用于电动车辆的驱动桥的门式驱动装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于电动车辆的具有驱动车轮的驱动桥的门式驱动装置，所述门式驱动装置包括：具有驱动轴线的驱动轴和具有从动轴线或车轮轴线的从动轴，其中所述驱动轴线和所述从动轴线具有轴线偏移或门式偏移，并且其中在所述驱动轴与所述从动轴之间布置有第一传动级。


背景技术：

2.用于车桥的门式驱动装置是已知的，车桥具有所谓的门式偏移，即驱动轴线(一般来说车桥差速器的半轴)与车轮轴线之间的偏移。由此要么实现了车辆的更大的离地间隙(即驱动轴线高于车轮轴线)、要么实现了更小的离地间隙(尤其在车轮轴线高于驱动轴线的低地板车辆中)。
3.通过de 10 2004 003 649 a1已知一种门式驱动器(也被称为门式驱动装置)，该门式驱动器具有行星齿轮传动装置，该行星齿轮传动装置的环齿轮具有内齿和外齿。该驱动装置由太阳齿轮或太阳轴构成，并且藉由从动齿轮实现输出，该从动齿轮啮合环齿轮的外齿。太阳轴和从动齿轮的轴线具有竖直和水平的轴线偏移(门式偏移)。
4.通过de 30 27 806 c2已知门式驱动装置的另一种实施方式，即用于公共汽车的驱动桥。门式驱动器的驱动藉由车桥差速器的半轴来实现，该车桥差速器偏心地布置在车桥上。门式驱动器包括由半轴驱动的驱动齿轮和在竖直方向上布置在驱动齿轮上方的从动齿轮，该从动齿轮的轴线与车轮轴线相对应。在驱动齿轮与从动齿轮之间对称地布置有两个中间齿轮，这些中间齿轮各自与驱动轮和从动齿轮处于齿啮合。这种已知的门式驱动装置具有竖直的门式偏移，其中车轮轴线布置在驱动轴线上方，并且因此尤其适合用于低地板车辆。
5.已知的由电动机器驱动的车桥中的问题在于：可达到的速度范围太小或者在驱动桥处可供使用的驱动转矩或牵引力太小。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，在具有门式驱动装置的电驱动的车桥中，即在门式车桥中，尤其为低地板车辆实现车辆的足够高的最终速度和足够好的爬坡性能。
7.根据本发明，门式驱动装置具有两个传动级，即被设计为具有轴线偏移或门式偏移的门式传动级，这些传动级并排布置并且可以借助于切换装置来切换这些传动级。由此实现如下优点：借助根据本发明的门式驱动装置可以切换到两个挡位，由此一方面在第二挡位中可以实现更高的最终速度，并且另一方面在第一挡位中可以实现更高的牵引力。切换装置在此紧邻这两个传动级布置，即布置在这两个传动级外而不是这两个传动级内。由此，获得门式驱动装置的紧凑的结构方式。电动车辆应理解为车辆、尤其低地板车辆，该车辆例如藉由一个或多个电动机器仅电驱动，或者具有混合动力驱动装置，该混合动力驱动装置具有燃烧发动机和电动机器。
8.根据一个优选的实施方式，这两个传动级或门式传动级各自具有驱动齿轮、从动齿轮以及中间齿轮，这些中间齿轮与驱动齿轮和从动齿轮处于齿啮合。由此一方面实现门式偏移，并且另一方面藉由这两个中间齿轮实现功率分流。驱动齿轮被设计为固定齿轮，并且从动齿轮被设计为可旋转地布置在从动轴上的空转齿轮。
9.根据另一个优选的实施方式，第二传动级的从动齿轮(第二从动齿轮)可旋转地布置在第一传动级的从动齿轮(第一从动齿轮)上。由此实现如下优点：第一从动齿轮和第二从动齿轮可以易于与布置在第二从动齿轮旁边的切换装置联接。由此在轴向方向上节省结构空间。
10.根据另一个优选的实施方式，第一传动级的从动齿轮具有颈部，该颈部用作第二传动级的从动齿轮的支承基座。同时藉由颈部提供与切换装置的连接，该颈部被设计为空心轴并且传递转矩。
11.根据另一个优选的实施方式，第一从动齿轮具有第一同步齿，并且第二从动齿轮具有第二同步齿，同时切换装置具有滑动套筒，该滑动套筒具有相对应的同步齿。由此实现：第一同步齿或第二同步齿可以与滑动套筒的相对应的同步齿进行啮合。因此可以切换到第一挡位和第二挡位。
12.根据另一个优选的实施方式，切换装置可以液压地或气动地致动。在此，滑动套筒通过借助于液压或气动的压力产生的切换力向其相应的切换位置移位。
13.根据另一个优选的实施方式，切换装置具有可轴向移位的液压活塞，该液压活塞被施加液压介质并且该液压活塞与滑动套筒运动学地联接。因此将液压活塞在轴向方向上的移动传递至滑动套筒，该滑动套筒引起空转齿轮的接合或分离。
14.根据另一个优选的实施方式，滑动套筒防旋转地、然而轴向可移位地布置在从动轴上。优选地，这种布置可以藉由同步齿或楔形齿来实现。由此，空转齿轮的转矩可以藉由滑动套筒传递至从动轴。
15.根据另一个优选的实施方式，从动轴以有效驱动的方式与行星齿轮组(简称为行星组)连接。优选地，门式驱动装置的从动轴驱动行星组的太阳轴，其中该行星组的环齿轮轴保持固定，即支撑在壳体侧。行星组藉由该行星组的行星架轴输出到车辆的驱动车轮。
16.根据另一个优选的实施方式，行星组的从动的行星架轴整合到驱动车轮的轮毂中，即行星架轴是轮毂的一部分并且因此驱动驱动车轮。
17.根据另一个优选的实施方式，车桥具有壳体和与壳体固定地连接的轮毂支撑件，这两个传动级或门式传动级以及具有液压活塞的切换装置被布置在该壳体和该轮毂支撑件中。门式驱动装置因此可以紧凑地并且靠近车轮地安置在壳体和轮毂支撑件中。
附图说明
18.在附图中展示了本发明的一个实施例并且将在下文中进行更详细的说明，其中从说明书和/或附图中可以得出其他特征和/或优点。在附图中：
19.图1示出了用于可电驱动的车桥的根据本发明的门式驱动装置的传动简图，
20.图2示出了根据图1的传动简图的门式驱动装置的结构性实施方式，
21.图3示出了具有切换装置的门式驱动装置的放大的部分截面，
22.图4示出了门式驱动装置的中间齿轮的区域中的轴向截面，
23.图5示出了在轴向方向上朝向具有中间齿轮的第一传动级的视图，并且
24.图6示出了具有中间齿轮的第二传动级的视图。
具体实施方式
25.图1示出了传动简图1，即根据本发明的门式驱动装置po的示意图以及可以由门式驱动装置po驱动的行星齿轮组ps。门式驱动装置po优选地用于驱动电动车辆，尤其用于驱动电驱动的低地板车辆。门式驱动装置po具有：驱动轴an，该驱动轴具有驱动轴线a；以及从动轴ab，该从动轴具有从动轴线b，该从动轴线与车轮轴线b一致。驱动轴线a和在附图中并且在车辆中布置在驱动轴线a上方的从动轴线b具有轴线间距c，也被称为轴线偏移或门式偏移c。驱动轴an可以由车辆的车桥差速器的半轴驱动(未展示)。门式驱动装置po具有两个传动级，即第一传动级和第二传动级可以借助于切换装置se来切换这些传动级。第一传动级具有防旋转地布置在驱动轴an上的第一齿轮z1(也被称为固定齿轮z1)以及可旋转地布置在从动轴ab上的第二齿轮z2(也被称为空转齿轮z2)。如从附图可以看到，第一齿轮z1和第二齿轮z2在附图平面中彼此不处于齿啮合，而是在这两个齿轮z1、z2之间留有间隙s1。从驱动的第一齿轮z1到从动的第二齿轮z2的功率传输藉由两个布置在附图平面前面和后面的中间齿轮来实现，这些中间齿轮与第一齿轮z1和第二齿轮z2处于齿啮合；由此实现了功率流的分布。在图5中展示了在轴向方向上朝向具有中间齿轮zr1、zr2的第一传动级的视图，并且将在那里对其进行详细阐述。第二传动级具有防旋转地布置在驱动轴an上的第三齿轮z3(也被称为固定齿轮z3)以及相对于第二齿轮z2可旋转地布置的第四齿轮z4(也被称为空转齿轮z4)。与在第一传动级中类似，驱动的第三齿轮z3和从动的第四齿轮z4不是直接相互处于齿啮合，而是在附图平面中在两个齿轮z3、z4之间留有间隙s2。类似于第一传动级在第二传动级中也藉由布置在附图平面前面和后面的中间齿轮zr3、zr4实现功率流，这些中间齿轮在图6中展示并且阐述。借助于具有可以在轴向方向上移位的滑动套筒(没有附图标记)的切换装置se，驱动轴an可以藉由第一传动级或第二传动级与从动轴ab连接。在切换到第一传动级时，滑动套筒位于切换位置a，而在切换到第二传动级时，该滑动套筒位于切换位置b。藉由滑动套筒，在第二齿轮z2或第四齿轮z4与从动轴ab之间建立防旋转的连接。在布置在这两个切换位置a、b之间的空挡位置n中，在驱动轴an与从动轴ab之间不传递转矩。应指出的是，切换装置se并非位于空转齿轮z2、z4之间，而是位于这些空转齿轮外，即与第四齿轮z4相邻，该第四齿轮支承在第二齿轮z2的空心轴(没有附图标记)上。行星齿轮组ps具有太阳轴so、行星架轴st、壳体侧支撑的环齿轮轴hr以及支承在行星架轴st上的行星齿轮pl，这些行星齿轮与太阳轴so的太阳齿轮和环齿轮轴hr的环齿轮处于齿啮合。行星齿轮组ps藉由太阳轴so被门式驱动装置po的从动轴ab驱动。行星齿轮组ps藉由行星架轴st实现输出，该行星架轴可以整合到车辆的驱动车轮的轮边(radkopf)中。
26.图2示出了根据图1的传动简图1的结构性实施方式2。针对功能相同或类似的部件使用相同的附图标记。驱动轴an(其上布置有固定齿轮z1、z3)相对于从动轴ab(其上支承有空转齿轮z2、z4)具有轴线偏移或门式偏移c，其中驱动轴线a在附图中并且还在车辆中布置
在从动轴线或车轮轴线b下方。齿轮副z1、z2构成门式驱动装置po的第一传动级并且齿轮副z3、z4构成第二传动级藉由切换装置se来切换这两个传动级门式驱动装置po在图3、图4中放大展示并且在那里对其进行详细描述。从动轴ab支承在壳体3和轮毂支撑件4中，并且在端侧与行星齿轮组ps的太阳轴so防旋转地连接。在太阳轴so上布置有太阳齿轮5。整合到轮边或轮毂6中的行星架轴st具有行星轴颈7，行星齿轮pl支承在这些行星轴颈上。环齿轮轴hr相对于轮毂支撑件4防旋转地支撑。轮毂6(其中容纳有行星组ps)相对于轮毂支撑件4藉由圆锥滚子轴承8来支承。在轮毂6上借助于车轮螺栓9紧固有电动车辆的未展示的驱动车轮。制动盘10与轮毂6防旋转地连接。
27.图3示出了已经在图2中展示的门式驱动装置po的放大的图示。针对相同的部件使用相同的附图标记。从动轴ab在端侧相对于壳体3藉由圆柱滚子轴承11来支承。具有被设计为空心轴的颈部12的空转齿轮z2藉由滚针轴承13相对于从动轴ab支承在从动轴ab上。空转齿轮z4借助于另外的滚针轴承14支承在空转齿轮z2的颈部12上。空转齿轮z2的颈部12具有第一同步齿15(外齿)，并且空转齿轮z4具有第二同步齿16(内齿)。切换装置se包括滑动套筒17，该滑动套筒藉由被设计为同步齿的内齿17a防旋转地、然而轴向可移位地布置在从动轴ab上并且具有被设计为同步齿的外齿17b。滑动套筒17在根据图3的图示中位于空挡位置，在该空挡位置中滑动套筒17藉由固定销18固持。在空挡位置中不传递转矩。滑动套筒17藉由液压活塞19致动，该液压活塞可轴向移位地(即移向两个切换位置a、b(图1))布置在缸孔20中。液压活塞19具有较大的第一活塞面19a和较小的第二活塞面19b，这些活塞面可以被施加压力介质、优选液压液。
28.为了切换到第一挡位(即第一传动级)，滑动套筒17(也被称为切换套筒17)藉由液压活塞19在附图中向右移位，使得滑动套筒17的内齿17a啮合空转齿轮z2的外齿15并且建立防旋转的形状配合的连接。为了切换到第二挡位(即第二传动级)，切换套筒17越过空挡位置在附图中向左移位，使得切换套筒17的外齿17b啮合空转齿轮z4的内齿16。
29.图4示出了驱动轴线a、第一传动级的中间齿轮zr1、zr2的轴线m1、m2和第二传动级的中间齿轮zr3、zr4的轴线m3、m4的平面中的轴向截面。在附图平面中，第一齿轮z1与第一中间齿轮zr1和第二中间齿轮zr2处于齿啮合；第三齿轮z3与这两个中间齿轮zr3、zr4处于齿啮合。
30.图5示出了从驱动轴an朝向第一传动级的方向视角的3d图示，该第一传动级具有驱动的第一齿轮z1、两个中间齿轮zr1、zr2和从动的第二齿轮z2。从这个图示看到，从驱动的第一齿轮z1出发的功率分配到这两个中间齿轮zr1、zr2上，并且从这两个中间齿轮传递到从动的第二齿轮z2。由于这种功率分配，因此齿和轴承受到的应力较小。
31.图6示出了类似于图5的3d图示，然而是朝向第二传动级的视角，该第二传动级由驱动的第三齿轮z3、两个中间齿轮zr3、zr4和从动的第四齿轮z4构成。与图5相比，明显可以看到第一传动级与第二传动级的不同的直径比。
32.附图标记清单
[0033]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
传动简图
[0034]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
结构性实施方式
[0035]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
壳体
[0036]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轮毂支撑件
[0037]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
太阳齿轮
[0038]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轮毂
[0039]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
行星轴颈
[0040]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
圆锥滚子轴承
[0041]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
车轮螺栓
[0042]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
制动盘
[0043]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
圆柱滚子轴承
[0044]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二齿轮的颈部
[0045]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
滚针轴承
[0046]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
滚针轴承
[0047]
15
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一同步齿(z2)
[0048]
16
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二同步齿(z4)
[0049]
17
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
滑动套筒/切换套筒
[0050]
17a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
同步内齿
[0051]
17b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
同步外齿
[0052]
18
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
固定销
[0053]
19
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
液压活塞
[0054]
19a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一活塞面
[0055]
19b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二活塞面
[0056]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
缸孔
[0057]
a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一切换位置
[0058]
a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动轴线
[0059]
ab
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
从动轴
[0060]
an
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动轴
[0061]
b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二切换位置
[0062]
b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
从动轴线和车轮轴线
[0063]
c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
门式偏移
[0064]
hr
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
环齿轮轴
[0065]
m1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轴线(zr1)
[0066]
m2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轴线(zr2)
[0067]
m3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轴线(zr3)
[0068]
m4
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轴线(zr4)
[0069]
n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
空挡位置
[0070]
pl
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
行星齿轮
[0071]
po
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
门式驱动装置
[0072]
ps
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
行星齿轮组
[0073]
s1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
间隙
[0074]
s2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
间隙
[0075]
se
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
切换装置
[0076]
so
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
太阳轴
[0077]
st
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
行星架轴
[0078]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一传动级
[0079]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二传动级
[0080]
z1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一齿轮(固定齿轮)
[0081]
z2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二齿轮(空转齿轮)
[0082]
z3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三齿轮(固定齿轮)
[0083]
z4
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第四齿轮(空转齿轮)
[0084]
zr1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一中间齿轮
[0085]
zr2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二中间齿轮
[0086]
zr3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三中间齿轮
[0087]
zr4
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第四中间齿轮