传动组件 【技术领域】
本发明涉及一种传动组件，更具体地，涉及一种具有内部制动系统的传动组件。
背景技术
机器，包括公路和非公路上的货车和专业用途卡车、轮式装载机、自动式平地机、以及其它类型的重型设备，通常包括机械式变速器，该机械式变速器经由差速器和两个基本相同的轮边减速器总成(final driveassembly)(位于差速器和各牵引装置之间)驱动地连结到相对的牵引装置上。差速器接收来自变速器的动力输入，并产生经由轮边减速器总成引导至牵引装置的两个动力输出。轮边减速器总成用于将差速器输出的转动速度降低到适于驱动相关联的牵引装置并由此驱动机器的水平。
每个轮边减速器总成通常包括由差速器驱动的输入轴、连接到相关联的牵引装置的输出轴、在输入和输出轴之间连接的行星齿轮装置、以及设置用来减缓输出轴的转动的制动器总成。行星齿轮装置通常包括被固定成与输入轴一起转动的太阳齿轮，具有由太阳齿轮驱动的多个行星齿轮和被固定成与输出轴一起转动的相应行星架的行星齿轮机构、以及也与行星齿轮接合的静止齿圈。制动器总成包括与行星单元的太阳齿轮互连的一个或多个制动盘。致动器活塞位于制动盘的一侧上，反作用板位于相对侧上。致动器活塞和反作用板通常是外径基本等于制动盘的外径的环形盘状结构。加压流体使致动器活塞靠在第一盘上，第一盘进而压靠第二盘，接着压靠反作用板。这样，致动器活塞与第一和第二盘两者产生摩擦，由此减缓太阳齿轮的转动。
在上述类型的构造中，制动器的启动会产生大量热。在操作期间，制动盘可能变得过热并翘曲，过度的热量会缩短制动盘的使用寿命。一些热量会经由致动器活塞、反作用板和隔板部件消散。但是，这些部件的尺寸可能限制能够被吸收和消散的热的数量。此外，随着制动盘磨损，能在中央壳体内产生碎屑。由于没有供碎屑积聚的空间，碎屑可能与制动盘保持接触，由此造成车桥转动的拖曳、摩擦表面的碎屑污染、以及车桥部件的加速磨损。
在一些构造中，对制动盘和总成进行了设计修正，以提供连续冷却和积聚碎屑的清除。在2002年2月12日授予Dewald et al.的美国专利6345712B1(′712专利)中记载了使用冷却通路系统的半轴总成的一个示例。在′712专利中，在摩擦盘中形成有凹槽，以使润滑油经由摩擦盘向外流出并进入油冷却通路。润滑油在制动器上流动时会吸收热量，并且热量会随着润滑油流经通路时消散到差速器壳。此外，流动力提供了清洗作用，以消除碎屑陷入制动器活塞缸筒和密封区域的可能性。
尽管′712专利所描述的冷却通路在一些情况下可能够用，但它们不能提供足够的冷却效率。制动盘周围的小空间不能容纳足够多的冷却油，造成制动盘冷却不够。此外，′712专利公开的方法可能造成不均匀热传导，这会使制动盘扭曲，尤其是在极端运行条件下。
本发明的传动组件解决了一个或多个上述问题。
【发明内容】
本发明的一方面涉及一种具有内部制动系统的传动组件。传动组件包括：中央壳体、位于中央壳体内的传动部件和至少一个制动盘，该至少一个制动盘具有预定直径并被固定到传动部件以与该传动部件一起转动。传动组件还包括直径大于预定直径并构造成摩擦接合所述至少一个制动盘和吸收摩擦接合产生的热量的元件。
本发明的另一方面涉及一种增强传动组件的制动系统的部件冷却的方法，所述制动系统包括至少一个制动盘，和位于所述至少一个制动盘的两相对侧上的致动器活塞(50)和反作用板(54)，致动器活塞和反作用板中的至少一个的直径和质量大于所述至少一个制动盘。所述方法包括：操作传动组件，和通过使致动器活塞接合在所述至少一个制动盘上而致动所述制动系统，由此产生热量。所述方法还包括使从所述至少一个制动盘产生的热量消散至更大直径和更大质量的致动器活塞或反作用板。
【附图说明】
图1是本发明的示例性传动组件的立体图；
图2是图1的传动组件地截面图；以及
图3是图1的传动组件中示例性内部制动系统的放大截面图。
【具体实施方式】
图1示出本发明的示例性传动组件10。传动组件10可以与机动车辆(未示出)相关联，以驱动车辆。因此，传动组件10包括差速器总成12以及第一和第二轮边减速器总成14、16。输入部件例如传动轴18可以将车辆的动力源(即，发动机和变速器，两者都未示出)驱动地连接到差速器总成12。两个输出部件例如第一输出轴20和第二输出轴22将轮边减速器总成14、16驱动地连接到位于车辆两相对侧的牵引装置24上。在一个实施例中，牵引装置24可以体现为车轮。轮边减速器总成14、16可以驱动地连结到差速器总成12上，使得传动轴18的转动引起输出轴20、22和牵引装置24的相应转动。
如图2所示，差速器总成12可以包括中央壳体26和支承在中央壳体26内的差速齿轮机构28。中央壳体26可以是基本筒形的壳体，其轴向方向基本与输出轴20、22对齐。可以在中央壳体26内设置一个或多个轴承30，以支承输出轴20、22的转动。传动轴18可延伸穿过中央壳体26的一侧，以接合并旋转地驱动差速齿轮机构28。差速齿轮机构28进而可以接合输出轴20、22并将传动轴18的输入转动传递至输出轴20、22。在中央壳体26的每个相对端部，可以设置端面32来接合和密封轮边减速器总成14、16的支腿式壳体34。具体而言，中央壳体26的端面32可以与每个支腿式壳体34的端面35相匹配。
每个轮边减速器总成14、16的支腿式壳体34可以包围并支承行星齿轮装置36和相关联的一个输出轴20、22。可以设置一个或多个轴承38来支承支腿式壳体34内的输出轴20、22的转动。输出轴20、22可以由差速齿轮机构28驱动并由行星齿轮装置36减速。支腿式壳体34可以例如通过围绕其外周的带螺纹紧固件40连接到中央壳体26。
在本发明中，行星齿轮装置可以具有至少三个元件，包括太阳齿轮、具有至少一组相连的行星齿轮的行星架、以及齿圈。行星架的行星齿轮可以与太阳齿轮和齿圈啮合，并且如果同一行星架包括中间行星齿轮，则行星架的行星齿轮还与同一行星架的中间行星齿轮啮合。太阳齿轮、行星架、行星齿轮、以及齿圈可以同时一起转动。或者，可以将太阳齿轮、行星架和齿圈中的一个或多个保持为静止不动，以改变行星齿轮装置的减速比。每个行星齿轮装置可以接收一个或多个输入转动并产生一个或多个相应的输出转动。输入和输出之间转速的变化可以取决于太阳齿轮和齿圈的齿的数量。转速的变化还可以取决于用来接收输入转动的齿轮、被选择用来提供输出转动的齿轮，和哪个齿轮被保持静止(如果有的话)。
在图2所示的示例性实施例中，行星齿轮装置36包括太阳齿轮42、行星架44以及齿圈46。每个太阳齿轮42都可以驱动地连接成与差速齿轮机构28一起转动。每个齿圈46可以在支腿式壳体34内静止固定。多个行星齿轮44a可以连接成与行星架44一起转动，并且与太阳齿轮42和齿圈46啮合。每个行星架44都可以连接成转动输出轴20、22中的一个。因此，传动轴18的运动和动力可以通过差速齿轮机构28经由太阳齿轮42、行星齿轮44a及行星架44传递至输出轴20、22，其中，固定的齿圈46仅影响运动的减速比。
参照图2和图3，传动组件10可以配备有内部制动系统48(即，制动系统48至少可以被中央壳体26和支腿式壳体34局部包围)，该内部制动系统48构造成抑制太阳齿轮42的转动。制动系统48可以包括致动器活塞50、至少一个制动盘52、以及反作用板54。制动盘52可以连接成与太阳齿轮42一起转动，使得当致动器活塞50受到加压流体的作用时，致动器活塞50和反作用板54可以摩擦接合所述至少一个制动盘52，由此减缓太阳齿轮42的转动。在这种构造中，作用在致动器活塞50上的流体压力与抑制太阳齿轮42的运动的力的大小相关。如果制动系统48中包括多个制动盘52，制动盘52之间可以设置隔板56。复位弹簧58可以被设置用来将致动器活塞50与反作用板54隔开并使制动盘52脱开。
如图3所示，致动器活塞50、隔板56和/或反作用板54可以具有环形盘状结构，与制动盘52的外径相比，致动器活塞50、隔板56和/或反作用板54的外径增大。对于致动器活塞50和/或反作用板54，外径可以比制动盘52的外径大28mm。当致动制动器总成时，致动器活塞50、隔板56和/或反作用板54的相关联的质量增大可以作为吸收制动盘52的热量的能力增强的吸热源。
如图3所进一步示出的，通过增大致动器活塞50、隔板56和/或反作用板54的尺寸，可以获得位于至少一个制动盘52径向向外并包围在中央壳体26中的空间60。所述被包围的空间60可以构造成接收制动产生的碎屑。
工业应用性
本发明的传动组件可以用于具有内部制动系统的任意传动系，内部制动系统需要冷却制动器总成。本发明的传动组件通过增大致动器活塞、反作用板和/或隔板部件相对于制动盘的质量而增强制动冷却能力。通过致动器活塞、反作用板或隔板中的一个或多个的直径增大，提供了增大的空间，可以增强碎屑携带能力。增强的冷却能力和碎屑携带能力改进了操作效率。
参照图3所示的示例性实施例，当接合制动器总成48时，通过将致动器活塞50推向至少一个制动盘52，加压流体可以作用在制动器总成上。制动盘中的第一制动盘52可以压靠隔板56，隔板56进而压靠第二制动盘52，第二制动盘52可以压靠反作用板54。在这种情况下，制动盘52通过摩擦接合而产生热量。热量可以从制动盘52消散至更大直径和更大质量的相邻致动器活塞50、反作用板54和隔板56部件。此外，致动器活塞50、反作用板54和隔板56相对于制动盘52增大的外径可以形成位于制动盘52径向向外的空间。该空间可以构造成接收制动产生的碎屑。
致动器活塞50、反作用板54和隔板56部件的相对尺寸增强了部件吸收相邻制动盘52的热量的能力。通过增大致动器活塞50、反作用板54和/或隔板56的质量，部件可以用作考虑了较小直径的制动盘52的均应热量传递的吸热源。
此外，通过增大致动器活塞50、反作用板54和隔板56的尺寸，可以在制动盘的外围得到被包围的空间60。所述被包围的空间60可以收集制动部件磨损和撕裂所产生的碎屑。此外，这种被包围的空间60可容纳更大量的冷却油，由此增大制动系统48的冷却能力。
应该理解，制动盘和/或隔板的数量可以例如基于机器制动能力发生变化。例如，制动系统48可以包括位于致动器活塞50和反作用板54之间的单个制动盘52。作为另一示例，尽管在图3的示例性实施例中示出两个制动盘52和单个隔板56，但可以是三个或三个以上的制动盘52以及两个或两个以上的隔板56。容纳碎屑积聚的空间60的容积可以例如基于制动盘和/或隔板的数量以及基于制动盘的相对于致动器活塞50、反作用板54和/或隔板56的预定直径而发生变化。
对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的范围的情况下，很明显可以对本发明的传动组件作出各种修正和改变。对于本领域的技术人员来说，很明显可以基于在此所公开实施例的说明和实施，得到其它实施例。应该意识到，说明和示例仅可以看成是示例性的，本发明的真正范围由所附权利要求限定。