专利名称：用于机动车辆的电驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于机动车辆的电驱动器以及带有这样的电驱动器的机动车辆。
背景技术：
电驱动器可充当机动车辆的专用驱动器，或者另外地，可以提供内燃机。在这种情况下，电驱动器和内燃机可分别独立地或一起叠加地驱动车辆。这样的驱动概念也被称为“混合动力驱动”。通常，电驱动器包括电动机和减速齿轮，减速齿轮布置在电动机下游且将由电动机产生的旋转运动从较快传递至较慢。扭矩从减速齿轮传递到机动车辆的传动系。为此，布置在减速齿轮的扭矩流下游的差速驱动器将引入的扭矩分摊到两个输出轴上以用于驱动车轮。差速驱动器的这两个输出轴对彼此具有平衡效应，即，如果两个输出轴中的一个旋转得较快，则两个输出轴中的另一个对应地旋转得较慢，反之亦然。从US 7497286B2已知一种用于驱动机动车辆的电驱动器。该电驱动器包括电动机、作为减速齿轮的行星驱动器和在扭矩流中布置在减速齿轮下游的差速驱动器。行星驱动器和差速驱动器同轴地布置在电动机内。行星驱动器的太阳齿轮由电动机驱动。行星架被支撑，并且齿圈驱动差速驱动器的差速器架。由于尺寸设计得非常紧凑的可用空间，电驱动器或混合动力驱动器分别与机动车辆中的布置在下游的减速齿轮的集成常常很困难。本发明基于提出一种用于机动车辆的电驱动器的目的，该驱动器为紧凑的且能够根据现有空间要求进行简单的集成。而且，本发明的目的是提出一种相应地带有对应的电驱动器或混合动力驱动器的机动车辆。
发明内容
解决方案为用于机动车辆的电驱动器，其中电驱动器包括电动机和可由电动机驱动的驱动单元，其中驱动单元具有与旋转轴线同轴布置的行星驱动器和差速驱动器，其中行星驱动器包括齿圈、太阳齿轮、多个行星齿轮和行星架，其中齿圈可由电动机围绕旋转轴线可旋转地驱动，其中太阳齿轮为可支撑的或被防旋转地支撑在固定部件上，并且其中行星架连接到差速驱动器的差速器架以便将扭矩传递到其上。根据本发明的电驱动器的优点在于电驱动器具有紧凑构型。该优点特别地被实现使得由电动机产生的扭矩经由齿圈引入行星驱动器。通过这种方式，再次实现的是，行星驱动器和差速驱动器可布置在齿圈内或在牢固地连接到齿圈的部件中。由于行星驱动器和差速驱动器彼此同轴、分别与旋转轴线同轴地布置，驱动单元具有小的径向构型尺寸。太阳齿轮在固定部件上的支撑可以是直接的或间接的。所谓间接支撑是指，太阳齿轮经由一个或多个互连元件可旋转地固定连接到固定部件，例如借助于中空轴，其可支撑或被防旋转地支撑在固定外壳上。“被支撑”意味着太阳齿轮在旋转意义上相对于固定部件被永久地支撑。所谓“可支撑”是指，太阳齿轮能选择性地以可旋转固定方式连接到固定部件，或者能例如借助于离合器相对于其被释放，以便可自由旋转。电驱动器适合作为用于机动车辆的专用驱动器或作为具有作为主驱动源的内燃机的机动车辆中的附加驱动源，这也被称为混合动力驱动。电驱动器可用于驱动任何传动轴，即前轴和后轴。根据优选实施例，行星驱动器的齿圈牢固地连接到外壳，该外壳可由电动机可旋转地驱动。可旋转地驱动的外壳优选地围绕旋转轴线可旋转地支撑在固定外壳中。固定外壳优选地牢固连接到电动机且具有用于附接在机动车辆上的附接装置。特别地提供的是，行星驱动器和差速驱动器容纳在旋转可驱动的外壳中。在这种情况下，行星驱动器和差速驱动器优选地轴向紧邻彼此布置。由于具有旋转可驱动的外壳的这个实施例，行星驱动器和差速驱动器形成紧凑的组件单元。为了由电动机引入扭矩到可旋转外壳中，可旋转外壳在外部具有扭矩引入装置，该装置可以例如包括外啮齿或驱动盘。根据优选实施例，行星驱动器的行星架牢固地连接到差速驱动器的差速器架以便将扭矩传递到其上。行星架或差速器架各自相对于旋转可驱动的外壳围绕旋转轴线可旋转地被支撑。对于紧凑构型和直接力流来说，有利的是，行星驱动器至少部分地布置在用于引入扭矩的装置的区域中。即，行星驱动器优选地至少大约布置在扭矩引入区域中，并且差速驱动器轴向紧邻行星驱动器布置。为了柔性引入扭矩或改变传动比，可以提供外部可控离合器组件，其可操作地布置在行星驱动器的太阳齿轮和固定部件之间。离合器组件形成为使得扭矩能在太阳齿轮和固定部件之间被传递或者扭矩传递能被中断。原理上，离合器组件能布置在太阳齿轮和固定部件之间的功率流路径中的任何位置。为了致动离合器组件，提供了外部可控的致动装置。致动装置根据要求选择性地由机动车辆的电子控制单元控制。离合器组件可具有不同的实施例。例如，离合器组件可包括切换离合器，其经由型面配合装置实现离合器输入元件和离合器输出元件之间的扭矩传递。在这种情况下，作为示例，必须提及的是齿式离合器或压嵌式离合器或爪形离合器。离合器组件还可包括一个或多个摩擦离合器，其经由压紧配合实现扭矩传递。摩擦离合器的优点是，扭矩传递在打开位置和闭合位置之间的任何中间位置中是可变地可调节的，在打开位置中不传递扭矩，在闭合位置中，在离合器输入兀件和离合器输出兀件之间传递最大扭矩。在其中离合器组件包括切换离合器的实施例中，切换离合器至少可转换到第一切换位置和第二切换位置。在第一切换位置中，太阳齿轮以可旋转地固定方式连接到固定部件，并且中空齿轮可相对于太阳齿轮自由旋转。在第二切换位置中，太阳齿轮可旋转地固定连接到齿圈以用于传递扭矩并且可相对于固定部件自由旋转。通过将切换离合器分别转换到第一或第二切换位置，可实现行星驱动器的不同传动比，例如，小于5(即il〈 5)的第一传动比，和第二传动比，其小于8，即il〈 8。当使用摩擦离合器代替切换离合器时，传动比也将可以在第一和第二传动比之间的中间范围内可自由调节。切换离合器也可具有第三切换位置，其中太阳齿轮可相对于固定部件和齿圈自由旋转。该切换位置也可称为空转位置。对于与待传递扭矩的调节有关的最大程度的灵活性来说，有利的是，离合器组件包括布置在行星驱动器的太阳齿轮与固定部件之间的第一摩擦离合器和布置在太阳齿轮与齿圈之间的第二摩擦离合器。具体地，第一和第二摩擦离合器在其中扭矩传递中断的打开位置与其中扭矩被传递的闭合位置(包括任何中间位置)之是相应可变地可控制。优选地，摩擦离合器形成为多摩擦片离合器。多摩擦片离合器分别包括离合器输入元件和离合器输出兀件，第一摩擦片与离合器输入兀件可旋转地固定连接，第二摩擦片与离合器输出元件可旋转地固定连接。第一摩擦片和第二摩擦片交替地轴向布置且一起形成摩擦片组。根据第一可能，为第一和第二摩擦离合器中的每一个提供了单独的致动装置，其能独立地致动对应的摩擦离合器。根据第二可能，还可以为第一和第二摩擦离合器提供公共的致动装置，其形成为使得当第二摩擦离合器打开时第一摩擦离合器闭合，反之亦然。根据对于所有上述实施例有效的优选实施例，驱动单元包括齿轮级，其在扭矩流方向上布置在电动机和行星驱动器之间。由电动机驱动的该第一齿轮级优选地为产生向较慢速度的变速的减速齿轮装置。第一齿轮级优选地包括链条驱动器或皮带驱动器或单级或多级正齿轮驱动器。电动机优选地与布置成平行于行星驱动器和差速驱动器的旋转轴线的轴线对齐，其中第一驱动单元跨越电动机的轴线分别与行星驱动器和差速驱动器的旋转轴线之间的距离。根据上述目的的解决方案另外为带有根据本发明的电驱动器的机动车辆。在这种情况下，电驱动器可具有上述实施例中的一个或多个。优点在于，在机动车辆中只需要提供小的构型空间。通过对第一齿轮级的微小改变，可以产生不同的传动比，这可以适应车辆驱动的要求。
下面使用附图描述优选实施例。在附图中:
图1示意性地示出根据本发明的带有皮带驱动器的第一实施例中的电驱动器；
图2示意性地示出根据本发明的带有链条驱动器的第二实施例中的电驱动器；
图3示意性地示出根据本发明的带有一级正齿轮驱动器的第三实施例中的电驱动器；图4示意性地示出根据本发明的带有两级正齿轮驱动器的第四实施例中的电驱动器；图5示意性地示出根据本发明的带有皮带驱动器和切换离合器的第五实施例中的电驱动器；
图6示意性地示出根据本发明的带有链条驱动器和切换离合器的第六实施例中的电驱动器；
图7示意性地示出根据本发明的带有一级正齿轮驱动器和切换离合器的第七实施例中的电驱动器；
图8示意性地示出根据本发明的带有两级正齿轮驱动器和切换离合器的第八实施例中的电驱动器；
图9示意性地示出根据本发明的带有两级正齿轮驱动器和两个摩擦离合器的第九实施例中的电驱动器；以及
图10示意性地示出根据本发明的带有皮带驱动器和离合器组件的第十实施例中的电驱动器。
具体实施例方式图1示出根据本发明的第一实施例中的电驱动器2。电驱动器2包括电动机3和驱动单元4，驱动单元4将由电动机3引入的扭矩传递到两个侧轴5、6上。驱动单元4包括第一齿轮级7、第二齿轮级8和第三齿轮级9，该第三齿轮级形成为差速驱动器。可以看到，一方面电动机3和另一方面差速驱动器9布置成彼此偏移一距离。在根据图1的本实施例中，第一齿轮级7包括带有驱动轮10和输出轮12的皮带驱动器组件，输出轮12通过连续皮带13由驱动轮10驱动。驱动轮也可被称为输入轮。可以看到，输出轮12具有基本上大于驱动轮10的直径，以便在这里实现向较慢速度的变速。在电动机3和行星齿轮8或差速驱动器9之间的轴偏移由第一齿轮级7跨接。输出轮12牢固地连接到外壳14，外壳14可经由皮带驱动器围绕旋转轴线A可旋转地驱动。行星驱动器8布置在输出轮12内，这对于驱动单元4的构型尺寸具有积极效果。旋转可驱动的外壳14借助于第一轴承装置15和第二轴承装置16可旋转地支撑在驱动单元4的固定外壳17中。在固定外壳17和旋转可驱动的外壳14之间的环形室借助于诸如密封圈的合适密封装置18、18’来密封。在侧轴5、6和固定外壳17或外壳17的一体套筒之间的环形室借助于合适的密封装置21、21’来密封，该密封装置可以例如呈径向轴密封圈的形式。在旋转可驱动的外壳14内容纳有第二齿轮级8和第三齿轮级9。可以看到，第二齿轮级8包括行星驱动器。行星驱动器8具有:齿圈19，其牢固地连接到旋转可驱动的外壳14 ;太阳齿轮20，其与旋转轴线A同轴布置；多个行星齿轮22，其啮合在齿圈19和太阳齿轮20中；以及行星架23，其围绕旋转轴线A可旋转地被支撑。齿圈19与旋转可驱动的外壳14连接，以便与其共同地旋转。更具体地，齿圈19在内部附接在旋转可驱动的外壳14上，例如焊接到其上或与其一体地形成。太阳齿轮20牢固地连接到中空轴24，以便与其共同地旋转。中空轴24与旋转轴线A同轴布置且经由合适的附接装置25至少以可旋转地固定的方式连接到固定外壳17或快速连接到其上的部件。借助于中空轴24或太阳齿轮20分别与固定外壳17的可旋转地固定的连接，引入太阳齿轮20的扭矩可相对于固定外壳17被支撑。在中空轴24和固定外壳17之间的可旋转地固定的连接可通过任何合适的附接装置25实现。例如,可以使用诸如轴花键或端面齿(Hirth-serration)的型面配合连接、或诸如制动器或离合器的强力装配连接、或材料连接。行星架23驱动第三齿轮级9，即差速驱动器。差速驱动器9包括:差速器架26，其可围绕旋转轴线A可旋转地驱动；多个差速齿轮27，其在旋转轴线B上可旋转地支撑在差速器架26中且与差速器架26 —起围绕旋转轴线A旋转；以及两个侧轴齿轮28、29，其分别与旋转轴线A同轴布置且啮合地接合差速齿轮
27。引入差速器架26的扭矩由差速齿轮27传递到两个侧轴齿轮28、29，其中在两个侧轴齿轮28、29之间存在补偿效应。侧轴齿轮28、29以旋转地固定的方式连接到相应的侧轴5、6，以便将扭矩传递到其上，该侧轴5、6将引入的扭矩传递到机动车辆的车轮。可以看到，行星驱动器8的行星架23牢固地连接到差速驱动器9的差速器架26，即，行星架23形成行星驱动器8的输出元件，扭矩通过该输出元件由行星驱动器8引入差速驱动器9。在行星架23和差速器架26之间的连接可以是适于传递扭矩的任何类型的固定连接，例如螺栓连接或焊接连接。通过带有皮带驱速器形式的第一齿轮级7、作为行星驱动器的第二齿轮级8的驱动单元4的本布置，可以实现小于8即i〈 8的向更慢的传动比，其中第二齿轮级8带有作为输入元件的齿圈19、带有可旋转地固定支撑的太阳齿轮20和作为输出元件的行星架23。这意味着差速器架26比电动机3的驱动轴转得慢最多7/8。在带有作为第一齿轮级7的皮带驱动器的本实施例中，固定外壳17的内室为干燥的，即在这种情况下不需要润滑。仅旋转可驱动的外壳14填充有润滑剂，以用于冷却或润滑行星驱动器8和差速驱动器9。图2示出根据本发明的第二实施例中的电驱动器2。该驱动器几乎等于图1的驱动器，因此对于共同的特征，可以参考以上描述。在这种情况下，相同的部件具有相同的附图标记，并且变化的部件具有增加数值100的附图标记。本实施例的唯一区别在于，第一齿轮级107呈链条驱动器形式，其具有驱动链轮110 (输入轮)、输出链轮112和连续链条113，连续链条113用于将扭矩从驱动链轮110传递到输出链轮112。由于链条驱动器被用作第一齿轮级107，整个驱动单元4可以运转以分别用于在固定外壳17内的公共油浴中的冷却或润滑。在旋转可驱动的外壳14和固定变速器外壳17之间不需要单独的密封。利用带有链条驱动器107的本实施例，也可以实现具有小于8 S卩i〈 8的传动比的向更慢的变速。图3示出根据本发明的第三实施例中的电驱动器2。该驱动器几乎等于图1的驱动器，因此对于共同的特征，可以参考以上描述。在这种情况下，相同或对应的部件具有相同的附图标记，并且变化的部件具有增加数值200的附图标记。本实施例的唯一区别在于，第一齿轮级207形成为单级正齿轮驱动器，其将由电动机3引入的扭矩传递到旋转可驱动的外壳14。正齿轮驱动器207包括也可被称为驱动轮的第一齿轮210、第二齿轮213和也可被称为输出齿轮的第三齿轮212。三个齿轮210、212、213特别地形成为正齿轮，优选地带有螺旋齿。第二齿轮213围绕平行于旋转轴线A布置的旋转轴线C可旋转地被支撑。为此，第二齿轮213快速连接到轴30，轴30借助于第一轴承装置31和第二轴承装置31’可旋转地支撑在固定外壳17中。第二齿轮213与第一齿轮210以及第三齿轮212啮合。在这种情况下，选择三个齿轮210、212、213的齿数使得利用根据本实施例的驱动单元4，实现了具有小于8的传动比即i〈 8的向更慢的变速。图4示出根据本发明的第四实施例中的电驱动器2。该驱动器几乎等于图3的驱动器，因此对于共同的特征，可以参考以上描述。在这种情况下，相同或对应的部件具有相同的附图标记，并且变化的部件具有另外增加数值100的附图标记。本实施例的独特特征在于，第一齿轮级307形成为两级正齿轮驱动器。正齿轮驱动器307具有:第一正齿轮级32，其具有第一齿轮33和第二齿轮34 ;以及第二正齿轮级35，其具有第三齿轮36和第四齿轮37。在这种情况下，第一齿轮33形成驱动齿轮，并且第四齿轮37形成输出齿轮，分别为用于将扭矩引入旋转可驱动的外壳14中的装置。第二齿轮34和第三齿轮36以可旋转地固定的方式连接到彼此且围绕旋转轴线C可旋转地支撑在固定外壳17中。可以看到，第一齿轮33具有分别比第二齿轮34的直径和齿数明显更小的直径和更小的齿数。这样，实现了向更低速度的变速。另外，第三齿轮36比第四齿轮37具有分别更小的直径和更小的齿数，从而在这里实现向更低速度的进一步变速。总体上，利用本实施例，可以在驱动器和输出之间实现具有最多10或甚至大于10的传动比的向更低速度的变速。即，差速器架26的转数最多为电动机3的驱动轴的1/10倍。图5示出根据本发明的第五实施例中的电驱动器2。该驱动器几乎等于图1的驱动器，因此对于共同的特征，可以参考以上描述。在这种情况下，相同或对应的部件具有相同的附图标记，并且变化的部件具有再增加数值100的附图标记。在下文中描述本实施例的特殊特征。不同于图1的实施例，在本实施例中，提供了在扭矩流方向上布置在太阳齿轮20处的离合器组件42。离合器组件42形成为切换离合器。切换离合器可转换到三种切换位置。在第一切换位置中，太阳齿轮20以可旋转地固定的方式连接到固定部件，相应地连接到固定外壳17。在该切换位置中，本实施例的电驱动器如根据图1的实施例那样工作，其中可实现小于8的减速传动比。在第二切换位置中，太阳齿轮20借助于切换离合器42分别可旋转地固定连接到齿圈19和旋转可驱动的外壳14。为此，可提供套筒40，其牢固地连接到旋转可驱动的外壳14并且形成离合器输出元件。在该第二切换位置中，旋转可驱动的外壳14、齿圈19、太阳齿轮20、行星架23和连接到行星架23的差速器架26围绕旋转轴线A —起旋转。因此，行星驱动器8不实现向更慢的变速，使得在第二切换位置中向更慢的变速小于5，即i〈 5。小于5的传动比意味着差速器架26比电动机3旋转得最多慢4/5倍。在第三切换位置中，太阳齿轮20可自由旋转，即，相对于齿圈19也相对于固定部件17可自由旋转。在该切换位置中，在侧轴5、6和电动机3之间不发生扭矩传递。当机动车辆在故障期间必须被拖走时，这是例如必要的。图6示出根据本发明的第六实施例中的电驱动器2。该驱动器对应于图2和图5的实施例的组合，因此对于共同的特征，可以参考以上描述。在这种情况下，相同或对应的部件具有相同的附图标记。本实施例的特征在于第一齿轮级107形成为链条驱动器。此外，提供了切换离合器形式的离合器组件42，其能选择性地将太阳齿轮20可旋转地固定连接到固定部件17(第一切换位置)或齿圈19 (第二切换位置)以用于传递扭矩或者能被释放，以便其可自由旋转(第三切换位置)。图7示出根据本发明的第七实施例中的电驱动器2。该实施例相当于图3和图5的实施例的组合，因此对于共同的特征，可以参考以上描述。在这种情况下，相同或对应的部件具有相同的附图标记。在本实施例中，第一齿轮级207形成为一级正齿轮驱动器，如例如图3中所示。此夕卜，在行星驱动器8处提供了切换离合器形式的离合器组件42，如例如图5中所示。离合器组件42形成为使得太阳齿轮20能以可旋转地固定的方式选择性地连接到固定外壳17 (第一切换位置)或齿圈19(第二切换位置)以用于传递扭矩，或者太阳齿轮20被分离，使得其可围绕旋转轴线A自由旋转(第三切换位置)。利用带有单级正齿轮驱动器和切换离合器的本实施例，实现了向更慢的变速。在这种情况下，当切换离合器处于第一切换位置且太阳齿轮20被防旋转地支撑在固定外壳17上时，可实现小于10的第一传动比il，即il〈 10。因此，差速器架26比电动机3旋转得慢最多9/10倍。当切换离合器处于第二切换位置，使得太阳齿轮20和齿圈19围绕旋转轴线A—起旋转时，在行星驱动器8中不实现减速，使得总体上实现比在第一切换位置中更小的齿轮减速。特别地，在第二切换位置中，可实现小于10的第二传动比i2，即i2 < 10。这意味着差速器架26比电动机3旋转得慢最多9/10。图8示出根据本发明的第八实施例中的电驱动器2。该实施例相当于根据图4和图5的实施例的组合，因此对于共同的特征，可以参考以上描述。在这种情况下，相同或对应的部件具有相同的附图标记。在本实施例中，第一齿轮级37形成为两级正齿轮驱动器，如图4中所示。此外，在行星驱动器8上提供了切换离合器形式的离合器组件42，如例如图5中所示。离合器组件42形成为使得太阳齿轮20能以可旋转地固定的方式选择性地连接到固定外壳17 (第一切换位置)或齿圈19(第二切换位置)以用于传递扭矩，或者太阳齿轮20能被分离，使得其可围绕旋转轴线A自由旋转(第三切换位置)。利用带有两级正齿轮驱动器和切换离合器的本实施例，实现了向更慢的变速。在这种情况下，当切换离合器处于第一切换位置且太阳齿轮20被防旋转地支撑在固定外壳17上时，可实现小于17的第一传动比il(il〈 17)，即差速器架26比电动机3旋转得慢最多16/17。当切换离合器处于第二切换位置，使得太阳齿轮20和齿圈19围绕旋转轴线A —起旋转时，实现第二传动比i2，其小于第一传动比il且特别地小于10(i2 < 10)，即差速器架26比电动机3旋转得慢最多9/10。总体上，利用根据图8的带有两级正齿轮驱动器的该实施例，可实现比利用根据图7的带有单级正齿轮驱动器的实施例更大的向变慢的变速。图9示出根据本发明的另一个实施例中的电驱动器2。该驱动器几乎等于图8的实施例，因此对于共同的特征，可以参考以上描述。在这种情况下，相同或对应的部件具有相同的附图标记。改变的部件具有再增加数值100的附图标记。可以看到，第一齿轮级307形成为两级正齿轮驱动器，如在根据图4或图8的实施例中那样。然而，显然的是，第一齿轮级也可形成为根据图1的皮带驱动器、根据图2的链条驱动器或根据图3的单级正齿轮驱动器。根据图9的本实施例的特征在于，在第二齿轮级8中，提供了离合器组件142。离合器组件142包括:第一摩擦离合器43，其布置在太阳齿轮20和固定外壳17之间的功率路径中；以及第二摩擦离合器44，其布置在太阳齿轮和齿圈19之间的功率路径中。两个摩擦离合器43、44优选地形成为多盘离合器。第一摩擦离合器43包括:离合器输入元件45，其可旋转地固定连接到太阳齿轮20;离合器输出元件46，其可旋转地固定连接到固定外壳17 ;以及摩擦片组，其布置成使得在离合器输入元件45和离合器输出元件46之间有效。第二摩擦离合器44包括:离合器输入元件47，其分别可旋转地固定连接到太阳齿轮20和第一摩擦离合器43的离合器输入元件45 ;离合器输出元件48，其可旋转地固定连接到齿圈19以便与齿圈19 一起围绕旋转轴线A旋转；以及摩擦片组，其布置成在离合器输入元件47和离合器输出元件48之间动作。为了致动第一摩擦离合器43，提供了在这种情况下由活塞示意性地表示的第一致动装置49。为了致动第二摩擦离合器44，提供了也由活塞示意性地表示的第二致动装置50。第一致动装置49或第二致动装置50可分别具有任何形式，例如，为液压、气动、机电或电磁致动器的形式。在必要时，两个致动装置49、50经由电子控制单元(未示出)来控制。借助于使用两个摩擦离合器43、44和两个单独的致动装置49、50，两个摩擦离合器43、44可分别单独地、独立于彼此而控制。待传递的扭矩可根据相应摩擦离合器的位置在其中传递最大扭矩的闭合位置和其中不传递扭矩的打开位置之间可变地调节，包括两者间的任何中间位置。利用具有两级正齿轮驱动器307和带有两个摩擦离合器43、44的离合器组件142的本实施例，可实现变速，如在具有一个切换离合器的图8的实施例中那样。S卩，当第一摩擦离合器43完全闭合且第二摩擦离合器44完全打开，使得太阳齿轮20防旋转地支撑在固定外壳17上时，实现小于17的第一传动比il (il〈 17)，即，差速器架26比电动机3旋转得慢最多16/17。反之，当第一摩擦离合器43完全打开且第二摩擦离合器44完全闭合，使得太阳齿轮20和齿圈19围绕旋转轴线A—起旋转时，实现第二传动比i2，其小于第一传动比il且特别地小于10(i2 < 10)，S卩，差速器架26比电动机3旋转得慢最多9/10。借助于对在中间位置的两个摩擦离合器43、44的对应控制，也可以设定小于17且大于10的任何其它传动比。特别地，利用本实施例能够进行无负载中断的切换。在负载下的切换快速且舒适地进行。图10示出根据本发明的另一个实施例中的电驱动器2。该驱动器几乎等于图5和图9的实施例，因此对于共同的特征，可以参考以上描述。在这种情况下，相同或对应的部件具有相同的附图标记。改变的部件具有再增加数值100的附图标记。可以看到，第一齿轮级形成为皮带驱动器，如在图1或图5的实施例中那样。然而，可理解的是，第一变速齿轮级也可形成为图2的链条驱动器或根据图3的单级正齿轮驱动器或根据图4的两级正齿轮驱动器。根据图10的本实施例的特征在于，离合器组件242具有借助于单个致动装置149致动的两个摩擦离合器143、144。第一摩擦离合器143布置在太阳齿轮20和固定外壳17之间的功率路径中。第二摩擦离合器144布置在太阳齿轮和齿圈19之间的功率路径中。两个摩擦离合器143、144优选地形成为摩擦片离合器。第一摩擦离合器143包括:离合器输入元件145，其可旋转地固定连接到太阳齿轮20 ;离合器输出元件146，其可旋转地固定连接到固定外壳17 ;以及第一摩擦片组，其中的第一摩擦片可旋转地固定连接到离合器输入元件145，并且其中的第二摩擦片可旋转地固定连接到离合器输出元件146。第二摩擦离合器144包括:离合器输入元件147，其分别可旋转地固定连接到太阳齿轮20、第一摩擦离合器143的离合器输入兀件145 ;离合器输出兀件148,其以可旋转地固定的方式连接到齿圈19且与齿圈19 一起围绕旋转轴线A旋转；以及第二摩擦片组，其中的第一摩擦片可旋转地固定连接到离合器输入元件147，并且其中的第二摩擦片可旋转地固定连接到离合器输出元件148。两个离合器组中的第一和第二摩擦片轴向交替地布置。提供了弹簧装置51，其在关闭方向上(即，进入其中太阳齿轮20相对于固定外壳
17减速的位置)作用于第一摩擦离合器143上。同时，第二摩擦离合器144被弹簧装置51在打开方向上推压，即推入其中在太阳齿轮20和齿圈19之间不传递扭矩的位置。可使用产生弹性偏压的所有合适的弹簧作为弹簧装置51，例如碟形弹簧垫圈或卷簧。为了致动离合器组件242，提供了由活塞示意性地表示的致动装置149。致动装置149形成为使得借助于其启用，第一摩擦离合器143被推向打开方向，同时第二摩擦离合器144在闭合方向上被推压。实现这一点使得第一摩擦离合器143的离合器输入元件145和第二摩擦离合器144的离合器输入元件147牢固地连接到彼此。为此，特别地，可提供压力板52，其同时作用于离合器输入元件145、147两者上。致动装置149也可以在第一位移部分中在打开方向上致动第一摩擦离合器143，并且在第二位移部分中在闭合方向上致动第二摩擦离合器144。致动装置149在这里表示为液压致动器。然而，显然的是，致动装置也可具有任何其它形式，例如，具有气动、机电或电磁致动器的形式。如在具有根据图5至图9的离合器组件的上述实施例中那样，对于本实施例同样有效的是，如果需要，致动装置能借助于电子控制单元(未示出)控制。通过使用单个致动装置149，减少了部件的数量并使构造简单而紧凑。通过使用摩擦离合器143、144，可设定在打开位置和闭合位置之间的任何中间位置，使得可传递的扭矩和因此限定端部之间的传动比可变地可调节。利用具有皮带驱动器7和带有两个摩擦离合器143、144的离合器组件242的本实施例，可实现变速，如在根据具有切换离合器的图6的实施例中那样。即，当第一摩擦离合器143完全闭合且第二摩擦离合器144完全打开，使得太阳齿轮20防旋转地支撑在固定外壳17上时，实现小于8的第一传动比il，即il〈 8。反之，当第一摩擦离合器143完全打开且第二摩擦离合器144完全闭合，使得太阳齿轮20和齿圈19围绕旋转轴线A —起旋转时，实现第二传动比i2，其小于第一传动比il，并且特别地小于5，即i2 < 5。借助于对在中间位置的致动装置的对应控制，也可以设定小于8且大于5的任何其它传动比。根据上述实施例的电驱动器具有紧凑构型的优点，因为第二和第三齿轮级，即，行星驱动器和差速驱动器彼此同轴布置且能布置在公共外壳中，该外壳可借助于第一齿轮级可旋转地驱动。分别根据第一齿轮级的布置或借助于提供离合器组件，可实现不同的传动t匕。这又使得在电动机和驱动单元之间能够进行最佳调节。附图标记列表 I
2电驱动器 3电动机 4驱动单元 5侧轴 6侧轴
7第一齿轮级 8第二齿轮级 9第三齿轮级 10驱动轮 12输出轮 13皮带 14外壳 15轴承装置 16轴承装置 17固定外壳
18密封装置 19齿圈 20太阳齿轮 22行星齿轮 23行星架 24中空轴25附接装置26差速器架27差速齿轮28侧轴齿轮29侧轴齿轮30轴
31轴承装置32第一正齿轮级33第一齿轮34第二齿轮35第二正齿轮级36第三齿轮37第四齿轮38滑动套筒39离合器输出兀件40离合器输出兀件42离合器组件43第一摩擦离合器44第二摩擦离合器45离合器输入兀件46离合器输出兀件47离合器输入兀件48离合器输出兀件49致动装置50致动装置51弹簧装置52压力板A轴线B轴线C轴线
权利要求
1.一种用于机动车辆的电驱动器，包括电动机⑶和可由所述电动机⑶驱动的驱动单元⑷， 其中所述驱动单元(4)具有行星驱动器(8)和差速驱动器(9)，所述行星驱动器(8)和所述差速驱动器(9)与旋转轴线(A)同轴布置， 其中所述行星驱动器⑶包括齿圈(19)、太阳齿轮(20)、多个行星齿轮(22)以及行星架(23)， 其中所述齿圈(19)可由所述电动机(3)围绕所述旋转轴线(A)可旋转地驱动，其中所述太阳齿轮(20)可支撑或被支撑在固定部件(17)上以防止旋转，并且其中所述行星架(23)连接到所述差速驱动器(9)的差速器架(26)。
2.根据权利要求1所述的电驱动器，其特征在于，所述行星驱动器(8)的所述齿圈(19)牢固地连接到外壳(14)，所述外壳(14)可由所述电动机(3)可旋转地驱动，其中所述行星驱动器(8)和所述差速驱动器(9)布置在所述旋转可驱动的外壳(14)中。
3.根据权利要求2所述的电驱动器，其特征在于，所述旋转可驱动的外壳(14)包括用于引入扭矩的装置(12)，所述装置(12)更特别地形成为外啮齿形式。
4.根据权利要求2或3所述的电驱动器，其特征在于，所述行星驱动器(8)和所述差速驱动器(9)轴向上紧邻彼此地布置在所述旋转可驱动的外壳(14)中。
5.根据权利要求2至4中的一项所述的电驱动器，其特征在于，所述差速器架(26)相对于所述旋转可驱动的外壳(14 )围绕所述旋转轴线(A)可旋转地被支撑。
6.根据权利要求2至5中的一项所述的电驱动器，其特征在于，所述旋转可驱动的外壳(14)相对于所述固定部件(17)围绕所述旋转轴线(A)可旋转地被支撑，所述固定部件(17)特别地形成为固定外壳形式。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的电驱动器，其特征在于，在所述行星驱动器(8)的所述太阳齿轮(20)和所述固定部件(17)之间设有外部可控的离合器组件(42)。
8.根据权利要求7所述的电驱动器，其特征在于，设置了用于致动所述离合器组件(42)的致动装置(49)。
9.根据权利要求7或8所述的电驱动器，其特征在于，所述离合器组件(42)包括切换离合器，所述切换离合器至少可转换到第一切换位置中和第二切换位置中，其中在所述切换离合器的所述第一切换位置，所述太阳齿轮(20)可旋转地固定连接到所述固定部件(17)，并且所述齿圈(19)相对于所述太阳齿轮(20)可自由旋转，并且 其中在所述切换离合器的所述第二切换位置，所述太阳齿轮(20)可旋转地固定连接到所述齿圈(19)以便传递扭矩，并且相对于所述固定部件(17)可自由旋转。
10.根据权利要求9所述的电驱动器，其特征在于，所述切换离合器可转换到第三切换位置，其中所述太阳齿轮(20)相对于所述固定部件(17)和所述齿圈(19)可自由旋转。
11.根据权利要求7或8所述的电驱动器，其特征在于，所述离合器组件(42)包括第一摩擦离合器(43)，所述第一摩擦离合器(43)布置在所述行星驱动器(8)的所述太阳齿轮(20)和所述固定部件(17)之间，以及 第二摩擦离合器(44)，所述第二摩擦离合器(44)布置在所述太阳齿轮(20)和所述齿圈(19)之间。
12.根据权利要求11所述的电驱动器，其特征在于，所述第一和所述第二摩擦离合器(43，44)各自在其中扭矩传递中断的打开位置与其中扭矩被传递的闭合位置之间是可变地可控制的。
13.根据权利要求11或12所述的电驱动器，其特征在于，分别为所述第一和所述第二摩擦离合器(43，44)提供了单独的致动装置(49，50)，所述致动装置(49，50)能独立地致动对应的摩擦离合器(43，44)。
14.根据权利要求11或12所述的电驱动器，其特征在于，为所述第一和所述第二摩擦离合器(43，44)提供了公共的致动装置(49)，所述致动装置(49)形成为使得当所述第二摩擦离合器(44)打开时所述第一摩擦离合器(43)闭合，反之亦然。
15.根据权利要求2至14中的一项所述的电驱动器，其特征在于，所述旋转可驱动的变速器外壳(14)可由所述电动机(3)经由减速齿轮(7)、更特别地经由链条驱动器或皮带驱动器或正齿轮驱动器可旋转地驱动。
16.一种带有根据权利要求1至15中的一项所述的电驱动器的机动车辆。
全文摘要
本发明涉及一种用于机动车辆的电驱动器(2)，其包括电动机(3)和可由电动机(3)驱动的驱动单元(4)，其中驱动单元(4)具有与旋转轴线(A)同轴布置的行星驱动器(8)和差速驱动器(9)，其中行星驱动器(8)包括齿圈(19)、太阳齿轮(20)、多个行星齿轮(22)以及行星架(23)，其中齿圈(19)可由电动机(3)围绕旋转轴线(A)可旋转地驱动，其中太阳齿轮(20)相对于固定部件(17)可支撑或被防旋转地支撑，并且其中行星架(23)连接到差速驱动器(9)的差速器架(26)以便将扭矩传递到差速器架(26)。本发明还涉及带有这样的电驱动器(2)的机动车辆。
文档编号B60K17/04GK103097167SQ201080068016
公开日2013年5月8日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者T.加斯曼 申请人:Gkn 动力传动系统国际有限责任公司