专利名称：分动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机动车的持续地驱动的第一轮轴和至少一个另外的可接入的轮轴的驱动的分动器，其具有可由换挡变速器驱动的输入轴和与该输入轴同轴地分布的第一输出轴，该第一输出轴用于持续地驱动的轮轴的驱动；并且具有附加于输入轴和第一输出轴地布置在副轴传动装置中的中间轴和由中间轴经由齿轮副驱动的第二输出轴，该第二输出轴用于另外的可接入的轮轴的驱动，其中，第一输出轴可以经由第一换挡离合器有选择地以直接传递方式或以减速方式来驱动。
背景技术：
机动车为了改善其牵引性能且在提高最大可传递的转矩的情况下设有多轴式驱动。尤其地在越野的商用车、牵引车辆和建筑机械的情况下使用具有多个驱动的轮轴的驱动设计，在其中经由单独的或法兰连接在换挡变速器壳体上的分动器，所有轮轴可以永久地或部分选择性地接入或断开地被驱动。对于不仅配备有全轮驱动而且配备有后轴驱动的相应的车辆类型的商用车的制造商而言，如下是非常重要的，即，在这两种情况中商用车的整体造型基本上是相同的。在此目的是，当商用车配备全轮驱动时，该商用车的驾驶室的较低的位置同样得以保持。在分动器的从动凸缘与后轴的输入驱动装置之间的强烈的偏移将引起在相应的万向节轴上的较大的偏转角(BeugewinkeI),这种强烈的偏移可由如下方法避免，即，与换挡变速器连接的输入轴与用于后轴驱动的输出轴同轴地布置。在此，引起到前轴中的输入驱动的万向节轴侧向地在换挡变速器上且在内燃机上引导经过。在专利权利要求1的前序部分中所说明的类型的分动器满足用于两个轮轴的驱动的前面所提及的前提条件，这种分动器由DE2252050B2公知。该具有输入轴与第一输出轴同轴的布置的分动器除了用于在分动器两侧发出的动力输出的轴组(Wellenzug)之外，为了换挡到其空转中或换挡到两个驱动档位中具有四个另外的轴组。驱动档位可具有直接传递或加速和减速。在此，在包含输入轴和第一输出轴的轴组内插入了容纳中间齿轮的单独的轴段，其中，该中间齿 轮与在中间轴上可自由转动的且可与该中间轴联接的齿轮并且与差速器的冠状齿轮啮合。其是永久地驱动两个轮轴(即后轴和前轴)的分动器，因为未设置前轴驱动的断开装置。
发明内容
本发明的任务是，以如下方式改进前面所提及类型的分动器，即，尽管需要的构件减少仍然使得可接入的轮轴的驱动的接入和断开和高低档范围选择分组换挡(Bereichsgruppenschaltung)成为可能。在此,分动器的结构尺寸也应该被减小，从而使得其可无问题地安装在由车架限定的安装空间内。该任务基于独立专利权利要求1和2的前序部分的特征且与其特征性特征相联系地来解决。紧接着的从属的权利要求分别说明了根据本发明的理论的有利的改进方案。根据专利权利要求1的特征部分，第一换挡离合器应直接布置在输入轴上且在用于直接传递的第一换挡位置中输入轴直接与第一输出轴或布置在其上的第一从动轮连接，并且第一换挡离合器应在第二换挡位置中将可自由转动地支承在输入轴上的第一驱动轮与其联接且第一输出轴经由在中间轴上构造的副轴传动装置来驱动，由此，第一输出轴以降低的转速被驱动。轴和第一换挡离合器的该布置整体上引起分动器的外部尺寸和需要的构件的明显减少。在此，第一换挡离合器可占据两个不同的换挡位置，其中，为了直接的传动第一换挡离合器连接输入轴与第一输出轴或为了第一输出轴的转速相对输入轴的转速的降低联接第一驱动轮与输入轴，从而使得第一输出轴在该越野档位中经由副轴传动装置被驱动。通过实现直接的传动，分动器关于输入轴的位置的高度降低，从而使得用于驾驶室的布置的空间在商用车的情况下不被限制，也就是说，乘员舱可占据相对较低的位置。分动器须如下这样来实施，即，通用的万向节轴在4X2规格的货车的情况下可被保持在变速器与轮轴之间。通过使分动器不具有输入轴相对输出轴的偏移，发动机变速器单元具有较小的相对后轴的偏移，由此，驾驶室可保持较低。在交替地承担两种功能的第一换挡离合器的位置上，也可设置有两个彼此分开地布置的换挡离合器，一个用于直接的传动且一个用于将第一齿轮固定在中间轴上或在差速器的组成部分上。该分开布置的换挡离合器对于其接合过程而言可具有相向的操纵方向，从而使得其可借助于换档拨叉轴交替地操纵。对此备选地，根据独立专利权利要求2第一换挡离合器应直接布置在输入轴上且在用于直接传递的接合的换挡位置中输入轴直接与第一输出轴连接。这与在其中车辆在公路组别中被驱动的第一范围组别相应。此外，与输入轴抗相对转动地连接的第一驱动轮应与第一齿轮啮合，该第一齿轮在与越野组别相应的第二范围组别中且在不存在差速器的情况中可经由第三换挡离合器联接到中间轴上或联接到差速器的组成部分上，其中，第一输出轴经由在中间轴上构造的副轴传动装置以降低的转速被驱动。直接传递意味着，第一输出轴与输入轴被1:1地驱动。根据该第二解决方案，第一换挡离合器于是不构造为双离合器，因为作为替代在输入轴与第一输出轴之间以及在第一齿轮与中间轴或者差速器的组成部分之间设置有单离合器。与此相对，在根据DE2252050B2的分动器中构造成本由于不进行由输入轴至第一输出轴的直接的传动明显提高了。具体来说，输入轴按照属于部件B的换挡离合器的换挡位置以加速或减速方式来驱动第一中间轴。由该第一中间轴起，布置在第二中间轴上的差速器经由另外的换挡离合器和中间齿轮被驱动。差速器的输出轴于是经由另一齿轮副驱动通向后轴的输出轴。除了相对根据本发明的解决方案明显较高的构造成本之外，分动器的外部尺寸由于使用了四个轴组明显增大。如下根据本发明的分动器的构造方案是特别有利的，在其中中间轴的延长的截段容纳可在其上自由转动的第二驱动轮，该驱动轮与布置在第二输出轴上的第二从动轮啮合且可与延长的截段借助于第二换挡离合器连接。借助于该第二换挡离合器进行前轴驱动的选择性的接入或断开。对此备选地，相对中间轴同轴地可布置有与第二驱动轮抗相对转动地连接的轴端，其可转动地支承在中间轴中，其中，驱动轮与布置在第二输出轴上的第二从动轮啮合且该轴端经由第二换挡离合器可与中间轴联接。当然同样存在如下可行性，即，第二换挡离合器布置在第二输出轴上，以便于将第二从动轮选择性地与其连接。此外，第二换挡离合器可与限制可传递到前轴上的转矩的摩擦锁合或形状锁合的元件组合，或可由其替代。
在本发明的另外的设计方案中，在中间轴内应布置有其组成部分不仅与第一齿轮和第二齿轮而且还与第二驱动轮连接的差速器，其中，第二驱动轮与布置在第二输出轴上的第二从动轮啮合。因此，该差速器在越野档位中以如下方式承担纵向差速器的功能，即，行星齿轮组在车辆的无滑移的运行中完全或几乎完全整个成块地运转。为此，齿轮链的传动比如下这样来选择，即，在考虑轮胎周长的情形下在无滑移的运行中在差速器上不出现转速差，也就是说不存在补偿运动。基于根据本发明的轴布置和齿轮布置，如下以简单的方法是可以实现的，即，将各自需要的前轴传动比匹配于在全驱运行中所设置的后轴传动比。对此须以相应的方式改变第二驱动轮和第二从动轮的齿数。此外，在本发明的范畴中存在如下可行性，S卩，差速器构造为圆柱行星齿轮传动装置，其在空间上布置在第一与第二齿轮之间。圆柱行星齿轮传动装置仅具有较小的轴向尺寸，其基本上与第一换挡离合器的轴向尺寸相应。由此得出极其紧凑的布置且因此得出分动器的轴向结构长度的减小。在此如下是有利的，当圆柱行星齿轮传动装置的组成部分中齿轮架与第一齿轮、内齿圈与第二齿轮且中心轮与第二驱动轮连接时。在本发明的改进方案中，在齿轮架与中心轮之间应布置有用于锁止差速器的锁止离合器，其在由输入轴至第一输出轴的直接传递的情况下将由第一驱动轮驱动的第一齿轮与第二驱动轮联接。在其中两个轮轴以减速方式来驱动的越野档位中，因此可在优选地在两个轮轴的其中一个上出现的极端的滑移状态中借助于锁止离合器来锁止差速器。在具有纵向差速器的分动器的构造方案中，该锁止离合器布置在如下区域中，在其中在不具有纵向差速器的先前所说明的版本中应设置有第二换挡离合器。由此存在如下可行性，即，分动器根据与在模块化系统中一样的要求在维持壳体构造和所有重要的驱动部件的情况下来改变且因此匹配于这些要求。此外，锁止离合器可与限制可传递到前轴上的转矩的摩擦锁合或形状锁合的元件组合，或可由其替代。在此，尤其是当商用车设有用于驱动独立的装置的动力输出轴时，如下可能是有利的，即，将该动力输出轴与齿轮架连接且将该动力输出轴在此引导穿过第二齿轮。因此，该齿轮架一侧与第一齿轮且另一侧与引起动力输出的轴连接。在此，动力输出轴在刹住的内齿圈的情况下可传递转矩，其中，第一齿轮和第二齿轮与中心轮脱开。为了固定或者为了制动内齿圈，后轴通过停车锁止装置或驻车制动器力锁合地或形状锁合地锁定。对此备选地，第一换挡离合器可以以如下方式来构造，即，其仅用于至第一输出轴的直接传动的接入或断开，而在齿轮架与第一齿轮之间布置有另一换挡离合器。在此，第一齿轮可与布置在动力输出轴上的从动轮啮合。因此，动力输出轴在接通的越野组别中(即在全驱运行中)被驱动。当车辆被拖曳时是这种情况。在用于动力输出轴的驱动的两种版本中，该动力输出轴与差速器的齿轮架连接。然而，齿轮架在车辆被拖曳的情况下作为由中心轮和内齿圈构成的总轴由前轴和后轴出发来驱动。相对于这两个版本备选地，内齿圈的转速可被传递到动力输出轴上。不仅换挡离合器而且锁止离合器应优选地构造为爪式离合器。相应的爪式离合器如果需要可设有同步装置。然而此外同样存在如下可行性，即，一个离合器或全部离合器设有摩擦锁合的随动件。最后，在本发明的另外的设计方案中提出如下建议，S卩，第二输出轴布置在相对分动器壳体独立的壳体中，其中，该壳体可绕中间轴的纵向中轴线摆动且可被固定在分动器壳体上的不同的位置中。由此，第二输出轴的驱动凸缘可与壳体共同地摆动到如下位置中，在其中与其连接的万向节轴优选地关于换挡变速器、曲轴壳体或者内燃机的油槽以及到前轴变速器中的输入驱动装置的位置占据最优的位置且以尽可能小的偏转角被驱动。本发明不被限制于独立权利要求和从属权利要求的特征的所说明的组合。此外得出如下可行性，即，各个特征(不管其是由权利要求、实施例的下面的描述或直接由附图得知)可彼此组合。权利要求通过使用附图标记对附图的引用应不限制权利要求的保护范围。
下面，与本发明的有利的实施方式的描述一起详细地示出改进本发明的另外的措施。其中:图1示出分动器的根据本发明的第一实施方式的示意性图示，图2示出关于轴布置与根据图3中的线I1-1I的截面相应的第二实施方式的示意性图示，图3示出在具有可摆动的、容纳第二输出轴的壳体的分动器的端侧上的视图，图4示出具有动力输出轴的第一驱动形式的分动器的第三实施方式的示意性图示，以及图5示出动力输出轴的第二驱动形式的示意性图示。
具体实施例方式在图1、2和4中,用I标明分动器的输入轴,其由优选构造为商用车的车辆的未详细标明的换挡变速器在驱动凸缘Ia上，优选经由万向节轴来驱动。当然该车辆也可以是农用的牵引车辆或建筑机械。在输入轴I上布置有第一换挡离合器2，输入轴I可以经由该第一换挡离合器有选择地与抗相对转动地布置在第一输出轴3上的第一从动轮4或与在输入轴I上可自由转动的第一驱动轮5联接。只要第一从动轮4和输入轴I经由第一换挡离合器2彼此联接，就进行由输入轴I到第一输出轴3上的直接传动,该第一输出轴3经由从动凸缘3a且优选经由未不出的万向节轴与车辆的持续地驱动的后轴连接。附加于输入轴I和第一输出轴3，在副轴传动装置中布置有中间轴6。除了中间轴6之外，与第一驱动轮5啮合的第一齿轮7和与第一从动轮4啮合的第二齿轮8是该副轴传动装置的组成部分。在根据图1的分动器的构造方案中，第一齿轮7和第二齿轮8直接与中间轴6固定地连接。在如面所描述的直接传动中，车辆的后轴在与车辆在换挡变速器中可切换的档位的公路组别中的运行相应的转速范围中被驱动。可经由第一换挡离合器2选择的减速范围(在其中输入轴I经由第一驱动轮5、第一齿轮7、中间轴6、第二齿轮8和第一从动轮4来驱动第一输出轴3)与越野组别相应。在该越野组别中，未详细示出的驱动轮(其可以是前轴)也可以由中间轴6出发来被驱动。第二离合器9用于选择性地接入或断开这种驱动，该第二离合器布置在可自由转动地在中间轴6中引导的轴端10上并且可以与第一齿轮7联接。轴端10容纳抗相对转动地布置在其上的第二驱动轮11，其与在第二输出轴12上同样抗相对转动的第二从动轮12b啮合。该第二输出轴12经由从动凸缘12a与引起前轴的轴驱动的万向节轴形成连接。根据图2的分动器的构造方案从基本结构上与根据图1的一致。然而在此，在中间轴内布置有构造为圆柱行星齿轮组的差速器13，其在接通的越野组别中且进而在全驱运行中充当在后轴与前轴之间的纵向差速器。为此，在该解决方案中取消了第二换挡离合器，也就是说第二轮轴在越野组别中被永久地驱动。在第二换挡离合器的位置上设置有锁止离合器14，齿轮架15借助于该锁止离合器可与中心轮16连接。该中心轮16经由第二驱动轴17与第二驱动轮11形成连接，其与图1 一致地驱动布置在第二输出轴12上的从动轮12b。内齿圈18与副轴传动装置的第二齿轮8连接。如下可被辨认出，S卩，根据图2的解决方案尽管使用差速器，但与根据图1的解决方案几乎相同。因此其原则上是一种按照要求无需重要的结构上的改变以简单的方式与各自的需求相匹配的变速器构造方案。在图3中示出了按照根据图2的示意图构造的分动器的端侧的视图。在此，变速器兀件被分动器壳体19和可相对该分动器壳体摆动的壳体20包围。在分动器壳体19的上部区域中可辨认出驱动凸缘la，在壳体20的下部区域中可辨认出与前轴经由万向节轴连接的从动凸缘12a。在中央穿过中间轴分布的转动轴21由交叉的点划线标明。壳体20可以绕该转动轴21相对分动器壳体19摆动，其中，这两个壳体19和20可在不同的位置中彼此附着。经改变的位置通过虚线显示。由此存在以如下方式来优化从动凸缘12a的位置的可行性，即，避免万向节轴的较大的偏转角并且该万向节轴可在换挡变速器上且在内燃机上引导经过。同样地，由此取消了多种壳体变体方案的必要性。图4和5示出基于根据图1和2的解决方案的本发明的实施例。这些布置方案同样包含布置在第一齿轮7与第二齿轮8之间的差速器13。该差速器13的组成部分(即齿轮架15、中心轮16和内齿圈18)以与在图2中相同的方式与轴连接。但是，根据图4第二驱动轮11可以借助于第三换挡离合器22有选择地与驱动轴17联接或脱开。此外，在此被引导穿过副轴传动装置的第二齿轮8的动力输出轴23与齿轮架15脱离。该动力输出轴23 (也被称作取力轴(ZapfVelle))用于外部装置的驱动。这在车辆的静止状态中，也就是说在刹住的第一输出轴3的情况下并且利用将转矩经由第一换挡离合器2传递到第一齿轮7上以及分开的其余的离合器(锁止离合器14和第三换挡离合器22)来实现。在此，内齿圈18经由相应的齿轮4和8支撑在第一输出轴3上。以该方式，通过分动器的与较少的构造成本相联系的改变实现动力输出。最后，图5示出备选的解决方案，利用该解决方案同样提供动力输出。在该情况中，第一换挡离合器2a和第三换挡离合器2b布置在输入轴I与第一输出轴3之间以及在第一齿轮7与齿轮架15之间。在此，第三齿轮24与布置在齿轮架15上的第一齿轮7啮合，该第三齿轮附着在动力输出轴25上。在该情况中，不仅在锁止的差速器的情况下而且在解锁的差速器的情况下动力输出轴24都可被驱动。由此如下是可行的，S卩，在停着的车辆的情况下动力输出装置可以转动，并且该动力输出装置可以在空间上灵活地布置。附图标记I 输入轴Ia 驱动凸缘
2、2a第一换挡离合器2b第三换挡离合器3第一输出轴3a从动凸缘4第一从动轮5第一驱动轮6中间轴7第一齿轮8第二齿轮9第二换挡离合器10轴端11第二驱动轮12第二输出轴
`
12a第二从动凸缘12b第二从动轮13差速器14锁止离合器15齿轮架16中心轮17第二驱动轴18内齿圈19分动器壳体20壳体21转动轴22第三换挡离合器23动力输出轴24第三齿轮25动力输出轴
权利要求
1.用于机动车的持续地驱动的第一轮轴和至少一个另外的能接入的轮轴的驱动的分动器，所述分动器具有能由换挡变速器来驱动的输入轴(I)和与所述输入轴同轴地分布的第一输出轴(3)，所述第一输出轴用于持续地驱动的轮轴的驱动；并且具有附加于所述输入轴(I)和所述第一输出轴(3)布置在副轴传动装置中的中间轴(6)和由所述中间轴(6)经由齿轮副(ll、12b)来驱动的第二输出轴(12)，所述第二输出轴用于所述另外的能接入的轮轴的驱动，其中，所述第一输出轴(3)能经由第一换挡离合器(2)有选择地以直接传递方式或以减速方式来驱动，其特征在于，所述第一换挡离合器(2)直接布置在所述输入轴(I)上，并且在用于直接传递的第一换挡位置中所述输入轴(I)直接与所述第一输出轴(3)或布置在所述第一输出轴(3)上的第一从动轮(4)连接，并且所述第一换挡离合器(2)在第二换挡位置中将能自由转动地支承在所述输入轴(I)上的第一驱动轮(5)与所述输入轴(I)联接，并且在此所述第一输出轴(3)经由在所述中间轴(6)上构造的副轴传动装置来驱动，由此所述第一输出轴(3)能以降低的转速来驱动。
2.用于机动车的持续地驱动的第一轮轴和至少一个另外的能接入的轮轴的驱动的分动器，所述分动器具有能由换挡变速器来驱动的输入轴(I)和与所述输入轴同轴地分布的第一输出轴(3)，所述第一输出轴用于持续地驱动的轮轴的驱动；并且具有附加于所述输入轴(I)和所述第一输出轴(3)布置在副轴传动装置中的中间轴(6)和由所述中间轴(6)经由齿轮副(ll、12b)来驱动的第二输出轴(12)，所述第二输出轴用于所述另外的能接入的轮轴的驱动，其中，所述第一输出轴(3)能经由第一换挡离合器(2a)有选择地以直接传递方式或以减速方式来驱动，其特征在于，所述第一换挡离合器(2a)直接布置在所述输入轴(I)上，并且在用于直接传递的接合的换挡位置中所述输入轴(I)直接与所述第一输出轴(3)连接，并且与所述输入轴(I)抗相对转动地连接的第一驱动轮(5)与第一齿轮(7)啮合，所述第一齿轮经由第三换挡离合器(2b)能联接到所述中间轴(6)上或能联接到差速器(13)的组成部分(齿轮架15)上，其中，所述第一输出轴(3)能经由在所述中间轴(6)上构造的副轴传动装置以降低的转速来驱动。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的分动器，其特征在于，与所述中间轴(6)同轴地布置有与第二驱动轮(11)抗相对转`动地连接的轴端(10)，所述轴端能转动地支承在所述中间轴(6)中，其中，所述第二驱动轮(11)与布置在所述第二输出轴(12)上的第二从动轮(12b)啮合，并且所述轴端(10)能经由第二换挡离合器(9)与所述中间轴(6)联接。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的分动器，其特征在于，在所述中间轴￠)内布置有差速器(13)，所述差速器的组成部分(15、16、18)不仅与第一齿轮(7)和第二齿轮(8)而且与第二驱动轮(11)连接，其中，所述第二驱动轮(11)与布置在所述第二输出轴(12)上的第二从动轮(12b)啮合。
5.根据权利要求4所述的分动器，其特征在于，所述差速器(13)构造为圆柱行星齿轮传动装置，所述圆柱行星齿轮传动装置在空间上布置在所述第一齿轮(7)与所述第二齿轮(8)之间。
6.根据权利要求5所述的分动器，其特征在于，所述圆柱行星齿轮传动的组成部分中，齿轮架(15)与所述第一齿轮(7)、内齿圈(18)与所述第二齿轮(8)且中心轮(16)与所述第二驱动轮(11)连接。
7.根据权利要求6所述的分动器，其特征在于，在所述齿轮架(15)与所述中心轮(16)之间布置有用于锁止所述差速器(13)的锁止离合器(14)。
8.根据权利要求6所述的分动器，其特征在于，所述齿轮架(15)与被引导穿过所述第二齿轮⑶的动力输出轴(23)连接。
9.根据权利要求8所述的分动器，其特征在于，所述动力输出轴(23)在刹住的内齿圈(18)的情况下传递转矩，其中，所述第一齿轮(7)和所述第二驱动轮(11)与所述中心轮(16)脱开。
10.根据权利要求1或2中任一项所述的分动器，其特征在于，所述第二输出轴(12)布置在相对分动器壳体(19)独立的壳体(20)中，其中，所述壳体(20)能绕所述中间轴(6)的纵向中轴线摆动且能被固定在所述分动器壳体(19)上的不同的位置中。
11.根据权利要求1 所述的分动器，其特征在于，所述第一输出轴(3)与所述第二输出轴(12)经由差速器(13)形成连接。
全文摘要
用于机动车的持续地驱动的第一轮轴和至少一个另外的可接入的轮轴的驱动的分动器具有可由换挡变速器来驱动的输入轴(1)和与该输入轴同轴地分布的第一输出轴(3)。第一输出轴(3)用于持续地驱动的轮轴的驱动。此外，附加于输入轴(1)和第一输出轴(3)在副轴传动装置中布置有中间轴(6)，其经由齿轮副(11、12b)来驱动第二输出轴(12)，其中，第一输出轴(3)能经由第一换挡离合器(2)有选择地以直接传递方式或以减速方式来驱动。在此，第一换挡离合器(2)应直接布置在输入轴(1)上，并且在用于直接传递的第一换挡位置中输入轴(1)直接与第一输出轴(3)或布置在该第一输出轴上的第一从动轮(4)连接。此外，第一换挡离合器(2)应在第二换挡位置中将可自由转动地支承在输入轴(1)上的第一驱动轮(5)与其联接，并且第一输出轴(3)经由在中间轴(6)上构造的副轴传动装置来驱动，由此第一输出轴(3)以降低的转速来驱动。
文档编号B60K17/344GK103118892SQ201180044847
公开日2013年5月22日 申请日期2011年8月3日 优先权日2010年9月16日
发明者乌尔里希·索尔卡 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司