KR820000519B1

KR820000519B1 - Improvements in motor vehicle axles and method of constructing asuch axles

Info

Publication number: KR820000519B1
Application number: KR7500142A
Authority: KR
Inventors: 어얼 보울리트 로늘드; 데이비드 오우젠보오 카알
Original assignee: 마아틴 제이 스트로우벨; 데이나 코오포레이션
Priority date: 1975-01-27
Filing date: 1975-01-27
Publication date: 1982-04-12

Abstract

The vehicle axle having a differential casing(10) from which two axle tubes(44) extend, has the main body of the casing cast in one piece. The casing may be of aluminium or magnesium alloy & is cast around two sleeves(42). The sleeves house the inner ends of the axle tubes(44). The housing(28) of the differential unit is supported in the casing(10) by bearings(41). The bearings are received in seatings(39) machined in the trunnion flanges(12,13) of the casing. Bolted bearing caps(40), which are accessible from the side of the casing opposite to the input shaft(20), retain the bearings in place.

Description

How to install integrated aluminum differential housing

제1도는 본 발명에 의한 차축 구조를 설명하는 부분절취 수평 단면도.1 is a partial cutaway horizontal cross-sectional view illustrating the axle structure according to the present invention.

제2도는 치차장치와 구동축은 도면의 간략화를 위해 생략된 제1도의 선 2-2를 따라 취한 수직 단면도.FIG. 2 is a vertical sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1 with the gear and drive shaft omitted for simplification of the drawing. FIG.

차동장치 하우징은 일반적으로 가단성 주철로 제작되며, 차동기어 케이스를 지지하기 위하여 볼트로 조립되는 구조의 투피스(two-piece)형 베어링 씨이트를 포함한다. 차동장치를 포함하는 합체된 캐리어형 차축장치를 조립하기 위하여는 차축관이 들어가 설치되는 인접 개구를 통하여 차동장치 베어링 씨이트를 기계가공한다. 이 기계가공을 마친 후 기어, 베어링 및 차동장치 케이스를 하우징에 조립하여 차축관은 프레스로 끼워 맞추고 적당한 위치에 용접 고정한다. 다음 차축과 그 관련부품들을 차축관내에 조립한다.The differential housing is generally made of malleable cast iron and includes a two-piece bearing sheet that is bolted to support the differential gear case. To assemble an integrated carrier-type axle comprising a differential, the differential bearing sheet is machined through an adjacent opening into which the axle tube is fitted. After completing the machining, the gear, bearing and differential case are assembled into the housing so that the axle tube is fitted with a press and welded in place. The axle and its related parts are then assembled in the axle tube.

위에서 말한 차동장치 설치 방법은 일반적으로 가단 주철로 되어 있는 하우징일 경우에는 만족스러운 것이다. 다른 금속 예컨데 알루미늄과 같은 금속을 사용할 경우에는 강력한 프레스 조립이 어렵기 때문에 위의 방법은 적합하지 않다. 그 위에 알루미늄 용접은 어려운 문제이며, 특히 차축관으로 보통 많이 사용되는 강철과 같은 재료에는 특히 용접하기 어렵다.The above-mentioned differential installation method is satisfactory for housings which are generally made of malleable cast iron. Other metals The above method is not suitable when using a metal such as aluminum, because of the difficult press assembly. Aluminum welding is a difficult problem thereon, especially for materials such as steel, which are commonly used as axle tubes.

따라서 차축장치의 무게를 감소시키기 위하여 점차 많이 사용되고 있는 알루미늄 차동장치 하우징은 보통 각각에 차축관을 수용하기 위한 한 개의 트리니언(trunnion)이 있는 두 개의 분할형으로 주조되어 왔다. 차축관을 통해서 베어링 씨이트를 가공한다는 것은 용이한 일이 아니며 따라서 필요한 기계가공을 하기 위해 베어링 씨이트에 접근하기 위해서는 하우징을 두 개의 분할형으로 형성할 필요가 있다. 이와 같이, 베어링 씨이트를 기계 가공한 후에 볼트로 두 개의 반쪽들을 체결하게 된다. 이와 같은 구조는 일체로 되어 있는 차동장치 하우징보다 강도가 떨어지므로 만족스럽지 못하다. 또한 이에 따른 조립 및 밀봉문제 또는 베어링 씨이트의 정확한 축방향일치가 어렵게 된다.Therefore, aluminum differential housings, which are increasingly used to reduce the weight of axles, have usually been cast in two splits, each with one ternion to accommodate the axle tube. Machining the bearing sheet through the axle tube is not easy and therefore it is necessary to form the housing in two sections in order to access the bearing sheet in order to make the required machining. Thus, after machining the bearing sheet, the two halves are fastened with bolts. Such a structure is not satisfactory since it has a lower strength than an integral differential housing. This also makes assembly and sealing problems or exact axial matching of the bearing sheets difficult.

본 발명의 목적은 알루미늄 혹은 그 외의 유사한 경금속으로 되어 있는 튼튼한 일체(one-piece)로 된 차동장치 하우징을 가지는 자동차 차축구조를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a vehicle axle structure having a robust one-piece differential housing made of aluminum or other similar light metals.

본 발명의 다른 목적은 위와 같은 차축장치를 설치하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for installing the above axle device.

본 발명의 목적은 두 개의 미리 형성이 된 축방향으로 정합되는 슬리브 주조들을 내부에 가지고 상기 슬리브를 축방향으로 중첩하면서 그것에 고착되며 또한 동심원적으로 함께 장착되는 접합관을 가지는 알루미늄 등의 일체로 된 하우징을 가지는 차축에 의하여 달성된다. 관련 기어를 가지는 차동장치 케이스는 상기 하우징내에 장착된다. 하나의 차축이 그 양측상의 케이스로부터 뻗어서 각각 상기 슬리브 및 관을 통과한다.It is an object of the present invention to provide an integrated body of aluminum or the like having two preformed axially matched sleeve castings therein, the joint being secured to and concentrically mounted therewith while axially overlapping the sleeve. Achieved by an axle having a housing. A differential case with an associated gear is mounted in the housing. One axle extends from the case on both sides thereof and passes through the sleeve and the tube, respectively.

이제 도면 및 본 발명에 따른 구체예를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring now to the drawings and embodiments according to the present invention.

그 전체 장치를 번호(10)으로 일반적으로 표시한 차동장치 하우징은 입력축 수용 부분(11)과 출력축과 나중에 좀 더 상세히 설명할 차축슬리브를 수용하는 환형트라니언플렌지(12) 및 (13)과 중앙차동장치 수용부분(14)와 바람직하기로는 보강웨브(15) 및 (16)이 있는 단일 주조물이다. 구동부품과 차동기어 장치는 근본적으로 통상적인 것으로 입력축(20)에는 자동차 구동축 등에 연결하기 위하여 스플라인(spline)(21)과 같은 연결장치가 만들어져 있다. 축(20)은 베어링씨트(23)에 설치되는 베어링(22)내에 지지되고, 베어링 씨트(23)은 하우징(10)에 기계가공 되어 있다. 나사선(25)에 설치되어 있는 너트(24)로 출력축(20)을 고정하여 베어링(22)에 대하여 적당한 위치에 있게 한다. 구동 피니언 기어(26)이 입력축(20)에 부착 또는 바람직하게는 일체로 설립되어 있으며, 차동기어 케이스(28)에 볼트(29)와 같은 적당한 방법으로 연결 또는 일체로 되어 있는 링기어(27)에 구동 연결되어 있다.The differential housing, which generally denotes the whole device by number 10, includes annular trunnion flanges 12 and 13, which receive an input shaft receiving portion 11 and an output shaft and an axle sleeve which will be described in more detail later. It is a single casting with a center differential receiving portion 14 and preferably with reinforcing webs 15 and 16. The drive component and the differential gear device are basically common, and the input shaft 20 is made with a spline 21 such as a spline 21 for connecting to an automobile drive shaft. The shaft 20 is supported in the bearing 22 provided in the bearing sheet 23, and the bearing sheet 23 is machined in the housing 10. The output shaft 20 is fixed to the bearing 22 by a nut 24 provided on the thread 25. The drive pinion gear 26 is attached or preferably integrally established to the input shaft 20, and the ring gear 27 is connected to or integral with the differential gear case 28 by a suitable method such as a bolt 29. Is connected to the drive.

차동 피니언 기어(30)은 차동장치 케이스(28)에 구동회전할 수 있도록 축(31)과 같은 적당한 수단에 의해 설치되어 있으며 축(31)은 케이스(28)에 설치되어 있는 구멍(33)에 마찰력에 의해 삽입 고정되어 있는 관상 분할핀(323)에 의해 고정되어 있다. 나선홈(34)를 축(31)에 설치하여 피니언기어(30)에 대한 윤활유 공급을 원활하게 하면 더욱 좋다. 측면기어(35)는 케이스(28)에 있는 구멍(36)에 끼워지고 또한 피니언기어(30)과 구동 연결되어 있다. 측면기어(35)의 내면에는 스플라인과 같은 장치가(도시안됨) 만들어져 있어 출력축(38)의 스플라인(37)과 같은 연결면에 구동 가능하게 결합된다.The differential pinion gear 30 is provided by a suitable means such as a shaft 31 so as to drive rotation to the differential case 28, and the shaft 31 is provided in the hole 33 installed in the case 28. It is fixed by the tubular split pin 323 inserted and fixed by the frictional force. It is better to install the spiral groove 34 in the shaft 31 to smoothly supply the lubricating oil to the pinion gear 30. The side gear 35 is fitted into the hole 36 in the case 28 and is drive-connected with the pinion gear 30. A spline-like device (not shown) is made on the inner surface of the side gear 35 so as to be driveably coupled to a connection surface such as the spline 37 of the output shaft 38.

케이스(28)은 하우징(10) 내에 베어링 씨이트(39)내와 베어링(41) 위에 있는 베어링 리테이너(40) 위에 회전할 수 있도록 설치되어 있다. 씨이트(39)는 만족스러운 차동성능, 소음이 없는 것, 수명등을 보장하기 위하여 정확히 서로 일치되도록 가공해야 한다. 앞에서 언급한 바와 같이, 종래의 일체로 된 차동장치 하우징은 하우징(10)과 베어링 리테이너(40)상의 베어링 씨이트(39)를 차축관 트라니언 플렌지를 통하여 먼저 가공한 후 차축관을 하우징에 삽입하여 고정시킨다.The case 28 is installed in the housing 10 so as to rotate in the bearing sheet 39 and on the bearing retainer 40 on the bearing 41. The sheet 39 should be machined to exactly match each other to ensure satisfactory differential performance, noise free, life and the like. As mentioned above, the conventional integrated differential housing first processes the bearing seat 39 on the housing 10 and the bearing retainer 40 through the axle tube trunnion flange and then the axle tube to the housing. Insert and fix.

종래의 구조로는 적당하지 않은 알루미늄이나 마그네슘 혹은 그 외의 다른 금속이나 합금으로 된 일체로 된 차동장치 하우징을 가지는 차축장치는 분할형 차축관 구조가 사용된다. 한쪽 분할 부분 슬리브(42)를 미리 성형하고 그 둘레에 잘 알려진 주조기술을 사용하여 하우징(10)을 주조한다.Axle arrangements with integral axle housings of aluminum, magnesium or other metals or alloys, which are not suitable for conventional constructions, employ a split axle tube structure. One split partial sleeve 42 is preformed and the housing 10 is cast around it using well known casting techniques.

본 발명에 적합한 주조 방법은 다이 캐스팅이다. 슬리브(42)는 차축관으로 보통 사용되는 강철로 만드는 것이 좋고 그 외면을 너얼링(knurling)(43)과 같이 불규칙한 표면을 만들어 하우징(10)과 슬리브(42)가 단단히 고착되도록 한다. 슬리브(42)와 동심이 되고 짝이 되도록 차축관(44)를 설치하여 축 방향으로 겹치게 하고 상기 슬리브(42)에 고정시킨다. 차축관(44)는 슬리브(42)에 너무 꼭 끼지 않도록 하여 용접부(45)에 의해 서로 용접 고정하는 것이 좋다. 차축관(44)는 일반적으로 종래의 구조와 같이 플렌지(46)이 있어 바퀴나 그 밖의 관계 부품에 연결되도록 되어 있다.Suitable casting methods for the present invention are die casting. The sleeve 42 is preferably made of steel, commonly used as an axle tube, and its outer surface creates an irregular surface, such as a knurling 43, to firmly secure the housing 10 and sleeve 42. The axle tube 44 is installed so as to be concentric with and coupled to the sleeve 42 so as to overlap in the axial direction and to be fixed to the sleeve 42. The axle tube 44 is preferably welded to each other by the welding portion 45 so as not to fit too tightly to the sleeve (42). The axle tube 44 generally has a flange 46, as in the conventional structure, to be connected to wheels or other related parts.

차축장치의 구조 및 조립은 다음과 같다. 차동장치 하우징(10)은 슬리브(42) 둘레에 다이 캐스팅된다. 적어도 베어링 씨이트(39)의 가공을 포함하는 필요한 기계 가공을 다음에 행한다. 베어링 씨이트(39)는 인접 슬리브(42)를 통하여 서로 정확히 일치되도록 기계가공한다. 물론 베어링 리테이너(40)도 제 위치에 고정되고 하우징(10)과 함께 기계 가공된다. 슬리브(42)는 환형 플렌지(12) 및 (13)에서 1인치 정도만 연장되어 있는 것이 좋으며 그렇게 함으로써 비교적 짧은 축을 가진 공구틀(잘 알려진 바와 같이 더 강고하고 따라서 정확한 가공을 할 수 있다) 사용할 수 있다. 단 한 개의 슬리브(42)만을 사용하여 그를 통해 양쪽 베어링 씨이트(39)를 기계가공 함으로써 본 발명에 따른 잇점을 달성할 수 있지만 위에서 설명한 바와 같이 두 개의 슬리브(42)를 사용하는 것이 좋다. 한 개의 슬리브(42)를 사용할 경우에는 차축관(44)를 슬리브(42)와 같은 방법으로 하우징에 부착하게 된다. 다시 말하면 하우징을 슬리브(42) 둘레와 차축관(44)의 한쪽 끝 둘레에 주조하며, 차축관 한쪽 끝은 슬리브와 비슷하게 그 표면을 불규칙하게 하여 차축관과 하우징 사이의 부착력을 증가시킨다.The structure and assembly of the axle device is as follows. The differential housing 10 is die casted around the sleeve 42. Next, necessary machining including at least the machining of the bearing sheet 39 is performed. The bearing sheets 39 are machined to be exactly coincident with each other via the adjacent sleeve 42. Of course, the bearing retainer 40 is also fixed in place and machined together with the housing 10. The sleeve 42 preferably extends only about one inch from the annular flanges 12 and 13, thereby allowing the use of a tool frame with a relatively short axis (as is well known, which allows for stronger and thus more precise machining). . The advantages according to the invention can be achieved by machining both bearing seats 39 through them using only one sleeve 42, but it is preferred to use two sleeves 42 as described above. When one sleeve 42 is used, the axle tube 44 is attached to the housing in the same way as the sleeve 42. In other words, the housing is cast around the sleeve 42 and around one end of the axle tube 44, with one end of the axle tube irregularizing its surface similar to the sleeve to increase the adhesion between the axle tube and the housing.

기계가공이 끝난 다음에는 편리한 순서대로 입력축(20)을 그의 부속 피니언기어(26) 및 베어링과 함께 제 위치에 고정하고 차동장치 케이스(28) 및 그 부속 기어장치를 설치하기 위하여 베어링 리테이너(40)을 제거한다. 차동장치 케이스(28) 및 그 부속 기어장치와 베어링(41)을 제위치에 설치한 후, 베어링 리테이너(40)을 재설치하되 앞서 가공한 위치에 놓여지도록 주의하여야 한다. 차축관(44)는 위 조립과정중 아무때나 설치할 수 있으나 맨 마지막에 조립하는 것이 바람직하다.After machining, the bearing retainer 40 is fixed in order to secure the input shaft 20 in place with its accessory pinion gear 26 and bearings and to install the differential case 28 and its associated gear mechanism. Remove it. After the differential case 28 and its associated gear and bearing 41 are in place, the bearing retainer 40 must be reinstalled, taking care to place it in the previously machined position. Axle tube 44 may be installed at any time during the above assembly process, but it is preferable to assemble at the end.

다음에 차축(38)을 차동장치 내에 삽입한다. 이 작업은 카바(47)과 가스켓(48)을 설치하여 볼트(49)로 하우징에 고정하기 전에 행하는 것이 좋다.The axle 38 is then inserted into the differential. This operation is preferably performed before the cover 47 and the gasket 48 are installed and fixed to the housing with the bolt 49.

Claims

Support the at least one sleeve 42 in a predetermined direction and cast the differential housing 10 such that the trunnion flanges 12, 13 of the differential housing 10 surround a portion of the sleeve 42. And insert a tool through the sleeve to machine the bearing seat 39 in the housing to create a receiving portion of the bearing 41 for supporting the differential case 28, and the axle tube 44 Inserting into the sleeve (42) and securing the sleeve (42) and the axle tube (44) to each other.