CN102774281A - 驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种驱动装置，用于机动车的借助于电机并且通过差速器驱动的轮，其中，具有转子和定子的电机驱动所述差速器的输入元件，所述差速器的输出元件通过输出轴输出到所述机动车的轮上。为了实现允许构造紧凑的有利的变速比的结构而提出，所述电机（12）的环状的转子（18）通过变速传动机构（64；64′）输出到所述差速器（48）的输入元件（50）上；所述变速传动机构（64；64′）和所述差速器（48）集成在所述转子（18，20）中。

Description

驱动装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的驱动装置，用于机动车的借助于电机通过差速器驱动的轮。

背景技术

在电驱动的机动车或混合驱动器中已经公知，机动车的桥借助于电动机或电机（在制动工况中也可转换为发电机）通过本身常用的差速器来驱动。如果电机要具有高的转矩或高的驱动功率，则所述电机在机动车中的安置可造成问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供开头所述类型的驱动装置，借助于所述驱动装置，可构造有利地且结构自由度较大地安装体积相对大的电动机或电机。

根据本发明，所述目的通过权利要求1的特征来实现。本发明的有利的且特别符合目的的扩展构型在从属权利要求中描述。

根据本发明提出，电机的环状的转子通过变速传动机构输出到差速器的输入元件上，变速传动机构和差速器集成在转子中。由此得到驱动装置的构造特别紧凑且制造技术上有利的结构，所述驱动装置还可良好地匹配于空间拥挤的安装情况。连接在其间的变速传动机构在现代空间尺寸下允许电机的驱动力矩足够高。

变速传动机构可特别优选是行星传动装置，所述行星传动装置的输入元件由转子驱动，所述行星传动装置的输出元件与差速器的输入元件在传动上连接，所述行星传动装置具有与壳体固定的反作用元件。这种行星传动装置在安装空间相对小的情况下允许在传动技术的效率有利的情况下变速比高。在此，在行星传动装置的有利设计中，输入元件可以是设置在转子的空心轴中的空心轮/齿圈，输出元件是具有行星轮的行星轮架，反作用元件是与壳体固定的太阳轮。

在本发明的特别有利的扩展构型中，差速器和变速传动机构可相对于电机的转子同轴线地被支承着，通过与差速器的输出元件连接的中间轴并且通过两个另外的变速传动机构输出到相对于电机的转动轴线不共轴地被支承着的输出轴上。所述另外的变速传动机构可能情况下允许更大地设计驱动装置的总变速比例并且尤其是提供优点：电机与集成的差速器与输出轴的转动轴线相比较尤其是向上错位，由此在任何情况下驱动装置在机动车中的足够的离地间隙都得到保证。

所述两个另外的变速传动机构可在制造技术上有利地在两侧定位在电机外部并且尤其是通过中间轴上的小齿轮和输出轴上的内部开齿的空心轮构成。变速传动机构由此可能情况下可作为预装配单元来制造并且通过插接连接安装在电机和差速器上。取代与小齿轮啮合的空心轮，可能情况下也可使用纯圆柱齿轮传动机构作为变速传动机构。

在本发明的一个有利的扩展构型中，集成在电机中并且作用在差速器上的变速传动机构可通过转换装置转换到无驱动的中性位置中或至少一个变速级中。这在构造和结构的额外投入少的情况下在驱动装置的变速设计方面可实现进一步的自由度，此外，在转换装置的中性位置中可实现电机的脱耦，这尤其是在机动车的混合驱动中例如在靠内燃机的运行中可以是有利的。

在此可特别优选变速传动机构或者说行星传动装置的反作用元件可通过转换装置转换得与壳体固定、转换得可自由转动（中性位置）或者可与驱动元件耦合。由此，除了脱耦功能之外还得到两个变速级，即提高转矩的变速和对于机动车的较高速度范围有利的1:1变速。

为此，在一个构造简单的结构中，行星传动装置的反作用元件或者说太阳轮承载转换齿部，所述转换齿部与可通过执行器操作的转换套筒共同作用，其中，转换套筒还可与一个与壳体固定的转换齿部或一个构造在驱动元件上的转换齿部耦合。

在本发明的另一个优选构型中，差速器可以是本身公知结构形式的锥形轮差速器，但其中连接在前面的行星传动装置的行星轮架与差速器的差速器壳体形成一个结构单元。驱动装置的与此相联系在传动技术上有利的其它构型在其它从属权利要求中以及在下面的说明中予以描述。

最后，为了实现构造紧凑且装配有利的结构，电机、变速传动机构和差速器与输出轴以及可能情况下中间轴和所述另外的变速传动机构可共同安装在公共的桥壳体中。

附图说明

下面用进一步的细节详细描述本发明的两个实施例。示意性附图表示：

图1第一驱动装置的草示视图，具有环状的电机、集成在电机的转子中的变速传动机构和集成的差速器，所述差速器通过另外的侧面的变速传动机构和输出轴输出到机动车的轮上；以及

图2与图1类似的驱动装置，但其中变速传动机构构造得可通过转换装置转换。

具体实施方式

图1中用10标记用于机动车的电驱动的桥（例如前桥或后桥）的驱动装置，所述驱动装置主要由电机12、作为集成的变速传动机构的行星传动装置64和也集成在电机12中的锥形轮差速器48组成。

驱动电机12在机动车的制动工况或者说惯性行驶工况中以本身公知的方式也可转换为发电机，所述驱动电机具有环状的定子16和环状的设置在驱动空心轴20上的转子18。驱动空心轴20通过滚动轴承60以还要描述的方式可绕第一转动轴线26转动地支承在电机12的壳体24的壳体壁24a、24b中，所述第一转动轴线由此确定电机12的“中心”。

差速器48的桥锥形轮78输出到中间轴52上，所述中间轴通过滚动轴承80可转动地支承在壳体壁24a、24b中并且所述中间轴在两侧承载小齿轮54，所述小齿轮与罐状的空心轮56相联系形成两个设置在侧面的变速传动机构58。

空心轮56在传动上固定地与法兰轴40、44连接，所述法兰轴以转动轴线36相对于转动轴线26轴线平行地且错位地（在此例如向下）支承在外部的壳体盖24e中。

锥形轮差速器48相对于转子18同轴线地集成在所述转子的驱动空心轴20中，其中，驱动空心轴20通过滚动轴承60可转动地支承在差速器壳体50的支承颈部50a上并且所述支承颈部通过另外的滚动轴承62可转动地支承在端侧的壳体壁24a、24b的支承环圈上。对于壳体壁24a需要说明的是，所述壳体壁在这里所示的例子情况中过渡到毂部区段74a，这在后面还要详细描述。

转子18或者说其驱动空心轴20通过变速传动机构64驱动差速器48的输入元件或者说差速器壳体50。

在力流中连接在差速器48之前的变速传动机构或者说行星传动装置64具有固定地与驱动空心轴20连接的内部开齿的空心轮66、直接集成到差速器壳体50中的行星轮架68并且最后具有与壳体壁24a固定连接的太阳轮74，所述行星轮架具有支承在轴70上的行星轮72（仅可看到一个行星轮72）。

与壳体固定的太阳轮74的毂部区段74a在此同时形成用于所述的滚动轴承62的支承环圈和其中一个、在此左侧的中间轴52的滑动支承装置。

中间轴52以本身公知的方式借助于张紧螺钉76与差速器48的桥锥形轮78固定地螺纹连接并且通过滚动轴承80可转动地支承在壳体壁24a、24b或者说与壳体固定的太阳轮74的毂部区段74a中。桥锥形轮78以公知的方式与行星锥形轮82啮合，所述行星锥形轮可转动地支承在与差速器壳体50固定的携动栓84上。

另外，中间轴52承载小齿轮54，所述小齿轮与法兰轴40、44上的空心轮56一起形成两侧的变速传动机构58。

法兰轴40、44通过滚动轴承86、88可转动地支承在壳体壁24a、24b的支承环圈中以及壳体盖24e中，其中，其转动轴线36也相应向下错位。

在构造和结构布局有利的情况下，通过在力流中处于差速器48之前的变速传动机构64以及在力流中处于差速器48之后的两个变速传动机构58，在驱动电机12的转子18与输出法兰轴40、44之间可设计例如为3的总变速比。

更进一步的变速设计通过根据图2的驱动装置10′来实现，其中，第一变速传动机构64′构造得可转换。对驱动装置10′仅在与图1的主要区别方面进行描述。功能相同的件设置有相同的参考标号。

与图1不同的是，可通过转换装置90转换的行星传动装置64′的太阳轮74′不与壳体固定，而是通过滚动轴承94可转动地支承在左侧的中间轴52上。

另外，太阳轮74′承载具有外部的转换齿部94a的转换齿轮96，具有相应的内齿部的转换套筒98可移动地设置在所述转换齿部上。

转换套筒98与一个与壳体固定的转换齿部100并且与承载行星传动装置64′的空心轮66的驱动空心轴20上的一个转换齿部102共同作用。

转换套筒98可通过设置在电执行器104上的转换拨叉106从太阳轮74′可自由转动时的所画出的中性位置向左移动到与壳体固定的转换齿部100上或向右移动到驱动空心轴20的转换齿部102上。

在转换装置90的中性位置中，太阳轮94′可自由转动，由此，电机12与差速器64′或者说与整个输出部分脱耦。

如果太阳轮74′按照图1转换得与壳体固定，则存在确定的第一变速级。

在转换装置90的右侧转换位置中，太阳轮74′与驱动空心轴20或者说与空心轮66耦合，由此，行星传动装置64′本身闭锁或者说存在第二变速级1:1。驱动装置10′的其它功能与图1的驱动装置10相应。

本发明并不局限于所示的实施例。

因此，可能情况下，差速器14也可构造成本身公知的结构形式的行星传动装置。

变速传动机构64为了实现其它变速比也可这样设计，使得转子18或者说其驱动空心轴20输出到于是可转动地被支承着的太阳轮74上，而内部开齿的空心轮66可与壳体固定地被支撑着。

取代具有空心轮56的变速传动机构58，所述变速传动机构也可构造成圆柱齿轮传动机构，其中，小齿轮54于是可与法兰轴40、44上的另外的外部开齿的圆柱齿轮啮合。

如果不需要驱动装置10、10′的转动轴线26、36错位，则可能情况下侧面的变速传动机构58和中间轴52也可取消。差速器48于是可直接输出到与桥锥形轮78在传动上连接的同轴线的输出轴40、44上。

Claims (16)

1.一种驱动装置，用于机动车的借助于电机并且通过差速器驱动的轮，其中，具有转子和定子的电机驱动所述差速器的输入元件，所述差速器的输出元件通过输出轴输出到所述机动车的轮上，其特征在于：所述电机（12）的环状的转子（18）通过变速传动机构（64；64′）输出到所述差速器（48）的输入元件（50）上；所述变速传动机构（64；64′）和所述差速器（48）集成在所述转子（18，20）中。

2.根据权利要求1的驱动装置，其特征在于：所述变速传动机构是行星传动装置（64；64′），所述行星传动装置的输入元件（66）由所述转子（18）驱动，所述行星传动装置的输出元件（68）与所述差速器（48）的输入元件（50）在传动上连接，所述行星传动装置具有相对壳体固定的反作用元件（74）。

3.根据权利要求2的驱动装置，其特征在于：所述行星传动装置（64；64′）的输入元件是设置在所述转子（18）的空心轴（20）中的空心轮（66），所述输出元件是具有行星轮（70）的行星轮架（68），所述反作用元件是相对壳体固定的太阳轮（74）。

4.根据上述权利要求之一或多项的驱动装置，其特征在于：所述差速器（48）和所述变速传动机构（64；64′）相对于所述电机（12）的转子（18）同轴线地被支承着，并且通过与所述差速器（48）的输出元件（78）连接的中间轴（52）和通过两个另外的变速传动机构（58）输出到相对于所述电机（12）的转动轴线（26）不共轴地被支承着的输出轴（40，44）上。

5.根据权利要求4的驱动装置，其特征在于：所述两个另外的变速传动机构（58）在两侧定位在所述电机（12）外部。

6.根据权利要求4或5的驱动装置，其特征在于：所述两个另外的变速传动机构（58）通过所述中间轴（52）上的小齿轮（54）和所述输出轴（40，44）上的内部开齿的空心轮（56）形成。

7.根据上述权利要求之一或多项的驱动装置，其特征在于：所述电机（12）的转子（18）与所述差速器（48）之间的变速传动机构（64′）能通过转换装置（90）转换到无驱动的中性位置中和/或至少一个变速级中。

8.根据权利要求7的驱动装置，其特征在于：所述变速传动机构或者说行星传动装置（64′）的反作用元件（74）能通过所述转换装置（90）转换得相对壳体固定、转换得能自由转动或者能与所述驱动元件（66）耦合。

9.根据权利要求7和8的驱动装置，其特征在于：所述行星传动装置（64′）的反作用元件或者说太阳轮（74′）承载一转换齿部（98a），所述转换齿部与能通过执行器（104）操作的转换套筒（98）共同作用，其中，所述转换套筒（98）还能与一相对壳体固定的转换齿部（100）或一构造在所述驱动元件（66）上的转换齿部（102）耦合。

10.根据上述权利要求之一或多项的驱动装置，其特征在于：所述差速器（48）是锥形轮差速器；所述行星轮架（68）与所述差速器（48）的差速器壳体（50）形成一个结构单元。

11.根据上述权利要求之一或多项的驱动装置，其特征在于：所述相对壳体固定的太阳轮（74）同时用作为用于其中一个中间轴（52）的支承毂部（74a）并且在所述第二变速传动机构（58）的小齿轮（54）的区域中承载所述中间轴（52）的滚动轴承（80）。

12.根据上述权利要求之一或多项的驱动装置，其特征在于：所述电机（12）的转子（18）在两侧通过滚动轴承（60）以能转动的方式支承在所述差速器壳体（50）的支承颈部（50a）上，所述支承颈部（50a）通过滚动轴承（62）以能转动的方式支承在壳体壁（24a，24b）的支承环圈上。

13.根据权利要求12的驱动装置，其特征在于：所述支承环圈（74a）在所述相对壳体固定的太阳轮（74）的这侧上直接构造在所述太阳轮（74）上。

14.根据上述权利要求之一的驱动装置，其特征在于：所述中间轴（52）与所述输出轴（40，44）之间的所述第二变速传动机构（58）通过彼此啮合的圆柱齿轮形成。

15.根据上述权利要求之一或多项的驱动装置，其特征在于：所述电机（12）、所述变速传动机构（64；64′）和所述差速器（48）与所述输出轴（40，44）以及可能情况下与所述中间轴（52）和所述另外的变速传动机构（58）共同安装在一公共的桥壳体（24）中。

16.根据上述权利要求之一或多项的驱动装置，其特征在于：所述行星轮传动装置（64）的太阳轮（74）无相对转动地与所述电机（12）的转子（18）连接；所述空心轮（66）设置成相对壳体固定；所述行星轮架（68）在传动上与所述差速器（48）的驱动元件（50）耦合。

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