专利名称：半挂车用起落架的制作方法
技术领域：
本发明涉及半挂车用的起落架，特别是一种具有单级减速器的起落架。具体地说，本发明涉及这样一种起落架，它借助于一个双速单级减速器达到标准的摇把转数与垂直移动距离的传动比，所述双速单级减速传动装置使用较少，较小和较为简单的零部件来达到这种标准的传动比，从而形成相对紧凑、成本低廉的单级减速传动装置，该装置以独特的离合换挡构为特点，此种机构减少零件的数量并降低成本，而同时使其能更加轻便地大高速和低速之间换挡。
迄今为止，拖车用的起落架一直是并可能继续是生产量大的产品，估计其每年在美国的销售额超过300，000套，并产生每年多于5000万美元的收入。对起落架的大量需求同在美国用牵引车所拉的半挂车作为装卸货物的基本手段直接有关。
现有的双速起落架包括一对齿轮驱动的横向间隔开设置的伸缩腿，该腿装在同牵引车相连的半挂车前端，并悬挂于其上。
起落架，特别是双速起落架以下述方式同半挂车接合使用。通常的情况是从牵引车的驾驶员将半挂车卸在诸如码头那样的地方来装卸货物开始的。装卸完成后，半挂车常常由另一架牵引车重新拾起。当将半挂车在预定的位置就位后使其脱开时，牵引车驾驶员用手转动摇把，使引缩腿伸出，直至该腿落地为止。驾驶员一般使用双速齿轮变速器的高挡或高速，使起落架腿很快地从缩入位置伸出到腿接触地面的伸出位置。应该注意，当起落架在高挡啮合时，由于摇把的转数与由高挡所产生的垂直腿移动距离之比很低，因此可以完成垂直距离的快速移动，该比值根据所使用的装置通常为大约2到大约5。但是，在高挡所取得的这样一个低比值其机械利益比低挡的底。实际上，这意味着牵引车驾驶员不能在高挡情况下升降载荷。在低挡的情况下，摇把转数与升降距离之比较高，通常是从大约15到50，但这时可得到较高的机械利益。这就使牵引车驾驶员能在低挡时将在高挡时不能升降的载荷提起或放下，尽管是以比在高挡时移动这些载荷(如果能够的话)的速度低的速度移动。为了将牵引车从停放的半挂车拉开，驾驶员必须通过卸开支承转盘的定卡爪而将半挂车的悬挂中心销从牵引车的支承转盘上拆开。由于牵引车是被弹簧向上偏压的，所以希望将半挂车抬起，以释放一部分载荷，从而使牵引车能够从半挂车更容易地拉开。因此，驾驶员可以将变速器换到低挡，将使起落架腿进一步伸出，以便将所有或部分半挂车的载荷从支承转盘上提起。在松开支承转盘的可移动卡爪以后，牵引车即可与半挂车分离。
当驾驶员拉走一个已经装载或未经装载的半挂车时，他必须将牵引车的支承转盘退到半挂车之下，并使中心销接上。如果半挂车是放在诸如混凝土那样的坚牢地面上，并且使用停在同样地面的牵引车，很可能在地和中心销之间还存在必要的净空，以允许连接，驾驶员就只要将牵引车退到半挂车之下，将中心销安好。接着，驾驶员把起落架变为低挡，以使将载荷落到牵引车上，然后变为高挡，并快速地使腿收缩，以便为车辆驾驶提供净空。更具地说，将腿放置得离地大约1英尺，以便为在道路上行驶提供净空。但是，如果半挂车放在诸如软地或沥青路面等相对不坚固的地面上时，半挂车腿有时会在停放和拉走的时间间隔内在负荷作用下陷入地里。如果情况是这样，或者如果在使用较高的牵引车，在将牵引车退到半挂车下之前，驾驶员必须进一步使腿伸出，使半挂车升起，从而在地和中心销之间提供足够的净空。这就需要驾驶员将起落架变为低速，以便获取机械利益来提升半挂车。在与牵引车连接并使用低挡使半挂车载荷落到牵引车上之后，驾驶员将如上所述的那样开始以高挡将腿缩进，将其安置成能在路面上行驶的状态。
同预料的一样，考虑到从起落架装置的可能销售额中产生的潜在吸入，起落架的制造商们一直在试图改善他们的产品，以提供更经济的，具有改善的性能的起落架，从而获得起落架市场的更大份额。
本发明的目的包括提供一种具有双速单级减速器或传动器的半挂车用起落架，其中传动器或变速器包括较少、较小和较简单的零部件，从而使其较为容易制造和装配，并且进一步形成一个紧凑的、能装在较小的齿轮箱内的装置，其中所有上述因素都促成起落架装置整体价格的降低。
本发明的另一个目的是提供这样一种起落架，它更容易摇转和变速，并且能通用地安装。
本发明的又一个目的是提供这样一种起落架，它能达到商业上标准的摇把转数与竖直腿移动距离的比值，其中，如果需要的话，低速传动比可以在制造时确定在一个较大的范围内，而一般并不需要增加双速单级减速传动装置的整体尺寸或复杂性。
本发明的又一个目的是提供一种耐用和使用简便的起落架。
这些目的可以通过本发明的半挂车用双速起落架装置实现，所述装置包括，第一和第二可垂直伸缩的支柱或竖直伸缩腿，这些支柱或腿以横向间隔放置的关系一般地在所述半挂车的前端附近安装;一个可旋转地安装在所述第一腿上的输入轴，所述输入轴可在高速操作的第一位置和低速操作的第二位置之间轴向移动或平移;一个可旋转地安装在所述第一腿上的输出轴，所述输出轴同所述输入轴轴向平行，并与轴入轴成间隔放置，所述输出轴同可旋转地安装在所述第二腿上的输入轴可运作地连接;一个在所述输入轴上的、用以将转动从所述输入轴传递给所述输出轴的小半径小齿轮;一个在所述输出轴上的中间齿轮，所述中间齿轮具有齿，当所述输入轴处在低速操作的第二位置时，所述齿同所述小齿轮的齿啮合;一个在所述输出轴上的第二齿轮，所述第二齿轮的直径比所述中间齿轮的直径小;一个支承在所述输入轴上的高速驱动齿轮，当输入轴处在高速操作的第一位置时，所述高速驱动齿轮具有使其能同输入轴同步转动的装置;以及将转动从所述输出轴传出以操作所述伸缩腿的装置。
图1是本发明的起落架摇动腿的双速单级减速传动器的局部透视图，示出该装置适于装在半挂车车架的外侧位置;
图1A是本发明的起落架摇动腿的双速单级减速传动装置的局部透视图，示出该装置适于装在半挂车车架的内侧壁上;
图1B是本发明的起落架摇动腿的双速单级减速传动装置的局部透视图，示出该装置适宜于通用地或者安装大拖车支座的内侧部分，或者安装在其外侧部分;
图2是沿图1的剖切线2-2所作的截面，示出在低挡或低速位置啮合的单级减速传动装置;
图2A是类似图2的视图，表示该装置向外换挡，结合于高挡或高速位置;
图3是图2的传动装置的分解透视图，该图上有切去的部分以及由虚线表示的被遮盖部分。
图4是本发明的起落架的双速单级减速传动装置的局部透视图，图上有切去的部分，表示处于图2所示的传动装置处于低挡情况下;
图4A是同图4类似的视图，表示处于图2A所示的高挡情况下啮合的传动装置;
图5是半挂车侧视图，表示该半挂车从牵引车脱开，并具有安装在其上并支承在半挂车前端的图1所示的起落架。
图5A是从图5的箭头5A方向看的视图;
图6是本发明的起落架的对侧腿传动装置的分解局部透视图，其被遮盖零件由虚线表示，该图示出其适宜于安装的半挂车车架的外侧部分;
图6A是图6所示对侧腿的传动装置的局部透视图，示出齿轮在其中啮合的方式;
图7是本发明的另一个可供选择的实施例的侧视图，包括一个输入轴，一个输出轴，以及一个中间轴，示出其输入轴处在低速操作相应的位置。
图7A是同图7类似的视图，表示输入齿轮处在高速操作相应的位置。
在全部附图中，相同的标号表示相同的零件。
本发明的半挂车起落架在图5和图5A中其预定的使用条件下示出，总的用标号10表示。起落架10通常包括一对分别呈直立、间隔放置、相互平行的摇动和对侧腿11和12的形式的垂直可伸缩支柱，该支柱悬挂在半挂车21的前端。在图5和图5A所示的实施例中，摇动腿11设置在左侧，或半挂车21的司机一侧，而对侧腿12设置在右侧，或半挂车的道牙侧。但是，应该理解，摇动腿11可以放在半挂车的道牙侧，对侧腿12可以放在司机一侧而不影响本发明的基本构思。下面，摇动腿11和对侧腿12侧将分别指的是左侧或司机一侧以及右侧或道牙一侧。如图2、图3和图6所示，各条腿11和12都具有一个以本领域的技术人员和文献中所熟知的方式可伸缩地设置在上管14内的下管13。脚15以传统方式与下管13的下端连接。
图5A中示出一对交叉的横向支撑杆22，其中每一个支撑杆分别在其一端与半挂车21的车架20相连，而在其另一端与相对的腿11、12相连，用以一般地使腿克服横向推力或类似的力而达到稳定。图5示出一对纵向支撑杆23，其中每个支撑杆在其一端与腿11、12中相应的腿的上管14相连，而在其另一端与半挂车车架20相连。
关于左侧或司机一侧11的内部部件，有一个螺母25装在下腿管13的上端，用以可螺旋地容纳垂直提升丝杠26(如图2和图4所示)，该丝杠包括一个带螺纹的下轴24和一个缩径的、与下轴成一体的、还带螺纹的上轴27。一个凸肩28做在上、下轴27和24的交界处。套环29靠在肩28上，而环形推力轴承30靠在围绕着上轴27的套环29上。基板31靠在轴承30(和螺母25)上，并围绕上轴27设置，所述上轴27穿过在基板31上形成的通孔32。基板31焊接在上腿管14的内表面。环形垫块16围绕上轴27焊在基板31的顶部。淬火止推垫圈33设置在上轴27上，并靠在垫块16的上表面上。锥形齿轮34同上轴27可滑动地接合，并通过销35使转动向上轴27传递，所述销35以本领域的普通技术人员所熟悉的方式将锥形齿轮同上轴27连接起来。淬火止推垫圈33提供一个与锥形齿轮34和连接销35接触的耐磨表面。
根据本发明的主要特征之一，如图1、2、3和图5A所示，总的由件号42表示的金属齿轮箱同上腿管14的内侧壁一起限定一个齿轮箱室43，该齿轮箱室同腿结构11形成一体。更具体地说，齿轮箱42包括四个基本部分，即一对通过留有间隔的堆焊固定在上腿管14的内侧上部的折弯法兰44、一个盖板45和一个顶盖46。盖板45带有多个凸台48，所述凸台可同在法兰44上形成的多个垂直地间隔设置的孔47中相应的孔对准，并与其适当地配合。每个凸台48带有可螺旋地容纳螺钉52的带有螺纹的凹陷49，用以将盖板45固定在法兰44上。顶盖46位于上腿管14和齿轮箱42的上开口端的上方，并通过诸如自攻螺钉(未示)那样的任何合适的装置固定在其上。顶盖46同基板31和上腿管14的壁一起限定上腿管14的上层41。一个诸如由弹性材料制成的任何适当类型的垫片50以常见的方式放置或贴在顶盖46同上腿管14和盖板45的交界处。垫片50和顶盖46同盖板45、折弯金属法兰44和上腿管14一起，有效地保护装在上腿管14的上层41和齿轮箱室43内的起落架10的双速单级减速传动装置，使其不受诸如灰尘、湿气等会干扰传动装置或变速器的外界因素的影响。由于齿轮箱42的法兰44和顶盖46内所包含的零部件数量少、尺寸小、排列紧凑，因此该法兰和和顶盖通过金属弯曲工艺制成，与其成为对照的是很多现有技术的齿轮箱，由于这些齿轮箱所包含的部件数量大、尺寸大以及/或排列较不紧凑，它们必须由更昂贵的金属冲压工艺制成。更具体地说，包含在齿轮箱42中的本发明的起落架的双速单级减速传动装置或变速器的零部件通常全部在上腿管14的内侧壁附近，特别是不超过外侧壁的宽度。因此，仅仅通过弯曲制成的齿轮箱弯折法兰44和顶盖46与齿轮盖板45在一起同上腿管14的内侧壁结合，以充分地盖住其中包含的零部件。反之，很多现有技术的起落架装置超过附近的上腿管而伸出，因此，在很多情况下，需要用两件式齿轮箱来保护该齿轮箱内包含的零部件不受外界因素的影响，而两件式齿轮箱必须冲压或加工而成，以便使该两件适当而且充分地拼接在一起。还要注意到，本发明的齿轮箱42的盖板45有两个功能。更具体地说，盖板45的外端或突出端其每一端都形成有多个垂直地分开设置的用以容纳诸如螺栓或类似物的紧固装置18的孔51，如图5和图5A所示，用以使腿11和半挂车21的车架20的外侧壁面19连接起来。
如图2和图4所示，输出轴60具有第一端部和第2端部61和62，该两个端部固定在上腿管14的上层41和齿轮箱室43上，所述输出轴从中朝内侧方向向外伸出。输出轴60的第一和第二端61和62可旋转地分别安装在轴套63和64内，所述轴套依次摩擦地安装在于上腿管14的外侧壁和齿轮箱盖板45上形成的对准的孔65和66内。应该注意，轴套63在其外端是封闭的，该轴套容纳输出轴60的第一端61，而轴套64形成一个通孔，使输出轴60的第二端62朝内侧方向从中穿过，从而同道牙侧腿12的齿轮组件有效地连接。
整体的一件式组合齿轮70以传统方式通过销71安装在上腿管14的上层41和齿轮箱室43内输出轴60和第二端62上。更具体地说，该组合齿轮包括一个中间齿轮72;一个相对于中间齿轮72直径缩小的、并且在外侧方向紧靠着中间齿轮72设置的第二齿轮73，以及一个紧靠着齿轮73形成，并且位于齿轮73的外侧的小锥形齿轮74。如上所述，组合齿轮70在上腿管14的上层41和齿轮箱室43之间延伸，并被容纳在它们之内。具体地说，如图3所示，缺口69在上腿管14的内侧壁上形成，用以将上层41和齿轮箱室43连通。组合齿轮70的中间齿轮72完全装入齿轮箱室43，组合齿轮70的锥形小齿轮74完全装入上层41，而设置在它们之间的齿轮73跨在缺口69上，其一部分容纳在上层41内，另一部分容纳在齿轮箱室43内。
分别具有第一缩76和第二端77的输入轴75可滑动、可转动地装在上腿管14的上层41和齿轮箱室43内，并在输出轴60之下，与该轴偏离地设置。更具体地说，一对轴套78和79分别摩擦地装在对准的孔80和81内，所述孔80和81在上腿管14的外侧壁和齿轮箱盖45上形成。输入轴75的第二端终止于缩径的轴端颈82处，所述轴端颈可滑动，可转动地装在轴套79上，该轴套在其内侧端封闭。轴套78有一个通孔，该孔使输入轴75的第一端76能够穿过，并从上腿管14内朝外侧向外伸出。一个小齿轮83在靠近缩小轴端颈82的输入轴75的第2端77处形成。垫块16带有横向柱面凹陷，该凹陷为输入轴75提供间隙，以便形成一种紧凑的结构，这种结构的输入轴和输出轴支承在腿11的内侧壁和外侧壁上，并位于腿11的前壁和后壁之间。
高速驱动齿轮85支承在输入轴75上，并带有轮毂90，该轮毂从齿轮85朝外侧向外伸出。而轮毂90又带有通孔86，此外还有在其内表面上形成的花键槽84。轮毂90可旋转地安装在轴套87内，该轴套又摩擦地装在在上管腿14的内侧壁上形成的孔88内，孔88与孔80、81对准，以便使输入轴75的第二端77滑动和转动地装在轮毂的通孔86内。通过焊接在齿轮箱盖板45外侧面的垫块89，将齿轮85保持就位，并且特别防止其朝内侧移动。横向的圆柱形通孔92在输入轴75的大致中部形成，一个具有擒纵球94设置在其两端的擒纵弹簧93装在通孔92的内部，用以牢固地分别同在轴套78的内表面上形成的第一和第二环槽95和96接合。横向的圆柱形通孔97在输入轴的第一端76上形成，用以容纳图1所示的将摇把99固定到输入轴75上去的螺栓98或其它装置。
如图5A所示，连接轴106在腿11的输出轴60的第二端62和腿12的输入轴109之间延伸，并分别在其每一端，通过诸如螺栓或类似物的紧固件107和108，固定在腿11的输出轴60的第二端上和腿12的输入轴109上。包含在起落架10的右腿或道牙侧腿12内的内部零部件在很多方面都同包含在左侧或司机一侧腿11的下腿管13和上腿管14中的内部零部件相同，这些内部零部件在图6和图6A中示出。输入轴109分别包括第一和第二端111和112，该两端可转动地安装在轴套113和114内，而轴套113和114摩擦地装在上腿管14的内侧壁和外侧壁上形成的对准的孔115和116上。锥形小齿轮117以传统方式，通过销118牢固地安装在输出轴109的第二端112上。垫管119将轴套113、114和锥形小齿轮117保持在预定位置上，以防止输入轴109做横向运动。锥形小齿轮117同锥形齿轮120啮合，而锥形齿轮120以同司机一侧腿11的锥形齿轮34相同的方式设置在提升丝杠121上。在道牙侧腿12中安装丝杠121的结构和方式与上述在司机一侧腿11中安装丝杠26的方式相同，所述结构和方式通过引用而完全结合于此。腿12按下述方式安装在半挂车车架20上的外侧位置。一对弯折金属法兰126通过断续堆焊与上腿管14的内侧上部相连。紧固板127带有多个凸台128，所述凸台可同在法兰126上形成的多个垂直地间隔设置的孔129中相应的孔对准。每个凸台128带有可螺旋地容纳螺钉131的带有螺纹的凹陷(未示出)，用以将紧固板127固定在法兰126上。紧固板127还带有一个孔133，以做为输入轴109进入腿12的通路。一个顶盖位于上腿管14上开口端的上方，并以同上述腿11所用的同样的方式，通过诸如未示出的自攻螺钉那样的任何合适的装置固定在其上。紧固板的外端或突出端其每一端都带有多个垂直地间隔设置的用以容纳诸如螺栓或类似物的紧固装置的孔132，如图5和图5A所示，用以使腿12同半挂车21的车架20的外侧表面19连接起来。
如果想要在图5B所示的半挂车车架的内侧面上安装腿11和12，则要通过诸如焊接那样的任何合适的方法使法兰板123固定在上腿管14的外侧面上(见图1A)。法兰板123的每个突出端都加工有多个孔124，用以容纳诸如螺栓或类似物的紧固装置，以使腿11、12同半挂车车架122连接起来。需要时，如图1B所示腿11和12可以每个都有上述安装在其上的外侧和内侧安装结构，以便使起落架10的腿11和12可以或者固定在半挂车车架的外侧面，或者固定在其内侧面。
当要使本发明的起落架在低挡或低速状态下工作时，该起落架以下述方式操作，其中摇把99的转数与腿11、12移动的垂直距离的比值是高的，但是起落架操作者所享受的机械利益也是高的。更具体地说，该传动比是从每英寸大约15转到大约50转，理想的是从每英寸大约20转至大约40转，最好是从每英寸大约25转至大约35转，这些通常是标准的转动比。处于低挡的起落架10在图2和图4中示出。为了以低速使上腿管14分别相对于司机一侧和道牙侧的腿11和12的下腿管13下降，通过向摇把99施加一个推力，用手使输入轴75滑动地移至其最里面位置，以便使擒纵球94同第2环槽96牢固地嵌合。然后按图4中的箭头所示的顺时计方向用手摇动摇把99和连接的输入轴75，从而使小齿轮83与组合齿轮70的中间齿轮72的齿啮合，用以使中间齿轮按逆时针方向转动。在将输入轴75的转动从小齿轮83传递到中间齿轮72的情况下，得到例如大小约6.6∶1的单级减速比。本领域的普通技术人员都很清楚，在实用方面，这种减速意味着中间齿轮72的转速比输入轴75转速慢6.6倍，但是与此同时，由起落架10的操作者实现的机械效益的增益的大小约为6.6倍。这就是说，由于在将转动从小齿轮83传递到中间齿轮72时达到的减速比，操作者将会发现摇把摇动起来要比没有这种减速时轻松6.6倍。相连的逆时针转动的锥形小齿轮74同锥形齿轮34啮合，以使锥形齿轮和相连的丝杠26按顺时针方向转动。
大小例如为大约2∶1的第二减速比出现在由锥形齿轮74向锥形齿轮34传递的过程中，从而导致总减速比为13.3，就是说，在低挡时，丝杠26以比输入轴75低约13.3倍的速度转动。但是，本发明的起落架10通常在技术上和文献中被认为是以在小齿轮83和中间齿轮72之间的齿轮箱室43内产生的减速为基础的单级减速。大部分现有技术的起落架具有在齿轮箱内产生的单级或双级减速以及在输出轴和提升丝杠的接合处产生的又一个减速。但是，这种起落架通常根据除了在输出轴和提升丝杠的接合处的减速之外产生的减速级数而被介定为单级或双级减速。因此，当结合提升丝杠26带螺纹的下部轴24的大约2.25的螺距的倒数考虑时，约为13.3的全部减速比造成摇把转数与垂直移动距离之比为大约2.25的13.3倍的低传动比，即等于每英寸约30转。这就是说，在低挡时，摇把99每转动30转，丝杠轴26将移动1英寸的垂直距离。虽然丝杠26的转动比输入轴75慢约13.3倍，但是操作者享受到大小约为30的理想的机械效益。由于一般的摇把具有例如大约为16英寸的杠杆(该长度是通过摇把99距输入轴75的轴线的径向距离测量的)，因此摇把每转动一转其沿周长移动约100英寸，这就是说，摇把99在理论上比在没有起落架时转动容易1000倍。在计入摩擦损失之后，全部机构的净机械效益约为900比1。丝杠26在螺母25内的逆时针转动使丝杠在螺母内向上移动，从而使下腿管13缩进上腿管14内。
上述实例只是示意性的;小齿轮83和中间齿轮之间的减速比一般可以在约2∶1或2.5∶1到大约8∶1之间变动。与此相同，在锥形齿轮74和锥形齿轮34之间的第二减速比一般可以在大约1.5∶1到大约2.5∶1之间变动。同样，这里的螺距倒数2.25只是示意性的;而一般的螺距倒数则在每英寸1.5转到每英寸4转之间变动。这里的螺距倒数是指要达到一英寸的轴向位移所需要的丝杠转数。
输出轴60同时使连接轴106按顺时针方向转动，而如图6A所示，所述连接轴106又使腿12的输入轴109按顺时针方向转动。连在轴上的顺时针转动的锥形小齿轮117同锥形齿轮120啮合，使锥形齿轮和相连的丝杠齿轮121以同司机一侧腿11的丝杠26相同的转动方式按逆时针方向转动，用以将下腿管13相对于腿管14缩进。当然，可以理解，摇把99按相反或逆时针方向的转动会使上述所有起落架10的部件按相反方向运动，而这会使下腿管13从两腿11、12的上腿管14中伸出。
根据本发明的又一主要特性，当想在高挡或高速情况下操纵起落架10时，其中摇把99的转动对腿11、12的垂直移动距离的比值是低的，但操作者实现的机械效益也是很低的，起落架将以下列方式运行。高的传动比是从大约每英寸2至大约5转，理想的是从大约每英寸3到大约4.5转，最好是从每英寸大约4到大约4.5转，通常这些都是标准传动比。图2A和图4A示出高挡情况下的起落架10。为了以高速使上腿管14分别相对于司机一侧和道牙侧的腿11和12的下腿管13下降，通过向摇把99施加一个拉力，用手使输入轴75滑动地移至最外位置，以便使擒纵球94从第二环槽96脱出，并同第一环槽95牢固地嵌合。这种输入轴75由图2和图4所示的最里位置向图2A和图4A所示的最外位置的移动使小齿轮83缩进齿轮85的轮毂90的通孔86内，从而使小齿轮83的齿的外端起花键的作用，以同在轮毂内形成的内齿或花键槽84滑动地啮合。重要的是要注意到，尺寸相对小的小齿轮83使装置的换挡更加轻便，在齿轮换挡过程中，该小齿轮必须经过装在齿轮箱室43内的重质润滑脂。特别是，这种润滑脂对小齿轮的通过产生阻力，在气候冷而润滑脂变粘时运动尤为困难。但是，同许多必须通过这种润滑脂换挡的现有技术的齿轮相比，本发明的小尺寸的小齿轮83仍显著地使润滑脂的阻力作用减小。此外，在第一和第二环槽95和96之间的水平距离约为5/8英寸，而很多现有技术装置需要使齿轮向内移动约1又1/4英寸距离，以便实现同样的从一个齿轮速度向另一个齿轮速度的换挡。本发明在第一和第二环槽之间的水平移动距离比现有技术的小，这也有助于使本发明的设备换挡更加轻便。因此，这种键槽换挡或者“离合换挡”装置比起许多包括“永久齿轮啮合”设计的已知现有技术的起落架齿轮换挡装置效率更高。
然后，按图4A所示的顺时针方向转动摇把99，从而顺时针转动的输入轴75使相连的小齿轮83按顺时针转动，而该小齿轮再使齿轮85的啮合的轮毂90转动。然后，顺时针转动的齿轮85同组合齿轮70的齿轮73啮合，并使其转动，该齿轮再使轮出轴60和相连的锥形齿轮74按逆时针方向转动。锥形齿轮74与锥形齿轮34啮合，以使锥形齿轮和相连的丝杠按逆时针方向转动。如上所述，从锥形齿轮74向锥形齿轮34传递的减速比的大小可以是例如大约2∶1，该减速比是在高挡出现的唯一减速比或唯一有意义的减速比。在高速驱动齿轮85和73之间的传动比一般是从大约1∶1到0.6∶1，最好是1∶1的传动比。当将锥形小齿轮74和锥形齿轮34之间2∶1的齿轮减速比以及高速齿轮85和齿轮73之间的1∶1的传动比同提升丝杠26的带螺纹的下部轴24的大约2.25的螺距倒数结合起来时，就会产生摇把转数与垂直移动距离之比为大约2.25的大约2倍，即等于每转4.5英寸的高挡传动比。更具体地说，这意味着在挂高挡时，摇把99每转4.5圈，丝杠26沿垂直方向移动大约1英寸，或者比在低挡时更快。但是，应该注意，当起落架10处在高挡或高速时，同低挡时约为3000的理论机械效益相比，操作者相反地只享受大小约为450的全部理论机械效益，丝杠26的转数只比输入轴75慢两倍。在计入摩擦损耗后，在高挡时，该机构的净机械效益约为135。丝杠26在螺母25中按逆时针方向的转动使丝杠在螺母中向下移动，从而使下腿管13缩进上腿管14内。与此同时，操作连接的道牙侧腿12以与上述用以说明在低速时操作起落架的方法相同的方法运行。当然可以理解，摇把99按相反的或逆时针方向转动使起落架10的所有上述部件产生相反运动，而这又使腿11、12的下腿管13从上腿管14内伸出。
最好是，输入轴的转数对伸缩腿移动的英寸数的比率在高挡时为从大约4至大约6，在低挡时为从大约18至大约35。
应该注意并且理解，根据丝杠26和螺母25的螺纹方向是左旋还是右旋，摇把99按给定方向的转动将使下腿管13或者缩进上腿管14，或者从其中伸出。
虽然本发明按变速或传动装置的最佳实施例进行描述，实施例中包括平行的输入和输出轴，其中输出轴具有一个锥形小齿轮74，该小齿轮与锥形齿轮34啮合，以便使丝杠27转动，本领域的普通技术人员很容易理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以增加附加轴，以改善的本发明的换挡轻便性。具体地说，本发明的重要特征之一是使用可轴向移动的输入轴75，该轴具有以固定的关系连接在其上的相对小半径的小齿轮83，它们一起可以容易地例如通过重质润滑脂移动，以在低速和高速操作之间能够轻易地换挡。例如在图7和图7A中可以看到，本发明的换挡轻便性和其它特性可以通过多种轴的排列方式实现，其中，用一个中间轴200一将输入轴202与输出轴204传动地连接起来。输入轴202一般和上述输入轴75相同，并包括一个小齿轮206(通常与小齿轮83相同)，该小齿轮固定在输入轴202上。高速驱动齿轮210以一般同上述实施例的齿轮85被轴75所支承的方式相同的方式被支承在输入轴202上。齿轮210上有轮毂212，该轮毂有内齿214或多个花键槽，当轴202处在图7A所示的高速位置时，这些内齿或花键槽同小齿轮206的齿啮合。中间轴200包括一个较大直径的带牙齿轮216，当轴202处在图7所示的低速操作位置时，所述牙同小齿轮206的牙啮合。中间轴200还包括一个较小直径的带牙齿轮，所述牙同高速驱动齿轮210的外齿220以及输出轴204的齿轮222的齿啮合。输出轴204还具有一个锥形小齿轮225，牢固地固定在该输出轴上，该小齿轮同图2-4A所示的最佳实施例的锥形齿轮74相同，并且具有同固定在丝杠230上的锥形齿轮228的齿相啮合的齿，用以提升和降低伸缩腿。在图7和图7A中所示的另一个可供远择的实施例除了包括一个附加轴204和齿轮222之外，一般同图1至图6A中所示的最佳实施例类似。
总之，本发明的重要特点包括一个具有双速单级减速转动装置的半挂车的起落架，其中该传动装置包括在垂直偏置的输入和输出轴上并围绕输入和输出轴安装的较少、较小和较简单的零部件，从而构成容易制造和装配、紧凑、低成本的起落架装置。零件数量、尺寸的减小以及复杂程度的降低造成一个易于摇动和换挡的装置，该装置可以实现摇把转数对垂直腿的移动距离的标准比率，其中，如果需要的话，在该装置制造时，可以将低速比确定在一个很大的范围内，而不会显著地增加双速单级传动装置的整体尺寸或复杂程度。本发明的起落架很耐用而且使用简单，并包括通用的安装特性。
虽然已根据专利法规定提出最佳模式和最佳实施例，但是本发明的范围并不局限于此，而是由权利要求的范围所决定。
权利要求
1.一种半挂车用的双速起落架装置，它包括第一和第二直立伸缩腿，以横向间隔放置的关系在靠近所述半挂车的前端处安装；可转动地安装在所述第一腿上的第一轴，所述第一轴可以在高速操作的第一位置和低速操作的第二位置之间轴向移动；可转动地安装在所述第一腿上的第二轴，所述第二轴与所述第一轴轴向平行，并与其成间隔放置；在所述第一轴上的一个小齿轮，用以将转动从所述第一轴传递到所述第二轴；在所述第二轴上的第一齿轮，所述第一齿轮有齿，当所述第一轴处于低速操作的第二位置时该齿与所述小齿轮的齿啮合；在所述第二轴上的第二齿轮，所述第二齿轮具有比所述第一齿轮小的直径；支承在所述第一轴上的高速驱动齿轮，所述高速驱动齿轮具有一个轴向孔，该孔在其内表面带有多个轴向延伸的花键槽，当所述第一轴处在高速操作的所述第一位置时，所述小齿轮的齿同所述高速驱动齿轮的花键槽啮合，而所述高速驱动齿轮的齿同在所述第二轴上的所述第二齿轮的齿啮合；以及用以将转动从所述第二轴传递，以操作所述伸缩腿的装置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，用以从所述第二轴传递转动以操作所述伸缩腿的所述装置包括安装在所述第二轴上的锥形小齿轮，安装在所述第一腿内的直立提升丝杠的上端的锥形齿轮，安装在所述第二腿上的锥形小齿轮，以及安装在所述第二腿内的直立提升丝杠的上端的锥形齿轮;每一个所述锥形小齿轮同与相应的一个所述提升丝杠连接的相应的一个所述锥形齿轮啮合，以便当使所述第二轴转动时，同时操作每个所述伸缩腿;在所述第一腿上的所述第一轴的转数对所述腿的行程英寸数之比在高速挡时是从大约4到大约6，在低速挡时是从大约18到大约35;在所述第二轴上的所述第一齿轮、在所述第二轴上的所述第二齿轮和安装在所述第二轴上的所述锥形齿轮统一成一个整体的组合齿轮，所述第二齿轮紧靠着所述第一齿轮设置，而所述锥形小齿轮紧靠所述第二齿轮设置。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，金属齿轮箱将安装在所述第一腿上的所述第一轴的所述小齿轮、所述一整件组合齿轮以及所述高速驱动齿轮包围起来;齿轮箱和被其包围的部件通常靠近上腿管的内侧壁，并设置在所述上腿管的外侧壁的内侧;该装置还包括固定在装在所述第一腿上的所述第一轴的外侧端上的摇把，所述摇把用以手动地使所述第一轴转动，装在所述第一腿上的所述第一轴的中间部分形成有容纳擒纵弹簧和擒纵球的横向圆柱形通孔，一个轴套与在所述齿轮箱中形成的孔对准地安装在所述齿轮箱的外侧面上，所述轴套具有在其内表面上形成的外侧环槽和内侧环槽，所述外侧和内侧环槽分隔放置，当所述第一轴分别处在第一位置和第二位置时，所述擒纵球分别同所述外侧和内侧环槽接合，以分别用于高速和低速操作。
4.一种用于半挂车的双速起落架装置，它包括一对横向间隔设置的伸缩腿;一个可转动和可滑动地安装在所述腿中的第一腿上的水平布置的输入轴，所述输入轴具有固定在其上的小齿轮，所述输入轴在高速操作的第一位置和低速操作的第二位置之间可以轴向移动，一个支承在所述输入轴上，处在相对于所述第一腿的固定位置上的高速驱动齿轮，所述驱动齿轮具有一个轴向孔，在该孔的内表面有多个轴向延伸的花键槽，当所述输入轴处于高速操作的轴向位置时，所述花键槽同在所述输入轴的小齿轮上的齿啮合，从而，当所述输入轴处于高速操作的轴向位置时，使所述高速驱动齿轮同所述输入轴在输入轴一开始转动时就同步转动，当所述输入轴处于低速操作的轴向位置时，所述高速驱动齿被支承着与所述输入轴作同步转动;一个可转动地安装在所述第一腿上的输出轴，所述输出轴同所述输入轴轴向平行;一个固定在所述输出轴上并且带齿的大直径齿轮，当所述输入轴处于低速操作的轴向位置时，所述大直径齿轮同所述输入轴的所述小齿轮啮合;一个固定在所述输出轴上并且带齿的小直径齿轮，当所述输入轴处于高速操作的轴向定置时，所述小直径齿轮同所述高速齿轮啮合;以及用以从所述输出轴传递动以操作所述伸缩腿的装置。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，用以从所述输出轴传递转动以操作所述伸缩腿的所述装置包括一个安装在所述输出轴上的锥形齿轮，一个安装在装于所述第一腿内部的竖直提升丝杠的上端的锥形齿轮，一个安装在所述第二腿输入轴上的锥形小齿轮，以及一个安装在装于所述第二腿内部的竖直提升丝杠的上端的锥形齿轮;每个所述锥形小齿轮都同与相应的一个所述提升丝杠连接的相应一个所述锥形齿轮啮合，以便当使所述输出轴转动时同步地操作每个所述伸缩腿;并且所述第一腿输入轴的转数与所述腿的行程的英寸数之比在高速挡时从大约4至大约6，在低速挡时从大约18到大约35;所述中间齿轮、在所述输出轴上的所述第二齿轮，以及安装在所述输出轴上的所述锥形齿轮统做成一件整体的组合齿轮，所述第二齿轮紧靠着所述中间齿轮设置，所述锥形齿轮紧靠着所述第二齿轮设置。
6.一种双速传动装置，它包括一个在高速操作的第一位置和低速操作的第二位置之间可轴向移动的第一可旋转轴;一个与所述第一轴轴向平行并与其成间隔设置的第二轴，一个在所述第一轴上的小半径小齿轮，一个在所述第二轴上的第一齿轮，所述第一齿轮具有齿，当所述第一轴处在低速操作的第二位置时该齿与所述小半径齿轮的齿啮合，一个在所述第二轴上的第二齿轮，所述第二齿轮的直径小于所述第一齿轮的直径，以及一个支承在所述第一轴上的高速驱动齿轮，所述高速驱动齿轮有一个轴向孔，该孔有多个内部轴向延伸的花键槽，从而当所述第一轴处在高速操作的所述第一位置时，所述小齿轮的齿同在所述第一轴轴的所述小半径小齿轮的花键槽啮合，当所述第一轴处在高速操作的所述第一位置时，所述高速驱动齿轮同在所述第二轴上的所述第二齿轮的齿啮合。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述第一轴处在低速操作的所述第二位置时，在所述小半径小齿轮和在所述第二轴上的所述第一齿轮之间达到的齿轮减速比是从大约4∶1到大约8∶1;当所述第一轴处在高速操作的所述第一位置时，在所述高速驱动齿轮和在所述第二轴上的所述第二齿轮之间达到的齿轮传动比是从大约1∶1至大约0.6∶1;在所述第二轴上的所述第一齿轮和在所述第二轴上的所述第二齿轮统一成一整体的组合齿轮，所述第二齿轮紧靠着所述第一齿轮设置。
8.一种用于半挂车的多速起落架装置，它包括至少一个可垂直伸出和缩回的支柱，一个输入轴，以及一个变速器，所述输入轴通过所述变速器同所述支柱传动地连接，从而所述输入轴的转动使所述支柱垂直地伸缩，而所述输入轴具有纵向轴，并且可以沿所述轴线在一个第一位置和一个第二位置之间作直线滑移，所述这变速器包括一个同轴地安装在所述输入轴上的小齿轮;一个第二轴，该轴与所述支柱相连，以便所述第二轴的转动使所述支柱垂直地伸缩，所述第二轴同一个第一驱动齿轮传动地连接，所述第一驱动齿轮在所述输入轴处在所述第一轴向位置时同所述小齿轮啮合;一个同向地安装在所述输入轴上，并在所述输入轴处在第二轴向位置时同所述输入轴固定同步转动的齿轮，所述变速器还包括一个由所述同轴的齿轮驱动并传动地同所述输出轴连接的第二驱动齿轮。
9.根据权利要求8所述的多速起落架装置，其特征在于，所述第一轴向位置是高速驱动位置，所述高速驱动齿轮与所述小齿轮的传动比大于所述第二驱动齿轮与轴向安装在所述输入轴上的所述齿轮的传动比;所述支柱包括一个安装在所述输出轴上的第一锥形齿轮和一个安装在装入所述支柱内的竖直提升丝杠上的第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮与所述第一锥形齿轮啮合。
10.根据权利要求8所述的多速起落架装置，其特征在于，它还包括一个第三轴，以及在所述第三轴上的至少一个齿轮，该齿轮与在所述第二轴上的至少一个齿轮啮合，所述第三轴同所述输入轴和所述第二轴轴向平行，并同它们成间隔放置。
11.一种用于半挂车的多速起落架，它包括至少一个可垂直伸缩的支柱，一个输入轴，一个连接于支柱的输出轴，输出轴的旋转可使支柱伸缩，以及一个连接于所述输入轴和所述输出轴的变速器，所述输入轴具有一个纵长轴线并可沿上述轴线在一个第一位置和一个第二位置之间滑移，所述变速器包括一个同轴地安装在所述输入轴上的小齿轮，一个同轴地安装在所述输出轴上的驱动齿轮，一个中间轴，它具有一个当所述输入轴在第一位置时与所述小齿轮啮合的第一齿轮和一个与输出轴上的驱动齿轮啮合的第二齿轮，所述输入轴具有一个大直径齿轮，该大直径齿轮与中间轴的第二齿轮啮合并具有一个内齿环，该内齿环当所述输入轴在第二位置时与所述小齿轮啮合。
12.根据权利要求11所述的多速起落架，其特征在于，所述支柱具有一个第一锥齿轮而所述输出轴具有一个第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合使所述支柱伸缩;所述中间轴上的第一齿轮是一个直径较大的齿轮而第二齿轮是一个直径较小的齿轮。
全文摘要
一种半挂车用起落架，它包括一个双速单级减速装置，其零部件较少、较小和较简单从而使装置紧凑而成本低，且具有独特的离合换挡机构。该减速装置在垂直偏置的输入和输出轴上并围绕其设置，从而形成易于摇动和变速的起落架装置，它能够达到标准的摇把转数与垂直腿行程距离的传动比。在制造时如果需要，起落架的低速传动比可以在很大范围内变动，而不需增加减速装置的尺寸或复杂程度。起落架还有通用的安装特性，及耐用和使用简单等特性。
文档编号F16H63/30GK1113198SQ9510398
公开日1995年12月13日 申请日期1995年3月30日 优先权日1994年3月31日
发明者E·范登堡 申请人:乔斯特国际有限公司