用于将车轮安装在作业车辆的轴上的轮毂的制作方法

1.本发明涉及作业车辆的轮毂，具体地涉及用于轮毂的减速系统。


背景技术：

2.作业车辆、比如大型卡车通常包括底盘、悬架系统、提供驱动力的发动机、传动装置和传动系，该传动系包括至少三个附接有车轮的轴。例如，作业车辆可以包括前转向轴和一对后串联轴，以增加作业车辆的承载和牵引能力。为了适应各种驾驶条件，作业车辆传动系可以包括用于驱动一个或更多个后轴的多个离合器以及用于在发动机与车轮之间提供一次或更多次减速的齿轮箱。
3.由于选择性地将驱动力与轴(断开)连接的各种离合器，作业车辆的传动系可以具有多个牵引力、即驱动构型，比如6
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2驱动构型、6
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4驱动构型、6
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6驱动构型、8
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4驱动构型、8
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8驱动构型或10
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8驱动构型。例如，具有6
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4驱动构型的作业车辆可以包括非驱动的可转向前轴和一对后串联轴或单独的轴。因此，当作业车辆牵引有效负载时，比如牵引负载有货物的半挂车，两个后轴都可以被驱动以增加作业车辆的牵引能力，并且当作业车辆在没有有效负载的回程时，后轴中的仅一个后轴可以被驱动以提高燃料经济性。附加地，在其他情况下，例如当牵引重的负载上坡时，可能需要以6
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6驱动构型向作业车辆的所有三个轴提供驱动力以增加牵引力。
4.作业车辆还可以在发动机与车轮之间提供一次或更多次减速以降低车轮速度并且增加发动机扭矩。例如，可以为相应轴的每个轮毂提供减速系统。减速系统可以包括以可操作的方式连接在差速器驱动轴与轮毂之间的行星齿轮箱。通常，驱动轴与轮毂之间的减速比例如固定在2:1的减速。然而，一些减速系统包括允许完全断开接合以及可变减速比的选择性接合的行星齿轮箱。
5.文献wo 2016/110823描述了一种具有单活塞和滑动套筒的轮毂减速系统，以用于在两个转位位置将行星齿轮箱选择性地与轮毂接合，这导致驱动轴与轮毂之间的减速比为2:1或1:1。以这种方式，车轮处的减速可以与作业车辆的负载适当地匹配。
6.wo 2018/107258描述了一种具有双活塞系统和滑动套筒的减速系统，以用于将行星齿轮箱选择性地接合至轮毂和与轮毂断开接合。该减速系统可以将驱动力与轮毂完全断开接合并且提供2:1或1:1的减速比。以这种方式，减速系统可以适应更广泛的操作位置，并且完全断开接合位置可以显著提高作业车辆的燃料经济性。然而，双活塞系统会增加制造成本和操作成本。
7.需要的是一种有成本效益的轮毂减速系统以适应各种类型的驾驶条件。


技术实现要素：

8.在根据本发明的一个实施方式中，集成式减速系统设置在作业车辆的轮毂内。该减速系统包括：行星齿轮箱，该行星齿轮箱构造成以可操作的方式连接在轴与车轮之间；套筒，该套筒构造成以可滑动的方式连接至轴；以及致动装置，该致动装置连接至套筒并且构
造成使套筒滑动。该减速系统提供用于在车轮上减速和增加牵引力的操作位置以及用于将牵引轮断开接合或完全释放牵引轮的操作位置。
9.在根据本发明的另一示例性实施方式中，提供了一种轮毂，该轮毂用于将车轮安装在作业车辆的轴上。该轮毂包括具有侧端盖的壳体和减速系统。该减速系统包括：行星齿轮箱，该行星齿轮箱构造成以可操作的方式连接在轴与车轮之间；套筒，该套筒构造成以可滑动的方式连接至轴；以及致动装置，该致动装置连接至套筒并且构造成使套筒滑动。该减速系统具有第一操作位置和第二操作位置，在第一操作位置，套筒与行星齿轮箱接合以从而以一减速比从轴传递驱动力，在第二操作位置，套筒与行星齿轮箱断开接合以停止从轴传递驱动力从而释放车轮。
10.作业车辆的该实施方式的一个可能的优点是，减速系统可以适应作业车辆的各种驾驶条件以选择性地增加或减小车轮扭矩和牵引力。
11.作业车辆的该实施方式的另一可能的优点是，减速系统可以通过完全释放牵引轮来大幅提高作业车辆的燃料经济性。
附图说明
12.出于说明的目的，附图示出了本发明的某些实施方式。然而，应当理解的是，本发明不限于所示出的精确布置、尺寸和仪器。相同的附图标记指的是附图中的相同特征。在附图中：
13.图1图示了作业车辆的一个实施方式的侧视图，该作业车辆包括根据本发明的实施方式的后串联轴组件；
14.图2图示了根据本发明的实施方式的具有壳体和减速系统的轮毂的横截面图，其中，减速系统处于2:1减速比的操作位置；以及
15.图3图示了图2中的轮毂的横截面图，其中，减速系统处于使车轮断开接合或使车轮自由地旋转的操作位置。
具体实施方式
16.与车辆和/或车辆的部件结合使用的术语“前”、“后”、“左”和“右”通常是参照车辆的向前行进方向确定的，而不被解释为限制性的。术语“纵向的”和“横向的”是参照车辆的向前和向后方向确定的，而不被解释为限制性的。
17.现在参照附图，并且更具体地参照图1，示出了作业车辆10，该作业车辆10通常包括底盘12、用于操作员的驾驶室14、主发动机16例如柴油发动机16、前轴18、具有至少两个轴22、24的后轴组件20、附接至轴18、22、24的车轮26、以及驱动系统，该驱动系统包括伴随齿轮箱的传动装置和主驱动轴28，主驱动轴28用于将驱动力、即驱动扭矩从发动机16传递至后轴组件20以为作业车辆10提供主要牵引力。前轴18的前轮26通常构造成被转向以为作业车辆10提供方向控制。发动机16经由传动装置系统可以驱动任何轴18、22、24的车轮26。作业车辆10可以具有任何期望的驱动构型，比如4
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2驱动构型、6
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6驱动构型、6
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4驱动构型、6
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2驱动构型、8
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8驱动构型、8
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4驱动构型或10
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6驱动构型。作业车辆10可以是任何期望的车辆10的形式，比如重型/大型卡车或公共汽车。例如，作业车辆10可以是高达45吨的、具有4
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2驱动构型或6
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2驱动构型的商用卡车。
18.现在共同参照图2和图3，示出了用于作业车辆10的轮毂30。该轮毂30通常可以包括壳体32和布置在壳体32内的减速系统34。减速系统34具有第一减速操作位置以在驱动轴36、例如从相应轴22的后差速器延伸的驱动轴36与车轮26之间提供一减速比、比如2:1减速比(图2)。减速系统34还具有车轮断开接合或车轮释放的第二位置，以停止将驱动力从驱动轴36传递至车轮26，使得车轮26完全没有牵引力(图3)。因此，减速系统34可以选择性地选择适当的速比或断开接合位置以适当地适应作业车辆10的操作条件，例如，完全负载、部分负载或未负载。例如，当作业车辆10完全负载时，减速系统34可以在减速系统34的减速位置提供2:1的减速比以增加对车轮26的扭矩和力，或者替代性地，当作业车辆10未负载时，减速系统34可以断开接合对车轮26的牵引力，以大幅提高作业车辆10的燃料经济性。如可以理解的，前轴18和/或后轴22、24中的一者或更多者可以包括轮毂30。
19.轮毂30的壳体32借助于轴承40连接至驱动轴36的衬里或壳体38。壳体32包括筒形部分42和连接至筒形部分42的侧端盖44。该侧端盖44的内表面可以包括齿部46。应当理解的是，壳体32可以具有任何期望的形状并且可以包括任何期望的材料。
20.减速系统34通常可以包括行星齿轮壳体48、滑动套筒50和致动装置52，该致动装置52用于使套筒50在减速位置与车轮释放位置之间滑动。减速系统34还可以包括倾斜构件54，该倾斜构件54用于使套筒50倾斜使得套筒50与行星齿轮箱48接合。
21.行星齿轮箱48以可操作的方式连接在轴36与车轮26之间。行星齿轮箱48可以位于壳体32内。行星齿轮箱48通常可以包括固定齿轮56、移动齿轮58、定位在中央固定齿轮56与移动齿轮58之间的至少两个中间齿轮60、62以及用于承载齿轮60、62的行星承载件64。内部固定齿轮56可以牢固地附接至驱动轴36的壳体38。外部可移动齿轮58、例如中央齿轮58可以经由轴承和/或指定的行星衬里以可移动的方式安装在轮毂30的壳体32内。中间齿轮60、62是呈卫星或行星齿轮60、62的形式，中间齿轮60、62以可操作的方式连接在固定中央齿轮56与可移动中央齿轮58之间并且相对于固定中央齿轮56和可移动中央齿轮58旋转。在本实施方式中，行星齿轮箱48包括四个行星齿轮60、62。齿轮56、齿轮58、齿轮60、齿轮62可以是锥齿轮；然而，齿轮56、齿轮58、齿轮60、齿轮62可以具有任何期望的构型。行星承载件64具有至少部分地接纳套筒50的接纳孔口。行星承载件64可以是呈任何期望的键、叉或齿轮承载件的形式。如本文中所使用的，术语行星齿轮箱48泛指将力从驱动轴36传递至车轮26的中央行星装置。应当理解的是，行星齿轮箱48可以以各种方式构造以便具有任何期望数目和尺寸的齿轮。
22.套筒50选择性地能够连接至行星齿轮箱48，以提供2:1的减速比和车轮释放26。套筒50具有连接至驱动轴36的内孔66和连接至致动装置52的外侧端部68。孔66朝向驱动轴36的端部转动并且打开。应当理解的是，孔66可以具有内部凹槽或齿部以与轴36上的对应接合构件接合。套筒50还具有至少一组齿部70，所述至少一组齿部70围绕套筒50的外周周向地布置。在减速操作位置，套筒50的齿部70选择性地与行星齿轮箱48的中央齿轮58上的对应齿部接合(图2)。在车轮释放操作位置，套筒50不与壳体32以可操作的方式接合(图3)。如可以理解的，套筒50可以包括分别与行星齿轮箱48和壳体32接合的一组、两组或更多组齿部70。套筒50不借助于指定的凹槽或齿部与承载件64以可操作的方式接合，以通过指定的凹槽或齿部传递驱动力；并且因此，套筒50可以相对于承载件64独立地旋转和滑动。因此，当驱动力在减速位置通过行星齿轮箱48传递时，驱动力从轴36通过套筒50、完全联接至套
筒50的外中央齿轮58、行星齿轮60、62和内固定齿轮56，并且最后借助于轴承40从轮毂30的壳体32出来。
23.致动装置52以可操作的方式连接至套筒50。致动装置52包括流体管线72、阀74和活塞76，该活塞76流体地连接至流体管线72。流体管线72延伸穿过壳体32。流体管线72可以在轮毂30内呈指定的软管或一系列导管、例如槽的形式。阀74可以将流体管线72流体地连接至活塞76。阀74可以呈任何期望的阀的形式。活塞76通常包括缸体78和活塞头部82，缸体78限定流体室80，活塞头部82位于缸体78内并且相对于缸体78滑动(图3)。缸体78至少部分地接纳套筒50，使得流体室80和活塞头部82相对于套筒50在外部。活塞头部82借助于(分离的)轴承与套筒50的侧端部68连接。致动装置52图示为具有气动活塞76的气动控制装置；然而，致动装置52可以使用任何期望的流体。应当理解的是，致动装置52还可以包括气泵、压缩机、各种阀、密封件和/或蓄电池。致动装置52还可以以可操作的方式连接至作业车辆10的驾驶室内的控制系统，使得操作员可以在控制系统内输入用户指令，因此在期望的速比之间进行切换。
24.倾斜构件54位于套筒50的孔66内，并且由此连接在驱动轴36的端部与套筒50之间以使套筒50倾斜，使得套筒50可以在2:1减速操作位置与行星齿轮箱48接合。倾斜构件54相对于套筒50在内部并且以与活塞76相反的方式起作用。倾斜构件54可以是呈任何期望的倾斜构件54、比如螺旋弹簧54的形式。
25.在操作中，在2:1的减速操作位置，流体室80排空流体，使得倾斜构件54的力将套筒50与行星齿轮箱48接合(图2)。更详细地，套筒50的齿部70滑动以便与移动齿轮58接合。在车轮释放操作位置，流体室80充满流体，使得流体室80内的流体的力克服倾斜构件54的力并且将套筒50与行星齿轮箱48断开接合(图3)。套筒50的齿部70向内滑动以使移动齿轮58断开接合。以这种方式，套筒50不连接至承载件64、移动齿轮58或壳体32，并且车轮26因此从牵引力释放。
26.根据以上描述性说明，本发明的这些优点和其他优点对于本领域技术人员而言将是明显的。因此，本领域的技术人员应当认识到，可以在不背离本发明的广泛的发明概念的情况下对上述实施方式进行改变或修改。应当理解的是，本发明不限于本文所述的特定实施方式，而是旨在包括落入本发明的范围和精神内的所有改变和修改。