KR20010034108A - 통합식 유성 기어 및 다중 디스크 브레이크를 갖춘 휠 허브 - Google Patents

통합식 유성 기어 및 다중 디스크 브레이크를 갖춘 휠 허브 Download PDF

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KR20010034108A
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wheel
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콜마이어디트마르
마이제안드레아스
볼프프리드리히
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오 운트 카 안트립스테히닉 게엠베하
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Abstract

브레이크의 외부 브레이크 디스크가 휠 허브와 직접 작용 결합되고, 내부 디스크가 브레이크 앵커 플레이트를 통해 축바디와 결합되도록 구성된, 통합식 유성 기어 및 다중 디스크 브레이크를 갖는 휠 허브는 간단하게 구성되어야 하고 조립이 용이해야 하며 구조적 형상이 짧아야 한다.
상기와 같은 특징은, 상기 브레이크 앵커 플레이트(1, 19, 20)가 브레이크 피스톤(2) 및 상기 피스톤의 시일(3, 4), 브레이크 디스크(5, 6), 브레이크 지지링(7) 및 링기어(8)와 함께 제 1 어셈블리 모듈(M1)로서 형성되며, 링기어(8)는 상기 제 1 어셈블리 모듈(M1)에 고정되고, 브레이크 앵커 플레이트(1)는 내부에 배치된 고정 플랜지(17)를 포함하며, 상기 플랜지는 전체 제 1 어셈블리 모듈(M1)을 고정시키기 위한 고정 부재(14)를 통해 축바디(10)와 결합될 수 있으며, 상기 포트 형태의 휠 허브(9)는 유성 휠(12) 및 상기 휠의 베어링(18)과 함께 제 2 어셈블리 모듈(M2)로서 형성되며, 상기 제 2 어셈블리 모듈(2)은 이 모듈이 제 1 어셈블리 모듈(M1) 위로 활주될 수 있는 방식으로 형성됨으로써 달성된다.

Description

통합식 유성 기어 및 다중 디스크 브레이크를 갖춘 휠 허브 {WHEEL HUB WITH INTEGRATED PLANETARY GEAR AND MULTIPLE DISC BRAKE}
특히 건축 기계 및 작업 기계용으로 사용되는, 통합식 다중 디스크 브레이크 및 통합식 유성 기어를 갖는 휠 허브에서는, 브레이크의 배치와 관련하여, 브레이크가 유성 기어의 부품을 고정된 지지 바디와 결합시키거나 또는 다른 기어 샤프트에 의해 죄어지는 실시예들이 공지되어 있다(DE 44 39 360 A1 및 US 4,317,498). 상기 실시예에서는, 휠 허브가 반드시 확실하게 중단되지 않고 오히려 휠 허브가 기어 유격의 크기에 따라 움직일 수 있다는 단점이 있다.
동일 출원인의 DE 38 32 649 A1 및 DE 196 40 146 C1에는, 브레이크가 피동 기어 허브를 지지 바디와 결합시키고 그와 더불어 유격 없이 상기 피동 기어를 고정시키는 휠 허브 실시예가 공지되어 있다. DE 38 32 649 A1에는 상기 구성 방식에 대한 실시예가 기술되어 있지만, 이 실시예는 일련의 단점을 갖는다. 즉, 공지된 상기 휠 허브가 높은 구성 비용 및 많은 부품을 가짐으로써 복잡한 조립을 야기시킨다. 그 밖에 구조물의 길이도 길다. 중대한 다른 단점으로서는 브레이크의 디스크에 접근이 어렵다는 점이 있으며, 그 이유는 디스크가 베어링 사이에 놓이기 때문이다. 그러나 차량에서는, 브레이크의 마모 상태가 쉽게 파악될 수 있도록 하기 위해서 디스크에의 접근이 용이해야만 한다. 브레이크 지지 플레이트 및 링기어 앵커 플레이트가 2개의 상이한 부품인 점도 추가의 단점이다.
DE 196 40 146 C1에 기술된 해결책은 실제로 전술한 단점들을 피한다. 그러나 이 해결책에서의 단점은, 링기어가 동시에 휠 허브를 형성하고 유성 기어의 부하 보상이 링기어를 통해 이루어질 수 없다는 점이다. 유성 기어에서 회전 토크가 다수의 유성 앵커 플레이트상에 분배되는 것은 공지되어 있다. 이 경우 2개의 인접한 기어 부재(태양/유성; 유성/링기어)가 방사형으로 고정되면, 톱니휠의 위치에 따라 토크의 분배가 서로 상이하게 된다. 또한 상기 구성 방식은 디스크 및 시일에의 접근을 어렵게 하고, 피동 링기어의 구성 방식으로 인해 상대적으로 작은 유성 변속을 야기한다.
본 발명은 통합식 유성 기어 및 다중 디스크 브레이크를 갖는 휠 허브에 관한 것으로, 브레이크의 외부 브레이크 디스크는 휠 허브와 직접 작용 결합되고, 내부 디스크는 브레이크 앵커 플레이트를 통해 축바디와 결합되며, 유성 기어는 피니언 기어, 지지되어 있는 유성 휠을 갖는 유성 앵커 플레이트 및 링기어로 구성된다.
도 1은 1단의 유성 기어를 단면으로 도시한 본 발명에 따른 휠 허브의 제 1 실시예이고,
도 2는 마찬가지로 2단의 유성 기어를 단면으로 도시한 본 발명에 따른 휠 허브의 제 2 실시예이며,
도 3은 브레이크 피스톤의 바람직한 실시예이고,
도 4는 본 발명에 따른 휠 허브의 추가 실시예이며, 그리고
도 5는 도 1에 따른 휠 허브를 제 1 및 제 2 어셈블리 모듈로 분해한 개략도이다.
본 발명의 목적은, 전술한 단점들을 피하고, 휠 허브의 구성이 간단하고 조립이 용이하도록 다중 디스크 브레이크 및 유성 기어를 갖는 휠 허브를 저렴하게 제작하는 것이며, 이 경우에는 상기 유성 기어의 피동 웨브(web)에 의해서 동시에 큰 변속을 허용하고 경우에 따라서는 예정된 구성 공간에서 2단의 유성 기어가 가능하도록 하는 짧은 구성 형태가 바람직하다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 브레이크 앵커 플레이트가 브레이크 피스톤 및 상기 피스톤의 시일, 브레이크 디스크, 브레이크 지지링 및 링기어와 함께 제 1 어셈블리 모듈로서 형성되며, 링기어는 상기 제 1 어셈블리 모듈에 고정되고, 브레이크 앵커 플레이트는 내부에 배치된 고정 플랜지를 포함하며, 상기 플랜지는 전체 제 1 어셈블리 모듈을 고정시키기 위한 고정 부재를 통해 축바디와 결합될 수 있으며, 상기 포트 형태의 휠 허브가 유성 휠 및 상기 휠의 베어링과 함께 제 2 어셈블리 모듈로서 형성되며, 상기 제 2 어셈블리 모듈은 이 모듈이 제 1 어셈블리 모듈 위로 활주될 수 있는 방식으로 형성되고, 상기 포트 형태의 휠 허브가 브레이크의 외부 브레이크 디스크 내부에 맞물리는 것을 특징으로 하는, 서문에 언급된 방식의 휠 허브에 의해서 달성된다.
휠 허브가 상기와 같이 2개의 어셈블리 모듈로 분할됨으로써 구성이 간단하고 조립이 용이한 하나의 휠 허브가 달성된다는 것을 알 수 있고, 따라서 특히 브레이크의 디스크에의 접근도 매우 우수하며, 결과적으로 브레이크의 마모 상태가 간단한 방식으로 검출될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 실시예에서는 태양 피니언 기어 및 링기어가 제한적으로 방사 형태로 가동되도록 지지된다. 예를 들어 하나의 유성 기어가 다른 유성 기어들보다 더 많은 토크를 형성하게 되면, 맞물리는 힘이 상기 링기어 및 태양 피니언 기어를 부하를 적게 받는 유성의 방향으로 이동시키게 되어, 결과적으로 부하를 적게 받는 상기 유성이 더 많은 토크를 가지게 된다. 이와 같은 조치에 의해, 4개 이상의 유성 기어의 적절한 사용이 가능해진다.
휠 허브의 조립은 매우 간단한데, 제 1 어셈블리 모듈(브레이크 앵커 플레이트 모듈)의 조립 후에는 제 2 어셈블리 모듈이 휠 허브와 함께 간단히 제 1 어셈블리 모듈 위로 이동된 다음 고정됨으로써 상기 제 2 어셈블리 모듈이 간단한 방식으로 조립될 수 있다. 해체는 조립과 반대의 순서로 이루어질 수 있다. 따라서 전체 휠 허브는 실제로 서로 분리된 2개의 모듈로만 이루어진다.
바람직한 실시예에서는, 링기어가 예를 들어 하나의 안전링에 의해서 브레이크 지지링에 고정된다.
제 2 어셈블리 모듈을 형성하기 위해서 유성 앵커 플레이트가 휠 허브의 베어링 저널에 의해 형성되고, 상기 저널상에 유성 앵커 플레이트가 배치되는 것도 또한 바람직하다.
추가의 바람직한 실시예에서는 브레이크 앵커 플레이트가 포트 형태의 내부 윤곽을 갖는다. 그럼으로써, 브레이크 앵커 플레이트 내부에는 추가의 구성 공간이 제공된다.
상기 추가의 구성 공간은, 브레이크 앵커 플레이트의 포트 형태의 내부 윤곽 내부에 제 2 유성 기어가 배치되도록 하기 위해 매우 바람직하게 이용될 수 있으며, 이 경우에는 브레이크 앵커 플레이트가 제 2 유성 기어의 링기어의 톱니바퀴를 형성한다. 따라서, 구성 공간이 주어진 경우에는 아무런 문제 없이 2단의 유성 기어가 실현될 수 있다.
대안적으로는, 브레이크 앵커 플레이트가 피니언 기어를 조립하기 위한 단 하나의 보어를 내부 윤곽으로서 가질 수도 있다.
조립을 더욱 단순화하기 위해서는 바람직하게, 계단 형태의 브레이크 피스톤의 시일이 브레이크 피스톤의 주변홈 내부에 배치되는 것이 제안된다. 이와 같은 조치는 보조 수단 없이도 시일의 간단한 조립을 가능하게 한다.
또한, 휠 베어링이 조절판 위에서 브레이크 앵커 플레이트에 의해 죄어질 수 있음으로써 휠 허브의 조립이 더욱 단순해질 수 있다. 브레이크 앵커 플레이트를 포함하는 제 1 어셈블리 모듈의 조립시에는 간단한 방식으로 또한 휠 베어링의 조절도 이루어질 수 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 하기에서 자세히 설명된다.
도 1은 통합식 유성 기어 및 직접 작용하는 다중 디스크 브레이크를 갖는 휠 허브(9)의 제 1 실시예를 도시한다. 도면에서 휠 허브(9)는 다만 암시만 된 축(축 앵커 플레이트(10))용으로 결정되어 있으며, 상기 축은 휠 충전기 또는 이동식 굴착기(도시 생략) 등에서 사용될 수 있다.
휠 허브(9)는, 태양 피니언 기어(15), 유성 휠(12) 및 링 기어(8)를 갖는 유성 기어를 포함한다. 유성 휠(12)은 유성 앵커 플레이트상에 배치되어 있으며, 상기 플레이트는 휠 허브(9)의 베어링 저널(9a)에 의해 형성된다. 이 경우 링 기어(8)는 고정된 기어 부재로서 형성된다.
휠 허브(9)는 휠 허브(9)상에 직접 작용하는 브레이크를 포함한다. 또한, 상기 브레이크는 축바디(10)상의 중심에 배치된 브레이크 앵커 플레이트를 포함한다. 상기 브레이크 앵커 플레이트(1)는 포트 형태의 내부 윤곽(16) 및 내부 플랜지(17)를 포함하며, 상기 내부 플랜지는 브레이크 앵커 플레이트(1)를 축바디(10)에 고정하기 위해서 사용된다. 그 밖에 고정 부재(14), 바람직하게는 고정 나사가 제공된다.
브레이크 앵커 플레이트(1)상에는 브레이크 피스톤(2)이 가동적으로 배치되어 있으며, 상기 브레이크 피스톤은 브레이크 피스톤 시일(3 및 4)에 의해서 밀봉된다. 압력이 가해질 때 브레이크 피스톤(2)이 브레이크의 내부 디스크(5) 및 외부 브레이크 디스크(6)를 브레이크 지지링(7)을 향해 가압됨으로써, 휠 허브(9)를 중단시키는 브레이크 토크가 형성된다. 이 때 내부 디스크(5)는 브레이크 앵커 플레이트(1)를 통해 축바디(10)와 결합되는 한편, 외부 브레이크 디스크(6)는 휠 허브(9)와 직접 작용 결합된다.
브레이크 지지링(7)은 유성 기어의 링 기어(8)를 지지하는 외부 톱니 기어를 포함한다.
브레이크 앵커 플레이트(1)는 브레이크 피스톤(2), 브레이크 피스톤 시일(3, 4), 브레이크 디스크(5, 6), 브레이크 지지링(7) 및 링 기어(8)와 함께 제 1 어셈블리 모듈을 형성하며, 상기 어셈블리 모듈은 단일 부품으로 도 5에 도시되어 있고 도면 부호 (M1)으로 표기된다. 이 경우 링 기어(8)는 브레이크 지지링(7)에 고정되며, 이 목적을 위해 예를 들어 안전 링(28)이 제공된다. 브레이크 지지링(7)은 안전 링(27)에 의해서 브레이크 앵커 플레이트(1)에 고정된다.
유성 앵커 플레이트를 형성하는 휠 허브(9)의 베어링 저널(9a)은 베어링(18)을 수용하며, 상기 베어링에 의해서 유성 휠(12)이 지지된다. 이 경우 포트 형태의 휠 허브(9)는 유성 휠(12) 및 상기 휠의 베어링(18)과 함께 제 2 어셈블리 모듈을 형성하며, 상기 어셈블리 모듈은 단일 부품으로서 도 5에 도시되어 있고 도면에서 도면 부호 (M2)로 표기된다.
2개의 어셈블리 모듈 및 어셈블리 모듈(M1, M2)로 분할되는 휠 허브(9)의 이와 같은 형성 방식은, 유성 기어 및 브레이크가 서로 별도로 구현될 수 있도록 해준다. 따라서, 합리적인 제작 및 조립 그리고 브레이크를 수리하기 위한 간단한 해체가 가능해진다.
이 경우 조립은 하기와 같이 이루어진다: 축바디(10)에 고정시키기 전에 브레이크 앵커 플레이트(1)에 브레이크 피스톤(2) 및 시일(3, 4)이 제공되며, 그 다음에 브레이크 디스크(5 및 6)가 위로 올려지고, 브레이크 지지링(7)이 안전링(27)과 함께 브레이크 앵커 플레이트(1)상에 고정된다. 그 다음에 안전링(28)에 의해서 링 기어(8)에 브레이크 지지링(7)과 결합된다. 이와 같이 형성된 제 1 어셈블리 모듈(M1)은 시일(29)을 삽입한 후에 축 앵커 플레이트(10) 위로 활주되어 고정 나사(14)와 결합된다. 이와 동시에 조절판(13)에 의해서 휠 베어링(11)이 가압된다.
그 다음에 휠 허브(9), 유성 휠(12) 및 베어링(18)으로 이루어진 제 2 어셈블리 모듈(M2)이 제 1 어셈블리 모듈(M1) 위로 활주되어 보조 나사(30)에 의해 고정된다.
해체는 조립의 역순으로 실행되며, 유성 휠(12) 및 베어링(18)과 함께 휠 허브(9)를 해체한 후에는 관리를 위해서 브레이크의 디스크(5, 6)에 접근하기가 용이해진다.
도 2는 본 발명에 따른 휠 허브의 추가 실시예를 보여주며, 본 도면에서는 브레이크 앵커 플레이트에 대한 도면 부호를 제외하고 도 1에서와 동일한 도면 부호가 사용된다. 상기 실시예에서 브레이크 앵커 플레이트는 도면 부호 (20)으로 표기된다. 상기 실시예에서 브레이크 앵커 플레이트(20)의 포트 형태의 내부 윤곽(16)에는 링기어 톱니바퀴가 제공되며, 상기 톱니바퀴는 제 2 유성 기어(21)용 링기어를 형성한다. 상기 링기어 톱니바퀴는 도면 부호 (22)로 표기된다. 제 2 유성 기어(21)의 유성 휠에는 도면 부호 (23)이 제공되며, 상기 유성 휠이 링기어 톱니바퀴(22)에 맞물린다. 따라서, 구성 공간이 제공된 경우에는 브레이크 앵커 플레이트(20)의 내부 윤곽(16) 때문에 간단한 방식으로 제 2 유성 단이 실현되는 것을 알 수 있다.
도 3에는 도 1에 따른 실시예의 세부 사항, 즉 브레이크 피스톤(2)의 바람직한 형성예가 확대 도시되어 있다. 브레이크 피스톤(2)에는, 시일(3, 4)을 수용하기 위해 이용되고 그와 더불어 보조 수단 없이 시일의 간단한 조립을 가능하게 하는 내부 둘레홈(24) 및 외부 둘레홈(25)이 제공된다.
도 4에는 본 발명에 따른 휠 허브의 추가 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에서도 브레이크 앵커 플레이트를 제외한 동일한 부분에는 전술한 도면에서와 동일한 도면 부호가 사용된다. 본 실시예에서 브레이크 앵커 플레이트는 도면 부호 (19)로 표기된다. 브레이크 앵커 플레이트(19)는 포트 형태의 내부 윤곽을 갖지 않고 오히려 다만 보어(26)로서만 형성되며, 이 보어는 상기 실시예의 단 하나의 유성 기어의 피니언 기어(15)의 조립을 가능하게 한다.
이미 언급한 바와 같이 도 5에는, 본 발명에 따른 휠 허브의 간단한 조립 방식 및 해체 방식을 명확하게 보여주기 위해서 2개의 어셈블리 모듈, 즉 브레이크 앵커 플레이트 모듈(M1) 및 휠 허브 모듈(M2)이 도시되어 있다.
본 발명은 물론 도시된 실시예에만 한정되지 않는다. 기본 사상에서 벗어나지 않는 추가의 실시예들도 가능하다.

Claims (8)

  1. 브레이크의 외부 브레이크 디스크가 휠 허브와 직접 작용 결합되고, 내부 디스크는 브레이크 앵커 플레이트를 통해 축바디와 결합되며,
    유성 기어는 피니언 기어, 지지되어 있는 유성 휠을 갖는 유성 앵커 플레이트 및 링기어로 구성된, 통합식 유성 기어 및 다중 디스크 브레이크를 갖는 휠 허브에 있어서,
    상기 브레이크 앵커 플레이트(1, 19, 20)가 브레이크 피스톤(2) 및 상기 피스톤의 시일(3, 4), 브레이크 디스크(5, 6), 브레이크 지지링(7) 및 링기어(8)와 함께 제 1 어셈블리 모듈(M1)로서 형성되며, 링기어(8)는 상기 제 1 어셈블리 모듈(M1)에 고정되고, 브레이크 앵커 플레이트(1)는 내부에 배치된 고정 플랜지(17)를 포함하며, 상기 플랜지는 전체 제 1 어셈블리 모듈(M1)을 고정시키기 위한 고정 부재(14)를 통해 축바디(10)와 결합될 수 있으며,
    상기 포트 형태의 휠 허브(9)는 유성 휠(12) 및 상기 휠의 베어링(18)과 함께 제 2 어셈블리 모듈(M2)로서 형성되며, 상기 제 2 어셈블리 모듈(2)은 이 모듈이 제 1 어셈블리 모듈(M1) 위로 활주될 수 있는 방식으로 형성되고, 상기 포트 형태의 휠 허브(9)가 브레이크의 외부 브레이크 디스크(6) 내부에 맞물리는 것을 특징으로 하는 휠 허브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 링기어(8)가 브레이크 지지링(7)에 고정되는 것을 특징으로 하는 휠 허브.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유성 앵커 플레이트가 베어링 저널(9a) 및 휠 허브(9)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 허브.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 브레이크 앵커 플레이트(1, 20)가 포트 형태의 내부 윤곽(16)을 갖는 것을 특징으로 하는 휠 허브.
  5. 제 4 항에 있어서, 브레이크 앵커 플레이트(20)의 포트 형태의 내부 윤곽(16) 내부에 제 2 유성 기어(21)가 배치되며, 상기 브레이크 앵커 플레이트가 제 2 유성 기어(21)의 링기어(22)의 톱니바퀴를 형성하는 것을 특징으로 하는 휠 허브.
  6. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 브레이크 앵커 플레이트(19)가 내부 윤곽으로서 피니언 기어를 조립하기 위한 단 하나의 보어(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 허브.
  7. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 계단 형태의 브레이크 피스톤(2)의 시일(3, 4)이 브레이크 피스톤(2)의 둘레홈(24, 25)에 배치되는 것을 특징으로 하는 휠 허브.
  8. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 휠 베어링(11)이 조절판(13) 위에서 브레이크 앵커 플레이트(1, 19, 20)에 의해 죄어질 수 있는 것을 특징으로 하는 휠 허브.
KR1020007007718A 1998-02-13 1998-12-12 통합식 유성 기어 및 다중 디스크 브레이크를 갖춘 휠 허브 KR20010034108A (ko)

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