CN103958239A - 带有电驱动机的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种特别是用于车辆的驱动装置，带有电驱动机(5)，该驱动机通过变速器装置(20)与驱动轴耦合，其中变速器装置(20)包括变速器和/或差速器，集成在电驱动机(5)的转子(10)的内部。

Description

带有电驱动机的驱动装置
技术领域
本发明涉及一种特别是用于车辆的驱动装置，带有电驱动机，该驱动机通过变速器装置与驱动轴耦合。
背景技术
驱动装置的变速器装置用于将电驱动机的转速转化为电驱动轴的转速。变速器装置通常包括变速器和/或用于对比驱动轴的左车轮和右车轮的不同的车轮转速的差速器。在传统的驱动装置中，需要较大的结构空间，因为变速器装置在驱动机之外与该驱动装置连接。特别是在车辆中使用的情况下，驱动装置安放在最狭窄的结构空间内，因此存在结构空间优化了的驱动装置的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种驱动装置，所述驱动装置可设置有紧凑的尺寸。
该目的通过带有权利要求1所述特征的驱动装置来实现。有利的设计在从属权利要求中给出。
本发明提供一种特别是用于车辆的驱动装置，带有电驱动机，该驱动机通过变速器装置与驱动机耦合，其中包括变速器和/或差速器的变速器装置集成在电驱动机的转子的内部。
这种驱动装置可以设置明显更小的尺寸，与这种驱动装置相比，其中电驱动机和变速器装置作为单独的部件互相连接。特别是，这种驱动装置的轴向的延伸可以减小。因为可以省略变速器装置的壳体，而可以使用其他的发动机和变速器部件，因此在贮存、冷却、润滑和密封方面节省成本和重量。
在本描述中提及，变速器装置在转子的内部集成到电驱动机，因此在下面可以理解的是，变速器装置布置在转子和转子轴所在的空腔之间。在这种情况下，本发明是基于这种考虑的，即在传统的电驱动机中，位于转子和转子轴之间的结构空间通常示为压缩腔(Totraum)，仅仅用空气和支撑结构填充。通过在压缩腔内的变速器装置的这种布置，可以实现驱动装置相对于分离的部件的所希望的减小。
特别的是可以设置，使得驱动机的抗扭转地与转子连接的转子轴和驱动装置的与驱动轴耦合的输出轴互相同轴地布置。由此产生了在更小尺寸的驱动装置情况下更简单的结构设计。
在一个设计中，变速器装置包括至少一个行星齿轮组。这种行星齿轮组在传统的方式中可以具有一个太阳轮，由行星架承载的多个行星齿轮，以及一个内齿轮。这种行星齿轮组既可以设置用于变速器也可以设计用于为优化设置的差速器。
在适当的设计中，变速器装置包括第一和第二行星齿轮组，该齿轮组分别带有太阳轮和由行星架承载的多个行星齿轮，其中第一行星齿轮组的太阳轮与转子轴连接，而第二行星齿轮组的太阳轮与驱动轴连接，第一行星齿轮组的行星齿轮驱动第二行星齿轮组的行星齿轮。通过省略第一和第二行星齿轮组内的各个内齿轮，变速器装置可以提供有较小的直径。
此外，它允许变速器装置的变速器的第一和第二行星齿轮组的设计调整转子轴和输出轴之间的预期的传动比。对此特别可以设置的是，与第二行星齿轮组的行星齿轮相比，第一行星齿轮组的行星齿轮具有另一种直径和/或另一种轮齿数量。特别的是，与第二行星齿轮组的行星齿轮相比，第一行星齿轮组的行星齿轮具有更大的直径。因此，可以调整用于电驱动装置的在车辆内部合适的传动比。该传动比优选的是1:5直至1:15。
还可以设置，变速器装置的行星架是位置固定的。进一步设置，行星架承载第一和第二行星齿轮组的行星齿轮。
根据另一个适当的设计，转子轴和输出轴互相定中心地对准。该定中心可以例如通过所有壳体公差的精准配合的调整来实现。
为了定中心同样可以设置，定中心通过定心轴承实现，定心轴承布置在转子轴和输出轴之间，并且两个轴互相耦合。替代地可以设置的是，定中心通过行星架的两个支承位置实现，其中第一支承位置与转子轴耦合，而第二支承位置与输出轴耦合。
定中心还与两个轴的支承有关，其中它主要由驱动装置的轴向的长度确定。在驱动装置的第一个、短的变体中，转子仅仅需要通过单个的法兰与转子轴连接。在这种驱动装置内，转子轴和输出轴可以分别一侧地被支承。
在驱动装置的第二个、长的变体中可以设置，转子通过布置在与它相对的端部上法兰与转子轴和输出轴连接。对此确保了转子的更好的支撑。输出轴的端部以及转子轴的端部都通过固定支承来支承。
此外，当行星架借助固定轴承和浮动轴承支承在转子轴和输出轴处时是符合目的的。
附图说明
接下来参考附图中的实施例进一步解释本发明。附图中示出：
图1是根据第一设计方案变体的根据本发明的驱动装置的示意性的示图，以及
图2是根据第二设计方案的根据本发明的驱动装置的示意性的示图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的驱动装置的第一实施例。驱动装置特别是设置作为驱动机用于车辆，例如纯电驱动或者组合的电内燃机驱动的车辆(混合动力车辆)。驱动装置当然也可以用于其他的应用中，特别是当需要转速的转化时。
驱动装置包括没有进一步示出的电驱动机5。电驱动机以已知的方式包括转子10，它示例性地通过转子法兰12抗扭转地与转子轴11连接。电驱动机5，如同接下来进一步描述的驱动装置的其余部件一样，关系到旋转轴线50分别只示出一半。电驱动机5的定子，关系到转子轴11位于转子10的上部和外部，没有明确示出。电驱动机的结构性的构造与传统的电驱动机相符，传统的电驱动机假定为专业人员已知，因此在这个地方省略更详细的描述。
在转子的内部，也就是说在转子10和转子轴11之间，布置有变速器装置20。电驱动机5通过该变速器装置20与没有示出的车辆的驱动轴耦合。在本实施例中，变速器装置20只包括变速器，通过该变速器确定转子轴11和变速器装置20的与驱动器连接的输出轴40的转速比。原则上，变速器装置也可以包括附加的差速器。
变速器装置20在图1的实施例中仅仅示出示意性的示出。变速器装置20由两个行星齿轮组21，25组成。行星齿轮组21包括太阳轮22，该太阳轮抗扭转地与转子轴11连接。太阳轮22与行星齿轮组23(其中只示出了一个行星齿轮)啮合。行星齿轮组23由没有示出的行星架承载，它的行星齿轮轴线由附图标记30表示。行星架优选地位置固定地支承在驱动装置内。
第二行星齿轮组25同样包括太阳轮26，该太阳轮抗扭转地与输出轴40耦合。太阳轮26与行星齿轮组27啮合，该行星齿轮组同样由行星齿轮组23的行星架承载。其结果是，第一行星齿轮组21的行星齿轮23和第二行星齿轮组25的行星齿轮27以同样的转速围绕各个行星齿轮轴线30旋转。同样对于第二行星齿轮组25只图示出单个行星齿轮27。
行星齿轮23，27这样互相连接，使得行星齿轮23驱动第二行星齿轮组25的行星齿轮27。因此，转子轴的旋转通过变速器装置20导致输出轴的旋转。
第一行星齿轮组21和第二行星齿轮组25的行星齿轮23具有不同的直径。行星齿轮23，27的直径这样处于这样的比例，即调整转子轴和输出轴的预期的转速比。在机动车领域，该传动比可以选择为1:5直至1:15。原则上，根据有关情况选择该传动比，这样也可以选择其他的传动比。可以理解的是，由于直径比和/或轮齿的数量的变化，也可以调整其他的转速比。第一和第二行星齿轮组21，25的行星齿轮23，27因此示出出阶梯式的行星齿轮布置。
在没有示出的设计方案变体中，变速器装置也可以包括传统的行星齿轮组，其中设置太阳轮，行星齿轮和内齿轮。这种行星齿轮组的数量可以由专业人员进行适当的选择。
图1中的驱动装置基于仅仅设置在转子10一侧上的转子法兰12是一个所谓的开放的设计。这种设计特别可能的是，当转子10的长度l1加上转子法兰12的宽度没有超过一个特定的值时。否则，可能不再确保机械的稳定性。在这种开放的布置中足够的是，转子轴11和输出轴40仅仅单侧地被支承。用于转子轴11的相应的支承位置用附图标记31来表示，用于输出轴40的支承位置用附图标记32表示。行星架是位置固定的，例如与壳体的一部分连接(附图标记35)。附加地，它可以通过支承位置33，34在转子轴11和输出轴40上支撑。
转子轴11和输出轴40互相定中心地布置。定中心可以通过不同的方式和方法来实现。一方面，驱动装置、特别是用于两个轴的壳体和支承位置的所有部件的精准配合的调整是可能的。定中心还可以通过在支承位置33，34上的行星架的支承位置或者通过单个设置的定心轴承37来进行。定心轴承37允许转子轴和输出轴40互相独立地旋转，基于它的设计能够使两个轴直线地互相对准。
在图2中示出了根据本发明的驱动装置的替代的设计方式。在这个驱动装置中，转子10附加地固定在转子法兰12和在相对的端部上布置的转子法兰13上。转子法兰13通过支承位置36与壳体(附图标记35)连接。这种封闭的设计，其中变速器装置20或多或少完全地受到保护地位于电驱动机5的转子10的内部，允许转子长度相对于根据图1的变体而延长。在图2中，l2＞l1。长度l2在这里由转子10的长度和转子法兰12和13的厚度组成。
变速器装置20与结合图1描述的变速器装置相符。然而基于下面的更长的结构长度的情况，设置另一种安置方式。
转子轴11和输出轴40通过定心轴承37互相连接。定中心也可以通过上述两种方式(行星架的轴承的公差和使用)来实现。此外在这种设计方案变体中设置，两个轴11，40中的一个轴通过固定轴承来支承，而两个轴中的另一个轴通过浮动轴承来支承。在实施例中，转子轴11通过固定轴承31来支承。输出轴40通过浮动轴承32来支承。两个轴11，40上的行星架通过固定轴承33和浮动轴承34来支承。
通过封闭的布置，也就是说转子法兰12，13的两侧的设置以及轴承的所描述的方式，这种布置可用于长转子，从而改进布置的稳定性。
在另一个没有示出的设计方案变体中，变速器装置既可以设计为一级的，也可以设计为多级的。特别的是，它不强制性要求使用无内齿轮的行星齿轮组。在后一种情况下，直径的纵横比随着驱动装置的长度而变化，其中延长了的直径在更小的轴向长度情况下是可以实现的。
根据本发明的驱动装置具有紧凑的结构尺寸的优点，因为变速器装置集成在电驱动机的内部。因为变速器的壳体是可以省略的，并且可以使用发动机和变速器的其他部件，产生成本和重量的节省。

Claims (14)

1.一种特别是用于车辆的驱动装置，带有电的驱动机(5)，电的所述驱动机通过变速器装置(20)与驱动轴耦合，其中包括变速器和/或差速器的所述变速器装置(20)集成在电的所述驱动机(5)的转子(10)的内部。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其中抗扭转地与转子(10)连接的所述驱动机(5)的转子轴(11)和与所述驱动轴耦合的所述变速器装置(20)的输出轴(40)彼此同轴地布置。
3.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其中所述变速器装置(20)包括至少一个行星齿轮组(21，26)。
4.根据前述权利要求任一项所述的驱动装置，其中所述变速器装置(20)包括分别带有太阳轮(22，26)和由行星架承载的多个行星齿轮(23，27)的第一和第二行星齿轮组(21，25)，其中所述第一行星齿轮组(21，26)的所述太阳轮(22)与所述转子轴(11)连接，而所述第二行星齿轮组(25)的所述太阳轮(26)与所述输出轴(40)连接，并且所述第一行星齿轮组(21)的所述行星齿轮(23)驱动所述第二行星齿轮组(25)的所述行星齿轮(27)。
5.根据权利要求4所述的驱动装置，其中，所述第一行星齿轮组(21)的所述行星齿轮(23，27)具有与所述第二行星齿轮组(25)的所述行星齿轮(27)不同的直径和/或不同的轮齿数量。
6.根据权利要求4或5所述的驱动装置，其中，所述第一行星齿轮组(21)的所述行星齿轮(23，27)具有比所述第二行星齿轮组(25)的所述行星齿轮(27)更大的直径。
7.根据权利要求4至6任一项所述的驱动装置，其中所述行星架是位置固定的。
8.根据权利要求4至6任一项所述的驱动装置，其中所述行星架承载所述第一和第二行星齿轮组(21，26)的所述行星齿轮(23，27)。
9.根据权利要求2至8任一项所述的驱动装置，其中所述转子轴(11)和所述输出轴(40)彼此定中心地对准。
10.根据权利要求9所述的驱动装置，其中所述定中心通过定心轴承(37)实现，所述定心轴承布置在所述转子轴(11)和所述输出轴(40)之间，并且两个轴互相耦合。
11.根据权利要求9所述的驱动装置，其中所述定中心通过所述行星架的两个支承位置(33，34)实现，其中第一支承位置(33)与所述转子轴(11)耦合，而第二支承位置(34)与所述输出轴(40)耦合。
12.根据权利要求2至11任一项所述的驱动装置，其中所述转子轴(11)和所述输出轴(40)分别安装在一侧。
13.根据权利要求2至11任一项所述的驱动装置，其中所述转子轴(11)和所述输出轴(40)的端部通过固定轴承来支承。
14.根据权利要求2至11任一项所述的驱动装置，其中所述行星架借助固定轴承和浮动轴承支承在所述转子轴(11)和所述输出轴(40)上。
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