机动化车轴和装备有这种车轴的车辆的制作方法

本发明涉及车辆的一般技术领域，例如标准或特定拖车、半拖车式道路车辆(例如汽车运载车式的道路车辆)，或者例如货车或客车式轨道车辆。

本发明还涉及包括车轴的车辆技术领域，该车轴连接到电动、液压或气动发动机，该电动、液压或气动发动机至少间歇地驱动该车轴。

本发明涉及中心车轴机构，特别是针对拖车车轴的中心车轴机构，其中车轴连接到电动、液压或气动发动机以便旋转地驱动这种道路车辆的所述车轴和/或辅助装置。

背景技术：

已知如何为拖车或半拖车配备电动发动机，该电动发动机特别是在所述车辆的加速阶段期间将扭矩传递到车轴。

这种连接到电动发动机的车轴通常具有与大质量和大总体尺寸相关的缺点，以及需要将发动机安装在车辆的底盘上的缺点。

这种布置需要对底盘进行重要调整并且在发动机和车轴之间添加传动装置。

此外，标准的发动机车轴通常在车轮上安装有周转齿轮箱，使得标准的发动机车轴几乎不与所有的气压轮胎兼容。

这些复杂的机械解决方案通常包括在车轮中的两个减速器和在输入端的锥齿轮组。

这些布置使得很难在不显著地改变底盘的情况下将这些车轴结合到现有的道路车辆中。

这些解决方案具有显著的旋转质量，造成发动机效率方面的性能破坏性损失。通常不可能将电动发动机从车轮上脱离，这会引起对于使用永磁体电动发动机的混合动力应用的安全问题。

这些车轴通常不设计为向辅助装置提供动力，例如操作某些车辆所需的气动或液压泵，或者，例如用于制冷的交流发电机或压缩机。

通过文献wo2017/081377还可以知道一种用于机动车辆的动力系统，其中第一和第二附件结合到齿轮发动机系统的壳体中并且经由机械传动装置彼此串联的连接。第一和第二附件布置在壳体内并且被连续不断地驱动。这种设计具有许多缺点，特别是当使用和操作所述第一和第二附件时，无法进入以及显著缺乏灵活性。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是通过提供用于道路或轨道车辆的新的机动化车轴来克服现有技术的缺点。

本发明的另一目的是提供新的机动化车轴，该新的机动化车轴包括优化的中心机构。

本发明的另一目的是提供新的机动化车轴，该新的机动化车轴允许在使用永磁体发动机的情况下在所有的操作配置下保证电动发动机的完整性。

本发明的另一目的是提供新的机动化车轴，该新的机动化车轴设计为简单可靠地安装在新的车辆或者二手车辆上以替换旧的车轴。

本发明的另一目的是提供新的机动化车轴，该新的机动化车轴的优化的中心机构减少了总体尺寸和质量。

本发明的进一步目的是提供新的机动化车轴，该新的机动化车轴的中心机构具有简化的传动装置结构，并且其中减少了旋转质量。

本发明指定的目的借助于用于道路或轨道车辆的机动化车轴来实现，该机动化车轴包括至少一个包括旋转轴的电动、气动或液压发动机，用于所述发动机的至少一个动力供应系统，以及至少一个辅助装置，该辅助装置包括至少一个旋转构件或者由能从壳体外部接入的一个旋转构件驱动，所述机动化车轴的特征在于其包括中心机构，该中心机构包括：

-壳体；

-两个车轴件，相对壳体进行定位，两个车轴件中的至少一个包含连接到车轮的轴；

-第一机械接口，设置在壳体的每一侧上以将壳体附接到车轴件中的一个；

-第二机械接口，被设置以将至少一个发动机附接到壳体；

-另外的机械接口，用于将辅助装置附接到壳体；

-旋转移动传动装置，定位在壳体中并且被设置以便能够连接到一个或两个轴，从而传递旋转移动，并且特别是旋转地驱动所述轴；

-运动驱动连杆，布置在壳体中并且被设置以建立运动连杆，该运动连杆能够在旋转轴和旋转移动传动装置以及旋转构件之间脱离，当所述运动驱动连杆处于脱离状态时，旋转移动传动装置和旋转构件可以被同时驱动或者不可以被同时驱动。

根据实施例，旋转移动传动装置包括差速器。

根据实施例，旋转构件为动力输出装置。

根据实施例，运动驱动连杆包括至少一个接合装置。

根据实施例，运动驱动连杆包括布置在旋转轴上的至少一个爪形离合器。

根据第一有利实施例，运动驱动连杆包括串联布置在旋转轴上的两个爪形离合器。

根据另一有利实施例，运动驱动连杆包括串联布置在旋转轴上的三个爪形离合器。

根据机动化车轴的实施例，减速器布置在壳体中在旋转移动传动装置和发动机之间和/或在至少一个辅助装置和发动机之间。

根据机动化车轴的实施例，另外的减速器布置在壳体中在发动机和辅助装置之间。

根据机动化车轴的实施例，每个车轴件螺栓连接到壳体。

根据机动化车轴的实施例，电动、气动或液压发动机有利地添加到壳体上并且附接到壳体。

根据机动化车轴的实施例，车轴件的轴与发动机的旋转轴平行。

根据机动化车轴的实施例，电动、液压或气动发动机配置为可逆地操作，以便能够对动力供应系统进行再充电。

本发明指定的目的还借助于装备有至少一个如前所述的机动化车轴的道路车辆拖车来实现。

本发明指定的目的还借助于装备有至少一个如前所述的机动化车轴的道路或轨道车辆来实现。

根据本发明的中心机构具有能够在加速阶段期间例如为装备有这种车轴的拖车提供电力、液压或气动动力的巨大优点。本发明的另一优点是能够经由安装在所述车轴上的电动、液压或气动装置旋转地驱动辅助装置(例如液压或气动装置)，配备有本发明的车辆可以是静止的或移动的。

本发明的另一优点在于，它可以在没有重大改变的情况下安装在所有的拖车或半拖车车辆上。

本发明的又一优点在于，它保证了安全的操作，特别是通过使电动、液压或气动发动机能够从车轮脱离。然后发动机将不再由机动化车轴的车轮旋转地驱动。当发动机为永磁体电动发动机时，在出现问题的情况下，很难切断所产生的流。作为这种脱离或者分离的结果，发动机在运动上是空档的，并且不再转动，以及因此不再产生电流。

另一优点是能够减少旋转质量。减少惯性然后能使阻力减小。因此，当电动发动机产生电流并且电池被充电时，发动机和辅助装置通过脱离或者分离而被隔离，从而减少阻力。

本发明的另一优点是能够将电力、液压或气动动力源(例如液压或气动动力的电池或者蓄电池)结合到拖车或半拖车中并且使其能量独立。例如，操作由安装在车轴上的液压或气动发动机驱动的辅助装置。当拖车或半拖车不再附接到它的牵引车辆时，这特别有利于执行例如汽车运载车辆的加载/卸载操作。举例来说，本发明还可以为拖车车体的千斤顶提供动力或者驱动混凝土搅拌车的旋转滚筒。

本发明的另一优点是能够在滑行期间驱动诸如泵、交流发电机、减速器或任何其他类似装置的负载而不会产生左右失衡；这要归功于差速器和所期望的减速比。在这些情况下，发动机(例如电动发动机)是分离的或脱离的，并且相应的负载仅由车轮驱动。

附图说明

本发明的其他特征和优点将从以下参照附图所描绘的通过非限制性的示例所提供的详细描述中更清楚地显现，其中：

·图1是包括装备有根据本发明的中心机构的车轴的半拖车的图示；

·图2是装备有根据本发明的中心机构的车轴的实施例的透视图；

·图3、图4和图5是装备有根据本发明的中心机构的车轴的第一实施例在不同操作条件下的运动表示；

·图6、图7、图8和图9是装备有根据本发明的中心机构的车轴的第二实施例在不同操作条件下的运动表示；以及

·图10、图11、图12、图13和图14是装备有根据本发明的中心机构的车轴的第三实施例在不同操作条件下的运动表示。

具体实施方式

在下文中，在各个附图中示出的在结构上和操作上相同的元件被分配单个数字或字母数字参考。

在下文中，术语“可以脱离”或“处于脱离状态”的使用应该从广义上理解，即“不提供移动传动装置”。因此，这些术语还可以涉及爪形离合器而不仅仅是接合装置。

图1示出了半拖车车辆1，该半拖车车辆1被部分透明地示出以显示车轴2，该车轴2装备有连接到标准车轴3的根据本发明的中心机构和结合到所述半拖车的下部中的动力系统4。可选地，装备有根据本发明的中心机构的车轴2还可以装备有未在附图中示出的拖车，或者任何其他道路或轨道车辆。

实际上，车辆1可以是任何类型的道路或轨道车辆。它优选地为拖车或半拖车，例如汽车运载车的拖车或半拖车。

图2示出了装备有根据本发明的中心机构的车轴2的实施例的外部透视图。本实施例包括包含了旋转移动传动装置19的中心壳体5。旋转移动传动装置19可以是机械的，例如至少包括齿轮、履带和/或链条。旋转移动传动装置19可以是液压的、气动的或任何其他已知的类型。

装备有根据本发明的中心机构的车轴2还包括两个空心的车轴件6，该两个空心的车轴件6由它们的端部中的一端例如通过螺栓连接或焊接连接到壳体5。车轴件6的另一端包含轮毂7，在轮毂7上安装有车轮8。该车轮的实施例可以表现为单个或两个车轮的形式。车轴件6可以与壳体5成为一体件。

装备有根据本发明的中心机构的车轴2还包括电动、液压或气动发动机9，其安装在壳体5上并且具有与装备有根据本发明的中心机构的车轴2的轴线平行的旋转轴9a。发动机9能够驱动车轮8和/或车辆1的一个或多个辅助装置10。辅助装置10例如为气动或液压系统。

旋转构件10a有利地构成辅助装置10的旋转轴。根据另一实施例，旋转轴10a构成可从壳体5的外部接入并且能够耦合到辅助装置10的动力输出装置。

举例来说，液压系统是安装在壳体5上的液压泵10’，例如在电动、液压或气动发动机9的延伸部中。每个辅助装置10优选地包括至少一个旋转构件10a，该至少一个旋转构件10a例如设置为由发动机9或由车轮8的旋转来旋转地驱动。

有利地是，电动、液压或气动发动机9能够可逆地操作，以便能够例如在制动阶段期间对动力系统4进行再充电。

装备有根据本发明的中心机构的车轴2包括安装在每个车轴件6上的至少一个车轮8。有利地是，车轴2还包括制动系统、悬架系统11和阻尼系统12。这些系统本身是已知的并且因此不再进一步描述。

动力供应系统4是可再充电的并且嵌入在车辆1中。该动力供应系统4被设置以向发动机9提供电力、气动或液压动力。动力供应系统4有利地包括至少一个电力或超大容量电池式电源，或者至少一个液压或气动蓄电池。

根据本发明的第一变体，附接到壳体5的车轴件6各自包括轴6a，该轴6a在轮毂7和壳体5的旋转移动传动装置19之间建立运动连杆。

根据实施例，附接的车轴件6和壳体5可以被制成一体件，例如制成一个铸造件或者几个焊接在一起的铸造部件以在没有螺栓附接的情况下将车轴件6和壳体5结合。

同样地，壳体5可以被制成两部分，例如以便使得传动装置元件能够被安装。

电动、液压或气动发动机9经由运动连杆连接到旋转移动传动装置19，该运动连杆可以至少部分地脱离，该运动连杆包括例如脱离或爪形离合器装置。在发动机9和差速器之间提供脱离或爪形离合器装置是重要的，以便在不驱动车轮8的情况下驱动负载或者静止的辅助装置10。事实上，所述脱离或爪形离合器装置可以设置在多个位置。

设置可以至少部分地脱离的运动连杆，以便在发动机9和旋转移动传动装置19之间和/或在所述的发动机9和辅助装置10的旋转构件10a之间的运动连杆可以被激活和去激活。

这使得发动机9的旋转轴9a能够耦合或者解耦合到连接到车轮8的轴6a，并且使得发动机9的旋转轴9a能够耦合或者解耦合到至少一个辅助装置10的旋转构件10a。

根据实施例，旋转移动传动装置19可以具有多个减速比，例如齿轮箱。如果在静止或没有负载时改变减速比，则脱离或爪形离合器装置以及潜在的同步装置不是必须需要的。

根据本发明的实施例，传动装置和差速器结合到旋转移动传动装置19中。

有利地是，旋转移动传动装置19在发动机9的旋转轴9a和车轴件6的轴6a之间包含有减速器。例如，根据发动机9的具体特征，可以在一个、两个或三个阶段中使发动机9的速度适应车轮8的速度。还可以在发动机9的轴和辅助装置10的旋转构件10a之间设置减速器。

可以在旋转移动传动装置19和发动机9之间至少部分地脱离的运动连杆有利地包括结合到壳体5中的脱离或爪形离合器装置。这种脱离或爪形离合器装置使得发动机9和旋转移动传动装置19之间的运动连杆，以及因此的车轮8，能够被激活和去激活。有利地是，脱离或爪形离合器装置使得发动机9和辅助装置10(例如液压泵10’)之间的运动连杆能够被激活和去激活。

根据装备有根据本发明的中心机构的车轴2的实施例，每个轮毂7还可以包含用于更大放大的减速器。

装备有中心机构的车轴2的可以至少部分地脱离的运动连杆有利地包括至少一个爪形离合器。根据实施例，爪形离合器装置有利地连接到第一减速器以在电动、液压或气动发动机9和旋转移动传动装置19之间建立运动连杆，并且同时连接到第二减速器以在电动、液压或气动发动机9和至少一个辅助装置10之间建立运动连杆。爪形离合器上的爪可以由任何已知的致动器致动。这些系统本身是已知的并且因此不再进一步描述。所述爪可以由连接到同步系统的接合或爪形离合器系统代替。

装备有根据本发明的中心机构并由图3至图14示出的车轴2的实施例具有旋转移动传动装置19，优选地，该旋转移动传动装置19包括差速器13和减速器14，该减速器例如是周转的。

每个车轴件6包括将轮毂7连接到差速器13的轴6a。发动机9和差速器13之间的传动连杆包含减速器14。差速器13和减速器14均为在结构上和功能上已知的元件，并且因此不再进一步描述。

根据实施例，每个轮毂7可以包括与减速器14分离的另外的减速器。

可以至少部分地从中心机构脱离的运动连杆有利地包括在发动机输出端处的滑动的爪形离合器15，以激活和去激活在运动地连接到至少车轮8的齿轮16和爪17之间的运动连杆，例如以集成到辅助装置10的旋转构件10a中的辅助齿轮的形式。这种滑动的爪形离合器15安装在滑杆上并且在发动机9的旋转轴9a上被旋转地驱动。滑动的爪形离合器15还使得齿轮和差速器13之间的运动连杆，以及因此的车轮8能够被激活和去激活。

根据实施例，爪形离合器15可以例如由多个盘形离合器或其他离合器代替。

同样地，当辅助装置10是液压泵10’时，分离或脱离也被叫做液压附件的辅助装置10可以由流量调零装置或任何其他等效系统代替。

图3、图4和图5是与装备有根据本发明的中心机构的车轴2的实施例的三种不同操作条件对应的运动表示。在该实施例中，可以至少部分地脱离的运动连杆包括安装在滑杆上并且运动地连接到发动机9的旋转轴9a的爪形离合器15。

因此，在图3示出的第一操作条件下，滑动的爪形离合器15放置在被称作空档的第一位置，其中，滑动的爪形离合器15不与齿轮16或爪17接合。该第一位置对应于电动、液压或气动发动机9的空档位置。后者然后不将任何旋转移动传递到差速器13和辅助装置10的旋转构件10a。发动机9没有运动地连接到本发明的任何其他装置。

在图4示出的第二操作条件下，滑动的爪形离合器15放置在第二位置，其中，滑动的爪形离合器15与齿轮16接合。该第二位置对应于车轮8的驱动位置。发动机9因此将机械扭矩传递到车轮8。

在图5示出的第三操作条件下，滑动的爪形离合器15放置在第三位置，其中，滑动的爪形离合器15与爪17接合。该第三位置对应于辅助装置10的旋转构件10a的驱动位置。根据在发动机9和辅助装置10的旋转构件之间是否期望减速比，可以依照附图或在减速轴14上以与轴9a相同的速度驱动旋转构件10a。

图6、图7、图8和图9是与装备有根据本发明的中心机构的车轴2的另一实施例的四种不同操作条件对应的运动表示。在该实施例中，可以至少部分地脱离的运动连杆包括两个爪形离合器15a和15b，这两个爪形离合器15a和15b安装在滑杆上并且运动地连接到发动机9的旋转轴9a。

因此，在图6示出的第一操作条件下，滑动的爪形离合器15a和15b放置在被称作空档的第一位置，其中，滑动的爪形离合器15a和15b不与齿轮16或爪17接合。该第一位置对应于发动机9的空档位置。后者然后不将任何旋转移动传递到差速器13和辅助装置10的旋转构件10a。发动机9没有运动地连接到本发明的任何其他装置。

在图7示出的第二操作条件下，滑动的爪形离合器15a放置在其与齿轮16接合的位置。该第二位置对应于车轮8的驱动位置。发动机9因此将机械扭矩传递到车轮8。第二爪形离合器15b保持在空档位置，其中，第二爪形离合器15b不与爪17接合。

在图8示出的第三操作条件下，第二滑动的爪形离合器15b放置在其与爪17接合的位置。该位置对应于辅助装置10的旋转构件10a的驱动位置。第一爪形离合器15a保持在空档位置，其中，第一爪形离合器15a不与齿轮16接合。发动机9然后不将机械扭矩传递到车轮8。

在图9示出的第四操作条件下，爪形离合器15a放置在其与齿轮16接合的位置，并且第二爪形离合器15b放置在其与爪17接合的位置。该第四位置对应于驱动车轮8和辅助装置10的旋转构件10a。发动机9因此将机械扭矩传递到车轮8并且同时驱动辅助装置(10)。

图10、图11、图12、图13和图14是与装备有根据本发明的中心机构的车轴2的另外的实施例在五个不同操作条件对应的运动表示。在该实施例中，可以至少部分地脱离的运动连杆包括安装在滑杆上并且在同一轴上被旋转驱动的三个爪形离合器15a、15b和15c。

在该实施例中，电动、液压或气动发动机9的旋转轴9a运动地连接到爪18。

齿轮16和爪17以与图3至图9中示出的先前的变型相类似的方式进行配置。

因此，在图10示出的第一操作条件下，滑动的爪形离合器15a、15b和15c放置在被称作空档的第一位置，其中，滑动的爪形离合器15a、15b和15c不与齿轮16、或爪17、或爪18接合。该第一位置对应于发动机隔离位置9。后者然后不将任何旋转移动传递到差速器13和辅助装置10的旋转构件10a。发动机9没有运动地连接到本发明的任何其他装置。

在图11示出的第二操作条件下，爪形离合器15a和15c放置在它们分别与齿轮16和在发动机9的输出端处集成到旋转轴9a中的爪18接合的位置。这些位置对应于驱动车轮8。发动机9因此将机械扭矩传递到车轮8。第二爪形离合器15b保持在空档位置，其中，第二爪形离合器15b不与爪17接合。辅助装置10的旋转构件因此不被驱动。

在图12示出的第三操作条件下，爪形离合器15b和15c放置在它们分别与齿轮17和在发动机9的输出端处集成到旋转轴9a中的爪18接合的位置。这些位置对应于驱动辅助装置10的旋转构件10a。第一爪形离合器15a处于空档位置，其中，第一爪形离合器15a不与齿轮16接合。因此没有机械扭矩被传递到车轮8。

因此，在图13示出的第四操作条件下，爪形离合器15a、15b和15c放置在它们分别与齿轮16、爪17和爪18接合的位置。这些位置对应于驱动车轮8和辅助装置10的旋转构件10a。发动机9因此将机械扭矩传递到车轮8并且同时传递到辅助装置10的驱动器。

在图14示出的第五操作条件下，爪形离合器15a和15b放置在它们分别与齿轮16和爪17接合的位置。第三爪形离合器15c放置在空档位置，其中，第三爪形离合器15c不与爪18接合。这些位置对应于发动机9的隔离位置。后者然后不将任何旋转移动传递到差速器13和辅助装置10的旋转构件10a。发动机9没有运动地连接到本发明的任何其他装置。这些位置对应于经由车轮8的旋转驱动旋转构件10。该位置允许在旋转的同时驱动辅助装置10的旋转构件10a，这例如使得空气或油容量能够被增加。

当辅助装置10为例如液压泵10’时，它可以为例如汽车运载车起重装置提供动力。

电动、液压或气动发动机9可以例如直接地或间接地致动动力输出装置。当发动机9处于脱离状态或者已经停止时，动力输出装置还可以由车轮8的旋转来致动。例如参见图14中示出的操作条件。

举例来说，在没有差速器13的情况下，仅具有一个运动地连接到旋转移动传动装置19和减速器14的轴6a是可以想到的。在这种情况下，发动机9不再具有牵引功能，仅具有发电机功能。

根据另一实施例示例，在没有差速器13的情况下，为了特定功能而使用单个连接两个车轮8的轴6a是可以想到的。在这种情况下，减速器14与轴6a直接接合。

旋转移动传动装置19可以包含或可以不包含用于将车轮8的速度与发动机9的速度相适应的减速器，并且可以包含或可以不包含具有先前描述的爪形离合器功能的辅助装置。

同样地，爪形离合器15、15a、15b、15c中的一个可以设置在运动链上的另一位置处，例如在差速器13的输入端或者在减速器14的齿轮中的一个上。类似地，辅助装置10的旋转构件10a可以设置在运动链上的另一位置处，例如在减速器14的齿轮中的一个上。

明显地，本发明不限于以上描述的和各种附图中示出的优选实施例，本领域技术人员可以在不超出由权利要求书限定的发明的框架和范围的情况下进行许多修改和想象其他实施例。因此，在不脱离权利要求书所规定的范围的情况下，所述的技术特征可以由等效的技术特征代替。