例如用于電動軸的變速裝置以及帶該變速裝置的電動軸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明任務在于建議一種變速裝置或電動軸，其相對于已知的解決方案具有改進的運行特性。為此建議，變速裝置1具有電動機3、行星齒輪變速器4、軸組件7、8，其中，電動機3具有轉(zhuǎn)子6，其中，行星齒輪變速器4具有至少一個太陽輪9，其中，轉(zhuǎn)子6通過軸組件7、8與太陽輪9抗相對轉(zhuǎn)動地聯(lián)接，建議了：其中，軸組件7、8具有至少一個補償接口21，其能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子6和太陽輪9之間的間距改變和/或傾斜。
【專利說明】例如用于電動軸的變速裝置以及帶該變速裝置的電動軸
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變速裝置，其具有電動機、行星齒輪變速器、軸組件，其中，電動機具有轉(zhuǎn)子，其中，行星齒輪變速器具有至少一個太陽輪，其中，轉(zhuǎn)子通過軸組件與太陽輪抗相對轉(zhuǎn)動地聯(lián)接。本發(fā)明還涉及具有該變速裝置的用于車輛的電動軸。
【背景技術】
[0002]變速裝置經(jīng)常是已知的，它們例如將驅(qū)動扭矩從電動機傳遞至從動件，必要時減速或加速。由于汽車工業(yè)的焦點集中在電動驅(qū)動，這種變速裝置作為用于道路交通車輛驅(qū)動概念的部分是有吸引力的。在這種驅(qū)動概念中，電動機生成驅(qū)動扭矩或疊加扭矩并且通過轉(zhuǎn)子將其輸出。往往通過行星齒輪變速器傳遞至從動件上，行星齒輪變速器在常見結(jié)構方式中具有太陽輪，其中，已知的是，轉(zhuǎn)子直接與太陽輪聯(lián)接，以便將驅(qū)動扭矩從電動機導入行星齒輪變速器。
[0003]也許構成最近的現(xiàn)有技術的文獻EP587389例如公開了一種差速齒輪裝置，其具有在輸出軸之間的支撐件。例如尤其由圖中可見，差速齒輪裝置包括中央設置的電動機，電動機通過轉(zhuǎn)子輸出其驅(qū)動扭矩。轉(zhuǎn)子抗相對轉(zhuǎn)動和抗相對移動地與太陽軸聯(lián)接，太陽軸又抗相對轉(zhuǎn)動地與太陽輪相連，從而驅(qū)動扭矩從電動機通過轉(zhuǎn)子和太陽軸引導至太陽輪并被導入行星齒輪變速器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明任務在于建議一種變速裝置或電動軸，其相對于已知解決方案具有改進的運行特性。
[0005]該任務通過具有權利要求1或3的特征的變速裝置以及通過具有權利要求12的特征的電動軸來解決。本發(fā)明優(yōu)選或有利的實施方式由從屬權利要求、下述說明以及附圖得到。
[0006]根據(jù)本發(fā)明建議一種變速裝置，其包括至少一個電動機和至少一個行星齒輪變速器。變速裝置尤其可以形成為電動軸，即，形成為為一個模塊，其將電動機的驅(qū)動扭矩分配至車輛的車輪。替代或補充的是，變速裝置可以形成為疊加變速器，其使得兩個不同或兩個相同電機的驅(qū)動扭矩重疊，并提供給從動件。尤其是所述變速裝置適用于和/或形成為，給用于道路交通的車輛提供驅(qū)動扭矩。
[0007]行星齒輪變速器優(yōu)選形成為圓柱齒輪行星齒輪變速器，尤其優(yōu)選形成為圓柱齒輪差速器，其將電動機驅(qū)動扭矩以及必要時另一電動機扭矩傳遞至兩個從動軸上。
[0008]行星齒輪變速器包括至少一個太陽輪，其形成為，將電動機驅(qū)動扭矩導入行星齒輪變速器。太陽輪和轉(zhuǎn)子之間的聯(lián)接通過軸組件獲得，從而轉(zhuǎn)子通過軸組件與太陽輪抗相對轉(zhuǎn)動地聯(lián)接。尤其是轉(zhuǎn)子和太陽輪與軸組件同軸設置。
[0009]在本發(fā)明范圍內(nèi)建議，軸組件具有至少一個補償接口，所述補償接口形成為，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子和太陽輪之間的間距改變。當由于制造公差導致轉(zhuǎn)子和太陽輪之間的間距變化時，例如可以在安裝變速裝置時利用轉(zhuǎn)子和太陽輪之間的這種間距公差。
[0010]在運行時補償接口也可以帶來優(yōu)點，這是因為基于驅(qū)動扭矩的傳遞和太陽輪的齒接合可以行星齒輪變速器中產(chǎn)生張力，這些張力迄今已從太陽輪通過軸組件作為軸向力傳遞至轉(zhuǎn)子。通過補償接口現(xiàn)在不再傳遞這種軸向力，這是因為補償接口可以改變轉(zhuǎn)子和太陽輪之間的間距。
[0011]因而本發(fā)明方法的優(yōu)點基于變速裝置內(nèi)的被分開的扭矩流和力流。通過軸組件僅導入扭矩，尤其是驅(qū)動扭矩。相反，形成的軸向力沒有通過補償接口從太陽輪傳遞至轉(zhuǎn)子或沿相反方向傳遞。
[0012]由于不能傳遞軸向力，補償接口因而導致對于制造和安裝公差的不敏感性，因而給電動機的通常高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子軸承減負，并提高其使用壽命，通過降低變速裝置中的摩擦改進效率，必要時減少噪音，另外還會降低成本，這是因為不需要極為緊湊的制造公差和安裝公差。
[0013]本發(fā)明的一個可行【具體實施方式】，軸組件形成為，能夠如此實現(xiàn)轉(zhuǎn)子和太陽輪之間的軸向推移和/或軸向運動，即，在轉(zhuǎn)子和太陽輪之間不傳遞或僅衰減地傳遞軸向力。軸向推移或運動也可以基于轉(zhuǎn)子和/或太陽輪的傾斜或張力生成。
[0014]本發(fā)明改進方式或另一主題涉及具有權利要求3的特征的變速裝置，其引用權利要求I的前序部分或前述權利要求。
[0015]根據(jù)該主題，軸組件包括轉(zhuǎn)子軸和太陽軸，它們通過一個或多個補償接口彼此抗相對轉(zhuǎn)動地聯(lián)接，其中，轉(zhuǎn)子軸和太陽軸在補償接口處形成為彼此沿軸向能夠運動、能夠移動和/或能夠推移。
[0016]在該實施方式中，本發(fā)明考慮可行的結(jié)構變形，其中，補償接口形成為轉(zhuǎn)子軸和太陽軸之間的力學接口。然而本發(fā)明不局限于最常見的特征形式，這是因為這種補償接口替代或補充地也可以設置在太陽軸和太陽輪之間或轉(zhuǎn)子軸和轉(zhuǎn)子之間。
[0017]通過根據(jù)權利要求3的優(yōu)選實施方式實現(xiàn)，轉(zhuǎn)子軸和太陽軸沿軸向不可張緊和/或彼此留有間隙，以這種方式通過軸組件將轉(zhuǎn)子和太陽輪沿軸向解除聯(lián)接。
[0018]在本發(fā)明可行結(jié)構實施方式中規(guī)定，轉(zhuǎn)子軸和太陽軸在軸向上在補償接口處能夠優(yōu)選可伸縮地沿軸向彼此移動超過1mm，優(yōu)選超過3mm,尤其是超過5_。這種推移和補償路徑足以補償轉(zhuǎn)子和太陽輪之間的由制造或安裝導致的公差以及由負荷導致的位置變化。
[0019]在本發(fā)明一個特別優(yōu)選的實施方式中，太陽軸抗相對轉(zhuǎn)動且抗相對移動地與太陽輪聯(lián)接。太陽軸和太陽輪在該設計方案中形成為一體式的并且形成能夠簡單安裝結(jié)構單
J Li ο
[0020]此外優(yōu)選是，轉(zhuǎn)子軸和/或轉(zhuǎn)子相對于變速裝置的殼體和/或電動機的殼體抗相對推移地和/或沿軸向預張緊地容納在軸承中。太陽輪和轉(zhuǎn)子軸或者說轉(zhuǎn)子之間的可能公差可以通過補償接口補償。
[0021]尤其優(yōu)選的是，轉(zhuǎn)子軸或者說轉(zhuǎn)子的軸承具有至少兩個軸承裝置，它們例如形成為球軸承并且彼此保持間隔地以O形結(jié)構(Konfiguration)或X形結(jié)構設置。尤其優(yōu)選的是作為O形結(jié)構的實施方式，使用O形結(jié)構是特別有利的，這是因為確保了，軸向力不再能夠通過軸組件或者說轉(zhuǎn)子軸導入軸承裝置。
[0022]在本發(fā)明一個可行結(jié)構設計方案中，太陽輪具有楔齒，以便與行星齒輪變速器的行星齒輪嚙合。所述楔齒在一側(cè)尤其有利于傳遞或?qū)腧?qū)動扭矩，然而這種楔齒尤其當被形成為斜齒時通常會導致太陽輪張緊。然而這種張緊通過新實現(xiàn)的補償接口不會傳遞至轉(zhuǎn)子或者說轉(zhuǎn)子軸，從而通過補償接口彌補楔齒的該困難之處。
[0023]在本發(fā)明一個特別優(yōu)選的結(jié)構實現(xiàn)方式中，補償接口基于形狀配合的、優(yōu)選為可伸縮的連接，該連接形成用于傳遞扭矩并且尤其形成為插接齒、楔齒和/或多邊形齒。
[0024]特別優(yōu)選的是，補償接口在軸向上觀察設在兩個軸承裝置之間和/或至少在徑向上與電動機和/或轉(zhuǎn)子重疊。
[0025]通過補償接口在電動機或者說轉(zhuǎn)子軸方向上的非對稱定位和推移，太陽軸形成為長形部件并且具有套筒部分，套筒部分尤其有利地實現(xiàn)為薄壁式，從而除了基于太陽軸的彈性在補償接口中得到軸向自由度之外，還能夠沿徑向補償電動機和行星齒輪變速器之間的同軸度誤差。特別優(yōu)選的是，太陽軸不受支撐和/或不受支承和/或懸空地在太陽輪和補償接口之間形成。
[0026]在本發(fā)明一個優(yōu)選結(jié)構實施方式中，太陽輪沿軸向通過運動的或通過固定的組件支撐在變速裝置和/或電動機的一個殼體或所述殼體上。利用這種支撐實現(xiàn)了，將無法再通過軸組件導出的軸向力，現(xiàn)在通過其他力路徑傳導至殼體。軸向支撐例如在中間裝有軸向滾動軸承情況下實現(xiàn)，該軸向滾動軸承沿軸向支撐在殼體固定的區(qū)域上或殼體可固定的區(qū)域上。在某些實施方式中，太陽輪可以沿軸向通過第一滾動軸承支撐在運動組件上，例如在內(nèi)齒輪上，之后通過軸向滾動軸承支撐在殼體固定的或可固定的區(qū)域上。
[0027]本發(fā)明另一主題涉及用于車輛的電動軸，根據(jù)本發(fā)明其具有根據(jù)前述權利要求之一所述的或者如前面所述變速裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]本發(fā)明其他特征、優(yōu)點和效果由本發(fā)明優(yōu)選實施例的如下說明得到。附圖中:
[0029]圖1是作為本發(fā)明第一實施例的電動軸的示意性縱剖圖；
[0030]圖2是根據(jù)圖1的細節(jié)放大圖用以說明扭矩流和軸向力流。
【具體實施方式】
[0031]圖1以示意性縱剖圖示出電動軸I作為本發(fā)明一個實施例。電動軸I包括兩個形成為半軸的從動件2a、2b，從動件2a、2b將由電動機3生成的驅(qū)動扭矩傳遞至車輪。此外，電動軸I還包括行星齒輪變速器4，行星齒輪變速器4生成由電動機3生成的驅(qū)動扭矩的轉(zhuǎn)換，尤其是增速或減速，并將驅(qū)動扭矩通過差速器部分5導入從動件2a、b。電動機3、從動件2a、b、行星齒輪變速器4和和差速器部分5彼此同軸設置，從而電動軸I形成為非常緊湊的模塊。
[0032]從電動機3出發(fā)，輸出扭矩通過轉(zhuǎn)子6傳遞至轉(zhuǎn)子軸7，轉(zhuǎn)子軸7抗相對轉(zhuǎn)動地與太陽軸8聯(lián)接。太陽軸8將驅(qū)動扭矩導入第一太陽輪9，第一太陽輪9與行星齒輪變速器4中的行星齒輪嚙合。通過行星齒輪變速器4將驅(qū)動扭矩導入差速器部分5，差速器部分5將已轉(zhuǎn)換的驅(qū)動扭矩通過第二和第三太陽輪10a、b傳遞至從動件2a、b。尤其要強調(diào)的是，轉(zhuǎn)子軸7、太陽軸8和第一太陽輪9彼此同軸和/或同心地設置。為了完整起見，應注意，行星齒輪變速器4形成為兩檔變速器，兩檔變速器可以通過變速叉11和接合軸承12在兩種轉(zhuǎn)換狀態(tài)之間換擋。換檔通過促動馬達13實施。
[0033]為了更準確說明參見圖2，圖2以相同視圖示出電動軸I，然而放大細節(jié)，還示出局部圖形抑制(unterdriickt)的組件。圖2中相同部件仍以相同附圖標記標識。
[0034]轉(zhuǎn)子軸7通過一個軸承(其包括兩個軸承裝置14a、b)得到支承。軸承裝置14a、b形成為O形結(jié)構的兩個預張緊的徑向推力球軸承，從而轉(zhuǎn)子軸7無間隙地得到支承。轉(zhuǎn)子軸7設在軸承裝置14a、b的外圈上，相反，內(nèi)圈殼體固定地設置。
[0035]第一太陽輪9通過球軸承15支撐在行星齒輪變速器4的內(nèi)齒輪17的支架壁16上。內(nèi)齒輪17或支架壁16通過滾針推力軸承18支撐在支架19上，支架19在所有方向上與電動軸I的變速箱殼體20相連。
[0036]此外，將第一太陽輪9以抗相對轉(zhuǎn)動相連的方式置于太陽軸8上。太陽輪9-太陽軸8結(jié)構單元的可行的實施方式涉及單件式的變形方式，太陽輪9和太陽軸8的焊接或這兩個部件之間的壓配合。太陽軸8具有套筒部分，該套筒部分始于行星齒輪變速器5，延伸直至電動機3下方，尤其延伸直至電動機3中心。由于太陽軸8必須接納作為半軸的從動件2a、b，所以套筒部分形成為薄壁的。
[0037]在電動機3的軸向區(qū)域內(nèi)和/或在軸向上，在電動機3或轉(zhuǎn)子軸7中部設有補償接口 21，太陽軸8通過補償接口 21抗相對轉(zhuǎn)動地與轉(zhuǎn)子軸7聯(lián)接。補償接口 21轉(zhuǎn)變?yōu)樾螤钆浜系倪B接，例如插接齒、楔齒或多邊形齒。
[0038]因而扭矩流可以根據(jù)箭頭22從電動機3流過轉(zhuǎn)子軸7、補償接口 21、太陽軸8和第一太陽輪9。
[0039]尤其強調(diào)的是，太陽軸8和轉(zhuǎn)子軸7在補償接口 21處可彼此沿軸向移動。這種軸向可移動性具有這樣的技術效果，即，軸向力不能通過利用太陽軸8和轉(zhuǎn)子軸7構成的軸組件在轉(zhuǎn)子6和第一太陽輪9之間傳遞。相反，這種軸向力根據(jù)箭頭23從第一太陽輪9通過球軸承15、支架壁16、滾針推力軸承18傳遞至殼體20。因而通過轉(zhuǎn)子軸7與太陽軸8形狀配合的連接僅引導扭矩。
[0040]另外，長的且結(jié)構受限的彈性太陽軸8可以實現(xiàn)沿徑向平衡電動軸I的電動機3和行星齒輪變速器4之間的同軸度誤差?？尚械氖牵尚行驱X輪變速器4的斜齒帶來的軸向力通過球軸承15首先傳導至內(nèi)齒輪17，之后通過滾針推力軸承18從支架19傳導至殼體
20。因而除了運行預應力之外，軸承裝置14a、b不會承受附加的運行力。此外，第一太陽輪9相對于行星齒輪變速器4的內(nèi)齒輪17具有精確的定位。
[0041]附圖標記列表
[0042]I 車軸
[0043]2a、b 半軸
[0044]3 電動機
[0045]4行星齒輪變速器
[0046]5差速器部分
[0047]6 轉(zhuǎn)子
[0048]7轉(zhuǎn)子軸
[0049]8太陽軸
[0050]9第一太陽輪[0051]10a、b第二和第三太陽輪
[0052]11變速叉
[0053]12接合軸承
[0054]13促動馬達
[0055]14a、b軸承裝置
[0056]15球軸承 [0057]16支架壁
[0058]17內(nèi)齒輪
[0059]18滾針推力軸承
[0060]19支架
[0061]20殼體
[0062]21補償接口
[0063]22箭頭
[0064]23箭頭
【權利要求】
1.一種變速裝置(1)，其具有電動機(3)、行星齒輪變速器(4)、軸組件(7、8)，其中，所述電動機(3)具有轉(zhuǎn)子(6)，其中，所述行星齒輪變速器(4)具有至少一個太陽輪(9)，其中，所述轉(zhuǎn)子(6)通過所述軸組件(7、8)與所述太陽輪(9)抗相對轉(zhuǎn)動地聯(lián)接，其特征在于，所述軸組件(7、8)具有至少一個補償接口(21)，所述補償接口形成為，能夠?qū)崿F(xiàn)所述轉(zhuǎn)子(6)和所述太陽輪(9)之間的間距改變和/或傾斜。
2.根據(jù)權利要求1所述的變速裝置(1)，其特征在于，所述軸組件(7、8)被形成為能夠?qū)崿F(xiàn)所述轉(zhuǎn)子(6)和所述太陽輪(9)之間的軸向移動、傾斜和/或軸向運動，使得在所述轉(zhuǎn)子(6)和所述太陽輪(9)之間不傳遞或僅衰減地傳遞軸向力。
3.根據(jù)權利要求1或2或根據(jù)權利要求1的前序部分所述的變速裝置(I)，其特征在于，所述軸組件(7、8)包括轉(zhuǎn)子軸(7)和太陽軸(8)，它們通過一個或多個補償接口(21)彼此抗相對轉(zhuǎn)動地聯(lián)接，其中，所述轉(zhuǎn)子軸(7)和所述太陽軸(8)在所述補償接口(21)處形成為，彼此沿能夠軸向運動、能夠活動和/或能夠推移。
4.根據(jù)權利要求3所述的變速裝置(1)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子軸(7)和所述太陽軸(8)在軸向上在所述補償接口(21)處形成為,彼此沿軸向能夠移動超過Imm,優(yōu)選超過3mm,尤其是超過5mm。
5.根據(jù)前述權利要求3或4之一所述的變速裝置(I)，其特征在于，所述太陽軸(7)抗相對轉(zhuǎn)動且抗相對移動地與所述太陽輪(9)聯(lián)接。
6.根據(jù)前述權利要求之一所述的變速裝置(1)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子軸(7)和/或所述轉(zhuǎn)子(6)相對于所述變速裝置(I)的殼體(20)抗相對推移地和/或沿軸向預張緊地容納在軸承中。
7.根據(jù)權利要求6所述的變速裝置(I)，其特征在于，所述軸承具有至少兩個軸承裝置(14a、b)，它們彼此保持間隔地以O形結(jié)構或X形結(jié)構設置。
8.根據(jù)前述權利要求之一，尤其是權利要求7所述的變速裝置(I)，其特征在于，所述補償接口(21)設在兩個軸承裝置(14a、b)之間的軸向區(qū)域中和/或與所述電動機(3)徑向重疊。
9.根據(jù)前述權利要求之一所述的變速裝置(1)，其特征在于，所述太陽軸(8)具有套筒部分，所述套筒部分能夠沿徑向彈性變形或偏轉(zhuǎn)用以補償所述轉(zhuǎn)子(6)和所述太陽輪(9)之間的同軸度誤差。
10.根據(jù)前述權利要求之一所述的變速裝置(1)，其特征在于，所述太陽輪(9)沿軸向通過運動的或通過固定的組件支撐在一個殼體或所述殼體(20 )上。
11.根據(jù)前述權利要求之一所述的變速裝置(1)，其特征在于，所述太陽輪(9)通過至少一個滾動軸承(18)在軸向上得到支撐。
12.一種用于車輛的電動軸或混合動力變速器，其特征在于具有根據(jù)前述權利要求之一所述的變速裝置(I)。
【文檔編號】H02K7/08GK103596787SQ201280027851
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年3月12日 優(yōu)先權日:2011年4月13日
【發(fā)明者】托馬斯·斯米塔那, 菲利普·武爾茨貝格爾 申請人:謝夫勒科技股份兩合公司