专利名称：轮式车辆的轮边减速器和该车辆的驱动系以及具有该驱动系的多轴轮式车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于重型轮式车辆(例如军用战斗车辆)的驱动轮的轮边减速器，该减速器包括行星齿轮单元，行星齿轮单元具有可连接至驱动轴的太阳齿轮的、用于与太阳齿轮啮合的行星齿轮的支架、和围绕行星齿轮的环形齿轮，所述环形齿轮与行星齿轮啮合。
背景技术：
为了方便多轴式的轮支撑的机动车辆进行非常窄的转向(所谓的中心或枢转转向)，即，使车辆当场围绕其主竖直中心轴线转向，早期有人建议，使用用于车辆的左、右驱动轮的独立的传动系，以使左、右驱动轮可在转向期间沿彼此相对的转动方向转动。这种系统构造上很麻烦、笨重且昂贵，并且需要在车辆中占有较大空间。
用于提供多轴式的轮支撑的机动车辆的左、右驱动轴的彼此相对的转动方向(因此具有车辆的中心转向)的已知的另一个建议是，针对每个轴对而利用车辆一侧上的驱动轴与相应差速器之间的独立可控的旋转换向齿轮。这使得在车辆的横向上需要构造相对空间。
WO 2007/091963描述了被构造为与两种传统的驱动模式(“开式差速器”和“锁定差速器”不同的差速齿轮，“开式差速器”即差速器的输出驱动轴沿同一方向转动且具有以同一转速转动的可能性，“锁定差速器”即为当驱动轴以相同的转速并沿同一方向强行转动时，也能够沿相反的两个方向提供驱动轴的另外的驱动模式-“转动”。该差速齿轮也有利于提供在车辆的左右侧上的驱动轴的彼此相对的转动方向，且无需任何额外的独立转向齿轮，因此也无需中心转向。
进一步应理解，在轮支撑多轴式机动车辆的相应驱动轮中内置轮边减速器，以便为驱动轮提供驱动轴的转速的期望的齿轮减速。该轮边减速器一般包括具有可连接至每个驱动轴的太阳齿轮的行星齿轮单元、用于与太阳齿轮啮合的行星齿轮的支架、和围绕行星齿轮的环形齿轮，所述环形齿轮与行星齿轮啮合。行星齿轮的支架一般与可与轮缘连接的部分永久固定啮合，同时环形齿轮相对于车身而稳定固定。
发明内容
本发明的目的在于，进一步以下述方式开发上述类型的轮边减速器使得连接至轮边减速器的驱动轮的转动方向可以简单方式转向，而无需任何附加的齿轮。为了实现这个目的，独立权利要求1中所限定的特征使得以介绍方式说明的轮边减速器与众不同。在其最广泛的范围内，行星齿轮的支架和环形齿轮配置为与车辆的驱动轮交替连接并可与车身固定部分交替连接。因此，当车辆的至少一侧的驱动轮配有该轮边减速器时，则可容易地提供枢转转向或中心转向，即，车辆的一侧的驱动轮沿与车辆的另一侧的驱动轮相反的方向转动，以使车辆可围绕车辆的基本中心的竖直中心轴线而转向。
在根据本发明的轮边减速器的特别优选实施例中，行星齿轮的支架可通过第一可啮合和可脱离的离合器而固定连接至车辆的驱动轮并通过第二可啮合和可脱离的离合器而啮合地和脱离地连接至车辆的车身固定部分，而环形齿轮可通过第三可啮合和可脱离的离合器而固定连接至车辆的驱动轮并通过第四可啮合和可脱离的离合器而啮合地和脱离地连接至车辆的车身固定部分，其中，第一和第四离合器设置为，当所述第二和第三离合器脱离时而互相啮合，反之亦然。
所有的离合器都适于由爪形离合器构成，它们在其啮合位置与脱离位置之间可被电力地、气动地或液压地控制。
根据独立权利要求5，本发明涉及用于多轴式轮支撑车辆的驱动系，其具有位于在多个轴上的轮上的驱动器，驱动系包括至少一个驱动电机、与驱动电机连接的传动装置、 传动装置的输出轴以及其中集成有行星齿轮单元的位于每个驱动车轮中的轮边减速器，其中，带有左、右输出驱动轴的差速器与每个轮轴互相协调(co-ordinated)，差速器通过万向轴节而互相连接，以及轮边减速齿轮，每个行星齿轮单元包括连接至每个驱动轴的太阳齿轮、用于与太阳齿轮啮合的行星齿轮的支架，和围绕行星齿轮的环形齿轮，所述环形齿轮与行星齿轮啮合，其中，车辆的至少一侧上的环形齿轮和行星齿轮的支架配置为与车辆的驱动轮交替连接并可与车辆的车身固定部分交替连接。为了利用根据本发明的解决方案而提供枢转转向，因此仅在车辆的一侧上具有根据本发明的轮边减速器就足够。可通过向前或向后控制变速箱的输出驱动来选择枢转转向的转动方向。
轮边减速器适合形成在驱动系上，使得行星齿轮的支架可通过第一可啮合和可脱离的离合器而固定连接至车辆的驱动轮，并通过第二可啮合和可脱离的离合器而啮合地和脱离地连接至车辆的车身固定部分，而环形齿轮可通过第三可啮合和可脱离的离合器而固定连接至车辆的驱动轮并通过第四可啮合和可脱离的离合器而啮合地和脱离地连接至车辆的车身固定部分，其中，第一和第四离合器设置为，当所述第二和第三离合器脱离时互相啮合，反之亦然。
自然，如果期望的话，驱动系可配置为使得车辆两侧的驱动轮配有根据本发明的轮边减速器。
这在正常驱动要转向的至少前、后轮轴上的驱动轮期间是有利的，以便优化车辆的转向运动以及通过能力。
本发明还包括具有在多个轴上的轮上驱动器的多轴式轮支撑车辆，所述车辆包括根据权利要求5-8中任一项的驱动系。车辆具有至少三个轴，其中，至少前、后轴上的轮是可转向的。
通过参考附图，本发明的其它细节和优点将显而易见。
图1是根据本发明的轮边减速器的原理说明图； 图2示出了图1中的轮边减速器的正常驱动模式； 图3示出了轮边减速器在车辆枢转转向期间的驱动模式； 图4示出了进行枢转转向以及急转的四轮车辆的示意平面图；以及 图5示出了根据本发明的四轮车辆的驱动系的实例。
具体实施例方式图1-3示意地示出了用于多轴式轮支撑车辆的轮边减速器(总体标记为10)。通过已知方式，轮边减速器10包括具有连接至其上的中心太阳齿轮12以及属于轮边减速器的驱动轴(未示出)的行星齿轮、用于多个与太阳齿轮12啮合的行星齿轮16的支架14、和围绕行星齿轮16并与它们内部啮合的环形齿轮18。根据本发明，行星齿轮支架14通过第一可啮合和可脱离的离合器22可固定连接至车辆的驱动轮20并通过第二可啮合和可脱离的离合器26而啮合地和脱离地连接至车辆的车身固定部分M。进一步，环形齿轮18可同样通过第三可啮合和可脱离的离合器观而固定连接至车辆的驱动轮20并通过第四可啮合和可脱离的离合器而啮合地和脱离地连接至车辆的车身固定部分24。离合器22、26、观和 30在它们的啮合位置与脱离位置之间可被电力地、气动地或液压地控制。
在图2中，轮边减速器10被示出处于用于向前(或向后)驱动车辆的正常驱动模式，其中，行星齿轮支架14通过被啮合的第一离合器22而固定连接至驱动轮20并通过第二离合器沈脱离车身固定部分24，同时，由于第三离合器观脱离而第四离合器30啮合，使得环形齿轮18被保持为与车身固定部分M锁定并与驱动轮20脱离。
为了便于轮式车辆的枢转转向(即，车辆围绕它的基本竖直中心轴线的转动，例如，图4的中部示意地示出的)，需要使得车辆的一侧的驱动轮20沿与车辆另一侧的驱动轮20相反的方向上转动。这可通过下述方式实现，如图3中所示，相对于图2中所示的位置，倒转离合器22、26、观和30的在车辆一侧的轮边减速器10中的啮合位置。因此，离合器22、30保持脱离，而离合器沈、观保持啮合，其中，行星齿轮支架14锁定至车身固定部分 24，并且环形齿轮18固定连接至环形齿轮20。
在图5中，示例地示出了用于重型四轴轮式车辆的驱动系32。在这种情况下，驱动系32包括两个任意类型的驱动电机34 (例如，柴油型内燃机)、具有输出轴38a、38b的传统差速器，所述差速器通过万向轴节40连接至位于车辆的左、右侧上的轮边减速器10的相应的太阳齿轮12(图1- 并且被彼此连接。为了能够进行车辆的枢转转向，仅车辆一侧上的轮边减速器10需要根据本发明而设计，即，具有可啮合的和可脱离的离合器22、26、观、30， 而车辆另一侧上的轮边减速器可以是传统类型的，即，没有这种可脱离的离合器。
合适的是，车辆的至少前、后轴上的驱动轮20是可控的，以改善车辆在路上和其它地形中的操纵性。在图3和4中的实例中，前轴上的驱动轮以及后轴上的驱动轮是可控的。
权利要求
1.一种用于轮式车辆的驱动轮00)的轮边减速器，包括行星齿轮单元，所述行星齿轮单元具有能够连接至驱动轴(38a、38b)的太阳齿轮(1 ；用于行星齿轮(16)的支架 (14)，所述行星齿轮与所述太阳齿轮(1 啮合；以及环形齿轮(18)，与所述行星齿轮(16) 啮合，其特征在于，所述行星齿轮(16)的支架和所述环形齿轮(18)被配置为交替连接至所述车辆的所述驱动轮OO)并能够交替连接至车身固定部分04)。
2.根据权利要求1所述的轮边减速器，其特征在于，所述行星齿轮的支架(14)通过第一可啮合和可脱离的离合器0 能够固定连接至所述车辆的所述驱动轮(20)、并通过第二可啮合和可脱离的离合器06)而可啮合地和可脱离地连接至所述车辆的所述车身固定部分(M)，而所述环形齿轮(18)通过第三可啮合和可脱离的离合器08)能够固定连接至所述车辆的所述驱动轮(20)、并通过第四可啮合和可脱离的离合器(30)而可啮合地和可脱离地连接至所述车辆的所述车身固定部分(M)，其中，所述第一离合器和第四离合器 (22,30)设置为当所述第二离合器和第三离合器(沈、28)脱离时互相啮合，反之亦然。
3.根据权利要求1或2所述的轮边减速器，其特征在于，所有的离合器(22、26、观、30) 都由爪形离合器构成。
4.根据权利要求2或3所述的轮边减速器，其特征在于，所有的离合器(22、26、观、30) 在其啮合位置与脱离位置之间能够被电力地、气动地或液压地控制。
5.一种用于在多个轴(38a、38b)上的轮QO)上具有驱动器的多轴式轮支撑车辆的驱动系(32)，包括至少一个驱动电机(34)；连接至所述驱动电机的传动装置；传动装置的输出轴，其中，每个轮轴与具有左输出驱动轴和右输出驱动轴(38a、38b)的差速器互相协调并且所述差速器(36)通过万向轴节00)互相连接；以及轮边减速器(10)，位于每个驱动车轮OO)中并且其中集成有行星齿轮单元，每个行星齿轮单元包括连接至相应驱动轴(38a、38b)的太阳齿轮(12)、用于与太阳齿轮(12)啮合的行星齿轮(16)的支架(14)、 以及围绕所述行星齿轮的环形齿轮(18)，所述环形齿轮与所述行星齿轮(16)啮合，其特征在于，所述车辆的至少一侧的所述行星齿轮单元的环形齿轮(18)和所述行星齿轮的支架 (14)配置为交替连接至所述车辆的驱动轮OO)并能够交替连接至车身固定部分04)。
6.根据权利要求5所述的驱动系，其特征在于，所述行星齿轮的支架(14)通过第一可啮合和可脱离的离合器0 能够固定连接至所述车辆的所述驱动轮(20)、并通过第二可啮合和可脱离的离合器06)而可啮合地和可脱离地连接至所述车辆的所述车身固定部分 (M)，而所述环形齿轮(18)通过第三可啮合和可脱离的离合器08)能够固定连接至所述车辆的所述驱动轮(20)、并通过第四可啮合和可脱离的离合器(30)而可啮合地和可脱离地连接至所述车辆的车身固定部分(M)，其中，所述第一离合器和第四离合器(22、30)设置为当所述第二离合器和第三离合器(26、28)脱离时互相啮合，反之亦然。
7.根据权利要求5或6所述的驱动系，其特征在于，所述车辆两侧的所述行星齿轮单元的所述环形齿轮(18)和所述行星齿轮的支架(14)配置为交替连接至所述车辆的所述驱动轮OO)并能够交替连接至所述车身固定部分04)。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的驱动系，其特征在于，至少前轴和后轴上的所述驱动轮OO)是能够转向的。
9.一种在多个轴上的轮OO)上具有驱动器的多轴式轮支撑车辆，包括根据权利要求 5-8中任一项所述的驱动系(32)。
10.根据权利要求9所述的多轴式轮支撑车辆，包括至少三个轴，其中，至少所述前轴和后轴上的轮00)是能够转向的。
全文摘要
本发明涉及一种用于带有行星齿轮单元的轮式车辆的驱动轮(20)的轮边减速器(10)，行星齿轮单元具有可连接至驱动轴(38a、38b)的太阳齿轮(12)、用于与太阳齿轮(12)啮合的行星齿轮(16)的支架(14)，和与行星齿轮(16)啮合的环形齿轮(18)。行星齿轮(16)和环形齿轮(18)配置为与车辆的驱动轮(20)交替连接并可与车身固定部分(24)交替连接。本发明还涉及一种用于多轴式轮支撑车辆的驱动系，其具有在车辆的驱动轮上的行星齿轮式的轮边减速器(10)，其中，车辆的至少一侧上的行星齿轮的环形齿轮和行星齿轮支架配置为与车辆的驱动轮交替连接并可与车辆的车身固定部分交替连接。
文档编号B60K17/04GK102187122SQ200980140644
公开日2011年9月14日 申请日期2009年9月21日 优先权日2008年10月14日
发明者阿萨尔·克里斯坦森 申请人:贝以系统哈格伦斯公司