CN103732433A - 用于机动车的单个车轮的驱动设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的单个车轮的靠近车轮的驱动设备，其包括具有至少一个用于车轮的驱动轴的电驱动器件和变速器，该变速器与至少一个用于传递扭矩和驱动车轮的驱动轴配合作用，并且该变速器可以与单个车轮连接，其中，布置有用于锁止车轮的锁止装置，该锁止装置用于锁定变速器和/或驱动轴地构造。本发明同样涉及一种车轴、靠近车轮的驱动设备的使用以及车轴的使用。

Description

用于机动车的单个车轮的驱动设备
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的单个车轮的靠近车轮的驱动设备，其包括具有至少一个用于车轮的驱动轴的电驱动器件和变速器，该变速器与至少一个用于传递扭矩和驱动车轮的驱动轴配合作用，并且该变速器可以与单个车轮连接。本发明同样涉及用于机动车的两个车轮的车轴以及驱动设备的使用和车轴的使用。
背景技术
虽然能应用任意的驱动设备，但是驱动设备在靠近车轮地驱动机动车的单个车轮方面被描述。
概念“靠近车轮的”结合驱动设备优选既不包括轮毂驱动装置也不包括通过变速器驱动多个车轮的中央驱动装置。
在交通中允许行驶在公共街道上的每个车辆，也就是说尤其是客车和货车，除了用于制动车辆的行车制动器外还需要驻车制动器，该驻车制动器阻止车辆在静止时滑动。在具有手动变速器的车辆中公知的是：驻车制动器构造为所谓的手刹，该手刹通过手动操作的停车杆来触发。停车杆通常设置有大多形式为棘齿状的闭锁装置的可松开的锁定装置，其用于使停车杆固定在至少一个停车位置。为了松开锁定装置而在停车杆端部设置有按钮。
在具有自动变速器的机动车中，除了驻车制动器外还附加地设置有停车锁，该停车锁可借助变速器选择杆在车辆静止时挂入并且附加于驻车制动器地阻止了车辆滑动。在此，停车锁在机动车的中央动力总成系统中布置在马达与车轮轴之间。
在具有轮毂驱动装置的电动车中不存在中央动力总成系统，从而在电动车中仅由电动马达提供一定的拖拽力矩。然而在此缺点是，电动马达的拖拽力矩仅在基本上平坦的路段中足够阻止车辆的滑动。
发明内容
因此本发明的任务是能够实现较可靠地阻止电动车的滑动，尤其是在明显倾斜的街道的情况中。
该任务在靠近车轮的、带有权力要求1的前序部分的特征的驱动设备的情况中通过如下方式解决，即，布置有用于锁止车轮的锁止装置，该锁止装置为了锁定变速器和/或驱动轴而构造。
该任务同样通过具有权利要求12的特征的车轴，通过根据权利要求14的驱动设备的使用和通过根据权利要求15的车轴的使用来解决。
在权利要求1中限定用于机动车的单个车轮的靠近车轮的驱动设备，其包括具有至少一个用于车轮的驱动轴的电驱动器件和变速器，该变速器与至少一个用于传递扭矩来驱动车轮的驱动轴配合作用且该变速器可以与单个车轮连接，靠近车轮的驱动设备的特征在于，布置有用于锁止车轮的锁止装置，该锁止装置为了锁定变速器和/或驱动轴而构造。
在权利要求12中限定用于机动车的两个车轮的车轴，尤其是组合拉杆轴，其包括扭转型材、两个纵拉杆，所述纵拉杆布置在扭转型材的不同侧并分别与用于机动车的相应的其中一个车轮的车轮支架连接，车轴的特征在于，相应地布置有用于车轮的驱动设备，该驱动设备用于驱动单个车轮地构造，并且驱动设备尤其是驱动设备的变速器构造为纵拉杆。
此外，根据权利要求1至11中至少任一项的、为了驱动电动车的单个车轮而限定的驱动设备的使用解决了上面提到的任务。
此外，可以在机动车中尤其是在电动车中使用根据权利要求12至13中至少任一项的车轴。
通过锁止设备的布置方案可靠地避免了具有靠近车轮的驱动设备的电动车的下滑或滑动，该锁止设备嵌接到变速器和/或电驱动器件的驱动轴中，从而锁定通过变速器与驱动设备连接的车轮。此外，具有权利要求1的特征的靠近车轮的驱动设备尤其提供如下优点，即，例如可减少用于相应车轮的行车制动器的制动块的粘附或生锈，如这在冷的天气条件下和在较旧的具有内燃机的机动车的情况下出现在驻车制动器中那样，这是因为部分停驻力通过停车锁提供。此外也保证的是，每个单个车轮都通过锁止装置单独地保持。这同样提高了可靠性，这是因为在不平坦的车道中或在电动车停在车道边缘时，例如不是所有车轮都与车道表面摩擦锁合地接触，并且因此当制动力仅作用到车轴的一个车轮上时，车辆会较轻微地滑动。这通过具有权利要求1的特征的驱动设备而可靠地避免，这是因为与具有内燃机和手动变速器的车辆相反（在这些车辆中，阻止车辆滑动借助驻车制动器来执行，该驻车制动器通常仅作用到后轮上），每个单个车轮都通过锁止装置来锁定。
本发明其它有利的实施方式、特征和优点在从属权利要求中描述。
适宜地，锁止装置包括卡爪和齿部，卡爪和齿部为了锁止而可相互嵌接。在此优点是，因此能够以简单和可靠的方式实现变速器的和/或驱动轴的锁止。齿部为此可以间接或直接地布置在驱动轴上或变速器中。另一优点是：锁止装置可廉价地制造。
有利地，锁止装置可电操作。可电操作也尤其意味着机电地、电气地或以其它方式操作至少部分地具有电器件的锁止装置。以该方式，操作锁止装置可以在机动车的乘客舱中借助简单的开关来进行，从而可以取消例如在具有自动变速器的机动车中针对停车锁所常用的机械杆。因此也可以在乘客舱的中间通道中节省结构空间。该结构空间于是可以用于操纵导航系统、多媒体系统等。
适宜地尤其布置有电能量存储器和/或机械能量存储器，其与锁止装置配合作用，以便操作锁止装置。以该方式，锁止装置的可靠性还会进一步提高，这是因为例如在机动车的车载电子产品中的电流中断的情况下，继续操作锁止装置是可能的。
有利地，锁止装置布置在电驱动器件的驱动轴上。以该方式，作用到锁止装置上的车辆负载通过布置到锁止装置与车轮之间的变速器而减少，从而锁止装置必须提供比将锁止装置直接加载在车轮上所必需的制动力更小的制动力。如果操作锁止装置，那么变速器的所有齿部、轴承等被负载并且最后减少用于车轮的通过锁止装置施加的制动力。
适宜地，变速器包括至少一个传动装置。由此，一方面通过电驱动器件提供的扭矩与车轮的灵活匹配是可能的。另一方面，作用到锁止装置上的车辆负载通过变速器中的传动装置进一步减少。
有利地，锁止装置布置在至少一个传动装置与电驱动器件之间。因此得到的优点是，因此锁止装置对于外环境影响不敏感并因此可以提高锁止装置的使用寿命。此外，锁止装置可以以较简单的方式集成到变速器的润滑循环回路中，而不必布置用于润滑锁止装置的大量附加的通道等。
适宜地，锁止装置布置在驱动轴的背离传动装置的那侧。如果锁止装置例如布置在电驱动器件的驱动轴的端部，那么锁止装置较容易地从外部接近并因此可以较方便地维护。此外，该锁止装置可以以简单的方式集成和/或加装到已经存在的驱动设备中。
有利地，锁止装置布置在至少一个传动装置上。由此可以利用传动装置的相应的齿部和/或齿轮等，以便相应地至少部分地构造锁止装置。以该方式不需要锁定驱动轴的附加的构件。这在总体上降低了驱动设备的制造成本。因此例如可能的是，在形式为行星变速器的传动装置中通过行星变速器的行星架来提供用于锁止装置的相应的齿部。在小齿轮-圆柱齿轮-设施中，锁止装置的齿部可以通过圆柱齿轮实现，从而一方面可以尽可能小地保持锁止装置的空间需求，并且另一方面以该方式能够实现廉价的锁止装置，这是因为可以取消用于另外所需的齿部的构件。
适宜地，锁止装置布置在至少一个传动装置的输出轴上。以该方式，根据传动装置在变速器内的方位或位置，例如当输出轴直接支承在车轮轴承上且锁止装置布置在该输出轴上时，锁止装置与驱动轴之间的其它变速器部件是无负载的，这会明显提高变速器部件的使用寿命。如果锁止装置布置于在一侧直接与电驱动器件的驱动轴连接的传动装置上，那么通过锁止装置需要低的用于锁止车轮的制动力，这是因为其它变速器部件布置在锁止装置与车轮之间并且这些变速器部件减少了用于锁定和/或停驻机动车车轮所必要的制动力。
有利地，至少一个传动装置构造为行星变速器和/或小齿轮-圆柱齿轮-设施。以该方式，特别可靠的传动装置可以根据驱动设备的应用需求来提供。
适宜地，根据权利要求12的车轴的驱动设备根据权利要求1至11中至少任一项来构造。因此得到的优点是，因此可以以简单且廉价的方式提供具有驱动装置和用于机动车尤其是电动车的靠近车轮的驱动装置的锁止装置的车轴，而不必提供用于锁止装置的形式为变速器、通道或类似物的其它部件。这能够实现廉价地制造具有驱动设备和锁止装置的车轴。
本发明其它重要的特征和优点由从属权利要求、附图和借助附图的所属的附图描述得知。
可理解的是，上面提到的和下面还要阐述的特征可不仅使用在相应给出的组合中，而是也可以使用在其它组合中或单独使用，而不会离开本发明的框架。
附图说明
本发明优选的实施例在附图中示出并且在下面的描述中详细阐述，其中，相同的附图标记涉及相同的或相似的或功能上相同的构件或元件。在此分别以示意的形式示出：
图1示出根据本发明第一实施方式的靠近车轮的驱动设备；
图2a、图2b示出在操作时或非操作时的锁止装置；
图3示出根据本发明第二实施方式的靠近车轮的驱动设备；
图4示出根据本发明第三实施方式的靠近车轮的驱动设备；
图5示出根据本发明第四实施方式的靠近车轮的驱动设备；
图6示出根据本发明第五实施方式的靠近车轮的驱动设备；
图7示出根据本发明第六实施方式的靠近车轮的驱动设备。
具体实施方式
图1示出根据本发明第一实施方式的靠近车轮的驱动设备。
在图1中标注的附图标记1是用于机动车的单个车轮4的靠近车轮的驱动设备。驱动设备1在此包括电动马达2，该电动马达具有驱动轴6a。电动马达2与变速器3连接，其中，变速器3最后与车轮4连接。如果操作电动马达2，那么动力从电动马达2通过变速器3传递到车轮4，并且车轮4转动。电动马达2的驱动轴6a在此与变速器3的行星变速器7a连接，其中，驱动轴6a形成用于行星变速器7a的输入轴。行星变速器7a此外具有行星架7’和输出轴6b，该输出轴与小齿轮-圆柱齿轮-设施7b连接。连接轴6b在背离行星变速器7a的那侧包括小齿轮8，该小齿轮与圆柱齿轮9为了传递扭矩而配合作用。圆柱齿轮9包括尤其是在车轮轴承10上可转动地支承的且用于驱动车轮4的输出轴6c。
在电动马达2背离变速器3的那侧，在驱动轴6a上布置有锁止装置5，该锁止装置能够实现驱动轴6a的和进而变速器3的和最后车轮4的锁定。如果松开锁止装置5，那么驱动轴6a又能通过电动马达2驱动并借助变速器3驱动车轮4。如果接通锁止装置5，那么该锁止装置锁定驱动轴6a和车轮4。于是总体上阻止了机动车的滑动。
此外，在车辆优选靠近电动马达3的区域内布置有例如形式为备用电池的能量存储器12，其提供用于可电操作的锁止装置5的电能。因此，即使在机动车的供电发生故障的情况下还至少可操作锁止装置5，从而总体上仍可阻止机动车的滑动。能量存储器12也可以构造成例如形式为弹簧的机械能量存储器，从而此外在车辆的静止状态下能够实现对锁止装置5的操作。
根据图1，在电动马达2的壳体11a中布置有电动马达2、能量存储器12、驱动轴6a、锁止装置5以及行星变速器7a并且至少部分地布置有连接轴6b以及行星变速器7a的行星架7’。驱动轴6a和连接轴6b在此基本上与组合拉杆轴（Verbundlenkerachse）20的横向臂21的延伸部平行地布置。包括小齿轮8和圆柱齿轮9的小齿轮-圆柱齿轮-设施7b、输出轴6b和连接轴6b的一部分以及车轮轴承10布置在车轮侧的壳体11b中，该车轮侧的壳体与电动马达2的壳体11a连接。此外，在车轮4的区域内以已经公知的方式布置有车轮支架23以及制动器24，该制动器作为在机动车运行时用于制动车辆的运行制动器。总体上，至少一部分电动马达2和变速器3构造为组合拉杆轴20的纵拉杆22。组合拉杆轴20在此通过组合拉杆支承部（Verbundlenkerlager）20a可转动地支承在机动车上。此外，电动马达2的和变速器3的驱动轴6a、连接轴6b和输出轴6c同样相应可转动地支承。
图2a和图2b示出在操作时的或非操作时的锁止装置。
在图2a中，锁止装置5以断开的状态示出。锁止装置5具有齿部33，该齿部构造在停车锁止轮32上。停车锁止轮32例如与驱动轴6a抗相对转动地连接。此外设置有抗相对转动地布置在机动车的车身上的卡爪（Klinke）30，该卡爪可以与停车锁止轮32的环绕的齿部33嵌接。卡爪30此外与回位弹簧31连接，从而在非负载状态下断开锁止装置5，并且因此驱动轴6a可自由转动。显然地，停车锁止轮32也可以抗相对转动地布置在连接轴6b或输出轴6c上。
在图2b中现在逆着回位弹簧31的弹簧力施加力40，因此卡爪30与停车锁止轮32的齿部33进行嵌接。以该方式，停车锁止轮32不可再转动并且停车锁止轮32因此同样锁定驱动轴6a。因此总体上避免车轮4的转动并阻止车辆例如在倾斜的街道上的下滑。
图3示出根据本发明第二实施方式的靠近车轮的驱动设备。
基本上在图3中示出根据图1的靠近车轮的驱动设备1。不同于图1，锁止装置5现在布置在电动马达2与变速器3之间，更精确地说布置在电动马达2与行星变速器7a之间的驱动轴6a上。此外不同于图1的是，在图3中能量存储器12布置在电动马达2的壳体11a的外侧。像已经在图1中描述的那样，并且也像在下面的图中描述的那样，为了操锁止装置5能量存储器12在此与其配合作用。锁止装置5在此与驱动轴6a处于用于锁止该驱动轴的有效连接，该驱动轴构造为行星变速器7a的太阳轴。作用于锁止装置5的车辆负载借助锁止装置5与车轮4之间作用的传动比通过传动装置7b、7a减少，从而与锁止设备5与车轮4之间的较直接的连接相比，锁止装置5必须提供较小的用于车轮4制动的制动力，以便阻止车辆滑动。
图4示出根据本发明第三实施方式的靠近车轮的驱动设备。
基本上在图4中示出根据图1的靠近车轮的驱动设备1。不同于图1，锁止装置5现在布置在行星变速器7a的行星架7’上。齿部23在此通过行星变速器7a的行星架7’来提供，从而不需要附加的结构元件，尤其是停车锁止轮32（参见图2）。以该方式实现简单且廉价地制造驱动设备1。由此，靠近车轮的驱动设备1同时是非常紧凑的。
图5示出根据本发明第四实施方式的靠近车轮的驱动设备。
基本上在图5中示出根据图1的靠近车轮的驱动设备1。不同于图1，锁止装置5现在布置在行星变速器7a与小齿轮8之间的连接轴6b上。在此也能通过布置在车轮4与锁止装置5之间的变速器元件，尤其是形式为小齿轮-圆柱齿轮-设施7b的传动装置来实现较小的制动力。此外与图1、图3、图4的实施方式相反，锁止装置5不再布置在电动马达2的壳体11a中，而是布置在靠近车轮的壳体11b中。同样地，能量存储器12布置在靠近车轮的壳体11b中并与锁止装置5配合作用，以便操作该锁止装置。
图6示出根据本发明第五实施方式的靠近车轮的驱动设备。
基本上在图6中示出根据图1的靠近车轮的驱动设备1。不同于图1，能量存储器12布置在靠近车轮的壳体11b中并与同样布置在靠近车轮的壳体11b中的锁止装置5配合作用，以便操作该锁止装置。在图6中，锁止装置5被施加到圆柱齿轮9上。以该方式，锁止装置5与电动马达2的驱动轴6a之间的变速器部件是无负载的，这提高了所述变速器部件的使用寿命。此外，锁止装置5可有利地制造，这是因为停车锁止轮32由圆柱齿轮9形成。以该方式可以节省形式为停车锁止轮32的附加的结构元件，这在总体上降低了锁止装置5和靠近车轮的驱动设备1的制造成本。
图7示出根据本发明第六实施方式的靠近车轮的驱动设备。
基本上在图7中示出根据图1的靠近车轮的驱动设备1。不同于图1，能量存储器12布置在靠近车轮的壳体11b中并与锁止装置5配合作用，以便操作该锁止装置。锁止装置5同样布置在靠近车轮的壳体11b中并且在图7中布置在输出轴6c上，该输出轴构造为小齿轮-圆柱齿轮-设施7b的圆柱齿轮轴。也像在图6中那样，变速器3的次级变速器部件，也就是说布置在锁止装置5与电动马达2的驱动轴6a之间的变速器部件是无负载的，这提高了所述变速器部件的使用寿命。此外，锁止装置5的根据图7的布置方案提供如下优点，即，因此可以紧凑地实施靠近车轮的驱动设备1。
综上所述，本发明此外具有如下优点，即，具有根据本发明的靠近车轮的驱动设备的机动车可以特别可靠地阻止机动车的不期望的下滑或滑动。此外也可以可靠地操作靠近车轮的驱动设备，这是因为在不利的天气条件下，例如可以通过将锁止装置布置在靠近车轮的驱动设备中来减少作为驻车制动器或停车锁的行车制动器的烤焦或生锈。
虽然本发明在上面借助优选的实施例进行描述，但本发明并不局限于所描述的实施例，而是可以以多种方式进行修改。
附图标记列表
1 驱动设备
2 电动马达
3 变速器
4 车轮
5 锁止装置
6a 驱动轴
6b 连接轴
6c 输出轴
7a 行星变速器
7b 小齿轮-圆柱齿轮-设施
7’ 行星架
8 小齿轮
9 圆柱齿轮
10 车轮轴承
11a 电动马达的壳体
11b 车轮侧的壳体
12 能量存储器
20 组合拉杆轴
20a 组合拉杆支承部
21 扭转型材
22 纵拉杆
23 车轮支架
24 制动器
30 卡爪
31 回位弹簧
32 停车锁止轮
33 齿部
40 力

Claims (13)

1.一种用于机动车的单个车轮（4）的靠近车轮的驱动设备（1），其包括具有至少一个用于所述车轮（4）的驱动轴（6a）的电驱动器件（2）和变速器，该变速器与所述至少一个驱动轴（6a）配合作用用于传递驱动所述车轮（4）的扭矩，并且该变速器能够与所述单个车轮连接，其特征在于，布置有用于锁止所述车轮（4）的锁止装置（5），构造该锁止装置用于锁定所述变速器（3）和/或所述驱动轴（6a）。
2.根据权利要求1所述的驱动设备（1），其特征在于，所述锁止装置（5）包括卡爪（30）和齿部（33），所述卡爪和齿部为了锁止而能相互嵌接。
3.根据前述权利要求1至2中至少一项所述的驱动设备，其特征在于，所述锁止装置（5）是能电操作的。
4.根据前述权利要求1至3中至少一项所述的驱动设备，其特征在于，布置有尤其电的和/或机械的能量存储器（12），所述能量存储器与所述锁止装置（5）配合作用，以便操作所述锁止装置。
5.根据前述权利要求1至4中至少一项所述的驱动设备，其特征在于，所述锁止装置（5）布置在所述电驱动器件（2）的驱动轴（6a）上。
6.根据前述权利要求1至5中至少一项所述的驱动设备，其特征在于，所述变速器（3）包括至少一个传动装置（7a、7b）。
7.根据权利要求6所述的驱动设备，其特征在于，所述锁止装置（5）布置在所述至少一个传动装置（7a、7b）与所述电驱动器件（2）之间。
8.根据权利要求6所述的驱动设备，其特征在于，所述锁止装置（5）布置在马达的背离所述传动装置（7a、7b）侧并与所述驱动轴连接。
9.根据权利要求6所述的驱动设备，其特征在于，所述锁止装置（5）布置在所述至少一个传动装置（7a、7b）上。
10.根据权利要求6所述的驱动设备，其特征在于，所述锁止装置（5）布置在所述至少一个传动装置（7a、7b）的输出轴（6b、6c）上。
11.根据权利要求6所述的驱动设备，其特征在于，所述至少一个传动装置（7a、7b）构造为行星变速器（7a）和/或小齿轮-圆柱齿轮-设施（7b）。
12.用于机动车的两个车轮的车轴（20），尤其是组合拉杆轴，其包括扭转型材（21）、两个纵拉杆（22），所述纵拉杆布置在所述扭转型材（21）的不同侧并分别与用于机动车的相应的其中一个车轮（4）的车轮支架（23）连接，其特征在于，相应地布置有用于所述车轮（4）的靠近车轮的驱动设备（1），该驱动设备用于驱动单个车轮（4）地构造，并且所述驱动设备（1）尤其是所述驱动设备（1）的变速器（3）构造为纵拉杆（22）。
13.根据权利要求12所述的车轴（20），其特征在于，构造根据权利要求1至11中至少任一项的所述靠近车轮的驱动设备（1）。
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