CN1294036C - 带有支撑管的车轮端部组件 - Google Patents

Abstract

一个车轮端部组件包括一个输出轴，该输出轴安装到一个轮毂，用来驱动一个车轮。上述输出轴由一个齿轮组件驱动，该齿轮组件安装在一个齿轮壳体中并且可操作地与一个输入轴相连。上述齿轮组件包括一个由上述输入轴驱动的输入齿轮，与上述输入齿轮啮合的中间齿轮，和一个与上述中间齿轮啮合的输出齿轮。一个管，其一端压配合到上述齿轮壳体，另一端延伸到轮毂空腔中。轴承直接安装在上述管和轮毂之间，以支撑轮毂相对于该管旋转。上述输出轴被安装在上述管中，其一个内侧端部与上述输出齿轮直接驱动接合且其一个外侧端部直接安装在上述轮毂上。

Description

带有支撑管的车轮端部组件

技术领域

本发明涉及车轮端部组件，尤其涉及用于公共交通车辆中使用的倒置门式车桥(inverted portal axle)的车轮端部组件。

背景技术

公共交通车辆，例如有轨电车、公共汽车和类似的车辆典型地具有在车辆横向侧面排列的座椅，带有一个中央通道和沿着车辆延伸的地板。为了便于进入和离开车辆，需要车辆地板和通道相对于地面的位置较低。这样可以在车辆停止时循环时间更短，并且便于所有的乘客上车，尤其是老人和残疾人以及儿童。

典型的公共交通车辆具有几个支撑、驱动和转向车辆的车轴。一些这样的车辆提供一个刚性轴，该刚性轴具有输入位置远离中央靠近一个车轮端部以形成一种倒置门式车桥配置。该门式车桥的输入部分绕着一个纵轴线旋转并且该轴线典型地靠近地面以便允许车辆地板尽可能的低。输出至车轮的部分限定了在垂直方向上高于输入部分的纵向轴线的一个横向轴线。

该倒置门式车桥包括靠近上述输入部分驱动车轮端部的一个短车轮轴件和一个驱动相对侧车轮端部的一个长车轮轴件。该倒置门式车桥还包括一对齿轮组件，一个齿轮组件位于每个车轮端部，将驱动输入从每个车轮轴向上传递到垂直方向在车轮处更高的输出位置。典型的这种齿轮组件包括一个齿轮壳体，一个由相应的车轮轴驱动的输入齿轮，一个用于驱动车轮的输出齿轮，以及一对与上述输入齿轮和输出齿轮啮合的中间齿轮。

输出齿轮驱动一个车轮轴，该车轮轴被装入齿轮壳体的一个心轴封闭。一个轮毂相对于上述心轴旋转安装，并且从上述车轮轴接收驱动输入。一个制动星轮也被安装到上述齿轮壳体，用以支撑一个制动输入件。这种传统的配置至少结合三个螺栓紧固点和四个轴承，以便支撑旋转的组件。由于具有大量的部件以及这种配置的复杂性，装配时间和总的部件成本很高。而且，大量的部件和紧固件需要的螺栓连接点增加了车辆的总重，这会极大地影响燃油经济性。

因此，需要提供用于门式车桥配置的一种简化的车轮端部组件，以减轻重量、成本和装配时间，同时克服上述讨论的现有技术中的其他缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于门式车桥配置的一种简化的车轮端部组件，其具有减轻重量、成本和装配时间的优点。

本发明提供了一种车轮端部组件，包括一个不旋转的车轮部件；一个由上述不旋转的车轮部件支撑的输入轴；一个由上述输入轴驱动并安装成相对于上述不旋转的车轮部件旋转的输出轴；一个由上述输出轴可操作地驱动的轮毂；一个部分地容纳在上述不旋转的车轮部件中的管，该管具有与上述不旋转的车轮部件上的第二接合表面接触的第一接合表面，这样，在上述管和上述不旋转的车轮部件之间产生了一个保持接触压力；以及至少一个轴承，其直接安装在上述管和上述轮毂之间以支撑上述轮毂相对于上述管旋转。

具体来讲，本发明的车轮端部组件包括一个带有一个齿轮组件的齿轮壳体，上述齿轮组件驱动一个输出轴。该输出轴被连接到一个驱动一个车轮的轮毂。一个管压配合到上述齿轮壳体中，并且延伸到一个轮毂空腔，以便为车轮轴承提供支撑。上述轴承直接安装到上述管和轮毂之间，支撑轮毂相对于心轴旋转。

上述管确定一个第一接合表面，且上述齿轮壳体确定一个第二接合表面。上述第一和第二接合表面相互接触以在上述管和齿轮壳体之间产生一个保持接触压力而防止上述管和齿轮壳体之间的轴向运动。

在优选实施例中，上述齿轮组件包括一个由一个输入轴驱动的输入齿轮和与上述输出轴驱动接合的一个输出齿轮。一套中间齿轮将驱动力从上述输入齿轮传送到上述输出齿轮。上述输出轴被容纳到上述管中，其一个内侧端部与上述输出齿轮用花键接合，且其外侧端部连接到上述轮毂。这样，上述输出齿轮、输出轴和轮毂均相对于上述管和齿轮壳体旋转。

在一个被公开的实施例中，上述齿轮壳体包括一个主要部分和一个覆盖部分，主要部分和上述覆盖部分在确定了一个变速器壳体接合处(gearcase joint)的分界面处连接。上述变速器壳体接合处可以在齿轮组件的内侧或外侧，这取决于输入、输出和中间齿轮的配置。上述齿轮壳体包括一个带有横向延伸的圆柱部分的主壁。该圆柱部分包括从上述主壁到上述齿轮组件向内延伸的一个内侧端部和从上述主壁到上述轮毂向外延伸的一个外侧端部，上述圆柱部分具有确定上述第二接合表面的一个内部孔表面。

本发明提供了一种简化的车轮端部组件，极大地减少了重量、装配时间和总成本。本发明的这些和其他特征将从下述说明和附图得到更好的理解，下面是简要的说明。

附图说明

附图1是现有技术的车轮端部组件的横剖视图；

附图2是结合本发明的车轮端部组件的横剖视图；

附图3是结合本发明的车轮端部组件的另一个实施例的横剖视图；

具体实施方式

附图1中示出了通常由10表示的用于传统的倒置门式车桥结构的一种车轮端部组件。该传统的车轮端部组件包括一个带有一齿轮壳体14的齿轮组件12，一个连接到输入轴18的输入齿轮16，和一个用于驱动一个输出车轮轴22的输出齿轮20。该齿轮组件12还包括一对中间齿轮(未示出)，其作用在输入齿轮16和输出齿轮20之间，以便将驱动转矩从输入轴18传递到车轮轴22。上述输入轴18从一个车辆发动机/变速器经过一个中央齿轮组件以公知的倒置门式车桥结构接收驱动输入。上述倒置门式车桥结构和齿轮组件的操作在本领域是公知的，将不再进一步详细说明。

一制动星轮24(brake spider)用多个第一紧固件26栓接到上述齿轮壳体14。该制动星轮24包括支撑一个凸车轮轴28的部分，凸车轮轴一端带有一个凸轮30，用来致动鼓式制动组件32。

一个心轴34用多个第二紧固件36栓接到上述制动星轮24。一个轮毂38被安装用于相对于上述心轴34在一对轴承40上旋转。上述鼓式制动组件32包括一个用多个第三紧固件44栓接到上述轮毂38的制动鼓42。

在一个外侧端部46，车轮轴22包括一个直接连接到轮毂38的凸缘端部48。上述输出齿轮20通过花键或类似方式在一个内侧端部50连接到车轮轴22。一个第一轴承52在输出齿轮20和齿轮壳体14之间提供旋转支撑，一个第二轴承54在输出齿轮和制定星轮24之间提供旋转支撑。

本发明提供一种螺栓连接和部件总数减少的简化车轮端部组件。在附图2中示出了一种车轮端部组件60的优选实施例。在该实施例中，车轮端部组件60包括一个齿轮组件62，该组件带有一个连接到一个输入轴66的输入齿轮64和一个用于驱动一个输出车轮轴70的输出齿轮68。上述齿轮组件62还包括用于将驱动力从输入齿轮64传递到输出齿轮68的中间齿轮。这些中间齿轮以形成双减速齿轮组的独特配置安装。这种齿轮组在同时待审的申请“带有双减速齿轮组的车轮端部组件“中描述，该申请转让给本申请的受让人，在此结合该申请作为参考。

车轮轴70包括在其外侧端部74处的一个凸缘部分72和在其内侧端部78处的一个花键部分76。输出齿轮68通过花键或类似方式连接到花键部分76，且轮毂80直接安装到凸缘部分72。一个制动部件82被固定到轮毂80外侧的外表面84用于随着轮毂80旋转。

轮毂80安装成相对于齿轮壳体86旋转，该齿轮壳体基本上封闭上述齿轮组件62。一个管88被压配合安装到齿轮壳体86，以便为一个轴承组件90提供支撑，上述轮毂80在该轴承组件上旋转。该管88确定了一个外表面92，该外表面与齿轮壳体86的内表面94接合，以便产生一个构成压配合的保持接触压力。当管88被在齿轮壳体86中压配合时，禁止管88和齿轮壳体86相对彼此轴向移动。

管88包括被安装到上述齿轮壳体86中的一个内侧端部96和延伸到形成在上述轮毂80中的一个空腔100中的外侧端98。车轮轴70被安装到上述管中，其内侧端部78直接连接到输出齿轮68且其外侧端部74直接连接到如上所述的轮毂80。上述车轮轴70、输出齿轮68和轮毂80一同相对于齿轮壳体86和管88旋转。

一个轴向反作用元件102靠近管88的内侧端部96安装，以便接收轴向负荷。该轴向反作用元件最好是与管88的内侧端部96整体形成的径向凸缘部分，其与形成在齿轮壳体86中相应的凸缘104接合。

在一种情况下，该管88通过一个轻的压配合被保持在上述齿轮壳体86上，且上述径向凸缘部分承受轴向力。选择性地，可以用一个卡环代替上述径向凸缘部分。另一种情况包括利用一个更高的压配合力和/或定位销(未示出)提供将管88保持在齿轮壳体86中所需的保持力。

上述轴承组件90最好包括本领域公知的一对圆锥滚子轴承。该轴承90直接安装在管88的外表面92和轮毂空腔100的内表面106之间。该轴承90均从齿轮壳体86外侧安装。

上述齿轮壳体86包括一个主要部分110和一个覆盖部分112，该覆盖部分在一个分界面处安装到上述主要部分110以确定一个变速器壳体接合处114。在附图2所示的实施例中，该变速器壳体接合处114位于输入齿轮64和输出68的内侧。上述主要部分110包括带有横向延伸的圆柱部分118的一个主壁116。该圆柱部分118包括向上述输出齿轮68延伸的内侧端部120和向上述轮毂80延伸的外侧端部122。上述圆柱部分118的一个内部孔表面确定了与管88配合的接合表面94。在这种结构中，螺栓连接位于齿轮壳体86的内侧。

在附图3中示出了齿轮壳体130的另一个实施例。该齿轮壳体130包括一个主要部分132和一个覆盖部分134，该覆盖部分在一个分界面处安装到上述主要部分132以确定一个变速器壳体接合处136。在附图3所示的实施例中，该齿轮壳体接合处136位于输入齿轮64和输出齿轮68的外侧。上述覆盖部分134包括带有横向延伸的圆柱部分140的一个主壁138。该圆柱部分140包括向上述输出齿轮68延伸的内侧端部142和向上述轮毂80延伸的外侧端部144。上述圆柱部分140的一个内部孔的表面确定了与管88配合的接合表面94。在这种结构中，螺栓连接位于齿轮壳体86的外侧。

两个实施例都不需要一车轮心轴以及将该心轴连接到一齿轮壳体的一个单独的螺栓连接。相反，一个管88用于支撑轴承90，其允许轮毂80旋转。对于利用盘式制动器代替鼓式制动器的车轴，这种独特的结构允许齿轮壳体86、130移动得更靠近制动转子，反过来，为公共交通车辆在车轴区域上提供更大的地板宽度提供机会。哪一个实施例更好取决于齿轮壳体86、130中特殊的齿轮配置。

本发明提供了一种用于倒置门式车桥的简化的车轮端部组件，它减轻了组件的重量，减少了装配时间和总成本。虽然公开了本发明的一个优选实施例，但是本领域的普通技术人员可以识别某些改变将落入本发明的范围之内。因此，应当研究下述权利要求，以确定本发明真正的范围和内容。

Claims (22)

1.一种车轮端部组件，包括一个不旋转的车轮部件；一个由上述不旋转的车轮部件支撑的输入轴；一个由上述输入轴驱动并安装成相对于上述不旋转的车轮部件旋转的输出轴；以及一个由上述输出轴可操作地驱动的轮毂；其特征在于，该车轮端部组件还包括：

一个部分地容纳在上述不旋转的车轮部件中的管，该管具有与上述不旋转的车轮部件上的第二接合表面接触的第一接合表面，这样，在上述管和上述不旋转的车轮部件之间产生了一个保持接触压力；以及

至少一个轴承，其直接安装在上述管和上述轮毂之间以支撑上述轮毂相对于上述管旋转。

2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，上述保持接触压力包括一个压配合，以防止上述管相对于上述不旋转的车轮部件轴向移动。

3.如权利要求1所述的组件，其特征在于，包括作用在上述管和上述不旋转的车轮部件之间的一个轴向反作用元件，用以接收轴向力。

4.如权利要求3所述的组件，其特征在于，上述轴向反作用元件包括与上述管的一端整体形成的一个向外延伸的径向凸缘。

5.如权利要求3所述的组件，其特征在于，上述轴向反作用元件包括安装到上述管的一端的一个卡环。

6.如权利要求1所述的组件，其特征在于，上述输出轴被安装在上述管中，并且包括一个可操作连接到上述输入轴的内侧端部和一个可操作连接到上述轮毂的外侧端部。

7.如权利要求6所述的组件，其特征在于，上述不旋转的车轮组件包括大致封闭一个齿轮组件的一个齿轮壳体，上述齿轮组件包括一个由上述输入轴驱动的输入齿轮和一个与上述输出轴驱动接合的输出齿轮。

8.如权利要求7所述的组件，其特征在于，上述齿轮壳体包括一个带有横向形成的圆柱部分的主壁，该圆柱部分具有从上述主壁到上述输出齿轮向内延伸的一个内侧端部和从上述主壁到上述轮毂向外延伸的一个外侧端部，上述圆柱部分有一个内部孔表面，该内部孔表面确定了上述第二接合表面。

9.如权利要求6所述的组件，其特征在于，上述输入轴平行于上述输出轴。

10.如权利要求1所述的组件，其特征在于，上述保持接触压力产生了上述管和上述不旋转的车轮部件之间的唯一连接分界面。

11.如权利要求1所述的组件，其特征在于，上述管具有一内侧端部和一外侧端部，上述内侧端部被保持在上述不旋转的车轮部件中，从而使得上述管仅在上述外侧端部处提供对轴承的支撑。

12.如权利要求1所述的组件，其特征在于，上述不旋转的车轮部件包括一个齿轮壳体；以及所述组件还包括一个安装在上述齿轮壳体中的齿轮组件，该齿轮组件具有一个可操作连接到上述输入轴的输入齿轮和由上述输入齿轮驱动的一个输出齿轮；其中：

上述输出轴与上述输出齿轮驱动接合；

上述管具有压配合到上述齿轮壳体的一个第一端部和延伸到形成在上述轮毂中的内部空腔的一个第二端部，上述输出轴被容纳在上述管中；以及

上述至少一个轴承包括一个安装在上述管上的轴承组件，用于支撑上述轮毂相对于上述管旋转。

13.如权利要求12所述的组件，其特征在于，上述齿轮壳体确定上述第二接合表面，上述第一和第二结合表面相互接触以在上述管和上述齿轮壳体之间产生一个保持接触压力从而防止上述管和齿轮壳体之间的轴向运动。

14.如权利要求13所述的组件，其特征在于，上述管包括一个与上述管的上述第一端部整体形成的一个向外延伸的径向凸缘，该凸缘接收轴向力。

15.如权利要求14所述的组件，其特征在于，上述齿轮壳体包括一个主要部分和一个覆盖部分，上述主要部分大致封闭上述齿轮组件，上述覆盖部分在确定一个变速器壳体接合处的分界面处安装到上述主要部分。

16.如权利要求15所述的组件，其特征在于，上述变速器壳体结合处在上述输入和输出齿轮内侧。

17.如权利要求15所述的组件，其特征在于，上述变速器壳体接合处在上述输入和输出齿轮外侧。

18.如权利要求15所述的组件，其特征在于，上述轴承组件直接安装在上述第一接合表面与上述轮毂的内表面之间。

19.如权利要求13所述的组件，其特征在于，上述保持接触压力产生了上述管和上述齿轮壳体之间的唯一连接分界面。

20.如权利要求12所述的组件，其特征在于，上述输入轴驱动上述输入齿轮，而上述输出齿轮则驱动上述输出轴。

21.如权利要求12所述的组件，其特征在于，上述输入轴平行于上述输出轴。

22.如权利要求12所述的组件，其特征在于，上述齿轮壳体包括一延伸的圆柱部分，该延伸的圆柱部分确定一延伸的圆柱形孔的结合表面，该圆柱形孔的结合表面与上述管第一端部的外表面直接结合，从而使上述管与轴承仅在上述管的第二端部处相连接。

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