用于改進的差速器鎖的系統及方法
【專利摘要】一種雙輪差速器系統，包括：內轂，外轂，機械連接在所述內轂和所述外轂之間的使所述內轂和所述外轂以不同角速度旋轉的差速器組件。一種用戶可驅動的鎖定系統，配置為將所述內轂通過機械方式與所述外轂鎖定。所述用戶可驅動的鎖定系統可包括配置為與所述內轂和所述外轂中至少一個接合的至少一個軸向平移或徑向平移的鎖定銷。所述鎖定系統可氣動驅動、液壓驅動或機電驅動。
【專利說明】用于改進的差速器鎖的系統及方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年2月18日提交的美國臨時專利申請第61/940,874號的優先權，上述美國臨時申請的全部內容通過引用并入本文。
技術領域
[0003]本發明的技術領域總體上涉及差速器輪端部和軸部，更為具體而言，涉及雙輪差速器系統。
【背景技術】
[0004]具有雙輪結構的輪端部常常用于連接大型車輛。這種車輪端部通常包括行星輪端齒輪減速器并且這種車輪端部可以使用配置成使兩個輪轂以不同的角速度旋轉的差速器。這調節了兩個輪子在轉向過程中所產生的距離差，從而大大提高了輪胎的壽命。
[0005]輪端部的差速器通常以一種“開放”的形式運行，然而，在某些情況下，經常要求將差速器的各種組件鎖定在一起增加牽引力。在這方面，目前已知的差速器鎖定機構在許多方面并不令人滿意。例如，許多鎖定機構要求駕駛者離開車輛的駕駛室，通過操作難以觸及的螺母或者類似部件通過機械方式鎖定差速器組件。
[0006]因此，本領域亟需提供改進的雙輪差速器鎖定機構。此外，結合附圖、上述技術領域和【背景技術】的內容，根據下文的具體描述和所附權利要求書，本發明的其他需要的特征和特性將變得清楚明了。

【發明內容】

[0007]根據一種差速器鎖定系統的一種實施方式，所述系統包括:內轂;外轂;機械連接于所述內轂和所述外轂之間的使所述內轂和所述外轂以不同的角速度旋轉的差速器組件；用戶可驅動的鎖定系統，所述用戶可驅動的鎖定系統配置為將所述內轂通過機械方式與所述外轂鎖定。所述用戶可驅動的鎖定系統可包括:例如，至少一個軸向平移鎖定銷，所述平移鎖定銷可由多種方式驅動，例如:機電驅動、液壓驅動或氣動驅動。
[0008]根據另一實施方式，一種用于雙輪差速器系統的用戶可驅動的鎖定裝置，所述雙輪差速器系統具有:內轂，外轂以及在所述內轂和所述外轂之間機械連接的差速器組件。所述用戶可驅動的鎖定系統包括:驅動系統；以及至少一個平移鎖定銷，所述平移鎖定銷與所述驅動系統通信連接，所述至少一個平移鎖定銷配置為響應所述驅動系統選擇性地鎖定和解鎖所述內轂與所述外轂。
[0009]根據一種雙輪差速器鎖定方法的一種實施方式，所述方法包括:在內轂和外轂之間提供差速器組件，所述差速器組件通過機械方式配置為使所述內轂和所述外轂以不同的角速度旋轉；以及驅動鎖定系統，從而選擇性地鎖定和解鎖所述內轂與所述外轂，使所述內轂和所述外轂以基本相同的角速度旋轉。
【附圖說明】
[0010]以下將結合下述附圖詳述示例性實施方式，其中，以相同的附圖標記指代相同的元件，其中:
[0011 ]圖1是根據一種實施方式的差速器輪端鎖定系統的橫截面圖；
[0012]圖2是根據另一實施方式的差速器輪端鎖定系統的橫截面圖；
[0013]圖3是根據另一實施方式的差速器輪端鎖定系統的橫截面剖視圖。
【具體實施方式】
[0014]總體而言，本文所述的主題涉及改進的差速器鎖定系統。在一些實施方式中，鎖定機構包括徑向平移鎖定銷，而在其他實施方式中，鎖定機構包括軸向平移鎖定銷。此外，各種實施方式可以手動機械操作(例如，通過經由輪端部易于觸及的便利的固定裝置)或可以通過操作者在車輛的駕駛室內驅動的模塊或子系統(例如，通過機電、液壓或氣動鎖定系統)來操作。下面的詳細描述實質上僅僅是示例性地，無意限制公開的內容或其應用和使用。此外，本發明不受上述【背景技術】或下述詳細說明中提及的任何理論的限制。
[0015]圖1顯示了根據如下實施方式的輪端部100的橫截面圖，該實施方式合并了下文詳細描述的軸向電子驅動鎖定機構。為了清楚起見，圖1僅顯示了輪端部的一半，可以理解為圍繞其旋轉軸170表現出對稱性。雖然下面描述的電磁鎖定機構和差速器系統可用于各種各樣的輪端部，但是圖1公開了一種這樣的實例并且無意將本發明限定與此。輪端部100可并入各種卡車、建筑施工車輛以及通常可合并差速器輪端部和軸部的任何其他形式的運輸工具。
[0016]通常，輪端部100包括:中央主軸101、內差速器箱102、外差速器箱103、內車輪轂(或簡稱“內轂”)104、外差速器輪轂(或簡稱“外轂”)105、差速器齒輪106、差速器側齒輪107和108、差速器齒輪銷109、墊片110，側齒輪緊固件111和內輪軸承112。輪端部100還包括外車輪軸承113、軸套/軸承114和115、齒圈116、齒圈輪轂117、主軸螺母118和制動驅動器119。一般來說，如本領域已知的，部件106、107、108、109在此統稱為“差速器組件”，該差速器組件與標示出的輪轂104和105機械連接(例如，通過緊固件111)，從而使內轂104和外轂105以不同的角速度旋轉(通過差速器齒輪106的作用)。
[0017]繼續參見圖1，附圖標記I表示內輪轂法蘭(例如，完整法蘭)，附圖標記II和IV表示輪輞中心線(和相應的車輪荷載)，附圖標記III表示外輪轂法蘭(例如，扇形法蘭)。區域A和區域B對應于一個或多個密封方案，如面密封或迷宮式密封。區域C對應于銷鎖定方案(例如，定位銷)，區域D對應于螺栓連接結構。區域E對應于差速器與行星齒輪的連接結構(如螺栓連接結構或花鍵連接結構)。本領域技術人員可在圖1中識別出各種不同的組件和子系統(例如:行星齒輪、側齒輪等)，本發明的主題不限于附圖中顯示的具體差速器幾何部件。
[0018]圖1還示出了用戶可驅動的鎖定系統，其包括至少一個軸向平移鎖定銷，該軸向平移鎖定銷被配置為與內轂104和外轂105兩者接合。就這點而言，本文所使用的“軸向”是指平行于軸170的方向或取向，“徑向”是指垂直并交叉于軸170的取向。在舉例說明的實施方式中，用戶可驅動的鎖定系統包括:機電元件120，第一鎖定銷122和第二鎖定銷123。在OFF位置(通過模塊160確定)，電磁元件120在如圖1所示的解鎖位置。然而，在ON的位置，電磁元件130將銷或一套鎖定銷122(直接或間接地)推進圓柱形間隙131，從而鎖定內轂104(即，相對于差速器箱103) ο隨著銷122延伸，進一步觸及并平移銷123，使得銷123延伸進入圓柱形間隙130，從而鎖定外轂105。如圖所示，當電磁元件130(通過模塊160)被切換回OFF狀態，則銷123和122通過返回彈簧124和125返回到解鎖位置，如圖所示，返回彈簧124和125分別與銷123和122連接。在其他實施方式中，不包括銷123和彈簧125(即，只使用一套彈簧和銷)。電磁元件130可以以多種方式實現。在一種實施方式中，例如，元件130包括EATON EL0CKER驅動器。同樣，模塊160可由能夠驅動電磁元件120的硬件和軟件的任何組合構成。在一種實施方式中，模塊160被設置在使用輪端部100的車輛駕駛室中，從而便于輪轂104和105的解鎖和鎖定。
[0019]圖2示出了根據另一實施方式的用于輪端部200的氣動驅動系統，其中內輪轂220和外輪轂221的驅動和鎖定是利用氣壓方式實現的，所述氣壓來自于例如:車輛的壓縮機(未示出)或其他合適的壓力源。本領域技術人員可在圖2中識別出前文圖1所描述的各種雙輪差速器元件(或類似元件)。
[0020]在一種實施方式中，輪端部200配備有CTIS(中央輪胎充氣系統)元件，并且，主軸202包括:空氣通道204，其從法蘭端至中間區域(如圖所示，例如:輪轂220與輪轂221之間)以鉆孔或其他方式而形成。兩個密封元件206容納空氣208，并使空氣208引導至驅動銷210。氣壓推動銷向外(沿徑向方向)進入接收間隙209，從而如圖所示鎖定外輪轂221和內輪轂220。這樣，連接至內輪轂220的差速器機構與外輪轂221旋轉鎖定。
[0021]在可選的實施方式中，采用液壓驅動。也就是說，驅動類似于上述圖2所述的氣動情形，但是使用液壓油代替空氣。可以理解的是，重型、非公路車輛和機器設備經常使用WDB(濕式盤式制動器)，其包括自身獨立運行的液壓系統。相應地，單獨的液壓線可以與制動電路并行運行從而驅動鎖定銷210。
[0022]圖3顯示了用于輪端部300的獨立的、手動接合和分離的鎖定銷配置，輪端部300可使兩個獨立旋轉的輪轂320和321鎖定。在本實施方式中，鎖定系統包括螺母或其他外部可觸及的機械部件304，內部返回彈簧303和細長銷302。如圖所示，銷302與開口(銷302在該開口中移動)具有兩個不同的直徑。銷302的一端具有與螺母304配合的螺紋。彈簧將銷延伸到差速器殼中的徑向槽或孔中，從而將輪轂鎖定到差速器上。多個銷可用于提供合適的強度。銷302螺紋端上的螺母304壓緊彈簧303，并從差速器殼取出銷302。
[0023]綜上所述，本發明提供了用于改進的雙輪差速器鎖定系統的方法和裝置。在一些實施方式中，鎖定機構包括徑向平移鎖定銷，而在其他實施方式中，鎖定機構包括軸向平移的鎖定銷。本發明的實施方式可通過手動、機械方式驅動(例如，通過經由車輪端部易于觸及的便捷的固定裝置)或可以通過操作者在車輛駕駛室內操作的模塊或子系統(例如，通過機電子系統、液壓子系統或氣動子系統)驅動。
[0024]盡管在前文【具體實施方式】部分已呈現了至少一個示例性的實施方式，但應當理解的是這些實施方式存在大量的變化。還應當理解，以上的一個或多個示例性的實施方式僅僅是舉例說明，無意以任何形式對本發明公開的內容的范圍、適用性或構造進行限定。相反，前文【具體實施方式】部分為本領域技術人員提供了用于實施以上一個或多個示例性的實施方式的便捷方法圖。此外，本發明不受上述技術領域、【背景技術】或具體說明中提及或暗示的任何理論的限制。
[0025]本文所使用的術語模塊是指任何硬件、軟件、固件、電子控制元件、處理邏輯和/或處理器設備(單獨的或任意組合)，包括但不限于:專用集成電路(ASIC)、電子電路、處理器(共享、專用或組)和存儲器，所述存儲器執行一個或多個軟件或固件程序、組合邏輯電路和/或其他提供所述功能的合適的元件。應該理解，在不背離本發明公開內容的范圍的情況下，可以對元件的功能和布置做出各種各樣的改變。
【主權項】
1.一種雙輪差速器系統，所述系統包括: 內轂； 外轂； 機械連接于所述內轂和所述外轂之間的使所述內轂和所述外轂以不同的角速度旋轉的差速器組件； 用戶可驅動的鎖定系統，所述用戶可驅動的鎖定系統配置為通過機械方式將所述內轂與所述外轂鎖定。2.如權利要求1所述的系統，其中，所述用戶可驅動的鎖定系統包括: 至少一個軸向平移鎖定銷，其配置為接合所述內轂和所述外轂中的至少一個。3.如權利要求2所述的系統，其中，所述用戶可驅動的鎖定系統包括: 第一鎖定銷和第二鎖定銷； 所述第一鎖定銷配置為與所述內轂接合，所述第二鎖定銷配置為當所述第一鎖定銷碰觸所述第二鎖定銷時與所述外轂接合。4.如權利要求3所述的系統，其中，其中所述第一鎖定銷和所述第二鎖定銷中的至少之一裝有彈簧。5.如權利要求3所述的系統，其中，所述第一鎖定銷將所述內轂固定到所述差速器組件的外部差速器箱。6.如權利要求2所述的系統，其中，所述至少一個軸向平移鎖定銷為機電驅動。7.如權利要求2所述的系統，其中，所述至少一個軸向平移鎖定銷為液壓驅動或氣動驅動。8.如權利要求1所述的系統，其中，所述用戶可驅動的鎖定系統包括: 至少一個徑向平移鎖定銷，其配置為將所述內轂固定至所述外轂。9.如權利要求8所述的系統，其中，所述至少一個徑向平移鎖定銷為機電驅動。10.如權利要求8所述的系統，其中，所述至少一個徑向平移鎖定銷為液壓驅動或氣動驅動。11.如權利要求9所述的系統，其中，所述至少一個徑向平移鎖定銷通過與壓力源氣動連通的氣體通道驅動。12.如權利要求1O所述的系統，其中，所述壓力源為中央輪胎充氣系統。13.一種雙輪差速器鎖定方法，所述方法包括: 在內轂和外轂之間提供差速器組件，所述差速器組件通過機械方式配置為使所述內轂和所述外轂以不同的角速度旋轉；以及 驅動鎖定系統以選擇性地鎖定和解鎖所述內轂與所述外轂，使所述內轂和所述外轂以基本相同的角速度旋轉。14.如權利要求12所述的方法，其中，所述鎖定系統包括: 至少一個軸向或徑向平移鎖定銷，其配置為接合所述內轂和所述外轂中的至少一個。15.如權利要求13所述的方法，其中，所述至少一個軸向或徑向平移鎖定銷為機電驅動。16.如權利要求13所述的方法，其中，所述至少一個軸向或徑向平移鎖定銷為氣動驅動。17.—種用于雙輪差速器系統的用戶可驅動的鎖定裝置，所述雙輪差速器系統具有內轂，外轂以及在所述內轂和所述外轂之間機械連接的差速器組件，所述用戶可驅動的鎖定系統包括: 驅動系統；以及 至少一個平移鎖定銷，所述平移鎖定銷與所述驅動系統具有通信連接，所述至少一個平移鎖定銷配置為響應所述驅動系統選擇性地鎖定和解鎖所述內轂與所述外轂。18.如權利要求16所述的用戶可驅動的鎖定裝置，其中，所述至少一個平移鎖定銷為軸向平移鎖定銷，所述驅動系統為機電驅動系統。19.如權利要求17所述的用戶可驅動的鎖定裝置，其中，所述用戶可驅動的鎖定系統包括:第一鎖定銷和第二鎖定銷;所述第一鎖定銷配置為與所述內轂接合，所述第二鎖定銷配置為當所述第一鎖定銷碰觸所述第二鎖定銷時與所述外轂接合。20.如權利要求16所述的用戶可驅動的鎖定裝置，其中，所述至少一個平移鎖定銷為徑向平移鎖定銷，所述驅動系統為氣動驅動系統。21.如權利要求18所述的用戶可驅動的鎖定裝置，其特征在于，所述氣動驅動系統與中央輪胎充氣系統連接。
【文檔編號】F16H48/24GK106030157SQ201580009105
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月17日
【發明人】馬呂斯·弗魯姆, 丹·烏爾蘇, 巴里·格羅夫斯
【申請人】艾科泰國際知識產權控股有限公司