用于车辆的差速器单元的组件
阅读说明：本技术 用于车辆的差速器单元的组件 (Assembly of differential gear unit for vehicle ) 是由 托马斯·巴里约 塞尔日·瓦南蒂 于 2018-04-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于车辆的差速器单元(10)的组件,该组件包括：-差速器壳体(24a),其具有纵向轴线(23)；-差速器侧齿轮(18),其构造成连接到驱动轴(11),该驱动轴(11)能够连接到车辆的车轮,该差速器侧齿轮位于差速器壳体的内部并且以能够相对于差速器壳体围绕纵向轴线旋转的方式被安装；-锁止系统(100),用于锁止差速器单元的操作,包括：锁止构件(50),其能够在释放位置和锁止位置之间移动；和致动系统(60),用于使锁止构件(50)在所述释放位置和所述锁止位置之间移动；其中,锁止构件(50)位于差速器壳体(24a)的内部,并且被构造成将差速器壳体(24a)和差速器侧齿轮(18)可旋转地固定。(The invention relates to an assembly of a differential gear unit (10) for a vehicle, comprising: -a differential housing (24a) having a longitudinal axis (23); -a differential side gear (18) configured to be connected to a drive shaft (11), the drive shaft (11) being connectable to a wheel of a vehicle, the differential side gear being located inside the differential housing and mounted in a manner rotatable about a longitudinal axis relative to the differential housing; -a locking system (100) for locking the operation of the differential unit, comprising: a lock member (50) movable between a release position and a lock position; and an actuation system (60) for moving the locking member (50) between the release position and the locking position; wherein the locking member (50) is located inside the differential case (24a) and is configured to rotatably fix the differential case (24a) and the differential side gears (18).)
技术领域
本发明涉及用于车辆的差速器单元的组件。本发明还涉及包括这种组件的差速器单元，涉及包括这种差速器单元的从动轮系统，并且涉及包括这种从动轮系统的车辆。
背景技术
诸如卡车的车辆通常在其从动车轴上配备有一个或多个差速器单元。
差速器单元通常包括差速器座架壳体，该差速器座架壳体包含差速器机构，即：冠轮，该冠轮由固定到输入轴的小齿轮驱动；差速器，该差速器被布置在冠轮的内部并且包括小齿轮和齿轮；以及差速器壳体装置，该差速器壳体装置包含差速器以及连接到车辆的车轮的驱动轴的一部分。差速器壳体装置通常可以由两个差速器壳体制成，每一个差速器壳体在冠轮的两侧上被固定到该冠轮，因此，差速器壳体被安装在差速器座架壳体中。
差速器允许对应的左轮和右轮在转向/操纵时具有不同的速度。通过机械差速器传递的最大扭矩受限于最低的车轮附着性。因此，如果车轮正在打滑(通常在低抓地力的表面如泥、沙、雪等上)，则扭矩不会传递到第二车轮，并且卡车会被卡住。
为了避免这种情况，差速器单元可以配备有锁止系统，该锁止系统使得能够锁止差速器单元的操作并且能够将扭矩传递到仍然在抓地的车轮，从而允许卡车移动。
然而，传统的差速器单元可能相当笨重，这当然是不利的，因为车辆中的可用空间通常受限。
更具体地，根据车辆的横向方向，这种锁止系统通常位于差速器单元的一个端部区域处，并且被构造成旋转地固定驱动轴和差速器壳体。这可能会带来一些问题，因为车辆(特别是卡车)的横向宽度受限于法规要求所给出最大值。特别地，具有独立车轮悬架构造的车辆需要在车辆的横向方向上增加长度。这意味着，在不减少车轮的情况下，在具有独立车轮悬架构造的卡车上无法实施传统的锁止系统。实际上，由于待由驱动轴传递的扭矩很高，因此必须相应地确定驱动轴的尺寸，这通常与车辆最大宽度的法规要求不兼容。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的用于车辆的差速器单元，特别是一种配备有在车辆横向方向上更紧凑的锁止系统的差速器单元。
为此目的，根据第一方面，本发明涉及一种用于车辆的差速器单元的组件，该组件包括：
-差速器壳体，该差速器壳体具有纵向轴线；
-差速器侧齿轮，该差速器侧齿轮被构造成连接到驱动轴，该驱动轴能够连接到车辆的车轮，该差速器侧齿轮位于差速器壳体的内部，并且该差速器侧齿轮以能够相对于差速器壳体围绕纵向轴线旋转的方式被安装。
-锁止系统，该锁止系统用于锁止差速器单元的操作，该锁止系统包括：锁止构件，该锁止构件能够在释放位置和锁止位置之间移动；和致动系统，该致动系统用于使锁止构件在所述释放位置和所述锁止位置之间移动；
其中，锁止构件位于差速器壳体的内部，并且锁止构件被构造成将差速器壳体和差速器侧齿轮可旋转地固定。
因此，根据本发明，与现有技术相反，彼此可旋转地固定以锁止差速器单元操作的旋转部件是差速器侧齿轮和差速器壳体。
这允许将锁止构件定位在差速器壳体的内部，因此本发明使得能够节省空间，特别是在车辆的横向方向上与差速器单元相邻的区域中。
由于这种布置，本发明使得能够在不减小车轮的情况下，在具有独立车轮悬架构造的重型车辆的差速器单元上实施锁止系统。然而，本发明不限于该应用，并且还可以被用在具有刚性从动车轴的车辆中。
本发明的另一个优点在于以下事实：该组件的部件之间的旋转锁止的连接能够在比现有技术(通常大致是驱动轴的直径)大的直径(例如大致是差速器侧齿轮的外径)上实现。这导致对于相同的传递通过该系统的输入扭矩来说，施加在该组件的部件上的力较小。结果是，与现有技术相比，这些部件能够由抗性较低的材料(即，较便宜的材料)制成，和/或能够减小尺寸，这导致节省了成本并增加了紧凑性。
此外，在实施方式中，本发明能够利用差速器单元的区域，在该区域中存在可用于接收致动系统的至少一部分的空的空间。该区域可以沿着与纵向轴线正交的方向大致面向差速器壳体。
致动系统可以包括：
-连接装置，该连接装置以可旋转地固定且轴向固定的方式连接到锁止构件；
-致动装置，该致动装置能够经由连接装置使锁止构件相对于差速器壳体在所述释放位置与所述锁止位置之间移动。
要强调的是，尽管在连接装置和锁止构件之间不能旋转且不能平移，但这并不一定意指这两个部分彼此固定。
具有以下构造：
-锁止构件是位于差速器壳体的内部的旋转部件；
-并且位于差速器壳体的外部的致动装置优选是可旋转地固定的，以容易安装和连接。
由于连接装置具有外部部分和贯通部，因此通过本发明解决了所产生的问题。
致动装置可以位于差速器壳体的外部，并且连接装置可以包括：
-外部部分，该外部部分被安装在差速器壳体上且在差速器壳体的外部，其中该外部部分被可旋转地固定到差速器壳体，并且该外部部分能够相对于差速器壳体沿着纵向轴线移动，以便允许使锁止构件在所述释放位置与所述锁止位置之间移动。
-至少一个贯通部，所述至少一个贯通部延伸穿过差速器壳体周壁，以便在使用中将连接装置的外部部分和锁止构件固定地连接。
必须注意的是，连接装置的贯通部可以延伸穿过差速器壳体周壁的筒形或径向部。
“固定地连接”两个部分意指这两个部分以可旋转地固定且轴向固定的方式连接。这并不一定意指这两个部分彼此固定。轴向和纵向均意指：沿着或平行于纵向轴线。
锁止构件能够被可旋转地固定到差速器壳体，并且锁止构件能够相对于差速器壳体沿着纵向轴线在以下位置之间移动：
-锁止位置，在该锁止位置中，锁止构件与差速器侧齿轮接合，使得锁止构件和差速器侧齿轮彼此可旋转地固定；
-和释放位置，在该释放位置中，锁止构件与差速器侧齿轮间隔开。
将锁止构件与差速器侧齿轮可旋转地固定可以通过锁止构件的至少一个接合部与差速器侧齿轮的至少一个接合部之间的协作来实现。这些接合部可以是任何种类，只要这些接合部导致锁止构件和差速器侧齿轮在接合位置中彼此可旋转地固定即可。优选地，所述相互接合通过干涉来实现。
根据一种实施方式，锁止构件包括至少一个凸起或凹陷的起伏，所述至少一个凸起或凹陷的起伏被构造成在锁止位置中与被设置在差速器侧齿轮上的至少一个对应的凹陷或凸起的起伏协作。优选地，锁止构件是环形的，并且锁止构件的所述至少一个凸起或凹陷的起伏是从锁止构件的周边延伸的多个齿的形式，并且所述多个齿被构造成与布置在差速器侧齿轮上的一组齿接合。所述多个齿优选从锁止构件的周边轴向地延伸。然后，锁止构件形成爪形离合器。关于差速器侧齿轮，该差速器侧齿轮可以具有环形形状，所述一组齿优选从差速器侧齿轮的一面轴向向外突出，所述一面与包括与差速器单元的至少一个差速器侧小齿轮相啮合的单独的一组齿的面相反。
差速器壳体的内部面可以设有至少一个凸起或凹陷的起伏，并且锁止构件的外部面可以设有至少一个对应的凹陷或凸起的起伏。优选地，差速器壳体的内部面和锁止构件的外部面设有对应的纵向延伸的花键，所述对应的纵向延伸的花键允许锁止构件和差速器壳体之间的相对纵向滑动移动并且防止锁止构件和差速器壳体之间的围绕纵向轴线的相对旋转移动。
连接装置的所述贯通部或每一个贯通部可以被接合在贯通开口中，所述贯通开口被设置在差速器壳体的周壁中，所述贯通部能够在所述贯通开口中轴向滑动，并且所述贯通部相对于差速器壳体被可旋转地固定。贯通开口优选在纵向方向上是细长的。
锁止构件可以包括连接装置的所述贯通部或每一个贯通部的至少一个接收部，优选地，所述至少一个接收部是被设置在锁止构件的周壁中的贯通孔口的形式。所述连接装置贯通部优选被接收在所述贯通孔口中，其中在纵向方向上没有自由度。
所述贯通孔口或每一个贯通孔口可以在周向上是细长的。这使得制造和安装过程更容易，因为不需要花键和贯通孔口的精确的相对位置来确保将一个锁止构件安装在差速器壳体的内部，连接装置贯通部可以面向贯通孔口。
在变体中，接收部不包括任何孔口。在这种变体中，连接装置贯通部可以与锁止构件形成单个部分。连接装置贯通部可以与锁止构件被制成单个部分，或者连接装置贯通部可以被制成分开的部分但随后通过任何适当的手段(例如胶合、焊接，拧紧或类似手段)被永久地或可移除地固定到锁止构件。
连接装置的外部部分可以包括内部面，该内部面设有至少一个凸起或凹陷的起伏，并且差速器壳体的外部面可以设有至少一个对应的凹陷或凸起的起伏，以便允许差速器壳体和连接装置的外部部分之间的相对纵向滑动移动并且防止差速器壳体和连接装置的外部部分之间的围绕纵向轴线的相对旋转移动。优选地，连接装置内部面包括至少两个突起，所述至少两个突起相对于彼此周向间隔开并且从连接装置外部部分的内部面凸出，并且差速器壳体外部面包括轴向延伸的至少两个腔，所述至少两个腔相对于彼此在周向上间隔开，并且所述至少两个腔被布置在差速器壳体外部面上。在一个实施例中，腔可以是平行六面体。可替代地，连接装置外部部分的内部面和差速器壳体的外部面可以设有对应的花键。
连接装置的外部部分可以包括环或由环构成。
连接装置的外部部分可以包括连接装置的所述贯通部或每一个贯通部的至少一个接收部，所述至少一个接收部优选是孔或内部环形凹槽的形式。设置凹槽比设置孔更有利，因为凹槽有利于定位并因此有利于安装过程。
所述连接装置贯通部优选被接收在所述孔或所述内部环形凹槽中，其中在纵向方向上没有自由度。
在变体中，接收部不包括任何孔或凹槽。在这样的变体中，连接装置贯通部可以与连接装置外部部分形成单个部分。连接装置贯通部可以与连接装置外部部分被制成单个部分，或者连接装置贯通部可以被制成分开的部分但随后通过任何适当的手段(例如胶合、焊接，拧紧或类似手段)被永久地或可移除地固定到连接装置外部部分。
连接装置的外部部分可以包括外部面，该外部面设有外部环形凹槽，用于接收致动装置的一部分。致动装置的所述一部分优选被接收在所述外部环形凹槽中，其中在纵向方向上没有自由度。可替代地，连接装置的外部部分可以包括外部环形脊，用于接收致动装置的一部分，或者致动装置的所述一部分可以抵靠该外部环形脊。
在一种实施方式中，致动装置和连接装置的外部部分围绕纵向轴线相对于彼此自由旋转，该致动装置包括：至少一个指状件，所述至少一个指状件被接合在连接装置外部部分的外部环形凹槽中；或一个中空部，所述中空部用于接收连接装置外部部分的外部环形脊(诸如，与所述脊的相反环形面接触的叉形部)。如果连接装置的外部部分包括外部环形脊，则致动装置优选包括中空部来接收所述脊。
所述指状件可以在环旋转移动期间在凹槽中移动，并且所述指状件还可以使环在纵向上移动。例如，致动装置可以被牢固地安装在差速器座架壳体上。
根据实施例，连接装置的所述至少一个贯通部包括径向延伸的至少两个销、优选四个销、更优选八个销，这些销规则地成角度地间隔开。
该组件还可以包括支撑构件，该支撑构件被构造成被轴向保持在差速器侧齿轮与差速器壳体的内轴环之间，并且该支撑构件还形成内部抵接部，用于防止连接装置的所述贯通部或每一个贯通部的径向向内移动。
本发明还涉及一种用于车辆的差速器单元的差速器壳体，该差速器壳体被构造成用于接收差速器的至少一部分，该差速器壳体具有：周壁，该周壁具有大致管状的形状；纵向轴线；内部面；和外部面，该差速器壳体包括：
-在该差速器壳体的内部面上的至少一个凸起或凹陷的起伏，在该差速器壳体的内部面上的所述至少一个凸起或凹陷的起伏用于与差速器单元的锁止构件沿着纵向轴线形成内部滑动连接，在该差速器壳体的内部面上的所述至少一个凸起或凹陷的起伏优选是纵向延伸的花键的形式；
-在该差速器壳体的外部面上的至少一个凸起或凹陷的起伏，在该差速器壳体的外部面上的所述至少一个凸起或凹陷的起伏与锁止构件的致动系统的一部分沿着纵向轴线形成外部滑动连接，在该差速器壳体的外部面上的所述至少一个凸起或凹陷的起伏优选是至少两个周向间隔开的平行六面体腔的形式；
-至少一个贯通开口，所述至少一个贯通开口被设置在周壁中，所述至少一个贯通开口被构造成与锁止构件的致动系统的一部分沿着纵向轴线形成滑动连接，该贯通开口优选在纵向方向上是细长的。
该差速器壳体可以被构造成与差速器侧齿轮和锁止系统协作，用于形成如前所述的组件。
本发明还涉及一种用于车辆的差速器单元的差速器侧齿轮，该差速器侧齿轮具有环形形状和纵向轴线，并且该差速器侧齿轮包括两个相反的面，该差速器侧齿轮被设有中心孔，该中心孔用于以可旋转地固定的方式接收驱动轴，该驱动轴能够连接到车辆的车轮，该差速器侧齿轮包括第一组齿，该第一组齿用于与差速器单元的至少一个差速器侧小齿轮啮合，差速器侧齿轮还包括至少一个凸起或凹陷的起伏，所述至少一个凸起或凹陷的起伏与第一组齿不同或者相对于第一组齿具有不同的定向，所述至少一个凸起或凹陷的起伏用于通过锁止构件的对应的接合部在所述至少一个凸起或凹陷的起伏中的接合而优选在差速器侧齿轮和差速器单元的锁止构件之间围绕纵向轴线形成旋转联接的连接。该差速器侧齿轮可以被构造成与差速器壳体和锁止系统协作，用于形成如前所述的组件。
本发明还涉及一种用于锁止车辆的差速器单元的操作的锁止构件，该锁止构件被构造成被安装在差速器单元的差速器壳体的内部，该锁止构件具有：周壁，该周壁具有大致筒形形状，该筒形形状具有纵向轴线；内部面；和外部面，该锁止构件包括：
-在该锁止构件的外部面上的至少一个凸起或凹陷的起伏，所述至少一个凸起或凹陷的起伏沿着纵向轴线形成外部滑动连接，所述至少一个凸起或凹陷的起伏优选是纵向延伸的花键的形式；
-至少一个接合部，所述至少一个接合部用于与差速器单元的差速器侧齿轮围绕纵向轴线形成旋转联接的连接，所述至少一个接合部优选是从锁止构件的周边延伸(例如轴向延伸)的多个齿的形式；
-锁止构件的致动系统的一部分的至少一个接收部，所述至少一个接收部优选是被设置在周壁中的贯通孔口的形式
该锁止构件可以被构造成与差速器壳体和差速器侧齿轮协作，用于形成如前所述的组件。
本发明还涉及一种用于车辆的差速器单元的锁止系统的环，该环被构造成围绕差速器单元的差速器壳体安装，并且该环具有纵向轴线、内部面和外部面，该环包括：
-在该环的内部面上的至少一个凸起或凹陷的起伏，所述至少一个凸起或凹陷的起伏用于与差速器壳体沿着纵向轴线形成内部滑动连接，所述至少一个凸起或凹陷的起伏优选是至少两个周向间隔开的突起的形式；
-在该环的内部面上的属于锁止系统的致动系统的一部分的至少一个接收部，所述至少一个接收部优选是孔或内部环形凹槽的形式；
-在该环的外部面上的外部环形凹槽或外部环形脊，该外部环形凹槽或外部环形脊用于接收属于锁止系统的致动装置的一部分。
该环可以形成锁止系统的一部分，该锁止系统被构造成与差速器壳体和差速器侧齿轮协作，用于形成如前所述的组件。
根据另一方面，本发明涉及一种车辆的差速器单元，该差速器单元包括差速器座架壳体，并且在所述差速器座架壳体中安装有以下部件：
-如前所述的组件；
-冠轮，该冠轮具有纵向轴线，该冠轮被布置成由输入轴驱动成围绕所述纵向轴线旋转；
-差速器，该差速器被大致布置在冠轮的内部，并且该差速器包括：差速器侧小齿轮，该差速器侧小齿轮相对于被附接到冠轮的十字接头旋转；和两个差速器侧齿轮，所述两个差速器侧齿轮均连接到至少一个差速器侧小齿轮并且连接到驱动轴，该驱动轴能够连接到车辆的在差速器座架壳体的外部的车轮；
-差速器壳体装置，该差速器壳体装置包含差速器和驱动轴的一部分，所述差速器壳体装置包括两个差速器壳体，所述两个差速器壳体均在冠轮的两侧上被固定到该冠轮，该差速器壳体具有与冠轮相同的纵向轴线。
其中，一个差速器壳体和位于所述差速器壳体内部的一个差速器侧齿轮是所述组件的一部分。
在实施例中，致动装置以可旋转地固定的方式被安装在差速器座架壳体上，即在差速器座架壳体壁上且在所述差速器座架壳体的内部。
锁止系统可以位于差速器座架壳体的内部且在沿着与纵向轴线正交的方向大致面向一个差速器壳体的区域中。
锁止构件可以是环形的，并且优选围绕一个驱动轴布置。
差速器单元还可以包括在冠轮的两侧上的支撑装置，该支撑装置被附接到差速器座架壳体，并且该支撑装置包括环形部，在该环形部中接收：在差速器壳体的内部的至少一个驱动轴的一部分；和包围该差速器壳体的轴承，该锁止构件根据沿着纵向轴线的凸起而位于差速器侧齿轮和对应的轴承之间。
本发明还涉及一种车辆的差速器单元，该差速器单元包括差速器座架壳体，并且在所述差速器座架壳体中安装有以下部件：
-冠轮，该冠轮具有纵向轴线，该冠轮被布置成由输入轴驱动成围绕所述纵向轴线旋转；
-差速器，该差速器被大致布置在冠轮的内部，并且该差速器包括：差速器侧小齿轮，该差速器侧小齿轮相对于附接到冠轮的十字接头旋转；和两个差速器侧齿轮，所述两个差速器侧齿轮均连接到至少一个差速器侧小齿轮并且连接到驱动轴，该驱动轴能够连接到车辆的在差速器座架壳体的外部的车轮；
-差速器壳体装置，该差速器壳体装置包含差速器和驱动轴的一部分，所述差速器壳体装置包括两个差速器壳体，所述两个差速器壳体均在冠轮的两侧上被固定到该冠轮，该差速器壳体具有与冠轮相同的纵向轴线；
-锁止系统，该锁止系统用于锁止差速器单元的操作，该锁止系统包括：锁止构件，该锁止构件能够在释放位置和锁止位置之间移动；和致动系统，该致动系统用于使锁止构件在所述释放位置和所述锁止位置之间移动；
其中：
-锁止系统位于差速器座架壳体的内部且在沿着与纵向轴线正交的方向大致面向一个差速器壳体的区域中。
-并且/或者锁止构件被构造成将差速器壳体和差速器侧齿轮可旋转地固定。
本发明还涉及一种用于车辆的从动轮系统。
根据一个实施例，所述从动轮系统包括：至少一个左轮和一个右轮，每一个轮通过驱动轴连接到如前所述的差速器单元：至少一个接头(例如万向接头，同型接头等)；下臂，该下臂被铰接在两端处；和优选的上臂，该上臂被铰接在两端处。
根据另一个实施例，所述从动轮系统形成车轴并且包括：
-如前所述的差速器单元；
-车轴壳体，该车轴壳体构成第二壳体部，该第二壳体部被设计成被组装到用于形成差速器座架壳体的第一壳体部，并且该第二壳体部至少部分地包含驱动轴；
-至少一个车轮，所述至少一个车轮连接到每一个驱动轴的一端。
本发明还涉及一种包括至少一个如上所述的从动轮系统的车辆。
在以下描述和从属权利要求中公开了本发明的其它优点和有利特征。
附图说明
参考附图，以下是作为示例引用的本发明的实施例的更详细描述。
在附图中：
图1是车辆的下侧的示意图，示出了根据本发明的实施例的包括差速器单元的从动轮系统；
图2是从动轮系统的第一实施例的示意图；
图3是从动轮系统的第二实施例的示意图；
图4是差速器单元的透视图；
图5是差速器单元的透视局部剖视图，示出了根据本发明的实施例的组件，该组件包括差速器壳体、锁止构件、差速器侧齿轮和环。
图6是组件的透视图；
图7是组件的透视局部剖视图；
图8是组件的截面图；
图9是图7的组件的分解图，示出了该组件的安装步骤；
图10是一个差速器壳体的透视局部剖视图；
图11是一个差速器壳体的透视图；
图12是锁止构件的透视图；
图13和图14是从相反侧观察的差速器侧齿轮的透视图；
图15是环的透视图。
具体实施方式
如图1中所示，车辆1包括：发动机2，该发动机2驱动具有轴线13的输入轴3；和前车轴4，该前车轴4连接到前轮5。
车辆1还包括至少一个从动轮系统6，该从动轮系统6或每一个从动轮系统6具有轴线12，并且包括差速器单元10，该差速器单元10包括差速器15和至少部分的两个驱动轴11。每一个驱动轴11具有连接到差速器15的第一端和连接到至少一个车轮8的第二端。在所示实施例中，车辆1包括第一从动后轮系统6a和第二从动后轮系统6b，该第二从动后轮系统6b位于第一从动后轮系统6a的后方。每一个后轮系统6a、6b可以在两侧上包括两个轮8，从而形成双重安装的轮胎布置。
附加轴9通过第一从动后轮系统6a的差速器单元10将输入轴3连接到第二从动后轮系统6b的差速器单元10，并且附加轴9是用于第二从动后轮系统6b的差速器单元10的输入轴。
本发明对于如图2中示意性所示的具有独立车轮构造的车辆是特别有意义的。在这种构造中，左轮8和右轮8均通过以下部件连接到差速器单元10：驱动轴11、至少一个接头11a(例如万向接头，即卡登接头(cardan joint)，或另一种接头)、铰接在两端处的下臂14b以及优选的铰接在两端处的上臂14a。
然而，本发明也可以用于如图3中示意性所示的具有刚性车轴构造的车辆。在这种构造中，从动轮系统形成车轴，该车轴包括包含差速器15的车轴壳体7以及驱动轴11的一部分。车轴壳体7可以构成第二壳体部，该第二壳体部被设计成被组装到第一壳体部，用于形成差速器座架壳体。
本发明可以被应用于重型车辆(例如卡车、公共汽车和建筑设备)以及中型车辆。尽管下文参考后轮系统进行描述，但是必须注意，本发明可以被用在另一个从动轮系统上，例如用在从动前轮系统上。
现在参考图4、图5和图8。
差速器单元10包括差速器座架壳体20，该差速器座架壳体20由第一壳体部20a和第二壳体部20b(示于图4中)制成，该第一壳体部20a和第二壳体部20b通过适当的紧固件(未示出)彼此固定。在具有刚性车轴构造的车辆中，第二壳体部20b可以由车轴壳体7(见图3)形成。
具有纵向轴线23的冠轮22位于差速器座架壳体20的内部。通过使布置在安装在所述输入轴3上的小齿轮(未示出)上的齿与布置在冠轮22(未示出)上的齿的接合，冠轮22由输入轴3驱动成围绕所述纵向轴线23旋转。
如图8中所示，纵向方向X被定义为与冠轮22的纵向轴线23平行的方向。在操作位置中，即，当差速器单元被安装在车辆1下方时，如图1中所示，纵向方向X对应于车辆1的横向方向Y'，即从动轮系统6的轴线12。当车辆1在水平表面上时，方向X是大致水平的。
此外，横向方向Y被定义为与纵向方向X正交且当车辆1在水平表面上时大致水平的方向。方向Y对应于车辆1的纵向方向X'。输入轴3的轴线13平行于横向方向Y，即车辆1的纵向方向X'。
此外，当车辆1在水平表面上时，方向Z被定义为竖直方向。
将在车辆1在水平表面上的情况下描述本发明。
在冠轮22的内部布置有差速器15，该差速器15包括：差速器侧小齿轮16，例如四个差速器侧小齿轮，该差速器侧小齿轮16被装配在附接到冠轮22的十字接头17上；以及两个差速器侧齿轮18。每一个差速器侧齿轮18与至少一个差速器侧小齿轮16啮合，并且被紧固到驱动轴11中的一个驱动轴11的第一端。差速器侧小齿轮16在图5中未示出；差速器侧小齿轮16在图8中示出。
在差速器座架壳体20的内部，差速器单元10还包括差速器壳体装置24，该差速器壳体装置24包含差速器15和驱动轴11的一部分，即每一个驱动轴11的位于所述驱动轴11的第一端附近的部分。差速器壳体装置24被固定到冠轮22。差速器壳体装置24可以由两部分组成，即两个差速器壳体24a、24b，每一个差速器壳体以围绕对应的差速器侧齿轮18并部分地围绕驱动轴11的方式形成套筒，所述差速器壳体24a、24b被紧固在冠轮22的两侧上。
因此，在冠轮22的每一侧上，差速器侧齿轮18以可旋转地固定的方式被安装在驱动轴11的第一端处。此外，差速器侧齿轮18和驱动轴11均以能够相对于差速器壳体24a、24b围绕纵向轴线23旋转的方式被安装。轴承26可以围绕驱动轴11被安装在驱动轴11和差速器壳体24a、24b之间。
冠轮22、差速器15和差速器壳体24是在差速器座架壳体20的内部且相对于差速器座架壳体20旋转的旋转部件。冠轮22、差速器15和差速器壳体24通过被布置在冠轮22的两侧上的两个支撑装置30而被安装在速器座架壳体20的内侧上。每一个支撑装置30被附接到差速器座架壳体20，并且包括环形部，在该环形部中接收了在差速器壳体24a、24b内部的一个驱动轴11的一部分以及包围差速器壳体24a、24b的轴承27。更具体地，轴承27可以具有安装在差速器壳体24a、24b上的内环和安装在支撑装置30上的外环。轴承27优选是圆锥轴承。
差速器单元10还包括用于锁止差速器单元操作的锁止系统100(见图8)。锁止系统100包括：锁止构件50，该锁止构件50能够在释放位置和锁止位置之间移动；和致动系统60，该致动系统60用于使锁止构件在所述释放位置和所述锁止位置之间移动。
整个锁止系统100可以位于差速器座架壳体20的内部。锁止系统100可以沿着与纵向轴线23正交的方向位于大致面向一个差速器壳体的区域，该区域优选面向不在冠轮22内部延伸的差速器壳体24a。
差速器壳体24a、差速器侧齿轮18和锁止系统形成例如在图6和图7中所示的组件110。
根据本发明，锁止构件50位于差速器壳体24a的内部，并且被构造成将所述差速器壳体24a和对应的差速器侧齿轮18(即位于所述差速器壳体24a中的差速器侧齿轮18)可旋转地固定。
锁止构件50可以是环形的，其周壁51具有大致筒形形状。锁止构件50优选围绕一个驱动轴11布置。锁止构件50可以根据沿着纵向轴线23的投影而位于差速器侧齿轮18和对应的轴承27之间，该轴承27被安装在支撑装置30和差速器壳体24a之间。
如图8中所示，致动系统60可以包括：
-连接装置70，该连接装置70以可旋转地固定且轴向固定的方式连接到锁止构件50；
-致动装置65，该致动装置65能够经由连接装置70使锁止构件50相对于差速器壳体24a在所述释放位置和所述锁止位置之间移动。
在实施例中，致动装置65可以位于差速器壳体24a的外部。然后，连接装置70包括：
-外部部分80，该外部部分80被安装在差速器壳体24a上且在差速器壳体24a的外部，所述外部部分80被可旋转地固定到差速器壳体24a并且能够相对于差速器壳体24a沿着轴线23移动，从而允许锁止构件50在所述释放位置和所述锁止位置之间移动；
-至少一个贯通部71，所述至少一个贯通部71延伸穿过差速器壳体24a的周壁，以便在使用中将连接装置70的外部部分80和锁止构件50固定地连接。
将两个部分“固定地连接”意指这两个部分以可旋转地固定且轴向固定的方式连接。这并不一定意指这两个部分被彼此固定。
由于这种布置，本发明使得能够将致动移动从非旋转的部件(即致动装置65)传递到由旋转的差速器壳体24a所包围的移动的锁止构件50。具有非旋转的致动装置65使得该实施方式更简单，因为能够容易地连接线材和管道。
锁止构件50可以被可旋转地固定到差速器壳体24a，并且可以能够相对于差速器壳体24a沿着纵向轴线23在以下位置之间移动：
-释放位置，在该释放位置中，锁止构件50与差速器侧齿轮18间隔开；
-和锁止位置，在该锁止位置中，通过锁止构件50的至少一个接合部与差速器侧齿轮18的至少一个接合部之间的协作，锁止构件50和差速器侧齿轮18彼此可旋转地固定。在锁止位置中，差速器壳体24a和差速器侧齿轮18围绕纵向轴线23以相同的速度旋转，因此差速器15被锁定。
“可旋转地固定”意指锁止构件50相对于差速器侧齿轮18以可旋转地固定的方式被安装。
换句话说，根据本发明，通过锁止差速器侧齿轮18和差速器壳体24a之间的旋转来锁止差速器单元操作，这导致间接地锁止了驱动轴11和冠轮22之间的旋转。
如图6至图11中所示，差速器壳体24a可以具有周壁40，该周壁40具有大致管状的形状并且通常不具有恒定的直径。所述差速器壳体24a在安装位置中具有与冠轮22相同的纵向轴线23；所述差速器壳体24a还具有内部面41和外部面42。如图10中所示，差速器壳体24a可以由两个半管状的半壳制成，这两个半壳沿着包含纵向轴线23的平面被组装在一起。
在内部面41上，差速器壳体24a可以包括用于与锁止构件50沿着纵向轴线23形成内部滑动连接的装置。这些装置可以包括至少一个凸起或凹陷的起伏，例如纵向延伸的花键43。
两个部分之间的“滑动连接”是允许所述部分沿着纵向轴线23相对滑动但是防止所述部分之间围绕该纵向轴线23相对旋转移动的连接。
在外部面42上，差速器壳体24a可以包括用于与致动系统60的一部分、更具体是与所述致动系统60的外部部分80沿着纵向轴线23形成外部滑动连接的装置。这些装置可以包括至少一个凸起或凹陷的起伏。在一个实施例中，这些装置可以是至少两个周向间隔开的腔44的形式。腔44可以是平行六面体。可以在差速器壳体24a的外部面42上设置优选规则地成角度地间隔开的至少四个、更优选八个腔。可替代地，差速器壳体24a可以设有外部花键，并且致动系统外部部分80可以设有对应的内部花键。
如图11中所示，差速器壳体24a在冠轮侧可以具有部分45，该部分45具有比另一个部分46大的直径并且形成肩部47。腔44可以被布置在具有较大的直径的所述部分45上，并且可以在肩部47中开口。这允许将连接装置70的外部部分80通过沿着纵向轴线23的滑动移动从图9中所示的位置来安装。
差速器壳体24a可以包括设置在周壁40中的至少一个贯通开口48。该贯通开口48或每一个贯通开口48被构造成与锁止构件50的致动系统60的一部分、更具体是与所述致动系统60的贯通部70沿着纵向轴线23形成滑动连接。该贯通开口48或每一个贯通开口48优选在纵向方向X上是细长的。可以设置至少四个、更优选八个贯通开口48，这些贯通开口48在差速器壳体24a的外部面42上优选规则地成角度地间隔开。每一个贯通开口48可以位于两个相邻的腔44之间。
如图12中所示，锁止构件50可以具有大致筒形的周壁51，并且在安装位置中具有与冠轮22相同的纵向轴线23。所述锁止构件50还具有内部面53和外部面54。
锁止构件50可以在其外部面54上具有纵向延伸的花键55，用于与差速器壳体24a的花键43协作，或者具有用于在锁止构件50和差速器壳体24a之间沿着纵向轴线23提供滑动连接的另一个装置。
锁止构件50还可以具有至少一个接合部，所述至少一个接合部用于与差速器侧齿轮18围绕纵向轴线23形成旋转联接的连接。优选地，该接合部为多个齿56的形式，所述多个齿56从锁止构件50的周边延伸。齿56可以从锁止构件50的周边轴向延伸；齿56可以具有平行六面体形状。换句话说，锁止构件50可以是爪形离合器。
锁止构件50的周壁51还可以包括至少一个贯通孔口57，该贯通孔口57用于接收锁止构件50的致动系统60的一部分，更具体是接收所述致动系统60的贯通部70。可以设置至少四个、更优选八个贯通孔口57，这些贯通孔口57在锁止构件50的周壁51上优选规则地成角度地间隔开。贯通孔口57优选在周向上是细长的。
如图13和图14中所示，差速器侧齿轮18优选具有环形形状。差速器侧齿轮18可以包括盘形板73，该盘形板73具有两个相反的面，即面向冠轮22的一个面74和相反的面75。在安装位置中，差速器侧齿轮18具有与冠轮22相同的纵向轴线23。
差速器侧齿轮18设有中心孔76，用于以可旋转地固定的方式接收驱动轴11。为此目的，中心孔76可以包括内部纵向延伸花键77。在面向冠轮22的面74上，差速器侧齿轮18包括第一组齿78，用于与差速器单元10的至少一个差速器侧小齿轮16啮合。
此外，差速器侧齿轮18可以包括第二组齿79，该第二组齿79优选从差速器齿轮18的外周区域向外突出并且从面75轴向突出，用于与锁止构件50的齿56接合。可替代地，差速器侧齿轮18和锁止构件50可以设有其它互补的接合部，用于在差速器侧齿轮18和锁止构件50之间围绕纵向轴线23形成旋转联接的连接。优选地，所述接合可以通过例如在互补的凸起或凹陷的起伏之间的干涉来实现。
在差速器侧齿轮18上设置与锁止构件50协作的齿79是有利的。实际上，首先，这利用了差速器侧齿轮18由高级材料制成的事实。因此，不需要进行用于使齿79具有高抗性的表面处理，也不需要提供由高级材料制成的单独的部件来形成齿79。其次，这使得能够在一次性的同一精确锻造操作中制造包括第二组齿79的整个差速器侧齿轮18。所述精确锻造是设有第一组齿78的常规差速器侧齿轮18的当前制造工艺。由于不需要额外的制造步骤，因此本发明不涉及额外的成本。
在图15中示出了连接装置70的外部部分80的实施例。
根据该非限制性实施例，所述连接装置外部部分80包括或形成具有内部面81和外部面82的环。该环被构造成围绕差速器壳体24a安装。在安装位置中，该环具有与冠轮22相同的纵向轴线23。
环80在其内部面81上可以包括至少两个周向间隔开的突起84，这些突起84能够在差速器壳体24a的腔44中沿纵向滑动。可替代地，可以设置用于与差速器壳体24a形成内部纵向滑动连接的其它装置。突起84可以是平行六面体，其纵向尺寸小于腔44的纵向尺寸，从而能够在整个移动范围上引导滑动移动。突起84的横向尺寸可以与腔44的横向尺寸(具有工作间隙)大致相同，以防止相对旋转。
仍在环80的内部面81上，环80可以包括内部环形凹槽85，用于接收致动系统60的一部分，更具体是接收所述致动系统60的连接装置70的贯通部71。可替代地，由于所述贯通部71和所述环80彼此可旋转地固定，所以可以用孔或另一个接收部来代替内部环形凹槽85。
环80在其外部面82上可以包括外部环形凹槽86，用于接收致动装置65的一部分。可替代地，环80可以包括外部环形脊，用于接收致动装置65的一部分。
致动装置65可以包括液压致动器66或任何其它致动器以及弹簧67，该弹簧67用于将致动装置朝向释放位置偏压。优选地，致动装置65以可旋转地固定的方式被安装在差速器座架壳体壁上且在差速器座架壳体20的内部。这样的构造更简单，尤其是在被设置用于承载致动流体的管道的安装和密封方面。通过这种构造，连接装置外部部分80是相对于致动装置65的旋转部分。
致动装置65可以包括至少一个指状件68，所述至少一个指状件68被接合在连接装置外部部分80的外部环形凹槽86中，使得致动装置65和连接装置70的外部部分80围绕纵向轴线23相对于彼此自由旋转。然而，优选地，相对的纵向滑动是不可能的，使得致动装置65的纵向移动导致连接装置外部部分80在锁止构件50的释放位置与锁止位置之间的相同的纵向移动。如果环80包括外部环形脊而不是外部环形凹槽，则致动装置65可以包括中空部，用于接收所述脊。
在实施例中，连接装置70的贯通部71包括至少两个、优选四个、更优选八个径向延伸的销，这些销规则地成角度地间隔开。
每一个贯通部71、即每一个销71被接合在以下部分中：
-环80的内部环形凹槽85，其中在纵向方向X上没有自由度；
-设置在差速器壳体周壁40中的一个贯通开口48，所述销71能够随着所述销71的伸长而在所述贯通开口48中轴向滑动，但是所述销71相对于差速器壳体24a被可旋转地固定，这是因为例如销71的横向尺寸与贯通开口48的横向尺寸大致相同；
-和设置在锁止构件周壁51中的一个贯通孔口57，其中在纵向方向X上没有自由度。
因此，锁止构件50固定地连接到连接装置外部部分80。结果是，致动装置65的纵向移动导致锁止构件50在锁止构件50的释放位置与锁止位置之间的相同纵向移动。在安装位置中，锁止构件50和外部部分80沿着径向方向(即，与纵向轴线23正交的方向)大致面向彼此。
销71用作将连接装置外部部分80的移动传递到锁止构件50的零件。然而，销71不传递扭矩，并且仅受到致动装置65的推动力，该推动力显著低于扭矩。因此，不需要将销71或其它贯通部的尺寸确定成承受较大的力度。
锁止构件50的纵向移动在两个方向上停止。这可以通过与锁止构件50本身协作的邻接或通过限制致动装置65的行程来实现。
在销71或其它连接装置贯通部没有被固定到连接装置外部部分80和/或锁止构件50的情况下，组件110可以包括支撑构件90(见图7)，该支撑构件90形成内部抵接部，用于防止连接装置70的该贯通部71或每一个贯通部71的径向向内移动。必须注意的是，在贯通部71被固定到外部部分80和/或被固定到锁止构件50的实施例中，不需要用于贯通部71的这种内部抵接部。支撑构件90可以被轴向保持在差速器侧齿轮18和差速器壳体24a的内轴环28之间。如图5中所示，轴承26可以位于所述内轴环28和差速器侧齿轮18之间。然而，可以设想关于轴承26的位置的其它实施方式。在具有独立车轮构造的车辆中，可以省略轴承26，因为可以用轮毂轴承来代替轴承26。
如图8中所示，组件110的旋转部件之间的机械连接是通过在直径D上的花键和齿完成的，该直径D相当高，并且高于现有技术中的直径，这增加了组件部件对于确定的扭矩的阻力。
重型运输行业的趋势是从刚性车轴转向独立车轮悬架(IRS)，以改善多个特征(动态性能、电池/燃料…的体积容量、车轮对准，舒适性…)。在IRS布置中，出于机械强度的原因，为了提供足够的空间以允许部件的操作移动并且为了提高燃料效率，驱动轴必须具有可能不容易与法律约束(即规定的车辆最大横向长度)兼容的最小长度。
本发明提供了一种解决方案，该解决方案用于在不减少车轮的情况下，在具有IRS布置且带有双重安装的轮胎的车辆上实施具有锁止系统的差速器单元，这是通过设置具有较小的在车辆的横向方向上的尺寸的差速器单元而实现的。
由于IRS是开发优化的电气传动系(这在运输行业中是有希望的发展)的关键解决方案，因此本发明的优点均更加显著。
尽管已经针对后轮系统描述了本发明，但是本发明可以被用在另一个从动轮系统中，尤其是在前从动轮系统中。此外，车辆可以具有与图1中所示的构造不同的构造。特别地，本发明可以被应用于电动车辆。
应当理解的是，本发明不限于上述和附图中所示的实施例；而是，技术人员将认识到，可以在所附权利要求的范围内进行许多修改和变型。