[发明专利]用于输送空气通过动力轴组件的装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于输送空气通过动力轴组件的装置，且涉及使这种装置并入动力轴组件中的改进的动力轴组件。

背景技术

车载自动轮胎充气系统当前可用在卡车和其它车辆上。这种系统已经成功地用在非动力车辆轴组件(即，不包括连接于车辆差动系统或其它驱动系统的动力驱动轴的卡车或其它车辆的轴组件)中以在轮胎被刺破或开始泄露或因其它原因(例如，基于路况控制轮胎压力)的情况下向车辆轮胎输送补充空气。

通过示例的方式，用于保持非动力卡车串列轴组件的每个轮胎中的预定压力的车载系统当前可购自俄克拉荷马州埃德蒙德市的艾尔高(Airgo)股份有限公司。在四个串列轴轮胎中的任一个发生泄漏的情况下，艾尔高系统从车载压缩机(例如，用于向卡车制动器供应空气的压缩机)向串列轴的内部或向延伸通过轴的管输送压缩空气。艾尔高系统还包括：靠近非动力串列轴的外端设置的一对旋转密封件；从旋转密封件延伸以用于通过旋转密封件从轴的内部向四个轮胎中的每个轮胎输送空气的一组空气管线；设置在空气管线中以用于防止空气从轮胎向轴倒流的止回阀；以及通知操作员发生泄漏的指示灯。系统根据轮胎所需的操作压力来控制补充空气流。对于大多数串列卡车轴，自动充气系统通常用于提供充足的补充空气流以保持至少90磅/平方英寸(pisg)且更优选至少95磅/平方英寸的轮胎压力，例如，在美国专利第6,105,645号和第7,418,892号中描述了这种类型的车载自动充气系统，所述专利的全部公开内容以参考的方式并入本文。

尽管在艾尔高系统中采用的旋转接头组件允许在非动力轴组件中使用车载自动轮胎充气系统，但是由于主轴内存在旋转轴，允许在卡车和其它车辆的动力驱动轴组件中使用这种车载自动轮胎充气系统的商用系统的研发已证明是有更多问题的。用于非动力轴组件的商用系统不适于用在驱动轴上，且可在其它类型的车辆上使用的可用的驱动轴系统具有明显的不足和缺点。例如，这种系统(a)通常仅在轮胎的旋转的一部分期间或仅当车辆静止时进行充气，(b)无法以高速公路行驶速度操作，(c)不能提供连续的密封润滑，(d)不是独自自给的(self contained)，和/或(e)需要不适配现有的轴组件的外部部件。

后来，艾尔高与俄克拉荷马州立大学合作研发新的旋转接头组件以用在自动轮胎充气系统中以用于动力驱动轴组件，其为美国专利第7,896,045号的主题，所述专利的全部公开内容也以参考的方式并入本文。虽然新的旋转接头组件如期望的那样操作，其由多个部件组成，从而增加其制造成本并使其难以组装且易于泄露。组件也在轴向方向上将空气引入旋转接头中，如用于非动力轴组件的可用的旋转接头组件典型的那样。轴向引导的进入空气的力趋于向外推动旋转接头并引起其部件趋于在轴向方向上分离，这会导致旋转的部件和非旋转的部件之间的密封的损失。在由于组件的旋转部分相对于静止部分的产生的摆动而偏离中心车轮安装的情况下这个问题变得更加明显。摆动和高压轴向空气流的组合可以引起密封从其接触表面定期脱离，从而增加泄露的可能性。为了减少由偏离中心安装引起的摆动，由于从主轴的前面到轴板的后面的距离的不一致，定制的隔片用于每个轴变化。研发工作继续，且本发明消除了现有驱动轴系统的上述不足。

发明内容

本发明提供了满足需要并缓解上述问题的用于输送空气通过动力轴组件的装置。发明装置可以结合当前可用的车载自动轮胎充气系统使用，并且不与驱动轴组件的操作发生干扰。此外，本发明的装置可以适用于保持卡车和其它车辆的动力轴组件的单独的轮胎或两个或其它多个轮胎组的充气。

在本发明的一方面，提供了用于输送空气通过动力轴组件的装置，动力轴组件包括驱动轴，驱动轴延伸通过非旋转结构并被提供动力以用于相对于非旋转结构旋转。该装置包括可附接到非旋转结构的基座和可安装用于与驱动轴一起旋转的转子，使得转子将相对于基座旋转且被配置成与基座配合以便在转子和基座之间形成空气室。基座包括至少一个空气入口，该至少一个空气入口被配置用于在径向方向上将空气输送到空气室中，且转子包括用于空气流出空气室的至少一个空气出口。环形密封构件(优选具有径向延伸通过该环形密封构件的多个开口)设置在所述空气入口和所述空气出口之间的空气室中以用于在旋转的转子和静止的基座之间形成密封。