全文摘要
本实用新型涉及一种用于具有电动马达和齿轮传动装置的车辆的驱动单元，其中该齿轮传动装置(11)具有拉维娜组(12)。根据本实用新型，该电动马达(10)具有输出轴(13)，其中该输出轴(13)与该唯一的拉维娜组(12)直接地有效连接。
主设计要求
1.一种用于具有电动马达(10)和齿轮传动装置(11)的车辆的驱动单元(1)，其中该齿轮传动装置(11)具有拉维娜组(12)，其特征在于，该电动马达(10)具有输出轴(13)，该输出轴与该唯一的拉维娜组(12)直接地有效连接。
设计方案
1.一种用于具有电动马达(10)和齿轮传动装置(11)的车辆的驱动单元(1)，其中该齿轮传动装置(11)具有拉维娜组(12)，
其特征在于，
该电动马达(10)具有输出轴(13)，该输出轴与该唯一的拉维娜组(12)直接地有效连接。
2.根据权利要求1所述的驱动单元(1)，其特征在于，
-设有第一制动器(14)，该拉维娜组(12)的行星架(15)能够借助于该第一制动器被制动，并且其中
-设有第二制动器(16)，该拉维娜组(12)的大太阳齿轮(17)能够借助于该第二制动器被制动。
3.根据权利要求2所述的驱动单元(1)，其特征在于，该拉维娜组(12)的小太阳齿轮(18)与该输出轴(13)直接地驱动式连接。
4.根据权利要求3所述的驱动单元(1)，其特征在于，该齿轮传动装置(11)的从动轴(19)借助该拉维娜组(12)的空心轮(20)构成。
5.根据权利要求4所述的驱动单元(1)，其特征在于，该从动轴(19)与中间轴(21)处于接合，并且其中该中间轴(21)还与车桥轴(22)处于接合。
6.根据权利要求4所述的驱动单元(1)，其特征在于，该电动马达(10)的该输出轴(13)在中心轴线(23)中转动，其中该拉维娜组(12)与该中心轴线(23)同中心地布置在该电动马达(10)的前方。
7.根据权利要求6所述的驱动单元(1)，其特征在于，该大太阳齿轮(17)、该小太阳齿轮(18)和该空心轮(20)能够绕该中心轴线(23) 转动地布置。
8.根据权利要求6所述的驱动单元(1)，其特征在于，该第一制动器(14)和该第二制动器(16)相对于该中心轴线(23)同中心地和\/或嵌套在彼此之中地布置，和\/或设有空转单元(24)，其中该空转单元(24)与该行星架(15)有效连接，和\/或其中该空转单元(24)邻接该第一制动器且与该第一制动器(14)并行工作地布置和\/或与该第一制动器(14)构成结构单元。
9.根据权利要求1或2所述的驱动单元(1)，其特征在于，该电动马达(10)是根据轴流马达的结构形式设计的，和\/或其中该齿轮传动装置(11)具有被凸缘连接至该电动马达(10)的壳体(25)。
10.根据权利要求1或2所述的驱动单元(1)，其特征在于，设有供油单元(26)，借助该供油单元能够共同给该电动马达(10)、该齿轮传动装置(11)和\/或用于控制该电动马达(10)的逆变器(27)供油。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种用于具有电动马达和齿轮传动装置的车辆的驱动单元，其中该齿轮传动装置具有拉维娜组(Ravigneaux-Satz)。
背景技术
由DE 10 2014 205 550 A1已知一种用于具有电动马达和齿轮传动装置的车辆的驱动单元，并且该齿轮传动装置具有拉维娜组。拉维娜组借助第二齿轮传动装置被驱动，并且第二齿轮传动装置与电动马达处于有效连接。第二齿轮传动装置具有用于驱动拉维娜组的输出轴，该输出轴与拉维娜组的小太阳齿轮配合。拉维娜组的输出轴由其空心轮构成。第二齿轮传动装置在电动马达与拉维娜齿轮传动装置之间的总体布置占用很大的结构空间且成本高昂，因此值得期望的是减小在电动马达与车辆的车桥之间的齿轮传动装置的结构成本。尤其在纯电动车辆的情况下总是提供用于齿轮传动装置的小的结构空间，以便以特别有利的布置将该齿轮传动装置安装在电动马达上或以包裹式布置与该电动马达安装在一起。
此外，有利地执行对齿轮传动装置的控制以接入至少第一行驶速度级和第二行驶速度级，其中不仅针对齿轮传动装置本身、而且针对借助对应的控制器件、尤其制动器和离合器对齿轮传动装置进行控制应获得尽量高的效率。例如一个或多个制动器的机械荷载也应被尽量被最小化。另外，力求获得好的切换品质，尤其因为在具有电动马达的驱动单元的情况下动力换挡能力起着重要作用。在此，应能够尽量在维持荷载流的情况下执行例如从第一行驶速度级换挡至第二行驶速度级。
实用新型内容
本实用新型的目的是改进用于具有电动马达和齿轮传动装置的车辆的驱动单元，其中该齿轮传动装置应具有第一行驶速度级和至少第二行驶速度级，并且其中该齿轮传动装置占据尽量小的结构空间并应有轻的重量。本实用新型的目的尤其是：即便在动力换挡的情况下也简单地执行对齿轮传动装置的控制以便在两个行驶速度级之间进行切换，并且用于控制齿轮传动装置的换挡机构应具有高的效率且磨损尽量小地运行。
该目的借助根据本实用新型的驱动单元来实现。在下文中给出了本实用新型的有利改进方案。
本实用新型包含以下技术教导，电动马达具有输出轴，输出轴与唯一的拉维娜组直接有效连接。
由此，可以产生驱动单元的特别有利的紧凑的结构形式，因为拉维娜组可以在前侧布置在电动马达的马达凸缘上，因为拉维娜组具有基本呈柱形的结构形式。尤其是该拉维娜组可以非常有利地设计成具有第一行驶速度级和行驶第二速度级的2级齿轮传动装置，这足以用于纯电动驱动。这尤其在驱动马达被设计成轴流马达时就是如此。
尤其可以设置可借此来制动拉维娜组的行星架的第一制动器，并且可以设置可借此来制动拉维娜组的大太阳齿轮的第二制动器。
本实用新型的核心思想是：简单地设计具有拉维娜组的齿轮传动装置，拉维娜组可以有利地用第一制动器和第二制动器被控制。由此得到用于在电动马达与例如车辆的车桥轴之间布置的小的结构空间，且拉维娜组可以被设计成重量最小化的。用第一和第二制动器控制拉维娜组是特别有利的，从而尤其没有离合器或其他换挡器件是齿轮传动装置的组成部分以及用于其控制。在此可以如此控制该制动器，产生齿轮传动装置的特别好的动力换挡能力，尤其因为齿轮传动装置仅具有第一和第二行驶速度级，在这些行驶速度级之间也可以来回切换而无需中断力流。
实现了特别的优点：拉维娜组的小太阳齿轮与电动马达输出轴直接地驱动连接。齿轮传动装置的从动轴可以进一步有利地借助拉维娜组的空心轮构成。还便利的是，使该从动轴与中间轴相结合，其中该中间轴进而与车桥轴处于接合。
电动马达的输出轴可以在中心轴线中转动，其中与电动马达一样，拉维娜组也可以相对于中心轴线同中心地布置在该电动马达的前方。由此尤其当大太阳齿轮、小太阳齿轮和空心轮绕中心轴线转动时，出现小型结构的、紧凑的布置。带有拉维娜组的齿轮传动装置可以被容纳在壳体中，该壳体尤其形成为大致柱形的基体，该基体特别有利地在前侧布置在电动马达的从动侧，其中该电动马达也可以形成大致呈柱形的基体。
实现了另一种有利的布置：第一制动器和第二制动器相对于中心轴线同中心地布置和\/或嵌套在彼此之中地布置。这些制动器在此位于与电动马达的组件对置的齿轮传动装置侧，从而所述制动器例如能够以机电方式或电动-静液压方式被控制，并且通过在前侧布置同中心地嵌套在彼此之中的制动器可以易于接近地控制这些制动器。
进一步有利地设有空转单元，其中该空转单元有效连接至拉维娜组的行星架。该空转单元可以特别有利地邻接第一制动器或与第一制动器并行工作地布置，尤其是可以提出，该空转单元与第一制动器一起形成结构单元。
如果电动马达按照轴流马达的结构方式设计，则该电动马达可以具有在中心轴线方向上短的结构形式，从而在例如设计成柱形的电动马达前方可以布置包括拉维娜组的齿轮传动装置。例如该齿轮传动装置能够以其壳体被有利地凸缘连接在轴流马达上，因为轴流马达具有短的、大致柱形的、具有比径流马达增大的直径的结构形式。尤其，轴流马达相比于径流马达的特征在于具有较小的最大转速，因此将根据本实用新型的用于车辆的驱动单元设计成具有2级齿轮传动装置和轴流马达是特别有利的。由此得到以下优点：可以通过两个行驶速度级来克服轴流马达的转速范围有限的缺点，并且尽管采用了轴流马达还是可以在车桥轴上产生大的转速范围。
还进一步有利地设有供油单元，借助该供油单元共同对电动马达、齿轮传动装置和\/或用于控制电动马达的逆变器进行供油或冷却。实现了又一个优点：中间轴具有驻车锁。
为了置入齿轮传动装置的第一行驶速度级，第一制动器被可选地闭合，且空转单元被设计成使其主动接合并将行星架可转动地支撑到齿轮传动装置壳体上。因此第一制动器不一定要被闭合，因为空转单元可以被设计成可借此支撑全部转矩。因此，尤其在车辆向前加速时有利地减轻第一制动器荷载并且可以将其设计得更小，此外，空转单元的布置使得第一制动器的磨损较小。即，在以第一行驶速度级向前加速时，在行星架与齿轮传动装置的壳体之间出现最大转矩，在此行星架被锁定，从而所述高转矩可以特别有利地由空转单元承受住。由于第一制动器的更小的设计而出现更高的效率，因为牵引损耗可以被降低。在前进行驶的滑行运行中，第一制动器必须被闭合而空转单元是无效的，但要注意的是，在滑行运行中原则上进行经过齿轮传动装置的较小功率流通。但尤其可以进行回收再用，其方式为在滑行运行中该电动马达通过齿轮传动装置被驱动且因此可以用于产生电流。
对于以第一行驶速度级的倒退行驶而言，第一制动器保持闭合，且空转机构进而是无效的。如果在倒退行驶中出现滑行运行(尽管出现得少)，则同样可以进行借助电动马达的回收再用，且空转机构起效且将行星架固定至壳体，而第一制动器再次不是真正所需的，并且它可以是断开或优选闭合的。而第二制动器原则上保持断开。
针对前进行驶设定第二行驶速度级，在该第二行驶速度级中该第一制动器是断开的，且空转机构是无效的。而第二制动器被闭合。在此，未提出以第二行驶速度级倒退行驶并且用于控制齿轮传动装置的控制装置可以被禁止。
借助根据本实用新型将拉维娜齿轮传动装置布置在所述电动马达与车桥轴或中间轴之间、以及与行星架有效连接地布置第一制动器、和与拉维娜组的大太阳齿轮有效连接地布置第二制动器，获得了非常好的齿轮传动装置效率，并且用于控制齿轮传动装置的致动器、即第一和第二制动器基本上得到爱护且尤其可以伴随空转单元的布置而设计成更小尺寸。也出现以下优点：所述制动器可通过在前侧布置在拉维娜组前方被良好地控制，并且这两个制动器被实施成嵌套在彼此之中，它们可有利地通过特殊方式来构造。这些制动器在此各自作用于齿轮传动装置的壳体，从而(不像在离合器中那样)无需电路连接转动构件。此外，该空转单元形成被动元件，其不需要主动控制。通过根据本实用新型实施只具有第一和第二制动器的驱动单元来用于控制，在各自断开的制动器上获得低的转速差，从而出现特别高的效率。此外得到简单的操作，因为制动器具有静止的、不转动的部分，从而例如制动器的制动活塞或其他操作器件可以静止地布置在齿轮传动装置的壳体内或壳体处。另外，制动器的静止部分允许将其设计成具有较高的热容，因为例如由钢制成的制动器片不必一起转动且因此未形成转动惯性，并且热量可以自所述片被排出至壳体中。冷却能力也得以改善，因为钢片不必随同转动且因此可以有利地被冷却。
该供油单元在此可以同样延伸穿过所述逆变器、电动马达、和齿轮传动装置，尤其，供油单元的部分可以连接至对应的流体管路。在此，供油单元可以被用于冷却所述电动马达、齿轮传动装置、和逆变器，且该供油单元还可以用于润滑所述齿轮传动装置和电动马达。
例如该供油单元包括电动油泵，其将油从集油槽输送经过油-水换热器。从该换热器起，油可以被送入逆变器、电动马达中并回到齿轮传动装置中。代替将所有油回送入集油槽中，油体积流的第一部分可以被用来润滑和冷却所述齿轮传动装置和制动器，而油的第二部分可以被暂存在该齿轮传动装置内的储存器中。整个油体积流也可以可选地被送入储存器中。从那里起，其他部件可以被润滑和冷却，例如传动齿轮以及用于齿轮传动装置的部件的支承件。通过对油泵的特殊控制可以将齿轮传动装置中的储存器用于控制该齿轮传动装置中的油位，其中可以基本上保持低的油位以最小化油润滑损耗，从而该驱动单元的效率进一步提高。
附图说明
下面与借助于唯一的附图与本实用新型优选实施例的描述一起详细展示改进本实用新型的其他措施。
该附图示出具有本实用新型特征的驱动单元的示意图。
具体实施方式
附图以示意性视图示出了具有本实用新型特征的驱动单元1。驱动单元1包括电动马达10，其用逆变器27来控制。电动马达10通过齿轮传动装置11与车桥轴22配合以驱动例如车辆。车桥轴22在此例如可以包括差速器。
逆变器27位于电动马达10的第一侧、即控制侧，而齿轮传动装置11位于电动马达10的构成从动侧的第二侧。电动马达10例如可以具有柱形的基本形状，齿轮传动装置11也可以形成该柱形的基本形状，尤其是以齿轮传动装置11的壳体25，其中仅示意性地示出了后者。一贯地，驱动单元1可以形成紧凑的单元，其总体上具有大致呈柱形的基本形状，其围绕中心轴线23延伸且包括了电动马达10和齿轮传动装置11。于是实现了特别的优点：电动马达10和齿轮传动装置11同样都绕中心轴线23延伸。
齿轮传动装置11包括拉维娜组12，而电动马达10具有输出轴13，该输出轴与拉维娜组12的小太阳齿轮18有效连接。齿轮传动装置11和由此拉维娜组12的从动件由空心轮20形成，该空心轮同样形成从动轴19。该从动轴与中间轴21配合，并且中间轴21与车桥轴22处于接合。根据所示实施例，中间轴21包括驻车锁28，借助该驻车锁能够锁定中间轴21的转动运动。在此被称为中间轴21和车桥轴22的构件在此包括各自的齿部，以便与其他构件处于接合或处于相互接合。
为了电路连接拉维娜组12，设有第一制动器14，借助该第一制动器可以制动拉维娜组12的行星架15；并且设有第二制动器16，借助该第二制动器可以制动拉维娜组12的大太阳齿轮17。还设有空转单元24，其相对于第一制动器14并行布置，且行星架15可以经过空转单元24在绕中心轴线23的转动方向上支撑到齿轮传动装置11的壳体25上。第一制动器14在此同样与行星架15配合，从而使得该行星架也可以在两个方向上相对于壳体25被制动。第二制动器16在此被布置成使得大太阳齿轮17可以相对于壳体25被制动。
另一个部件12由支承体29构成，至少从动轴19至少部分地被引导穿过该支承体和\/或由其支承，并且在该支承体中还有利地支承有小太阳齿轮18。大太阳齿轮17例如可以安装在小太阳齿轮18的空心轴内。其他的、尤其是技术上所设计的支承件在拉维娜组12中未被示出以简化视图。
驱动单元1具有供油单元26，该供油单元仅被示意化地示出且用于冷却逆变器27、和冷却和\/或润滑电动马达10、以及冷却和\/或润滑拉维娜组12。因此，供油单元26延伸穿过逆变器27、电动马达10、以及拉维娜组12。供油单元26的所示组成部分在此示出润滑和冷却剂，其与逆变器27相关地也可以仅用于冷却该逆变器。供油单元26包括可以储备油的储存器。
拉维娜组12还包括外行星齿轮30和内行星齿轮31，并且外行星齿轮30在内侧啮合在空心轮20中并且不仅与大太阳齿轮17配合、而且与内行星齿轮31配合，其中，内行星齿轮进而与小太阳齿轮18配合。有效连接在此主要包括构件的相互啮合。
通过未详细示出的方式，有利地存在以下可能：第一制动器14和第二制动器16借助机电的或电动-静液压的致动器系统来控制，尤其以便通断该制动器14、16。附图示出：制动器14和16在端侧设置在拉维娜组12上，从而可以实现液压管路和控制元件与制动器14、16的特别有利的连接。
另外，由第一制动器14和空转单元24构成的结构单元可以被设计成可切换的空转机构(未示出)，该空转机构至少包括两侧锁定功能(在两个转动方向上：制动功能)和单侧锁定功能(在一个转动方向上锁止：空转功能)。
本实用新型在其实施方式方面并不受限于上文给出的优选实施例。而是，可以设想多个变体，即使在原则上不同类型的实施方式中，这些变体也可以采用所展示的解决方案。从权利要求书、说明书或附图中凸显的所有特征和\/或优点，包括结构上的细节或空间上的安排，无论单独或以不同组合，都可以是对本实用新型而言重要的。
附图标记清单
1 驱动单元
10 电动马达
11 齿轮传动装置
12 拉维娜组
13 输出轴
14 第一制动器
15 行星架
16 第二制动器
17 大太阳齿轮
18 小太阳齿轮
19 从动轴
20 空心轮
21 中间轴
22 车桥轴
23 中心轴线
24 空转单元
25 壳体
26 供油单元
27 逆变器
28 驻车锁
29 支承体
30 外行星齿轮
31 内行星齿轮
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920043505.4
申请日:2019-01-10
公开号:公开日:国家:DE
国家/省市:DE(联邦德国)
授权编号:CN209705204U
授权时间:20191129
主分类号:F16H3/58
专利分类号:F16H3/58;F16H57/023
范畴分类:27D;32B;
申请人:FEV欧洲有限责任公司
第一申请人:FEV欧洲有限责任公司
申请人地址:德国亚琛
发明人:格雷翁·海伦布罗赫;张懿;李常铉
第一发明人:格雷翁·海伦布罗赫
当前权利人:FEV欧洲有限责任公司
代理人:张春水;刘刚
代理机构:11227
代理机构编号:北京集佳知识产权代理有限公司 11227
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计