专利名称：轴间差动器用的润滑泵的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及轴间差动器组件，而更准确地说是涉及轴间差动器组件用的一种专用的润滑泵。
背景技术：
具有固定连接的多驱动轴的机动车辆通常装备有轴间差动器组件，一般是布置在车辆的传动变速箱或串列轴动力分配器中，以在该车辆转弯期间实现各驱动轴之间的扭矩平衡来补偿轮胎尺寸差异等，即在各驱动轴之间的速度差异存在任何物理需求时。轴间差动器组件广泛应用于重型卡车的串列驱动轴，用于在公路上及越野工作中作为动力分配器。
有时这些机动车辆在不同驱动轴的轮胎之间的不相等牵引力条件状况下被驱动。如果任何轮胎处的牵引力条件下降至满足牵引工作所需条件之下，就可能发生高速的轴间差动条件。由于缺乏润滑，这些高速的差动条件可能潜在地严重损伤关键的差动器组件的部件，诸如该差动器组件的轴支承表面以及滚动接触表面。
在变速箱或轴箱中这种驱动轴通常具有润滑剂源并向输入及输出轴轴颈和轴间差动器提供正压力润滑剂，该输入及输出轴轴颈和轴间差动器在该轴箱中被配置在润滑剂水平面之上，以在这些高速的差动条件下防止损伤的差动齿轮部件。但是在车辆运动时，差动器组件的现今润滑泵是连续地被驱动的，虽然如技术人员已熟知的只是在相对高速等级差动器工作的临时条件下需要润滑供应。不顾轴颈及轴间差动器的其它部件所需的润滑量，该连续地被驱动的润滑泵在工作并消耗发动机动力，因此导致车辆动力传输方面不必要的附加损失并增加了燃料消耗。
因此已有需要提供一种低成本及方便的方法来安装一种润滑泵，以只在需要时向轴颈及轴间差动器组件提供压力流动的润滑剂。
发明内容
本发明缓解了先有技术的缺陷。本发明提供了具有专用的润滑泵的一种轴间差动器组件。该润滑泵驱动上与该差动器组件的两个差动转动件耦连，并因此只在产生差动动作时供应润滑剂。该液压泵提供的润滑剂容积流量与该转动件的相对的(或差动的)转动速度成正比地改变。
根据本发明的优先实施例，轴间差动器组件包括相对彼此布置成共轴线的一输入轴、一输出轴；一差动齿轮装置；以及配置在该输入及输出轴之间的专用润滑泵。该润滑泵只用于润滑轴颈及轴间差动器的齿轮装置，并只用于需要时，即该泵仅在该差动动作发生在输入轴与输出轴之间的期间产生润滑剂流动，并且流率与速度差成比例。
根据本发明的优先实施例，该泵是回转式的，并且该差动器是伞齿轮式的。但是，其它形式的泵，诸如齿轮泵或叶片泵，以及其它形式的差动器，诸如正齿轮式的，也是在本发明目标范围内。该润滑泵包含由输入轴驱动的一转子；和连接于一侧齿轮的一壳体，该侧齿轮驱动上与输出轴连接。由润滑泵产生的油流通过与输入轴及输出轴上的通路连通的一沟道输向轴颈及轴间差动器的齿轮装置，这些通路向这些轴的轴颈和向轴间差动器组件供应润滑剂。
另外，泵壳直接地连接在输出轴上。
因此，根据本发明的轴间差动器组件含有专用的润滑泵，它紧凑地配置在输入与输出轴之间，仅当需要时润滑差动器组件的部件，因此提供了较高的效率和降低了燃料消耗。
当借助于观察附图来学习下列说明时，本发明的其它目的及优点将变得明显起来，其中图1是装有本发明的轴间差动器的串列轴动力分配器的纵向剖视图；图2是根据本发明的第一实施例的轴间差动器的纵向剖视图；图3是根据本发明的第一实施例的轴间差动器的一部分的纵向剖视图，显示了回转润滑泵的优先实施例；图4是根据本发明的第一实施例的轴间差动器的一部分的纵向剖视图，显示了回转润滑泵的另一个实施例；以及图5是根据本发明的第二实施例的轴间差动器的一部分的纵向剖视图。
具体实施例方式
现在将参考附图描述本发明的优先实施例。
参考图1，图释了配置在通常用标号2标示的串列轴动力分配器的壳体4内的本发明的轴间差动器组件10。壳体4内一般设置有润滑剂源，例如润滑油。
详细地图释于图2中的根据本发明第一实施例的轴间差动器组件10包括可转动地支承在通常用标号16标示的轴承组件中的一输入轴14；一差动器十字架32，十字架32驱动上与输入轴14耦连并设置有可转动地安装在其上的多个小齿轮34；与小齿轮34啮合的一第一侧齿轮20和一第二侧齿轮44；驱动上与第一侧齿轮20连接的一输出轴30；和一专用的润滑泵50，润滑泵50配置在输入轴14与输出轴30之间，并且其目的仅是用于该差动器在输入轴14与输出轴30之间差动工作期间润滑轴间差动器组件10的部件。
输入轴14可转动地支承在通常以标号16标示的轴承组件中并具有连接在其上的叉臂18，该叉臂18适于接收来自车辆传动系统(未图示)的扭矩。差动器十字架32通过任意合适的装置在驱动上与输入轴14接合，最好是通过花键连接件36。因此，输入扭矩被直接传递给差动器十字架32。在大多数应用中，小齿轮34的数目将是4个，但该数目可低至2个和可高至多于4个，虽然多数实际应用中大概不会含有多于6个小齿轮。
第一侧齿轮20以轴颈支承在通常以标号22标示的第二轴承组件中，并且具有以轴颈支承在其内的输入轴14的一缩小直径的导杆部分24。第一侧齿轮20含有与套筒部分28成一体的法兰部分26。法兰部分26设置有制成在其上用于与小齿轮34啮合的多个侧齿轮齿27。第一侧齿轮20的套筒部分28驱动上与输出轴30耦连。输出轴30的一外侧端部适于连接于机动车辆的后驱动轴(未图示)。
第二侧齿轮44通过一套筒轴承或轴瓦48可转动地安装在输入轴14上，以在输入轴14上自由转动。应该理解任何其它合适形式的轴承也都可以使用，诸如滚针轴承。第二侧齿轮44上面具有与小齿轮34啮合的多个齿轮齿46。
根据本发明的第一实施例，一润滑泵50被配置在轴间差动器10的输入轴14与输出轴30之间位于第一侧齿轮20的套筒部分28内。在该优先实施例中，该润滑泵50是回转泵。
该可反转的单方向流动回转泵50，在先有技术中是熟知的并详细图释于图3中，它包括具有多个外齿的一转子52；具有与转子52的外齿啮合接合的多个内齿的一叶轮54；和容纳转子52及叶轮54的一泵体56。转子52相对于叶轮54成偏心布置并在驱动上通过转子轴58连接于输入轴14，如图2中所见。通常转子52比叶轮54少一个齿，致使转子52的驱动依次引起叶轮54的驱动。泵体56利用一销子64固定在侧齿轮20的套筒部分28内，销子64容纳在制成于泵体56上的一弧形槽65内。一入口60及一出口62制成在泵体56上。从而转子52对叶轮54的相对转动造成泵50内一系列变化的容积腔，导致流体压力的建立和与转子52及叶轮54的相对转动相对应的润滑剂的泵动，并因之对应于输入轴14与第一侧齿轮20之间的差动转动。明显地，通过与输入及输出轴的差动转动速度成正比的润滑泵变化产生了润油剂的容积流量。
泵体56容纳在第一侧齿轮20的套筒部分28内并由销子64倾斜地定位在弧形槽65内，弧形槽65制作在泵体56的外周边表面上。槽65倾斜地绕泵体56的外周边表面延伸90°。
因此，根据转子52相对于第一侧齿轮20的相对转动方向，允许泵体56相对第一侧齿轮20转动90°。以这种方法，泵体56交换入口60及出口62相对于第一侧齿轮20的位置，以提供可反转的泵动功能。因此，口60及62的切换允许泵50提供润滑剂的单方向流动，而不管转子52的转动方向如何。
再参考图2及3，来自润滑泵50的出口(图3中的第二口62)的润滑剂在压力下流动，通过流体通路的沟道，该流体通路含有制作在输入轴14上的通路70，经一些交叉通路，诸如用于润滑套筒轴承48的交叉通路72，去润滑轴间差动器10的部件。此外，轴间差动器组件10还具有补充的润油剂输送装置，诸如飞溅导流及输送流道(未图示)。
泵50的入口60与制作在差动器支承架75上的入口通路76流体上连通，在密封圈80之间的第一侧齿轮20的套筒部分28上开通了一入口交叉通路78。
另一种情况，如图3的下部分所示，可用一对环形唇密封件80’来密封入口通路76。入口通路76依次与润滑剂源流体上相连接，该润滑剂源配置在串列轴动力分配器2的外壳4上，并且可安装有单向阀(未图示)或升高的油贮存器(未图示)，以帮助泵起动。
应当理解，任何其它合适形式的可反转单向流动液压泵，诸如齿轮式、叶片式或摆销式的，在先有技术中是熟知的，它们都在本发明的目标范围内。
图4图释了可反转的回转润滑泵的另一个实施例，该润滑泵应用于根据本发明的第一实施例中的轴间差动器组件10。输入轴14的一内侧端部15可转动地支承在第一侧齿轮20的套筒部分28上。一专用的润滑泵150，最好是可反转的单向流动式的传统回转泵，被配置在邻接输入轴14内侧端15的第一侧齿轮20套筒部分28之内。该润滑回转泵150包括一转子152；一叶轮154；和具有一第一口160及一第二口162的配流盘157。转子152驱动上通过转子轴158连接于输入轴14。一出口通路163制成于筒形转子轴158内。
润滑剂在压力下从润滑泵150的出口162流出，流过在输入轴14上钻出的通路170，以经过诸如交叉通路72的若干交叉通路润滑轴间差动器10的各部件。
配流盘157利用销子164倾斜地定位于制成于配流盘157外周边表面上的弧形槽165内。槽165倾斜地绕配流盘157外周边表面延伸约180°。因此，根据泵转子152相对于第一侧齿轮20的相对转动方向允许配流盘157相对第一侧齿轮20转动180°。利用此方法，配流盘157交换入口160及出口162相对于第一侧齿轮20的位置以提供一种可反转的泵动功能。因此，口160及162的切换允许泵150提供润滑剂的单方向流动而与转子152转动方向无关。
泵150的入口160与制成在差动器支承架75上的入口通路76流体上连通，在密封圈80之间的第一侧齿轮20的套筒部分28上打通了一入口交叉通路78。另一种情况，如图4的下部分所示，可应用一对环形的唇密封件80’来密封入口通路76。应当理解，用于密封入口通路76的任何其它合适的密封装置都在本发明的目标范围内。入口通路76流体上连接于配置在串列轴动力分配器2的外壳4内的润滑剂源，并可安装有单向阀(未图示)或升高的油贮存器(未图示)以协助泵起动。
根据图释于图5的本发明的第二实施例，输入轴214的内侧端部215可转动地支承在输出轴230的筒形内侧端部231内。专用的润滑泵250，最好是传统的可反转单方向流动回转式的，被配置在邻接输入轴214内侧端部215的输出轴230筒形内侧端部231之内。润滑回转泵250包括一转子252；一叶轮254；和具有一入口260的一配流盘257。转子252通过转子轴258在驱动上与输入轴214连接。出口262制作成筒形转子轴258内的通路。
润滑剂在压力下从润滑泵250的出口262流出，流过在输入轴214上钻出的通路270，以便经过诸如交叉通路272的数个交叉通路来润滑轴间差动器10的各部件。
泵250的入口260与制成在差动器支承架275上的入口通路276在流体上连通，开通了密封圈280之间的输出轴230的筒形内侧端部231中的入口交叉通路178。另一种情况，如图5的下部分所示，可使用一对环形唇密封件280’来密封入口通路276。应当理解用于密封入口通路276的任何其它合适的密封装置都在本发明的目标范围内。入口通路276在流体上与配置在串列轴动力分配器2的外壳4内的润滑剂源相连接，并且可安装有一单向阀(未图示)或一升高的油贮存器(未图示)以协助泵的起动。
因此，含有专用的润滑泵的根据本发明的轴间差动器组件的一种新颖结构，提供了用于仅在需要时润滑轴间差动器组件的部件的一种紧凑、高效及低成本的解决办法。轴间差动器组件的该结构实际上减少了与动力润滑泵有关的附加损失。
出于按照专利法的规定进行解释的目的，介绍了本发明优先实施例的上述说明。其意图不是无遗漏的或把本发明局限于已公开的该明确形式。显然，按照上述教导可有各种变型或变化。上文已公开的各实施例选择得用来最佳地解释本发明及其具体应用的原理，以便由此可使初步掌握该技术的人员最佳地在各种实施例中利用本发明及具有各种变型，这些变型如所预料的适合于特别用途，只要遵循本文描述的原理即可。因此，在上面描述的发明中可以改变而不背离其含义及目标。还有的意图是本发明的范围由此处附录的权项所限定。
权利要求
1.一种应用于一车辆的动力传输单元的轴间差动器组件，该动力传输单元设置有一润滑剂源；所述轴间差动器组件包括一差动器输入轴；一差动器输出轴；一差动器齿轮装置；用于润滑所述差动器组件的部件的一专用的润滑泵，所述泵安装在所述输入轴与所述输出轴之间，其中无论何时在所述输入驱动轴与所述输出驱动轴之间产生差动动作所述泵都产生润滑剂流动；一液压流体吸入通路，在所述润滑剂源与所述润滑泵的一入口之间提供了一输入流体连通通路；和流体通路的一沟道，该流体通路供应用于润滑所述轴间差动器组件的所述部件的所述润滑剂；流体通路的所述沟道在流体上与所述润滑泵的一出口相连接。
2.如权利要求1所述的轴间差动器组件，其特征在于所述润滑泵是一可反转的单方向的泵。
3.如权利要求1所述的轴间差动器组件，其特征在于所述差动器齿轮装置包含一第一侧齿轮及一第二侧齿轮，它们被布置成相对于所述输入轴为共轴线并且可相对所述差动器输入轴转动；所述第一侧齿轮驱动上与所述输出轴相耦连；驱动上与所述输入轴相连的一差动器十字架；和多个小齿轮，该多个小齿轮可转动地安装在所述差动器十字架上并在驱动上与所述第一侧齿轮及所述第二侧齿轮相啮合以实现它们的差动转动。
4.如权利要求3所述的轴间差动器组件，其特征在于所述润滑泵含有一转子和一叶轮，该转子驱动上与所述输入轴耦连，该叶轮与所述第一侧齿轮耦连；其中所述转子是在相对于所述叶轮转动时工作的。
5.如权利要求4所述的轴间差动器组件，其特征在于所述第一侧齿轮含有一套筒部分，该套筒部分在其一个端部容纳了可转动地安装在其内的所述输入轴，而在另一端部容纳了所述输出轴以便驱动地耦连在其上，所述第一侧齿轮的所述套筒部分在其内部容纳有所述润滑泵。
6.如权利要求4所述的轴间差动器组件，其特征在于所述润滑泵包括一回转泵。
7.如权利要求4所述的轴间差动器组件，其特征在于所述润滑泵包括一叶片泵。
8.如权利要求4所述的轴间差动器组件，其特征在于所述输出轴含有一筒形内侧端部，该筒形内侧端部容纳可转动地安装在其内的所述输入轴，所述筒形内侧端部内还容纳了所述润滑泵。
9.如权利要求5所述的轴间差动器组件，其特征在于所述输入流体连通通路含有制成在所述第一侧齿轮的所述套筒部分上的一入口通路。
10.如权利要求8所述的轴间差动器组件，其特征在于所述输入流体连通通路含有制成在所述输出轴的所述筒形内侧端部上的一入口通路。
11.一种应用于一车辆的动力传输单元的轴间差动器组件，该动力传输单元设置有一润滑剂源；所述轴间差动器组件包括一差动器输入轴；一差动器输出轴；一第一侧齿轮及一第二侧齿轮，它们被布置成相对于所述输入轴为共轴线并可相对于所述差动器输入轴转动；所述第一侧齿轮含有一套筒部分，该套筒部分容纳所述输出轴以便驱动地耦连在其上；一差动器十字架，该十字架驱动上与所述输入轴连接，并设置有可转动地安装在所述差动器十字架上并与所述第一侧齿轮及第二侧齿轮驱动地啮合的多个小齿轮，以实现它们的差动转动；用于润滑所述差动器组件的部件的一专用的可反转的回转润滑泵，所述润滑泵安装在所述第一侧齿轮的所述套筒部分内；所述可反转的回转润滑泵含有一转子及一叶轮，该转子驱动上与所述输入轴耦连，该叶轮与所述第一侧齿轮耦连；其中无论何时所述输入驱动轴与所述第一侧齿轮之间产生差动动作所述泵都产生润滑剂流动；液压流体吸入通路，在所述润滑剂源与所述润滑泵的一入口之间提供了一输入流体连通通路，所述润滑泵含有制成在所述第一侧齿轮的所述套筒部分上的一入口通路；和供应用于润滑所述轴间差动器组件的所述部件的所述润滑剂的流体通路的一沟道；流体通路的所述沟道在流体上与所述润滑泵的一出口连接。
12.一种应用于一车辆动力传输单元的轴间差动器组件，该动力传输单元设置有一润滑剂源；所述轴间差动器组件包括一差动器输入轴；一差动器输出轴；一第一侧齿轮及一第二侧齿轮，它们被布置成相对于所述输入轴为共轴线并可相对于所述差动器输入轴转动；所述输出轴含有一筒形内侧端部，该筒形内侧端部容纳可转动地安装在其内的所述输入轴；一差动器十字架，该差动器十字架驱动上与所述输入轴连接，并设置有可转动地安装在所述差动器十字架上并与所述第一侧齿轮及所述第二侧齿轮驱动地啮合的多个小齿轮，以实现它们的差动转动；用于润滑所述差动器组件的部件的一专用的可反转的回转润滑泵，所述润滑泵安装在所述输出轴的所述筒形内侧端部内；所述可反转的回转润滑泵含有一转子及一叶轮，该转子驱动上与所述输入轴耦连，该叶轮与所述输出轴的所述筒形内侧端部耦连；其中无论何时在所述输入驱动轴与所述输出轴之间产生差动动作所述泵都产生润滑剂流动；一液压流体吸入通路，在所述润滑剂源与所述润滑泵的一入口之间提供了一输入流体连通通路，所述润滑泵含有制成在所述输出轴的所述筒形内侧端部上的一入口通路；和供应用于润滑所述轴间差动器组件的所述部件的所述润滑剂的流体通路的一沟道；流体通路的所述沟道流体上与所述润滑泵的一出口连接。
全文摘要
一种轴间差动器组件(10)包括布置成彼此共轴线的一输入轴(14)、一输出轴(30)；一差动器齿轮装置；和配置在该输入及输出轴之间的一专用的可反转润滑泵(50)。该可反转的回转式润滑泵(50)含有由输入轴(14)驱动的一转子(52)，和一叶轮(52)，两者配置在一泵体(56)内，泵体(56)与一侧齿轮耦联，该侧齿轮驱动上与输出轴(30)相连接。于是，润滑泵(50)只在该输入轴与该输出轴之间的差动动作期间，即当需要时，产生润滑剂流动，由润滑泵(50)产生的油流通过流体通路的一沟道供应至该轴间差动器齿轮装置的各种部件。
文档编号F04C2/00GK1486404SQ01822141
公开日2004年3月31日 申请日期2001年12月27日 优先权日2001年1月18日
发明者L·P·瓦勒, D·克瓦斯尼夫斯基, J·F·兹克, L P 瓦勒, 兹克, 咚鼓岱蛩够 申请人:丹拿公司