МОДУЛЬНОЕ СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ ЗВЕНО ПОПЕРЕЧНОГО ВАЛА Российский патент 2017 года по МПК F16H48/42 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к дифференциалам транспортных средств, имеющих четыре шестерни в цельном корпусе. Более конкретно, изобретение относится к поперечному валу и полым валам с соединительным звеном и самофиксирующимися элементами для применения при сборке дифференциала.

Уровень техники

Дифференциалы транспортных средств включают систему шестерен, обеспечивающую различное вращение колес транспортного средства при предотвращении буксования, управлении сцеплением с дорогой, избыточной поворачиваемости и недостаточной поворачиваемости. В одном участке дифференциала могут размещаться зубчатые колеса одного или большего числа валов. В результате шестерни могут сохранять положение относительно взаимодействующих с ними боковых зубчатых колес.

Некоторые дифференциалы могут содержать четыре шестерни. Для некоторых дифференциалов этого типа требовалось, чтобы корпус, окружающий четыре внутренние шестерни, был разъемным в середине для установки валов шестерен. В одном примере такой конструкции поперечные валы перекрывались с центральными гнездами. Требования к сопряжениям являются высокими, поскольку корпус должен стыковаться по плоскости, должны сопрягаться гнезда поперечных валов и одна или обе половины корпуса обычно модифицируются для приема поперечных валов. Данная конструкция также является громоздкой и тяжелой, поскольку корпус должен иметь средства для взаимной фиксации половин.

Прочие конструкции дифференциалов с четырьмя шестернями имеют цельный корпус и некоторую комбинацию осей сателлитов и поперечного вала. Требования к сопряжениям этих конструкций с осями сателлитов также высоки из-за применения резьбовых крепежных элементов и дополнительной механической обработки для обеспечения выравнивания осей сателлитов и поперечного вала. Конструкция может также включать удерживающие пластины, что приводит к повышению числа деталей, требующих определенной точности изготовления. Данные конструкции являются громоздкими и тяжелыми, поскольку резьбовые участки требуют использования дополнительных материалов для обеспечения жесткости и для корпуса необходимы средства, обеспечивающие вставку удерживающих пластин и/или резьбовых элементов.

Раскрытие изобретения

Установочная система дифференциала может содержать поперечный вал, первую ось сателлита, вторую ось сателлита и соединительное звено.

Поперечный вал содержит продольную ось и канал, проходящий через поперечный вал перпендикулярно продольной оси, канал содержит первое отверстие и второе отверстие. Первая ось сателлита содержит продольную ось, параллельную центральной оси первого отверстия. Вторая ось сателлита содержит продольную ось, параллельную центральной оси второго отверстия. Соединительное звено находится в канале и содержит первый участок, проходящий до первой оси сателлита, и второй участок, проходящий до второй оси сателлита.

Дифференциал может содержать цельный корпус, который по существу охватывает первую, вторую, третью и четвертую шестерни. Поперечный вал может проходить через первую и вторую шестерни. Первая ось сателлита может проходить через третью шестерню. Вторая ось сателлита может проходить через четвертую шестерню. Соединительное звено может проходить через участки поперечного вала, первую ось сателлита и вторую ось сателлита. Соединительное звено может сопрягаться с первой осью сателлита и второй осью сателлита для удержания поперечного вала, первой оси сателлита и второй оси сателлита внутри корпуса.

Способ сборки валов шестерен в корпусе дифференциала может содержать этапы: вставку поперечного вала в первое отверстие корпуса и пропускание поперечного вала через корпус ко второму отверстию корпуса; вставку соединительного звена в первую ось сателлита; вставку второй оси сателлита в третье отверстие корпуса; продвижение второй оси сателлита до упора в поперечный вал; вставку первой оси сателлита в четвертое отверстие корпуса; продвижение первой оси сателлита до упора в поперечный вал; пропускание соединительного звена через отверстия поперечного вала; сопряжение соединительного звена со второй осью сателлита.

Дополнительные цели и преимущества будут изложены частично в нижеследующем описании, а частично станут очевидны из описания или могут быть определены при практической реализации изобретения. Цели и преимущества также будут реализованы и получены посредством элементов и комбинаций, специально выделенных в прилагаемой формуле изобретения.

Следует понимать, что как вышеприведенное общее описание, так и нижеследующее подробное описание представляют собой только поясняющие примеры.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - поперечное сечение корпуса шестерен дифференциала.

Фиг. 2 - поперечное сечение участка системы крепления шестерен.

Фиг. 3 - пространственный вид системы крепления шестерен.

Осуществление изобретения

Далее приводятся подробные ссылки на примеры, которые показаны на прилагаемых чертежах. На чертежах там, где это возможно, для обозначения одинаковых или аналогичных деталей используются одинаковые ссылочные позиции.

На Фиг. 1 показано поперечное сечение корпуса 50 шестерен дифференциала. Т.е. корпус 50 показан разбитым на две части, хотя на самом деле он представляет собой единую трубчатую деталь, которая не требует сопряжения с другой половиной для получения корпуса. На Фиг. 1 также показана боковая шестерня 80, взаимодействующая с первым, вторым, третьим и четвертым сателлитами 61, 62, 63 и 64.

Корпус 50 имеет первое, второе, третье и четвертое отверстия 51, 52, 53 и 54 для обеспечения вставки поперечного вала 10, первой оси 20 сателлита и второй оси 30 сателлита. Первое и второе отверстия 51 и 52 корпуса являются соосными, и третье и четвертое отверстия 53 и 54 корпуса являются соосными. Поперечный вал 10 проходит через первую и четвертую шестерни 61, 64, и поперечный вал 10 частично удерживается в пределах первого и второго отверстий 51 и 52 корпуса. Первая ось 20 сателлита проходит через вторую шестерню 62 и частично удерживается в третьем отверстии 53 корпуса. Вторая ось 30 сателлита проходит через третью шестерню 63 и частично удерживается в четвертом отверстии 54 корпуса.

Крепежная система шестерен дифференциала может содержать поперечное звено 40, поперечный вал 10, первую ось 20 сателлита и вторую ось сателлита 30. Соединительное звено 40 соединяется с первой осью сателлита 20, проходит через поперечный вал 10 и соединяется со второй осью сателлита 30, как более подробно показано на Фиг. 2 и 3.

Соединительное звено 40 может содержать окружную губку 41. Губка 41 может вставляться на прессовой посадке в углубление 21 в первой оси 20 сателлита для фиксации соединительного звена относительно первой оси 20 сателлита. Дополнительное сопряжение может содержать окружную канавку 22 в первой оси сателлита и круговое гнездо 42 в соединительном звене 40. В гнезде 42 может размещаться пружинное кольцо 70 или упорное кольцо. Соединительное звено 40, гнездо 42 и пружинное кольцо 70 могут продвигаться к первой оси 20 сателлита до тех пор, пока пружинное кольцо 70 не войдет в сопряжение с канавкой 22. Прессовая посадка может использоваться отдельно или совместно с креплением при помощи пружинного кольца для скрепления соединительного звена 40 с первой осью 20 сателлита. Также может оказаться желательным применение отдельного соединения при помощи пружинного кольца без прессовой посадки.

Соединительное звено 40 содержит второе гнездо 42 для приема второго пружинного кольца 71. Соединительное звено 40, гнездо 42 и пружинное кольцо 71 могут сопрягаться со второй осью 30 сателлита путем продвижения ко второй оси 30 сателлита до установки пружинного кольца 71 во второй канавке 32. На Фиг. 2 показано второе углубление 31 второй оси 30 сателлита, но второе углубление 31 является не обязательным и не обязательно должно сопрягаться с губкой соединительного звена 40. Вместо этого первая ось 20 сателлита может быть идентична второй оси сателлита для использования при сборке одинаковых деталей.

Продольная ось первой оси 20 сателлита параллельна продольной оси соединительного звена 40, которая параллельна продольной оси второй оси 30 сателлита. Эти три оси перпендикулярны продольной оси поперечного вала 10. Поперечный вал 10 имеет два отверстия 11 и 12, образующих канал для прохода участка соединительного звена 40. Поперечный вал 10 также имеет два углубления 13 и 14 во внешней стенке. Углубления 13 и 14 могут располагаться рядом с отверстиями 11 и 12 и могут находиться в области концентрической с отверстиями 11 и 12. Каждое углубление имеет плоскую грань 15 и 16. Плоский торец 23 первой оси 20 сателлита может упираться в плоскую грань 15. Участок внешней поверхности первой оси сателлита может упираться во внутреннюю часть углубления 13. Аналогичным образом, плоский торец второй оси 30 сателлита может упираться в плоскую грань 16. Участок внешней поверхности второй оси сателлита может упираться во внутреннюю поверхность углубления 14. Углубления 13 и 14 могут содержать элементы, препятствующие вращению ответных элементов осей сателлитов.

На Фиг. 3 показан пространственный вид крепежного узла, включающего элементы, препятствующие вращению. Препятствующие вращению элементы могут включать, по меньшей мере, одну внутреннюю боковую стенку углубления 13, являющуюся плоской, и, по меньшей мере, одну внутреннюю боковую стенку углубления 14, являющуюся плоской. На Фиг. 3 показаны две плоские боковые стенки углубления 13, упирающиеся в два участка первой оси 20 сателлита, имеющей плоские поверхности 24 и 25. Две плоские боковые стенки углубления 14 упираются в два участка второй оси 30 сателлита, имеющей плоские поверхности 34 и 35. Первая и вторая оси 20 и 30 сателлитов могут содержать участки с плоскими поверхностями 24, 25, 34, 35, соединенные соответствующими скругленными поверхностями 26 и 36. Плоские поверхности 24, 25, 34 и 35 могут фиксировать оси 20 и 30 сателлитов от вращения относительно поперечного вала 10, когда поперечный вал 10 включает ответные плоские поверхности в углублениях 13 и 14. Возможно применение поверхностей, расположенных другим образом, например по треугольнику, по квадрату, по шестиугольнику и т.д., имеющих или не имеющих переходные скругленные поверхности.

Для поддержания весового равновесия крепежной системы поперечный вал 10 имеет изменение диаметра или плоские поверхности 19. Плоские поверхности 24, 25, 34, 35 и 19 снижают общий вес крепежной системы и снижают количество материала, необходимого для формирования деталей.

Соответствующие цилиндрические участки 17, 18, 27 и 37 на поперечном валу 10, первой оси 20 сателлита и третьей оси 30 сателлита вставляются соответственно в первое, второе, третье и четвертое отверстия 51, 52, 53 и 54 корпуса. Цилиндрические участки и отверстия могут быть изготовлены с соответствующими допусками или быть снабжены фасками для получения скользящей посадки после правильной установки деталей.

Края углублений 21 и 31 могут иметь фаски для обеспечения прохода пружинных колец 70 и 71 через углубления к канавкам 22 и 32. Канавки 22 и 32 и гнезда 42 и 43 не имеют фасок, поэтому пружинные кольца 70 и 71 не могут повторно сжаться и отделиться от узла. Поперечный вал 10 может включать дополнительные фаски на торцах отверстий 11 и 12 для сжатия пружинного кольца 71 при прохождении через поперечный вал 10.

Один способ сборки крепежного узла может содержать создание прессовой посадки соединительного звена 40 с первой осью сателлита 20, установку пружинного кольца 71 на соединительное звено 40, перемещение пружинного кольца 71 на соединительное звено 40 через отверстия 11 и 12 в поперечном валу 10 и перемещение второй оси 30 сателлита к пружинному кольцу 71 и соединительному звену 40.

Способ сборки корпуса шестерен может содержать установку первой, второй, третьей и четвертой шестерен 61, 62, 63 и 64 внутри корпуса 50. Поперечный вал 10 может пропускаться через центральные отверстия шестерен 61 и 64 внутри корпуса 50. Поперечный вал 10 может пропускаться через центральные отверстия шестерен 61 и 64 и перемещаться далее в отверстия 51 и 52 корпуса. Соединительное звено 40 может устанавливаться на прессовой посадке при помощи губки 41 в углубление 21 первой оси 20 сателлита. Альтернативный или дополнительный этап может содержать установку пружинного кольца 70 в канавку 42 и перемещение пружинного кольца и канавки 42 в первую ось 20 сателлита до фиксации пружинного кольца 70 в канавке 22. Второе пружинное кольцо 71 помещается в гнезде 43 соединительного звена 40.

Соединительное звено 40 и первая ось 20 сателлита могут затем вставляться в отверстие 53 таким образом, что ось сателлита проходит от отверстия 53 корпуса до поперечного вала 10. Плоский торец 23 первой оси 20 сателлита может упираться в плоскую поверхность 15 углубления 13, и соединительное звено может проходить через отверстия 11 и 12 в поперечном валу таким образом, что пружинное кольцо 71 и гнездо 43 выходят за пределы поперечного вала 10.

Вторая ось 30 сателлита может вставляться в отверстие 54 корпуса до или после вставки первой оси 20 сателлита. Вторая ось сателлита вставляется таким образом, что она проходит от отверстия 54 корпуса до поперечного вала 10 так, что ее плоский торец 33 упирается в поверхность 16. Пружинное кольцо 71 и гнездо 43 образуют скользящую посадку с канавкой 32.

Соединительное звено 40, поперечный вал 10, первая ось 20 сателлита и вторая ось 30 сателлита являются полыми, что существенно снижает вес крепежной системы в сборе. Кроме того, посадки в крепежной системе исключают необходимость в резьбовых крепежных элементах, что снижает требования к точности механической обработки. Применение прессовых посадок и соединений при помощи пружинных колец упрощает сборку и также снижает требования к точности механической обработки. Оси шестерен могут удерживаться относительно друг друга без применения удерживающих пластин, болтов или других устанавливаемых в корпус средств, что снижает вес узла и упрощает изготовление. Описанная крепежная система также обеспечивает простоту сборки внутри цельного корпуса шестерен.

Прочие варианты осуществления изобретения станут понятны специалистам в данной области техники из подробного описания и в процессе практической реализации описанных здесь примеров. Подробное описание и примеры следует рассматривать исключительно в качестве иллюстрации, а истинные объем и суть изобретения определяются нижеследующей формулой изобретения.

Изобретение относится к дифференциалам транспортных средств, имеющим четыре шестерни в цельном корпусе. Дифференциал содержит поперечный вал, первую ось сателлита, вторую ось сателлита и соединительное звено. Поперечный вал содержит продольную ось и канал, проходящий через поперечный вал перпендикулярно продольной оси. Канал содержит первое отверстие и второе отверстие. Первая ось сателлита параллельна центральной оси первого отверстия. Вторая ось сателлита параллельна центральной оси второго отверстия. Соединительное звено проходит через участки поперечного вала, первую ось сателлита и вторую ось сателлита, сопрягается с первой осью сателлита и второй осью сателлита для удержания поперечного вала, первой оси сателлита и второй оси сателлита внутри корпуса. Способ сборки включает вставку поперечного вала, вставку соединительного звена, вставку второй оси сателлита, перемещение второй оси сателлита, вставку первой оси сателлита, пропускание соединительного звена через отверстия поперечного вала, скрепление соединительного звена со второй осью сателлита. Достигается снижение габаритов и веса конструкции. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система крепежная дифференциала, содержащая:

поперечный вал, содержащий:

продольную ось; и

канал, проходящий через поперечный вал перпендикулярно продольной оси, канал содержит первое отверстие и второе отверстие;

первую ось сателлита, содержащую продольную ось, параллельную центральной оси первого отверстия;

вторую ось сателлита, содержащую продольную ось, параллельную центральной оси второго отверстия; и

соединительное звено в канале, содержащее первый участок, проходящий до первой оси сателлита, и второй участок, проходящий до второй оси сателлита.

2. Система крепежная по п. 1, в которой соединительное звено установлено на прессовой посадке на первую ось сателлита и соединительное звено установлено на скользящей посадке на вторую ось сателлита.

3. Система крепежная по п. 2, в которой соединительное звено содержит первое гнездо, а вторая ось сателлита содержит канавку и в которой пружинное кольцо скрепляет первое гнездо с канавкой.

4. Система крепежная по п. 3, в которой соединительное звено содержит второе гнездо, а первая ось сателлита содержит вторую канавку и в которой второе пружинное кольцо скрепляет второе гнездо со второй канавкой.

5. Система крепежная по п. 3, в которой соединительное звено содержит губку, и первая ось сателлита содержит углубление, и губка установлена в углублении на прессовой посадке.

6. Система крепежная по п. 1, дополнительно содержащая первое пружинное кольцо и второе пружинное кольцо, в которой соединительное звено содержит первое гнездо и второе гнездо, в котором первая ось сателлита содержит первую канавку, в которой вторая ось сателлита содержит вторую канавку, в которой первое пружинное кольцо скрепляет первое гнездо с первой канавкой и в которой второе пружинное кольцо скрепляет второе гнездо со второй канавкой.

7. Система крепежная по п. 1, в которой поперечный вал, первая ось сателлита и вторая ось сателлита являются полыми.

8. Система крепежная по п. 1, в которой поперечный вал содержит первое углубление рядом с первым отверстием и второе углубление рядом со вторым отверстием, в котором первое углубление содержит первую плоскую поверхность и второе углубление содержит вторую плоскую поверхность, в котором первая ось сателлита содержит первый плоский торец и первый плоский торец упирается в первую плоскую поверхность и в котором вторая ось сателлита содержит второй плоский торец и второй плоский торец упирается во вторую плоскую поверхность.

9. Система крепежная по п. 8, в которой первое углубление содержит, по меньшей мере, одну плоскую боковую стенку, и внешний участок первой оси сателлита является плоским и имеет конфигурацию, обеспечивающую упор, по меньшей мере, в одну плоскую боковую стенку, и внешний участок второй оси сателлита является плоским и имеет конфигурацию, обеспечивающую упор, по меньшей мере, в одну плоскую боковую стенку второго углубления.

10. Дифференциал, содержащий:

цельный корпус для по существу охватывания:

первой, второй, третьей и четвертой шестерен;

поперечный вал, проходящий через первую и четвертую шестерни;

первую ось сателлита, проходящую через вторую шестерню;

вторую ось сателлита, проходящую через третью шестерню; и

соединительное звено, проходящее через участки поперечного вала, первую ось сателлита и вторую ось сателлита,

в котором соединительное звено сопрягается с первой осью сателлита и второй осью сателлита для удержания поперечного вала, первой оси сателлита и второй оси сателлита внутри корпуса.

11. Дифференциал по п. 10, в котором соединительное звено установлено на прессовой посадке на первую ось сателлита и соединительное звено установлено на скользящей посадке на вторую ось сателлита.

12. Дифференциал по п. 10, в котором соединительное звено содержит первое гнездо, а вторая ось сателлита содержит канавку и в которой пружинное кольцо скрепляет первое гнездо с канавкой.

13. Дифференциал по п. 12, в котором соединительное звено содержит второе гнездо, а первая ось сателлита содержит вторую канавку и в которой второе пружинное кольцо скрепляет второе гнездо со второй канавкой.

14. Дифференциал по п. 10, в котором соединительное звено содержит губку, и первая ось сателлита содержит углубление, и губка установлена в углублении на прессовой посадке.

15. Дифференциал по п. 10, в котором поперечный вал, первая ось сателлита и вторая ось сателлита являются полыми.

16. Дифференциал по п. 10, в котором поперечный вал содержит первое углубление рядом с первым отверстием и второе углубление рядом со вторым отверстием, в котором первое углубление содержит первую плоскую поверхность и второе углубление содержит вторую плоскую поверхность, в котором первая ось сателлита содержит первый плоский торец и первый плоский торец упирается в первую плоскую поверхность и в котором вторая ось сателлита содержит второй плоский торец и второй плоский торец упирается во вторую плоскую поверхность.

17. Дифференциал по п. 16, в котором первое углубление содержит, по меньшей мере, одну плоскую боковую стенку, и внешний участок первой оси сателлита является плоским и имеет конфигурацию, обеспечивающую упор, по меньшей мере, в одну плоскую боковую стенку, и внешний участок второй оси сателлита является плоским и имеет конфигурацию, обеспечивающую упор, по меньшей мере, в одну плоскую боковую стенку второго углубления.

18. Дифференциал по п. 10, в котором корпус содержит первый канал, второй канал, третий канал и четвертый канал, в котором первый канал соосен со вторым каналом и поперечный вал проходит от первого канала до второго канала и в котором третий канал соосен с четвертым каналом, и первая ось сателлита проходит от третьего канала до поперечного вала, и вторая ось сателлита проходит от четвертого канала до поперечного вала.

19. Способ сборки осей сателлитов в корпусе дифференциала, содержащий этапы:

вставки поперечного вала в первое отверстие корпуса и пропускание поперечного вала через корпус ко второму отверстию корпуса;

вставки соединительного звена в первую ось сателлита;

вставки второй оси сателлита в третье отверстие корпуса;

перемещения второй оси сателлита до упора в поперечный вал;

вставки первой оси сателлита в четвертое отверстие корпуса;

перемещения первой оси сателлита до упора в поперечный вал;

пропускания соединительного звена через отверстия поперечного вала; и

скрепления соединительного звена со второй осью сателлита.

20. Способ по п. 19, дополнительно содержащий этапы:

соединения губки на соединительном звене с углублением на первой оси сателлита для формирования прессовой посадки, и

соединения гнезда на соединительном звене с канавкой на второй оси сателлита при помощи пружинного кольца.