构。两件式差速器承载件的马氏体结构将能够沿着第一焊接装配接合部和第二焊接装配接合部焊接至环形齿轮。

应该理解的是，可以沿着两个焊接装配接合部的每一个焊接装配接合部使用任何类型的焊接方法，例如但不限于，激光焊接、电子束焊接、MIG焊接(金属惰性气体保护焊接)、以及TIG焊接(钨极惰性气体保护焊接)。可以使用其他固定地连接部件的方法，例如，铜焊、钎焊或高强度粘合剂。最后，还应该指出的是，为本文中公开的差速器承载件的第一壳体构件和第二壳体构件而提供的具体构型仅旨在示例，并且提供沿着焊接装配接合部可对准的机械相互连接和成对的焊接装配表面的任何替代构型在本公开的范围内。

现在参照附图中的图8和图9，总体上由附图标记100’指示的差速器组件的替代性实施方式。总的来讲，差速器组件100’与图3至图6中示出的差速器组件100大体上类似，除了公开了替代性的机械互锁装置。因此，使用共同的附图标记来指出相同的(或几乎相同的)部件和/或特征，而使用带撇号的附图标记来指示与差速器100的部件相比已经改进成在结构上和/或功能上不同的差速器组件100’那些部件和/或特征。因此，差速器组件100’是根据本公开构造的第二非限制性实施方式。

差速器组件100’示出为总体上包括两件式差速器承载件102’、环形齿轮104’、以及差速器齿轮组106。两件式差速器承载件102’包括第一壳体构件108’和第二壳体构件110’，当第一壳体构件108’和第二壳体构件110’被组装时限定内部齿轮组室112，差速器齿轮组106可操作地安装在该内部齿轮组室112内。如将详细描述的，第一壳体构件108’构造成限定轴向延伸的筒形导向或定位凸缘250，该筒形导向或定位凸缘250布置成并且尺寸设定成被容纳并保持在形成于第二壳体构件110’中的环状承载件槽252内。通过布置在承载件槽252内的定位凸缘250，形成于环形齿轮104’上的第一环形齿轮焊接装配表面118’能够与形成于第一壳体构件108’上的第一壳体焊接装配表面120’对准，以在第一环形齿轮焊接装配表面118’与第一壳体焊接装配表面120’之间建立第一焊接装配接合部“WJ1”。类似地，形成于环形齿轮104’上的第二环形齿轮焊接装配表面122’能够与形成于第二壳体构件110’上的第二壳体构件焊接装配表面124’对准，以在第二环形齿轮焊接装配表面122’与第二壳体构件焊接装配表面124’之间建立第二焊接装配接合部“WJ2”。如应指出的是，第二壳体构件110’构造成包括径向延伸的导向凸缘254，该导向凸缘254能够与形成于环形齿轮104’的毂部分190’中的径向导向槽256对准并接合。

如根据图9最佳地可见，从第一壳体构件108’的与其第一筒形部分108a’相关联的第一端部表面132’沿轴向延伸有定位凸缘250。类似地，第二壳体构件110’的第一筒形部分110a’上的第一端部表面152’中形成有承载件槽252。第一壳体构件108’的第一筒形部分108a’包括外径安装表面260，该外径安装表面260构造成，在组装两件式差速器承载件102’并且将环形齿轮104’安装在其上时，与形成于毂部分190’上的内径安装表面262对准。同样地，第二壳体构件110’的第一筒形部分110a’包括外径安装表面264，该外径安装表面264构造成也与环形齿轮毂部分190’的内径安装表面262对准。在第二壳体构件110’的外部安装表面264中加工有导向槽256，并且导向槽256设置有阶梯形肩部或止动表面，导向凸缘254的正表面抵接地接合抵靠于阶梯形肩部或止动表面。此外，导向凸缘254的外周边缘表面构造成与同导向槽256相关联的筒形侧表面对准。

继续参照图9，第一筒形部分108a’上的外径安装表面260在第一壳体焊接装配表面120’附近是渐缩的，而环形齿轮毂部分190’的内径安装表面262在靠近第一环形齿轮焊接装配表面118’处也是渐缩的，以建立第一连续焊接装配槽，该第一连续焊接装配槽进而限定位于第一壳体构件108’与环形齿轮104’之间的第一焊接装配接合部(WJ1)。同样地，导向凸缘254和导向槽256在邻近第二壳体焊接装配表面124’和第二环形齿轮焊接装配表面122’的部分是渐缩的，以建立第二连续焊接装配槽，该第二连续焊接装配槽进而限定位于第二壳体构件110’与环形齿轮104’之间的第二焊接装配接合部(WJ2)。在将环形齿轮104’组装到两件式差速器承载件102’上之后，执行焊接操作以在第一焊接槽内建立第一焊缝270并且在第二焊接槽内建立第二焊缝272。焊缝270和272可以是连续的或者间断地位于对应的焊接槽内。可以对差速器承载件102’的相对两端再次施加夹紧力以维持定位凸缘250在承载件槽252内对准的保持。

壳体构件108’、110’可以是冲压的高强度部件，或替代性地壳体构件108’、110’可以是经热处理以获得马氏体结构的锻造部件，为随后焊接至环形齿轮104’做准备。无论选择什么类型的材料，使用定位凸缘和环状槽布置提供了“导向的”两件式差速器承载件102’。同样地，环形齿轮104’通过壳体凸缘和环形齿轮槽布置而相对于差速器承载件102’被“导向”。由于公差，两件式差速器承载件102’可以被组装并且然后对其外径表面进行加工/磨削，以在将环形齿轮104’安装到并焊接至两件式差速器承载件102’之前容许跳动。

现在参照图10，结合两件式差速器承载件102’的壳体构件108’、110’示出插销安装装置。具体地，非圆形的插销安装孔构造成包括形成于第一壳体构件108’的第一筒形部分108a’中的第一壳体孔108f’，并且第一壳体孔108f’能够与形成于第二壳体构件110’的第一筒形部分110a’中的第二壳体孔110f’对准。第一壳体孔108f’示出为包括一对横向间隔开且沿轴向延伸的侧表面280、282，所述侧表面280、282从第一端部表面132’延伸并且通过拱形端部表面284相互连接。在第一侧表面280与端部表面284之间形成有第一全深度半径或顶尖缺口286，而在第二侧表面282与端部表面284之间形成有第二全深度半径或顶尖缺口288。第二壳体孔110f’示出为包括一对横向间隔开且沿轴向延伸的侧表面290、292，所述侧表面290、292从第一端部表面152’延伸并且通过拱形端部表面292相互连接。在侧表面290、292与拱形端部表面294之间分别形成有第一全深度半径或顶尖缺口296和第二全深度半径或顶尖缺口298。与可能会导致与插销的拐角接触的常规的无顶尖缺口的边缘相比，顶尖缺口286、288、296、298构造成使应力水平显著地降低。特别地，本公开的该特征产生的压应力允许平的侧表面变型，而拉应力可能导致不期望的开裂。此外，插销的端部上的与拱形端部表面284、294匹配的较大半径也有助于负载均分，否则在机动车辆的前进和后退操作期间该较大半径将接触差速器承载件的平的表面。

总之，本公开提供了差速器组件，该差速器组件构造成允许环形齿轮相对于两件式差速器承载件的第一壳体构件和第二壳体构件对准并保持以沿着在环形齿轮与第一壳体构件之间建立的第一焊接接合部和在环形齿轮与第二壳体构件之间建立的第二焊接接合部进行焊接。第一壳体构件和第二壳体构件可以由冲压的材料对称形成，并且还包括导向/止动特征以用于将环形齿轮上的定位凸缘对准并保持在形成于两件式差速器承载件中的承载件槽内。插销孔的具体构型提供用以减小与将插销装入到差速器承载件中相关联的应力。

出于说明和描述的目的，已经提供了实施方式的前述描述。以上描述并非旨在是穷举或限制本公开。特定的实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定的实施方式，而是在适用的情况下是可互换的并且可以在选定的实施方式中使用，即使没有具体示出或描述也是如此。也可以以很多不同的方式来改变上述实施方式。这样的变型不应被认为是背离本公开，并且所有的这样的改型旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (15)

1.一种差速器组件(100)，包括：

差速器承载件(102)，所述差速器承载件具有第一壳体构件(108)和第二壳体构件(110)，所述第一壳体构件和第二壳体构件一起限定内部的齿轮组室(112)，所述第一壳体构件(108)具有第一槽部分和第一壳体焊接装配表面(120)，所述第二壳体构件(110)具有第二槽部分和第二壳体焊接装配表面(124 )，所述第一壳体构件和所述第二壳体构件适于使所述第一槽部分与所述第二槽部分对准以限定环状的承载件槽(114)；

差速器齿轮组(106)，所述差速器齿轮组安装在所述差速器承载件(102)的所述齿轮组室(112)内；以及

环形齿轮(104)，所述环形齿轮构造成围绕所述差速器承载件(102)并且具有环状定位凸缘(116)，所述环状定位凸缘适于被定位并保持在所述承载件槽(114)内，所述环形齿轮限定第一环形齿轮焊接装配表面(118)，所述第一环形齿轮焊接装配表面适于与所述第一壳体焊接装配表面(120)对准以建立位于所述环形齿轮(104)与所述第一壳体构件(108)之间的第一焊接装配接合部(WJ1)，所述环形齿轮(104)还限定第二环形齿轮焊接装配表面(122)，所述第二环形齿轮焊接装配表面适于与所述第二壳体焊接装配表面(124)对准以建立位于所述环形齿轮(104)与所述第二壳体构件(110)之间的第二焊接装配接合部(WJ2)；

其中，所述环形齿轮(104)通过沿着所述第一焊接装配接合部(WJ1)定位的第一焊缝(220)和沿着所述第二焊接装配接合部(WJ2)定位的第二焊缝(222)焊接至所述差速器承载件(102)，并且

其中，所述第一槽部分和所述第二槽部分相对于所述第一壳体焊接装配表面和所述第二壳体焊接装配表面径向向内设置，并且其中，所述第一环形齿轮焊接装配表面和所述第二环形齿轮焊接装配表面相对于所述定位凸缘轴向向外设置。

2.根据权利要求1所述的差速器组件，其中，所述定位凸缘(116)从所述环形齿轮(104)的毂部分(190)的围绕所述差速器承载件(102)的内径表面向内延伸，所述毂部分的所述内径表面限定第一环形齿轮安装表面(196)，所述第一环形齿轮安装表面构造成与形成于所述第一壳体构件(108)的外表面上的第一壳体安装表面(210)对准，并且所述毂部分的所述内径表面还限定第二环形齿轮安装表面(198)，所述第二环形齿轮安装表面构造成与形成于所述第二壳体构件(110)的外表面上的第二壳体安装表面(212)对准。

3.根据权利要求2所述的差速器组件，其中，当所述定位凸缘(116)布置在所述承载件槽(114)的所述第一槽部分内时，所述第一环形齿轮安装表面(196)与所述第一壳体安装表面(210)接合，并且其中，当所述定位凸缘(116)定位于所述承载件槽(114)的所述第二槽部分中时，所述第二环形齿轮安装表面(198)与所述第二壳体安装表面(212)接合。

4.根据权利要求3所述的差速器组件，其中，所述第一槽部分和所述第一壳体安装表面被加工在所述第一壳体构件(108)的所述外表面中，并且其中，所述第二槽部分和所述第二壳体安装表面被加工在所述第二壳体构件(110)的所述外表面中。

5.根据权利要求3所述的差速器组件，其中，所述第一环形齿轮焊接装配表面(118)形成于所述毂部分(190)的第一边缘部分上，并且所述第一壳体焊接装配表面(120)与所述第一环形齿轮焊接装配表面(118)对准以限定第一焊接槽，其中，所述第二环形齿轮焊接装配表面(122)形成于所述毂部分(190)的第二边缘部分上，并且所述第二壳体焊接装配表面(124)与所述第二环形齿轮焊接装配表面(122)对准以限定第二焊接槽，其中，所述第一焊接装配接合部(WJ1)由定位于所述第一焊接槽内的所述第一焊缝(220)限定，并且其中，所述第二焊接装配接合部(WJ2)由定位于所述第二焊接槽内的所述第二焊缝(222)限定。

6.根据权利要求5所述的差速器组件，其中，所述第一焊接槽和所述第二焊接槽是连续且不间断的。

7.根据权利要求1所述的差速器组件，其中，所述第一壳体构件和所述第二壳体构件被相同地构造。

8.根据权利要求1所述的差速器组件，其中，所述第一焊缝和所述第二焊缝是连续且不间断的。

9.根据权利要求1所述的差速器组件，其中，所述第一壳体构件和所述第二壳体构件是由高强度钢制成的冲压部件。

10.根据权利要求1所述的差速器组件，其中，所述第一壳体构件和所述第二壳体构件是经热处理以限定马氏体结构的锻造部件。

11.根据权利要求1所述的差速器组件，其中，所述环状承载件槽(114)是连续且不间断的，使得连续且不间断的定位凸缘(116)保持在所述环状承载件槽(114)中。

12.一种差速器组件(10 0’)，包括：

两件式差速器承载件(102’)，所述两件式差速器承载件具有第一壳体构件(108’)和第二壳体构件(110’)，所述第一壳体构件和第二壳体构件一起限定内部的齿轮组室(112)，所述第一壳体构件(108’)具有形成有轴向延伸的定位凸缘(250)的端面表面，所述第二壳体构件(110’)具有布置成与所述第一壳体构件的所述端面表面配合地接合的端面表面，并且所述第二壳体构件形成为包括承载件槽(252)，所述承载件槽的尺寸设定为将所述定位凸缘(250)接纳并保持在所述承载件槽中，所述第一壳体构件(108 ’)限定第一壳体焊接装配表面(120’)并且所述第二壳体构件限定第二壳体焊接装配表面(124’)；

差速器齿轮组(106)，所述差速器齿轮组安装在所述两件式差速器承载件(102’)的所述齿轮组室(112)内；以及

环形齿轮(104’)，所述环形齿轮构造成围绕所述差速器承载件(102’)并且具有导向槽(256)，所述导向槽适于被定位并保持成抵接接合与所述第一壳体构件和所述第二壳体构件中的一者相关联的径向延伸的导向凸缘(254)，所述环形齿轮(104’)限定第一环形齿轮焊接装配表面(118’)，所述第一环形齿轮焊接装配表面适于与所述第一壳体焊接装配表面(120’)对准以建立位于所述环形齿轮(104’)与所述第一壳体构件(108’) 之间的第一焊接装配接合部(WJ1)，所述环形齿轮(104’)还限定第二环形齿轮焊接装配表面(122’)，所述第二环形齿轮焊接装配表面适于与所述第二壳体焊接装配表面(124’)对准以建立位于所述环形齿轮(104’)与所述第二壳体构件(110’)之间的第二焊接装配接合部(WJ2)；

其中，所述环形齿轮(104’)通过沿着所述第一焊接装配接合部定位的第一焊缝(270)和沿着所述第二焊接装配接合部定位的第二焊缝(272)焊接至所述差速器承载件(102’)，并且

其中，所述承载件槽相对于所述第一壳体焊接装配表面和所述第二壳体焊接装配表面径向向内设置，并且其中，所述第一环形齿轮焊接装配表面和所述第二环形齿轮焊接装配表面相对于所述定位凸缘轴向向外设置。

13.根据权利要求12所述的差速器组件，其中，所述第一焊缝和所述第二焊缝是连续且不间断的。

14.根据权利要求12所述的差速器组件，其中，所述承载件槽是连续且不间断的，并且其中，所述定位凸缘是连续且不间断的。

15.根据权利要求12所述的差速器组件，其中，所述第一壳体构件和所述第二壳体构件是由高强度钢制成的冲压部件。

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