CN103492752A - 带电机的驱动设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种驱动设备（1、20），其具有电机（3）、第一行星齿轮传动机构（4）、差速器（5）以及在电机（3）的驱动轴（3a）与第一行星齿轮传动机构（4）的太阳轮（4a）之间的作用连接装置，其中，第一太阳轮（4）与第一行星齿轮（4b）齿啮合，该第一行星齿轮与位置固定的第一齿圈（4）齿啮合且以可转动的方式支承在第一行星齿轮架（4c）上，该第一行星齿轮架抗相对转动地与差速器（5）的差速器壳（5a）连接。

Description

带电机的驱动设备
技术领域
本发明涉及一种驱动设备，其带有电机、行星齿轮传动机构、差速器以及在电机的驱动轴与第一行星齿轮传动机构的第一太阳轮之间的作用连接装置，其中，第一太阳轮与行星齿轮啮合，该行星齿轮与位置固定的第一齿圈齿啮合且能旋转地支承在第一行星齿轮架上，该第一行星齿轮架抗相对转动地（drehfest）与差速器的差速器壳连接。
背景技术
在DE 198 41 159 C2中说明了这种驱动设备。形式为电动机的电机通过简单的行星齿轮传动机构与传统的锥齿轮差速器连接。转子轴在端侧配设有齿部，该齿部形成了行星齿轮传动机构的太阳轮。锥齿轮差速器的差速器壳同时是用于行星齿轮传动机构的行星齿轮的行星齿轮架，该行星齿轮与太阳轮和位置固定的齿圈齿啮合。行星齿轮架可以绕驱动设备的主轴线旋转。差速器的半轴齿轮与输出轴连接，导入到差速器内的扭矩从行星齿轮架经由差速齿轮分配到该输出轴上。这种驱动设备构造得极为紧凑且要求很少的结构空间。
发明内容
本发明所要解决的任务是，提供一种具有灵活的驱动方案的驱动设备。
该任务用权利要求1的特征来解决。
按照本发明，在行星齿轮传动机构与驱动轴之间的作用连接装置是第二行星齿轮传动机构。第二行星齿轮传动机构至少由第二太阳轮、第二组行星齿轮、第二行星齿轮架和第二齿圈形成。作用连接装置的输入端是第二太阳轮。第二太阳轮为此以不能绕驱动轴的转动轴线相对转动的方式与驱动轴连接并且与第二行星齿轮齿啮合。第二组行星齿轮与驱动设备的主轴线径向相间隔地以能转动的方式支承在行星齿轮销上，这些行星齿轮销固定在第二行星齿轮架上。
第二行星齿轮与第二齿圈的内齿部齿啮合，该第二齿圈能位置固定地保持。按照本发明，“能位置固定地保持”意味着，第二齿圈相对于壳体，例如相对于驱动设备的壳体，以不能相对于驱动设备的主轴线转动的方式得到保持，但也可以用能够绕主轴线旋转的方式再次被释放。
第二行星齿轮传动机构的第二行星齿轮架和第一行星齿轮传动机构的第一太阳轮以不能绕驱动轴的转动轴线相对转动的方式相互连接。第一太阳轮是第一行星齿轮传动机构的输入端。
驱动轴的旋转轴线是驱动设备的主轴线，其在在中央沿轴向延伸穿过驱动设备并进而也是第一行星齿轮架、第二行星齿轮架、第一齿圈和第二齿圈的转动轴线。
按照本发明，设置有第二太阳轮与第二齿圈之间的可接合和可分离的转动连接。当在第二太阳轮与第二齿圈之间的转动连接被接合时，那么排除了齿圈相对太阳轮以及太阳轮相对齿圈的相对旋转。第二行星齿轮传动机构的功能被取消。在这种运行状态中，在第一太阳轮上的转速和扭矩对应在驱动轴上的转速和扭矩。当在第二太阳轮与第二齿圈之间的转动连接被分离时，那么另一行星齿轮传动机构起作用。在第一太阳轮上的转速和扭矩在这种情况下由于第二行星传动机构的作用而与在驱动轴上的转速和扭矩有偏差。
利用这种按本发明的布置方式，驱动设备可以在至少两个运行状态下运行并且由此可以更为灵活地来使用。
本发明的设计方案规定，第二齿圈借助至少一个制动器可以位置固定地来固定。制动器例如是盘式或片式或带式制动器。第二齿圈的旋转可以借助制动器从最大的转速制动到相对周围环境为零的转速值。
本发明的另一设计方案规定，在第二太阳轮与第二齿圈之间的可接合和分离的转动连接可以借助至少一个离合器来建立。离合器例如是片式离合器或带有锥形摩擦环的同步离合器。在接合离合器时，在第二齿圈与第二太阳轮之间的转速差从在已分离的离合器的情况下的最大值下降到在完全接合离合器的情况下的相对转速值，即零。
齿圈的制动优选伴随着离合器的同步的分离。齿圈的释放伴随着离合器的同步的接合，如本发明的设计方案所设置的那样。因此可以实现至少两个运行状态，其中，在第一种运行状态中，在时间上与已接合的离合器同步地松开制动器。在第二种运行状态中，在时间上与已挂入的制动器同步地分离离合器。此外还设置有第三运行状态，在这种运行状态中，不仅将离合器分离而且也将齿圈通过制动器可自由旋转地释放。在这个运行状态中，没有驱动功率被传送到差速器。
制动器和离合器可以单独地且彼此独立地用不同的操纵装置来操纵。
本发明的设计方案设置了一种用于制动器和离合器的共同的操纵装置，由此驱动设备包括制动器和离合器设计得极为紧凑且相应地节省结构空间。用这种操纵装置可以同步地同时操作制动器和离合器以切换不同的运行状态。
具体实施方式
接下来借助两个实施例详细阐释本发明。
图1沿驱动设备1的主轴线2示意性示出驱动设备1。
驱动设备1具有电机3、第一行星齿轮传动机构4和差速器5。通过第二行星齿轮传动机构6建立起电机3的是转子轴3a的驱动轴3a与第一行星齿轮传动机构4的第一太阳轮4a之间的作用连接。
第一太阳轮4a与第一行星齿轮4b齿啮合，该第一行星齿轮与位置固定的第一齿圈4d齿啮合以及支撑在这个第一齿圈上。行星齿轮4d可转动地支承在第一行星齿轮架4c上。
行星齿轮架4c抗相对转动地与差速器5的差速器壳5a连接，从而使差速器壳5a可以与行星齿轮架4c一起以能绕主轴线2旋转的方式来驱动。差速器5在这种情况下是行星齿轮差速器，其差速器壳5a是行星齿轮架5a。但差速器也可以备选地是带有差速器壳、差速齿轮和输出轮的传统的锥齿轮差速器。行星齿轮差速器的差速齿轮5b和5c由两组行星齿轮5b和5c形成。各一个行星齿轮5b和行星齿轮5c彼此齿啮合。此外，行星齿轮5b与输出轮5d齿啮合，该输出轮在行星齿轮传动机构5中是太阳轮5d，以及行星齿轮5c与输出轮5e齿啮合，该输出轮在行星齿轮传动机构5中是太阳轮5e。太阳轮5d和5e分别与输出轴8或9连接。输出轴9与主轴线2共轴地取向。输出轴8与转子轴3a同中心地布置，从而使其转动轴线对应主轴线2。
第二行星齿轮传动机构6由第二太阳轮6a、第二行星齿轮6b、第二齿圈6d和第二行星齿轮架6c形成。第二太阳轮6a与第二行星齿轮6b齿啮合。第二行星齿轮架6b可转动地支承在行星齿轮架6c上并且与第二齿圈6d齿啮合。第二行星齿轮架6c与第一太阳轮4a连接。第二太阳轮6a与驱动轴3a抗相对转动地连接，从而使第二太阳轮6a能绕主轴线2旋转地来驱动。
可接合和分离的转动连接装置10构造在第二太阳轮6a与第二齿圈6d之间。转动连接装置10由离合器K2和制动器B1构成。第一离合元件11a以第一离合元件11a抗相对转动地与驱动轴3a连接并能由这个驱动轴来驱动的方式与太阳轮6a连接。第二离合元件11b与主轴线2同中心地固定在第二齿圈6d上并能与这个第二齿圈一起绕主轴线2相对第一离合元件11a旋转。离合元件11a和11b可以借助未进一步示出的操纵装置彼此形状锁合地（formschluessig）和/或摩擦锁合地（reibschluessig）连接，由此可以将由离合元件11a和11b形成的离合器K2接合。在离合元件11a和11b之间的形状锁合可以通过操纵装置再次取消并进而使离合器K2分离。
第二齿圈6d可以借助制动器B1位置固定地保持在壳体13上，使其不能绕主轴线2旋转。制动器B1由固定在壳体13上的第一制动元件12a和第二制动元件12b形成，该第二制动元件能与第二齿圈6d一起绕主轴线旋转地固定在这个壳体上。
第二离合元件11b和第二制动元件12b共同构造在圆盘14上并且具有彼此同中心构造出的衬片14a或14b。
在前述布置中，可以通过松开制动器B1来释放齿圈6d，从而使离合器K1接合并进而可以建立起齿圈6d与太阳轮6a之间抗相对转动的连接。在离合器K1分离后，齿圈6d可以借助制动器B1相对周围环境13固定。这个换挡过程优选设计成无过渡。
图2沿驱动设备20的主轴线2示意性示出驱动设备20。
驱动设备20和按图1的驱动设备1一样具有电机3、第一行星齿轮传动机构4和差速器5。通过第二行星齿轮传动机构6建立起电机3的是转子轴3a的驱动轴3a与第一行星齿轮传动机构4的第一太阳轮4a之间的作用连接。驱动设备20和1的构造和结构在行星齿轮传动机构4和6以及差速器5方面是相同的。驱动设备20与图1中示出的驱动设备1的区别仅在于转动连接装置7。
转动连接装置7是可以接合和分离的并且构造在第二太阳轮6a与第二齿圈6d之间。转动连接装置7由离合器K2和制动器B1构成。第一离合元件15a以第一离合元件15a抗相对转动地与驱动轴3a连接并能由这个驱动轴来驱动的方式与太阳轮6a连接。第二离合元件15b与主轴线2同中心地在第二齿圈6d上至少抗相对转动地但能相对这个第二齿圈轴向移动且能与这个第二齿圈一起绕主轴线2相对第一离合元件15a旋转。第二离合元件15b示出在空挡位置中，该第二离合元件具有与主轴线2同中心布置的摩擦片18。离合元件15a和15b借助线性作用的致动器A能彼此摩擦锁合地连接，由此使由离合元件15a和15b形成的离合器K2能在致动器A在图中向左运动时接合。在离合元件15a与15b之间的摩擦锁合可以通过致动器A朝着右侧的运动再次被取消并进而是离合器K2分离。
第二齿圈6d可以借助制动器B1相对周围环境16位置固定地保持，使其不能绕主轴线2旋转。制动器B1由固定在周围环境16上的制动元件17和第二离合元件15b形成，该第二离合元件与第二齿圈6d能绕主轴线2转动地连接，但借助致动器A能沿轴向相对这个第二齿圈移动。为了与第二离合元件的摩擦锁合，制动元件17配设有与主轴线2同中心布置的摩擦片19。摩擦锁合可以通过致动器A在图中向右的运动并进而通过第二离合元件15b向右的移动建立起来并通过向左的移动再次被取消。
通过前述布置方式，在第二离合元件15b在图中向左移动时，离合器K1被接合并且制动器B1与之同步地被松开，这就是说，建立起驱动轴3a以及进而第二太阳轮6a与齿圈6d之间的转动连接且同时使将齿圈6d固定在周围环境上的制动器B1松开。在第二离合元件15b在图中向右移动时，离合器K1被分离并且制动器B1与之同步地被牵引，这就是说，取消了齿圈6d与太阳轮6a之间的转动连接且同时将齿圈6d固定在周围环境上。
附图标记列表
1 驱动设备 K1 离合器
2 主轴线 11a 第一离合元件
3 电机 11b 第二离合元件
3a 驱动轴/转子轴 B1 制动器
4 第一行星齿轮传动机构 12a 第一制动元件
4a 第一太阳轮 12b 第二制动元件
4b 第一行星齿轮 13 壳体
4c 第一行星齿轮架 14 圆盘
4d 第一齿圈 14a 衬片
5 差速器 14b 衬片
5a 差速器壳/行星齿轮架 K2 离合器
5b 差速齿轮/行星齿轮 15a 第一离合元件
5c 差速齿轮/行星齿轮 15b 第二离合元件
5d 输出轮/太阳轮 16 周围环境
5e 输出轮/太阳轮 A 致动器
6 第二行星齿轮传动机构 17 制动元件
6a 第二太阳轮 18 摩擦片
6b 第二行星齿轮 19 摩擦片
6c 第二行星齿轮架 20 驱动设备
6d 第二齿圈
7 转动连接装置
8 输出轴
9 输出轴
10 转动连接装置

Claims (5)

1.一种驱动设备（1、20），所述驱动设备具有电机（3）、第一行星齿轮传动机构（4）、差速器（5）以及在电机（3）的驱动轴（3a）与第一行星齿轮传动机构（4）的太阳轮（4a）之间的作用连接装置，其中，第一太阳轮（4）与第一行星齿轮（4b）齿啮合，所述第一行星齿轮与位置固定的第一齿圈（4）齿啮合且以可转动的方式支承在第一行星齿轮架（4c）上，所述第一行星齿轮架抗相对转动地与差速器（5）的差速器壳（5a）连接，其特征在于具有在所述作用连接装置中的第二行星齿轮传动机构（6），所述第二行星齿轮传动机构带有至少一个第二太阳轮（6a），所述第二太阳轮与所述驱动轴（3a）抗相对转动地连接并且与第二行星齿轮（6b）齿啮合，其中，所述第二行星齿轮（6b）与能够位置固定地保持的第二齿圈（6d）齿啮合且以可转动的方式支承在第二行星齿轮架（6c）上，所述第二行星齿轮架与所述第一太阳轮（4a）抗相对转动地连接，以及其特征还在于具有在所述第二太阳轮（6a）与所述第二齿圈（6d）之间的能够接合和分离的转动连接装置（7、10）。
2.按权利要求1所述的驱动设备，其特征在于具有离合器（K2）作为转动连接装置（7、10），其中，第二齿圈（6d）能够借助制动器（B1）位置固定地得到保持。
3.按权利要求2所述的驱动设备，其特征在于具有在第一种运行状态中在时间上与已接合的离合器（K2）同步地松开的制动器（B1）。
4.按权利要求2所述的驱动设备，其特征在于具有在第二种运行状态中在时间上与已被牵引的制动器（B1）同步地分离的离合器（K2）。
5.按权利要求2所述的驱动设备，其特征在于具有对于制动器（B1）和离合器（K2）共同的致动器（A），利用所述致动器能够同步地同时在至少一个运行状态中操作制动器（B1）和离合器（K2）。
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