本发明总体上涉及机动车辆的车桥，并且更具体地，本发明涉及与机动车辆上的传动轴相连接的连接件，所述传动轴能够被连接和断开以便允许选择车辆传动系统构造。
背景技术：
机动车辆，并且具体地被设计通过道路运送货物的车辆(例如卡车)通常利用安装在车辆前部中的由发动机和变速箱构成的动力总成通过其后车桥被驱动。动力总成和受驱动的车轮通过通常被称为驱动轴的轴相连接，所述驱动轴在一个侧部上连接到动力总成输出(通常是变速箱)，并且驱动轴在另一个侧部上连接到差速器，以便将动力传递到车轮。
对于具有两个后车桥的货运车辆而言，并且更具体地，对于具有两个后车桥的牵引车而言，车辆可能具有6x2或6x4的传动系统构造，这意味着车辆的六个车轮中仅两个车轮(一般是位于第一后车桥上的两个车轮)被驱动，或者位于两个后车桥上的四个车轮被驱动。在某些应用中，构造成用于越野目的车辆也可以具有8x4的传动系统构造，或甚至是6x6或8x8的传动系统构造。
由于法律的原因(在某些国家，例如巴西，运输限高货物的车辆要求6x4的传动系统构造)以及与用途相关方面的考量(像是旨在用于越野目的(例如甘蔗种植或采矿作业)的车辆)，可能期望使用至少两个驱动车桥(如在6x4的构造中)。
然而，为了在车辆空载时节约燃料并且减少轮胎磨损，可能期望停用车桥。如果传动系统构造是6x2的构造，例如后车桥中的一个(未被驱动)可以通过本领域所已经熟知的技术手段被升高，由此降低油耗和轮胎磨损，其中气囊被用于升高所述车桥，由此充分地利用了这类车辆上的压缩空气管路。
然而，由于传递到升高的车桥的动力将被浪费，驱动车桥可能不被升高，因而这种方案可能不能用于例如具有6x4或8x4的传动系统构造的车辆上。
但是，仍然存在对用于车辆(具体地货运车辆(例如卡车或牵引车))上的至少一个车桥的传动系统进行连接或断开的需求。
现有技术包含了允许自动或手动选择用于一个或多个车桥的传动系统的一些技术方案。一种已知的技术方案包括将驱动车桥的中央差动传动系统连接或断开。但是这种方案不能够用于6x4或8x4的传动系统构造，因为所述构造通常不采用中央差动机构，而是通过驱动轴将驱动动力从一个差动传动系统顺序地传递给另一个差动传动系统。
其他更精巧的技术方案(例如在构成现有技术的arai的美国文献us2012/0260758中公开的那些)采用了更加复杂的对策，例如离合器片和电子控制。这些技术方案复杂且昂贵，并且可能无法在例如货运车辆所要求的转矩的高转矩下正确地工作，所述货运车辆的发动机转矩能够轻易地超过1500nm并且可能甚至达到3000nm。
所以，仍然需要一种简单的技术方案，所述技术方案能够用于连接或断开车辆(尤其是具有6x4、8x4或类似的传动系统构造的道路货运车辆)的车桥上的传动系统，而无需电子控制。本发明意在消除现有技术中的这些缺点以及其他缺点。
技术实现要素：
所以，本发明的目标是提供一种用于允许传动系统与至少一个车桥断开的装置，尤其是在具有6x4或8x4的传动系统构造的道路货运车辆上。
本发明的另一个目标是提供一种用于断开车辆的驱动轴的装置，所述车辆具体的是具有6x4或8x4的传动系统构造的道路货运车辆。
为了实现上述目标以及其他目标，本发明提出一种驱动轴连接件，所述驱动轴连接件包括：
第一轴段，
第二轴段；以及
将第一轴段连接到第二轴段的连接装置；
通过所述连接装置选择地将第一轴段连接到第二轴段或从第二轴段断开。
根据本发明的替代的和/或另外的方面，以下特征也可以单独地或以技术上可行组合的方式存在：
当连接装置处于连接位置时，动力从第一轴段被传递到第二轴段，并且当连接装置处于未连接位置时，没有驱动动力从该第一轴段被传递到该第二轴段；
该第二轴段是中空的；
第一轴段与第二轴段同心，并且安装在第二轴段内；
连接装置安装成使得该第一轴段与该第二轴段啮合在一起；
该第二轴段包括至少部分地沿其内周边分布的多个内齿，并且该第一轴段包括至少部分地沿其外周边分布的多个外齿；
该套筒包括至少部分地分别沿其内周边与外周边分布的多个内齿和外齿，所述多个内齿和外齿通过位于该第一轴段和第二轴段上的多个齿啮合在一起；
该连接装置与压力腔室相联，所述压力腔室允许当腔室内压力变化时所述连接装置沿该第一轴段和第二轴段轴向滑动；
所述压力腔室由安装在第一轴段和第二轴段之间的护套形成，并且由所述第一轴段的内壁和护套形成；
所述连接件还包括用于所述连接装置的复位装置；
所述复位装置是弹簧，所述弹簧安装在该第二轴段内，并且在一个侧部上由该第二轴段支撑，并且在另一个侧部上由所述腔室支撑。
本发明还提出一种包括至少两个驱动车桥的车辆，其中动力从第一车桥沿轴被传递到第二车桥，其中所述车辆包括之前所定义的连接到车桥的连接件。更具体地，所述车辆是具有6x4的传动系统构造的道路货运车辆，例如卡车。
附图说明
现在将参照附图根据具体实施例来描述本发明。这些附图是示意性的，并且其尺寸或比例可能不符合实际情况，而是旨在提供对示例性实施例的解释性描述，并且无论任何情况除所附权利要求中的限定的限制外不对本发明进行任何限制，因此：
图1是具有6x4的传动系统构造的货运车辆(例如卡车)的示意性侧视图；
图2是根据本发明的一个实施例的轴连接件的透视图；
图3是根据图1中示出的本发明的一个实施例的轴连接件的沿a-a线的剖视侧视图，其处于动力通过所述连接件被传递的构造中；
图4是如图3所示的侧视图，但其处于动力未通过该连接件被传递的断开构造中；
图5是根据图2至4中示出的本发明的一个实施例的轴连接件的放大透视图；
图6是图2至4中示出的连接件的放大侧视图；
图7是图3和4的细节图b，其处于动力通过所述连接件被传递的构造中；
图8是与图7相同的图，但其处于动力未通过所述连接件被传递的构造中。
具体实施方式
现在参照示出这些实施例的示例的附图来根据具体实施例来描述本发明。为了表示相同或相似的技术特征，在各个视图中重复附图中所示的附图标记。此外，本文可以使用的术语如：之上、之下、上、下、侧、右、左、前、后和其变体必须按照图1中给出的准则来解释
图1示出了具有6x4的传动系统构造的用于运输货物或商品的车辆(例如卡车200)的示意图。其中，卡车200包括驾驶室201，在驾驶室之下设置有安装在底盘203上一套动力总成传动设备202(例如与变速箱相联的内燃机)，所述底盘还支撑前车桥204、第一后车桥205和第二后车桥206。驱动轴207从变速箱一直延伸到第一后差速器205，并且第二驱动轴208从第一后差速器延伸到第二后差速器206。动力大体在第一差速器和第二差速器之间平均分配，从而传递到第一后车桥205和第二后车桥206上的车轮。因此，差速器以本领域技术人员已知的方式利用冠状齿轮和小齿轮系统以及行星齿轮常规地将动力传递到每个车桥上的车轮。车辆200的其他细节被示意地示出，并且由于其在常规货运车辆上已经是公知的而不做进一步解释。
如之前所述，对于某些应用而言(例如空载车辆)，可能期望不从第一后差速器205传递到第二后差速器206，从而赋予车辆6x2的传动系统构造。在该6x2的传动系统构造下，第三车桥206(或第二后车桥)可以被升高，以便节约燃料并且减少轮胎磨损。升高第二后车桥的方式可以采用公知的方法，例如利用可充气的气囊。
本发明设计成允许将第二差速器从第三车桥(或第二后车桥)206选择性地连接或断开，以便将6x4的传动系统构造转变成6x2的传动系统构造。当然，本发明的实施例的详细描述指的是6x4/6x2的传动系统构造，但本发明也当然可以用于驱动车桥应当被启用或停用的任何传动系统构造，例如4x4/4x2或8x4/8x2的传动系统构造等。
现在参见图2，图2公开了车桥连接件100，所述车桥连接件连接到驱动轴、或替代驱动轴安装在车辆200上的两个驱动轴差速器205、206之间。通过这种方式，本发明提出的连接件可以被安装货运车辆(例如包含6x4的传动系统构造)的两个后车桥的两个差速器之间，或者甚至可以取代中间驱动轴208。通过这种方式，连接件100还可以包括两个万向(卡登)接头103、104，每一个万向接头均位于连接件的各个端部处并且形成传递动力的机械连接，同时还通过两个同心的带齿的轴(图3)的组件105抵消差速器之间的距离的变化，所述距离变化是因为车桥205、206可以具有不同的组件高度并且还可以被固定地安装在车辆悬架上，因此由于车桥上货物的重量或不平坦地面产生高度变化，并且因此导致彼此距离的变化。两个万向(卡登)接头103、104以及允许长度变化的组件105是现有技术中已知的广泛地用于驱动轴上的机械构造，因为其要求很少的空间并且成本低。所以，在本说明书中不再对万向(卡登)接头103、104以及组件105的构造进行详细的描述。在替代实施例中，根据所要传递的转矩，万向(卡登)接头103、104可以被其他机械构造元件(例如等速万向节)替代。万向(卡登)接头、等速万向节或其他机械构造元件的选择不会影响本发明可预知的技术效果。
在例如连接件被牢固地保持在驱动轴(例如非常长的驱动轴)上的替代实施例中，万向(卡登)接头103、104和组件105可以被其他安装选择替代，例如带有螺栓与螺母的法兰、或甚至焊接。
现在参见图3，连接件公开在动力传递构造中，所述动力传递构造指的是动力通过所述连接件被车桥传递的构造。如本文示出的实施例中所示，所述连接件因此以特定的方式安装在驱动轴上，从而替代被安装在车辆上的两个驱动轴差速器205、206之间的驱动轴208。
基于图1中公开的相同的指导，连接件可以替代常规的驱动轴安装在两个万向(卡登)接头103、104之间，所述连接件一方面包括第一轴段11和第二轴段12，所述第一轴段可以安装在动力输出点上，所述第二轴段可以安装在动力输入点上以便接收来自第一轴段11的动力。第一轴段11和第二轴段12可以通过连接器或连接装置13彼此连接或断开，以便根据要求选择性地将动力从第一轴段11传递(或不传递)到第二轴段12。
虽然在本文中已经提到了第一轴段11可以安装在动力输出点上并且第二轴段12可以安装在动力输入点上，但这种构造可以倒置，这意味着第一轴段11可以安装在动力输入点上并且第二轴段12可以安装在动力输出点上，而不会对所获得的技术效果产生不利的影响或者导致其中的任何差别。
参见图3至6，为了实现这种连接件，在示例性实施例中，第一轴段11可以包括带齿的轮廓，其中齿沿第一轴段的外周边并且沿其长度的至少一部分径向的凸出。一方面，在第一轴段11的固定地连接到组件105的部分处，齿106沿第一轴段11的所述部分的外周边径向地凸出，并且具有与组件105中的内齿平稳地啮合和起作用所要求的合适数量与尺寸。如之前所述，组件105是用于驱动轴的常见方案，并且对本发明没有直接影响，因为该组件旨在抵消驱动轴可能经受的长度变化。另一方面，第一轴段11具有带齿的第二区域21，所述第二区域大体具有较大的直径以及沿其外周边布置的一组齿轮齿，所述第二区域旨在起到连接装置或连接器13的作用，如将在本说明书中被更清楚地解释那样。
参见图3至6，第二轴段12也是带齿的，但是包括沿其内周边径向凸出的齿22。在这里，第二轴段12是中空的杯形轴，其一个侧部敞开并且一个侧部封闭，所述第二轴段包括沿其内周边径向布置并且至少部分地沿其内长度延伸的多个齿22，并且不需要组件105来抵消驱动轴的长度的差。替代地，组件105可以位于第二轴段12的侧部上而不是位于第一轴段11的侧部上。
连接器或连接装置13位于第一轴段11和第二轴段12之间。连接器或连接装置13可以是允许第一轴段11与第二轴段12之间的选择性连接的任何装置，所述选择性连接允许动力在两个轴段之间传递(或不传递)。合适的连接器或连接装置可以包括但不限于离合器片、磁性连接件、机械连接件等，所述合适的连接器或连接装置意味着允许动力在两个轴段11、12之间选择地传递的任何适当的连接装置。
在本文所示的本发明的具体实施例中，连接器或连接装置可以包括套筒13，所述套筒包括位于其内周边和外周边上的多个齿，其中位于其外周边上的齿24旨在与位于第二轴段12的内周边上的齿22啮合并起作用，并且位于其内周边上的齿23旨在与位于第一轴段11的外周边上的齿21啮合并起作用。所述套筒可以在这两个轴段之间滑动，并且更具体地在第二轴段12内滑动，以便与第一轴段11的齿21相连或断开，如在下面的说明中将被更清楚地描述那样。所以，第一轴段11可以同心地安装在第二轴段12和套筒13上，以便允许套筒13滑动。
第一轴段11上的齿21的数量可以变化，并且可以依据工程设计规范被限定，所述工程设计规范例如为由需传递的转矩所限定的工程设计规范。通常，包含18-30齿、并且更具体地24齿的齿数可以是合适的。位于第二轴段12上的齿22的数量因此可以变化，并且可以依据工程设计规范被限定，并且可以落入45-60齿(例如52齿)的范围内。套筒13在其外周边和内周边上必须包括合适数量的齿，以便与第一轴段11上的齿21以及第二轴段12上的齿22牢固的啮合。
在图3所示的构造中，基于参考基准，动力从第一轴段11传递到连接装置13，连接装置通过第一轴段11上的齿21与套筒13的内齿23之间的连接以及通过套筒的外齿24与第二轴段12上的齿22之间的连接又将动力传递到第二轴段12。当然，逆向基准的逻辑也是一样的，这意味着动力可以从第二轴段12通过连接器或连接装置13传递给第一轴段11。
另外，虽然第二轴段12是中空的，但是第一轴段11也可以为中空的，这是因为如果第一轴段11的直径小于第二轴段12的直径，如本发明的示例性实施例所示，并且连接装置13形成两个轴段之间的连接接合部，则这种机械构造构型就能大体保证更好的抗扭能力。
图4公开了图3中的连接件，其处于动力没有在轴段11、12之间传递的构造中，其中如图所示，套筒13被轴向地移位到第二位置，在所述第二位置处第一轴段11与套筒13的内齿22之间没有连接。
为了实现在具有连接器或连接装置的该实施例中使用的套筒13的轴向移位，任何类型的合适装置可以被使用，例如但不限于机械的、磁力的、电力的、液压的装置等，这意味着允许套筒13在至少两个位置之间滑动以由此连接到第一轴段11或从第一轴段断开的任何合适装置。
在本实施例中，压缩空气被使用。使用压缩空气作为使套筒13移动的手段是合适的，因为这充分地利用了在大部分市售车辆上已有的压缩空气管路。为此，可以使用腔室41，其在图7和8中被更详细地公开，所述腔室一方面由位于第一轴段11的外周边与第二轴段12的内壁之间的护套42构成。护套42可以安装在第二轴段12上，其中护套42和第二轴段12由此包括带有安装螺栓28的法兰15、15’。所使用的螺栓的数量可以根据工程设计规范而变化，并且可以是10-16个螺栓，具体地是12个螺栓。第二轴段12的内壁在顶部封闭腔室41。
如图5和6所示，套筒13可以包括能够滑入腔室41内的缓冲止动件25。所述腔室可以流体连接到压力源，所述压力源例如为货运车辆上常见的压缩空气管路，为此，可以使用盖子44，所述盖子一方面包括与车辆的压缩空气管路流体连通的压缩空气进气点45，所述盖子另一方面流体连通地延伸到护套42中的通道43，所述通道继而允许与腔室41的内侧的流体连通。因此，通道43形成腔室41的内侧与车辆的压缩空气管路(未示出)之间的流体连接，由此腔室内的压力可以通过注入或排出空气而被改变，由此套筒13可以被移动第一位置以及未连接的第二位置，在所述第一位置处套筒连接到第一轴段11和第二轴段12并且此时腔室内的压力大致等于外界空气压力，在所述第二位置处套筒13未连接到第一轴段11并且此时腔室内的压力大于外界空气压力。
因为护套42固定地安装在第二轴段12上，因此所述护套可以旋转，而盖子44优选地以静止的方式被安装，以便允许与压缩空气管路的连接45。为此，一个或多个轴承33可以被定位成以便允许护套42相对于盖子44的旋转移动。另外，其他轴承32、34可以被定位成以便支撑第一轴段11，由此允许在套筒13断开的构造中一个轴段相对于另一个轴段的旋转，并且在套筒断开的构造的情况下一个轴段将旋转而另一个轴段保持自由，如本领域技术人员所理解的那样。当然，这里所描述的轴承可以被其他等同的机械构造元件取代，例如发动机轴承。这些轴承也可以是任何合适的轴承，例如滚珠轴承、滚针轴承、圆柱滚子轴承等。
当然，尽管本说明书涉及使用压缩空气来改变腔室41中的压力，但其他手段也可以被使用，例如类似油或水的其他流体、或者例如电磁阀的磁力的或电磁的装置。另外，尽管提到当腔室内压力大致等于外界空气压力时套筒13处于连接位置，但这种实施例当然可以反转，由此套筒只在当腔室内压力增加时处于连接位置，虽然这由于操作安全性问题而不是最优选的。然而，虽然本说明书涉及到“外界空气压力”和比外界空气压力高的“更高的压力”，但是当然可以使用其他压力差，所述压力差并不一定基于空气压力来作为基准压力，而是可以基于更高的压力或者甚至基于使用真空的负压，只要腔室41内存在足够的压力差以保证套筒13如之前实施例中所描述的那样轴向移动地移位。
为了保证腔室是密封的，一个或多个密封选择可以被使用，如果安装在套筒13的缓冲止动件25上(如图3-6所示)，或者安装在连接组件100的其他位置上，则所述密封选择例如为弹性体o形环52。
为了保证连接器或连接装置13在腔室41中的压力下降时复位，并且也为了防止连接装置从连接位置滑到未连接位置，可以使用复位装置(例如螺旋弹簧61)，以便保证连接装置或连接器保持在预定位置，所述预定位置例如为如图所示的标准连接位置或者相反为标准未连接位置。当然，如果使用移动连接装置13的其他装置(例如机械的或机电的装置)，复位装置可以被省略。但是，也可以使用其他复位装置，例如磁力的、机械的、液压的装置等。
在本实施例中，弹簧可以安装在第二轴段12内，所述弹簧在一个侧部上与连接装置13的与缓冲止动件25相对的侧部上相接触，并且在另一侧部上支撑第二轴段12位于与万向(卡登)接头103相连的侧部上的内壁。由此随着由于腔室41在套筒13上提供的压力而导致的套筒13在第二轴段12中的轴向移动，弹簧61被压缩与拉伸。因此，所述压力必须足以压缩弹簧61以及移动套筒13。充足的工作压力可以是2巴左右，并且可以甚至达到4巴，但是所述压力不应当太高以避免损坏密封件52。所使用的弹簧及其弹簧常数也可以由工程设计规范确定，并且可以例如为位于40-70n/mm之间的弹簧常数k，或者50n/mm左右的弹簧常数。
整个组件可以通过静态润滑(润滑油存储在连接件100中)被润滑，或者通过动态润滑(润滑油在用于润滑的特定液力管路中循环经过连接件100)被润滑。
在操作中，以及通过之前的描述变得显而易见的是，当如在该示例中所示的期望6x4的传动系统构造时，套筒13连接到第一轴段11和第二轴段12两者，由此动力(转矩与旋转)通过套筒13从第一轴段11传递到第二轴段12。另一方面，如果道路货运车辆未载货，此时在两个后车桥上都不需要传动系统，并且6x2的传动系统构造可以被采用。因此，通过例如阀门(未示出)的控制，空气可以被允许在压力下通过进气点45沿着通道43流动并且流入腔室41。当接收压力时，腔室的体积将膨胀，由此沿着第二轴段12的内侧将套筒13轴向地移动到内齿23与第一轴段的齿21断开的位置，从而对弹簧61施加压力。一旦达到预定的压力，为了保证连接装置13到达齿21、23不再相连的特定位置，腔室内的压力可以通过阀门(未示出)被维持，并且如果发生任何压力下降，则压缩空气管路可以提供所需的压力以保证连接装置不复位。通过这种方式，驱动动力不被传递到在此构造下与差速器相联的第二轴段，由此车辆随后以称为6x2的传动系统构造的类型运行。另外，如果需要，不再被驱动的车桥可以通过已知的方法被升高，以便避免轮胎与地面接触。
当返回到6x4的构造时，降低腔室41中的压力就够了，其中弹簧61施加的力将保证套筒13返回到第一轴段11与第二轴段12之间的连接位置。
更具体地，连接器或连接装置13的连接与断开必须在车辆停止时(指的是连接件不旋转时)进行，尽管在车辆行驶时也不妨碍所述连接和/或断开的进行，但这样做并不是优选的。
虽然本说明书提到了连接件100，但所述连接件显然是由若干机械构造元件构成的，由此连接件100也可以被称为连接套件或组件。
虽然根据其具体实施例描述了本发明，但在不脱离本发明的远离的前提下，本领域技术人员可以通过这里公开的教导引入很多替代或变化。例如，被描述的不同元件可以以示出的实施例中未提出的不同的方式被组合，但仍产生相同的技术效果。因此，后附权利要求应当以宽泛的方式被解读，涵盖了本发明的所有等同物。