RU2800760C2 - Опорный узел для управляемого колеса транспортного средства и транспортное средство, содержащее такой опорный узел - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к узлу, содержащему гидравлическое устройство (3), проходящее вдоль второй оси вращения (Z-Z) при помощи ближнего подшипника (5А) и дальнего подшипника (5В), при этом гидравлическое устройство (3) содержит вал (4), многолепестковый кулачок (34), блок (32) цилиндров и распределитель (31), элемент поворотного шкворня (2), предназначенный для установки на колесной оси (1) и выполненный с возможностью вращения относительно гидравлического устройства (3) вокруг первой оси вращения (Х-Х). Согласно изобретению, в проекции на плоскость, определенную второй осью вращения (Z-Z) и первой осью вращения (Х-Х), ближний подшипник (5А) и дальний подшипник (5В) расположены с двух сторон от первой оси вращения (Х-Х), при этом блок (32) цилиндров расположен между первой осью вращения (Х-Х) и ближним подшипником. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к гидравлическим машинам и, в частности, к усовершенствованной конструкции гидравлической машины.

Уровень техники

Гидравлические машины и, в частности, гидравлические приводы, применяемые для приведения в движение управляемых колес транспортного средства, должны отвечать многим специфическим требованиям с точки зрения компактности с одновременным обеспечением возможности их объединения со средствами крепления колеса.

Известны гидравлические приводы, например, раскрытые в документе FR 2693154, в котором описан гидравлический привод, приводящий в движение управляемое колесо транспортного средства. Описанный привод установлен с возможностью вращения при помощи подшипников качения, расположенных в соответствии с монтажной схемой в виде О между цапфой колеса и гидравлическим приводом. Элементы, образующие гидравлический привод, расположены между осью поворотного шкворня и подшипниками качения. Такая архитектура может создавать проблемы в случаях, когда цапфа колеса должна находиться очень близко к поворотному шкворню.

Известны также архитектуры, в которых подшипники качения расположены с двух сторон от гидравлического привода и с двух сторон от оси поворотного шкворня. В этом случае блок цилиндров установлен со стороны, противоположной к цапфе колеса относительно оси поворотного шкворня, и между блоком цилиндров и смежным подшипником качения установлена распорка. Хотя такая архитектура и позволяет получить конструкцию с коротким валом, однако она имеет недостаток с точки зрения занимаемого места на уровне опоры поворотного шкворня, что заставляет увеличивать длину поворотного шкворня, чего желательно избегать в некоторых случаях применения.

Таким образом, ищут возможность совместить требования с точки зрения занимаемого места, возможности крепления колеса и передачи усилий для такого привода колеса.

Раскрытие сущности изобретения

Задача изобретения состоит в по меньшей мере частичном устранении вышеприведенных недостатков.

Объектом настоящего изобретения является узел, содержащий

гидравлическое устройство, содержащее ротор и статор, при этом ротор установлен с возможностью вращения относительно статора вокруг второй оси вращения при помощи ближнего подшипника качения и дальнего подшипника качения, при этом гидравлическое устройство содержит вал, многолепестковый кулачок, блок цилиндров, имеющий множество гнезд, каждое из которых оснащено поршнем, установленным с возможностью перемещения скольжением напротив многолепесткового кулачка, и распределитель, содержащий сердечник и распределительный корпус,

элемент поворотного шкворня, предназначенный для установки на колесной оси и выполненный с возможностью вращения относительно гидравлического устройства вокруг первой оси вращения, при этом статор установлен с возможностью вращения относительно колесной оси вокруг первой оси вращения,

при этом ротор содержит вал, имеющий ближний конец, оснащенный средствами обеспечения монтажа колеса транспортного средства, и противоположный дальний конец,

при этом блок цилиндров расположен между первой осью вращения и ближним подшипником качения в направлении, определяемом второй осью вращения,

при этом в проекции на плоскость, определенную второй осью вращения и параллельную первой оси вращения, ближний подшипник качения и дальний подшипник качения расположены по меньшей мере частично с двух сторон от первой оси вращения.

Согласно примеру, распределитель или, точнее, сердечник распределителя расположен между блоком цилиндров и дальним подшипником качения вдоль второй оси вращения.

Согласно примеру, проекции элемента поворотного шкворня и дальнего подшипника качения на плоскость, определенную второй осью вращения и параллельную первой оси вращения, по меньшей мере частично перекрывают друг друга.

Согласно примеру, элемент поворотного шкворня содержит множество выполненных внутри него гидравлических каналов для обеспечения питания распределителя гидравлической жидкостью.

Согласно примеру, ближний подшипник качения и дальний подшипник качения расположены в соответствии с монтажной схемой в виде О.

Блок цилиндров выполнен таким образом, чтобы действовать усилием, стремящимся переместить вал от его дальнего конца к его ближнему концу, при этом дальний подшипник качения содержит внутреннее кольцо и наружное кольцо, между которыми расположено множество усеченных конусных роликов, при этом наружное кольцо дальнего подшипника качения установлено в положении опоры на сегмент корпуса таким образом, чтобы препятствовать указанному перемещению вала.

В варианте ближний подшипник качения и дальний подшипник качения расположены в соответствии с монтажной схемой в виде X.

Ближний подшипник качения содержит внутреннее кольцо и наружное кольцо, между которыми расположено множество усеченных конусных роликов, при этом блок цилиндров выполнен таким образом, чтобы действовать усилием, стремящимся переместить внутреннее кольцо ближнего подшипника качения в направлении от дальнего конца к ближнему концу вала, при этом наружное кольцо ближнего подшипника качения установлено в положении опоры на сегмент корпуса таким образом, чтобы препятствовать указанному перемещению.

Объектом настоящего изобретения является также транспортное средство, содержащее колесную ось и имеющую два управляемых колеса, при этом указанные два управляемых колеса установлены, каждое, на описанном выше узле, неподвижно соединенном с колесной осью.

Краткое описание чертежей

Изобретение и его преимущества будут более понятны из нижеследующего подробного описания различных вариантов осуществления изобретения, представленных в качестве неограничивающих примеров. Это описание представлено со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых:

на фиг. 1 и 2 показан пример осуществления узла в соответствии с изобретением;

на фиг. 3 и 4 показаны два вида другого примера осуществления узла в соответствии с изобретением;

на фиг. 5 показана версия примера осуществления, изображенного на фиг. 2.

На всех фигурах подобные элементы имеют одинаковые цифровые обозначения.

Осуществление изобретения

Далее со ссылками на фиг. 1 и 2 представлен первый вариант осуществления изобретения.

На этих фигурах показана система, содержащая гидравлическое устройство 3, связанное с колесной осью 1 через поворотный шкворень 2. Гидравлическое устройство 3 установлено подвижным относительно колесной оси 1 вокруг первой оси вращения Х-Х при помощи поворотного шкворня 2. Как правило, колесная ось 1 содержит два рычага 12, образующих общую форму в виде С и выполняющих роль держателя для поворотного шкворня 2.

Гидравлические устройство 3 является, например, гидравлическим устройством с радиальными поршнями и с многолепестковым кулачком. В вариантах гидравлическое устройство может быть устройством с осевыми поршнями, устройством с лопастями, устройством с внутренними или наружными зубчатыми колесами.

Оно содержит распределитель 31, образованный сердечником 31а, окруженным распределительным корпусом 31b, блок 32 цилиндров, содержащий множество цилиндров, расположенных радиально относительно второй оси вращения Z-Z, в которых перемещаются скольжением поршни 33, и многолепестковый кулачок 34, расположенный напротив поршней 33. Гидравлическое устройство 3 содержит также вал 4 и корпус 35, сечения которого могут быть образованы, в частности, кулачком 34 и распределительным корпусом 31b.

Для гидравлического устройства 3 определены узел неподвижных элементов или статор и узел вращающихся элементов или ротор. В представленном примере ротор содержит вал 4 и блок 32 цилиндров, тогда как статор содержит кулачок 34, корпус 35 и распределитель 31.

Соединение между ротором и статором осуществлено через опору 5, содержащую в данном случае два элемента подшипника качения 5А и 5В, в данном случае конические подшипники, расположенные в соответствии с монтажной схемой в виде О.

Например, подшипник качения 5А является подшипником, смазываемым консистентной смазкой, а подшипник качения 5В является подшипником, смазываемым маслом гидравлического устройства 3. В варианте оба элемента подшипника качения 5А и 5В смазываются маслом, в частности, маслом гидравлического устройства 3.

Как показано, в частности, на фиг. 1, первая ось вращения Х-Х и вторая ось вращения Z-Z не находятся в одной плоскости. В частности, если рассматривать плоскость Р, образованную второй осью вращения Z-Z и параллельную первой оси вращения Х-Х, то первая ось вращения Х-Х расположена за пределами этой плоскости Р, как правило смещена на не равное нулю расстояние в направлении, перпендикулярном к плоскости Р. Плоскость Р соответствует плоскости фигур 2, 4 и 5.

Эта конфигурация позволяет улучшить компактность узла, как будет детально показано ниже.

Как правило, гидравлическое устройство 3 содержит средства, выполненные с возможностью поддерживать диск и шину колеса транспортного средства. В представленном примере вал 4 гидравлического устройства 3 образует цапфу колеса, имеющую ближний конец 4А с участком, расположенным радиально и образующим зону опоры для крепления диска (не показан). В представленном примере вал 4 образует, таким образом, цапфу колеса, содержащую ступицу 42 на своем ближнем конце для крепления диска, при этом противоположный конец вала 4 образует в данном случае дальний конец 4В. Таким образом, в целом определяют ближний конец 3А гидравлического устройства 3 и дальний конец 3В гидравлического устройства 3. В представленном примере ближний конец 3А гидравлического устройства 3 соответствует ближнему концу 4А вала 4, тогда как дальний конец 3В соответствует крышке, закрывающей дальний конец 4В вала 4.

В представленном примере поворотный шкворень 2 соединяет распределительный корпус 31b (называемый также распределительной крышкой) с колесной осью 1 через два поворотных соединения 2А и 2В, расположенных в линию вдоль оси Х-Х с двух сторон от гидравлического устройства 3. Из производственных соображений поворотное соединение выполняют между распределительным корпусом 31b и элементом 2 поворотного шкворня, неподвижно соединенным с колесной осью 1, причем этот элемент поворотного шкворня может быть выполнен с меньшими производственными допусками, чем колесная ось 1.

Одно из поворотных соединений, в данном случае верхнее поворотное соединение 2А в варианте осуществления, показанном на фиг. 1 и 2, обычно содержит каналы, образующие линии питания, выпуска и гидравлического дренажа для гидравлического устройства 3, выполненные непосредственно в поворотном шкворне и соединенные с распределителем 31 гидравлического устройства 3.

Другое из поворотных соединений, в данном случае нижнее поворотное соединение 2В может, в частности, содержать средства для образования пневматического канала и/или для измерения вращения поворотного шкворня 2, например, датчик вращения внутри поворотного шкворня, что будет описано ниже.

В варианте верхнее поворотное соединение 2А может содержать средства для образования пневматического канала и/или для измерения вращения поворотного шкворня 2, например, датчик вращения, а нижнее поворотное соединение 2В содержит каналы, образующие линии гидравлического питания для гидравлического устройства 3, при этом принцип работы остается без изменений.

Рассматриваемое поворотное соединение позволяет приводить в относительное вращение гидравлическое устройство 3 и колесную ось 1 вокруг первой оси вращения X-X.

Два подшипника качения 5А и 5В будут в дальнейшем называться ближним подшипником качения 5А и дальним подшипником качения 5 В, при этом каждый из них находится вблизи конца с таким же названием.

Ближний подшипник качения 5А и дальний подшипник качения 5В находятся с двух сторон от блока 32 цилиндров и от распределителя 31 гидравлического устройства 3 и расположены в соответствии с монтажной схемой в виде О, как было указано выше.

В представленном примере ближний подшипник качения 5А установлен между частью корпуса 35 и валом 4, тогда как дальний подшипник качения 5В установлен между валом 4 и распределительным корпусом 31b. Как известно, каждый подшипник качения 5А и 5В содержит внутреннее кольцо и наружное кольцо, между которыми расположено множество усеченных конусных роликов.

При монтаже ближнего подшипника качения 5А внутреннее кольцо устанавливают в положение опоры на заплечик, в данном случае образованный валом 4 и образующий упор в направлении от дальнего конца 3В к ближнему концу 3А. Наружное кольцо устанавливают напротив заплечика, образованного сегментом корпуса 35 и образующего упор в направлении от ближнего конца 3А и дальнему концу 3В.

При монтаже дальнего подшипника качения 5В внутреннее кольцо устанавливают в положении опоры на заплечик, в данном случае образованный гайкой или регулируемой подкладкой, установленной на валу 4, и образующий упор в направлении от ближнего конца 3А и дальнему концу 3В. Наружное кольцо устанавливают напротив заплечика, образованного сегментом корпуса 35 и образующего упор в направлении от дальнего конца 3В к ближнему концу 3А.

В проекции на плоскость Р, определенную второй осью вращения Z-Z и параллельную первой оси вращения Х-Х, ближний подшипник качения 5А и дальний подшипник качения 5В расположены по меньшей мере частично с двух сторон от проекции первой оси вращения Х-Х. Блок 32 цилиндров расположен между первой осью вращения Х-Х и ближним подшипником качения 5А. Такая конфигурация имеет ряд преимуществ.

Эта конфигурация позволяет совместить меньшее занимаемое место на уровне дальней части 3В гидравлического устройства 3 и одновременно предложить вал 4, который можно считать коротким, то есть с меньшим расстоянием между первой осью вращения Х-Х и ближним концом 4А вала, на котором находятся средства для обеспечения установки диска и шины колеса транспортного средства, без необходимости увеличения габарита гидравлического устройства 3 вдоль первой оси вращения Х-Х.

Занимаемое место на уровне дальнего конца 3В (который является тем, что называют задней стороной, в отличие от ближнего конца 3А, который выполнен с возможностью установки шины и образует переднюю сторону привода колеса) уменьшилось, что позволяет упростить конструкцию колесной оси 1 и, в частности, рычаги 12 колесной оси 1, образующие держатель для поворотного шкворня 2, а также упростить возможную прокладку магистралей в задней части привода, например, магистралей пневматического или гидравлического питания, если они не выполнены непосредственно внутри поворотного шкворня 2.

Как правило, ближний подшипник качения 5А изолирован от внутреннего объема гидравлического устройства 3 (то есть от объема, ограниченного корпусом 35, в котором расположен, в частности, блок 32 цилиндров) и от внешней среды динамическими уплотнительными средствами.

В представленном примере блок 32 цилиндров установлен в положении опоры на осевой упор, выполненный на валу 4 при помощи подкладки 43. Блок 32 цилиндров подвергается действию толкающего усилия со стороны распределителя 31 (в данном случае сердечника 31А распределителя 31), которое является результатом создания давления в различных каналах распределителя 31. Это усилие передается блоком 32 цилиндров на вал 4 через подкладку 43 и стремится переместить его в направлении, определяемом второй осью вращения Z-Z, от дальнего конца 4В к ближнему концу 4А.

Это усилие воспринимается дальним подшипником качения 5В, при этом монтаж в виде О подшипников качения 5А и 5В позволяет выдерживать осевую нагрузку.

Показанный распределитель 31 расположен с двух сторон от первой оси вращения Х-Х, если смотреть на плоскость, определенную второй осью вращения Z-Z и первой осью вращения Х-Х, и, как правило, выполнен таким образом, чтобы в основном располагаться в направлении ближнего конца 3А гидравлического устройства 3, что вытекает, в частности, из положения блока 32 цилиндров, который расположен между распределителем 31 и ближним подшипником качения 5А. В данном случае питание жидкостью происходит напрямую через элемент поворотного шкворня 2 и обеспечивает питание жидкостью каналов, выполненных в распределительном корпусе 31В, как было указано выше.

На фиг. 3 и 4 представлен другой вариант осуществления заявленного узла.

В этом варианте осуществления присутствует ряд элементов, уже описанных со ссылками на фиг. 1. Ниже будут описаны только элементы этого варианта осуществления, отличающие его от варианта осуществления, описанного со ссылками на фиг. 1.

В этом варианте осуществления два элемента подшипников качения 5А и 5В расположены в соответствии с монтажной схемой в виде X.

В этом варианте осуществления при монтаже ближнего подшипника качения 5А внутреннее кольцо устанавливают в положение опоры на кольцо, опирающееся на вал 4 и образующее упор в направлении от ближнего конца 3А к дальнему концу 3В. Наружное кольцо устанавливают напротив заплечика, образованного сегментом корпуса 35 и образующего упор в направлении от дальнего конца 3В к ближнему концу 3А.

При монтаже дальнего подшипника качения 5В внутреннее кольцо устанавливают в положение опоры на заплечик, в данном случае образованный валом 4 и образующий упор в направлении от ближнего конца 3А к дальнему концу 3В. Наружное кольцо устанавливают напротив заплечика, образованного сегментом корпуса 35 и образующего упор в направлении от ближнего конца 3А к дальнему концу 3В.

В этом варианте осуществления блок 32 цилиндров устанавливают в положении опоры на внутреннее кольцо ближнего подшипника качения 5А. Блок 32 цилиндров подвергается действию толкающего усилия вдоль второй оси вращения Z-Z в направлении от дальнего конца 3В к ближнему концу 3А, создаваемого распределителем 31 (в данном случае сердечником 31А распределителя 31) и являющегося результатом создания давления в различных каналах распределителя 31. Блок 32 цилиндров передает это усилие на ближний подшипник качения 5А, который воспринимает это усилие по причине монтажа в виде X подшипников качения 5А и 5В, и, таким образом, ближний подшипник качения 5А воспринимает это усилие. Действительно, усилие стремится переместить внутреннее кольцо ближнего подшипника качения 5А (и, следовательно, вал 4, на который оно опирается) в направлении от дальнего конца 3В к ближнему концу 3А. Наружное кольцо ближнего подшипника качения 5А, установленное в положение опоры на сегмент корпуса 35, препятствует этому перемещению.

Принцип работы остается таким же, как и принцип работы в варианте осуществления, описанном выше со ссылками на фиг. 1.

Как было описано выше для варианта осуществления, представленного на фиг. 1 и 2, первая ось вращения Х-Х и вторая ось вращения Z-Z не находятся в одной плоскости. Это смещение показано, в частности, на фиг. 3.

Как и вариант осуществления, описанный ранее со ссылками на фиг. 1, этот вариант осуществления позволяет удовлетвориться меньшим занимаемым местом на уровне дальней части 3В гидравлического устройства 3 и одновременно предложить вал, который считается коротким, то есть с меньшим расстоянием между первой осью вращения Х-Х и ближним концом 4а вала, на котором установлены средства поддержания диска и шины колеса транспортного средства, без необходимости увеличения габарита гидравлического устройства 3 вдоль первой оси вращения Х-Х.

На фиг. 5 показана версия варианта осуществления, описанного выше и показанного на фиг. 2.

В этом варианте осуществления элемент 2А поворотного соединения 2 имеет размер, по существу превышающий размер элемента 2А поворотного соединения 2, представленного выше со ссылками на фиг. 4.

Как показано на этой фигуре, в проекции на плоскость Р, определенную второй осью вращения Z-Z и параллельную первой оси вращения Х-Х, дальний подшипник качения 5В и элемент 2А поворотного шкворня 2 по меньшей мере частично перекрывают друг друга. Проекция элемента 2А поворотного шкворня 2 на вышеупомянутую плоскость Р показана пунктиром.

Такое перекрывание стало возможным за счет того, что первая ось вращения Х-Х и вторая ось вращения Z-Z не находятся в одной плоскости, как было описано выше и показано, например, на фиг. 3.

Такая конфигурация позволяет улучшить компактность системы и/или получить больше свободного объема для поворотного шкворня 2, что представляет, в частности, интерес, когда гидравлические или пневматические каналы выполнены непосредственно в поворотном шкворне 2.

Такая конфигурация с перекрыванием в плоскости Р проекции дальнего подшипника качения 5В и по меньшей мере одного элемента поворотного шкворня 2 может быть тоже получена с подшипниками качения, образующими монтажную схему в виде X, как было указано выше со ссылками на фиг. 3 и 4.

Хотя настоящее изобретение было описано для конкретных примеров осуществления, разумеется, в эти примеры можно вносить изменения, не выходя за рамки общего объема изобретения, определенного в формуле изобретения. В частности, отдельные признаки различных показанных/описанных вариантов осуществления можно комбинировать в дополнительных вариантах осуществления. Следовательно, описание и чертежи следует рассматривать как иллюстративные, но не ограничивающие.

Очевидно также, что все признаки, описанные для способа, можно транспонировать отдельно или в комбинации на устройство и, наоборот, все признаки, описанные для устройства, можно транспонировать отдельно или в комбинации на способ.

Claims (10)

1. Опорный узел для управляемого колеса транспортного средства, содержащий гидравлическое устройство (3), содержащее ротор и статор, при этом ротор установлен с возможностью вращения относительно статора вокруг второй оси вращения (Z-Z) при помощи ближнего подшипника качения (5А) и дальнего подшипника качения (5В), при этом гидравлическое устройство (3) содержит вал (4), многолепестковый кулачок (34), блок (32) цилиндров, имеющий множество гнезд, каждое из которых оснащено поршнем (33), установленным с возможностью перемещения скольжением напротив многолепесткового кулачка (34), и распределитель (31), содержащий сердечник (31А) и распределительный корпус (31В),

элемент поворотного шкворня (2), выполненный с возможностью установки на колесной оси (1) и выполненный с возможностью вращения относительно гидравлического устройства (3) вокруг первой оси вращения (Х-Х), при этом статор установлен с возможностью вращения относительно колесной оси (1) вокруг первой оси вращения (Х-Х), при этом ротор содержит вал (4), имеющий ближний конец (4А), оснащенный средствами обеспечения монтажа колеса транспортного средства, и противоположный дальний конец (4В), отличающийся тем, что блок (32) цилиндров расположен между первой осью вращения (Х-Х) и ближним подшипником качения в направлении, определенном второй осью вращения (Z-Z), при этом в проекции на плоскость, определенную второй осью вращения (Z-Z) и параллельную первой оси вращения (Х-Х), ближний подшипник качения (5А) и дальний подшипник качения (5В) расположены по меньшей мере частично с двух сторон от первой оси вращения (Х-Х).

2. Опорный узел по п. 1, в котором сердечник (31А) распределителя расположен между блоком (32) цилиндров и дальним подшипником качения (5В) вдоль второй оси вращения (Z-Z).

3. Опорный узел по одному из пп. 1 или 2, в котором проекции элемента поворотного шкворня (2) и дальнего подшипника качения (5В) на плоскость, определенную второй осью вращения (Z-Z) и параллельную первой оси вращения (Х-Х), по меньшей мере частично перекрывают друг друга.

4. Опорный узел по одному из пп. 1-3, в котором элемент поворотного шкворня (2) содержит множество выполненных внутри него гидравлических каналов для обеспечения питания распределителя (31) гидравлической жидкостью.

5. Опорный узел по одному из пп. 1-4, в котором ближний подшипник качения (5А) и дальний подшипник качения (5В) расположены в соответствии с монтажной схемой в виде О.

6. Опорный узел по п. 5, в котором блок (32) цилиндров выполнен с возможностью действовать усилием, стремящимся переместить вал (4) от его дальнего конца (4В) к его ближнему концу (4А), при этом дальний подшипник качения (5В) содержит внутреннее кольцо и наружное кольцо, между которыми расположено множество усеченных конусных роликов, при этом наружное кольцо дальнего подшипника качения (5В) установлено в положении опоры на сегмент корпуса (35) так, чтобы препятствовать указанному перемещению вала (4).

7. Опорный узел по одному из пп. 1-4, в котором ближний подшипник качения (5А) и дальний подшипник качения (5В) расположены в соответствии с монтажной схемой в виде X.

8. Опорный узел по п. 7, в котором ближний подшипник качения (5А) содержит внутреннее кольцо и наружное кольцо, между которыми расположено множество усеченных конусных роликов, при этом блок (32) цилиндров выполнен так, чтобы действовать усилием, стремящимся переместить внутреннее кольцо ближнего подшипника качения в направлении от дальнего конца (4В) к ближнему концу (4А) вала (4), при этом наружное кольцо ближнего подшипника качения (5А) установлено в положении опоры на сегмент корпуса (35) так, чтобы препятствовать указанному перемещению.

9. Транспортное средство, содержащее колесную ось (1) и имеющее по меньшей мере одно управляемое колесо, при этом указанное управляемое колесо установлено на опорном узле для управляемого колеса по одному из пп. 1-8, неподвижно соединенном с колесной осью (1).

Images