用于具有电机和离合器的机动车的驱动单元的制作方法

本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分所述的用于机动车的驱动单元。

背景技术：

在混合动力车中、特别是在全混合动力车中，在内燃机和电机之间设置分离离合器，利用分离离合器切断内燃机并且仅仅可通过电机驱动车辆。

在该背景下，文献de102012216601a1公开了一种这种类型的驱动单元，在其中，为了操纵分离离合器，设置具有球体斜坡传动机构的分离组件，可通过两个传动级、特别是一个构造为蜗轮传动机构的锥齿轮传动机构和一个圆柱齿轮传动机构，由调整驱动马达对分离组件加载分离力。

技术实现要素：

在这种紧凑的驱动单元中，存在的需求是，这种驱动单元特别是在离合器的操纵装置方面还应实施成更加节省结构空间。

该目标通过具有独立权利要求所述的特征的驱动单元实现。

本发明设置成，在开头所述类型的驱动单元中，操纵装置的锥齿轮传动机构实施成具有布置或构造在调整驱动轴处的驱动小齿轮和从动齿轮的增速的冠状齿轮传动机构，从动齿轮与分离组件的输入元件有效连接或形成该输入元件。

由此，在驱动单元中，可省去在根据文献de102012216601a1的现有技术中除了锥齿轮传动机构还存在的圆柱齿轮传动机构，因为所需的转速减小可仅仅通过冠状齿轮传动机构产生。有利地，锥齿轮传动机构可具有15-20的传动比i，特别是大于等于20的i。由此，锥齿轮传动机构为具有高效率的增速的锥齿轮传动机构。

在从属权利要求中，给出本发明的有利的设计方案和改进方案。

通过冠状齿轮传动机构的从动齿轮或盘形齿轮在没有由于自由的可变形性的成本的情况下实施成塑料注塑件，可给出可特别简单地制造的冠状齿轮传动机构。盘形齿轮制成注塑件避免了在切削制造时出现高的制造成本，该注塑件通过与双齿的插齿刀碰撞得到。

由于在齿轮旋转运动时几乎不存在轴向滑动，实现冠状齿轮传动机构的高的效率。

优选地，驱动小齿轮可实施成具有1至5的齿数、特别是在2至5之间的齿数。通过仅仅改变从动齿轮或盘形齿轮的齿部、特别是齿数，在使用给定的驱动小齿轮时，可实现在不同的应用情况中冠状齿轮传动机构的传动比匹配。

根据下一改进方案可设置成，在调整驱动轴线(即驱动小齿轮的轴线)和从动齿轮的轴线(即分离轴线)之间的角度在80°至100°的范围中选择。例如，通过调整驱动轴的稍微倾斜可以有利的方式避免否则所需的倒凹。由此，进一步简化了所提出的冠状齿轮传动机构的制造。

此外可设想，在冠状齿轮组件中设置可能的轴错位，以改变盘形齿轮的齿几何形状。

有利地，在冠状或盘形齿轮的俯视图中，从动齿轮的齿可设计成弧形的。因此存在弧齿。在此，作为驱动小齿轮的共轭的轮廓，得到从动齿轮的齿的形状。特别是，齿可相对于从动齿轮的外棱边或外边缘具有与90°不同的角度。也就是说，在从动齿轮处的齿不是径向地取向并且由此不是垂直地处于从动齿轮的边缘上。

有利地，从动齿轮的齿可布置在圆环段上，由此，其仅仅覆盖从动齿轮的部分面。优选地，圆环段位于从动齿轮的外边缘处。从动齿轮自身不必一定作为完整的圆盘存在，而是可通过扇形形成。

优选地，从动齿轮的齿可具有在10mm至30mm之间的长度。该长度足够用于在与驱动小齿轮共同作用时传递所需的力矩。

有利地，驱动小齿轮可具有斜齿部，其直接构造在调整驱动轴处或在此处布置的小齿轮处。原则上，小齿轮也可具有直齿部，可借助于在调整驱动轴的端部处的齿轮给出直齿部。

在此，斜齿部的倾斜角有利地可大于25°。由此，获得强烈的斜齿部，由此，得到有利的从动齿轮的齿轮廓。那么特别地同样可行的是，在冠状齿轮齿部和圆柱齿轮齿部中使用相同的驱动小齿轮，由此，需预留的备件和生产机械可保持很少量，这使成本更低。

优选地，驱动小齿轮的长度可大于或等于驱动小齿轮的齿部的螺距。螺距是两个位于相同周向位置处的点的轴向距离，斜齿部在这两个点之间回转一次。此外，驱动小齿轮的长度可小于三个螺距。即，斜齿部环绕驱动小齿轮一次至三次。

有利地，驱动小齿轮可构造成倾斜啮合的渐开线圆柱齿轮。换句话说，小齿轮构造成具有渐开线轮廓的圆柱形齿轮。

调整驱动机构的轴线和在此形成分离轴线的从动齿轮的轴线可交错然而不相交，也就是说轴线布置成彼此歪斜的。替代地，轴线也可相交。不仅驱动小齿轮而且从动齿轮的所描述的齿部允许驱动小齿轮相对于驱动小齿轮的纵轴线的位置、即调整驱动轴的位置自由地在该轴线的两个方向上移动。此外，驱动小齿轮可再次关于其纵轴线的位置在由从动齿轮展开的平面之内平行于从动齿轮的半径线错位，并且作用于构造在该处的齿部处。由此，得到调整驱动马达的自由定位。

总地来说，特别是在调整驱动马达的定位中，所提出的增速的冠状齿轮传动机构通过多种匹配可能性允许操纵装置更自由地与现有结构空间匹配。

根据本发明的一种实施方式，有利的是，分离组件实施成球体斜面传动机构。优选地，在此，输入元件和输出元件实施成具有相应的球体斜面或轨道和在其之间行进的球体，并且彼此轴向地布置。特别优选地，球体轨道或斜面端侧地布置在输入元件和输出元件处，其结果是分离组件的节省空间的仅仅很小的径向延伸。

通过调整驱动轴如以上已经解释的那样在一定的角度范围之内横向于可与分离轴线重合的驱动设备的旋转轴线a取向且沿轴向与定子相邻地伸延并且通过调整驱动马达径向地布置在用作驱动设备的电机之外，可实现驱动单元的特别节省结构空间的结构形式。在此，调整驱动马达和驱动设备可节省结构空间地彼此轴向重叠。调整驱动马达可优选地固定在包围驱动设备的罩壳处，为了维护目的或为了更换，在该处可容易地接近调整驱动马达。

操纵装置特别是可利用调整驱动轴、如有必要通过减速传动机构并且利用分离组件至少间接地固定在电机的定子处并且相对于起作用的离合器操纵力支撑。为此，优选地适合的是定子支架或与定子固定连接的另一元件，例如与定子连接的罩壳壁等。

所提出的驱动单元可预制成独立的模块并且作为整个结构单元接合到混合动力车辆的传动系中。

附图说明

下面示例性地参考附图描述本发明。

其中：

图1示出了驱动单元的轴向剖视图，驱动单元包括电机和具有操纵装置的膜片离合器；

图2示出了图1的操纵装置的冠状齿轮传动机构的俯视图；

图3示出了相对于图1改进的驱动单元的轴向剖视图，驱动单元包括电机和具有操纵装置的摩擦离合器。

具体实施方式

在附图中示出的用于混合动力车辆的驱动单元10包括构造成电机12的驱动设备14，其具有定子16和相对于定子16同轴地可围绕旋转轴线a旋转地支承的转子18。定子16被容纳在基本上圆柱形的定子支架16a之内，定子支架16a同时构成驱动单元10的罩壳10c。电机12在此实施成内转子电机，然而根据此处的结构空间情况原则上也可构造成外转子电机。

此外，驱动单元10包括在此构造在具有电机12的结构单元中的可切换的离合器20，离合器20在图1中实施成干式运行的或湿式运行的膜片离合器22并且可借助于操纵装置24操纵。离合器20用于建立转子18与驱动单元10的另一驱动元件、在此特别是中间轴26的旋转带动连接，中间轴26形成驱动单元10的输入元件10a并且借助于齿部26a通过扭转减振器28可引入或被引入与在此未详细示出的内燃机的曲轴30的旋转带动连接中。中间轴26借助于轴承32可旋转地固定在第一中间壁33处，中间壁33从罩壳10c开始径向向内延伸并且容纳轴承32。

转子18被转子支架34的轴向延伸的区段34a承载。与轴区段34c相连接或形成轴区段34c的径向延伸的区段34b联接到该区段34a上。轴区段34c用作驱动单元10的输出元件10b。如可在图1中看出的那样，轴区段34c借助于轴承36固定在第二中间壁38处，第二中间壁38同样从罩壳10c开始径向向内延伸。电机12、离合器20和操纵装置24的至少一部分被容纳在由中间壁33、38撑开的容纳腔40中。

为了形成膜片离合器22，在中间轴26的轴向区段26b处不可相对旋转地容纳然而可轴向移动的内膜片22a。内膜片22a可通过操纵装置24的作用分别与轴向相邻的、在转子支架34的轴向区段34a处不可相对旋转地、然而同样可轴向移动地被引导的外膜片22b摩擦连接。由此，膜片离合器22被容纳在由转子18构造的环形腔42之内。离合器20、22在此实施成常闭型，其中，由内膜片22a和外膜片22b形成的膜片组通过构造成膜片弹簧44的力储存器的作用被压紧，并且膜片弹簧44轴向支撑在转子支架区段34a处。

离合器20的分离机构46包括多个推杆46a的组件，推杆46a轴向地穿过转子支架区段34b并且可使端部膜片克服膜片弹簧44的作用移动，由此，可使膜片组卸载并且打开离合器20。通过传递板46b将操纵力引入到推杆46a上，传递板46b通过用于断开旋转联结的分离轴承48与分离组件50相连接。分离组件50包括可旋转的且轴向地、特别是相对于分离机构46固定的输入元件50a和可相对于输入元件50a轴向移动的输出元件50b，其作用到推杆46a上。在此，分离组件50构造成球体斜面传动机构51，其中，在轴向坡形的轨道中引导的球体50c在输入元件50a和输出元件50b之间行进。

分离组件50固定在中间壁38的容纳区域38a处、特别是区段38b-d之内。可轴向移动的输出元件50b与位于容纳腔40中的分离轴承48的不可相对旋转的轴承环的连接通过推杆52的另一组件实现，为了该目的，推杆52轴向穿过区段38c。

在该实施例中，操纵装置24至少部分地轴向被容纳在电机12之内。

容纳腔40可实施成湿式腔并且在中间壁33、38的区域中相对于邻接的干式腔密封。为此，特别是也可在操纵装置24处在推杆52的区域中和/或分离组件50的元件中设置相应的密封件，从而操纵装置24部分地布置在干式腔中并且部分地布置在湿式腔中。

此外，操纵装置24包括电的调整驱动马达54，其具有在所示出的绘图平面中横向的、优选地以相对于电机12的旋转轴线a成80°-100°角度取向的且可绕轴线旋转的调整驱动轴56，其与分离组件50的输入元件50a有效连接并且构造成将调整驱动轴56的旋转运动转化成作用到离合器20的分离机构46上的平移运动。

为了产生转速减小或扭矩增加，在调整驱动轴56和分离组件50之间设置以增速的冠状齿轮传动机构58的结构形式的锥齿轮传动机构。冠状齿轮传动机构58包括构造在调整驱动轴56处或布置在该处的驱动小齿轮60和实施成盘形齿轮62的从动齿轮64，从动齿轮64与分离组件50的输入元件50a不可相对旋转地连接。盘形齿轮62也可同时形成分离组件50的输入元件50a并且例如具有球体斜面传动机构的球体轨道。驱动小齿轮60和从动齿轮64设计为，使得设置得到的冠状齿轮传动机构58的传动比i大于等于20。在此，从动齿轮64制造成由高强度的且同时耐磨的塑料、例如名称为pa6、pa66或pa6g的热塑性塑料制成的塑料注塑件。同样，驱动小齿轮60也可实施成由上述热塑性塑料或其他材料制成的塑料注塑件。

冠状齿轮传动机构58和分离组件50空间上相邻地、特别是与中间壁38直接相邻地布置、然而布置在容纳腔40之外。

从图1中可看出，调整驱动轴56或调整驱动马达54的旋转轴线c和从动齿轮64的轴线或分离轴线b布置成直角，即，彼此呈90°的角度。该图示仅仅是示例性的，因为如已经阐述的那样也可根据应用稍微改进在轴线b、c之间的角度或倾斜。

图2单独地并且示意性地以俯视图示出了冠状齿轮传动机构58，其中，为了示出驱动小齿轮60，齿部61直接实施在调整驱动轴56上。可看出，从动齿轮64的齿64a设计成弧形的。出于可见性原因，齿顶仅仅示出为弧形线。从动齿轮64的齿64a具有环形的圆弓66，其在图2中覆盖小于180°的角度范围，即，稍微小于半圆。圆弓66也可覆盖更小或更大的角度范围。从动齿轮64的齿64a具有在10mm和30mm之间的长度。相应地，驱动小齿轮60可具有比驱动小齿轮60的齿部61的螺距更大的长度。

此外从图2中可看出，驱动小齿轮60构造成倾斜啮合的渐开线圆柱齿轮。驱动小齿轮60具有两个齿61a、b和约33度的倾斜角度。由此，从动齿轮64的两个或三个齿64a始终与驱动小齿轮60的斜齿啮合。

观察图1，调整驱动马达54在径向上布置在电机12之外。调整驱动轴56轴向地与定子16相邻地伸延并且横向于驱动单元10或电动机12的旋转轴线a伸延，其在此与分离组件50的分离轴线b重合。

例如，所示出的罩壳10c可为车辆传动系的变速器罩壳或独立的中间罩壳。在此，调整驱动马达54可固定在罩壳10c的外侧处。

另一、以图3示出的实施例以图1和图2的实施例为基础，从而在以下描述中基本上仅仅阐述存在的区别。

在图3的实施例中，离合器20构造成干式的摩擦离合器23。转子支架34再次与径向内部的轴向突出部34c一起形成驱动单元10的从动元件10b。在由转子18形成的环形腔42径向之内，布置可轴向移动的压紧盘23a，其对摩擦盘或离合器盘23b加载闭合力并且可摩擦连接地相对于转子支架区段34b固定。由此，区段34b形成离合器23的支座或配合摩擦板。摩擦盘23b与中间轴26相连接，其再次形成驱动单元10的输入元件10a。在离合器20闭合时，在中间连接扭转减振器28的情况下可形成相对于可与中间轴26连接的内燃机从动轴或曲轴30的旋转带动连接。

构造成杠杆元件、在此特别是膜片弹簧47的分离机构46用于将操纵力传递到压紧板23a上。膜片弹簧47此外可摆动地支承在转子支架34的径向的突出部34d处并且利用径向外部的环形区段47a贴靠在压紧板23a处并且利用径向向内延伸的弹簧舌47b贴靠在分离轴承48的可旋转的轴承环处。

由此，突出部34d表示转子18的另一支撑区域，其通过与其连接的区段34e并且借助于轴承37支承在中间壁33的位于径向内部的圆柱形区段33a处。

在该示例中，调整驱动轴56、冠状齿轮传动机构58和分离组件50布置成沿轴向与中间壁33相邻、然而在容纳腔40之内。冠状齿轮传动机构58的冠状或盘形齿轮62如之前对图1解释的那样作用在分离组件50的输入元件50a处，或直接构造成输入元件50a。输出元件50b和分离轴承48直接轴向彼此相邻地定位，也就是说在没有中间连接消除距离的力传递元件的情况下。

然而，在以上解释的驱动单元中，设置以冠状齿轮传动机构的结构形式的锥齿轮传动不是一定需要的，然而仅仅表示有利的变型方案。原则上，设置在调整驱动马达和分离组件的输入元件之间的传动机构也可以实施为相对于前述描述不同的任意其他形式。

附图标记列表

10驱动单元

10a罩壳

10c罩壳

12电机

14驱动设备

16定子

16a定子支架

18转子

20离合器

22膜片离合器

22a内膜片

22b外膜片

23摩擦离合器

23a压紧板

23b离合器盘

24操纵装置

26中间轴

26a齿部

26b轴向区段

28扭转减振器

30曲轴

32轴承

33中间壁

33a圆柱形区段

34转子支架

34a-e转子支架区段

36轴承

38中间壁

38a容纳区域

40容纳腔

42环形腔

44膜片弹簧

46分离机构

46a推杆

46b传递盘

47膜片弹簧

47a环形区段

47b弹簧舌

48分离轴承

50分离组件

50a输入元件

50b输出元件

50c球体

51球体斜面传动机构

54调整驱动马达

56调整驱动轴

58冠状齿轮传动机构

60驱动小齿轮

61齿部

62盘形齿轮

64从动齿轮

64a齿

66圆弓

a驱动单元的旋转轴线

b分离轴线

c调整驱动轴线