CN115397684A - 轴驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于交通工具的轴驱动装置，其具有至少一个横向于交通工具的纵向定向的可驱动的车轴，所述轴驱动装置包括：驱动轴，所述驱动轴平行于纵向延伸构造为在输入部段处从电动机接收并在输出部段处输出驱动功率；平行于驱动轴延伸的从动轴，其构造为在输入部段处从驱动轴的所述输出部段接收驱动功率并且通过布置在从动轴第一端部处的锥齿轮输出到车轴上；具有制动盘的制动器，尤其驻车制动器，所述制动盘布置在从动轴的第二端部处并且相对于纵向布置在驱动轴的输入部段和从动轴的输入部段之间。

Description

轴驱动装置
本发明涉及一种用于交通工具的轴驱动装置，其具有至少一个横向于交通工具纵向定向的可驱动的车轴(或者说车桥)。
这种轴驱动装置例如可以布置在交通工具的前轴或后轴上，以便将从发动机接收的驱动功率至少部分地传输到可驱动的交通工具轴上并使交通工具运动。在此，轴驱动装置可以具有至少一个轴，其将接收到的驱动功率传递到车轴上，为此，该轴可以例如通过锥齿轮与车轴在转动方面有效地或者能实现转动地耦连。此外为了能够以期望的转速驱动车轴或能够施加所需的转矩，轴驱动装置例如可以具有多个轴，这些轴通过至少一个传动级相互连接。这可以实现，以适配于相应交通工具或相应运行情况的方式传输由发动机产生的转速或转矩。
然而基本上在轴驱动装置中的问题是，在车轴区域或交通工具下方的安装空间非常有限，因此需要轴驱动装置的紧凑设计。相应地始终力求限制轴驱动装置的部件的数量，以及使得这些部件的布局尽可能节省空间。然而需要或者期望的是，构造带有制动器、尤其驻车制动器的轴驱动装置，以便能够提供驻车功能并确保交通工具的安全静止，以便可以尽可能地排除不期望的滚动，例如在交通工具停泊期间。尤其在商用交通工具中，例如货车、地面输送机或斗车，这种制动器可能是必要的，以便能够可靠地防止交通工具在装货期间移动或滚动。这种制动器还可以相对于交通工具的通常的运行制动器作为补充地满足紧急制动功能，尤其当它在运行压力下降时自动接通。
然而带有制动器的轴驱动装置的设计大多伴随轴驱动装置所占安装空间的相应增加。这种制动器尤其可以构造带有制动盘，制动盘通常具有相对较大的尺寸或较大的直径，以便尤其在重型交通工具，例如装有货的或待装货的商用交通工具的情况下，能够发挥足够的制动效果以使交通工具停止。然而由于车轴区域中的安装空间有限，轴驱动装置的这种增大会使这种带有制动器的轴驱动装置的安装更加困难或无法安装。
相对于通过用制动盘的构造扩大轴驱动装置额外地，恰恰在使用电动机传输驱动功率时出现的问题是，所需同样紧凑设计的电动机通常产生非常高的转速，因此制动盘在交通工具行驶期间也可能同样被加速到高转速。尤其考虑到这种制动盘的直径通常较大，这可能会导致制动盘不必要的振动和由此产生的噪音，这对行驶舒适性有负面影响并且必要时也会导致轴驱动或交通工具传动系的不稳定。
因此，本发明要解决的技术问题是提供一种带有制动器，尤其驻车制动器的轴驱动装置，所述轴驱动装置能够从快速旋转的电动机接收驱动功率，同时改善制动器的制动盘的声学特性并具有非常紧凑的设计。
上述技术问题通过带有权利要求1的特征的轴驱动装置解决，尤其是轴驱动装置包括驱动轴，所述驱动轴平行于交通工具的纵向延伸并且构造为在输入部段从电动机接收并在输出部段输出驱动功率；轴驱动装置包括从动轴，从动轴在第一端部和与第一端部相对的第二端部之间相对于驱动轴错移地平行于交通工具的纵向延伸并构造为在输入部段从驱动轴的所述输出部段接收驱动功率并且通过布置在第一端部处的锥齿轮输出到车轴上；并且轴驱动装置包括具有制动盘的制动器，尤其驻车制动器，所述制动盘布置在从动轴的第二端部处并且相对于交通工具的纵向布置在驱动轴的输入部段和从动轴的输入部段之间。车轴在此相对于交通工具的纵向是横向的，尤其至少基本垂直。
首先由于驱动轴和从动轴平行于交通工具的纵向布置，轴驱动装置的延伸范围也可以沿该纵向集中并且因此通常在交通工具的最大尺寸的方向集中。相反，轴驱动装置的平行于车轴的尺寸可以最小化，例如使得布置在两个布置于车轴端部的车轮之间的空间可以保持尽可能不被占用并且轴驱动装置不削弱或限制车轮的偏转。
驱动轴的设置用于接收驱动功率的输入部段在此尤其可以是驱动轴的端部部段，该端部部段例如可以由法兰形成或与法兰连接，以便能够连接电动机或其电机轴。驱动轴在此可以是一体式构造的，以便电动机可以直接在驱动轴的输入部段上例如通过法兰与驱动轴连接，以便将驱动功率传输到输入部段和驱动轴上。此外也可行的是，驱动轴包括多个子轴，所述子轴例如可以通过插接连接相互抗扭地连接，使得在子轴之间可以在转速不改变的情况下传输旋转。这种多部件式驱动轴的输入部段在此同样由电动机直接连接在其上的部段构成，或者进行驱动功率流的明显的、尤其不基于生产公差的从平行于交通工具纵向的方向的偏转。因此基本上，从电动机中延伸出的、在轴驱动装置内至少与驱动轴的另外的子轴基本上同轴连接的电机轴尤其也可以被视为驱动轴的子轴并具有其输入部段。
由于制动器的尤其可以在第二端部处抗扭地与从动轴连接的制动盘布置在驱动轴的输入部段和从动轴的输入部段之间，所以制动盘高度集成在轴驱动装置中并且制动盘不导致轴驱动装置沿纵向的相关增大。此外，通过驱动轴和从动轴之间的平行错移，具有至少近似于该错移的半径的制动盘可以布置在从动轴上，其中，在相对于从动轴的径向方向上安装制动盘而由轴驱动装置额外占据的安装空间在此仅约相当于制动盘一倍的半径。因此，甚至可以节省空间地和紧凑地布置用于固持重型交通工具或用于施加大转矩的相对较大的制动盘。制动盘在此可以例如直接安装在从动轴上或者通过支架与从动轴在转动方面和/或在制动方面作用地连接。
此外，轴驱动装置具有两个相互平行错移的轴的构造也实现了，以中间轴的方式使用从动轴，使得在驱动轴的输出部段和从动轴的输入部段之间尤其可以设置减速级并且驱动轴的旋转可以减缓或减速传送到从动轴上。相对于驱动轴，制动盘的转速水平以此也可以降低，使得可以使用紧凑构建和快速旋转的电动机提供驱动功率，而制动盘也不承受这种快速旋转。因此可以避免由于制动盘在高转速下振动形成噪音和由于这种振动导致的轴驱动装置的不稳定并且可以改善制动盘或轴驱动装置的声学特性。
制动器尤其可以作为驻车制动器起作用并且可以设置用于可靠地确保交通工具在静止中不会滚动。为此，制动器可以例如具有围绕制动盘作用的制动钳，制动钳可以构造用于在交通工具静止时保持制动盘，以阻止制动盘、与其相连的从动轴的旋转，并且也以此阻止通过锥齿轮与从动轴耦连的车轴的旋转。制动钳在此尤其可以在制动盘的相对于从动轴的径向外侧的部段处咬合，以便能够施加尽可能大的制动转矩或能够补偿尽可能大的通过车轴传到从动轴上的转矩。
相对于这种用作驻车制动器的制动器替选或者额外地也可以规定，通过制动器给轴驱动装置装备紧急制动功能。例如在用交通工具行驶期间，制动钳可以主动脱离与制动盘的咬合，以使制动盘与从动轴一起旋转，而在没有必要的动作或为此所需的信号时制动钳可以自动与制动盘咬合以制动交通工具。制动钳为此尤其可以包括在行驶期间可以被加载或已加载压力的活塞，其中，制动钳可以在没有加载于活塞的压力时自动与制动盘咬合。以此在交通工具系统或提供产生压力的能量的发动机，例如用于驱动车轴的电动机可能故障时，可以自动实现制动钳咬合到制动盘中和由此产生的交通工具制动，以便可以可靠地保证交通工具不受这种故障的影响并且在紧急情况下快速停下交通工具。这种作为紧急制动器的制动器通常也可以用作或理解为驻车制动器，因为尤其也可以在交通工具处于静止时有意不发生释放制动钳的动作，以便在驻车制动器的范畴中确保交通工具不滚动。
可以规定，驱动轴构造成在输入部段处从电动机例如通过法兰直接接收驱动功率。但也可以规定间接的传送，使得源自电动机的驱动功率例如通过传动级或者转向装置传送到驱动轴的输入部段上。同样地，在尤其可以是驱动轴的端部部段的输出部段处驱动功率到从动轴的输入部段上的输出可以直接或间接地实现。为此，例如可以在驱动轴和从动轴之间设置一个或多个正齿轮传动级，通过其尤其可以实现所述轴之间的错移。在此，这种正齿轮传动级可以构造成将驱动轴的旋转减速或减缓地传递到从动轴上。
此外可以规定，从电动机接收的驱动功率在输出部段处仅部分地传输到从动轴的输入部段上，而另一部分驱动功率则传输到其他位置并且例如传输到必要时设置的可驱动的第二车轴上。同样也可以通过布置在从动轴第一端部的锥齿轮仅将一部分的驱动功率传输到车轴上，而另一部分传输到其他位置。然而基本上在此公开的轴驱动装置构造为，在驱动轴的输入部段处从电动机接收的驱动功率至少部分地通过布置在从动轴的第一端部处的锥齿轮输出到可驱动的车轴处。
从从属权利要求、说明书和附图中可以得到本发明的可能的实施方式。
在一些实施方式中，轴驱动装置还可以包括壳体，驱动轴和从动轴容纳在所述壳体中，其中，驱动轴的输出部段和从动轴的输入部段布置在壳体内。驱动轴和从动轴因此尽管可以部分地伸出壳体，但其中，至少驱动功率从驱动轴的输出部段向从动轴的输入部段上的传输在壳体内实现。布置在从动轴第一端部处的锥齿轮在此尤其可以布置在壳体内。基本上锥齿轮也可以至少部分地伸出壳体以将驱动功率传递到车轴上。相对于此替选的是，锥齿轮也可以完全布置在壳体外部，其中，从动轴以其第一端部从壳体伸出。
从动轴尤其可以通过其第二端部伸出壳体，使得制动盘可以布置在壳体外部。驱动轴的输入部段也可以布置在壳体外部，以便能连接电动机。此外，驱动轴基本上可以超出输出部段延伸，以便例如将在输入部段处接收的驱动功率仅部分地通过输出部段传输到从动轴的输入部段上，和将另一部分驱动功率从壳体引出。
此外在一些实施方式中，壳体可以具有集成地一体式构造的支承部段或者由集成地一体式构造的支承部段形成，用于支承驱动轴和/或从动轴的轴承支撑在该支承部段处。在此尤其用于支承驱动轴和/或从动轴的所有轴承可以支撑在集成地一体式构造的支承部段处。
通过尤其可以构造成唯一的材料连接的构件的、集成地一体式构造的支承部段，用于支撑驱动轴和从动轴的支承位置可以精确地相互对准，以便能够尤其在使用快速旋转的电动机时防止可能的不准确或不平衡并且能处理高转速。在此，轴承尤其可以直接或者说径直支撑在支承部段处。但也可以规定，至少一些轴承的支撑在另外的与支承部段精确对齐的壳体部分上实现。这些轴承在此也至少间接地支撑在集成地一体式构造的支承部段处，使得在所述另外的壳体部分相对于支承部段精确对准时也可以保证这些轴承的准确定位。在至少一些轴承的这种间接支撑的情况中，所述轴承在集成地一体式构造的支承部段处优选相对于相应支承的轴的转动轴线径向支撑。用于实现间接支撑的另外的壳体部分在此便在轴承的轴向延伸的区域内径向布置在相应轴承和集成地一体式构造的支承部段之间。
例如可以规定，用于连接电动机的法兰部段以外径在支承部段的其中布置有驱动轴的开口中定心，并通过合适的配合选择或公差选择与支承部段精确对齐。驱动轴的轴承在此可以至少部分地通过该与支承部段精确对齐的法兰部段支撑在支承部段处，使得直接支撑在法兰部段和间接支撑在支承部段处的轴承仍然可以相互精确对齐或者与驱动轴的直接支撑在支承部段处的另外的轴承相互精确对齐。此外，由于法兰部段与支承部段精确匹配，可以实现连接在法兰部段处的电动机与驱动轴的精确对准，使得通过驱动轴与电动机的耦连也没有应力在径向上传递到驱动轴上并且可以确保驱动轴与交通工具的纵向平行的精确对准。
可以规定，壳体的内部空间定义用于驱动轴和从动轴的共同的油室。通过这种共同的油室可以提供用于废热的尽可能大的辐射面，所述废热在壳体内由驱动轴尤其在与快速旋转的电动机连接时产生。为此，在驱动轴和从动轴之间还可以尤其设置减速级，使得从动轴相对于驱动轴缓慢并且相应地以更小的发热旋转。此外，通过这种共同的油室可以在没有泵的情况下实现尤其轴的轴承的润滑，方式是润滑例如通过轮传动装置和在储备箱中的刮削器实现。
此外在一些实施方式中轴驱动装置可以构造成，共同的油室与尤其构造成轴壳体的或者轴室壳体部段的内部空间的轴室连通，锥齿轮至少伸入所述轴室中。因此，油室可以延伸超过轴驱动装置，以便能实现进一步改善废热排出。此外，用于润滑的器件可以以此布置在轴室处或轴室中，而不需要在轴驱动装置中额外的结构空间。
在一些实施方式中，制动盘可以布置在壳体外部。制动盘在此尤其可以完全布置在壳体外部并且因此也布置在所述油室外部，使得制动器可以构造成完全干燥的。为此从动轴尤其可以通过其第二端部伸出壳体，使得抗扭地在第二端部处于从动轴连接的制动盘可以布置在壳体外部。这尤其可以实现制动盘的安装或拆卸，例如用于更换磨损的制动盘，而不必为此打开壳体和进入壳体的内部空间。此外，带有干式运转的制动盘的制动器的构造实现了尽可能高的和尤其相对于湿式运行的多片式制动器更高的效率。
可以规定，壳体围绕制动盘延伸，使壳体轴向在两侧包围制动盘的周部区域。壳体在此尤其可以具有用于连接电动机的法兰部段，所述法兰部段轴向至少在一侧覆盖制动盘的所述周部区域，而周部区域在轴向相对的一侧例如被所述支承部段覆盖。通过壳体的这种嵌套结构，可以实现轴驱动装置的紧凑布局，方式是在壳体外部运转并且因此干式运转的制动盘尽可能节省空间地集成到轴驱动装置中。在此，本来就需要的用于连接电动机的法兰部段尤其可以只在轴向略微错移地安装，以便能够将平坦地构造的制动盘的周部部段插入以此在相对于从动轴的轴向产生的自由空间中，并且能够最佳地利用驱动轴和从动轴之间在径向上的空间。
在壳体处可以构造用于制动盘的容纳凹部，所述容纳凹部具有两个侧部段，所述侧部段相对于驱动轴径向向外指向并且在径向内部相互连接，其中，制动盘的所述周部区域布置在所述侧部段之间。容纳凹部在此尤其可以由壳体的相应外侧或外表面形成，使得容纳凹部不伸入壳体的内部空间中并且制动盘因此也不伸入这种内部空间中，而是尽管布置在容纳凹部的侧部段之间但还是完全布置在壳体外部。
由壳体形成的侧部段还可以直线式构造，而也可行的是，至少一个侧部段具有非直线的和例如台阶状的结构。在这种非直线的侧部段的情况中，在相对于从动轴的轴向上，侧部段与制动盘的间距因此可以沿相对于从动轴的径向改变。容纳凹部因此可以构造成近似U形的，其中，径向向外延伸的侧部段不一定形成这种近似U形的容纳凹部的直线的臂。容纳凹部可以沿径向在外部开口，以便例如使制动盘能插入容纳凹部中，而容纳凹部径向在内部通过侧部段的相互轴向连接而闭合。
容纳凹部可以至少部分地通过壳体的设置用于将电动机固定在壳体上的法兰部段形成。这种法兰部段尤其可以形成所述侧部段之一并与所述集成地一体式构造的支承部段分开或可分离地构成。不由法兰部段形成的侧部段例如可以由支承部段形成。通过使用法兰部段形成容纳凹部的侧部段之一，可以实现轴驱动装置的尽可能紧凑的设计，方式是为了连接电动机本来就需要的法兰部段也可以用于嵌套壳体并实现制动盘的节省空间的布局。
在一些实施方式中，制动器可以包括制动钳，所述制动钳固定在壳体的外侧处，尤其是浮动支承的。在壳体的外侧处的固定在此尤其可以实现制动器在轴驱动装置上简单和快速的安装，其接着例如可以作为用于将驱动功率传输到车轴上的完整单元与轴壳体连接或安装到轴壳体中。
制动器的制动钳和壳体的容纳凹部可以相对于从动轴彼此完全相对地布置。在此，轴驱动装置可以构造成安装在交通工具中，使得制动钳布置在从动轴下方并且容纳部段布置在从动轴上方。制动钳尤其可以在轴驱动装置的安装状态中，以基本直线的方式布置在容纳部段下方。在轴驱动装置的安装状态中，以此也可以以简单的方式从下方到达制动钳或制动器，以便例如维护制动器，或者在必要时更换部件，尤其制动盘。
在一些实施方式中，轴驱动装置可以构造成，制动盘可以在不分解或打开壳体的情况下被拆出，方式是制动钳首先从壳体松脱然后相对于从动轴径向从壳体去除并且制动盘从从动轴的第二端部松脱然后相对于从动轴径向从容纳凹部取出。在这种实施方式中，制动盘例如可以被拆出以更换磨损的制动盘，而不必拆卸壳体的封闭件或法兰部段或者将壳体从轴壳体取出，轴驱动装置可以在安装状态中与该轴壳体连接。
制动钳在此可以固定在壳体的外侧处。制动钳尤其可以在轴驱动装置的安装状态中垂直布置在下方，以便可以以简单的方式到达制动钳并且可以相对于从动轴沿径向从壳体去除。制动钳在此尤其可以垂直地布置在从动轴下方。然而相对于此备选的是，制动钳也可以横向并相较于相对于从动轴垂直的布局旋转最大90°，优选旋转最大45°。制动钳在此也可以包围制动盘的径向在外的部段并且可以以简单的方式从外部到达，以便能在相对于从动轴的径向方向上被去除。在安装状态中，制动钳可以相对于驱动轴或相对于从动轴径向在外部一定程度阻挡容纳凹部，而在这种简单移除制动钳后可以触及制动盘，并且必要时在容纳凹部内略微轴向错移后，制动盘可以顺利地相对于驱动轴径向或者垂直向下从容纳凹部取出。以同样的方式，例如替换的制动盘可以接着首先再次与驱动轴连接，接着制动钳也可以再次固定在壳体上。
在一些实施方式中还可以规定，容纳凹部的侧部段的间距这样确定尺寸，即制动盘可以从从动轴或从动轴的支架在相对于从动轴的轴向上完全去除。侧部段的这种间距因此可以实现例如去除固定器件，通过该固定器件将制动盘固定在从动轴的支架上或从动轴本身上以与从动轴抗扭地连接，以便能在轴向将制动盘从从动轴或其支架拆卸和接着自由地在径向从容纳凹部中取出。这尤其可以实现在轴驱动装置完全安装和例如与交通工具的轴壳体连接时简单和快速地安装和拆卸制动盘。
在一些实施方式中，驱动轴的输出部段和从动轴的输入部段通过至少一个正齿轮传动级在驱动方面相互耦连。正齿轮传动级在此尤其可以布置在轴驱动装置的壳体内。这种正齿轮传动级可以实现驱动功率尽可能紧凑和直接地从驱动轴传输到从动轴上，其中，通过适当选择正齿轮传动级的齿轮尤其可以实现从驱动轴到从动轴的转速的降低或减缓。
可以规定，驱动轴和从动轴抗扭地与正齿轮传动级相应的齿轮连接，其中，壳体可以具有安装开口，从动轴可以通过安装开口沿轴向引入壳体中，并且其中，壳体可以具有插入开口，从动轴的齿轮可以通过插入开口相对于从动轴从径向插入壳体中。齿轮在此可以构造成单独的构件。但是基本上至少一个齿轮，尤其与驱动轴连接的齿轮也可以集成地构造在驱动轴或从动轴上。
仅仅在径向上构造有相对较小尺寸的从动轴通过安装开口装入，安装开口由此可以为了从动轴的轴向插入而构造带有尽可能小的并且最多比从动轴的直径稍大的直径，以便从动轴能尽可能精确地在壳体的内部空间中并且尤其在集成地一体式构造的支承部段中布置和支承。从动轴的具有相对较大径向尺寸的齿轮相反可以从径向尤其在引入从动轴之前通过插入开口引入壳体的内部空间中。从动轴接着可以从轴向导引通过齿轮中心部段中的开口并且例如通过收缩配合或冷膨胀或膨胀安装(Kaltdehnen、Eindehnen)在壳体内部抗扭地与齿轮连接。还可以规定，齿轮通过形状配合和/或摩擦配合抗扭地与从动轴耦连，为此，齿轮尤其可以通过花键轴连接与从动轴连接。插入开口尤其可以在轴驱动装置的完全安装状态中垂直布置在下方。
从径向通过插入开口引入齿轮在此尤其实现了，将具有相对较大直径的齿轮装入壳体的内部空间中，而不必为此形成具有类似较大径向尺寸的开口以便能从轴向插入齿轮。相反，插入开口可以例如形成为平的缝隙并且安装开口可以形成有小的直径，以便通过这些开口可以实现简单的安装，而不以相关方式削弱壳体。此外，通过这种插入开口也可以引入具有相对较大直径的齿轮，以便能将正齿轮传动级形成为减速级并且实现从驱动轴到从动轴上的减速或转速降低。
壳体还可以具有固定凹部，其中，插入开口构造在固定凹部的底部中，所述底部相对于固定凹部的外周缘相对于从动轴径向向内错移。还可以设置盖子用于封闭插入开口，所述盖子可安装在插入开口处并且因此安装在固定凹部的底部处。盖子在此尤其可以构造成，当盖子封闭插入开口时，盖子相对于插入开口的周缘布置成径向向内错移。盖子在此优选不径向向外延伸超过固定凹部的周缘。盖子因此可以径向在内通过壳体的其他部分，尤其支承部段支撑并相应地不暴露地布置，使得盖子可以被保护免受外部影响和行驶中可能的损坏，这尤其对于在安装状态中位于下方的插入开口的是重要。
因此这种径向向内错移的盖子实现了，轴驱动装置非常紧凑的结构和简单的安装，轴驱动装置包括两个相互平行定向的轴，所述轴通过正齿轮传动级相互连接，而不会因为安装所需的开口导致外壳的削弱。
在此，与带有制动器、尤其带有驻车制动器的轴驱动装置无关地，本发明还涉及一种用于交通工具的轴驱动装置，其具有至少一个横向于交通工具纵向定向的可驱动的车轴，所述轴驱动装置包括驱动轴，所述驱动轴平行于纵向延伸并且构造成在输入部段从发动机、尤其电动机接收驱动功率并在输出部段输出驱动功率，所述轴驱动装置包括从动轴，所述从动轴在第一端部和与之相对的第二端部之间相对于驱动轴错移地平行于所述纵向延伸并且构造成在输入部段处从驱动轴的输出部段接收驱动功率并且在布置在第一端部处的锥齿轮处将驱动功率输出到车轴处，其中，驱动轴和从动轴通过正齿轮传动级在驱动方面相互耦连，其中，轴驱动装置具有壳体，所述壳体带有安装开口，从动轴可通过安装开口轴向引入壳体的内部空间中，并且其中，壳体具有插入开口，正齿轮传动级的可与从动轴抗扭连接的齿轮可通过插入开口相对于从动轴径向引入壳体的内部空间中，其中，插入开口构造在壳体的固定凹部的底部中，所述底部相对于固定凹部的外周缘相对于从动轴径向向内错移，并且其中，壳体包括用于插入开口的盖子，在盖子封闭插入开口时所述盖子相对于插入开口的周缘相对于从动轴径向向内错移地布置。
在此公开的具有制动器的轴驱动装置的实施方式也可以用于基本上与其无关的轴驱动装置，所述轴驱动装置具有径向在内布置的用于封闭插入开口的盖子。
在一些实施方式中，基本上相对于所公开的带有制动器的轴驱动装置，驱动轴的输出部段和从动轴的输入部段可以这样在驱动方面相互耦连，即在从驱动轴向从动轴上传输驱动功率时实现减速。因此驱动轴的旋转可以减速地传输到从动轴上，以便尤其能使用快速旋转的电动机。通过这种减速，一方面可以施加驱动车轴所需的转矩，另一方面通过同样以降低的转速旋转的制动盘，制动盘的振动和与此相关的噪音形成可以被最小化或避免。
轴驱动装置可以为此构造成安装在交通工具中，使得驱动轴相对于从动轴垂直错移地布置。轴驱动装置在此尤其可以首先完全预装或组装，然后作为单元安装到轴壳中或固定在轴壳体处。在此，驱动轴尤其可以垂直地在从动轴的上方延伸，以便能实现从下方到布置在从动轴处的制动盘的通道。
在一些实施方式中，轴驱动装置还可以包括与锥齿轮咬合的环形齿轮(或称为差速器传动齿轮)。通过这种环形齿轮，尤其可以实现锥齿轮围绕平行于交通工具纵向定向的从动轴的旋转转向成围绕横向于该纵向定向的车轴的旋转，以便能驱动车轴。
在此，轴驱动装置还可以包括车轴的至少一个半轴，其中，环形齿轮可以抗扭地与所述半轴耦连。通过这种耦连，从锥齿轮传输到环形齿轮上的旋转因此可以直接传到车轴上。在此基本上可以规定，车轴的两个半轴抗扭地与环形齿轮连接，使得在半轴的相应端部布置的轮能均匀地通过轴驱动装置驱动。相对于此替选的是可以规定，轴驱动装置仅驱动一个半轴并设置具有另外的电动机的另外的轴驱动装置以驱动另一个半轴，使得通过对电动机的适当控制可以分别由布置在半轴的端部处的轮产生不同的转速，以便例如容易行驶通过弯道。所述半轴在此尤其可以构造成多个部件或至少两个部件，其中，第一部分可以直接与环形齿轮连接，而半轴的第二部分可以例如通过法兰与第一部分抗扭地连接。第一部分在此还可以延伸到轴驱动装置的壳体的壳体部段内。
相对于此替选的是，轴驱动装置还可以包括差速器，用于将驱动功率的至少一个相应的部分分配到车轴的两个半轴上，其中，环形齿轮可以抗扭地与差速器耦连。但是差速器的从动轴在此可以与车轴的相应的半轴抗扭地，例如通过法兰连接，或者可以对应于半轴。此外，差速器可以布置在被轴驱动装置的壳体包括的壳体部段中，或者可以与这种壳体连接。通过这种差速器，驱动功率可以按份额分配到半轴和与之连接的车轮上，以便例如实现在外部布置的车轮在驶过弯道时更快转动。
下面仅示例性根据实施例参照附图说明本发明。
其中：
图1示出带有制动器的轴驱动装置的视图，
图2A和2B示出轴驱动装置的实施方式的示意图以及这种轴驱动装置结合被轴驱动装置驱动的车轴的示意图，
图3A和3B示出轴驱动装置的另外的实施方式的示意图以及两个这种轴驱动装置分别结合被相应的轴驱动装置单独驱动的车轴的相应的半轴的示意图。
图中分别示出轴驱动装置11，用于驱动横向于未示出的交通工具的纵向L定向的车轴13。轴驱动装置11在此具有与纵向L平行定向的驱动轴19，该驱动轴通过正齿轮传动级69与从动轴27联接，该从动轴27同样与纵向L平行并与驱动轴19错移地延伸(参见图1和尤其图2A和3A的示意图)。
驱动轴19包括输入部段21，该输入部段形成驱动轴19的端部部段并构造成从电动机23接收驱动功率(尤其参见图2A和3A)。电动机23(带有定子和转子)与驱动轴19同轴定向。驱动轴19还具有输出部段25，在该输出部段上布置有与驱动轴19抗扭连接的齿轮71，该齿轮71与布置在从动轴27的输入部段33上的齿轮73咬合并且与该齿轮73一起构成所述正齿轮传动级69，用于将驱动功率从驱动轴19传输到从动轴27上。
在从动轴27的第一端部29上还布置有与环形齿轮87咬合的锥齿轮35，以将驱动功率传递到车轴13上并在此转向。从图2A和2B或3A和3B中可以看出并且如下文更详细地解释，环形齿轮87在此可以抗扭地与车轴13的半轴15或17连接，以便将驱动功率直接传输到布置在相应半轴15或17上的车轮上，或者环形齿轮87可以抗扭地与差速器89的差速器壳91耦连，通过该差速器，传输到环形齿轮87上的驱动功率可以按份额分配到两个半轴15和17上。
驱动轴19和从动轴27至少部分地布置在壳体41内部，其中，尤其驱动轴19的输出部段25和从动轴27的输入部段33和相应地正齿轮传动级69布置在壳体41的内部空间49内(参见图1)。在此，壳体41具有集成地一体式构造的支承部段43，其制造成唯一的材料结合的构件并且用于驱动轴19或从动轴27的轴承45、46和47被支撑在支承部段上。轴承45、46和47支撑在集成地一体式构造的支承部段43上，驱动轴19的相应的轴承45和46或从动轴27的轴承47以此可以精确地相互对准定向，以便能处理尤其驱动轴19的由快速旋转的电动机23产生的高转速并且能够使用这种紧凑构建的电动机23。
从动轴27的轴承47和驱动轴19的轴承46直接支撑在支承部段43上，而驱动轴19的布置在输入部段21区域中的轴承45直接支撑在法兰部段63上并通过法兰部段63间接支撑在支承部段43上。该法兰部段63尤其用于连接电动机23(参见图2A至3B)并可在外径处在支承部段43中定心。法兰部段63在此插入支承部段43的开口中，使法兰部段相对于驱动轴27在径向上布置在轴承45和支承部段43之间，并且在此，在径向上一方面与轴承45，另一方面与支承部段43直接邻接。法兰部段63和支承部段43还可以通过合适的配合选择或公差选择彼此精确对齐，其中，法兰部段63可以通过多个固定器件113，尤其螺钉固定在支承部段43上。尽管轴承45仅仅间接地支撑在支承部段43处，但轴承45和46以此可以被精确地相互对准定位，以确保驱动轴19与交通工具的纵向L平行的精确定向。此外，通过法兰部段63在支承部段43中的精确定向和定心可以确保电动机23通过用于与驱动轴19的输入部段21连接的法兰部段63的精确对齐。
驱动轴19或从动轴27的齿轮71和73在此构造成，在正齿轮传动级29处实现驱动轴19的转速的降低或减慢，并且从动轴27相对于驱动轴19减慢旋转。尤其在使用快速旋转的电动机23以将驱动功率传输到驱动轴19的输入部段21上时，可以通过这种减速级实现驱动车轴13的必要转矩。
此外，壳体41的内部空间49形成共同的油室51，使得一方面可以在没有泵的情况下润滑轴承45、46和47，另一方面可以提供更大的面排出由快速旋转的驱动轴19产生的废热。因此，由驱动轴19产生的废热也可以在从动轴27的区域中排出，该区域由于从动轴旋转减慢而产生较少的废热。共同的油室51尤其还可以通过从动轴27的第一端部29与轴室117连通，锥齿轮35布置在所述第一端部上，锥齿轮35伸入轴室中。这可以实现用于排出废热的辐射面的进一步增加以及通过齿轮传动装置和储备箱中的刮削器对轴驱动装置11的润滑，而无需使用泵。轴室117在此尤其可以被轴室壳体部段115包围，该轴室壳体部段通过相应的固定器件113与支承部段43连接。轴室壳体部段115因此可以是轴驱动装置11的壳体41的一部分，使得整个轴驱动装置11或其壳体41可以被预装并作为完整的单元与车轴13的轴壳体53连接(也参见图2B和3B)。
如图1另外所示，壳体41具有在支承部段43处构造的安装开口75，从动轴27可通过安装开口从轴向插入壳体41的内部空间中。为了能够将构造带有相对较大直径的齿轮73装入壳体41的内部空间并与从动轴27连接，壳体41在轴驱动装置11的安装状态中的下侧具有插入开口77，通过插入开口77，齿轮73可以相对于从动轴27径向插入壳体41的内部空间49中。这实现了，在轴驱动装置11的安装期间，齿轮73首先从径向通过插入开口77装入内部空间49中并且然后从动轴27精确地从轴向通过安装开口75插入内部空间49中并精确地布置在轴承47之间。然后从动轴27可以与齿轮73抗扭地连接，例如通过收缩安装或冷膨胀或膨胀安装。也可以规定形状配合和/或摩擦配合的连接，尤其通过花键轴连接。锥齿轮35尤其可以在从动轴27插入壳体41的内部空间之前就与从动轴27连接或与从动轴27一体式构造。
为了能在齿轮73插入后封闭插入开口77，壳体41具有盖子79，该盖子通过多个固定器件113固定在固定凹部81的底部85上。盖子79安装在固定凹部81中，盖子79以此相对于固定凹部81的外周缘83相对于从动轴27径向向内错移并且在此不径向向外延伸超出周缘83。盖子79以此可以尤其在用交通工具行驶期间受保护不受外部影响和损坏。安装开口75以及可由盖子79封闭的插入开口77因此实现了，轴驱动装置11的简单和舒适的安装，其中，通过两侧引入从动轴27和齿轮73可实现轴驱动装置11的非常紧凑的构造。盖子79径向向内错移，以此可以可靠地防止由布置在壳体41下侧的插入开口77或由其他位置并暴露布置定位的盖子79对壳体41的可能的削弱。
已经提到的共同的油室51通过从动轴27的从壳体41中伸出的第一端部29以及布置在其上的锥齿轮35与轴室117相通，而从动轴27通过与第一端部29相对的第二端部31通过密封装置111密封地伸出壳体41。在第二端部31处，制动器37的制动盘39通过支架67与从动轴27抗扭连接。通过密封装置111，制动盘39在此完全干燥地运行，使得制动器37设计成干式制动器。制动盘39相对于纵向L还布置在驱动轴19的输入部段21和从动轴27的输入部段33之间(并且因此轴向布置在电动机23和正齿轮传动装置69之间)，使得轴驱动装置11不因为构造有制动盘39而经历沿纵向L的相关延长。如图所示，驱动轴19的一部分相对于制动盘69径向错移地延伸。
制动器37还具有制动钳65，该制动钳浮动支承地固定在壳体41的外侧处，方式是其与纵向L平行地与壳体41旋拧。制动钳65在此尤其在轴驱动装置11的安装状态中布置在壳体41的下侧，使得在解除旋拧后制动钳65可以以简单的方式在相对于从动轴27的径向上被去除，以便能够实现到制动盘39的通道。
制动器37在此起驻车制动器的作用并规定用于，通过制动钳65咬合到制动盘39中可靠地确保交通工具在静止时不滚动。额外地，制动器37用于提供紧急制动功能。为此，制动钳65可以在行驶期间主动脱离与制动盘39的咬合，其中，制动钳构造成，在故障或为此所需的压力干扰时自动与制动盘39咬合并制动交通工具。
制动盘39完全布置在壳体41或其内部空间49外部，壳体41形成容纳凹部57，容纳凹部在轴向通过两个侧部段59和61限定边界并且包围制动盘39的周部区域55，该周部区域取决于制动盘39的相应的转动位置。这些侧部段59和61相对于驱动轴19径向向外延伸并在径向内部相互轴向连接。侧部段59在此由与支承部段43连接的法兰部段63形成，相反侧部段61由支承部段43本身形成。侧部段59基本直线地相对于驱动轴19在径向向外延伸，而侧部段61具有结构并且侧部段61和制动盘39之间在轴向的间距在径向上变化。相应地容纳凹部57基本上构造成U形，其中，侧部段59和61不一定形成该U形容纳凹部57的直线构造的臂。
通过容纳凹部57可以实现制动器37或其制动盘39在轴驱动装置中的高度集成。壳体41的嵌套构造实现了，将制动盘39的周部区域55布置在轴驱动装置11的部段中，该部段通过正齿轮传动级69以及法兰部段63本来就需要轴驱动装置11相对于驱动轴19或从动轴27在径向上一定的尺寸。被侧部段59和61包围的周部部段55的尺寸在径向上至少近似于制动盘39的半径，带有制动器37或制动盘39的轴驱动装置11的构造由此仅需要轴驱动装置11在径向上最多约为制动盘39的半径的最小的额外尺寸。在此，该径向的安装空间相反也本来就被从动轴27的齿轮73占据，使得带有制动盘39的轴驱动装置11的构造基本上不导致轴驱动装置11在径向上的额外尺寸。轴驱动装置11以此尤其可以以非常节省空间的方式配备驻车制动功能和/或紧急制动功能。
在纵向L上，连接电动机23所需的法兰部段63仅布置成略微轴向错移，以便为制动盘39实现自由空间或容纳凹部57。带有制动盘39的轴驱动装置11的构造因此也只需要轴驱动装置11在纵向L上非常小的额外尺寸，使得轴驱动装置11或其壳体41的这种嵌套设计可以实现根据期望紧凑构建的轴驱动装置11。
此外，侧部段59和61在轴向的间距可以这样确定，制动盘39可以在轴向完全从支架67松脱。例如为了能更换制动盘39，制动钳65可以首先从壳体41松脱并在径向上去除。接着用于将制动盘39固定在支架76上的固定器件113可以被松脱和去除，接着制动盘39可以在轴向从支架76或从动轴27去除并且在径向从容纳凹部57取出。轴驱动装置11因此构造成可以在不分解或打开壳体41或不去除单个壳体部件的情况下拆出制动盘39。
此外，由于在正齿轮传动级69处实现的从驱动轴19到从动轴27上的转速的降低，制动盘39在交通工具行驶期间以相对于驱动元件19较低的转速旋转。通过这种降低的转速尤其可以防止制动盘39形成强烈振动，以便在使用快速旋转的电动机23以驱动所述驱动轴19时可以避免噪音形成或轴驱动装置11的可能的不稳定。
图2A和2B示意性地示出轴驱动装置的实施方式及其与轴壳体53的连接。在此，电动机23连接在法兰部段63处，所述电动机23将驱动功率输出到驱动轴19的输入部段21处，该驱动轴19在输出部段25处将驱动功率传输到从动轴27的输入部段33处。驱动轴19和从动轴27在此通过正齿轮传动级69相互连接，其中，通过齿轮71和73实现从驱动轴19到从动轴27的转速降低。制动盘39布置在从动轴27的第二端部处，制动盘39在轴驱动装置11的壳体41外部容纳在由壳体41形成的容纳凹部57中，它是制动器37的一部分。与环形齿轮87咬合的锥齿轮35布置在从动轴27的与第二端部31相对的第一端部29处。
在该实施方式中，环形齿轮87抗扭地与差速器89的差速器壳91连接，该差速器89的从动轴抗扭与车轴13的相应的半轴15或17连接。差速器89的差速齿轮93在此实现了，通过锥齿轮35和环形齿轮87接收的驱动功率按份额传送到半轴15和17上。
如图2B所示，轴驱动装置11的壳体41可以与轴壳体53连接，其中，轴驱动装置11尤其可以首先被预装并可接着作为完整的单元插入轴壳体53中。车轴13在此构造成外行星轴107并且在半轴15和17的端部具有相应的行星齿轮传动装置97，通过该行星齿轮传动装置，半轴15和17的转速降低或减速地传送到相应的轮毂95，以驱动车轮。
减速在此实现的方式是，半轴15和17与相应的太阳轮101抗扭地连接，太阳轮被多个行星轮103包围。与太阳轮101同心布置并围绕太阳轮101的内齿轮99是抗扭固持的，而行星轮103围绕轴转动，所述轴支承在围绕太阳轮101回转的行星架105上。行星架105在此与轮毂95抗扭连接，使轮毂以行星架105的转速旋转，该转速相较于太阳轮101或半轴13和15中相应的半轴降低。尤其在使用快速旋转的电动机23时，也可以设置这种外行星轴107，以进一步降低转速并增加转矩。
在图3A和3B所示的实施方式中仅设置有一个环形齿轮87替代差速器89，环形齿轮与布置在从动轴27的第二端部处的锥齿轮35咬合并且抗扭地与至少一个半轴15或17连接。如图3A所示，环形齿轮87在此可以与两个半轴15和17抗扭连接，以便直接驱动整个车轴13。
相对于此替选地如图3B所示也可行的是，为了驱动半轴15和17为每个半轴15、17分别设置具有单独的电动机23的单独的轴驱动装置11。在此，每个半轴15和17与环形齿轮87抗扭连接，使得电动机23可以单独或相互独立地驱动半轴15和17。驱动功率也可以以此根据情况按份额传送到两个半轴15和17上，以便例如使得在驶过弯道时在外侧旋转的车轮更快地转动。车轴13再次被设置为具有相应的作为减速传动装置的行星齿轮传动装置97的外行星轴107，用于将旋转传递到车轮上。基本上在此公开的轴驱动装置11可以规定用于驱动任何种类的车轴13。
在此公开的轴驱动装置11因此能实现非常紧凑的设计，制动器37，尤其驻车制动器和制动盘39高度集成在轴驱动装置11中。此外，从驱动轴19到从动轴27和与之抗扭连接的制动盘39的转速的减慢实现了能使用快速旋转和紧凑构建的电动机23，而不会因为快速旋转导致制动盘39的强烈振动，这会损坏轴驱动装置11和导致强烈的噪音形成。轴驱动装置11带有具有集成地一体式构造的支承部段43的壳体41的构造，还可以使驱动轴19和从动轴27的轴承45、46和47精确对准，以便能处理快速旋转的电动机23的高转速。
附图标记列表：
11轴驱动装置
13车轴
15第一半轴
17第二半轴
19驱动轴
21驱动轴的输入部段
23电动机
25驱动轴的输出部段
27从动轴
29第一端部
31第二端部
33从动轴的输入部段
35锥齿轮
37制动器
39制动盘
41壳体
43支承部段
45驱动轴的驱动侧的轴承
46驱动轴的从动侧的轴承
47从动轴的轴承
49壳体的内部空间
51共同的油室
53轴壳体
55制动盘的周部区域
57容纳凹部
59侧部段
61侧部段
63法兰部段
65制动钳
67支架
69正齿轮传动级
71驱动轴的齿轮
73从动轴的齿轮
75安装开口
77插入开口
79盖子
81固定凹部
83固定凹部的外周缘
85固定凹部的底部
87环形齿轮
89差速器
91差速器壳
93差速齿轮
95轮毂
97行星齿轮传动装置
99内齿轮
101太阳轮
103行星轮
105行星架
107外行星轴
111密封装置
113固定器件
115轴室壳体部段
117轴室
L交通工具的纵向

Claims (21)

1.一种用于交通工具的轴驱动装置(11)，其具有至少一个横向于交通工具的纵向(L)定向的可驱动的车轴(13)，所述轴驱动装置包括：
-驱动轴(19)，所述驱动轴平行于交通工具的纵向(L)延伸并构造为在输入部段(21)处从电动机(23)接收驱动功率并在输出部段(25)处输出驱动功率，
-从动轴(27)，所述从动轴在第一端部(29)和与第一端部相对的第二端部(31)之间相对于驱动轴(19)错移地平行于交通工具的纵向(L)延伸并构造为在输入部段(33)处从驱动轴(19)的所述输出部段(25)接收驱动功率并且通过布置在第一端部(29)处的锥齿轮(35)输出到车轴(13)上，
-具有制动盘(39)的制动器(37)，尤其驻车制动器，所述制动盘布置在从动轴(27)的第二端部(31)处并且相对于交通工具的纵向(L)布置在驱动轴(19)的输入部段(21)和从动轴(27)的输入部段(33)之间。
2.按照权利要求1所述的轴驱动装置(11)，
其中，轴驱动装置(11)还包括壳体(41)，驱动轴(19)和从动轴(27)容纳在所述壳体中，其中，驱动轴(19)的输出部段(25)和从动轴(27)的输入部段(33)布置在壳体(41)内。
3.按照权利要求2所述的轴驱动装置(11)，
其中，壳体(41)具有集成地一体式构造的支承部段(43)或者由集成地一体式构造的支承部段(43)形成，用于支承驱动轴(19)和/或从动轴(27)的轴承(45，46，47)支撑在所述支承部段处。
4.按照权利要求2或3所述的轴驱动装置(11)，
其中，壳体(41)的内部空间(49)定义用于驱动轴(19)和从动轴(27)的共同的油室(51)。
5.按照权利要求4所述的轴驱动装置(11)，
其中，轴驱动装置(11)构造成，共同的油室(51)与轴室(117)连通，锥齿轮(35)伸入所述轴室中。
6.按照权利要求2至5之一所述的轴驱动装置(11)，
其中，制动盘(39)布置在壳体(41)外部。
7.按照权利要求6所述的轴驱动装置(11)，
其中，壳体(41)围绕制动盘(39)延伸，使壳体轴向在两侧包围制动盘(39)的周部区域(55)。
8.按照权利要求7所述的轴驱动装置(11)，
其中，在壳体(41)处构造有用于制动盘(39)的容纳凹部(57)，所述容纳凹部具有两个侧部段(59，61)，所述侧部段相对于驱动轴(19)径向向外指向并且在径向内部相互连接，其中，制动盘(39)的所述周部区域(55)布置在所述侧部段(59，61)之间。
9.按照权利要求8所述的轴驱动装置(11)，
其中，容纳凹部(57)至少部分地通过壳体(41)的法兰部段(63)形成，该法兰部段设置用于将电动机(23)固定在壳体(41)上。
10.按照权利要求2至9之一所述的轴驱动装置(11)，
其中，制动器(37)包括制动钳(65)，所述制动钳固定在壳体(41)的外侧处，尤其是浮动支承的。
11.按照权利要求10所述的轴驱动装置(11)，
其中，制动器(37)的制动钳(65)和壳体(41)的容纳凹部(57)相对于从动轴(27)彼此径向相对地布置。
12.按照权利要求10或11所述的轴驱动装置(11)，
其中，轴驱动装置(11)构造成，制动盘(39)可以在不分解或打开壳体(41)的情况下被拆出，方式是制动钳(65)首先从壳体(41)松脱然后相对于从动轴(27)沿径向从壳体(41)去除并且制动盘(39)从从动轴(27)的第二端部(31)松脱然后相对于驱动轴(19)径向从容纳凹部(57)取出。
13.按照权利要求8至12之一所述的轴驱动装置(11)，
其中，容纳凹部(57)的侧部段(59，61)的间距这样确定尺寸，即制动盘(39)可以从从动轴(27)或从动轴(27)的支架(67)在相对于从动轴(27)的轴向上完全去除。
14.按照上述权利要求之一所述的轴驱动装置(11)，
其中，驱动轴(19)的输出部段(25)和从动轴(27)的输入部段(33)通过至少一个正齿轮传动级(69)在驱动方面相互耦连。
15.按照权利要求14所述的轴驱动装置(11)，
其中，驱动轴(19)和从动轴(27)抗扭地与正齿轮传动级(69)相应的齿轮(71，73)连接，其中，壳体(41)具有安装开口(75)，从动轴(27)可以通过安装开口沿轴向引入壳体(41)中，并且其中，壳体(41)具有插入开口(77)，从动轴(27)的齿轮(71)可以通过插入开口相对于从动轴(27)从径向插入壳体(41)中。
16.按照权利要求15所述的轴驱动装置(11)，
其中，插入开口(77)构造在壳体(41)的固定凹部(81)的底部(85)中，所述底部相对于固定凹部(81)的外周缘(83)相对于从动轴(27)径向向内错移。
17.按照上述权利要求之一所述的轴驱动装置(11)，
其中，驱动轴(19)的输出部段(25)和从动轴(27)的输入部段(21)这样在驱动方面相互耦连，使得在从驱动轴(19)向从动轴(27)上传输驱动功率时实现减速。
18.按照上述权利要求之一所述的轴驱动装置(11)，
其中，轴驱动装置(11)构造成如此安装在交通工具中，使得驱动轴(19)相对于从动轴(27)垂直错移地布置。
19.按照上述权利要求之一所述的轴驱动装置(11)，
其中，轴驱动装置(11)还包括与锥齿轮(35)咬合的环形齿轮(87)。
20.按照权利要求19所述的轴驱动装置(11)，
其中，轴驱动装置(11)还包括车轴(13)的至少一个半轴(15，17)，其中，环形齿轮(87)抗扭地与所述半轴耦连。
21.按照权利要求19所述的轴驱动装置(11)，
其中，轴驱动装置(11)还包括差速器(89)，用于将驱动功率的至少一个相应的部分分配到车轴(13)的两个半轴(15，17)上，其中，环形齿轮(87)抗扭地与差速器(89)耦连。
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