CN114096431B - 用于具有第一车桥和作为提升车桥的第二车桥的车辆的驱动轴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于具有第一车桥(22)和作为提升车桥的第二车桥(24)的车辆(10)的驱动轴(32)。驱动轴(32)包括：第一驱动轴构件(34)，该第一驱动轴构件构造成连接至第一车桥(22)；第二驱动轴构件(36)，该第二驱动轴构件构造成连接至第二车桥(24)；以及滑动联轴器(38)，该滑动联轴器连接在第一驱动轴构件(34)与第二驱动轴构件(36)之间。滑动联轴器(38)具有联接至第一驱动轴构件(34)的第一端部和具有锁定功能部(66)的第二端部，该锁定功能部用于机械地联接至第二驱动轴构件(36)中的内凹部(62)，以便在第一与第二驱动轴构件(34，36)之间选择性地传递驱动力。

Description

用于具有第一车桥和作为提升车桥的第二车桥的车辆的驱 动轴

技术领域

本发明涉及作业车辆，并且更具体地涉及用于作业车辆的驱动轴

背景技术

诸如大型卡车或拖拉机之类的作业车辆通常包括底盘、提供驱动力的发动机、传动装置以及驱动系统，该驱动系统包括至少三个车桥以增加作业车辆的有效载荷和牵引能力。例如，作业车辆可以包括前转向车桥和一对后串联车桥。作业车辆可以具有多种驱动构型，即比如6×2、6×4、6×6、8×4、8×8或10×8的驱动构型，以便选择性地驱动后车桥中的一个或更多个后车桥。例如，具有6×4驱动构型的作业车辆可以包括未被驱动的可转向前车桥和由发动机驱动的一对后车桥。在一些情况下，例如，当牵引重的负载上坡时，可能需要以6×6驱动构型对作业车辆的所有三个车桥提供驱动力以增加牵引力。在其他情况下，例如，当以非拖车操作驱动作业车辆时，可能需要以6×2驱动构型对车桥中的仅一个车桥进行驱动，以降低牵引力并提高燃料效率。

在一些作业车辆中，后车桥中的一个后车桥可以是提升车桥，该提升车桥可以断开接合并升高以将提升车桥的车轮升高到道路上方，以便以6x2驱动构型操作作业车辆。因此，当作业车辆不需要额外的负载或牵引能力时，操作者可以使提升车桥升高，从而提高燃料效率、减少高架车轮的磨损和/或提高机动性。提升车桥组件通常包括用于使提升车桥升高的提升构件、比如空气弹簧和用于从升高的提升车桥断开接合驱动力的断开联接构件。

典型的断开联接构件可以包括离合器、例如齿形离合器和/或能够选择性接合的驱动轴。例如，美国专利申请公开No.2012/0260758公开了一种断开联接构件，该断开联接构件包括由电子控制单元控制的多个盘式离合器和致动器。另外，例如，美国专利申请公开No.2018/0222317公开了一种气动致动式驱动轴，该驱动轴具有左驱动轴、右驱动轴以及使左驱动轴和右驱动轴联接或断开联接的内套筒。然而，来自现有技术的这种断开联接构件可能是复杂且昂贵的。

在本技术中需要的是一种成本高效的传动轴以断开联接提升车桥。

发明内容

在根据本发明所形成的实施方式中，提供了一种长度可变的多部分传动轴。传动轴通常包括第一驱动轴构件、第二驱动轴构件以及在第一驱动轴构件与第二驱动轴构件之间相互连接的滑动联轴器。当传动轴伸出或收回时，滑动联轴器自动滑动以接合或断开接合第一驱动轴构件和第二驱动轴构件。

在根据本发明所形成的另一实施方式中，提供了一种用于具有第一车桥和作为提升车桥的第二车桥的车辆的传动轴。驱动轴包括：第一驱动轴构件，该第一驱动轴构件构造成连接至第一车桥；以及第二驱动轴构件，该第二驱动轴构件构造成连接至第二车桥。第二驱动轴构件具有至少部分地容纳第一驱动轴构件的内凹部。驱动轴还包括连接在第一驱动轴构件与第二驱动轴构件之间的滑动联轴器。滑动联轴器具有联接至第一驱动轴构件的第一端部和具有锁定功能部的第二端部，该锁定功能部机械地联接至第二驱动轴构件的内凹部，以便选择性地在第一驱动轴构件与第二驱动轴构件之间传递驱动力。

可变长度的驱动轴的实施方式的可能的优点是驱动轴降低了构造成本和操作磨损，因为这种驱动轴通过提升车桥在降低或从地面升高时的运动来分别机械地联接和断开联接每个驱动轴构件。

附图说明

出于说明的目的，附图图示了本发明的某些实施方式。然而，应当理解的是，本发明不限于所示的精确布置、尺寸和仪器。相同的附图标记指示所有附图中的相同元件。在附图中：

图1图示了作业车辆的实施方式的侧视图，该作业车辆包括根据本发明的实施方式的后串联车桥组件；

图2图示了图1的串联车桥组件的侧视图，该串联车桥组件包括位于一对后车桥之间的可变长度的驱动轴，其中，最后面的车桥与最前面的串联车桥齐平；

图3图示了图1的串联车桥组件的另一侧视图，其中，最后面的车桥被升高到地面以上；

图4图示了图2至图3的驱动轴的立体图；

图5图示了图2至图4的驱动轴的分解图；

图6图示了处于伸展位置和接合位置以在串联轴之间传递驱动力的的驱动轴的横截面图；以及

图7图示了处于收回位置和断开接合位置以用于停止在串联轴之间传递驱动力的驱动轴的另一横截面图。

具体实施方式

当与车辆和/或其部件结合使用时，术语“前”、“后”、“左”和“右”通常参照车辆的向前行驶方向而确定，而不应被解释为限制性的。术语“纵向”和“横向”是参照车辆的向前和向后方向确定的，并且同样不应被解释为限制性的。

现在参照附图，并且更具体地参照图1至图3，示出了作业车辆10，作业车辆10通常包括底盘12、用于操作者的驾驶室14、诸如柴油发动机16之类的主驱动装置16、前车桥18、具有至少两个车桥22、24的后车桥组件20、附接至车桥18、22、24的车轮26、以及驱动系统，驱动系统包括传动装置、伴随的齿轮箱以及主驱动轴28，主驱动轴28用于将驱动力、即驱动扭矩从发动机16传递至后车桥组件20以为工作车辆10提供主要牵引力。前车桥18的前轮26通常构造成被转向以提供对于作业车辆10的方向控制。发动机16经由传动系统可以驱动任何车桥18、22、24的车轮26。作业车辆10可以包括多于三个车桥。作业车辆10可以具有任何期望的驱动构型，比如6×6、6×4、6×2、8×8、8×4、10×8或10×6驱动构型。作业车辆10可以是任何期望的车辆10的形式，比如卡车或公共汽车的形式。

后车桥组件20可以是提升车桥组件20，使得车桥22、24中的一个车桥能够选择性地从地面G提升高度H，并且可以与发动机16断开接合(参见图3)。以此方式，作业车辆10可以通过提升后车桥22、24中的一个后车桥而从6×4驱动构型转变成6×2驱动构型。在这点上，后车桥组件20可以另外包括：提升构件30、例如气囊30，提升构件30用于提升第二车桥24；以及驱动轴32，驱动轴32可以断开接合以便将第二车桥24与由发动机16提供的驱动力断开接合。提升构件30可以使后车桥24降低到主动或向下位置中，使得后车桥24的车轮26接触地面G(参见图2)或者将后车桥24升高到向上位置中，使得后车桥24的车轮26不接触地面G(参见图3)。因此，后车桥组件20可以提高燃料经济性，减少最后面的车桥24的车轮26上的磨损，并且缩短作业车辆10的轴距以改善机动性。后车桥组件20可以构造成使第一车桥22升高而不是使第二车桥24升高。

现在共同参照图2至图7，后驱动轴32在串联后车桥22、24之间延伸并且选择性地联接串联后车桥22、24，以便选择性地在后车桥22、24之间分配驱动力、即驱动扭矩。后驱动轴32可以是任何所期望的轴的形式，比如多部分可变长度的驱动轴32的形式。后驱动轴32通常可以包括：第一驱动轴构件34，该第一驱动轴构件操作性地连接至第一车桥22；第二驱动轴构件36，该第二驱动轴构件操作性地连接至第二车桥24；以及滑动联轴器38，该滑动联轴器定位在第一驱动轴构件34与第二驱动轴构件36之间并且机械地(断开)连接第一驱动轴构件34和第二驱动轴构件36。每个驱动轴构件34、36可以借助于相应的万向节44和凸缘46操作性地连接至每个后车桥22、24的相应齿轮箱40、42。后驱动轴32还可以包括导引销48、张紧构件50、轴向轴承52、至少两个保持器54、至少两个外部保持环56以及机械止动垫圈58(参见图5)。

最后面的车桥24的提升和降低运动自动改变后驱动轴32的长度。例如，当后车桥24升高到其向上位置时，后驱动轴32收回、即变短到收回位置中，并且滑动联轴器38自动地断开连接第一轴构件34和第二轴构件36(参见图3和图7)。当后车桥24降低到其向下位置时，后驱动轴32伸展、即变长到伸展位置中，并且滑动联轴器38自动连接第一轴构件34和第二轴构件36(参见图2和图6)。换言之，滑动联轴器38在伸长位置将第一驱动轴构件34和第二驱动轴构件36机械地联接在一起(参见图2和图6)，并且因此，第一驱动轴构件34的驱动力由滑动联轴器38传递成使得第一驱动轴构件34、第二驱动轴构件36以及滑动联轴器38一起旋转以驱动两个后车桥22、24的车轮26。此外，滑动联轴器38在收回位置中机械地断开联接第一驱动轴构件34和第二驱动轴构件36(参见图3和图7)并且因此停止将驱动力传递至最后面的车桥24，使得第一驱动轴构件34和滑动联轴器38一起旋转，但第二驱动轴构件36不与第一驱动轴构件34和滑动联轴器38一起旋转。因此，滑动联轴器38基于提升车桥24的运动自动地且选择性地联接第一驱动轴构件34和第二驱动轴构件36。以这种方式，由于滑动联轴器38与第一驱动轴构件34和第二驱动轴构件36的机械连接、后驱动轴32的定向以及提升车桥24在所产生的驱动构型中升高或降低时的运动，使得滑动联轴器38在第一驱动轴构件34与第二驱动轴构件36之间传递驱动力。

诸如凸形滑动驱动轴构件34之类的第一驱动轴构件34与第一22和第二驱动轴构件36操作性地联接。第一驱动轴构件34具有操作性地连接至第一车桥22的叉形端部和至少部分地配合在滑动联轴器38内的另一凸形柱形端部。第一驱动轴构件34可以包括锁定功能部60，例如呈围绕柱形端部的外周的突部60的形式。锁定功能部60可以与滑动联轴器38接合。可以看出第一驱动轴构件34可以不包括锁定功能部。替代性地，第一驱动轴构件34可以焊接至滑动联轴器38。

诸如凹型滑动套筒构件36之类的第二驱动轴构件36与第二车桥24和第一驱动轴构件34操作性地联接。第二驱动轴构件36具有开口端部、内凹部62以及操作性地连接至第二车桥24的叉形端部(参见图6至图7)。内凹部62至少部分地容纳滑动联轴器38和接合在滑动联轴器38内的第一驱动轴构件34。内凹部62可以包括与滑动联轴器38接合的锁定功能部64(参见图6至图7)。例如，内凹部62的锁定功能部64可以是围绕内凹部62的内径周向间隔开的突部64的形式。

滑动联轴器38连接在第一驱动轴构件34与第二驱动轴构件36之间。滑动联轴器38可以是套筒38的形式，套筒38包括联接至第一驱动轴构件34的端部、具有锁定功能部66的另一端部、在端部之间相互连接的中间部段、以及接纳第一驱动轴构件34的至少一部分的内凹部68(参见图5至图7)。锁定功能部66机械地且选择性地联接至第二驱动轴构件36的内凹部62的锁定功能部64，以便选择性地在第一驱动轴构件34与第二驱动轴构件36之间传递驱动力。滑动联轴器38的锁定功能部66可以是齿部66的形式，齿部66围绕与第二驱动轴构件36相邻的端部的外径延伸。滑动联轴器38的锁定功能部66可以轴向滑入和滑出第二驱动轴构件36的突部64以机械地联接和断开联接第一驱动轴构件34和第二驱动轴构件36。贯穿第二驱动轴构件36和/或滑动联轴器38在后驱动轴32的伸展位置与收回位置之间的滑动运动，滑动联轴器的齿部66可以保持在第二驱动轴构件36的内凹部62内。滑动联轴器38的中间部段的至少一部分选择性地接触第二驱动轴构件36的内凹部62以执行机械止动的功能以防止滑动联轴器38额外地滑入到第二驱动轴构件36的内凹部62中。可以看出的是，第二驱动轴构件36和滑动联轴器38可以相对于彼此轴向滑动，第二驱动轴构件36可以保持静止并且滑动联轴器38可以相对于第二驱动轴构件36滑动和/或滑动联轴器38可以保持静止并且第二驱动轴构件36可以相对于滑动联轴器38滑动。另外，滑动联轴器38也可以相对于第一驱动轴构件34滑动。

导引销48可以连接在滑动联轴器38的端部与第二驱动轴构件36的内凹部62之间。导引销48可以装配在内凹部62中的分隔部或接纳孔内，该接纳孔延伸穿过第二驱动轴构件36的外壁并延伸到内凹部62中。导引销48可以与张紧构件50同轴。

张紧构件50可以连接在滑动联轴器38的端部与第二驱动轴构件36的内凹部62之间。张紧构件50收紧滑动联轴器38以机械地联接第一驱动轴构件34和第二驱动轴构件36。张紧构件50可以是任何期望的张紧构件的形式，比如螺旋弹簧50的形式。

轴向轴承52可以连接在张紧构件50与滑动联轴器38的端部之间。轴向轴承52可以保持在指定空间内，例如保持在滑动联轴器38内的环形分隔部(未编号)内。轴向轴承52可以是任何所期望的轴承的形式。

外部保持环56可以连接在第一驱动轴构件34与滑动联轴器的一个端部之间。另一外部保持环56可以连接在第二驱动轴构件36与滑动联轴器38的中间部段之间。每个外部保持环56可以包括任何期望的材料，比如包括金属、橡胶或塑料。每个保持器54可以覆盖相应的外部保持环56。每个保持器54可以包括任何合适的材料，例如包括金属、橡胶或塑料。

机械止动垫圈58可以连接在第一驱动轴构件34与滑动联轴器38之间以将第一驱动轴构件34的至少一部分保持在滑动联轴器38内。机械止动垫圈58可以包括任何期望的材料，比如包括金属、橡胶或塑料。

根据以上描述性说明，本发明的这些和其他优点对于本领域技术人员来说将是明显的。因此，本领域技术人员将认识到的是，在不背离本发明的广泛的发明构思的情况下，可以对上述实施方式做出改变或修改。应当理解的是，本发明不限于本文中描述的特定实施方式，而是意在包括落入本发明的范围和精神内的所有改变和修改。

Claims (15)

1.一种用于具有第一车桥(22)和提升的第二车桥(24)的车辆(10)的驱动轴(32)，其中，所述驱动轴(32)包括：

第一驱动轴构件(34)，所述第一驱动轴构件(34)构造成连接至所述第一车桥(22)；

第二驱动轴构件(36)，所述第二驱动轴构件(36)构造成连接至所述第二车桥(24)，其中，所述第二驱动轴构件(36)具有至少部分地容纳所述第一驱动轴构件(34)的内凹部(62)；以及

滑动联轴器(38)，所述滑动联轴器(38)连接在所述第一驱动轴构件(34)与所述第二驱动轴构件(36)之间，

其特征在于：

所述滑动联轴器(38)具有联接至所述第一驱动轴构件(34)的第一端部和具有锁定功能部(66)的第二端部，所述锁定功能部(66)用以与所述第二驱动轴构件(36)的所述内凹部(62)机械地联接，以便在所述第一驱动轴构件(34)与所述第二驱动轴构件(36)之间选择性地传递驱动力。

2.根据权利要求1所述的驱动轴(32)，其特征在于，所述车辆(10)还包括操作性地连接至所述第二车桥(24)以使所述第二车桥(24)升高或降低的提升构件(30)，并且所述驱动轴(32)构造成具有可变的长度，使得所述第一驱动轴构件(34)和所述第二驱动轴构件(36)在伸展位置与收回位置之间相对于彼此移动，在所述伸展位置中，所述驱动轴(32)的长度伸长并且所述第二车桥(24)相对于所述第一车桥(22)基本在相同水平，在所述收回位置中，所述驱动轴(32)的长度收缩并且所述第二车桥(24)相对于所述第一车桥(22)升高，并且所述滑动联轴器(38)在所述伸展位置中自动接合所述第一驱动轴构件(34)和所述第二驱动轴构件(36)并且在所述收回位置中断开接合所述第一驱动轴构件(34)和所述第二驱动轴构件(36)。

3.根据权利要求2所述的驱动轴(32)，其特征在于，所述第一驱动轴构件(34)接收驱动力，使得所述滑动联轴器(38)在所述伸展位置中将所述第一驱动轴构件(34)和所述第二驱动轴构件(36)机械地联接在一起并且传递所述驱动力，使得所述第一驱动轴构件(34)、所述第二驱动轴构件(36)和所述滑动联轴器(38)一起串联旋转，并且所述滑动联轴器(38)在所述收回位置中将所述第一驱动轴构件(34)和所述第二驱动轴构件(36)机械地断开联接并且停止传递所述驱动力，使得所述第一驱动轴构件(34)和所述滑动联轴器(38)一起旋转，但所述第二驱动轴构件(36)不与所述第一驱动轴构件(34)和所述滑动联轴器(38)一起旋转。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的驱动轴(32)，其特征在于，所述内凹部(62)至少部分地容纳所述滑动联轴器(38)和所述第一驱动轴构件(34)，并且所述第二驱动轴构件(36)的所述内凹部(62)包括锁定功能部(64)，使得所述滑动联轴器(38)的所述第二端部的所述锁定功能部(66)机械地且选择性地与所述第二驱动轴构件(36)的所述内凹部(62)的所述锁定功能部(64)接合。

5.根据权利要求4所述的驱动轴(32)，其特征在于，所述内凹部(62)的所述锁定功能部(64)呈突部(64)的形式。

6.根据权利要求5所述的驱动轴(32)，其特征在于，所述滑动联轴器(38)的所述锁定功能部(66)呈齿部(66)的形式。

7.根据权利要求6所述的驱动轴(32)，其特征在于，所述第二驱动轴构件(36)和所述滑动联轴器(38)相对于彼此轴向滑动，使得所述滑动联轴器(38)的所述锁定功能部(66)在所述第二驱动轴构件(36)的所述突部(64)上轴向滑动以机械地联接所述第一驱动轴构件(34)和所述第二驱动轴构件(36)，并且所述齿部(66)轴向滑出并远离所述第二驱动轴构件(36)的所述突部(64)，但保持在所述第二驱动轴构件(36)的所述内凹部(62)内以机械地断开联接所述第一驱动轴构件(34)和所述第二驱动轴构件(36)。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的驱动轴(32)，其特征在于，所述滑动联轴器(38)呈套筒(38)的形式，所述套筒(38)还包括连接在所述第一端部与所述第二端部之间的中间部段以及接纳所述第一驱动轴构件(34)的至少一部分的内凹部(68)。

9.根据权利要求8所述的驱动轴(32)，其特征在于，所述滑动联轴器(38)的所述中间部段选择性地接触所述第二驱动轴构件(36)的所述内凹部(62)以执行机械止动的功能，以防止所述滑动联轴器(38)在所述第二驱动轴构件(36)的所述内凹部(62)中额外地向外滑动。

10.根据权利要求1至3中的任一项所述的驱动轴(32)，其特征在于，所述驱动轴(32)还包括连接在所述滑动联轴器(38)的所述第二端部与所述第二驱动轴构件(36)的所述内凹部(62)之间的张紧构件(50)，并且所述张紧构件(50)收紧所述滑动联轴器(38)以机械地联接所述第一驱动轴构件(34)和所述第二驱动轴构件(36)。

11.根据权利要求10所述的驱动轴(32)，其特征在于，所述张紧构件(50)是弹簧(50)。

12.根据权利要求10所述的驱动轴(32)，其特征在于，所述驱动轴(32)还包括连接在所述滑动联轴器(38)的所述第二端部与所述第二驱动轴构件(36)的所述内凹部(62)之间的导引销(48)，并且所述导引销(48)与所述张紧构件(50)同轴。

13.根据权利要求10所述的驱动轴(32)，其特征在于，所述驱动轴(32)还包括连接在所述张紧构件(50)与所述滑动联轴器(38)的所述第二端部之间的轴向轴承(52)。

14.根据权利要求1至3中的任一项所述的驱动轴(32)，其特征在于，所述驱动轴(32)还包括连接在所述第一驱动轴构件(34)与所述滑动联轴器(38)的所述第一端部之间的第一外部保持环(56)和连接在所述第二驱动轴构件(36)与所述滑动联轴器(38)之间的第二外部保持环(56)。

15.根据权利要求1至3中的任一项所述的驱动轴(32)，其特征在于，所述驱动轴(32)还包括连接在所述第一驱动轴构件(34)与所述滑动联轴器(38)之间的机械止动垫圈(58)。