專利名稱:帶有一體化馬達(dá)組件的輪端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本公開文本總體上涉及輪端組件,更具體地涉及包括一體化驅(qū)動馬達(dá)的輪端組 件。
背景技術(shù):
通常,輪端是分開并獨立于驅(qū)動組件制造的,由此,輪端和驅(qū)動組件通常包括 彼此流體密封的獨立系統(tǒng)。在一些情形中,輪端和驅(qū)動組件的分開制造允許機(jī)械設(shè)計人 員在基于機(jī)械的尺寸和期望功能選擇輪端和驅(qū)動組件單元的適當(dāng)組合時具有一定的靈活 性。但是,輪端和驅(qū)動組件的這種分開制造所提供的靈活性是以驅(qū)動系統(tǒng)的尺寸和 材料成本為代價的。例如,為了適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)驅(qū)動組件的結(jié)構(gòu)以匹配特定的輪端(或反 之),則需要定制的轉(zhuǎn)接器。此類轉(zhuǎn)接器可能顯著地增加機(jī)械的制造成本和生產(chǎn)成本。 此外,定制的轉(zhuǎn)接器可能不必要地增加驅(qū)動裝置的重量和總胎面接地寬度(footprint),從 而減小機(jī)械的推重比。因此,為了減少或消除輪端和驅(qū)動組件的制造成本和生產(chǎn)成本, 并限制驅(qū)動組件的重量和胎面接地寬度,可能需要帶有完全一體化的驅(qū)動組件的輪端。授予Mann等人的美國專利No.6,186,262 ( “’ 262專利”)中描述了一種將靜 液壓輪端和驅(qū)動組件集成在單個單元中的系統(tǒng)?!?262專利披露了一種具有徑向活塞式馬 達(dá)、行星齒輪驅(qū)動組件和一體化制動器的靜液壓車輪驅(qū)動裝置,該制動器在啟動時防止 徑向活塞式馬達(dá)旋轉(zhuǎn),從而阻止車輪驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)。,262專利的靜液壓車輪驅(qū)動裝置 還包括一個蓋,該蓋帶有用于調(diào)節(jié)徑向活塞式馬達(dá)的特定缸之間的流體連接的一體化的 閥。例如,所述閥可選擇性地操作以針對低速機(jī)械應(yīng)用將一個或多個缸并聯(lián)地流體聯(lián)接 (從而增加排量)?;蛘?,所述閥可選擇性地操作以將一個或多個缸串聯(lián)地流體聯(lián)接(從 而增加排量),這對于需要以低到中速操作的機(jī)械應(yīng)用而言會是有利的。,262專利中所述的靜液壓車輪驅(qū)動裝置的馬達(dá)位于單獨的流體回路上、獨立于 最終傳動組件,從而需要單獨的液壓流體循環(huán)系統(tǒng)——例如一個用于循環(huán)液壓流體以便 操作馬達(dá)、且一個用于循環(huán)油以便潤滑驅(qū)動構(gòu)件(例如,齒輪單元等)。因此,依靠多個 液壓系統(tǒng)來操作驅(qū)動泵/馬達(dá)組件并潤滑最終傳動構(gòu)件的機(jī)械可能需要多個過濾器、管 道系統(tǒng)、貯液器等,從而顯著增加了每個車輪組件的材料成本。此外,由于每個液壓系 統(tǒng)需要單獨的定期維護(hù)(例如,流體/過濾器更換、檢查等),所以與對機(jī)械進(jìn)行此類單 獨維護(hù)所需的維護(hù)成本和維修時間會很高。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一方面,本公開文本涉及一種輪端組件,其包括輪轂支撐殼體和可旋轉(zhuǎn)地 與該輪轂支撐殼體連接的輪轂驅(qū)動組件。該輪端組件還可包括與輪轂驅(qū)動組件可操作地 聯(lián)接的液壓馬達(dá),該液壓馬達(dá)設(shè)置成向輪轂驅(qū)動組件傳遞扭矩。該輪端組件還可包括與 輪轂驅(qū)動組件和液壓馬達(dá)流體聯(lián)接的泵,該泵設(shè)置成向輪轂驅(qū)動組件提供液壓流體流。
根據(jù)另一方面,本公開文本涉及一種用于調(diào)節(jié)與輪端組件相關(guān)的液壓流體流的 方法,該方法包括從液壓回路接收液壓流體流,該液壓回路包括與輪轂驅(qū)動組件和液壓 馬達(dá)流體聯(lián)接的泵。該方法還可包括通過該泵將液壓流體流的至少一部分引導(dǎo)到包括輪 轂驅(qū)動組件的至少一部分的輪轂支撐殼體內(nèi),以便潤滑輪轂驅(qū)動組件的至少一部分。根據(jù)另一方面,本公開文本涉及一種機(jī)械,該機(jī)械包括動力源,其構(gòu)造成產(chǎn) 生機(jī)械動力輸出;液壓泵,其與動力源聯(lián)接并構(gòu)造成響應(yīng)機(jī)械動力輸出產(chǎn)生液壓流體 流;以及多個輪端組件,其經(jīng)由液壓回路與液壓泵聯(lián)接。液壓流體回路可包括液壓流 體,所述液壓流體當(dāng)被液壓泵循環(huán)時提供液壓流體流以便操作與每個輪端組件相關(guān)的液 壓馬達(dá)。該液壓回路還可包括回油泵,其與多個輪端組件中的每一個流體聯(lián)接以便將液 壓流體流的至少一部分引導(dǎo)到輪轂支撐殼體內(nèi),從而潤滑輪轂驅(qū)動組件。
圖1示出根據(jù)所公開的實施例的示例性機(jī)械;圖2A示出根據(jù)所公開的實施例的帶有一體化馬達(dá)組件的示例性輪端組件的分解 透視圖;圖2B示出根據(jù)所公開的實施例的用于輪端組件的示例性泵的分解透視圖;以及圖3示出根據(jù)所公開的實施例的圖2A所示輪端組件的截面?zhèn)纫晥D。
具體實施例方式圖1示出根據(jù)特定公開的實施例的示例性機(jī)械100。機(jī)械100可包括或?qū)嵤槿?何固定的或可動的機(jī)械,其中可采用輪端組件來執(zhí)行與項目環(huán)境相關(guān)的操作。機(jī)械100 可包括例如滑行轉(zhuǎn)向機(jī)械、輪式牽引鏟運機(jī)、輪式裝載機(jī)、機(jī)動平地機(jī)和任何其它可包 括輪端組件的機(jī)械。因此,雖然圖1將機(jī)械100示為輪式裝載機(jī),但機(jī)械100可為任何 類型的機(jī)械,其可操作以在項目環(huán)境中執(zhí)行操作。機(jī)械100可包括多個協(xié)作執(zhí)行與項目環(huán)境相關(guān)的操作的構(gòu)件。根據(jù)一個示例性 實施例且如圖1所示,機(jī)械100除其它外可包括與電子控制模塊(ECM) 102可操作地聯(lián)接 的控制界面101、用于響應(yīng)操作員指令執(zhí)行任務(wù)的器械或作業(yè)工具103、發(fā)動機(jī)111以及 構(gòu)造成借助于牽引設(shè)備104的操作定位、操縱、推進(jìn)和/或以其它方式移動機(jī)械110的液 壓驅(qū)動系統(tǒng)110。上列構(gòu)件和特征只是示例性的且并非旨在進(jìn)行限制。此外,可以預(yù)期 的是,機(jī)械100可實施為不同于圖1中所示類型的機(jī)械,具有增加、減少和/或不同的構(gòu) 件和特征??刂平缑?01可包括一個或多個構(gòu)造成接收操作員指令并將接收到的指令分配 給ECM 102以便進(jìn)行處理的構(gòu)件。ECM 102可包括任何類型的控制器,其適于從機(jī)械 100的多個構(gòu)件和子系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)輸入,分析接收到的數(shù)據(jù)輸入,并且基于該分析確定對 接收到的數(shù)據(jù)輸入的適當(dāng)響應(yīng)。根據(jù)一個實施例,ECM 102可接收操作員指令以移動或 重新定位機(jī)械100,并響應(yīng)該指令生成用于以與操作員指令一致的方式操作液壓驅(qū)動系統(tǒng) 110的控制信號?;蛘?,ECM 102可接收操作員指令以移動或操作器械103、并生成用 于操作機(jī)械100的必不可少的構(gòu)件和子系統(tǒng)的控制信號,以按照操作員指令信號實行器 械103的操作。
器械103可包括用于執(zhí)行與機(jī)械100相關(guān)的任務(wù)的任何操作員可控的構(gòu)件或子系 統(tǒng)。器械103可包括或?qū)嵤殓P斗、刮板、吊臂或任何其它液壓致動的器械。器械103 可包括用于操作或移動器械103的液壓缸。牽引設(shè)備104可包括任何接地設(shè)備或履帶設(shè)備,其可安裝在液壓驅(qū)動系統(tǒng)110的 可旋轉(zhuǎn)轂部上,并且當(dāng)被液壓驅(qū)動系統(tǒng)110的驅(qū)動部分旋轉(zhuǎn)時可用來相對于機(jī)械110行駛 于其上的地形推進(jìn)、操縱或以其它方式移動機(jī)械110。牽引設(shè)備104可包括例如安裝有輪 轂的輪胎、與環(huán)形鏈?zhǔn)铰膸嚓P(guān)的安裝有輪轂的鏈輪、安裝有輪轂的火車車輪或任何其 它適當(dāng)類型的接地或履帶裝置。發(fā)動機(jī)111可包括內(nèi)燃發(fā)動機(jī),例如柴油發(fā)動機(jī)、汽油發(fā)動機(jī)、天然氣發(fā)動機(jī) (或其它氣體燃料驅(qū)動的發(fā)動機(jī)),或任何其它適于產(chǎn)生機(jī)械動力輸出的發(fā)動機(jī)??梢灶A(yù) 期的是,作為替換方案或除內(nèi)燃發(fā)動機(jī)之外,發(fā)動機(jī)111可實施為由電力源——如充電電 池、燃料電池、太陽能面板、燃?xì)廨啓C(jī)或任何其它適當(dāng)?shù)碾娏υ匆或?qū)動的電動機(jī)。液壓驅(qū)動系統(tǒng)110可包括多個適合推進(jìn)、操縱、定位或以其它方式移動機(jī)械100 的構(gòu)件。例如,液壓驅(qū)動系統(tǒng)110可包括與液壓回路113聯(lián)接并構(gòu)造成使液壓流體貫穿 液壓回路113循環(huán)的液壓泵112、用于儲存與液壓回路113相關(guān)的過量液壓流體的貯液器 114和/或一個或多個一體化的輪端組件115。液壓泵112可包括任何類型的泵,其適于使液壓流體在一個或多個與機(jī)械100相 關(guān)的液壓系統(tǒng)——如液壓回路113——內(nèi)循環(huán)。例如,液壓泵112可包括例如旋轉(zhuǎn)活塞 泵、彎軸式活塞泵、斜盤式軸向活塞泵、齒輪泵、葉片泵或任何其它適于循環(huán)流體以便 驅(qū)動多個液壓馬達(dá)的合適的泵。根據(jù)一個示例性實施例,液壓泵112可與共同的液壓回 路——如液壓回路113——聯(lián)接,并且可構(gòu)造成產(chǎn)生足以驅(qū)動與一個或多個輪端組件115 相關(guān)的液壓馬達(dá)的流體流量??梢灶A(yù)期的是,機(jī)械100可包括多個液壓泵,這些液壓泵 中的至少一個可專門用于操作液壓控制的器械、構(gòu)件和子系統(tǒng),而這些液壓泵中的一個 或多個可專門用于操作一個或多個輪端組件115。液壓回路113可包括一個或多個包括或限定有共同的流體流路的構(gòu)件或設(shè)備。 根據(jù)一個實施例,液壓回路113可與液壓驅(qū)動回路相關(guān),該液壓驅(qū)動回路包括液壓泵 112、一個或多個輪端組件115、用于儲存過量液壓流體并提供用于液壓回路113的共同 流體填充端口 118和流體排放端口 119的流體貯液器114、以及用于從液壓流體除去過量 顆粒物的過濾器117。與液壓回路113相關(guān)的構(gòu)件和設(shè)備可經(jīng)由多個流體通道116流體聯(lián) 接,這些流體通道116布置成限定一期望的液壓流體流路,其用于在液壓回路113的構(gòu)件 之間或當(dāng)中分配液壓流體??蛇x地,器械103可與一個或多個輪端組件115流體聯(lián)接到 相同的液壓回路113??蛇x地,液壓回路113可包括與一個或多個輪端組件聯(lián)接的泵140。下面將更 詳細(xì)地描述的泵140可實施為一外設(shè)泵——例如圖1所示的泵140,或可實施為一內(nèi)設(shè)泵 (下面在圖2A和圖2B中示出)。如下面將更詳細(xì)地描述的,泵140可與液壓回路113流 體聯(lián)接,并構(gòu)造成使液壓流體流——其用于驅(qū)動與輪端組件115相關(guān)的液壓馬達(dá)——重新 循環(huán)回到輪端組件115的一部分中以便潤滑輪端組件115。輪端組件115可包括一個或多個用于旋轉(zhuǎn)牽引設(shè)備104的一部分(例如,輪轂、 鏈輪等)的液壓構(gòu)件。圖2A和圖3分別提供了輪端組件115的分解透視圖和截面?zhèn)纫晥D。輪端組件115除其它外可包括輪轂支撐殼體121、設(shè)置在輪轂支撐殼體121內(nèi)的輪轂 驅(qū)動組件125a-d、構(gòu)造成將扭矩傳遞到輪轂驅(qū)動組件125的液壓馬達(dá)130、以及構(gòu)造成調(diào) 節(jié)與輪轂驅(qū)動組件125a-d和液壓馬達(dá)130中的每一個相關(guān)的液壓流體流量的泵140。輪端組件115還可包括用于將輪轂支撐殼體121、輪轂驅(qū)動組件125、液壓馬達(dá) 130和/或泵140組裝成單個單元的多個構(gòu)件。例如,輪端組件115可包括構(gòu)造成將輪轂 支撐殼體121可旋轉(zhuǎn)地支撐在液壓馬達(dá)130的一部分上的一個或多個軸承組150。輪端組 件115還可包括構(gòu)造成將輪轂驅(qū)動組件125a-d的構(gòu)件固定在液壓馬達(dá)130上的多個緊固 件160。緊固件160也可設(shè)置成將輪轂支撐蓋121a固定在殼體凸緣121b上以形成輪轂支 撐殼體121。輪轂支撐殼體121可包括用于覆蓋并容納最終傳動構(gòu)件——例如輪轂驅(qū)動組件 125——的一個或多個結(jié)構(gòu)構(gòu)件。根據(jù)一個示例性實施例且如圖2A所示,輪轂支撐殼體 121可包括當(dāng)固定在一起時形成用于輪轂驅(qū)動組件125的保護(hù)和支撐覆蓋件的輪轂支撐蓋 121a和殼體凸緣121b??梢灶A(yù)期的是,雖然輪轂支撐殼體121被示為由分開的構(gòu)件形 成,但輪轂支撐殼體121可作為單個單元制造,將輪轂支撐蓋121a和殼體凸緣121b結(jié)合 在單個一體化的單元中。輪轂驅(qū)動組件125a_d可包括用于相對于液壓馬達(dá)130旋轉(zhuǎn)輪轂支撐殼體121的 一個或多個構(gòu)件。根據(jù)一個示例性實施例,輪轂組件可包括多個齒輪構(gòu)件125a-d。如 圖2A所示,齒輪構(gòu)件125a-d可包括行星齒輪組,該行星齒輪組包括適合與一個或多個行 星齒輪125a、125b相互作用的恒星齒輪軸125d,所述行星齒輪中的至少一個適于與齒圈 125c相互作用。行星齒輪125a、125b、恒星齒輪軸125d和齒圈125c中的一個或多個相 對于其它齒輪的選擇性旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生扭矩輸出,從而旋轉(zhuǎn)齒圈125c,其中齒圈125c與輪轂支 撐殼體121和可與之聯(lián)接的牽引設(shè)備104連接??梢灶A(yù)期的是,可基于機(jī)械100的期望 扭矩輸出、速度和效率性能(efficiency capability)提供多級行星齒輪。液壓馬達(dá)130可實施為任何類型的、尺寸可設(shè)計為基本配合在輪轂支撐殼體121 內(nèi)的泵驅(qū)動式液壓馬達(dá)。根據(jù)一個實施例,液壓馬達(dá)130可實施為軸向活塞式馬達(dá)或斜 盤式液壓馬達(dá)。可選地,液壓馬達(dá)130可包括徑向活塞式液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)130可包括適于從液壓泵112接收液壓流體流的流體腔室131。被引導(dǎo) 到流體腔室131中的加壓液壓流體流使與液壓馬達(dá)130相關(guān)的軸133旋轉(zhuǎn)。軸133可與 輪端驅(qū)動組件125的恒星齒輪軸125d聯(lián)接并構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)恒星齒輪軸125d,從而使行星齒 輪125a、125b旋轉(zhuǎn),行星齒輪125a、125b的旋轉(zhuǎn)又引起齒圈125c旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生作用 在輪轂支撐殼體121上的旋轉(zhuǎn)力。液壓馬達(dá)130可適于基本配合在輪轂支撐殼體121內(nèi),以便限制或減小輪端組件 115的軸向長度。例如,液壓馬達(dá)130可包括殼體134,殼體134具有一窄的筒形部分 135,其直徑尺寸被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計成容置在輪轂支撐殼體121內(nèi)。液壓馬達(dá)130的殼體134 的窄部135可適于接合軸承150的內(nèi)徑,以便經(jīng)軸承150為輪轂支撐殼體121的一部分 (例如,殼體凸緣121b)提供徑向支撐,同時允許輪轂支撐殼體121相對于液壓馬達(dá)130 旋轉(zhuǎn)。液壓馬達(dá)的殼體134還可包括用于將液壓馬達(dá)130固定在機(jī)械100的框架或底盤 上的裝配凸緣137或任何其它適當(dāng)?shù)难b配組件/構(gòu)型。液壓馬達(dá)130可任選地包括駐車制動機(jī)構(gòu)136。駐車制動機(jī)構(gòu)136可包括彈簧致動的摩擦部件136a,其選擇性接合與液壓馬達(dá)130相關(guān)的多個齒部件136b。當(dāng)接合時, 彈簧致動的摩擦部件136a被壓靠在齒部件136b上,從而在液壓馬達(dá)130上施加很大的摩 擦力,這可基本防止液壓馬達(dá)130的旋轉(zhuǎn)、從而防止其操作。軸承150可包括允許輪轂支撐殼體相對于液壓馬達(dá)130進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動的任何類型 的徑向軸承。根據(jù)一個實施例,軸承150可包括適于配合在輪轂支撐殼體121的殼體凸 緣121b的相應(yīng)槽縫151中的互補的錐形滾子軸承組。槽縫151構(gòu)造成將軸承150保持在 適當(dāng)位置以防止一個軸承組與另一軸承組接觸,從而限制軸承150相對于殼體凸緣121b 側(cè)向移動。雖然軸承150在圖2A中被示為錐形滾子軸承,但可以預(yù)期的是,可采用任何 類型的徑向軸承,例如,滾子軸承、止推軸承、球形滾子軸承、滾針軸承、角接觸軸承 或任何其它適當(dāng)類型的徑向軸承組。泵140可包括任何適當(dāng)?shù)挠糜谘h(huán)和/或調(diào)節(jié)與輪轂驅(qū)動組件125a_d及液壓馬 達(dá)130相關(guān)的流體流的設(shè)備。根據(jù)一個實施例,泵140可構(gòu)造成將用于操作液壓馬達(dá)130 的液壓流體抽吸到輪轂支撐殼體121中以便潤滑輪轂驅(qū)動組件125a-d或與其相關(guān)的構(gòu)件 (例如,恒星齒輪軸125d、行星齒輪組125a、125b和/或齒圈125c)。例如,泵140可 設(shè)置在液壓馬達(dá)130的輪轂支撐殼體121和/或殼體134中的一個或多個內(nèi)??蛇x地或 另外地,泵140可包括或?qū)嵤橥庠O(shè)液壓泵(例如液壓泵112),其與液壓馬達(dá)130的流 體腔室131和輪轂支撐殼體121中的每一個流體聯(lián)接以產(chǎn)生和/或調(diào)節(jié)用于操作液壓馬達(dá) 130并用于潤滑布置在輪轂支撐殼體121內(nèi)的構(gòu)件的液壓流體流。圖2B示出根據(jù)特定公開的實施例的泵140的示例性構(gòu)造。如圖2B所示,泵140 可構(gòu)造成用于安裝在液壓馬達(dá)130的軸133或輪轂驅(qū)動組件125的恒星齒輪軸125d中的 至少一個上。根據(jù)一個實施例,泵140可包括任何適當(dāng)?shù)恼帕勘茫淇蛇m于配合在液 壓馬達(dá)130的殼體134內(nèi)和/或輪轂支撐殼體121內(nèi)。例如,泵140可包括內(nèi)齒輪泵—— 例如擺線泵(如圖2B所示)??蛇x地,泵140可包括外齒輪泵、葉輪型泵或任何其它適 當(dāng)?shù)恼帕勘谩2徽摫?40是否實施為內(nèi)設(shè)泵或外設(shè)泵,泵140都可構(gòu)造為回油泵。由此,泵 140可與提供用于操作液壓馬達(dá)130的加壓液壓流體的同一流體回路(例如,液壓回路 113)流體聯(lián)接,并構(gòu)造成將液壓流體的一部分分流到輪轂支撐殼體121中以便潤滑輪轂 驅(qū)動組件125a-d。通過將泵140構(gòu)造成位于提供液壓流體以操作液壓馬達(dá)130的同一流 體回路上的回油泵、并消除對用于操作馬達(dá)和潤滑輪端的單獨的液壓流體系統(tǒng)的需求, 在此公開的實施例提供了一用于合并(傳統(tǒng)上包括單獨的液壓流體系統(tǒng))成單個流體系統(tǒng) 的方案。在其中泵140設(shè)置在液壓馬達(dá)130的殼體134或輪轂支撐殼體121內(nèi)的實施例 中,泵140可包括一帶槽閥板142,以便選擇性地允許流體流入液壓馬達(dá)130或輪轂支撐 殼體121中的一個或多個中和/或在它們之間流動??蛇x地,泵140還可包括用于限制閥 板142的旋轉(zhuǎn)量的限流環(huán)143以便調(diào)節(jié)通過閥板142的流體流的方向和體積。泵140還可 包括用于適當(dāng)?shù)孛芊獗?40的蓋144,其使泵140能夠獲得產(chǎn)生正排量流體流所需的必不 可少的抽吸和壓縮。泵140可經(jīng)由流體通道132從液壓回路113抽吸(或“回流”)液 壓流體,該流體通道132可穿過液壓馬達(dá)130的殼體134和/或輪轂支撐殼體121設(shè)置。如所述的,作為替換方案或除設(shè)置在液壓馬達(dá)130的殼體134或輪轂支撐殼體121中的一個或多個之內(nèi)的內(nèi)設(shè)泵之外,泵140可包括外設(shè)泵,例如用于使液壓流體貫通 液壓回路113循環(huán)的液壓泵112。雖然外設(shè)泵與內(nèi)設(shè)泵相比可增加制造成本(例如,附加 殼體和接頭的成本)和重量(例如,附加殼體、接頭等的重量),但外設(shè)泵可比內(nèi)設(shè)泵更 易于操作。此外,外設(shè)泵無需符合強(qiáng)加在內(nèi)設(shè)泵送機(jī)構(gòu)——其設(shè)計成配合在殼體134或 輪轂支撐殼體121中的任一者(或二者)內(nèi)的相對有限的區(qū)域內(nèi)——上的嚴(yán)格尺寸要求。泵140可構(gòu)造成維持足以有效地潤滑輪轂驅(qū)動組件125的液壓流體流量水平。 例如,在其中泵140實施為擺線泵141的實施例中,擺線泵可與恒星齒輪軸125d聯(lián)接, 使得通過擺線泵的液壓流體的流速基于恒星齒輪軸125d的速度。因此,隨著恒星齒輪軸 125d的速度增加(對應(yīng)于高速運轉(zhuǎn)的輪端組件115),擺線泵141的速度也增加,從而增 加進(jìn)入輪轂支撐殼體121內(nèi)的潤滑劑的流量。類似地,隨著恒星齒輪軸125d的速度降低 (對應(yīng)于低速運轉(zhuǎn)的輪端組件115),擺線泵141的速度降低,從而降低進(jìn)入輪轂支撐殼體 121內(nèi)的潤滑劑的流量。通過基于例如恒星齒輪軸125d的速度來調(diào)節(jié)與輪轂支撐殼體121相關(guān)的液壓流 體的流量,輪端組件115可構(gòu)造成確保充分(但不過量)體積的潤滑劑注入輪轂支撐殼體 121內(nèi)。此外,這種調(diào)節(jié)還可限制液壓流體在輪轂支撐殼體121內(nèi)的過量積聚,這種過量 積聚可對輪轂驅(qū)動組件125a-d及其組成構(gòu)件中的一個或多個形成明顯阻力,這有可能導(dǎo) 致靜液壓輪端的效率降低。工業(yè)實用性根據(jù)本文公開的實施例的輪端組件提供了一種將用于重型機(jī)械的液壓馬達(dá)和輪 端驅(qū)動構(gòu)件結(jié)合在單個緊湊單元中的方案。將液壓馬達(dá)和輪轂驅(qū)動構(gòu)件結(jié)合在單個單元 中允許方便地將液壓馬達(dá)和輪轂驅(qū)動構(gòu)件與共同的液壓流體回路流體聯(lián)接,從而能夠使 用用于給液壓馬達(dá)提供動力的液壓流體來潤滑輪轂驅(qū)動構(gòu)件。此外,通過在液壓馬達(dá)與 輪轂支撐殼體(其容納輪轂驅(qū)動構(gòu)件)之間的流體回路中設(shè)置一泵機(jī)構(gòu),文中所述的輪 端組件可構(gòu)造成調(diào)節(jié)輪轂支撐殼體中的流體流量,以維持輪轂支撐殼體中的適當(dāng)流體水 平。雖然將特定公開的實施例描述和示為與機(jī)動平地機(jī)或其它輪式驅(qū)動機(jī)械相關(guān), 但其可適用于任何利用變速液壓驅(qū)動系統(tǒng)的機(jī)械——其中減小最終傳動構(gòu)件的尺寸和重 量可能是有利的。具體而言,文中所述的輪端組件在具有有限的軸向空間或嚴(yán)格的重量 要求的機(jī)械中可能是特別有利的,其中常規(guī)的液壓驅(qū)動組件會不必要地增加機(jī)械的重量 和胎面接地寬度。在此公開的輪端組件可具有數(shù)個優(yōu)點。例如,文中所述的輪端組件將液壓馬達(dá) 構(gòu)件和輪端驅(qū)動構(gòu)件結(jié)合在單個緊湊的單元中。通過將液壓馬達(dá)和驅(qū)動構(gòu)件集成在單個 系統(tǒng)中,液壓馬達(dá)和驅(qū)動構(gòu)件可適合共用每個系統(tǒng)所需要的構(gòu)件和特征(例如,共同的 殼體和流體回路、液壓泵、貯液器等),從而消除對特定重復(fù)構(gòu)件的需求。結(jié)果,在此公 開的輪端組件與采用單獨的液壓馬達(dá)和驅(qū)動組件系統(tǒng)的常規(guī)的液壓驅(qū)動組件相比可顯著 減少制造成本和材料成本。此外,根據(jù)在此公開的實施例的輪端組件系統(tǒng)可減少與驅(qū)動組件相關(guān)的維護(hù)成 本。例如,在常規(guī)的靜液壓驅(qū)動裝置中,液壓馬達(dá)和驅(qū)動組件彼此流體隔離(即,液壓 馬達(dá)和驅(qū)動組件位于不同的液壓回路上),每個均需要單獨和獨立的定期維修和維護(hù)。相反,文中所述的輪端組件包括構(gòu)造成共用同一液壓回路的液壓馬達(dá)和驅(qū)動組件。因此, 用于液壓馬達(dá)和驅(qū)動構(gòu)件二者的液壓流體可在單個操作位置被同時地供應(yīng)和重新充入, 從而消除與維修單獨的流體系統(tǒng)相關(guān)的維護(hù)成本。可通過將與機(jī)械相關(guān)的多個輪端組件 構(gòu)造成共用單個液壓回路、為位于機(jī)械上的多個輪端提供相同的輸入和輸出流體液壓維 修位置而進(jìn)一步減少維護(hù)成本。 此外,在此公開的輪端組件可增加驅(qū)動效率。例如,用于驅(qū)動組件的常規(guī)潤滑 系統(tǒng)僅將液壓流體泵送到驅(qū)動齒輪組殼體內(nèi),通常不必要地過量填充驅(qū)動殼體,可能對 齒輪組產(chǎn)生過大的流體阻力,從而降低機(jī)械驅(qū)動效率。相反,文中所述輪端組件包括的 泵基于驅(qū)動齒輪系統(tǒng)的流量需求調(diào)節(jié)進(jìn)入輪轂支撐殼體內(nèi)的液壓流體的流量。這種調(diào)節(jié) 確保流體水平足以充分潤滑驅(qū)動齒輪而不會形成過大的阻力,這與將液壓流體泵送到齒 輪組殼體內(nèi)而不進(jìn)行調(diào)節(jié)的驅(qū)動系統(tǒng)相比可導(dǎo)致機(jī)械驅(qū)動效率增加。
權(quán)利要求
1.一種輪端組件(115),包括輪轂支撐殼體(121);輪轂驅(qū)動組件(125),其與所述輪轂支撐殼體以可旋轉(zhuǎn)的方式連接;液壓馬達(dá)(130),其與所述輪轂驅(qū)動組件以可操作的方式聯(lián)接,所述液壓馬達(dá)設(shè)置成 將扭矩傳遞到所述輪轂驅(qū)動組件;以及泵(140),其與所述輪轂驅(qū)動組件和所述液壓馬達(dá)流體聯(lián)接,所述泵設(shè)置成向所述輪 轂驅(qū)動組件提供液壓流體流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的輪端組件,其中,所述輪轂支撐殼體包括殼體凸緣(121b),其 內(nèi)表面適于配合在所述液壓馬達(dá)的一部分周圍以限定出所述輪轂支撐殼體與所述液壓馬 達(dá)之間的旋轉(zhuǎn)界面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的輪端組件,其中,所述液壓馬達(dá)包括軸向活塞式馬達(dá)。
4.根據(jù)權(quán)利要求4的輪端組件,其中,所述液壓馬達(dá)還包括在接合時防止所述軸向活 塞式馬達(dá)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的駐車制動器(136)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的輪端組件,其中,所述泵包括擺線泵(141),所述擺線泵(141) 大致設(shè)置在所述輪轂支撐殼體的入口處以便調(diào)節(jié)與所述輪轂驅(qū)動組件相關(guān)的液壓流體 流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的輪端組件,其中,所述泵設(shè)置在所述輪轂支撐殼體和所述液壓馬 達(dá)外部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的輪端組件,其中,所述輪轂支撐殼體和所述液壓馬達(dá)與共同的液 壓流體回路(113)流體聯(lián)接,其中所述共同的液壓流體回路構(gòu)造成將所述液壓流體流引 導(dǎo)到所述液壓馬達(dá)和所述輪轂驅(qū)動組件。
8.一種用于調(diào)節(jié)與輪端組件(115)相關(guān)的液壓流體流的方法,包括從液壓回路(113)接收液壓流體流,所述液壓回路包括與輪轂驅(qū)動組件(125)和液壓 馬達(dá)(130)流體聯(lián)接的泵(140),以及通過所述泵將所述液壓流體流的至少一部分引導(dǎo)到包括所述輪轂驅(qū)動組件的至少一 部分的輪轂支撐殼體(121)內(nèi),以便潤滑所述輪轂驅(qū)動組件的所述至少一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法,其中,將所述液壓流體的所述至少一部分引導(dǎo)到所述輪轂 支撐殼體內(nèi)包括基于所述輪轂驅(qū)動組件的一部分的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)進(jìn)入所述輪轂支撐殼體內(nèi) 的液壓流體的所述至少一部分的流量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法,其中,將所述液壓流體的所述至少一部分引導(dǎo)到所述輪 轂支撐殼體內(nèi)包括如果與所述輪轂支撐殼體相關(guān)的液壓流體水平低于臨界流體水平, 則從所述液壓回路抽吸液壓流體。
全文摘要
輪端組件(115)包括輪轂支撐殼體(121)和與該輪轂支撐殼體可旋轉(zhuǎn)地連接的輪轂驅(qū)動組件(125)。該輪端組件還包括與輪轂驅(qū)動組件可操作地聯(lián)接的液壓馬達(dá)(130),該液壓馬達(dá)設(shè)置成向輪轂驅(qū)動組件傳遞扭矩。該輪端組件還包括與輪轂驅(qū)動組件和液壓馬達(dá)流體聯(lián)接的泵(140),該泵設(shè)置成向輪轂驅(qū)動組件提供液壓流體流。
文檔編號B60B27/00GK102015324SQ200980115502
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者A·G·范尼特, D·P·瑟爾基森, N·P·湯姆森, S·A·丹尼爾 申請人:卡特彼勒公司