CN103373224A - 用于汽车的驱动设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车的驱动设备（10），具有：至少一个、包括至少一个转子部件（16）的电机（12）；和至少一个传动装置（24），该传动装置能通过转子部件（16）由电机（12）驱动且其至少部分地布置在通过转子部件（16）在径向方向上划定边界的容纳区域（70）中，其中，驱动设备（10）的至少两个彼此牢固连接的组件（30，38，42，44，54，58，59，61，76，78）不能无损拆卸地彼此连接。

Description

用于汽车的驱动设备

技术领域

本发明涉及一种用于汽车的驱动设备。

背景技术

由普遍的现有技术中以及由汽车的、特别是轿车的批量生产中充分已知了用于汽车的驱动设备。这种驱动设备包括至少一个动力装置和必要时包括传动装置，通过该传动装置可驱动汽车。

动力装置例如是内燃机。可替换地，该动力装置可以是电机，该电机在发动机运行方式中可驱动汽车。

已经表明，通常这种驱动设备具有极高的结构空间需求。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种用于汽车的驱动设备，该驱动设备具有极低的结构空间需求。

该目的通过具有权利要求1所述的特征的用于汽车的驱动设备实现。在其余的权利要求中给出本发明的具有合适且重要的改进的有利的设计方案。

根据本发明的用于汽车的驱动设备包括至少一个、具有至少一个转子部件的电机。转子部件可以包括转子支架和转子有源部件（Rotoraktivteil）。

该驱动设备还包括至少一个传动装置，该传动装置能通过转子部件由电机驱动。换句话说，由电机通过其转子部件提供的转矩可以通过转子部件引导至传动装置中。传动装置在此用于转矩的转换和/或传递。

通过转子部件在径向方向上为容纳区域划定边界，传动装置至少部分地布置在该容纳区域中。

通过将传动装置集成在转子部件中，根据本发明的驱动设备具有特别低的结构空间需求。传动装置在轴向方向上并未连接在转子部件上和在轴向方向上联接在转子部件上，而是在径向方向上通过转子部件至少部分地、特别是完全地包围和覆盖。因此避免了由于传动装置在轴向方向上布置在转子部件旁边而会产生的轴向的结构空间损失，从而根据本发明的驱动设备特别在转子部件的轴向方向上具有非常低的结构空间需求。

此外，在根据本发明的驱动设备中设计为，驱动设备的至少两个彼此固定连接的组件不能无损拆卸地彼此连接。由此可以取消和省去例如像螺栓等用于组件的可逆的能拆卸的连接的连接件以及用于该连接件的相应的固定区域，由此得到根据本发明的驱动设备的特别低的结构空间需求。

例如包括在组件之间的法兰连接的、可逆的能拆卸的连接需要很大的结构空间并导致大的重量。因为用于实现在该驱动设备中组件的可逆的能拆卸的连接的这种连接件不是必要的且未设置，所以该驱动设备具有极小的重量。又因为法兰连接未设置且不是必要的，所以驱动设备的径向的结构空间也可以保持为特别小。这种特别低的、径向的结构空间需求也实现了体现出传动装置和电机的特别高的效率，从而可以借助于驱动设备能量高效地且在大的作用范围上驱动汽车。

驱动设备也具有低的成本，因为组件可以由于其不能无损拆卸的连接彼此以金丝编织方法且进而仅利用小的材料投入来制造。此外，组件彼此之间的不能无损拆卸的连接是极其可靠的，因为未设置在驱动设备工作期间能拆卸的连接件。

组件的金丝编织和进而简单的设计例如还实现了-当组件在驱动设备工作期间是旋转的组件时-驱动设备的特别低的惯性矩。

在本发明的有利的设计方案中，组件以材料连接方式彼此连接。这实现了组件的特别牢固以及结构空间有利和成本低廉的连接。组件在此可以彼此粘合。

在本发明的一个特别有利的实施方式中，组件彼此焊接并进而彼此特别牢固地连接。由此例如可以在组件之间传递非常高的转矩。

在本发明的另一个有利的实施方式中，组件通过电子束焊接和/或通过激光焊接彼此连接。通过电子束焊接和激光焊接可以在短的时间内且进而价廉地使组件彼此牢固焊接。

特别是也称为EB焊接的电子束焊接是特别有利的，因为电子束焊接具有极高的效率且可高效地实施。

在本发明的另一个有利的实施方式中，组件中的第一组件是传动装置的传动装置壳体的壳体部件。由此驱动设备的其它的组件可以或者另外的组件可以价廉地且结构空间有利地固定在特别是固定的传动装置壳体部件上。

在本发明的另一个实施方式中，第二组件是传动装置的传动装置壳体的第二壳体部件。这表示，传动装置壳体至少设计为两部件式且包括第一和第二壳体部件，第一和第二壳体部件以结构空间有利的方式彼此连接。

在本发明的另一个有利的实施方式中，传动装置包括具有行星齿轮架的行星齿轮传动装置，行星齿轮传动装置的至少一个行星齿轮部件支承在行星齿轮架上。在此，行星齿轮架包括作为组件中的第一组件的第一行星齿轮架部件和作为第二组件的第二行星齿轮架部件。这表示，行星齿轮架设计为至少两部件式，具有两个结构空间有利地且价廉地彼此连接的、特别是彼此焊接的行星齿轮架部件。

然而此处要注意，至少一个传动级也可以具有另外的实施方式。

为了实现行星齿轮架的有利的安装且特别是具有行星齿轮部件的行星齿轮架的简单的装配，行星齿轮架部件有利地在轴向方向上相邻地布置。这表示，行星齿轮架设计为轴向分开的。

在驱动设备的制造的范畴中，例如首先将行星齿轮部件安装在行星齿轮架部件之一上，随后其中一个行星齿轮架部件与另一个行星齿轮架部件不能无损拆卸地连接、特别是焊接。行星齿轮传动装置的所有行星齿轮部件优选首先安装在其中一个行星齿轮架部件上，随后行星齿轮架部件不能无损拆卸地彼此连接。

在本发明的另一个实施方式中，传动装置包括具有差动器壳的差动机构，差动机构的平衡轮支承在差动器壳上且差动器壳包括作为组件中的第一组件的第一壳部件和作为第二组件的第二壳部件。差动机构实现了通过驱动设备的汽车的非常有利的驱动，因为借助于差动机构实现了-例如在汽车的转弯行驶时-汽车的通过差动机构驱动的车轮的不同的转速，且同时不出现驱动设备的应变。通过差动机构和其具有两个壳部件的差动器壳的至少两部件式的设计，平衡轮和/或所谓的轴轮可以在时间和成本方面有利地首先安装或支承在壳部件之一上，随后壳部件不能无损拆卸地彼此连接、特别是焊接。

所谓的轴轮在此与或可与驱动轴耦合，其中通过驱动轴驱动汽车的车轮。

为了展现差动机构的特别简单的安装，壳部件在轴向方向上相邻地布置。这表示，壳部件在一个有利的实施方式中轴向分开。

在制造驱动设备的范畴中例如设计为，即差动机构的所有的平衡轮和/或所有的轴轮安装在其中一个壳部件上，随后所述一个壳部件与另一个壳部件不能无损拆卸地且进而对结构空间特别有利地彼此连接。

在本发明的另一个有利的实施方式中，组件中的第一组件是传动装置的第一齿轮，而第二组件是传动装置的第二齿轮。由此实现了在齿轮之间的特别有利的转矩传递。

如果齿轮相对彼此共轴地布置且在轴向方向上彼此间隔开，那么由于齿轮的不能无损拆卸的连接，尽管齿轮并未通过相应的齿部彼此啮合，仍能实现在齿轮之间的转矩传递。

在本发明的另一个有利的实施方式中，为传动装置的第一传动级分配有第一齿轮，且为传动装置的第二传动级分配有第二齿轮。由此实现了，结构空间有利地且高效地在单个的传动级之间传递特别高的转矩，而同时传动级不会通过相应的齿部彼此啮合并通过这种方式彼此耦合。

作为传动装置的相应的组件且彼此牢固地连接的所有齿轮优选不能无损拆卸地彼此连接。由此展现了在齿轮之间高效且结构空间有利地传递非常高的转矩，这导致了传动装置的和进而是驱动设备的高的效率。

在本发明的另一个实施方式中设计为，组件中的一个组件是行星齿轮传动装置的太阳轮。由此可以非常高效且有利地将转矩传递至太阳轮上。太阳轮例如用作为对应的行星齿轮传动装置的输入部件。换句话说，由电机提供的转矩通过太阳轮引导至对应的行星齿轮传动装置中。

为此以有利的方式设计为，太阳轮是组件中的第一组件，其中，至少一个壳体部件是第二组件。由此，由电机提供的转矩可以通过转子部件和至少一个壳体部件传递至太阳轮上并引导至对应的行星齿轮传动装置中。

可替换地可能的是，太阳轮是组件中的第一组件，其中，传动装置的另一个行星齿轮传动装置的行星齿轮架是第二组件，另一个行星齿轮传动装置连接在具有太阳轮的第一行星齿轮传动装置之前。在此，行星齿轮架可以是之前描述的行星齿轮架。

通过另一个行星齿轮传动装置的行星齿轮架与连接在所述另一个行星齿轮传动装置之后的第一行星齿轮传动装置的太阳轮的这种不能无损拆卸的连接，两个行星齿轮传动装置结构空间有利地且高效地彼此连接，从而也可以在两个行星齿轮传动装置之间传递特别高的转矩。

在本发明的另一个实施方式中，组件中的一个组件是传动装置的行星齿轮传动装置的行星齿轮架。行星齿轮架可以是之前描述的行星齿轮架。行星齿轮架优选用作所属的行星齿轮传动装置的输出部件。换句话说，引导至配属于行星齿轮架的传动部件中的转矩通过行星齿轮架从所属的行星齿轮传动装置输出或从该行星齿轮传动装置导出。

在本发明的另一个特别有利的设计方案中，组件中的一个组件是传动装置的差动机构的差动器壳。差动机构可以是之前描述的差动机构。通过这种设计可以特别高效地以及结构空间和成本有利地将转矩引导至差动机构中以及从差动机构分支。

在此例如设计为，差动机构与所属的行星齿轮传动装置的行星齿轮架耦合。行星齿轮架可以是之前描述的行星齿轮架。该行星齿轮架特别是所属的行星齿轮传动装置的输出部件，相关于从转子部件至差动机构的力流和/或转矩流，输出部件是传动装置的多个传动级的最后一个。

特别在根据本发明的驱动设备中有利地设计为，传动装置的所有车轮组在力流和/或转矩流的方向上不能无损拆卸地彼此连接。由此实现了在车轮组之间的非常高的转矩的结构空间有利的传递。

由对优选实施例的如下描述以及根据附图得到本发明的其它优点、特征和细节。在不脱离本发明的范畴的情况下，前述在说明中提到的特征和特征组合以及下文在附图描述中提到的和/或仅在附图中示出的特征和特征组合部件能以相应的给出的组合的方式使用，而且还能以其它组合的方式或单独地使用。

附图说明

在唯一的附图中示出用于例如设计为混合动力车或电动车的汽车的驱动设备的示意性纵向剖视图，该驱动设备具有包括转子部件的电机，具有两个传动级的传动装置集成在转子部件中，该传动装置具有串联地连接在传动级之后的差动机构。

具体实施方式

唯一的附图示出用于汽车的驱动设备10，该汽车例如设计为轿车。汽车也可以设计为特别具有增程发动机（Range-Extender）的混合动力车或电动车。

驱动设备10包括电机12，该电机具有非常示意性地示出的定子14以及具有非常示意性地示出的转子部件16。转子部件16包括具有磁路的所谓的转子有源部件18，该电磁回路由线圈和/或磁体组成，以及包括转子支架20，有源部件18固定在转子支架上。转子部件16可围绕旋转轴线22旋转。

此外，驱动设备10包括传动装置24，该传动装置包括作为第一传动级的第一行星齿轮传动装置26以及作为第二传动级的第二行星齿轮传动装置28。

第一行星齿轮传动装置26包括可围绕旋转轴线22旋转且与转子支架20耦合的第一太阳轮30。这表示，例如在发动机运行方式中由电机12提供的转矩通过转子支架20引导至第一太阳轮30中，从而第一太阳轮30由转子支架20驱动。

第一行星齿轮传动装置26包括多个第一行星齿轮部件32，行星齿轮部件通过相应的齿部与第一太阳轮30啮合。

第一行星齿轮部件32围绕相应的旋转轴线36可旋转地支承在相应的第一行星齿轮销34上以及通过第一行星齿轮销34支承在第一行星齿轮传动装置26的第一行星齿轮架38上。第一行星齿轮部件32也可以围绕旋转轴线22旋转。

此外，第一行星齿轮传动装置26包括第一固定的内齿轮40，该内齿轮集成在传动装置24的传动装置壳体42中。这表示，传动装置壳体42和第一内齿轮40彼此设计为一体，其中第一内齿轮40在驱动设备10的工作中不围绕旋转轴线22旋转。在此，第一行星齿轮部件32通过相应的齿部与第一内齿轮40啮合。然而，必要时同样也可以设想旋转的内齿轮。此外，转子支架20可以直接地支承在内齿轮外直径上，例如借助于滑动轴承，像在涡轮增压器中或者借助于滚针轴承。

第二行星齿轮传动装置28包括可围绕旋转轴线22旋转且与第一行星齿轮架38耦合或连接的第二太阳轮44。由此，在驱动设备10的工作中第二太阳轮44通过与第一行星齿轮架38驱动。第二行星齿轮传动装置28也包括多个第二行星齿轮部件46，第二行星齿轮部件通过相应的齿部与第二太阳轮44啮合。

第二行星齿轮部件46围绕相应的旋转轴线50可旋转地支承在相应的第二行星齿轮销48上以及也可以围绕旋转轴线22旋转。

此外，第二行星齿轮传动装置28包括固定的第二内齿轮52，该内齿轮通过相应的齿部与第二行星齿轮部件46啮合并同样集成在传动装置壳体42中。然而，同样也可以设想旋转的内齿轮。此外，转子支架20可以直接地支承在内齿轮外直径上，例如借助于滑动轴承，像在涡轮增压器中或者借助于滚针轴承。

第二行星齿轮部件46通过其第二行星齿轮销48支承在或安置在第二行星齿轮架54上。

此外，传动装置24包括具有所谓的差动器壳58的差动机构56。差动机构56也包括多个平衡轮60，该平衡轮通过相应的平衡螺栓62围绕旋转轴线65可旋转地支承在差动器壳58上。

此外，差动机构56包括轴轮64，该轴轮通过相应的齿部与驱动轴66抗扭地连接。

驱动轴66具有相应的连接件68，汽车的被驱动的车轮通过连接件可与驱动轴66抗扭地连接。

像从附图中可看出的，差动机构56设计为锥齿轮差动结构，其中平衡轮60和轴轮64设计为锥齿轮并通过相应的齿部彼此啮合。差动机构56例如包括四个平衡轮60。

像从附图中还可看出的，传动装置24并未大致轴向地以法兰连接在转子部件16上，而是与此相反地集成在转子部件16中。

为此，转子部件16在径向方向上为容纳区域70划定边界，在该容纳区域中容纳了具有差动机构56的两级式传动装置24。在此可以设计为，虽然差动机构56和/或第一行星齿轮传动装置26在轴向方向上从转子有源部件18上突出；然而差动机构56和第一行星齿轮传动装置26都不在轴向方向上从转子支架20上突出，从而行星齿轮传动装置26，28和差动机构56完全容纳在容纳区域70中并在径向方向上完全通过转子部件16、特别是转子支架20包围和覆盖。

然而，在转子长度/直径/转速/转矩的其它比例的情况下，可以避免差动机构56和/或第一行星齿轮传动装置26在轴向方向上从转子有源部件18上突出。

由此避免了在轴向方向上的结构空间损失，因为差动机构56和行星齿轮传动装置26，28都不在轴向方向上以法兰连接在转子部件16上。此外，由电机12在其电动机运行方式中通过其转子部件16提供的转矩至少基本上由转子部件16的轴向中心在两个驱动轴66上至少基本上理想地和直接地分布。

力流和/或转矩流由电机12在其电动机运行方式中通过其转子部件16和特别是其转子支架20通过行星齿轮传动装置26，28和差动机构56至驱动轴66。在此，转子部件16、行星齿轮传动装置26，28和差动机构56相关于力流和/或转矩流彼此串联连接。

第一太阳轮30用作第一行星齿轮传动装置26的第一输入部件，因为通过第一太阳轮30将转矩引导至第一行星齿轮传动装置26中。

第一行星齿轮架38用作第一行星齿轮传动装置26的第一输出部件，因为通过第一行星齿轮架将转矩从第一行星齿轮传动装置26导出。

与第一行星齿轮架38连接的、第二太阳轮44用作第二行星齿轮传动装置28的第二输入部件，而第二行星齿轮传动装置28的第二行星齿轮架54用作第二行星齿轮传动装置28的第二输出部件且与差动机构56、特别是其差动器壳58连接。换句话说，差动机构56的差动器壳58通过第二行星齿轮架54驱动，从而通过差动器壳58使得平衡轮60、且通过它们使得轴轮64围绕旋转轴线22旋转。因此，驱动轴66被驱动，从而驱动轴也围绕旋转轴线22旋转。

为了支承转子部件16，设有滚动轴承43，45。此外，设有用于支承差动器壳58的另一个滚动轴承47。借助于滚动轴承49，51支承了驱动轴66。

通过齿轮传动装置26，28和差动机构56集成在转子部件16中以及作为齿轮传动装置26，28的传动级的相应的设计，驱动设备10具有特别低的结构空间需求并且实现了由电机12提供的转矩朝着驱动轴66的有效且高效的传递和转换。

附图中示出区域72a-e，其中设有驱动设备10的和在此是传动装置24的分别至少两个组件之间的分别至少一个不能无损拆卸的彼此连接74a-e。

作为传动装置壳体的彼此牢固地连接的组件中的第一组件的第一壳体部件76和作为传动装置壳体42的彼此牢固地连接的组件中的第二组件的第二壳体部件78通过第一不能无损拆卸的连接74a不能无损拆卸地彼此连接。

第二行星齿轮架54和差动器壳58通过第二不能无损拆卸的连接74b不能无损拆卸地彼此连接，从而转矩可以特别高效地从第二行星齿轮架54引导至差动器壳58中。

第一行星齿轮传动装置26的第一行星齿轮架38和第二行星齿轮传动装置28的第二太阳轮44通过第三不能无损拆卸的彼此连接74c不能无损拆卸地彼此连接，从而转矩可以特别高效地且结构空间有利地在第一行星齿轮架38和第二太阳轮44之间传递。

第一太阳轮30和转子部件16、特别是其定子支架20通过第四不能无损拆卸的彼此连接74d不能无损拆卸地彼此连接，从而在此通过结构空间有利的方式也实现了高效的转矩传递。

例如，差动器壳58轴向地分开且包括第一壳部件59以及第二壳部件61，该第一壳部件以及第二壳部件在轴向方向上相邻地布置。两个壳部件59，61通过第五不能无损拆卸的彼此连接74e不能无损拆卸地彼此连接。通过差动器壳58的这种设计，平衡轮60以及轴轮64可以特别时间有利且进而成本有利地安装。此外，壳部件59和61彼此牢固地连接。

为了展现相应的不能无损拆卸的彼此连接74a-e，相应的组件优选借助于电子束焊接（EB焊接）彼此焊接。然而此处要注意，也可以使用另一种、特别是不能拆卸的连接技术以用于彼此牢固连接的组件。

Claims (15)

1.一种用于汽车的驱动设备（10），具有：至少一个、包括至少一个转子部件（16）的电机（12）；和至少一个传动装置（24），所述传动装置能通过所述转子部件（16）由所述电机（12）驱动且所述传动装置至少部分地布置在通过所述转子部件（16）在径向方向上划定边界的容纳区域（70）中，其中，所述驱动设备（10）的至少两个彼此牢固连接的组件（30，38，42，44，54，58，59，61，76，78）不能无损拆卸地彼此连接。

2.根据权利要求1所述的驱动设备（10），其特征在于，所述组件（30，38，42，44，54，58，59，61，76，78）以材料连接方式彼此连接。

3.根据权利要求2所述的驱动设备（10），其特征在于，所述组件（30，38，42，44，54，58，59，61，76，78）彼此焊接。

4.根据权利要求3所述的驱动设备（10），其特征在于，所述组件（30，38，42，44，54，58，59，61，76，78）通过电子束焊接和/或通过激光焊接彼此连接。

5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备（10），其特征在于，所述组件（30，38，42，44，54，58，59，61，76，78）中的第一组件是所述传动装置（24）的传动装置壳体（42）的壳体部件（76）。

6.根据权利要求5所述的驱动设备（10），其特征在于，第二组件（78）是所述传动装置（24）的所述传动装置壳体（42）的第二壳体部件（78）。

7.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备（10），其特征在于，所述传动装置（24）包括具有行星齿轮架（38，54）的至少一个行星齿轮传动装置（24，26），所述行星齿轮传动装置（26，28）的至少一个行星齿轮部件（32，46）支承在所述行星齿轮架上且所述行星齿轮架包括作为所述组件（30，38，42，44，54，58，59，61，76，78）中的第一组件的第一行星齿轮架部件和作为第二组件的第二行星齿轮架部件。

8.根据权利要求7所述的驱动设备（10），其特征在于，所述行星齿轮架部件在轴向方向上相邻地布置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备（10），其特征在于，所述传动装置（24）包括具有差动器壳（58）的差动机构（56），所述差动机构（56）的平衡轮（60）支承在所述差动器壳上且所述差动器壳包括作为所述组件（30，38，42，44，54，58，59，61，76，78）中的第一组件的第一壳部件（59）和作为第二组件（61）的、特别在轴向方向上与所述第一壳部件（59）相邻地布置的第二壳部件（61）。

10.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备（10），其特征在于，所述组件（30，38，42，44，54，58，59，61，76，78）中的第一组件是所述传动装置（24）的第一齿轮（30，32，40），而第二组件是所述传动装置（24）的、特别相对于所述第一齿轮（30，32，40）共轴布置的且与所述第一齿轮（30，32，40）间隔开的第二齿轮（44，46，54）。

11.根据权利要求9或10所述的驱动设备（10），其特征在于，为所述传动装置（24）的第一传动级（26）分配有所述第一齿轮（30，32，40），且为所述传动装置的第二传动级（28）分配有所述第二齿轮（44，46，54）。

12.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备（10），其特征在于，作为所述传动装置（24）的相应的组件的彼此牢固连接的所有齿轮不能无损拆卸地彼此连接。

13.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备（10），其特征在于，所述组件（30，38，42，44，54，58，59，61，76，78）中的一个组件是所述传动装置（24）的行星齿轮传动装置（26，28）的太阳轮（30，44）。

14.根据权利要求13所述的驱动设备（10），其特征在于，所述太阳轮（44）是所述组件（30，38，42，44，54，58，59，61，76，78）中的第一组件，其中，所述传动装置（24）的另一个行星齿轮传动装置（26）的行星齿轮架（38）是第二组件（38），所述另一个行星齿轮传动装置连接在所述第一行星齿轮传动装置（28）之前。

15.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备（10），其特征在于，所述组件（30，38，42，44，54，58，59，61，76，78）中的一个组件是所述传动装置（24）的行星齿轮传动装置（26，28）的行星齿轮架（38，54）和/或是所述传动装置（24）的差动机构（56）的差动器壳（58）。