CN1880803A - 用于对机动车辆牵引轮的牵引力均衡管理的传动机构 - Google Patents
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Abstract
用于对施加到机动车辆牵引轮的牵引力均衡管理的传动机构,包括:最外面的管状框架(1),其设置有组装在其横向末端之一周边的面轮(2);框架(1)的内部接纳一对立方体组件(3),立方体组件(3)设置有朝向其纵轴排列的半圆形空腔(3A),并且其每一个都机械地附着到连接到各自的牵引轮的各自的半轴(4);半轴(4)通过在框架(1)中设置的侧孔(5)而进入框架(1);立方体(3)以同轴的方式排列在框架(1)的内部;每一个立方体(3)接纳一组转向销(6),两个立方体(3)的转向销(6)被保持在一对被称为壳体(7)的元件之间;壳体(7)本质上是管状元件,并组装围绕于立方体(3),以及接纳转向销(6)的定向组装。
Description
本发明描述了一种用于对施加到机动车辆牵引轮牵引力进行均衡管理的传动机构。该机构是对通常用于机动车辆的牵引轴的差速齿轮(differential gear)机构的替换,并且与所述差速齿轮相比具有多个优点。
如本领域中所公知的那样,差速齿轮是机械的齿轮组,用于在机动车辆中使推进器(propulsion)或传动轴以不同的速度转动牵引轮,从而在机动车辆曲线地向侧边行驶时是有用的。在曲线行驶的过程中,差速齿轮组使转动到曲线内部的牵引轮的转动速度总比曲线外侧的牵引轮慢。因而,差速齿轮使牵引轴在车辆转弯时不经历任何扭转。
简言之,差速齿轮组包括位于牵引轴(半轴)中心的大致为圆形的齿轮箱。
来自齿轮箱的推进轴通过其前表面或者后表面(取决于车辆的实际情况)连接到差速齿轮,其中,差速齿轮组的一个侧面朝各个牵引轮将半轴分离。
差速齿轮设置有小齿轮(通过传动齿轮端的凹槽组装),小齿轮可与公知为面轮(face wheel)的锥形齿轮枢接(pivot),而锥形齿轮与车轮的其中一个半轴端连接。
在面轮的结构中设置有一对被称为小齿轮的齿轮,用来启动被称为行星齿轮的齿轮。
当车辆以曲线形式转弯时,曲线最里面的车轮和曲线最外的车轮之间的转动差被传递到组装在差速齿轮内部的齿轮组。
差速齿轮具有多个优点;这些优点的全部都表现为,在大多数情况下通常都能以安全而有效的方式运转。
差速齿轮唯一基本的缺点在于,在发动机将力传送到车轮时,为了获得使车辆移动的足够摩擦力,相同轴的两个车轮必须直接与地面接触。
当由于陷入洞中或在光滑表面上失去粘附,而使其中一个车轮与地面不接触时,车辆的发动机的力仍然会作用在这个徒劳地转动的车轮上。
将发动机的力传递到徒劳地转动的车轮上,会使牵引力拖离可能在坚硬地面上的另一个车轮,而使车辆停止。
这一负面特征与传统的差速齿轮的结构原理有关,或者换句话说,为了使同一牵引轴的车轮在车辆沿曲线行驶期间以不同的速度转动而有效启动的技术方案,是导致将所有的牵引力传递到最终与地面失去接触或者位于光滑的地面上的齿轮的原因。
为了解决上述不足,本发明的目的在于提供用于对提供到机动车辆牵引轮的牵引力进行均衡管理的传动机构。该传动机构采用与传统的差速齿轮完全不同的方式运转,并且具有在牵引轴的一个车轮与地面失去接触或位于光滑地面上时,可以避免失去牵引力作用的结构形式。
在这种情况下,用于对提供到机动车辆牵引轮的牵引力均衡管理的传动机构被开发出来,其目的在于,使得组装有该传动机构的车辆即使在一个车轮与地面失去接触或位于光滑的地面上时,仍然能够继续移动。采用该机械系统所获得的技术优势在于,允许在该传动机构的元件之间进行相对的模块化。
下面参照附图详细描述作为本发明目的的、用于对施加到机动车辆牵引轮的牵引力均衡管理的传动机构,其中:
图1示出了本发明的机构的示意性分解图;
图2示出了本发明的机构的横向的、部分截面图;
图3示出了说明了本发明的机构的横截面图,以便于完整地理解本发明的构造;
图4示出了本发明的机构的另一横截面图,通过该截面图示出了本发明的机构的元件的移动;
图5示出了适当地组装的机构组的透视图;
图6和图7示意性地示出了在图1至图5中示出的机构的实施方案的变种的截面图;
图8示出了用于图6和图7中示出的变种的弹簧系统的立体分解图。
根据以上附图,根据本发明的用于为提供到机动车辆牵引轮的牵引力进行均衡管理的传动机构包括最外的管状框架1,管状框架1设置有组装在其横向末端之一的周边上的面轮2。
框架1的内部接纳一对立方体(cube)组件3,组件3设置有朝向其纵轴排列的半圆形空腔,组件3中的每一个机械地连接到各自的牵引轮。
半轴4(仅在图1中示意性地示出)为传统元件,并且通过在所述框架1上设置的侧孔5而进入框架1。
立方体3以同轴的方式排列在框架1的内部,并且在它们中间不存在直接的机械连接,如从图2所示。
每一个立方体3接纳一组转向销(caster)6,即,保持在一对被称为壳体7的元件之间两个立方体3的转向销6。
壳体7本质上是管状元件,并组装围绕于立方体3,以及接纳定向组装的转向销6。
壳体7还设置有各自的一组孔8,其中每一个孔接纳或容纳转向销6。
在壳体7之间彼此直接接触的边缘处还设置有互相干扰的突起7A。
在最外的管状框架1的内壁9设置有一组纵向的空腔10,其中每一个所述空腔置入一对压缩部件11,其中每一个压缩部件通过弹簧12而发挥作用,并且其直接在转向销6上作用。
压缩部件11以辐射的方式组装,如图3所示,其中,每一个空腔10设置有至少一对压缩部件,其中一个压缩部件11在组装于每一个立方体3中的转向销6上作用。
在最外的管状框架1的内壁9中可预见(foresee)的每一个纵向空腔10由配置在压缩部件11的启动点之前和之后的弧形部分13限定出的轮廓形成。
当车辆移动时,弧形部分13的曲率半径为转向销6的直径的函数,并为转向销6起到壳体的作用,通过下面进一步的描述后,这将更加显而易见。
本文所描述的用于对施加在机动车辆牵引轮的牵引力进行均衡管理的传动机构,像传统的差速齿轮一样组装于最外的壳体中(该最外的壳体例如在图2中用数字标记14示意性地表示),并且通过最外的壳体14进入来自车辆齿轮箱的传动轴端,在该传动轴端组装有用于启动面轮2的小齿轮(未示出)。
从本发明的用于对施加到机动车辆牵引轮的牵引力进行均衡管理的传动机构的功能原理可以预见,面轮2由组装在来自车辆齿轮箱的传动轴末端(未示出)的小齿轮(未示出)启动,如传统的差速齿轮一样。
在本发明中,并不像传统的差速齿轮那样,存在行星齿轮或者小齿轮,并且遵循本文所描述的用于对施加到机动车辆牵引轮的牵引力进行均衡管理的传动机构的功能原理,面轮2使最外的框架1枢轴地转动,框架1拖动容纳在壳体7中的转向销6,其中,转向销6与框架的相应空腔10的各自弧形部分13接触,并拖动机械地连接到车辆的半轴的立方体3。
当车辆沿直线行驶时,最外的管状框架1的转动均衡地将牵引力传递到两个立方体3,并且所述立方体3将牵引力传递到各自的连接到车辆牵引轮的半轴,这是因为转向销6被容纳在立方体3的空腔3A以及纵向的空腔10的轮廓之间。
当车辆仍然沿直线行驶时,壳体7彼此之间保持相对静止,并且转向销6在压缩部件11的作用下,保持立方体3的原来的空腔3A中。
当车辆以曲线形式转弯时,由于曲线最里面的车轮转过的距离与在曲线最外面的车轮转过的距离相等,因此,在曲线最外面的车轮以稍快的速度转动。
此时,因为壳体7的干扰突起7A具有空隙空间,壳体7一开始就消减了这种转动差,如图1所示。
当相对于连接到半轴4(连接到曲线最内侧的车轮)的立方体3而组装的壳体7A的干扰突起7A与其他壳体的突起7A接触时,组装在该立方体中的转向销6由于其空腔结构而被强制压向立方体3的中心,并且转向销6同时获得各自的压缩部件11的弹簧12的弹力,而跳入该立方体3的空腔3A中。
转向销6的跳动消减了在车辆转弯期间,由车辆的车轮产生的转动差,如果这种差值持续存在(同时车辆仍然以曲线行驶),则将会产生其他的跳动力矩等等,直到车辆再次开始直线行驶。
由于这种结构形式,(主要是)当车辆的一个车轮由于某种原因失去牵引时,本文所描述的用于对施加到机动车辆牵引轮的牵引力进行均衡管理的传动机构不会带来传统的差速齿轮具有的不便,并且一旦出现这种情况,失去牵引的车轮可以自由地转动,只是结合了正通过牵引力而移动的车轮的转动;当车辆的一个车轮处于光滑的地面上而行驶时,情况也是如此。
根据以上所述,显然与现有技术的情形相比,本文所描述的用于对施加到机动车辆牵引轮牵引力进行均衡管理的传动机构具有显著的优点,因而与本发明的优先权相比在本质上非常一致。
本文所描述的用于对施加到机动车辆牵引轮牵引力进行均衡管理的传动机构还具有图6、图7和图8示意性地示出的结构变种,其中提出了一种特别适用于客车的形式。
在该形式中,采用了单个整体壳体,该壳体以相同的结构形式包括与第一种版本中的壳体7相对应的部分。所述变种的单个壳体7的大小能够覆盖大量的转向销6,从而使得转向销6可以在最外的修改的管状框架1A和圆筒立方体T(在该形式中代替了图1至图5中所描述的实施方案中的立方体3)之间动作。
立方体T具有各自的完全光滑的表面T1,并且没有任何类型的齿状物或者不平,从而可以与转向销6完全接触。
在本发明中,这里提出的用于对施加到机动车辆牵引轮牵引力进行均衡管理的传动机构的功能原理与第一实施方案基本相同,但是,二者的不同点在于转向销6在立方体3中不必从一个状态跳到另一个状态(在该版本中未示出),在该版本中,修改的最外管状壳体1A的内表面、转向销6以及单个壳体7之间发生摩擦锁定。
因此,当车辆沿直线行驶时,两个立方体T在其各自的转向销6、单个壳体7以及修改的最外管状框架1A的内表面的相应部分之间被机械地阻挡。
在这种版本中,可以具有一种还包括第一弹性体M1的组件,其中所述第一弹性体容纳于在每个壁7X的内表面形成的空腔,所述壁7X在壳体7中限定出转向销6的护套(shelter)。
第一弹性体M1具有中心区域,两个边缘(brim)A1和A2从中心区域导出,其中,所述边缘A1和A2被分成分别表示为A1′和A2′的两个接触部分,所述两部分与各自的转向销6保持直接接触,参照图8可以更好地理解这一点。
弹性体M2的实现与弹性体M1相比,具有在本质上更加平坦的部分,但是弹性体M2具有多个平面,包括:中心平面M3,其在两个轻微弯曲而插入的平面M4之间延伸,其中每一个弯曲的平面M4在各自的平面边缘M5处具有连续性,而在平面边缘M5处可以装配槽M5′。
弹性体M1和M2被组装成能够使得每一个弹性体M1抵靠每一个所述壁7X的较低的表面安装,在壁7X上具有较低的壁7X′,参照图8可以更好地理解这一点。
弹性体M1被组装成使其两个边缘A1和A2抵靠支撑于各自的转向销6,在图6和图7中可以更加清楚地看出这一点。
通过弹性体M2的作用将弹性体M1保持在该组装位置,其中,组装弹性体M2以便在弹性体M1上施加压力,并且将其装配槽M5′保持在每一个壁7X的、在较低末端7X′限定出的其它区域的最外部分。
这样,弹性体M2与各自的圆筒立方体T保持长久接触,在图6和图7中可以更加清楚地看出这一点。
一般地,弹性体M1和M2用于将转向销6相对于所述机构的整体运作保持在适当的位置,其中,弹性体M1在车辆向前运动或者向后运动时发挥作用,弹性体M2的作用是保证弹性体M1正确定位。
当车轮之间存在转动差时,例如,当车辆以曲线的形式转弯时,在曲线最内的、并往往转动较慢的车轮提高了转向销6在护套中转动的作用,从而允许车辆车轮之间出现的转动差保持平衡。
本变种与第一实施方案不同的是,本变种不是通过立方体3的空腔、转向销6以及框架1的纵向的空腔10实现联动(gearing),而是通过摩擦作用和在系统的元件中间选择性的锁定实现联动。
Claims (9)
1.用于对施加到机动车辆牵引轮的牵引力进行均衡管理的传动机构,其特征在于,包括:最外面的管状框架(1),其设置有组装在其横向末端之一周边的面轮(2);所述框架(1)的内部接纳一对立方体组件(3),所述一对立方体组件(3)设置有朝向其纵轴排列的半圆形空腔(3A),并且其中所述一对立方体组件(3)的每一个都机械地附着到各自的半轴(4),所述半轴(4)连接到各自的牵引轮;所述半轴(4)通过在所述框架(1)中设置的侧孔(5)而进入所述框架(1);所述立方体(3)以同轴的方式排列在所述框架(1)的内部;每一个立方体(3)接纳一组转向销(6),所述两个立方体(3)的转向销(6)被保持在一对被称为壳体(7)的元件之间;所述壳体(7)本质上是管状元件,并组装围绕于所述立方体(3),以及接纳所述转向销(6)的定向组装;所述壳体(7)分别设置有一组孔(8),其中每一个所述孔(8)接纳或容纳所述转向销(6);所述一对壳体(7)还具有在它们相互直接接触的边缘处合并的互相作用的突起(7A);在所述最外面的管状框架(1)的内壁(9)中设置有一组纵向空腔(10),其中每一个所述纵向空腔(10)置入一对压缩部件(11),所述压缩部件(11)中的每一个通过弹簧(12)而发挥作用,并且直接作用在所述转向销(6)上;所述压缩部件(11)以辐射的方式组装,其中,每一个所述空腔(10)设置有至少一对所述压缩部件,其中一个压缩部件(11)在组装于每个所述立方体(3)的所述转向销(6)上作用;在所述最外面的管状框架(1)的内壁(9)中设置的每一个所述纵向空腔(10)由配置在所述压缩部件(11)作用点之前和之后的弧形部分(13)限定出的轮廓构成;所述弧形部分(13)的曲率半径为所述转向销(6)的直径的函数,并且当车辆移动时成为所述转向销(6)的完整壳体;所述机构组装于由数字标记14所表示的最外面的壳体中。
2.如权利要求1所述的传动机构,其特征在于,所述传动机构预见,所述面轮(2)应该由组装在所述传动轴末端的小齿轮来启动,所述传动轴的末端来自车辆的齿轮箱,其中,所述面轮(2)使所述最外面的框架(1)枢轴地转动,所述最外面的框架(1)则拖动容纳在壳体(7)中的所述转向销(6),其中,所述转向销与所述框架相应的空腔(10)的各自弧形部分(13)接触,并拖动与车辆的所述半轴机械连接的立方体(3)。
3.如权利要求1和2所述的传动机构,其特征在于,当车辆沿直线行驶时,所述最外面的管状框架(1)的转动均衡地将牵引力传递到两个立方体(3),并且所述立方体将牵引力传递到与车辆的牵引轮连接的各自半轴,因为所述转向销(6)容纳于所述立方体(3)的空腔(3A)和纵向空腔(10)的轮廓之间。
4.如权利要求3所述的传动机构,其特征在于,当车辆沿直线行驶时,所述壳体(7)彼此之间保持相对静止,并且由于所述压缩部件(11)的作用,所述转向销(6)被保持在所述立方体(3)的原来的空腔(3A)中。
5.如权利要求1和3所述的传动机构,其特征在于,当车辆以曲线的形式转弯时,归功于所述壳体的干扰突起(7A)具有的空隙空间,曲线最内和最外侧车轮的转动差一开始就由所述壳体(7)消减,其中,当相对于与连接到曲线最内侧车轮连接的半轴(4)相连的立方体(3)组装的壳体(7)的干扰突起(7A)与其他壳体的突起(7A)接触时,组装在该立方体中的转向销(6)由于其空腔结构而被迫压向所述立方体(3)的中心,同时,所述转向销(6)获得所述压缩部件(11)的弹簧(12)的弹力,而跳入同一立方体(3)的空腔(3A)中。
6.如权利要求5所述的传动机构,其特征在于,所述转向销(6)的跳动消减了在车辆沿曲线行驶期间,由车辆的车轮产生的转动差,只要这种转动差存在,就会在车辆再次直线行驶之前,产生其他的跳动力矩等等。
7.如权利要求1所述的传动机构,其特征在于,所述传动机构特别适用于客车,其中,所述传动机构采用了单个整体壳体(7),所述单个整体壳体(7)在相同的结构中包括与第一种形式的所述壳体(7)相对应的部分;所述传动机构的单个壳体(7)的尺寸覆盖大量的转向销(6),从而使得所述转向销(6)在最外面的经过修改的管状框架(1A)和圆筒立方体(T)之间运行;所述立方体(T)具有完全光滑的表面(T1),并且没有任何的齿状物或者不平,从而与转向销(6)完全接触。
8.如权利要求7所述的传动机构,其特征在于,所述传动机构预见了包括第一弹性体(M1)的组件,所述第一弹性体(M1)容纳于在每一个壁(7X)的内表面形成的空腔,并且所述壁(7X)在所述单个壳体(7)中限定出所述转向销(6)的护套;所述第一弹簧(M1)具有从中导出两个边缘(A1)和(A2)的中心区域,其中,所述边缘(A1)和(A2)被分成分别表示为两个与它们各自的转向销(6)保持直接接触的(A1′)和(A2′)部分;所述组件进一步包括弹簧(M2),与仅包括弹簧(M1)的实施方案相比,还包括弹簧(M2)的组件在本质上是更加平坦的实施方案,但是,所述弹簧(M2)设置有多个平面,包括:中心平面(M3),其在两个被轻微地弯曲而插入的平面(M4)之间延伸,其中每一个被弯曲的平面(M4)在各自的平面边缘(M5)处具有连续性,而在所述平面边缘(M5)处,可以预见装配槽(M5′)。
9.如权利要求7所述的传动机构,其特征在于,组装弹簧(M1)和(M2)以使每一个弹簧(M1)抵靠每一个所述壁(7X)可以预见较低部分(7X′)的较低表面组装,其中,所述弹簧(M1)组装成使其两个边缘(A1)和(A2)抵靠各自的转向销(6)被支撑;所述弹簧(M1)通过弹簧(M2)的作用保持在所述组装位置,其中,所述弹簧(M2)被组装成对弹簧(M1)施加压力,并将其装配槽(M5′)保持在每一个壁(7X)的最外部分,即,所述较低的部分(7X′)的末端限定出的其它区域;所述弹簧(M2)从而与各自的圆筒立方体(T)保持长久的接触。
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