车轴组件和车辆的制作方法

本公开涉及一种车轴组件，并且涉及一种包括车轴组件的重载车辆。

背景技术：

重载车辆可以设置有一对车轴。例如，重载车辆可以包括第一从动车轴和第二从动车轴。第一从动车轴和第二从动车轴可以紧密地布置在一起，诸如在6x4的卡车中。在大多数情况下，轴间差速器，也称为转向架差速器或串联差速器，布置在第一从动车轴与第二从动车轴之间。轴间差速器实现第一从动车轴与第二从动车轴之间的转速的差异。

轴间差速器包括具有共同旋转轴线的输入轴和输出轴。轴间差速器的一部分沿着共同旋转轴线可旋转地布置。同样，一个或多个齿轮可以布置成围绕共同旋转轴线旋转。在重载车辆中，所有这些旋转元件都在高负荷条件下运行。由于润滑不良，可能会导致这样的旋转元件的轴承失效和磨损。因此，润滑所有旋转元件至关重要。其中驱动扭矩分配到第一车轴和第二车轴的车轴组件包括这样的轴间差速器。油是车轴组件中最常见的润滑剂，油既润滑又冷却车轴组件的元件。

向某些旋转元件，诸如轴间差速器和一个或多个齿轮的零件，提供必要量的润滑剂可能比向其他旋转元件更困难。例如，输入轴和输出轴之一可以设置有润滑通道，润滑剂可以通过该润滑通道被输送至轴间差速器和/或一个或多个齿轮的零件的轴承。另一选择可以是输入轴或输出轴的轴承将润滑剂朝向轴间差速器和/或一个或多个齿轮的零件的轴承输送。

us5404963公开了一种用于斜齿轮推力垫圈、斜齿轮轴颈和串联驱动车轴的轴间差速器的润滑系统。输入轴被轴颈支撑在轴承中，该轴承在一侧供应有来自通道的润滑剂的重力流。轴承的相反侧具有由环形挡板构件形成的环形润滑剂腔，该环形挡板构件在轴承的内侧上包围输入轴。轴承将润滑剂泵送至环形腔。环形通道经由穿过输入轴的一部分而形成的轴向通道与要润滑的零件连通。

us2017/0074390公开了一种具有润滑通道的车轴组件，该润滑通道将润滑剂经由滚子轴承组件和设置在输入轴的凸缘部分中的凸缘润滑孔提供到轴间差速器单元。第一滚子轴承组件支撑输入轴，该输入轴构造成将扭矩提供到第一车轴。输出轴构造成将扭矩提供到第二车轴组件。轴间差动单元可操作地联接到输入轴和输出轴，并补偿输入轴与输出轴之间的转速差。润滑剂流过第一滚子轴承组件，然后流过凸缘润滑孔，以润滑轴间差速器单元。

仍然需要向车轴组件中的旋转元件提供润滑剂的有效方式。

技术实现要素：

有利的将是实现一种车轴组件，其中以有效且经济的方式将润滑剂提供到轴间差速器的至少一个轴颈元件。进一步有利的将是实现一种包括车轴组件的车辆，其中以有效且经济的方式将润滑剂提供到轴间差速器的至少一个轴颈元件。为了解决这些问题，提供了具有在所附独立权利要求中限定的特征的车轴组件和车辆。

根据一个方面，提供了一种用于重载车辆的车轴组件，该车轴组件包括外壳以及构造成将扭矩分配至第一车轴和第二车轴的轴间差速器。轴间差速器包括轴颈套接在外壳中并具有共同旋转轴线的输入轴和输出轴，输入轴相对于输出轴轴颈套接。输入轴经由在第一轴承中围绕输入轴轴颈套接的第一齿轮连接至第一车轴，并且输出轴构造成连接至第二车轴。轴间差速器还包括差速器星形轮和至少一个小齿轮，差速器星形轮不可相对旋转地锁定到输入轴，并且该至少一个小齿轮与齿轮和输出轴啮合。输入轴经由具有小端和大端的圆锥滚子轴承相对于输出轴轴颈套接，其中润滑剂接收空间设置在外壳中，其中润滑剂接收空间流体连接至圆锥滚子轴承的小端，并且其中圆锥滚子轴承的大端流体连接至第一轴承。

由于输入轴经由具有小端和大端的圆锥滚子轴承相对于输出轴轴颈套接，所以仅当输入轴与输出轴之间存在转速差时，圆锥滚子轴承才会旋转。由于润滑剂接收空间设置在外壳中，润滑剂接收空间流体连接至圆锥滚子轴承的小端，因此，当输入轴与输出轴之间存在转速差时，来自润滑剂接收空间的润滑剂将会被泵送通过圆锥滚子轴承。由于圆锥滚子轴承的大端流体连接至第一轴承，因此，当输入轴与输出轴之间存在转速差时，润滑剂将会被泵送至第一轴承。因此，当输入轴与输出轴之间存在转速差时，即在车轴组件的操作条件下，当第一轴承特别需要润滑时，润滑剂从圆锥滚子轴承被泵送至第一轴承，即第一齿轮的轴承。当输入轴与输出轴之间没有转速差时，第一齿轮不相对于输入轴旋转，并且没有润滑剂被泵送至第一轴承。

发明人已经认识到，当车轴组件的输入轴与输出轴之间存在转速差时，即当第一车轴与第二车轴之间存在转速差时，第一轴承需要适当的润滑。当输出轴以与输入轴相同的转速旋转时，连接至轴间差速器的该至少一个小齿轮的第一齿轮不相对于输入轴和输出轴旋转，因此，在布置在输入轴与第一齿轮之间的第一轴承中或在第一轴承处没有旋转。因此，仅当输入轴与输出轴之间存在转速差时，润滑剂才由圆锥滚子轴承提供到第一轴承。而且，通过利用圆锥滚子轴承将润滑剂泵送至第一轴承，输入轴与输出轴之间的转速差越大，圆锥滚子轴承输送到第一轴承的润滑剂就越多。转速差高的时候也是在第一轴承处需要最多润滑剂的时候。

第一车轴和第二车轴是从动车轴。第一车轴和第二车轴可以由内燃机和/或其他合适的动力源驱动。轴间差速器允许第一车轴与第二车轴之间的转速差。这样的转速差可能例如在第一车轴和第二车轴上的一个或多个车轮之间的滚动半径存在差异时、各轮轴之间发生旋转效应、在狭窄转弯期间等发生。滚动半径的差异可能是由于胎压的差异或轮胎磨损的差异。第一车轴和第二车轴可以布置成转向架构造。相关车辆可以包括一个或多个其他从动车轴。在每个从动车轴之间可以布置轴间差速器。

轴间差速器的该至少一个小齿轮可以直接与第一齿轮啮合。因此，第一齿轮的轴向表面可以设置有构造成与该至少一个小齿轮啮合的第一嵌齿轮，以及用于驱动第一车轴的径向外侧第二嵌齿轮。替代地，该至少一个小齿轮可以经由连接至第一齿轮的差速齿轮间接地与第一齿轮啮合。该至少一个小齿轮可以经由第二齿轮间接地与输出轴啮合，参见下文。外壳中的润滑剂接收空间可以从润滑剂泵或飞溅在外壳内的润滑剂中接收润滑剂。

在此，轴向方向和径向方向相对于输入轴和输出轴的共同旋转轴线定义。即，轴向方向平行于共同旋转轴线延伸，并且径向方向垂直于共同旋转轴线延伸。类似地，车轴组件的部件的轴向部分布置在沿着共同旋转轴线的轴向位置处，并且至少部分垂直于共同旋转轴线延伸，并且车轴组件的部件的径向部分布置在相对于共同旋转轴线的径向位置处，并且至少部分平行于共同旋转轴线延伸。

根据实施方式，车轴组件可以包括第二齿轮，该第二齿轮不可相对旋转地锁定到输出轴并且配置为与该至少一个小齿轮啮合。以这种方式，扭矩可以从输入轴经由轴间差速器分配到输出轴。第二齿轮可以形成轴间差速器的差速齿轮。

根据实施方式，圆锥滚子轴承可以布置在设置在输入轴的端部的第一轴承座中以及设置在第二齿轮中的第二轴承座中。以这种方式，圆锥滚子轴承可以将输入轴和输出轴相对于彼此旋转地支撑。

根据实施方式，输出轴可以经由第二齿轮轴颈套接在外壳中。以这种方式，可以在输出轴的一端处提供紧凑的旋转支撑。

根据实施方式，第一润滑剂路径可以穿过或沿着第二齿轮从润滑剂接收空间延伸到圆锥滚子轴承的小端。以这种方式，润滑剂可以从润滑剂接收空间经由第一润滑剂路径被提供到圆锥滚子轴承的小端。因此，润滑剂接收空间可以布置在第二齿轮的与圆锥滚子轴承不同的轴向侧上。

根据实施方式，第二润滑剂路径可以穿过或沿着差速器星形轮从圆锥滚子轴承的大端延伸到第一轴承。以这种方式，从圆锥滚子轴承泵送的润滑剂可以经由第二润滑剂路径被提供到第一轴承，尽管圆锥滚子轴承可以布置在差速器星形轮的与第一轴承不同的轴向侧上。

根据实施方式，第二润滑剂路径延伸穿过第一轴承。以这种方式，当输入轴与输出轴之间存在转速差时，圆锥滚子轴承不仅可以将润滑剂泵送至第一轴承，而且还可以泵送至需要润滑的其他零件，诸如泵送至支撑第一齿轮的轴向轴承。

根据实施方式，第二润滑剂路径可以包括形成在输入轴、圆锥滚子轴承的大端和差速器星形轮的第一轴向部分之间的第一环形空间。以这种方式，第二润滑剂路径的第一部分可以由第一环形空间提供，用于将润滑剂引导至差速器星形轮。

根据实施方式，第二润滑剂路径可以包括形成在输入轴、差速器星形轮的第二轴向部分和第一齿轮之间的第二环形空间。以这种方式，第二润滑剂路径的另一部分可以由第二环形空间提供，用于将润滑剂从差速器星形轮引导至第一轴承。

根据另一方面，提供了一种重载车辆，其包括第一从动车轴、第二从动车轴以及布置在第一从动车轴与第二从动车轴之间的车轴组件。车轴组件是根据本文所讨论的方面和/或实施方式中的任一者的车轴组件。

在这样的重载车辆中，如上所述，当输入轴与输出轴之间存在转速差时，即在车轴组件的操作条件下，当第一轴承特别需要润滑时，润滑剂从圆锥滚子轴承被泵送至第一轴承。当输入轴与输出轴之间没有转速差时，没有润滑剂被泵送至第一轴承。

重载车辆可以是例如重型货车、搬运货车、卡车、皮卡车、厢式货车、轮式装载机、客车或其他类似的设计用于陆基推进的机动式或无人驾驶车辆。

当研究所附权利要求和以下详细描述时，本发明的进一步特征和优点将变得明显。

附图说明

本发明的各个方面和/或实施方式，包括其特定的特征和优点，将会从下面的详细描述和附图中讨论的示例实施方式中容易地理解，其中：

图1展示根据实施方式的重载车辆，

图2和图3展示根据实施方式的穿过车轴组件的横截面图，并且

图4a和4b展示图2和图3的车轴组件的零件的不同实施方式。

具体实施方式

现在将更全面地描述本发明的方面和/或实施方式。贯穿全文，相同的数字表示相同的元素。为了简洁和/或清楚起见，不必详细描述众所周知的功能或构造。

图1展示根据实施方式的重载车辆1。在这些实施方式中例示的重载车辆1是卡车。重载车辆1包括第一从动车轴3和第二从动车轴5。第一从动车轴3和第二从动车轴5是重载车辆1的后轴。重载车辆1还包括布置在第一从动车轴3与第二从动车轴5之间的车轴组件2。车轴组件2是根据本文所讨论的方面和/或实施方式中的任一者的车轴组件。自然地，车轴组件2可以用于包括两个从动前轴的车辆中。

图2展示穿过根据实施方式的车轴组件2的横截面图。车轴组件2包括外壳4和轴间差速器7，该轴间差速器构造成将扭矩分配到重载车辆的第一车轴3和第二车轴5，参见上文。因此，第一车轴3是第一从动车轴3，第二车轴5是第二从动车轴5。第一车轴3的旋转轴线在图2中指示出。

轴间差速器7包括输入轴6和输出轴8。输入轴6经由第一滚子轴承11轴颈套接在外壳4中。输出轴8经由第二滚子轴承13轴颈套接在外壳4中。输入轴6和输出轴8具有共同旋转轴线9。此外，输入轴6相对于输出轴8轴颈套接。因此，输入轴6牢固地轴颈套接在外壳4中。输出轴8可以适当地在其另一端处轴颈套接，未在图2中示出。

输入轴6经由第一齿轮10连接至第一车轴3。第一齿轮10的径向外侧嵌齿轮以已知的方式与其他齿轮啮合，用于驱动第一车轴3。输出轴8构造成连接至第二车轴(图2中未示出)。轴间差速器7还包括差速器星形轮14和至少一个小齿轮16。纯粹作为实施例提及，轴间差速器7可以包括四个小齿轮16。

差速器星形轮14不可相对旋转地锁定到输入轴6。更具体地，差速器星形轮14的轮毂不可相对旋转地锁定到输入轴6。该至少一个小齿轮16与第一齿轮10和输出轴8啮合。布置在第一齿轮10的轴向面上的嵌齿轮与该至少一个小齿轮的嵌齿轮啮合。该至少一个小齿轮16经由第二齿轮24与输出轴8啮合，该第二齿轮不可相对旋转地锁定到输出轴8。输出轴8经由第二齿轮24轴颈套接在外壳4中。

在这些实施方式中，第一齿轮10和第二齿轮24形成轴间差速器7的差速齿轮。轴间差速器7以通常的方式操作，以在第一车轴3与第二车轴之间分配扭矩，从而允许第一车轴与第二车轴之间的转速差。

图3展示穿过图2的车轴组件2的另一横截面图。输入轴6经由圆锥滚子轴承18相对于输出轴8轴颈套接。圆锥滚子轴承18具有小端19和大端21。小端19和大端21是圆锥滚子轴承18的轴向端。在小端19处，圆锥滚子轴承18的滚子的直径小于大端21处的直径。当输入轴6与输出轴8之间没有转速差时，整个圆锥滚子轴承18与输入轴6和输出轴8一起旋转，即，圆锥滚子轴承18的内圈与外圈之间没有转速差。

第一齿轮10围绕输入轴6轴颈套接在第一轴承12中。在这些实施方式中，第一轴承12是滑动轴承。根据替代实施方式，第一轴承12可以是滚子轴承，诸如滚针轴承。

润滑剂接收空间20设置在外壳4中。在这些实施方式中，润滑剂接收空间20布置在外壳4与第二齿轮24之间，至少部分地围绕输出轴8延伸。润滑剂接收空间20可以是从润滑剂泵(未显示)或从飞溅在外壳4中的润滑剂中接收润滑剂。润滑剂接收空间20流体连接至圆锥滚子轴承18的小端19。圆锥滚子轴承18的大端21流体连接至第一轴承12。

当输入轴6与输出轴8之间存在转速差时，圆锥滚子轴承18将润滑剂从小端19泵送至大端21。因此，圆锥滚子轴承18形成用于润滑剂的泵，并且因此构造成将润滑剂从润滑剂接收空间20泵送至第一轴承12。

圆锥滚子轴承18布置在设置在输入轴6的端部25处的第一轴承座26以及设置在第二齿轮24中的第二轴承座28中。输入轴6的端部25是输入轴6最靠近输出轴8的端部。在这些实施方式中，第一轴承座26设置在输入轴6本身中。根据替代实施方式，第一轴承座26可以设置在附接到输入轴6的端部25的构件中。

在图3中用虚线表示的第一润滑剂路径23穿过或沿着第二齿轮24从润滑剂接收空间20延伸到圆锥滚子轴承18的小端19。因此，润滑剂接收空间20与圆锥滚子轴承18的小端19之间的流体连接部可以由第一润滑剂路径23提供。在这些实施方式中，第一润滑剂路径23延伸穿过第二齿轮24。为此，第二齿轮24设置有一个或多个轴向延伸的通孔17。附加地，或根据替代实施方式，第二齿轮24与输出轴8之间的花键连接27可以在一个或多个花键的顶部或底部处形成有缺少的花键和/或增大的间隙。

在图3中用虚线表示的第二润滑剂路径29穿过或沿着差速器星形轮14从圆锥滚子轴承18的大端21延伸到第一轴承12。因此，圆锥滚子轴承18的大端21与第一轴承12之间的流体连接部可以由第二润滑剂路径29提供。在这些实施方式中，第二润滑剂路径29沿着差速器星形轮14延伸。为此，差速器星形轮14与输入轴6之间的花键连接部31可以在一个或多个花键的顶部或底部处形成有缺少的花键和/或增大的间隙，使得润滑剂可以流经花键连接部31。附加地，或根据替代实施方式，差速器星形轮14可以以与穿过第二齿轮24相同的方式设置有平行于输入轴6在轴向上延伸的通孔。

以这种方式，圆锥滚子轴承18将润滑剂从润滑剂接收空间20经由第一润滑剂路径23和第二润滑剂路径29泵送至第一轴承12。

根据一些实施方式，第二润滑剂路径29可以延伸穿过第一轴承12，如图3中的短虚线35所示。因此，当输入轴6与输出轴8之间存在转速差时，圆锥滚子轴承18可以将润滑剂泵送至需要润滑的其他零件。当输入轴6与输出轴8之间存在转速差时，在输入轴6上沿轴向方向支撑第一齿轮10的轴向轴承33可以形成这样的需要润滑的其他零件。轴向轴承33可以是滑动轴承、滚子轴承或球轴承。

在图3中，第一润滑剂路径23和第二润滑剂路径29、35被示出为处于输入轴6和输出轴8的下方。然而，第一润滑剂路径23和第二润滑剂路径29、35可以在围绕输入轴6和输出轴8的各个圆周位置处沿输入轴6和输出轴8延伸，以便允许圆锥滚子轴承21无阻碍地朝向第一轴承12泵送润滑剂，并且以便在围绕第一轴承12的圆周方向上提供润滑剂。

图4a和图4b展示图2和图3的车轴组件2的零件的两个不同的实施方式。更具体地，第二润滑剂路径29的不同实施方式以及界定第二润滑剂路径29的车轴组件2的部件在图4a和4b中示出。在下文中，参考图4a和4b两者，除非特别参考图4a和4b之一。第二润滑剂路径29在图4a和4b中用虚线示意性地指示出。

第二润滑剂路径29包括形成在输入轴6、圆锥滚子轴承18的大端21与差速器星形轮14的第一轴向部分38之间的第一环形空间30。差速器星形轮14的第一轴向部分38朝向第二齿轮24和圆锥滚子轴承18的大端21的方向。

第一环形空间30在外侧径向方向上由第一环形构件32限制。以这种方式，第一环形空间30可以被机械密封。因此，从圆锥滚子轴承18的大端21泵送的润滑剂可以沿着或穿过差速器星形轮14被引导。因此，润滑剂将会沿着第二润滑剂路径29流动。第一环形构件32可以与输入轴6平行地延伸。第一环形构件32可以由单独的构件形成，如图4a所示，或者可以形成差速器星形轮14或第二齿轮24的一部分，如图4b所示。

根据一些实施方式，如图4a所示，第一环形构件32可以连接至第二齿轮24，并且在轴向方向上朝向差速器星形轮14的第一轴向部分38延伸。

根据一些实施方式，如图4b所示，第一环形构件32可以连接至差速器星形轮14并且在轴向方向上朝向第二齿轮24延伸。

第二润滑剂路径29进一步包括形成在输入轴6、差速器星形轮14的第二轴向部分40与第一齿轮10之间的第二环形空间34。差速器星形轮14的第二轴向部分40朝向第一齿轮10的方向。

第二环形空间34在外侧径向方向上由第二环形构件36限制。以这种方式，第二环形空间34可以被机械密封。因此，从圆锥滚子轴承18沿着或穿过差速器星形轮14被泵送的润滑剂可以经由第二环形空间34被引导至第一轴承12。因此，润滑剂将会沿着第二润滑剂路径29流动。第二环形构件36可以平行于输入轴6延伸。第二环形构件36可以由单独的构件形成，如图4a所示，或者可以替代地形成差速器星形轮14或第一齿轮10的一部分，如图4b所示。

根据一些实施方式，如图4b所示，第二环形构件36可以连接至第一齿轮10，并且在轴向方向上朝向差速器星形轮14的第二轴向部分40延伸。

根据一些实施方式，如图4a所示，第二环形构件36可以连接至差速器星形轮14并且在轴向方向上朝向第一齿轮10延伸。

在图4b所示的实施方式中，重叠部设置在差速器星形轮14的第一环形构件32与第二齿轮24之间，以便在径向向外的方向上机械密封第一环形空间30。类似地，重叠部设置在第一齿轮10的第二环形构件36与差速器星形轮14之间，以便沿径向向外的方向机械密封第二环形空间34。

应当理解，前述内容是各种示例实施方式的说明，并且本发明仅由所附权利要求限定。本领域技术人员将会意识到，在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对示例实施方式进行修改，并且可以将示例实施方式的不同特征进行组合以创建不同于本文所述的实施方式。