CN111344179A - 换挡变速器和具有换挡变速器的电驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的传动系的换挡变速器，所述换挡变速器包括：冠状齿轮装置（4），所述冠状齿轮装置具有能够由驱动源围绕着旋转轴线（B）旋转地驱动的第一冠状齿轮（19）、以能够与所述第一冠状齿轮（19）同轴地旋转的方式布置的第二冠状齿轮（20）、多个与所述第一冠状齿轮（19）和所述第二冠状齿轮（20）处于啮合之中的正齿轮（22）以及基座元件（23），所述正齿轮（22）以能旋转的方式在所述基座元件（23）上得到支承并且所述基座元件（23）能够围绕所述旋转轴线（B）旋转地驱动，以便将转矩传递到布置在后面的驱动单元（9）上；第一离合器（43），所述第一离合器用于选择性地在驱动方面将所述第二冠状齿轮（20）与位置固定的构件（17）连接起来；和第二离合器（44），所述第二离合器用于选择性地在驱动方面将所述冠状齿轮装置（4）的三个元件（19、20、23）中的两个元件连接起来，其中通过所述第一和第二离合器（43、44）的相应的切换能够设定所述第一冠状齿轮（19）和所述基座元件（23）之间的第一传动比（i1）和第二传动比（i2）。

Description

换挡变速器和具有换挡变速器的电驱动装置

技术领域

本发明涉及一种用于机动车传动系的换挡变速器以及一种具有这样的换挡变速器的电驱动装置。

背景技术

换档变速器例如在电驱动装置中使用，以便能够以不同的转速范围来驱动机动车的以电动方式驱动的轴。在此，换挡变速器通常包括能旋转地驱动的驱动轴、从动轴和两个换挡级。通过换挡级的传递转矩的元件的相应的设计方案，能够将转矩以不同的传动比由驱动轴传递到从动轴上。所述电驱动装置能够用作用于机动车的唯一的驱动装置或者能够额外地设置有主驱动装置、例如燃烧马达。在这种情况下，所述电驱动装置和燃烧马达能够分别本身或共同叠加地驱动机动车。

电驱动装置通常包括电机以及布置在后面的减速器，所述减速器将旋转运动由快速转换为慢速。转矩从减速器传递到机动车的传动系上、例如传递到在转矩流中布置在减速器后面的差动传动装置上。差动传动装置能够将所导入的转矩分配到两根输出轴上，这两根输出轴彼此间具有平衡作用。

由WO 2017/148501 A1已知一种用于机动车的传动系的换挡变速器。该换挡变速器包括：驱动轴、从动轴、第一换挡级、第二换挡级和离合器以及用于操纵所述离合器的致动装置，其中所述离合器能够转换到三个离合器位置中，以便将驱动轴和从动轴选择性地通过第一换挡级或第二换挡级彼此在驱动方面连接起来或者彼此分开。

由WO 2012/007031 A1已知一种用于机动车的电驱动装置，所述电驱动装置包括电动马达和传动单元。所述传动单元具有行星齿轮传动装置和差动传动装置，它们彼此同轴地布置。设置有一换挡离合器，该换挡离合器能够转换到三个切换位置中，并且更确切地说是两个不同的切换级以及一个空转位置。

由WO 2017/157479 A1已知一种具有电机、传动单元和复式离合器单元的电驱动装置。所述复式离合器单元包括一个能够由传动单元旋转地驱动的离合器壳以及两个片组，其能够借助于相应的致动器单独地操纵，以便将转矩传递到相应的半轴上。

由DE 10 2014 117 570 A1 已知一种用于驱动机动车的电驱动装置，该电驱动装置包括电机、齿轮传动装置和差动传动装置。所述齿轮传动装置包括冠状齿轮，该冠状齿轮与用于驱动差动传动装置的驱动小齿轮相连接。

由DE 10 2006 010 891 B3 公开了一种双差动装置，该双差动装置具有以冠状齿轮差速器的形式构成的第一差动传动装置以及布置在所述第一差速传动装置内部的第二差动传动装置。

已知的用于电驱动装置的两挡换挡变速器需要相对大的结构空间并且包括许多部件，因而制造和装配相对昂贵。此外，已知的两挡变速器在有待实现的传动比方面受到限制。特别是对于48V系统来说，双挡换挡变速器能够改进系统性能和CO₂的减少。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种尤其是用于电驱动装置的换挡变速器，该换挡变速器紧凑且简单地构造并且具有尽可能大的传动比范围。此外，本发明的任务还在于，提出一种具有这样的换挡变速器的电驱动装置，该电驱动装置具有结构简单的构造并且能够实现尽可能大的变为慢速的传动比。

为了解决所述任务而提出一种用于机动车的传动系的换挡变速器，该换挡变速器包括：冠状齿轮装置，所述冠状齿轮装置具有能够由驱动源围绕着旋转轴线旋转地驱动的第一冠状齿轮、能够与所述第一冠状齿轮同轴地旋转的第二冠状齿轮、多个与所述第一冠状齿轮和所述第二冠状齿轮处于啮合之中的正齿轮以及基座元件，所述正齿轮以能旋转的方式在所述基座元件上得到了支承并且所述基座元件能够围绕所述旋转轴线旋转驱动，以用于将转矩传递到布置在后面的驱动单元上；以及此外第一离合器，该第一离合器用于选择性地在驱动方面将第二冠状齿轮与位置固定的构件连接起来；第二离合器，该第二离合器用于选择性地在驱动方面将第一冠状齿轮、第二冠状齿轮和基座元件中的一个元件与第一冠状齿轮、第二冠状齿轮和基座元件中的另一个元件连接起来；其中在所述第一离合器的耦合模式和所述第二离合器的分开模式中，在第一冠状齿轮和基座元件之间形成第一传动比（i1）；并且其中在所述第一离合器的分开模式和所述第二离合器的耦合模式中，在第一冠状齿轮和基座元件之间形成第二传动比（i2）。

一个优点是，所述换挡变速器由于冠状齿轮装置而在技术上简单地构造、非常紧凑地制造并且能够实现大的传动比。借助于离合器可以实现两个具有不同传动比的挡位并且必要时当两个离合器断开时可以实现中间位置。所述第一离合器构造用于根据需要支撑被导入到冠状齿轮装置中的转矩。所述第二离合器构造用于调节或改变冠状齿轮装置的自由度。也就是说，借助于所述第二离合器，能够根据需要在驱动方面将所述冠状齿轮装置的三个元件中的两个元件彼此连接起来或彼此耦合。根据一种可能的实施方式，当所述第一离合器闭合并且所述第二离合器断开时所加载的第一传动比能够处于1.8和2.2之间。当所述第一离合器断开并且所述第二离合器闭合时所加载的第二传动比能够是一。

在本公开文件的范围内，用选择性的驱动方面的连接在概念方面应该一起包括在内的是：相应的第一或第二冠状齿轮能够相对于相应地有待连接的驱动构件联接并且与其耦合，并且/或者相应的冠状齿轮能够与相应地有待连接的驱动构件相连接以用于进行可变的转矩传递。后一种可选方案包括：也能够设定在传递全转矩的闭合位置与不传递转矩的断开位置之间的每个中间位置。这样的可变的转矩传递例如可以用能控制的摩擦离合器来实现。纯粹的联接/分开例如可以用形状锁合离合器或单向离合器来实现。

所述两个冠状齿轮的直径能够在技术上有意义的极限的范围内针对所述换挡变速器的在所期望的用于第一挡或第二挡的传动比的方面的要求来设计。在此，第一种可行方案在于，所述第一冠状齿轮和第二冠状齿轮具有相同的中等的啮合半径。由此，所述第一传动比（第一挡）是二，并且所述第二传动比（第二挡）是一。作为替代方案，所述第一和第二冠状齿轮能够具有不同的中等的啮合直径。所述啮合直径尤其能够向上且向下彼此偏离至多10%，也就是说，所述第二冠状齿轮的直径能够在第一冠状齿轮的直径的0.9倍与1.1倍之间。从中根据具体的直径而得出用于冠状齿轮装置的、可能处于1.8与2.2之间的第一传动比。

根据一种实施方式，所述第一冠状齿轮能够由与之连接的驱动齿轮来旋转地驱动。为了紧凑的布置，所述冠状齿轮装置能够被集成到驱动齿轮中。所述驱动齿轮例如能够与布置在后面的驱动单元同轴地布置，或者它能够与中间轴固定地连接，所述中间轴相对于布置在后面的驱动单元的旋转轴线错开。所述布置在后面的驱动单元能够是传动系中的任意的传递转矩的单元、例如功率分支单元，其能够将所导入的旋转运动传递到多个输出件上。

所述第一离合器构造用于将第一冠状齿轮与位置固定的构件抗扭转地连接起来或者支撑被导入到冠状齿轮中的转矩。在此，冠状齿轮与位置固定的构件之间的、能够借助于第一离合器实现的抗扭转的连接或支撑能够直接或间接地通过一个或多个中间连接的元件、例如通过空心轴来进行，所述空心轴相对于位置固定的构件沿着旋转方向能够得到支撑或得到了支撑。所述位置固定的构件能够是每种组件-冠状齿轮可以与该组件抗扭转地连接或者说转矩可以支撑在该组件上-、比如换挡变速器的壳体件或者与换挡变速器固定地连接的组件的壳体件。

所述第二离合器构造用于将冠状齿轮装置的元件、也就是第一冠状齿轮、第二冠状齿轮或基座元件至少间接地与所述冠状齿轮装置的所提到的元件中的另一个元件联接或从其上面耦合。在所述第二离合器的完全闭合的状态下，阻止冠状齿轮装置的元件之间的相对的旋转运动，使得所述冠状齿轮装置的所有元件、即第一冠状齿轮、第二冠状齿轮和基座元件全部围绕着旋转轴线旋转。

对于具体的设计方案或者布置方案来说存在三种可行方案，其一，所述离合器有效地布置在两个冠状齿轮之间，其二，所述离合器有效地布置在第一冠状齿轮与基座元件之间，第三，所述离合器有效地布置在第二冠状齿轮与基座元件之间。只要应当提供负荷可切换性，所述第二离合器就优选构造为摩擦离合器。然而，不言而喻的是，也能够考虑其他离合器形式、例如形状锁合离合器。

所述第一离合器和第二离合器能够构造为离合器单元，例如以换挡离合器装置的形式来构成。所述换挡离合器装置能够借助于致动器转换到三个切换位置中，也就是第一离合器被操纵的第一切换位置、第二离合器被操纵的第二切换位置以及所述两个离合器都断开的第三切换位置。作为替代方案，所述离合器也能够构造为能单独操控的或者在空间上彼此耦合的结构。所述第一和/或第二离合器能够根据技术要求分别构造为单向离合器、形状锁合离合器、同步离合器或者摩擦离合器。

为了将由换挡变速器引起的旋转运动分配到两根半轴上，能够考虑不同的设计方案。

根据第一种可行方案，由所述冠状齿轮装置的基座元件驱动的驱动单元能够构造为差动传动装置，该差动传动装置将所导入的旋转运动由差动输入件分配到两个差动输出件上。所述差动传动装置的两个输出件彼此间具有平衡作用，也就是说，一个输出件旋转得较快，另一个输出件相应地旋转得较慢，并且反之亦然。为了紧凑的结构形式，所述冠状齿轮装置能够与差动传动装置同轴地布置，其中所述冠状齿轮装置的基座件与差动输入件相连接，以便与其共同地围绕着旋转轴线旋转。尤其在此能够规定，所述冠状齿轮装置同轴地布置在差动传动装置的外部并且与差动传动装置轴向重合，从而实现轴向上特别紧凑的结构形式。然而，不言而喻的是，所述冠状齿轮装置也能够与差动传动装置轴向相邻地布置。

根据第二种可行方案，由所述冠状齿轮装置的基座元件驱动的驱动单元能够是复式离合器单元，该复式离合器单元将所导入的旋转运动由一个离合器输入件分配到两个离合器输出件上。所述复式离合器单元能够实现可变地将转矩分配到两个与之连接的输出轴上。根据行驶状态，能够个别地调节弯道内侧的或弯道外侧的车轮上的转矩，这在总体上引起得到改进的行驶动态、各自的行驶稳定性。这种控制原理也被称为主动的力矩分配或者“力矩矢量（Torque Vectoring）”。所述冠状齿轮装置尤其能够相对于复式离合器单元平行偏移地布置，这就是说，所述冠状齿轮和基座元件以能旋转的方式布置在平行于复式离合器单元的旋转轴线的旋转轴线上。为了将转矩由冠状齿轮装置传递到复式离合器单元上，尤其能够设有中间轴，所述中间轴与冠状齿轮装置的基座件抗扭转地连接并且所述中间轴例如通过齿轮对来旋转地驱动离合器输入件。所述第二冠状齿轮能够与支撑轴抗扭转地连接，所述支撑轴穿过中间轴的纵向孔来延伸，其中所述支撑轴借助于第一离合器选择性地能够抗扭转地耦合到位置固定的构件上并且能够从所述位置固定的构件上耦合。在这种实施形式中，紧凑的结构形式尤其能够通过以下方式来实现，即：所述第一离合器构造为单向离合器，该单向离合器沿着第一旋转方向相对于位置固定的构件沿旋转方向对支撑轴进行支撑并且沿相反的第二旋转方向相对于位置固定的构件释放支撑轴，使得所述支撑轴能够自由旋转。所述单向离合器尤其能够构造为能锁止的结构。

上面所提到的任务的解决方案还在于一种用于机动车的电驱动装置，该电驱动装置包括：用于驱动机动车的电机；在功率路径中布置所述电机后面的换挡变速器；在所述功率路径中布置在换挡变速器的后面的功率分支单元，该功率分支单元构造用于将由所述换挡变速器导入的旋转运动分配到两个用于驱动相应的半轴的输出件上；其中所述换挡变速器按照前面所提到的实施方式中的至少一种实施方式来构造，其中所述换挡变速器的第一冠状齿轮与所述电机驱动连接，并且所述换挡变速器的基座元件与所述功率分支单元的输入件相连接。

所述电驱动装置的电机转换能量并且能够作为马达或发电机来工作。在马达运行中，所述电机将电能转换为机械能，从而能够驱动机动车的传动系。在发电机运行中，所述电机将机械能转换成电能，电能然后能够被储存在电池中。

在电机和冠状齿轮装置之间的功率路径中，能够插入减速器，该减速器将由电机导入的旋转运动转换为慢速。

附图说明

下面借助于附图对优选的实施方式进行解释。在这点上：

图1示意性示出了具有按本发明的换挡变速器的第一种实施方式的电驱动装置；

图2以纵剖面作为细节示出了图1的变速器单元的冠状齿轮装置；

图3示意性示出了具有按本发明的换挡变速器的第二种实施方式的电驱动装置；

图4示意性示出了具有按本发明的换挡变速器的第三种实施方式的电驱动装置；

图5示意性示出了具有按本发明的换挡变速器的第四种实施方式的电驱动装置；

图6示意性示出了具有按本发明的换挡变速器的另一种实施方式的电驱动装置；并且

图7示意性示出了具有按本发明的换挡变速器的另一种实施方式的电驱动装置。

具体实施方式

下面共同描述的图1和2示出了按本发明的换挡变速器8的第一种实施方式。在此，图1示出了作为电驱动装置2的一部分的换挡变速器8连同另外的组件。

所述电驱动装置2包括电机3和布置在换挡变速器8后面的驱动单元9，其中所述电机经由可选的减速器7旋转地驱动换挡变速器8，并且所述驱动单元在此以功率分支单元的形式来构成。所述减速器7构造用于将旋转运动由快速转换为慢速。所述换档变速器8构造为两挡变速器并且能够以两种不同的传动比将功率传递到功率分支单元9上。所述功率分支单元9在本实施方式中构造为差动传动装置，该差动传动装置将由换挡变速器8导入的转矩传递到两根输出轴5、6上。所述换档变速器8和差动传动装置9彼此同轴地布置。所述电动马达3和差动传动装置9彼此以一定间距错开地布置。

在本实施方式中，所述减速器7以双级的正齿轮传动装置的形式来构成，但不限于此。所述正齿轮传动装置包括具有第一齿轮10和第二齿轮11的第一正齿轮级以及具有第三齿轮12和第四齿轮13的第二正齿轮级。所述第二和第三齿轮11、12通过中间轴18抗扭转地相互连接，所述中间轴通过支承器件以能旋转的方式被支承在位置固定的壳体17中。所述齿轮13抗扭转地与壳体14相连接，以便围绕旋转轴线B旋转地驱动该壳体。所述壳体14通过支承器件15、16以能旋转的方式被支承在位置固定的壳体17中。所述第一齿轮10的直径或齿数明显小于或少于第二齿轮11的直径或齿数，从而产生变为慢速的转换。这也适用于第二齿轮对12、13。总体上，能够通过这个减速器7实现变为高达十或更大的慢速的转换。

所述换档变速器8包括冠状齿轮装置4以及用于调节冠状齿轮装置4的不同的切换状态的离合器装置42。所述冠状齿轮装置4包括：与能够旋转地驱动的壳体14抗扭转地连接的第一冠状齿轮19、以能够与第一冠状齿轮19同轴地旋转的方式布置的第二冠状齿轮20、多个与第一冠状齿轮19和第二冠状齿轮20相啮合的正齿轮22以及基座元件23，所述正齿轮22以能旋转的方式被支承在所述基座元件上。所述基座元件23在此以枢轴的形式构成，但不限于此，所述枢轴同时用作用于布置在后面的差动传动装置9的输入件。

所述离合器装置42包括用于在驱动方面将第二冠状齿轮20与位置固定的构件17连接起来的第一离合器43以及用于在驱动方面将第一冠状齿轮19与第二冠状齿轮20连接起来的第二离合器44。第一和第二离合器43、44形成离合器单元，用该离合器单元能够实现三个切换位置。

在第一切换位置中，所述第一离合器43闭合，使得通过正齿轮22导入到第二冠状齿轮20中的转矩在位置固定的壳体17上得到支撑。在这个也能够被称为第一离合器43的耦合模式的切换位置中，所述第二冠状齿轮20静止，使得所述基座元件23以相对于第一冠状齿轮19的一半的转速围绕着旋转轴线B旋转。输入件19和输出件23之间的传动比相应地为二。

在第二切换位置中，所述第一离合器43断开并且所述第二离合器44闭合，使得所述第一冠状齿轮19经由能旋转地驱动的壳体14间接地抗扭转地被耦合到第二冠状齿轮20上。为此，能够在所述能旋转地驱动的壳体14上设置套筒式附件40，所述第二离合器44的离合器输入件39与所述套筒式附件相连接。在这个也能够被称为第二离合器44的耦合模式的第二切换位置中，所述能旋转地驱动的壳体14、第一冠状齿轮19、第二冠状齿轮20、正齿轮基座23和差动传动装置9的与正齿轮基座相连接的输入件共同地围绕着旋转轴线B旋转。因此没有通过所述冠状齿轮装置4进行传动，也就是说，驱动轮13和差动传动装置9的输入件之间的传动比为1。

在第三切换位置中，所述两个离合器43、44断开，使得所述第二冠状齿轮20能够自由旋转，并且更确切地说不仅相对于第一冠状齿轮19而且相对于位置固定的构件17自由旋转。在这个也能够被称为分开模式（disconnect mode）的切换位置中，在半轴5、6与电动马达3之间不进行转矩传递。这一点例如在机动车在有故障的情况下必须被拖走时是必需的。

为了操纵所述两个离合器43、44而设置了致动器41，所述致动器在此示意性地示出。所述致动器41能够任意地构成，例如以液压的、气动的、机电的或电磁的致动器的形式来构成。当前，所述致动器作用到换挡套管51上，所述换挡套管在操纵致动器41时能够沿着第一方向运动以用于将第一离合器43闭合并且在操纵时能够沿着第二方向运动以用于将第二离合器44闭合。在中间位置中，所述换挡套管与两个离合器件脱离啮合。所述致动器41能够通过中央控制单元（未示出）根据需要来操控。

所述冠状齿轮装置4或者差动传动装置9的另外的细节由图2得出。能够看出，所述冠状齿轮装置4和差动传动装置9布置在能旋转地驱动的壳体14内部或者被接纳在该壳体中。所述第一冠状齿轮19布置在能旋转地驱动的壳体14的侧壁32上或者与该侧壁一体地构成，但不限于此。所述第二冠状齿轮20固定地与空心轴24相连接或者与该空心轴一体地构成。所述第二冠状齿轮20或者空心轴24经由轴向轴承33和径向轴承34以能围绕着旋转轴线B旋转的方式在能旋转驱动的壳体14中得到了支承。

设置了两个正齿轮22，所述正齿轮分别借助于相应的轴承35以能围绕基座轴线C旋转的方式在基座元件23上得到了支承并且通过止推片36相对于该基座元件轴向地得到了支撑。为此，在本实施方式中构造为枢轴的基座元件23在第一端部上具有支撑面37并且在相对的端部上具有槽，固定环38嵌合到所述槽中。所述基座元件23形成差动传动装置9的输入件。所述差动传动装置9包括：差速器壳26，该差速器壳和与其连接的基座元件23一起围绕着旋转轴线B旋转；多个差动齿轮27，所述差动齿轮在差速器壳26中以能旋转的方式在基座轴C上得到了支承并且与基座元件23一起围绕着旋转轴线B旋转；以及两个半轴齿轮28、29，所述半轴齿轮分别以能相对于旋转轴线B同轴旋转的方式来布置并且与差动齿轮27处于啮合之中。所述差速器壳26通过第一支承器件相对于侧壁32轴向地且径向地得到支承并且通过第二支承器件相对于空心轴24轴向地且径向地得到支承。被导入到基座元件23中的转矩通过差动齿轮27被传递到两个半轴齿轮28、29上，其中在所述两个半轴齿轮28、29之间存在平衡作用。所述半轴齿轮28、29又为了传递转矩而与所属的输出轴5、6抗扭转地连接，所述输出轴将所导入的转矩传递到机动车的车轮上。

在本实施方式中，所述两个冠状齿轮19、20相同地构成，也就是说，它们具有相同的中等的啮合半径或相同的齿数。由此，能旋转地驱动的壳体14与基座元件23之间的第一传动比为一（第一挡），而第二传动比（第二挡）则为二。

图3示出了按本发明的换挡变速器2的第二种实施形式。这种实施方式在很大程度上对应于按照图1和图2的实施方式，因而关于共同点要参考上述描述。在此，相同的或彼此相对应的细节设有与在图1和2中相同的附图标记。

唯一的区别在于，所述两个冠状齿轮19、20在按照图3的实施方式中不同地构成。能够看到，所述第一冠状齿轮19具有比所述第二冠状齿轮20更大的中等的啮合半径以及相应地更大的齿数。由此得出这一点，即：所述第一传动比（第一挡）相应地大于二、例如高达2.2。能旋转地驱动的壳体14与基座元件23之间的第二传动比如在上述实施方式中那样为一。相反的设计方案也是可能的，其中所述第一冠状齿轮19具有比所述第二冠状齿轮20更小的中等的啮合半径以及相应地更小的齿数。由此相应地得出这一点，即所述第一传动比相应地小于二、例如在2.0和1.8之间。

图4示出了按本发明的换挡变速器2的另一种实施方式。该实施方式在很大程度上对应于按照图3的实施方式，因而关于共同点要参考上述描述。在此，相同的或彼此相对应的细节设有与在图1至3中相同的附图标记。

唯一的区别在于所述离合器装置42的设计方案，该离合器装置在按照图4的当前的实施形式中包括两个能控制的摩擦离合器43、44。所述第一摩擦离合器43布置在第二冠状齿轮20与位置固定的壳体17之间的功率路径中。所述第二摩擦离合器44布置在第一冠状齿轮19或者与其连接的壳体14与第二冠状齿轮20之间的功率路径中。

所述摩擦离合器43、44能够在相应的离合器件之间实现可变的转矩传递，所述转矩传递能够根据需要来调节。由此尤其能够实现在负载下的切换。所述两个摩擦离合器43、44优选以摩擦片离合器的形式构成，所述摩擦片离合器分别包括由外片和内片组成的片组45、46。所述两个摩擦离合器43、44同轴地相互交错地布置。由此能够实现这一点，即：与第二冠状齿轮20共同旋转的离合器件21形成用于两个离合器的片基座，也就是说其不仅用于第一摩擦离合器43的内片而且用于第二摩擦离合器44的外片。

为了操纵所述第一摩擦离合器43，设置了第一操纵装置49，该第一操纵装置在这里示意地通过活塞来示出。为了操纵所述第二摩擦离合器44，设置了第二操纵装置50，该第二操纵装置同样示意性地通过活塞来示出。这两个操纵装置49、50能够任意地构成，例如以液压的、气动的、机电的或电磁的致动器的形式来构成。这两个操纵装置49、50通过中央控制单元（未示出）根据需要来操控。通过两个摩擦离合器43、44和两个单独的操纵装置49、50的使用，能够个性化地或彼此独立地操控所述两个摩擦离合器43、44。有待传递的转矩能够根据相应的摩擦离合器43、44的闭合位置而在传递全部转矩的闭合位置和根本不传递转矩的断开位置之间可变地调节。

图5示出了电驱动装置2的一种改动过的实施方式，其具有按本发明的换挡变速器8。所述电驱动装置2在很大程度上对应于在图4中所示出的实施方式，并且所述换挡变速器8与在图4中所示出的换挡变速器相同，因而关于共同点要参考上述描述。在此，相同的或彼此相对应的细节设有与在图1至4中相同的附图标记。

唯一的区别在于所述减速器7的设计方案，所述减速器在按照图5的当前的实施方式中以牵引器件传动装置的形式来构成。所述牵引器件传动装置包括能够由电动马达3驱动的驱动轮10、与能旋转的壳体14相连接的从动轮13和将转矩从驱动轮10传递到从动轮13上的连续的牵引器件25。能够看出，所述从动轮13具有比驱动轮10大得多的直径，因而这里也实现变为慢速的转换。所述牵引器件传动装置能够具有例如皮带或链条来作为牵引器件。

图6示出了电驱动装置2中的按本发明的换挡变速器8的另一种实施方式。这种换挡变速器在构造和作用原理方面大部分对应于按照图4构造和作用原理，因而在共同点方面要参考上述描述。在此，相同的或彼此相对应的细节设有与在图1至5中相同的附图标记。

能够看出电机3、在功率路径中布置在电机3后面的减速器7、与减速器7驱动连接的换档变速器8以及能够由换档变速器8旋转地驱动的功率分支单元9。所述功率分支单元9在此构造为具有两个能单独控制的摩擦离合器52、53的复式离合器单元，所述摩擦离合器能够分别由所属的致动器54、55来操纵。

所述电驱动装置2构造用于作为驱动轴的唯一的驱动装置来驱动机动车的一驱动轴。机动车的另一根驱动轴能够由具有单独的驱动源、例如内燃机的另一个驱动单元来驱动。然而，在两个驱动系统之间没有设置机械的驱动连接。此外，这也能够适用于在图1至5中示出的电驱动装置。

所述电机3包括定子和能相对于定子旋转的转子，所述转子在给电机通电时旋转地驱动马达轴56。所述马达轴56的旋转运动通过在功率路径中布置在后面的换档变速器8来传递到复式离合器单元9上。所述电机3由电池（未示出）供应电流。所述电机3能够以马达运行来运行，其中电能被转换成用于驱动驱动轴的机械能，或者所述电机3能够以发电机运行来运行，其中，相反地，机械能被转换成电能，所述电能而后能够被储存在电池中。此外，所述电驱动装置2包括壳体装置57，所述电机3、减速级7、换档变速器8和复式离合器单元9布置在所述壳体装置中。

所述减速级7将由马达轴56导入的旋转运动从快速转换为慢速。因此，所述换挡变速器8的输入件14的旋转速度仅为电机3的马达轴56的旋转速度的一小部分。所述复式离合器单元9将所导入的转矩分配到两根用于驱动所属的车轮的半轴上（未示出）。所述马达轴56构造为空心轴并且借助于轴承58、58’以能围绕着旋转轴线A旋转的方式在壳体57中得到了支承。驱动轮10（第一齿轮）抗扭转地与驱动轴56相连接、尤其与其一体地构成。从动轮13（第二齿轮）抗扭转地与换档变速器8的输入件14相连接，所述输入件构造为能够旋转地驱动的壳体。

所述换挡变速器8在构造和作用原理方面如在按照图1至5的实施例中那样来构成，就此而言参考对其的描述。设置了冠状齿轮装置4、第一离合器43和第二离合器44，以用于设定冠状齿轮装置4的不同的切换状态。在本实施方式中，所述两个离合器43、44在空间上彼此耦合地布置。所述冠状齿轮装置4包括：与能够旋转地驱动的壳体14抗扭转地连接并且用作输入件的第一冠状齿轮19、以能够与第一冠状齿轮19同轴地旋转的方式布置的第二冠状齿轮20、多个与第一冠状齿轮19和第二冠状齿轮20相啮合的正齿轮22以及基座元件23，所述正齿轮22以能旋转的方式被支承在所述基座元件上。所述基座元件23具有轮毂以及从该轮毂径向向外延伸的轴颈，其中通过所述轮毂所述基座元件与中间轴58抗扭转地连接，并且其中所属的正齿轮22分别以能旋转的方式在所述轴颈上得到了支承。所述中间轴58通过齿轮对59、60来驱动复式离合器单元9的离合器壳26。

所述第二冠状齿轮20与支撑轴62抗扭转地连接，所述支撑轴穿过中间轴58的纵向孔来延伸。所述支撑轴62借助于第一离合器43选择性地能够抗扭转地耦合到壳体件17上或者能够与其分开。所述第一离合器43在这种实施方式中构造为尤其能锁止的单向离合器，该单向离合器沿着第一旋转方向相对于壳体件17抗扭转地支撑所述支撑轴62并且沿着相反的第二旋转方向相对于壳体件17释放所述支撑轴，因而所述支撑轴62能自由旋转。

所述第二离合器44布置在第一冠状齿轮19与基座元件23之间的功率路径中，以用于选择性地将这两个所提到的元件耦合到彼此上面或者彼此耦合。在此，所述离合器44构造为摩擦离合器，从而在负载下能够从第一挡换挡为第二挡。具体地规定，第一离合器件39-在该第一离合器件上抗扭转地布置有第一摩擦片-与能旋转地驱动的壳体14固定地连接，或者与该壳体一体地构成。第二离合器件74与中间轴58抗扭转地连接，该中间轴又与基座元件23抗扭转地连接。通过这种设计方案，通过第二离合器44的闭合，能够将所述第一冠状齿轮19与基座元件23连接起来以用于传递转矩，其中所提到的构件、第一冠状齿轮19、基座元件23和第二冠状齿轮20在离合器44的完全闭合状态下全部围绕着旋转轴线B转动。

为了操纵所述摩擦离合器44而设置了致动器41，该致动器能够借助于控制单元（未示出）来控制，从而能够可变地调节能够由片组传递的转矩。所述致动器41在此构造为液压致动器，但不限于此，并且其包括液压活塞75，该液压活塞在能旋转地驱动的壳体14之外以能轴向运动的方式被接纳在与所述壳体相邻的位置固定的壳体件中。所述活塞75与力传递元件76共同起作用，以用于将轴向力传递到离合器44的片组上。所述力传递元件76与能旋转的壳体14一起旋转，并且借助于轴向轴承78以能相对于环形活塞75旋转的方式得到了支承。所述力传递元件76具有盘形基体，从该基体上沿着轴向方向延伸着多个操纵元件77。所述操纵元件77穿过能旋转的壳体14中的开口来延伸并且轴向地作用到片组上，以便将离合器44闭合。

所述换档变速器8的第一切换位置通过第二离合器44的断开来实现。在这个切换位置中，所述冠状齿轮装置4的三个元件（19、20、23）能够相对于彼此自由旋转，其中沿着第一旋转方向由第一冠状齿轮19导入的转矩沿着相反的第二旋转方向引起作用到第二冠状齿轮20的转矩。在此，所述单向离合器43如此构成，使得沿着第二旋转方向作用到第二冠状齿轮20上的转矩通过支撑轴62沿转动方向在壳体17上得到支撑。在这个也能够被称为第一离合器43的耦合模式的切换位置中，所述第二冠状齿轮20相应地静止，使得所述基座元件23以相对于第一冠状齿轮19一半的转速围绕着旋转轴线B旋转。输入件19和输出件23之间的传动比相应地为二。

所述换档变速器8的第二切换位置通过第二离合器44的闭合来实现。在此，所述第一冠状齿轮19经由离合器件74和中间轴58间接地被耦合到与其连接的用于传递转矩的基座元件23上。在这个也能够被称为第二离合器44的耦合模式的第二切换位置中，所述能旋转地驱动的壳体14、第一冠状齿轮19、第二冠状齿轮20、基座元件23和与其抗扭转地连接的中间轴58共同围绕着旋转轴线B旋转。因此没有通过冠状齿轮装置4进行传动，也就是说，所述换挡变速器8的传动比是一。

通过所述两个离合器43、44的断开能够设定中间位置，使得所述冠状齿轮装置4的所有三个元（19、20、23）能够相对于彼此自由地旋转。在这个也能够被称为分开模式（disconnect mode）的切换位置中，在复式离合器单元9与电动马达3之间不进行转矩传递。

所述中间轴58通过轴承61、61’、61’’以能够围绕着平行于第一旋转轴线A的第二旋转轴线B旋转的方式在壳体57中得到了支承。所述中间轴58在其输入侧上与基座元件23抗扭转地连接并且在其输出侧上包括从动轮59，该从动轮与中间轴58抗扭转地连接、尤其与其一体地构成。所述从动轮59与用于驱动复式离合器单元9的环形轮60啮合。所述环形轮60固定地与复式离合器单元9的输入件26连接并且例如能够与该输入件一体地构成。所述传动轴58的从动轮59和所述离合器输入件的环形轮60具有斜齿部。

所述复式离合器单元9具有一个作为输入件的、能够由传动轴58旋转地驱动的离合器壳26以及两个作为离合器输出件的离合器毂63、64，分别通过片组65、66能够将转矩从离合器壳22传递到相应的离合器毂63、64上。所述片组65、66分别包括与离合器壳26抗扭转地并且能轴向地运动的外片以及与相应的离合器毂63、64抗扭转地并且能轴向地运动的内片，所述外片和内片轴向交替地布置。所述两个离合器52、53在其构造方面、尤其是在其几何尺寸、比如毂外直径、毂内直径、外片和内片的直径方面相同地构成。所述第一离合器毂63应该在驱动方面与第一输出轴（未示出）相连接并且所述第二离合器毂64应该在驱动方面与第二输出轴相连接。在此规定，所述第一驱动轴穿过电机3的空心轴56来延伸。所述复式离合器单元9与电机3同轴地布置。所述离合器壳26借助于两个离合器轴承67、67’以能同轴于马达轴56的旋转轴线A旋转的方式在壳体57中得到了支承。

所述离合器壳26包括一缸区段以及两个与之连接的并且在侧面限定该缸区段的盖区段。所述盖区段分别具有一件式地成形的套筒式附件，该套筒式附件用于接纳各自所属的离合器轴承67、67’，所述离合器壳26用所述离合器轴承以能旋转的方式在壳体57中得到了支承。

所述两个离合器6、7中的每个离合器能够由所属的致动器68、69个别地来操纵。为此，这两个致动器68、69能够彼此独立地借助于控制单元（未示出）来控制，从而能够彼此独立可变地调节能够从第一片组65传递到第一离合器毂63上的第一转矩和能够从第二片组66传递到第二离合器毂64上的第二转矩。所述两个致动器68、69在其构造和作用原理方面相同地构成，因此下面将一起对这二者进行描述。所述两个致动器68、69分别布置在离合器壳26的外部并且朝相反的轴向方向轴向地支撑在相应的壳体件上。为每个离合器52、53设置了力传递元件70、71，以便将由致动器产生的轴向力传递到布置在离合器壳26中的所属的片组65、66上。所述力传递元件70、71包括盘形基体，多个凸轮沿着轴向方向从该基体上伸出。所述离合器壳26的两个盖区段分别具有多个圆周分布的轴向的直通开口，所属的力传递元件70、71的凸轮穿过所述直通开口来延伸。所述力传递元件70、71经由嵌合到盖件的开口中的凸轮抗扭转地与离合器壳26相连接，使得它们与所述离合器壳一起围绕着旋转轴线A旋转。所述凸轮分别作用到布置在离合器壳26中的压板上，所述压板将力传递到相应的片组65、66上。在轴向内部，所述片组65、66分别经由支撑板72轴向地支撑到离合器壳26上。

在此，所述致动器68、69构造为能够以液压方式来操纵的致动器，其中，不言而喻的是，同样能够考虑其他形式的致动器、比如电动的或电磁的致动器。为了将所述致动器68、69复位，能够设置在这里未示出的复位弹簧。

图7示出了电驱动装置2中的按本发明的换挡变速器8的另一种实施方式。所述换档变速器8或电驱动装置2在构造和作用原理方面在很大程度上对应于按照图6的换挡变速器或电驱动装置，因而在共同点方面要参照上述描述。在此，相同的或彼此相对应的细节设有与在图6中或图1至5中相同的附图标记。

唯一的区别在于所述第二离合器44的布置，该第二离合器在按照图7的本实施方式中直接布置在能旋转地驱动的壳体14和基座元件23之间的功率路径中。

第一摩擦片抗扭转地布置在离合器输入件39上，在此该离合器输入件与能旋转地驱动的壳体14固定地连接或者与该壳体一体地构成。所述离合器输出件74抗扭转地与基座元件23相连接。通过所述第二离合器44的闭合，与壳体14相连接的第一冠状齿轮19为了传递转矩而与基座元件23相连接。用于操纵第二离合器的致动器如在上述实施方式中那样来构造。

附图标记列表

2 电驱动装置

3电机

4冠状齿轮装置

5输出轴

6输出轴

7减速器

8换档变速器

9驱动单元/功率分支单元

10第一齿轮

11第二齿轮

12第三齿轮

13第四齿轮

14壳体

15支承器件

16支承器件

17位置固定的壳体

18中间轴

19第一冠状齿轮

20第二冠状齿轮

21离合器件

22正齿轮

23基座元件

24空心轴

25皮带

26差速器壳

27差动齿轮

28半轴齿轮

29半轴齿轮

31支承器件

32侧壁

33轴向轴承

34径向轴承

35轴承

36止推片

37支撑面

38固定环

39离合器输入件

40空心轴

41致动器

42离合器装置

43第一离合器

44第二离合器

45片组

46片组

47离合器输入件

48离合器输出件

49操纵装置

50操纵装置

51换挡套管

52摩擦离合器

53摩擦离合器

54致动器

55致动器

56马达轴

57壳体

58中间轴

59齿轮

60齿轮

61、61’、61’’轴承

62支撑轴

63离合器毂

64离合器毂

65片组

66片组

67轴承

68致动器

69致动器

70力传递元件

71力传递元件

72凸轮

73凸轮

74离合器件

75活塞

76力传递元件

77操纵元件

78轴向轴承

A轴线

B轴线

C轴线

Claims (16)

1.用于机动车的传动系的换挡变速器，包括：

冠状齿轮装置（4），所述冠状齿轮装置具有：

能够由驱动源围绕着旋转轴线（B）旋转地驱动的第一冠状齿轮（19），

以能够与所述第一冠状齿轮（19）同轴地旋转的方式布置的第二冠状齿轮（20），

多个与所述第一冠状齿轮（19）和所述第二冠状齿轮（20）处于啮合之中的正齿轮（22），以及

基座元件（23），所述正齿轮（22）以能旋转的方式在所述基座元件上得到支承并且所述基座元件能够围绕着所述旋转轴线（B）旋转地驱动，以便将转矩传递到布置在后面的驱动单元（9）上；

第一离合器（43），所述第一离合器用于选择性地在驱动方面将所述第二冠状齿轮（20）与位置固定的构件（17）连接起来，

第二离合器（44），所述第二离合器用于选择性地在驱动方面将所述第一冠状齿轮（19）、第二冠状齿轮（20）和基座元件（23）之一与所述第一冠状齿轮（19）、第二冠状齿轮（20）和基座元件（23）中的另一个元件连接起来；

其中在所述第一离合器（43）的耦合模式和所述第二离合器（44）的分开模式中，在所述第一冠状齿轮（19）和所述基座元件（23）之间形成第一传动比（i1），并且

其中在所述第一离合器（43）的分开模式和所述第二离合器（44）的耦合模式中，在所述第一冠状齿轮（19）和所述基座元件（23）之间形成第二传动比（i2）。

2.根据权利要求1所述的换挡变速器，

其特征在于，所述第一传动比（i1）处于1.8和2.2之间并且/或者所述第二传动比（i2）为一。

3.根据权利要求1或2所述的换挡变速器，

其特征在于，所述第一冠状齿轮（19）和所述第二冠状齿轮（20）具有相同的中等的啮合半径。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的换挡变速器，

其特征在于，所述第一冠状齿轮（19）和所述第二冠状齿轮（20）具有不同的中等的啮合直径。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的换挡变速器，

其特征在于，由所述冠状齿轮装置（4）的基座元件（23）驱动的驱动单元（9）是差动传动装置，所述差动传动装置将所导入的旋转运动从差动输入件分配到两个差动输出件（28、29）上。

6.根据权利要求5所述的换挡变速器，

其特征在于，所述冠状齿轮装置（8）与所述差动传动装置同轴地布置，其中所述冠状齿轮装置（4）的基座件（23）与所述差动输入构件相连接，以便与其一起围绕着所述旋转轴线（B）旋转。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的换挡变速器，

其特征在于，

所述第一离合器（43）和所述第二离合器（44）构造为形状锁合的离合器单元（42）并且能够借助于共同的致动器（41）来控制，或者

所述第一离合器（43）和所述第二离合器（44）构造为摩擦锁合的离合器单元（42） 。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的换挡变速器，

其特征在于，

所述第一冠状齿轮（19）能够由与其相连接的驱动齿轮（13）旋转地驱动，其中所述冠状齿轮装置（4）被集成到所述驱动齿轮（13）中。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的换挡变速器，

其特征在于，

由冠状齿轮装置（4）的基座元件（23）驱动的驱动单元（9）是复式离合器单元，所述复式离合器单元将所导入的旋转运动从离合器输入件（26）分配到两个离合器输出件（63、64）上。

10.根据权利要求9所述的换挡变速器，

其特征在于，

所述冠状齿轮装置（4）以相对于复式离合器单元（9）平行偏移的方式布置，其中所述冠状齿轮装置（4）的基座件（23）与中间轴（58）抗扭转地连接，所述中间轴旋转地驱动所述离合器输入件（26）。

11.根据权利要求9或10所述的换挡变速器，其特征在于，

所述第二冠状齿轮（20）与支撑轴（62）抗扭转地连接，所述支撑轴穿过所述中间轴（58）的纵向孔来延伸，其中所述支撑轴（62）借助于所述第一离合器（43）选择性地能够抗扭转地耦合到所述位置固定的构件（17）上并且能够从所述位置固定的构件（17）上分开。

12.根据权利要求11所述的换挡变速器，

其特征在于，

所述第一离合器（43）是单向离合器，所述单向离合器沿着第一旋转方向相对于所述位置固定的构件支撑所述支撑轴（62），并且沿着相反的第二旋转方向相对于所述位置固定的构件（17）释放所述支撑轴，使得所述支撑轴（62）能够自由旋转，其中所述单向离合器尤其能够构造为能锁止的结构。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的换挡变速器，

其特征在于，

所述第二离合器（44）构造用于选择性地在驱动方面将所述第一冠状齿轮（19）至少间接地与所述基座件（23）连接起来或者从所述基座件（23）上分开。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的换挡变速器

其特征在于，所述第二离合器（44）构造为摩擦片离合器。

15.用于机动车的电驱动装置，包括：

用于驱动机动车的电机（3）；

在功率路径中布置在所述电机（3）后面的换挡变速器（8），

在功率路径中布置在所述换挡变速器（8）后面的功率分支单元（9），所述功率分支单元构造用于将由所述换挡变速器（8）导入的旋转运动分配到两个输出件（28、29；63、64）上，以用于驱动相应的半轴（5、6） ，

其特征在于，

构造了根据权利要求1至14中任一项所述的换挡变速器（8），其中所述换挡变速器（8）的第一冠状齿轮（19）与所述电机（3）驱动连接并且所述换挡变速器（2）的基座元件（23）与所述功率分支单元（9）的输入件驱动连接。

16.根据权利要求15所述的电驱动装置，

其特征在于，在所述电机（3）和所述冠状齿轮装置（4）之间的功率路径中插入减速器（7），所述减速器将由所述电机（3）导入的旋转运动转换为慢速。

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