CN105658443B - 驱动轮组件和配备有这种组件的机动车辆 - Google Patents
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Abstract
该驱动轮组件(A)包括:固定的车轴轴颈(10)、在车轴轴颈(10)内延伸的旋转的驱动轴(20)、轴承(30)、轮毂(40)、制动盘(60)、轮缘(70)。轴承(30)的内圈(32)安装在轴颈(10)上。轮毂(40)安装在轴承(30)的外圈(34)上。驱动轴(20)、制动盘(60)及轮缘(70)与轮毂(40)旋转连接。该制动盘(60)包括径向摩擦部(64)和紧固至轮毂(40)的管状部(62)。该制动盘(60)由径向紧固装置(100、130)紧固至轮毂(40),该径向紧固装置(100、130)相对于所述组件(A)的旋转轴线(X‑X’)沿着径向方向(X100)延伸并穿过制动盘(60)的管状部(62)安装。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动轮组件。更具体地,本发明涉及如下一种驱动轮组件:该驱动轮组件包括车轴轴颈、旋转驱动轴、轴承、轮毂、制动盘和轮缘。本发明还涉及一种配备有这种驱动轮组件的机动车辆,例如卡车。
背景技术
已知的用于车辆、特别是大型商用车辆的驱动轮组件设有驱动轴、轮缘和旋转连接至轮毂的制动盘,该轮毂通过轴承而相对于固定的车轴轴颈旋转。
从WO-A-2011/070387已知的是,通过一组螺钉将驱动轴、制动盘和轮缘紧固至轮毂,该螺钉轴向穿过驱动轴、制动盘和轮缘各自的紧固凸缘。这一方案意味着相对多的部件在同一区域由相同的螺钉紧固。
此外,在某些类型的相对较大的车轮安装在车辆上的情况下,这一方案难以实施,因为可用于制动系统的空间减小了。为了允许这种车轮的组装,制动盘通常必须设有管状部,该管状部的轴向长度导致它较不抗扭转。
发明内容
本发明的目的在于提出一种新型驱动轮组件,它改善了制动盘的安装。
为此,本发明涉及一种驱动轮组件,其包括:固定的车轴轴颈、在车轴轴颈内延伸的旋转的驱动轴、轴承、轮毂、制动盘、轮缘,该轴承的内圈安装在轴颈上,该轮毂安装在轴承的外圈上,该驱动轴、制动盘及轮缘与轮毂旋转连接,该制动盘包括径向摩擦部和紧固至轮毂的管状部。该驱动轮组件的特征在于:该制动盘由径向紧固装置紧固至轮毂,该径向紧固装置相对于所述组件的旋转轴线沿着径向方向延伸并穿过所述制动盘的管状部安装。
由于本发明,所述制动盘的管状部可具有减小的长度,提高了它的抗扭转性,并且在车轮具有大宽度的情况下允许制动促动器的安装。
根据本发明进一步的有利但非强制的方面,这种组件可包括以下特征中的一个或多个:
-将制动盘紧固在轮毂上的径向紧固装置位于所述管状部的与摩擦部相反的一半长度内。
-将制动盘紧固在轮毂上的径向紧固装置位于在轴承与轮毂的轴向端之间轴向延伸的区域上,至少所述驱动轴被连接至该轴向端。
-所述管状部的与摩擦部相反的轴向端位于轴承与轮毂的所述轴向端之间,并且,当沿旋转轴线的方向测量时,所述管状部的与摩擦部相反的轴向端位于与轮毂的所述轴向端相距一定距离处。
-所述径向紧固装置包括径向螺钉,该径向螺钉相对于所述组件的旋转轴线在径向方向上延伸并穿过制动盘的管状部安装。
-所述径向紧固装置包括相对于旋转轴线X-X′径向插入在所述管状部和轮毂中的径向销。
-该径向销在所述制动盘的管状部的第一孔中和所述轮毂的第二孔中被调准。
-该径向销是中空的,优选地,它们具有管状形状,并且,将径向销紧固在轮毂上的径向螺钉穿过该径向销。
-所述轮毂和管状部均包括摩擦元件,这些摩擦元件适于增大所述轮毂和制动盘之间的摩擦。
-所述摩擦元件包括所述制动盘的管状部的第二截头圆锥形表面以及所述轮毂的相应的第一截头圆锥形表面,该第一截头圆锥形表面和第二截头圆锥形表面二者彼此接触且与所述摩擦部相反地朝向该组件的旋转轴线定向,并且其中,所述摩擦元件还包括迫使第一截头圆锥形表面和第二截头圆锥形表面彼此抵靠的装置。
-所述迫使第一截头圆锥形表面和第二截头圆锥形表面彼此抵靠的装置由具有锥形头部的径向螺钉以及所述制动盘的管状部的截头圆锥形孔的锥形表面形成,所述径向螺钉插入在该截头圆锥形孔中。
-所述迫使第一截头圆锥形表面和第二截头圆锥形表面彼此抵靠的装置由具有锥形外形的径向销形成,该径向销与第一孔的相应锥形表面滑动接触,以便在所述径向销插入在轮毂中时迫使第一截头圆锥形表面和第二截头圆锥形表面彼此抵靠。
-所述迫使第一截头圆锥形表面和第二截头圆锥形表面彼此抵靠的装置包括插入在所述制动盘的管状部中的楔块,且所述径向螺钉插入在该楔块中,并且其中,该楔块的侧表面相对于所述径向螺钉的纵向轴线倾斜且与所述径向螺钉的头部相反地朝向所述径向螺钉的纵向轴线逐渐靠拢,并且其中,所述侧表面与管状部的平行表面滑动接触。
-每个楔块从所述管状部朝向旋转轴线径向凸出并与形成在轮毂的圆柱形外表面上的相应的孔或凹槽接合。
-所述轮缘的宽度大于350mm。
-所述驱动轮组件包括花键(spline)、多边形表面或键,以将所述制动盘旋转联接至轮毂。
本发明还涉及一种配备有这种驱动轮组件的机动车辆,特别是卡车。
附图说明
现在将对应于附图来解释本发明,它仅作为说明性的示例,而非限制本发明的目的。在附图中:
-图1是根据本发明第一实施例的驱动轮组件的透视图;
-图2是经过图1的驱动轮组件的旋转轴线的截面图;
-图3是图2中的细节III的更大比例的截面图;
-图4是与图1类似的、根据本发明第二实施例的驱动轮组件的视图;
-图5是图4的驱动轮组件的、沿着图上部的平面V-1且沿着图下部的平面V-2的截面图;
-图6是根据本发明第三实施例的截面图。
具体实施方式
如图1和2所示,驱动轮组件A包括车轴轴颈10,其相对于设有该驱动轮组件的车辆(例如卡车T)固定。车轴轴颈10在图中仅被部分示出,它包括沿着纵向轴线X-X’延伸的管状部。车轴轴颈10可以是沿着车轴的轴线延伸的车轴轴壳。这种轴壳包括中央差速器壳体,并且在每一侧、在其每个末端处包括车轴轴颈。
组件A包括在车轴轴颈10内延伸的驱动轴20。驱动轴20在车轴轴颈10内绕轴线X-X’旋转。驱动轴20的旋转运动可由车辆的传动系传递,特别是由容纳在车轴轴壳的中央部分中的差速器(图中未示出)传递。图中仅示出了驱动轴20的一个端部22,其另一个端部连接至车辆的未示出的差速器。端部22限定了车辆的向外方向和组件A的外侧。与该方向相反的方向限定了组件A的内侧。
组件A还包括轴承30。轴承30可以是免维护的且可以被密封,从而在该轴承的整个寿命中不需要再添加油脂。轴承30例如是双圆锥滚子轴承。轴承30的内圈32安装在车轴轴颈10的外表面的肩部12上。因此,该内圈32是静止的。轴承30的外圈34径向安装在轮毂40内,轮毂提供有围绕轴线X-X’延伸的管状本体。外圈34安装在轮毂40的内表面的肩部42上。外圈34通过内部保持环44而与轮毂40快速地平移。内圈32通过螺母14被平移固定在轴颈10上,该螺母14被旋拧在轴颈10的端部上并经由垫圈抵靠内圈32。密封O形环55可设置在车轴轴颈的肩部12的圆柱形表面中的相应环形凹槽内,在内圈32的向外部分之下。驱动轴20在其端部22上设置有安装凸缘24。凸缘24相对于轴线X-X’径向延伸并背离(departs from)该轴线。安装凸缘24适于抵靠轮毂40的与轴线X-X’垂直的安装表面46。该安装表面46是环形表面且在轮毂40的内表面和外表面之间径向延伸。安装凸缘24还可包括管状中央突起,该管状中央突起沿着轴线X-X’向内延伸并具有与轮毂40的内径相等的外径。密封O形环53可设置在形成于所述中央突起的外表面上的凹槽中,用于防止在轮毂/安装凸缘的界面处的任何机油泄漏。
驱动轮组件A还包括制动盘60。制动盘60设置有沿着轴线X-X’延伸的管状部62以及从管状部62径向向外延伸的摩擦部64,且被接合在该车辆的制动系统B的制动钳B1中。
该组件还包括轮缘70,该轮缘70设置有径向延伸的安装凸缘72。凸缘72适于抵靠该安装凸缘24。为了清楚起见,图1和4中未示出轮缘70。
驱动轴20在其端部22上设置有沿着轴线X-X’延伸的外圆柱形表面26。该圆柱形表面26在一侧由驱动轴20的端部22并在另一侧由安装凸缘24限定。安装凸缘72适于位于围绕轴20的圆柱形表面26。
该安装凸缘24和72设置有相同数量的孔80,这些孔80可彼此对准。沿着与轴线X-X’平行的数个轴线钻出这些孔80。孔80围绕这两个凸缘24、72的圆周规律地分布。在图2、3、5和6中,仅有位于附图的剖面内的孔80是可见的。每个安装凸缘24和72的彼此对准的孔80形成了贯穿这两个安装凸缘的通道。
这些孔80可与同样数量的孔47对准,所述孔47是沿着与孔80相同的轴线X-X’在轮毂40中垂直于安装表面46钻出的。这些孔47具有螺纹,螺钉82可旋拧到这些螺纹中。这些螺钉82穿过安装凸缘24和72安装。这些螺钉82通过将轮缘70和驱动轴20挤压到轮毂40上来紧固该组件。
还可设置有额外的孔和螺钉,以在仅需要拆除轮缘70时将驱动轴20与轮毂40紧固。
轮毂40包括外圆柱形表面48,管状部62抵靠该外圆柱形表面48安装。
制动盘60由数个相对于轴线X-X’沿着径向方向X100延伸的径向紧固装置紧固至轮毂40。例如,如图1至4、图5的上部及图6中所示,该径向紧固装置是径向螺钉100。径向螺钉100被插入穿过管状部62并旋拧到圆柱形表面48的与方向X100对齐的螺纹孔48a中。径向螺钉100优选具有锥形头部102,该锥形头部102插入在管状部62的相应锥形孔622中(图2和3)。
径向螺钉100允许将制动盘60紧固至轮毂40,这独立于通过螺钉82将驱动轴20和轮缘70紧固至轮毂40。这允许减小管状部62的轴向长度并提高该制动盘60抵抗扭转应力的机械阻力。
有利地,径向螺钉100的数量在六个至十二个之间。
有利地,用于将制动盘60紧固在轮毂40上的径向紧固装置(例如径向螺钉100)位于管状部62的与摩擦部64相反的一半长度L/2内。
优选地,径向紧固装置100位于在轴承30与轮毂40的安装表面46之间轴向延伸的区域E1中。换句话说,将制动盘60紧固在轮毂40上的径向紧固装置100位于在轴承30与轮毂40的轴向端46之间轴向延伸的区域E1上,所述驱动轴20和轮缘70联接至该轴向端46。
更具体地,径向紧固装置100位于在管状部62的与摩擦部64相反的轴向端65和轴承30之间轴向延伸的区域E2中,并且,当沿轴线X-X’测量时,轴向端65优选与轮毂40的轴向端46相距一定距离d。
径向紧固装置100的这种位置是优选的,以避免轴承30、尤其是轴承30的油脂的过热,这种过热会减少油脂的寿命以及轴承本身的寿命。实际上,所述径向紧固装置(特别是径向螺钉100)形成了制动盘60与轮毂40之间的导热桥,从而当摩擦部64在车辆的制动阶段被加热时,管状部62能够经由径向紧固装置100将热量传递至轮毂40并随后传递至轴承30的与轮毂40接触的外圈30。由于本发明的径向紧固装置100的特定位置,径向紧固装置100位于与轴承30相距一定距离的位置处,从而允许减少可从制动盘40传递至轴承30的热量。
为了减小在组件A的旋转期间由于螺钉100的径向定位、由轮毂40和制动盘60之间的转矩传递而施加在螺钉100上的剪应变,轮毂40和制动盘60可分别包括摩擦元件,这些摩擦元件旨在增大轮毂40和制动盘60之间的摩擦。这种摩擦允许在轮毂40和制动盘60之间传递特定量的扭矩。
为此,在图1至3所示的本发明的第一实施例中,轮毂40可包括从圆柱形表面48朝向轮缘70延伸的第一截头圆锥形表面49。在管状部62的与摩擦部64相反的轴向端65上,管状部62可具有第二截头圆锥形表面620,该第二截头圆锥形表面620与摩擦部64相反地朝着轴线X-X’逐渐靠拢(converge)。第一截头圆锥形表面49具有与第二截头圆锥形表面620对应的形状。第二截头圆锥形表面620抵靠着第一截头圆锥形表面49安装。
所述摩擦元件还包括迫使该表面620和49彼此抵靠的装置,以在表面620和49之间产生摩擦。根据图1至3所示的本发明的第一实施例,迫使该表面620和49彼此抵靠的装置可通过螺钉100的头部102的锥形表面和孔622的相应锥形表面622a来实现。如图3所示,实现了孔622的锥形表面,使得:当螺钉100被旋拧在孔48a中时,头部102与对着第二截头圆锥形表面620的孔622的锥形表面622a接触。这种接触在头部102的作用下引起了力F1,该力F1倾向于使制动盘60沿着轴线X-X’朝向其内端移动。因此,第二截头圆锥形表面620和第一截头圆锥形表面49之间的接触以及力F1产生了制动盘60和轮毂40之间的摩擦,这减小径向螺钉100中的剪应变。
在车辆上安装有较大尺寸车轮的情况下,例如车轮具有沿轴向方向X-X’测量的大于350mm的宽度时,本发明是特别有用的。由于仅有少量的空间可用于将制动系统插入在轮缘70内,必须增大管状部62沿着轴线X-X’的长度,以便摩擦部64可插入在制动钳中。如果管状部62太长,它的抗扭性就可能减弱。本发明允许通过减小管状部62的长度来解决该问题,这归功于管状部62并不是通过抵靠着组件A的外侧上的安装表面46轴向旋拧的凸缘而紧固至轮毂40。
图4和5中示出了本发明的第二实施例。在本实施例中,与第一实施例中类似的元件具有相同的附图标记且以同样的方式工作。下文仅针对与第一实施例的不同之处进行详述。
在该第二实施例中,组件A包括插入在管状部62中的楔块120,径向螺钉100沿着轴线X100插入在该楔块120中。每个楔块120均包括朝向组件A的内侧定向的侧表面122。侧表面122相对于轴线X100倾斜且与每个螺钉100的头部102相反地朝向该轴线逐渐靠拢。
楔块120被插入在管状部62的孔624中,其例如具有大致正方形形状。孔624具有内表面624a,该内表面624a面向侧表面122并平行于侧表面122。当螺钉100被旋拧在孔48a中时,侧表面122和内表面624a滑动接触。
表面122和624a之间的配合形成了迫使该表面49和620彼此抵靠的装置,且产生了施加在管状部62上且沿着轴线X-X’朝向组件A的内侧定向力F2。力F2倾向于使制动盘60朝向组件A的内侧移动并产生第一截头圆锥形表面49和第二截头圆锥形表面620之间的摩擦。
优选地,当径向螺钉100被旋拧到轮毂40中时,每个楔块120向上滑动至轮毂40的凹槽486。更精确地说,每个楔块120进行滑动直至与凹槽486接合,该凹槽486形成在轮毂40的外圆柱形表面48上且例如沿轴向方向X-X’延伸。每个凹槽围绕各自的孔48a形成。由于这种布置,在制动阶段,楔块120将制动扭矩从制动盘60传递至轮毂40。楔块120与相应凹槽486的配合允许减小当制动扭矩施加在制动盘60上时在螺钉100上产生的剪应变。
如图4所示,组件A可包括四个螺钉100,这四个螺钉100插入在围绕制动盘60的圆周分布的相应楔块120中。
根据未示出的实施例,组件A可包括与此不同数量的插入在楔块120中的螺钉100。
根据仅在图4和5中示出的本发明的一个可选方面,所述径向紧固装置可包括相对于轴线X-X′径向插入在管状部62和轮毂40中的数个径向销130。更精确地说,径向销130可在管状部62的第一孔621中和轮毂40的第二孔401中被调准。径向销130能够在制动盘60和轮毂40之间传递制动扭矩,且能够与或不与第一截头圆锥形表面49和第二截头圆锥形表面620之间的联接一起使用。
当销100与通过第一截头圆锥形表面49和第二截头圆锥形表面620实现的联接相结合使用时,径向销130可具有锥形形状131(未示出),其与管状部62的第一孔621的相应锥形表面滑动接触,以便在径向销130插入在轮毂40中时迫使第一截头圆锥形表面49和第二截头圆锥形表面620彼此抵靠。
所述销还可用于代替或补充径向螺钉100。在后一种选择中,当它们用于补充径向螺钉100时,径向销130允许减小由螺钉100通过从制动盘60向轮毂40传递制动扭矩而承受的剪应变。
此外,径向销130可用于与径向螺钉100紧密配合。例如,在图6所示的第三实施例中,径向销130是中空的,例如是管状的,并且径向螺钉100穿过该径向销130。当被旋拧在螺纹孔48a中时,径向螺钉100将径向销130紧固在轮毂40上。
根据本发明的另一个未示出的实施例,组件A可包括花键、多边形表面或键,以将制动盘60旋转联接至轮毂40,从而减小由径向螺钉100承受的剪应变。
前文描述的实施例的技术特征可以在本发明的范围内相互组合。
本发明适用于卡车、公交车、小汽车和任何其它机动车辆。
Claims (17)
1.一种驱动轮组件(A),包括:
-固定的车轴轴颈(10);
-旋转的驱动轴(20),所述驱动轴(20)在所述车轴轴颈(10)内延伸;
-轴承(30);
-轮毂(40);
-制动盘(60);
-轮缘(70);
所述轴承(30)的内圈(32)安装在所述轴颈(10)上,所述轮毂(40)安装在所述轴承(30)的外圈(34)上,所述驱动轴(20)、所述制动盘(60)及所述轮缘(70)与所述轮毂(40)旋转连接,所述制动盘(60)包括径向摩擦部(64)和紧固至所述轮毂(40)的管状部(62),其特征在于,所述制动盘(60)由径向紧固装置(100、130)紧固至所述轮毂(40),所述径向紧固装置(100、130)相对于所述组件(A)的旋转轴线(X-X’)沿着径向方向(X100)延伸并穿过所述制动盘(60)的所述管状部(62)安装,并且将所述制动盘(60)紧固在所述轮毂(40)上的所述径向紧固装置(100、130)位于在所述轴承(30)与所述轮毂(40)的轴向端(46)之间轴向延伸的区域(E1)上,至少所述驱动轴(20)被联接至所述轴向端(46)。
2.根据权利要求1所述的驱动轮组件,其中,将所述制动盘(60)紧固在所述轮毂(40)上的所述径向紧固装置(100、130)位于所述管状部(62)的与所述摩擦部(64)相反的一半长度(L/2)内。
3.根据权利要求1所述的驱动轮组件,其中,所述管状部(62)的与所述摩擦部(64)相反的轴向端(65)位于所述轴承(30)与所述轮毂(40)的所述轴向端(46)之间,并且,当沿所述旋转轴线(X-X’)的方向测量时,所述管状部(62)的与所述摩擦部(64)相反的轴向端(65)位于与所述轮毂(40)的所述轴向端(46)相距一定距离处。
4.根据权利要求1所述的驱动组件,其中,所述径向紧固装置包括径向螺钉(100),所述径向螺钉(100)相对于所述组件(A)的旋转轴线(X-X’)在径向方向(X100)上延伸。
5.根据权利要求4所述的驱动轮组件,其中,所述径向紧固装置包括相对于所述旋转轴线(X-X')径向插入在所述管状部(62)和所述轮毂(40)中的径向销(130)。
6.根据权利要求5所述的驱动轮组件,其中,所述径向销(130)在所述制动盘(60)的所述管状部(62)的第一孔中和所述轮毂(40)的第二孔中被调准。
7.根据权利要求5或6所述的驱动轮组件,其中,所述径向销(130)是中空的,并且,将所述径向销紧固在所述轮毂(40)上的所述径向螺钉(100)穿过所述径向销(130)。
8.根据权利要求1或2所述的驱动轮组件,其中,所述轮毂(40)和所述管状部(62)均包括摩擦元件(49、620、100、622;120、624),所述摩擦元件(49、620、100、622;120、624)适于增大所述轮毂(40)和所述制动盘(60)之间的摩擦。
9.根据权利要求8所述的驱动轮组件,其中,所述摩擦元件包括所述制动盘(60)的所述管状部(62)的第二截头圆锥形表面(620)以及所述轮毂(40)的相应的第一截头圆锥形表面(49),所述第一截头圆锥形表面和第二截头圆锥形表面(620、49)二者彼此接触且与所述摩擦部(64)相反地朝向所述组件(A)的旋转轴线(X-X’)定向,并且其中,所述摩擦元件还包括迫使第一截头圆锥形表面和第二截头圆锥形表面(49、620)彼此抵靠的装置(100、622;120、624)。
10.根据权利要求9所述的驱动轮组件,其中,所述径向紧固装置包括径向螺钉(100),所述径向螺钉(100)相对于所述组件(A)的旋转轴线(X-X’)在径向方向(X100)上延伸,并且
其中,所述迫使第一截头圆锥形表面和第二截头圆锥形表面(49、620)彼此抵靠的装置由具有锥形头部(102)的所述径向螺钉(100)以及所述制动盘(60)的所述管状部(62)的截头圆锥形孔(622)的锥形表面(622a)形成,所述径向螺钉(100)插入在所述截头圆锥形孔(622)中。
11.根据权利要求9所述的驱动轮组件,其中,所述径向紧固装置包括相对于所述旋转轴线(X-X')径向插入在所述管状部(62)和所述轮毂(40)中的径向销(130),
其中,所述径向销(130)在所述制动盘(60)的所述管状部(62)的第一孔中和所述轮毂(40)的第二孔中被调准,并且
其中,所述迫使第一截头圆锥形表面和第二截头圆锥形表面(49、620)彼此抵靠的装置由具有锥形外形的所述径向销(130)形成,所述径向销(130)与所述管状部(62)的第一孔的相应锥形表面滑动接触,以便在所述径向销(130)插入在所述轮毂(40)中时迫使第一截头圆锥形表面和第二截头圆锥形表面(49、620)彼此抵靠。
12.根据权利要求9所述的驱动轮组件,其中,所述径向紧固装置包括径向螺钉(100),所述径向螺钉(100)相对于所述组件(A)的旋转轴线(X-X’)在径向方向(X100)上延伸,并且
其中,所述迫使第一截头圆锥形表面和第二截头圆锥形表面(49、620)彼此抵靠的装置包括插入在所述制动盘(60)的所述管状部(62)中的楔块(120),且所述径向螺钉(100)插入在所述楔块(120)中,并且其中,所述楔块(120)的侧表面(122)相对于所述径向螺钉(100)的纵向轴线倾斜且与所述径向螺钉(100)的头部(102)相反地朝向所述径向螺钉(100)的纵向轴线逐渐靠拢,并且其中,所述侧表面(122)与所述管状部(62)的平行表面(624a)滑动接触。
13.根据权利要求12所述的驱动轮组件,其中,每个所述楔块(120)均从所述管状部(62)朝向旋转轴线(X-X’)径向凸出并与形成在所述轮毂(40)的圆柱形外表面上的相应的孔或凹槽(48b)接合。
14.根据权利要求1-6中的任一项所述的驱动轮组件,其中,所述轮缘(70)的宽度大于350mm。
15.根据权利要求1-6中的任一项所述的驱动轮组件,其中,所述驱动轮组件包括多边形表面或键,以将所述制动盘(60)旋转联接至所述轮毂(40)。
16.根据权利要求1-6中的任一项所述的驱动轮组件,其中,所述驱动轮组件包括花键,以将所述制动盘(60)旋转联接至所述轮毂(40)。
17.一种机动车辆(T),其配备有根据前述权利要求中的任一项所述的驱动轮组件(A)。
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