CN106945459B - 用于双轮的轮毂结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于双轮的轮毂结构，该轮毂结构包括静止托架、中间轮毂、差动齿轮、第一轮毂和第二轮毂，中间轮毂可绕旋转轴线旋转且其可被驱动轴驱动；差动齿轮具有输入，该输入连接至中间轮毂；第一轮毂连接至差动齿轮的第一输出；且第二轮毂连接至差动齿轮的第二输出。该轮毂结构还包括第一制动装置和第二制动装置，第一制动装置在静止托架与中间轮毂之间有效，第二制动装置在静止托架与第二轮毂之间或者在中间轮毂与第二轮毂之间有效。在这方面，第一制动装置与第二制动装置可彼此独立地致动。

Description

用于双轮的轮毂结构
技术领域
本发明涉及一种用于双轮的轮毂结构，该轮毂结构具有静止托架、第一轮毂和第二轮毂。
背景技术
人们从例如美国专利第8,955,623 B2号已知一种轮毂结构。在其中公开的轮毂结构中，第一轮毂支撑在可绕旋转轴线旋转的静止托架处，第二轮毂支撑在绕该相同旋转轴线旋转的第一轮毂处。在构造成轴漏斗的静止托架中提供驱动轴，驱动轴通过减速齿轮驱动第一轮毂。为制动轮毂结构，相应的制动装置与第一轮毂和第二轮毂相关联；它们将相应的轮毂相对于静止托架进行制动，并能够被一起致动。另外，可将第一轮毂和第二轮毂彼此耦接以共同旋转。本文件中还公开：可提供一种差动结构，其将驱动适当地分配至两个轮毂以驱动两个轮毂，同时避免两个轮毂之间的磨损增大。
长时间以来，人们从例如美国专利第2,267,363号和美国专利第2,357,343号普遍得知，通过差动来驱动用于双轮的轮毂结构的两个轮毂，且在此方面，仅直接制动轮毂中的其中一个。人们还从美国专利7,757,795 B2号、欧洲专利第1 288 054 B1号、欧洲专利第1145 894 B1和欧洲专利第1 162 082 B1号得知其他类似的轮毂结构。美国专利第7,757,795 B2号具体描述一种用于双轮的轮毂结构，其中，驱动轴通过减速齿轮驱动中间轮毂，驱动从所述中间轮毂通过差动结构被分配至可旋转地支撑在中间轮毂处的两个轮毂上。在这方面，提供一种制动装置，其在中间轮毂与静止轴漏斗之间有效。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于双轮的轮毂结构，其两个轮毂可被小磨损地驱动，且通过该轮毂结构，在有问题的表面上进行制动时，具体确保两个轮毂经历与牵引独立的足够制动力矩。
本目的通过具有以下特征的轮毂结构来满足。
在这方面，该轮毂结构包括静止托架、中间轮毂、差动齿轮、第一轮毂和第二轮毂，静止托架可构造成例如轴漏斗；中间轮毂可绕旋转轴线旋转且其可通过减速齿轮被驱动轴直接或间接驱动；差动齿轮的输入连接至中间轮毂且差动齿轮可具体由中间轮毂本身形成；第一轮毂连接至差动齿轮的第一输出以通过差动齿轮驱动；且第二轮毂连接至差动齿轮的第二输出以通过差动齿轮驱动。驱动轴的驱动力矩在此方式中首先被传递至中间轮毂，且然后通过差动齿轮分配至两个轮毂。通过两个轮毂的此差动传动，可特别地避免在转弯期间双轮的不均匀磨损。
在根据本发明的轮毂结构中还提供两个制动装置。第一制动装置在静止托架与中间轮毂之间有效。第二制动装置在静止托架与第二轮毂之间或中间轮毂与第二轮毂之间有效。相应的制动装置在两个元件之间有效这一事实具体在这方面意味着，制动力矩可从相应的一个元件或从可旋转地连接至该元件的部件通过制动装置直接传递至相应的另一元件或至可旋转地固定地连接至该另一元件的部件。
因此，可利用第一制动装置以制动中间轮毂且因此将两个轮毂设定为总体来说没有驱动。然而，第一制动装置并不能独自地防止两个轮毂彼此相对地发生相对运动。例如，如果向两个轮毂各自的轮施加不相等的牵引，具有较小牵引的轮可自旋，且另一轮可因此继续运行而制动效果不足或者甚至没有制动。因此，提供第二制动装置，其相对于静止托架制动第二轮毂，或者相对于中间轮毂制动第二轮毂（其然后可视情况相对于静止托架制动），由此防止两个轮毂相对于彼此发生相对运动，或者至少总体上制动。在此方式中可确保两个轮毂都经受所期望的制动力矩。
在这方面，第一制动装置和第二制动装置可彼此单独地致动。这使得例如，首先可仅制动中间轮毂且如果需要还可由于例如牵引而致动第二制动装置。另外，与两个制动装置必要地一起致动相比，可将两个可彼此单独地致动的制动装置在轮毂结构内布置为具有更灵活的结构，亦即，例如彼此隔开。另外，与相对于静止托架分别单独地制动两个轴向相邻的轮毂相比，如果两个制动装置相对于静止托架有效，仅制动两个轮毂中的一个，例如轴向内轮毂，则从结构方面而言较为简单。于是，两个制动装置可布置在根据本发明的轮毂结构中，同时理想地利用可用的结构空间，并可以简单方式（具体而言，从静止侧或轴向内侧）同时地受到控制。具体而言，不需要两个旋转轮毂彼此相对制动。
从独立权利要求和以下实施例可获得其他有益的开发。
第一轮毂和第二轮毂可例如彼此轴向布置，且特别是与指定的旋转轴线同轴布置。在中间轮毂和两个轮毂之间有效的差动齿轮可特别地布置为伞形差动齿轮。
可特别地通过减速齿轮被驱动轴驱动的中间轮毂有利地以可旋转方式支撑在静止托架处。可对轮毂的支撑采取措施，将第一轮毂和/或第二轮毂可旋转地支撑在中间轮毂处。然而，可替代地，可将两个指定轮毂中的其中一个可旋转地支撑在中间轮毂处，并将另一轮毂可旋转在支撑在上述一个轮毂处。通过所述支撑可获得特别紧凑的结构。
根据优选的进一步开发，第一制动装置具有第一活塞，第一活塞在轴向上可运动地支撑在静止托架处，和/或第二制动装置具有第二活塞，第二活塞在轴向上可运动地支撑在静止托架处，其中，指定的轴向可运动性是分别相对于轮毂结构的指定旋转轴线而言。活塞可例如为液压致动。
第一制动装置和第二制动装置还可相对于旋转轴线在轴向上彼此偏置布置。作为另一选择或另外地，可将第一制动装置和第二制动装置相对于旋转轴线在径向上彼此偏置布置。特别地，当两个制动装置相对于旋转轴线仅在轴向上或者仅在径向上彼此偏置布置时，这可在结构空间以及为了制动装置的致动使它们相接触方面获得特别的优点，因为例如可平行地引导直线，或者可将制动装置彼此相邻地以紧凑方式布置。
此外还有利的是，如果第一制动装置具有与静止托架相关联的盘式组件，并包括与该盘式组件相配合且与中间轮毂相关联的盘式组件，其中，与静止托架相关联的盘式组件相对于旋转轴线在径向上从外侧、或者在径向上从内侧接合到与中间轮毂相关联的盘式组件内。按照类似的的方式，作为另一选择或另外有利的是，使第二制动装置包括与静止托架相关联或与中间轮毂相关联的盘式组件、以及与该盘式组件相配合并与第二旋转轴线相关联的盘式组件，其中，与静止托架或与中间轮毂相关联的盘式组件在径向上从外侧、或者在径向上从内侧接合到与第二中间轮毂相关联的盘式组件内。取决于所指定的接合是在径向上从外侧还是在径向上从内侧发生，相应的制动装置能够特别地以合适的方式按照预期的制动力矩良好地匹配。相应的盘式组件能够凭借所指定的活塞特别地彼此按压。
附图说明
下面将结合附图更详细地描述本发明。
图1至图6示出在每种情况下根据本发明的轮毂结构的不同实施例的示意图，所述不同实施例彼此之间实质性地区别如下：按照两个制动装置相对于彼此的相对布置，制动装置的相应盘式组件的接合方向，和/或静止托架与第二轮毂之间或中间轮毂与第二轮毂之间的第二制动装置的相应布置。
在附图中，不同实施例的相互对应的元件使用相同的相应编号进行标识。
具体实施方式
所有图1至图6的共同之处仅在于，根据本发明的轮毂结构11的实施例的上半部在所述附图中以极简化的示意性剖面图示出。在这方面剖面相对于且始自旋转轴线D在径向上延伸，轮毂结构相对于旋转轴线D基本上可旋转地对称构造。仅示出一个（即，左手）轴侧；在另一侧，相应的车辆轴具有镜面对称设计的相应轮毂结构11。
轮毂结构11分别包括驱动轴13，驱动轴13可由发动机（未示出）例如通过轴向差动装置（同样未示出）驱动，以绕旋转轴线D进行旋转。驱动轴13布置在构造成轴向漏斗的静止托架15内，且驱动有效地连接至减速齿轮17，驱动轴13可通过减速齿轮17驱动中间轮毂19以绕旋转轴线D进行旋转。中间轮毂19在这方面通过轴承装置21可旋转地支撑在静止托架15处。
减速齿轮17构造成行星变速箱并包括太阳齿轮23，太阳齿轮23可旋转地固定地连接至驱动轴13。行星变速箱的环形齿轮25连接至静止托架15且由此同样地静止。行星齿轮27与太阳齿轮23啮合并与环形齿轮25啮合。仅示出一个行星齿轮27且它们支撑在行星托架29处。行星托架29在此方面形成减速齿轮1的输出且连接至中间轮毂19以便共同旋转。
轮毂结构11还包括第一轮毂31和第二轮毂33，两者分别支撑在可绕旋转轴线D旋转的中间轮毂19，其中，分别提供轴承装置35和37用于径向和轴向支撑。为将驱动轴13传递到中间轮毂上的驱动力矩分配到两个轮毂31、33，提供构造成例如伞形差动装置的差动齿轮39。在这方面，将差动齿轮39的输入41固定地连接至中间轮毂19。输入41可特别地具有与旋转轴线D径向对齐的插口且相应的补偿伞形齿轮可旋转地支撑在该插口处。两个与补偿伞形齿轮啮合的其他伞形齿轮形成差动齿轮39的输出43、43'，并固定地连接在轮毂31、33的相应一个以便共同旋转。通过此方式，差动齿轮39实现驱动力矩从中间轮毂19传递至两个轮毂31、33，其中，允许轮毂31、33相对于彼此进行相对运动，从而特别地避免在转弯期间磨损和打滑。
轮毂结构11的设计示出为具有在静止托架15内导向的驱动轴13、支撑在静止托架15处的中间轮毂19以及支撑在中间轮毂19处的轮毂31、33，所有这些都彼此同轴布置，从而能够实现轮毂结构11的特别紧凑的设计，这对于两轮的轮驱动尤其重要。
对于两个轮毂31、33的主动制动，轮毂结构11还包括第一制动装置45和第二制动装置47，第一制动装置45和第二制动装置47按照多片离合器的方式彼此独立地构造且还可彼此独立地致动。在这方面，两个制动装置45、47的每一者都分别包括盘式组件51、53和55、57以及相应的可运动活塞49和49'，可运动活塞49和49'与旋转轴线D同轴地支撑在静止托架15处，且两个相应的盘式组件51、53或55、57的盘可分别利用可运动活塞49和49'彼此接触以制动两个相应的盘式组件51、53或55、57的彼此相对运动，优选地，两个盘式组件51、53或55、57彼此摩擦接合、刚性连接。
在图1至图6中示出的所有轮毂结构11中，第一制动装置45在静止托架15与中间轮毂19之间有效。在根据图1至图4的实施例中，第二制动装置47在这方面有静止托架15与第二轮毂之间有效，而在根据图5和图6的实施例中，第二制动装置47在中间轮毂19与第二轮毂33之间有效。在这些最后指定的情况中，第二轮毂33通过在静止托架15处的中间轮毂19被因此间接地制动。
附图中示出的实施例还在两个制动装置45、47彼此相对的布置方面存在区别。在根据图1、图3和图5的实施例中，相应的第一制动装置45和第二制动装置47在轴向上相对于旋转轴线D彼此偏置布置。这可特别地实现在径向方向上仅占据小结构空间的设计，且在该设计中有利的是，相同的部件可分别用于两个制动装置45、47的活塞49、49'以及盘式组件51、53或55、57。相比之下，在根据图2、图4和图6的实施例中，第一制动装置45和第二制动装置47在径向上相对于旋转轴线D彼此偏置布置。按照此方式，可实施特别小的轴向结构宽度，取决于所计划的应用（特别是具有短轴）这是有利的。
在不同附图中示出的轮毂结构11之间的其他区别是由于制动装置45、47的相应盘式组件51、53或55、57的对齐造成的。在这方面，在图1、图2、图5和图6的实施例中，第一制动装置45的与静止托架15相关联的第一盘式组件51相对于旋转轴线D在径向上从外侧接合到第一制动装置45的与中间轮毂19相关联的第二盘式组件53内，而在图3和图4的实施例中，实际上相反，与静止托架15相关联的第一盘式组件51在径向上从内侧接合到与中间轮毂19相关联的第二盘式组件53内。
对于第二制动装置47，在图1和图2示出的实施例中，第二制动装置47的与静止托架15相关联的第三盘式组件55相对于旋转轴线D在径向上从外侧接合到与第二轮毂33相关联的第四盘式组件57内。相比之下，在图3和图4的实施例中，实际上相反，第二制动装置47的与静止托架15相关联的第三盘式组件55相对于旋转轴线D在径向上从内侧接合到第二制动装置47的与第二轮毂33相关联的第四盘式组件57内。
按照与此相对应的方式，在根据图5和图6的实施例中，第二制动装置47的与中间轮毂19相关联的第三盘式组件55相对于旋转轴线D在径向上从内侧接合到与第二制动装置47的第四盘式组件57内。通常相应地可能是，相应盘式组件55、57关于与旋转轴线D径向对齐的相互接合恰好相反地发生。
另外，可实施其他实施例，其中第一制动装置45的盘式组件51、53的所述布置和对齐与所述第二制动装置47的盘式组件55、57的布置和对齐组合出现，所述第二制动装置47的盘式组件55、57的布置和对齐未在此上述组合中明确描述。
在这方面，轮毂结构11的所有这些实施例的共同之处在于，由于通过差动齿轮（特别地，通过避免滑动）驱动，可在与轮毂31、33相关联的两个轮或轮胎处实现相对小的磨损；以及由于第一制动装置45和第二制动装置47的单独致动，这也可防止轮毂31、33彼此相对运动，在有问题的牵引中还可确保两个轮的可靠制动。在这方面，取决于相应的需求，通过合适地选择所述实施例的其中一个可理想地使用相应的可用结构空是，该结构同时可实现制动装置45、47的良好可接近性以便对它们进行控制。
编号列表
11 轮毂结构
13 驱动轴
15 静止托架
17 减速齿轮
19 中间轮毂
21 轴承装置
23 太阳齿轮
25 环形齿轮
27 行星齿轮
29 行星托架
31 第一轮毂
33 第二轮毂
35 轴承装置
37 轴承装置
39 差动齿轮
41 输入
43、43' 输出
45 第一制动装置
47 第二制动装置
49、49' 活塞
51 第一盘式组件
53 第二盘式组件
55 第三盘式组件
57 第四盘式组件
D 旋转轴

Claims (13)

1.一种用于双轮的轮毂结构（11），其特征在于，包括：
静止托架（15）；
中间轮毂（19），其可绕旋转轴线（D）旋转且其可被驱动轴（13）驱动；
差动齿轮（39），其具有输入（41），所述输入（41）连接至所述中间轮毂（19）；
第一轮毂（31），其连接至所述差动齿轮（39）的第一输出（43）；
第二轮毂（33），其连接至所述差动齿轮（39）的第二输出（43'）
第一制动装置（45），其在所述静止托架（15）与所述中间轮毂（19）之间有效；以及
第二制动装置（47），其在所述静止托架（15）与所述第二轮毂（33）之间或者在所述中间轮毂（19）与所述第二轮毂（33）之间有效；
所述第一制动装置（45）与所述第二制动装置（47）可彼此独立地致动。
2.根据权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述第一轮毂（31）与所述第二轮毂（33）彼此同轴地布置。
3.根据权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述差动齿轮（39）构造成伞形差动。
4.根据权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述中间轮毂（19）可旋转地支撑在所述静止托架（15）处。
5.根据权利要求1所述的轮毂结构，还包括减速齿轮（17），其特征在于，所述中间轮毂（19）通过所述减速齿轮（17）被所述驱动轴（13）驱动。
6.根据权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述第一轮毂（31）和所述第二轮毂（33）可旋转地支撑在所述中间轮毂（19）处。
7.根据权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述第一轮毂（31）可旋转地支撑在所述中间轮毂（19）处，且所述第二轮毂（33）可旋转地支撑在所述第一轮毂（31）处。
8.根据权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述第二轮毂（33）可旋转地支撑在所述中间轮毂（19）处，且所述第一轮毂（31）可旋转地支撑在所述第二轮毂（33）处。
9.根据权利要求1所述的轮毂结构，
其特征在于，所述第一制动装置（45）具有支撑在所述静止托架（15）处的在轴向上可运动的第一活塞（49）；及
所述第二制动装置（47）具有支撑在所述静止托架（15）处的在轴向上可运动的第二活塞（49'）。
10.根据权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述第一制动装置（45）和所述第二制动装置（47）相对于所述旋转轴线（D）在轴向上彼此偏置布置。
11.根据权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述第一制动装置（45）和所述第二制动装置（47）相对于所述旋转轴线（D）在径向上彼此偏置布置。
12.根据权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述第一制动装置（45）包括与所述静止托架（15）相关联的第一盘式组件（51）以及与所述第一盘式组件（51）相配合并与所述中间轮毂（19）相关联的第二盘式组件（53），与所述静止托架（15）相关联的所述第一盘式组件（51）相对于所述旋转轴线（D）在径向上从外侧或者在径向上从内侧接合到与所述中间轮毂（19）相关联的所述第二盘式组件（53）内。
13.根据权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述第二制动装置（47）包括与所述静止托架（15）相关联或者与所述中间轮毂（19）相关联的第三盘式组件（55）以及与所述第三盘式组件（55）相配合并与所述第二轮毂（33）相关联的第四盘式组件（57），与所述静止托架（15）相关联或者与所述中间轮毂（19）相关联的所述第三盘式组件（55）相对于所述旋转轴线（D）在径向上从外侧或者在径向上从内侧接合到与所述第二轮毂（33）相关联的所述第四盘式组件（57）内。
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