专利名称：用于将扭矩从变速器传递到侧轴杆的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在机动车辆中将扭矩传递到侧轴杆的装置并且涉及一种用 在根据本发明的装置中的恒速接头的接头外部主体。
背景技术：
从现有技术已知用于对前轮驱动车辆的前车轴的扭矩进行传递的解决方案，这些方案具有一种集成到变速器内的差速器和一种中间轴杆，为了将变速器连接到机动车辆的 紧固到侧轴杆上的那些轮子，中间轴杆首先经由凸缘连接或者插塞连接而连接到差速器的 侧齿轮且其次连接到恒速接头的接头外部主体。由于差速器布置于变速器中的结果，仅在对变速器额外地进行调适(adapt)的情 况下，各种构件(特别是中间轴杆和差速器)针对较低或较高扭矩进行的调适才是可能的。 因此，这些构件的设计朝向较高扭矩的传递而定向，其结果为总装置的较高重量和不经济 的材料应用。而且，在大多数情况下，差速器布置于变速器的下部区域中且因此在变速器油槽 中移动。与差速器布置于变速器主体外部相比，这导致搅油损失和总体上较差程度的效率。此外，在横向安装的发动机的情况下，其中差速器通常不与中央车辆纵向轴线相 一致，不能实现在差速器与恒速接头之间等长的中间轴杆、或者在恒速接头与轮子之间等 长的侧轴杆，结果导致对于机动车辆的每个轮子而言，轴杆装置的扭转弹簧刚度并不相同。 因此可发生从动轮的不同响应行为，特别是在车辆高加速度值的情况下。因此，本发明的目的在于至少部分地解决在现有技术中所描述的问题且特别地提 供一种装置，其使得个别构件能较为灵活地适应技术边界条件，允许较高程度的能量效率 并限制部件多样性，而且，本发明还提供可用于本文所提出的装置中的一种接头外部主体。
发明内容
这些目的是由根据专利权利要求1特点的装置和由根据权利要求9所述的接头外 部主体来实现。本发明的另外有利的改进在从属专利权利要求中规定。参考以下事实在 从属专利权利要求中个别地描述的特点可以按任何所希望的、技术上适当的方式来彼此组 合，并且限定本发明另外的改进。此外，在专利权利要求书中描述的特点在说明书中更精确 地加以规定和解释，说明了本发明的另外的优选改进。在本情况下，这个目的是由用于将扭矩从机动车辆的变速器传递到侧轴杆的装置 来实现，该装置包括至少-一个变速器，其具有至少一个变速器外壳；-一个侧轴杆组件，其具有带差速器外壳的至少一个差速器，中空轴杆，第一侧轴 杆和第二侧轴杆，该侧轴杆组件部分地延伸穿过变速器外壳且该差速器布置于变速器外壳的外部。此处，特别地描述了一种装置，其适于用在前轮驱动机动车辆情况下的前车轴中，其中变速器经由差速器将扭矩传递到机动车辆的前轮的侧轴杆。在下文中将在开放(非锁定)差速器的情况下描述该装置。其特别地具有两个行星锥齿轮和两个锥齿轮，两个行星锥齿轮随着差速器外壳围绕侧轴杆组件的中心旋转轴线 旋转，而另两个锥齿轮与行星齿轮相接合且布置于中心旋转轴线上。此处，一个(第二)锥 齿轮连接到中间轴杆，中间轴杆延伸穿过中空轴杆到第二接头外部主体，且因此经由中间 轴杆和第二接头外部主体将变速器扭矩传递到第二侧轴杆。另一(第一)锥齿轮与第一接 头外部主体形成结构单元且因此将变速器扭矩传递到第一侧轴杆。但作为替代，可使用从现有技术已知的任何差速器。特别地，从差速器外壳经由中 间齿轮(涡轮，锥齿轮、螺旋齿轮等)到布置于输出轴杆上的另外齿轮的扭矩传递可具有不 同的设计。此处对于该应用而言持续重要的仅是将扭矩从差速器外壳经由布置于差速器中 的齿轮传递到两个轴杆(此处为中间轴杆和第一接头外部主体)。举例而言，此处可使用多 盘锁定差速器，电子控制的差速器，带摩擦锥的锁定差速器，带螺旋齿轮的锁定差速器，带 涡轮的锁定差速器，带粘性联轴器的锁定差速器以及不带啮齿的锁定差速器。侧轴杆组件特别地包括用于经由差速器连接到彼此的接头外部主体的共同中心 旋转轴线。然后，侧轴杆组件穿透一部份变速器外壳，结果导致侧轴杆组件的侧轴杆朝向变 速器两侧上的轮子延伸。侧轴杆组件的差速器额外地布置于变速器外壳外部，也就是说，换 言之，在变速器与轮子和/或恒速接头之间。因此可克服在介绍中曾提到的问题，如将在下 文中关于另外的设计变型和附图所解释。为了使车辆与驱动单元(发动机等)，尤其也与变速器和差速器、与平移轮的移动 解耦，驱动单元的扭矩经由恒速接头传递到侧轴杆且因此传递到轮子。此处，恒速接头可被 构造为插入接头(plunge joint)或者固定接头。相应地，提出了根据本发明的装置的一种发展，第一侧轴杆具有带第一接头外部 主体的第一接头、且第二侧轴杆具有带第二外部主体的第二接头，并且第一侧轴杆经由第 一接头连接到差速器、且第二侧轴杆经由第二接头连接到差速器。此处所提到且连接着两 个侧轴杆的接头在原则上可根据机动车辆的已知设计、或者可比照驱动车辆来加以构造， 特别地，对于侧轴杆组件的两个接头提出类似或甚至相同的设计。举例而言，所谓的插入接 头是优选的，其在偏转轴杆和轴杆相对于彼此发生轴向相对移动的情况下可靠地确保着扭 矩的传递。根据另一改进，提出第一接头外部主体至少部分地集成到差速器内。由于机动车 辆驱动轮不同的移动(例如，当绕弯行驶时)而发生差速器内的接头外部主体的移动。因 此，接头外部主体布置于差速器外壳中，从而使得其可相对于差速器旋转、且经由介于差速 器外壳与接头外部主体之间的密封元件而相对于周围得以密封。特别地，接头外部主体安装于差速器内，从而使得经由侧轴杆作用于接头外部主 体上的任何力经由差速器外壳、和/或经由侧轴杆组件和变速器外壳而耗散。根据另一改 进，接头外部主体也可安装于差速器外壳外部，结果导致侧轴杆的经由接头外部主体的任 何力并不会经由差速器耗散，而是经由差速器外壳外部的轴承而耗散到(例如)车辆主体。根据另一适宜的实施例，差速器外壳与中空轴杆相接合，且中空轴杆经由中空轴 杆的驱动机构并经由变速器的输出机构来传递变速器的扭矩。此处，驱动机构和输出机构 可被构造为齿轮、皮带或盘，特别地，它们力锁合地(nonpositively)连接到彼此。此处，中空轴杆固定地连接到差速器外壳且安装于变速器外壳中。根据另一有利实施例，中空轴杆的驱动机构是主驱动齿轮且变速器的输出机构是 输出齿轮，且主驱动齿轮与输出齿轮相接合。此处，中空轴杆或侧轴杆组件的主驱动齿轮连 接到中空轴杆，结果导致扭矩可经由变速器传递到驱动齿轮和/或到差速器外部主体。而且，中空轴杆用作使得第二接头有可能经由联轴器连接到差速器和/或差速器 中的锥齿轮，联轴器通过中空轴杆得以引导且被支承于中空轴杆中。联轴器也用作使得无 需由不同的侧轴杆长度来补偿差速器与轮之间的不同间距，结果导致有可能使接头外部主 体相对于相应轮子不对称地布置。联轴器使得有可能提供下面这样的装置该装置能使用 于将扭矩传递到机动车辆轮子的构件扭转弹簧刚度相等从而使得从动轮展现出很均一的 响应行为，特别是在显著负荷变化的情况下。根据另一改进，差速器外壳具有用于至少一个锥齿轮的至少一个支承面，该至少 一个锥齿轮连接到接头外部主体。此处，支承面用作将锥齿轮和/或接头外部主体固定于差速器外壳内，结果导致 首先接头外部主体可旋转地布置于差速器外壳中、且其次使得接头外部主体不可能从差速 器外壳脱落出。锥齿轮具有与支承面相对置地定位的、且被构造成相对应的面。锥齿轮优 选地附连到肩部上或者接头外部主体的圆周上、且有利地成形为锥齿轮盘，锥齿轮盘安装 于外部(以便与接头滚珠轨道相对置地定位)且可因此与差速器的行星齿轮相互作用，此 处，差速器的行星齿轮也具有锥斜的构造。根据另一改进，变速器具有第一润滑系统且差速器具有第二润滑系统，第一润滑 系统和第二润滑系统被构造成彼此独立。换言之，特别地，这表示两种构件的润滑剂并不 (直接)混合。在原则上，特别地，可提供单独的润滑剂、润滑剂储存器、润滑剂进给管线和 排放管线等。首先，由于差速器布置于变速器的第一润滑系统的外部，造成搅油损失减少和 因此驱动单元效率的改进。其次，差速器的润滑可以用特别满意的方式适应于所述组件的 要求。特别地，因此也可在第二润滑系统中实现油脂润滑。根据另一有利改进，差速器和至少第一接头形成共同的第二润滑系统。这个特点 导致差速器与第一接头紧凑布置这样的另一种成本优点。在此改进中，第一接头外部主体 可具有通往差速器外壳的至少一个孔口，以便因此使得有可能利用相同润滑剂首先对第一 接头和其次对差速器进行共同润滑。由于差速器布置于变速器外部，对于很多种应用或负荷，它们可彼此独立地相互 组合。此处，特别地，变速器可独立于相应差速器类型或总大小而进行设计。本发明还涉及接头外部主体，其在原则上可用于根据本发明的装置中、且由于接 头外部主体具有锥齿轮的事实而有所不同。此处，在侧轴杆插座相对侧上的接头外部主体 具有在外部集成的(例如，机加工的)和/或单独的(且紧固于外部上的)锥齿轮。此处， 锥齿轮可特别地与接头外部主体一起生产且可相应地具有相同材料。但是，其也可由不同 的接合技术连接到接头外部主体且可相应地包括不同材料，结果导致可对于特定应用具体 地设计锥齿轮。最后，由于差速器主体旋转，由紧固于差速器主体中的行星齿轮来驱动锥齿 轮，结果是扭矩经由变速器和差速器主体传递到接头外部主体和因此传递到侧轴杆。为了完整起见，应当指出的是在特殊情况下(作为替代或者附加)，可在接头外部 主体的外部上提供执行相同作用的传动元件，特别是其它齿轮类型，楔形啮齿系统，形锁定(positively locking)元件等。它们优选地被构造为单独构件且连接到接头外部主体；但这不是必需的，结果导致视情况可存在单件变型。根据本发明的另一发展，锥齿轮可释放地连接到接头外部主体。因此，也有可能视情况进行差速器的替换或维修，因而在已经再次安装相应所需的齿轮后，接头外部主体也 可在随后集成到其它差速器内。此外，本发明特别优选地涉及具有至少一个根据本发明的装置的一种机动车辆，该装置用于从发动机经由变速器和侧轴杆向轮子传递扭矩。
将使用附图在下文中解释本发明和技术背景。参考以下事实附图示出特别优选的设计变型，但所述发明并不限于这些特别优选的设计变型。在附图中以图解方式示出图1示出该装置的第一设计变型的截面，图2示出通过具有侧轴杆组件的变速器的另一示范性实施例的截面，以及图3示出通过具有整合接头的差速器的截面。元件列表1 装置2变速器3机动车辆4侧轴杆组件5变速器外壳6输出齿轮7差速器8差速器外壳9主驱动齿轮10第一侧轴杆11第二侧轴杆12第一接头13第一接头外部主体14第二接头15第二接头外部主体16中空轴杆17支承面18锥齿轮19第一润滑系统20第二润滑系统21行星齿轮22联轴器23旋转轴线24密封元件
25 孔口26插塞连接27驱动机构28输出机构
具体实施例方式图1图解示出作为机动车辆3的构成部件的装置1的截面，装置1包括侧轴杆组 件4和变速器2，变速器2由变速器外壳5界定，侧轴杆组件4安装于变速器外壳5中且相 对于变速器2密封。侧轴杆组件4经由驱动机构27驱动，在本示范性实施例中，由布置于 变速器外壳5中的主驱动齿轮9驱动。主驱动齿轮9经由侧轴杆组件4的中空轴杆16将 变速器2的扭矩传递到差速器7的差速器外壳8，该差速器外壳8连接到中空轴杆16。在此示范性实施例中，差速器7被构造成锥齿轮差速器。行星齿轮21以可旋转地 安装的方式布置于差速器外壳8中，该行星齿轮21由于差速器外壳8的旋转而在相同方向 且以相同速度驱动锥齿轮18 (取决于差速器类型，也可使用其它齿轮)。在第一侧轴杆10 和第二侧轴杆11的不同旋转移动的情况下，例如由于机动车辆绕弯行驶的结果，行星齿轮 21补偿第一侧轴杆10与第二侧轴杆11与锥齿轮18之间的差速器移动。而且，具有第一接头外部主体I3的第一接头12布置于差速器7内，第一接头12 被构造为插入接头且在其内接纳着侧轴杆10。扭矩从变速器2经由主驱动齿轮9和中空轴 杆16传递到差速器外壳8，该扭矩经由锥齿轮18首先转递到第一接头外部主体13且其次 转递到联轴器22，联轴器22通过中空轴杆16得以引导且连接到第二接头14，第二接头14 作为插入接头，以铰接方式接纳第二侧轴杆11。因此，侧轴杆组件4形成用于第一侧轴杆10、第二侧轴杆11、第一接头12、第二接 头14和差速器7的行星齿轮21的共同旋转轴线23。图2示出装置1的变速器2和侧轴杆组件4的截面图，输出机构28 (此处为输出齿 轮6)布置于变速器2内使得其与侧轴杆组件4的驱动机构27 (此处为主驱动齿轮9)相接 合。此处，主驱动齿轮9接纳于变速器外壳5内，所述主驱动齿轮9经由中空轴杆16将输 出齿轮6的扭矩传递到差速器外壳8，中空轴杆16安装于变速器外壳5中。此处，变速器2 具有第一润滑系统19，第一润滑系统19与差速器(此处也被描述为锥齿轮差速器)分开， 仅侧轴杆组件4的驱动齿轮9在变速器2的润滑油槽中移动。 彼此相对定位的两个锥齿轮18和彼此相对定位的两个行星齿轮21布置于差速器 7内，而且第一接头12具有第一接头外部主体13。第一侧轴杆10以铰接方式接纳于第一 接头12内，此处，第一接头12被构造为插入接头，支承面17首先用作将锥齿轮18和/或 第一接头外部主体13安装和固定于差速器外壳8内且其次有可能使用所述支承面17作 为摩擦锥以用作锁定差速器。锥齿轮18经由差速器外壳8和经由行星齿轮21得以驱动， 该锥齿轮18首先驱动第一接头外部主体13且其次驱动联轴器22，就联轴器22部件来说， 其直接地或间接地连接到第二接头外部主体15。特别是在联轴器22与第二接头外部主体 15 (例如)通过相应楔形啮齿系统和插塞连接而间接连接的情况下，联轴器22将会可旋转 地安装于中空轴杆16中从而避免对该装置不希望的激发，即本领域技术人员熟知的“蜂鸣 (humming) ”。同时，传动装置的不对称元件可经由联轴器22加以补偿，由于所述传动装置的不同大小的第一侧轴杆10和第二侧轴杆11的结果，将必须使用不对称的元件，结果是驱 动构件将会有不同的扭转弹簧刚度。第二侧轴杆11以铰接方式接纳于第二接头14中，第二接头14被构造为插入接 头，结果导致机动车辆3的轮子的平移移动可由第二接头14加以吸收。图3示出差速器7的截面，在本示范性实施例中也被构 造为锥齿轮差速器，具有集 成的第一接头12作为侧轴杆组件4的构成部件，且还示出两个行星齿轮21和锥齿轮18，这 两个行星齿轮21彼此相对定位且连接到差速器外壳8，锥齿轮18彼此相对布置且与行星 齿轮21相接合。变速器2的扭矩从中空轴杆16经由差速器外壳8和行星齿轮21传递到 锥齿轮18，且然后首先经由第一接头外部主体13传递到第一侧轴杆10，且其次经由联轴器 22和第二接头外部主体15传递到第二侧轴杆11。第一接头外部主体13此处可旋转地接 纳于差速器外壳8中，差速器外壳8可为单部件或者多部件构造。特别地，第一接头12和 差速器7可具有单独的润滑系统，也有可能经由接头外部主体13与差速器7之间的孔口 25 产生共同的第二润滑系统20，第二润滑系统20独立于变速器4的第一润滑系统19。特别地，那么第二润滑系统20由差速器外壳8和第一接头外部主体13界定，且第 一润滑系统19经由变速器外壳5界定。第二润滑系统20由合适的密封元件24相对于周 围加以密封。当首先在中空轴杆16与差速器外壳8之间和其次在联轴器22与第二接头外部主 体15之间的插塞连接26和/或轴颈连接的情况下，应特别地通过联轴器22在中空轴杆16 中的相应安装和中空轴杆16在变速器外壳5中的相应安装来避免被称作“蜂鸣”的情况。在此处所示的示范性实施例中，支承面17布置于差速器外壳8的内侧上，结果导 致锥齿轮18可由其锥形圆周面支承于所述内面上。因此，锥齿轮18在径向安装于差速器 外壳8中且同时在轴向由支承面17和行星齿轮21加以固定。通过相对应的设计，支承面 17可产生额外的摩擦力矩，结果导致差速器7也适合用作锁定差速器。本发明并不限于所图示的示范性实施例。而是在专利权利要求书的范畴内能对本 发明做出大量修改。这特别地涉及作为任何已知类型的插入接头或固定接头的接头设计。
权利要求
一种用于将扭矩从机动车辆(3)的变速器(2)传递到侧轴杆的装置(1)，其包括至少-一个变速器(2)，其具有至少一个变速器外壳(5)；-一个侧轴杆组件(4)，其具有带差速器外壳(8)的至少一个差速器(7)，中空轴杆(16)，第一侧轴杆(10)和第二侧轴杆(11)，所述侧轴杆组件(4)部分地延伸穿过所述变速器外壳(5)且所述差速器(7)布置于所述变速器外壳(5)的外部。
2.根据专利权利要求1所述的装置(1)，所述第一侧轴杆(10)具有带第一接头外部主 体(13)的第一接头(12)且所述第二侧轴杆(11)具有带第二接头外部主体(15)的第二接 头(14)，且所述第一侧轴杆(10)经由所述第一接头(12)连接到所述差速器(7)且所述第 二侧轴杆(11)经由所述第二接头(14)连接到所述差速器(7)。
3.根据专利权利要求1或2所述的装置(1)，所述第一接头外部主体(13)至少部分地 集成到所述差速器(7)内。
4.根据前述专利权利要求中任一项所述的装置(1)，所述差速器外壳(8)与所述中空 轴杆(16)相接合，且所述中空轴杆(16)经由所述中空轴杆(16)的驱动机构(27)和经由 所述变速器(2)的输出机构(28)传递所述变速器(2)的扭矩。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，所述中空轴杆(16)的所述驱动机构是 主驱动齿轮(9)且所述变速器(2)的输出机构是输出齿轮(6)，且所述主驱动齿轮(9)与所 述输出齿轮(6)相接合。
6.根据前述专利权利要求中任一项所述的装置(1)，所述差速器外壳(8)具有用于至 少一个锥齿轮(18)的至少一个支承面(17)，所述至少一个锥齿轮(18)连接到所述第一接 头外部主体(13)或者第二接头外部主体(15)。
7.根据前述专利权利要求中任一项所述的装置(1)，所述变速器(2)具有第一润滑系 统(19)且所述差速器(7)具有第二润滑系统(20)，所述第一润滑系统(19)和所述第二润 滑系统(20)彼此独立地构造。
8.根据前述专利权利要求中任一项所述的装置(1)，所述差速器(7)和至少所述第一 接头(12)形成共同的第二润滑系统(20)。
9.一种用于如专利权利要求1至7中所述的装置(1)的接头(12，14)的接头外部主体 (13)，所述接头外部主体(13)具有锥齿轮(18)。
10.根据专利权利要求9所述的接头外部主体(13)，所述锥齿轮(18)可释放地连接到 所述接头外部主体(13)。
全文摘要
本发明涉及用于将扭矩从机动车辆的变速器(2)传递到侧轴杆(10，11)的装置(1)，该装置包括变速器(2)，其具有变速器外壳(5)；以及，侧轴杆组件(4)，其具有带差速器外壳(8)的至少一个差速器(7)、中空轴杆(16)、第一侧轴杆(10)、以及第二侧轴杆(11)，该侧轴杆组件(4)延伸穿过该变速器外壳(5)且该差速器(7)布置于该变速器外壳(8)外部。
文档编号F16H48/08GK101802456SQ200880103634
公开日2010年8月11日 申请日期2008年7月16日 优先权日2007年8月20日
发明者G·赫尔曼, H·科萨克, J·霍尔斯特, W·希尔德布兰特 申请人:Gkn动力传动系统国际有限责任公司