CN109963734B

CN109963734B - 用于双桥的轮毂

Info

Publication number: CN109963734B
Application number: CN201780071126.XA
Authority: CN
Inventors: J·F·P·德莱默斯; F·尼科拉
Original assignee: CNH Industrial America LLC
Current assignee: CNH Industrial America LLC
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2037-12-12
Also published as: WO2018107258A1; EP3554876B1; US20200039348A1; CN109963734A; ES2877145T3; EP3554876A1; BR102016029398A2; BR102016029398B1; US11130401B2

Abstract

本发明涉及开发用于双桥组件(T)的轮毂，能够快速改变轮毂的工作构型。该轮毂(10)包括壳体(11)，在该壳体内容纳有减速系统(13)，减速系统具有容纳在支撑结构(14，14')中的锥形太阳齿轮(13a，13a'，13a”，13a”')和锥形行星齿轮(13b，13b')，其中，太阳齿轮(13a，13a'，13a”，13a”')安装在叉架(12)中，叉架安装到支撑结构(14，14')上，锥形行星齿轮(13b，13b')分别以固定方式安装到差速器壳体16上和以自由旋转方式安装到半轴(15)端部上。此外，轮毂包括安装在半轴(15)端部的连接套管(17)，通过设在支撑结构(14，14')端部(19)的致动系统(18)能使连接套管相对于锥形行星齿轮(13b')同心移动，其中，连接套管(17)由主体形成，主体表面具有双重连接式齿形部，以适当附接到叉架(12)和附接到锥形行星齿轮(13b')。本发明还涉及货运车辆，包括车轮支撑组件(S)，车轮支撑组件具有本发明限定的轮毂(10)。

Description

用于双桥的轮毂

技术领域

本发明涉及用于双桥的轮毂，例如用于牵引型6×4、8×4或10×4构造的重型货运车辆，或者甚至是用于由三个支持桥组成的所谓三桥式。

根据本发明的轮毂包括一系列特征，使得能够切换太阳齿轮的减速比，并且能够实现脱开和个性化自由轮。

背景技术

根据现有技术并且如本领域技术人员可以理解的，现有技术包括具有双桥或三桥的一系列车型，例如所谓的“卡车”、重型卡车和双轴卡车，或甚至是特殊车辆，例如建筑机械和采矿机械，通常用于货运。

为了增加载货能力并在运输期间提供更好性能以及改善牵引力，这些车型可以在支持轴布局和牵引布局方面具有不同构造。出于示例性目的，对于这些车辆而言非常普遍地是具有牵引6×4构造，较为不常见的是8×4或10×4，其中，在六个、八个或十个接触点中的四个具有用于提供车辆运动的牵引力。此外，那些有三个互连牵引轴的称为三桥式构造具有六个接触点。众所周知，这些牵引接触点通常由双桥的各轮胎和车轮形成。

支持桥具有至少一个减速系统，主要目的是提供从万向节传递到运转轴的减速，并因此提供传递到轮毂和车轮的减速，从而增加转矩。因此，可以调整车辆以便能够满足不同的行驶条件，但大多数情况下能够增加车轮的牵引力，要注意的是根据运输条件和运输类型而定，目的是实现牵引力的增加，并从而通过这些减速系统干预车辆的运动速度。

如本领域技术人员所知，减速系统安装在车轴差速器中，其中，减速通过小齿轮和差速器环之间的减速比来实现。通过使用众所周知的太阳-行星系统，也可以在车轴轮毂中提供额外的减速系统。现有技术中已知的具有减速系统的轮毂型号具有不能改变减速比的构造，即，无论车辆是否满载，减速系统均将保持启动，这会影响燃料消耗。

用于实现车轴牵引附接/分离的系统在现有技术中也是已知的，例如在文献PCT/BR2016/050182中公开，其出于参考目的并入本文。就此而言，当车辆半载时，希望脱开其中一个牵引轴并且从6×4构造变为6×2构造，同时车轴不抬起。因此，理想的是轮毂也从半轴脱开，以避免车轴部件的惯性和损失并且因此也节省燃料。

另一方面，还希望车轴轮毂能够选择减速比，即，具有可变减速范围，以根据使用类型(例如，满载、半载或空载)来改善车辆性能。

本发明旨在实现这些及其他目的。

发明内容

关于先前公开的信息，本发明的目的之一是提供一种用于双桥或三桥组件的轮毂，其包括的技术性和构造性方面能够解决或至少减少前述在现有技术中所发现的不便和局限。

更具体地，本发明的目的之一是提供一种用于双桥组件的轮毂，能够通过根据运输负载和车辆行驶路面选择最合适的减速比来获得对车轮减速的调节。

本发明的另一个目的是提供一种轮毂，能够脱开和释放车轮牵引，特别是在车辆空载或半载运动的情况下，从而显著降低车辆行驶阻力，因此可以大大节省燃料消耗和零件磨损。

因此，关于先前公开的信息并且旨在实现所提及的目的和技术效果，本发明涉及一种用于双桥的轮毂，包括壳体，在壳体内容纳有由锥形太阳齿轮和锥形行星齿轮形成的减速系统，太阳齿轮和行星齿轮容纳在支撑结构内，其中，太阳齿轮安装在叉架上，叉架安装到支撑结构上，并且各锥形行星齿轮分别以固定方式安装在差速器壳体中和以自由旋转方式安装在半轴端部。

根据本发明，轮毂还包括连接套管，连接套管安装在半轴端部，通过安装在支撑结构端部的致动系统能够使连接套管相对于锥形行星齿轮中的一个同心移动。连接套管还包括主体，主体表面具有双重接合的齿形部，以便提供与叉架中的齿形部以及与锥形行星齿轮中的齿形部的适当啮合。

根据本发明的可行实施例，致动系统是液压式、气动式、电动式、电子式、磁式或甚至是它们的组合。出于示例性目的，该致动系统是两级式气动旋转阀，其中，第一级由中央腔室形成，在该中央腔室中设置有支撑连接套管的活塞，第二级由具有环形活塞的周边腔室构成，环形活塞设置有开口，开口与连接套管结构主体中的凸缘相互作用。

此外，根据本发明的另一个可行实施例，两级式致动系统是与货运车辆的自动校准系统(例如所谓“胎压表”(“rodoar”)和“轮胎压力计”)相关联的气动旋转阀。

另外，根据作为本发明目的的轮毂的一实施例，致动系统并且更具体地是连接套管包括复位元件，例如弹簧，目的是确保套管在低速高转矩常规条件下的自然定位。

另外，根据本发明的另一个实施例，轮毂包括介于1.6:1；2:1或2.7:1范围内的减速比。

根据另一个可行实施例，作为本发明目的的轮毂的连接套管可以包括用于空气通过的开口，旨在防止形成真空或不必要的压力。

根据本发明的一个实施例，具有锥形太阳齿轮的叉架安装在由螺接在一起的两部分构成的壳体中，叉架设置在开口中心之外。

另外，根据本发明的另一个实施例，轮毂通过轴承安装在半轴中，该轴承设置有一体化滚柱，以确保正常工作并且损坏风险低。

此外，根据本发明的其他实施例，叉架齿形部、以及锥形行星齿轮齿形部和连接套管齿形部可以是开口、凹口或执行相同锁定功能的任何其他等同形式。

最后，本发明还涉及一种货运车辆，包括由底盘形成的机械结构，底盘上安装有由车轮支撑组件形成的双桥组件，车轮支撑组件设置在运转轴端部，以便适当地固定带有轮胎的车轮，其中，支撑组件包括根据本发明并且如前公开的轮毂。更客观地，货运车辆可以是具有双桥或三桥的所谓“卡车”、重型卡车或双轴卡车。

附图说明

通过以下参照附图对示例性而非限制性的实施例的详细描述，本领域技术人员将更加适当地理解前述本发明的特征、优点和技术效果，其中：

图1A是具有双桥组件的商业车辆的侧视图；

图1B是根据本发明的车轮和轮毂的立体图；

图2是根据本发明的轮毂的分解立体图；

图3是作为本发明目的的轮毂在启动减速的自然状态下的侧视剖视图；

图4是类似于图3的侧视剖视图，轮毂处于启动状态，但没有启动减速；和。

图5是类似于图3和图4的侧视剖视图，轮毂处于脱开状态，即，没有牵引力传递。

具体实施方式

现在参考实施例的附图，根据具体实施例来公开本发明。在不同视图中重复使用附图中所示的附图标记以表示相同或相似的技术特征。此外，本文可能使用的术语例如上、下、顶、底、横、右、左、前、后和它们的变化词必须根据图1中给出的导向来解释。

仅出于例示目的并且为了更好地理解本发明，图1A示出了牵引6×4型的货运车辆(V)，底盘(C)支撑着由至少四个车轮支撑组件(S)形成的双桥组件(T)，车轮支撑组件(S)安装在运转轴的端部以用于适当固定带有轮胎(R)的车轮。图1B示出了车辆(V)的双桥组件的车轮支撑组件(S)之一的视图，其中，车轮支撑组件(S)包括轮毂10，这是本发明的目的。

车辆(V)还包括驾驶室(可用于控制对车辆、发动机、齿轮、万向节轴等的操作)以及若干其他部件，它们的细节因现有技术已知故在此已有意省略并且不再公开，目的是提供对本发明的更简洁和解释性的描述。

参照图2至图5，可以注意到的是，根据本发明的用于双桥(T)的轮毂10由壳体11形成，在壳体11内安装有由容纳在支撑结构14、14'(例如是由两部分形成的封闭盖)上的锥形太阳齿轮13a、13a'、13a”、13a”'和锥形行星齿轮13b、13b'形成的减速系统13。锥形太阳齿轮13a、13a'、13a”、13a”'可以安装在滚柱上，并由安装到支撑结构14、14'上的叉架12支撑。到目前为止所描述的安装在轮毂中的减速系统的发展在现有技术中是非常普通的。

来自差速器的半轴15穿过减速组件13，其中，一个锥形行星齿轮13b'安装成靠近半轴15的端部且与之同心，并且可围绕连接套管17自由旋转，这在下文中将更清楚描述；而另一个锥形行星齿轮13b安装并插入轮毂中，即，它不能自由旋转并且必定具有与轮毂相同的速度，并因此具有与壳体11相同的速度。

连接套管17安装在半轴15的端部，并且可以根据在轮毂10端部19的致动系统18的致动状态而相对于锥形行星齿轮13b'和半轴15同心地移动并且在半轴15的端部上纵向地移动。套管17以被支撑的方式安装到半轴上，因此套管17可以包括与在半轴15的端部外径中的开口(15a)配合的内部开口(未示出)。因此，连接套管17以与半轴15相同的转速旋转。

连接套管17的主体包括具有一个或多个双重连接式齿形部(或开口、凹口或任何其他等同形式)的表面，齿形部17a的构造对应于在叉架12中的齿形部12a，其主体适当地加工成能够提供与套管17的适当连接，而齿形部(17b)包括与锥形行星齿轮13b'的齿形部13c相对应的构造，也适当加工成能够提供与套管17的连接。套管还包括用于与致动系统配合的凸缘17c，这将在解释本发明的工作原理时变得更清楚。

致动系统18是两级系统，其中，第一级负责提供连接套管17的移位，以便实现锥形行星齿轮13b'的脱开，脱开齿形部13c和17b，然后通过相应齿形部12a和17a实现在叉架12中的适当啮合。另一方面，第二级负责提供连接套管17的局部运动，从而使其处于锥形行星齿轮13b'和叉架12之间的中间位置，以便因此释放车辆的车轮牵引力。

如本领域技术人员可以理解的，当锥形行星齿轮13b'起作用时，即致动系统18处于自然状态并且连接套管17适当地接合在锥形行星齿轮13b'中，作为本发明目的的轮毂系统10的减速比激活，并且传动比可以变化，如1.6:1；2:1或2.7:1，根据减速系统13的锥形太阳齿轮13a、13a'、13a”、13a”'和行星齿轮13b、13b'之间的比率关系而定。

此外，根据本发明的一实施例，连接套管17包括开口(24)，用于空气和液压流体通过，例如可存在的润滑剂，旨在避免压力或真空并将套管锁定在确定位置，要注意的是在具有减速系统13的轮毂中循环的油可以是来自差速器壳体16的差速器油。

如图2所示，减速系统13，特别是带有太阳齿轮13a、13a'、13a”、13a”'的叉架12，安装在由螺接的两部分14、14'构成的壳体中，叉架处于开口中心之外，以避免减速系统的任何折叠风险。

考虑到作为本发明目的的用于双桥的轮毂包括滑动式连接套管17，优选地该连接套管17应该安装到具有带一体式滚柱20的轴承的半轴15上，这是因为在这种情况下组件不会产生可能严重影响连接套管17位移的任何间隙。

出于示例性目的，并且如在附图中可以注意到的，连接套管17在半轴15的端部上在启动减速的休止位置、没有减速的作用位置、脱开位置之间纵向移位。

更具体地，如图3所示，在休止位置，两级致动系统18停用，在这种情况下连接套管17处于不作用状态，因此其齿形部17b适当地附接到锥形行星齿轮13b'的齿形部13c。因此，半轴15的动力传递到套管17和行星齿轮-太阳齿轮系统，并且将通过锥形太阳齿轮13a，13a'、13a”、13a”'和行星齿轮13b使旋转减速，从而车轮中的转矩得以增加。

图4示出了轮毂10处于这样的状态，其中，致动系统18在作为第一级建立的状态下被激活，即，朝半轴15的方向上完全移位。在这种情况下，在一方面，连接套管17的齿形部17b与锥形行星齿轮13b'的齿形部13c啮合，而另一方面，连接套管17的齿形部17a与叉架12的齿形部12a啮合。因此，半轴15的动力直接传递到叉架上，并且因此传递到轮毂和壳体11，因此不会获得减速，并且车轮中的转矩得以减小。

图5示出了根据本发明的轮毂10处于脱开状态，并且在车辆(V)车轮中没有牵引力。仅出于示例性目的，这种情况对于例如在6×2构造中发生用于使半轴关闭的牵引脱开的情况非常有用，其中，驾驶员停用第二轴的万向节轴并且停用车轮牵引以防止它们发生任何摩擦或磨损。在国际专利申请PCT/BR2016/050182中可找到这种构造性和适用性的示例，该专利申请通过引用结合于本文中。

因此，如图5所示，作为本发明目的的轮毂10处于脱开状态，为此，致动系统18的第二级激活，使得连接套管17处于中间位置，在中间位置中，连接套管17的齿形部17a与叉架的齿形部12a脱开，同时，齿形部17b也与锥形行星齿轮13c的齿形部13c脱开。

根据本发明的一个实施例，轮毂10的致动系统18可以用液压，气动、电气、电子和/或磁力方式激活，只要能够提供连接套管17的两级式移位并因此提供其与锥形行星齿轮13b'和叉架12的连接即可。

此外，根据本发明的一个实施例，致动系统18是两级气动旋转阀，其中，第一级由中央腔室18a形成，该中央腔室18a使得与连接套管17的基部接触的活塞21移动，第二级由具有环形活塞22的周边腔室18b构成，该环形活塞22设有开口22a，开口22a负责与在连接套管17的结构体中的凸缘17c相互作用。

根据本发明的一可行实施例，在两级气动旋转阀的情况下，它可以由运输车辆中的现有自动校准系统(即，所谓的“胎压表”(“rodoar”)和“轮胎压力计”)启动，这种自动校准系统能够自动提供轮胎的校准和调整，包括在车辆运动过程中自动提供。

另外，为了确保连接套管17复位到休止位置，即高转矩减速状态，连接套管17具有复位装置23，例如弹簧，以用于使套管17移动到使得齿形部17b适当地附接到锥形行星齿轮13b'齿形部13c上的位置。

可以注意到，根据本发明的轮毂10包括的技术性和结构性特征使其成为适用于具有双桥组件(T)的车辆的实用且易于安装的解决方案。这是因为它的改装对这些轴的结构影响甚微，因为它基本上安装在半轴的端部，无需对双桥组件(T)的其余部件进行相关的结构改动。

此外，本发明还涉及车辆(V)，例如货运车辆，包括由底盘(C)形成的机械结构，在其内设有双桥组件(T)，例如双桥或者三桥式，由安装在运转轴端部的车轮支撑组件(S)构成，车轮支撑组件用于适当固定带有轮胎(R)的车轮，其中，车辆(V)的双桥组件的车轮支撑组件(S)包括轮毂10，例如由本发明限定的轮毂。

最后，在已经公开了所有内容之后，重要的是要理解本说明书旨在以示例性方式公开和限定货运车辆用双桥组件的轮毂的可行实施例。因此，如本领域技术人员可以理解的，在不脱离所附权利要求限定的保护范围的前提下，对等同元件可以进行若干改型和构造性组合。

Claims

1.一种用于双桥的轮毂，包括壳体(11)，在壳体内容纳有由容纳在支撑结构(14，14')中的锥形太阳齿轮(13a，13a'，13a”，13a”')和锥形行星齿轮(13b，13b')形成的减速系统(13)，其特征在于：

太阳齿轮(13a，13a'，13a”，13a”')安装在叉架(12)上，叉架(12)安装在支撑结构(14，14')上；

锥形行星齿轮(13b，13b')各自分别以固定方式安装到差速器壳体(16)上和以自由旋转方式安装到半轴(15)的端部上；

连接套管(17)安装在半轴(15)的端部上，通过设在支撑结构(14，14')端部(19)的致动系统(18)能够使连接套管相对于锥形行星齿轮(13b')同心移动，其中，连接套管(17)由主体形成，主体表面具有双重连接式的一齿形部(17a)和另一齿形部(17b)，一齿形部(17a)的构造对应于在叉架(12)中的齿形部(12a)，另一齿形部(17b)的构造对应于在锥形行星齿轮(13b')中的齿形部(13c)；

致动系统(18)是液压系统、气动系统、电动系统、电子系统和/或磁系统；

致动系统(18)是两级式气动旋转阀，其中，第一级由中央腔室(18a)形成，在中央腔室内设有与连接套管(17)接合的活塞(21)，并且第二级由具有环形活塞(22)的周边腔室(18b)构成，环形活塞(22)具有开口(22a)，该开口与在连接套管(17)的结构体中的凸缘(17c)相互作用。

2.根据权利要求1所述的用于双桥的轮毂，其特征在于，两级式致动系统(18)是与货运车辆(V)的自动校准系统相关联的气动旋转阀。

3.根据权利要求1所述的用于双桥的轮毂，其特征在于，连接套管(17)包括复位元件(23)。

4.根据权利要求1所述的用于双桥的轮毂，其特征在于，轮毂包括以1.6:1；2:1或2.7:1的范围变化的减速比。

5.根据权利要求1所述的用于双桥的轮毂，其特征在于，连接套管(17)包括用于空气通过的开口(24)。

6.根据权利要求1所述的用于双桥的轮毂，其特征在于，具有锥形太阳齿轮(13a，13a'，13a”，13a”)的叉架(12)安装在由螺接在一起的两部分(14，14')构成的壳体中，叉架(12)处于开口中心之外。

7.根据权利要求1所述的用于双桥的轮毂，其特征在于，轮毂通过设有一体式滚柱(20)的轴承安装在半轴(15)上。

8.根据权利要求1所述的用于双桥的轮毂，其特征在于，各个齿形部(12a，13c，17a，17b)是开口或凹口。

9.根据权利要求3所述的用于双桥的轮毂，其特征在于，复位元件是弹簧。

10.一种车辆，包括由底盘(C)形成的机械结构，在底盘内设有双桥组件(T)，双桥组件由安装在运转轴端部的车轮支撑组件(S)形成，车轮支撑组件用于适当地固定具有轮胎(R)的车轮，其特征在于，车轮支撑组件(S)包括根据前述权利要求中任一项所述的轮毂(10)。

11.根据权利要求10所述的车辆，其特征在于，车辆是具有双桥或三桥的卡车。