车轴传动模块的制作方法

本发明涉及一种用于汽车的车轴传动模块。

背景技术

汽车的传动系可以具有车轴传动部。在传动单元位于纵向时，车轴传动部使得驱动力矩转向90°而到达车轮轴上。在传动单元位于横向时，驱动力矩不必转向，扭矩传递可以借助正齿轮来实现。例如在de10043622a1中公开了一种用于商用车的带锥齿轮级的车轴传动部。

在从带有通常的内燃机的传动系切换到带有(中央的)电驱动机构的传动系时，必需的是，在传动系中设置附加的调整传动部(减速传动部)。该调整传动部降低电驱动机构的转速。

然而，设置单独的调整传动部可能是不利的，因为需要额外的安装空间。此外，用于调整传动部(anpassgetriebe)的额外成本和通常因用于电动车辆传动系的迄今少量的件数所致的高昂的单件成本，会是不利的。

由de102010061217a1已知一种电的车轴模块，就其而言，电机器的转子与锥齿轮级的锥形小齿轮轴抗扭地连接。附加地，内燃机通过行星传动部与锥形小齿轮轴连接。

技术实现要素：

本发明的目的在于，特别是针对电动汽车提供调整传动部的成本低廉地和/或节省空间的整合。

该目的通过一种根据独立权利要求的车轴传动模块得以实现。有利的改进在从属权利要求和说明书中给出。

车轴传动模块特别是后桥传动模块。该车轴传动模块被设置用于优选电驱动的汽车、优选商用车(例如载重车或公交车)。车轴传动模块具有第一车轮轴和第二车轮轴，这些车轮轴驱动地与汽车的车轮可连接。车轴传动模块具有横向差速器，该横向差速器驱动地与第一车轮轴和第二车轮轴连接。车轴传动模块具有锥齿轮级，该锥齿轮级驱动地与横向差速器连接。车轴传动模块具有中间轴，该中间轴驱动地与锥齿轮级连接。车轴传动模块具有调整传动部，特别是行星传动部，该调整传动部带有不等于1、优选大于1的传动比，且驱动地与中间轴连接，并且与中间轴同轴地布置。为了驱动车轮，中间轴只能(唯一地)通过调整传动部予以驱动。

调整传动部尤其可以是正传动部或负传动部。

由此可以为了实现无法单独由锥齿轮级提供的传动比，将调整传动部直接整合在车轴传动模块中，优选作为传动比大于1的行星传动部。在不明显缩短寿命的情况下，由于物理限制，锥齿轮级单独通常只能实现大约5.5的最大传动比。然而，所需要的传动比会明显较高，例如介于6和25之间。这种传动比的实现方式可以为，整合在车轴传动模块中的调整传动部附加地引起大于1的传动比。把调整传动部直接整合到车轴传动模块中，这一方面节省了安装空间，因为调整传动部不必单独地整合在驱动单元与车轴传动部之间。另一方面，这为车轴传动模块的模块构建系统开启了如下可行性：可以给所述车轴传动模块要么针对带有中央电动驱动机构的车辆配备调整传动部，要么针对带有中央内燃机的车辆不配备调整传动部。借助该模块构建系统可以明显降低生产成本。

这里尤其要强调的是，横向差速器、车轮轴、锥齿轮级、中间轴和调整传动部实际上整合在一个共同的模块即车轴传动模块中。由此，调整传动部特别是并不直接与(例如中央的)电动驱动机构法兰连接，和/或例如并不车架固定地中间连接在电动驱动机构与车轴传动模块之间。

特别地，锥齿轮级可以具有直线啮合的、倾斜啮合的或弯曲啮合的(螺旋的或双曲线的)锥齿轮。

如这里所用，术语“不等于1”或“大于1”意为，与1的传动比存在明显偏差(例如在小数点后第一位的范围内)。也就是说，由于容许误差等产生的例如1.001的传动比不满足不等于1/大于1的要求。

关于术语“大于1”还要注意，这里也涵盖负传动部的传动比，该负传动部除了引起大于1的传动比外，还引起转向变换。例如可以通过在负传动部的传动比i之前加上一个负号(“-”)来表示这种转向变换。

使用“为了驱动车轮，中间轴只能通过调整传动部予以驱动”意味着，用于驱动车轮的驱动力矩始终都通过调整传动部被引导至中间轴：换句话说，在通过中间轴驱动车轮的任何工作状态下，驱动力矩都通过调整传动部被引导至中间轴。

也可行的是，车轴传动模块具有输入轴，该输入轴可与万向轴连接，该万向轴优选由驱动单元例如电动驱动机构驱动。

此外可行的是，车轴传动模块具有法兰，该法兰驱动地(antreibend)与车轴传动模块的输入轴和/或调整传动部连接。

优选地，锥齿轮级可以具有相互啮合的锥形小齿轮和盘形齿轮。特别地，锥形小齿轮可以设置在中间轴上，并与中间轴抗扭地连接或可连接。

锥齿轮级也可以引起力偏转大约90°到达车轮轴。

车轴传动模块优选可以构造成商用车车轴传动模块，特别是商用车后桥传动模块。

特别地，车轴传动模块被构造用来与中央的和/或朝向车辆纵向定向的驱动单元、优选电动驱动机构连接。

优选地，调整传动部可以既不车架固定地设置或可设置在汽车上，又不直接法兰连接或可法兰连接在电动机上。

在一种特别优选的实施方式中，行星传动部的太阳轮壳体固定地(例如相对于调整传动部壳体)被固定。替代地或补充地，车轴传动模块的输入轴直接驱动地与行星传动部的内齿轮连接。替代地或附加地，行星传动部的行星架直接驱动地与中间轴连接。

在一种实施方式中，行星传动部的行星架被相对于壳体(例如相对于调整传动部壳体)固定。替代地或附加地，车轴传动模块的输入轴直接驱动地与行星传动部的太阳轮连接。替代地或附加地，行星传动部的内齿轮直接驱动地与中间轴连接。

在另一实施方式中，行星传动部的内齿轮被相对于壳体(例如相对于调整传动部壳体)固定。替代地或补充地，车轴传动模块的输入轴直接驱动地与行星传动部的太阳轮连接。替代地或附加地，行星传动部的行星架直接驱动地与中间轴连接。

在一种设计变型中，车轴传动模块还具有车轴传动部壳体，在该车轴传动部壳体中容纳着第一车轮轴、第二车轮轴、横向差速器、锥齿轮级，且部分地容纳着中间轴。附加地，车轴传动模块具有调整传动部壳体，在该调整传动部壳体中容纳着调整传动部、且部分地容纳着中间轴，该调整传动部壳体安装到车轴传动部壳体上。由此得到了如下的模块化：可以有选择地设置调整传动部，如果调整传动部壳体安装到车轴传动部壳体上的话。

在另一种设计变型中，第一车轮轴、第二车轮轴、横向差速器、锥齿轮级、中间轴和调整传动部整合和/或(相互)嵌装在轴桥中。替代地或附加地，车轴传动部壳体和调整传动部壳体整合在轴桥中。

在一种优选的设计变型中，调整传动部和锥齿轮级具有在6和15之间、特别是在6和12之间、优选在7和8之间的范围内的共同(gemeinsam)传动比。由此可以特别是实现在使用电动驱动机构时商用车所需要的传动比。

在一种优选的实施方式中，调整传动部直接驱动地与中间轴连接、和/或该中间轴直接驱动地与锥齿轮级连接。替代地或附加地，锥齿轮级直接驱动地与横向差速器连接，和/或该横向差速器直接驱动地与第一车轮轴和第二车轮轴连接。

在一种特别优选的实施方式中，中间轴与锥齿轮级的锥形小齿轮整体地构造(例如构造成锥形小齿轮轴)。

本发明还涉及一种用于汽车特别是商用车的车轴传动模块系统。该车轴传动模块系统具有如这里公开的车轴传动模块，其中，该车轴传动模块可有选择地调整为第一车轴传动模块(例如用来与电动驱动机构连接)或第二车轴传动模块(例如用来与内燃机连接)。第一车轴传动模块的和第二车轴传动模块的中间轴、锥齿轮级、第一车轮轴、第二车轮轴和/或横向差速器相同地构造(构造成等同部分)。仅仅第一车轴传动模块具有调整传动部。

这具有如下优点：通过采用大量等同部分，可以明显降低第一和第二车轴传动模块的生产成本。由此也能够以较小的件数成本高效地生产车轴传动模块。这特别是在从具有带相应的车轴传动部的内燃机的车辆过渡到具有电动机和相应适配的车轴传动部的车辆时具有意义。

优选地，仅仅第一车轴传动模块具有输入轴，该输入轴驱动地与调整传动部连接。

在一个实施例中，第一车轴传动模块的和第二车轴传动模块的车轴传动部壳体相同地构造(构造成等同部分)。

在另一实施例中，仅仅第一车轴传动模块具有调整传动部壳体。替代地或附加地，仅仅第二车轴传动模块具有盖件、特别是小齿轮罐，其基本上包围中间轴的从车轴传动部壳体突伸出来的区域。该盖件不同于调整传动部壳体。该盖件特别是不容纳传动部。

在一个优选的实施例中，车轴传动部壳体具有安装区域，在该安装区域上可有选择地安装第一车轴传动模块的调整传动部壳体或第二车轴传动模块的盖件(例如小齿轮罐)。替代地或附加地，调整传动部壳体的安装区域和盖件的安装区域相同地构造(例如具有相同的安装配合、相同的定中直径、相同的孔圆直径和/或相同的螺钉孔直径)。

在另一设计变型中，第一车轴传动模块的和第二车轴传动模块的第一车轮轴的、第二车轮轴的、横向差速器的和/或中间轴的至少一个轴承相同地构造(等同部分)。替代地或附加地，第一车轴传动模块的和第二车轴传动模块的特别是车轴传动部壳体的至少一个密封件相同地构造(等同部分)。替代地或补充地，用于驱动车轴传动模块的第一车轴传动模块的法兰和第二车轴传动模块的法兰相同地构造(等同部分)。

特别地，第一车轴传动模块的法兰可以驱动地(例如通过输入轴)与调整传动部连接。第二车轴传动模块的法兰可以直接驱动地与中间轴连接。

在另一实施方式中，第一车轴传动模块被设计用来与特别是中央的和/或朝向车辆纵向方向的电动驱动机构连接。

在另一实施例中，第二车轴传动模块被设计用来与特别是中央的和/或朝向车辆纵向定向的内燃机连接。

本发明还涉及一种汽车，优选商用车。该汽车具有特别是中央的和/或朝向车辆纵向定向的驱动单元，优选电动驱动机构。该车辆具有如这里公开的车轴传动模块。

在一个实施例中，该汽车被构造成纯电动车辆。在另一实施例中，该汽车被构造成带有电动机和内燃机的混合动力车辆(例如串行的混合驱动机构)。

在又一实施例中，该汽车可以例如被构造成商用车(比如公交车、载重车、市政车辆如废物处理车等)，且具有内燃机。出于稳固性的原因，锥齿轮级可以具有比最大传动比小的传动比(例如介于2和4之间)。调整传动部于是可以用于把传动比提高至所要求的总传动比(例如介于5和8之间)。

附图说明

本发明的前述优选实施方式和特征可任意地相互组合。下面参照附图介绍本发明的其它细节和优点。其中：

图1为车轴传动模块的一个实施方式的原理草图；

图2为车轴传动模块的另一实施方式的原理草图；

图3为图2的车轴传动模块的该实施方式的示意性的剖视图；

图4为车轴传动模块的又一实施方式的原理草图；

图5为车轴传动模块的又一实施方式的原理草图；

图6为车轴传动模块的又一实施方式的原理草图；

图7为图6的车轴传动模块的该实施方式的示意性的剖视图。

这些图中所示的各实施方式至少部分地一致，因而给类似的或相同的部分标有相同的附图标记，在其阐述时，也参见针对其它实施方式或附图的说明，以避免重复。特别地，在本公开中，相同的附图标记指代相同的构件(构造相同且作用相同的构件)。不言而喻，对于相同的附图标记，也可以仅用于相同作用的或类似作用的构件。具有相同的两个末位标号的、却用百位区分开(例如16、116、216)的附图标记，指代类似作用的或相同作用的特别是不同构造的构件。

具体实施方式

本发明主要基于如下认识：调整传动部或减速传动部可以直接整合到车轴传动模块中。车轴传动部是安装在驱动轴中的传动部。为了实现调整传动部，该调整传动部可以例如直接与中间轴法兰连接，该中间轴驱动着锥齿轮级。由此也可以实现较大的传动比，而这种较大的传动比仅仅通过调整传动部的锥齿轮级是无法实现的。

这在使用一个或多个电动机来驱动汽车时能够实现：相比于利用内燃机的驱动，可以达到更高的所需传动比。这种解决方案特别是受益于如下：可以设置积木式系统，以便构造用于电动机驱动的车轴传动模块和构造用于内燃机驱动的车轴传动模块。提出，适当地设置车轴传动模块系统，从而采用尽可能多的等同部分。附加地，车轴传动模块系统要能实现构造带有待添加的调整传动部的第一车轴传动模块，且能实现构造无调整传动部的第二车轴传动模块。例如替代于中间轴的盖件，容纳在壳体中的调整传动部可以被设置用于替代地构造第一车轴传动模块或第二车轴传动模块。这种做法具有如下优点：整体上降低了生产成本，特别是也能以较小的件数制得用于电动车辆的廉价的车轴传动模块，因为存在很多等同部分，其带有常见的、如今仍然非常频繁地生产的用来与内燃机连接的车轴传动部。

图1示出了车轴传动模块10的原理草图。车轴传动模块10例如可以作为后桥传动模块应用于商用车比如载重车或公交车。特别地，规定车轴传动模块10与电动驱动机构12一起使用，如图1中示范性地示出。

在所示实施方式中，车轴传动模块10具有输入轴14、调整传动部16、中间轴18、锥齿轮级20、横向差速器(车轴差速器)22(未详细示出)和两个车轮轴24a、24b。附加地，车轴传动模块10具有车轴传动部壳体26和调整传动部壳体27。

电动驱动机构12例如可以在载重车的情况下被设计为中央的电动机，其例如设置在车辆中间。在公交车的情况下，电动驱动机构12可以设置在车辆前部区域、车辆中间或车辆尾部区域中。

在不中间连接调整传动部的情况下，电动驱动机构12通过驱动轴28与车轴传动模块10连接。具体地，驱动轴28抗扭地与法兰30连接，该法兰又抗扭地设置在输入轴14上。

可以省去在电动驱动机构12与车轴传动模块10之间中间连接单独的减速传动部，因为整合到车轴传动模块10中的调整传动部16与锥齿轮级20一起引起所需要的传动比。在有些实施方式中，可以在驱动轴28与输入轴14之间设置其它驱动轴，例如万向轴。

调整传动部16与中间轴18同轴地布置。输入轴14驱动地与调整传动部16连接。调整传动部16驱动地与中间轴18连接。调整传动部16具有不等于1、特别是大于1的传动比。

调整传动部16通过中间轴18驱动锥齿轮级20。锥齿轮级20具有锥形小齿轮36和盘形齿轮38。锥形小齿轮36和盘形齿轮38相互啮合。锥齿轮级20使得由中间轴18提供的力偏转约90°，经由横向差速器22到达车轮轴24a、24b。中间轴18与输入轴14同轴地布置。输入轴14和中间轴18在车辆纵向上延伸。在有些实施方式中，中间轴18和锥齿轮级20的锥形小齿轮36可以作为整体的单元构造成锥形小齿轮轴的形式。锥齿轮级20可以具有例如直线啮合的、倾斜啮合的或弯曲啮合的(螺旋或双曲线)锥齿轮。

车轮轴24a、24b驱动车轮40。通过横向差速器22，可以采用公知的方式在两个车轮40之间实现转速均衡。具体地，于是车轮40被第一车轮轴24a驱动，而另一车轮40被第二车轮轴24b驱动。

车轴传动部壳体26容纳着中间轴18(部分地)、锥齿轮级20、横向差速器22和车轮轴24a、24b。调整传动部壳体27容纳着输入轴10(部分地)、调整传动部16和中间轴18(部分地)。车轴传动部壳体26和调整传动部壳体27共同地形成了车轴传动模块壳体。具体地，调整传动部壳体27具有安装区域27a，该安装区域安装到车轴传动部壳体26的安装区域26a上。

图2示出车轴传动模块110的原理草图。图3示出该车轴传动模块110的示意性的剖视图。与图1的车轴传动模块10不同，在车轴传动模块110中，对作为行星传动部116的调整传动部的配置予以详述。

行星传动部116具有内齿轮132、行星轮133、行星架(接板)134和太阳轮135。内齿轮132抗扭地与输入轴114连接。行星架134抗扭地与中间轴118连接。太阳轮135抗扭地与调整传动部壳体127连接。输入轴114的转动引起内齿轮132的转动。内齿轮132的转动引起行星轮133的转动，这些行星轮围绕着固定不动的太阳轮135旋转，并在这种情况下使得行星架134转动。行星架134又使得中间轴118转动。

行星传动部116具有大于1的传动比。特别地，行星传动部116可以提供直至13的传动比(对于单级的行星传动部)和直至35的传动比(对于多级的行星传动部(多级行星传动部))。由此，行星传动部116形成了调整传动部，以便与由锥齿轮级20引起的传动比一起，在驱动轴28(电动机12)与车轮轴24a、24b之间提供整体需要的传动比。特别地，行星传动部116和锥齿轮级20共同具有大于5.0的传动比，该传动比由于物理限制不能单独由锥齿轮级20提供。

行星传动部116和锥齿轮级20可以一起提供直至大约70的传动比(对于单级的行星传动部)和直至大约190的传动比(对于多级的行星传动部(多级行星传动部))。在与电动机12一起使用时，共同传动比可以特别是处于6和15之间、优选7和8之间的范围内，其中，行星传动部16的传动比可以特别是处于1和2之间。

在图3中示出，输入轴114通过轴承141、142可转动地安置在调整传动部壳体127(见图2)中。中间轴18通过轴承143、144可转动地安置在调整传动部壳体127中，并通过轴承145可转动地安置在车轴传动部壳体26中。横向差速器22通过轴承146、147可转动地安置在车轴传动部壳体26中。车轴传动部壳体26具有其它部件，比如密封件等。车轴传动部壳体26和调整传动部壳体127可以与未示出的轴桥相互嵌装。

图4示出车轴传动模块210的原理草图，其中采用了与图2和3中不同的行星传动部配置。

行星传动部216具有内齿轮232、行星轮233、行星架(接板)234和太阳轮235。太阳轮235抗扭地与输入轴214连接。内齿轮232抗扭地与中间轴18连接。行星架234抗扭地与调整传动部壳体227连接。输入轴14的转动引起太阳轮235的转动。太阳轮235的转动引起行星轮233的转动，这些行星轮在固定不动的行星架235上旋转。分别围绕自己的轴转动的行星轮233使得内齿轮232转动。内齿轮232又使得中间轴18转动。

图5中所示为车轴传动模块310的原理草图，其中也采用了行星传动部的另一种配置。

行星传动部316具有内齿轮332、行星轮333、行星架(接板)334和太阳轮335。太阳轮335抗扭地与输入轴314连接。输入轴314和太阳轮335可以如同输入轴214和太阳轮235(见图4)那样构造。行星架334抗扭地与中间轴18连接。内齿轮332抗扭地与调整传动部壳体327连接。输入轴314的转动引起太阳轮335的转动，进而也引起行星轮333的转动。转动的行星轮333在固定不动的内齿轮332内部围绕共同的中轴线旋转，并在这种情况下使得行星架334转动。行星架334又使得中间轴18转动。

图6示出车轴传动模块410的原理草图，图7示出该车轴传动模块410的示意性的剖视图。与车轴传动模块10、110、210和310不同，规定该车轴传动模块410无调整传动部。该车轴传动模块410特别适合用于利用中央的和/或朝向车辆纵向定向的内燃机412进行驱动。

代替调整传动部，车轴传动模块410只有一个安装到车轴传动部壳体26上的盖件427。具体地，盖件427利用安装区域27a安装到车轴传动部壳体26的安装区域26a上。盖件427被构造成小齿轮罐，用于容纳和定中中间轴18的区域。

尤其要强调的是，车轴传动模块10、110、210、310、410具有多个等同部分，从而这些车轴传动模块可以构造在模块积木式系统中。图中所用的相同的附图标记指代特别是作为等同部分予以应用的部分。所述等同部分可以特别是锥齿轮级20、中间轴18、横向差速器22、车轮轴24a、24b、车轴传动部壳体26、轴承143-147、法兰30和车轴传动部壳体26中的密封件。

例如，可以针对每个车轴传动模块10、110、210、310、410都采用相同的车轴传动部壳体26。于是为了安装带有调整传动部的车轴传动模块，可以简单地将调整传动部壳体27、127、227、327安装到车轴传动部壳体26上，在所述调整传动部壳体中容纳着调整传动部(行星传动部)16、116、216、316。另一方面，为了安装无调整传动部的车轴传动模块，可以简单地将盖件427安装到车轴传动部壳体26上。这采用如下方式来实现：调整传动部壳体27、127、227、327和盖件427具有相同构造的安装区域27a(例如具有相同的安装配合、相同的定中直径、相同的孔圆直径和/或相同的螺钉孔直径)，该安装区域与车轴传动部壳体26的安装区域26a配合。在其它实施方式中，车轴传动部壳体26可以不用作等同部分。替代地，可以为车轴传动模块10、110、210、310和410采用例如模块特定的车轴传动模块壳体。

作为另一个例子，对于全部的车轴传动模块10、110、210、310和410，都可以例如采用中间轴18和锥形小齿轮36的构造成整体的锥形小齿轮轴的组合。

本发明并不局限于上述优选的实施例。确切地说，可以有多种同样采用本发明的构思、因而落入保护范围内的改型和变型。本发明特别是也要求保护从属权利要求的主题和特征，而独立于所引用的权利要求。

附图标记清单

10车轴传动模块

12电动机(驱动单元)

14输入轴

16调整传动部

18中间轴

20锥齿轮级

22横向差速器(车轴差速器)

24a第一车轮轴

24b第二车轮轴

26车轴传动部壳体

26a安装区域

27调整传动部壳体

27a安装区域

28驱动轴

30法兰

36锥形小齿轮

38盘形齿轮

40车轮

110车轴传动模块

114输入轴

116行星传动部(调整传动部)

127调整传动部壳体

132内齿轮

133行星轮

134行星架(接板)

135太阳轮

210车轴传动模块

214输入轴

216行星传动部(调整传动部)

227调整传动部壳体

232内齿轮

233行星轮

234行星架(接板)

235太阳轮

310车轴传动模块

314输入轴

316行星传动部(调整传动部)

327调整传动部壳体

332内齿轮

333行星轮

334行星架(接板)

335太阳轮

410车轴传动模块

412内燃机(驱动单元)

427盖件

428驱动轴