本发明涉及用于机动车驱动桥、尤其是用于电动的车桥驱动设备的车桥传动系统,车桥传动系统包括行星级、被设置成用于与机动车驱动桥的驱动车轮连接的第一从动轴和第二从动轴、以及被设置成用于与驱动装置耦联的驱动轴,其中,行星级具有太阳轮、齿圈和行星架,在行星架中以能转动方式支承有至少一个行星轮,并且其中,至少一个行星轮与太阳轮和齿圈分别处于啮合中。此外,本发明还涉及机动车驱动桥和电动的车桥驱动设备。
背景技术:
1、机动车驱动桥作为车桥传动装置通常包括差速器,经由差速器将驱动扭矩对称地横向分配到各自的机动车驱动桥的驱动车轮上,并且同时在各自的机动车转弯行驶时在驱动车轮之间能够实现转速差。这种差速器通常被设计为锥齿轮差速器。在某些机动车驱动桥(如门式车桥)中,可以在各自的车桥传动装置下游还接有另外的传动比级。
2、由de 10 2012 101 209 a1得知一种车桥传动系统,除了驱动轴和两个从动轴之外,该车桥传动系统还具有行星级和两个圆柱齿轮级。在此,与从动轴抗相对转动地连接有机动车驱动桥的驱动车轮,而在驱动轴处与机动车驱动桥的驱动装置建立耦联,驱动装置由两个电机形成。行星级由太阳轮、齿圈和行星架组成,在行星架中以能转动的方式地支承有多个行星轮。其中每个行星轮在此与太阳轮和齿圈都处于啮合中。行星级的齿圈与驱动轴抗相对转动地连接,而行星架和太阳轮则都分别与各自下游的圆柱齿轮级的各一个圆柱齿轮抗相对转动地连接。在此,经由其中一个圆柱齿轮级与其中一个从动轴建立耦联,以及经由另一圆柱齿轮级与另一从动轴建立耦联。
技术实现思路
1、基于上述现有技术,现在本发明的任务是提供一种径向上尽可能结构紧凑的车桥传动系统,借助该车桥传动系统可以在尽可能高的传动比的情况下同时表现出对称的扭矩分配。
2、该任务基于权利要求1的前序部分结合其具有区分性的特征来解决。以下从属权利要求分别反映了本发明的有利的改进方案。此外,具有根据本发明的车桥传动系统的机动车驱动桥是权利要求12的主题。此外,权利要求13至15分别涉及电动的车桥驱动设备。
3、根据本发明,车桥传动系统包括行星级、被设置成用于与机动车驱动桥的驱动车轮连接的第一从动轴和第二从动轴、以及被设置成用于与驱动装置耦联的驱动轴。行星级具有太阳轮、齿圈和行星架,在行星架中以能转动方式支承有至少一个行星轮。在此,至少一个行星轮与太阳轮和齿圈分别处于啮合中。
4、因此,在根据本发明的车桥传动系统中设置有驱动轴以及第一从动轴和第二从动轴。在本发明的意义下,“轴”被理解为车桥传动系统的能旋转的构件,经由该构件可以在直接紧固在其上的部件之间实现动力流引导。在此,各自的轴可以将这些部件轴向上或径向上彼此连接起来,或者也可以轴向和径向上彼此连接起来。因此,各自的轴也可以作为中间件存在,经由该中间件仅实现径向上的连接。
5、在车桥传动系统中,驱动轴被设置成用于接驳到驱动装置上。因此,在车桥传动系统的安装状态下,在运行中在驱动轴处发生驱动运动的引入。两个从动轴被设置成用于与各自的机动车驱动桥的驱动车轮连接,其中,在车桥传动系统的安装状态下,各个从动轴在此优选在各自的(尤其是形式为各自的轴端的)联接部位处抗相对转动地与分别配属的轮毂连接,在轮毂上可以抗相对转动地紧固各自的驱动车轮。在这方面,在车桥传动系统的安装状态下,经由第一从动轴建立了至第一驱动侧以及位于那里的驱动车轮的连接,而经由第二从动轴实现了至第二驱动侧进而是被接驳在此的驱动车轮的连接。
6、尤其地,两个从动轴彼此同轴,并且在此优选限定了车轮轴线,机动车驱动桥的驱动车轮的旋转轴线也位于该车轮轴线上。另外优选地,驱动轴相对两个从动轴轴线偏移地安置,并且在此尤其限定了驱动轴线,在运行中,在该驱动轴线上发生驱动运动的引入,该驱动运动在分配至两个从动轴的情况下进一步在车桥传动系统之内引导。
7、在本发明的意义下,“轴向上”被理解为在车桥传动系统的各自的能旋转的部件的各自旋转轴线的方向上的定向。而“径向上”分别被理解为在各自的部件的直径方向上的定向。
8、此外,根据本发明的车桥传动系统还包括行星级,行星级由太阳轮、齿圈和行星架组成。在此,在行星架中以能转动方式支承有至少一个行星轮,其中,至少一个行星轮在此与径向上位于内部的太阳轮和径向上在周围的齿圈分别处于啮合中。然而,特别优选地,在行星架中以能转动的方式地支承有多个行星轮,这些行星轮都分别与太阳轮和齿圈咬合。在这方面,根据本发明的车桥传动系统的行星级被设计为负行星级。
9、本发明现在包含以下技术上的教导,即,行星级具有小于-1的静态传动比。此外,行星级的太阳轮与驱动轴抗相对转动地连接,而行星架与第一输出轴抗相对转动地处于连接中,第一输出轴经由第一中间传动部与第一从动轴耦联,并且齿圈与第二输出轴抗相对转动地连接,第二输出轴经由第二中间传动部与第二从动轴耦联。这些中间传动部的传动比关系在此被如下这样地相互协调,使得与行星级的静态传动比相结合地实现了从驱动轴到从动轴的对称的扭矩分配。
10、换句话说,小于-1地来选择行星级的静态传动比。行星级在此关于两个从动轴和驱动轴被如下这样地接入,即,使得驱动轴与行星级的太阳轮处于抗相对转动的连接中,而行星架与第一输出轴并且齿圈与第二输出轴分别抗相对转动地连接。第一输出轴在此经由第一中间传动部与第一从动轴永久耦联,而第二输出轴与第二从动轴之间经由第二中间传动部而处于耦联。第一中间传动部和第二中间传动部的传动比关系在此被如下这样相对彼此选择,即,使得与行星级的静态传动比共同地发生从驱动轴到两个从动轴的扭矩的均匀分配。
11、车桥传动系统的这种设计方案在此具有的优点是,能够实现在驱动轴处引入的驱动运动到从动轴的高的传动比且同时径向上结构紧凑。在此,由于行星级的静态传动比小于-1,使得经由该行星级首先向两个输出轴进行非对称分配,其中,从各自的输出轴出发然后分别经由进一步的中间传动部发生到各自的从动轴的进一步传动。由此,从驱动轴出发可以很容易实现至各自的从动轴的高的传动比,这使得根据本发明的车桥传动系统尤其适用于与至少一个电机组合地在电动的车桥驱动设备中应用。
12、由于中间传动部的传动比关系被相互协调,使得在通过行星级实现的首先不对称的分配后,整体上表现出到从动轴的对称的扭矩分配。此外,在此通过中间传动部的相互协调的传动比关系还实现了从动轴的转动方向一致。这是因为,由于小于-1的静态传动比,使得输出轴除了不对称的扭矩分配外还具有相反的转动方向,这一情况通过后续的中间传动部由于在此选择的相互协调的传动比关系而得到补偿,以使得调整成对称的扭矩分配且转动方向相同。最后,行星级与位于下游的中间传动部的组合能够实现整体上径向紧凑的结构,这使根据本发明的车桥传动系统适用于在机动车驱动桥中被用在结构空间关系狭小的区域中。
13、在本发明的意义下,行星级的“静态传动比”被理解为在行星架固定不动的情况下太阳轮与齿圈之间有效的传动比关系。根据本发明,在该行星级中的静态传动比小于-1。由于静态传动比为负,使得经由驱动轴在行星级的太阳件上引入的驱动运动导致接驳在行星架和齿圈上的输出轴的转动方向相反。附加地,由于静态传动比偏离了-1,使得实现了到输出轴的不对称的扭矩分配。
14、分别在经由行星级到各自的输出轴的分配后朝各自的从动轴的动力流方向上跟随在行星级之后的中间传动部是从各自的输出轴到各自的从动轴地分别进行进一步的传动(即进行转速/扭矩变换)的装置。在此,各自的中间传动部具有传动比关系,通过该传动比关系限定了各自的输出轴和各自的从动轴的转速的相互关系,并且也限定了各自的输出轴和各自的从动轴的扭矩的相互关系。
15、在此对于根据本发明的车桥传动系统来说重要的是,中间传动部的传动比关系被选择成彼此不同,并且在此它们的偏差被如下这样地相互协调,即,使得之前经由行星级表现出的非对称分配得到补偿。通过将中间传动部的彼此有偏差的传动比关系与行星级的被选择成小于-1的静态传动比相结合地,由此整体上实现了从驱动轴到从动轴的对称的扭矩分配,且同时具有较高的传动比以及使得从动轴的转动方向相同。在此,在本发明的意义下,“对称的扭矩分配”被理解为近似均匀的分配,其中,与精确均匀的(即完全对半的)扭矩分配的偏差在此位于在横向差速器中常见的偏差的范围内。
16、根据本发明的一个实施方式,经由其中一个中间传动部引起各自的输出轴和各自的从动轴的转动方向相同,而另一中间传动部则产生各自的输出轴和各自的从动轴的相反的转动方向。由此,使得输出轴在中间传动部之前发生的相反的转动方向可以以简单的方式转变成从动轴的指向相同的转动方向。在此,这尤其可以通过如下方式来实现,即,在其中一个中间传动部中比在另一中间传动部中多实现了一次啮合。
17、在上述实施方式的改进方案中,中间传动部由具有两个彼此处于啮合中的圆柱齿轮的第一圆柱齿轮级形成,其中一个圆柱齿轮抗相对转动地被安置在与其中一个中间传动部相配属的输出轴上,并且一个圆柱齿轮被安置在与该其中一个中间传动部相配属的从动轴上。另一中间传动部由第二圆柱齿轮级形成,在其中,两个圆柱齿轮分别与中间齿轮咬合,其中,在第二圆柱齿轮级中,一个圆柱齿轮抗相对转动地被安置在与另一中间传动部相配属的输出轴上,并且一个圆柱齿轮被安置在与该另一中间传动部相配属的从动轴上。在该情况下,两个中间传动部都由圆柱齿轮级形成,其中,在另一中间传动部中在第二圆柱齿轮级之内,通过经由位于中间的中间齿轮将两个圆柱齿轮耦联实现了附加的啮合。由此可以容易地使得这些从动轴的转动方向同向。以有利的方式,经由圆柱齿轮级还可以容易地实现用于表现出整体上对称的扭矩分配且同时具有较高的传动比的合适的传动比关系。
18、对此替选地,其中一个中间传动部由具有两个彼此处于啮合中的圆柱齿轮的第一圆柱齿轮级形成,其中一个圆柱齿轮抗相对转动地被安置在与该其中一个中间传动部相配属的输出轴上,并且一个圆柱齿轮被安置在与该其中一个中间传动部相配属的从动轴上。而另一中间传动部由牵引机构传动装置形成,在其中,牵引机构将两个牵引机构盘彼此耦联起来,其中一个牵引机构盘抗相对转动地被安置在与该另一中间传动部相配属的输出轴上,并且一个牵引机构盘被安置在与该另一中间传动部相配属的从动轴上。因此,在该变体中,其中一个中间传动部由圆柱齿轮级形成,而另一中间传动部由牵引机构传动装置形成。在该情况下,就其中一个中间传动部方面而言,在圆柱齿轮级之内与牵引机构传动装置相比多了一次啮合以用于实现这些从动轴的转动方向同向。此外,圆柱齿轮级和牵引机构传动装置在它们的传动比关系方面可以如下这样地相互协调,即,在高传动比的情况下整体上得到对称的扭矩分配。
19、根据本发明的一个设计可行方案,行星级与从动轴的用于驱动车轮的联接部位轴向上等距布置,或者轴向上朝其中一个联接部位的方向偏移地布置。在前一种情况下,行星级因此基本上轴向对称地被安置在联接部位之间,在车桥传动系统的被安装的状态下在各自的从动轴中,在这些联接部位处分别建立了与各自的驱动车轮的连接。各自的联接部位在此尤其是各自的轮毂。然而,对此替选地,行星级也可以轴向上朝其中一个联接部位的方向偏移地安置。由此,各自的车桥传动系统就可以与驱动装置的各自的安置情况或车身侧的实际情况相匹配。
20、本发明的另外的实施方式是,驱动轴相对由彼此同轴的从动轴形成的车轮轴线在高度方向上向上或向下偏移。由此,根据本发明的车桥传动系统就可以针对在被实施为门式车桥的机动车驱动桥中的应用来设计,在该机动车驱动桥中,驱动运动的驱动侧的引入相对车轮轴线向上或向下偏移。在前一种情况下,在各自的机动车驱动桥中实现了更高的离地间隙,而在后一种情况下,各自的机动车的车身可以布置得更低。然而除此之外,驱动轴和车轮轴线必要时也可以被设置成彼此同轴。
21、针对上述实施方式替选或补充地,驱动轴相对由彼此同轴的从动轴形成的车轮轴线在行驶方向上向前或向后偏移。因此,在前一种变体中,驱动轴在行驶方向上,即在机动车的纵向方向上,相对车轮轴线朝机动车的前侧偏移,而在后一种变体中,驱动轴朝向机动车的后侧偏移地跟随在车轮轴线之后。对此替选地,驱动轴也可能在行驶方向上,即在机动车的纵向方向上,位于车轮轴线的高度。
22、根据本发明的一个设计可行方案,驱动轴经由至少一个传动比级与联接轴耦联,联接轴被设计成用于与驱动装置连接。以有利的方式,由此可以在驱动运动引入到行星级中时可以实现预先传动。在此,驱动轴可以经由一个或多个传动比级来实现与联接轴的耦联。
23、在上述的设计可行方案的改进方案中,至少一个传动比级包括锥齿轮级,在其中,第一锥齿轮和第二锥齿轮彼此处于啮合中,其中,第一锥齿轮与驱动轴耦联,而第二锥齿轮与联接轴耦联。由此可以将驱动运动从与驱动轴成角度的联接轴引入到驱动轴中。特别优选地,第一锥齿轮在此抗相对转动地被设置在驱动轴上,而第二锥齿轮抗相对转动地被设置在联接轴上。
24、对此替选或补充地,至少一个传动比级包括圆柱齿轮级,在其中,第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮彼此处于啮合中,其中,第一圆柱齿轮与驱动轴耦联,而第二圆柱齿轮与联接轴耦联。由此,驱动轴可以与相对其轴线偏移的联接轴实现耦联。尤其地,第一圆柱齿轮在此抗相对转动地被安置在驱动轴上,而第二圆柱齿轮抗相对转动地被安置在联接轴上。然而,如果在此设置有多个传动比级,则两个圆柱齿轮中的一个圆柱齿轮与各自的轴耦联。
25、在本发明改进方案中,行星级轴向上布置在中间传动部之间。对此替选地,中间传动部轴向上直接并排安置。在这两种情况下,行星级和中间传动部可以轴向上彼此紧密地定位,或者可以分别轴向上彼此间隔开地定位。
26、本发明的主题还是一种机动车驱动桥,它具有其中一个或多个上述变体的车桥传动系统。此外,与第一从动轴并与第二从动轴分别连接有至少一个驱动车轮。
27、上述机动车驱动桥在此尤其是电动的车桥驱动设备的一部分,在电动的车桥驱动设备中还设置有至少一个电机,电机的各自的转子与车桥传动系统的驱动轴耦联。在此,至少一个电机可以相对车桥传动系统的驱动轴同轴安置,然而其中,至少一个电机也可以被设置成相对车桥传动系统的驱动轴轴线偏移。在此,如果设置有多个电机,则也可以将一个电机同轴安置,而其他电机轴线偏移地安置。
28、本发明并不局限于独立权利要求或其从属权利要求的特征的说明的组合。此外,还得到了如下可能性,即,将各个特征组合,尤其是从权利要求、下面的对本发明的优选实施方式的描述或直接从附图得知的特征彼此组合。权利要求通过使用附图标记来对附图的引用不应使权利要求的保护范围受限。
1.用于机动车驱动桥(3;33;36;43;45;51;53;55;57;68;70;77;79;86;88;89;90;91;92;93;94;95)、尤其是用于电动的车桥驱动设备(1;32;35;42)的车桥传动系统(8;34;38;44;46;52;54;56;58;69;71;78;80;87;96;97;98;99;100;101;102;103),所述车桥传动系统包括行星级(14)、被设置成用于与所述机动车驱动桥(3;33;36;43;45;51;53;55;57;68;70;77;79;86)的驱动车轮(6、7)连接的第一从动轴(13)和第二从动轴(11),以及被设置成用于与驱动装置耦联的驱动轴(9),其中,所述行星级(14)具有太阳轮(19)、齿圈(21)和行星架(20),在所述行星架中以能转动的方式支承有至少一个行星轮(22),并且其中,所述至少一个行星轮(22)与所述太阳轮(19)和所述齿圈(21)分别处于啮合中,其特征在于,
2.根据权利要求1所述的车桥传动系统(8;34;38;44;46;52;54;56;58;69;71;78;80;87;96;97;98;99;100;101;102;103),其特征在于,经由其中一个中间传动部(15;60;16;59)引起相应的输出轴和相应的从动轴的转动方向相同,而另一个中间传动部(16;59;72;81)产生相应的输出轴和相应的从动轴的相反的转动方向。
3.根据权利要求2所述的车桥传动系统(8;34;38;44;46;52;54;56;58;69;96;97;100;101),其特征在于,一个中间传动部(16;59)由具有彼此处于啮合的两个圆柱齿轮(28、29;62、63)的第一圆柱齿轮级(27;61)形成,其中的圆柱齿轮(29;62)抗相对转动地被安置在与一个中间传动部(16;59)相配属的输出轴(12;10)上,而圆柱齿轮(28;63)被安置在与一个中间传动部(16;59)相配属的从动轴(13;11)上,其中,另一个中间传动部(15;60)由第二圆柱齿轮级(23;64)形成,在所述第二圆柱齿轮级中,两个圆柱齿轮(24、25;65、66)分别与中间齿轮(26;67)咬合,并且其中,在所述第二圆柱齿轮级(23;64)中,圆柱齿轮(24;65)抗相对转动地被安置在与另一个中间传动部(15;60)相配属的输出轴(10;12)上,而圆柱齿轮(25;66)被安置在与另一个中间传动部(15;60)相配属的从动轴(11;13)上。
4.根据权利要求2所述的车桥传动系统(71;78;80;87;98;99;102;103),其特征在于,一个中间传动部(16;59)由具有彼此处于啮合中的两个圆柱齿轮(28、29;62、63)的第一圆柱齿轮级(27;61)形成,其中的圆柱齿轮(29;62)抗相对转动地被安置在与一个中间传动部(16;59)相配属的输出轴(12;10)上,而圆柱齿轮(28;63)被安置在与一个中间传动部(16;59)相配属的从动轴(11;13)上,其中,另一个中间传动部(72;81)由牵引机构传动装置(73;82)形成,在所述牵引机构传动装置中,牵引机构(74;83)将两个牵引机构盘(75、76;84、85)彼此耦联,其中一个牵引机构盘(75;84)抗相对转动地被安置在与另一个中间传动部(72;81)相配属的输出轴(10;12)上,而牵引机构盘(76;85)被安置在与另一个中间传动部(72;81)相配属的从动轴(11;13)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的车桥传动系统(8;34;38;44;46;52;54;56;58;69;71;78;80;87;96;97;98;99;100;101;102;103),其特征在于,所述行星级(14)与所述从动轴(11、13)的针对所述驱动车轮(6、7)的联接部位(17、18)轴向上等距地安置,或者轴向上朝所述联接部位(17、18)中的一个联接部位(17)的方向偏移地布置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的车桥传动系统(8;34;38;44;46;52;54;56;58;69;71;78;80;87;96;97;98;99;100;101;102;103),其特征在于,所述驱动轴(9)相对由彼此同轴的从动轴(11、13)形成的车轮轴线(30)在高度方向上向上或向下偏移。
7.根据前述权利要求中任一项所述的车桥传动系统,其特征在于,所述驱动轴相对由彼此同轴的从动轴形成的车轮轴线在行驶方向上向前或向后偏移。
8.根据前述权利要求中任一项所述的车桥传动系统(38;44;46;52),其特征在于,所述驱动轴(9)经由至少一个传动比级与联接轴(37;47)耦联,所述联接轴被设计成用于与所述驱动装置连接。
9.根据权利要求8所述的车桥传动系统(46;52),其特征在于,所述至少一个传动比级包括锥齿轮级(48),在所述锥齿轮级中,第一锥齿轮(50)和第二锥齿轮(49)彼此处于啮合中,其中,所述第一锥齿轮(50)与所述驱动轴(9)耦联,而所述第二锥齿轮(49)与所述联接轴(47)耦联。
10.根据权利要求8或9所述的车桥传动系统(38;44),其特征在于,所述至少一个传动比级包括圆柱齿轮级(39),在所述圆柱齿轮级中,第一圆柱齿轮(41)和第二圆柱齿轮(40)彼此处于啮合中,其中,所述第一圆柱齿轮(41)与所述驱动轴(9)耦联,而所述第二圆柱齿轮(40)与所述联接轴(37)耦联。
11.根据前述权利要求中任一项所述的车桥传动系统(8;34;38;44;46;52;54;56;58;69;71;78;80;87;96;97;98;99;100;101;102;103),其特征在于,所述行星级(14)轴向上布置在所述中间传动部(15、16;59、60;72、16;59、81)之间,或者所述中间传动部(15、16;59、60;72、16;59、81)轴向上直接并排安置。
12.机动车驱动桥(3;33;36;43;45;51;53;55;57;68;70;77;79;86;88;89;90;91;92;93;94;95),所述机动车驱动桥包括根据权利要求1至11中一项或多项所述的车桥传动系统(8;34;38;44;46;52;54;56;58;69;71;78;80;87;96;97;98;99;100;101;102;103),其中,与第一从动轴(13)和第二从动轴(11)分别连接有至少一个驱动车轮(6、7)。
13.用于电动车辆的电动的车桥驱动设备(1;32;35;42),所述电动的车桥驱动设备包括至少一个电机(2)和根据权利要求12所述的机动车驱动桥(3;33;36;43),其中,所述至少一个电机(2)的各一个转子(5)与所述车桥传动系统(8;34;38;44)的驱动轴(9)耦联。
14.根据权利要求13所述的电动的车桥驱动设备(1;32),其特征在于,所述至少一个电机(2)与所述车桥传动系统(8;34)的驱动轴(9)同轴布置。
15.根据权利要求13或14所述的电动的车桥驱动设备(35;42),其特征在于,所述至少一个电机(2)与所述车桥传动系统(38;44)的驱动轴(9)轴线偏移地布置。
