帶有電驅(qū)動機(jī)的驅(qū)動裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種特別是用于車輛的驅(qū)動裝置，帶有電驅(qū)動機(jī)(5)，該驅(qū)動機(jī)通過變速器裝置(20)與驅(qū)動軸耦合，其中變速器裝置(20)包括變速器和/或差速器，集成在電驅(qū)動機(jī)(5)的轉(zhuǎn)子(10)的內(nèi)部。
【專利說明】帶有電驅(qū)動機(jī)的驅(qū)動裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種特別是用于車輛的驅(qū)動裝置，帶有電驅(qū)動機(jī)，該驅(qū)動機(jī)通過變速器裝置與驅(qū)動軸耦合。
【背景技術(shù)】
[0002]驅(qū)動裝置的變速器裝置用于將電驅(qū)動機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為電驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速。變速器裝置通常包括變速器和/或用于對比驅(qū)動軸的左車輪和右車輪的不同的車輪轉(zhuǎn)速的差速器。在傳統(tǒng)的驅(qū)動裝置中，需要較大的結(jié)構(gòu)空間，因?yàn)樽兯倨餮b置在驅(qū)動機(jī)之外與該驅(qū)動裝置連接。特別是在車輛中使用的情況下，驅(qū)動裝置安放在最狹窄的結(jié)構(gòu)空間內(nèi)，因此存在結(jié)構(gòu)空間優(yōu)化了的驅(qū)動裝置的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置可設(shè)置有緊湊的尺寸。
[0004]該目的通過帶有權(quán)利要求1所述特征的驅(qū)動裝置來實(shí)現(xiàn)。有利的設(shè)計(jì)在從屬權(quán)利要求中給出。
[0005]本發(fā)明提供一種特別是用于車輛的驅(qū)動裝置，帶有電驅(qū)動機(jī)，該驅(qū)動機(jī)通過變速器裝置與驅(qū)動機(jī)耦合，其中包括變速器和/或差速器的變速器裝置集成在電驅(qū)動機(jī)的轉(zhuǎn)子的內(nèi)部。
[0006]這種驅(qū)動裝置可以設(shè)置明顯更小的尺寸，與這種驅(qū)動裝置相比，其中電驅(qū)動機(jī)和變速器裝置作為單獨(dú)的部件互相連接。特別是，這種驅(qū)動裝置的軸向的延伸可以減小。因?yàn)榭梢允÷宰兯倨餮b置的殼體，而可以使用其他的發(fā)動機(jī)和變速器部件，因此在貯存、冷卻、潤滑和密封方面節(jié)省成本和重量。
[0007]在本描述中提及，變速器裝置在轉(zhuǎn)子的內(nèi)部集成到電驅(qū)動機(jī)，因此在下面可以理解的是，變速器裝置布置在轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子軸所在的空腔之間。在這種情況下，本發(fā)明是基于這種考慮的，即在傳統(tǒng)的電驅(qū)動機(jī)中，位于轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子軸之間的結(jié)構(gòu)空間通常示為壓縮腔(Totraum)，僅僅用空氣和支撐結(jié)構(gòu)填充。通過在壓縮腔內(nèi)的變速器裝置的這種布置，可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動裝置相對于分離的部件的所希望的減小。
[0008]特別的是可以設(shè)置，使得驅(qū)動機(jī)的抗扭轉(zhuǎn)地與轉(zhuǎn)子連接的轉(zhuǎn)子軸和驅(qū)動裝置的與驅(qū)動軸耦合的輸出軸互相同軸地布置。由此產(chǎn)生了在更小尺寸的驅(qū)動裝置情況下更簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0009]在一個(gè)設(shè)計(jì)中，變速器裝置包括至少一個(gè)行星齒輪組。這種行星齒輪組在傳統(tǒng)的方式中可以具有一個(gè)太陽輪，由行星架承載的多個(gè)行星齒輪，以及一個(gè)內(nèi)齒輪。這種行星齒輪組既可以設(shè)置用于變速器也可以設(shè)計(jì)用于為優(yōu)化設(shè)置的差速器。
[0010]在適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)中，變速器裝置包括第一和第二行星齒輪組，該齒輪組分別帶有太陽輪和由行星架承載的多個(gè)行星齒輪，其中第一行星齒輪組的太陽輪與轉(zhuǎn)子軸連接，而第二行星齒輪組的太陽輪與驅(qū)動軸連接，第一行星齒輪組的行星齒輪驅(qū)動第二行星齒輪組的行星齒輪。通過省略第一和第二行星齒輪組內(nèi)的各個(gè)內(nèi)齒輪，變速器裝置可以提供有較小的直徑。
[0011]此外，它允許變速器裝置的變速器的第一和第二行星齒輪組的設(shè)計(jì)調(diào)整轉(zhuǎn)子軸和輸出軸之間的預(yù)期的傳動比。對此特別可以設(shè)置的是，與第二行星齒輪組的行星齒輪相比，第一行星齒輪組的行星齒輪具有另一種直徑和/或另一種輪齒數(shù)量。特別的是，與第二行星齒輪組的行星齒輪相比，第一行星齒輪組的行星齒輪具有更大的直徑。因此，可以調(diào)整用于電驅(qū)動裝置的在車輛內(nèi)部合適的傳動比。該傳動比優(yōu)選的是1:5直至1:15。
[0012]還可以設(shè)置，變速器裝置的行星架是位置固定的。進(jìn)一步設(shè)置，行星架承載第一和第二行星齒輪組的行星齒輪。
[0013]根據(jù)另一個(gè)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)子軸和輸出軸互相定中心地對準(zhǔn)。該定中心可以例如通過所有殼體公差的精準(zhǔn)配合的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。
[0014]為了定中心同樣可以設(shè)置，定中心通過定心軸承實(shí)現(xiàn)，定心軸承布置在轉(zhuǎn)子軸和輸出軸之間，并且兩個(gè)軸互相耦合。替代地可以設(shè)置的是，定中心通過行星架的兩個(gè)支承位置實(shí)現(xiàn)，其中第一支承位置與轉(zhuǎn)子軸耦合，而第二支承位置與輸出軸耦合。
[0015]定中心還與兩個(gè)軸的支承有關(guān)，其中它主要由驅(qū)動裝置的軸向的長度確定。在驅(qū)動裝置的第一個(gè)、短的變體中，轉(zhuǎn)子僅僅需要通過單個(gè)的法蘭與轉(zhuǎn)子軸連接。在這種驅(qū)動裝置內(nèi)，轉(zhuǎn)子軸和輸出軸可以分別一側(cè)地被支承。
[0016]在驅(qū)動裝置的第二個(gè)、長的變體中可以設(shè)置，轉(zhuǎn)子通過布置在與它相對的端部上法蘭與轉(zhuǎn)子軸和輸出軸連接。對此確保了轉(zhuǎn)子的更好的支撐。輸出軸的端部以及轉(zhuǎn)子軸的端部都通過固定支承來支承。
[0017]此外，當(dāng)行星架借助固定軸承和浮動軸承支承在轉(zhuǎn)子軸和輸出軸處時(shí)是符合目的的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]接下來參考附圖中的實(shí)施例進(jìn)一步解釋本發(fā)明。附圖中示出:
[0019]圖1是根據(jù)第一設(shè)計(jì)方案變體的根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置的示意性的示圖，以及
[0020]圖2是根據(jù)第二設(shè)計(jì)方案的根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置的示意性的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置的第一實(shí)施例。驅(qū)動裝置特別是設(shè)置作為驅(qū)動機(jī)用于車輛，例如純電驅(qū)動或者組合的電內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的車輛(混合動力車輛)。驅(qū)動裝置當(dāng)然也可以用于其他的應(yīng)用中，特別是當(dāng)需要轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)化時(shí)。
[0022]驅(qū)動裝置包括沒有進(jìn)一步示出的電驅(qū)動機(jī)5。電驅(qū)動機(jī)以已知的方式包括轉(zhuǎn)子10，它示例性地通過轉(zhuǎn)子法蘭12抗扭轉(zhuǎn)地與轉(zhuǎn)子軸11連接。電驅(qū)動機(jī)5，如同接下來進(jìn)一步描述的驅(qū)動裝置的其余部件一樣，關(guān)系到旋轉(zhuǎn)軸線50分別只示出一半。電驅(qū)動機(jī)5的定子，關(guān)系到轉(zhuǎn)子軸11位于轉(zhuǎn)子10的上部和外部，沒有明確示出。電驅(qū)動機(jī)的結(jié)構(gòu)性的構(gòu)造與傳統(tǒng)的電驅(qū)動機(jī)相符，傳統(tǒng)的電驅(qū)動機(jī)假定為專業(yè)人員已知，因此在這個(gè)地方省略更詳細(xì)的描述。
[0023]在轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，也就是說在轉(zhuǎn)子10和轉(zhuǎn)子軸11之間，布置有變速器裝置20。電驅(qū)動機(jī)5通過該變速器裝置20與沒有示出的車輛的驅(qū)動軸耦合。在本實(shí)施例中，變速器裝置20只包括變速器，通過該變速器確定轉(zhuǎn)子軸11和變速器裝置20的與驅(qū)動器連接的輸出軸40的轉(zhuǎn)速比。原則上，變速器裝置也可以包括附加的差速器。
[0024]變速器裝置20在圖1的實(shí)施例中僅僅示出示意性的示出。變速器裝置20由兩個(gè)行星齒輪組21，25組成。行星齒輪組21包括太陽輪22，該太陽輪抗扭轉(zhuǎn)地與轉(zhuǎn)子軸11連接。太陽輪22與行星齒輪組23 (其中只示出了一個(gè)行星齒輪)嚙合。行星齒輪組23由沒有示出的行星架承載，它的行星齒輪軸線由附圖標(biāo)記30表示。行星架優(yōu)選地位置固定地支承在驅(qū)動裝置內(nèi)。
[0025]第二行星齒輪組25同樣包括太陽輪26，該太陽輪抗扭轉(zhuǎn)地與輸出軸40耦合。太陽輪26與行星齒輪組27嚙合，該行星齒輪組同樣由行星齒輪組23的行星架承載。其結(jié)果是，第一行星齒輪組21的行星齒輪23和第二行星齒輪組25的行星齒輪27以同樣的轉(zhuǎn)速圍繞各個(gè)行星齒輪軸線30旋轉(zhuǎn)。同樣對于第二行星齒輪組25只圖示出單個(gè)行星齒輪27。
[0026]行星齒輪23，27這樣互相連接，使得行星齒輪23驅(qū)動第二行星齒輪組25的行星齒輪27。因此，轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)通過變速器裝置20導(dǎo)致輸出軸的旋轉(zhuǎn)。
[0027]第一行星齒輪組21和第二行星齒輪組25的行星齒輪23具有不同的直徑。行星齒輪23，27的直徑這樣處于這樣的比例，即調(diào)整轉(zhuǎn)子軸和輸出軸的預(yù)期的轉(zhuǎn)速比。在機(jī)動車領(lǐng)域，該傳動比可以選擇為1:5直至1:15。原則上，根據(jù)有關(guān)情況選擇該傳動比，這樣也可以選擇其他的傳動比?？梢岳斫獾氖牵捎谥睆奖群?或輪齒的數(shù)量的變化，也可以調(diào)整其他的轉(zhuǎn)速比。第一和第二行星齒輪組21，25的行星齒輪23，27因此示出出階梯式的行星齒輪布置。
[0028]在沒有示出的設(shè)計(jì)方案變體中，變速器裝置也可以包括傳統(tǒng)的行星齒輪組，其中設(shè)置太陽輪，行星齒輪和內(nèi)齒輪。這種行星齒輪組的數(shù)量可以由專業(yè)人員進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。
[0029]圖1中的驅(qū)動裝置基于僅僅設(shè)置在轉(zhuǎn)子10 —側(cè)上的轉(zhuǎn)子法蘭12是一個(gè)所謂的開放的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)特別可能的是，當(dāng)轉(zhuǎn)子10的長度11加上轉(zhuǎn)子法蘭12的寬度沒有超過一個(gè)特定的值時(shí)。否則，可能不再確保機(jī)械的穩(wěn)定性。在這種開放的布置中足夠的是，轉(zhuǎn)子軸11和輸出軸40僅僅單側(cè)地被支承。用于轉(zhuǎn)子軸11的相應(yīng)的支承位置用附圖標(biāo)記31來表示，用于輸出軸40的支承位置用附圖標(biāo)記32表示。行星架是位置固定的，例如與殼體的一部分連接(附圖標(biāo)記35)。附加地，它可以通過支承位置33，34在轉(zhuǎn)子軸11和輸出軸40上支撐。
[0030]轉(zhuǎn)子軸11和輸出軸40互相定中心地布置。定中心可以通過不同的方式和方法來實(shí)現(xiàn)。一方面，驅(qū)動裝置、特別是用于兩個(gè)軸的殼體和支承位置的所有部件的精準(zhǔn)配合的調(diào)整是可能的。定中心還可以通過在支承位置33，34上的行星架的支承位置或者通過單個(gè)設(shè)置的定心軸承37來進(jìn)行。定心軸承37允許轉(zhuǎn)子軸和輸出軸40互相獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)，基于它的設(shè)計(jì)能夠使兩個(gè)軸直線地互相對準(zhǔn)。
[0031]在圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置的替代的設(shè)計(jì)方式。在這個(gè)驅(qū)動裝置中，轉(zhuǎn)子10附加地固定在轉(zhuǎn)子法蘭12和在相對的端部上布置的轉(zhuǎn)子法蘭13上。轉(zhuǎn)子法蘭13通過支承位置36與殼體(附圖標(biāo)記35)連接。這種封閉的設(shè)計(jì)，其中變速器裝置20或多或少完全地受到保護(hù)地位于電驅(qū)動機(jī)5的轉(zhuǎn)子10的內(nèi)部，允許轉(zhuǎn)子長度相對于根據(jù)圖1的變體而延長。在圖2中，12 >11。長度12在這里由轉(zhuǎn)子10的長度和轉(zhuǎn)子法蘭12和13的厚度組成。
[0032]變速器裝置20與結(jié)合圖1描述的變速器裝置相符。然而基于下面的更長的結(jié)構(gòu)長度的情況，設(shè)置另一種安置方式。
[0033]轉(zhuǎn)子軸11和輸出軸40通過定心軸承37互相連接。定中心也可以通過上述兩種方式(行星架的軸承的公差和使用)來實(shí)現(xiàn)。此外在這種設(shè)計(jì)方案變體中設(shè)置，兩個(gè)軸11，40中的一個(gè)軸通過固定軸承來支承，而兩個(gè)軸中的另一個(gè)軸通過浮動軸承來支承。在實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子軸11通過固定軸承31來支承。輸出軸40通過浮動軸承32來支承。兩個(gè)軸11，40上的行星架通過固定軸承33和浮動軸承34來支承。
[0034]通過封閉的布置，也就是說轉(zhuǎn)子法蘭12，13的兩側(cè)的設(shè)置以及軸承的所描述的方式，這種布置可用于長轉(zhuǎn)子，從而改進(jìn)布置的穩(wěn)定性。
[0035]在另一個(gè)沒有示出的設(shè)計(jì)方案變體中，變速器裝置既可以設(shè)計(jì)為一級的，也可以設(shè)計(jì)為多級的。特別的是，它不強(qiáng)制性要求使用無內(nèi)齒輪的行星齒輪組。在后一種情況下，直徑的縱橫比(Aspektverhaltnis)隨著驅(qū)動裝置的長度而變化，其中延長了的直徑在更小的軸向長度情況下是可以實(shí)現(xiàn)的。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置具有緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樽兯倨餮b置集成在電驅(qū)動機(jī)的內(nèi)部。因?yàn)樽兯倨鞯臍んw是可以省略的，并且可以使用發(fā)動機(jī)和變速器的其他部件，產(chǎn)生成本和重量的節(jié)省。
【權(quán)利要求】
1.一種特別是用于車輛的驅(qū)動裝置，帶有電的驅(qū)動機(jī)(5)，電的所述驅(qū)動機(jī)通過變速器裝置(20)與驅(qū)動軸耦合，其中包括變速器和/或差速器的所述變速器裝置(20)集成在電的所述驅(qū)動機(jī)(5)的轉(zhuǎn)子(10)的內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其中抗扭轉(zhuǎn)地與轉(zhuǎn)子(10)連接的所述驅(qū)動機(jī)(5)的轉(zhuǎn)子軸(11)和與所述驅(qū)動軸耦合的所述變速器裝置(20)的輸出軸(40)彼此同軸地布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動裝置，其中所述變速器裝置(20)包括至少一個(gè)行星齒輪組(21，26)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的驅(qū)動裝置，其中所述變速器裝置(20)包括分別帶有太陽輪(22，26)和由行星架承載的多個(gè)行星齒輪(23，27)的第一和第二行星齒輪組(21，25)，其中所述第一行星齒輪組(21，26)的所述太陽輪(22)與所述轉(zhuǎn)子軸(11)連接，而所述第二行星齒輪組(25)的所述太陽輪(26)與所述輸出軸(40)連接，并且所述第一行星齒輪組(21)的所述行星齒輪(23)驅(qū)動所述第二行星齒輪組(25)的所述行星齒輪(27)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其中，所述第一行星齒輪組(21)的所述行星齒輪(23,27)具有與所述第二行星齒輪組(25)的所述行星齒輪(27)不同的直徑和/或不同的輪齒數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的驅(qū)動裝置，其中，所述第一行星齒輪組(21)的所述行星齒輪(23，27)具有比所述第二行星齒輪組(25)的所述行星齒輪(27)更大的直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6任一項(xiàng)所述的驅(qū)動裝置，其中所述行星架是位置固定的。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至6任一項(xiàng)所述的驅(qū)動裝置，其中所述行星架承載所述第一和第二行星齒輪組(21，26)的所述行星齒輪(23，27)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8任一項(xiàng)所述的驅(qū)動裝置，其中所述轉(zhuǎn)子軸(11)和所述輸出軸(40)彼此定中心地對準(zhǔn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動裝置，其中所述定中心通過定心軸承(37)實(shí)現(xiàn)，所述定心軸承布置在所述轉(zhuǎn)子軸(11)和所述輸出軸(40)之間，并且兩個(gè)軸互相耦合。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動裝置，其中所述定中心通過所述行星架的兩個(gè)支承位置(33，34)實(shí)現(xiàn)，其中第一支承位置(33)與所述轉(zhuǎn)子軸(11)耦合，而第二支承位置(34)與所述輸出軸(40)耦合。
12.根據(jù)權(quán)利要求2至11任一項(xiàng)所述的驅(qū)動裝置，其中所述轉(zhuǎn)子軸(11)和所述輸出軸(40)分別安裝在一側(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2至11任一項(xiàng)所述的驅(qū)動裝置，其中所述轉(zhuǎn)子軸(11)和所述輸出軸(40)的端部通過固定軸承來支承。
14.根據(jù)權(quán)利要求2至11任一項(xiàng)所述的驅(qū)動裝置，其中所述行星架借助固定軸承和浮動軸承支承在所述轉(zhuǎn)子軸(11)和所述輸出軸(40)上。
【文檔編號】F16H1/00GK103958239SQ201280058602
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月29日
【發(fā)明者】弗蘭克·博伊爾萊因, 馬庫斯·克勒普茲格, 克勞斯·施萊克爾 申請人:西門子公司