專利名稱：包含至少兩個輸出軸和至少兩個多軸式行星齒輪組的傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序中所詳述的傳動裝置，其包含至少兩個輸出 軸和至少兩個彼此處于作用連接的多軸式行星齒輪組。
背景技術(shù)：
DE 10 2006 031 089. 6中公開了汽車上用的一種驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動汽車的配有 兩個驅(qū)動輪的汽車軸，這兩個驅(qū)動輪經(jīng)過兩個行星齒輪組而彼此處于作用連接。第一行星 齒輪組是作為一種所謂的具有階梯式行星齒輪的階梯式行星齒輪組設(shè)計的，而第二行星齒 輪組則是作為一種所謂的具有可接通的迂回傳動級的正行星齒輪組設(shè)計的。一個行星齒輪 組總有一個軸是可以與一個與一驅(qū)動輪相連的驅(qū)動軸或與驅(qū)動裝置的一個輸出軸有效連 接的。此外，還配置了一個切換裝置，利用該切換裝置可以在汽車軸的兩個驅(qū)動輪之間接通 一個第一動力線路或一個第二動力線路。在行星齒輪組之一的另一個軸的范圍內(nèi)，可以將一個電機的轉(zhuǎn)矩導入到第一或第 二動力線路中。電機的轉(zhuǎn)矩可在第一動力線路接通的情況下等分地以相同的符號并且在第 二動力線路接通的情況下等分地以不同的符號引導到輸出軸或引導到汽車軸的驅(qū)動輪，以 便在汽車軸的范圍內(nèi)在一個第一運行模式期間提供一個驅(qū)動力矩；或者在一個第二運行模 式期間將由電機所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩等分地以不同的符號在汽車軸的兩個驅(qū)動輪之間加以分配 并提供給這些驅(qū)動輪，以便改善汽車的行駛狀況。電機與一個與階梯式行星齒輪組的一個橋接件相連的驅(qū)動軸共軸地安置，經(jīng)過該 驅(qū)動軸可將一轉(zhuǎn)矩導引到汽車軸的其中一個驅(qū)動輪，該電機在汽車的一個范圍內(nèi)被安置在 階梯式行星齒輪組和驅(qū)動輪之間，在該范圍中只有很有限的安裝空間用于安置一個電機。 根據(jù)這一理由，該傳動裝置的缺點就在于只能裝配這樣一類電機，這些電機具有一種配合 所存在的可供利用的安裝空間的安裝空間要求并且不能滿足對于不同要求的功率供給。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種傳動裝置，它配有至少兩個輸出軸和至少兩個可 彼此處于作用連接的多軸式行星齒輪組，利用該傳動裝置可以實現(xiàn)前述的兩種工作模式， 而且可以與各種電機相結(jié)合，只要這些電機能為實現(xiàn)所述運行模式提供足夠高的功率供給 即可。根據(jù)本發(fā)明，上述任務(wù)是利用一種具有權(quán)利要求1中所述特征的傳動裝置加以解 決的。本發(fā)明提出的傳動裝置配有至少兩個輸出軸和至少兩個彼此處于作用連接的多 軸式行星齒輪組。各一個行星齒輪組的一個軸能夠與傳動裝置的一個輸出軸處于作用連 接。此外，還配置了切換裝置，經(jīng)過該切換裝置可以在傳動裝置的輸出軸之間的第一動力線 路和第二動力線路之間進行轉(zhuǎn)換，其中在行星齒輪組之一的另一個軸的范圍內(nèi)，可將電機的一個轉(zhuǎn)矩導入到第一動力線路或第二動力線路中。電機的該轉(zhuǎn)矩在第一動力線路接通的 情況下等分地且以相同的符號被引導到輸出軸并且在第二動力線路接通的情況下等分地 以不同的符號被引導到輸出軸。電機的一個輸出軸是垂直于傳動裝置的輸出軸之一加以安置的。因此，本發(fā)明提出的傳動裝置的電機是可以從一個在安裝空間供給方面受限的、 處于傳動裝置的其中一個行星齒輪組和汽車的一個驅(qū)動輪之間的范圍，而安置到一個在安 裝空間供給方面在更小程度上受限的范圍中。本發(fā)明提出的傳動裝置可以按照簡單而成本 合算的方式與相當大尺寸的電機相聯(lián)合，由此為了實現(xiàn)兩種運行模式，即驅(qū)動模式或扭矩 矢量(Torque Vectoring)運行模式，所需要的功率可以按所希望的范圍由為傳動裝置所配 備的電機獲得。接下來，具有負的固定傳動比(Standilbersetzimg)的行星齒輪傳動裝置稱為負 行星齒輪組(Minusplanetenradsatz)或負傳動機構(gòu)。此外，將具有正的固定傳動比的一種 行星齒輪傳動裝置稱為正行星齒輪組或正傳動機構(gòu)，所述固定傳動比表示在橋接件靜止或 認為是靜止的橋接狀態(tài)下在行星齒輪傳動裝置中中心齒輪軸的角速度或轉(zhuǎn)速之間的比例。


本發(fā)明的其它優(yōu)點和有利的發(fā)展見各項權(quán)利要求中和參照附圖原理上所說明的 實施例中所述，為了簡明起見，在關(guān)于實施例的說明中對結(jié)構(gòu)相同的和功能相同的部件使 用同一附圖標記。附圖表示圖1在汽車后軸范圍中配有本發(fā)明提出的傳動裝置的汽車的大略示意圖；圖2與圖1相當?shù)钠囀疽鈭D，該汽車在其前軸范圍內(nèi)配有本發(fā)明提出的傳動裝 置；圖3圖1和圖2所示傳動裝置的第一實施例的驅(qū)動輪示意圖；圖4圖1和圖2所示傳動裝置的第二實施例的驅(qū)動輪示意圖；圖5圖1和圖2所示傳動裝置的第三實施形式，配有正行星齒輪組。
具體實施例方式圖1中示出汽車1的一個大略示意圖，該汽車配有一個第一車軸2和一個第二車 軸3，第一車軸2表示汽車1的汽車前軸，第二車軸3表示汽車1的汽車后軸。第一車軸2 包含兩個驅(qū)動輪4、5，這兩個驅(qū)動輪經(jīng)過兩個驅(qū)動軸6、7與一個差動傳動機構(gòu)8相連。利 用該差動傳動機構(gòu)8，將由現(xiàn)在作為內(nèi)燃機設(shè)計的驅(qū)動組件9所產(chǎn)生的傳動力矩等分地分 配到兩個驅(qū)動輪4和5上。此外，在驅(qū)動組件9和差動傳動機構(gòu)8之間配置了一個傳動裝 置10，該傳動裝置可以作為手動變速器、作為自動變速器或者作為自動化的手動變速器加 以設(shè)計，利用該傳動裝置可以按已知方式實現(xiàn)不同的可無級調(diào)節(jié)的傳動比或傳動級。第二車軸3也包含兩個驅(qū)動輪11、12，這兩個驅(qū)動輪經(jīng)過兩個驅(qū)動軸13、14和一 個傳動裝置15彼此處于作用連接(Wirkverbindung)，以便在第二車軸3的范圍內(nèi)在一個 驅(qū)動模式期間在驅(qū)動輪11、12的范圍內(nèi)能提供一個轉(zhuǎn)矩，或者在一種扭矩矢量運行模式期 間能夠正面地影響汽車行駛狀況。這樣，圖1所示汽車1在傳動裝置15未激活的情況下是 前驅(qū)的；而汽車1在傳動裝置15的驅(qū)動模式期間在兩個車軸的范圍內(nèi)被驅(qū)動，從而相當于一輛四輪驅(qū)動的汽車。如果驅(qū)動組件9未激活，也就是說，如果內(nèi)燃機停止工作，則已被激 活(或有源的)的傳動裝置15便可驅(qū)動汽車。所謂傳動裝置的驅(qū)動電動機例如指的是這 樣一種電動機，就是能使汽車用電的方式行駛(混合式驅(qū)動)。為此所需的條件是一個相適 應地設(shè)計的蓄能器。按傳動裝置15的扭矩矢量運行模式，汽車1在汽車前軸的范圍內(nèi)被驅(qū) 動，而其行駛狀況則利用一種“被激活的或有源的”汽車后軸加以影響。按圖2中所示的汽車1的第二實施例，第一汽車軸2是汽車后軸，第二汽車軸3是 汽車1的汽車前軸，所以汽車在未激活的傳動裝置15的情況下是作為純尾部驅(qū)動的汽車供 使用的。在傳動裝置15的驅(qū)動模式中，圖2所示的汽車1如同圖1所示的汽車一樣，都是 在兩個汽車軸2和3的范圍內(nèi)被驅(qū)動。在傳動裝置15的扭矩矢量工作模式中，除了尾部驅(qū) 動之外，還有“激活的”汽車前軸影響汽車1的行駛狀況。圖3至圖5中示出圖1和圖2所示傳動裝置15的不同實施例的幾個驅(qū)動輪示意 圖，為了實現(xiàn)驅(qū)動模式和扭矩矢量工作模式，它們都具有一種共同的基本結(jié)構(gòu)。因此，圖3至5所示傳動裝置15各自都配有兩個輸出軸16、17并配有兩個彼此處 于作用連接的多軸式行星齒輪組18、19。在此按圖3至圖5所示傳動裝置15的實施例，第 二行星齒輪組19的一個作為太陽輪設(shè)計的軸28是與輸出軸16相連的。在圖3和4中所 示傳動裝置15的實施例中的輸出軸17則是與第一行星齒輪組18的一個作為空心輪設(shè)計 的軸21相連的；按圖5中所示傳動裝置15的實施例中輸出軸17是與第一行星齒輪組18 的一個作為太陽輪設(shè)計的軸35相連的。此外，按所有在附圖中所示的傳動裝置15的實施例，在兩個行星齒輪組18和19 之間都安置了一個切換裝置22，該切換裝置可以在兩個不同的運行狀態(tài)之間或換接位置 S1和S2之間進行轉(zhuǎn)換，并將傳動裝置15的兩個輸出軸16和17經(jīng)過傳動裝置15的一個第 一動力線路或一個第二動力線路彼此連接起來。按圖3所示的傳動裝置15在第一行星齒輪組18的一個太陽輪24的范圍內(nèi)，和按 圖4和5所示的傳動裝置15在第一行星齒輪組18的一個橋接件23的范圍內(nèi)，可將電機25 的轉(zhuǎn)矩導入到傳動裝置15的第一或第二動力線路中，電機25的轉(zhuǎn)矩在第一動力線路接通 時在輸出軸16、17之間以相同的符號等分地加以分配并輸送給這些輸出軸，并且在第二動 力線路接通時等分地以不同的符號在輸出軸16、17之間加以分配并輸送給這些輸出軸。按圖3中所示傳動裝置15的實施例，第一行星齒輪組18是作為單一的負行星齒 輪組設(shè)計的，而第二行星齒輪組19則是作為正行星齒輪組設(shè)計的。按圖4所示的傳動裝置 15，第一行星齒輪組18是作為雙行星齒輪組設(shè)計的，第二行星齒輪組19則是作為正行星齒 輪組設(shè)計的；圖5所示傳動裝置15的第一行星齒輪組18是作為正行星齒輪組設(shè)計的，而第 二行星齒輪組19則是作為雙行星齒輪組設(shè)計的。從原理上說，可利用所有在附圖中示出的傳動裝置15的實施形式，在切換裝置22 的第一換接位置S1上實現(xiàn)驅(qū)動模式。在此有可能既按牽引運行(Zugbetrieb)操作，又可 按慣性運行(Schubbetrieb)操作汽車1，其中特別在汽車的慣性運行中，在電機25的發(fā)電 運行中可以回收利用制動能。若將切換裝置22移入到它的第二換接位置S2上，則經(jīng)過傳動裝置15可將一個由 電機25所提供的轉(zhuǎn)矩等分地且以不同的符號朝向驅(qū)動輪11和12導引，從而使其中一個驅(qū) 動輪11或12得到加速，與此同時使另一個驅(qū)動輪12或11在相同的范圍內(nèi)被制動。這樣就可在第二汽車軸3的范圍內(nèi)執(zhí)行一種所謂的扭矩矢量工作模式，借以按已知方式改進汽 車1的行駛穩(wěn)定性，而且在轉(zhuǎn)彎行駛過程中能夠確保汽車1的更為靈活的狀況。電機25，更確切地說，電機25的電機輸出軸26，按附圖中所示的傳動裝置15的所 有實施例，都是垂直于傳動裝置15的輸出軸16和17加以安置的。在圖3所示的傳動裝置 15的第一行星齒輪組18的太陽輪24或圖4和圖5所示傳動裝置15的第一行星齒輪組18 的橋接件23與電機25或其電機輸出軸26之間，分別配置了一個錐齒輪級27。這樣，電機 25或其電機輸出軸26便可相對于驅(qū)動輪軸旋轉(zhuǎn)90°地加以布置，并可定位在汽車的一個 有足夠安裝空間供使用的范圍中。圖3所示傳動裝置15的第二行星齒輪組19配有兩個太陽輪28、29，這兩個太陽輪 分別具有不同的齒數(shù)，而且與階梯式行星齒輪30相嚙合。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩反向，該實施例配 置了一個附加的行星齒輪31及另一個太陽輪32，該太陽輪在切換裝置22的第一換接位置 Sl上與第一行星齒輪組18的橋接件23處于作用連接。圖3所示第二行星齒輪組19的結(jié) 構(gòu)在切換裝置22的第一換接位置Sl上具有大約97 %的嚙合效率，電機25所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的 一部分在電機范圍內(nèi)可經(jīng)過三個沿軸向并排安置的齒嚙合加以傳遞。在切換裝置22的第一換接位置Sl上，在傳動裝置15的外殼范圍內(nèi)需被支撐的轉(zhuǎn) 矩經(jīng)過第二行星齒輪組19的階梯式行星齒輪30的支座而被導入到傳動裝置15的外殼中。 在切換裝置22的第二換接位置S2上，第二太陽輪29與第一行星齒輪組18的橋 接件23相連，這樣，電機25的轉(zhuǎn)矩便從電機輸出軸26經(jīng)過第一行星齒輪組18的錐齒輪級 27、太陽輪24和與之相嚙合的第一行星齒輪組18的行星齒輪33以及橋接件23，經(jīng)過第二 行星齒輪組19的第二太陽輪29和與之相嚙合的階梯式行星齒輪30而被傳遞到第二行星 齒輪組19的第一太陽輪28上，并從該處經(jīng)過輸出軸16和驅(qū)動軸13以一半輸送給驅(qū)動輪 11。由電機25所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的另一半則由第一行星齒輪組18的行星齒輪33和與之相嚙 合的空心輪21經(jīng)過輸出軸17和驅(qū)動軸14傳遞給驅(qū)動輪12。圖4中所示的傳動裝置15的第二實施形式與圖3中所示傳動裝置15的實施例的 區(qū)別主要在第一行星齒輪組18的范圍中，該行星齒輪組按圖4所示的傳動裝置15是作為 雙行星齒輪組或者作為正行星齒輪組設(shè)計的，以便能夠?qū)㈦姍C25經(jīng)過錐齒輪級27聯(lián)接到 第一行星齒輪組18的橋接件23上。第一行星齒輪組18的太陽輪24經(jīng)過切換裝置與第二 行星齒輪組19相連。在切換裝置22的范圍內(nèi)以及在兩個行星齒輪組18和19之間的范圍內(nèi)延伸的軸 引導的轉(zhuǎn)矩在按圖4所示的傳動裝置15中小于按圖3所示的傳動裝置15情況下，其中然 而上述范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速在按圖4所示傳動裝置15情況下卻高于按圖3所示傳動裝置15情況 下。在按圖5所示的傳動裝置15中，第一行星齒輪組18作為正行星齒輪組配有一個 第一太陽輪34和一個第二太陽輪35，這些太陽輪與階梯式行星齒輪36相嚙合。傳動裝置 15的作為雙行星齒輪組設(shè)計的第二行星齒輪組19除了包含一個抗扭轉(zhuǎn)設(shè)計的空心輪之 夕卜，還包含作為太陽輪28設(shè)計的軸16及一個第二太陽輪29，這兩個太陽輪28和29設(shè)計成 具有不同的齒數(shù)。在切換裝置22的第一換接位置Sl上，第一行星齒輪組18的第一太陽輪34是經(jīng) 過切換裝置22而與第二行星齒輪組19的一個橋接件37相連的。在第二換接位置S2上，第一行星齒輪組18的第一太陽輪34經(jīng)過切換裝置22而與第二行星齒輪組19的第二太陽 輪29相連，而且接通傳動裝置15中的第二動力線路。在圖5所示的傳動裝置15的運轉(zhuǎn)中，在第二行星齒輪組的雙行星齒輪38的范圍 內(nèi)所出現(xiàn)的行星齒輪相對轉(zhuǎn)速小于圖4所示傳動裝置15的實施例中的行星齒輪相對轉(zhuǎn)速。 此外，圖5所示傳動裝置15的第二行星齒輪組19設(shè)計得只配有兩個沿軸向并排布置的齒 嚙合，這樣，圖5所示第二行星齒輪組19的嚙合效率高于圖3和圖4所示第二行星齒輪組 19的嚙合效率。此外，在圖5所示傳動裝置15的運轉(zhuǎn)中，相比于圖4所示的傳動裝置15，在切換裝 置22的范圍內(nèi)較小的轉(zhuǎn)矩發(fā)生作用，因此在切換裝置22的范圍內(nèi)的負荷是較低的并且為 切換裝置22的轉(zhuǎn)換所施加的切換力是較小的。相反，圖5所示傳動裝置15在第二行星齒輪組19的范圍內(nèi)由于階梯形設(shè)計的內(nèi) 行星齒輪38之故，與圖4所示第二行星齒輪組19相比，在結(jié)構(gòu)上是比較復雜的。此外，在 按圖5所示傳動裝置15的第二行星齒輪組19的階梯形的雙行星齒輪38范圍內(nèi)，須支承在 傳動裝置15的運轉(zhuǎn)中所產(chǎn)生的軸向力。利用本發(fā)明提出的傳動裝置，使用唯一的一個系統(tǒng)，既能實現(xiàn)驅(qū)動模式，也能實現(xiàn) 扭矩矢量工作模式，該系統(tǒng)的特點就是安裝空間需要小，總重量低，以及制造成本小。從原則上說，本發(fā)明提出的傳動裝置的特征在于僅僅利用一個電動機能夠?qū)崿F(xiàn)多 功能性。在此在根據(jù)本發(fā)明的具有結(jié)構(gòu)緊湊、固有重量小的特點的傳動裝置的不同的運轉(zhuǎn) 模式中能夠提供相匹配的變速比。此外，制造成本有利的這種傳動裝置在所有運行點上都 能以高效進行工作。附圖標記一覽表1 汽車2第一汽車軸3第二汽車軸4、5驅(qū)動輪6、7驅(qū)動軸8差動傳動機構(gòu)9驅(qū)動組件10傳動裝置11、12 驅(qū)動輪13、14 驅(qū)動軸15傳動裝置16、17 輸出軸18第一行星齒輪組19第二行星齒輪組21第一行星齒輪組的空心輪22切換裝置23第一行星齒輪組的橋接件
24第一行星齒輪組的太陽輪
25 電機26電機的電機輸出軸27錐齒輪級28第二行星齒輪組的第一太陽輪29第二行星齒輪組的第二太陽輪30第二行星齒輪組的階梯式行星齒輪31輔助的行星齒輪32另一太陽輪33第一行星齒輪組的行星齒輪34第一行星齒輪組的第一太陽輪35第一行星齒輪組的第二太陽輪36第一行星齒輪組的階梯式行星齒輪37第二行星齒輪組的橋接件
38第二行星齒輪組的階梯形的雙行星齒輪
權(quán)利要求
傳動裝置(15)，其包含至少兩個輸出軸(16、17)和至少兩個彼此處于作用連接的多軸式的行星齒輪組(18、19)，其中，各一個行星齒輪組(18，19)的一個軸(21，28；23，28)能夠與一個輸出軸(16，17)處于作用連接，并且設(shè)置切換裝置(22)，經(jīng)過該切換裝置能夠在輸出軸(16，17)之間的一個第一動力線路和一個第二動力線路之間進行轉(zhuǎn)換，在其中一個行星齒輪組(18)的另一個軸(23)的范圍內(nèi)能夠?qū)㈦姍C(25)的轉(zhuǎn)矩導入到第一動力線路或第二動力線路中，并且電機(25)的轉(zhuǎn)矩在第一動力線路接通的情況下等分地且以相同的符號被導引到輸出軸(16，17)并且在第二動力線路接通的情況下等分地且以不同的符號被導引到輸出軸(16，17)，其特征在于電機(25)的電機輸出軸(26)垂直于其中一個輸出軸(16，17)設(shè)置。
2.按權(quán)利要求1所述的傳動裝置，其特征在于一個第一行星齒輪組(18)是作為單一 的負行星齒輪組設(shè)計的，電機(25)的轉(zhuǎn)矩能夠?qū)胨龅谝恍行驱X輪組的范圍中。
3.按權(quán)利要求1或2所述的傳動裝置，其特征在于一個第二行星齒輪組(19)是作為 正行星齒輪組設(shè)計的。
4.按權(quán)利要求1所述的傳動裝置，其特征在于一個第一行星齒輪組(18)是作為雙行 星齒輪組設(shè)計的，電機(25)的轉(zhuǎn)矩能夠?qū)胨龅谝恍行驱X輪組的范圍中。
5.按權(quán)利要求4所述的傳動裝置，其特征在于一個第二行星齒輪組(19)是作為正行 星齒輪組設(shè)計的。
6.按權(quán)利要求1所述的傳動裝置，其特征在于一個第一行星齒輪組(18)是作為正行 星齒輪組設(shè)計的，電機(25)的轉(zhuǎn)矩能夠?qū)胨龅谝恍行驱X輪組的范圍中。
7.按權(quán)利要求6所述的傳動裝置，其特征在于一個第二行星齒輪組(19)是作為雙行 星齒輪組設(shè)計的。
8.按權(quán)利要求1至7中任一項所述的傳動裝置，其特征在于切換裝置(22)安置在行 星齒輪組(18、19)之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種傳動裝置(15)，其包含至少兩個輸出軸(16、17)和至少兩個彼此處于作用連接的多軸式的行星齒輪組(18、19)，各一個行星齒輪組(18，19)的一個軸(21，28；23，28)能夠與一個輸出軸(16，17)處于作用連接，并且設(shè)置切換裝置(22)，經(jīng)過該切換裝置能夠在輸出軸(16，17)之間的一個第一動力線路和一個第二動力線路之間進行轉(zhuǎn)換，在其中一個行星齒輪組(18)的另一個軸(23)的范圍內(nèi)能夠?qū)㈦姍C(25)的轉(zhuǎn)矩導入到第一動力線路或第二動力線路中，并且電機(25)的轉(zhuǎn)矩在第一動力線路接通的情況下等分地以相同的符號被導引到輸出軸(16，17)并且在第二動力線路接通的情況下等分地以不同的符號被導引到輸出軸(16，17)。電機(25)的電機輸出軸(26)垂直于其中一個輸出軸(16，17)設(shè)置。
文檔編號B60W10/10GK101861254SQ200880116641
公開日2010年10月13日 申請日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者B-R·赫恩, C·佩爾興, T·羅澤邁爾 申請人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司;齒輪傳動研究有限公司