差速驱动系统、更特别地用于机动车辆的动力系的差速驱动系统的制作方法

1.本发明涉及一种差速驱动系统，更特别地涉及一种旨在用于机动车辆的动力系的差速驱动系统。该驱动系统一方面包括用于将扭矩从驱动发动机传递到车桥的两个侧轴的差速驱动装置，另一方面包括爪形离合器(dog clutch)装置。此外，本发明涉及一种包括这样的差速驱动系统的动力系。


背景技术：

2.爪形离合器装置可以用于中断发动机与两个侧轴之间的扭矩传递，或者用于锁止差速器，即以相同的速度驱动两个侧轴。
3.例如从文件ep 1726851中已知使用电磁致动器来锁止差速器。
4.从文件ep 1435479中还已知使用电磁致动器来断开到差速器的驱动，即中断差速器齿轮组的运动上游的扭矩传递。
5.已知的实践是用12v的标称电压对这些电磁致动器供电。
6.在这些文件中，车桥的两个侧轴沿相同的轴线在相反的方向上延伸，并且电磁致动器包括相对于该轴线同轴地布置的环形电磁体。更具体地，环形电磁体总体上围绕驱动侧轴之一的输出毂定位。由于尺寸较大并且具有相当大的内直径，这样的环形电磁体能量效率不高。
7.另外，当使用电磁传感器来控制爪形离合器装置的位置时，同轴环形电磁体的接近可能使测量失真。校正这些误差增加了位置控制装置的复杂性。
8.另一方面，同轴环形电磁体的接近可能妨碍将这些传感器定位在爪形离合器装置附近的能力。


技术实现要素：

9.本发明的目的是提出一种具有差速驱动装置和电磁致动器的差速驱动系统，该电磁致动器能量效率更高，并且更容易生产和在差速驱动系统中实现。另一个优点是有利于使用电磁位置传感器。
10.该目的通过提出一种用于机动车辆的差速驱动系统来实现，该差速驱动系统包括：
[0011]-差速驱动装置，该差速驱动装置包括容装差速器齿轮组的差速器外壳，该差速器齿轮组能够将扭矩从差速器外壳传递到第一输出侧轴和第二输出侧轴，第一输出侧轴和第二输出侧轴各自驱动车辆的车轮，第一输出侧轴和第二输出侧轴沿旋转轴线x延伸，
[0012]-爪形离合器装置，该爪形离合器装置包括第一联接构件和第二联接构件，第二联接构件能够围绕旋转轴线(x)被旋转驱动，并且能够相对于第一联接构件沿旋转轴线x轴向地移动，以便与第一联接构件接合或脱离接合，第一联接构件由差速驱动装置的有齿扭矩传递构件形成，
[0013]-电磁致动器，该电磁致动器包括环形电磁体，该环形电磁体能够产生磁场以使可移动元件在与爪形离合器装置的接合状态相关联的第一位置和与爪形离合器装置的脱离接合状态相关联的第二位置之间移动。
[0014]
根据本发明，旋转轴线x位于电磁致动器的环形电磁体的外部，并且差速驱动系统进一步包括力传递机构，该力传递机构设计成将电磁致动器的可移动元件的致动力传递到爪形离合器装置的第二联接构件。
[0015]
通过这种方式，可以减小环形电磁体的尺寸，尤其是通过减小其内直径。这于是减小了铜的质量和电磁体的电消耗。
[0016]
由于电磁体产生的磁通量与电磁体绕组的匝数乘以电流强度成比例，因此利用明显更小的电磁体可以获得等效的磁通量和等效的致动力。
[0017]
另外，通过使电磁体偏移，有利于使用靠近爪形离合器装置的传感器、尤其是电磁传感器，并且简化了靠近爪形联接器的传感器的安装。
[0018]
在该文件的其余部分中，电磁致动器也将被称为致动器。
[0019]
本发明还可以包括以下特征中的一个或多个：
[0020]
旋转轴线x不穿过电磁致动器。
[0021]
环形电磁体围绕轴线定位，该轴线偏离旋转轴线x。该轴线也可以被称为“电磁体的轴线”。
[0022]
旋转轴线x相对于电磁体的轴线定位在环形电磁体的径向外部。
[0023]
第一联接构件和第二联接构件围绕旋转轴线x周向地布置。
[0024]
差速器外壳在围绕旋转轴线x的旋转方面紧固到围绕旋转轴线x布置的齿轮，该齿轮能够由车辆的减速齿轮箱驱动。
[0025]
致动器的可移动元件与杆协作，可移动元件驱动杆一起进行平移移动。杆和可移动元件可以在平移中是不可分离的。
[0026]
优选地，可移动元件是磁性的，杆是非磁性的。
[0027]
力传递机构可以具有刚性结构或者包括能够相对于彼此移动或铰接的若干部分。
[0028]
第一联接构件能够由第二联接构件驱动而围绕旋转轴线x旋转。
[0029]
第一联接构件至少部分地或完全地定位在差速器外壳的内部。
[0030]
电磁致动器定位在差速器外壳的外部。
[0031]
力传递机构部分地或完全地定位在差速器外壳的外部。
[0032]
根据一个实施例，第二联接构件的外直径是环形电磁体的外直径的至少两倍大、尤其是三倍以上大。
[0033]
第二联接构件能够与差速器外壳一起围绕旋转轴线x被旋转驱动。
[0034]
根据另一实施例，第二联接构件在旋转方面紧固到差速器外壳。
[0035]
根据一个实施例，差速器外壳具有围绕旋转轴线分布的孔，并且第二联接构件具有指状件，指状件轴向地穿过这些孔以便在围绕旋转轴线x的旋转方面紧固第二联接构件和差速器外壳。
[0036]
有利地，第二联接构件具有齿，这些齿能够通过第二联接构件朝向第一联接构件的轴向平移而与第一联接构件的互补齿啮合。
[0037]
在适用的情况下，第二联接构件的齿围绕旋转轴线x周向地布置。
[0038]
第二联接构件包括盘，该盘在沿旋转轴线x的平移方面将第二联接构件的所有齿紧固在一起，第二联接构件的盘围绕旋转轴线x布置。
[0039]
根据一个实施例，盘布置在差速器外壳的内部。
[0040]
根据一个实施例，第二联接构件的指状件将齿连接到第二联接构件的盘。在这种情况下，盘位于差速器外壳的外部。
[0041]
有利地，差速器外壳形成差速驱动装置的扭矩输入构件。
[0042]
差速驱动装置进一步包括能够联接到第一输出侧轴的第一输出构件和能够联接到第二输出侧轴的第二输出构件。
[0043]
电磁致动器沿其延伸的轴线位于第一输出构件和第二输出构件的外部。
[0044]
第一输出构件和第二输出构件可以使用花键分别连接到第一侧轴和第二侧轴。
[0045]
差速器齿轮组被配置成在差速驱动装置的差速器外壳与第一输出构件和第二输出构件之间直接或间接地传递扭矩。
[0046]
差速器齿轮组包括能够驱动第一输出侧轴旋转的第一输出小齿轮和能够驱动第二输出侧轴的第二输出小齿轮。
[0047]
第一输出小齿轮和第二输出小齿轮各自的外直径大于环形电磁体的外直径。
[0048]
第一输出小齿轮可以与第一输出构件形成为一体件。
[0049]
第二输出小齿轮可以与第二输出构件形成为一体件。
[0050]
根据一个实施例，该差速驱动系统设置有断开连接机构，该断开连接机构被配置成当爪形离合器装置打开时中断差速器外壳与差速器齿轮组之间的扭矩传递。
[0051]
根据一个实施例，第一联接构件形成差速驱动装置的辅助输入构件，差速器齿轮组被配置成在差速驱动装置的辅助输入构件与第一输出构件和第二输出构件之间传递扭矩。
[0052]
有利地，辅助输入构件安装成相对于差速器外壳自由地旋转，并且仅当爪形离合器装置闭合时，辅助输入构件在旋转方面紧固到差速器外壳。
[0053]
优选地，辅助输入构件安装在差速器外壳的内部。
[0054]
换言之，第一联接构件定位在差速器外壳的内部。
[0055]
在扭矩从减速齿轮箱传递到车辆车轮的方向上，差速器外壳定位在辅助输入构件的上游。
[0056]
辅助输入构件是围绕旋转轴线x周向地延伸的环齿轮。
[0057]
环齿轮的互补齿朝向第二联接构件的齿轴向地延伸。
[0058]
辅助输入构件或第一联接构件安装成在围绕旋转轴线x的旋转方面紧固到差速器齿轮组的第一输入小齿轮和第二输入小齿轮。
[0059]
力传递机构包括：第一接触区，该第一接触区与电磁致动器的可移动元件协作并与其一起移动；以及第二接触区，该第二接触区与第二联接构件协作并与其一起轴向移动。
[0060]
换言之，第二接触区是用于推动第二联接构件的区。
[0061]
该推动区可以围绕旋转轴线x而周向连续或不连续地延伸。
[0062]
力传递机构可以是刚性结构，或者可以在其第一接触区与第二接触区之间铰接。
[0063]
力传递机构、尤其是其第二接触区，和第二联接构件可以安装成能够围绕旋转轴线x相对于彼此旋转。
[0064]
根据一个实施例，围绕旋转轴线x延伸的轴承、尤其是滚动接触轴承，可以安装在力传递机构与第二联接构件之间。在变体中，可以使用衬垫轴承、尤其是具有塑料衬垫的衬垫轴承。
[0065]
根据另一实施例，第二联接构件包括由力传递机构推动的第一部分和与第一联接构件协作的第二部分，第二联接构件的第一部分和第二部分被设计成围绕旋转轴线x相对于彼此旋转。在适用的情况下，力传递机构和第二联接构件不一定安装成能够围绕旋转轴线x相对于彼此旋转。
[0066]
有利地，第二联接构件的第一部分和第二部分在轴向平移移动方面彼此紧固。
[0067]
例如，轴承或衬垫可以允许第二联接构件的第一部分与第二部分之间的这种相对旋转。
[0068]
根据一个实施例，电磁致动器的定位方式为使得可移动元件平行于旋转轴线x移动。
[0069]
在适用的情况下，力传递机构能够沿轴线x轴向平移移动。
[0070]
力传递机构可以具有刚性结构。
[0071]
根据一个实施例，在差速器齿轮组的每一侧上，差速器外壳具有旨在至少部分地包围输出侧轴中的一个的管状部分。
[0072]
电磁致动器定位在管状部分的外部。
[0073]
更具体地，致动器可以定位在垂直于穿过管状部分之一的旋转轴线x的平面上、在该管状部分的外部，并且电磁致动器围绕其延伸的轴线定位在该管状部分的外部。
[0074]
根据一个实施例，力传递机构包括压板。
[0075]
压板可以定位在差速器外壳的外部。
[0076]
第二接触区布置在该压板上。
[0077]
有利地，压板围绕两个管状部分中的一个定位。压板具有围绕旋转轴线x延伸并围绕管状部分滑动的内部轮廓。
[0078]
根据一个实施例，电磁致动器的定位方式为使得可移动元件在不平行于旋转轴线x但具有沿旋转轴线x的分量的方向上移动，力传递机构具有在可移动元件的方向上移动的第一部分和在第二联接构件的行进方向上移动的第二部分。
[0079]
力传递机构的第一部分和第二部分可以相对于彼此关于旋转轴线x旋转。
[0080]
有利地，力传递机构的第二部分由压板形成。
[0081]
力传递机构的第一部分包括臂，臂的第一端布置在致动器侧，并且臂的第二端布置在压板侧。
[0082]
根据一个实施例，臂在与可移动元件相同的方向上平移移动。
[0083]
臂的第二端被配置成当第二联接构件轴向移动时第二端在压板上移动。换言之，旋转轴线x与臂的第二端之间的距离根据可移动元件的位置而变化。
[0084]
根据另一实施例，电磁致动器的定位方式为使得可移动元件在垂直于旋转轴线的方向上移动。
[0085]
根据另一实施例，压板包括斜面，并且臂的第二端被配置成沿该斜面移动。
[0086]
在适用的情况下，斜面被配置成从由臂传递的力产生沿旋转轴线x方向的力。
[0087]
根据另一实施例，可移动元件在平行于旋转轴线x的方向上移动，并且力传递机构
包括围绕旋转轴线x布置并沿该轴线延伸的圆柱体，该圆柱体具有由可移动元件或与可移动元件相关联的杆推动的第一端和固定到压板的第二端。因此，悬臂效应受到限制。
[0088]
根据另一实施例，差速驱动系统包括多个电磁致动器，力传递机构将每个电磁致动器连接到第二联接构件。
[0089]
在适用的情况下，每个可移动元件与力传递机构的相应杆协作，可移动元件驱动杆一起进行平移移动。
[0090]
每个杆可以固定到压板。在适用的情况下，压板安装成能够相对于第二联接构件旋转。
[0091]
电磁致动器围绕旋转轴线x均匀地定位。
[0092]
根据一个实施例，力传递机构被配置成增加由致动器产生的致动力，例如借助于杠杆臂。
[0093]
根据另一实施例，力传递机构包括能够推动压板的枢转杠杆。
[0094]
根据一个实施例，枢转杠杆包括围绕旋转轴线(x)布置的环形部分。该环形部分围绕输出侧轴中的一个和/或围绕第一输出构件和第二输出构件中的一个布置。
[0095]
根据一个实施例，力传递机构包括能够围绕旋转轴线x相对于彼此旋转的第一部分和第二部分。
[0096]
杠杆的枢转轴线和电磁致动器分别位于旋转轴线x的两侧。
[0097]
杠杆包括与可移动元件或与可移动元件相关联的杆协作的推动区、以及与压板协作的按压区。
[0098]
杠杆可以直接或间接地与电磁致动器的可移动元件协作。
[0099]
优选地，力通过杆从致动器的可移动元件传递到杠杆。
[0100]
力通过可移动元件传递到杠杆的一端。因此，可以限制力。
[0101]
优选地，枢转轴线位于杠杆的另一端。
[0102]
杆/杠杆接触界面被配置成允许杠杆相对于杆倾斜。
[0103]
界面可以是球形类型的，杆的一端呈球体的一部分的形式，并且杠杆包括呈球体的一部分的形式的腔体，该腔体容纳杆的这一端。
[0104]
进一步地，压板可以包括朝向杠杆突出的至少一个负载分散凸台，杠杆和压板的布置方式为使得经由每个负载分散凸台传递推力。
[0105]
每个负载分散凸台被配置成允许杠杆枢转并经由均匀的接触区域压在压板上。
[0106]
特别地，凸台是圆滑的。因此，杠杆比可以保持恒定，而与杠杆的角度无关。
[0107]
作为替代方案，压板具有延伸到杠杆的指状件。
[0108]
根据另一实施例，差速驱动系统设置有差速器锁定机构，第一联接构件在旋转方面紧固到差速驱动装置的第一输出构件和第二输出构件中的一个、或者与其形成为一体，并且第二联接构件能够被驱动，使得至少当爪形离合器装置闭合时，第二联接构件与差速器外壳一体地旋转。
[0109]
于是当爪形离合器装置闭合时，所述第一输出构件或第二输出构件在旋转方面紧固到差速器外壳，使得差速驱动装置的第一输出构件和第二输出构件以相同的速度旋转。
[0110]
应用于断开连接装置的前述特征、尤其是关于力传递机构的前述特征，可以同样应用于锁定装置的情况。
[0111]
本发明还涉及一种传动系统，包括容装在减速齿轮箱外壳内部的减速齿轮箱以及如上所述的差速驱动系统。
[0112]
根据一个实施例，差速器外壳在围绕旋转轴线x的旋转方面紧固到围绕旋转轴线x布置的齿轮，该齿轮能够由车辆的减速齿轮箱驱动。
[0113]
根据一个实施例，差速器外壳定位在减速齿轮箱外壳的内部。
[0114]
根据一个实施例，电磁致动器定位在减速齿轮箱外壳的外部。因此，致动器被保护免受溅油的影响并且更易于维护。
[0115]
作为替代方案，电磁致动器定位在减速齿轮箱外壳的内部。
[0116]
根据一个实施例，差速驱动系统包括用于直接或间接地确定爪形离合器装置的闭合状态的传感器。
[0117]
根据一个实施例，传感器和电磁致动器由共用支撑件支撑。
[0118]
根据一个实施例，力传递机构穿过减速齿轮箱外壳。
[0119]
优选地，滚动接触轴承定位在差速器外壳、特别是在差速器外壳的每个管状部分与减速齿轮箱外壳之间。
[0120]
根据一个实施例，杠杆布置在减速齿轮箱外壳的内部。
[0121]
作为替代方案，杠杆布置在减速齿轮箱外壳的外部。
[0122]
在适用的情况下，压板可以包括朝向杠杆延伸并穿过减速齿轮箱外壳的指状件，杠杆的布置方式为使得压靠这些指状件并推动它们，以便将爪形离合器装置闭合。
[0123]
杆可以形成致动器或力传递机构的一部分。
[0124]
本发明还涉及一种包括电机和如上所述的传动系统的动力系，减速齿轮箱由所述电机驱动。
[0125]
本发明还涉及一种差速驱动装置，该差速驱动装置包括：
[0126]-差速驱动装置，该差速驱动装置包括容装差速器齿轮组的差速器外壳，该差速器齿轮组能够将扭矩从差速器外壳传递到第一输出侧轴和第二输出侧轴，第一输出侧轴和第二输出侧轴沿旋转轴线x延伸，
[0127]-爪形离合器装置，该爪形离合器装置包括第一联接构件和第二联接构件，第二联接构件能够围绕旋转轴线x被旋转驱动，并且能够相对于第一联接构件沿旋转轴线x轴向地移动，以便与第一联接构件接合或脱离接合，第一联接构件由差速驱动装置的有齿扭矩传递构件形成，
[0128]-电磁致动器，该电磁致动器包括环形电磁体，该环形电磁体能够产生磁场以使可移动元件在与爪形离合器装置的接合状态相关联的第一位置和与爪形离合器装置的脱离接合状态相关联的第二位置之间移动，电磁致动器由电源供电，该电源的标称电压大于12v、尤其是在24v至60v之间，例如48v。
[0129]
因此，与以12v供电的电磁体相比，在致动器的输入处对电源进行滤波的问题较少，因为对48v的电压的滤波要求不如对12v的电压那样苛刻。另外，焦耳损耗降低，并且缆线截面可以更小，从而在供电缆线中和在为电磁致动器供电的电力电子器件中存在更少的损耗。
[0130]
根据一个实施例，差速驱动系统包括多个电磁致动器，每个电磁致动器包括环形电磁体，该环形电磁体能够产生磁场，该磁场使可移动元件在与爪形离合器装置的接合状
态相关联的第一位置和与爪形离合器装置的脱离接合状态相关联的第二位置之间移动。
[0131]
电磁致动器可以串联安装。
[0132]
例如，差速驱动系统可以包括四个在12v电压下操作的电磁体、或者三个在16v电压下操作的电磁体、或者两个在24v电压下操作的电磁体。
[0133]
根据替代方案，致动器并联连接。
[0134]
根据一个实施例，差速驱动系统进一步包括力传递机构，该力传递机构被设计成将一个或多个可移动元件的致动力传递到爪形离合器装置的第二联接构件。
附图说明
[0135]
参考附图，从对仅通过非限制性说明的方式给出的本发明的多个特定实施例的以下描述中，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将变得更加清楚。
[0136]
图1是本发明第一实施例的示意性截面图；
[0137]
图2是第二实施例的示意图；
[0138]
图3是第三实施例的示意图；
[0139]
图4是第四实施例的示意图；
[0140]
图5是第五实施例的示意图；
[0141]
图6是第六实施例的示意性立体图；
[0142]
图7是第六实施例的截面图；
[0143]
图8是第六实施例的传感器和致动器的示意性截面图；
[0144]
图9是第六实施例的立体图，描绘了减速齿轮箱外壳；
[0145]
图10是第七实施例的示意性截面图；
[0146]
图11是第七实施例的示意性立体图；
[0147]
图12是第八实施例的示意性截面图；
[0148]
图13是第九实施例的示意图；
[0149]
图14是结合有差速器锁定装置的第十实施例的示意性截面图。
[0150]
电机可以用作机动车辆中的补充驱动单元，机动车辆除了电机之外还具有作为主动力单元的内燃发动机。因此，电机通常用于使车辆以低速度向前移动，例如在城镇中。由于电机提供了相对较高的扭矩，所以在起动时有良好的牵引力以及良好的表现。在较高的速度下，电机被中断，并且为了避免电机的阻力矩对效率具有不利影响，因此使用断开连接机构，该断开连接机构定位在传动系中在电机与差速器齿轮组之间。
[0151]
因此，在下文描述的实施例1至9中，爪形离合器装置的运行方式为使得差速器齿轮组运动上游的扭矩传递中断。在多个不同实施例中，执行基本上等效的功能的元件将具有相同的附图标记。
[0152]
在下文中，除非另外提及，否则轴向方向是指差速驱动装置的旋转轴线x。还相对于旋转轴线x确定了径向方向。
[0153]
图1示意性地描绘了差速驱动系统10，该差速驱动系统包括差速驱动装置11、爪形离合器装置21、电磁致动器31和力传递机构41，该力传递机构布置的方式为使得将电磁致动器31的致动力传递到爪形离合器装置21。
[0154]
差速驱动系统布置在传动系统内，该传动系统进一步包括减速齿轮箱r和减速齿轮箱外壳b。
[0155]
差速驱动装置11包括容装差速器齿轮组14的差速器外壳12。差速器齿轮组14能够将扭矩从差速器外壳12传递到第一输出侧轴和第二输出侧轴(未描绘)，该第一输出侧轴和该第二输出侧轴沿旋转轴线x延伸。
[0156]
差速器外壳12在围绕旋转轴线x的旋转方面紧固到围绕旋转轴线x布置的齿轮6，齿轮6能够由车辆的减速齿轮箱r驱动。
[0157]
爪形离合器装置21包括第一联接构件23和第二联接构件22。
[0158]
第二联接构件22由差速器外壳12驱动围绕旋转轴线x旋转，并且可以相对于第一联接构件23沿旋转轴线x轴向地移动。因此，爪形离合器装置21的打开和闭合通过第二联接构件22的轴向运动来实现，该第二联接构件能够与第一联接构件23轴向接合，以便与第一联接构件一起围绕旋转轴线x旋转。
[0159]
第一联接构件23是差速驱动装置11的参与从电机到输出轴的扭矩传递的有齿构件。在这种情况下，第一联接构件是定位在差速器齿轮组的上游的环齿轮，这将在下文中描述。
[0160]
电磁致动器31包括环形电磁体32，该环形电磁体能够产生磁场以使可移动元件33在与爪形离合器装置21的接合或闭合状态相关联的第一位置和与爪形离合器装置21的脱离接合或打开状态相关联的第二位置之间移动。
[0161]
差速驱动系统10进一步包括力传递机构41，该力传递机构被设计成将电磁致动器31的可移动元件33的致动力传递到爪形离合器装置21的第二联接构件22。
[0162]
减速齿轮箱外壳b具有位于电磁致动器31与差速器外壳12之间的壁5。电磁致动器位于减速齿轮箱外壳b的外部。有利地，电磁致动器31安装成压靠减速齿轮箱外壳b的壁5，并且力传递机构41穿过减速齿轮箱外壳的壁5。差速器外壳12位于减速齿轮箱外壳b的内部。
[0163]
为了紧固第二联接构件22和差速器外壳12，差速器外壳12具有围绕旋转轴线x分布的孔，并且第二联接构件22具有指状件24，指状件轴向地穿过这些孔以便在围绕旋转轴线x的旋转方面紧固第二联接构件22和差速器外壳12。
[0164]
第二联接构件22具有齿122，这些齿能够通过第二联接构件22朝向第一联接构件23的轴向平移而与第一联接构件23的互补齿123啮合。第二联接构件22的齿122围绕旋转轴线x周向地布置。
[0165]
第二联接构件22进一步包括盘，该盘在沿旋转轴线x的平移方面将第二联接构件22的所有齿122紧固在一起。第二联接构件的盘围绕旋转轴线x布置。
[0166]
由差速器驱动的输出轴沿其延伸的旋转轴线x有利地位于电磁致动器31的环形电磁体32的外部。换言之，环形电磁体32不与输出轴的旋转轴线同轴地安装。因此，可以减小环形电磁体32的尺寸、特别是其内直径，从而减小铜的质量和电磁体的电消耗。还可以减小电磁致动器31的质量。这样的致动器也更便宜。
[0167]
差速器外壳12形成差速驱动装置11的扭矩输入构件，并且差速驱动装置11进一步包括能够联接到第一输出侧轴的第一输出构件17和能够联接到第二输出侧轴的第二输出构件18。每个输出侧轴驱动车辆的车轮。第一输出构件17和第二输出构件18可以使用花键
分别连接到第一侧轴和第二侧轴。差速器齿轮组14被配置成在差速驱动装置11的差速器外壳12与第一输出构件17和第二输出构件18之间传递扭矩，同时允许第一输出侧轴和第二输出侧轴以不同的速度旋转，特别是在转弯期间。
[0168]
差速器齿轮组14包括能够驱动第一输出侧轴旋转的第一输出小齿轮171和能够驱动第二输出侧轴的第二输出小齿轮181。在这种情况下，第一输出小齿轮171与第一输出构件17形成为一体，并且第二输出小齿轮181与第二输出构件18形成为一体。
[0169]
第一联接构件23形成差速驱动装置11的辅助输入构件，差速器齿轮组14被配置成在差速驱动装置11的辅助输入构件23与第一输出构件17和第二输出构件18之间传递扭矩。
[0170]
辅助输入构件23安装成相对于差速器外壳12自由地旋转，并且仅当爪形离合器装置21闭合时，辅助输入构件在旋转方面紧固到差速器外壳12。辅助输入构件23安装在差速器外壳12的内部。
[0171]
辅助输入构件23是在垂直于旋转轴线x的平面上围绕旋转轴线x周向地延伸的环齿轮。环齿轮的互补齿123朝向第二联接构件22的齿122轴向地延伸。
[0172]
辅助输入构件23或第一联接构件安装成在围绕旋转轴线x的旋转方面紧固到差速器齿轮组14的第一输入小齿轮13和第二输入小齿轮。
[0173]
为此，辅助输入构件23具有关于旋转轴线x在直径方向彼此相反的两个孔口。第一输入小齿轮13包括一个孔口，并且第二输入小齿轮包括另一孔口。差速驱动装置11包括连接杆19，该连接杆的第一端部区插入到辅助输入构件23的一个孔口中并且插入到第一输入小齿轮13的孔口中，而连接杆19的第二端部区插入到辅助输入构件23的另一孔口中并且插入到第二输入小齿轮的孔口中。第一输入小齿轮13和第二输入小齿轮因此安装成自由地围绕连接杆19旋转。这样安装在辅助输入构件23中的连接杆19能够在垂直于旋转轴线x的平面中运动，相对于该轴线枢转。
[0174]
在每侧上，差速器外壳12包括管状部分121、122，管状部分至少部分地围绕连接到车轮的输出侧轴。电磁致动器31定位在这些管状部分121、122以及输出构件17和18的外部。致动器31沿其延伸和/或围绕其布置的轴线位于这些管状部分121、122以及输出构件17和18的外部。在差速器外壳12的每个管状部分121、122与减速齿轮箱外壳b之间定位有滚动接触轴承。
[0175]
传感器90可以布置在力传递机构41附近，以便直接或间接地确定爪形离合器装置21的联接位置(打开、闭合等)。致动器31的离轴且间隔开的构型是有利的，因为螺线管与传感器间隔开，这通常可以使得传感器更容易装配，并且当传感器是磁性传感器时，和与输出侧轴的旋转轴线同轴的螺线管相比，传感器受到螺线管磁场的干扰更小。
[0176]
为了闭合爪形离合器装置21，向螺线管32供应电流，从而产生使可移动元件33移动的磁场。可移动元件33推动力传递机构41，力传递机构然后轴向地推动第二联接构件22。
[0177]
为了当不再向螺线管供应电流时使爪形离合器装置21重新打开，可以使用弹性复位弹簧95。弹性复位弹簧可以例如定位在差速器外壳12与力传递机构41之间。第二联接构件22和力传递机构的第二接触区45例如在两个方向上轴向地彼此紧固，以便当弹簧95的弹性复位力超过由螺线管产生的力时，特别是当不再向螺线管供应电流时，使爪形离合器装置重新打开。相反，当电磁体被供电以便致动第二联接构件22时，由可移动元件33产生的力超过弹簧95的复位力。
[0178]
作为替代方案，复位弹簧可以布置在第二联接构件22与差速器外壳12之间。
[0179]
另外，电磁致动器31还配备有故障保护复位弹簧，该故障保护复位弹簧使可移动元件33返回到其第二位置，尤其是在电力供应中断的情况下。
[0180]
在图1中示意性描绘的第一实施例中，第二联接构件22的盘定位在差速器外壳12的内部，并且第二联接构件22的指状件24将该盘连接到力传递机构41。
[0181]
根据图1的布置，第一联接构件23完全定位在差速器外壳12中。电磁致动器31定位在差速器外壳12的外部，并且力传递机构41完全定位在差速器外壳12的外部。
[0182]
力传递机构41被配置成将电磁致动器31的可移动元件33的致动力传递到第二联接构件22。
[0183]
在图1的第一实施例中，电磁致动器31的定位方式为使得可移动元件33平行于旋转轴线x移动；并且力传递机构41同样可平行于轴线x移动。
[0184]
力传递机构41在此总体上具有平行于旋转轴线x轴向地移动的刚性结构单元。力传递机构41包括能够经由环形凸起推动第二联接构件22的指状件24的压板46和由可移动元件33驱动轴向平移的杆43。
[0185]
力传递机构41包括：第一接触区44，该第一接触区与电磁致动器31的可移动元件33协作并与其一起移动；以及第二接触区45，该第二接触区与第二联接构件22协作并与其一起轴向移动。换言之，第二接触区45是用于推动第二联接构件22的区。第二接触区45在此采用围绕旋转轴线x周向地延伸的环形凸起的形式。该环形按压凸起被配置成将第二联接构件22的指状件24的端部朝向第一联接构件23按压。
[0186]
在力传递机构41的第二接触区45与第二联接构件22之间布置有旋转连接件27，该旋转连接件容纳围绕旋转轴线x的旋转，并且例如使用球或衬垫来实现。
[0187]
力传递机构41还围绕差速器外壳12的管状部分121定位。力传递机构具有围绕旋转轴线x延伸并围绕管状部分121滑动的内部轮廓。
[0188]
在图2中所描绘的第二实施例中，电磁致动器31的定位方式为使得可移动元件33在不平行于旋转轴线x但具有沿旋转轴线x的分量的方向上移动。在所描绘的示例中，可移动元件的平移轴线定向成相对于旋转轴线x成大约40
°
角。
[0189]
力传递机构41具有在可移动元件33的方向上移动的第一部分和在第二联接构件22的行进方向(换言之，轴向方向)上移动的第二部分。
[0190]
力传递机构41的第一部分和第二部分可以相对于彼此关于旋转轴线x旋转。
[0191]
力传递机构41的第二部分由压板46形成，并且力传递机构41的第一部分包括臂47，臂的第一端布置在致动器31侧，并且臂的第二端布置在压板46侧。臂47在与可移动元件33相同的方向上平移移动。臂47的第二端被配置成当第二联接构件22轴向移动时第二端在压板46上移动。换言之，旋转轴线x与臂的第二端之间的距离根据可移动元件33的位置而变化。
[0192]
在图3中所描绘的第三实施例中，电磁致动器31的定位方式为使得可移动元件33在垂直于旋转轴线(x)的方向上移动。在该实施例中，压板包括斜面48，并且臂47的第二端被配置成沿该斜面48移动。斜面48被配置成从由臂47传递的力产生沿旋转轴线(x)方向的力。
[0193]
在这种情况下，在第二联接构件22与压板46之间存在容纳围绕旋转轴线x的旋转
的旋转连接件27，以避免当爪形离合器装置闭合时第二联接构件22对力传递机构41在旋转意义上固定的驱动。
[0194]
作为替代方案，压板46在旋转方面紧固到指状件24，并且斜面48具有以旋转轴线x为中心的圆锥形状，以便允许在臂47与压板46之间围绕旋转轴线x的相对旋转。
[0195]
根据图4中所描绘的第四实施例，可移动元件33在平行于旋转轴线x的方向上移动，并且力传递机构41包括围绕旋转轴线x布置并沿该轴线延伸的圆柱体，该圆柱体具有由与可移动元件相关联的杆43推动的第一端和固定到压板46的第二端。因此，悬臂效应受到限制。在第二联接构件22与压板46之间或者在压板与圆柱体70之间可以存在容纳围绕旋转轴线x的旋转的旋转连接件(未描绘)。
[0196]
在图5中所描绘的第五实施例中，差速驱动系统包括两个电磁致动器31，并且力传递机构41将每个电磁致动器31连接到第二联接构件22。两个电磁致动器31关于旋转轴线x在直径方向彼此相反地定位。每个可移动元件33与力传递机构41的相应杆43协作，可移动元件驱动杆一起进行平移移动。每个杆43在平移移动方面紧固到压板46。
[0197]
压板46可以安装成能够相对于第二联接构件22或相对于杆43旋转。
[0198]
这些致动器31可以优选地串联安装在车辆的48v电网上(例如在混合动力车辆的情况下)，因此每个电磁体接收24v的电压。在其他替代方案中，差速驱动系统包括3个或4个或甚至更多个致动器。
[0199]
图6至图9中描绘了第六实施例。力传递机构41包括围绕枢转轴线y枢转的枢转杠杆42。
[0200]
枢转轴线y垂直于旋转轴线x。在垂直于枢转轴线y并穿过旋转轴线x的平面中的投影中，杠杆42的枢转轴线y和电磁致动器31分别布置在旋转轴线x的两侧上。
[0201]
杠杆42可以直接或间接地与电磁致动器的可移动元件33协作。
[0202]
在图6和图7中，杠杆42与电磁致动器31的可移动元件33之间的协作是间接的，扭矩传递机构41包括如前所述的杆43，该杆将力从致动器31的可移动元件33传递到杠杆42。
[0203]
杆43由致动器31的可移动元件33驱动而进行平移移动。杆43和可移动元件33因此都在同一方向上移动。第一接触区44布置在杆43的第一端上，压靠可移动元件33。
[0204]
杆/杠杆接触界面被配置成允许杠杆42相对于杆43倾斜，并且在杆43与杠杆42之间均匀地传递力，而与杠杆42的倾斜角度无关。界面在此是球形类型的，杆43的第二端呈球体的一部分的形式，并且杠杆包括呈球体的一部分的形式的腔体，该腔体容纳杆43的端部。
[0205]
杠杆42的整体形状为围绕旋转轴线x布置的环。杠杆包括环形部分以及具有圆柱形支承表面421的管，该圆柱形支承表面布置成围绕固定在差速驱动系统10中的轴110枢转。轴沿枢转轴线y延伸。因此，杠杆42能够围绕枢转轴线y枢转。杆43和杠杆42的圆柱形支承表面关于旋转轴线x在直径方向彼此相反地定位。在直径方向相反的意思是它们位于同一直径上，偏差不超过20度。
[0206]
圆柱形支承表面421形成在在杠杆42的环形部分的外部突出的管的内部。杠杆42的管和环形部分形成为单个部件。作为替代方案，圆柱形支承表面421和轴110可以用提供枢转连接的任何其他机构代替。
[0207]
在未描绘的替代形式中，杠杆42有利地包括轴，该轴设计成在差速驱动系统中的固定圆柱形支承表面内部旋转。
[0208]
进一步地，压板46可以包括朝向杠杆42突出的至少一个负载分散凸台225，杠杆42和压板46的布置方式为使得经由每个负载分散凸台225传递推力。
[0209]
每个负载分散凸台225被配置成允许杠杆42以在枢转进行时保持一致的推动接触力枢转。特别地，凸台是圆滑的，以便限制边缘效应，并且具有当杠杆枢转时保持恒定的杠杆比。
[0210]
压板46和杠杆42可以围绕旋转轴线x相对于彼此旋转。作为替代方案，压板46和第二联接构件22的指状件可以围绕旋转轴线x相对于彼此旋转。为实现此目的，可以采用衬垫。
[0211]
杠杆42的另一部分支承或形成与传感器90协作的目标件。传感器对传感器90的检测元件与杠杆42之间的距离变化敏感。因此，爪形离合器装置21的打开/闭合状态可以由集成到传感器90中的处理单元确定，或者由接收由传感器提供的并且和杆与传感器的检测元件分开的距离相关的信号的单独的处理单元确定。信号可以与该距离成比例，或者可以具有有限数量的值，比如指示预定距离范围的两个、三个或四个值。目标件和传感器90可以是磁性的(例如霍尔效应传感器)。作为替代方案，传感器可以是对杠杆的距离敏感的任何其他类型的传感器，例如红外位置传感器。当然，由杠杆承载的或形成在杠杆上的目标件根据所使用的传感器的类型来配置(形状、材料)。
[0212]
在该实施例中，传感器90和电磁致动器31由共用支撑件200支撑。
[0213]
共用支撑件200具有杆43穿过的第一开口和传感器90穿过的第二开口。
[0214]
在替代方案中，杆43可以形成电磁致动器的可移动元件的一部分。在适用的情况下，可移动元件33穿过第一开口。
[0215]
从图9中可以看出，电磁致动器31和传感器90安装在减速齿轮箱外壳b的外部，抵靠其壁5。在该实施例中，杠杆42完全定位在减速齿轮箱外壳b中。传感器90和致动器31共用的共用支撑件200可以例如螺纹联接或铆接到减速齿轮箱外壳b。
[0216]
在图10和图11所描绘的实施例中，杠杆42布置在减速齿轮箱外壳b的外部。
[0217]
压板46包括朝向杠杆42延伸并穿过减速齿轮箱r的外壳的指状件49，杠杆42的布置方式为使得压靠这些指状件49并推动它们，以便将爪形离合器装置21闭合。为此，杠杆42包括推动部分，推动部分可以例如从杠杆42的环形部分径向向外延伸。指状件49的端部优选地为球形，以有利于杠杆42与指状件49之间的关节联接。如图11中可以看到的，两个指状件49分别定位在旋转轴线x的两侧。
[0218]
在未描绘的替代方案中，杠杆可以包括推杆，推杆穿过减速齿轮箱外壳以向定位在减速齿轮箱外壳内部的压板施加压力。
[0219]
在图11的实施例中，允许杠杆42枢转的轴在杠杆42上，并且杠杆在其中枢转的圆柱形支承表面形成在减速齿轮箱外壳b上。
[0220]
根据图12所描绘的另一实施例，电磁致动器31定位在减速齿轮箱r的外壳b内部。与可移动元件33相关联的杆43的一端有间隙地插入杠杆42的开口中，以便允许杆43相对于杠杆42枢转。杆43的这一端在轴向上在杠杆42的开口后方扩大，以便在可移动元件33移动时允许杆43使杠杆42移动。因为电磁致动器31和第二联接构件22在轴向上在枢转杠杆42的同一侧，所以致动器拉动杠杆以闭合爪形离合器装置。压板46与杠杆42之间的协作可以与上文详述的协作类似。
[0221]
根据图13中所描绘的另一实施例，杠杆42的枢转轴线y也可以位于杠杆42的两个力传递区之间，其中一个力传递区面向可移动元件33(或杆43)，另一个力传递区面向第二联接构件22(尤其是经由压板46)。
[0222]
在适当的情况下，杠杆的一端可以具有两个按压分支，杠杆42具有分叉的压叉形状。
[0223]
这样的断开连接装置不一定用在混合动力车辆中，而是也可以用在电动车辆中。
[0224]
本发明也可以应用于如图14中所描绘的差速器锁定机构。第一联接构件23形成在差速驱动装置11的第一输出构件17上，第二联接构件22安装在差速器外壳12上以便与其一体地旋转。因此，当爪形离合器装置闭合时，第一输出构件17在旋转方面紧固到差速器外壳，使得差速驱动装置11的第一输出构件17和第二输出构件18以相同的速度旋转。
[0225]
图14示出了第二联接构件22，其中在指状件24上形成齿，并且第二联接构件22的盘在差速器外壳12的外部。指状件24以及第二联接构件22的盘可以例如通过压接组装。每个齿由指状件24的端部形成，并且可以与属于第一联接构件23的互补齿123接合。
[0226]
在不脱离本发明的上下文的情况下，可以实现没有在此描述的替代方案，只要根据本发明，这些替代方案至少包括根据本发明的方面的差速驱动系统。

技术特征：
1.一种用于车辆的差速驱动系统(10)，所述差速驱动系统包括：-差速驱动装置(11)，所述差速驱动装置包括容装差速器齿轮组(14)的差速器外壳(12)，所述差速器齿轮组(14)能够将扭矩从所述差速器外壳(12)传递到第一输出侧轴和第二输出侧轴，所述第一输出侧轴和所述第二输出侧轴各自驱动所述车辆的车轮，所述第一输出侧轴和所述第二输出侧轴沿旋转轴线(x)延伸，-爪形离合器装置(21)，所述爪形离合器装置包括第一联接构件(23)和第二联接构件(22)，所述第二联接构件能够围绕所述旋转轴线(x)被旋转驱动，并且能够相对于所述第一联接构件(23)沿所述旋转轴线(x)轴向地移动，以便与所述第一联接构件(23)接合或脱离接合，所述第一联接构件(23)由所述差速驱动装置(11)的有齿扭矩传递构件形成，-电磁致动器(31)，所述电磁致动器包括环形电磁体(32)，所述环形电磁体能够产生磁场以使可移动元件(33)在与所述爪形离合器装置(21)的接合状态相关联的第一位置和与所述爪形离合器装置(21)的脱离接合状态相关联的第二位置之间移动，其特征在于，所述旋转轴线x位于所述电磁致动器(31)的所述环形电磁体(32)的外部，并且所述差速驱动系统(10)进一步包括力传递机构(41)，所述力传递机构被设计成将所述电磁致动器(31)的所述可移动元件(33)的致动力传递到所述爪形离合器装置(21)的所述第二联接构件(22)。2.如权利要求1所述的差速驱动系统(10)，其中，所述第二联接构件(22)能够与所述差速器外壳(12)一起围绕所述旋转轴线x被旋转驱动。3.如权利要求1或2所述的差速驱动系统(10)，其中，所述差速器外壳(12)具有围绕所述旋转轴线分布的孔(15)，并且所述第二联接构件具有指状件(24)，所述指状件轴向地穿过这些孔以便在围绕所述旋转轴线x的旋转方面紧固所述第二联接构件(22)和所述差速器外壳(12)。4.如前述权利要求任一项所述的差速驱动系统(10)，其中，所述差速器外壳(12)形成所述差速驱动装置(11)的扭矩输入构件，并且所述差速驱动装置(11)进一步包括能够联接到所述第一输出侧轴的第一输出构件(17)和能够联接到所述第二输出侧轴的第二输出构件(18)。5.如前述权利要求任一项所述的差速驱动系统(10)，其中，所述差速驱动系统设置有断开连接机构(60)，所述断开连接机构被配置成当所述爪形离合器装置(21)打开时中断所述差速器外壳(12)与所述差速器齿轮组(14)之间的扭矩传递。6.如前述权利要求任一项所述的差速驱动系统(10)，其中，所述第一联接构件被定位在所述差速器外壳的内部。7.如前述权利要求任一项所述的差速驱动系统(10)，其中，所述第一联接构件(23)形成所述差速驱动装置(11)的辅助输入构件，所述差速器齿轮组(14)被配置成在所述差速驱动装置(11)的辅助输入构件(23)与所述第一输出构件和所述第二输出构件之间传递扭矩，所述辅助输入构件(23)被安装成相对于所述差速器外壳(12)自由地旋转，并且仅当所述爪形离合器装置(21)闭合时，所述辅助输入构件在旋转方面紧固到所述差速器外壳(12)。8.如前述权利要求任一项所述的差速驱动系统(10)，其中，所述力传递机构(41)包括：第一接触区，所述第一接触区与所述电磁致动器(31)的所述可移动元件(33)协作并与其一起移动；以及第二接触区(45)，所述第二接触区与所述第二联接构件(22)协作并与其一起轴向移动。
9.如前述权利要求任一项所述的差速驱动系统(10)，其中，所述电磁致动器(31)的定位方式为使得所述可移动元件(33)平行于所述旋转轴线(x)移动；并且所述力传递机构(41)能够沿所述轴线(x)轴向平移移动。10.如前述权利要求任一项所述的差速驱动系统(10)，其中，所述差速驱动系统包括多个电磁致动器(31)，所述力传递机构(41)将每个电磁致动器(31)连接到所述第二联接构件(22)。11.如前述权利要求任一项所述的差速驱动系统(10)，其中，所述力传递机构(41)包括定位在所述差速器外壳(12)的外部的压板(46)。12.如前述权利要求任一项所述的差速驱动系统(10)，其中，所述力传递机构(41)包括能够推动所述压板(46)的枢转杠杆(42)。13.如权利要求12所述的差速驱动系统(10)，其中，所述枢转杠杆(42)包括围绕所述旋转轴线(x)布置的环形部分。14.如前述权利要求任一项所述的差速驱动系统(10)，其中，所述力传递机构(41)包括能够围绕所述旋转轴线(x)相对于彼此旋转的第一部分和第二部分。15.如权利要求1至7中任一项所述的差速驱动系统(10)，其中，所述差速驱动系统(10)设置有差速器锁定机构，所述第一联接构件(23)在旋转方面紧固到所述差速驱动装置(11)的第一输出构件和第二输出构件中的一个、或者与其形成为一体，并且所述第二联接构件(22)能够被驱动，使得至少当所述爪形离合器装置(21)闭合时，所述第二联接构件与所述差速器外壳(12)一体地旋转。16.如前述权利要求任一项所述的差速驱动系统(10)，其中，所述环形电磁体围绕轴线定位，所述轴线偏离所述旋转轴线x，并且所述旋转轴线x相对于所述电磁体的轴线定位在所述环形电磁体的径向外部。17.如前述权利要求任一项所述的差速驱动系统(10)，其中，所述力传递机构被配置成增加由所述致动器产生的致动力，例如借助于杠杆臂。18.一种传动系统，包括容装在减速齿轮箱外壳中的减速齿轮箱以及如前述权利要求任一项所述的差速驱动系统，所述电磁致动器定位在所述减速齿轮箱外壳的外部。

技术总结
一种用于车辆的差速驱动系统(10)，包括差速驱动装置(11)、爪形离合器装置(21)、电磁致动器(31)，其中差速驱动装置(11)的旋转轴线位于电磁致动器(31)的环形电磁体(32)的外部。于电磁致动器(31)的环形电磁体(32)的外部。于电磁致动器(31)的环形电磁体(32)的外部。


技术研发人员：R
受保护的技术使用者：法雷奥离合器公司
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2023/7/25