CZ202178A3 - Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy - Google Patents

Abstract

Elektrický pohonný modul zahrnuje skříň (1), alespoň jeden elektromotor (2) uchycený ke skříni (1), hlavní převodní kolo (4) mechanicky spojené s elektromotorem (2) pomocí mechanických převodů (3), převodovku (5). Vstupní člen převodovky (5) je poháněn hlavním převodním (4) kolem, nápravový diferenciál (6) uložený ve skříni (1) nápravového diferenciálu (6) a poháněný výstupem převodovky (5) a hnací hřídele (7, 8) poháněné nápravovým diferenciálem (6), jejichž osa je rovnoběžná s osou převodovky (5). Alespoň část skříně diferenciálu (6) je pevně spojena s výstupním členem převodovky (5), což umožňuje přímé spojení převodovky (5) a diferenciálu (6).

Description

Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy

Oblast techniky

Vynález se týká elektrického pohonného modulu pro pohon nápravy, zejména pro užitková nákladní vozidla anebo nezávisle zavěšené nápravy. Elektrický pohonný modul je tvořen skříní, na níž jsou přírubově upevněny 1-2 elektromotory, pohánějící přes mechanické převody hlavní ozubené kolo, které je přímo spojeno s dvoustupňovou převodovkou, která pohání prostřednictvím nápravového diferenciálu hnací hřídele pojezdových kol.

Dosavadní stav techniky

Pohonné moduly pro pohon náprav nákladních vozidel či nezávisle zavěšených náprav musí vykazovat vysokou hodnotu výstupního momentu, kterým jsou poháněné hřídele unašečů a pojezdových kol. Oproti osobním vozidlům a lehkým užitkovým vozidlům je hodnota výstupního momentu u náprav nákladních vozidel zpravidla 5-10x vyšší. Pro dosažení vysoké hodnoty výstupního momentu síly je třeba výkon motoru efektivně přesunout na hřídele unašečů. To je zpravidla spojeno s množstvím mechanických spojení, převodů a podobných součástí, které jsou velmi mechanicky namáhány, platí tedy princip čím méně, tím lépe. Je tedy třeba co nejvíce výkonu dostat na výstup. Elektromotory poskytují efektivnější variantu než spalovací, potažmo vznětové motory, nicméně je třeba, aby byly spojeny s baterií o dostatečné kapacitě, aby měly v praxi reálný význam. Tím vzniká nutnost ušetřit v konstrukci vozidel co nejvíce prostoru, který je následně využit pro umístění baterie. Nákladní vozidla technicky vyžadují alespoň dva rychlostní převody, aby mohly efektivně pracovat i při vyšších rychlostech. Pro dosažení optimálního výkonu pouze s pomocí elektromotorů, je pak často třeba, aby v pohonném modulu byly tyto elektromotory dva. Pro přenos výkonu motoru na hnací hřídele se u těchto typů pohonných modulů často vyskytuje tzv. kuželové soukolí, které představuje zdroj velkého mechanického namáhání, které je zjevné zejména u nákladních a těžkých užitkových vozidel.

Cílem vynálezu je navrhnout co nej kompaktnější elektrický pohonný modul, který bude obsahovat možnost pohonu jedním či dvěma elektromotory, dvoustupňovou převodovku a mechanický nápravový diferenciál. Zároveň tento pohonný modul poskytuje vysoké hodnoty výstupních kroutících momentů ke kolům uchyceným na unašečích výstupních hřídelí. Přednesený vynález si též klade za cíl modularitu a možnost umístění do již existujících prostorů náprav.

Elektrický pohonný modul popisuje např. dokument EP2414 184 Bl.V tomto řešení je zahrnuta pouze jednostupňová převodovka a teprve modulárně k ní lze přidat dvoustupňovou převodovku. Výchozí uspořádání tedy zahrnuje pouze jeden motor, což zpravidla nestačí pro dostačující výkon u nákladních vozidel, jednostupňová převodovka následně nebude stačit pro optimální rozsah rychlostí. Modulární zahrnutí druhé převodovky samo o sobě představuje složité mechanické řešení, jelikož je třeba obě části mechanicky spojit, a tedy zahrnout značné množství pohybujících se částí, což zvyšuje jednak komplexnost celého systému a následně jeho hmotnost, namáhání jednotlivých dílů i obtížnost při následné opravě.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky do jisté míry odstraňuje elektrický pohonný modul pro pohon nápravy zahrnující skříň , alespoň jeden elektromotor uchycený ke skříni, hlavní převodní kolo mechanicky spojené s elektromotorem prostřednictvím mechanických převodů, převodovku, přičemž vstupní člen převodovky je poháněn hlavním převodním kolem, nápravový diferenciál uložený ve skříni nápravového diferenciálu a poháněný výstupem převodovky, hnací hřídele poháněné nápravovým diferenciálem, kde osa hřídelí je rovnoběžná s osou převodovky. Předkládaný pohonný modul je

- 1 CZ 2021 - 78 A3 výhodně proveden tak, že alespoň část skříně diferenciálu je pevně spojena s výstupním členem převodovky. Výhoda tohoto řešení spočívá v omezení počtu mechanických a pohyblivých prvků v elektrickém pohonném modulu, což přináší nižší opotřebení jednotlivých částí, jakož i úsporu prostoru, kterou je možné využít např. pro umístění větší baterie pro pohánění elektromotoru.

Diferenciál zahrnuje satelity diferenciálu uzpůsobené pro rotaci okolo osy převodovky a planetová kola uchycená na hnacích hřídelích a kuželovým ozubením spojená se satelity diferenciálu. Převodovka je provedena jako planetová převodovka a zahrnuje centrální kolo torzně pevně spojené s hlavním převodním kolem, satelity a korunové kolo otočně uložené na části skříně na straně hlavního ozubeného kola. Nosič satelitů je proveden jako výstupní člen převodovky a je pevně spojen s částí skříně diferenciálu nebo je jeho součástí. Spojení s částí skříně diferenciálu je provedeno v oblasti vymezené čely satelitů. Toto řešení umožňuje přímou návaznost diferenciálu na převodovku bez nutnosti spojení dalšími mechanickými prvky, čímž značně snižuje hmotnost a prostorovou náročnost celého elektrického pohonného modulu, stejně jako snižuje počet mechanických pohyblivých součástek a zvyšuje tak životnost modulu jako celku.

Část skříně na straně hlavního ozubeného kola je opatřena množstvím otvorů, ve kterých jsou uložené čepy. Na těchto čepech jsou následně otočně uložené satelity. Tyto otvory jsou umístěny v prostoru mezi dutinou pro satelity diferenciálu, planetové kolo a centrální kolo, a vnějším průměrem části skříně nápravového diferenciálu.

Elektrický pohonný modul výhodně dále zahrnuje řadicí prstenec, řadicí objímku posuvně uloženou v korunovém kole a posuvně zabírající v ozubení na části skříně a ovládací vidlici, kterou je posouvána řadicí objímka. Radící objímka může být uložena alespoň ve třech pozicích, které odpovídají dvěma rychlostním stupňům a neutrálu. Toto výhodné provedení umožňuje kompaktní konstrukci dvoustupňové převodovky.

Výhodně prochází hnací hřídel na straně ozubeného kola dutinami hlavního převodního kola a centrálního kola. Jedna z výstupních hřídelí tedy leží přímo v převodovce. Kompaktní řešení elektrického pohonného modulu dále umožňuje využití dvou elektromotorů, které jsou uspořádány tak, že jejich osy jsou rovnoběžné s osou převodovky. Tímto je dosaženo vyššího výkonu elektrického pohonného modulu.

Výhodně je alespoň část skříně diferenciálu ložiskem uložena otočně na nábojové části hlavního převodního kola. Toto uložení tak umožňuje plynulý rotační pohyb části skříně diferenciálu, a tedy i diferenciálu jako celku.

V dalším výhodném provedení dále zahrnuje elektrický pohonný modul elektromagnetický snímač upevněný ve skříni a snímací kroužek pevně spojený s částí skříně. Tímto výhodným provedením je umožněno měření výstupních otáček.

Elektrický pohonný modul dále výhodně zahrnuje systém parkovací brzdy. Tento systém zahrnuje hřídel parkovací brzdy, pastorek umístěný na první straně hřídele parkovací brzdy a brzdový kotouč umístěný na opačné straně hřídele. Na brzdový kotouč je brzdným prvkem, výhodně brzdovým třmenem, vykazován brzdný účinek, respektive fixován jeho rotační pohyb. Systém parkovací brzdy je umístěný tak, aby rotační pohyb hlavního převodního kola byl přenášen na pastorek. Toto uspořádání umožňuje zabrzdění hlavního převodního kola a potažmo celého elektrického pohonného modulu, přičemž je kompaktní, zahrnuje jen několik málo mechanických prvků a je tudíž méně opotřebovávané a mechanicky namáhané.

Osa hřídele brzdy svírá s osou převodovky úhel menší než 5°. Systém parkovací brzdy dále zahrnuje alespoň jednu předlohovou hřídel parkovací brzdy opatřenou prvním ozubeným kolem a druhým ozubeným kolem. Předlohová hřídel je umístěná tak, že první ozubené kolo je svým ozubením spojeno s hlavním převodním kolem a druhé ozubené kolo je svým ozubením spojeno s pastorkem. Toto uspořádání umožňuje efektivnější přenos brzdného účinku díky zpřevodování

-2CZ 2021 - 78 A3 mezi pastorkem a hlavním převodním kolem. Další výhodné provedení systému parkovací brzdy zahrnuje navíc ještě jednu předlohovou hřídel, čímž je brzdný efekt ještě znásoben. Dalšího zefektivnění brzdného účinku je dosaženo využitím dvou brzdových třmenů umístěných na protilehlých koncích obvodu brzdového kotouče.

Aby bylo dosaženo efektivní kompaktnosti elektrického pohonného modulu jakožto celku, je systém parkovací brzdy umístěn tak, že brzdový kotouč a brzdový třmen jsou umístěny v prostoru vymezeném polohou diferenciálu a výstupního unašeče hřídele na straně vidlice.

Objasnění výkresů

Podstata vynálezu j e dále obj asněna na příkladech j eho uskutečnění, které j sou popsány s využitím připojených výkresů, kde na:

Obr. 1 je znázorněn řez elektrickým pohonným modulem s jedním elektromotorem;

Obr. 2 je znázorněn řez elektrickým pohonným modulem se dvěma elektromotory;

Obr. 3 je znázorněn čelní pohled na elektrický pohonný modul se dvěma elektromotory;

Obr. 4a je znázorněn pravoúhlý řez elektrickým pohonným modulem při zařazeném prvním rychlostním stupni;

Obr. 4b je znázorněn pravoúhlý řez elektrickým pohonným modulem při zařazeném neutrálu;

Obr. 4c je znázorněn pravoúhlý řez elektrickým pohonným modulem při zařazeném druhém rychlostním stupni;

Obr. 5 je znázorněn pravoúhlý řez elektrickým pohonným modulem;

Obr. 6 je znázorněn řez elektrickým pohonným modulem se systémem parkovací brzdy;

Obr. 7 je znázorněn řez elektrickým pohonným modulem se systémem parkovací brzdy se dvěma předlohovými hřídelemi parkovací brzdy;

Obr. 8 je znázorněn čelní pohled na elektrický pohonný modul se systémem parkovací brzdy se dvěma třmeny parkovací brzdy;

Obr. 9 je znázorněn čelní pohled na elektrický pohonný modul se systémem parkovací brzdy se dvěma předlohovými hřídelemi parkovací brzdy.

Příklady uskutečnění vynálezu

Vynález bude dále objasněn na příkladech uskutečnění s odkazem na příslušné výkresy, které však nemají z hlediska rozsahu ochrany žádný omezující vliv.

V příkladném provedení znázorněném na Obr. 1-5 zahrnuje elektrický pohonný modul skříň j_, ve které je uchycen alespoň jeden elektromotor 2, dále se v ní nachází převodovka 5, nápravový diferenciál 6 a pevně uchycený řadicí prstenec 11.

Elektromotor 2 je ve skříni 2 uchycen pomocí šroubů, přírub nebo jiného úchytného mechanismu a následně pomocí mechanických převodů 3 spojen s hlavním převodním kolem 4, na které je přenášen výstupní rotační pohyb elektromotoru 2 mechanickými převody 3. Mechanickými

-3 CZ 2021 - 78 A3 převody 3 je myšlena soustava ozubených kol, hřídelí, řetězů, či kol a řemenů a slouží k přenosu výstupní rotace elektromotoru 2 na další mechanismy elektrického pohonného modulu. Hlavní převodní kolo 4 je spojeno s převodovkou 5. Hlavní převodní kolo 4 tedy slouží jako vstupní člen převodovky 5. Plynulý rotační pohyb hlavního převodního kola 4 je zajištěn jeho otočným uložením pomocí prvního ložiska 42 a druhého ložiska 43. Hlavní převodní kolo 4 je dále opatřeno nábojem 41 a dutinou 44 hlavního kola nacházející se ve středu hlavního převodního kola 4. Vynález není omezen na použití pouze jednoho elektromotoru 2, příkladně může být využito více elektromotorů 2, přičemž elektromotory 2 jsou uspořádány tak, že jejich osy 45 jsou rovnoběžné nebo kolmé a celková konstrukce skříně 1, elektromotorů 2 a převodovky 5 symetrická. V případě kolmého uspořádání os 45 elektromotorů mohou být tyto osy 45 v různých rovinách. Všechny elektromotory 2 jsou pak užity k pohánění rotačního pohybu hlavního převodního kola 4. Příkladně jsou elektromotory 2 uspořádané tak, že jejich osy 45 rotace jsou rovnoběžné s osou 58 převodovky. Toto příkladné provedení představuje z hlediska symetrie pohonného modulu a rovnoběžnosti všech os otáčení preferovanou variantu. Je však možné i uspořádání, kdy jsou jejich osy kolmé na osu 58 převodovky.

Převodovka 5 zpravidla obsahuje vstupní člen, jehož úhlová rychlost odpovídá vstupní úhlové rychlosti některého prvku převodovky 5. Tato úhlová rychlost je následně pomocí jednotlivých převodů převodovky 5 zvyšována, snižována, či konstantní a následně přenášena na výstupní člen převodovky 5. Uhlová rychlost vstupního a výstupního člene převodovky 5 se tedy může lišit. V příkladném provedení je převodovka 5 provedena jako dvoustupňová planetová převodovka, nicméně tato volba nepředstavuje omezení z hlediska rozsahu ochrany. Převodovka 5 zahrnuje centrální kolo 51, alespoň tři satelity 52 uchycené na nosiči 510 satelitů, příkladně čtyři, a korunové kolo 54. Centrální kolo 51 je osazeno satelity 52, které svým ozubením zapadají do ozubení korunového kola 54. Rotační pohyb centrálního kola 51 je umožněn spojením s hlavním převodním kolem 4, se kterým je v jeho dutině 44 centrální kolo 51 torzně pevně spojeno, jejich úhlové rychlosti jsou tedy stejné. U planetových převodovek slouží centrální kolo 51 jako vstupní člen převodovky 5, jako výstupní člen převodovky 5 pak slouží nosič 510 satelitů. Jelikož rotace centrálního kola 51 odpovídá rotaci hlavního převodního kola 4, je možné považovat hlavní převodní kolo 4 za vstupní člen převodovky 5. Centrální kolo 51, satelity 52 a korunové kolo 54 mohou rotovat okolo osy 58 převodovky. Každý ze satelitů 52 má následně ještě vlastní osu rotace procházející jeho středem. Satelity 52 tedy mohou vykonávat dvojí rotační pohyb, jeden okolo osy 58 převodovky, druhý okolo osy vlastní každému satelitu 52. Převodovka 5 dále zahrnuje řadicí objímku 56, která je posuvně uložená v korunovém kole 54 a slouží ke změně rychlostního stupně převodovky 5, a ovládací vidlici 57, uzpůsobenou ke změně polohy řadicí objímky 56.

Ve skříni nápravového diferenciálu je uložený nápravový diferenciál 6. Skříň nápravového diferenciálu 6 může být jednolitým kusem, příkladně je však složena ze dvou či více spojených částí 61, 62. V případě, že je skříň diferenciálu 6 jednolitým kusem mohou části 61. 62 skříně označovat určité oblasti na skříni diferenciálu 6 bez nutnosti jejího fýzického rozdělení na dvě oddělitelné části. V příkladném provedení je skříň diferenciálu 6 rozdělena na dvě spojené části, a to část 61 skříně na straně hlavního ozubeného kola a na část 62 skříně na straně vidlice. Nápravový diferenciál 6 slouží k pohánění pojezdových kol, se kterými je spojen a pohyb na ně přenáší pomocí hnací hřídele 7 na straně hlavního převodního kola a k ní uchycených unašečů 71 a hnací hřídele 8 na straně vidlice a k ní uchycených unašečů 81. Středové osy první a druhé hřídele 7, 8 jsou totožné anebo rovnoběžné s osou 58 převodovky. Příkladně pak hnací hřídel 7 na straně hlavního převodního kola prochází dutinou centrálního kola 51 a hlavního převodního kola 4, v tomto uspořádání tedy leží hřídele 7, 8 na ose 58 převodovky. Nápravový diferenciál 6 je uložen ve skříni nápravového diferenciálu a zahrnuje satelity 63 diferenciálu, objímku 67 uzávěrky diferenciálu a ovládací vidlici 68. Satelity 63 diferenciálu jsou spojené ozubením s prvním planetovým kolem 64 uchyceném na první hřídeli 7 a s druhým planetovým kolem 66 uchyceném na druhé hřídeli 8. Satelity 63 diferenciálu rotují okolo osy 58 převodovky nebo osy s ní rovnoběžné a tímto rotačním pohybem roztáčí první a druhé planetové kolo 64, 66 a potažmo hřídele 7, 8. Satelity 63 diferenciálu dále mohou rotovat okolo osy procházející jejich středem. Objímka 67 uzávěrky diferenciálu je posuvně uložena na hnací hřídeli 8 na straně vidlice. Při svém translačním pohybu

-4CZ 2021 - 78 A3 objímka 67 uzávěrky diferenciálu zabírá do ozubení na části 62 skříně na straně vidlice. Tento pohyb objímky 67 uzávěrky diferenciálu je řízen elektronicky pomocí ovládací vidlice 68 diferenciálu. Uzávěrkou 68 diferenciálu je regulován počet stupňů volnosti diferenciálu 6, kdy v první poloze uzávěrky 68 diferenciálu je umožněna rotace satelitů 63 diferenciálu jednak okolo jejich středové osy, zpravidla kolmé na osu 58 převodovky, a jednak okolo osy 58 převodovky. V této poloze se tedy mohou hřídele 7, 8 točit různými rychlostmi. Ve druhé poloze objímky 67 uzávěrky diferenciálu jsou satelity 63 diferenciálu zafixované a mohou pouze vykonávat rotaci okolo osy 58 převodovky a hřídele 7, 8 se tedy točí stejnou rychlostí.

Alespoň část 61 skříně na straně hlavního převodního kola je otočně uložena prvním ložiskem 65 diferenciálu na nábojové části 41 hlavního převodního kola a je tedy umožněn její rotační pohyb. V případě, že skříň diferenciálu sestává z jednolitého kusu, je tento uložen otočně prvním ložiskem 65 diferenciálu na nábojové části 41 hlavního převodního kola. Alespoň část skříně tedy může provádět rotační pohyb okolo osy, která je rovnoběžná nebo totožná s osou 58 převodovky. V příkladném provedení j e díky pevnému spoj ení částí 61. 62 skříně j e umožněna rotace celé skříně jakožto celku. Rotace skříně je však nezávislá na rotaci hlavního převodního kola 4. Část skříně 61 na straně hlavního převodního kola je dále opatřena vnějším ozubením a množstvím otvorů 611, které se nachází v prostoru vymezeném satelity 63 diferenciálu, prvním planetovým kolem 64, centrálním kolem 51 a vnějším obvodem části 61 skříně na straně hlavního převodního kola. Svým rozmístěním a počtem odpovídají otvory 611 rozmístění a počtu satelitů 52 převodovky. V těchto otvorech 611 jsou pak pevně uloženy čepy 53 satelitů, na kterých jsou otočně uchycené satelity 52. Alespoň část 61 skříně na straně hlavního převodního kola je ve skříni 1 uložena otočně na nábojové části 41 hlavního převodního kola prostřednictvím prvního ložiska 65 diferenciálu a díky přímému spojení se satelity 52 tak slouží jako jejich nosič 510 a tím pádem jako výstupní člen převodovky 5. Na části 61 skříně na straně hlavního převodního kola je dále pomocí ložiska 55 korunového kola otočně uloženo korunové kolo 54. část 61 skříně na straně hlavního převodního kola je tedy nejbližším prvkem diferenciálu 6 vzhledem k hlavnímu převodnímu kolu 4. Toto otočné uložení umožňuje nezávislý rotační pohyb korunového kola 54 a části 51 skříně diferenciálu na straně hlavního převodového kola. Část 62 skříně na straně vidlice je otočně uložena druhým ložiskem 69 diferenciálu. Tím pádem může i tato část 62 skříně vykonávat rotační pohyb v případě, že jsou tyto části 61, 62 oddělené. V příkladném provedení vynálezu jsou však tyto části 61, 62 spojené dohromady a společně tedy vykonávají i rotační pohyb.

V příkladném provedení vynálezu jsou u převodovky 5 využitelné dva rychlostní převody a neutrál. Radící objímka 56 se tak může nacházet ve třech polohách, kdy v první poloze řadicí objímky 56 znázorněné na Obr. 4a je zařazen první rychlostní stupeň, ve druhé poloze řadicí objímky 56 znázorněné na Obr. 4b je zařazen neutrál a ve třetí poloze řadicí objímky 56 znázorněné na Obr. 4c je zařazen druhý rychlostní stupeň. Změna polohy řadicí objímky 56 je řízena elektronicky pomocí ovládací vidlice 57 převodovky. Při změně polohy řadicí objímky 56 dochází suvnému záběru do vnějšího ozubení na části 61 skříně na straně hlavního převodního kola a do řadicího prstence 11. V pomalém převodu je centrální kolo 51 poháněno hlavním převodním kolem 4 a korunové kolo 54 je zabrzděno. Ozubením jsou s centrálním kolem 51 spojeny satelity 52, na které je přenášena rotace centrálního kola 51. Korunové kolo 54 je však zafixované a satelity 52 j sou tím pádem nuceny obíhat okolo centrálního kola 51 a přitom rotovat okolo vlastní osy. Rotační pohyb satelitů 52 okolo osy 58 převodovky je přenášen na nosič 510 satelitů, tedy výstupní člen. Na alespoň část 61 skříně, která sama slouží jako nosič 510 satelitů, a tedy výstupní člen, je přenášena výstupní rotace satelitů 52 okolo osy 58 převodovky pomocí čepů 53 satelitů umístěných v otvorech 611 skříně. Alespoň část 61 skříně diferenciálu tedy rotuje okolo osy 58 převodovky. Satelity 63 diferenciálu umístěné ve skříni 61. 62 diferenciálu začínají rotovat okolo osy 58 převodovky, pomocí kuželového ozubení přenáší rotační pohyb na první a druhé planetové kolo 64, 66 a roztáčí tak hnací hřídele 7 a 8. Pomalý převod, respektive první rychlostní stupeň, tak zpomaluje vstupní rotační pohyb v poměru daném poměry centrálního kola 51. satelitů 52 a korunového kola 54. Příkladně je hodnota poměru rychlosti rotací vstupu a výstupu převodovky 5 1:3,4, z hlediska rozsahu ochrany však tato hodnota není omezující, nýbrž volitelná dle aplikace vynálezu. V rychlém převodu je korunové kolo 54 otočně pevně spojeno pomocí řadicí objímky

-5CZ 2021 - 78 A3 s alespoň částí 61 skříně. Rotace části 61 skříně je tedy spjatá s rotací korunového kola 54. Tato část 61 skříně, která zároveň slouží jako výstupní člen a nosič 510 satelitů, rotuje spolu s korunovým kolem 54 a satelity 52 okolo osy 58 převodovky. Díky přímému spojení korunového kola 54 s nosičem 510 satelitů je rotační pohyb korunového kola 54 výstupem převodovky 5 s výstupním poměrem úhlových rychlostí 1:1. Je roztáčena skříň diferenciálu 6, satelity 63 diferenciálu začínají rotovat okolo osy 58 převodovky, pomocí kuželového ozubení přenáší rotační pohyb na první a druhé planetové kolo 64, 66 a roztáčí tak hnací hřídele 7 a 8.

V dalším příkladném provedení znázorněném na Obr. 6 elektrický pohonný modul dále zahrnuje systém 9 parkovací brzdy. Elektromotor 2 je pomocí mechanických převodů 3 spojen s hlavním převodním kolem 4, na které je přenášen výstupní rotační pohyb elektromotoru 2 mechanickými převody 3. Hlavní převodního kolo 4 je přímo spojeno s převodovkou 5. Hlavní převodního kolo 4 tedy slouží jako vstupní člen převodovky 5. Plynulý rotační pohyb hlavního převodního kola 4 je zajištěn prvním ložiskem 42 a druhým ložiskem 43. Hlavní převodní kolo 4 je dále opatřeno nábojem 41 a dutinou 44 hlavního převodního kola nacházející se ve středu hlavního převodního kola 4. Vynález není omezen na použití pouze jednoho elektromotoru 2, příkladně může být využito více elektromotorů 2, přičemž elektromotory 2 jsou uspořádány tak, že jejich osy 45 jsou rovnoběžné nebo kolmé a celková konstrukce skříně 1, elektromotorů 2 a převodovky 5 symetrická. V případě kolmého uspořádání os 45 elektromotorů mohou být tyto osy 45 v různých rovinách. Všechny elektromotory 2 jsou pak užity k pohánění rotačního pohybu hlavního převodního kola 4. Příkladně jsou elektromotory 2 uspořádání tak, že jejich osy rotace jsou rovnoběžné s osou 58 převodovky. Je však možné i uspořádání, kdy jsou jejich osy kolmé na osu 58 převodovky. Elektrický pohonný modul dále zahrnuje systém 9 parkovací brzdy uchycený ke skříni 1 v prostoru vymezeném elektromotory 2. Systém 9 parkovací brzdy zahrnuje alespoň hřídel 93 parkovací brzdy, pastorek 91 pevně spojený s hřídelí 93 parkovací brzdy na jedné její straně, brzdový kotouč 92 parkovací brzdy pevně spojený s hřídelí 93 parkovací brzdy na opačné straně než pastorek 91 a alespoň jeden brzdný prvek 94 jistící tlakem rotaci brzdového kotouče 92. Příkladně je jako brzdný prvek 94 využit brzdový třmen 94, vynález však není omezen na využití tohoto brzdného prvku, jako další příkladné provedení je možné zvolit např. bubnový brzdový mechanismus. Příkladně mohou být použity dva brzdové třmeny 94 umístěné naproti sobě, jak je znázorněno na Obr. 8, respektive tak, že svírají brzdový kotouč 92 na opačných koncích jeho obvodu. Brzdové třmeny 94 jsou umístěny na straně hnací hřídele 8 na straně vidlice tedy v místě, kde již dochází ke zmenšování velikosti skříně diferenciálu 6. Osa hřídele 93 parkovací brzdy je přibližně rovnoběžná s osou 58 převodovky. Systém 9 parkovací brzdy je umístěn tak, že na pastorek 91 uchycený pevně na hřídeli 93 parkovací brzdy je přenášen rotační pohyb hlavního převodního kola 4 a roztáčí hřídel 93 parkovací brzdy, a tedy i brzdový kotouč 92 parkovací brzdy. Brzdný účinek vykazuje systém 9 parkovací brzdy v případě, že je elektrický pohonný modul buďto ve volnoběhu nebo vypnutý. Brzdného účinkuje dosaženo stisknutím brzdového kotouče 92 brzdovým třmenem 94. Tímto je znemožněna rotace hřídele 93 parkovací brzdy, potažmo pastorku 91. Díky spojení mezi pastorkem 91 a hlavním převodním kolem 4 je znemožněn rotační pohyb hlavního převodního kola 4, což v konečném důsledku skrze převodovku 5 a diferenciál 6 znemožňuje rotaci unašečů 71, 72 a tedy otáčení kol.

V dalším příkladném provedení znázorněném na Obr. 7 a 9 systém 9 parkovací brzdy dále zahrnuje alespoň jednu předlohovou hřídel 95 parkovací brzdy opatřenou prvním ozubeným kolem 951 a druhým ozubeným kolem 952. Předlohová hřídel 95 je umístěna tak, že její první ozubené kolo 951 je svým ozubením spojeno s ozubením hlavního převodního kola 4 a její druhé ozubené kolo 952 je ozubením spojeno s pastorkem 91. V případě využití dvou předlohových hřídelí 95 je druhá předlohová hřídel 95 umístěna tak, aby byly splněny výše uvedené podmínky uspořádání. V celé konstrukci elektrického pohonného modulu je systém 9 parkovací brzdy umístěn tak, aby osy kotouče a vřetena byly co nejblíže ose 58 převodovky. Pro dosažení vyšší kompaktnosti celého elektrického pohonného moduluje pak příkladně umístěn systém 9 parkovací brzdy tak, že brzdový kotouč 92 a brzdový třmen 94 leží v oblasti vymezené polohou diferenciálu 6 a výstupního unašeče 81 hřídele na straně vidlice, jak je možné vidět na Obr. 6 a 7.

-6CZ 2021 - 78 A3

V dalším příkladném provedení znázorněném na Obr. 5 je elektrický pohonný modul dále vybaven snímačem 59 rychlosti a snímacím kroužkem 621. Snímač 59 rychlosti je proveden jako elektromagnetický snímač a je upevněn ve skříni 1 elektrického pohonného modulu. Snímací kroužek 621 je uchycen na skříni diferenciálu, která je provedena jako výstupní člen a rotuje tedy 5 okolo osy 58 převodovky. Stejně tak snímací kroužek 621 rotuje okolo této osy a periodicky se dostává do blízkosti snímače 59 rychlosti. Snímací kroužek 621 indukuje ve snímači 59 rychlosti elektrické napětí s periodickým průběhem, kde perioda průběhu napětí odpovídá periodě rotace snímacího kroužku 621 okolo osy 58 převodovky.

ίο V příkladném provedení je šířka nápravy, respektive vzdálenost mezi unašeči 71, 700 mm.

Claims (16)

1. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy zahrnující skříň (1), alespoň jeden elektromotor (2) uchycený ke skříni, hlavní převodní kolo (4) mechanicky spojené s elektromotorem (2) prostřednictvím mechanických převodů (3), převodovku (5), přičemž vstupní člen převodovky (5) je poháněn hlavním převodním kolem (4), nápravový diferenciál (6) uložený ve skříni (61, 62) nápravového diferenciálu a poháněný výstupem převodovky (5), hnací hřídele (7, 8) poháněné nápravovým diferenciálem (6), přičemž osa hřídelí (7, 8) je rovnoběžná s osou (58) převodovky vyznačující se tím, že alespoň část (61, 62) skříně diferenciálu je pevně spojena s výstupním členem převodovky (5).

2. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároku 1 vyznačující se tím, že diferenciál (6) zahrnuje satelity (63) diferenciálu uzpůsobené pro rotaci okolo osy (58) převodovky a planetová kola (64) uchycená na hnacích hřídelích (7, 8) a kuželovým ozubením spojená se satelity (63) diferenciálu.

3. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároků 1 až 2 vyznačující se tím, že převodovka (5) je provedena jako planetová převodovka (5), přičemž zahrnuje centrální kolo (51) torzně pevně spojené s hlavním převodním kolem (4), satelity (52), přičemž nosič (510) satelitů je proveden jako výstupní člen převodovky (5) a je pevně spojen s částí (61) skříně diferenciálu nebo je jeho součástí, přičemž spojení s částí (61) skříně diferenciálu je provedeno v oblasti vymezené čely (511,512) satelitů, a korunové kolo (54) otočně uložené na části (61) skříně na straně hlavního ozubeného kola.

4. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároku 3 vyznačující se tím, že část (61) skříně na straně hlavního ozubeného kola je opatřena množstvím otvorů (611), ve kterých jsou uložené čepy (53), přičemž na čepech (53) jsou otočně uložené satelity (52).

5. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároku 4 vyznačující se tím, že otvory (611) jsou umístěny v prostoru mezi dutinou pro satelity (63) diferenciálu, planetové kolo (64) a centrální kolo (51), a vnějším průměrem části skříně (61) nápravového diferenciálu (6).

6. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároků 3 až 5 vyznačující se tím, že dále zahrnuje řadicí prstenec (11), řadicí objímku (56) posuvně uloženou v korunovém kole (54) a posuvně zabírající v ozubení části (61) skříně na straně hlavního ozubeného kola a ovládací vidlici (57) uzpůsobenou k posuvu řadicí objímky (56), přičemž řadicí objímka (56) má alespoň tři pozice, kde první pozice odpovídá prvnímu rychlostnímu stupni, druhá pozice odpovídá neutrálu a třetí pozice odpovídá druhému rychlostnímu stupni.

7. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároků 1 až 6 vyznačující se tím, že hnací hřídel (7) na straně ozubeného kola prochází dutinami hlavního převodního kola (4) a centrálního kola (51).

8. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároků 1 až 7 vyznačující se tím, že zahrnuje dva elektromotory (2), přičemž osy (45) elektromotorů jsou rovnoběžné s osou (58) převodovky.

9. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároku 1 až 8 vyznačující se tím, že část skříně (61) nápravového diferenciálu (6) je otočně uložena ložiskem (65) na nábojové části (41) hlavního převodního kola (4).

10. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároků 1 až 9 vyznačující se tím, že dále zahrnuje elektromagnetický snímač (59) rychlosti upevněný ve skříni (1) a snímací kroužek (621) pevně spojený s částí (62) skříně na straně vidlice, přičemž snímač rychlosti (59) s předepsanou vůlí axiálně přiléhá ke snímacímu kroužku (621).

-8 CZ 2021 - 78 A3

11. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároků 1 až 10 vyznačující se tím, že dále zahrnuje systém (9) parkovací brzdy zahrnující hřídel (93) parkovací brzdy, pastorek (91) umístěný na první straně hřídele (93) parkovací brzdy, brzdový kotouč (92) umístěný na opačné straně hřídele (93) než pastorek a brzdný prvek (94) uzpůsobený k vykazování brzdného účinku na brzdový kotouč (92), přičemž systém (9) parkovací brzdy je umístěn tak, že rotační pohyb hlavního převodního kola (4) je přenášen na pastorek (91).

12. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároku 11 vyznačující se tím, že osa hřídele (93) svírá s osou (58) převodovky úhel menší než 5°.

13. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároků 11 a 12 vyznačující se tím, že systém (9) parkovací brzdy dále zahrnuje alespoň jednu předlohovou hřídel (95) parkovací brzdy opatřenou prvním ozubeným kolem (951) a druhým ozubeným kolem (952) a umístěnou tak, že první ozubené kolo (951) je svým ozubením spojeno s hlavním převodním kolem (4) a druhé ozubené kolo (952) je svým ozubením spojeno s pastorkem (91).

14. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároku 13 vyznačující se tím, že zahrnuje dvě předlohové hřídele (95) rozmístěné po obvodu hlavního převodního kola (4).

15. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároků 11 až 14 vyznačující se tím, že zahrnuje dva brzdové třmeny (94) umístěné na protilehlých koncích obvodu brzdového kotouče (92).

16. Elektrický pohonný modul pro pohon nápravy podle nároků 11 až 15 vyznačující se tím, že brzdový kotouč (92) a brzdový třmen (94) jsou umístěny v prostoru vymezeném polohou diferenciálu (6) a výstupního unašeče (81) hřídele (8) na straně vidlice.