專利名稱：具有預壓機構(gòu)和局部隔離機構(gòu)的差動裝置的制作方法
一種螺旋齒輪類型的差動裝置設有改進的局部隔離機構(gòu)，此隔離機構(gòu)具有一使側(cè)面齒輪保持軸向間隔關(guān)系的C-形外部部件，以及一使車軸維持軸向隔離關(guān)系的且支承所述外部部件的腿部來抵止彼此相互位移的內(nèi)芯件。彈簧機構(gòu)朝著隔離機構(gòu)軸向向內(nèi)地偏移所述側(cè)面齒輪，由此減少側(cè)面齒輪和隔離機構(gòu)之間的間隙，以致差動裝置的游隙得以減小。
在機動車輛中使用的螺旋齒輪類型的差動裝置在所取得專利的現(xiàn)有技術(shù)中，例如，如所示的Myers專利3，706，239號，迪塞特等人專利4，365，524號，迪塞特專利4，625，585，4，677，876和4，751，853號都是眾所周知的，每一專利轉(zhuǎn)讓給作為本發(fā)明的同一受讓人。
在所公開的歐州專利申請130，806號中，揭示了一種螺旋齒輪類型的差動裝置，該裝置在一對止推墊片之間的中央處安裝有Belleville型盤簧，該盤簧加偏壓可使上述墊片各自軸向分開地進入與毗連的中心齒輪的相鄰兩端嚙合，從而對著外殼端部上所設置的各個止推板推動中心齒輪。
在已知的差動裝置中，通常存在的一個問題是固有的差動裝置游隙的問題。更具體地說，車輛經(jīng)受到所謂“冰線”狀態(tài)，使一個輪子處在低的摩擦表面系數(shù)，另一個輪子處在高摩擦表面系數(shù)，一個輪子會相對于另一輪子“旋轉(zhuǎn)持續(xù)”。當出現(xiàn)這種情況，駕駛員(司機)必須剎車直到“旋轉(zhuǎn)持續(xù)”停止為止。眾所周知，這要在每一輛車上花費近似50磅一英尺的扭矩阻力，以便在螺旋齒輪差動裝置開始偏向于自身轉(zhuǎn)矩(torque-onifsown)之前，阻止其驅(qū)動，如果將此情況設計成一不達到過度游隙的差動裝置預壓設備，那么差動裝置的性能會大大地得到提高。
由斜齒輪差動裝置引起的另一個問題是以這種將進出口設置于間隔的車軸相鄰兩端的方式裝配差動裝置部件，使得有可能在其上安裝C-形鎖定裝置，阻止諸軸相對于側(cè)面齒輪的軸向分離。前述迪塞特等人的專利4，365，524號中所建議的一種解決辦法是使用楔形墊塊式止推軸承機構(gòu)，以使車軸保持軸向間隔關(guān)系。盡管這些隔離機構(gòu)已證實起到滿意作用，但是它們屬于比較復雜的結(jié)構(gòu)且對于加工生產(chǎn)是相當昂貴的。本發(fā)明已作了改進，因此可避免上述和其它已知類型的螺旋齒輪差動裝置的缺點。
因此，本發(fā)明的主要目的是為了提供一種改進的螺旋齒輪類型的差動裝置，裝置包含朝著隔離機構(gòu)軸向向內(nèi)地偏置側(cè)面齒輪的預壓彈簧機構(gòu)，從而減輕差動裝置的游隙和減少差動裝置的噪音。為此，環(huán)形壓縮彈簧組件各自非可轉(zhuǎn)動地安裝在緊靠側(cè)面齒輪的兩遠端的差動裝置機殼上所設置的擴孔中。每個彈簧組件包括多個設置在靠近毗連的側(cè)面齒輪的舌片墊圈之間的彈簧片。為了防止彈簧組件的轉(zhuǎn)動并因而避免彈簧片的過度磨損(不適當?shù)膿p壞)，舌片墊圈包括一徑向延伸的舌片部，該舌片部伸入在擴孔側(cè)壁中所形成的相應凹槽內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，差動裝置包括使側(cè)齒輪和車軸各自保持軸向間隔關(guān)系的經(jīng)改進的隔離機構(gòu)，所述隔離機構(gòu)是局部的以便為車軸的兩端提供進出口，允許在其上安裝阻止車軸相對于毗連的側(cè)面齒輪軸向分離的C-形鎖定件。更具體地說，隔離機構(gòu)包括一一般共線性地裝配在側(cè)面齒輪之間的C-形外隔離件和一可拆卸地安裝在外隔離件的腿部之間的芯件。對于隔離機構(gòu)和車軸的相鄰端部的進出口是通過差動裝置機殼的壁部中所設置的側(cè)向開孔所提供的。隔離件通過螺釘或螺栓加以連接在一起，該螺釘或螺栓具有一靠近機殼開孔的擴大的頭部，一貫穿芯部中所設置的擴孔螺柄部和一可擰進的且與外部部件的橫向部分中所設置的相應孔連接的螺紋端。外隔離件腿部的外表面切削成扇形以各自限定多對支承螺旋小齒輪嚙合端的凹槽。這樣，外隔離件為小齒輪提供了充分的支承并允許它們在經(jīng)受扭矩時仍處于它們正常位置。在裝配側(cè)面齒輪時，外部部件固定安裝在差動裝置中，并且可用來阻止側(cè)面齒輪彼此相對軸向位移。最好，外部和芯部隔離件由粉末狀金屬制成。當C-形鎖定裝置已裝配在相鄰車軸端以后，安裝內(nèi)芯件，該內(nèi)芯件可用來逆著彼此相對的軸向位移隔開車軸，當加載螺旋小齒輪而使外隔離件的腿部彼此相對位移時，內(nèi)芯件用于支承外隔離件的腿部以及承受來自側(cè)面齒輪的推動力。外隔離件的外周的四個表面各自位于小齒輪支承凹槽的相對側(cè)上以改善機殼中的外隔離件的定位。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點，當結(jié)合附圖所示研究下列說明將成為明顯的。
圖1是一本發(fā)明的改進的差動裝置的部分截面剖視圖;
圖2是一圖1的機殼的縱向截面剖視圖;
圖3是一沿著圖1的3-3線所作的截面剖視圖;
圖4是一沿著圖2的4-4線所作的截面剖視圖;
圖5-7表示一圖1和3的新型隔離件的部件分解圖;
圖8是一圖3的已裝配的隔離件的后視圖;
圖9和10各是圖1的舌片墊圈之一的后視和側(cè)視圖;
圖11和12各是圖1的彈簧片部件之一的后視和側(cè)視圖;
首先，詳細地參閱圖1和2，本發(fā)明的差動裝置包括一具有機身2a的機殼2，該機身設有一中心室4，以及一由螺栓機構(gòu)6緊固到機身2a一端的端部部件2b，從而使中心室閉合。在機身兩端的機殼包括各自接納車軸12和14的軸向?qū)士?和10?？赊D(zhuǎn)動地安裝在第一擴孔2c和2d中的分別是一對側(cè)面齒輪16和18。如在先前的迪塞特(Dissett)等人的專利4，365，524中較詳細地敘述的，側(cè)面齒輪16和18具有刻有鍵槽的內(nèi)周邊作為與車軸12和14不可轉(zhuǎn)動連接。側(cè)面齒輪16和18各自具有與螺旋小齒輪20和22，24和26嚙合的外螺旋齒。這些螺施小齒輪樞軸安裝在機殼機身2a中設置的相應的擴孔2e，2f，2g，2h(如圖4所示)。如現(xiàn)有技術(shù)中所熟知的每對軸向移動的小齒輪在它們的交疊處嚙合。小齒輪通過固定板28保持在它們的孔中，固定板28則由C-形彈簧夾30固定就位。如現(xiàn)有技術(shù)中所熟知的機殼2自主動軸32通過小齒輪34和環(huán)形齒輪36可轉(zhuǎn)動地加以驅(qū)動。
車軸12和14相對于側(cè)面齒輪16和18各自通過彈性的C形護圈38和40而阻止其軸向向外的位移。依照本發(fā)明的重要特征，經(jīng)改進的隔離機構(gòu)44是為使側(cè)面齒輪16和18以及車軸12和14各自保持軸向間隔關(guān)系而設置的。參考圖3和5-8，隔離機構(gòu)44包括一C-形外隔離件46，一芯件48和一緊固螺釘50。緊固螺釘50的一端具有擴大的頭部50a，以及一貫穿芯件48中所設置的2縱向通孔52的軸部，所述螺釘軸收尾于螺紋端50b，該螺紋端可擰進地安裝在外隔離件46的橫向部分46a中所設置的相應螺紋孔內(nèi)。外隔離件46包括一對平行腿部46b和46b’，平行腿部的外表面上設有凹槽對46c，46d以及46e，46f，以便可轉(zhuǎn)動地支承小齒輪24和20的以及齒輪22和26的相鄰嚙合端。外隔離件46的內(nèi)周上含有一連續(xù)的中心肋部46g，該中心肋部沿著頂腿46b，穿過橫向部46a并沿著底腿部46b’延伸。芯件48的外部形狀通常與外隔離件46的內(nèi)部形狀相一致。芯件48包括一擴大的端部48a，該端部適于支承腿部46b和46b’的自由末端，從而阻止腿部的彼此相對位移。為此，擴大的頭部48a設有一接納肋部46g的相對部分的凹槽48b。要加以注意的，肋部46g收尾不達到底腿46b’的末端，使芯件48的擴大的頭部48a直接位于腿部46b’的表面46h上。因此，將可確保芯件48僅以一種方式加以安裝。此外，根據(jù)本發(fā)明的另一重要特征，拐角表面46l，46m，46n和46o支承如圖3所示的機身2a的相對表面。外隔離件46a和芯部隔離件48各自由適宜的粉末狀金屬材料制成，例如，一種如MPIF-標準號35FX-1008-110HT那樣的鋼/銅粉末狀金屬混合物。機殼包括對置的側(cè)向進入孔57，59，這些孔為隔離機構(gòu)的螺釘50和C-形軸護圈38和40提供進入口。
根據(jù)本發(fā)明的另一個重要特征，設置在靠近機殼的每一端的環(huán)形彈簧機構(gòu)60，61，是用于各自偏移側(cè)面齒輪16和18及車軸12和14各自軸向向內(nèi)偏移以與外部和芯部隔離件46和48嚙合，從而減少差動裝置的游隙。如圖2所示，彈簧機構(gòu)安裝在與車軸孔8和10同心的機殼擴孔2m和2n內(nèi)，每一彈簧機構(gòu)包括一與毗連的側(cè)面齒輪的相鄰端嚙合的舌片墊圈62和多個彈簧片64。根據(jù)特征性能，舌片墊圈包含徑向向外突出的舌部62a，該舌部各自在擴孔2m和2n的壁中所設置的相應的凹口2p和2q內(nèi)延伸，從而防止彈簧機構(gòu)相對于機殼的轉(zhuǎn)動，使盤簧、止推墊圈和機殼的損壞得以避免。
為了裝配圖1所示的裝置，卸去蓋部2b，將小齒輪20和22放入它們各自的孔中，并且使固定板28通過C-形彈簧夾30固定就位。把盤簧64和舌片墊圈62一起插入擴孔2m中，該墊圈的舌部62a在機殼凹口29內(nèi)延伸。側(cè)面齒輪16插入擴孔2c中，將外隔離件46通過表面46l，46m，46n和46o，與相對的機殼表面的支承嚙合的方式安裝在圖3所示的擴孔中，使隔離件46對靠自側(cè)面齒輪16就位。將側(cè)面齒輪18插入擴孔2d中，小齒輪24，26被插入它們各自的擴孔中。舌片墊圈62和盤簧64插入在蓋部2b所設置的擴孔2n中，而舌部62a伸入凹槽2q內(nèi)，蓋部2b通過螺栓6固定就位，從而擠壓盤簧64和62，朝著外隔離件46且以軸向向內(nèi)的方向偏置側(cè)面齒輪16和18。
車軸12和14以花鍵配合關(guān)系各自與側(cè)面齒輪16和18加以連接之后，將C-形護圈38和40插入相應的軸槽中以防止車軸的軸向向外位移。然后，芯件48通過機殼橫向開孔59插入C形外隔離件48的平行腿部之間，且通過螺栓50緊固在其應有位置上。由于彈簧機構(gòu)60和61的偏互作用，側(cè)面齒輪和隔離機構(gòu)之間的常規(guī)間隙得以消除，從而減少了差動齒輪的齒間隙。此外，由于設置C-形鎖定機構(gòu)38和40，類似地，使車軸軸向向內(nèi)地朝著芯部隔離件48施加偏壓。
螺旋齒輪差動裝置，就本質(zhì)來說在技術(shù)上是已知的，如由前述迪塞特等人的專利4，365，524號所證實的，這里將不再重復。這足以說明主動軸32的轉(zhuǎn)動，使機殼2的轉(zhuǎn)動通常通過螺旋小齒輪和側(cè)面齒輪以相同速度驅(qū)動車軸12和14。當一個側(cè)面齒輪對驅(qū)動小齒輪施加較大抗扭矩時，其配對小齒輪勢必會與側(cè)面齒輪分離且楔入擴孔孔穴中。在輸入扭矩增加時，在機殼中的小齒輪楔入也會增加。在每一驅(qū)動輪的摩擦系數(shù)不同時，分布于每一驅(qū)動輪的摩擦系數(shù)不同時，分布于每一驅(qū)動輪的扭矩量將自動地得到均衡，以便在極不良牽引疲勞情況下，車輪的滑移受到控制。
在本發(fā)明的最佳形式和實施例已作了圖解和說明同時，可在不偏離上述所規(guī)定的發(fā)明概念情況下作各種變化。
權(quán)利要求
1.一種將驅(qū)動扭矩從主動軸傳遞到一對對準的輸出軸的螺旋齒輪類型的差動裝置，包括(a)一適于通過主動軸可轉(zhuǎn)動驅(qū)動的差動裝置運載機殼，所述機殼包括一含有腔室的機身，以及至少一個與所述機身可拆卸連接的端部部件以使所述腔室閉合，所述機殼的兩相對端設有對準的車軸孔；(b)一對環(huán)形螺旋側(cè)面齒輪各自樞軸地安裝在所述機殼的兩相對端所設置的相應的一第一對準擴孔中，所述側(cè)面齒輪設有與輸出軸非可轉(zhuǎn)動連接的刻有鍵槽的內(nèi)周邊，而輸出軸相鄰兩端以軸向間隔關(guān)系各自穿過所述機殼的車軸孔而延伸出去；(c)阻止輸出軸相對于所述側(cè)面齒輪軸向向外位移的鎖定機構(gòu)；(d)若干對差動螺旋小齒輪，自自具有相反方向的螺旋齒，每一對小齒輪采用外徑轉(zhuǎn)動配合方式各自安裝在所述機殼的兩相對端所設置的孔中，所述孔的兩相鄰端處于保持連通且所述差動螺旋小齒輪的兩相對端是彼此交疊嚙合的，所述小齒輪具有與所述側(cè)面齒輪的軸平行的縱向軸且各自與所述側(cè)面齒輪嚙合，因此，通過所述差動機構(gòu)所傳遞的扭矩將引起在所述小齒輪上的側(cè)面齒輪的輪齒加載，當所述小齒輪在各自的小齒輪腔中轉(zhuǎn)動時，導致抗摩擦力矩，從而在差動機構(gòu)中形成力矩偏壓；(e)安裝在所述側(cè)面齒輪之間的隔離機構(gòu)，它使所述側(cè)面齒輪和輸出軸各自保持軸向間隔關(guān)系；所述的隔離機構(gòu)是局部的并包括(1)一一般同軸地裝配在所述側(cè)面齒輪之間的C形外隔離件，所述外隔離件通常包括在其一端由橫向部分連接的一對平行腿部，每一所述平行腿部的外表面分別設有可轉(zhuǎn)動地支承相對小齒輪的相鄰兩端的一對并聯(lián)凹槽；(2)一可拆卸地接觸安裝在所述腿部之間的芯件，從而支承所述腿部來阻止彼此相對移動，所述的芯部安裝成使所述軸保持軸向間隔關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述機殼設有一為所述隔離件提供進出口的橫向開孔，此外，其中所述隔離機構(gòu)包括(3)使所述的芯部與所述的外隔離件連接的螺釘機構(gòu)，所述螺釘機構(gòu)包括一具有鄰接所述機殼開孔的頭部和一螺桿部，該螺桿部貫穿所述芯件中所設置的通孔且收尾于一螺紋部，螺紋部可擰進地固定在所述橫向部分中所設置的相應的螺紋孔中。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述外隔離件腿部的兩相鄰內(nèi)表面是平行的，此外，其中，所述芯件的周圍表面與相對的所述外隔離件的內(nèi)表面是符合一致的，并處于周邊接觸嚙合。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述外隔離件腿部的外表面包括一對在所述凹槽的相對邊的上周邊表面各自支承其與所述機身殼體部的相應表面的嚙合。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述外隔離件在其內(nèi)周面上設有中心肋條，該中心肋條沿著一個腿部，穿過所述的橫向部分以及沿著另一個腿部連續(xù)延伸;此外，其中，所述芯件包括一擴大的端部，該端部以支承關(guān)系在所述腿部的自由未端之間延伸，所述擴大的端部設有一接納所述肋條的凹槽，因此使所述芯件相對于所述外隔離件正確地定位。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于每一所述的外部和芯部隔離件是由粉末狀金屬制成的。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進一步包括彈簧機構(gòu)，該彈簧機構(gòu)朝著所述的外隔離件各自軸向向內(nèi)地偏置每一所述側(cè)面齒輪，從而減少差動裝置的齒間隙。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述機殼各自包含靠近所述側(cè)面齒輪的遠端的擴孔，所述彈簧機構(gòu)是環(huán)形的且各自安裝在所述擴孔中。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于每一所述彈簧機構(gòu)包括多個同軸安裝在環(huán)形盤簧和一共線安裝在所述盤簧和毗連的側(cè)面齒輪之間的舌片墊圈，所述舌片墊圈包括一徑向向外定向的舌片部分，該舌片伸入一所述機殼中所形成的相對凹槽內(nèi)，以此防止所述彈簧機構(gòu)相對于所述機殼的轉(zhuǎn)動。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于每一所述彈簧機構(gòu)進一步包括一共線地安裝在所述盤簧和毗連擴孔的底壁之間的環(huán)形止推墊圈。
11.一種將驅(qū)動扭矩從主動軸傳遞到一對對準的輸出軸的螺旋齒輪類型的差動裝置，包括(a)一適于通過主動軸可轉(zhuǎn)動驅(qū)動的差動裝置運載機殼，所述機殼包括一含有腔室的機身，以及至少一個與所述機身可拆卸連接的端部部件以使所述腔室閉合，所述機殼的兩相對端設有對準的車軸孔;(b)一對環(huán)形螺旋側(cè)面齒輪各自樞軸地安裝在所述機殼的兩相對端所設置的相應的一第一對準擴孔中，所述側(cè)面齒輪設有與輸出軸非可轉(zhuǎn)動連接的刻有鍵槽的內(nèi)周邊，而輸出軸相鄰兩端以軸向間隔關(guān)系各自穿過所述機殼的車軸孔而延伸出去;(c)阻止輸出軸相對于所述側(cè)面齒輪軸向向外位移的鎖定機構(gòu);(d)若干對差動螺旋小齒輪，各自具有相反方向的螺旋齒，每一對小齒輪采用外徑轉(zhuǎn)動配合方式各自安裝在所述機殼的兩相對端所設置的孔中，所述孔的兩相鄰端處于保持連通且所述差動螺旋小齒輪的兩相對端是彼此交疊嚙合的，所述小齒輪具有與所述側(cè)面齒輪的軸平行的縱向軸且各自與所述側(cè)面齒輪嚙合，因此，通過所述差動機構(gòu)所傳遞的扭矩將引起在所述小齒輪上的側(cè)面齒輪的輪齒加載，當所述小齒輪在各自的小齒輪腔中轉(zhuǎn)動時，導致抗摩擦力矩，從而在差動機構(gòu)中形成力矩偏壓;(e)安裝在所述側(cè)面齒輪之間的隔離機構(gòu)，它使所述側(cè)面齒輪和輸出軸各自保持軸向間隔關(guān)系;(f)預壓彈簧機構(gòu)各自軸向向內(nèi)地朝著所述隔離機構(gòu)偏置所述側(cè)面齒輪的，由此減少差動裝置齒間隙，所述彈簧機構(gòu)是環(huán)形的且各自安裝在靠近所述側(cè)面齒輪的兩遠端的所述機殼所含有的擴孔中，每一所述的彈簧機構(gòu)包括(1)多個同軸裝配的環(huán)形盤簧;(2)一共線地安裝在所述盤簧和毗連的側(cè)面齒輪之間的環(huán)形舌片墊圈，所述舌片墊圈包括一徑向向外定向舌片，該舌片伸入所述機殼中所設置的相應凹槽中，從而阻止所述彈簧機構(gòu)相對于所述機殼的轉(zhuǎn)動。
全文摘要
一種車輛的螺旋齒輪類型的差動裝置包括一改進的局部隔離裝置，該裝置具有一使側(cè)向齒輪保持軸向間隔關(guān)系的普通C—形外隔離件和一使車輛保持軸向間隔關(guān)系及支承外部部件的腿部抵止彼此相對位移的可拆卸內(nèi)芯隔離件。彈簧裝置可非轉(zhuǎn)動地安裝在機殼中，且軸向向內(nèi)地朝著外隔離件以偏置側(cè)面齒輪，從而各自減少側(cè)面齒輪和外隔離件之間的間隙，以此減少差動裝置的齒間隙。
文檔編號F16H48/12GK1082673SQ9310355
公開日1994年2月23日 申請日期1993年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月21日
發(fā)明者詹姆斯·B·鮑克斯, 沃爾頓L·迪塞特 申請人:藏尼爾有限公司