CN102667204B - 驱动断开装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于断开车辆轮轴驱动的装置，所述装置意欲放置成靠近驱动轴(11)以便断开/联接与所述驱动轴(11)联接的被驱动单元。所述装置包括：围绕所述驱动轴(11)的端部(13)装配的至少一个轴承(12)；联接到所述单元或者驱动轴的载体(14)，所述载体(14)具有足够大以环绕所述驱动轴的端部(13)和轴承(12)的内腔并且被紧固到所述轴承(12)里以便相对于所述驱动轴(11)自由地旋转；旋转地联接到所述驱动轴(11)并且相对于所述驱动轴(11)轴向可移动的联接环(15)；至少部分地环绕所述联接环(15)并且相对于所述驱动轴(11)轴向可移动的联接插头销(17)；以及，作用到所述联接插头销(17)上以沿着所述驱动轴(11)在轴向方向上移动所述联接插头销(17)的激活装置(20)；藉此，将驱动轴(11)联接到所述被驱动单元包括所述联接插头销(17)和联接环(15)通过所述激活装置(20)在轴向上朝向所述载体(14)移动，使得所述驱动轴(11)通过所述联接环(15)变成旋转地联接所述载体(14)和被驱动单元。

Description

驱动断开装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于断开车辆轮轴驱动的装置。
背景技术
具有多个轮轴并且计划用于在不同地形的重载运输和/或工作的大型车辆常在这些车辆的两个或者多个轮轴上提供驱动。
但是，即使当在车辆在不需要使用外部动力轴推进汽车的情况下，在较多的轮轴上具有驱动的车辆比在较少轮轴上具有驱动的车辆倾向于有较高的燃料消耗。这个较高的燃料消耗主要是由于用于将动力传输到多个驱动轴的相关齿轮装置上而增加的摩擦损失。
因此，市面上存在多种在不需要轮轴驱动时断开一个或者多个轮轴驱动的系统，目的在于减少车辆燃料消耗。
在US 4 046 210中描述的一种用于断开轮轴驱动的系统包括放置在驱动轴齿轮上的断开装置。然而，在驱动轴齿轮上的可用空间非常有限，使得许多不同的部件必须容纳在其中。将那种解决方案应用到驱动轴和断开装置承受巨大力量的重型车辆上意味着容纳在可用空间中能够传递如此大的载荷的断开装置是非常复杂的。
在US2006/0272866 A1中描述的另一种用于断开轮轴驱动的系统具有放置在距离驱动轴齿轮近的输出轴上的断开装置。所述断开装置包括放置在普通驱动轴和联接所述驱动轴的传动系组件之间的备用轴。然而，那种具有备用驱动轴的解决方案意味着所述断开装置占用相当大的轴空间，增加驱动轴齿轮的轴向长度。
因此，需要一种只占用有限量空间并且能够传递大转矩的用于断开车辆轮轴驱动的装置。
发明内容
本发明的目的在于提出一种满足上述需求的断开装置。
通过根据独立的权利要求的一种装置达到本发明的目的。所述用于断开车辆轮轴驱动的装置意欲被放置成靠近驱动轴以便于断开/联接与所述驱动轴联接的被驱动单元，所述装置包括：
-至少一个围绕所述驱动轴的端部装配的轴承；
-联接到所述单元或者驱动轴的载体，所述载体具有足够大以环绕所述驱动轴端部和轴承的内腔，并且被紧固到所述轴承里以便相对于所述驱动轴自由地旋转；
-联接环，其旋转地联接到所述驱动轴并且相对于所述驱动轴轴向可移动；
-联接插头销，其至少部分地环绕所述联接环并且相对于所述驱动轴轴向可移动；以及
-激活装置，其作用到所述联接插头销上以便沿着所述驱动轴在轴向方向上移动所述联接插头销；
将驱动轴联接到所述被驱动单元包括所述联接插头销和联接环通过所述激活装置在轴向上朝向所述载体移动，使得所述驱动轴通过所述联接环变成旋转地联接所述载体和被驱动单元。
所述装置的优点在于，所述装置可以被放置成靠近齿轮箱的输出驱动轴但是与所述齿轮箱隔离开。它的更大的优点在于，能够使得所述装置容易与已经存在的齿轮箱相结合，而无需对这些齿轮箱进行耗时和费用昂贵的改装。
所述装置与齿轮箱隔离也意味着对于所述装置的组成部件有相当大的空间可用，使得这些在重型车辆上的组成部件的尺寸能够设计成承受通过所述重型车辆的驱动轴传递的更大的力。
所述装置也易于安装到已经存在的车辆中，这样无需将所述装置集成到齿轮箱或者驱动轴里以使其满足功能要求。
根据本发明的又一大优点在于，所述装置在驱动轴的长度保持不变的情况下能够被集成到现有的构造中并且大体上将所述载体联接到所述驱动轴的唯一结果是将转矩从所述载体传递到所述单元的是稍微有点较短的驱动轴。这尤其能够利用围绕所述驱动轴的端部放置的断开装置得到。
事实上，根据本发明的所述装置与齿轮箱隔离也意味着非常容易接近，例如为了维修或者修理目的。
在本发明的实施例中，所述载体与万向节的一部分邻接。所述装置的这个位置和它的部件对没有这种联接/断开设施的现有系统产生最小的变化。这也意味着所述装置在所述驱动轴的相对端部与齿轮箱或者驱动是完全隔离的。
在所述装置的实施例中，所述载体和联接环的互相面对的侧面设置有配合齿。这是导致所述载体和联接环的可靠联接并能够以令人满意的方式传递动力的实施例。
在所述装置的实施例中，所述联接环通过一种中间元件并且由允许所述联接环相对于所述轴轴向移动的花键联接旋转地联接到所述轴。本实施例的特征在于对所述装置的功能来说非常重要的固定方面，而且同时，齿力在转矩传递期间保持在合理的水平。
在所述装置的实施例中，所述联接插头销阻止所述联接环和轴旋转。本实施例导致一种简单和具备功能的产品。
在所述装置的实施例中，当所述联接环被联接到所述载体/从所述载体断开联接时，所述激活装置是由压缩空气或者电动机提供动力的并且作用在相对于所述联接插头销的轴向方向上。压缩空气使用在许多车辆中，例如用于制动系统等等，因此使用现有的系统也是有利的。
在所述装置的实施例中，所述联接插头销与联接环围绕在所述联接环外周缘里的凹槽啮合。所述部件的这种构造导致一种简单和可靠的解决方案，藉此，所述联接插头销在所述联接环的外周缘里的凹槽中滑动。
本发明还涉及一种包括至少一个齿轮箱和出自所述齿轮箱的输出驱动轴以及根据本发明的任意一个实施例的装置的车辆。当所述装置被安装到例如具有串联驱动的卡车中时，本发明具有很大的优势，使得所述装置能够被用于断开任何不需要的驱动轴，藉此减少车辆的燃料消耗。
在车辆的实施例中，所述装置被放置成靠近万向节。这种位置和构造意味着几乎不需要改变车辆的其它部件，所述装置就能够结合在已经构造的车辆中。
附图说明
下面将参考图1更加详细地解释本发明，图1以截面示意图的形式描绘了所述装置。
具体实施方式
图1描绘了用于从未被描绘的单元断开/连接到未被描绘的单元的装置10的第一实施例。所描绘的装置10的实施例包括环绕驱动轴11装配的靠近端部13以用来支撑载体14的两个轴承12。
载体14具有比驱动轴11更大的外部直径和比两个轴承12的外部直径更大的内部空腔，使得所述载体能够以围绕端部13和驱动轴11的端部螺母的方式放置。载体14被紧固在轴承12上并且因此相对于驱动轴11自由旋转。载体14的端部设有环绕其整个圆周的齿面曲线18，并且背离驱动轴11的载体14的相对端部在这个实施例中形成在传输系统中用于驱动力传输和角度修正的万向节的一部分。
所述装置还包括联接环15，联接环15旋转地联接到驱动轴11并且相对于驱动轴11可轴向移动。这能够通过将联接环15旋转地联接到驱动轴11的花键连接同时允许所述联接环沿着所述花键联接滑动来实现。这种连接采取脊状或者凹槽的方式，通常称为花键，形成在驱动轴11和联接环15互相面对的表面上。这些花键在各自表面上彼此配合，使得联接环15和驱动轴11能够相对于彼此轴向移动但是阻止其相对于彼此旋转。联接环15位于直接环绕驱动轴11或者如图所示的位置，其中还有放置在驱动轴11和联接环15之间的中间元件16。元件16在其轴向外端部具有用于载体14的轴承12的轴承座，并且在其径向外部部分具有与联接环15上的相应花键配合的花键，使得联接环15沿着它们之间的花键连接相对于元件16可轴向移动。元件16和联接环15之间的花键连接在径向方向上的位置适配成使得所述齿面力在所述花键连接的轴向范围上将是易于控制的。
位于联接环15周围的联接插头销17构造成使得所述联接插头销至少部分地环绕联接环15。和联接环15一样，联接插头销17相对于驱动轴11可轴向移动。联接插头销17通过在所述联接环外部表面里的凹槽与联接环15啮合，并且它的联接/断开的目的的功能是在与所述载体啮合的状态和与所述载体分离的状态之间移动联接环15。联接插头销17紧紧地锚固在周围结构中。
所述装置还包括激活装置20，激活装置20作用在联接插头销17上以便于在轴向方向上沿着驱动轴11移动所述联接插头销，并且也因此在轴向方向上沿着驱动轴11移动在所述联接插头销里锚固的联接环15。激活装置20可以以多种方式构造，只要它能够在需要的方向上产生联接插头销17以及相关联接环所必需的运动。
当所述被驱动单元的驱动不被联接时，联接环15上的齿19和载体14上的齿面曲线18之间不存在啮合。因此，所述驱动轴的旋转不传递给载体14。将驱动轴11联接到将要被驱动的未被描绘的单元包括激活装置20，激活装置20通过未被描绘的控制装置激活，使得它移动联接插销头17，在轴向方向远离激活装置20。然后，由于联接插头17和联接环15之间的啮合，联接插销头17的运动也使联接环15在轴向方向产生朝向载体14的运动。当联接环15到达所述载体时，所述载体上的齿面曲线18和联接环15上的齿19变得联接在一起使得载体14旋转地锁定到驱动轴11，能够将必需的转矩从驱动轴11通过联接环15和载体14传递到未被描绘的被驱动单元上。
示意图还描绘了用于稳定驱动轴11的轴承21、用于保护装置10的组成部件的周围套筒22以及所述装置锚固于其中的结构23。需要指出的是，载体14本身和通过联接环15与所述载体配合的断开/联接的部件都位于在轴向超出轴承21的驱动轴11的端部上。载体14可相对于在密封套筒22的载体14外部径向表面上的密封元件旋转。
上面基于一个实施例描述了本发明，但是所述装置和组成部件的构造在不脱离本发明的构思的情况下可以改变。例如：
-可以改变部件的构造。
-为了具体的应用，可以进一步添加优化所述装置的零部件。
-所述装置在现有系统中的具体位置可以根据占优势的需求进行变化，例如可用空间。
虽然上面基于一些示例性实施例说明了本发明，但本发明不限于此，而是基于所附权利要求书进行限定。

Claims (9)

1.一种用于断开车辆的轮轴驱动的装置(10)，所述装置意欲放置成靠近驱动轴(11)以便于断开/联接所述驱动轴(11)联接的被驱动单元，所述装置(10)包括：
-围绕所述驱动轴(11)的端部(13)装配的至少一个轴承(12)；
-联接到所述单元或者驱动轴的载体(14)，所述载体(14)具有足够大以环绕所述驱动轴的端部(13)和轴承(12)的内腔并且被紧固到所述轴承(12)里以便相对于所述驱动轴(11)自由地旋转；
-联接环(15)，其不可旋转地联接到所述驱动轴(11)并且相对于所述驱动轴(11)轴向可移动，其中所述载体(14)和联接环(15)的相互面对的侧面设置有配合齿；
-联接插头销(17)，其至少部分地环绕所述联接环(15)并且相对于所述驱动轴(11)轴向可移动；以及
-激活装置(20)，其作用在所述联接插头销(17)上以沿着所述驱动轴(11)在轴向方向上移动所述联接插头销(17)；
藉此将驱动轴(11)联接到所述被驱动单元包括所述联接插头销(17)和所述联接环(15)通过所述激活装置(20)在轴向上朝向所述载体移动以及所述载体(14)的配合齿与所述联接环的配合齿彼此配合，使得所述驱动轴(11)通过所述联接环(15)变成旋转地联接所述载体(14)和被驱动单元。
2.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，
所述载体(14)邻接万向节的一部分。
3.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置(10)，其特征在于，
所述联接环(15)由花键连接不可旋转地联接所述驱动轴(11)，其中，所述花键连接允许所述联接环(15)相对于所述驱动轴(11)轴向移动。
4.根据权利要求3所述的装置(10)，其特征在于，
所述花键连接配置在所述联接环(15)和相对于所述驱动轴(11)为中介的元件(16)之间，所述元件(16)位于所述驱动轴(11)上以传递转矩并且所述元件(16)支撑用于所述载体(14)的轴承(12)。
5.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，
所述联接插头销(17)阻止所述联接环(15)和驱动轴(11)旋转。
6.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，
所述激活装置的动力是压缩空气或者电动机，并且当所述联接环(15)将要联接到所述载体(14)/将要从所述载体(14)断开时相对于所述联接插头销(17)作用在轴向方向上。
7.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，
所述联接插头销(17)与联接环(15)围绕位于所述联接环(15)外周缘中的凹槽进行啮合。
8.一种车辆，所述车辆包括至少一个齿轮箱或者轴齿轮和出自其中的输出驱动轴以及根据权利要求1至7中的任意一项所述的装置(10)，其中，所述装置与齿轮箱或者轴齿轮是隔离开的。
9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，
所述装置(10)放置成靠近用于在第一和第二动力轮轴之间传递驱动力的万向节。
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