CN115704451A - 传动装置和用于车辆的传动系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及传动装置和用于车辆的传动系，该传动装置用于至少部分地电驱动的车辆的传动系，并且包括分级式行星齿轮组、第一和第二档位切换元件，分级式行星齿轮组具有第一太阳轮、第一齿圈、第二齿圈以及多个可转动地支承在第一行星齿轮支架处的分级式行星齿轮，第一齿圈与传动装置的输出轴不可相对转动地连接，第二齿圈与壳体不可相对转动地连接，第一档位切换元件设立成，在闭合的状态中使第一太阳轮与电机以传动作用的方式连接，第二档位切换元件设立成，在闭合的状态中使第一行星齿轮支架与电机以传动作用的方式连接，为了转动驱动输出轴，两个档位切换元件中的一个处在闭合的状态中。本发明还涉及包括这种传动装置的传动系。

Description

传动装置和用于车辆的传动系
技术领域
本发明涉及用于至少部分地电驱动的车辆的传动系的传动装置。本发明还涉及传动系，其包括这种传动装置。
背景技术
由文献WO2014/139744A1已知一种用于车辆的传动系，其具有至少一个电驱动器，该电驱动器可通过驱动轴与至少一个第一转换级
Figure BDA0003787428900000011
和第二转换级耦联。设置有至少一个切换机构，以用于切换转换级，其中，为了实施按载荷切换，切换机构包括至少一个形状配合的切换元件和至少一个摩擦配合的切换元件。转换级中的每个可通过形状配合的切换元件切换，其中，转换级中的至少一个既可通过形状配合的切换元件也可通过摩擦配合的切换元件切换。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种替代的2档传动装置以及替代的具有2档传动装置的传动系。根据本发明的第一方面，该目的通过根据权利要求1的传动装置实现。根据本发明的第二方面，该目的还通过根据权利要求7的传动系实现。从从属权利要求中得到有利的设计方案。
根据本发明的第一方面，用于至少部分地电驱动的车辆的传动系的传动装置包括分级式行星齿轮组、第一档位切换元件和第二档位切换元件，其中，分级式行星齿轮组具有第一太阳轮、第一齿圈、第二齿圈以及多个可转动地支承在第一行星齿轮支架处的分级式行星齿轮，其中，第一齿圈与传动装置的输出轴不可相对转动地连接，其中，第二齿圈与壳体不可相对转动地连接，其中，第一档位切换元件设立成，在闭合的状态中使第一太阳轮与电机以传动作用的方式连接，其中，第二档位切换元件设立成，在闭合的状态中使第一行星齿轮支架与电机以传动作用的方式连接，并且其中，为了转动驱动输出轴，使两个档位切换元件中的唯一一个处于闭合的状态中。借助于这种传动装置可实现车辆的2档驱动，其中，借助于该传动装置能够有利地实现在1.7和2.5之间的传动比比值(Gangsprung)，优选地，约2.0的传动比比值。传动装置的这种构造的另一优点是可实现的高的效率。
理解为“有效连接”或“以传动作用的方式的连接”的是在两个引导扭矩的部件之间的连接，该连接使得能够在这些部件之间传递扭矩或功率。两个部件尤其相应可转动地支承。以传动作用的方式的连接应既可理解成没有变速部或中间构件的连接，也可理解成具有变速部或中间构件的连接。例如，可在两个轴或两个齿轮之间以传动作用的方式地布置其他轴和/或齿轮。
为了形成档位级，使第一太阳轮或第一行星齿轮支架通过相应的档位切换元件与电机、尤其与电子的转子或转子轴连接。电机的转子轴在电机的转子运行中用作电机的输出轴。第一太阳轮和第一行星齿轮支架在电机的转子运行中是分级式行星齿轮组的输入轴。在电机的转子运行中，电能例如从蓄能器、尤其蓄电池馈入电机中，其结果引起转子的旋转，以产生驱动功率，其中，驱动功率设置成转动驱动第一齿圈。相比之下，在发电机运行中，通过电机产生电能。在电机的发电机运行中，传动装置的输出轴用作输入轴，而第一太阳轮和第一行星齿轮支架通过相应的档位切换元件相应地构造为传动装置的输出轴，其中，车辆的驱动功率通过传动装置和相应的档位切换元件导引到电机中，使得通过电机产生电能，该电能可输入到蓄电池中进行存储。在发电机运行中，功率例如从车辆的一个或多个转动的车轮通过传动装置和相应的档位切换元件引入到电机中。
术语“至少间接地”可理解成，两个构件通过布置在两个构件之间的至少一个其他的构件彼此连接，或者两个构件直接地并且因此直接彼此连接。因此，还可在轴或齿轮之间布置其他构件，其与轴或齿轮有效连接。
在本发明的意义中，将可为输入轴、输出轴、中间轴等的轴理解成传动系的可旋转的构件，以用于传递扭矩，传动系的相关组成相应通过该构件不可相对转动地彼此连接，或在操纵相应的切换元件或档位切换元件时通过该构件建立这种连接。
第一太阳轮与分级式行星齿轮组的相应的分级式行星齿轮的第一齿轮啮合，其中，该第一齿轮还与第一齿圈啮合。相应的分级式行星齿轮具有相对于第一齿轮同轴以及不可相对转动地布置的第二齿轮，该第二齿轮与第二齿圈啮合。相应的分级式行星齿轮的两个齿轮具有不同的直径和齿数。第一齿轮尤其具有比第二齿轮更小的直径。设置分级式行星齿轮组具有的优点是，可取消第二齿圈，因此提供成本优化的传动装置。彼此接合或彼此啮合的齿轮通过其咬合的齿部传递转速和转矩。
第一太阳轮和第二太阳轮例如彼此同轴地以及相对彼此可转动地布置，其中，优选地，太阳轮中的一个至少部分地沿轴向穿过另一太阳轮。因此，太阳轮中的至少一个太阳轮与空心轴连接。
根据两个档位切换元件的切换位置或状态，第一齿圈将驱动功率以相应的传动比至少间接地传递到车辆的从动轴，该从动轴相应至少间接地与车辆的至少一个车轮连接。从动轴与从动轴线同轴地布置。因此，车辆的至少一个车轮通过由电机产生的并且至少由传动装置转换的驱动功率经由从动轴至少间接地转动驱动。
可将档位切换元件理解成连接部件，通过该连接部件，至少一个传递转矩的部件可与另一传递转矩的部件或位置固定或固定于壳体的部件以传动作用的方式连接。相应的档位切换元件可在至少一个打开状态和闭合状态之间切换，其中，档位切换元件在打开的状态中不可在两个与档位切换元件相互作用的部件之间传递转矩，并且其中，档位切换元件在闭合的状态中可在两个与档位切换元件相互作用的部件之间传递转矩。如果在两个传动装置元件之间存在以传动作用的方式的连接，转矩和力以及根据传动装置元件的构造可能还有转速从一传动装置元件传递到另一传动装置元件。相应的档位切换元件例如形状配合或传力配合地来构造。
如果第一档位切换元件处于闭合的状态中或切换到闭合的状态中并且第二档位切换元件打开，在第一档位或第一档位级中，亦即，通过第一传动比或第一速比，驱动功率从传动装置输入部传递至传动装置输出部，反之亦然。传动装置的第二齿圈支撑在壳体上或与壳体不可相对转动地连接。在第一档位切换元件的闭合的状态中，第二档位切换元件处在打开的状态中，以便通过传动装置的第一太阳轮引入驱动功率并且以第二速比传递到传动装置的输出轴。例如，第一传动比大于1。
如果第二档位切换元件处于闭合的状态中或切换到闭合的状态中，并且第一档位切换元件打开，在第二档位或在第二档位级中，亦即，通过第二传动比或第二速比，驱动功率从传动装置输入部传递到传动装置输入部分，反之亦然。传动装置的第二齿圈支撑在壳体上或与壳体不可相对转动地连接。在第二档位切换元件的闭合的状态中，第一档位切换元件处在打开的状态中，以便通过传动装置的第一行星齿轮支架引入驱动功率并且以第二速比传递到传动装置的输出轴。例如，第二传动比大于1。因此，第一档位切换元件或第二档位切换元件闭合，以便驱动车辆。
如果两个档位切换元件都打开，没有驱动功率引入到传动装置中，因此同样没有驱动功率传递到传动装置的输出轴上。因此，传动装置处于空转中。另一方面，如果两个档位切换元件都闭合，阻止输出轴的旋转。就此而言，为了实现驻车锁止功能，两个档位切换元件同时处于闭合状态中。
第一档位切换元件和/或第二档位切换元件优选地构造为传力的切换元件。传力的切换元件尤其可构造为摩擦式切换元件，尤其是多片式切换离合器或锥形离合器，以便在第一太阳轮和电机的转子轴之间或在第一行星齿轮支架和电机的转子轴之间产生传力的连接。传力的切换元件是这样的切换元件，其将法向力引入到传动装置元件的两个要彼此连接的部件或面上，其中，只要没有超过主要由静摩擦引起的反作用力，就可防止部件或面的相互移动。由此形成用于在要连接的传动装置元件之间传递转矩的摩擦配合。
有利地，通过根据本发明的第一方面的根据本发明的传动装置可实现在档位之间进行按载荷切换，即，在第一档位和第二档位之间切换，反之亦然，而无需尤其在切换过程期间中断在从动部处或在输出轴处的驱动功率。为此，有利地不必设置单独的载荷切换元件，而是可为传动装置配备结构上更简单的传力的档位切换元件。对于按拉力载荷切换或按推力载荷切换，需要将档位切换元件中的至少一个实施为传力的档位切换元件或摩擦式切换元件。另一方面，对于借助于档位切换元件的按拉力和推力载荷切换，需要将两个档位切换元件相应实施为传力的档位切换元件。相比之下，没有构造为传力的切换元件的相应其他的档位切换元件可构造为形状配合的档位切换元件或爪式切换元件。因此，一个档位切换元件或两个档位切换元件可相应实现按载荷切换。实现按载荷切换的档位切换元件是这样的切换元件，其使得能够实现两个传动装置元件彼此连接，同时在一传动装置元件处施加驱动功率，尤其转矩，从而使得在闭合之后将驱动功率传递到另一传动装置元件上。在闭合负荷切换元件之前无需同步相关传动装置元件的转速。
替代地，第一档位切换元件和/或第二档位切换元件构造为形状配合的切换元件。形状配合的切换元件例如可构造为爪式切换元件，以实现形状配合的连接。形状配合的切换元件是这样的切换元件，其中，传动装置的两个部件相接合并且形成形状配合，以在两个传动装置元件之间传递转矩。相比于传力的切换元件，形状配合的切换元件更具成本效益，并且最重要的是在效率方面进行了优化。
根据本发明的实施方式，两个档位切换元件共同构造为双切换元件。这意味着，第一档位切换元件和第二档位切换元件沿轴向直接并排布置，并且两个档位切换元件组合成一个单元。如果两个切换元件实施为爪式切换元件，以实现在第一太阳轮和电机的转子轴之间或在第一行星齿轮支架和电机的转子轴之间的形状配合的连接，这是尤其有利的。在这种情况下，虽然不可在第一档位和第二档位之间按载荷切换，反之亦然，然而通过档位切换元件的这种布置和构造可节省传动装置的轴向结构空间。此外，档位切换元件实施为爪式切换元件简化了驻车锁止功能的实现，即，当两个档位切换元件转变到或处于闭合状态中时。
根据本发明的第二方面，用于至少部分地电驱动的车辆的传动系包括根据本发明的第一方面的传动装置、电机以及差速器，该差速器使传动装置以传动作用的方式与两个同轴于从动轴线布置的从动轴连接。这种传动系通过根据本发明的传动装置紧凑地构造，并且实现了相对高的传动比比值。
优选地，差速器构造为锥齿轮差速器。此外，还可考虑差速器的其他替代的构造方式，例如构造为正齿轮差速器或行星齿轮差速器。以第一传动比或第二传动比来自传动装置的驱动功率从传动装置的输出轴至少间接地通过差速器传递到两个从动轴，其中，差速器将驱动功率、即转速和转矩分配到从动轴上。为了从动轴同轴地处在从动轴线上，差速器同样布置在从动轴线上。构造为锥齿轮差速器的差速器具有两个车轮侧的从动元件，尤其是第一从动轮和第二从动轮。两个从动轮相应与平衡元件啮合。平衡元件围绕其自己的轴线可转动地支承在差速器外壳中。相应的从动轮与相应的从动轴不可相对转动地连接。差速器的驱动通过差速器外壳实现。
优选地，传动系包括与传动装置的输出轴以传动作用的方式连接的行星齿轮传动部，其具有至少一个第一行星齿轮组。第一行星齿轮组有利地构造为负行星齿轮组，其中，借助于行星齿轮组根据在传动装置处相应的选择的档位提高总传动比。优选地，借助于在功率流中布置在传动装置之后的行星齿轮传动部可实现在6和13.5之间的总传动比。负行星齿轮组包括元件太阳轮、行星齿轮支架和齿圈，其中，行星齿轮支架可转动地支承地引导至少一个、但优选是多个行星齿轮，该行星齿轮相应与太阳轮以及包围的齿圈啮合或处于齿部接合中。
行星齿轮传动部的第一行星齿轮组尤其具有固定于壳体的第二太阳轮、第三齿圈以及可转动地支承在第二行星齿轮支架处的多个行星齿轮，其中，第三齿圈不可相对转动地与传动装置的第一齿圈连接。行星齿轮传动部构造成轴向上的结构很短。行星齿轮与第三齿圈以及第二太阳轮啮合。此外，可转动地接纳行星齿轮的第二行星齿轮支架与第二输出轴有效连接，该第二输出轴可优选地沿轴向穿过传动装置和/或电机，以便将驱动功率导引到差速器中，并且同时节省轴向结构空间。
优选地，差速器的差速器外壳不可相对转动地与行星齿轮传动部的第二行星齿轮支架连接。还可考虑，第二输出轴至少部分地是空心的，以用于差速器的两个从动轴之一的轴向穿引部。换句话说，第二输出轴可沿径向布置在传动装置的第一行星齿轮支架的内部，其中，差速器的两个从动轴之一可沿径向在第二输出轴的内部相对于其可转动地布置。
优选地，至少传动装置和/或差速器在空间上至少部分地或完全布置在电机的转子之内。通过将传动装置和/或差速器沿径向布置在转子内部，可节省传动系的轴向结构空间。因此，传动系由此被构造成在轴向上结构很短。例如，传动装置在空间上完全布置在电机的转子之内。例如，差速器在空间上完全布置在电机的转子之内。
根据本发明的实施例，至少一个第一转换级在传动技术上布置在传动装置的输出轴和差速器之间。传动装置的输出轴尤其与从动轴线轴向平行地布置。因此，传动系的从动轴布置在上面的从动轴线与驱动轴线轴向平行地布置，其中，至少传动装置的输出轴与驱动轴线同轴地布置，优选地，传动装置的输入轴和/或电机的转子的旋转轴线同样与驱动轴线同轴地布置。
第一转换级有利地构造成提高总传动比，并且优选地包括至少两个彼此啮合的齿轮，其中，第一齿轮的旋转轴线与传动装置的输出轴同轴地布置，并且另一齿轮的旋转轴线与从动轴线同轴地布置。第一转换级例如可具有正齿轮级。
补充地，可设置第二转换级，其中，驱动功率从传动装置通过第一转换级和第二转换级至少间接地引入差速器中。在此设置有中间轴，其与传动装置的输出轴以及与车辆的从动轴线平行地布置。在中间轴上优选地布置有两个其他的齿轮，其中，中间轴的第一齿轮与至少间接地和输出轴有效连接的齿轮啮合，并且中间轴的第二齿轮与至少间接地和差速器有效连接的另一齿轮啮合。两个转换级例如构造为正齿轮级，并且可提高总传动比，其中，传动比发生在两个级中。通过轴向错位尤其沿着驱动轴线节省了传动系的轴向结构空间。
替代锥齿轮差速器，差速器可构造为所谓的整体式差速器，其具有第二行星齿轮组和第三行星齿轮组，其中，每个行星齿轮组与相应的从动轴以传动作用的方式连接，其中，借助于第二行星齿轮组可将第一从动力矩传递到第一从动轴，并且其中，第二行星齿轮组的支撑力矩可在第三行星齿轮组中如此进行转换，使得与第一从动力矩相对应的第二从动力矩可传递到第二从动轴上。
可将整体式差速器理解成具有两个行星齿轮组的差速器，其中，第二行星齿轮组与差速器的输入轴以及与第三行星齿轮组以传动作用的方式连接。差速器的输入轴至少间接地与传动装置的输出轴连接。替代地，差速器的输入轴可一体地与传动装置的输出轴连接。第二行星齿轮组与第一从动轴以传动作用的方式连接。第三行星齿轮组与第二从动轴以传动作用的方式连接。此外，第三行星齿轮组至少间接地支撑在传动装置的位置固定的壳体处或机动车辆的底盘处，即不可相对转动地与之连接。
借助于整体式差速器可转换差速器的输入轴的输入力矩，并且可将该输入力矩以限定的比例分配或传递到两个从动轴上。优选地，输入力矩分别以50％、即对半地传递到从动轴上。因此，差速器没有施加两个从动力矩之和的构件。此外，在从动轴的相同的从动转速的情况下，差速器没有作为块来旋转的或无滚动运动地旋转的齿部。换句话说，无论从动轴的从动转速如何，始终存在相应的行星齿轮组的彼此啮合的构件的相对运动。借助于差速器同时设定总传动比以及呈现差速器功能。换句话说，整体式差速器实现了转矩增加以及驱动功率的分配。此外相对于锥齿轮差速器减轻了重量。
优选地，整体式差速器和从动轴设立成与车辆的从动轴线同轴地布置。因此，从动轴线同轴于驱动轴线伸延，亦即，尤其同轴于电机的转子的旋转轴线、同轴于传动装置的输入轴和/或同轴于传动装置的输出轴。
根据本发明的传动系以及根据本发明的传动装置可用在纯电驱动的车辆中，同样也可用在混合动力车辆中，混合动力车辆可部分地电驱动，并且可部分地通过内燃机驱动。车辆可根据受驱动的车桥的构造和数量还包括两个或多个这样的传动系或传动装置，其中，车辆的一个、多个或所有车桥配备有相应的根据本发明的传动系，并且可借此可驱动地来实施。因此将这种车辆理解成机动车辆，尤其是载客汽车、商用车或载重汽车。
不言而喻，上述或权利要求和/或附图中说明的解决方案的特征还可在必要时组合，以便能够累积地实现在此可实现的优点和效果。
附图说明
下面借助示出本发明的不同实施方式的附图来说明本发明，其中，相同或相似的要素设有相同的附图标记。其中，
图1示出了车辆，其包括根据本发明的传动系，该传动系具有根据第一实施方式的根据本发明的传动装置；
图2示出了根据图1的根据本发明的传动装置的示意性的图示；
图3示出了切换矩阵的示意性的图示，该切换矩阵与用于通过根据图2的根据本发明的传动装置驱动的两个切换状态有关；
图4示出了根据本发明的传动系的示意性的图示，其具有根据图2的根据本发明的传动装置；
图5示出了根据本发明的传动系的示意性的图示，其具有根据第二实施方式的根据本发明的传动装置；
图6示出了根据本发明的传动系的示意性的图示，其具有根据第三实施方式的根据本发明的传动装置；
图7示出了根据本发明的传动系的示意性的图示，其具有根据第四实施方式的根据本发明的传动装置；以及
图8示出了根据本发明的传动系的示意性的图示，其具有根据第五实施方式的根据本发明的传动装置。
具体实施方式
图1示出了电驱动的车辆1，其具有根据第一实施方式的根据本发明的传动系2。传动系2包括电机11，该电机产生功率并且将功率引入传动装置3中。在图2中示出了传动装置3，其中，在图3中示出了相关的切换矩阵。传动装置3与行星齿轮传动部14以传动作用的方式连接，其提高总传动比，并且将功率传递给在功率流中后置的、这里在空间上布置在电机11内的差速器16。差速器16将驱动功率分配到第一从动轴18a和第二从动轴18b上，从动轴又分别与车辆1的受驱动的车轮28有效连接。车辆1还可包括这里未示出的蓄能器，当功率流反向时，在发电机运行中，该蓄能器通过电机11供给电能。蓄能器例如可为蓄电池等等。因此，电能通过电机11在发电机运行中产生，对电能进行存储并且可用于再次给电机11供电。
在图2中详细示出了图1的传动装置3。在根据图4的传动系2中，根据图2的传动装置3可通过输入轴29与电机11的相对于定子30可转动地支承的转子19加载驱动功率。输入轴29可一件式地或多件式地与转子19连接，在任何情况下，存在不可相对转动的以传动的方式作用的连接。传动装置3包括分级式行星齿轮组4，其具有不可相对转动地与传动装置3的输出轴12连接的第一齿圈8a、不可相对转动地与传动装置3的壳体13连接的第二齿圈8b、第一太阳轮7以及多个可转动地支承在第一行星齿轮支架9处的分级式行星齿轮10。传动装置3还具有第一档位切换元件5和第二档位切换元件6。第一档位切换元件5设立成，在闭合的状态中使第一太阳轮7与电机11以传动作用的方式连接，其中，第二档位切换元件6设立成，在闭合的状态中使第一行星齿轮支架9与电机11以传动作用的方式连接，并且其中，为了转动驱动输出轴12，仅使两个档位切换元件5、6中的一个处于闭合的状态中。因此，通过第一太阳轮7或通过第一行星齿轮支架9实现驱动。第一太阳轮7与相应的分级式行星齿轮10的第一齿轮31a啮合，其中，第一齿圈8a同样与相应的分级式行星齿轮10的第一齿轮31a啮合。第二齿圈8b与相应的分级式行星齿轮10的第二齿轮31b啮合。相应的分级式行星齿轮10的两个齿轮31a、31b不可相对转动地彼此连接。从动部通过第一齿圈8a实现，其与相应的分级式行星齿轮10的第二齿轮31b啮合。两个齿轮31a、31b具有不同的直径和齿数，从而使得可根据哪个档位切换元件5、6闭合或打开实现两个不同的传动比。在此，相应的分级式行星齿轮10的第一齿轮31a比相应的分级式行星齿轮10的第二齿轮31b具有更小的直径。
如果第一档位切换元件5处于闭合的状态中，并且第二档位切换元件6处于打开的状态中，第一太阳轮7与输入轴29不可相对转动地连接，使得电机11的驱动功率通过第一太阳轮7导引到分级式行星齿轮10，并且从这里通过第一齿圈8a导引到传动装置3的输出轴12。如果第二档位切换元件6处于闭合的状态中，并且第一档位切换元件5处于打开的状态中，第一行星齿轮支架9与输入轴29不可相对转动地连接，使得电机11的驱动功率通过第一行星齿轮支架9导引到分级式行星齿轮10，并且从这里通过第一齿圈8a导引到传动装置3的输出轴12。在相应的档位切换元件5、6的打开的状态中，没有通过相应的档位切换元件5、6传递扭矩。如果两个档位切换元件5、6闭合，则实现驻车锁定功能，因为通过第一太阳轮7与第一行星齿轮支架9的不可相对转动的连接锁止了分级式行星齿轮组4。
图3示出了用于传动装置3的第一档位级E1和第二档位级E2的切换矩阵。相应的档位切换元件5、6在划“x”时闭合，在没有划时打开。通过相应的档位级E1、E2，以相应的传动比实现车辆1的电动前进行驶。在第一档位切换元件5闭合并且第二档位切换元件6打开时，引入第一档位级E1，因此实现第一传动比。在第二档位切换元件6闭合并且第一档位切换元件5打开时，引入第二档位级E2，因此实现第二传动比，其中，第二传动比不等于第一传动比。切换矩阵适用于本发明的示出的所有实施例。根据档位切换元件5、6的构造，可实现按拉力和/或推力载荷换切换。在这种情况下，相应的档位切换元件5、6构造为载荷切换元件。
根据图2，第一档位切换元件5构造为形状配合的切换元件，在此构造为爪式切换元件。因此，在第一档位切换元件5的闭合的状态中产生在第一太阳轮7和传动装置3的输入轴29之间的形状配合的连接。如有必要，在进行形状配合的连接之前，使这些部件同步。相比之下，第二档位切换元件6在此构造为传力的切换元件，在此构造为多片式切换元件。因此，在第二档位切换元件6的闭合的状态中产生在第一行星齿轮支架9和传动装置3的输入轴29之间的传力的或摩擦配合的连接。不需要部件的转速的同步，其中，传力的切换元件适合作为载荷切换元件。换言之，第二档位切换元件6实现了从档位级E1到档位级E2的按拉力载荷切换，反之亦然。在档位级E1、E2之间的切换过程中的载荷可通过形状配合地实施的第一档位切换元件5支持，直至第二档位切换元件6完全打开或闭合，由此尤其在切换过程期间避免在从动部处的载荷下降。替代地，两个档位切换元件5、6可和在根据图5、图6或图7的相应的实施方式中那样来构造。
图4示出了传动系2，其具有上文说明的传动装置3。在这方面，参考关于图1至图3所述的内容。在图4中还示出了电机11，其可通过输入轴29和相应的档位切换元件5、6与第一太阳轮7或与第一行星齿轮支架9连接。此外，传动系2具有行星齿轮传动部14，其具有第一行星齿轮组15。第一行星齿轮组15在此构造为负行星齿轮组，并且包括不可相对转动地与传动装置3的壳体13连接的第二太阳轮20、不可相对转动地与传动装置3的输出轴12连接的第三齿圈21以及多个可转动地支承在第二行星齿轮支架22处的行星齿轮23。第三齿圈21通过传动装置3的输出轴12与传动装置3的第一齿圈8a不可相对转动地连接，使得行星齿轮传动部14因此在驱动侧与输出轴12有效连接。行星齿轮传动部14的从动部通过以传动作用的方式与差速器16连接的第二行星齿轮支架22实现。借助于传动装置3和行星齿轮传动部14的这种组合可实现例如在6和13.5之间的总传动比。
差速器16在此构造为锥齿轮差速器，并且传动装置3通过行星齿轮传动部14以传动作用的方式将差速器与两个同轴于从动轴线17布置的从动轴18a、18b连接，其中，这里，第二从动轴18b穿过传动装置3和行星齿轮传动部14。从现有技术中已知的锥齿轮差速器16具有两个车轮侧的从动元件，它们分别构造为第一从动轮16b和第二从动轮16c。从动轮16b、16c相应与平衡元件16d、16e咬合。平衡元件16d、16e围绕其自己的轴可转动地支承在差速器外壳16a中。第一从动轮16b与第一从动轴18a不可相对转动地连接，第二从动轮16c与第二从动轴18b不可相对转动地连接。差速器16的差速器外壳16a通过中间轴32与第二行星齿轮支架22不可相对转动地连接，其中，中间轴32同轴于传动装置3的输入轴29和输出轴12穿过传动装置3，并且与差速器外壳16a联接。为了节省轴向结构空间，差速器16在空间上完全布置在电机11的转子19内。因此，在这种情况下，从动轴线17同轴于车辆1的驱动轴线33伸延，其中，转子19的旋转轴线、传动装置3的输入轴29和输出轴12同轴于驱动轴线33布置。传动装置3沿轴向布置在一者为电机11和差速器16以及另一者为行星齿轮传动部14之间。
根据图5的传动系2包括图2的传动装置3，不同之处在于，两个档位切换元件5、6构造为爪式切换元件并且组合成双切换元件41。因此参考关于图2的传动装置3的阐述。替代地，两个档位切换元件5、6可和在根据图4、图6或图7的相应的实施方式中那样来构造。针对在第一档位级E1和第二档位级E2之间的切换，参考关于图3的说明。包括分级式行星齿轮组4和两个档位切换元件5、6的传动装置3在空间上完全布置在电机11的转子19内，以便节省轴向结构空间并且将传动系2构造得更紧凑。档位切换元件5、6直接并排地同轴于驱动轴线33和从动轴线17来布置，并且共同形成双切换元件41，其以构造上紧凑的方式组合两个档位切换元件5、6。档位切换元件5、6在闭合的状态中实现在传动装置3的输入轴29和第一太阳轮7或第一行星齿轮支架9之间的形状配合的连接。因此实现特别在成本和效率方面进行了优化的离合系统。
行星齿轮传动部14的第一行星齿轮组15构造为负行星齿轮组，并且包括不可相对转动地与传动装置3的输出轴12连接的第三齿圈21、不可相对转动地与壳体13连接的位置固定的第二太阳轮20以及多个可转动地支承在第二行星齿轮支架22处的行星齿轮23。第三齿圈21通过输出轴12与传动装置3的第一齿圈8a不可相对转动地连接，使得行星齿轮传动部14因此在驱动侧与传动装置3的输出轴12有效连接。行星齿轮传动部14的从动部通过不可相对转动地与差速器16的差速器外壳16a连接的第二行星齿轮支架22实现。差速器16构造为锥齿轮差速器，并且还与根据图4的差速器16相同，从而适用相关的阐述。通过传动装置3和行星齿轮传动部14的这种组合可实现在6和13.5之间的总传动比。
传动装置3通过行星齿轮传动部14以传动作用的方式将差速器16与从动轴18a、18b连接，其中，这里第一从动轴18a沿轴向穿过传动装置3和电机11。行星齿轮传动部14沿轴向布置在一者为电机11和传动装置3以及另一者为差速器16之间。替代地可考虑，差速器16还与传动装置3一起在空间上布置在电机11的转子19内，以便附加地节省轴向结构空间。差速器16通过中间轴32与第二行星齿轮支架22以传动作用的方式连接，其中，中间轴32同轴于传动装置3的输出轴12布置。这里，从动轴线17同样同轴于驱动轴线33布置。
根据图6的传动系2包括图2的传动装置3，不同之处在于，两个档位切换元件5、6构造为爪式切换元件。因此参考关于图2的传动装置3的阐述。针对在第一档位级E1和第二档位级E2之间的切换，参考关于图3的说明。图6示出了根据本发明的传动系2的第三实施例，其中，这里，包括分级式行星齿轮组4和两个档位切换元件5、6的传动装置3在空间上完全布置在电机11的转子19内，以便节省传动系2的轴向结构空间。档位切换元件5、6在闭合的状态中实现在传动装置3的输入轴29和第一太阳轮7或第一行星齿轮支架9之间的形状配合的连接。由此实现特别在成本和效率方面进行了优化的离合系统。替代地可考虑，对相应构造为爪式切换元件的档位切换元件5、6进行组合，并且将其构造为双切换元件，如在图5中那样来构造。此外，替代地，可将两个档位切换元件5、6如在根据图4或图7的相应的实施方式中那样来构造。
相比于根据图4和图5的具有构造为锥齿轮差速器的差速器16的传动系2，根据图6的传动系2包括构造为整体式差速器25的差速器16，其具有第二行星齿轮组26和第三行星齿轮组27。两个行星齿轮组26、27相应根据对整体式差速器25的要求、尤其是对整体式差速器25的应实现的传动比的要求，沿轴向并排或沿径向相叠地布置。这里，行星齿轮组26、27沿径向相叠地布置，由此节省传动系2的轴向的结构空间。换句话说，行星齿轮组26、27位于垂直于从动轴18a、18b或从动轴线17的共同的平面中。因此，整体式差速器25以沿径向嵌套的结构方式来实施。
通过第二行星齿轮组26可将第一从动力矩传递到第一从动轴18a。第二行星齿轮组26的与第一从动力矩相反作用的支撑力矩传递到第三行星齿轮组27，并且可在第三行星齿轮组27中进行转换，使得与第一从动力矩相对应的第二从动力矩可传递到第二从动轴18b。整体式差速器25构造为行星齿轮传动部。整体式差速器25通过其同时为传动装置3的输出轴12的输入轴与传动装置3有效连接。在整体式差速器25处的从动部通过两个从动轴18a、18b实现。换句话说，通过整体式差速器25将驱动功率分配到两个从动轴18a、18b上。这里，第一从动轴18a延伸穿过传动装置3和电机11。第二从动轴18b沿相反的方向远离传动系2延伸。通过提高来自传动装置3的转矩的整体式差速器25在传动装置3之后布置在传动系2的端部处，可将在功率流中布置在其上游的构件构造得相对较小和细窄，由此使得制造成本更有利并且降低了传动系2的总重量。从动轴18a、18b、整体式差速器25、电机11以及传动装置3同轴于传动装置3的驱动轴线33以及车辆1的从动轴线17布置。
传动装置3的输出轴12不可相对转动地与第二行星齿轮组26的第三太阳轮34a连接。因此，第一齿圈8a不可相对转动地与第三太阳轮34a连接。功率从第二行星齿轮组26传递到第三行星齿轮组27通过耦联轴35来实现，该耦联轴一方面不可相对转动地与第二行星齿轮组26的第四齿圈36a连接，另一方面不可相对转动地与第三行星齿轮组27的第四太阳轮34b连接。耦联轴35、第四齿圈36a和第四太阳轮34b尤其一件式地彼此连接。耦联轴35与第四齿圈36a和第四太阳轮34b还可构造为齿圈，该齿圈除了内齿部之外还具有外齿部。在空间上在第三太阳轮34a和第四齿圈36a之间布置有多个第二行星齿轮37a，它们在此可转动地布置在可转动地支承的第三行星齿轮支架38a上。此外，在相同的沿径向延伸的平面中并且沿径向在第二行星齿轮组26之外在空间上在第三行星齿轮组27的第四太阳轮34b和第五齿圈36b之间布置有多个第三行星齿轮37b，它们在此可转动地布置在固定于壳体的第四行星齿轮支架38b上。到第一从动轴18a的第一输出通过第二行星齿轮组26的不可相对转动地与之连接的第三行星齿轮支架38a实现。到第二从动轴18b的第二输出通过第三行星齿轮组27的不可相对转动地与之连接的第五齿圈36b实现。
按照根据图7的传动系2的第四实施例，传动装置3沿轴向布置在电机3和差速器16之间，其中，差速器16布置在从动轴线17上，其在此轴向平行于驱动轴线33布置。因此，在驱动轴线33上还布置有传动装置3的输入轴29和输出轴12。输出轴12通过这里单级构造的转换级24以传动作用的方式连接，该转换级包括与输出轴12不可相对转动地连接的第三齿轮39a和与差速器16的差速器外壳16a不可相对转动地连接的第四齿轮39b。第四齿轮39b尤其可直接构造为在差速器外壳16a处的齿部。齿轮39a、39b在此构造为正齿轮，从而转换级24因此是正齿轮级。转换级24通过相应地形成齿轮直径和齿数影响传动系2的总传动比。在这方面，可取消对应于根据图4和图5的实施例的附加的行星齿轮传动部14。然而，根据对传动系的要求，可有意义地设置另一传动部，以提高总传动比。通过轴向平行地布置传动系组成，节省了传动系2的轴向的结构空间，亦即，尤其是由于电机11与传动装置3一起沿径向布置在差速器16旁边。因此还可更薄地设计电机11，这又对在驱动轴线33和从动轴线17之间的轴向距离产生积极影响。差速器16在此构造为锥齿轮差速器，并且还与根据图4的差速器16相同，其中，参考相关阐述。
在当前情况下，传动装置3的两个档位切换元件5、6构造为多片式切换元件，其相应在闭合的状态中实现在传动装置3的输入轴29和第一太阳轮7或第一行星齿轮支架9之间的传力或摩擦配合的连接。在此有利的是，在档位级E1和E2之间的拉力切换部以及推力切换部可按载荷切换，反之亦然。在档位级E1、E2之间的切换过程中的载荷可通过第一档位切换元件5来支持，直至第二档位切换元件6完全打开或闭合，反之亦然，由此避免尤其在切换过程中在从动部处的载荷下降。换句话说，档位切换元件5、6在此为载荷切换元件。因此，根据图7的传动系2包括图2的传动装置3，不同之处在于，两个档位切换元件5、6构造为多片式切换元件。因此参考关于图2的传动装置3的阐述。针对在第一档位级E1和第二档位级E2之间的切换，参考关于图3的说明。替代地，两个档位切换元件5、6可和在根据图4、图5或图6的实施方式中那样来构造。
在图8中示出了传动系2的第五实施例，在其中传动装置3沿轴向布置在电机3和差速器16之间。类似于图7，构造为锥齿轮差速器的差速器16布置在与驱动轴线33轴向平行的从动轴线17上，传动装置3的输入轴29和输出轴12处在驱动轴线33上。传动装置3的输出轴12通过两个转换级24、40与差速器16有效连接，其中，第一转换级24包括与输出轴12不可相对转动地连接的第三齿轮39a、以及与轴向平行于驱动轴线33和从动轴线17布置的中间轴32不可相对转动地连接的第四齿轮39b。第二转换级40的第五齿轮39c沿轴向相邻于第四齿轮39b不可相对转动地布置在中间轴32上，其与和差速器16有效连接的第六齿轮39d啮合。两个转换级24、40通过相应地形成齿轮39a-39d的齿轮直径和齿数影响传动系2的总传动比。齿轮39a-39d在此构造为正齿轮，从而使得转换级24、40因此为正齿轮级。通过轴向平行地布置传动系组成，节省了传动系2的轴向结构空间，亦即，尤其是由于电机11与传动装置3一起沿径向布置在差速器16旁边。因此还可更薄地设计电机11，这又对在驱动轴线和从动轴线之间的轴向距离产生积极影响。
传动装置3的两个档位切换元件5、6直接并排地同轴于驱动轴线33布置，并且共同形成双切换元件41，其组合了两个档位切换元件5、6。在当前的情况下，两个档位切换元件5、6构造为爪式切换元件，如在参考根据图5的实施例中那样。对于在第一档位级E1和第二档位级E2之间的切换，参考对图3的说明。此外，参考与图7相关的阐述和此处的参考，尤其参考图2和图5。替代地，两个档位切换元件5、6可和根据图4、图6或图7的相应的实施方式中那样来构造。此外，替代地，传动装置3可布置在转子19内，如根据图5和图6的实施方式那样。
附图标记列表
1 车辆
2 传动系
3 传动装置
4 分级式行星齿轮组
5 第一档位切换元件
6 第二档位切换元件
7 第一太阳轮
8a 第一齿圈
8b 第二齿圈
9 第一行星齿轮支架
10 分级式行星齿轮
11 电机
12 传动装置的输出轴
13 壳体
14 行星齿轮传动部
15 第一行星齿轮组
16 差速器
16a 差速器外壳
16b 差速器的第一从动轮
16c 差速器的第二从动轮
16d 差速器的平衡元件
16e 差速器的平衡元件
17 从动轴线
18a 第一从动轴
18b 第二从动轴
19 电机的转子
20 第二太阳轮
21 第三齿圈
22 第二行星齿轮支架
23 第一行星齿轮
24 第一转换级
25 整体式差速器
26 第二行星齿轮组
27 第三行星齿轮组
28 车辆的车轮
29 传动装置的输入轴
30 电机的定子
31a 分级式行星齿轮的第一齿轮
31b 分级式行星齿轮第二齿轮
32 中间轴
33 驱动轴线
34a 整体式差速器的第三太阳轮
34b 整体式差速器的第四太阳轮
35 整体式差速器的耦联轴
36a 第四齿圈
36b 第五齿圈
37a 第二行星齿轮
37b 第三行星齿轮
38a 第三行星齿轮支架
38b 第四行星齿轮支架
39a 转换级的第三齿轮
39b 转换级的第四齿轮
39c 转换级的第五齿轮
39d 转换级的第六齿轮
40 第二转换级
41 双切换元件
E1 第一档位级
E2 第二档位级。

Claims (15)

1.一种用于至少部分地电驱动的车辆(1)的传动系(2)的传动装置(3)，该传动装置包括分级式行星齿轮组(4)、第一档位切换元件(5)和第二档位切换元件(6)，其中，所述分级式行星齿轮组(4)具有第一太阳轮(7)、第一齿圈(8a)、第二齿圈(8b)以及可转动地支承在第一行星齿轮支架(9)处的多个分级式行星齿轮(10)，其中，所述第一齿圈(8a)与所述传动装置(3)的输出轴(12)不可相对转动地连接，其中，所述第二齿圈(8b)与壳体(13)不可相对转动地连接，其中，所述第一档位切换元件(5)设立成，在闭合的状态中使所述第一太阳轮(7)与电机(11)以传动作用的方式连接，其中，所述第二档位切换元件(6)设立成，在闭合的状态中使所述第一行星齿轮支架(9)与所述电机(11)以传动作用的方式连接，并且其中，为了转动驱动所述输出轴(12)，两个档位切换元件(5、6)中的一个档位切换元件处在闭合的状态中。
2.根据权利要求1所述的传动装置(3)，其中，所述第一档位切换元件(5)构造为形状配合的切换元件。
3.根据权利要求1所述的传动装置(3)，其中，所述第一档位切换元件(5)构造为传力的切换元件。
4.根据上述权利要求1至3中任一项所述的传动装置(3)，其中，所述第二档位切换元件(6)构造为形状配合的切换元件。
5.根据上述权利要求1至3中任一项所述的传动装置(3)，其中，所述第二档位切换元件(6)构造为传力的切换元件。
6.根据上述权利要求中任一项所述的传动装置(3)，其中，两个档位切换元件(5、6)共同构造为双切换元件(41)。
7.一种用于至少部分地电驱动的车辆(1)的传动系(2)，该传动系包括根据上述权利要求中任一项所述的传动装置(3)、电机(11)以及差速器(16)，该差速器使所述传动装置(3)以传动作用的方式与两个同轴于从动轴线(17)布置的从动轴(18a、18b)连接。
8.根据权利要求7所述的传动系(2)，其中，所述差速器(16)构造为锥齿轮差速器。
9.根据权利要求7或8所述的传动系(2)，其中，还包括与所述传动装置(3)的输出轴(12)以传动作用的方式连接的行星齿轮传动部(14)，该行星齿轮传动部具有至少一个第一行星齿轮组(15)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的传动系(2)，其中，所述行星齿轮传动部(14)的第一行星齿轮组(15)具有固定于壳体的第二太阳轮(20)、第三齿圈(21)以及可转动地支承在第二行星齿轮支架(22)处的多个行星齿轮(23)，其中，所述第三齿圈(21)不可相对转动地与所述传动装置(3)的第一齿圈(8a)连接。
11.根据权利要求10所述的传动系(2)，其中，所述差速器(16)的差速器外壳(16a)不可相对转动地与所述行星齿轮传动部(14)的第二行星齿轮支架(22)连接。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的传动系(2)，其中，所述传动装置(3)和/或所述差速器(16)在空间上至少部分地或完全布置在所述电机(11)的转子(19)之内。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的传动系(2)，其中，至少一个第一转换级(24)在传动技术上布置在所述传动装置(3)的输出轴(12)和所述差速器(16)之间。
14.根据权利要求7所述的传动系(2)，其中，所述差速器(16)构造为整体式差速器(25)，其具有第二行星齿轮组(26)和第三行星齿轮组(27)，其中，每个行星齿轮组(26、27)与相应的从动轴(18a、18b)以传动作用的方式连接，其中，借助于所述第二行星齿轮组(26)能够将第一从动力矩传递到所述第一从动轴(18a)上，并且其中，所述第二行星齿轮组(26)的支撑力矩能够在所述第三行星齿轮组(27)中进行转换，使得与所述第一从动力矩相对应的第二从动力矩能够传递到所述第二从动轴(18b)上。
15.根据权利要求14所述的传动系(2)，其中，所述整体式差速器(25)和所述从动轴(18a、18b)设立成与所述车辆(1)的从动轴线(17)同轴地布置。
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