電驅(qū)動器的制造方法
【專利說明】電驅(qū)動器
[0001]本發(fā)明涉及一種電驅(qū)動器，包括:
[0002]-具有多個電機(jī)的馬達(dá)裝置，
[0003]-驅(qū)動裝置，和
[0004]-傳動級，其在一側(cè)與所述馬達(dá)裝置連接并且在另一側(cè)與所述驅(qū)動裝置連接，所述傳動級具有與所述驅(qū)動裝置連接的傳動太陽輪和多個分別與電機(jī)中一個相連接的傳動行星輪，所述傳動行星輪環(huán)形地圍繞所述傳動太陽輪布置并且傳遞轉(zhuǎn)矩地在所述傳動太陽輪上滾動。
【背景技術(shù)】
[0005]這種驅(qū)動裝置由EP 0 211 000 B1已知。該文獻(xiàn)公開了一種電機(jī)式的精密驅(qū)動系統(tǒng)，其具有許多單獨(dú)的電動機(jī)，這些電動機(jī)環(huán)狀地設(shè)置有平行取向的轉(zhuǎn)子軸。該已知系統(tǒng)的每個轉(zhuǎn)子軸都承載著正齒輪，它與共同的太陽輪嚙合，該太陽輪設(shè)置在由行星齒輪構(gòu)成的環(huán)狀物的中心。這種裝置用來將單個電機(jī)的小轉(zhuǎn)矩累加成高的總力矩，它能夠被作用在與太陽輪相連接的輸出軸上。
[0006]有利的是，這種有益的設(shè)計(jì)理念也可應(yīng)用在機(jī)動車的驅(qū)動裝置上。為此尤其有利的是，應(yīng)用所謂的高轉(zhuǎn)速馬達(dá)(即轉(zhuǎn)速超過20000轉(zhuǎn)/分鐘的電機(jī))，它的特征在于效率高且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。這種馬達(dá)目前應(yīng)用在高速加工機(jī)器中。但是，已知的精密驅(qū)動系統(tǒng)作為高轉(zhuǎn)速馬達(dá)的補(bǔ)充并不是非常適合用于作為機(jī)動車驅(qū)動裝置。尤其是，它不能夠提供充足的傳動，并且在高轉(zhuǎn)速下由于齒輪咬合而產(chǎn)生的噪音對于應(yīng)用在機(jī)動車、尤其電驅(qū)動的機(jī)動車中也是不可接受的。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種這類驅(qū)動系統(tǒng)的改進(jìn)方案，該改進(jìn)方案適用于機(jī)動車驅(qū)動裝置。
[0008]所述技術(shù)問題結(jié)合權(quán)利要求1的前序部分的特征，通過以下方式得以解決，即
[0009]-所述傳動級具有可旋轉(zhuǎn)支承的傳動輪圈，所述傳動行星輪傳遞轉(zhuǎn)矩地在所述傳動輪圈上滾動，并且
[0010]-所述驅(qū)動裝置具有疊加級(Summierstufe)，所述疊加級設(shè)計(jì)為拉維奈爾赫式組件(Ravigneaux-Satz)，其具有殼體固定的疊加級輪圈、疊加級架和兩個疊加級太陽輪，兩個相互嚙合的疊加級行星輪組件可旋轉(zhuǎn)地支承在所述疊加級架上，這兩個疊加級行星輪組件中的一個與所述疊加級輪圈嚙合，兩個疊加級太陽輪中的每一個分別與疊加級行星輪組件中的一個相嚙合，
[0011]其中，所述傳動輪圈與一個疊加級太陽輪固定連接，并且所述傳動太陽輪與另一個疊加級太陽輪固定連接。
[0012]本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式由從屬權(quán)利要求給出。
[0013]首先，根據(jù)本發(fā)明設(shè)定，將已知的傳動級拆解為具有獨(dú)立的輪圈、即傳動輪圈的完整的行星輪級。傳動行星輪基本上被空間固定地定位。它們被固定在電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上。電機(jī)自身被固定在基準(zhǔn)基座上、尤其傳動殼體上。因此，本發(fā)明不再需要獨(dú)立的架，行星輪通常在行星輪級內(nèi)支承在這種架上。當(dāng)然，由于傳動行星輪的空間固定的布置需要傳動輪圈可旋轉(zhuǎn)地被支承。
[0014]傳動行星輪被用作傳動級的輸入件。這種傳動級具有配備傳動太陽輪和傳動輪圈兩個輸出件。它們的轉(zhuǎn)速和力矩根據(jù)本發(fā)明能夠在疊加級中被疊加，該疊加級能夠作為在后面布置的傳動裝置的一部分。疊加級的結(jié)構(gòu)與原理上已知的拉維奈爾赫式組件相一致，該拉維奈爾赫式組件具有殼體固定的疊加級輪圈、兩個疊加級行星輪組件和兩個疊加級太陽輪，這兩個疊加級太陽輪分別與一個疊加級行星輪組件嚙合。這種疊加級太陽輪用作為疊加級的輸入件并且相應(yīng)地與傳動級的輸出件、即傳動太陽輪和傳動輪圈相連接。其上支承有疊加級行星輪組件的疊加級架因此用作疊加級的輸出件。
[0015]借助這種特別的傳動裝置能夠?qū)崿F(xiàn)，在非常小的軸向結(jié)構(gòu)空間中實(shí)現(xiàn)較高的傳動比，借助該傳動比能夠?qū)⒏咿D(zhuǎn)速馬達(dá)的較高轉(zhuǎn)速降低到適合驅(qū)動機(jī)動車的轉(zhuǎn)速。同時，這種設(shè)計(jì)保留了將多個扭矩較弱的電機(jī)疊加為適當(dāng)?shù)妮^高扭矩的優(yōu)點(diǎn)。
[0016]有利的是，傳動級設(shè)計(jì)為摩擦滾輪傳動裝置。與之相關(guān)聯(lián)的成本在明顯減低了噪音的情況下是十分有利的。
[0017]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述傳動輪圈與一個疊加級太陽輪相連接，該疊加級太陽輪與一個疊加級行星輪組件相嚙合，該疊加級行星輪組件與所述疊加級輪圈相嚙合。以優(yōu)選的方式考慮到不同的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)速，它們被傳遞給傳動級的輸出件，尤其在這種優(yōu)選的情況下，將傳動行星輪設(shè)計(jì)為階梯行星輪，它們與傳動太陽輪的接觸半徑小于它們與傳動輪圈的接觸半徑。
[0018]對于驅(qū)動裝置的另外的設(shè)計(jì)方案，尤其有兩個不同的變形方案是有利的。在第一變形方案中設(shè)定，所述疊加級架作為疊加級的輸出件與差速器的輸入件相連接，該差速器的兩個輸出件與機(jī)動車的被驅(qū)動軸的驅(qū)動輪相連接。這個變形方案體現(xiàn)了與機(jī)動車的通常的驅(qū)動設(shè)計(jì)的匹配，其中，中央驅(qū)動裝置驅(qū)動差速器，該差速器將扭矩分配給被驅(qū)動軸的兩個驅(qū)動輪。
[0019]原則上在此沒有對差速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做出明顯的限定。在結(jié)構(gòu)上特別簡單的、節(jié)省結(jié)構(gòu)空間的實(shí)施方式中設(shè)定，所述差速器是正齒輪差速器，它的輸入件設(shè)計(jì)為差速器架，兩個相互嚙合的差速器行星輪組件可旋轉(zhuǎn)地支承在所述差速器架上，其中，每個差速器行星輪組件與所述差速器的設(shè)計(jì)為差速器太陽輪的輸出件相嚙合。通常的構(gòu)造方式是，正齒輪差速器具有兩個太陽輪。
[0020]如上面所述，疊加級架用作為疊加級的輸出件。因此優(yōu)選設(shè)定，疊加級架與差速器、尤其它的輸入件相連接，該輸入件優(yōu)選是差速器架。在這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中特別有利地能夠?qū)崿F(xiàn)，疊加級行星輪和差速器行星輪支承在共同的支架的兩個相間隔的軸向區(qū)域上。換言之，疊加級架和差速器架設(shè)計(jì)為共同的構(gòu)件，這種構(gòu)件是特別節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0021]在驅(qū)動裝置的第二變形方案中，替代之前所述的差速器設(shè)定，疊加級架作為疊加級的輸出件與機(jī)動車的驅(qū)動輪相連接。這是將驅(qū)動裝置作為車輪直接驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這種車輪直接驅(qū)動裝置能夠考慮用于機(jī)動車的一個或多個車輪。特別優(yōu)選的是，用于機(jī)動車的驅(qū)動裝置包括兩個這種類型的非平行定向的電驅(qū)動裝置，它們的疊加級分別與機(jī)動車的驅(qū)動輪相連接。軸向上特別節(jié)省空間的是，在此將兩個車輪驅(qū)動的電機(jī)布置在共同的馬達(dá)圈(Motorenring)中，其中，每兩個方位角相鄰的馬達(dá)軸向上非平行的定向。換言之，兩個驅(qū)動裝置的定子和轉(zhuǎn)子被布置在共同的馬達(dá)圈平面內(nèi)，其中，轉(zhuǎn)子軸與固定在其上的傳動行星輪以不同的方向從馬達(dá)圈中伸出。相應(yīng)地，在馬達(dá)圈兩側(cè)分別安置傳動級和疊加級，其中，疊加級與機(jī)動車的相應(yīng)配屬的驅(qū)動輪相連接。在該實(shí)施方式中省去的差速器的功能通過不同的驅(qū)動裝置的控制裝置、尤其配屬于不同的驅(qū)動裝置的馬達(dá)的控制裝置來實(shí)現(xiàn)。在此，通過通常的差速器功能的控制裝置、例如所謂的扭矩矢量分配(Torque-Vectoring)還能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合型裝置。
[0022]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)由下面的專門的說明書和附圖得出。
[0023]在附圖中:
[0024]圖1在示意性的剖面圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的傳動級，
[0025]圖2在傳動級側(cè)的端側(cè)的俯視圖以及側(cè)視圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的馬達(dá)裝置的局部剖開視圖，
[0026]圖3在透視圖中示出了圖2的馬達(dá)裝置，其具有所示的偏心軸承，
[0027]圖4在示意圖中示出了殼體蓋板，該殼體蓋板將圖2和3的馬達(dá)裝置與圖1的傳動級分開來，以便展示偏心軸承的功能，
[0028]圖5在示意圖中示出了在應(yīng)用本發(fā)明的情況下驅(qū)動裝置的第一實(shí)施例，
[0029]圖6在示意圖中示出了按本發(fā)明的驅(qū)動裝置的第二實(shí)施例。
[0030]在這些附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的元件。
[0031]圖1示出了按本發(fā)明的驅(qū)動裝置的傳動級的示意性剖面圖，它為了便于理解整體上參照圖2和3并且共同描述這些附圖。尤其在圖2和3中展示的馬達(dá)裝置10包括多個(在所示的實(shí)施例中是六個)電機(jī)12，該電機(jī)分別包括定子14和轉(zhuǎn)子16，它們與平行定向的轉(zhuǎn)子軸18 —起環(huán)形地繞著中間軸線20布置，并且構(gòu)成馬達(dá)圈。該電機(jī)12優(yōu)選指高轉(zhuǎn)速電機(jī)，其能夠以超過20000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速被驅(qū)動。該電機(jī)12的定子14固定在殼體22上，而轉(zhuǎn)子軸18在轉(zhuǎn)子16的兩側(cè)支承在殼體上，其中下面還將詳細(xì)闡述軸承24、25的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0032]電機(jī)12的轉(zhuǎn)子軸18在電機(jī)的一側(cè)上被延長并且伸進(jìn)相鄰的傳動級26中。這些轉(zhuǎn)子軸在該處分別支承著設(shè)計(jì)為摩擦滾輪的傳動行星輪28，其構(gòu)成為階梯行星輪，并且在中間的軸向區(qū)域中具有比設(shè)置在該中間區(qū)域的兩側(cè)的外側(cè)軸向區(qū)域中更大的直徑。該傳動行星輪28牢靠地固定在轉(zhuǎn)子軸18上。它們共同地構(gòu)成了傳動級26的被驅(qū)動的輸入件。傳動級26構(gòu)成為摩擦滾輪-行星輪級?？尚D(zhuǎn)支承的輪圈30徑向設(shè)置在外面，該輪圈在接觸區(qū)域32中摩擦配和地接觸傳動行星輪28的中間區(qū)域，因此輪圈通過傳動行星輪28的被驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動自身被旋轉(zhuǎn)。構(gòu)成為多部件式的傳動太陽輪34徑向地設(shè)置在傳動行星輪28的內(nèi)部。該傳動太陽輪包括軸向固定地且可旋轉(zhuǎn)地支承的內(nèi)部太陽輪盤36和兩個同樣可旋轉(zhuǎn)的、但額外地軸向可移動的外部太陽輪盤38、40。圖1所示的傳動行星輪28這樣在內(nèi)部太陽輪盤36和外部太陽輪盤38之間被夾緊，使得內(nèi)部太陽輪盤和外部太陽輪盤借助其接觸區(qū)域42、44摩擦配合地接觸傳動行星輪28的外部軸向區(qū)域，該外部軸向區(qū)域設(shè)置有朝外下傾的肩部。因此除了傳動輪圈30的旋轉(zhuǎn)以外，該傳動行星輪28的馬達(dá)式驅(qū)動裝置還實(shí)現(xiàn)了傳動太陽輪34的反向旋轉(zhuǎn)，其中在傳動輪圈30和傳動太陽輪34之間的轉(zhuǎn)速比一方面從傳動行星輪28和傳動輪圈30之間的各接觸半徑的比例中得出，另一方面從傳動行星輪28和傳動太陽輪34之間的各接觸半徑的比例中得出。該比例、尤其是傳動行星輪28和傳動太陽輪34之間的精確的接觸半徑能夠以細(xì)微的程度變化。這種變化性首先不是為了調(diào)節(jié)傳動比，而是為了優(yōu)化構(gòu)造在摩擦滾輪-行星輪級內(nèi)的傳動級26的滑動。在所示的實(shí)施例中尤其實(shí)現(xiàn)了與轉(zhuǎn)矩有關(guān)的、尤其與轉(zhuǎn)矩成比例的滑轉(zhuǎn)控制。為此，端面凸輪壓盤46設(shè)置得與外部太陽輪盤38、40分別軸向在外部相鄰，該端面凸輪壓盤與內(nèi)部太陽輪盤36固定相連。每個外部太陽輪盤38、40通過在坡道中導(dǎo)引的間隔件48相對于分別所屬的端面凸輪壓盤46支承。在內(nèi)部太陽輪盤36和外部太陽輪盤38、40之間的傳動行星輪28被馬達(dá)式驅(qū)動時所出現(xiàn)的相對力矩會導(dǎo)致，外部太陽輪盤38、40朝其各自所屬的端面凸輪壓盤的相對扭轉(zhuǎn)，這由于間隔件48的坡道導(dǎo)引會導(dǎo)致各外部太陽輪盤38、40的相應(yīng)軸向移動。因此，在傳動太陽輪34和傳動行星輪28之間的接觸壓力可根據(jù)被傳導(dǎo)的轉(zhuǎn)矩、尤其與該轉(zhuǎn)矩成比例地進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于在傳動太陽輪34和傳動行星輪28之間的接觸區(qū)域42、44的傾斜性，這額外地會導(dǎo)致傳動行星輪28輕微的徑向移動并且由此導(dǎo)致在傳動行星輪28和傳動輪圈30之間的接觸區(qū)域32內(nèi)相應(yīng)的接觸壓力改變。這種傳動區(qū)域優(yōu)選保持軸向平坦，從而即使在傳動行星輪28發(fā)生輕微軸向移動的情況下也不會在傳動