扭矩限制车桥组件的制作方法
扭矩限制车桥组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及车轴并更具体地涉及车轮驱动轴。
【背景技术】
[0002]车桥轴(axle shaft)被用来从机动车辆的驱动部件向从动部件传输动力，如从差速器到驱动轮。车桥轴，特别是用于机动车辆，通常是由实心金属轴形成的，该实心金属轴具有形成用于连接至车辆的驱动部件和从动部件的相对端。例如，凸缘可以被锻造或焊接到轴的一端，用于连接到轮毂，而轴的另一端可以设置有用于连接到差动齿轮的花键。
[0003]车桥轴必须传输相当大的扭矩，并承受动力传输的迅速启动和停止以及偶尔的冲击载荷。因此，车桥轴被设计为在正常条件和过载或过扭矩条件下都能运行，其中在过载或过扭矩条件下极端扭矩被施加，通常为短暂的、快速的载荷水平峰值。轴损伤例如断裂可出现在没有被设计为处理过载条件的车桥轴中。不幸的是，被过度设计以处理冲击载荷及其它极端扭矩条件的车桥轴增加了不期望的重量和成本。
[0004]人们期望提供一种简单的车桥组件(axle assembly)，其将在预定的“正常”条件下传输扭矩，但它也不会在预定的过载条件下断裂。
【发明内容】
[0005]本发明涉及一种车桥组件，其包括具有与轮毂组件直接或间接摩擦接合的径向延伸的凸缘的车桥轴。扭矩限制组件限制可在车桥轴和毂组件之间传递的扭矩的量。扭矩限制组件包括一机构，例如杆或螺栓轴，其将车桥轴和毂组件偏压在一起。这允许摩擦扭矩从车桥轴传递至毂组件，同时提供预定的滑动扭矩，其允许当预定的摩擦力被克服时，车桥轴和毂组件断开连接。
[0006]车桥轴和毂组件之间的驱动可包括车桥轴和毂间的部件，其在预定的扭矩下滑动，或直接在摩擦连接到车桥轴凸缘的毂组件凸缘间滑动。毂凸缘可以与毂体一体成型，或被设置在单独地附连到毂体的安装板上。偏压机构被容纳在夹具内，其在车桥凸缘和毂凸缘的外周轴向上延伸。优选地，夹具有径向向内延伸的腿，其分别连接车桥凸缘和毂凸缘。为了达到最佳平衡，夹具可以具有至少两个部分，这两个部分在整个圆周边缘上一起包围车桥凸缘和毂凸缘。
[0007]本发明在过载条件下保护车桥轴，并允许车桥轴保持全功能、可重复使用和不受损。当参照附图进行阅读时，本发明的各个方面将从优选实施例的以下详细描述中对于本领域技术人员变得明显。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的车桥组件的一个实施例的透视图。
[0009]图2是图1中车桥组件的分解透视图。
[0010]图3是沿图1中线3-3截取的车桥组件的一部分的剖视图。
[0011]图4是本发明可选实施例的剖视图。
[0012]图5是本发明第二可选实施例的剖视图。
[0013]图6是本发明第三可选实施例的剖视图。
[0014]图7是本发明第四可选实施例的剖视图。
[0015]图8是本发明可选螺栓组件的剖视图。
[0016]图9是本发明另一可选螺栓组件的剖视图。
【具体实施方式】
[0017]参看图1和图2，用于重型卡车的车辆车桥组件10包括标准的钢车桥轴(axleshaft) 12。轴12具有用于与差速器装置驱动连接的内侧花键端部22，这是本领域中已知的。车轮驱动凸缘14设置在轴12的外侧端部。凸缘14可以被锻造到轴的端部或者通过例如摩擦焊接的工艺来附连。中心部分15可从凸缘14轴向向外伸出。凸缘14包括螺栓孔16，该螺栓孔通常被用于便于轴附接到轮毂组件30。从下面的描述中将显而易见的是，本发明消除了对螺栓孔16的需求。但是，本发明可作为改型装置被使用，其具有当前使用的具有孔16的车桥轴，如将要解释的。
[0018]轮毂组件30包括标准的铸铁、铝或合金轮毂体32。车桥轴12沿纵向的旋转轴线“A”延伸穿过毂组件30。毂体32有一前表面36，该前表面可以包括或可以不包括螺纹孔34。在典型的车桥组件中，螺柱通过车桥轴凸缘孔16延伸进入毂体螺纹孔34，以利用附连到螺柱的螺母驱动地和刚性地将车桥凸缘14固定至毂组件30，并且因此将车桥轴12固定至毂组件30。
[0019]图1-3中所示的本发明的实施例可以使用示出的标准车桥凸缘14和毂组件30，作为原始设备或作为改型。安装板40具有一背面41 (图3)，其抵靠在毂体32的前表面36上。安装板40具有多个螺栓孔42，这些螺栓孔与毂螺栓孔34对齐。安装板40由钢或其它可以优化成本、重量和摩擦特性的材料制成。在安装板40的前表面46，螺栓孔42为埋头孔。安装板40用六角头螺栓44驱动地并刚性地固定到毂体30。安装板螺栓孔42的埋头深度至少与螺栓44的六角头的高度一样大，以允许安装板面46与车桥轴凸缘14摩擦接合，如这里将要描述的。
[0020]扭矩限制装置包括具有第一部分54和第二部分56的两件式钢夹具50。各夹具部分54、56是弧形的并具有设置在各部分的相对端的配合的铰链部分57、58。夹具部分54、56通常是相同的。销59将两铰链部分固定在一起，以使夹具部分54、56形成环形夹具50。尽管环形夹具50是优选的以均匀地分布力，但可使周围绕小于车桥凸缘的整个外周缘延伸的夹具，尽管这样的夹具可能需要额外的部件来旋转紧固。
[0021]参看图3，各夹具部分54、56包括桥接部分60，第一夹具腿62从桥接部分60径向向内延伸。第一腿62包括与安装板40的背面41摩擦接合的内表面63。第二夹具腿64从桥接部分60沿径向向内延伸。第二夹具腿64包括带螺纹的螺栓孔68。螺栓70被螺旋拧入并通过孔68，并与车桥轴凸缘14的外表面18接合。螺栓70具有轴或杆部72，该轴或杆部与车桥凸缘外表面18接触。螺栓70的轴或杆部分72使面18与大致平坦的表面74接合，但也可使用将力传递给面18的任何形状。如果使用标准车桥轴，螺栓孔68应该是在与车桥轴凸缘孔16的圈不同的螺栓圈上。具有在与凸缘孔16相同的螺栓孔圈上的螺栓孔68也是可行的，但孔68应该与孔16被周向间隔开以接合凸缘表面18。这种布置是可行的，但不是优选的，因为凸缘的滑动可能导致螺栓70接合并锁定在螺栓孔16中，从而防止在过扭矩的情况中的进一步滑动。可替代地，车桥凸缘表面18可以设置有盲孔，如75 (以虚线示出)，螺栓轴72延伸到其中从而将夹具部分周向锁定到车桥轴，夹具部分成为车桥轴组件的一部分，发生在车桥凸缘表面17和安装板表面46之间的滑动尽可能小。
[0022]夹具桥接部分60的径向内表面66在安装板40的径向外表面48上被定心或导向。当然，车桥组件可以很容易地设计成使得车桥凸缘14的直径比安装板40大，以使夹具部分54可替换地在车桥凸缘14上被导向。此外，车桥凸缘和安装板可以有相等的直径，以便夹具部分54可同时在车桥凸缘和安装板上被导向。
[0023]当扭矩限制装置安装在车桥组件上时，螺栓70被上紧一定的量以使得螺栓在车桥凸缘14和安装板40之间产生预定摩擦力。在典型的重型卡车应用中，具有两个夹具部分54、56和8个螺栓44，摩擦系数大约是0.2并且每个螺栓的扭矩将是约120英尺-镑到约300英尺-镑。螺栓可用锁紧垫圈、粘合剂等在预定的扭矩下被锁紧在位。小的环形间隙76将存在于车桥凸缘的表面和安装板的表面之间。
[0024]在操作中，当从车桥轴到车轮毂的扭矩超过预定量，根据从螺栓70到车桥轴凸缘14所施加的扭矩，滑移将发生在毂组件和车桥轴之间，特别是车桥轴凸缘14的内表面15和安装板40的外表面46之间。可以设想，扭矩限制将足够高使得滑移将在极少数情况下才发生，并且在车辆制动过程中不会发生。建议在滑移事件之后检查或重置螺栓扭矩。
[0025]图4示出了本发明的可选实施例。车桥轴12、车桥轴凸缘14、毂体32和安装凸缘40与图1实施例的相应部件是相同的。扭矩传递装置50’与图1实施例的是相反的。螺栓70’被拧入夹具60’中的螺纹孔68’以接合安装板40，而不是车桥凸缘14。图1实施例的所有其它方面是相同的。该可选实施例允许螺栓70’被设置于更朝向车桥组件的内部。在改型应用中，具有螺栓孔16的标准车桥凸缘可被用于该实施例，其中标准螺栓孔16是多余的。在本实施例中，夹具可以被认为毂组件的一部分。
[0026]图1至3的实施例适用于典型的标准车桥和毂，从而允许在无需重新设计目前使用的组件的情况下而使用本发明。因为典型的毂不包括适当的摩擦面，例如40的安装板是必需的。然而，如果毂体被重新设计，不用这样的安装板40，也可以实施本发明。
[0027]图5示出了可选的毂组件和车桥轴，其可用于本发明的任何一个实施例中。车桥轴12’具有整体凸缘14’，该整体凸缘14’不具有带螺纹的螺栓孔(如图1实施例的螺栓孔16)。毂组件80具有包括整体径向向外延伸的凸缘90的毂体82。凸缘90适于与前述实施例的车桥凸缘14摩擦接合。凸缘90被整体地且不可移动地附连到毂体82，例如通过摩擦焊接、金属惰性气体(MIG)焊接等。将凸缘90与具有特定毂设计的毂体82铸造在一起也是可行的。凸缘90具有外周缘98，该外周缘接合夹具内表面66以定位夹具54。
[0028]凸缘90代替了前述实施例中的安装板40。先前描述的毂组件的所有其它部件是相同的 ，所不同的是，用来固定安装板40到毂体32的螺栓44和毂体内的螺纹螺栓孔34被取消。虽然本实施例取消了单独的安装板40、螺栓44和螺纹螺栓孔34，但是需要修改毂，前述实施例允许使用当前使用的毂设计，无论是作为原始设备的设计，或作为售后附加。
[0029]图6示出了一个替代实施例，其中车桥轴12’通过夹具160驱动毂凸缘90。在本实施例中，夹具160和夹紧螺栓70’被认为是车桥轴12’的一部分。夹具腿162的内表面163摩擦接合毂凸缘90的内表面141，并且车桥凸缘14’的平坦外表面18’摩擦接合螺栓70’(只有其中一个示于图6)的平坦端面74’。螺栓70’被拧入外部夹具腿164内的螺纹孔68’内。在此实施例中，在预定的过转矩条件下，滑移将发生在平坦螺栓端面74’和平坦凸缘面18’之间。然而，如果凸缘面18’设置有螺栓制动器或如75’ (以虚线示出)的凹槽，螺栓将被周向锁定到凸缘14’，并且滑动将发生在夹具面163和毂表面141之间。制动器或如75’的类似表面结构将减轻夹具打滑时由螺栓表面74’对车桥凸缘面18’的任何擦伤。
[0030]图7示出类似于图6的替代实施例，其中车桥轴12’通过夹具160’驱动毂凸缘90。夹具160’和夹紧螺栓70’被认为是车桥轴12’的一部分。在该实施例中，夹具腿164’摩擦接合车桥轴凸缘14’。夹具腿162’具有螺纹孔68”接收螺栓70’(只有其中一个示于图7)。螺栓70’接合毂凸缘90的内表面141。滑移将在螺栓70’与毂凸缘表面141之间发生，除非在表面141上设置有制动器、凹槽或类似特征，以周向锁定螺栓至毂凸缘90，如先前所解释的。在改型应用中，具有螺栓孔16的标准车桥凸缘12(图2)也可以用于本实施例，其中标准螺栓孔16是多余的。
[0031]图8示出了可选螺栓组件，其可在本发明除含有通孔的标准车桥轴的任何实施例中使用。虽然图8仅示出了一个螺栓组件，但是应当理解的是，类似的螺栓组件将如本发明的其它实施例那样，绕车桥凸缘的圆周被设置。螺栓70被拧入在夹具腿64中的螺纹孔68。代替直接接合车桥轴凸缘190，螺栓70通过球和弹簧组件接合车桥轴凸缘。螺栓脚110盖住螺栓70的端部并接合一贝氏弹簧垫圈120。螺栓脚110可以是净形锻造，或由钢或其它材料锻造和机加工。球轴承130被安置在贝氏弹簧的环形开口 122。球130与脚110间隔开，使得从脚到球的力必须由弹簧垫圈120传递。脚110具有与弹簧垫圈120大致相同的外径，以优化从脚110到弹簧垫圈120的力的传递。根据车桥和毂组件之间传递的扭矩所需限制，弹簧垫圈120的尺寸、厚度和弹簧力可能会发生变化。当然，根据扭矩极限和轴的设计，两个或更多个堆叠的弹簧垫圈120可以被使用于每个螺栓70。
[0032]球轴承130接合车桥凸缘190的外表面118。车桥凸缘190设置有周向间隔开的制动器192用于安置沿周向隔开的一系列球轴承130。制动器可形成于车桥轴锻造过程中，或稍后被机加工至车桥轴凸缘内。如果标准车桥轴12(图2)被使用，则螺栓孔68优选是在比螺栓孔16更大的螺栓圈上。然而，传统车桥轴凸缘的螺栓孔16也可以被用来作为具有适当尺寸球轴承的制动器192。当车桥轴和毂组件之间超过预定的扭矩时，弹簧120被压缩，并且球轴承130将被推出车桥凸缘制动器192，并沿着车桥凸缘的表面滚动或滑动。这将允许车桥独立于毂组件而旋转，直到过载条件停止并达到可接受的扭矩水平为止。在这一点上，球130将重新安置在另一个制动器192内。这样的布置减少车桥轴凸缘面118的擦伤，并允许车辆驾驶员在超载事件后立即恢复功能。
[0033]图9示出了可用于本发明中任何实施例的螺栓组件的另一实施例。周向间隔开的螺栓70(只有一个在图9中示出)被拧入夹具腿68的螺纹孔68中。螺栓脚110盖住各螺栓70端部。贝氏弹簧垫圈220具有与车桥凸缘290直径大致一样大轴的直径，并被导向于车桥凸缘中心部分295上。根据车桥和毂组件之间传递的扭矩所需限制，弹簧垫圈220的尺寸、厚度和弹簧力可能会发生变化。当然，两个或更多个堆叠的弹簧垫圈可以用于实现期望的偏转和弹簧载荷。
[0034]每个螺栓70的脚110接合贝氏弹簧垫圈220。预定量的转矩被施加到螺栓70，其基本上展平弹簧垫圈220，并在弹簧垫圈220的内表面224与车桥凸缘外表面218之间产生摩擦接合环形模式。当预定的过扭矩情况发生时，弹簧垫圈220将滑靠在车桥凸缘表面218上，直到预定水平的扭矩下降到低于预定水平时，在该点处轴将驱动毂组件。
[0035]接合弹簧220的脚110的表面是平坦的，以弹簧被力压平时接合弹簧的表面，但是在某些情况下，可能希望允许弹簧220保持略微截头圆锥形的形状，并且使脚110的接合表面的轮廓匹配该构型。此外，可希望在弹簧垫圈220和车桥凸缘290之间使用球轴承，球轴承接保在车桥凸缘的外表面218内的制动器。具有螺栓孔16的标准车桥轴12可以不经修改用于本实施例。
[0036]本发明的原理和操作模式已经在优选实施例中被解释和示出。然而，在不背离其精神或范围的条件下，本发明可以以具体解释和示出的方式以外的方式被实施。
【主权项】
1.一种车桥组件，包括:具有径向延伸凸缘的车桥轴，与车桥凸缘摩擦接合的毂，和在车桥凸缘和毂之间提供预定滑动扭矩的扭矩限制组件，该扭矩限制组件包括将车桥凸缘和毂偏压在一起的杆。2.根据权利要求1所述的车桥组件，其中车桥轴凸缘与车桥轴形成为一体。3.根据权利要求1所述的车桥组件，其中毂包括毂体，该毂体包括径向延伸的环形毂凸缘，该环形毂凸缘与车桥凸缘同轴并摩擦接合。4.根据权利要求3所述的车桥组件，其中毂凸缘与毂体是一体的。5.根据权利要求3所述的车桥组件，其中毂还包括刚性地固定到毂体的安装板，其中该安装板包括毂凸缘。6.根据权利要求5所述的车桥组件，其中安装板包括与车桥轴凸缘摩擦接合的径向延伸的摩擦面，并且其中安装板通过螺栓连接到毂体，并且其中安装板的摩擦面具有埋头螺栓孔。7.根据权利要求1所述的车桥组件，其中扭矩限制组件还包括容纳杆的夹具，该夹具具有第一腿，该第一腿包括与车桥轴凸缘和毂中的一个接合的径向延伸表面，其中杆与车桥轴凸缘和毂中的另一个接合。8.根据权利要求7所述的车桥组件，其中杆与车桥凸缘接合。9.根据权利要求8所述的车桥组件，其中杆包括螺纹拧入夹具内的螺栓。10.根据权利要求8所述的车桥组件，其中该夹具包括第二腿，该第二腿包括径向延伸的表面和用于容纳螺栓的螺纹孔。11.根据权利要求10所述的车桥组件，其中夹具还包括连接径向延伸的第一腿和第二腿的桥部分。12.根据权利要求11所述的车桥组件，其中夹具包括第一部分，该第一部分部分地围绕车桥轴凸缘的外周而周向地延伸。13.根据权利要求12所述的车桥组件，其中夹具包括第二部分，该第二部分部分地围绕车桥轴凸缘的外周而周向地延伸，其中夹具的第一部分和第二部分连接以环绕车桥轴凸缘的外周。14.根据权利要求13所述的车桥组件，其中夹具的第一部分的腿中的一个包括多个螺纹孔，每个螺纹孔容纳接合车桥轴凸缘和毂中的一个的螺栓，并且其中夹具的第二部分的腿中的一个包括多个螺纹孔，每个螺纹孔容纳螺栓，螺栓接合车桥轴凸缘和毂中的一个。15.根据权利要求14所述的车桥组件，还包括销，所述销将夹具的第一部分和第二部分的周向端部相互连接。16.根据权利要求1所述的车桥组件，还包括设置用于通过杆被驱动的弹簧。17.根据权利要求16所述的车桥组件，还包括设置用于通过弹簧被驱动的球轴承，并且其中车桥凸缘或毂中的一个具有制动器，并且其中球轴承被安置在制动器中。18.根据权利要求16所述的车桥组件，其中弹簧具有与车桥凸缘中的一个的直径大致相等的直径，并且其中弹簧被导向在车桥凸缘上。19.一种车桥组件，包括:具有径向延伸的凸缘的车桥轴，具有径向延伸凸缘的毂组件，包括轴向延伸的杆的摩擦组件，摩擦组件与车桥轴凸缘和毂组件凸缘摩擦接合，该杆可轴向移动成与车桥轴凸缘和毂组件凸缘中的一个接合，以提供车桥轴凸缘和毂组件之间的滑动扭矩。20.—种车桥组件，包括: 具有径向延伸的凸缘的车桥轴， 具有径向延伸凸缘的毂组件，和 夹具组件，具有(a)邻近于车桥轴凸缘定位的径向延伸的第一腿，(b)与径向延伸的第一腿轴向隔开并且邻近于毂组件凸缘定位的径向延伸的第二腿，和(C)连接到夹具的第一腿的杆，该杆偏压车桥轴凸缘或毂组件凸缘，从而相互之间摩擦接合或与夹具的第二腿摩擦接合。
【专利摘要】车桥组件包括与轮毂摩擦驱动接合的轴。扭矩限制组件限制可被在车桥和毂之间传递的扭矩的量。该扭矩限制组件包括一臂或杆，如螺栓的轴，其将车桥和毂偏压在一起，以提供预定的滑动扭矩。杆或臂被容纳于夹具，该夹具在车桥凸缘和毂凸缘的外周上轴向延伸。
【IPC分类】B60B35/12
【公开号】CN104890446
【申请号】CN201510235597
【发明人】S·W·斯特劳布, P·T·马莱德, J·R·麦吉尼
【申请人】赛普利斯技术股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年2月16日
【公告号】CA2881849A1, EP2910807A2, US20150240880
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及车轴并更具体地涉及车轮驱动轴。
【背景技术】
[0002]车桥轴(axle shaft)被用来从机动车辆的驱动部件向从动部件传输动力，如从差速器到驱动轮。车桥轴，特别是用于机动车辆，通常是由实心金属轴形成的，该实心金属轴具有形成用于连接至车辆的驱动部件和从动部件的相对端。例如，凸缘可以被锻造或焊接到轴的一端，用于连接到轮毂，而轴的另一端可以设置有用于连接到差动齿轮的花键。
[0003]车桥轴必须传输相当大的扭矩，并承受动力传输的迅速启动和停止以及偶尔的冲击载荷。因此，车桥轴被设计为在正常条件和过载或过扭矩条件下都能运行，其中在过载或过扭矩条件下极端扭矩被施加，通常为短暂的、快速的载荷水平峰值。轴损伤例如断裂可出现在没有被设计为处理过载条件的车桥轴中。不幸的是，被过度设计以处理冲击载荷及其它极端扭矩条件的车桥轴增加了不期望的重量和成本。
[0004]人们期望提供一种简单的车桥组件(axle assembly)，其将在预定的“正常”条件下传输扭矩，但它也不会在预定的过载条件下断裂。
【发明内容】
[0005]本发明涉及一种车桥组件，其包括具有与轮毂组件直接或间接摩擦接合的径向延伸的凸缘的车桥轴。扭矩限制组件限制可在车桥轴和毂组件之间传递的扭矩的量。扭矩限制组件包括一机构，例如杆或螺栓轴，其将车桥轴和毂组件偏压在一起。这允许摩擦扭矩从车桥轴传递至毂组件，同时提供预定的滑动扭矩，其允许当预定的摩擦力被克服时，车桥轴和毂组件断开连接。
[0006]车桥轴和毂组件之间的驱动可包括车桥轴和毂间的部件，其在预定的扭矩下滑动，或直接在摩擦连接到车桥轴凸缘的毂组件凸缘间滑动。毂凸缘可以与毂体一体成型，或被设置在单独地附连到毂体的安装板上。偏压机构被容纳在夹具内，其在车桥凸缘和毂凸缘的外周轴向上延伸。优选地，夹具有径向向内延伸的腿，其分别连接车桥凸缘和毂凸缘。为了达到最佳平衡，夹具可以具有至少两个部分，这两个部分在整个圆周边缘上一起包围车桥凸缘和毂凸缘。
[0007]本发明在过载条件下保护车桥轴，并允许车桥轴保持全功能、可重复使用和不受损。当参照附图进行阅读时，本发明的各个方面将从优选实施例的以下详细描述中对于本领域技术人员变得明显。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的车桥组件的一个实施例的透视图。
[0009]图2是图1中车桥组件的分解透视图。
[0010]图3是沿图1中线3-3截取的车桥组件的一部分的剖视图。
[0011]图4是本发明可选实施例的剖视图。
[0012]图5是本发明第二可选实施例的剖视图。
[0013]图6是本发明第三可选实施例的剖视图。
[0014]图7是本发明第四可选实施例的剖视图。
[0015]图8是本发明可选螺栓组件的剖视图。
[0016]图9是本发明另一可选螺栓组件的剖视图。
【具体实施方式】
[0017]参看图1和图2，用于重型卡车的车辆车桥组件10包括标准的钢车桥轴(axleshaft) 12。轴12具有用于与差速器装置驱动连接的内侧花键端部22，这是本领域中已知的。车轮驱动凸缘14设置在轴12的外侧端部。凸缘14可以被锻造到轴的端部或者通过例如摩擦焊接的工艺来附连。中心部分15可从凸缘14轴向向外伸出。凸缘14包括螺栓孔16，该螺栓孔通常被用于便于轴附接到轮毂组件30。从下面的描述中将显而易见的是，本发明消除了对螺栓孔16的需求。但是，本发明可作为改型装置被使用，其具有当前使用的具有孔16的车桥轴，如将要解释的。
[0018]轮毂组件30包括标准的铸铁、铝或合金轮毂体32。车桥轴12沿纵向的旋转轴线“A”延伸穿过毂组件30。毂体32有一前表面36，该前表面可以包括或可以不包括螺纹孔34。在典型的车桥组件中，螺柱通过车桥轴凸缘孔16延伸进入毂体螺纹孔34，以利用附连到螺柱的螺母驱动地和刚性地将车桥凸缘14固定至毂组件30，并且因此将车桥轴12固定至毂组件30。
[0019]图1-3中所示的本发明的实施例可以使用示出的标准车桥凸缘14和毂组件30，作为原始设备或作为改型。安装板40具有一背面41 (图3)，其抵靠在毂体32的前表面36上。安装板40具有多个螺栓孔42，这些螺栓孔与毂螺栓孔34对齐。安装板40由钢或其它可以优化成本、重量和摩擦特性的材料制成。在安装板40的前表面46，螺栓孔42为埋头孔。安装板40用六角头螺栓44驱动地并刚性地固定到毂体30。安装板螺栓孔42的埋头深度至少与螺栓44的六角头的高度一样大，以允许安装板面46与车桥轴凸缘14摩擦接合，如这里将要描述的。
[0020]扭矩限制装置包括具有第一部分54和第二部分56的两件式钢夹具50。各夹具部分54、56是弧形的并具有设置在各部分的相对端的配合的铰链部分57、58。夹具部分54、56通常是相同的。销59将两铰链部分固定在一起，以使夹具部分54、56形成环形夹具50。尽管环形夹具50是优选的以均匀地分布力，但可使周围绕小于车桥凸缘的整个外周缘延伸的夹具，尽管这样的夹具可能需要额外的部件来旋转紧固。
[0021]参看图3，各夹具部分54、56包括桥接部分60，第一夹具腿62从桥接部分60径向向内延伸。第一腿62包括与安装板40的背面41摩擦接合的内表面63。第二夹具腿64从桥接部分60沿径向向内延伸。第二夹具腿64包括带螺纹的螺栓孔68。螺栓70被螺旋拧入并通过孔68，并与车桥轴凸缘14的外表面18接合。螺栓70具有轴或杆部72，该轴或杆部与车桥凸缘外表面18接触。螺栓70的轴或杆部分72使面18与大致平坦的表面74接合，但也可使用将力传递给面18的任何形状。如果使用标准车桥轴，螺栓孔68应该是在与车桥轴凸缘孔16的圈不同的螺栓圈上。具有在与凸缘孔16相同的螺栓孔圈上的螺栓孔68也是可行的，但孔68应该与孔16被周向间隔开以接合凸缘表面18。这种布置是可行的，但不是优选的，因为凸缘的滑动可能导致螺栓70接合并锁定在螺栓孔16中，从而防止在过扭矩的情况中的进一步滑动。可替代地，车桥凸缘表面18可以设置有盲孔，如75 (以虚线示出)，螺栓轴72延伸到其中从而将夹具部分周向锁定到车桥轴，夹具部分成为车桥轴组件的一部分，发生在车桥凸缘表面17和安装板表面46之间的滑动尽可能小。
[0022]夹具桥接部分60的径向内表面66在安装板40的径向外表面48上被定心或导向。当然，车桥组件可以很容易地设计成使得车桥凸缘14的直径比安装板40大，以使夹具部分54可替换地在车桥凸缘14上被导向。此外，车桥凸缘和安装板可以有相等的直径，以便夹具部分54可同时在车桥凸缘和安装板上被导向。
[0023]当扭矩限制装置安装在车桥组件上时，螺栓70被上紧一定的量以使得螺栓在车桥凸缘14和安装板40之间产生预定摩擦力。在典型的重型卡车应用中，具有两个夹具部分54、56和8个螺栓44，摩擦系数大约是0.2并且每个螺栓的扭矩将是约120英尺-镑到约300英尺-镑。螺栓可用锁紧垫圈、粘合剂等在预定的扭矩下被锁紧在位。小的环形间隙76将存在于车桥凸缘的表面和安装板的表面之间。
[0024]在操作中，当从车桥轴到车轮毂的扭矩超过预定量，根据从螺栓70到车桥轴凸缘14所施加的扭矩，滑移将发生在毂组件和车桥轴之间，特别是车桥轴凸缘14的内表面15和安装板40的外表面46之间。可以设想，扭矩限制将足够高使得滑移将在极少数情况下才发生，并且在车辆制动过程中不会发生。建议在滑移事件之后检查或重置螺栓扭矩。
[0025]图4示出了本发明的可选实施例。车桥轴12、车桥轴凸缘14、毂体32和安装凸缘40与图1实施例的相应部件是相同的。扭矩传递装置50’与图1实施例的是相反的。螺栓70’被拧入夹具60’中的螺纹孔68’以接合安装板40，而不是车桥凸缘14。图1实施例的所有其它方面是相同的。该可选实施例允许螺栓70’被设置于更朝向车桥组件的内部。在改型应用中，具有螺栓孔16的标准车桥凸缘可被用于该实施例，其中标准螺栓孔16是多余的。在本实施例中，夹具可以被认为毂组件的一部分。
[0026]图1至3的实施例适用于典型的标准车桥和毂，从而允许在无需重新设计目前使用的组件的情况下而使用本发明。因为典型的毂不包括适当的摩擦面，例如40的安装板是必需的。然而，如果毂体被重新设计，不用这样的安装板40，也可以实施本发明。
[0027]图5示出了可选的毂组件和车桥轴，其可用于本发明的任何一个实施例中。车桥轴12’具有整体凸缘14’，该整体凸缘14’不具有带螺纹的螺栓孔(如图1实施例的螺栓孔16)。毂组件80具有包括整体径向向外延伸的凸缘90的毂体82。凸缘90适于与前述实施例的车桥凸缘14摩擦接合。凸缘90被整体地且不可移动地附连到毂体82，例如通过摩擦焊接、金属惰性气体(MIG)焊接等。将凸缘90与具有特定毂设计的毂体82铸造在一起也是可行的。凸缘90具有外周缘98，该外周缘接合夹具内表面66以定位夹具54。
[0028]凸缘90代替了前述实施例中的安装板40。先前描述的毂组件的所有其它部件是相同的 ，所不同的是，用来固定安装板40到毂体32的螺栓44和毂体内的螺纹螺栓孔34被取消。虽然本实施例取消了单独的安装板40、螺栓44和螺纹螺栓孔34，但是需要修改毂，前述实施例允许使用当前使用的毂设计，无论是作为原始设备的设计，或作为售后附加。
[0029]图6示出了一个替代实施例，其中车桥轴12’通过夹具160驱动毂凸缘90。在本实施例中，夹具160和夹紧螺栓70’被认为是车桥轴12’的一部分。夹具腿162的内表面163摩擦接合毂凸缘90的内表面141，并且车桥凸缘14’的平坦外表面18’摩擦接合螺栓70’(只有其中一个示于图6)的平坦端面74’。螺栓70’被拧入外部夹具腿164内的螺纹孔68’内。在此实施例中，在预定的过转矩条件下，滑移将发生在平坦螺栓端面74’和平坦凸缘面18’之间。然而，如果凸缘面18’设置有螺栓制动器或如75’ (以虚线示出)的凹槽，螺栓将被周向锁定到凸缘14’，并且滑动将发生在夹具面163和毂表面141之间。制动器或如75’的类似表面结构将减轻夹具打滑时由螺栓表面74’对车桥凸缘面18’的任何擦伤。
[0030]图7示出类似于图6的替代实施例，其中车桥轴12’通过夹具160’驱动毂凸缘90。夹具160’和夹紧螺栓70’被认为是车桥轴12’的一部分。在该实施例中，夹具腿164’摩擦接合车桥轴凸缘14’。夹具腿162’具有螺纹孔68”接收螺栓70’(只有其中一个示于图7)。螺栓70’接合毂凸缘90的内表面141。滑移将在螺栓70’与毂凸缘表面141之间发生，除非在表面141上设置有制动器、凹槽或类似特征，以周向锁定螺栓至毂凸缘90，如先前所解释的。在改型应用中，具有螺栓孔16的标准车桥凸缘12(图2)也可以用于本实施例，其中标准螺栓孔16是多余的。
[0031]图8示出了可选螺栓组件，其可在本发明除含有通孔的标准车桥轴的任何实施例中使用。虽然图8仅示出了一个螺栓组件，但是应当理解的是，类似的螺栓组件将如本发明的其它实施例那样，绕车桥凸缘的圆周被设置。螺栓70被拧入在夹具腿64中的螺纹孔68。代替直接接合车桥轴凸缘190，螺栓70通过球和弹簧组件接合车桥轴凸缘。螺栓脚110盖住螺栓70的端部并接合一贝氏弹簧垫圈120。螺栓脚110可以是净形锻造，或由钢或其它材料锻造和机加工。球轴承130被安置在贝氏弹簧的环形开口 122。球130与脚110间隔开，使得从脚到球的力必须由弹簧垫圈120传递。脚110具有与弹簧垫圈120大致相同的外径，以优化从脚110到弹簧垫圈120的力的传递。根据车桥和毂组件之间传递的扭矩所需限制，弹簧垫圈120的尺寸、厚度和弹簧力可能会发生变化。当然，根据扭矩极限和轴的设计，两个或更多个堆叠的弹簧垫圈120可以被使用于每个螺栓70。
[0032]球轴承130接合车桥凸缘190的外表面118。车桥凸缘190设置有周向间隔开的制动器192用于安置沿周向隔开的一系列球轴承130。制动器可形成于车桥轴锻造过程中，或稍后被机加工至车桥轴凸缘内。如果标准车桥轴12(图2)被使用，则螺栓孔68优选是在比螺栓孔16更大的螺栓圈上。然而，传统车桥轴凸缘的螺栓孔16也可以被用来作为具有适当尺寸球轴承的制动器192。当车桥轴和毂组件之间超过预定的扭矩时，弹簧120被压缩，并且球轴承130将被推出车桥凸缘制动器192，并沿着车桥凸缘的表面滚动或滑动。这将允许车桥独立于毂组件而旋转，直到过载条件停止并达到可接受的扭矩水平为止。在这一点上，球130将重新安置在另一个制动器192内。这样的布置减少车桥轴凸缘面118的擦伤，并允许车辆驾驶员在超载事件后立即恢复功能。
[0033]图9示出了可用于本发明中任何实施例的螺栓组件的另一实施例。周向间隔开的螺栓70(只有一个在图9中示出)被拧入夹具腿68的螺纹孔68中。螺栓脚110盖住各螺栓70端部。贝氏弹簧垫圈220具有与车桥凸缘290直径大致一样大轴的直径，并被导向于车桥凸缘中心部分295上。根据车桥和毂组件之间传递的扭矩所需限制，弹簧垫圈220的尺寸、厚度和弹簧力可能会发生变化。当然，两个或更多个堆叠的弹簧垫圈可以用于实现期望的偏转和弹簧载荷。
[0034]每个螺栓70的脚110接合贝氏弹簧垫圈220。预定量的转矩被施加到螺栓70，其基本上展平弹簧垫圈220，并在弹簧垫圈220的内表面224与车桥凸缘外表面218之间产生摩擦接合环形模式。当预定的过扭矩情况发生时，弹簧垫圈220将滑靠在车桥凸缘表面218上，直到预定水平的扭矩下降到低于预定水平时，在该点处轴将驱动毂组件。
[0035]接合弹簧220的脚110的表面是平坦的，以弹簧被力压平时接合弹簧的表面，但是在某些情况下，可能希望允许弹簧220保持略微截头圆锥形的形状，并且使脚110的接合表面的轮廓匹配该构型。此外，可希望在弹簧垫圈220和车桥凸缘290之间使用球轴承，球轴承接保在车桥凸缘的外表面218内的制动器。具有螺栓孔16的标准车桥轴12可以不经修改用于本实施例。
[0036]本发明的原理和操作模式已经在优选实施例中被解释和示出。然而，在不背离其精神或范围的条件下，本发明可以以具体解释和示出的方式以外的方式被实施。
【主权项】
1.一种车桥组件，包括:具有径向延伸凸缘的车桥轴，与车桥凸缘摩擦接合的毂，和在车桥凸缘和毂之间提供预定滑动扭矩的扭矩限制组件，该扭矩限制组件包括将车桥凸缘和毂偏压在一起的杆。2.根据权利要求1所述的车桥组件，其中车桥轴凸缘与车桥轴形成为一体。3.根据权利要求1所述的车桥组件，其中毂包括毂体，该毂体包括径向延伸的环形毂凸缘，该环形毂凸缘与车桥凸缘同轴并摩擦接合。4.根据权利要求3所述的车桥组件，其中毂凸缘与毂体是一体的。5.根据权利要求3所述的车桥组件，其中毂还包括刚性地固定到毂体的安装板，其中该安装板包括毂凸缘。6.根据权利要求5所述的车桥组件，其中安装板包括与车桥轴凸缘摩擦接合的径向延伸的摩擦面，并且其中安装板通过螺栓连接到毂体，并且其中安装板的摩擦面具有埋头螺栓孔。7.根据权利要求1所述的车桥组件，其中扭矩限制组件还包括容纳杆的夹具，该夹具具有第一腿，该第一腿包括与车桥轴凸缘和毂中的一个接合的径向延伸表面，其中杆与车桥轴凸缘和毂中的另一个接合。8.根据权利要求7所述的车桥组件，其中杆与车桥凸缘接合。9.根据权利要求8所述的车桥组件，其中杆包括螺纹拧入夹具内的螺栓。10.根据权利要求8所述的车桥组件，其中该夹具包括第二腿，该第二腿包括径向延伸的表面和用于容纳螺栓的螺纹孔。11.根据权利要求10所述的车桥组件，其中夹具还包括连接径向延伸的第一腿和第二腿的桥部分。12.根据权利要求11所述的车桥组件，其中夹具包括第一部分，该第一部分部分地围绕车桥轴凸缘的外周而周向地延伸。13.根据权利要求12所述的车桥组件，其中夹具包括第二部分，该第二部分部分地围绕车桥轴凸缘的外周而周向地延伸，其中夹具的第一部分和第二部分连接以环绕车桥轴凸缘的外周。14.根据权利要求13所述的车桥组件，其中夹具的第一部分的腿中的一个包括多个螺纹孔，每个螺纹孔容纳接合车桥轴凸缘和毂中的一个的螺栓，并且其中夹具的第二部分的腿中的一个包括多个螺纹孔，每个螺纹孔容纳螺栓，螺栓接合车桥轴凸缘和毂中的一个。15.根据权利要求14所述的车桥组件，还包括销，所述销将夹具的第一部分和第二部分的周向端部相互连接。16.根据权利要求1所述的车桥组件，还包括设置用于通过杆被驱动的弹簧。17.根据权利要求16所述的车桥组件，还包括设置用于通过弹簧被驱动的球轴承，并且其中车桥凸缘或毂中的一个具有制动器，并且其中球轴承被安置在制动器中。18.根据权利要求16所述的车桥组件，其中弹簧具有与车桥凸缘中的一个的直径大致相等的直径，并且其中弹簧被导向在车桥凸缘上。19.一种车桥组件，包括:具有径向延伸的凸缘的车桥轴，具有径向延伸凸缘的毂组件，包括轴向延伸的杆的摩擦组件，摩擦组件与车桥轴凸缘和毂组件凸缘摩擦接合，该杆可轴向移动成与车桥轴凸缘和毂组件凸缘中的一个接合，以提供车桥轴凸缘和毂组件之间的滑动扭矩。20.—种车桥组件，包括: 具有径向延伸的凸缘的车桥轴， 具有径向延伸凸缘的毂组件，和 夹具组件，具有(a)邻近于车桥轴凸缘定位的径向延伸的第一腿，(b)与径向延伸的第一腿轴向隔开并且邻近于毂组件凸缘定位的径向延伸的第二腿，和(C)连接到夹具的第一腿的杆，该杆偏压车桥轴凸缘或毂组件凸缘，从而相互之间摩擦接合或与夹具的第二腿摩擦接合。
【专利摘要】车桥组件包括与轮毂摩擦驱动接合的轴。扭矩限制组件限制可被在车桥和毂之间传递的扭矩的量。该扭矩限制组件包括一臂或杆，如螺栓的轴，其将车桥和毂偏压在一起，以提供预定的滑动扭矩。杆或臂被容纳于夹具，该夹具在车桥凸缘和毂凸缘的外周上轴向延伸。
【IPC分类】B60B35/12
【公开号】CN104890446
【申请号】CN201510235597
【发明人】S·W·斯特劳布, P·T·马莱德, J·R·麦吉尼
【申请人】赛普利斯技术股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年2月16日
【公告号】CA2881849A1, EP2910807A2, US20150240880
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