專利名稱：用于汽車的分動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有圓錐齒輪軸的分動器，該圓錐齒輪軸通過兩個相互間隔設(shè)置并軸向預(yù)緊的滾動軸承支承在殼體上，該圓錐齒輪軸以圓錐齒輪通過從動錐形齒輪驅(qū)動支承在一殼體上的差速器，其中半軸支承在差速器中，并通過從動齒輪和差速齒輪相互間作用連接。
通過這種形式的分動器能夠使各半軸的驅(qū)動輪在曲線行駛過程中盡管由于不同的轉(zhuǎn)數(shù)也能夠無滑差地滾動。圓錐齒輪軸或萬向軸通過圓錐齒輪驅(qū)動從動錐形齒輪，從動錐形齒輪抗扭轉(zhuǎn)地與差速器連接，在差速器里面支承有從動齒輪和差速齒輪。在直線行駛過程中這些差速齒輪在差速器中靜止，使得兩個半軸以與從動錐形齒輪相同的轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)。在曲線行駛過程中在兩個半軸之間產(chǎn)生了轉(zhuǎn)數(shù)差。此時差速齒輪旋轉(zhuǎn)并起到使其中一根半軸相對于從動錐形齒輪轉(zhuǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)數(shù)增加量正好與另一根軸相對于從動錐形齒輪轉(zhuǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)數(shù)減少量相等的作用。
這種類型的差速器在由柏林/海德堡/紐約施普林格出版社出版的W.Hampp所著的專業(yè)書籍《滾動軸承的計算與設(shè)計》中的以圖88作為示例畫出。其中圓錐齒輪軸通過兩個相互間隔設(shè)置的圓錐滾柱軸承支承，軸承在軸向上預(yù)緊。預(yù)緊這樣來實現(xiàn)，使得圓錐滾柱軸承借助于螺紋連接在軸向上相互間移動。
在此缺陷是，在一定條件下由于圓錐滾柱軸承的預(yù)緊使圓錐滾柱的端面與軸承環(huán)的邊緣面之間添加了滑動摩擦，這種摩擦導(dǎo)致了圓錐滾柱和邊緣面的磨損。這種磨損反過來造成軸承預(yù)緊喪失，其后果又造成圓錐齒輪與從動錐形齒輪之間帶有不利后果的嚙合間隙加大。
本發(fā)明的目的在于，改進(jìn)完善分動器圓錐齒輪軸的軸承支承。
這個目的按照本發(fā)明權(quán)利要求1的特征得以實現(xiàn)，滾動軸承由單向承載的雙列串聯(lián)徑向止推球軸承構(gòu)成，軸承相互以O(shè)形結(jié)構(gòu)設(shè)置。
本發(fā)明相對于傳統(tǒng)的帶圓錐滾柱軸承方案的優(yōu)點如下
在一定條件下由于按照本發(fā)明的軸承支承沒有滑動摩擦而使得微小得多的摩擦轉(zhuǎn)矩必然出現(xiàn)很小的軸承溫升并由此也使油池的溫升很小。由此總體上實現(xiàn)更高的效率和較小的軸承損耗功率。其結(jié)果是，當(dāng)按照本發(fā)明的軸承支承用于汽車時由于較小的損耗功率而使燃料消耗較少。大約40℃的低油池溫度也可以使發(fā)動機殼體采用較輕的殼體材料，例如鎂合金，這又可以明顯地減輕重量。
另一個優(yōu)點是較小的軸承磨損，這種軸承磨損大約僅為傳統(tǒng)方案磨損量的1/10。這種微小的磨損可以避免會造成圓錐齒輪軸上的圓錐齒輪和與差速器連接的從動錐形齒輪之間的公知的有害嚙合間隙加大的圓錐齒輪軸的軸向移動。
按照本發(fā)明解決方案的其它具有優(yōu)點的結(jié)構(gòu)在從屬權(quán)利要求2至6中描述。按照權(quán)利要求2和3，軸承滾道具有相等或不等的直徑以及相等或不等的接觸角。
按照權(quán)利要求4的另一個特征，一個軸承兩個滾道里的軸承滾珠在保持器里面滾動并具有相等或不等的直徑。
按照權(quán)利要求5，緊鄰圓錐齒輪軸上的圓錐齒輪設(shè)置的第一雙列串聯(lián)徑向止推球軸承尺寸大于從屬的第二雙列串聯(lián)徑向止推球軸承。因為在靠近圓錐齒輪附近不僅在徑向而且在軸向都必須承受最大的負(fù)荷，因此采取了這一有針對性的結(jié)構(gòu)。
最后按照權(quán)利要求6，第二雙列串聯(lián)徑向止推球軸承的內(nèi)環(huán)在軸向上頂靠在可變形的軸套上。除了所期望的預(yù)緊調(diào)整以外這個軸套還負(fù)責(zé)，通過反作用力的影響使調(diào)整螺栓同樣處于預(yù)緊而使這個螺紋連接不松動。
按照另一個獨立的權(quán)利要求7本發(fā)明的目的也可以由此而實現(xiàn)，滾動軸承各由兩個單向承載的、可分的串聯(lián)徑向止推球軸承成雙的構(gòu)成，軸承相互間為O形結(jié)構(gòu)設(shè)置。
通過下面的實施例來詳細(xì)解釋本發(fā)明。


圖1現(xiàn)有技術(shù)的汽車分動器的截面圖，圖2帶按照本發(fā)明軸承支承的圓錐齒輪軸的縱向截面圖。
在圖1中所示的汽車用分動器具有殼體1，差速器2通過兩個圓錐滾柱軸承3支承在殼體上。圓錐齒輪軸5上的圓錐齒輪4驅(qū)動從動錐形齒輪6，從動錐形齒輪又使差速器2轉(zhuǎn)動。差速器2通過差速齒輪7和從動齒輪8分別與一個半軸9連接，半軸驅(qū)動沒有畫出的車輪。圓錐齒輪軸5同樣通過另外兩個相互間隔設(shè)置的圓錐滾柱軸承10支承在殼體1中，這兩個軸承通過螺紋部件11在軸向上相互相對移動，即處于預(yù)緊。
圓錐滾柱軸承10的內(nèi)環(huán)12具有徑向指向外面的邊緣13，滾柱14的端面頂靠在邊緣上轉(zhuǎn)動。通過預(yù)緊的圓錐滾柱軸承10在滾柱14端面與邊緣13的內(nèi)表面之間產(chǎn)生滑動摩擦，這種摩擦通過材料去除而導(dǎo)致磨損并對分動器產(chǎn)生不利影響。即，這種按照現(xiàn)有技術(shù)的圓錐齒輪軸5的軸承支承存在大的摩擦力矩、高的軸承溫度和油溫以及低效率。此外由于圓錐滾柱和邊緣面的磨損所產(chǎn)生的預(yù)緊力的損失將導(dǎo)致驅(qū)動齒輪4與從動錐形齒輪6之間的嚙合間隙加大。
在圖2中所示的分動器的圓錐齒輪軸5具有階梯狀的軸體15，圓錐齒輪4位于其右側(cè)端部。圓錐齒輪軸5通過兩個相互間隔設(shè)置的串聯(lián)徑向止推球軸承16和17支承在殼體1中，軸承分別具有整體的軸承內(nèi)環(huán)18和整體的軸承外環(huán)19，它們各自具有兩個凸肩20和21。軸承滾珠22和23在軸承16和17里面具有相等的大小并分別在軸承保持架24里面滾動。從圖示中還可以看出，在軸承16和17內(nèi)部沒有詳細(xì)畫出的軸承滾珠22和23的滾道具有不等的直徑。因為在圓錐齒輪4附近產(chǎn)生圓錐齒輪軸5的最大徑向和軸向負(fù)荷，因此串聯(lián)徑向止推球軸承16的尺寸遠(yuǎn)大于串聯(lián)徑向止推球軸承17的尺寸。通過兩個串聯(lián)徑向止推球軸承16和17的相互間的“O”形結(jié)構(gòu)可以保證，軸承16和17能夠各自承受一個軸向向上的力，即圓錐齒輪軸5不可能軸向移動。預(yù)緊用公知的方法這樣來實現(xiàn)，即通過將螺紋部件11旋緊在圓錐齒輪軸5的軸體15上使圓錐齒輪4在殼體1方向上、即軸向向左移動，使得兩個軸承16,17處于預(yù)緊。在軸承16和17之間在圓錐齒輪軸5的軸體15上設(shè)置一個軸套25，其一端頂靠在軸承17的內(nèi)環(huán)18上而另一端頂靠在沒有標(biāo)號的軸體15的軸肩上。當(dāng)旋緊螺紋部件11時首先使軸承17的內(nèi)環(huán)18向右移動，使得對軸套25施加變形力，即，使軸套自身變形。然而在一定條件下通過這種變形能夠由軸套25對軸承17的內(nèi)環(huán)18施加反作用力，使得螺紋部件11加載有這個反作用力并由此使螺紋部件不能夠在圓錐齒輪軸5軸體15上的螺紋連接上松動。
與傳統(tǒng)的帶有圓錐滾柱軸承10的圓錐齒輪軸5的軸承支承相反，(本發(fā)明)即使在相對較大的預(yù)緊條件下也只出現(xiàn)滾動摩擦，即可非常明顯地減少磨損。
權(quán)利要求
1．用于汽車的分動器帶有圓錐齒輪軸(5)，該圓錐齒輪軸通過兩個相互間隔設(shè)置并軸向預(yù)緊的滾動軸承支承在殼體(1)上，該圓錐齒輪軸以圓錐齒輪(4)通過一個從動錐形齒輪(6)驅(qū)動一個支承在殼體(1)上的差速器(2)，其中半軸(9)支承在差速器(2)中，所述半軸通過從動齒輪(8)和差速齒輪(7)相互作用連接，其特征為，所述的滾動軸承由可單向受載的雙列串聯(lián)徑向止推球軸承(16,17)構(gòu)成，軸承相互呈O形結(jié)構(gòu)設(shè)置。
2．如權(quán)利要求1的分動器，其特征為，一個軸承(16,17)的滾道具有相等或不等的直徑。
3．如權(quán)利要求1的分動器，其特征為，一個軸承(16,17)的滾道具有相等或不等的接觸角。
4．如權(quán)利要求1的分動器，其特征為，一個軸承(16,17)的兩個滾道里的軸承滾珠(22,23)在保持架(24)里面滾動并具有相等或不等的直徑。
5．如權(quán)利要求1的分動器，其特征為，緊鄰圓錐齒輪軸(5)上的圓錐齒輪(4)設(shè)置的第一串聯(lián)徑向止推球軸承(16)尺寸大于從屬的第二串聯(lián)徑向止推球軸承(17)。
6．如權(quán)利要求1的分動器，其特征為，第二雙列串聯(lián)徑向止推球軸承(17)的內(nèi)環(huán)(18)在軸向上頂靠在可變形的軸套(25)上。
7．如權(quán)利要求1前序部分的分動器，其特征為，滾動軸承各由兩個單向承載的、一體的串聯(lián)設(shè)置的錐形球軸承構(gòu)成，軸承相互間為O形結(jié)構(gòu)設(shè)置。
全文摘要
汽車分動器的圓錐齒輪軸(5)通過兩個相互間隔設(shè)置的、單向承載的雙列串聯(lián)徑向止推球軸承(16,17)支承在一個殼體(1)上,軸承相互間為“O”形結(jié)構(gòu)設(shè)置。與傳統(tǒng)的圓錐滾柱軸承支承相比,通過按照本發(fā)明的軸承支承能夠?qū)崿F(xiàn)非常微小的摩擦轉(zhuǎn)矩和非常微小的軸承磨損。
文檔編號F16C25/08GK1316040SQ99810362
公開日2001年10月3日 申請日期1999年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月29日
發(fā)明者沃納·雅各布, 艾里西·克羅伯 申請人:Ina滾動軸承謝夫勒無限責(zé)任公司