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CN100509446C - 门式结构的尤其用于低底盘汽车的轴总成 - Google Patents

门式结构的尤其用于低底盘汽车的轴总成 Download PDF

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CN100509446C CNB2003101185596A CN200310118559A CN100509446C CN 100509446 C CN100509446 C CN 100509446C CN B2003101185596 A CNB2003101185596 A CN B2003101185596A CN 200310118559 A CN200310118559 A CN 200310118559A CN 100509446 C CN100509446 C CN 100509446C
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Abstract

一种门式结构的轴总成，尤其用于具有轴箱的低底盘汽车的从动轴，具有：主驱动器；固定到轴箱两侧的门式驱动器；固定到门式驱动器外壳上且具有汽车轮缘的轮端驱动器总成；和连接到轮端驱动器总成上的车轮制动装置。每个门式驱动器总成(104)的出口通过空心轴(112)分别连接到汽车轮缘上，空心轴(112)则通过具有锥形滚柱的滚柱轴承(110，111)以预应力的方式可旋转地设置在每个轮端驱动器总成(108)的齿轮箱(109)内。在轮端驱动器总成(108)的齿轮箱(109)内靠近门式驱动器总成(104)的从动齿轮(116)设置抛油口(128)，并在齿轮箱(109)内设置透过空心轴(112)的油栏(129)，空心轴(112)穿过所述齿轮箱(109)。

Description

门式结构的尤其用于低底盘汽车的轴总成
技术领域
本发明涉及门式结构(portal arrangement)中的轴总成，尤其用于低底盘汽车的从动轴，汽车的轴箱具有主驱动器、固定到轴箱两侧的门式驱动器总成、固定到门式驱动器外壳上且具有汽车轮缘的轮端驱动器总成、以及连接到轮端驱动器总成上的车轮制动装置。
背景技术
具有所谓门式结构的从动轴总成应用非常广泛，这是因为如今城市里的大量运输汽车的需求仅仅通过基于带有门式结构的轴总成建造的公共汽车和无轨电车便可实现。经常通过法律来强制使用这些低底盘运输汽车，原因是上下车比较方便，尤其是对于残疾人。这些汽车在整个车体上具有加强的顶棚结构和较低底盘，并且在汽车后面的驱动单元具有侧置的纵向发动机。对于这些门式结构，已经提出了专门的固定方案，例如见欧洲专利号EP0599293B。
在以前所知道的传统轴总成的门式结构中，轴箱中的主驱动器和行星齿轮尽可能地侧置，将来自差速驱动器的旋转运动引导给门式驱动器。门式驱动器具有4个齿轮，其中上从动齿轮的回转轴与汽车轮缘的回转轴保持一致。围绕该回转轴，门式驱动器的轮端驱动器总成具有通过螺钉固定在门式驱动器外壳上的制动总成的臂。制动鼓的轮毂和汽车轮缘通过螺钉固定在回转轴上，并通过螺钉与驱动空心轴的凸缘连接，同时轮毂通常通过两个滚柱轴承可以旋转。
在该门式结构中，每个轮端驱动器总成分别设置在轴箱的相反两端，且入口距离大于轴箱下面的主驱动器。因此，在空心轴的端部密封轮毂的内部以避免注入的油从轮毂内流出。
在普遍接受的传统门式驱动器总成的已知方案中，轮毂通过两个具有锥形滚柱的滚柱轴承可旋转地支撑在空心轴上，以承受作用在汽车轮缘上的载荷。沿着相同的回转轴，至少需要两个滚柱轴承来支撑驱动齿轮以保持恒定转速和扭矩。该以知方案的结构非常复杂，它包括轮毂、空心轴、制动臂、轴承支撑螺母、密封圈、和至少3个分割面，结构部件沿着该分割面通过坚固的螺纹接头而彼此连接。该方案在实践中被证明是差强人意的，其中传统轴总成的开发是基于标准的单齿轮驱动总成，并且从动齿轮是通过作为内部齿轮系统的单一元件的两个分离的滚柱轴承进行旋转。因此，传统方案无法解决对简单、小巧和更加可靠的轮端驱动器总成的迫切需求，具有门式结构的从动轴总成的近期开发需要这种轮端驱动器总成。
发明内容
本发明的主要目的是提供具有门式结构的从动轴总成，其适用于具有低底盘的现代运输汽车，这类汽车符合新型汽车结构标准的要求，其结构简单、更加小巧、轻便和更加可靠。能降低生产及运作成本，同时能提高耐用性、负载能力和可靠性。
本发明的基本思想是，使轮端驱动器总成的长度与现有的相比得到显著缩短，并且使中心空心轴上所承受的作用力通过预应力轴承结构来支撑。
因此，根据本发明的门式结构中的轴总成，尤其用于低底盘汽车的从动轴，其轴箱具有：主驱动器；固定到轴箱两侧的门式驱动器；固定到门式驱动器外壳上且具有汽车轮缘的轮端驱动器总成；和连接到轮端驱动器总成上的车轮制动装置。
改进之处在于每个门式驱动器的出口通过空心轴分别与汽车轮缘连接，所述空心轴则通过具有锥形滚柱的滚柱轴承以预应力的方式可旋转地设置在每个轮端驱动器总成的齿轮箱内。
在形成本发明一部分的具体说明中列举了多种选择或优选特征。
因此，在本发明的一种代表性实施方式中，空心轴形成为管式轴。此外，门式驱动器的所述出口形成为从动齿轮，该从动齿轮以传递扭矩的方式连接到所述空心轴的外花键上且靠近与汽车轮缘相反的一端的。
根据本发明优选的是，所述车轮制动装置与轮端驱动器总成的齿轮箱连接。其中，车轮制动装置可以具有鼓式制动器，并且在齿轮箱的外表面上形成用于支撑车轮制动装置的制动蹄的臂和用于旋转车轮制动装置的制动触发器的第二个臂。
在另一种优选实施方式中，第一个滚柱轴承设置在空心轴上靠近汽车轮缘的一端，用于可旋转地支撑轮端驱动器总成的齿轮箱中的空心轴；第二个滚柱轴承设置在空心轴上位于门式驱动器处的另一端。
在另一种优选实施方式中，第二个滚柱轴承的内圈靠在凸缘上，该凸缘形成在空心轴上并由调节衬垫作用；所述内圈所固定的轴向位置由门式驱动器的从动齿轮作用，并在空心轴的内端上设置轴承支撑螺母。
尤其对于大载荷，还优选的是，两个滚柱轴承均设置在空心轴上靠近汽车轮缘的一端，用于可旋转地支撑轮端驱动器总成的齿轮箱中的空心轴；支撑轴承的内圈安装在空心轴的另一端，支撑轴承的外圈固定在门式驱动器外壳内。
还有一种优选实施方式是，其中在轮端驱动器总成的齿轮箱内靠近门式驱动器的从动齿轮设置抛油口，并在齿轮箱内设置透过空心轴的油栏，空心轴穿过所述齿轮箱。
最后还有一种优选实施方式是，其中轮端驱动器总成的驱动链系和轴承一起形成预先安装好的紧密装配单元，其中驱动链系和轴承至少包括轮端驱动器总成的齿轮箱、空心轴、第一和第二滚柱轴承和支撑轴承(130)、轴承支撑螺母、密封圈以及从动齿轮，其中密封圈用于将齿轮箱的内部与外部隔离开。
附图说明
图1显示了在现有技术中已知的传统轴总成，其中一部分是截面图，一部分是侧视图；
图2是与图1同样的视图，但是用于沿车辆轮缘的旋转轴线截取的截面来表示本发明的优选实施方式；
图3是与图2同样的视图，但是用于表示另一种实施方式。
具体实施方式
在附图中，显示了车轮端的驱动器总成；在车轴的另一端同样具有该相同总成。
图1显示了在现有技术中已知的门式结构中的传统轴总成1。在轴总成1的轴箱2中配置主驱动器3，该主驱动器3尽可能地偏置，即非常靠近轴总成1的末端驱动器。如上所述，在轴箱2的每一端分别配置门式驱动器外壳4，该门式驱动器外壳4包含门式驱动器5并与车轮端驱动器总成6安装在一起。该视图仅仅显示了具有主驱动器3的轴总成1的一端，轴总成1的另一端除了主驱动器3之外具有相同结构。车轮和轮缘(未示出)通过螺钉7固定到轮毂8上，轮毂8通过具有锥形滚柱的滚柱轴承9和10在空心轴12上枢轴回转。空心轴12使用螺钉固定到同时作为制动片(break holder)的连接部件11上，该连接部件11本身与门式驱动器外壳4用螺丝连接。沿着相同的回转轴，使轮毂8旋转的驱动轴13通过另外2个具有锥形滚柱的滚柱轴承15和16支撑其轴颈，并通过固定在驱动轴13上的驱动齿轮14进行驱动。滚柱轴承9、10、15和16使用合适的普通备用螺母进行安装，还使用距离支架(distance holders)和合适的密封件。如点划线17、18、19所示，轴总成1的传统结构具有3个分割面。
如图2所示，在本发明门式结构中的轴总成101的优选实施方式中，轴总成101的轴箱102在其一端具有侧置的主驱动器103，如同图1中所示，并在轴总成101的两端分别具有门式驱动器总成104和轮端驱动器总成108。在门式驱动器总成104的门式驱动器外壳105中，设置传统的门式驱动器106，并且轮端驱动器总成108的齿轮箱109使用螺钉107与门式驱动器外壳105连接。在本发明的这个门式轴总成101实施方式中，空心轴112在轮端驱动器总成108的齿轮箱109中通过具有锥形滚柱的滚柱轴承110和111旋转。在空心轴112的外缘上固定制动鼓113(该制动鼓可通过装配盘式制动器的其它实施方式中的制动盘代替)。在所述空心轴112的凸缘与制动鼓113的连接处，设置有螺钉114用来固定汽车轮缘。
本发明的所述空心轴112由具有合适长度且重量显著降低的管式轴形成。在空心轴112面向门式驱动器106的一端具有外花键115，从动齿轮116作为门式驱动器106的出口，连接在外花键115上，用于传递扭矩。滚柱轴承111的内圈117邻接空心轴112的凸缘119，它们之间的预定间隔通过衬垫118调节，同时轴承的轴向位置由从动齿轮116的另一侧上设置的轴承支撑螺母120来确定，从动齿轮116邻接所述内圈117。
在空心轴112指向轴总成101之外的另一端，止动环121固定在空心轴112上，位于滚柱轴承110的外侧；在所述止动环121上设置密封件122，将轮端驱动器总成108的齿轮箱109的内部与制动鼓113的内部空间隔离开。
本发明的实施方式同时提供了汽车的车轮制动装置，该装置的优点在于减小了所需要的空间。本发明的这个特征在图2中通过鼓式制动器的实施例得到说明。
在轮端驱动器总成108的齿轮箱109上形成有用于容纳螺栓125的固定臂(holding arm)123，该螺栓125用于支撑鼓式制动器的制动蹄124。同时，在齿轮箱109的相反一侧设置有用于容纳制动触发器127的第二个后倾臂(caste second arm)126，该触发器127用于在刹车时移动所述制动蹄124。
为了向所述轮端驱动器总成108的齿轮箱109中的结构部件供应合适的润滑油，在轮端驱动器总成108的齿轮箱109内设置抛油口128，该抛油口128靠近门式驱动器106的从动齿轮116。润滑油聚集在门式驱动器106的门式驱动器外壳105的底部，通过从动齿轮116来携带润滑油并通过齿轮箱109壁上形成的抛油口128将润滑油抛到齿轮箱109内。所述齿轮箱109内的油量使用所述齿轮箱109上于滚柱轴承111处形成的油栏129确定。
在操作本发明轴总成101的所示实施方式中，从主驱动器103接收的旋转驱动通过门式驱动器106的出口侧形成的齿轮116传递给空心轴112，该空心轴112能立即引导驱动扭矩，而不需要向通过螺钉114固定的汽车轮缘引入任何其它的结构部件。如图所示，空心轴112单独地将旋转驱动传递给汽车轮缘，具有预应力轴承结构，该轴承结构适合于且足以承受从汽车轮缘向门式轴总成101传递的载荷和应力。预应力的程度通过改变衬垫118的尺寸进行调节。在轮端驱动器总成108的齿轮箱109上形成的臂123和126减小了车轮制动装置所需的空间。
门式轴总成101的另一种优选实施方式在图3的部分横截面图中得到显示。在两幅附图中相同部件使用相同的标记数字。最重要的结构上的区别在于两个滚柱轴承110和111彼此靠近且相对地转动，且在它们之间设置调节衬垫118，同时轴承支撑螺母120位于滚柱轴承111之外。在该实施方式中，优选是在靠近空心轴112内端的齿轮116处设置支撑轴承130，其内圈131固定到空心轴112上，其外圈132位于在门式驱动器总成104的门式驱动器外壳105内形成的凹槽内。该方案使轮端驱动器总成108能承受较大的载荷和应力，因此它能用于重载汽车。该实施方式的操作与图2中所示的实施方式的操作相同。
在本发明中应用空心轴112的最重要的优点在于能很明显地将结构部件预先连接到空心轴112上而安装成紧密装配单元。这种改进能将轮端驱动器总成108的齿轮箱109、空心轴112、和第一和第二滚柱轴承110和111形成所述紧密装配单元，最后将支撑轴承130、轴承支撑螺母120、调节衬垫118、密封圈122、从动齿轮116以及车轮制动总成的部件安装于此。本发明还有一个优点特征在于，它仅有一个如图2和3中点划线133所示的分割面，所述预先安装好的紧密装配单元沿着这个分割面133通过螺钉107而固定到所述门式驱动器总成104的门式驱动器外壳105上。
通过比较图1和2中所示的结构能很明显地看出，本发明提出的轮端驱动器总成108包括的部件少，且结构简单，同时显著缩短了结构长度。这在考虑到制造成本和操作安全性及运作成本时是非常重要的优点。并且，预先安装好的紧密装配单元和单分割面133使安装、维修、及维护都变得简单。
本发明的门式轴总成101能用于现有的轴，这是因为能根据本发明在分割面133处将传统结构作为互换单元改变成新的结构。

Claims (4)

1、一种门式结构的轴总成，该轴总成具有：
-主驱动器(3,103)；
-门式驱动器(5,106)，其固定到轴箱(2,102)的两端；
-轮端驱动器总成(6,108)，其固定到门式驱动器外壳(4,105)上且具有汽车轮缘；和
-车轮制动装置，其连接到轮端驱动器总成(6,108)上；
其特征在于：
每个门式驱动器总成(104)的出口通过空心轴(112)分别连接到汽车轮缘上，空心轴(112)则通过具有锥形滚柱的滚柱轴承(110，111)以预应力的方式可旋转地设置在每个轮端驱动器总成(108)的齿轮箱(109)内；并且
在轮端驱动器总成(108)的齿轮箱(109)内靠近门式驱动器总成(104)的从动齿轮(116)设置抛油口(128)，并在齿轮箱(109)内设置透过空心轴(112)的油栏(129)，空心轴(112)穿过所述齿轮箱(109)。
2、如权利要求1所述的轴总成，其中第一个滚柱轴承(110)设置在空心轴(112)上靠近汽车轮缘的一端，用于可旋转地支撑轮端驱动器总成(108)的齿轮箱(109)中的空心轴(112)，第二个滚柱轴承(111)设置在空心轴(112)上位于门式驱动器总成(104)处的另一端。
3、如权利要求1所述的轴总成，其中形成为鼓式制动器的所述车轮制动装置的制动触发器(127)的轴和轴承设置在所述门式驱动器总成(104)的油腔内。
4、如权利要求1所述的轴总成，其中轮端驱动器总成(108)的驱动链系和轴承一起形成预先安装好的紧密装配单元，其中驱动链系和轴承至少包括轮端驱动器总成(108)的齿轮箱(109)、空心轴(112)、第一和第二滚柱轴承(110，111)和支撑轴承(130)、轴承支撑螺母(120)、密封圈(122)以及从动齿轮(116)，其中密封圈(122)用于将齿轮箱(109)的内部与外部隔离开。
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