CN113365888B - 具有带有可轴向移动制动盘元件的集成制动装置的电动轴驱动单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的电动轴驱动单元(1)，该电动轴驱动单元包括电动马达(2)。电动马达(2)的定子(3)固定地接纳在壳体(4)中，并且电动马达(2)的转子(5)旋转地联接或能够旋转地联接至轮毂(6)，所述转子以可相对于定子(3)旋转的方式安装。轴驱动单元还包括制动装置(7)，该制动装置接纳在壳体(4)中或接纳在壳体上，并且该制动装置操作性地连接至轮毂(6)。制动装置(7)另外具有第一制动部件(8)、第二制动部件(9)以及致动单元(10)，该第一制动部件以固定的方式固定地支承在壳体(4)上，该第二制动部件旋转地固定至轮毂(6)，并且该第二制动部件布置和设计成摩擦地连接至第一制动部件(8)，该致动单元设计成施加使制动部件(8、9)互连的制动力并且该致动单元附接至壳体(4)。制动部件(8、9)中的至少一者具有支承件(11、12)和制动盘元件(14、15)，该制动盘元件旋转地固定至支承件(11、12)并且该制动盘元件以可相对于支承件(11、12)在轮毂(6)的旋转轴(13)的轴向方向上移位的方式被接纳。

Description

具有带有可轴向移动制动盘元件的集成制动装置的电动轴驱 动单元
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的电动轴驱动单元(也称为电动轴/电轴)，该机动车辆例如为汽车、卡车、公共汽车或其他商用车辆。优选地，还在机动车辆、例如混合动力车辆(与内燃发动机有关)或纯电动驱动车辆中使用电动轴驱动单元。
背景技术
在纯电动车辆的众所周知的电轴的情况下，来自制动过程的能量通常被回收。然而，如果电池已满或者在紧急制动过程期间，简短地说在大于约0.5G的通常需要使用ABS的减速期间，原则上需要额外的制动。因此，在当前市场上的具有电动驱动装置的车辆中，安装了额外的常规机械制动***，单独地设计该机械制动***以形成电动驱动单元。这通常占用了相对大量的安装空间。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种实现更紧凑的设计并且仍然易于组装的电动轴驱动单元。
因此，要求保护一种用于机动车辆的电动轴驱动单元，该轴驱动单元具有电动马达，其中，电动马达的定子固定地接纳在壳体中，并且电动马达的转子以旋转的方式联接至轮毂或者(优选地经由齿轮和/或离合器)可以以旋转的方式联接至轮毂，其中，该电动马达的转子相对于定子可旋转地安装。电动轴驱动单元还具有接纳在壳体中或接纳在壳体上的制动装置并且该制动装置操作性地连接至轮毂，其中，制动装置还具有：第一制动部件，该第一制动部件固定地支承在壳体上，该第一制动部件旋转地联接至轮毂；第二制动部件，该第二制动部件布置和设计成与第一制动部件摩擦地连接；以及致动单元，该致动单元设计成施加使制动部件互连的制动力并且附接至壳体。制动部件中的至少一个制动部件还具有支承件和制动盘元件，该制动盘元件以旋转地固定的方式连接至支承件并且被接纳成能够相对于支承件在轮毂的旋转轴的轴向方向上移位。
这导致具有实现为制动模块的特别强大的制动装置的紧凑的电动轴驱动单元。
因此，如果制动装置集成在壳体的盖元件中也是有利的。盖元件还优选地成形成使得盖元件限定接纳制动装置的接纳空间并且该接纳空间在轴向方向上敞开。结果，实现了易于组装和集成的制动模块，由该制动模块产生的制动热量直接散发至环境。
如果致动单元被实现为液压致动的致动单元，则这以特别强大的方式实现。如果致动单元具有液压制动缸，则是有用的。
关于致动单元的设计，如果致动单元具有在周向方向上分布的多个压力活塞、即实现为多活塞制动，或者致动单元具有布置成与旋转轴同心的环形压力活塞、即实现为同心致动单元，则也是适宜的。因此，致动单元设计成特别紧凑，但致动单元用于向制动盘元件施加足够高的制动力。
为了组装，如果两个制动部件均具有支承件和制动盘元件，该制动盘元件以旋转地固定的方式连接至支承件并且该制动盘元件以可相对于支承件在轮毂的旋转轴的轴向方向上移位的方式接纳，则是特别有利的。这使得制动装置易于组装并且可以以节省空间的方式进行设计。
因此，优选地接纳第一制动部件的第一制动盘元件，以便能够相对于第一制动部件的第一支承件在轴向方向上移位。如果第二制动部件的第二制动盘元件被接纳成能够相对于第二制动部件的第二支承件在轴向方向上移位，则也是有利的。
如果第一制动部件具有两个(第一)制动盘元件并且第二制动部件具有一个(第二)制动盘元件，则也已经证明是有用的。第二制动部件的第二制动盘元件于是优选地布置在第一制动部件的两个第一制动盘元件之间。
如果第一制动盘元件和/或第二制动盘元件具有在周向方向上连续地延伸的制动表面或在周向方向上分布并且彼此间隔开的多个制动表面，则也是有利的。
如果由制动部件形成的摩擦单元布置成在轴向方向上与致动单元嵌套，则安装空间被更有效地利用。
在这方面，如果致动单元和致动单元的致动器壳体和/或致动单元的致动器——优选地为压力活塞——径向地布置在制动盘元件内部，则是有利的，其中，该致动器以可移位的方式接纳在致动器壳体中。这显著地节省了轴向安装空间。
如果致动单元和致动单元的致动器壳体和/或致动单元的致动器在与制动盘元件中的至少一个制动盘元件相同的高度处轴向地布置，则该轴向紧凑性进一步提高，其中，该致动器以可移位的方式接纳在致动器壳体中。
换句话说，根据本发明，在具有能够轴向移动的制动盘(制动盘元件)的电轴(电动轴驱动单元)中实现集成制动模块(制动装置)。致动单元可以实现为同心制动缸，或者实现为多活塞***，该同心制动缸可能具有同心环形活塞。制动器(制动装置)具有能够轴向平移的制动盘。该制动器是多盘制动器/多盘离合器，在该制动器中，内盘承载件(第一支承件)附接至壳体，并且外盘承载件(第二支承件)连接至输出部分。不需要进入致动，因为致动发生在与多盘承载件相对的侧部。摩擦装置(摩擦单元)和致动装置(致动单元)轴向嵌套，该轴向嵌套意味着实现了轴向短的结构。
附图说明
在下文中，现在通过附图对本发明进行更详细地说明。
单独的图1示出了根据本发明的根据优选示例性实施方式的电动轴驱动单元的区域的纵向截面图，其中，在电动马达和制动装置以及轮毂的区域中的壳体是可见的。
附图在本质上仅是示意性的并且仅用于理解本发明。
具体实施方式
单独的图1图示了根据本发明的根据优选的示例性实施方式的电动轴驱动单元1，电动轴驱动单元是机动车辆/机动车辆传动系的一部分。电动轴驱动单元1——也称为电轴——具有集成的电动马达2。在操作期间，电动马达2用于驱动轮毂6或驱动以可旋转的方式固定至轮毂6的半轴(axle shaft)21。电动马达2布置成使得电动马达的定子3和电动马达的以可相对于定子3旋转的方式安装的转子5与轮毂6/半轴21的中心旋转轴13同心。定子3固定地容纳在轴驱动单元1的壳体4中。半轴21在轴向方向上(沿着旋转轴13)穿过电动马达2并且该半轴径向地布置在转子5内部。半轴21和轮毂6通常以可相对于壳体4旋转的方式安装。
方向名称轴向、径向和周向方向与中心旋转轴13相关。因此，轴向方向是沿着旋转轴13的方向，径向方向是与旋转轴13垂直的方向，以及周向方向是围绕旋转轴13同心地延伸的圆形线。
根据本发明，除了电动马达2之外，具有模块化结构的制动装置7集成在壳体4中。制动装置7被接纳在壳体4的盖元件16上。盖元件16又紧固至包围电动马达2的主壳体部分23。在盖元件16的径向内部，轮毂6与半轴21一起穿过壳体4中的轴向开口。完全环形形状的/周向的盖元件16形成通道形状(环形形状、周向的并且向一个轴向侧部敞开)的接纳空间22，制动装置7接纳在该接纳空间中。因此，接纳制动装置7的壳体4的区域(呈盖元件16的形式)向一个轴向侧部上的周围环境敞开。因此，由制动装置7形成的摩擦单元19也向环境敞开，这确保了该摩擦单元19在运行期间特别有效地通风。
制动装置7的摩擦单元19具有第一制动部件8和第二制动部件9。第一制动部件8固定至壳体，即固定地连接至盖元件16/固定以防止相对于壳体4旋转。第一制动部件8具有呈内支承部的形式的第一支承件11，其中，第一支承件11经由带齿区域24(在周向方向上)被固定地支承在盖元件16上。在带齿区域24的径向外部，第一支承件11形成沿轴向方向延伸的(第一)套筒区域25，第一制动部件8的两个第一制动盘元件14在径向外部上被接纳在套筒区域25上，该两个第一制动盘元件以可移位的方式相对于彼此布置。设计为摩擦盘的第一制动盘元件14均具有钢制本体26和摩擦衬片27。
第二制动部件9以旋转地固定的方式连接至轮毂6，该第二制动部件与第一制动部件8相互作用并且可以与第一制动部件摩擦接触。为此目的，第二制动部件9的第二支承件12直接紧固至轮毂6。设计为外部承载件的第二支承件12在该第二支承件的(第二)套筒区域28上以旋转地固定的方式接纳第二制动盘元件15，该(第二)套筒区域径向地布置在第一套筒区域25外部。第二制动盘元件15在轴向方向上布置在第一制动盘元件14之间。制动盘元件14、15均能够在轴向方向上相对于彼此移位。每个制动盘元件14、15在面向相邻的制动盘元件14、15的侧部上具有周向制动表面18，其中，原则上，根据又一实施方式，也可以形成在周向方向上分布并且彼此间隔开的数个制动表面。
在制动装置7的致动/启动位置中，两个制动部件8、9(经由制动盘元件14、15)摩擦地连接至彼此并且第二制动部件9因此相对于壳体4被保持。在制动装置7的未致动/非启动位置中，制动部件8、9可以相对于彼此自由地旋转。提供致动单元10以用于在制动装置7的非启动位置与启动位置之间调节该制动装置。在该实施方式中，致动单元10实现为液压致动单元10。致动单元10具有液压制动缸32。制动缸32实现为同心制动缸32并且该制动缸布置成与旋转轴13同心。制动缸32具有布置成与旋转轴13同心的致动器壳体20。形成致动器的压力活塞17以相对能够移位的方式接纳在该致动器壳体20内，该压力活塞在此是环形活塞，替代性地该压力活塞也是在周向方向上分布的多个单独的压力活塞17。压力活塞17以能够移位的方式作用在压力罐形式的调节元件29上。调节元件29以能够移位的方式作用在整个制动盘元件14、15的第一轴向侧部上，从而作用于制动盘元件14、15。在整个制动盘元件14、15背向致动元件29的轴向侧部上存在轴向地固定的反向板区域30。反向板区域30实现为单个元件并且反向板区域也紧固至盖元件16。为了将致动单元10复位到与非启动位置相对应的位置中，设置了返回弹簧31，返回弹簧被夹紧在第一支承件11与致动元件29之间。
如还可以看到的，制动缸32、即特别是压力活塞17和致动器壳体20在径向方向上布置在制动盘元件14、15内。制动缸32在轴向方向上也位于与第二制动盘元件15的一部分和第一制动盘元件14中的一者相同的水平处。
换句话说，根据本发明，(干式)制动模块(制动装置7)集成在铰接轴前方的轮轴上。通过电轴1，这引起了紧凑的模块化概念。所示布置1优选地定尺寸成用于客车领域中的制动功率。可选地，该布置也可以在具有内燃发动机的应用中或在混合应用中呈现。
图1示出了电轴1中的集成制动模块7，其中，制动模块7形成在壳体盖16中并且该制动模块可选地能够根据模块化***集成。传递扭矩的接口在此是轮毂6或凸缘，铰接轴(半轴21)旋拧至该轮毂或凸缘。扭矩被支承在电轴壳体4上，壳体盖16(例如通过螺纹连接)连接至该电轴壳体。这种布置的优点在于，由制动过程产生的高温可以被传送至(壳体盖16的)左侧的敞开侧部。所示的布置是干式制动模块7。制动表面18也可以是分段的。
附图标记说明
1轴驱动单元2电动马达3定子4壳体5转子6轮毂7制动装置8第一制动部件9第二制动部件10致动单元11第一支承件12第二支承件13旋转轴14第一制动盘元件15第二制动盘元件16盖元件17压力活塞18制动表面19摩擦单元20致动器壳体21半轴22接纳空间23主壳体部分24带齿区域25第一套筒区域26钢制本体27摩擦衬片28第二套筒区域29致动元件30反向板区域31返回弹簧32制动缸

Claims (9)

1.一种用于机动车辆的电动轴驱动单元(1)，所述电动轴驱动单元具有：电动马达(2)，所述电动马达(2)的定子(3)固定地接纳在壳体(4)中，并且所述电动马达(2)的转子(5)旋转地联接或能够旋转地联接至轮毂(6)，所述转子以可相对于所述定子(3)旋转的方式安装；以及制动装置(7)，所述制动装置接纳在所述壳体(4)中或接纳在所述壳体上并且所述制动装置操作性地连接至所述轮毂(6)，所述制动装置(7)另外具有第一制动部件(8)、第二制动部件(9)以及致动单元(10)，所述第一制动部件固定地支承在所述壳体(4)上，所述第二制动部件旋转地联接至所述轮毂(6)，并且所述第二制动部件布置和设计成摩擦地连接至所述第一制动部件(8)，所述致动单元设计成施加使所述制动部件(8、9)互连的制动力并且所述致动单元附接至所述壳体(4)，所述制动部件(8、9)中的至少一者具有支承件(11、12)和制动盘元件(14、15)，所述制动盘元件旋转地固定至所述支承件(11、12)并且所述制动盘元件以可相对于所述支承件(11、12)在所述轮毂(6)的旋转轴(13)的轴向方向上移位的方式被接纳，所述制动装置(7)集成到所述壳体(4)的盖元件(16)中，所述盖元件(16)成形成使得所述盖元件(16)限定接纳所述制动装置(7)的接纳空间(22)并且所述接纳空间(22)在轴向方向上敞开。
2.根据权利要求1所述的轴驱动单元(1)，其特征在于，所述致动单元(10)实现为液压致动的致动单元(10)。
3.根据权利要求1所述的轴驱动单元(1)，其特征在于，所述致动单元(10)具有沿周向方向分布的多个压力活塞(17)或布置成与所述旋转轴(13)同心的环形压力活塞(17)。
4.根据权利要求1所述的轴驱动单元(1)，其特征在于，所述第一制动部件(8)的第一制动盘元件(14)以可相对于所述第一制动部件(8)的第一支承件(11)在所述轴向方向上移位的方式被接纳。
5.根据权利要求4所述的轴驱动单元(1)，其特征在于，所述第二制动部件(9)的第二制动盘元件(15)以可相对于所述第二制动部件(9)的第二支承件(12)在所述轴向方向上移位的方式被接纳。
6.根据权利要求5所述的轴驱动单元(1)，其特征在于，所述第一制动盘元件(14)和/或所述第二制动盘元件(15)具有在周向方向上连续延伸的制动表面(18)或在周向方向上分布并且彼此间隔开的多个制动表面。
7.根据权利要求1所述的轴驱动单元(1)，其特征在于，由所述制动部件(8、9)形成的摩擦单元(19)在所述轴向方向上与所述致动单元(10)嵌套。
8.根据权利要求1所述的轴驱动单元(1)，其特征在于，所述致动单元(10)和所述致动单元的致动器壳体(20)和/或所述致动单元的致动器径向地布置在所述制动盘元件(14、15)内部，其中，所述致动器以可移位的方式接纳在所述致动器壳体(20)中。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的轴驱动单元(1)，其特征在于，所述致动单元(10)和所述致动单元的致动器壳体(20)和/或所述致动单元的致动器轴向地布置在与所述制动盘元件(14、15)中的至少一个制动盘元件相同的高度处，其中，所述致动器以可移位的方式接纳在所述致动器壳体(20)中。
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