具有横向自由度的传动单元制造技术

技术编号:7183134 阅读:309 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种特别是用于被驱动的车轮(1)的传动单元(5)。该传动单元(5)包括带有驱动小齿轮(21)的驱动轴(11)和与该驱动轴平行的带有从动齿圈(19)的输出轴(27),其中驱动轴(11)和输出轴(27)能够彼此相对地横向(9)运动。传动单元(5)还具有至少一个行星齿轮(17、18),该行星齿轮与驱动小齿轮(21)及从动齿圈(19)啮合并且支承在行星齿轮架(22、24)的行星轴(28、29)上,其中行星齿轮架(22、24)又与驱动小齿轮(21)被同轴地支承。该传动单元(5)的特征在于,设有相对于从动齿圈(19)被同轴地支承的至少一个第二行星齿轮架(23、25),其中行星齿轮(17、18)沿轴向设置在第一行星齿轮架(22、23)与第二行星齿轮架(24、25)之间。这种传动单元在结构空间需求最小的情况下实现了解除驱动装置与输出装置之间横向的相互影响,其中同时可传递高扭矩。例如可以使轮毂马达在被驱动的车轮的弹性压缩运动方面与车轮悬架装置完全分离,由此可以在很大程度上减小轮毂驱动装置的未支撑在弹簧上的质量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种特别是用于驱动车轮的传动单元,其中该传动单元的驱动轴和输出轴可相对于彼此横向运动。
技术介绍
已知用于传递驱动扭矩的传动单元,在该传动单元中驱动轴可相对于输出轴沿横向或平移地运动,换句话说驱动轴和输出轴在同时传递扭矩时可以基本上平行地相对于彼此移动。这种传动单元的例子有在车轮悬架装置或万向节轴上的半轴、或具有链条或皮带的特定的传动系统。然而,这种已知的具有平移运动自由度的传动单元一方面十分昂贵,另一方面需要极大的结构空间大小(特别是沿轴向和纵向)以实现两个轴相对于彼此的横向运动性。 此外,如果不采取用于对力传递元件(皮带、链条、万向节头)进行长度补偿的措施(这些措施又意味着额外的结构成本),则根据实施方式,这种已知的传动单元还被限制为围绕旋转点的确定的、通常是旋转的摆动运动,并且因此严格来说不能实现两个轴的运动的纯平移的运动学。此外,在将这种传动单元用于驱动机动车辆车轮的示例情况下,将整个系统视为由传动系和车轮悬架装置/车轮导向装置构成,其中对于车轮导向所需的车轮悬架装置通常具有多个拉杆例如纵拉杆、倾斜拉杆、横拉杆或组合拉杆。在机动车辆上,附属的传动系通常包括内燃机,该内燃机具有用法兰连接的变速器或自动变速器;一个或两个驱动轴;以及一个或多个差速器,该差速器具有附属的引至车轮的半轴。特别是就这些组件包括车轮导向拉杆以及半轴,以及由此这些组件被分配给车轮悬架装置而言,这些组件在机动车辆的车轮区域内占据极大的结构空间,该结构空间不可再用于其它目的,因此减小了可用于乘客、行李或技术上的组件的空间。在此处,包含在传统的传动系内的组件,特别是车轮导向拉杆和驱动轴不可任意地缩小或者说缩短,因为由此会在车轮弹性压缩运动时出现不利的运动学情况。此外,对于传动系或机动车辆驱动装置的研究日益向混合动力概念的方向发展。 特别地,串联混和动力也属于此混合动力概念,在串联混合动力车辆中内燃机与驱动轮之间不再有机械连接。替代地,在串联混合动力车辆中内燃机可以例如驱动发电机,该发电机又给与驱动轮连接的电动机供电,必要时通过蓄电池进行缓冲。相似的构造也可以用在纯电动车辆中,其中在此处能量不是由内燃机提供,而是由电力储能装置提供;也可考虑或已经存在的是串联混合动力车辆与电动车辆间的多种混合变型。为了使对于传动单元来说所必需的部件的数量尽可能得少以及使这些部件的结构空间要求和重量尽可能得小,在这些车辆概念中一部分进行了如下尝试,即将牵引马达直接分配给车轮并将其设置为尽可能靠近车轮或本身作为轮毂马达设置在车轮中。通过此方式,传统传动系的大量部件可以被省去,或通过在机动车辆的能量发生器与轮毂马达之间的易于灵活铺设的电导线来代替。还已努力尝试过的是,将车轮悬架装置本身与相应的弹簧/减振单元设置在轮辋的内腔中或设置在车轮紧挨着的附近,以通过这种方式赢得更多结构空间,不然该结构空间在传统的车轮悬架装置中对于已知的拉杆结构来说是必需的。由DE 698 06 444 T2已知一种可集成在车轮的轮辋中的车轮悬架装置,在该车轮悬架装置中附加地也可以将例如驱动马达至少部分设置在轮辋的内腔中。然而,在这种已知的车轮悬架装置中,电驱动马达总是固定地用法兰连接在轮架上,因此,驱动马达的质量必然会增加车轮悬架装置的未支撑在弹簧上的质量。因为可用于机动车辆的轮毂驱动装置的电动机由于所需的有效功率而具有很大的质量,由此车轮悬架装置的未支撑在弹簧上的质量显著增大,行驶舒适性和悬架乘坐舒适性明显受此不利影响,特别地,因为基于很大的未支撑在弹簧上的质量而必须安装硬得多的减震器。由US 2,182,417已知一种用于车辆的传动单元,其中曾尝试通过如下方式解决轮毂驱动装置的驱动轴和从动轴的所期望的横向相对运动性的问题即通过在驱动小齿轮与设置在从动轴上的从动齿圈之间设置行星齿轮,其中行星齿轮分别通过一个支撑臂可摆动地与驱动轴连接。通过这种方式,即使在驱动小齿轮与齿圈之间同时(例如通过车轮的弹性跳动运动)进行横向运动,仍可实现从驱动小齿轮经由行星齿轮至齿圈的持续的力传递。然而,由所述文献已知的教导的缺陷在于,根据所述文献的教导,行星齿轮的悬挂分别仅通过一个唯一的支撑臂实现,也就是说与传动装置壳体中用于相应的行星齿轮轴颈的弧形滑动导向装置相结合。然而,由此仅得到行星齿轮的相对不稳定且在一些位置处运动学上限定不足的支承结构,其中行星齿轮还只在一侧受到支承,而在另一侧仅浮动地贴靠在从动齿圈的齿中。借助所述由现有技术已知的传动单元,由此在任何情况下都能传递很小的扭矩, 因为否则的话在传动装置壳体中会出现行星齿轮仅在一侧的悬挂装置的过载以及行星齿轮滑动导向装置的提前偏移。对于当前传动装置啮合来说需要准确地保持齿轮的轴向间距,根据所述文献的教导,通过行星齿轮的不稳定的悬挂装置无法在较长的时间内准确保持齿轮的轴向间距。因此,根据所述文献教导的传动单元在任何情况下都不能用于在当前的机动车辆中每个车轮积累的扭矩或功率。
技术实现思路
在此背景下,本专利技术的目的在于,提供一种特别是用于车轮的传动单元,通过该传动单元能够克服现有技术的上述缺陷。特别地,该传动单元应在最小的空间内实现消除在驱动轴与输出轴之间的横向或平移的相互影响。通过此方式,特别地应实现轮毂马达在车轮弹性压缩运动方面与车轮悬架装置相分离,并通过此方式大幅减小车轮悬架的未支撑在弹簧上的质量。因此,此外还可以实现高的扭矩和功率的持久且可靠的传递。所述目的通过具有权利要求1所述特征的传动单元得以解决。优选的实施方式由从属权利要求给出。根据本专利技术的传动单元以首先本身已知的方式包括驱动轴和相对于驱动轴沿平行方向设置的输出轴。在此处,在驱动轴上设置有驱动小齿轮,而在输出轴上设置有从动齿圈。以同样本身已知的方式,驱动轴与输出轴彼此平行地,即沿垂直于它们各自的旋转轴线的方向,可彼此相对地平移运动,以便能够通过这种方式补偿(在进行扭矩传递同时)在驱动轴与输出轴之间的平移或横向的移动。为此目的,传动单元首先具有至少一个行星齿轮, 该行星齿轮既与驱动小齿轮又与从动齿圈啮合,并且支承在行星齿轮架的行星轴上。行星齿轮架又与驱动小齿轮同轴或与驱动轴同轴地被支承。然而,根据本专利技术,传动单元的特征在于一个同样被分配给行星齿轮的第二行星齿轮架,该第二行星齿轮架如同第一行星齿轮架一样被分配给支承行星齿轮的同一行星轴。在此处,行星齿轮沿轴向设置在第一行星齿轮架与第二行星齿轮架之间,并且第二行星齿轮架与从动齿圈被同轴地支承。换句话说,首先这意味着,根据本专利技术,行星齿轮的轴的两个端部分别固定在一个独自的行星齿轮架中。因此,行星齿轮并非如现有技术一样仅浮动地支承在一侧,而在现有技术中另一侧根本不被支承或仅支承在位于传动装置壳体中的不稳定的滑动导向装置中。也就是说,通过这种方式,行星齿轮根据本专利技术通过(借助于其共同的行星轴彼此可摆动运动地联接的)两个行星齿轮架始终被引导,使得行星齿轮既与驱动小齿轮又与从动齿圈处于永久啮合。在此处,相对于驱动轴被同轴地支承的第一行星齿轮架确保行星齿轮与驱动小齿轮保持处于啮合,而与从动齿圈同轴地被支承的第二行星齿轮架确保行星齿轮与从动齿圈永久保持处于啮合。在此处,首先有利的是,传动单元可以被构造得极为紧凑,因为该传动单元原理上与例本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种特别是用于车轮的传动单元(5),该传动单元包括带有驱动小齿轮(21)的驱动轴(11)和带有从动齿圈(19)的输出轴(27),其中,所述驱动轴(11)和所述输出轴(27)的轴线平行地延伸,并且所述驱动轴(11)和所述输出轴(27)能够沿相对于所述驱动轴(11)和所述输出轴(27)的旋转轴线垂直的方向(9)彼此相对地沿横向运动,所述传动单元(5)具有行星齿轮(17),该行星齿轮与所述驱动小齿轮(21)啮合以及与所述从动齿圈(19)啮合,并且支承在行星齿轮架(22)的行星轴(28)上,其中所述行星齿轮架(22)相对于所述驱动小齿轮(21)同轴地被支承,其特征在于,所述行星轴(28)此外被分配给相对于所述从动齿圈(19)同轴地被支承的第二行星齿轮架(23),其中所述行星齿轮(17)沿轴向设置在所述第一行星齿轮架(22)与所述第二行星齿轮架(23)之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:F·霍伊斯勒
申请(专利权)人:ZF腓特烈斯哈芬股份公司
类型:发明
国别省市:DE

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