CN103477111A - 用于向制动器供油的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于向制动器（16）供油的装置，所述制动器（16）布置成用于对行星齿轮（6）的输出轴进行制动。所述装置包括用于向所述制动器供油的可旋转的叶轮（4），所述叶轮（4）布置成由所述行星齿轮的输入轴（11）旋转。

Description

用于向制动器供油的装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于向制动器供油的装置。

本发明适用于工业建筑机械领域中的工程机械，尤其是轮式装载机。虽然下文中将针对轮式装载机来描述本发明，但本发明不限于这种具体的机械，而是也可用于其他重型工程机械中，例如铰接式翻斗车、自卸式卡车、平地机、挖掘机或其他建筑设备。

背景技术

诸如铰接式翻斗车、轮式装载机、平地机、挖掘机和其他建筑设备等的工程机械通常配备有湿式盘式制动器，以提供足够的制动能力和长的维护间隔。湿式盘式制动器使用冷却液来冷却盘式制动器中的制动盘，该冷却液通常是某种类型的油或油乳剂。冷却液被容纳在通常位于车辆轮毂中的制动器安装隔室内。轮毂填充有油，以使制动盘的至少部分浸没在油中。因此，该油接触制动盘和制动衬垫以冷却制动器，这是因为油比空气具有更好的导热性，尤其在封闭的制动器中。

为了提高制动能力并防止制动器性能恶化，已知使用油泵主动为制动器供油，而不是仅使制动盘浸没在油中。油泵会改善通过盘式制动器的油流，继而提高油的冷却能力。油会从制动器上吸收热量，并将该热量散发到该制动器所在的轮毂较大部分上。因此，增大了油的冷却面积。通过增加油的体积和/或油的冷却，可以进一步提高制动能力。这可以通过使用外部贮油器和/或外部油冷却器来实现。

这样的重型车辆通常设有轮毂减速齿轮，以提高车辆的驱动转矩，同时降低施加在车辆的传动系和差速器上的应力。轮毂减速器通常是行星齿轮，它降低了来自输入驱动轴的旋转速度，同时以相同的倍数提高了驱动转矩。该湿式盘式制动器安装在轮毂中。可以将该湿式盘式制动器安装在轮毂中的两个不同位置，要么在行星齿轮之前，要么在行星齿轮之后。

如果将该湿式盘式制动器安装在行星齿轮之前，则该盘式制动器将以驱动轴的速度旋转，该驱动轴在相对高的旋转速度下旋转。所需的制动扭矩较低。所产生的热量会加热必须被冷却的制动器油。如果自循环不足，则可以使用外部油泵以增加通过湿式盘式制动器的油流。由于驱动轴的旋转速度较高且因此制动盘的旋转速度较高，可以使油泵与制动盘安装在一起以驱动油泵。油泵的高旋转速度会确保通过该湿式盘式制动器的油流。

安装在行星齿轮之后的湿式盘式制动器将以与车轮相同的速度旋转，车轮以相对低的旋转速度旋转。所需的制动扭矩会相对高。所产生的热量会大致相同。如果自循环不足以冷却制动器油，则可以使用外部油泵以增加通过该湿式盘式制动盘的油流。由于车轮的旋转速度低且因此制动器的旋转速度低，不能使油泵与制动器安装在一起，因为：来自以这种低旋转速度旋转的油泵的油流将不足以将足量的油泵送通过该湿式盘式制动器。对于在低旋转速度下无法正常工作的离心泵来说尤其如此。因此，对于以车轮速度旋转的湿式盘式制动器，需要使用由外部动力源（机械动力输出或电动马达）驱动的外部油泵。

JP55107132A描述了一种车辆的减速轮毂，该减速轮毂具有叶片部分，该叶片部分起到了油泵的作用，用于使油循环通过湿式盘式制动器。所产生的油泵以与车轮速度相同的速度旋转。

对于某些应用来说，JP55107132A中描述的系统和其他已知的系统能够令人满意地工作，但仍存在一定的改进空间。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种改进的、用于车辆中的制动器的供油装置。本发明的另一目的是提供一种具有提高的冷却能力的供油装置。

权利要求1的特征部分中描述了根据本发明的问题解决方案。其他权利要求包含了本发明的装置的、有利的进一步改进。

提供了一种用于向制动器供油的装置，该制动器布置成用于对行星齿轮的输出轴进行制动，其中，该装置包括用于向制动器供油的可旋转的叶轮，通过将该叶轮布置成由所述行星齿轮的输入轴旋转来实现本发明的目的。

通过根据本发明的供油装置的此第一实施例，获得了一种油泵，该油泵以高旋转速度旋转并能够向以较低旋转速度旋转的制动器供油。这样，所述油泵的叶轮安装在行星齿轮之前使得该叶轮以输入轴的速度旋转，并且，所述制动器安装在行星齿轮之后使得该制动器以较低的速度旋转。这样，油泵能向制动器供油，而不需要外部动力源。这实现了一种简单且成本有效的解决方案，几乎不具有额外的部分。

在本发明的供油装置的一个有利改进中，所述叶轮安装在或安装到行星齿轮的太阳轮。这样，叶轮将以输入轴的速度旋转，所述输入轴可以是用于车轮的驱动轴或者是安装在差速器之前的传动轴。在任一种情况中，叶轮都将以较高的速度旋转。由于输入轴的速度取决于车辆的行驶速度，因而，当车辆移动时（即，当需要冷却车辆的制动器时），油泵将能够供给大量的油。所供给的油量还取决于所述行星减速齿轮的减速比。

在本发明的供油装置的另一有利改进中，所述油泵包括至少一个油导管，该至少一个油导管适于将油直接供送到制动器。这样，油能够被引导和分配到制动器的最希望冷却的部分。通过使油导管包括油分配器，油例如能够分配到该制动器的彼此分开的制动盘并分配到彼此分开的制动衬垫。这样，确保所有制动盘均供应有油，并确保没有制动盘会由于油分配不均匀而过热。

在本发明的供油装置的又一有利改进中，制动器是湿式盘式制动器。盘式制动器非常适于用油冷却，并能够传递高而可靠的制动扭矩。湿式盘式制动器也非常适于被封闭在轮毂或后车轴的内部。

在本发明的供油装置的又一有利改进中，所述装置安装在车轴壳体中，所述车轴壳体具有一个或多个油通道，用于将加热的油从制动器传输到侧轴的较远的内侧部分。这样，由于油的较大接触面积，车轴壳体能够有助于冷却该油。另外，由于油分布在车轴内部的较大面积上，有助于油的冷却。当制动器安装在车辆的轮毂中时，还可以将两个相邻轮毂的油相混合，如果车辆的一侧的制动器比另一侧的制动器使用得更频繁，这是有利的。

附图说明

下面将参考附图更详细地描述本发明，在附图中

图1示出了根据本发明的供油装置的正视图，

图2示出了根据本发明的供油装置的侧视截面图，

图3示出了根据本发明的供油装置中使用的油泵的截面图，并且

图4示出了包括至少一个根据本发明的供油装置的重型车辆的侧视图。

具体实施方式

在下文中描述的本发明的实施例与进一步发展应当仅被视为示例，绝非以任何方式限制由权利要求书限定的保护范围。

图1示出了根据本发明的供油装置的正视图，该供油装置安装在车辆上的行星齿轮上。图2示出了安装在车轴装置中的供油装置的沿着线A-A的侧视截面图，该车轴装置可以是轮毂的一部分。图3示出了油泵的截面图。

该供油装置的油泵安装在行星齿轮上，该行星齿轮用作车辆上的减速齿轮。该行星齿轮在车辆用于减少输入驱动轴的旋转速度并同时增加转矩。这种减速齿轮通常安装在车辆（特别是在低速下承载高负载的、用于建筑的重型车辆）的轮毂中。这样的建筑车辆尤其包括铰接式翻斗车、轮式装载机、平地机和挖掘机等。上述这些类型的车辆通常在崎岖地形下使用，在此类地形中，高驱动转矩、低速度是有利的。所允许的最高速度还可能受限于道路交通法规。因此，有利的是使用减速齿轮来降低车辆的驱动轮的旋转速度，最常见的是将该减速齿轮安装在车辆的轮毂中。一般来说，有利的是，将减速齿轮尽可能靠近最终用户部件放置，以最小化对传动系中的其余部件的扭矩要求。

同时，有利的是，在这些类型的车辆上使用隐蔽的制动器。常规的开放式制动器（盘式制动器和鼓式制动器）无法得到保护而免受环境的影响（如水和灰尘）。这样的环境影响既损害制动能力又导致制动器部分（制动盘和制动衬垫）的过度磨损。常规的制动器还适于至少部分地由车辆快速行驶时产生的空气流冷却。由于其行驶速度低，建筑车辆并不产生任何用于制动器的实质性气流。由于这些原因，在建筑车辆上通常使用被封闭在轮毂中的、用油冷却的湿式盘式制动器。

正常情况下，这样的湿式盘式制动器包括多个制动盘，在制动盘之间具有制动衬垫。每个制动盘可以在一侧设有制动衬垫，或者，制动衬垫盘可以布置在制动盘之间。制动衬垫可以成形为具有不同形状的盘或制动垫块。制动盘和制动衬垫被某种类型的制动器活塞推压而彼此抵靠，该制动器活塞通常由液压力操作，但也可使用其他类型的致动装置。在一种简单的设计中，制动盘的至少部分浸没在轮毂中包含的油中。对于重型车辆上的制动能力要求较高的制动器来说，可能需要使油循环通过盘式制动器，以改善对制动器的冷却。该油通常由外部泵循环。

湿式盘式制动器更优选安装在减速齿轮的车轮侧，即在减速齿轮后面。这样，制动盘将以与车轮旋转的速度相同速度旋转，该速度是相对低的速度，并且，对于建筑车辆来说，该速度通常接近于零。安装制动器使得它以车轮速度旋转有如下几个优点。一个优点是：更易于控制以较低速度旋转的制动器的制动动力。因此，车轮制动器更容易调节，从而提供了更好的车辆驾驶性能。这对于线控制动系统来说尤其是优势。将制动器安装在减速齿轮的车轮侧的另一个优点是：在驱动轴或减速齿轮故障之后仍可以接合该制动器以使车辆减速。

还可以在差速器之前将减速齿轮安装到传动轴。这种解决方案可用于驱动转矩较小的轻型车辆。在此情况下，湿式盘式制动器可以有利地安装在减速齿轮之后，但在差速器之前，使得制动盘以行星齿轮的较低输出速度旋转。

在图1中，以正视图示出了供油装置1的油泵2安装在行星齿轮6上。该行星齿轮包括太阳轮7，太阳轮7连接到输入轴，在此示例中，太阳轮7连接到车辆的驱动轴11。这构成该行星齿轮的输入。此太阳轮与该行星齿轮的行星轮8啮合，在本示例中，此太阳轮与四个行星轮啮合。这些行星轮由轴承24悬置，轴承24由支撑件20保持，支撑件20固定地附接到行星轮架10。行星轮8还与环形齿轮或内齿环9啮合，环形齿轮或内齿环9固定地附接到车轴壳体12。这样，行星轮架10将构成该减速齿轮的输出。因此，当太阳轮7由驱动轴转动时，该行星轮架的旋转速度减小的程度等于该行星齿轮的齿轮比，该齿轮比取决于太阳轮7和环形齿轮9的齿数之间的关系。

油泵2安装在行星齿轮6上。油泵2包括泵壳体3，在所示的示例中，泵壳体3安装到行星轮支撑件20。该油泵的叶轮4位于泵壳体中并适于以所述驱动轴的速度旋转，即，以该行星齿轮的输入速度旋转。因此，该叶轮安装到所述输入驱动轴，要么如图所示地通过齿25直接安装到驱动轴，要么安装到太阳轮。泵盖5闭合该泵的内部并提供进油口21。在所示的示例中，该进油口是围绕该泵的内周延伸的环形开口。该泵壳体还设有油导管15，油导管15将油从油泵引导到盘式制动器的进油口。该油导管的端部形成该油泵的出油口22。在图2中用箭头示出了通过该供油装置的油流。在所示的示例中，盘式制动器的进油口位于行星轮架中并且每个进油口均包括油分配器23，油分配器23将油引导到各个盘式制动器之间的空间中。这样，确保了油到制动盘的可靠分配，从而改善了对各个盘式制动器的冷却。该油分配器可以将相同量的油供给到所有分开的制动盘，或者，例如可以将较多的油供给到制动器的中央而将较少的油供给到外侧制动盘，以优化制动盘之间的热量分布。

盘式制动器16包括至少一个制动盘17、18。在所示的示例中，使用了四个旋转的制动盘17。制动盘17以径向固定的方式安装到行星轮架10，但能在轴向方向上稍微移位（例如通过使用键槽）。这同样适用于静止的制动盘18，制动盘18以径向固定的方式安装到盖构件14，但制动盘18也能在轴向方向上稍微移位。这允许制动盘17和制动盘18在制动动作期间被推压在一起。

制动衬垫可以施加于所有制动盘17、18的一侧。上述旋转的制动盘可以是没有任何制动衬垫的裸盘，还可以在上述静止的制动盘18的两侧为制动盘18设有制动衬垫。制动盘上的制动衬垫可以成形为连续的圆形垫块，或者可以包括若干个具有适当形状的制动垫块。上述静止的制动盘也可以不是圆形的，而是包括若干个半圆形的制动垫块。这将提高制动垫块需要被更换时的可维护性。（示意性示出的）活塞19用于以已知的方式致动该盘式制动器。当该制动器处于释放状态时，制动盘之间产生了狭窄的间隙，油能够流过这些间隙。当制动盘包括若干个制动垫块时，油也能够流入这些制动垫块之间。

当油已经通过这些制动盘和制动衬垫时，油返回到车轴壳体的内部。油可以通过一个或多个孔直接返回到车轴壳体的内部。在所示的示例中，油被引导通过车轴壳体中的一个或多个油通道13而到达车轴壳体的远端位置，例如到达车轴壳体的另一端。这样，车轴壳体本身可以用作冷却元件以改善该油的冷却。因此，增大了该油的冷却面积。这样，该油分布于更大的面积上，这有助于降低油的温度。

图4示出了包括至少一个本发明的供油装置的重型车辆的示例。所示的车辆是轮式装载机50。该轮式装载机包括发动机室51，该发动机室51具有连接到传动系（未示出）的发动机，该发动机至少驱动车辆的后轮53。在某些车辆上，也为前轮52提供动力。后轮53安装到轮毂54上，轮毂54包括行星齿轮，该行星齿轮具有根据本发明的供油装置。

本发明不应视为仅局限于上述实施例，在所附权利要求的范围内，可以存在很多其他的变型和变体。

附图标记

1：供油装置

2：油泵

3：泵壳体

4：叶轮

5：泵盖

6：行星齿轮

7：太阳轮

8：行星轮

9：环形齿轮

10：行星轮架

11：驱动轴

12：车轴壳体

13：油通道

14：盖构件

15：油导管

16：盘式制动器

17：旋转的制动盘

18：静止的制动盘

19：活塞

20：支撑件

21：进油口

22：出油口

23：油分配器

24：轴承

25：齿

50：车辆

51：发动机室

52：前轮

53：后轮

54：轮毂

Claims (19)

1.一种用于向制动器（16）供油的装置，所述制动器（16）布置成用于对行星齿轮（6）的输出轴进行制动，所述装置包括用于向所述制动器供油的可旋转的叶轮（4），其特征在于，所述叶轮（4）布置成由所述行星齿轮的输入轴（11）旋转。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述行星齿轮（6）的所述输入轴布置成驱动所述行星齿轮（6）的太阳轮（7）。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述叶轮（4）安装到所述行星齿轮（6）的太阳轮（7）。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述太阳轮（7）安装到驱动轴，并且所述行星齿轮（6）是减速轮毂的一部分。

5.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述太阳轮（7）安装到传动轴，并且所述行星齿轮（6）安装在车轴中的差速器之前。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述行星齿轮（6）具有行星轮架（10）。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述制动器布置成用于制动所述行星轮架（10）。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述制动器（16）的可旋转部分安装到所述行星齿轮（6）的行星轮架（10）。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述制动器（16）的静止部分安装到所述行星齿轮（6）的壳体。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述叶轮（4）被包括在离心式油泵（2）中。

11.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置包括泵盖（3），所述泵盖（3）安装到所述行星轮架（10）。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述泵盖包括至少一个油导管（15），所述至少一个油导管（15）布置成用于将油供送到所述制动器（16）。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述制动器（16）是湿式盘式制动器。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述制动器（16）包括多个制动盘（17、18）。

15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，制动盘（17、18）包括架盘和至少一个制动衬垫，所述至少一个制动衬垫附接到所述架盘。

16.根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述装置包括油分配器（23），所述油分配器（23）适于将油分配到各个制动盘（17、18）。

17.根据权利要求6和16所述的装置，其特征在于，所述油分配器（23）一体形成在所述行星轮架（10）中。

18.一种用于工程机械的车轴壳体，其特征在于，所述车轴壳体（12）设有至少一个通道（13），所述至少一个通道（13）用于将油从所述制动器（16）输送到所述车轴壳体（12）的内部，以使油能够从根据前述权利要求中的任一项所述的装置循环通过所述制动器。

19.一种工程机械，其包括根据权利要求1-17中的任一项所述的装置。

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