CN107000571A - 用于地面运输工具的驱动单元以及地面运输工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于地面运输工具的驱动单元(1)，其包括至少一个变速器罩壳(2)，其中，变速器罩壳(2)罩住构造为减速级的第一变速级，并且第一变速级由马达小齿轮(6)和与马达小齿轮(6)啮合的正齿轮(5)组成。根据本发明的驱动单元(1)的特征在于，正齿轮(5)构造为内啮合的正齿轮(5)。此外，本发明涉及一种相应的地面运输工具。

Description

用于地面运输工具的驱动单元以及地面运输工具

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于地面运输工具的驱动单元以及一种根据权利要求12的前序部分所述的地面运输工具。

背景技术

在现有技术中，已经已知特别是用于地面运输工具的实施成所谓的单轮驱动机构的驱动单元。这种类型的单轮驱动机构通常由带有至少一个变速级的变速器罩壳、凸缘连接的驱动马达和被驱动的驱动轮组成。变速级通常包括驱动小齿轮和与驱动小齿轮啮合的正齿轮。由于在地面运输工具中仅仅非常受限地可用的安装空间，这种类型的单轮驱动机构在其外尺寸方面受到严格要求。出于这一原因，与缓慢旋转的电动机相比，通常快速旋转的电动机是优选的，因为快速旋转的电动机需要更少的结构空间。然而，这又需要更高的变速器减速，其中，为了实现更高的变速器减速，通常减少驱动小齿轮的齿数量，但是或者增大正齿轮的齿数。然而，在第一种情况中，通过滚动次数的增加提高了驱动小齿轮的负载，从而在此设定了狭窄的边界。在后者的情况中，又提高了正齿轮直径，从而单轮驱动机构的尺寸和所需的结构空间增加，由此，在此也设定了狭窄的边界。

就此而言，文献DE 20 2006 018 341 U1描述了用于地面运输工具的驱动单元，地面运输工具具有可绕垂直轴线旋转的驱动轴、具有垂直的变速器轴线的正齿轮级、圆锥变速级和具有垂直的旋转轴线的驱动轮。通过根据文献DE 20 2006 018 341 U1的正齿轮级构造成至少两级的，可实现相对更大的减速，而在此不增大罩壳的直径。

文献DE 30 28 276 A1公开了用于工业车辆的驱动装置。驱动装置的减速变速器在此构造成具有太阳轮、多个行星轮和行星架的行星齿轮变速器，这借助于单级的减速变速器实现了在罩壳直径不变时相对更大的减速。

然而，已知的驱动单元具有缺点，因为其通过附加的轴承和齿轮需要更高的成本和制造消耗。

发明内容

本发明的目标是，提出一种改善的用于地面运输工具的驱动单元。

根据本发明，该目标通过根据权利要求1所述的用于地面运输工具的驱动单元实现。从从属权利要求中得到本发明的有利的设计方案和改进方案。

本发明涉及一种用于地面运输工具的驱动单元，其包括至少一个变速器罩壳，其中，变速器罩壳罩住构造成减速级的第一变速级，并且第一变速级由马达小齿轮和与马达小齿轮啮合的正齿轮组成。根据本发明的驱动单元的特征在于，正齿轮构造为内啮合的正齿轮。

从中得到的优点是，在变速器罩壳的直径基本上不变的情况下，可实现减速级的更高的可变性，特别是更高的减速，因为马达小齿轮根据本发明集成到正齿轮的直径中。即，集成到正齿轮的直径中能够实现，或者在变速器罩壳直径不变的情况下增大正齿轮的直径，或者替代地在正齿轮直径不变的情况下在第一变速级的区域中减小变速器罩壳的直径。但是，也可设想且优选的是，在仅仅增大正齿轮的直径和仅仅减小变速器罩壳的直径之间的中间阶段。

另一从中得到的优点是，当根据本发明增大正齿轮的直径(并且由此增大减速)时，在现有技术中通常设置的附加的变速级可构造成具有相对更小的直径。该附加的变速级通常连接在第一变速级之后并且在从动侧与驱动轮相联接。由此，有利地，或者可增大可供驱动轮使用的结构空间，或者替代地在附加的变速级的区域中减小变速器罩壳的直径。同样，由此可减小变速器罩壳的高度。此外，变速器罩壳的尺寸减小导致在制造根据本发明的驱动单元时成本消耗的降低。

此外又得到的优点是，通过减小直径、特别是附加的变速级的直径，可以相对更高的可能性用于其他车辆或应用领域的构件或齿轮或变速器元件，这有利于在研发和制造根据本发明的驱动单元时产生附加的协同作用。对于其他车辆或在其他使用领域中，使用例如在单轮驱动机构中或这种类型的驱动单元中通常相似的变速级，然而具有相对较小的直径。这也使在研发和制造根据本发明的驱动单元时成本消耗减少。

术语“内啮合的正齿轮”根据本发明理解成这样的正齿轮，即，其齿以指向内的方式布置在正齿轮的内周处。这种正齿轮例如可为齿圈，但是或者也可为盘式的正齿轮，其边缘向上或向下变大超过盘平面并且其齿在该放大的边缘处在盘平面之上或之下向内指向地布置在边缘的内直径处。

根据本发明，术语“减速”理解成变速器的机械传动比，即，其使驱动侧的输入转速相对于从动侧的输出转速减小。通常，(在考虑通过变速器的摩擦损失的情况下)这伴随着基本上与转速的下降相反的、输出扭矩相对于输入扭矩的增加。

根据本发明的驱动单元优选地构造成所谓的单轮驱动机构。单轮驱动机构对于本领域技术人员来说是已知的、相对紧凑的驱动单元，其具有单个的被驱动且通常可转向的车轮用于驱动车辆、特别是地面运输工具。

第一变速级优选地在驱动侧与驱动马达相联接并且在从动侧与附加的变速器相联接。

根据本发明的一种优选实施方式，设置成，马达小齿轮构造为位置固定的行星轮。由此，第一变速级构造为行星齿轮变速器并且可相对简单地将马达小齿轮集成到正齿轮的侧周中。同时，保证了高的减速和有效的力传递或扭矩传递。正齿轮在这种情况中是外齿轮。

特别是设置成，马达小齿轮是第一变速级的唯一的行星轮。特别优选的是，未设置太阳轮。

根据本发明的另一优选的实施方式，设置成，变速器罩壳此外罩住第二变速级，其中，第二变速级由盘形齿轮和与盘形齿轮啮合的锥形小齿轮组成。从中得到的优点是，可通过第二变速级调整转速或扭矩的进一步匹配，这整体地增大了根据本发明的驱动单元的可能的传动比的范围。在此，将盘形齿轮和与盘形齿轮啮合的锥形小齿轮考虑作为第二变速级产生的另一优点是，同时为了进一步使转速和扭矩与相应特殊的要求相匹配，也可使输入扭矩或输入转速的旋转轴线相对于输出扭矩或输出转速翻转90°。这能够实现简单地且有效利用空间地将输出扭矩或输出转速继续引导到驱动单元的驱动轮处。由此不需要用于使输出扭矩或输出转速的旋转轴线换向的附加的变速器元件。

第二变速级优选地构造成减速级。这实现了进一步减小输入转速。

此外，第二变速级在从动侧优选地与驱动轮相联接，其中，特别是盘形齿轮在从动侧与驱动轮相联接。

根据本发明的另一优选的实施方式设置成，锥形小齿轮轴被引导通过正齿轮的中心的开口并且不可相对旋转地与正齿轮相连接。这能够实现简单地且尽可能无扭矩损失地将转速或扭矩从第一变速级传递到第二变速级上。

优选地，锥形小齿轮轴与正齿轮的不可相对旋转的连接实施为形状配合连接或传力连接。

术语“被引导穿过正齿轮的中心的开口”在此在本发明的思想中广泛地理解并且不仅可意味着，锥形小齿轮轴在离开侧上相应于预定的程度从开口中伸出，而且意味着，锥形小齿轮轴与正齿轮的表面齐平地在离开侧上结束。在后者的情况中，锥形小齿轮轴优选地支撑在正齿轮处。

根据本发明的另一优选实施方式，设置成，锥形小齿轮轴的第一支撑轴承布置成邻接正齿轮，并且锥形小齿轮轴的第二支撑轴承布置成邻接锥形小齿轮，其中，第一和第二支撑轴承沿着锥形小齿轮轴布置在正齿轮两侧。通过支撑轴承的该布置方案，得到的优点是，与在现有技术中已知的用于这种类型的驱动单元的支撑轴承的布置方案相比，压力中心的距离更大。由此，可相对更好地支撑特别是横向力。

根据本发明，术语“邻接”理解成，两个元件，例如第一支撑轴承和正齿轮，或第二支撑轴承和锥形小齿轮布置成直接彼此相邻，然而其不一定接触。

替代地优选地，第一支撑轴承也可沿着锥形小齿轮轴与第二支撑轴承布置在正齿轮的同一侧上，其中，第一支撑轴承在这种情况中也布置成邻接正齿轮。

根据本发明的另一优选实施方式，设置成，第一支撑轴承的外环布置在正齿轮处，并且第一支撑轴承的内环布置在变速器罩壳的内侧处。由此，特别有效地支撑正齿轮以防抖动运动，在这种类型的驱动单元运行时可相对于锥形小齿轮轴的轴线产生该抖动运动。

特别优选地，在这种情况中，锥形小齿轮轴此外支撑在正齿轮处。由此，锥形小齿轮轴不必在两个端部处被支承，这使驱动单元的结构简化。

根据本发明的另一优选实施方式设置成，第一支撑轴承的内环布置在正齿轮处，并且第一支撑轴承的外环布置在变速器罩壳的内侧处。这也引起特别有效地支撑正齿轮以防抖动运动，其中，在这种类型的驱动单元运行时可相对于锥形小齿轮轴的轴线产生该抖动运动。

根据本发明的一种特别优选的实施方式设置成，第一支撑轴承和第二支撑轴承以X形布置方案彼此取向。在被支承的锥形小齿轮轴加热时，X形布置方案能够实现以相对大的程度提高支撑轴承的彼此预紧，这为锥形小齿轮轴的稳定性和运转平稳性做出贡献。为了装配驱动单元，在这种情况中，可引导锥形小齿轮的齿部穿过第二支撑轴承的外环。

根据本发明的另一特别优选的实施方式设置成，第一支撑轴承和第二支撑轴承以O形布置方案彼此取向。在O形布置方案中，支撑轴承可承受相对大的倾卸力矩。

但是，同样可设想支撑轴承的所有其他可能的彼此取向。

根据本发明的另一特别优选的实施方式设置成，驱动单元此外包括驱动轮和驱动马达。由此，根据本发明的驱动单元包括所有用于驱动地面运输工具的器件。在此，驱动轮特别是可转向并且可绕垂直轴线摆动，以实现地面运输工具的转向、特别是后轮转向。

根据本发明的另一特别优选的实施方式设置成，驱动轮不可相对旋转地与盘形齿轮相连接，其中，盘形齿轮可旋转地布置在变速器罩壳中。由此，可省去用于连结驱动轮的附加的变速级。这减少了制造成本和装配消耗。此外，根据本发明的驱动单元的尺寸可保持紧凑。

特别优选地设置成，盘形齿轮和驱动轮实施成一体的构件。由此，可直接将扭矩或转速从锥形小齿轮引导到驱动轮上。

同样特别优选地设置成，驱动马达构造成电动机。由此，地面运输工具有利地也可使用在没有废气排气的车间中。

此外特别优选地设置成，马达小齿轮直接被加工到驱动马达、特别是电动机的马达轴中，例如借助于铣削。由此，可减少所需的构件的数量，这又减少了在制造根据本发明的驱动单元时的成本消耗和装配消耗。

同样，特别优选地设置成，马达小齿轮借助于锥形压接直接支承在驱动马达、特别是电动机的马达轴上。由此，同样可减少所需的构件的数量。由此，又减小了根据本发明的驱动单元的制造成本和装配消耗。

此外，本发明涉及一种地面运输工具。根据本发明的地面运输工具的特征在于，地面运输工具包括根据本发明的驱动单元。这产生已经描述的优点。

附图说明

以下根据在附图中示出的实施方式示例性地解释本发明。

其中：

图1示出了根据本发明的驱动单元的示例性的第一实施方式，

图2示出了根据本发明的驱动单元的示例性的第二实施方式，

图3示出了根据本发明的驱动单元的示例性的第三实施方式，

图4示出了根据本发明的驱动单元的示例性的第四实施方式。

具体实施方式

在附图方面，利用相同的附图标记表示相同的对象、功能单元和相似的部件。只要未明确地或暗示地特别说明，这些对象、功能单元和相似的部件在其技术特征方面实施成相同的。

图1示出了根据本发明的驱动单元1的示例性第一实施方式。驱动单元1包括变速器罩壳2、驱动轮3和构造成电动机的驱动马达4。电动机4在此在图1中仅仅概要地示出。变速器罩壳2罩住构造成减速级的第一变速级。第一变速级由正齿轮5和马达小齿轮6组成。正齿轮5和马达小齿轮6相互啮合。如可看出的那样，正齿轮5构造成内啮合的正齿轮5。正齿轮5的外边缘在图1的图示中根据示例向上增大超过盘平面。在该向上增大的边缘的内侧处布置正齿轮5的齿。齿在此指向内。变速器罩壳2此外罩住第二变速级。第二变速级由盘形齿轮7和锥形小齿轮8组成。盘形齿轮7和锥形小齿轮8相互啮合。根据示例，第二变速级也构造成减速级。在此，盘形齿轮7不可相对旋转地与驱动轮3相连接，从而可省去附加的变速级或其他联接元件，这保持变速器罩壳2的外周紧凑。通过正齿轮5构造成内啮合的正齿轮5并且马达小齿轮6布置在正齿轮5的直径中，得到的优点是，可相对于现有技术在第一变速级的区域中减小变速器罩壳2的直径。锥形小齿轮轴9被引导穿过正齿轮5的中心的开口，并且不可相对旋转地与正齿轮5相连接。在此，锥形小齿轮轴9在离开侧上、在图1的示例中上部地相应于预定的程度从开口中伸出。在锥形小齿轮轴9的下端部处布置锥形小齿轮8。锥形小齿轮轴9的第一支撑轴承10布置成邻接正齿轮5。锥形小齿轮轴9的第二支撑轴承11布置成邻接锥形小齿轮8处。如此外可看出的那样，第一支撑轴承10和第二支撑轴承11沿着锥形小齿轮轴9布置在正齿轮5两侧，即，正齿轮5之上和之下。第一支撑轴承10和第二支撑轴承11在此以所谓的O形布置方案彼此取向。通过支撑轴承10和11的布置方案，压力中心的距离大于在根据现有技术的布置方案中的情况。由此，可相对更好地支撑横向力。第一支撑轴承10的外环12在此布置在罩壳2处。相反地，第一支撑轴承10的内环13布置在锥形小齿轮轴9上。同样，第二支撑轴承11的外环14布置在罩壳2处，第二支撑轴承11的内环15也布置在锥形小齿轮轴9上。

图2示出了根据本发明的驱动单元1的第二示例性实施方式。该示例性的实施方式也包括变速器罩壳2、驱动轮3和简略示出的电动机4。变速器罩壳2再次罩住第一变速级，其由内啮合的正齿轮5和马达小齿轮6组成。与在图1中示出的实施例相反地，第一支撑轴承10的外环12布置在正齿轮5处。相反地第一支撑轴承10的内环13布置在变速器罩壳2处。由此，特别有效地支撑正齿轮以防抖动运动，在这种类型的驱动单元运行时可相对于锥形小齿轮轴9的轴线产生该抖动运动。在图2的示例中，锥形小齿轮轴9被引导穿过正齿轮5的中心的开口，并且不可相对旋转地与正齿轮相连接。如可看出的那样，锥形小齿轮轴9以尽可能与正齿轮5的表面齐平的方式在锥形小齿轮轴9的离开侧上结束。由此，锥形小齿轮轴9支撑在正齿轮5处。根据示例，马达小齿轮6此外直接借助于铣削被加工到电动机4的马达轴16中。由此，可减少根据本发明的驱动单元1的所需构件的数量。这又减小了在制造根据本发明的驱动单元1时的成本消耗和装配消耗。

在图3中示出了根据本发明的驱动单元1的第三示例性实施方式。如图3示出的那样，上方的支撑轴承10例如布置在正齿轮5之下。即，由此两个支撑轴承10和11沿着锥形小齿轮轴9布置在正齿轮5的相同侧上。此外可看出，第一支撑轴承10和第二支撑轴承11以所谓的O形布置方案彼此取向。该布置方案实现了相对更宽的支撑基础，因为，压力中心的距离更大，从而可吸收相对更大的倾卸力矩或相对更大的横向力。

图4示例性地示出了根据本发明的驱动单元1的第四实施方式。在图4的图示中，第一支撑轴承10布置在正齿轮5之上，而第二支撑轴承11布置在正齿轮5之下。即，由此，第一支撑轴承10和第二支撑轴承11沿着锥形小齿轮轴9布置在正齿轮5两侧。第一支撑轴承10和第二支撑轴承11例如以所谓的X形布置方案彼此取向。为了装配驱动单元1，根据示例，引导锥形小齿轮8的齿部穿过第二支撑轴承11的外环14。第一支撑轴承10或第二支撑轴承11的外环14或12在此布置在罩壳2处。相反地，第一支撑轴承10或第二支撑轴承11的内环13或15布置在锥形小齿轮轴9上。

附图标记列表

1 驱动单元

2 变速器罩壳

3 驱动轮

4 电动机

5 内啮合的正齿轮

6 马达小齿轮

7 盘形齿轮

8 锥形小齿轮

9 锥形小齿轮轴

10 第一支撑轴承

11 第二支撑轴承

12 第一支撑轴承的外环

13 第一支撑轴承的内环

14 第二支撑轴承的外环

15 第二支撑轴承的内环

16 马达轴

Claims (12)

1.一种用于地面运输工具的驱动单元(1)，其包括至少一个变速器罩壳(2)，其中，所述变速器罩壳(2)罩住构造为减速级的第一变速级，并且所述第一变速级由马达小齿轮(6)和与所述马达小齿轮(6)啮合的正齿轮(5)组成，其特征在于，所述正齿轮(5)构造为内啮合的正齿轮(5)。

2.根据权利要求1所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述马达小齿轮(6)构造为位置固定的行星轮。

3.根据权利要求1和2中至少一项所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述变速器罩壳(2)此外罩住第二变速级，其中，所述第二变速级由盘形齿轮(7)和与所述盘形齿轮(7)啮合的锥形小齿轮(8)组成。

4.根据权利要求1至3中至少一项所述的驱动单元(1)，其特征在于，锥形小齿轮轴(9)被引导通过所述正齿轮(5)的中心的开口并且以不能相对旋转的方式与所述正齿轮(5)相连接。

5.根据权利要求1至4中至少一项所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述锥形小齿轮轴(9)的第一支撑轴承(10)布置成邻接所述正齿轮(5)，并且所述锥形小齿轮轴(9)的第二支撑轴承(11)布置成邻接所述锥形小齿轮(8)，其中，所述第一支撑轴承(10)和第二支撑轴承(11)沿着所述锥形小齿轮轴(9)布置在所述正齿轮(5)两侧。

6.根据权利要求1至5中至少一项所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述第一支撑轴承(10)的外环(12)布置在所述正齿轮(5)处，并且所述第一支撑轴承(10)的内环(13)布置在所述变速器罩壳(2)的内侧处。

7.根据权利要求1至5中至少一项所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述第一支撑轴承(10)的内环(13)布置在所述正齿轮(5)处，并且所述第一支撑轴承(10)的外环(12)布置在所述变速器罩壳(2)的内侧处。

8.根据权利要求7所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述第一支撑轴承(10)和所述第二支撑轴承(11)以X形布置方案彼此取向。

9.根据权利要求7所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述第一支撑轴承(10)和所述第二支撑轴承(11)以O形布置方案彼此取向。

10.根据权利要求1至9中至少一项所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述驱动单元此外包括驱动轮和驱动马达。

11.根据权利要求1至10中至少一项所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述驱动轮(3)以不能相对旋转的方式与所述盘形齿轮(7)连接，其中，所述盘形齿轮(7)以能旋转的方式布置在所述变速器罩壳(2)中。

12.一种地面运输工具，其特征在于，所述地面运输工具包括根据权利要求1至11中至少一项所述的驱动单元(1)。