CN116745156A - 用于车辆车桥的电驱动装置 - Google Patents

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CN116745156A CN202180090215.5A CN202180090215A CN116745156A CN 116745156 A CN116745156 A CN 116745156A CN 202180090215 A CN202180090215 A CN 202180090215A CN 116745156 A CN116745156 A CN 116745156A
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Abstract

本发明涉及一种用于车辆车桥的电驱动装置(1)，该电驱动装置包括：电机(3)的转子(2)，该电机具有输入轴(4)，车辆的驱动轴，传动齿轮机构(5)，该传动齿轮机构设置在输入轴与驱动轴之间，该齿轮机构包括至少一个啮合元件，以及驻车制动装置(9)，该驻车制动装置具有挡轮(10)，该挡轮能够与驱动轴、输入轴和啮合元件中的一者协作，其中，驱动装置具有设置在输入轴与驱动轴之间的扭矩限制器(17)，该扭矩限制器与挡轮协作。

Description

用于车辆车桥的电驱动装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆车桥的电驱动装置。本发明可应用于电动车辆的变速器领域。
背景技术
已知一种用于车辆车桥的电驱动装置，该电驱动装置包括电机的转子、车辆的驱动轴、传动齿轮机构，该电机具有输入轴，该传动齿轮机构设置在输入轴与驱动轴之间。在一个示例中，齿轮机构由输入轴直接驱动。电机的速度(即转子的速度)相对于车辆的驱动轴的转速被传动齿轮机构降低。驱动轴可以是(特别是经由差动齿轮)彼此功能性连接的两个主轴。在一个示例中，传动齿轮机构包括两个齿轮级。小齿轮齿可以设置在输入轴的周边上，这些小齿轮齿与第一传动级的齿轮啮合。
这种电驱动装置还配备有驻车制动器或手刹。驻车制动器的目的是防止车辆在发动机关闭时移动。一般来说，驻车制动器是通过杠杆来启用的。
特别地，驻车制动器是对相对于静止支撑件旋转的轴的机械锁定。例如，旋转的轴是输入轴，并且支撑件是齿轮机构的罩壳。驻车制动器基本上包括在其圆周上具有齿的挡轮，并且驻车制动器以在旋转意义上固定的方式连接到电机的转子轴。当驻车制动器被致动时，锁定机构接合。例如，棘爪被致动以便接合在挡轮的齿中，接着致使输入轴的旋转被强制停止，并且因此使车辆停止。棘爪就旋转而言固定地安装在静止的支撑件(比如齿轮机构的罩壳)上。
在锁定机构的介入期间，车辆的所有惯性可能超过电机的转子的惯性。电机形成的所有惯性也通过齿轮及其轴承传递。可能产生过大扭矩，该过大扭矩会损坏这些齿轮和相关联的轴承。
为了避免这些缺点，已知的是增大齿轮和相关联的轴承的尺寸。然而，这种尺寸增大致使齿轮机构占据的体积增大。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种装置来改进现有技术的用于车辆车桥的电驱动装置，该装置在不增大齿轮机构占据的体积的情况下耗散了因使用驻车制动器而产生的过大扭矩的能量。
本发明旨在解决这个问题，并且为此，本发明涉及一种用于车辆车桥的电驱动装置，该电驱动装置包括
电机的转子，该电机具有输入轴，
车辆的驱动轴，
传动齿轮机构，该传动齿轮机构设置在输入轴与驱动轴之间，该齿轮机构包括至少一个啮合元件，以及
驻车制动装置，该驻车制动装置具有挡轮，该挡轮能够与驱动轴、输入轴和啮合元件中的一者协作，其中，驱动装置具有设置在输入轴与驱动轴之间的扭矩限制器，该扭矩限制器与挡轮协作。
因此，根据本发明，尤其由电机的惯性产生的力将大部分被扭矩限制器产生的摩擦力耗散掉。扭矩限制器使得可以逐渐停止输入轴的旋转，从而允许由电机的惯性产生的力随着时间的推移而衰减。
优选地，扭矩限制器是与电机分离的机械装置。
优选地，扭矩限制器在运动学上设置在输入轴与驱动轴之间。
在优选示例中，挡轮与输入轴协作，并且扭矩限制器设置在挡轮与输入轴之间。
在优选示例中，齿轮机构可以是与差速器相关联或不相关联的减速器。
在变型中，挡轮可以与差速器的壳体和扭矩限制器协作。
优选地，扭矩限制器是摩擦限制器。
在本发明的一个实施例中，扭矩限制器具有摩擦盘和弹性构件，摩擦盘被安装成抵靠挡轮，同时就旋转而言固定到输入轴、驱动轴和啮合元件中的一者，并且弹性构件被安装成一方面分别抵靠输入轴、驱动轴和啮合元件中的一者，并且另一方面抵靠摩擦盘。优选地，挡轮就旋转而言被固定到输入轴，并且弹性构件被安装成抵靠输入轴和摩擦盘。更具体地，在扭矩限制器的脱离扭矩以下，挡轮经由扭矩限制器就旋转而言被固定到输入轴，并且弹性构件被安装成抵靠输入轴和摩擦盘。因此，弹性构件将摩擦盘压靠在挡轮上。
在本发明的一个实施例中，挡轮能够通过摩擦与驱动轴、输入轴和啮合元件中的一者协作。在一个示例中，挡轮可以与第二减速级的轴或中间轴协作。
在本发明的一个实施例中，挡轮具有第一摩擦表面，并且驱动轴、输入轴和啮合元件中的一者具有第二摩擦表面，第一表面和第二表面各自形成截头圆锥形表面。特别地，第一表面和第二表面各自内接在截头圆锥形圆柱体中。
在本发明的一个实施例中，弹性构件由Belleville垫圈或螺旋弹簧形成。
在本发明的一个实施例中，摩擦盘就旋转而言被固定地安装成围绕输入轴并且抵靠挡轮，弹性构件被安装成抵靠摩擦盘并且抵靠由输入轴形成的止挡件。特别地，摩擦盘具有至少一个第一紧固器件，并且输入轴具有至少一个第二紧固器件，摩擦盘和输入轴通过第一紧固器件和第二紧固器件彼此的联合协作而彼此旋转紧固。在一个示例中，第一紧固器件形成突起，并且第二紧固器件形成凹陷，该凹陷能够具有与该突起的形状互补的形状。
在本发明的一个实施例中，止挡件由围绕输入轴紧密安装的簧环形成。
在本发明的一个实施例中，摩擦盘被安装成围绕啮合元件并且抵靠挡轮，弹性构件被安装成抵靠摩擦盘并且抵靠由啮合元件形成的止挡件。在一个示例中，齿轮机构具有减速器和差速器，该减速器包括两个减速级。啮合元件可以是减速器的齿式轮、或是差速器壳体。
在其另一方面，本发明还涉及一种用于车辆车桥的电驱动装置，该电驱动装置包括
电机的转子，该电机具有输入轴，
车辆的驱动轴，
传动齿轮机构，该传动齿轮机构设置在输入轴与驱动轴之间，该齿轮机构包括至少一个啮合元件，以及
驻车制动装置，该驻车制动装置具有挡轮，其中，
挡轮与驱动轴、输入轴和啮合元件中的一者旋转连接，其中，挡轮与驱动轴、输入轴和啮合元件中的一者通过啮合彼此协作，并且其中，
驱动装置还具有至少一个弹性元件，该弹性元件插置于挡轮与驱动轴、输入轴和啮合元件中的一者之间，该弹性元件以某种方式被定位和配置以便在驻车制动器被致动时产生弹性旋转扭矩。
在本发明的一个实施例中，轮毂插置于挡轮与输入轴之间，该轮毂旋转连接到挡轮和输入轴，弹性元件定位在挡轮与轮毂之间或轮毂与输入轴之间。
在本发明的一个实施例中，挡轮和轮毂通过轴向连接器件彼此协作，弹性元件插置于这些轴向连接器件之间。
在本发明的一个实施例中，弹性元件形成沿着输入轴的旋转轴线轴向延伸的圆柱体。
在本发明的一个实施例中，轴向连接器件由突起和凹部形成，通过将突起轴向插入对应凹部中，挡轮和轮毂彼此协作。
在本发明的一个实施例中，突起由挡轮或轮毂形成，并且凹部相应地由轮毂或挡轮形成。
在本发明的一个实施例中，突起从环轴向延伸并在该环的周边的至少一部分上延伸。在一个示例中，挡轮形成环，并且突起由此环形成，突起从环的面沿着输入轴的旋转轴线轴向延伸。
在本发明的一个实施例中，凹部在输入轴的旋转轴线的方向上径向形成，并且由中空圆柱体在圆柱体的周边的至少一部分上形成。在优选示例中，轮毂形成中空圆柱体，并且凹部朝向输入轴的旋转轴线并从圆柱体的内接在圆柱体的轮廓中的面径向挖出。
在本发明的一个实施例中，轮毂形成至少一个包括两个侧边缘的部分，并且挡轮形成至少一个包括两个侧面的突起，通过将突起插入相关联的凹部中，挡轮和轮毂彼此协作，弹性元件楔入突起的侧面与轮毂的部分的侧边缘之间。
在优选示例中，弹性元件形成弹性垫。
弹性元件具有周向作用，并充当扭转减振器。
附图说明
通过阅读以下描述并研究附图将更好地理解本发明。这些附图仅通过本发明的完全非限制性说明给出。
图1示出了根据本发明的第一实施例的用于车辆的车桥的电驱动装置的截面；
图2展示了根据图1的驱动装置的分解部分；
图3展示了根据本发明的第二实施例的用于车辆的车桥的电驱动装置；
图4a展示了根据本发明的另一方面的用于车辆的车桥的电驱动装置的一部分的纵向截面；
图4b展示了图4a中的装置的驱动装置沿着截面A-A的截面，以及
图4c展示了图4a中的驱动装置的分解部分。
为了简单起见，相似的元件在各图中具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1和图2示出了用于车辆车桥的电驱动装置1，该电驱动装置包括电机3的转子2，该电机具有输入轴4。驱动装置1还具有车辆的驱动轴(未示出)、设置在输入轴4与驱动轴之间的减速器5。驱动轴可以将减速器5连接到车辆的车轮(未示出)。输入轴4的一端旋转连接到转子，并且另一相反端通过啮合而与减速器5协作。
驱动装置1还具有容纳在减速器5的罩壳23中的驻车制动装置9。驻车制动装置9包括挡轮10，该挡轮能够与输入轴4协作以进行旋转连接。
特别地，此挡轮10围绕输入轴4设置。挡轮10形成环，该环的内周边具有截头圆锥形的第一摩擦表面11。输入轴3对应地在外周边上具有第二摩擦表面12，第二摩擦表面的形状与第一摩擦表面11的形状互补。特别地，第二摩擦表面12也是截头圆锥形的。挡轮10和输入轴4通过第一摩擦表面11与第二摩擦表面12的协作而彼此旋转连接。
挡轮10在外周边上具有凹槽，比如13。这些凹槽13平行于输入轴4的旋转轴线X制出。在此示例中，凹槽13彼此等距设置。这些凹槽13能够接纳挡轮10的锁定机构(在图1和图2中未展示，但在图3中以15展示)的棘爪(在图1和图2中未展示，但在图3中以14展示)。在此示例中，输入轴4的旋转轴线X与电机3的旋转轴线同轴。
根据本发明的优选实施例，驱动装置1具有扭矩限制器17。在此示例中，扭矩限制器17围绕输入轴4设置。扭矩限制器17被配置成与挡轮10协作。特别地，扭矩限制器17具有摩擦盘18，该摩擦盘被安装成抵靠挡轮10，同时就旋转而言固定到输入轴4。具体地，摩擦盘18具有突起19，该突起能够通过形状的互补而定位成面向由输入轴4形成的凹陷20。扭矩限制器17还具有Belleville垫圈21，该垫圈围绕输入轴4定位，同时被安装成在一侧抵靠挡轮10，并且在另一侧抵靠由输入轴4形成的止挡件22。止挡件22可以是安装在由输入轴4围绕旋转轴线X形成的周向凹槽25内的簧环。或者，在未展示的另一示例中，止挡件22可以由围绕输入轴4紧密安装的另一簧环形成。
减速器5具有第一减速级6和第二减速级7。在此示例中，输入轴4与第一减速级6协作。减速器5可以与差速器(在图1和图2中未展示，但在图3中以8展示)相关联。
第一轴承和第二轴承(比如24)围绕输入轴4设置，同时连接到输入轴4和齿轮装置5的罩壳23。在这两个轴承24之间设置有挡轮10和扭矩限制器17。
在操作中，只要电机3在运行，挡轮10就被输入轴4永久地驱动旋转。当驻车制动装置9被置于适当位置时，挡轮10被阻止旋转，并且这致使输入轴4停止旋转。经由扭矩限制器17，逐渐实现输入轴4的这种旋转停止。具体地，被定位成抵靠挡轮10同时旋转连接到输入轴4的摩擦盘18将允许输入轴4相较于挡轮10的旋转停止更为逐渐地停止。这种逐渐停止将通过挡轮10相对于输入轴4断开连接来实现，直到消除由这种旋转停止导致的过大扭矩。
图3还展示了根据本发明的第二实施例的驱动装置100。在此图中，可以观察到锁定机构15的存在，该锁定机构包括就旋转而言固定地安装在减速器5的罩壳23上的枢轴销16。在此枢轴16上安装有棘爪14，该棘爪能够围绕此同一枢轴16旋转，以便在锁定控制器(未示出)的作用下插入其中一个凹槽13中。通过插入其中一个凹槽13中，棘爪14致使挡轮10停止相对于罩壳23以及相对于输入轴4旋转。
在此图中，还可以观察到第一齿轮级6和第二齿轮级7、以及车桥差速器8的存在。差速器8具有由第二齿轮级7的输出小齿轮驱动的壳体26。齿轮级中的每一个齿轮级具有至少一个小齿轮和一个齿式轮，小齿轮和齿式轮彼此协作以便传递扭矩。
在未示出的变型中，挡轮10可以围绕差速器8的壳体26安装。
图4a、图4b和图4c展示了根据本发明的另一方面的驱动装置200。根据此另一方面，驱动装置还具有至少一个弹性垫27，该至少一个弹性垫插置于挡轮10与输入轴4之间。在此示例中，弹性垫27被示出为具有圆形截面的长形圆柱形形状。但是弹性垫27可以是任何其他球形或立方体形状。弹性垫27以某种方式被定位和配置以便在图4a、图4b和图4c所示的驻车制动器被挡轮10致动时产生弹性旋转扭矩。
轮毂28插置于挡轮10与输入轴4之间。轮毂28通过彼此啮合而旋转连接到挡轮10和输入轴4。弹性垫27定位在挡轮10与轮毂28之间。
挡轮10具有突起29(在图4b和图4c中可见)，这些突起从环30轴向延伸并在环30的周边的至少一部分上延伸。突起29沿着输入轴4的旋转轴线X轴向延伸。
轮毂28形成对应于突起29的凹部31。凹部31中的每一个凹部在输入轴4的旋转轴线X的方向上径向形成，并且由中空圆柱体在圆柱体的周边的至少一部分上形成。凹部31朝向旋转轴线X并从圆柱体的内接在圆柱体的轮廓中的面径向挖出。
轮毂28的凹部31中的每一个凹部形成两个侧边缘，比如32，并且挡轮10的突起29形成两个侧面，比如33。通过将突起29插入相关联的凹部31中，轮毂28和挡轮10彼此协作，弹性垫27楔入轮毂28的部分的边缘32与突起29的侧面33之间。
轮毂28具有轴向圆柱形部分35，该轴向圆柱形部分旨在径向定位在包括凹槽13的挡轮10与输入轴4之间。凹部31在轮毂28的另一圆柱形部分36上制出，该另一圆柱形部分被挡轮10的突起29部分覆盖。
为了将挡轮10轴向保持在输入轴4上，设置了容纳在输入轴4上的簧环34。

Claims (11)

1.一种用于车辆车桥的电驱动装置(1)，所述电驱动装置包括：
电机(3)的转子(2)，所述电机具有输入轴(4)，
所述车辆的驱动轴，
传动齿轮机构(5)，所述传动齿轮机构设置在所述输入轴与所述驱动轴之间，所述齿轮机构包括至少一个啮合元件，以及
驻车制动装置(9)，所述驻车制动装置具有挡轮(10)，所述挡轮能够与所述驱动轴、所述输入轴和所述啮合元件中的一者协作，其中，所述驱动装置具有设置在所述输入轴与所述驱动轴之间的扭矩限制器(17)，所述扭矩限制器与所述挡轮协作。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述扭矩限制器具有摩擦盘(18)和弹性构件(21)，所述摩擦盘被安装成抵靠所述挡轮，同时就旋转而言固定到所述输入轴、所述驱动轴和所述啮合元件中的一者，并且所述弹性构件被安装成一方面分别抵靠所述输入轴、所述驱动轴和所述啮合元件中的一者，并且另一方面抵靠所述摩擦盘。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述挡轮能够通过摩擦与所述驱动轴、所述输入轴和所述啮合元件中的一者协作。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述挡轮具有第一摩擦表面(11)，并且所述驱动轴、所述输入轴和所述啮合元件中的一者具有第二摩擦表面(12)，所述第一表面和所述第二表面各自形成截头圆锥形表面。
5.如权利要求2至4任一项所述的装置，其中，所述弹性构件由Belleville垫圈或螺旋弹簧形成。
6.如权利要求2至5任一项所述的装置，其中，所述摩擦盘以围绕所述输入轴旋转方式而固定地安装，并且抵靠所述挡轮，所述弹性构件被安装成抵靠所述摩擦盘并且抵靠由所述输入轴形成的止挡件(22)。
7.如权利要求6所述的装置，其中，所述止挡件由围绕所述输入轴紧密安装的簧环形成。
8.如权利要求2至7任一项所述的装置，其中，所述摩擦盘具有至少一个第一紧固器件，并且所述输入轴具有至少一个第二紧固器件，所述摩擦盘和所述输入轴通过所述第一紧固器件和所述第二紧固器件彼此联合协作而彼此旋转紧固。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述第一紧固器件形成突起，并且所述第二紧固器件形成凹陷。
10.如权利要求2至5任一项所述的装置，其中，所述摩擦盘被安装成围绕所述啮合元件并且抵靠所述挡轮，所述弹性构件被安装成抵靠所述摩擦盘并且抵靠由所述啮合元件形成的止挡件。
11.如前述权利要求任一项所述的装置，其中，所述扭矩限制器是与所述电机分离的机械装置。
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