專利名稱：傳動組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種傳動組件，更具體地，涉及一種具有內部制動系統的傳動組件。
背景技術：
機器，包括公路和非公路上的貨車和專業用途卡車、輪式裝載機、自動式平地機、 以及其它類型的重型設備，通常包括機械式變速器，該機械式變速器經由差速器和兩個基 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)驅動 地連結到相對的牽引裝置上。差速器接收來自變速器的動力輸入，并產生經由輪邊減速器 總成引導至牽引裝置的兩個動力輸出。輪邊減速器總成用于將差速器輸出的轉動速度降低 到適于驅動相關聯的牽引裝置并由此驅動機器的水平。 每個輪邊減速器總成通常包括由差速器驅動的輸入軸、連接到相關聯的牽引裝置 的輸出軸、在輸入和輸出軸之間連接的行星齒輪裝置、以及設置用來減緩輸出軸的轉動的 制動器總成。行星齒輪裝置通常包括被固定成與輸入軸一起轉動的太陽齒輪，具有由太陽 齒輪驅動的多個行星齒輪和被固定成與輸出軸一起轉動的相應行星架的行星齒輪機構、以 及也與行星齒輪接合的靜止齒圈。制動器總成包括與行星單元的太陽齒輪互連的一個或多 個制動盤。致動器活塞位于制動盤的一側上，反作用板位于相對側上。致動器活塞和反作 用板通常是外徑基本等于制動盤的外徑的環形盤狀結構。加壓流體使致動器活塞靠在第一 盤上，第一盤進而壓靠第二盤，接著壓靠反作用板。這樣，致動器活塞與第一和第二盤兩者 產生摩擦，由此減緩太陽齒輪的轉動。 在上述類型的構造中，制動器的啟動會產生大量熱。在操作期間，制動盤可能變得 過熱并翹曲，過度的熱量會縮短制動盤的使用壽命。 一些熱量會經由致動器活塞、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量。此外，隨 著制動盤磨損，能在中央殼體內產生碎屑。由于沒有供碎屑積聚的空間，碎屑可能與制動盤 保持接觸，由此造成車橋轉動的拖曳、摩擦表面的碎屑污染、以及車橋部件的加速磨損。
在一些構造中，對制動盤和總成進行了設計修正，以提供連續冷卻和積聚碎屑的 清除。在2002年2月12日授予Dewald et al.的美國專利6345712B1 (' 712專利)中 記載了使用冷卻通路系統的半軸總成的一個示例。在'712專利中，在摩擦盤中形成有凹 槽，以使潤滑油經由摩擦盤向外流出并進入油冷卻通路。潤滑油在制動器上流動時會吸收 熱量，并且熱量會隨著潤滑油流經通路時消散到差速器殼。此外，流動力提供了清洗作用， 以消除碎屑陷入制動器活塞缸筒和密封區域的可能性。 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。制動盤周圍的小空間不能容納足夠多的冷卻油，造成制動盤冷卻不夠。此 外，'712專利公開的方法可能造成不均勻熱傳導，這會使制動盤扭曲，尤其是在極端運行 條件下。 本發明的傳動組件解決了一個或多個上述問題。
發明內容
本發明的一方面涉及一種具有內部制動系統的傳動組件。傳動組件包括中央殼 體、位于中央殼體內的傳動部件和至少一個制動盤，該至少一個制動盤具有預定直徑并被 固定到傳動部件以與該傳動部件一起轉動。傳動組件還包括直徑大于預定直徑并構造成摩 擦接合所述至少一個制動盤和吸收摩擦接合產生的熱量的元件。 本發明的另一方面涉及一種增強傳動組件的制動系統的部件冷卻的方法，所述制 動系統包括至少一個制動盤，和位于所述至少一個制動盤的兩相對側上的致動器活塞(50) 和反作用板(54)，致動器活塞和反作用板中的至少一個的直徑和質量大于所述至少一個制 動盤。所述方法包括操作傳動組件，和通過使致動器活塞接合在所述至少一個制動盤上而 致動所述制動系統，由此產生熱量。所述方法還包括使從所述至少一個制動盤產生的熱量 消散至更大直徑和更大質量的致動器活塞或反作用板。
圖1是本發明的示例性傳動組件的立體圖；
圖2是圖1的傳動組件的截面圖；以及 圖3是圖1的傳動組件中示例性內部制動系統的放大截面圖。
具體實施例方式
圖1示出本發明的示例性傳動組件10。傳動組件10可以與機動車輛(未示出) 相關聯，以驅動車輛。因此，傳動組件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。輸入部件例如傳動軸18可以將車輛的動力源(即，發動機和變速器，兩者都未示 出)驅動地連接到差速器總成12。兩個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驅動地連接到位于車輛兩相對側的牽引裝置24上。在一個實施例 中，牽引裝置24可以體現為車輪。輪邊減速器總成14、16可以驅動地連結到差速器總成12 上，使得傳動軸18的轉動引起輸出軸20、22和牽引裝置24的相應轉動。
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內的差速 齒輪機構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對齊。 可以在中央殼體26內設置一個或多個軸承30，以支承輸出軸20、22的轉動。傳動軸18可 延伸穿過中央殼體26的一側，以接合并旋轉地驅動差速齒輪機構28。差速齒輪機構28進 而可以接合輸出軸20、22并將傳動軸18的輸入轉動傳遞至輸出軸20、22。在中央殼體26 的每個相對端部，可以設置端面32來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可以與每個支腿式殼體34的端面35相匹配。
每個輪邊減速器總成14、 16的支腿式殼體34可以包圍并支承行星齒輪裝置36和 相關聯的一個輸出軸20、22。可以設置一個或多個軸承38來支承支腿式殼體34內的輸出 軸20、22的轉動。輸出軸20、22可以由差速齒輪機構28驅動并由行星齒輪裝置36減速。 支腿式殼體34可以例如通過圍繞其外周的帶螺紋緊固件40連接到中央殼體26。
在本發明中，行星齒輪裝置可以具有至少三個元件，包括太陽齒輪、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。太陽齒輪、行星架、行星齒輪、以及齒圈可以同時一起轉動。或者，可以將太陽齒輪、行星架和齒圈中的一個或多個保持為靜止不動，以改變行星齒輪裝置的減速比。每個行星齒輪裝置可以接收一個或多個輸入轉動并產生一個或多個相應的輸出轉動。輸入和輸出之間轉速的變化可以取決于太陽齒輪和齒圈的齒的數量。轉速的變化還可以取決于用來接收輸入轉動的齒輪、被選擇用來提供輸出轉動的齒輪，和哪個齒輪被保持靜止(如果有的話)。
在圖2所示的示例性實施例中，行星齒輪裝置36包括太陽齒輪42、行星架44以及齒圈46。每個太陽齒輪42都可以驅動地連接成與差速齒輪機構28—起轉動。每個齒圈46可以在支腿式殼體34內靜止固定。多個行星齒輪44a可以連接成與行星架44 一起轉動，并且與太陽齒輪42和齒圈46嚙合。每個行星架44都可以連接成轉動輸出軸20、22中的一個。因此，傳動軸18的運動和動力可以通過差速齒輪機構28經由太陽齒輪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僅影響運動的減速比。
參照圖2和圖3，傳動組件10可以配備有內部制動系統48 ( S卩，制動系統48至少可以被中央殼體26和支腿式殼體34局部包圍)，該內部制動系統48構造成抑制太陽齒輪42的轉動。制動系統48可以包括致動器活塞50、至少一個制動盤52、以及反作用板54。制動盤52可以連接成與太陽齒輪42 —起轉動，使得當致動器活塞50受到加壓流體的作用時，致動器活塞50和反作用板54可以摩擦接合所述至少一個制動盤52，由此減緩太陽齒輪42的轉動。在這種構造中，作用在致動器活塞50上的流體壓力與抑制太陽齒輪42的運動的力的大小相關。如果制動系統48中包括多個制動盤52，制動盤52之間可以設置隔板56。復位彈簧58可以被設置用來將致動器活塞50與反作用板54隔開并使制動盤52脫開。
如圖3所示，致動器活塞50、隔板56和/或反作用板54可以具有環形盤狀結構，與制動盤52的外徑相比，致動器活塞50、隔板56和/或反作用板54的外徑增大。對于致動器活塞50和/或反作用板54，外徑可以比制動盤52的外徑大28mm。當致動制動器總成時，致動器活塞50、隔板56和/或反作用板54的相關聯的質量增大可以作為吸收制動盤52的熱量的能力增強的吸熱源。 如圖3所進一步示出的，通過增大致動器活塞50、隔板56和/或反作用板54的尺寸，可以獲得位于至少一個制動盤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可以構造成接收制動產生的碎屑。
工業應用性 本發明的傳動組件可以用于具有內部制動系統的任意傳動系，內部制動系統需要冷卻制動器總成。本發明的傳動組件通過增大致動器活塞、反作用板和/或隔板部件相對于制動盤的質量而增強制動冷卻能力。通過致動器活塞、反作用板或隔板中的一個或多個的直徑增大，提供了增大的空間，可以增強碎屑攜帶能力。增強的冷卻能力和碎屑攜帶能力改進了操作效率。 參照圖3所示的示例性實施例，當接合制動器總成48時，通過將致動器活塞50推向至少一個制動盤52，加壓流體可以作用在制動器總成上。制動盤中的第一制動盤52可以壓靠隔板56，隔板56進而壓靠第二制動盤52，第二制動盤52可以壓靠反作用板54。在這種情況下，制動盤52通過摩擦接合而產生熱量。熱量可以從制動盤52消散至更大直徑和更大質量的相鄰致動器活塞50、反作用板54和隔板56部件。此外，致動器活塞50、反作用板54和隔板56相對于制動盤52增大的外徑可以形成位于制動盤52徑向向外的空間。該空間可以構造成接收制動產生的碎屑。 致動器活塞50、反作用板54和隔板56部件的相對尺寸增強了部件吸收相鄰制動盤52的熱量的能力。通過增大致動器活塞50、反作用板54和/或隔板56的質量，部件可以用作考慮了較小直徑的制動盤52的均應熱量傳遞的吸熱源。 此外，通過增大致動器活塞50、反作用板54和隔板56的尺寸，可以在制動盤的外圍得到被包圍的空間60。所述被包圍的空間60可以收集制動部件磨損和撕裂所產生的碎屑。此外，這種被包圍的空間60可容納更大量的冷卻油，由此增大制動系統48的冷卻能力。
應該理解，制動盤和/或隔板的數量可以例如基于機器制動能力發生變化。例如，制動系統48可以包括位于致動器活塞50和反作用板54之間的單個制動盤52。作為另一示例，盡管在圖3的示例性實施例中示出兩個制動盤52和單個隔板56，但可以是三個或三個以上的制動盤52以及兩個或兩個以上的隔板56。容納碎屑積聚的空間60的容積可以例如基于制動盤和/或隔板的數量以及基于制動盤的相對于致動器活塞50、反作用板54和/或隔板56的預定直徑而發生變化。 對于本領域的技術人員而言，在不脫離本發明的范圍的情況下，很明顯可以對本發明的傳動組件作出各種修正和改變。對于本領域的技術人員來說，很明顯可以基于在此所公開實施例的說明和實施，得到其它實施例。應該意識到，說明和示例僅可以看成是示例性的，本發明的真正范圍由所附權利要求限定。
權利要求
一種具有內部制動系統(48)的傳動組件(10)，包括中央殼體(26)；位于所述中央殼體內的傳動部件；至少一個制動盤(52)，所述至少一個制動盤具有預定直徑并被固定到所述傳動部件以與所述傳動部件一起轉動；和直徑大于所述預定直徑并構造成摩擦接合所述至少一個制動盤和吸收摩擦接合產生的熱量的元件。
2. 根據權利要求l所述的傳動組件，其特征在于，所述傳動部件是太陽齒輪(42)。
3. 根據權利要求1所述的傳動組件，其特征在于，所述元件固定到所述中央殼體，和包 括致動器活塞(50)和反作用板(54)中的一個。
4. 根據權利要求3所述的傳動組件，其特征在于，所述元件是位于所述至少一個制動 盤一側的致動器活塞，所述傳動組件還包括位于所述制動盤另一側的反作用板，所述致動 器活塞和所述反作用板兩者的直徑都大于所述制動盤的所述預定直徑。
5. 根據權利要求4所述的傳動組件，其特征在于，所述至少一個制動盤包括多個制動
6. 根據權利要求5所述的傳動組件，其特征在于，還包括位于所述多個制動盤中的第 一制動盤和至少一個第二制動盤之間的隔板(56)。
7. —種增強傳動組件(10)的制動系統(48)的部件冷卻的方法，所述制動系統包括至 少一個制動盤(52)和位于所述至少一個制動盤的兩相對側上的致動器活塞(50)和反作用 板(54)，所述致動器活塞和所述反作用板中的至少一個的直徑和質量大于所述至少一個制 動盤，所述方法包括操作所述傳動組件；通過使所述致動器活塞接合在所述至少一個制動盤上而致動所述制動系統，由此產生 熱量；禾口使從所述至少一個制動盤產生的熱量消散至更大直徑和更大質量的所述致動器活塞 或反作用板。
8. 根據權利要求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量 的所述致動器活塞和所述反作用板。
9. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于，包括安裝多個制動盤。
10. 根據權利要求9所述的方法，其特征在于，包括使從所述多個制動盤產生的熱量消 散至更大直徑和更大質量的隔板(56)，所述隔板(56)位于所述多個制動盤中的第一制動 盤與至少一個第二制動盤之間。
全文摘要
本發明公開了一種具有內部制動系統(48)的傳動組件(10)。傳動組件可以包括中央殼體(26)、位于差速器殼體內的傳動部件(42)和具有預定直徑的至少一個制動盤(52)。所述至少一個制動盤固定到傳動部件以與傳動部件一起轉動。傳動組件還包括直徑大于預定直徑并且構造成摩擦接合所述至少一個制動盤并吸收摩擦接合產生的熱量的元件。
文檔編號F16D65/78GK101796318SQ200880105124
公開日2010年8月4日 申請日期2008年8月27日 優先權日2007年8月31日
發明者J·D·蓋茨, J·內爾克, R·J·吉布 申請人:卡特彼勒公司