CN113879109A - 驱动模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆(2)的驱动模块(1)，具有电动马达(4)和轮架(5)。对于本发明：在电动马达(4)与轮架(5)之间布置有具有中间轴(12)的传动机构(6)，中间轴由第一中间轴齿轮(7)和第二中间轴齿轮(8)构成；电动马达(4)借由驱动小齿轮(11)与第一中间轴齿轮(7)啮合且第二中间轴齿轮(8)与驱动齿轮(13)啮合；设置有壳体盖(15)，电动马达(4)被布置在壳体盖上且空心桥(28)部分地支承在壳体盖上；驱动齿轮(13)具有轴颈(17)，轮毂(19)借助于轴螺母(20)拧接在轴颈上；设置有与轮架壳体(16)相拧接的壳体盖(15)，在轮架壳体(16)与轮毂(19)及驱动齿轮(13)之间布置有轮轴承(22)。

Description

驱动模块
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的驱动模块，该驱动模块具有电动马达和轮架。
背景技术
从DE 10 2016 007 496 A1已知一种用于机动车辆所属类型的驱动模块，该驱动模块具有电动马达并且具有用于支承机动车辆车轮的轮架。在此提出，轮架借助于至少一个横向连杆支承在电动马达的机器壳体上并且一方面接合在轮架上并且另一方面铰接在机器壳体上。由此，基于较小的簧下质量(ungefederten Masse)应可以实现改进的行驶行为。
从DE 10 2010 023 982 A1已知一种用于机动车辆的车桥，该车桥具有包括至少两个相互共同作用的传递元件的传动装置以及电动马达。同样设置有车轮悬架，该车轮悬架包括可由电动马达借由传动装置驱动的至少一个轮毂以及用于引导机动车辆的车轮的连杆元件，其中该车轮悬架具有至少一个与连杆元件相连接的轮毂载体元件，该至少一个轮毂载体元件至少局部地具有接纳空间，这些传递元件中的至少一个传递元件被接纳在该接纳空间中。由此，尤其应改进可供使用的结构空间条件。
从EP 1 961 602 A1已知一种另外的、用于具有电动马达和轮架的机动车辆的驱动模块，其中在轮毂与电动马达之间设置有离合器。
从EP 2 075 175 B1已知一种用于城市交通的运输车辆的驱动单元，该驱动单元具有借由传动机构与被驱动的车轮相联接的电动马达。
从EP 2 737 612 B1已知一种具有电动马达和行星传动机构的机动车辆的驱动模块。
从现有技术已知的驱动模块的不利之处在于：这些驱动模块在电动马达与轮毂之间没有传动机构，或者，如果存在这样的传动机构，则制造起来是相对高耗费且庞大的并且由此仅能够复杂且昂贵地生产。
发明内容
因此，本发明致力于解决这个问题，针对所属类型中的驱动模块给出一种经改进的或者至少替代性的实施方式，该实施方式尤其克服了从现有技术已知的缺点。
根据本发明，这个问题通过下文所述的驱动模块来解决。有利的实施方案同样在下文中描述。
本发明基于提供一种相对紧凑地构造的驱动模块的总体理念，该驱动模块包括轮架和传动机构以及电动马达。通过将轮架分为轮架壳体以及与该轮架壳体相拧接的壳体盖这两个部分，可以实现以特别优化结构空间的方式布置电动马达、具有中间轴的传动机构、以及具有驱动齿轮的轮架，其中不仅可以同时实现紧凑且简单的构造，而且可以实现高刚性。根据本发明，在此在电动马达与被分成两部分的轮架之间是具有中间轴的传动机构，该中间轴由两个中间轴齿轮构成。在此，电动马达借由驱动小齿轮与第一中间轴齿轮啮合，而第二中间轴齿轮与驱动齿轮啮合。该驱动齿轮具有带有螺纹的轴颈，轮毂借助于轴螺母被拧接在该轴颈上。在此，驱动齿轮和轴颈优选地被设计成一体式的。此外设置有壳体盖，电动马达被布置在该壳体盖上并且中间轴的中间桥被部分地紧固。壳体盖与轮架壳体相拧接，其中在该轮架壳体与该轮毂以及该驱动齿轮之间同时布置有轮轴承。因此，驱动齿轮被设计成使得该驱动齿轮借助于轴螺母和轮毂同时将所需的预紧传递至轮轴承并且在必要时在该驱动齿轮的分开的实施方式中在该轴螺母与该轮毂之间支持内滚动环。因此，借助根据本发明的驱动模块首先可以提供结构空间优化的且非常紧凑地构造的驱动模块，在该驱动模块中，电动马达、传动机构、以及轮轴承以非常紧凑的方式被布置在由轮架壳体和封闭的壳体盖构成的轮架中/布置在其上。
便利地，轮毂和驱动齿轮借由齿轴连接件以传递转矩的方式相连接。在此，在驱动齿轮的轴颈上设置有外置的齿部，该齿部与轮毂的内置的齿部相啮合并且由此允许传递转矩。这种齿轴连接件能够补偿轴向装配误差并且同时可以实现高转矩传递能力。这种齿轴连接件例如可以是与DIN 5480相对应地实施的。
在根据本发明解决方案的一个有利的改进方案中，该轮轴承被设计成两排式的球轴承，该球轴承具有分开的内滚动环、外滚动环、以及布置在这两者之间的滚珠，其中该内滚动环被卡在该轮毂与该驱动齿轮之间。轮轴承的外环例如借由紧固板被预施力并且被固定。为了装配轮轴承，首先将该轮轴承以外滚动环压入到轮架壳体中并且借助于紧固板对该轮轴承进行支持。接着，将轮毂压入到轮轴承的内滚动环中并且将驱动齿轮的轴颈从相反的一侧推入轮毂中，从而使得该轮轴承环形地、互补地接合到轮毂中。接着，进而将轴螺母拧到轴颈的螺纹上并且由此将轮毂支持在驱动齿轮上。在此，轮轴承的内滚动环被卡入且被固定在轮毂和驱动齿轮的肩部之间。因此，驱动齿轮借由轮轴承相对于轮架壳体被定中心、而不是借由上一段所描述的齿轴连接件被定中心。
在根据本发明解决方案的一个有利的改进方案中，中间轴(由两个齿轮构成，这两个齿轮借由传递转矩的连接件相互连接)被设计为空心轴并且被支承在空心桥上，其中设置有被引导穿过轮架壳体和空心桥且被拧入到壳体盖中的螺钉，空心桥和间接地由此被设计为空心轴的中间轴借由该螺钉被固定。这种实施方式提供了很大的优点：借由上述螺钉既可以将空心桥固定在轮架壳体上，同时也可以将壳体盖固定在轮架壳体上，从而使得螺钉同时满足两种功能。
便利地，中间轴借由至少一个球轴承并且在必要时两排滚针轴承支承在空心桥上。借由球轴承可以轴向支承中间轴，而滚针轴承则形成纯径向支承。在此，用于支承中间轴的球轴承例如可以被布置在第一中间轴齿轮的下部或内部并且由此以结构空间优化的方式进行安装。
便利地，轮架壳体与壳体盖之间的接触面被设计成平坦的面。由此可以实现的是：对壳体盖与轮架壳体的密封能够借助于简单的、高效率的且成本有效的密封件(例如橡胶金属-密封件)来实现，这提供了很大的优点，即借由上述密封件获得了相对较高的摩擦系数并且由此可靠地防止了壳体盖与轮架壳体之间的不期望的相对运动。
便利地，轮架壳体和壳体盖封装传动机构。因此，接纳轮轴承的轮架壳体和壳体盖构成用于轮轴承和传动机构的共用的壳体、可以接纳轴连杆和弹簧构件以及阻尼器构件的轮架，该壳体仅具有两个壳体零件，由此不仅可以减少零件种类，而且同时可以降低装配成本。此外，由于减少了零件数量还可以降低仓储成本和物流成本。
在根据本发明解决方案的另一个有利的实施方式中，设置有支撑轴承，该支撑轴承将该驱动齿轮支承在该壳体盖上。因此，借助于支撑轴承，例如借由齿轴轮廓同时防旋转地与轮毂相连接的驱动齿轮被实施成多件式地进行支承。与此相对应地，一方面可以借由轮轴承相对于轮架壳体、并且另一方面借由支撑轴承相对于壳体盖来支承驱动齿轮，由此尤其可以可靠地防止轮轴的倾斜。由此，可以实现非常高的外倾刚度，这是因为轮轴以一定的轴向间距借由轮轴承和支撑轴承被支撑。此外，内齿力也额外地由支撑轴承支撑。
在根据本发明解决方案的另一个有利的实施方式中，该驱动模块被设计成经预制的组件。这提供了很大的优点：可以预制完整的驱动模块并将该驱动模块以经预制的状态交付给电动车辆或混合动力车辆的装配线，由此明显简化且加速了在装配线的区域中的最终装配。由此尤其还可以转交单独的预装配过程，例如转交给供应商。
本发明进一步基于这样的总体理念：给机动车辆、例如电动车辆或混合动力车辆配备一个或多个这种驱动模块。由此可以实现的是，给这种电动车辆例如配备四个这种驱动模块，由此可以相对简单地生产四轮驱动的电动车辆。纯粹从理论上讲，当然也可以仅在这样的电动车辆或混合动力车辆的前桥或后桥上布置两个这样的驱动模块，由此尤其可以提供一种成本有效的电动车辆，该电动车辆在驱动模块的区域中具有减小的结构空间需求。原则上，可设想根据本发明的驱动模块作为改进解决方案，即适用于具有燃烧发动机的车辆，其通过改进根据本发明的驱动模块变成混合动力车辆。
本发明的其他重要的特征和优点由下文所述、附图以及借助附图的所属附图说明得出。
总体上，本发明在此公开下述1和11的技术方案，下述2-10为本发明的优选技术方案：
1.一种用于机动车辆(2)的驱动模块(1)，该驱动模块具有电动马达(4)和轮架(5)，
其特征在于，
-在该电动马达(4)与该轮架(5)之间布置有传动机构(6)，该传动机构具有中间轴(12)和布置在该中间轴上的第一中间轴齿轮(7)和第二中间轴齿轮(8)，
-该电动马达(4)借由驱动小齿轮(11)与该第一中间轴齿轮(7)啮合并且该第二中间轴齿轮(8)与驱动齿轮(13)啮合，
-设置有壳体盖(15)，该电动马达(4)被布置在该壳体盖上并且该中间轴(12)被间接地支承在该壳体盖上，
-该驱动齿轮(13)具有带有螺纹(18)的轴颈(17)，轮毂(19)借助于轴螺母(20)被拧接在该轴颈上，
-设置有与该壳体盖(15)相拧接的轮架壳体(16)，其中在该轮架壳体(16)与该轮毂(19)以及该驱动齿轮(13)之间布置有轮轴承(22)。
2.根据前述1所述的驱动模块，
其特征在于，
该轮轴承(22)被设计成球轴承，该球轴承具有优选地分开的内滚动环(23)、优选地未分开的外滚动环(24)、以及布置在内滚动环和外滚动环之间的滚动体(25)，其中该内滚动环(23)被卡在该轮毂(19)与该驱动齿轮(13)之间。
3.根据前述1或2所述的驱动模块，
其特征在于，
该轮毂(19)与该驱动齿轮(13)借由齿轴连接件(27)以传递转矩的方式相连接。
4.根据前述1至3之一所述的驱动模块，
其特征在于，
该中间轴(12)被设计成空心轴并且被支承在空心桥(28)上，其中设置有被引导穿过该轮架壳体(16)和该空心桥(28)且被拧入到该壳体盖(15)中的螺钉(29)，该空心桥(28)借由该螺钉被固定。
5.根据前述4所述的驱动模块，
其特征在于，
该中间轴(12)借由球轴承(30)和滚针轴承(31)支承在该空心桥(28)上。
6.根据前述1至5之一所述的驱动模块，
其特征在于，
轮架壳体(16)与壳体盖(15)之间的接触面(33)被设计成平坦的面。
7.根据前述1至6之一所述的驱动模块，
其特征在于，
该轮架壳体(16)和该壳体盖(15)封装该传动机构(6)。
8.根据前述1至7之一所述的驱动模块，
其特征在于，
设置有支撑轴承(35)，该支撑轴承将该驱动齿轮(13)支承在该壳体盖(15)上。
9.根据前述1-8之一所述的驱动模块，
其特征在于，
该驱动模块(1)被设计成经预制的组件。
10.根据前述1-9之一所述的驱动模块，其特征在于，该传动机构(6)借由该驱动齿轮(13)上的径向轴密封环相对于轮轴承侧被密封，该径向轴密封环支承在该轮架壳体(16)中并且在该驱动齿轮(13)上延伸。
11.一种机动车辆(2)、尤其是电动车辆或混合动力车辆(3)，具有至少一个根据前述1-10之一所述的驱动模块(1)。
不言而喻，以上提到的这些特征以及仍将在以下说明的特征不仅能够以分别给出的组合方式使用，而且还能够以其他组合方式或者单独使用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
在附图中展示了本发明的优选实施例并且在以下的说明中对其进行更详细的说明，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的部件。
在附图中，分别示意性地：
图1示出穿过根据本发明的用于机动车辆的驱动模块的截面图示，
图2示出根据本发明的驱动模块的视图，
图3示出如图2的、然而在轮架壳体和壳体盖透明的情况下的图示，
图4示出与图2相似的、然而是从相反方向的视图，
图5示出如图4的、然而其中壳体盖和电动马达透明的图示，
图6示出根据本发明的驱动模块在根据本发明的机动车辆上的安装情况。
具体实施方式
对应于图1至图5，用于同样根据本发明的机动车辆2(例如电动车辆3)的根据本发明的驱动模块1具有电动马达4以及轮架5，该轮架由轮架壳体16和壳体盖15构成。根据本发明，在电动马达4与轮架5之间的是具有中间轴12的传动机构6，该中间轴由第一中间轴齿轮7和第二中间轴齿轮8构成。电动马达4以已知的方式具有定子9以及转子10，其中转子10的驱动轴承载驱动小齿轮11。在已装配状态下，驱动小齿轮11与中间轴12的第一中间轴齿轮7啮合。第二中间轴齿轮8进而与例如两件式的驱动齿轮13啮合，使得传动机构6形成为两级传动机构。
在此，驱动小齿轮11和第一中间轴齿轮7可以相应地具有彼此互补地形成的斜齿齿部。这有利于补偿轴向力。以相似的方式，驱动齿轮13和第二中间轴齿轮8也可以具有互补的斜齿齿部。
同样设置有轮架5，该轮架由轮架壳体16和与该轮架壳体相拧接的壳体盖15构成。中间轴12间接地、部分地支承在壳体盖15上、并且电动马达4也支承在该壳体盖上，并且该壳体盖接纳驱动齿轮13的支撑轴承35。根据本发明，驱动齿轮13具有带有螺纹18的轴颈17，轮毂19借助于轴螺母20被拧接并且因此被固定到该螺纹上。驱动齿轮13和轴颈17优选地是一体式的。随后将机动车辆车轮的制动盘38和车轮拧接在轮毂19上。
此外，根据本发明，在轮架壳体16与轮毂19或驱动齿轮13之间还布置有轮轴承22，该轮轴承可以借助于轴螺母20被支持。因此，驱动齿轮13同时提供轴颈17并且用于支持轮轴承22(尤其是内滚动环)。对轮轴承22的外滚动环24的支持例如借由紧固板来实现，该紧固板借由螺钉被固定在轮架壳体16上，替代性地，外滚动环24的凸缘实施方式同样是可行的。
通过轮架5或一般来说驱动模块1的根据本发明的结构可以实现构造特别紧凑的驱动模块1，其中轮架壳体16和壳体盖15不仅封装驱动齿轮13和轮轴承22、而且还封装传动机构6。在此，轮轴承22不仅用于支承轮毂19、而且同时还用于支承驱动齿轮13，由此可以省去单独的轴承。
在此，轮轴承22被设计成球轴承并且可以具有一个或多个内滚动环23、一个或两个外滚动环24、以及布置在这两者之间的滚动体25(例如能够被保持在滚珠保持架中的滚珠)。在此，内滚动环23和外滚动环24仅用作滚动面。在所展示的情况下，轮轴承22具有两排平行的滚珠并且由此不仅能够特别平滑地支承轮毂19和驱动齿轮13，而且同时还能够在某种程度上支撑轮轴26。
如果尤其进一步地观察图1，则可以看到：中间轴12(由两个齿轮7、8构成，这两个齿轮借由传递转矩的连接相互连接)被设计为空心轴并且被支承在套管状的空心桥28上，其中设置有被引导穿过轮架壳体16和空心桥28且被拧入到壳体盖15中的螺钉29，空心桥28借由该螺钉被固定。在此，螺钉29同时承担两种功能，即：一方面固定空心桥28并且由此支承中间轴12，并且另一方面将壳体盖15固定在轮架壳体16上。
借由球轴承30并且在必要时借由两排滚针轴承31将中间轴12支承在空心桥28上，其中球轴承30承担对第一中间轴齿轮7和第二中间轴齿轮8(这两个中间轴齿轮一起构成中间轴12)的径向支承和轴向支承。在此，滚针轴承31仅承担径向支承功能。在此，球轴承30优选地被布置成在第一中间轴齿轮7的内部或下部并且由此在结构空间上非常优化。球轴承30借由固定元件32(例如卡环)被固定在第一中间轴齿轮7或中间轴12上。在此，中间轴12(由第一中间轴齿轮7和第二中间轴齿轮8构成)可以被设计成一件式的。
优选地，壳体盖15与轮架壳体16之间的接触面33被设计成平坦的，这可以借助于橡胶-金属密封件34实现相对容易的密封。由此可以实现很大的优点：借助于橡胶-金属密封件34相对较高的摩擦系数防止了壳体盖15与轮架壳体16之间的相对运动。
轮架壳体16和壳体盖15封装传动机构6，由此可以省去单独的壳体件。由此还减少了零件种类，这进而有利于降低仓储成本和物流成本。此外，轮架壳体16是以中空铸造的方式实施的，这实现了相对刚性的特性。
还可以额外地便利地设置有支撑轴承35，该支撑轴承将驱动齿轮13支承在壳体盖15上。因此，通过驱动齿轮13与轮毂19之间的固定连接可以实现的是：借由轮轴承22而相对于轮架壳体16、并且借由支撑轴承35而相对于壳体盖15来支承驱动齿轮13，由此尤其可以避免轮轴26发生倾斜。由此可以实现相对较高的外倾刚度。
在根据本发明的驱动模块1的另一有利的实施方式中，该驱动模块被设计成经预制的组件，这提供了很大的优点：以预装配的方式对该驱动模块进行预制并且将其在经预制的状态下供应给装配线，由此尤其可以积极地影响机动车辆2或电动车辆3的最终装配。
如果还观察图6，则可以看到：具有电动马达4和轮架5以及传动机构6的驱动模块1可以以结构空间优化的方式布置，尤其是相对于轴连杆(36，37)与弹簧构件以及阻尼器构件之间的位置而言。在此，还将制动盘38置于轮毂19上。

Claims (11)

1.一种用于机动车辆(2)的驱动模块(1)，该驱动模块具有电动马达(4)和轮架(5)，
其特征在于，
-在该电动马达(4)与该轮架(5)之间布置有传动机构(6)，该传动机构具有中间轴(12)和布置在该中间轴上的第一中间轴齿轮(7)和第二中间轴齿轮(8)，
-该电动马达(4)借由驱动小齿轮(11)与该第一中间轴齿轮(7)啮合并且该第二中间轴齿轮(8)与驱动齿轮(13)啮合，
-设置有壳体盖(15)，该电动马达(4)被布置在该壳体盖上并且该中间轴(12)被间接地支承在该壳体盖上，
-该驱动齿轮(13)具有带有螺纹(18)的轴颈(17)，轮毂(19)借助于轴螺母(20)被拧接在该轴颈上，
-设置有与该壳体盖(15)相拧接的轮架壳体(16)，其中在该轮架壳体(16)与该轮毂(19)以及该驱动齿轮(13)之间布置有轮轴承(22)。
2.根据权利要求1所述的驱动模块，
其特征在于，
该轮轴承(22)被设计成球轴承，该球轴承具有优选地分开的内滚动环(23)、优选地未分开的外滚动环(24)、以及布置在内滚动环和外滚动环之间的滚动体(25)，其中该内滚动环(23)被卡在该轮毂(19)与该驱动齿轮(13)之间。
3.根据权利要求1或2所述的驱动模块，
其特征在于，
该轮毂(19)与该驱动齿轮(13)借由齿轴连接件(27)以传递转矩的方式相连接。
4.根据权利要求1或2所述的驱动模块，
其特征在于，
该中间轴(12)被设计成空心轴并且被支承在空心桥(28)上，其中设置有被引导穿过该轮架壳体(16)和该空心桥(28)且被拧入到该壳体盖(15)中的螺钉(29)，该空心桥(28)借由该螺钉被固定。
5.根据权利要求4所述的驱动模块，
其特征在于，
该中间轴(12)借由球轴承(30)和滚针轴承(31)支承在该空心桥(28)上。
6.根据权利要求1或2所述的驱动模块，
其特征在于，
轮架壳体(16)与壳体盖(15)之间的接触面(33)被设计成平坦的面。
7.根据权利要求1或2所述的驱动模块，
其特征在于，
该轮架壳体(16)和该壳体盖(15)封装该传动机构(6)。
8.根据权利要求1或2所述的驱动模块，
其特征在于，
设置有支撑轴承(35)，该支撑轴承将该驱动齿轮(13)支承在该壳体盖(15)上。
9.根据权利要求1或2所述的驱动模块，
其特征在于，
该驱动模块(1)被设计成经预制的组件。
10.根据权利要求1或2所述的驱动模块，其特征在于，该传动机构(6)借由该驱动齿轮(13)上的径向轴密封环相对于轮轴承侧被密封，该径向轴密封环支承在该轮架壳体(16)中并且在该驱动齿轮(13)上延伸。
11.一种机动车辆(2)、尤其是电动车辆或混合动力车辆(3)，具有至少一个根据前述权利要求之一所述的驱动模块(1)。
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