CN114096427A - 用于机动车辆的具有类似太阳齿轮的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的驱动装置(1)，该驱动装置包括电驱动机(1)，该电驱动机借助于驱动轴(2)操作性地连接至传动装置(3)，其中，传动装置(3)具有至少一个第一行星齿轮级(4)和至少一个第二行星齿轮级(5)以及差速级(6)，其中，第一行星级(4)包括具有多个行星齿轮(7a)的第一行星齿轮组，其中，第一行星齿轮组的行星齿轮(7a)以可旋转的方式布置在第一行星齿轮承载架(8a)上并且与第一太阳齿轮(9a)和第一环形齿轮(10a)啮合。第二行星齿轮级(5)包括具有多个行星齿轮(7b)的第二行星齿轮组，其中，第二行星齿轮组的行星齿轮(7b)以可旋转的方式布置在第二行星齿轮承载架(8b)上并且与第二太阳齿轮(9b)和第二环形齿轮(10b)啮合。第一行星齿轮组(4)和第二行星齿轮组(5)主动地连接至双离合器装置(11)，该双离合器装置包含第一负载可切换离合器(12a)和第二负载可切换离合器(12b)，其中，第一太阳齿轮(9a)和第二太阳齿轮(9b)以在旋转方面固定的方式相互连接，并且驱动轴(2)主动地连接至两个太阳齿轮(9a，9b)，并且第一太阳齿轮(9a)和第二太阳齿轮(9b)具有相同的半圆直径。

Description

用于机动车辆的具有类似太阳齿轮的驱动装置
技术领域
本发明涉及用于机动车辆、特别地用于电驱动的机动车辆的驱动装置，该驱动装置具有电驱动机，该电驱动机借助于驱动轴操作性地连接至传动装置，其中，传动装置具有至少一个第一行星齿轮级和至少一个第二行星齿轮级以及差速级，其中，第一行星级包括具有多个行星齿轮的第一行星齿轮组，其中，第一行星齿轮组的行星齿轮以可旋转的方式布置在第一行星齿轮承载架上并且与第一太阳齿轮和第一环形齿轮啮合，其中，第二行星齿轮级包括具有多个行星齿轮的第二行星齿轮组，其中，第二行星齿轮组的行星齿轮以可旋转的方式布置在第二行星齿轮承载架上并且与第二太阳齿轮和第二环形齿轮啮合，其中，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组操作性地连接至双离合器装置，该双离合器装置具有第一负载可切换离合器和第二负载可切换离合器，其中，第一太阳齿轮和第二太阳齿轮以在旋转方面固定的方式互相连接，并且驱动轴操作性地连接至两个太阳齿轮、特别地以在旋转方面固定的方式连接至两个太阳齿轮。
背景技术
从现有技术已经公知用于机动车辆的驱动装置。例如，DE 10 2011 088668A1示出了一种驱动装置，该驱动装置具有至少一个电驱动机、具有至少一个带有离合器且带有差速器的第一行星驱动器。驱动机的转子轴以在旋转方面固定的方式联接至由至少三个连接轴形成的行星驱动器的第一连接轴。第一行星驱动器的第二连接轴可以借助于离合器的换挡轴套以在旋转方面固定的方式固定成抵靠驱动装置的部件。第一行星驱动器的第三连接轴操作性地连接至差速器的总轴。换档轴套可以转换成或者与第一行星驱动器的第二连接轴强制接合，或者与差速器的总轴形成扭矩传递操作连接。
DE 10 2013 210 320A1也公开了一种行星齿轮装置，该行星齿轮装置用于将施加至动力输入的驱动力分给第一动力输出和第二动力输出。因此，行星齿轮装置包括第一行星齿轮级和第二行星齿轮级，该第一行星齿轮级包括第一太阳齿轮、第一行星齿轮组、第一行星齿轮承载架和第一环形齿轮；该第二行星齿轮级包括第二太阳齿轮、第二行星齿轮组、第二行星齿轮承载架和第二环形齿轮。第一环形齿轮用作动力输入，并且第一太阳齿轮以在旋转方面固定的方式联接至第二太阳齿轮。第二行星齿轮承载架以固定的方式被固定。第一行星齿轮承载架代表第一动力输出，并且第二环形齿轮代表第二动力输出。
CN 109 099 131A公开了两个行星齿轮组，这两个行星齿轮组的环形齿轮可以各自经由制动器固定至框架，并且一个行星齿轮组的一个行星齿轮承载架永久地联接至另一行星齿轮组的环形齿轮。
发明内容
本发明的目的是进一步开发一种用于机动车辆的驱动装置，其中，焦点在于具有许多相同部件和合适的齿轮比分配或分布的尽可能简单的传动结构。
通过独立权利要求1和权利要求5的特征在根据本发明的通用装置中实现该目的。
根据本发明的用于机动车辆的驱动装置包括电驱动机，该电驱动机经由驱动轴操作性地连接至传动装置。
传动装置具有至少一个第一行星齿轮级和至少一个第二行星齿轮级以及差速级，其中，第一行星级包括具有多个行星齿轮的第一行星齿轮组，其中，第一行星齿轮组的行星齿轮以可旋转的方式布置在第一行星齿轮承载架上并且与第一太阳齿轮和第一环形齿轮啮合，其中，第二行星齿轮级包括具有多个行星齿轮的第二行星齿轮组，其中，第二行星齿轮组的行星齿轮以可旋转的方式布置在第二行星齿轮承载架上并且与第二太阳齿轮和第二环形齿轮啮合，并且其中，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组操作性地连接至双离合器装置，该双离合器装置具有第一负载可切换离合器和第二负载可切换离合器。
因此，术语“操作性地连接”是指用于扭矩传递的两个传动元件可以直接地连接，或者是指在用于扭矩传递的两个传动元件之间存在另外的传动元件，例如一个或更多个轴或齿轮。提供了两个啮合的或相互啮合的齿轮以将扭矩和速度从一个齿轮传递至另一个齿轮。齿轮是指例如行星齿轮组的太阳齿轮、环形齿轮或行星齿轮。
双离合器装置是指带有两个负载可切换离合器的装置。此外，术语“负载可切换离合器”是指下述装置：该装置具有至少一个打开状态和至少一个关闭状态，并且该装置可以在负载下在至少两个状态之间转换。在打开状态下，离合器不传递任何扭矩。
在本发明的第一实施方式中，第一行星齿轮承载架可以经由第一离合器以固定的方式连接至壳体，并且第一环形齿轮可以经由第二离合器固定地连接至壳体。另外，如果第二行星齿轮承载架操作性地连接至差速级则是有利的。
换言之，双离合器装置可以以固定的方式在输入侧上布置有壳体，并且可以可选地连接固定至壳体的第一环形齿轮或第一行星齿轮承载架。在输出侧上，第二行星齿轮承载架操作性地连接至差速级，使得扭矩经由第二行星齿轮承载架传递至差速级。
替代性地，在本发明的第二实施方式中，第二行星齿轮承载架可以经由第一离合器操作性地连接至差速级，并且第二环形齿轮可以经由第二离合器操作性地连接至差速级。优选地，第一环形齿轮可以以固定的方式连接至壳体。
换言之，双离合器装置可以布置在输出侧上并且由此可选地将第二行星齿轮承载架或第二环形齿轮操作性地连接至差速级。传动装置经由壳体中的第一环形齿轮以固定的方式进行支承。
从属权利要求中要求保护有利实施方式，并且在下面对其进行解释。
如果第一太阳齿轮的齿部设计成与第二太阳齿轮的齿部相同、即如果第一太阳齿轮具有与第二太阳齿轮的齿部相同的齿部，则是有利的。因此，两个太阳齿轮可以相同地制造，这降低了制造成本。
因此，驱动轴可以优选地与第一太阳齿轮和第二太阳齿轮作为整体部件设计为一件，从而可以便于传动装置的组装。
在根据本发明的一个实施方式中，第一行星齿轮承载架可以以在旋转方面固定的方式连接至第二环形齿轮。
双离合器装置的第一离合器和第二离合器可以优选地设计为摩擦离合器。此外，两个离合器可以优选地彼此同轴布置。特别地，相应的离合器可以由相应的致动器致动以启动相应离合器的打开或关闭。致动器可以液压地、机电地、电磁地或例如甚至气动地实现。
如果打开两个离合器可以同时实现动力切断，则这里是有用的。关闭第一离合器并打开第二离合器可以实现第一齿轮比，而关闭第二离合器并打开第一离合器可以实现第二齿轮比。为了确保从一个离合器到另一个离合器的换档过程基本上没有牵引力损失，一个离合器可以在过渡时期打开而另一个离合器可以在过渡时期关闭。经由设计为摩擦离合器的离合器中的滑动，可以在两个齿轮级之间进行无扭矩损失的切换，这可以被驱动装置的操作者感知为无牵引力损失的情况下两个齿轮级之间的切换模式，这进而增加了驱动装置的操作者的切换舒适度。第一齿轮比优选地与第二齿轮比不同。例如，第一齿轮比可以大于第二齿轮比。替代性地，第一齿轮比可以小于第二齿轮比。
根据本发明的设计，电机可以具有定子和转子，其中，转子以在旋转方面固定的方式连接至驱动轴。驱动轴可以设计为转子轴，或者在驱动轴与转子轴之间存在轴向偏移，其中，在两个轴之间布置有扭矩传动装置(变速器)。
此外，差速级可以优选地设计为直齿轮差速器，其中，差速级设置成将驱动机的驱动力分配给第一输出轴和第二输出轴。
驱动机可以与差速级同轴布置或轴向平行于差速级布置。特别地，驱动机和/或驱动轴可以布置成轴向平行于两个输出轴，其中，轴向平行是指在驱动轴与输出轴之间存在轴向偏移。因此，可以减小驱动装置的轴向安装间隔。
如果驱动轴与两个输出轴同轴布置，则驱动轴可以设计为中空轴，其中，两个输出轴中的一个输出轴被轴向地引导穿过驱动轴。优选地，两个输出轴因此布置在共同的驱动轴上。
此外，如果在驱动轴与齿轮装置、特别是第一行星齿轮级之间布置有额外减速齿轮，则是优选的。替代性地，减速齿轮也可以布置在齿轮装置、特别是第二行星齿轮级与差速级之间。额外减速齿轮提供了简单地增加可以实现的传动比范围的可能性。
附图说明
下面参照附图连同对本发明的优选实施方式的描述一起示出了改进本发明的其他措施。附图各自示出了简化的示意图以说明根据本发明的驱动装置的结构。在附图中：
图1示出了根据本发明的处于轴向平行结构的驱动装置的第一实施方式，以及
图2示出了根据本发明的处于轴向平行结构的驱动装置的第二实施方式。
这些图本质上仅是示意性的，并且仅用于理解本发明。相同的元件设置有相同的附图标记。各个实施方式的特征可以互换。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的处于轴向平行结构的驱动装置1的第一实施方式。
根据本发明的用于机动车辆(此处未示出)的驱动装置1具有电驱动机(此处未示出)和传动装置3。电驱动机具有定子和转子。电驱动机的驱动力经由驱动轴2传递至传动装置3，该驱动轴布置在电驱动机与传动装置3之间并且设计为转子轴。
传动装置3包括第一行星级4和第二行星级5以及差速级6。第一行星级4具有第一行星组，该第一行星组具有多个行星齿轮7a，该行星齿轮以可旋转的方式布置在第一行星齿轮承载架8a上并且与第一太阳齿轮9a和第一环形齿轮10a啮合。因此，第一行星齿轮组的行星齿轮7a径向地啮合在第一太阳齿轮9a与第一环形齿轮10a之间。驱动轴2以在旋转方面固定的方式连接至第一太阳齿轮9a。第二行星级5具有第二行星组，该第二行星组具有多个行星齿轮7b，该行星齿轮以可旋转的方式布置在第二行星齿轮承载架8b上并且与第二太阳齿轮9b和第二环形齿轮10b啮合。因此，第二行星齿轮组的行星齿轮7b径向地啮合在第二太阳齿轮9b与第二环形齿轮10b之间。驱动轴2也以在旋转方面固定的方式连接至第一太阳齿轮9a。
此外，提供了具有第一离合器12a和第二离合器12b的双离合器装置11。关闭第一离合器12a并打开第二离合器12b实现第一齿轮比，其中，关闭第二离合器12b并打开第一离合器12a实现第二齿轮比。第一齿轮比与第二齿轮比不同。打开两个离合器12a、12b实现动力切断。在第一实施方式中，双离合器装置11布置在传动装置3中的输入侧上，第一离合器12a以在旋转方面(永久)固定的方式连接至第一行星齿轮承载架8a，并且第二离合器12b以在旋转方面固定的方式连接至第一环形齿轮10a。
在第一实施方式中，设计为直齿轮级的额外减速齿轮14在输出侧上插入在第二行星齿轮级5与差速级6之间，该差速级将扭矩分配给两个输出轴13a、13b。然而，替代性地，减速齿轮14也可以在输入侧上连接在电驱动机与传动装置3之间的上游。
电驱动机的扭矩使驱动轴2和第一太阳齿轮9a以及第二太阳齿轮9b旋转，第一太阳齿轮和第二太阳齿轮与驱动轴一体地形成。在第一实施方式中，如果现在关闭第一离合器12a(第一传动比)，则第一行星齿轮承载架8a和第二环形齿轮10b经由固定地连接至壳体15的双离合器装置11固定在壳体15中，第二环形齿轮以在旋转方面固定的方式连接至第一行星齿轮承载架。因此，第一行星齿轮组4的行星齿轮7a在第一太阳齿轮9a上滚动而基本上不传递扭矩。换言之，第一行星齿轮组4以第一齿轮比“空转”运行并且不传递任何扭矩。因为第二环形齿轮10b固定至框架，所以行星齿轮7b在第二环形齿轮10b上滚动，并且因此使第二行星齿轮承载架8b沿与太阳齿轮9b相同的方向旋转。经由第二行星齿轮承载架8b，从第二行星齿轮级5出现的扭矩经由减速齿轮14被引入到差速级6中，并且进一步被分配给输出轴13a和13b。
第二齿轮比(关闭第二离合器12b)将第一行星齿轮级4转换成具有固定齿轮比的固定传动装置(双轴传动装置)，其中，输入扭矩经由第一太阳齿轮9a被引入以及输出扭矩经由第二环形齿轮10b被引入，第二环形齿轮以在旋转方面固定的方式连接至第一行星齿轮承载架8a。第一行星齿轮组4的行星齿轮7a在第一环形齿轮10a上滚动，第一环形齿轮当接合有第二离合器12b时固定至壳体，并且因此使第一行星齿轮承载架8a和第二环形齿轮10b旋转，这又使第二行星齿轮承载架8b开始旋转，并且经由减速齿轮14和差速级6将引入的扭矩分配给输出轴13a、13b。
图2示出了根据本发明的处于轴向平行结构的驱动装置1的第二实施方式。在下文中，将仅讨论与图1中所示的第一实施方式的不同之处。
与第一实施方式相反，在第二实施方式中，双离合器装置11在输出侧上布置在第二行星齿轮组5与减速齿轮14之间。因此，第一离合器12a将第二行星齿轮承载架8b以在旋转方面固定的方式连接至减速齿轮14，并且第二离合器12b将第二环形齿轮10b和连接至第二环形齿轮的第一行星齿轮承载架8a以在旋转方面固定的方式连接至减速齿轮14，使得扭矩可以经由第二行星齿轮承载架8b(第一齿轮比)或第二环形齿轮10b(第二齿轮比)可选地传递至减速齿轮14和差速级6并且因此传递至输出轴13a、13b。此外，在第二实施方式中，第一环形齿轮10a以固定的方式支承在壳体15中。
如上所述，当现在关闭第一离合器12a时，第二行星齿轮承载架8b以在旋转方面固定的方式连接至减速齿轮14。由电驱动机经由驱动轴2引入的扭矩通过使行星齿轮7a在固定至壳体的第一环形齿轮10a上滚动从而经由第一太阳齿轮9a传递至第一行星齿轮承载架8a和第二环形齿轮10b并且因此驱动第二行星齿轮承载架8b。
扭矩以第二齿轮比(关闭第二离合器12b)经由第一太阳齿轮9a传递至第一行星齿轮承载架8a，第一太阳齿轮经由行星齿轮7a与固定至壳体的第一环形齿轮10a啮合。由于第一行星齿轮承载架8a与第二环形齿轮10b之间的在旋转方面固定的连接，因此扭矩经由关闭的第二离合器12b传递至减速齿轮14和差速级6，在差速级处，该扭矩最终分配给输出轴13a、13b。
上面已经通过示例的方式描述了根据本发明的驱动装置1的两个实施方式。然而，不言而喻的是，本发明不限于此，而是由权利要求中限定的保护范围来确定。
因此，根据上述实施方式，驱动装置设计成轴向平行。然而，根据本发明的驱动装置也可以同轴地设计，即、驱动装置与差速级同轴布置。特别地，输出轴可以在设计为中空轴的驱动轴中被同轴地引导。
在上述驱动装置中，减速齿轮也在输出侧上布置在第二行星齿轮级与差速级之间。然而，替代性地，减速齿轮也可以在输入侧上插入电驱动机与传动装置之间，或者减速齿轮可以被省略。
附图标记说明
1驱动装置2驱动轴3传动装置4第一行星齿轮级5第二行星齿轮级6差速级7a第一行星齿轮7b第二行星齿轮8a第一行星齿轮承载架8b第二行星齿轮承载架9a第一太阳齿轮9b第二太阳齿轮10a第一环形齿轮10b第二环形齿轮11双离合器装置12a第一离合器12b第二离合器13a，13b输出轴14减速齿轮15壳体。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的驱动装置(1)，所述驱动装置包括电驱动机，所述电驱动机借助于驱动轴(2)操作性地连接至传动装置(3)，其中，所述传动装置(3)具有至少一个第一行星齿轮级(4)和至少一个第二行星齿轮级(5)以及差速级(6)，其中，所述第一行星级(4)包括具有多个行星齿轮(7a)的第一行星齿轮组，其中，所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮(7a)以可旋转的方式布置在第一行星齿轮承载架(8a)上并且与第一太阳齿轮(9a)和第一环形齿轮(10a)啮合，其中，所述第二行星齿轮级(5)包括具有多个行星齿轮(7b)的第二行星齿轮组，其中，所述第二行星齿轮组的行星齿轮(7b)以可旋转的方式布置在第二行星齿轮承载架(8b)上并且与第二太阳齿轮(9b)和第二环形齿轮(10b)啮合，其中，所述第一行星齿轮级(4)和所述第二行星齿轮级(5)操作性地连接至双离合器装置(11)，所述双离合器装置包含第一负载可切换离合器(12a)和第二负载可切换离合器(12b)，其中，所述第一太阳齿轮(9a)和所述第二太阳齿轮(9b)以在旋转方面固定的方式互相连接，并且所述驱动轴(2)操作性地连接至两个太阳齿轮(9a，9b)，其特征在于，所述第一太阳齿轮(9a)和所述第二太阳齿轮(9b)具有相同的半圆直径，其中，所述第一行星齿轮承载架(8a)能够经由所述第一离合器(12a)以固定的方式连接至壳体(15)，并且所述第一环形齿轮(10a)能够经由所述第二离合器(12b)以固定的方式连接至所述壳体(15)。
2.根据权利要求1所述的驱动装置(1)，其特征在于，所述第一太阳齿轮(9a)的齿部设计成与所述第二太阳齿轮(9b)的齿部相同。
3.根据权利要求1所述的驱动装置(1)，其特征在于，所述第二行星齿轮承载架(8b)操作性地连接至所述差速级(6)。
4.根据权利要求1的前序部分所述的驱动装置(1)，其特征在于，所述第一太阳齿轮(9a)和所述第二太阳齿轮(9b)具有相同的半圆直径，其中，所述第二行星承载架(8b)能够经由所述第一离合器(12a)操作性地连接至所述差速级(6)，并且所述第二环形齿轮(10a)能够经由所述第二离合器(12b)操作性地连接至所述差速级(6)。
5.根据权利要求4所述的驱动装置(1)，其特征在于，所述第一环形齿轮(10)以固定的方式连接至所述壳体(15)。
6.根据权利要求4所述的驱动装置(1)，其特征在于，所述第一太阳齿轮(9a)的齿部设计成与所述第二太阳齿轮(9b)的齿部相同。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的驱动装置(1)，其特征在于，所述第一行星齿轮承载架(8a)以在旋转方面固定的方式连接至所述第二环形齿轮(10b)。
8.根据前述权利要求中的一项所述的驱动装置(1)，
其特征在于，打开两个离合器(12a，12b)实现了动力切断。
9.根据前述权利要求中的一项所述的驱动装置(1)，
其特征在于，关闭所述第一离合器(12a)并打开所述第二离合器(12b)实现了第一齿轮比，其中，关闭所述第二离合器(12b)并打开所述第一离合器(12a)实现了第二齿轮比。
10.根据前述权利要求中的一项所述的驱动装置(1)，
其特征在于，所述驱动机与所述差速级(6)轴向平行地偏移或者所述驱动机与所述差速级同轴布置。
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