具有包括连续密封凸缘的多部分外壳组件的动力传输部件

摘要

一种用于动力传输部件的外壳组件包括衬垫以及现代腔和轴孔的第一外壳结构和第二外壳结构。第一外壳结构包括一对第一端壁、第一密封凸缘和一对鞍部。第一密封凸缘围绕腔延伸。鞍部为弓状并联接到第一端壁。轴孔形成通过第一端壁和鞍部。第二外壳结构包括一对第二端壁和第二密封凸缘。第二密封凸缘围绕腔延伸并被配置成邻接第一密封凸缘。第二端壁限定其中接纳有鞍部的鞍部凹陷部。衬垫被接纳在第一密封凸缘与第二密封凸缘之间并在鞍部与鞍部凹陷部的表面之间。

说明书

技术领域

本公开涉及一种具有包括连续密封凸缘的多部分外壳组件的动力传输部件。

背景技术

本部分提供与本公开有关的背景信息，其不一定是现有技术。

有时候需要将用于动力传输部件的外壳组件设计成使得两个外壳部件在界面处进 行结合，该界面沿着与轴孔平行的轴线与轴孔相交。换另一种表述，外壳部件之间的 界面设置在与轴孔相交的平面内。通常，这种外壳组件被设计和配置为使得，由于配 合外壳部件上的凸缘和与轴孔相关联的圆形密封或插塞表面之间的T状界面，从而存 在中断的衬垫密封表面。现有技术中已知的是以防漏方式设计和制造这种T状界面具 有挑战性。因而，现有技术中对于具有包括连续密封凸缘的多部分外壳组件的动力传 输部件仍有需求。

发明内容

本部分提供本公开的概述，而不是本公开的全部范围或其所有特征的全面公开。

在一种形式中，本教导提供一种动力传输部件，其包括外壳组件和轴。外壳组件 具有第一外壳结构和第二外壳结构以及衬垫。第一和第二外壳结构固定但可拆卸地彼 此联接以便限定腔和轴孔。轴孔沿着轴心线形成通过外壳组件并与腔相交。第一外壳 结构具有第一壁构件、一对第一端壁、一对第一轴承舱壁、第一密封凸缘和一对鞍部。 第一端壁联接到第一壁构件的相对侧部并与第一壁构件协作以限定腔的第一部分。第 一轴承舱壁联接到第一壁构件并沿着轴心线隔开。第一密封凸缘联接到第一壁构件和 第一端壁并围绕腔延伸。每一个鞍部为弓状并联接到对应的一个第一端壁。轴孔形成 通过第一端壁和鞍部。第二外壳结构具有第二壁构件、一对第二端壁、一对第二轴承 舱壁和第二密封凸缘。第二端壁联接到第二壁构件的相对侧部并与第二壁构件协作以 限定腔的第二部分。第二轴承舱壁联接到第二壁构件并沿着轴心线隔开。每一个第二 轴承舱壁与对应的一个第一轴承舱壁协作以限定轴孔的对应部分。第二密封凸缘联接 到第二壁构件和第二端壁并围绕腔延伸。第二密封凸缘被配置成邻接第一密封凸缘。 第二端壁限定将鞍部接纳于其中的鞍部凹陷部。衬垫被接纳在第一密封凸缘与第二密 封凸缘之间并在鞍部与鞍部凹陷部的表面之间，由此密封第一外壳结构与第二外壳结 构之间的界面。轴被接纳在第一轴承舱壁与第二轴承舱壁之间并相对于外壳组件能旋 转。

在另一种形式中，本教导提供一种动力传输部件，其具有外壳组件、输入构件、 差速组件、轴、环形齿轮和小齿轮。外壳组件具有第一外壳结构和第二外壳结构以及 衬垫。第一外壳结构和第二外壳结构固定但可拆卸地彼此联接以便限定腔和轴孔。轴 孔沿着轴心线形成通过外壳组件并与腔相交。第一外壳结构具有第一壁构件、一对第 一端壁、一对第一轴承舱壁、第一密封凸缘和一对鞍部。第一端壁联接到第一壁构件 的相对侧部并与第一壁构件协作以限定腔的第一部分。第一轴承舱壁联接到第一壁构 件并沿着轴心线隔开。第一密封凸缘联接到第一壁构件和第一端壁并围绕腔延伸。每 一个鞍部为弓状并联接到对应的一个第一端壁。轴孔形成通过第一端壁和鞍部。第二 外壳结构具有第二壁构件、一对第二端壁、一对第二轴承舱壁和第二密封凸缘。第二 端壁联接到第二壁构件的相对侧部并与第二壁构件协作以限定腔的第二部分。第二轴 承舱壁联接到第二壁构件并沿着轴心线隔开。每一个第二轴承舱壁与对应的一个第一 轴承舱壁协作以限定轴孔的对应部分。第二密封凸缘联接到第二壁构件和第二端壁并 围绕腔延伸。第二密封凸缘被配置成邻接第一密封凸缘。第二端壁限定将鞍部接纳于 其中的鞍部凹陷部。衬垫被接纳在第一密封凸缘与第二密封凸缘之间并在鞍部与鞍部 凹陷部的表面之间，由此密封第一外壳结构与第二外壳结构之间的界面。输入构件被 接纳在第一外壳结构中以围绕平行于轴心线的输入构件轴线旋转。差速组件被接纳在 第一外壳中并被配置成由输入构件驱动以围绕输入构件轴线旋转。轴被接纳在第一轴 承舱壁与第二轴承舱壁之间并相对于外壳组件能旋转。环形齿轮被安装在轴上。小齿 轮被支撑用于在第二外壳结构中旋转并与环形齿轮啮合。

进一步的应用领域由在此所提供的说明将变得明显。在该概述中的说明和特定示 例仅用于例示的目的，并非旨在限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于所选实施例而非所有可能的实施方式的例示目的，并 且不旨在限制本公开的范围。

图1是具有根据本公开构造的动力传输部件的示例性车辆的示意图。

图2是图1的车辆的一部分的后透视图，更详细例示了动力传输部件。

图3是图2所示的动力传输部件的分解透视图。

图4是沿图2的线4-4截取的剖视图。

图5是沿图2的线5-5截取的剖视图。

图6是图2的动力传输部件的一部分的底部透视图，更详细例示了一部分外 壳组件。

图7是图2的动力传输部件的一部分的顶部透视图，更详细例示了另一部分 外壳组件。

图8是图4的放大部分，例示了处于第一量程位置(rangeposition)的量程轴环 (rangecollar)和处于第一模式位置的离合器(模式)轴环，从而图1的车辆的驱动 系统以两轮高量程驱动模式操作。

图9是类似于图8视图的视图，但例示了处于第一量程位置的量程轴环和处 于第二模式位置的离合器(模式)轴环，从而图1的车辆的驱动系统以四轮高量 程驱动模式操作。

图10是类似于图8视图的视图，但例示了处于第二量程位置的量程轴环和处 于第二模式位置的离合器(模式)轴环，从而图1的车辆的驱动系统以空挡非驱 动模式操作。以及

图11是类似于图8视图的视图，但例示了处于第三量程位置的量程轴环和处 于第二模式位置的离合器(模式)轴环，从而图1的车辆的驱动系统以四轮低量 程驱动模式操作。

相应的附图标记在附图的若干视图中始终指示相应的部件。

具体实施方式

参照附图的图1，具有根据本公开教导构造的动力传输部件的示例性车辆总体 上以附图标记10标识。车辆10可具有动力系12和驱动系或驱动系统14。动力系 12可以传统方式进行构造，并可包括动力源16和变速器18。动力源16可被配置 成提供牵引功率并可包括例如内燃机和/或电动机。变速器18可接收来自动力源 16的牵引功率并可将功率输出至驱动系统14。变速器18可具有多个自动或手动 选择的齿轮比。所提供的具体示例中的驱动系统14为全轮驱动结构，但本领域技 术人员将认识到，本公开的教导适用于其他驱动系统结构，包括四轮驱动结构、 后轮驱动结构和前轮驱动结构。

驱动系统14可包括前桥组件20、动力输出装置(PTU)22、传动轴24和后 桥组件26。变速器18的输出可联接到前桥组件20的输入，以便驱动前桥组件20 的输入构件30。PTU22可具有可接收来自前桥组件20的输入构件30的旋转动力 的PTU输入构件32和可将旋转动力传递给传动轴24的PTU输出构件34。传动 轴24可将PTU输出构件34联接到后桥组件26，从而PTU22输出的旋转动力由 后桥组件26接收。前桥组件20和后桥组件26可全部时间受驱动，以便分别驱动 前车轮36和后车轮38。然而，将认识到，驱动系统14可包括一个或多个离合器， 以便中端通过一部分驱动系统14的旋转动力的传输。在所提供的具体示例中，驱 动系统14包括第一离合器40和第二离合器42，第一离合器40可被配置成中断输 入或通过PTU22的旋转动力的传输，第二离合器42可被配置成停止后桥组件26 内的部件的旋转。

参照图2、3和4，更详细地例示了前桥组件20、PTU22和第一离合器40。 前桥组件20、PTU22和第一离合器40可被安装在外壳组件50中，并可以按照在 2012年5月14日递交的、名称为“用于全轮驱动车辆的可分离传动系统”的共同 未决的美国专利申请13/470941中所述的方式进行构造。美国专利申请13/470941 的全部公开内容通过引用并入，如同全部在此进行陈述一样。

外壳组件50可包括第一外壳结构60、第二外壳结构62和衬垫64。第一外壳 结构60和第二外壳结构62可牢固但可拆卸地彼此联接，以便限定腔66和轴孔68。 轴孔68可沿着轴心线70形成通过外壳组件50，并可与腔66相交。第一外壳结构 60可包括第一外壳构件76和可固定但可拆卸地联接到第一外壳构件76的第二外 壳构件78。

参照图3、4和6，第一外壳构件76可具有第一壁构件80、一对第一端壁82、 一对第一轴承舱壁84、第一密封凸缘86和一个或多个鞍部88。第一端壁82可联 接到第一壁构件80的相对的横向侧，并可与第一壁构件80协作以限定腔66的第 一部分90。第一轴承舱壁84可联接到第一壁构件80，并可沿着轴心线70隔开。 第一密封凸缘86可联接到第一壁构件80和第一端壁82。第一密封凸缘86可围绕 腔66延伸。每个鞍部88可为弓状结构，其端部可联接到对应的一个第一端壁82。 在所提供的具体示例中，第一外壳构件76包括一对鞍部88(即与每一个第一端壁 82相关的一个鞍部88)。然而，将认识到，可仅采用一个鞍部88(即，第一端壁 82中的第一个上)，第一密封凸缘86可完全延伸跨越另一个第一端壁82(即， 相对的第一端壁82)。

参照图3至图5，第二外壳构件78可固定地联接到第一外壳构件76的一端， 并可与第一外壳构件76协作以限定输入构件轴线92。在所提供的具体示例中，第 二外壳构件78具有肩部94，该肩部94被接纳在形成于第一外壳构件76中的沉孔 96中。诸如O形环98的合适的密封件可安装在肩部94上，并可密封第一外壳构 件76与第二外壳构件78之间的界面。

第二外壳结构62可具有第二壁构件100、一对第二端壁102、一对第二轴承 舱壁104和第二密封凸缘106。第二壁构件100可限定小齿轮孔110，该小齿轮孔 110可围绕垂直于轴心线70的小齿轮轴线112布置。第二端壁102可联接到第二 壁构件100的相对的横向侧，并可与第二壁构件100协作以限定腔66的第二部分 120。第二轴承舱壁104可联接到第二壁构件100，并可沿着轴心线70隔开。每个 第二轴承舱壁104可与对应的一个第一轴承舱壁84协作，以限定轴孔68的相应 部分。第二密封凸缘106可联接到第二壁构件100和第二端壁102，并可围绕腔 66延伸。第二密封凸缘106被配置成邻接第一密封凸缘86。第二端壁102可限定 将鞍部88接纳于其中的鞍部凹陷部128。

参照图3，外壳组件50可包括一对定位器130，定位器130可联接到第一外 壳结构60(例如第一外壳构件76)和第二外壳结构62。定位器130可被配置成将 第二外壳结构62相对于第一外壳结构60对准。在所提供的示例中，定位器130 包括合销，合销被接纳在分别形成于第一密封凸缘86和第二密封凸缘106中的销 孔132和134中。

参照图3和图7，密封槽140可形成在第一外壳结构60(即，第一外壳构件 76)和/或第二外壳结构62中。在所提供的具体示例中，密封槽140仅形成在第二 外壳结构62中，更具体地，以连续方式围绕第二密封凸缘106和第二端壁102(由 此与鞍部凹陷部128相交)延伸。密封槽140被配置成接纳衬垫64。

参照图3、图4和图5，衬垫64可被接纳在第一密封凸缘86与第二密封凸缘 106之间并被接纳在鞍部88与鞍部凹陷部128的表面和/或第二端壁102之间，由 此密封第一外壳结构60与第二外壳结构62之间的界面。衬垫64可以任何所希望 的方式形成，例如：以采用“按压就位”结构的连续一件式弹性体的方式形成， 其中衬垫64为装配到第二外壳结构62上的分立部件；或者以“模制就位”结构 形成，其中衬垫64被模制(并粘结)到第二外壳结构62上。可替代地，衬垫64 可包括密封剂材料，该密封剂材料分配在第一外壳结构60和第二外壳结构62中 的一个或两个上。

参照图4和图8，前桥组件20可包括输入构件30、两速变速器150、前差速 组件152和一对前半轴154(为了清楚仅显示一个)。输入构件30可以是具有多 个内齿或花键160和一组第一(外部)量程齿(rangeteeth)162的中空轴，内齿或花 键160可设置在输入构件30的第一轴向端上并被配置成与变速器18(图1)的输 出构件(未示出)啮合，量程齿162形成在第二相对端上。两速变速器150可包 括输入轴170、恒星齿轮172、多个行星齿轮(未具体显示)、行星架176、环形 齿轮178和量程轴环180。输入轴170可以是与输入构件30共轴的中空结构。滚 针轴承190可设置在输入轴170与输入构件30之间。输入轴170可具有形成在邻 近于输入构件30的一端上的一组第二(外部)量程齿192。恒星齿轮172可安装 在输入轴170的与第二(外部)量程齿192相对的一端上，并可联接到输入轴170 以与其旋转。行星齿轮可与恒星齿轮172和环形齿轮178啮合。行星架176可包 括架体196和可固定地联接到架体196以与其旋转的多个销(未具体显示)。架 体196可具有一组第三(外部)量程齿198。环形齿轮178可与行星齿轮啮合并可 非旋转地联接到第一外壳构件76。第二外壳构件78的肩部94可将环形齿轮178 夹紧抵靠第一外壳构件76中的肩部208上，以便阻止环形齿轮178相对于第一外 壳结构60的轴向运动。量程轴环180可以是可安装在输入轴170上的管状套筒。 量程轴环180可包括可彼此轴向分离的第四、第五和第六组(内部)量程齿210、 212和214以及轴环构件216。第四组(内部)量程齿210可与输入构件30上的 第一组(外部)量程齿162滑动地接合，从而量程轴环180联接到输入构件30以 与其旋转。量程轴环180的轴环构件216可与致动器接合，以便允许量程轴环180 在第一、第二和第三量程位置之间轴向移动。可采用任意类型的致动器(未具体 显示)，但在所例示的示例中，致动器包括轴向可移动的叉部220，其具有将轴环 构件216接纳于其中的槽。

在图8和图9所示的第一量程位置，第五组(内部)量程齿212与输入轴170 上的第二组(外部)量程齿192分开，第六组(内部)量程齿214联接到架体196 上的第三组(外部)量程齿198，由此提供两速变速器150以第一或高速齿轮减速 比操作的“高速条件”。

在图10所示的第二量程位置，第五组(内部)量程齿212与输入轴170上的 第二组(外部)量程齿192分开，第六组(内部)量程齿214与架体196上的第 三组(外部)量程齿198分开，由此提供旋转动力不会传输通过两速变速器150、 前差速组件152或PTU22的“空挡条件”。

在图11所示的第三量程位置，第五组(内部)量程齿212联接到输入轴170 上的第二组(外部)量程齿192，第六组(内部)量程齿214与架体196上的第三 组(外部)量程齿198分开，由此提供两速变速器150以第二或低速齿轮减速比 操作的“低速条件”。

返回图4，前差速组件152可包括差速箱230、一对输出构件232和用于允许 输出构件232之间速度分化的装置。差速箱230可联接到架体196以与其旋转， 从而差速箱230围绕输入构件轴线92能旋转。差速箱230可容纳输出构件232和 速度分化装置。在所提供的示例中，速度分化装置包括具有一对侧齿轮238的开 式差速齿轮组236，输出构件232可包括侧齿轮238的与前半轴154非旋转联接的 部分(例如，内部带花键的孔)。然而，将认识到，在可替代实施方式中可采用 其他速度分化装置，例如一个或多个离合器、锁止式差速器或抗滑差速器。此外， 虽然差速齿轮组236被例示成具有小锥齿轮和侧齿轮，将认识到，小齿轮和侧齿 轮可具有其中小齿轮和侧齿轮具有正齿轮齿或斜齿轮齿的平行轴线结构。

前半轴154可具有外开花键区段，该区段可非旋转地联接到输出构件232，从 而前半轴154由输出构件232旋转地驱动。一个前半轴154可被接纳通过输入轴 170和输入构件30。

PTU22可包括PTU输入构件32、第一中间齿轮250、第二中间齿轮252、轴 254、环形齿轮256、小齿轮258(图3和图5)、PTU输出构件34和一对密封盖 260。PTU输入构件32可包括可固定地联接到第一中间齿轮250的多个第一(外 部)模式齿270。PTU输入构件32和第一中间齿轮250可围绕输入构件30同中 心地安装在第一外壳构件76中。第二中间齿轮252可与第一中间齿轮250啮合。 轴254可联接到第二中间齿轮252以与其旋转。一对轴承280可支撑轴254，以相 对于外壳组件50旋转。在所提供的具体示例中，轴承280包括被分别接纳在第一 外壳结构60的第一轴承舱壁84和第二外壳结构62的第二轴承舱壁104上的锥形 滚珠轴承。环形齿轮256在与第二中间齿轮252相对的一端被安装在轴254上。 小齿轮258(图3和图5)可被接纳在第二外壳结构62的小齿轮孔110(图7)中， 并可被支撑以通过一组小齿轮轴承300(图5)相对于第二外壳结构62旋转。小 齿轮258(图3和图5)可与环形齿轮256啮合。在第二外壳结构62与一个轴承 280之间可采用轴承调节器(未具体显示)，以对轴承280进行预加载和/或控制 环形齿轮256的齿与小齿轮258(图3和图5)的齿进行啮合的方式。轴承调节器 可以传统的方式进行构造，因而在此无需以主要细节进行描述。PTU输出构件34 (图5)可被联接到小齿轮258(图3和图5)以与其旋转。

第一离合器40可以是可被配置成选择性地将PTU输入构件32联接到输入构 件30的爪式离合器。第一离合器40可具有围绕输入轴170共中心地被接纳的离 合器轴环320。另外参照图8，离合器轴环320可具有第二(内部)组模式齿322、 第三(内部)组模式齿324和环形轴环构件326。轴环构件326可与致动器(未具 体显示)啮合，以便允许离合器轴环320沿着输入构件轴线92在第一模式位置与 第二模式位置之间轴向移动。可采用任意类型的致动器，但在所提供的示例中， 致动器包括轴向可移动的叉部330，其具有将轴环构件326接纳于其中的槽。

在图8所示的第一模式位置，离合器轴环320与PTU输入构件32轴向分离， 从而第二(内部)组模式齿322与PTU输入构件32上的第一(外部)组模式齿 270分开。在所示的具体示例中，第三(内部)组模式齿324与形成在量程轴环 180上的第四(外部)组模式齿340啮合，从而，离合器轴环320将随量程轴环 180旋转，而将不会有旋转动力传输到PTU输入构件32。因而，驱动系统14(图 1)将以两轮高速模式操作。

在图9至图11所示的第二模式位置，离合器轴环320与PTU输入构件32啮 合，从而第二(内部)组模式齿322与PTU输入构件32上的第一(外部)组模 式齿270分开。

在图9的示例中，第三(内部)组模式齿324与形成在量程轴环180上的第 四(外部)组模式齿340啮合，因而驱动系统14(图1)将以四轮高速模式操作。 在图10的示例中，第三(内部)组模式齿324与形成在量程轴环180上的第四(内 部)组模式齿340和形成在量程轴环180上的第五(外部)组模式齿342分开， 因而驱动系统14(图1)将保持在空挡非驱动状态。在图11的示例中，第三(内 部)组模式齿324与形成在量程轴环180上的第四(外部)组模式齿340分开并 联接到形成在量程轴环180上的第五(外部)组模式齿342，因而驱动系统14(图 1)将以四轮低速模式操作。

参照图3和图4，每个密封盖260可被接纳在由一个第一端壁82和对应的一 个鞍部88限定的轴孔68的相应部分中。将认识到，轴孔68在该区域中未中断(即， 轴孔68在该区域中未分开)，从而密封盖260可密封接合轴孔68的连续未中断 的表面。

实施例的前述描述已经被提供用于例示和说明的目的。其并非旨在穷尽或限 制本公开。特定实施例的各个元件或特征通常不限制于该特定实施例，而是，在 适用的场合，能互换并可被用于所选择的实施例，即使未明确显示或描述。各个 元件或特征也可以许多方式被改变。这种改变不被认为背离本公开，并且所有这 种更改旨在被包括在本公开的范围内。