具有兩擋傳動(dòng)裝置的電動(dòng)車橋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的特征的用于機(jī)動(dòng)車的車橋驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)。這類車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)例如應(yīng)用在電驅(qū)動(dòng)的車輛中或混合動(dòng)力車輛中。這種類型的車 橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特征在于，同軸布置用于電驅(qū)動(dòng)而設(shè)置的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)、使轉(zhuǎn)速降低的疊加傳 動(dòng)裝置和用于將由驅(qū)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分配到輸出軸上的分動(dòng)器。上述的三個(gè)組件在這種類 型的車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中具有共同的、橫向于機(jī)動(dòng)車行駛方向定向的旋轉(zhuǎn)軸線。
【背景技術(shù)】
[0002] 由DE102010036884A1公知了一種具有根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的特征的用于 機(jī)動(dòng)車的車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的同軸結(jié)構(gòu)形式和輸出軸交錯(cuò)嵌套到構(gòu)造為空心軸 的轉(zhuǎn)子軸中可以實(shí)現(xiàn)的是，在很小的結(jié)構(gòu)空間上實(shí)現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，能提供一種用于機(jī)動(dòng)車的具有能換擋的兩擋傳動(dòng)裝置 的特別緊湊的車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0004] 該任務(wù)通過具有根據(jù)權(quán)利要求1的特征的車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來解決。由從屬權(quán)利要求 可獲知本發(fā)明的有利的實(shí)施方案。
[0005] 首先，根據(jù)本發(fā)明的車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括具有第一轉(zhuǎn)子軸的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)，尤其是永 久激勵(lì)的同步機(jī)，在該轉(zhuǎn)子軸上提供為了驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車所必需的轉(zhuǎn)矩。具有第一和第二傳動(dòng) 裝置級(jí)的能換擋的疊加傳動(dòng)裝置在力矩流中聯(lián)接在驅(qū)動(dòng)機(jī)之后。能換擋的疊加傳動(dòng)裝置尤 其用于降低驅(qū)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。按照有利方式可以設(shè)置轉(zhuǎn)速降低，因?yàn)樵谙嗤β氏驴焖俎D(zhuǎn)動(dòng) 的電機(jī)擁有比具有相應(yīng)更高的轉(zhuǎn)矩的低速轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)更小的車橋高度。
[0006] 此外，車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有能軸向移動(dòng)的、用于 切換兩個(gè)擋的移動(dòng)套筒。疊加傳動(dòng)裝置具有傳動(dòng)裝置輸入軸，其與驅(qū)動(dòng)機(jī)的第一轉(zhuǎn)子軸抗 相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接并且可以借助上述的移動(dòng)套筒可選地與第二傳動(dòng)裝置級(jí)直接地作用連接 或通過第一傳動(dòng)裝置級(jí)與第二傳動(dòng)裝置級(jí)間接地作用連接。傳動(dòng)裝置輸入軸例如通過插接 齒部與第一轉(zhuǎn)子軸連接，該插接齒部允許了兩個(gè)軸彼此軸向指向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由此，補(bǔ)償了 公差。此外，插接齒部引起的是，傳動(dòng)裝置中可能的振動(dòng)激勵(lì)與電動(dòng)機(jī)的解耦。
[0007] 具有向第一輸出軸輸出的第一分動(dòng)器軸和向第二輸出軸輸出的第二分動(dòng)器軸的 分動(dòng)器聯(lián)接在疊加傳動(dòng)裝置之后。利用上述的分動(dòng)器或差速器可以實(shí)現(xiàn)在左輸出側(cè)上和右 輸出側(cè)上的不同轉(zhuǎn)速
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特征在于同軸的結(jié)構(gòu)方式。即，分動(dòng)器軸、輸出軸和 第一轉(zhuǎn)子軸以能繞著共同的、橫向于機(jī)動(dòng)車行駛方向定向的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的方式布置。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明，車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過如下方式特別緊湊地設(shè)計(jì)，即，換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括 用于使移動(dòng)套筒移動(dòng)的電機(jī)并且換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)布置在沿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的軸向方向在一側(cè)上通 過第一傳動(dòng)裝置級(jí)限定且在另一側(cè)上通過第二傳動(dòng)裝置級(jí)限定的結(jié)構(gòu)空間中。因此，完整 的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)從軸向上來看位于疊加傳動(dòng)裝置的兩個(gè)能換擋的傳動(dòng)裝置級(jí)之間。用于調(diào) 節(jié)移動(dòng)套筒的電機(jī)的延展從軸向方向上來看沒有超出第一與第二傳動(dòng)裝置級(jí)的軸向間距。 [0010] 在本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案中，在該構(gòu)思的情況下第一與第二傳動(dòng)裝置級(jí)之間的 間距通過如下方式保持得特別小，即，電機(jī)具有橫向于共同的旋轉(zhuǎn)軸線定向的第二轉(zhuǎn)子軸， 并且換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括用于將第二轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為移動(dòng)套筒的在軸向指向的平移的 器件。由垂直于旋轉(zhuǎn)軸線定向的第二轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩例如在使用適合的角傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的情 況下向具有與共同的旋轉(zhuǎn)軸線平行地取向的軸傳遞，從這里出發(fā)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)最后必須轉(zhuǎn)化為 移動(dòng)套筒的平移。
[0011] 在本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案中，上述的器件包括具有滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的螺桿。 如果在本發(fā)明的另外的有利的設(shè)計(jì)方案中，現(xiàn)在第二轉(zhuǎn)子軸構(gòu)造為小齒輪軸并且螺桿包括 與小齒輪軸處于作用嵌接的冠狀齒部，那么電機(jī)可以引起螺桿的軸向運(yùn)動(dòng)。
[0012] 在此，上述的器件還可以包括以能樞轉(zhuǎn)的方式支承的等臂桿用于將螺桿的軸向運(yùn) 動(dòng)轉(zhuǎn)化為移動(dòng)套筒的軸向指向的平移。
[0013] 包括具有其齒輪軸的電機(jī)、具有冠狀齒部的螺桿、等臂桿以及以此處于作用嵌接 的移動(dòng)套筒的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的完整系統(tǒng)從軸向上來看位于在一側(cè)上由第一傳動(dòng)裝置級(jí)且 在另一側(cè)上由第二傳動(dòng)裝置級(jí)限定的結(jié)構(gòu)空間中。
[0014] 在本發(fā)明的另一有利的構(gòu)造方案中，通過如下方式進(jìn)一步減少了針對(duì)車橋驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)所必需的結(jié)構(gòu)空間，即，第一傳動(dòng)裝置級(jí)直接與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的端側(cè)鄰接，并且以如下方 式布置在由驅(qū)動(dòng)機(jī)的定子的繞組端部徑向限定的結(jié)構(gòu)空間中，即，該第一傳動(dòng)裝置級(jí)在軸 向方向上不超出上述的繞組端部。以這種類型和方式，第一傳動(dòng)裝置級(jí)的存在沒有增加車 橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)長度，因?yàn)橛傻谝粋鲃?dòng)裝置級(jí)在軸向上占據(jù)的結(jié)構(gòu)空間終歸不大于由定 子的繞組端部在軸向上占據(jù)的結(jié)構(gòu)空間。
[0015] 按照有利方式，第一和第二傳動(dòng)裝置級(jí)構(gòu)造為行星齒輪組，其中，第二傳動(dòng)裝置級(jí) 具有輸出軸，該輸出軸與分動(dòng)器的輸入軸抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地聯(lián)接。
[0016] 在本發(fā)明的另外的有利設(shè)計(jì)方案中，可以通過如下方式進(jìn)行疊加傳動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng) 機(jī)的分離，即，車橋驅(qū)動(dòng)裝置殼體之中的疊加傳動(dòng)裝置的第一變速級(jí)通過支承蓋與驅(qū)動(dòng)機(jī) 分離，并且支承蓋具有用于支承第一轉(zhuǎn)子軸的支承部位和用于支承傳動(dòng)裝置輸入軸的另一 支承部位。在此，第一轉(zhuǎn)子軸和傳動(dòng)裝置輸入軸在徑向上彼此獨(dú)立地支承，從而使傳動(dòng)裝置 輸入軸上存在的振動(dòng)不會(huì)傳遞到第一轉(zhuǎn)子軸上。
[0017] 按照有利方式，車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括用于徑向支承第一傳動(dòng)裝置級(jí)的行星齒輪架的 第一向心推力球軸承，同時(shí)設(shè)置有用于徑向支承第二傳動(dòng)裝置級(jí)的太陽輪的第二向心推力 球軸承，其中，兩個(gè)向心推力球軸承在軸向上預(yù)加應(yīng)力。
[0018] 本發(fā)明的另一有利的設(shè)計(jì)方案的特征在于，車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)矩矢量單元 (Torque-Vectoring-Einheit)用于將由驅(qū)動(dòng)機(jī)引入的轉(zhuǎn)矩有針對(duì)性地分配到輸出軸上，其 中，轉(zhuǎn)矩矢量單元包括轉(zhuǎn)矩矢量電機(jī)和具有兩個(gè)行星齒輪組的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0019] 按照有利方式，分動(dòng)器構(gòu)造為行星齒輪差速器，其中，第一分動(dòng)器軸是分動(dòng)器的行 星齒輪架，第二分動(dòng)器軸與行星齒輪差速器的太陽輪抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，并且轉(zhuǎn)矩矢量電 機(jī)通過圓柱齒輪級(jí)與行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行星齒輪組的太陽輪處于作用嵌接，上述的行星 齒輪組的齒圈與分動(dòng)器的行星齒輪架抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。
[0020] 按照有利方式，轉(zhuǎn)矩矢量電機(jī)在此具有平行于第一轉(zhuǎn)子軸的軸線定向的第三轉(zhuǎn)子 軸。
[0021] 借助圓柱齒輪級(jí)和行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來降低轉(zhuǎn)矩矢量電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而可以向分 配傳動(dòng)機(jī)構(gòu)施加很高的調(diào)節(jié)力矩用于利用比較小的電機(jī)進(jìn)行有針對(duì)性的轉(zhuǎn)矩分配。
[0022] 在另外的有利設(shè)計(jì)方案中，包括疊加傳動(dòng)裝置、分動(dòng)器和轉(zhuǎn)矩矢量單元的行星齒 輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的完整的傳動(dòng)裝置單元在軸向上借助軸向軸承預(yù)加應(yīng)力，其中，軸向軸承全部 具有相同分度圓，其中，上述的傳動(dòng)裝置單元從軸向方向上來看夾持在驅(qū)動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)矩矢量 電機(jī)之間。從左向右看，電動(dòng)車橋驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)以驅(qū)動(dòng)機(jī)開始，接著是行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 的第一傳動(dòng)裝置級(jí)，接著是換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，接著是行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二傳動(dòng)裝置級(jí)，接 著是分動(dòng)器，接著是在其上最后聯(lián)接有圓柱齒輪級(jí)的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該圓柱齒輪級(jí)與 轉(zhuǎn)矩矢量電機(jī)的第三轉(zhuǎn)子軸處于作用連接。
【附圖說明】
[0023] 以下結(jié)合附圖中示出的實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明。其中：
[0024] 圖1示出在空擋位置中的根據(jù)本發(fā)明的車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)施方案；
[0025] 圖2示出在第一擋中的根據(jù)圖1的實(shí)施方案并且；
[0026] 圖3示出在第二擋中的根據(jù)圖1的實(shí)施方案。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 圖1示出在空擋位置中的根據(jù)本發(fā)明的車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)施方式。系統(tǒng)包括構(gòu)造 為永久激勵(lì)的同步機(jī)的具有定子20和轉(zhuǎn)子19的驅(qū)動(dòng)機(jī)1，該轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)構(gòu)造為空心軸的第一 轉(zhuǎn)子軸2。第一輸出軸10在第一轉(zhuǎn)子軸2之中延伸，該第一輸出軸向要驅(qū)動(dòng)的車橋的車輪 輸出。第一轉(zhuǎn)子軸2通過未示出的插接齒部與疊加傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)裝置輸入軸7連接，該 疊加傳動(dòng)裝置包括第一和第二傳動(dòng)裝置級(jí)3、4。兩個(gè)傳動(dòng)裝置級(jí)3、4構(gòu)造為行星齒輪級(jí)。 第一行星齒輪級(jí)在軸向上通過軸向軸承36相對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)的支承蓋37支承，而輸出軸10在徑 向上支承在對(duì)置的支承蓋38上。此外，在上述的支承蓋37上，第一轉(zhuǎn)子軸2通過滾動(dòng)軸承 39支撐在支承部位上。另外的支承部位從徑向方向上來看大致對(duì)置地位于支承蓋37的另 外的側(cè)上，在該另外的支承部位上進(jìn)行通過滾動(dòng)軸承40、41對(duì)傳動(dòng)裝置輸入軸7的徑向支 撐。
[0028] 第一傳動(dòng)裝置級(jí)3的行星齒輪架26是該第一傳動(dòng)裝置級(jí)的輸出軸。換擋執(zhí)行機(jī) 構(gòu)5位于第一與第二傳動(dòng)裝置級(jí)3、4之間，利用該換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，行星齒輪架26可以與第 二傳動(dòng)裝置級(jí)4的太陽輪27可選地聯(lián)接。換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)5與第一和第二傳動(dòng)裝置級(jí)3、4 一起形成能換擋的兩擋傳動(dòng)裝置。利用換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)5可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同的變速比和空擋 位置。
[0029] 兩擋傳動(dòng)裝置的離合器系統(tǒng)由離合器齒部23、42、一個(gè)或多個(gè)同步環(huán)43以及移動(dòng) 套筒6構(gòu)成。移動(dòng)套筒6的離合器本體通過能軸向移動(dòng)的齒軸齒部或鍵軸齒部與第二傳動(dòng) 裝置級(jí)4的太陽輪27形狀鎖合地（formschlilssig)連接。
[0030] 移動(dòng)套筒6的軸向運(yùn)動(dòng)通過能以樞轉(zhuǎn)方式支承的等臂桿18來導(dǎo)入。移動(dòng)套筒6 的滑塊嵌入移動(dòng)套筒6的外直徑處的環(huán)形凹槽中。通過具有螺桿16的滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 來引起等臂桿的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中，螺桿16借助冠狀齒部17由構(gòu)造為小齒輪軸的第二轉(zhuǎn)子軸 15來驅(qū)動(dòng)。電機(jī)14的第二轉(zhuǎn)子軸15與第一轉(zhuǎn)子軸2垂直地進(jìn)而與機(jī)動(dòng)車的行駛方向平行 地放置。沿著行駛方向安裝電機(jī)14允許的是，以很小的軸向延展構(gòu)造完整的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu) 5。完整的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)5位于在左側(cè)上通過第一傳動(dòng)裝置級(jí)3且在右側(cè)上通過第二傳動(dòng) 裝置級(jí)4限定的結(jié)構(gòu)空間中。車橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的軸向結(jié)構(gòu)空間通過如下方式進(jìn)一步最小化， 即，第一傳動(dòng)裝置級(jí)3的第一行星齒輪組布置在驅(qū)動(dòng)機(jī)1的繞組端部之下空置的結(jié)構(gòu)空間 中。因此，第一傳動(dòng)裝置級(jí)3的行星齒輪架26的右側(cè)與驅(qū)動(dòng)機(jī)1的支承蓋37齊平。
[0031] 此外，設(shè)置有向心推力球軸承24、25用于支承第一傳動(dòng)裝置級(jí)3的行星齒輪架26 和第二傳動(dòng)裝置級(jí)4的太陽輪27。上述的向心推力球軸承24、25在軸向上預(yù)加應(yīng)力。
[0032] 圖1中示出在空擋位置中的兩擋傳動(dòng)裝置。第二傳動(dòng)裝置級(jí)4的太陽輪27在驅(qū) 動(dòng)技術(shù)上不與驅(qū)動(dòng)機(jī)1聯(lián)接，因?yàn)橐苿?dòng)套筒6既不與左離合器齒部23也不與右離合器齒部 42處于齒嵌接。按照有利方式，在該狀態(tài)中，驅(qū)動(dòng)機(jī)1和第一傳動(dòng)裝置級(jí)3都不處于與兩個(gè)