用于电动式车轮驱动单元的具有多个压力活塞的制动系统以及车轮驱动单元

摘要

本发明涉及一种用于电动式车轮驱动单元(2)的制动系统(1)，所述制动系统包括：能够紧固地附接至车辆框架的壳体(3)，所述壳体(3)具有凸缘区域(4)以及紧固至凸缘区域(4)的轴状轮承载件区域(5)；连接至壳体(3)的第一制动部件(6a)，其中，第一制动部件(6a)具有第一支承部分(8)和第一制动盘元件(9)，第一支承部分直接附接至轮承载件区域(5)的径向外侧部(7)，第一制动盘元件在旋转方面固定至第一支承部分(8)；相对于所述壳体(3)以可旋转的方式安装的第二制动部件(6b)，其中，第二制动部件(6b)具有第二支承部分(10)和第二制动盘元件(11)，第二制动盘元件在旋转方面固定至第二支承部分(10)并且被设计且布置成与第一制动盘元件(9)摩擦地连接；以及液压致动装置(13)，该液压致动装置设置有一个或更多个压力活塞(12)以及滑动元件(15)，其中，致动装置(13)布置成使得压力活塞(12)在第二制动部件(6b)的旋转轴线(14)的径向方向上布置在制动盘元件(9、11)内，滑动元件以可移动的方式将压力活塞(12)与制动盘元件(9、11)中的一者联接，滑动元件布置成在旋转轴线(14)的径向方向上和轴向方向上距第一支承部分(8)一定距离。本发明还涉及一种包括所述制动系统(1)的电动式车轮驱动单元(2)。

说明书

技术领域

本发明涉及用于电动式车轮驱动单元的制动系统，特别地用于优选地两轮、三轮或四轮机动车辆的结合有轮的车轮驱动单元(轮毂驱动器)的制动系统。本发明还涉及具有该制动系统的电动式车轮驱动单元。

背景技术

对于电动驱动器，电动式轮毂驱动器需要将驱动部件与对应的制动系统尽可能紧凑地结合在一起。此外，需要尽可能简单的结构以保持制造成本和组装成本简单化。在所实施的技术方案中，各部件由于相对较高的质量而应以对应稳固的方式来实施。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于电动式车轮驱动单元的制动系统，该制动系统可以在尽可能少的组装步骤中用尽可能少的单个部件来组装，其中同时确保紧凑且稳固的构型。

这根据本发明通过权利要求1的主题实现。因此，一种用于电动式车轮驱动单元(也称为轮毂驱动单元)的制动系统，该制动系统包括:壳体，该壳体可以牢固地附接至车辆框架，该壳体具有凸缘区域以及紧固至凸缘区域的轴状轮承载件区域；第一制动部件，第一制动部件连接至壳体，其中，第一制动部件具有第一支承部分和第一制动盘元件,第一支承部分直接附接至轮承载件区域的径向外侧部,第一制动盘元件在旋转方面固定至第一支承部分；第二制动部件，第二制动部件相对于壳体以可旋转的方式安装，其中，第二制动部件具有第二支承部分和第二制动盘元件，第二制动盘元件在旋转方面固定至第二支承部分并且被设计且布置成与第一制动盘元件摩擦地连接；以及液压致动装置，该液压致动装置设置有至少一个或更多个压力活塞以及滑动元件，其中，致动装置布置成使得压力活塞或多个压力活塞在第二制动部件的旋转轴线的径向方向上布置在制动盘元件内，滑动元件以可移动的方式将压力活塞或多个压力活塞与制动盘元件中的一者联接，滑动元件以在旋转轴线的径向方向和轴向方向两者上距第一支承部分一定距离的方式布置/延伸。因此，滑动元件以在周向方向上不与第一支承部分重叠的方式布置。

制动系统的这种设计一方面导致制动盘元件与致动装置尽可能最紧凑地嵌套，并且另一方面保持结构尽可能简单，并且使各个部件特别地牢固。最重要的是，滑动元件不需要设置有用于使制动部件中的一者通过的开口，由此显著地提高了滑动元件和第一支承部分的强度。结果是对应制动系统的特别持久的设计。

其他有利实施方式通过从属权利要求来要求保护并且在下面更详细地解释。

如果设置有能够相对于彼此(轴向地)移动的多个第一制动盘元件和/或第二制动盘元件，则可以产生高的制动扭矩。

已经发现特别有用的是，在两个第一制动盘元件之间轴向地布置两个第一制动盘元件和一个第二制动盘元件，使得在部件的数目与可实现的制动扭矩之间有良好折衷。

还有利的是，在制动盘元件的组件的背对滑动元件的轴向侧部上布置有反压板并且反压板直接紧固(特别地被轴向地支承)至轮承载件区域的外侧部。这进一步简化了构型。

如果反压板在轴向方向上通过旋拧到轮承载件区域上的螺母而被固定，则反压板以稳定的方式被支承，使得可以在操作期间产生高的制动扭矩。

在该上下文中，还有利的是，反压板也被轴向地支承在第一支承部分上。因此，反压板优选地被直接轴向地夹持在第一支承部分与螺母之间。这导致甚至更简单的结构。

如果容纳压力活塞或多个压力活塞的筒形壳体直接紧固至凸缘区域，则组装将变得更加简单。

当将滑动元件推离制动盘元件的偏置弹簧轴向地插入/夹持在滑动元件与第一支承部件之间时，可用的安装空间被更加集中地使用。

关于制动盘元件的其他设计，还有利的是至少一个第一制动盘元件设置有摩擦衬里。然而，作为对此的替代，也可以为第二制动盘元件配备(用于每个第一制动盘元件的)摩擦衬里。

第二制动盘元件特别优选地实施为纯的一件式钢板，并且至少一个第一制动盘元件、优选地两个第一制动盘元件中的每个制动盘元件设置有钢体以及施加至第二制动盘元件的摩擦衬里。

为了实现与电动马达的尽可能紧凑的嵌套，如果热保护屏蔽件附接至位于制动盘元件的径向外侧的壳体，则也是有利的。

本发明还涉及一种用于电动车辆的电动式车轮驱动单元(轮毂驱动单元)，其中，该车轮驱动单元设置有轮辋、容纳在轮辋中的电动马达以及根据本发明的根据上述实施方式中的至少一个实施方式的制动系统，其中，第二制动部件以可旋转的方式直接或间接地与轮辋联接。

在该上下文中，特别有利的是，第二制动部件间经由齿轮、特别优选地经由行星齿轮以可旋转的方式间接地联接至轮辋。

此外，有利的是，电动马达布置成相对于制动系统轴向地和/或径向地偏移(优选地通过电动马达的定子)。这导致特别紧凑、有效的车轮驱动单元。

换句话说，用于电动式轮应用的优选地全表面的多活塞制动(制动系统)以无通道设计来实现。现在内板承载件(第一支承部分)和压力板(反压板)紧固至轮承载件(轮承载件区域)。在轮承载件凸缘(凸缘区域)上布置有致动壳体(筒形壳体)和致动元件(压力活塞)。动力流通过螺母经由轮承载件到达凸缘(凸缘区域)

下面将参照附图更详细地说明本发明，在附图中原则上还示出了各个示例性实施方式。

附图说明

图1示出了根据本发明的根据优选示例性实施方式的制动系统的纵向截面图，

图2示出了根据图1的制动系统的立体分解图，以及

图3示出了具有制动系统的车轮驱动单元的局部立体截面图，其中，仅示意性地示出了制动系统并且阐明了车轮驱动单元的基本结构。

附图在本质上仅是示意性的并且仅用于理解本发明。相同元件设置有相同附图标记。

具体实施方式

在图1中，可以看到根据本发明的制动系统1的详细结构。通过图3，还图示了制动系统1的优选应用区域。仅在图3中示意性地示出的制动系统1被结合在根据优选实施方式的电动式车轮驱动单元2中。车轮驱动单元2代表轮毂驱动单元2，其中，制动系统1和提供驱动的电动马达23两者被结合在电动车辆用的轮辋22中。在操作期间中，轮辋22以典型的方式经由轮毂支承在壳体3上，壳体可以牢固地附接至车辆框架。轮辋22经由另一轴承35相对于壳体3安装。

在下文中，轴向方向、径向方向和周向方向的方向命名涉及轮辋22/制动系统1的第二制动部件6b的中心旋转轴线14。因此，轴向方向是沿着旋转轴线14的方向，径向方向是垂直于旋转轴线14的方向，并且周向方向是绕旋转轴线14同心地延伸的圆形线。

返回至图1，可以详细看到制动系统1/制动系统1的区域中的车轮驱动单元2的壳体3的设计。在下面的描述中，尽管壳体3被分配给制动系统1，但是原理上壳体3也是车轮驱动单元2的壳体，并且因此在另一区域容纳电动马达23(包括用于电动马达23的液体冷却装置34)。壳体3形成用于制动系统1的部件的接纳空间24,该接纳空间可以在图1中看出。接纳空间24在第一轴向侧部上由呈盖状凸缘元件形式的凸缘区域4定界。接纳空间24在接纳空间的径向内侧部上由轴状/销状的轮承载件区域5定界。轮承载件区域5刚性地连接至凸缘区域4。因此，轮承载件区域5直接形成可以在操作期间牢固地附接至车辆框架的壳体，如已经提及的。轮承载件区域5与凸缘区域4分开地形成。在径向外侧部和背对凸缘区域4的第二轴向侧部上，接纳空间24由沿轴向方向和径向方向延伸的主壳体部分25定界。

在接纳空间24中，第一制动部件6a固定至壳体，即，第一制动部件可以在操作期间刚性地附接至壳体3并且因此刚性地附接至车辆框架。第二制动部件6b与第一制动部件6a相互作用，第二制动部件在操作期间在旋转方面联接至轮辋22并且摩擦地连接至第一制动部件6a以在车轮驱动单元2的制动状态下制动轮辋22。

两个制动部件6a、6b各自具有支承部分8、10和至少一个制动盘元件9、11，所述至少一个制动盘元件连接至相应的支承部分8、10。因此，第一制动部件6a具有第一支承部分8，第一支承部分也称为内部承载件/内板承载件。该第一支承部分8以第一支承部分的径向内侧部直接附接至轮承载件区域5的径向外侧部7。出于此目的，优选地使用设计为插入式齿的齿26，该齿将两个部件——轮承载件区域5和第一支承部分8——在旋转方向上以形状配合方式与彼此连接。在径向上背对齿26的一侧上，第一支承部分8形成套筒区域27，两个第一制动盘元件9以能够相对于彼此移动、但在旋转方面固定的方式容置在该套筒区域上。两个第一制动盘元件9设计成基本上呈板状。两个第一制动盘元件9具有盘状的钢支承件/钢体28以及靠近第二制动部件6b的第二制动盘元件11布置的摩擦衬里20。在沿着旋转轴线14的轴向方向上观察，第二制动盘元件11布置在两个第一制动盘元件9之间。第二制动盘元件11以在旋转方面固定、但能够沿轴向方向移动的方式接纳在第二制动部件6b的第二支承部分10上，第二支承部分设计为外承载件/外板承载件。

第二制动部件6b通常以能够相对于壳体3旋转的方式安装。如图3中示意性地看出的，第二制动部件6b经由行星齿轮29间接地联接至轮辋22。行星齿轮29接纳在壳体3中。在图1中，可以看到行星齿轮29的太阳齿轮30，太阳齿轮30刚性地连接至第二支承部分10。

通常设置有液压致动装置13，液压致动装置用于致动制动系统1，即，用于将第一制动部件6a与第二制动部件6b摩擦地连接至彼此。该液压致动装置13具有筒形壳体18，该筒形壳体紧固至凸缘区域4。筒形壳体18在径向方向上布置在轮承载件区域5的外侧。筒形壳体18还在径向方向上布置在制动盘元件9、11的内侧。如另外在图2中可以看出的，致动装置13的多个压力活塞12——所述多个压力活塞沿周向方向以分布的方式布置——以可移动的方式接纳在筒形壳体18中，以便能够沿轴向方向移动。压力活塞12以不可移动的方式联接至滑动元件15，并且经由该滑动元件对第一制动部件6a和第二制动部件6b的相对位置具有调节作用。滑动元件15因此用于在操作期间传递(制动)致动力。

根据本发明，滑动元件15沿滑动元件的路线以无通道的方式布置至第一支承部分8，并且因此经由滑动元件沿纵向部段的延伸部布置成在径向方向上和轴向方向上距第一支承部分8一定距离，如根据图1看出的。

滑动元件15从压力活塞侧上的端部沿径向方向向外延伸，并且在径向方式上以径向外端部布置在与制动盘元件9、11相同的高度处。因此，滑动元件15定形状成使得在操作期间，滑动元件将由液压在压力活塞12处产生的制动力传递至第一制动盘元件9和第二制动盘元件11的组件的设置在端部处的制动盘元件，此处是第一制动盘元件9中的一个制动盘元件。当致动装置13被致动时，液压被施加至形成在筒形壳体18与压力活塞12之间的压力腔室31(用密封件36密封)，使得压力活塞12沿轴向方向延伸。因此，滑动元件15压靠制动盘元件9、11，并且这些制动盘元件与彼此摩擦地接触。

为了支承由致动装置13产生的制动力/致动力，在相对于第一制动盘元件9和第二制动盘元件11的组件在轴向上背对滑动元件15的一侧上设置反压板16。反压板16布置在第一支承部分8的在轴向上背对压力活塞12的一侧上。此处可以看到，反压板16的径向内侧部还固定在轮承载件区域5的外侧部7上。在该实施方式中，旋拧到轮承载件区域5的(外)螺纹32上的螺母17用于轴向地固定反压板16。因此，反压板16沿轴向方向固定在第一电机8与螺母17之间。此外，第一支承部分8固定在反压板16与轮承载件区域5的径向肩部33之间。

在图1中还可以清楚地看到，在两个制动部件6a、6b的径向外部附接有热保护屏蔽件21。热保护屏蔽件21在接纳空间24中沿轴向方向在第一制动部件6a的整个长度上以及在第二制动部件6b的大部分上延伸。热保护屏蔽件21从外部径向地覆盖制动盘元件9、11。

设置有偏置弹簧19以将致动装置13支承在与制动系统1的打开位置对应的初始位置中。在该实施方式中，偏置弹簧19直接径向地布置在滑动元件15与第一支承部分8之间，并且布置在制动盘元件9、11的径向内侧。

为了完整起见，还应指出的是，制动盘元件9、11也可以以相反的方式实现。因此，原理上也可以不为第一制动盘元件9设置摩擦衬里，而是为第二制动盘元件11设置面向相应的第一制动盘元件9的摩擦衬里20。

换言之，根据本发明的装置的特征在于，内板承载件8(借助于齿26(或类似物))和压力板16直接附接至轮承载件5，同时致动壳体(筒形壳体18)和致动元件(滑动元件15、压力活塞12和密封件36)紧固至轮承载件凸缘4。如图1中可以看到的，内板承载件8和压力板16通过螺母17固定在轮承载件5上。致动力经由板组(第一制动盘元件9(具有钢体28和摩擦衬里20)和第二制动盘元件11)由该螺母17支承。制动扭矩经由来自行星组的轴(太阳齿轮30)从行星组的轴被引至外板承载件10、然后引至板组9、11以及支承在轮承载件5上的内板承载件8。致动力经由致动元件12、15、36以液压方式产生、借助于压力罐(滑动元件15)传递至板组9、11，并支承在压力板16上。功率流从压力板穿过螺母17经由轮承载件5到达轮承载件凸缘4。复位元件(偏置弹簧19)使板9、11在未致动状态下保持打开。在图2中，可以按照相应的组装顺序看到各部件。可以看到的是，部件8和15设计成明显更牢固(没有通道)。通常，可以设想到单盘构思和多盘构思两者以及旋转的衬里或固定的衬里和/或钢块。

附图标记列表

1制动系统 2车轮驱动单元 3壳体 4凸缘区域 5轮承载件区域 6A第一制动部件6B第二制动部件 7外侧部 8第一支承部分 9第一制动盘元件 10第二支承部分 11第二制动盘元件 12压力活塞 13致动装置 14旋转轴线 15滑动元件 16反压板 17螺母 18筒形壳体 19偏置弹簧 20摩擦衬里 21热保护屏蔽件 22轮辋 23电动马达 24接纳空间 25主壳体部分 26齿 27套筒区域 28钢体 29行星齿轮 30太阳齿轮 31压力腔室 32螺纹 33肩部 34冷却装置 35轴承 36密封件。