CN111998012A - 具有盘式电动机的电驱动系统、切换离合器和操纵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于纯电动或混合动力驱动的机动车的电驱动系统(1)，其具有盘式电动机(2)、传动装置(3)、至少一个切换离合器(6、21)以及操纵装置(40)，所述至少一个切换离合器在所述盘式电动机(2)的盘形转子(4)与所述传动装置(3)的输入端(5a、5b)之间起作用地安装，所述操纵装置与所述至少一个切换离合器(6、21)作用连接并且用于将所述至少一个切换离合器(6、21)在其打开位态和闭合位态之间调节，其中，在所述转子(4)的转动轴线(9)的轴向方向上观察，所述操纵装置(40)至少部分地伸入到通过所述转子(4)构造的径向空腔(41)中。

Description

具有盘式电动机的电驱动系统、切换离合器和操纵装置
技术领域
本发明涉及一种用于纯电动或混合动力驱动的机动车(例如载客车、载重车、公共汽车或其它商用车)的电驱动系统。
发明内容
原则上，目标是提供一种尽可能紧凑的电驱动模块，该电驱动模块可简单地集成到现有的安装空间中，用于实现纯电动驱动的机动车或混合动力车辆。
这通过根据本发明的电驱动系统解决。根据本发明设置一种电驱动系统，其具有盘式电动机、传动装置、至少一个切换离合器以及操纵装置，所述至少一个切换离合器在所述盘式电动机的盘形转子与所述传动装置的输入端之间起作用地安装，所述操纵装置与所述至少一个切换离合器作用连接并且用于将所述至少一个切换离合器在其打开位态和闭合位态之间调节，其中，在所述转子的转动轴线的轴向方向上观察，所述操纵装置至少部分地伸入到通过所述转子构造的径向空腔中。
由此，实现操纵装置和转子的尽可能紧凑的轴向布置。
其它有利的实施方案在下面详细阐述。
因此，特别有利的是，所述操纵装置具有液压操纵单元，并且该操纵单元的活塞布置在空腔内部。由此，切换离合器也可以尽可能向转子靠近。
此外，有利的是，存在多个切换离合器，并且每个切换离合器都与操纵装置的液压操纵单元作用连接，其中，两个操纵单元至少区段地布置在空腔内部。由此，尽管有功能扩展，安装空间密度仍被进一步提高。
如果操纵装置具有两个操纵单元，所述两个操纵单元分别以一壳体区域和一活塞相对于转动轴线以及相对彼此同心地设置，那么尽管有紧凑的结构形式，相应的操纵单元也尽可能高效地实现为同心从动缸。
此外适宜的是，操纵装置的致动器壳体与支撑转子的系统壳体分开构造或者集成在系统壳体中。由此可以节省空间地布置整个操纵装置。
在致动器壳体和系统壳体分开构造的情况下适宜的是，致动器壳体直接固定在系统壳体上。
此外有利的是，操纵装置具有至少一个调节元件，所述至少一个调节元件成型为使得该调节元件将操纵装置的活塞与所述至少一个切换离合器的多个摩擦元件运动耦合。因此，活塞与切换离合器尽可能直接连接。
也有效的是，转子具有盘形的转子区段，所述转子区段与定子相互作用或者能够与定子相互作用，并且空腔布置在该转子区段的径向内部。由此进一步简化了转子构造。
如果转子(优选直接沿径向方向在转子区段内部)具有接片区域，所述接片区域朝向轴向侧限界空腔，则尽可能牢固地实现了转子的支承，其中，该接片区域直接或间接地支承在系统壳体上。
附图说明
现在，下面根据附图详细阐述本发明，其中也相关联地示出不同的实施例。
附图示出：
图1根据第一实施例的根据本发明的电驱动系统的纵剖图，其中，可以清楚地看到驱动系统的不同组成部分(包括盘式电动机、两个切换离合器和操纵装置)的相对布置，
图2根据图1的驱动系统在空腔的区域中的细节图，该空腔通过转子构造并且接收操纵装置，
图3根据第二实施例的根据本发明的驱动系统的纵剖图，其中，与图1和2相比，操纵装置构造有转动穿引部，以及
图4根据第三实施例的根据本发明的驱动系统的纵剖图，其中，与图1和2相比，操纵装置现在直接集成在支承转子的系统壳体中。
附图仅是示意性的并且仅用于理解本发明。相同的元件设有相同的附图标记。这些不同的实施例的不同的特征原则上也可以自由地相互组合。
具体实施方式
以根据第一实施例的图1，清楚可见根据本发明的驱动系统1的基本结构。驱动系统1构造为所谓的电动轴/电驱动轴。因此，驱动系统1用于驱动纯电动或混合动力驱动的机动车。
驱动系统1具有盘式电动机2形式的、可作为驱动机接通的电动机。为了清晰起见，仅详细示出盘式电动机2的一个转子4。盘式电动机2的为了清晰起见仅区段性示出的定子46以通常方式被固定地接收在驱动系统1的壳体/系统壳体30中。
转子4相对于该系统壳体30可扭转地支承。这种支承以图2详细可见。因此，转子4具有盘形的转子区段45，所述转子区段以通常方式与定子46的同样为盘形的区段共同作用。因此，转子区段45形成转子4的直接用于导入转矩的区段。在该实施方案中，在转子区段45的径向内部连接有(盘形的)接片区域38。该接片区域38又向其径向内侧过渡到毂区域39中，该毂区域通过主轴承19进一步相对于系统壳体30支撑/支承。
因此，转子4经由该主轴承19不仅(关于其转动轴线9)在其径向方向上而且(关于其转动轴线9)在其轴向方向上相对于系统壳体30的相对壳体固定的支承区域20被支承。转子4经由中央主轴承19支撑在通过轴承顶(Lagerdom)37构成的支承区域20上。主轴承19实现为固定轴承。在该第一实施例中，主轴承19实现为双列球轴承。在另外的实施方案中，主轴承19替代地实施为四点轴承。
此外，驱动系统1以典型方式具有为了清晰起见仅在其输入端5a、5b方面示出的传动装置3，该传动装置优选实现为行星齿轮传动机构或者具有行星齿轮传动机构。在该实施方案中，传动装置3具有两个彼此同心布置的输入轴31a、31b，这些输入轴分别构成传动装置3的输入端5a、5b。
因此，驱动系统1还具有两个切换离合器6、21，它们分别在转子4和相应的输入轴31a、31b之间起作用地安装。这些切换离合器6、21基本上在结构上并且在功能上相同地实施。在该实施方案中，每个切换离合器6、21都实施为摩擦片离合器。
因此，每个切换离合器6、21具有两个离合器组成部分7、11和23、25，它们在闭合位态中以传递转矩的方式(通过摩擦力锁合)彼此连接并且在打开位态中可自由地相对彼此扭转。切换离合器6、21的每个第一离合器组成部分7、23具有第一载体8、22，所述第一载体实施为外载体并且抗扭转地且可轴向相对彼此移动地接收多个第一摩擦元件10、24。切换离合器6、21的每个第二离合器组成部分11、25具有第二载体26、32，所述第二载体实施为内载体并且抗扭转地且可轴向相对彼此移动地接收多个第二摩擦元件27、33。
以附图标记6表示的第一切换离合器以其第一离合器组成部分7与转子4连接。第一切换离合器6的第一离合器组成部分7以其第一载体8直接安装/固定在转子4上。在该实施方案中，第二切换离合器21的第一离合器组成部分23/第一载体22与第一切换离合器6的第一载体8连接。
此外，如已经提到的，第一切换离合器6的第一离合器组成部分7具有可沿轴向方向相对彼此移动的以及抗扭转地被接收在第一载体8上的多个第一摩擦元件10。第二离合器组成部分11具有第二载体26以及抗扭转地并且可轴向相对彼此移动地接收在该第二载体26上的多个第二摩擦元件27。第一载体8形成外片载体并且第二载体26形成内片载体。
以类似的方式，第二切换离合器21具有第一载体22，多个第一摩擦元件24抗扭转地以及可轴向相对彼此移动地被接收在该第一载体上。第二切换离合器21的第二离合器组成部分25又具有第二载体32和多个第二摩擦元件33，这些第二摩擦元件抗扭转地以及可轴向相对彼此移动地被接收在该第二载体32上。
为了操纵两个切换离合器6、21，如由图2可清楚看出的那样，存在根据本发明布置的操纵装置40。操纵装置40实现为液压操纵装置40。操纵装置40具有两个操纵单元18、28，它们基本上配备有相同的组成部分。为了操纵第一切换离合器6，操纵装置40具有第一操纵单元18；为了操纵第二切换离合器21，操纵装置40具有第二操纵单元28。各个液压操纵单元/子单元18、28具有可轴向移动的活塞29a、29b，所述活塞将这些离合器6、21在其打开和闭合位态之间调节。这两个操纵单元18、28可彼此无关地操控。
在第一实施方案中，两个操纵单元18、28分别构成同心从动缸或者共同地实施为双同心从动缸。因此，每个活塞29a、29b整体上实现为环形并且与转动轴线9同轴地布置。
每个液压操纵单元18、28的活塞29a、29b可轴向移动地并且与(相对系统壳体固定的)壳体区域42a、42b共同限界液压压力室17a、17b。两个操纵单元18、28的壳体区域42a、42b在第一实施例中通过致动器壳体43构造，所述致动器壳体与系统壳体30分开成型，却与系统壳体30固定连接。
根据本发明，转子4沿径向方向在转子区段45内部设有空腔41，操纵装置40至少区段地/部分地伸入到所述空腔41中。径向的空腔41在该实施方案中向接片区域38的一轴向侧构造。空腔41原则上在背离接片区域38的轴向侧通过转子区段45的端侧13限界。
在第一实施例中，彼此同轴布置的两个壳体区域42a、42b和活塞29a、29b位于空腔41内部(即径向以及轴向内部)。
活塞29a、29b分别以典型方式通过操纵轴承15a、15b与构造为压力罐的调节元件44a、44b抗移动地连接。于是，相应的调节元件44a、44b以通常方式进行调节地作用到相应的切换离合器6、21的摩擦元件10、27；24、33上。
最后，以图3和4示出根据本发明的驱动系统1的两个另外的替代实施例。因为这两个实施例在功能和结构上基本上相应于第一实施例，所以为了简洁下面仅说明这些单独的实施例之间的区别。
在根据图3的第二实施例中，与图1和2相比，实现具有转动穿引部16的操纵装置40。因此，两个壳体区域42a、42b连同活塞29a、29b不再沿轴向方向布置在相同的高度上(以及不沿径向彼此错开)而是沿轴向方向间隔开地布置(以及沿径向布置在相同的高度上)。
现在，尤其第一活塞29a在其第一壳体区域42a方面位于空腔41中。第二活塞29b在此布置在空腔41的轴向外部。此外，压力室17a、17b通过流体引导套筒36和轴承顶37与相应的流体供应装置进一步连接。壳体区域42a、42b与流体引导套筒36连接，所述流体引导套筒进一步可扭转地支承在轴承顶37上。轴承顶37是系统壳体30的组成部分。第一载体8在该构造方案中也与流体引导套筒36连接。
此外，在图3中可以看出，转子4构造成不具有接片区域38和毂区域39，其中，转子区段45经由主轴承19直接支撑在系统壳体30/支承区域20上。因此，与第一实施例相比，空腔41在轴向侧不再通过接片区域38限界，而是通过转子区段45的径向内侧14限界。
由图3也得知，第一切换离合器6的第一载体8现在在转子的转子区段45的区域中直接固定在转子4上。第一载体8构造为多阶级的罐。在此，第一载体8具有轴向和径向相互错开的、构造成用于轴向支撑的两个支撑区域12a、12b以及轴向和径向相互错开的、构造成用于径向支撑的两个支撑区域12c、12d。第一载体8以第一支撑区域12a直接贴靠在转子4的(在端侧13上的)轴向隆起部34上。该第一支撑区域12a连接到第一载体8的接收第一摩擦元件10的套筒区域35上并且从套筒区域35起沿径向方向向内延伸。除了第一支撑区域12a外，在径向内部还存在另外的第二支撑区域12b，第一载体8通过该第二支撑区域也轴向贴靠在转子4上。第三支撑区域12c径向地在两个支撑区域12a、12b之间延伸，该第三支撑区域支撑在转子4/转子区段45的径向内侧14上。此外，存在第四支撑区域12d，它也径向地从内部支撑在转子4上。
利用根据图4的第三实施例得知，与第二实施例相比，具有转动穿引部16的操纵装置40又可以被具有图1中的构造为同心从动缸的操纵单元18、28的操纵装置40代替。如在第二实施例中那样实现转子4的支承。
此外可以看出，两个壳体区域42a、42b在图4中构造为系统壳体30的材料一体的/集成的组成部分。这实现了还更紧凑的轴向结构形式，其中，现在两个操纵轴承15a、15b也轴向地插入到空腔41中/集成在该空腔中。空腔41被理解为在转子区段45和主轴承19的径向内部的空间。
换言之，根据本发明，将切换离合器6、21的操纵装置40放置在盘式转子2下方(径向内部)。由此能够实现在多个子组件中的简单装配。这也是一种成本有利的、节省安装空间的解决方案。
附图标记列表
1 驱动系统
2 盘式电动机
3 传动装置
4 转子
5a 第一输入端
5b 第二输入端
6 第一切换离合器
7 第一切换离合器的第一离合器组成部分
8 第一切换离合器的第一载体
9 转动轴线
10 第一切换离合器的第一摩擦元件
11 第一切换离合器的第二离合器组成部分
12a 第一支撑区域
12b 第二支撑区域
12c 第三支撑区域
12d 第四支撑区域
13 端侧
14 内侧
15a 第一操纵轴承
15b 第二操纵轴承
16 转动穿引部
17a 第一压力室
17b 第二压力室
18 第一操纵单元
19 主轴承
20 支承区域
21 第二切换离合器
22 第二切换离合器的第一载体
23 第二切换离合器的第一离合器组成部分
24 第二切换离合器的第一摩擦元件
25 第二切换离合器的第二组成部分
26 第一切换离合器的第二载体
27 第一切换离合器的第二摩擦元件
28 第二操纵单元
29a 第一活塞
29b 第二活塞
30 系统壳体
31a 第一输入轴
31b 第二输入轴
32 第二切换离合器的第二载体
33 第二切换离合器的第二摩擦元件
34 隆起部
35 套筒区域
36 流体引导套筒
37 轴承顶
38 接片区域
39 毂区域
40 操纵装置
41 空腔
42a 第一壳体区域
42b 第二壳体区域
43 致动器壳体
44a 第一调节元件
44b 第二调节元件
45 转子区段
46 定子

Claims (8)

1.一种用于纯电动或混合动力驱动的机动车的电驱动系统(1)，其具有盘式电动机(2)、传动装置(3)、至少一个切换离合器(6、21)以及操纵装置(40)，所述至少一个切换离合器在所述盘式电动机(2)的盘形转子(4)与所述传动装置(3)的输入端(5a、5b)之间起作用地安装，所述操纵装置与所述至少一个切换离合器(6、21)作用连接并且用于将所述至少一个切换离合器(6、21)在其打开位态和闭合位态之间调节，其中，在所述转子(4)的转动轴线(9)的轴向方向上观察，所述操纵装置(40)至少部分地伸入到通过所述转子(4)构造的径向空腔(41)中。
2.根据权利要求1所述的驱动系统(1)，其特征在于，所述操纵装置(40)具有液压操纵单元(18、28)，并且所述操纵单元(18、28)的活塞(29a、29b)布置在所述空腔(41)内部。
3.根据权利要求1或2所述的驱动系统(1)，其特征在于，存在多个切换离合器(6、21)，并且每个切换离合器(6、21)都与所述操纵装置(40)的液压操纵单元(18、28)作用连接，其中，两个操纵单元(18、28)至少区段地布置在所述空腔(41)内部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动系统(1)，其特征在于，所述操纵装置(40)具有两个操纵单元(18、28)，所述两个操纵单元分别以一壳体区域(42a、42b)和一活塞(29a、29b)相对于所述转动轴线(9)以及相对彼此同心地布置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动系统(1)，其特征在于，所述操纵装置(40)的致动器壳体(43)与支撑所述转子(4)的系统壳体(30)分开构造或者集成在所述系统壳体(30)中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动系统(1)，其特征在于，所述操纵装置(40)具有至少一个调节元件(44a、44b)，所述至少一个调节元件(44a、44b)成型为使得所述调节元件将所述操纵装置(40)的活塞(29a、29b)与所述至少一个切换离合器(6、21)的多个摩擦元件(10、27；24、33)运动耦合。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动系统(1)，其特征在于，所述转子(4)具有盘形的转子区段(45)，所述转子区段与定子(46)相互作用或者能够与定子相互作用，并且所述空腔(41)布置在该转子区段(45)的径向内部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的驱动系统(1)，其特征在于，所述转子(4)具有接片区域(38)，所述接片区域朝一轴向侧限界所述空腔(41)，其中，所述接片区域(38)直接或间接支承在所述系统壳体(30)上。
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