專利名稱：傳動(dòng)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳動(dòng)組件，更具體地，涉及一種具有內(nèi)部制動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組件。
背景技術(shù)：
機(jī)器，包括公路和非公路上的貨車和專業(yè)用途卡車、輪式裝載機(jī)、自動(dòng)式平地機(jī)、 以及其它類型的重型設(shè)備，通常包括機(jī)械式變速器，該機(jī)械式變速器經(jīng)由差速器和兩個(gè)基 本相同的輪邊減速器總成(final driveassembly)(位于差速器和各牽引裝置之間)驅(qū)動(dòng) 地連結(jié)到相對(duì)的牽引裝置上。差速器接收來(lái)自變速器的動(dòng)力輸入，并產(chǎn)生經(jīng)由輪邊減速器 總成引導(dǎo)至牽引裝置的兩個(gè)動(dòng)力輸出。輪邊減速器總成用于將差速器輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)速度降低 到適于驅(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的牽引裝置并由此驅(qū)動(dòng)機(jī)器的水平。 每個(gè)輪邊減速器總成通常包括由差速器驅(qū)動(dòng)的輸入軸、連接到相關(guān)聯(lián)的牽引裝置 的輸出軸、在輸入和輸出軸之間連接的行星齒輪裝置、以及設(shè)置用來(lái)減緩輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的 制動(dòng)器總成。行星齒輪裝置通常包括被固定成與輸入軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)齒輪，具有由太陽(yáng) 齒輪驅(qū)動(dòng)的多個(gè)行星齒輪和被固定成與輸出軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的相應(yīng)行星架的行星齒輪機(jī)構(gòu)、以 及也與行星齒輪接合的靜止齒圈。制動(dòng)器總成包括與行星單元的太陽(yáng)齒輪互連的一個(gè)或多 個(gè)制動(dòng)盤。致動(dòng)器活塞位于制動(dòng)盤的一側(cè)上，反作用板位于相對(duì)側(cè)上。致動(dòng)器活塞和反作 用板通常是外徑基本等于制動(dòng)盤的外徑的環(huán)形盤狀結(jié)構(gòu)。加壓流體使致動(dòng)器活塞靠在第一 盤上，第一盤進(jìn)而壓靠第二盤，接著壓靠反作用板。這樣，致動(dòng)器活塞與第一和第二盤兩者 產(chǎn)生摩擦，由此減緩太陽(yáng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。 在上述類型的構(gòu)造中，制動(dòng)器的啟動(dòng)會(huì)產(chǎn)生大量熱。在操作期間，制動(dòng)盤可能變得 過(guò)熱并翹曲，過(guò)度的熱量會(huì)縮短制動(dòng)盤的使用壽命。 一些熱量會(huì)經(jīng)由致動(dòng)器活塞、反作用板 和隔板部件消散。但是，這些部件的尺寸可能限制能夠被吸收和消散的熱的數(shù)量。此外，隨 著制動(dòng)盤磨損，能在中央殼體內(nèi)產(chǎn)生碎屑。由于沒(méi)有供碎屑積聚的空間，碎屑可能與制動(dòng)盤 保持接觸，由此造成車橋轉(zhuǎn)動(dòng)的拖曳、摩擦表面的碎屑污染、以及車橋部件的加速磨損。
在一些構(gòu)造中，對(duì)制動(dòng)盤和總成進(jìn)行了設(shè)計(jì)修正，以提供連續(xù)冷卻和積聚碎屑的 清除。在2002年2月12日授予Dewald et al.的美國(guó)專利6345712B1 (' 712專利)中 記載了使用冷卻通路系統(tǒng)的半軸總成的一個(gè)示例。在'712專利中，在摩擦盤中形成有凹 槽，以使?jié)櫥徒?jīng)由摩擦盤向外流出并進(jìn)入油冷卻通路。潤(rùn)滑油在制動(dòng)器上流動(dòng)時(shí)會(huì)吸收 熱量，并且熱量會(huì)隨著潤(rùn)滑油流經(jīng)通路時(shí)消散到差速器殼。此外，流動(dòng)力提供了清洗作用， 以消除碎屑陷入制動(dòng)器活塞缸筒和密封區(qū)域的可能性。 盡管'712專利所描述的冷卻通路在一些情況下可能夠用，但它們不能提供足夠 的冷卻效率。制動(dòng)盤周圍的小空間不能容納足夠多的冷卻油，造成制動(dòng)盤冷卻不夠。此 外，'712專利公開的方法可能造成不均勻熱傳導(dǎo)，這會(huì)使制動(dòng)盤扭曲，尤其是在極端運(yùn)行 條件下。 本發(fā)明的傳動(dòng)組件解決了一個(gè)或多個(gè)上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面涉及一種具有內(nèi)部制動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組件。傳動(dòng)組件包括中央殼 體、位于中央殼體內(nèi)的傳動(dòng)部件和至少一個(gè)制動(dòng)盤，該至少一個(gè)制動(dòng)盤具有預(yù)定直徑并被 固定到傳動(dòng)部件以與該傳動(dòng)部件一起轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)組件還包括直徑大于預(yù)定直徑并構(gòu)造成摩 擦接合所述至少一個(gè)制動(dòng)盤和吸收摩擦接合產(chǎn)生的熱量的元件。 本發(fā)明的另一方面涉及一種增強(qiáng)傳動(dòng)組件的制動(dòng)系統(tǒng)的部件冷卻的方法，所述制 動(dòng)系統(tǒng)包括至少一個(gè)制動(dòng)盤，和位于所述至少一個(gè)制動(dòng)盤的兩相對(duì)側(cè)上的致動(dòng)器活塞(50) 和反作用板(54)，致動(dòng)器活塞和反作用板中的至少一個(gè)的直徑和質(zhì)量大于所述至少一個(gè)制 動(dòng)盤。所述方法包括操作傳動(dòng)組件，和通過(guò)使致動(dòng)器活塞接合在所述至少一個(gè)制動(dòng)盤上而 致動(dòng)所述制動(dòng)系統(tǒng)，由此產(chǎn)生熱量。所述方法還包括使從所述至少一個(gè)制動(dòng)盤產(chǎn)生的熱量 消散至更大直徑和更大質(zhì)量的致動(dòng)器活塞或反作用板。


圖1是本發(fā)明的示例性傳動(dòng)組件的立體圖；
圖2是圖1的傳動(dòng)組件的截面圖；以及 圖3是圖1的傳動(dòng)組件中示例性內(nèi)部制動(dòng)系統(tǒng)的放大截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出本發(fā)明的示例性傳動(dòng)組件10。傳動(dòng)組件10可以與機(jī)動(dòng)車輛(未示出) 相關(guān)聯(lián)，以驅(qū)動(dòng)車輛。因此，傳動(dòng)組件10包括差速器總成12以及第一和第二輪邊減速器總 成14、16。輸入部件例如傳動(dòng)軸18可以將車輛的動(dòng)力源(即，發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器，兩者都未示 出)驅(qū)動(dòng)地連接到差速器總成12。兩個(gè)輸出部件例如第一輸出軸20和第二輸出軸22將 輪邊減速器總成14、16驅(qū)動(dòng)地連接到位于車輛兩相對(duì)側(cè)的牽引裝置24上。在一個(gè)實(shí)施例 中，牽引裝置24可以體現(xiàn)為車輪。輪邊減速器總成14、16可以驅(qū)動(dòng)地連結(jié)到差速器總成12 上，使得傳動(dòng)軸18的轉(zhuǎn)動(dòng)引起輸出軸20、22和牽引裝置24的相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖2所示，差速器總成12可以包括中央殼體26和支承在中央殼體26內(nèi)的差速 齒輪機(jī)構(gòu)28。中央殼體26可以是基本筒形的殼體，其軸向方向基本與輸出軸20、22對(duì)齊。 可以在中央殼體26內(nèi)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)軸承30，以支承輸出軸20、22的轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)軸18可 延伸穿過(guò)中央殼體26的一側(cè)，以接合并旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)差速齒輪機(jī)構(gòu)28。差速齒輪機(jī)構(gòu)28進(jìn) 而可以接合輸出軸20、22并將傳動(dòng)軸18的輸入轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞至輸出軸20、22。在中央殼體26 的每個(gè)相對(duì)端部，可以設(shè)置端面32來(lái)接合和密封輪邊減速器總成14、16的支腿式殼體34。 具體而言，中央殼體26的端面32可以與每個(gè)支腿式殼體34的端面35相匹配。
每個(gè)輪邊減速器總成14、 16的支腿式殼體34可以包圍并支承行星齒輪裝置36和 相關(guān)聯(lián)的一個(gè)輸出軸20、22?？梢栽O(shè)置一個(gè)或多個(gè)軸承38來(lái)支承支腿式殼體34內(nèi)的輸出 軸20、22的轉(zhuǎn)動(dòng)。輸出軸20、22可以由差速齒輪機(jī)構(gòu)28驅(qū)動(dòng)并由行星齒輪裝置36減速。 支腿式殼體34可以例如通過(guò)圍繞其外周的帶螺紋緊固件40連接到中央殼體26。
在本發(fā)明中，行星齒輪裝置可以具有至少三個(gè)元件，包括太陽(yáng)齒輪、具有至少一組 相連的行星齒輪的行星架、以及齒圈。行星架的行星齒輪可以與太陽(yáng)齒輪和齒圈嚙合，并且 如果同一行星架包括中間行星齒輪，則行星架的行星齒輪還與同一行星架的中間行星齒輪
4嚙合。太陽(yáng)齒輪、行星架、行星齒輪、以及齒圈可以同時(shí)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。或者，可以將太陽(yáng)齒輪、行星架和齒圈中的一個(gè)或多個(gè)保持為靜止不動(dòng)，以改變行星齒輪裝置的減速比。每個(gè)行星齒輪裝置可以接收一個(gè)或多個(gè)輸入轉(zhuǎn)動(dòng)并產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)動(dòng)。輸入和輸出之間轉(zhuǎn)速的變化可以取決于太陽(yáng)齒輪和齒圈的齒的數(shù)量。轉(zhuǎn)速的變化還可以取決于用來(lái)接收輸入轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪、被選擇用來(lái)提供輸出轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪，和哪個(gè)齒輪被保持靜止(如果有的話)。
在圖2所示的示例性實(shí)施例中，行星齒輪裝置36包括太陽(yáng)齒輪42、行星架44以及齒圈46。每個(gè)太陽(yáng)齒輪42都可以驅(qū)動(dòng)地連接成與差速齒輪機(jī)構(gòu)28—起轉(zhuǎn)動(dòng)。每個(gè)齒圈46可以在支腿式殼體34內(nèi)靜止固定。多個(gè)行星齒輪44a可以連接成與行星架44 一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并且與太陽(yáng)齒輪42和齒圈46嚙合。每個(gè)行星架44都可以連接成轉(zhuǎn)動(dòng)輸出軸20、22中的一個(gè)。因此，傳動(dòng)軸18的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力可以通過(guò)差速齒輪機(jī)構(gòu)28經(jīng)由太陽(yáng)齒輪42、行星齒輪44a及行星架44傳遞至輸出軸20、22，其中，固定的齒圈46僅影響運(yùn)動(dòng)的減速比。
參照?qǐng)D2和圖3，傳動(dòng)組件10可以配備有內(nèi)部制動(dòng)系統(tǒng)48 ( S卩，制動(dòng)系統(tǒng)48至少可以被中央殼體26和支腿式殼體34局部包圍)，該內(nèi)部制動(dòng)系統(tǒng)48構(gòu)造成抑制太陽(yáng)齒輪42的轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)系統(tǒng)48可以包括致動(dòng)器活塞50、至少一個(gè)制動(dòng)盤52、以及反作用板54。制動(dòng)盤52可以連接成與太陽(yáng)齒輪42 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，使得當(dāng)致動(dòng)器活塞50受到加壓流體的作用時(shí)，致動(dòng)器活塞50和反作用板54可以摩擦接合所述至少一個(gè)制動(dòng)盤52，由此減緩太陽(yáng)齒輪42的轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種構(gòu)造中，作用在致動(dòng)器活塞50上的流體壓力與抑制太陽(yáng)齒輪42的運(yùn)動(dòng)的力的大小相關(guān)。如果制動(dòng)系統(tǒng)48中包括多個(gè)制動(dòng)盤52，制動(dòng)盤52之間可以設(shè)置隔板56。復(fù)位彈簧58可以被設(shè)置用來(lái)將致動(dòng)器活塞50與反作用板54隔開并使制動(dòng)盤52脫開。
如圖3所示，致動(dòng)器活塞50、隔板56和/或反作用板54可以具有環(huán)形盤狀結(jié)構(gòu)，與制動(dòng)盤52的外徑相比，致動(dòng)器活塞50、隔板56和/或反作用板54的外徑增大。對(duì)于致動(dòng)器活塞50和/或反作用板54，外徑可以比制動(dòng)盤52的外徑大28mm。當(dāng)致動(dòng)制動(dòng)器總成時(shí)，致動(dòng)器活塞50、隔板56和/或反作用板54的相關(guān)聯(lián)的質(zhì)量增大可以作為吸收制動(dòng)盤52的熱量的能力增強(qiáng)的吸熱源。 如圖3所進(jìn)一步示出的，通過(guò)增大致動(dòng)器活塞50、隔板56和/或反作用板54的尺寸，可以獲得位于至少一個(gè)制動(dòng)盤52徑向向外并包圍在中央殼體26中的空間60。所述被包圍的空間60可以構(gòu)造成接收制動(dòng)產(chǎn)生的碎屑。
工業(yè)應(yīng)用性 本發(fā)明的傳動(dòng)組件可以用于具有內(nèi)部制動(dòng)系統(tǒng)的任意傳動(dòng)系，內(nèi)部制動(dòng)系統(tǒng)需要冷卻制動(dòng)器總成。本發(fā)明的傳動(dòng)組件通過(guò)增大致動(dòng)器活塞、反作用板和/或隔板部件相對(duì)于制動(dòng)盤的質(zhì)量而增強(qiáng)制動(dòng)冷卻能力。通過(guò)致動(dòng)器活塞、反作用板或隔板中的一個(gè)或多個(gè)的直徑增大，提供了增大的空間，可以增強(qiáng)碎屑攜帶能力。增強(qiáng)的冷卻能力和碎屑攜帶能力改進(jìn)了操作效率。 參照?qǐng)D3所示的示例性實(shí)施例，當(dāng)接合制動(dòng)器總成48時(shí)，通過(guò)將致動(dòng)器活塞50推向至少一個(gè)制動(dòng)盤52，加壓流體可以作用在制動(dòng)器總成上。制動(dòng)盤中的第一制動(dòng)盤52可以壓靠隔板56，隔板56進(jìn)而壓靠第二制動(dòng)盤52，第二制動(dòng)盤52可以壓靠反作用板54。在這種情況下，制動(dòng)盤52通過(guò)摩擦接合而產(chǎn)生熱量。熱量可以從制動(dòng)盤52消散至更大直徑和更大質(zhì)量的相鄰致動(dòng)器活塞50、反作用板54和隔板56部件。此外，致動(dòng)器活塞50、反作用板54和隔板56相對(duì)于制動(dòng)盤52增大的外徑可以形成位于制動(dòng)盤52徑向向外的空間。該空間可以構(gòu)造成接收制動(dòng)產(chǎn)生的碎屑。 致動(dòng)器活塞50、反作用板54和隔板56部件的相對(duì)尺寸增強(qiáng)了部件吸收相鄰制動(dòng)盤52的熱量的能力。通過(guò)增大致動(dòng)器活塞50、反作用板54和/或隔板56的質(zhì)量，部件可以用作考慮了較小直徑的制動(dòng)盤52的均應(yīng)熱量傳遞的吸熱源。 此外，通過(guò)增大致動(dòng)器活塞50、反作用板54和隔板56的尺寸，可以在制動(dòng)盤的外圍得到被包圍的空間60。所述被包圍的空間60可以收集制動(dòng)部件磨損和撕裂所產(chǎn)生的碎屑。此外，這種被包圍的空間60可容納更大量的冷卻油，由此增大制動(dòng)系統(tǒng)48的冷卻能力。
應(yīng)該理解，制動(dòng)盤和/或隔板的數(shù)量可以例如基于機(jī)器制動(dòng)能力發(fā)生變化。例如，制動(dòng)系統(tǒng)48可以包括位于致動(dòng)器活塞50和反作用板54之間的單個(gè)制動(dòng)盤52。作為另一示例，盡管在圖3的示例性實(shí)施例中示出兩個(gè)制動(dòng)盤52和單個(gè)隔板56，但可以是三個(gè)或三個(gè)以上的制動(dòng)盤52以及兩個(gè)或兩個(gè)以上的隔板56。容納碎屑積聚的空間60的容積可以例如基于制動(dòng)盤和/或隔板的數(shù)量以及基于制動(dòng)盤的相對(duì)于致動(dòng)器活塞50、反作用板54和/或隔板56的預(yù)定直徑而發(fā)生變化。 對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，很明顯可以對(duì)本發(fā)明的傳動(dòng)組件作出各種修正和改變。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很明顯可以基于在此所公開實(shí)施例的說(shuō)明和實(shí)施，得到其它實(shí)施例。應(yīng)該意識(shí)到，說(shuō)明和示例僅可以看成是示例性的，本發(fā)明的真正范圍由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
一種具有內(nèi)部制動(dòng)系統(tǒng)(48)的傳動(dòng)組件(10)，包括中央殼體(26)；位于所述中央殼體內(nèi)的傳動(dòng)部件；至少一個(gè)制動(dòng)盤(52)，所述至少一個(gè)制動(dòng)盤具有預(yù)定直徑并被固定到所述傳動(dòng)部件以與所述傳動(dòng)部件一起轉(zhuǎn)動(dòng)；和直徑大于所述預(yù)定直徑并構(gòu)造成摩擦接合所述至少一個(gè)制動(dòng)盤和吸收摩擦接合產(chǎn)生的熱量的元件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的傳動(dòng)組件，其特征在于，所述傳動(dòng)部件是太陽(yáng)齒輪(42)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)組件，其特征在于，所述元件固定到所述中央殼體，和包 括致動(dòng)器活塞(50)和反作用板(54)中的一個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳動(dòng)組件，其特征在于，所述元件是位于所述至少一個(gè)制動(dòng) 盤一側(cè)的致動(dòng)器活塞，所述傳動(dòng)組件還包括位于所述制動(dòng)盤另一側(cè)的反作用板，所述致動(dòng) 器活塞和所述反作用板兩者的直徑都大于所述制動(dòng)盤的所述預(yù)定直徑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳動(dòng)組件，其特征在于，所述至少一個(gè)制動(dòng)盤包括多個(gè)制動(dòng)
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳動(dòng)組件，其特征在于，還包括位于所述多個(gè)制動(dòng)盤中的第 一制動(dòng)盤和至少一個(gè)第二制動(dòng)盤之間的隔板(56)。
7. —種增強(qiáng)傳動(dòng)組件(10)的制動(dòng)系統(tǒng)(48)的部件冷卻的方法，所述制動(dòng)系統(tǒng)包括至 少一個(gè)制動(dòng)盤(52)和位于所述至少一個(gè)制動(dòng)盤的兩相對(duì)側(cè)上的致動(dòng)器活塞(50)和反作用 板(54)，所述致動(dòng)器活塞和所述反作用板中的至少一個(gè)的直徑和質(zhì)量大于所述至少一個(gè)制 動(dòng)盤，所述方法包括操作所述傳動(dòng)組件；通過(guò)使所述致動(dòng)器活塞接合在所述至少一個(gè)制動(dòng)盤上而致動(dòng)所述制動(dòng)系統(tǒng)，由此產(chǎn)生 熱量；禾口使從所述至少一個(gè)制動(dòng)盤產(chǎn)生的熱量消散至更大直徑和更大質(zhì)量的所述致動(dòng)器活塞 或反作用板。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，包括將熱量消散至更大直徑和更大質(zhì)量 的所述致動(dòng)器活塞和所述反作用板。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，包括安裝多個(gè)制動(dòng)盤。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，包括使從所述多個(gè)制動(dòng)盤產(chǎn)生的熱量消 散至更大直徑和更大質(zhì)量的隔板(56)，所述隔板(56)位于所述多個(gè)制動(dòng)盤中的第一制動(dòng) 盤與至少一個(gè)第二制動(dòng)盤之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有內(nèi)部制動(dòng)系統(tǒng)(48)的傳動(dòng)組件(10)。傳動(dòng)組件可以包括中央殼體(26)、位于差速器殼體內(nèi)的傳動(dòng)部件(42)和具有預(yù)定直徑的至少一個(gè)制動(dòng)盤(52)。所述至少一個(gè)制動(dòng)盤固定到傳動(dòng)部件以與傳動(dòng)部件一起轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)組件還包括直徑大于預(yù)定直徑并且構(gòu)造成摩擦接合所述至少一個(gè)制動(dòng)盤并吸收摩擦接合產(chǎn)生的熱量的元件。
文檔編號(hào)F16D65/78GK101796318SQ200880105124
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者J·D·蓋茨, J·內(nèi)爾克, R·J·吉布 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司