CN204526651U - 用于车辆的桥壳总成及桥壳 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于车辆的桥壳总成及桥壳，其中，所述桥壳包括中央腿部、配置为安装至所述中央腿部的一端上的外轴承以及配置为安装至所述中央腿部的相对端上的差速器壳体。所述中央腿部包括第一金属套管、围绕所述第一金属套管的第二金属套管以及设置于所述第一金属套管与所述第二金属套管之间的波纹套管。所述波纹套管具有一连串包括第一部分和第二部分的波纹，其中，所述第一部分贴附于所述第一金属套管，而所述第二部分贴附于所述第二金属套管。所述波纹套管与所述第一金属套管和第二金属套管之间的多个沟道区在所述桥壳内形成。本实用新型的桥壳总成在保持桥壳的强度的同时，通过减轻其重量来提高差速器轴的运转效率，节约了成本。

Description

用于车辆的桥壳总成及桥壳

技术领域

本实用新型总体涉及重量较轻的桥壳，其用于在土方作业、建筑、物料运输及采矿中使用的车辆或机器。

背景技术

车架通常是由桥壳进行支撑，而桥壳部分地包封其上安装有车轮或其他地面接合件的车桥。在第一方向上，通过车架来施加的惯性力作用于桥壳，而用来推动车辆的地面接合件在相反的第二方向上对桥壳施加反作用力。当然，如果当前车辆正在对一载荷进行推动或拉拽的话，那么，作用于桥壳上的力将会大幅增加，超出上述惯性力和反作用力，并且，这些力在运转时还必须能被桥壳所接受。因此，当对车辆的设计，尤其是对重型机器的设计进行考虑时，就要求桥壳的强度必须要足以承受惯性力或者横向应变。

已经采用了各种各样的方法来制造桥壳，而所制造的所有这些桥壳都比较昂贵，其原因就在于所采用的材料类型、材料的浪费量大或所需要的工作量大、时间长。一般来说，桥壳由钢和延性铁铸造而成，或由钢制成。虽然钢制桥壳为许多重型机器的应用提供必要的强度，但钢材会使机器变得更重、效率更低。由钢制成的桥壳造价也很昂贵，而且常常在制造方面也会出现困难，在铸造和制造期间需要进行许多费时的步骤。因此，希望能够减少制成桥壳所需要的用钢量。

已经通过采取不同的办法来加强和促进对桥壳的制造。例如，于1922年1月17日颁发的第1403500号美国专利（“Huff”）公开了一种用于机动车辆的现有技术后桥壳。Huff的图1示出了一种所制造的钢制桥壳，其包括具有纵向波纹的中间部分。根据Huff的设想，设计这些纵向波纹是为桥壳的管状部分提供应对横向应变的额外支撑。

尽管现有技术桥壳在某种程度上是有使用价值的，但是，仍然需要有一种强度更高、重量更轻且用钢量更少的桥壳。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于车辆的桥壳总成，旨在克服目前桥壳存在的上述缺点中的一个或多个。

根据本实用新型的一个方面，公开一种用于车辆的桥壳总成，所述桥壳总成包括中央腿部、配置为安装至所述中央腿部的一端上的外轴承以及配置为安装至所述中央腿部的相对的另一端上的差速器壳体；所述中央腿部包括第一金属套管、围绕所述第一金属套管的第二金属套管以及设置于所述第一金属套管与所述第二金属套管之间的波纹套管；所述波纹套管具有一连串包括第一部分和第二部分的波纹，其中，所述第一部分贴附于所述第一金属套管，所述第二部分贴附于所述第二金属套管，在所述波纹与所述第一金属套管和所述第二金属套管之间形成有多个沟道区。

优选的，所述中央腿部具有呈圆形的横截面，且所述中央腿部具有非均匀直径。

进一步的，所述沟道区至少部分地填充有聚合物材料。

进一步的，所述波纹包括贴附于所述第一金属套管和第二金属套管上的弧形部。

优选的，所述波纹呈弯曲状。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种桥壳，所述桥壳包括具有配置为附接至差速器壳体上的附接结构的中央腿部、限定所述中央腿部的外周的第一套管以及围绕所述第一套管的第二套管；所述桥壳还包括将所述第一套管与所述第二套管相连接的波纹套管，其中，所述波纹套管、所述第一套管和所述第二套管在所述桥壳内限定出沟道区。

其中，所述波纹套管为以下至少一种：横截面呈正弦曲线形和包括由直线部连接的弧形部。

进一步的，所述中央腿部还包括第二附接结构和第三附接结构，其中，所述第二附接结构配置为允许所述中央腿部附接至外轴承，并且所述第三附接结构配置为将所述中央腿部附接至车辆。

进一步的，所述桥壳还包括填充在至少一个所述沟道区中为对所述桥壳提供额外强度的聚氨酯材料。

本实用新型的桥壳总成在保持桥壳的强度的同时，通过减轻其重量来提高差速器轴的运转效率，通过减少桥壳总成形成期间的用钢量或用铁量，还可以显著地节约成本。并且，通过使用具有某些特性的聚合物材料来填充中央腿部的沟道区，实现了针对桥壳总成的强度和重量的定制式改变。

附图说明

图1为根据本实用新型的教导构造的桥壳总成的一个实施例的透视图；

图1A为沿着图1中的1A-1A线截取的根据本实用新型的教导构造的桥壳总成的一个实施例的部分分解透视剖面图；

图2为沿着图1中的2，3线截取的根据本实用新型的教导构造的桥壳的中央腿部的一个实施例的剖面图；

图3为沿着图1中的2， 3线截取的根据本实用新型的教导构造的桥壳的中央腿部的另一个实施例的剖面图；

图3A为具有图2所示横截面形状的中央腿部的一个实施例局部结构图；

图3B为具有图3所示横截面形状的中央腿部的一个实施例局部结构图；

图4为根据本实用新型的教导构造的金属复合总成的一个实施例的透视图。

具体实施方式

现参考图1，示出了桥壳总成10。桥壳总成10包括中央腿部20、外轴承30以及差速器壳体40。中央腿部20延伸形成两个端部11、12。外轴承30配置为安装在中央腿部20与附接至差速器壳体40的端部12相对的端部11上。差速器壳体40配置为安装至中央腿部20与外轴承30相对的端部上。附加的中央腿部20和另一个外轴承30也附接至差速器壳体40上，如图所示。

图1A为沿着图1中所示的1A-1A线截取的桥壳总成10的剖面图。为了清楚起见，将图1A中所示的桥壳总成10的中央腿部20去掉一部分，这样便露出了中央腿部20的内部。然而，应理解的是，为了形成如图1所示的完整的桥壳总成10，将会包括有附加的中央腿部20和外轴承30，但是，由于第二中央腿部20和外轴承30互为镜像，因此，在图1A中仅对其中一个进行了示出和描述，以避免让图1A显得过于拥挤。

中央腿部20在形状上可大致呈圆柱形，并且可以具有均匀直径或非均匀直径。在一些实施例中，中央腿部20从一个端部11到另一个端部12的直径有所不同。在其他实施例中，圆形的横截面从一个端部11到另一个端部12可以是非均匀的。对于中央腿部20来讲，非圆柱形的几何形状也可加以考虑。例如，中央腿部20可为具有矩形横截面的矩形形状。在一些实施例中，中央腿部20可以具有带圆角的矩形横截面。外轴承30和差速器壳体40可由钢铸件或铁铸件形成。如下文详细所述，中央腿部20可采用钢、铁或其他合适材料制成。

桥壳总成10可包括位于中央腿部20上的容纳外轴承30的容纳部22。外轴承30可包括附接轮毂32，其具有孔34，这样便使得车轮（未示出）和/或其它结构能够附接至轮毂32上。中央腿部20还可包括附接结构24，以使得桥壳总成10能够附接至车辆上。中央腿部20还可包括附接结构，例如附接凸缘26，这样，中央腿部20便可附接至差速器壳体40上。

如图1所示，通过将中央腿部20的附接凸缘26连接至差速器壳体40的紧固件28，中央腿部20得以附接至差速器壳体40上。差速器壳体40可以具有通过紧固件44附接至差速器壳体40上的附接板42。轴46可延伸出附接板42，进而附接至驱动轴（未示出）上。在其他实施例中，差速器壳体可以仅仅具有一个孔，以允许驱动轴进入差速器壳体，进而附接至差速器, 而不是轴46从差速器壳体40中延伸出去。

在根据本实用新型的其他实施例中，中央腿部20可以以各种方式附接至差速器壳体40上，并且不限于所示出和描述的方式。此外，应理解的是，外轴承30也可以以各种方式附接至中央腿部20上，并且也不限于图1的实例中所示出的方式。

图2和图3为沿着图1中示出的线2，3截取的中央腿部20的剖面图。图2和图3示出了能够根据如图1所示的桥壳进行使用的不同实施例，因此，它们在横截面上有所不同。

图2示出了包括第一套管50、第二套管60和波纹套管70的中央腿部20的横截面。在一些实施例中，套管50和60为金属套管。第一套管50限定出的开口52（在图3中也可见）为车桥（未示出）提供了放置于桥壳总成10中的空间。第二套管60围绕第一套管50。波纹套管70设置于第一套管50与第二套管60之间。波纹套管70为桥壳总成10的中央腿部20提供额外的结构支撑并且还连接在第一套管50与第二套管60之间。

第一套管50和第二套管60可以具有与中央腿部20的几何形状一致的圆形横截面。在其他实施例中，该横截面可以不是正圆形。例如，位于安装结构24（见图1）位置处的第二套管60的横截面不是正圆形。根据本实用新型，还可对其他变化加以考虑。第一套管50的外径小于第二套管60的外径。

在所采用的材料的厚度方面，第一套管50与第二套管60之间有所不同。例如，第二套管60的厚度可以大于第一套管50的厚度。可替代地，第一套管50的厚度可以大于第二套管60的厚度。

第一套管50和第二套管60可由各种材料制成，例如，不锈钢和高强钢、铝和钛。在一些实施例中，非金属材料，比如，复合材料、陶瓷或任何其他合适的材料也可用于套管50和60这两者或其中之一。还可以设想的是，第一套管50和第二套管60可由不同的金属或材料制成。例如，第二套管60可由钢制成，而第一套管50可由不锈钢构成。

可对第一套管50和第二套管60实施各种表面处理，从而确保套管具有合适的耐腐蚀性。第一套管50和第二套管60还可涂覆有涂料和/或任何其它合适的涂层材料，从而进一步提高第一套管50和第二套管60的耐腐蚀性。

波纹套管70可由各种材料制成，如不锈钢、高强钢、铝和钛或其它材料，并且不限于金属。在其他实施例中可采用非金属材料，如树脂、复合材料、陶瓷或任何其它合适的材料。波纹套管70具有一连串包括第一部分72和第二部分74的波纹。如图2所示，第一部分72与第二部分74之间相互交替且相对。如图3所示，第一弧形部76与第二弧形部78相对，并且弧形部76和弧形部78共用侧壁79。

第一部分72贴附于第一套管50上。在一些实施例中，第一部分72激光焊接至第一套管50。第二部分74贴附于第二套管60上。在一些实施例中，第二部分74激光焊接至第二套管60。波纹套管70贴附于第一套管50和第二套管60上，这样使得中央腿部20可制造成一个整体件。由于激光焊接所使用的热量输入较低并且由此最大程度地减少了焊接过程可能会导致的任何热变形，因此，它可以使得制造过程变得更加容易。

然而，也可采用其它类型的焊接来将波纹套管70与第一套管50和第二套管60相结合。例如，可采用等离子弧焊、电弧焊、气焊、摩擦搅拌焊以及钎焊。所选用的焊接工艺在很大程度上可能是取决于构成第一套管50和第二套管60以及波纹套管70的金属的类型和品级。例如，本领域的技术人员将认识到，某些焊接工艺会更适合于将某些金属结合在一起以及将某些金属组合结合在一起。还可设想将波纹套管70结合至第一套管50和第二套管60的替代方法，并且这些替代方法可包括使用环氧树脂、胶等粘合剂以及使用诸如（但不限于）螺栓和铆钉之类的机械紧固件。

图2和图3示出了桥壳总成10的中央腿部20的不同实施例的剖面图。例如，图2示出了呈弯曲状的第一部分72和第二部分74。这些波纹呈正弦曲线形或波浪形，其中，每个第一部分72的波峰贴附于第一套管50，而每个第二部分74的波峰贴附于第二套管60。

每个单独的波纹都具有振幅和波长。在一些实施例中，这一连串的波纹可以是均匀的，具有相同的波长和振幅，并在整个波纹套管70上延伸。但是，也可以形成一连串不均匀的或波长和/或振幅在整个波纹套管70上变化的波纹。

为了根据需要对桥壳总成10的强度和重量进行调整，可以对波纹的几何结构进行选择，即，形状、振幅和波长。例如，将这些波纹的波长增大也可能会增加中央腿部20的刚度。将这些波纹的波长减小可能会使中央腿部20的刚度降低或者增强中央腿部20的柔韧性。同样地，用来形成波纹套管70的一连串第一部分72和第二部分74的几何形状对中央腿部20的结构产生了影响，并且最终可能会对桥壳总成10的重量和强度造成影响。另外，波纹套管70的厚度以及构造波纹套管70所采用的材料都是对根据本实用新型构造的桥壳总成10的重量和强度构成影响的因素。

图3示出了具有不同几何结构的波纹。这些波纹还包括贴附于第一套管50和第二套管60的第一弧形部76和第二弧形部78。例如，第一弧形部76结合至第一套管50；第二弧形部78结合至第二套管60。在使用具有弧形部76和78的波纹时，需要考虑到的一点是：弧形部76和78提供了将这一连串的第一弧形部76和第二弧形部78焊接至第一套管50和第二套管60的表面。也可设想用许多其他的几何结构来形成波纹套管70的波纹。

在图2和图3以及图3A、图3B所示的实施例中，波纹套管70以及第一套管50和第二套管60的布置形成了多个沟道区80。沟道区80的数量由波纹套管70上波纹的数量确定。沟道区80的大小和形状由波纹套管以及第一套管50和第二套管60的大小和形状确定。

沟道区80中可以部分地或完全地填入聚合物材料。也可以将聚合物材料填入某些沟道区80中，而让另一些沟道区80空着。在一些实施例中，可将聚合物材料填入至少一个沟道区80中。在一些实施例中，沟道区80可保持敞开状态或空出状态。通过对沟道区80进行填充，可以根据需要对桥壳总成10的强度进行调节。

许多种聚合物材料都可用来填充沟道区80。聚合物材料可以是热塑性聚合物、热固性聚合物或弹性体，也可采用填充聚合物或非填充聚合物。在根据本实用新型的一些实施例中，聚氨酯用来填充沟道区80。本领域的技术人员将会理解的是，聚氨酯包括基于聚氨酯的聚合物或者通过氨基甲酸酯基结合的一连串有机单元组成的聚合物。如有需要，聚氨酯或基于聚氨酯的聚合物可包括其它聚合物链段、侧基和官能团。通过对中央腿部20赋予各种热学、化学和机械性能，聚合物材料作为桥壳总成10整体结构的一种永久性添加物而填充入沟道区中。

可采用许多公知的方法将聚合物材料引入沟道区80中，而这取决于所使用的聚合物材料的类型。对于热塑性聚合物来说，可以采用各种各样的成型技术，如注射成型、压缩成型或吹塑成型。对于热固性聚合物和树脂来说，可以采用真空辅助固化工艺将聚合物材料引入沟道区80中。液态聚合物材料可以引入沟道区80中。一旦引入至沟道区80中之后，材料便可能会暴露于使其变硬的条件下，如低温、第一温度、压力、紫外辐射、红外辐射或其他辐射下。在一些实施例中，沟道区80可用来在桥壳总成10中为冷却用流体规划路线。在其他实施例中，沟道区80可以充当路由导管，比如，润滑用管路或制动管路等。

根据本实用新型的实施例，图4中示出的复合总成100可以用作制造图3示出的中央腿部20的原始材料。例如，复合总成100呈层状结构，并包括第一板150、第二板160以及布置在第一板150与第二板160之间的内波纹板170。在一些实施例中，第一板150和第二板160为金属板。在其他实施例中，第一板150和第二板160可由其它材料制成。在第一板150和第二板160以及波纹板170为金属板的实施例中，第一板150和第二板160以及波纹板170可由各种材料制成，如不锈钢、高强钢、铝和钛。在一些实施例中，还可采用其他金属以及非金属材料。

内波纹板170具有一连串包括第一部分72和第二部分74的波纹。第一部分72贴附于第一板150且第二部分74贴附于第二板160，从而在第一部分72与第二板160之间以及第二部分74与第一板150之间形成多个沟道区80。

在一些实施例中，尤其是在第一板150和第二板160以及波纹板170都为金属板的实施例中，采用激光焊接来将第一部分72结合至第一板150以及将第二部分74结合至第二板160。在第一板150和第二板160和/或波纹板170由金属以外的材料制成的实施例中，可采用其他能将它们紧固在一起的方式，比如，但不限于：声波焊接、热焊接、环氧树脂、胶、紧固件或任何其他能将这些特征件附接在一起的合适方式。

在一些实施例中，复合总成100也被称为激光焊接式轻量化波纹结构，或者被称为LASCOR板。可将聚合物材料填入至少一些沟道区80中，以进一步提高复合总成100的强度并提供额外的刚性。在一些实施例中，聚合物材料可以是聚氨酯。

复合总成100，或者说是LASCOR板，可以用作制造中央腿部20的原始材料。构成复合总成100的第一板150、第二板160和波纹板170可以以形成中央腿部20的理想几何形状所必需的任何方式来进行折曲、弯曲或折叠。例如，在根据本实用新型的一个实施例中，第一板150的两个边缘结合在一起，形成一个圆柱体；第二板160的两个边缘结合在一起，形成一个圆柱体；以及，波纹板170的两个边缘可以结合在一起，形成一个圆柱体，这样使得复合总成100形成与图2所示的中央腿部类似的大致呈圆柱形的中央腿部20。在其他实施例中，复合总成100可以具有与图3所示波纹类似的波纹，这样使得当复合总成100弯曲成圆柱形时，其横截面与图3所示横截面类似。第一板150、第二板160和波纹板170的边缘可通过激光焊接、等离子弧焊、电弧焊、气焊、摩擦搅拌焊以及钎焊结合在一起。可替代地，第一板150、第二板160和波纹板170的边缘可以采用环氧树脂、胶等粘合剂以及采用螺栓和铆钉等机械紧固件来结合在一起。但是，用于结合第一板150、第二板160和波纹板170的边缘的方式可以不限于上述方式。

工业实用性

一般来讲，本实用新型中所述的技术在各种环境下都具有工业实用性，比如，但不限于：通过在保持桥壳的强度的同时减轻其重量来提高差速器轴的运转效率。本技术的工业实用性扩展至了几乎所有的机动运输平台，其中包括汽车、公共汽车、货车、拖拉机、工业作业机器以及在农业、采矿和建筑中使用的大多数的越野型机器。

所公开的用于制造桥壳总成10的方法使得中央腿部20易于制造，而不是由钢或铁铸造而成。所公开的方法更加简单，并且所需要进行的步骤与合金钢铸件或铁铸件相比也更少。通过减少所公开的桥壳总成10形成期间的用钢量或用铁量，还可以显著地节约成本。所公开的轻量化桥壳总成10为桥壳设计提供了极大的灵活性，这是因为能对几何结构和材料厚度加以更改，进而满足应用的需求。除了这些属性以外，本实用新型的总成10的实用性还在于通过使用具有某些特性的聚合物材料来填充中央腿部20的沟道区80，实现了针对桥壳总成10的强度和重量的定制式改变。最后，所公开的轻量化桥壳总成10可以实现诸多优点，比如，优于标准钢铸件或铁铸件的更强的性能、促进运行效率的提高，其中包括较低的燃料需求。

本文所公开的特征可能特别有益于轮式装载机以及其他采用了充油式桥壳的运土车辆、施工车辆、采矿车辆或物料运输车辆。

Claims (10)

1.一种用于车辆的桥壳总成，其特征在于，包括：

中央腿部；

外轴承，配置为安装至所述中央腿部的一端上；以及

差速器壳体，配置为安装至所述中央腿部的相对的另一端上；

其中，所述中央腿部包括：

第一金属套管；

第二金属套管，围绕所述第一金属套管；以及

波纹套管，设置于所述第一金属套管与所述第二金属套管之间，所述波纹套管具有一连串包括第一部分和第二部分的波纹，其中，所述第一部分贴附于所述第一金属套管，所述第二部分贴附于所述第二金属套管，从而在所述波纹与所述第一金属套管和所述第二金属套管之间形成多个沟道区。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的桥壳总成，其特征在于，所述中央腿部具有呈圆形的横截面。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的桥壳总成，其特征在于，所述中央腿部具有非均匀直径。

4.根据权利要求1所述的用于车辆的桥壳总成，其特征在于，所述沟道区至少部分地填充有聚合物材料。

5.根据权利要求1所述的用于车辆的桥壳总成，其特征在于，所述波纹包括贴附于所述第一金属套管和第二金属套管上的弧形部。

6.根据权利要求1所述的用于车辆的桥壳总成，其特征在于，所述波纹呈弯曲状。

7.一种桥壳，其特征在于，包括：

中央腿部，具有配置为附接至差速器壳体的附接结构；

第一套管，限定所述中央腿部的外周；

第二套管，包绕所述第一套管；

波纹套管，将所述第一套管与所述第二套管相连接，其中，所述波纹套管、所述第一套管和所述第二套管在所述桥壳内限定出沟道区。

8.根据权利要求7所述的桥壳，其特征在于，所述波纹套管为以下至少一种：横截面呈正弦曲线形和包括由直线部连接的弧形部。

9.根据权利要求7所述的桥壳，其特征在于，所述中央腿部还包括第二附接结构和第三附接结构，其中，所述第二附接结构配置为允许所述中央腿部附接至外轴承，并且所述第三附接结构配置为将所述中央腿部附接至车辆。

10.根据权利要求7所述的桥壳，其特征在于，还包括填充在至少一个所述沟道区中为对所述桥壳提供额外强度的聚氨酯材料。