具有同中心地布置的滚动轴承的扭矩传递系统、驱动单元和驱动组件的制作方法

1.本发明涉及一种用于可电驱动的机动车辆、特别是混合动力机动车辆的传动系的扭矩传递系统、一种驱动单元以及一种驱动组件。


背景技术：

2.具有用于可电驱动的机动车辆的驱动单元以及驱动组件的各种传动系从尤其包括内燃发动机和至少一个、特别是两个电机的技术背景中是已知的。
3.de102015222690a1、de102015222691a1和wo2017084887a1描述了一种用于控制这些驱动单元的方法，其中，驱动单元可以以多种操作模式操作。
4.de102015222690a1主要描述了串联混合动力操作，在串联混合动力操作中，借助于第二电机产生驱动扭矩，并且内燃发动机驱动第一电机来产生电能。其描述了内燃发动机基于组合效率在操作点处的操作方式，该组合效率取决于内燃发动机的效率以及第一电机的效率。
5.文献de102015222691a1和wo2017084887a1描述了面向性能且面向消耗的模式，其中，相应的模式均取决于条件。该条件指示目标驱动值增加至中间值，该中间值介于内燃发动机阈值与并联混合动力模式阈值之间，其中，内燃发送机阈值代表并联混合动力模式——在该并联混合动力模式下中，仅内燃发动机产生驱动扭矩——中的最大驱动值，并联混合动力模式阈值代表并联升压混合动力模式中的最大驱动值。
6.de102015222692a1、wo2017084888a1、de102015222694a1和wo2017084889a1描述了一种用于操作混合动力车辆的驱动装置以用于对驱动轮进行驱动的方法，其中，驱动装置包括内燃发动机、联接至内燃发动机的第一电机、第二电机、电池以及位于内燃发动机与驱动轮之间的主离合器。
7.de102015222692a1和wo2017084888a1描述的是，驱动装置以三种操作模式即纯电动模式、串联混合动力模式或并联混合动力模式中的一种操作模式操作。在从第一操作模式切换至第二操作模式期间所提供的驱动扭矩与在切换之前所提供的驱动扭矩与切换之后所提供的驱动扭矩之间的适合的可选择轮廓对应。
8.de102015222694a1和wo2017084889a1公开的是，在内燃发动机与驱动轮之间还封装有变速器。此处，该方法包括：
[0009]-在变速器的第一齿轮被接合时，使内燃发动机以第一齿轮在并联混合动力模式下的第一速度操作；
[0010]-切换至串联混合动力模式；
[0011]-使主离合器脱离接合；
[0012]-在主离合器脱离接合的情况下，将内燃发动机的速度调整至变速器的第二齿轮在并联混合动力模式下的第二速度；
[0013]-接合变速器的第二齿轮；
[0014]-接合主离合器；以及
[0015]-在第二齿轮被接合时切换至并联混合动力模式。
[0016]
此外，上述文献描述了可以实施相应的方法的混合动力车辆。
[0017]
de2019105504a1公开了一种用于混合动力机动车辆的传动系的驱动单元，该驱动单元包括内燃发动机、第一电机、第二电机、第一变速级以及第一电机和/或第二电机的驱动轴。此外，驱动单元包括变速器子单元，电机的驱动轴经由变速器子单元联接或者可以联接至车轮驱动轴。第二变速级联接至副轴单元，其中，副轴单元具有一体式离合器并且进一步连接至车轮驱动轴，使得内燃发动机可以根据该离合器的位置经由第二变速级联接至车轮驱动轴。
[0018]
wo2019101264a1公开了一种用于混合动力机动车辆的传动系，该传动系具有变速器输入轴，该变速器输入轴经由第一部分传动系操作性地连接至第一电机和内燃发动机以传递扭矩，并且变速器输入轴经由第二部分传动系操作性地连接至第二电机以传递扭矩。第二电机永久地连接至变速器输入轴以便传递扭矩，并且第一电机和内燃发动机可以以可联接的方式连接至变速器输入轴以传递扭矩。
[0019]
用于机动车辆以用于联接内燃发动机的混合动力模块也是已知的，该混合动力模块包括第一驱动轴以及联接至第一驱动轴的第一电机和第一离合器装置。另外，混合动力模块包括第二驱动轴和第二电机以及第二离合器装置。混合动力模块还具有输出元件。对应的驱动轴可以是输出元件或者经由离合器装置联接至输出元件。根据该发明，两个离合器装置可以通过机械地连接至两个离合器装置的致动元件的运动而被同时地致动。
[0020]
技术背景还包括用于混合动力机动车辆的传动系的驱动单元，该驱动单元包括第一电机、第二电机以及作为输出轴的变速器输入轴，其中，第二电机的转子以在旋转方面固定的方式连接至输出轴。此外，驱动单元具有分离式离合器，使用该分离式离合器，第一电机的转子并且因此连接至第一轴——第一轴以在旋转方面固定的方式连接至第一电机的转子——的内燃发动机可以连接或者连接至输出轴以用于传递扭矩。根据该发明，电机中的一个电机的转子借助于至少一个旋转轴承而至少间接地径向支承在另一电机的转子上。
[0021]
在已知的用于可电驱动的机动车辆的传动系的驱动单元中，通常设置有用于在内燃发动机与至少一个电机之间传递扭矩的扭矩传递系统。
[0022]
已知这种扭矩传递系统具有作为具有已知驱动元件的传动系的驱动组件之间的扭矩传递元件的所谓的环形齿轮。
[0023]
图1示出了根据技术背景的扭矩传递系统10。
[0024]
扭矩传递系统10包括扭矩传递元件11和支承元件20。
[0025]
扭矩传递元件11构造为所谓的环形齿轮，并且为此具有径向延伸的腹板80。扭矩传递元件11在腹板80的第一轴向侧部81上具有第一连接装置12，并且在腹板17的第二轴向侧部82上具有第二连接装置13。第一连接装置12用于将扭矩传递元件11至少间接地连接至内燃发动机，并且第二连接装置13用于将扭矩传递元件11至少间接地连接到至少一个电动旋转机器。在第二连接装置13与腹板80的第二轴向侧部82之间的轴向方向上，扭矩传递装置11还具有工具跳动量d以使得铣削工具或刮削工具能够在构造为齿部的第二连接装置13的制造期间跳动。
[0026]
在腹板80的第一轴向侧部81上，扭矩传递元件11经由两个旋转轴承30、40支承在
支承元件20上。支承元件20是驱动组件的壳体的在旋转方面固定的部件，并且具有轴向延伸的肩部21以及由肩部21在肩部的径向内部面上形成的突出部22。
[0027]
第一旋转轴承30通过第一旋转轴承的内环形件32布置在扭矩传递元件11的包括第一连接装置12的部分的径向外部面上，并且沿轴向方向抵靠腹板80的第一轴向侧部81搁置。第一旋转轴承30的外环形件31径向抵靠支承元件20的肩部21的径向内部面搁置，并且轴向搁置在突出部22的面向腹板80的轴向侧部上。
[0028]
第二旋转轴承40也通过第二旋转轴承的内环形件42布置在扭矩传递元件11的包括第一连接装置12的部分的径向外部面上，并且沿轴向方向抵靠固定元件70搁置。第二旋转轴承40的外环形件41径向抵靠支承元件20的肩部21的径向内部面搁置，并且轴向搁置在突出部22的背向腹板80的轴向侧部上。
[0029]
固定元件70设计为螺母71，螺母布置在扭矩传递元件11的具有第一连接装置12的部分的径向外部面上，并且旋拧至其中用于将旋转轴承30、40的轴向位置固定的部分。
[0030]
通过经由彼此轴向相邻地布置的两个旋转轴承30、40将扭矩传递元件11安装在支承元件20上，扭矩传递元件11可以绕旋转轴线1旋转并且沿轴向方向和径向方向两者支承在支承元件20上。
[0031]
由于根据图1的旋转轴承的轴向相邻的布置方式，因此必须为扭矩传递系统提供足够的轴向安装空间。出于节约成本地制造第二连接装置的目的，还要提供足够长的工具跳动量，这需要另外的轴向安装空间。


技术实现要素：

[0032]
基于此，本发明的目的是，提供一种用于可电驱动的机动车辆的传动系的扭矩传动系统以及一种配备有该扭矩传动系统的驱动单元、以及一种驱动组件，它们节约成本且以结构上简单的方式实现较少的轴向空间需求。
[0033]
该目的通过根据本发明的权利要求1所述的扭矩传递系统来实现。在从属权利要求2至8中陈述了扭矩传递系统的有利实施方式。
[0034]
另外，提供了一种根据权利要求9所述的用于可电驱动的机动车辆的传动系的、具有扭矩传递系统的驱动单元。
[0035]
另外，提供了一种根据权利10所述的具有驱动单元的驱动组件。
[0036]
可以以任何技术上有用的方式对权利要求的特征——包括以下描述中的解释和附图中的特征，包括本发明的附加实施方式——进行组合。
[0037]
结合本发明，术语“轴向”和“径向”始终涉及扭矩传递系统的旋转轴线。
[0038]
本发明涉及一种用于传递来自至少一个驱动组件的扭矩的扭矩传递系统。该扭矩传递系统包括扭矩传递元件以及借助于旋转轴承支承扭矩传递元件的支承元件，其中，扭矩传递元件具有：第一连接装置，第一连接装置特别地为第一齿部，第一连接装置用于将扭矩传递元件以在旋转方面固定的方式与第一组件联接；以及第二连接装置，第二连接装置特别地为第二齿部，第二连接装置用于将扭矩传递元件以在旋转方面固定的方式与第二组件联接。扭矩传递元件和支承元件这两个元件中的一者形成大致中空的筒形肩部，并且另一元件在每种情况下形成筒形部的外部面且与该外部面相对应地径向向外地形成中空筒形部的内部面。肩部在径向方向上布置在筒形部的外部面与中空筒形部的内部面之间。第
一旋转轴承布置在筒形部的外部面与肩部之间，并且第二旋转轴承布置在肩部与中空筒形部的内部面之间。
[0039]
第一组件例如可以是内燃发动机。第二组件例如可以是既可以用作电动马达又可以用作电动发电机的电驱动装置。
[0040]
扭矩传递系统使得各个组件的模式能够被联接，所述模式比方说例如为内燃发动机模式和电驱动装置的同步发电机模式；或所谓的升压模式，在升压模式中，内燃发动机的驱动动力与操作为电动马达的电动驱动装置的驱动动力被组合。如果在内燃发动机与电驱动装置之间插置有联接件，则这两个组件中的每一者还可以可选地被另一组件单独地驱动。
[0041]
根据本发明，用于扭矩传递元件的径向安装的两个旋转轴承彼此径向偏移地布置。因此，可以在轴向方向上使所需的安装空间最小化。旋转轴承特别地为滚子轴承。
[0042]
扭矩传递元件可以是所谓的环形齿轮。
[0043]
支承元件优选地例如是驱动组件的固定壳体比如驱动组件的壳体的部件或一部分。
[0044]
特别地，大致中空的筒形肩部相对于扭矩传递元件的旋转轴线大致同轴地延伸。
[0045]
中空筒形部的内部面相对于筒形部的外部面径向向外布置的事实是指，中空筒形部的内部面特别地在扭矩传递系统的径向外部区域中大致径向向外，并且筒形部的外部面特别地靠近扭矩传递系统的旋转轴线大致径向向内。
[0046]
第一旋转轴承和/或第二旋转轴承优选地设计为径向轴承，其中，不排除对应的轴向载荷承载能力。
[0047]
特别地，在筒形部的外部面与肩部之间可以径向布置有径向作用的密封件。
[0048]
根据本发明的另一方面，这两个旋转轴承具有相对于共同的旋转轴线大致相同的轴向位置。
[0049]
这意味着旋转轴承中的一个旋转轴承布置在比另一旋转轴承更小的直径上，并且这两个旋转轴承因此在相同的轴向位置处嵌置在彼此内部。
[0050]
特别地，旋转轴承中的至少一个旋转轴承设计为滚子轴承、特别地设计为渐缩式滚子轴承。
[0051]
所使用的轴承类型的其他替代方案根据轴承上的径向载荷但特别地还是根据轴向载荷而为深沟球轴承或者甚至是角接触球轴承。
[0052]
特别地，两个旋转轴承设计为渐缩式滚子轴承，其中，两个轴承的压力线具有相对于共同的旋转轴线带相同符号的倾斜度。
[0053]
这意味着当压力线转移至笛卡尔坐标系时，压力线例如以负斜率大致平行地延伸。因此，渐缩式滚子的旋转轴线在该笛卡尔坐标系中以正斜率延伸。在两个渐缩式滚子轴承的构型大致相同的情况下，各个渐缩式滚子的旋转轴线可以在相同的角位置处大致彼此平行地延伸。
[0054]
这确保了扭矩传递元件相对于支承元件轴向地支承或定位。
[0055]
根据另一有利实施方式，肩部具有从中空筒形形状径向向内延伸以用于与第一旋转轴承的外环形件轴向接触的突出部。另外，肩部具有从中空筒形形状径向向外延伸以用于与第二旋转轴承的内环形件轴向接触的部分。
[0056]
根据扭矩传递系统的另一实施方式，扭矩传递元件和支承元件这两个元件中的一者具有用于与第二旋转轴承的外环形件轴向接触的径向延伸部分。
[0057]
具有径向延伸部分的元件因此不是下述元件：该元件形成供布置第二旋转轴承的内环形件的肩部。
[0058]
例如轴向作用的固定元件、比如固定环或螺母可以布置在筒形部的外部面上，以用于与第一旋转轴承的内环形件轴向接触。
[0059]
当使用固定环时，在第一滚动轴承的内环形件与固定环之间应当优选地轴向布置有用于调整轴向距离的垫片。
[0060]
在另一实施方式中，筒形部构造为另一中空筒形部，并且第一连接装置构造在所述另一中空筒形部的内壁上。
[0061]
特别地，第一连接装置设计为花键，该花键构造成与互补的外齿部接合并且以此方式接纳来自外齿部的扭矩。第一连接装置优选地布置在与两个旋转轴承大致相同的轴向位置中，但是相对于两个旋转轴承径向向内布置。
[0062]
在结构上简单且有利的实施方式中，扭矩传递元件具有大致径向延伸的腹板，旋转轴承布置在腹板的第一轴向侧部上，并且在腹板的轴向相反的第二轴向侧部上，第二连接装置构造为第二齿部，其中，在第二齿部与腹板之间的轴向方向上存在工具跳动量。
[0063]
特别地，第二齿部为内螺旋齿部，该内螺旋齿部布置在扭矩传递元件的下述部分上：该部分形成中空筒形部的内部面的轴向延伸部并且轴向延伸超过腹板。
[0064]
由于轴向力还经由该螺旋齿部传递的事实，优选地，径向向外较远地布置的第二旋转轴承是具有更高载荷承载能力的轴承，因为所述第二旋转轴承布置成更靠近螺旋齿部，螺旋齿部也径向向外布置得较远。
[0065]
腹板的始于扭矩传递元件的径向内筒形部的横截面大致线性地延伸至扭矩传递元件的另一中空筒形部。由于工具跳动量而在腹板与第二齿部之间存在足够的轴向间隙，使得铣刀或者甚至刮削工具可以在于第二齿部的生产期间不损坏腹板的情况下在面向腹板的轴向端部区域处跳动。
[0066]
从第二齿部的面向腹板的端部至腹板测量的工具跳动量d与第二齿部的齿高度zh具有以下关系：
[0067]
d＞5zh。
[0068]
根据另一方面，支承元件形成大致中空的筒形肩部。扭矩传递元件形成筒形部的外部面，其中，与筒形部的外部面对应地，径向向外地形成有中空筒形部的内部面。
[0069]
根据本发明的扭矩传递系统提供的优点是，由于根据本发明的轴承布置方式，可以提供足够大的工具跳动量，该工具跳动量确保了例如借助于铣削或刮削进行的节约成本的齿部生产。
[0070]
此外，根据本发明，提供了一种用于可电驱动的机动车辆、特别地用于混合动力机动车辆的传动系的驱动单元，该驱动单元具有根据本发明的扭矩传递系统、电驱动装置以及轴，其中，电驱动装置的转子以在旋转方面固定的方式连接至轴，并且轴联接至扭矩传递系统的扭矩传递元件以传递扭矩。
[0071]
扭矩传递元件与轴之间的连接经由扭矩传递元件的第二连接装置来实现。当第二连接装置设计为螺旋齿部时，该螺旋齿部与也设计成具有螺旋齿部的齿轮啮合，该齿轮又
以在旋转方面固定的方式连接至轴或者可能地经由另一齿轮级连接至轴。
[0072]
电驱动装置还包括第一电机和第二电机。所述电驱动装置的转子因此是两个所述电机中的一个电机的转子。
[0073]
驱动单元还具有离合器，通过该离合器，第一电驱动装置的转子能够连接或者连接至输出轴以用于扭矩传递的目的。
[0074]
另外，提供了一种驱动组件，该驱动组件具有根据本发明的驱动单元以及内燃发动机，其中，内燃发动机以在旋转方面固定的方式与扭矩传递元件联接或者能够以在旋转方面固定的方式与扭矩传递元件联接。
[0075]
内燃发动机通过插入的分离式离合器——如果需要的话——连接至扭矩传递元件的第一连接装置。为此，来自内燃发动机的输出部或者连接至内燃发动机的元件优选地具有外花键，该外花键与设计为内花键的第一连接装置接合。
附图说明
[0076]
下面参照示出了优选实施方式的相关附图、基于相关的技术背景详细说明上述发明。本发明不受仅示意性的附图的限制，然而应当指出的是，附图中示出的实施方式不限于示出的尺寸。在附图中：
[0077]
图1示出了根据本领域的背景的扭矩传递系统，以及
[0078]
图2示出了根据本发明的扭矩传递系统。
具体实施方式
[0079]
已经对图1进行了讨论来说明技术背景。
[0080]
图2示出了根据本发明的扭矩传递系统10。
[0081]
与图1中所示的扭矩传递系统10类似，根据本发明的扭矩传递系统10也包括扭矩传递元件11和支承元件20，其中，扭矩传递元件11设计为环形齿轮，并且支承元件20是壳体、比如驱动组件的壳体的在旋转方面固定的部件。
[0082]
在示出的横截面中，扭矩传递元件11具有径向延伸的腹板80，其中，扭矩传递元件11在腹板80的第一轴向侧部81上具有第一连接装置12并且在腹板80的第二轴向侧部82上具有第二连接装置13。
[0083]
第一连接装置12设计为内齿、特别地设计为花键，并且用于将扭矩传递元件11以在旋转方面固定的方式联接至第一组件、比如内燃发动机。
[0084]
第二连接装置13也设计为内齿、特别地设计为内螺旋齿，并且用于将扭矩传递元件11以在旋转方面固定的方式联接至第二组件、比如既可以用作电动马达又可以用作电动发电机的电驱动装置。
[0085]
第二连接装置13布置在扭矩传递元件11的中空筒形部16的轴向延伸部分的径向内部面上，其中，在第二联接装置13与腹板80的第二轴向侧部82之间轴向形成有工具跳动量d。工具跳动量d用于在第二连接装置12的制造期间、例如在铣削或刮削期间为工具生成足够的间隙。从第二连接装置13的面向腹板80的端部至腹板80自身测量的工具跳动量d相对于第二连接装置13的齿部的齿高度zh具有d＞5zh的关系。
[0086]
第一连接装置12形成在扭矩传递元件11的筒形部14的内壁上，该筒形部构造为另
一中空筒形部24。
[0087]
支承元件20布置在腹板80的第二轴向侧部82上并且形成大致中空的筒形肩部21。
[0088]
扭矩传递元件11形成筒形部14——该筒形部在本实施方式中也实现为另一中空筒形部24——的外部面15并且与该外部面相对应地径向向外地也形成中空筒形部16的内部面17。支承元件20的肩部21在径向方向上布置在筒形部14的外部面15与中空筒形部16的内部面17之间，其中，第一旋转轴承30布置在筒形部14的外部面15与肩部21之间，并且第二旋转轴承40布置在肩部21与中空筒形部16的内部面17之间。
[0089]
筒形部14的外部面15、中空筒形部16的内部面17以及肩部21相对于扭矩传递元件11的旋转轴线1大致同轴地延伸。
[0090]
旋转轴承30、40具有相对于共同的旋转轴线1大致相同的轴向位置。
[0091]
第一旋转轴承30通过第一旋转轴承的外环形件31在径向方向上抵靠支承元件20的肩部21的径向内部面搁置。在轴向方向上，第一旋转轴承30抵靠支承元件20的肩部21的径向向内延伸的突出部22的在轴向上背对腹板80的侧部搁置。第一旋转轴承30通过第一旋转轴承的内环形件32在径向方向上抵靠筒形部14或另一中空筒形部24的径向外部面15搁置。在轴向方向上，第一旋转轴承30抵靠垫片73搁置。垫片73通过设计为固定环72的固定元件70轴向固定在与第一旋转轴承30相反的轴向侧部上，并且用于调整固定元件70与第一旋转轴承30之间的轴向距离。为此，固定环72以互锁的方式布置在筒形部14或另一中空筒形部24的径向外部面15上的周向凹槽中，使得第一旋转轴承30的轴向位置被固定。
[0092]
第二旋转轴承40通过第二旋转轴承的外环形件41在径向方向上抵靠中空筒形部16的内部面17搁置，并且在轴向方向上抵靠扭矩传递元件11的径向延伸部分18搁置。第二旋转轴承40通过第二旋转轴承的内环形件42在径向方向上抵靠支承元件20的肩部21的径向外部面并且在轴向方向抵靠由支承元件20的部分21形成并且径向向外延伸的部分23搁置。
[0093]
两个旋转轴承30、40设计为渐缩式滚子轴承，其中，两个旋转轴承30、40的压力线50具有相对于共同的旋转轴线1带相同符号的倾斜度。因此，第一旋转轴承30的压力线50大致平行于第二旋转轴承40的压力线50延伸。因此，旋转轴承30、40的旋转轴线51的倾斜度具有相对于共同的旋转轴线1与压力线50的倾斜度相反的符号。旋转轴承30、40的旋转轴线51因此大致彼此平行地延伸。
[0094]
这确保了扭矩传递元件11相对于支承元件20的轴向支撑，使得扭矩传递元件11的轴向位置相对于支承元件20的轴向位置固定。
[0095]
通过根据本发明的扭矩传递系统以及驱动单元和驱动组件，可以以节约成本且在结构上简单的方式实现较少的轴向安装空间需求。
[0096]
附图标记列表
[0097]1ꢀꢀꢀꢀ
旋转轴线
[0098]
10
ꢀꢀꢀ
扭矩传递系统
[0099]
11
ꢀꢀꢀ
扭矩传递元件
[0100]
12
ꢀꢀꢀ
第一连接装置
[0101]
13
ꢀꢀꢀ
第二连接装置
[0102]
14
ꢀꢀꢀ
筒形部
[0103]
15
ꢀꢀꢀ
筒形部的外部面
[0104]
16
ꢀꢀꢀ
中空筒形部
[0105]
17
ꢀꢀꢀ
中空筒形部的内部面
[0106]
18
ꢀꢀꢀ
径向延伸部分
[0107]
20
ꢀꢀꢀ
支承元件
[0108]
21
ꢀꢀꢀ
肩部
[0109]
22
ꢀꢀꢀ
突出部
[0110]
23
ꢀꢀꢀ
径向向外延伸部分
[0111]
24
ꢀꢀꢀ
另一中空筒形部
[0112]
30
ꢀꢀꢀ
第一旋转轴承
[0113]
31
ꢀꢀꢀ
第一旋转轴承的外环形件
[0114]
32
ꢀꢀꢀ
第一旋转轴承的内环形件
[0115]
40
ꢀꢀꢀ
第二旋转轴承
[0116]
41
ꢀꢀꢀ
第二旋转轴承的外环形件
[0117]
42
ꢀꢀꢀ
第二旋转轴承的内环形件
[0118]
50
ꢀꢀꢀ
压力线
[0119]
51
ꢀꢀꢀ
旋转轴线
[0120]
60
ꢀꢀꢀ
密封件
[0121]
70
ꢀꢀꢀ
固定元件
[0122]
71
ꢀꢀꢀ
螺母
[0123]
72
ꢀꢀꢀ
固定环
[0124]
73
ꢀꢀꢀ
垫片
[0125]
80
ꢀꢀꢀ
腹板
[0126]
81
ꢀꢀꢀ
第一轴向侧部
[0127]
82
ꢀꢀꢀ
第二轴向侧部
[0128]dꢀꢀꢀꢀ
工具跳动量
[0129]
zh
ꢀꢀꢀ
齿高度