CN117948398A - 用于在差速传动装置中锁定补偿运动的差速锁 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于在差速传动装置中锁定补偿运动的差速锁，其中，其中至少一个从动轴(4)在锁定状态下与和驱动装置连接的差速器笼(2)形状锁合地连接，其中，与从动轴(4)同轴布置且抗相对转动地与从动轴(4)连接的滑套(5)能经由活塞元件(6)以如下方式轴向运动，即，使滑套(5)的径向侧的外齿部(7)能与差速器笼(2)的径向侧的内齿部(8)处于嵌接中。此外，还提出了一种具有差速锁的差速传动装置。

Description

用于在差速传动装置中锁定补偿运动的差速锁

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分中详细限定类型的用于在车辆的差速传动装置中锁定从动轴之间的补偿运动的差速锁。此外，本发明还涉及一种具有差速锁的差速传动装置。

背景技术

例如，由印刷文献WO 2010/005411 A1已知一种用于车辆差速器的差速锁。车辆差速器包括延伸穿过差速器壳体并能围绕转动轴线转动的左车桥轴和右车桥轴。在差速器壳体之内布置有两个半轴齿轮，其中，每个半轴齿轮与其中一个车桥轴抗相对转动地连接，其中，半轴齿轮与差速器齿轮处于嵌接。与其中一个车桥轴抗相对转动地连接有锁止环圈，并且该锁止环圈沿着该车桥轴能在解锁定位与锁止定位之间移动。在锁止定位中，连接环圈利用轴向侧布置的爪齿与差速器壳体上的相对应地轴向侧布置的爪齿嵌接，并由此固定差速器壳体以用于与锁止环圈一起转动。朝向彼此的轴向侧的爪齿需要相应的尺寸，以便利用差速锁可以传递所期望的锁定力矩。因此，在已知的差速锁中需要相当大的轴向和径向的结构空间。

发明内容

本发明的任务是提出一种差速锁和一种差速传动装置，它们以设计结构尽可能简单且在结构空间方面有利的方式被实施用于传递所期望的锁定力矩。

根据本发明，该任务通过权利要求1和10的特征解决。有利的和要求保护的改进方案由从属权利要求和描述以及附图得出。

因此，提出了一种用于在车辆的差速传动装置中锁定从动轴之间的补偿运动的差速锁，其中，其中至少一个从动轴在差速锁的锁定状态下与和驱动装置连接的差速器笼形状锁合地(formschlüssig)连接。为了确保经由差速锁以设计结构上尽可能简单且在结构空间方面有利的方式传递所期望的锁定力矩而设置的是，与从动轴同轴布置且抗相对转动地与从动轴连接的滑套或类似装置能经由活塞元件或类似装置以如下方式轴向运动，使得该滑套的径向侧的外齿部能与差速器笼的径向侧的内齿部处于嵌接中。

以该方式，由于滑套和差速器笼上的锁定齿部径向取向，使得实现了差速锁在所需的结构空间方面的优化。由于与从动轴同轴布置，几乎实现了嵌套的结构形式，这一方面确保了在结构空间方面特别有利，并且另一方面由于径向设置的锁定齿部而实现了足够的锁定力矩传递。

例如，当滑套上的外齿部和差速器笼上的内齿部形成被实施为花键的形状锁合的锁定齿部时，得到的优点是，该锁定齿部不仅可以实施成侧面受载或侧面定心，或者也可以实施成直径受载或直径定心。因此，可以在花键的齿顶和/或齿根处设置预定的间隙。例如，也可以使用符合DIN 5480标准的花键，这将为制造带来更多优势。

在所提出的差速锁中特别有利的是，尽管采用在结构空间方面有利的实施方案，但通过选择锁定齿部的轴向长度或通过选择两个形状锁合的离合器配合件(即滑套和差速器笼)上的锁定齿部的轴向重叠而仍可以调设或设计出在差速锁中的所期望的待传递的锁定力矩。

由于滑套和活塞元件分别被实施成套筒状、环形柱体状或类似形状并且径向嵌套地被布置在从动轴与容纳从动轴的壳体之间，使得提供了从轴向看结构特别小的差速锁。

为了实现尽可能简单地操纵以用于使滑套沿从动轴的轴向运动来达到差速锁的锁定状态而设置的是，至少区段式径向布置在活塞元件之内的滑套经由支承元件或类似元件支撑在相对壳体固定的活塞元件上。以该方式，使得活塞元件的轴向运动可以以简单的方式传递到正在转动的滑套上。

一种设计结构上特别简单的实施方案设置的是，支承元件一方面布置在活塞元件的内径台阶上，而另一方面布置在滑套的外径台阶上，以用于提供轴向和径向支撑。

为了使滑套产生轴向运动，优选在所提出的差速锁中可以利用以气动或液力的方式设置对活塞元件进行压力加载，其中，使通过压力加载所造成的轴向运动经由支承元件被传递到滑套上。

为了实现对滑套的预紧，可以在本发明的下一改进方案的范围内设置的是，经由弹簧元件或类似元件相对活塞元件对滑套预紧，其中，弹簧元件与从动轴同轴布置，并且至少区段式径向布置在滑套之内。作为弹簧元件可以使用螺旋弹簧或类似弹簧元件，例如压缩弹簧的形式。因此不仅得到了在所提出的差速锁中的特别节省结构空间的实施方案，而且还引起了作用到差速器齿轮或车桥锥齿轮上的一定的预紧力，这对齿轮的声学和接触方面(Tragbild)产生有利影响。

由于弹簧元件或压缩弹簧一方面支撑在与从动轴抗相对转动地连接的车桥锥齿轮上，而另一方面支撑在滑套上，使得弹簧被设计成经由弹簧力实现了在锁定齿部中接触方面的优化。

本发明的任务还通过具有上述至少一个差速锁的差速传动装置来解决。由此得到了已述的优点以及另外的优点。优选地，配备有具有该差速锁的锥齿轮差速传动装置作为差速传动装置。

附图说明

下面将参照附图进一步解释本发明。

其中：

图1：示出根据本发明的差速传动装置的示意性的剖开的局部视图，其具有处于未被锁定的状态下的根据本发明的差速锁；

图2：示出根据本发明的差速传动装置的示意性的剖开的局部视图，其具有处于被锁定的状态下的根据本发明的差速锁；

具体实施方式

图1和图2中示出了车辆的例如作为锥齿轮差速传动装置的根据本发明的差速传动装置的一个可能的实施变体，它具有处于未被锁定状态下和处于锁定状态下的根据本发明的差速锁。

锥齿轮差速传动装置与差速锁一起布置在壳体1中。锥齿轮差速传动装置包括受驱动的差速器笼2，它经由差速器齿轮13和车桥锥齿轮3驱动配属的从动轴4。

在差速锁的锁定状态下，其中至少一个从动轴4与差速器笼2形状锁合地连接，从而没有设置从动轴4之间的补偿运动。

在锥齿轮差速传动装置中，设置具有第一离合器配合件和第二离合器配合件的形状锁合的离合器作为差速锁。第一离合器配合件被设置在其中一个从动轴4上，而第二离合器配合件被设置在差速器笼2上。因此，锥齿轮差速传动装置具有集成的差速锁。差速锁与从动轴4的转动轴线同轴布置。

差速锁包括与从动轴4同轴布置且与从动轴4抗相对转动地连接的一定程度上作为第一离合器配合件的滑套5，该滑套能经由活塞元件6以如下方式轴向运动，使得滑套5的径向侧的外齿部7与一定程度上作为第二离合器配合件的差速器笼2的径向侧的内齿部8处于嵌接中。因此，锥齿轮差速传动装置具有同轴布置的集成的差速锁。由于嵌套的结构形式，使得差速锁在径向和轴向上的结构空间都得到了优化。

滑套5的外齿部7和差速器笼2的内齿部8形成被实施为花键的形状锁合的锁定齿部。依赖于所选择的滑套5的外齿部7和差速器笼2内齿部8的重叠来调设能经由差速锁传递的预定的锁定力矩。

从图1和图2中得出，滑套5和对滑套5进行操纵的活塞元件6分别被设计成套筒状或环形柱体状，并径向嵌套地布置在从动轴4与容纳从动轴4的壳体1之间。由此使得差速锁可以径向构造得尽可能小，并能放置在被实施为插装轴的从动轴4与车桥管壳体1之间。

在差速锁中设置的是，至少区段式径向布置在活塞元件6之内的滑套5经由支承元件9支承在相对壳体固定的活塞元件6上。例如可以被实施为推力滚动轴承和向心滚动轴承或类似支承元件的支承元件一方面布置在活塞元件6的内径台阶10上，而另一方面布置在滑套5的外径台阶11上，以用于轴向和径向支撑。通过对活塞元件6的压力加载14经由支承元件9来实现滑套5的轴向运动。压力加载14经由压力腔通过如下方式实现，即，该压力加载通过例如借助压缩空气或类似物产生的切换力作用到活塞元件6上。

为了在差速锁的未被锁定的状态下保持滑套5，经由弹簧元件12使滑套5相对活塞元件6预紧，其中，弹簧元件12与从动轴4同轴布置，并且至少区段式径向布置在滑套5之内。弹簧元件12一方面支撑在与从动轴4抗相对转动地连接的车桥锥齿轮3上，而另一方面支撑在滑套5上。通过压力加载14产生的切换力大于由弹簧元件12施加的弹簧力。一旦压力加载14结束，弹簧元件12就确保滑套5又轴向地运动离开差速器笼2，并断开差速锁。

因此，差速锁轴向上在所需的结构空间方面也得到优化，这是因为预紧所需的弹簧元件12被放置在车桥锥齿轮3与滑套5之间。将弹簧元件12放置在车桥锥齿轮3与滑套5之间还附加地确保差速器齿轮13受到一定的预紧力。这就声学和接触区方面具有优化的结果。

在所提出的差速锁中，差速器笼2、车桥锥齿轮3、滑套5和从动轴4同轴布置在共同的转动轴线上，其中，从动轴4抗相对转动地与车桥锥齿轮3和滑套5连接。

图2示出了锁定状态，在该锁定状态下，通过向与滑套5同轴布置的活塞元件6进行压力加载14来使滑套5朝差速器笼2的方向的轴向运动转换为径向的锁定齿部的彼此嵌接，其中，活塞元件6经由支承元件9将移动力传递到滑套5上。

在取消作用到活塞元件6上的压力加载14后，滑套5在弹簧元件12的起作用的压缩弹簧力的作用下轴向地运动离开差速器笼2，如图1所示，这与差速锁的未被锁定的状态相应。

附图标记列表

1 壳体

2 差速器笼

3 车桥锥齿轮

4 从动轴

5 滑套

6 活塞元件

7 滑套的外齿部

8 差速器笼的内齿部

9 支承元件

10 活塞元件的内径台阶

11 滑套的外径台阶

12 弹簧元件

13 差速器齿轮

14 压力加载

Claims (10)

1.用于在车辆的差速传动装置中锁定从动轴(4)之间的补偿运动的差速锁，其中，在锁定状态下，其中至少一个从动轴(4)与和驱动装置连接的差速器笼(2)形状锁合地连接，其特征在于，与从动轴(4)同轴布置且抗相对转动地与所述从动轴(4)连接的滑套(5)能经由活塞元件(6)轴向运动，使得所述滑套(5)的径向侧的外齿部(7)能与所述差速器笼(2)的径向侧的内齿部(8)处于嵌接中。

2.根据权利要求1所述的差速锁，其特征在于，所述滑套(5)的外齿部(7)和所述差速器笼(2)的内齿部(8)形成被实施为花键的形状锁合的锁定齿部。

3.根据权利要求1或2所述的差速锁，其特征在于，能依赖于所选择的所述滑套(5)的外齿部(7)和所述差速器笼(2)的内齿部(8)的重叠来调设预定的锁定力矩。

4.根据前述权利要求中任一项所述的差速锁，其特征在于，所述滑套(5)和所述活塞元件(6)分别被实施成套筒状，并且径向嵌套地布置在所述从动轴(4)与容纳所述从动轴(4)的壳体(1)之间。

5.根据权利要求4所述的差速锁，其特征在于，至少区段式径向布置在所述活塞元件(6)之内的滑套(5)经由支承元件(9)支承在相对壳体固定的活塞元件(6)上。

6.根据权利要求5所述的差速锁，其特征在于，所述支承元件(9)一方面布置在所述活塞元件(6)的内径台阶(10)上，而另一方面布置在所述滑套(5)的外径台阶(11)上以用于轴向和径向支撑。

7.根据权利要求5或6中任一项所述的差速锁，其特征在于，通过对所述活塞元件(6)的压力加载(14)经由所述支承元件(9)设置所述滑套(5)的轴向运动。

8.根据前述权利要求中任一项所述的差速锁，其特征在于，所述滑套(5)经由弹簧元件(12)相对所述活塞元件(6)预紧，其中，所述弹簧元件(12)与所述从动轴(4)同轴布置，并且至少区段式径向布置在所述滑套(5)之内。

9.根据权利要求8所述的差速锁，其特征在于，所述弹簧元件(12)一方面支撑在与所述从动轴(4)抗相对转动地连接的车桥锥齿轮(3)上，而另一方面支撑在所述滑套(5)上。

10.具有根据前述权利要求中任一项所述的差速锁的差速传动装置。