专利名称：用于机动车辆的电动车桥的电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机动车辆的电动车桥的电机装置，该电机装置具有通过齿轮箱连接到至少一个驱动轴的电机，驱动轴能够连接到机动车辆的从动轮，并且该电机装置具有电机壳体，其中，电机具有固定到壳体的定子和连接到齿轮箱的输入元件上的转子。此外，本发明涉及一种用于机动车辆的电动车桥，该电动车桥具有两个相对于彼此基本以镜像对称方式布置的上述类型的电机装置。
背景技术：
在机动车辆工程领域，有向电驱动方向发展的趋势。在这样的背景下，将内燃式发动机与电机结合起来是已知的。这种混合驱动单元可以构造成使得电机仅执行特定的附加功能(称为轻度混合)。也可以将混合驱动单元构造成使得电操作和通过内燃式发动机的操作都是可能的。此外，纯电驱动对于机动车辆也是已知的，因此机动车辆完全不再具有内燃式发动机。此外，所称的电动车桥也是已知的，其中，机动车辆的一个车桥以纯电动方式驱动。这种电动车桥可以作为唯一的驱动车桥安装在机动车辆中。可替代地，可以提供这样的电动车桥作为第二从动车桥，其中，第一从动车桥通常由带有常规的内燃式发动机的驱动单元驱动。在这种情况下，能够通过电动车桥实现四轮驱动。可替代地，也可以为此目的而在机动车辆中设置两个电动车桥。电动车桥可以构造成使得电机装置与机械差速器结合。此外，所称的串联驱动也是已知的，其中，电动车桥具有两个电机装置，每个电机装置被分配给车桥的从动轮中的一个。在这种情况下，机械差速器不是必需的。差速功能通过电机的适当的致动而实现。对于大规模应用来说，这时，成本因素会特别重要。除了电机和齿轮箱的类型和选择之外，这时，壳体和轴承的设计类型也是重要参数。
发明内容
在此背景下，本发明的目的是提供一种能够以成本高效的方式实现的电机装置。上述目的通过开始所提到的类型的电机装置而实现，其中，转子通过第一和第二转子轴承部以可转动的方式安装在电机壳体上，其中，第一转子轴承部连接到电机输出轴， 电机输出轴连接到齿轮箱的输入元件，并且其中，电机输出轴以非接触方式被引导通过第二转子轴承部。以上目的也通过这样的用于机动车辆的电动车桥而实现该电动车桥具有两个相对于彼此以基本镜像对称方式布置的上述类型的电机装置。通过第一和第二转子轴承部安装转子——其中电机输出轴以非接触方式被引导通过第二转子轴承部一的作法使得能够大大减少用于支撑要执行的驱动部件和齿轮箱部件的必要轴承。因此，获得成本高效的设计。
此外，电机输出轴可以以相对较长且柔性的轴来实施。因此，齿轮箱的连接到电机输出轴的输入元件可以以最佳的方式相应地定位。如果齿轮箱具有行星齿轮组，则具有特别的优势，其中，行星齿轮组的第一元件形成输入元件。由于行星齿轮组，因此电机的相对较高的转速能够转换为从动轮的相对较低的驱动转速，其中，在轴向和径向方向仅需要较小的安装空间。优选地，齿轮箱具有在电机输出轴与驱动轴之间建立固定传动比的仅仅一个单独的行星齿轮组。这里，如果行星齿轮组的第一元件为太阳轮，则具有特别的优势。太阳轮可以安装在电机输出轴上或与电机输出轴形成一体。如果行星齿轮组的第二元件以可转动的方式安装在刚性地连接到电机壳体的齿轮箱壳体上，则同样是优选的。这里，如果行星齿轮组的第二元件通过单个轴承以可转动的方式安装在齿轮箱壳体上，则具有特别的优势。单独的轴承可以是双排滚动轴承，例如具有相对较大尺寸的角接触球轴承。如果单独的轴承是用于转动地安装行星齿轮组的唯一的轴承，则是特别优选的。此外，如果行星齿轮组的第二元件延伸到齿轮箱壳体之外并且能够连接到驱动轴，则是有利的。在该实施方式中，第二元件的安装还提供了驱动轴的支承点。优选地，行星齿轮组的第二元件是行星齿轮架，多个行星齿轮以可转动的方式安装在行星齿轮架上。此外，如果电机输出轴的延伸到电机壳体之外并且连接到行星齿轮组的第一元件上的第一部分由行星齿轮组的第二元件沿径向安装，则是有利的。在该实施方式中，电机输出轴一方面通过第一转子轴承部的安装直接地安装，另一方面通过行星齿轮组的第二元件间接地安装。为此，电机装置仅需要三个轴承，具体地，两个轴承用于安装第一和第二转子轴承部，而单个轴承用于安装行星齿轮组。此外，如果行星齿轮组的第三元件固定地连接到电机壳体和/或连接到刚性地连接于电机壳体的齿轮箱壳体，则是整体有利的。这样，能够建立行星齿轮组的固定传动比。在这种情况下，如果行星齿轮组的第三元件是齿圈，则具有特别的优势。因此，可以实现径向和轴向的紧凑设计。此外，如果电机输出轴的和/或第一径向轴承部的延伸到电机壳体之外的第二部分连接到传感器装置，则同样是优选的。传感器装置通常包括增量信号发生器或类似装置以感测转子的位置或转速。这里，传感器装置布置在电机壳体外，具体地是布置在电机输出轴的第二部分上或布置在连接于电机输出轴的第二部分的径向轴承部上。根据另一个整体优选的实施方式，电机壳体具有第一轴承盖，第一径向轴承部安装在第一轴承盖上；以及第二轴承盖，第二径向轴承部安装在第二轴承盖上。轴承盖能够具有相对牢固的设计以便能够吸收产生的力。
优选地，行星齿轮组的第三元件从外侧固定到第二轴承盖。此外，这里如果电机壳体具有将两个轴承盖彼此连接的圆筒形部分，则是优选的。这样，电机壳体能够具有成本合算的设计。这里，圆筒形部分不是必须具有高强度。然而，如果定子布置在圆筒形部分上并且如果圆筒形部分具有冷却流体能够流过的至少一个空腔，则是优选的。这样，电机的冷却能够以结构简单的方式实现。此外，如果齿轮箱容纳在齿轮箱壳体中，其中用于齿轮箱和/或轴承——齿轮箱的元件通过该轴承安装到齿轮箱壳体上——的飞溅润滑的油底壳存在于齿轮箱壳体中，则是整体有利的。在该实施方式中，齿轮箱壳体可以由例如第二轴承盖——齿轮箱或电机输出轴的一部分从该第二轴承盖延伸——形成，或由以流体密封方式连接到第二轴承盖的齿轮箱壳体盖形成。由于设置有油底壳，因此不需要费用高的喷射润滑。此外，还可以通过油底壳来润滑优选为单个的轴承——行星齿轮组的第二元件通过该单个轴承安装到齿轮箱壳体上。在具有两个这种类型的电机装置的电动车桥的情况下，如果这两个电机装置布置成使得这两个电机装置的相应的齿轮箱布置在轴向外侧，则具有特别的优势。这里，每个齿轮箱均优选地布置在第二轴承盖的外侧。尽管也能够想到将齿轮箱设置在轴向内侧，也就是说直接地彼此相邻，但将齿轮箱设置在轴向外侧还具有这样的优势与转子的连接能够通过相对较长的电机输出轴实现，电机输出轴足够柔性，使得连接到电机输出轴的齿轮箱的元件能够始终以最佳的方式对自身进行定位。此外，在齿轮箱装置处于外侧的情况下，能够直接将齿轮箱输出轴引导到齿轮箱壳体之外而并不需要通过电机轴进行引导。因此，电机轴轴承可以在直径上保持较小(有利于高转速)，并且可以使齿轮箱输出轴具有足够的尺寸(不存在由于最大容许轴承直径而带来的直径限制)。此外，对于电动车桥来说，如果电机装置的每个电机壳体均具有第一轴承盖并且这些第一轴承盖相互连接，则是优选的。通过连接轴承盖，可使电动车桥用作预安装单元。关于这方面，如果电机装置的第一轴承盖围封传感器空间——电机装置的相应传感器装置容纳在该传感器空间中——，则具有特别的优势。在该实施方式中，一方面，传感器装置通过轴承盖以被保护的方式定位，并且与齿轮箱轴向地分离。此外，与控制装置的电气连接可以相对容易地实现，这是因为基本上仅需要一个电气连接件以用于此。因此，如果电机装置的第一轴承盖具有至少一个用于向电机装置供电的电气连接件，则具有特别的优势。这里，电力供应可以用来激励定子。然而，电力供应还意在涉及相应传感器装置的工作以及筛选传感器信号的可能性，传感器信号然后可以被提供给外部控制单元。根据另一优选实施方式，驻车锁定装置容纳在两个电机装置中的仅仅一个电机装置的齿轮箱壳体中。
这种类型的一侧驻车锁定对大多数使用领域来说是足够的。关于这方面，优选地， 齿轮箱输出轴或驱动轴通过驻车锁定装置相对于齿轮箱壳体锁定。因此，如果驻车锁定装置具有驻车锁定轮，其中驻车锁定轮固定到齿轮箱的第二元件，特别是固定到行星齿轮架，则具有特别的优势。优选地，根据本发明的电机装置不能够移位。此外，优选地，电机装置的电机实施为内部转子。优选地，齿轮箱或行星齿轮组相对于电机同轴地布置。当然，在不脱离本发明的范围的情况下，上述以及将在下文中说明的特征不仅可以以相应指定的组合使用，而且可以以其它组合使用或者单独地使用。
本发明的示例性实施方式在附图中示出并在下面的说明书中更详细地描述，在附图中图1示出了具有根据本发明的电动车桥的机动车辆的示意图；并且图2示出了根据本发明的电动车桥的另一实施方式的纵向剖视图。
具体实施例方式图1为以10表示的机动车辆的示意图。机动车辆10具有第一车桥12，两个轮14 能够通过第一车桥12驱动。此外，机动车辆包括第二车桥16，第二车桥16以电动车桥的方式实施并构造成驱动两个轮18。第一车桥12配备有第一驱动单元20。第一驱动单元20包括内燃式发动机22、离合器装置M和例如多级变速器的齿轮箱26。此外，第一驱动单元20具有在两个轮14之间分配驱动力的机械差速器观。第二车桥16具有第二驱动单元30。两个驱动单元20、30不是彼此机械地连接，而是通过上级控制装置31致动。这里，第二车桥16可以构造成建立全轮操作。第二车桥也可以设置为唯一的车辆驱动装置。第二驱动单元30具有第一电机装置32和第二电机装置32’。两个电机装置32、 32’基本上以相对于车辆的纵向轴线36镜像对称的方式布置。两个电机装置32可以通过控制装置31而彼此独立地致动。这里，电机装置32、 32’中的每个连接到两个轮18中的一个。在这种布置中，用于平衡两个轮18之间的转速的机械差速器不是必要的。在下文中，电机装置基本上基于第一电机装置32进行描述。然而，以下描述也能够以相同的方式应用到第二电机装置32’中。电机装置32具有电机40。电机40包括固定到电机壳体44的定子42。此外，电机40包括通过第一转子轴承部48和第二转子轴承部50以可转动的方式安装在电机壳体 44上的转子46。第一转子轴承部48连接到电机输出轴52。电机输出轴52从第一转子轴承部48 开始以非接触的方式延伸经过第二转子轴承部50并延伸到电机壳体44之外。与电机壳体 44相邻地布置的是齿轮箱壳体54，电机输出轴52延伸到齿轮箱壳体M中并在齿轮箱壳体54中连接到齿轮箱的输入元件。齿轮箱56还具有输出轴58，输出轴58延伸到齿轮箱壳体 M之外并连接到驱动轴58，驱动轴58没有更详细地表示，但如果合适的话可以与输出轴58 一体地形成并连接到所分配的车轮18。电机装置32、32’相对于彼此并相对于第二车桥16同轴地布置。齿轮箱56、56’ 同样相对于第二车桥16同轴地布置。每个均连接到所分配的电机输出轴52、52’的第一转子轴承部48、48’彼此相邻地布置。因此，电机输出轴52、52’中的每个均从车辆的纵向轴线36的区域中的中心位置沿轴向方向延伸到相应的车轮18。关于这方面，电机输出轴52、52’通过连接到电机输出轴52、52’的齿轮箱56、56’ 在电机输出轴52、52’的伸出到电机壳体44之外的端部间接地安装。这样，输出轴52、52’ 中的每个均可以相对较长并因此具有柔性的设计。因此，可以形成电机输出轴52、52’与相应齿轮箱56、56’的相对最佳的连接，特别是最佳方位的连接。由于齿轮箱56、56’中的每个均布置在轴向方向(即，相对于车辆36的纵向轴线为横向)上的外侧，因此齿轮箱56、56’中的至少一个可以以相对简单的方式分配有同样可以相对简单地启动的驻车锁定装置。此外，每个电机装置32、32’的承载方式均可以以最佳的方式构造。在理想情况下， 安装相应的转子轴承部48、50仅需要两个轴承，安装齿轮箱56或安装连接到齿轮箱56的电机输出轴52的端部需要一个轴承。在下文中，参照图2对这种电驱动轴30的优选实施方式进行说明。这里的基本设计和基本功能对应于上述第二驱动单元30。因此，相同元件设有相同的附图标记。下文中主要说明不同之处。第一电机装置32的电机壳体44 (为了简化起见，专门对第一电机装置32进行参照)具有第一轴承盖60，第一轴承盖60径向地定位，并且用于安装第一转子轴承部48的第一轴承62固定到第一轴承盖60。此外，电机壳体44具有第二轴承盖64，用于安装第二转子轴承部50的第二轴承66定位在第二轴承盖64上。在两个轴承盖60、64之间延伸的是圆筒形部分68，定子42固定到圆筒形部分68。圆筒形部分68具有空腔，冷却流体71可以通过空腔引导，如在图2中用箭头示意性地表示的。电机40，特别是电机40的定子42可以通过冷却流体71进行冷却。电机输出轴52具有延伸到电机壳体44之外——具体地穿过第二轴承盖64中的开口——的第一部分72。电机输出轴52的第一部分72连接到齿轮箱56的输入元件74。 这里，齿轮箱56实施为单个行星齿轮组。太阳轮74刚性地连接到电机输出轴52或与电机输出轴52形成一体。行星齿轮组还具有行星齿轮架78，多个行星齿轮76以可转动的方式安装在行星齿轮架78上。此外，行星齿轮组包括齿圈80，齿圈80以固定到壳体的方式实施。更确切地，齿圈80固定到第二轴承盖64的轴向外侧。从行星齿轮76开始，行星齿轮架具有通过第三轴承82安装的向外延伸的突出部。 更确切地，第三轴承82固定到基本上实施为盖并连接到第二轴承盖64以形成封闭齿轮箱空间的齿轮箱壳体54。第三轴承82实施为双排滚动轴承，特别是角接触球轴承。延伸到电机壳体44之外的电机输出轴52的端部同样通过行星齿轮组间接地安装在第三轴承82上。向外延伸的行星齿轮架78的突出部延伸到齿轮箱壳体讨之外并连接到输出法兰84，输出法兰84可以连接到驱动轴，驱动轴可以连接到所分配的从动轮18。电机输出轴52的第二部分86具体地穿过第一轴承盖60中的开口延伸到电机壳体44之外。这里，第一轴承盖60具有轴向切口，第二部分86延伸到轴向切口中。传感器装置88设置在电机输出轴52的第二部分86上和/或分配的第一转子轴承部48上。传感器装置88可以构造成例如感测电机输出轴52的转动位置或转速。传感器装置88优选地布置在第一轴承盖60轴向切口中，使得传感器装置88不在轴向方向上延伸超过第一轴承盖60的轴向端侧。如同样在图2中示出的，两个电机装置32、32’的两个第一轴承盖60、60’通过示意性示出的法兰连接件90直接地彼此连接，使得两个第一轴承盖60、60’的相应轴向切口限定传感器空间92，两个电机装置32、32’的传感器装置88、88’容纳在传感器空间92中。此外，在法兰连接件90的区域中，第一轴承盖60、60’中的至少一个上设置有电气连接件94(仅在图2中示意性地示出)。此连接件94可以用来为电机40、40’供电并用来操作传感器装置88、88’。此外，用于传输给控制装置31的传感器信号可以通过电气连接件 94而导出。如上所述，两个电机装置32、32’具有大致相同的设计并相对于车辆的纵向轴线 36 (或平行于纵向轴线36的车轴)镜像对称地布置。但是，为了构造驻车锁定功能，在两个齿轮箱壳体M、54’中的仅仅一个中，具体地在齿轮箱壳体54’中设置有驻车锁定装置96。 驻车锁定装置96以本身已知的方式具有驻车锁定轮98，在目前的情况下，驻车锁定轮98固定到行星齿轮架78’。此外，尽管在图2中未示出，但驻车锁定配置96具有闩锁或类似物， 闩锁或类似物构造成接合驻车锁定轮98的齿以产生驻车锁定功能。闩锁以可枢转的方式固定在第二轴承盖64’的外侧或齿轮箱壳体54’上。可以通过润滑油在不具有油泵的情况下为齿轮箱56、56’和所分配的第三轴承 82、82’提供飞溅润滑。为此，在齿轮箱壳体M、54’中的每个中设置油底壳100，行星齿轮组的至少一个活动部分——例如，在每种情况下为驻车锁定轮98或行星齿轮之一——伸入到油底壳100中。由于相应浸入的齿轮箱元件，润滑油被甩出油底壳100，如以102所示，顺着齿轮箱壳体M的外侧部分的内壁流下，并通过适合的开口(未示出)从齿轮箱壳体M的外侧部分的内壁引导至第三轴承82的轴向外侧。随后，润滑油通过第三轴承82沿轴向方向向内送入，并送入到行星齿轮架中以通过所述行星齿轮架从内侧润滑行星齿轮76。为此， 行星齿轮架构造成接合在齿轮箱壳体M的肩部上以避免润滑油再次径向地甩出到第三轴承82与行星齿轮架78之间的外侧。
权利要求
1.一种用于机动车辆(10)的电动车桥(16)的电机装置(32)，所述电机装置(32)具有电机(40)，所述电机00)通过齿轮箱(56)连接到至少一个驱动轴，所述至少一个驱动轴能够连接到所述机动车辆(10)的从动轮(18)，并且所述电机装置(3 具有电机壳体 (44)，其中，所述电机00)具有固定到所述壳体的定子0 和连接到所述齿轮箱的输入元件(74)上的转子(46)，其特征在于，所述转子G6)通过第一转子轴承部G8)和第二转子轴承部(50)以可转动的方式安装在所述电机壳体G4)上，其中，所述第一转子轴承部G8)连接到电机输出轴 (52)，所述电机输出轴(5 连接到所述齿轮箱(56)的所述输入元件(74)，并且其中，所述电机输出轴(5 以非接触的方式被引导通过所述第二转子轴承部(50)。
2.根据权利要求1所述的电机装置，其中，所述齿轮箱(56)具有行星齿轮组，其中，所述行星齿轮组的第一元件(74)形成所述输入元件。
3.根据权利要求2所述的电机装置，其中，所述第一元件为所述行星齿轮组的太阳轮 (74)。
4.根据权利要求2或3所述的电机装置，其中，所述行星齿轮组的第二元件(78)以可转动的方式安装在刚性地连接于所述电机壳体G4)的齿轮箱壳体(54)上。
5.根据权利要求4所述的电机装置，其中，所述行星齿轮组的所述第二元件(78)通过单个轴承(8 以可转动的方式安装在所述齿轮箱壳体(54)上。
6.根据权利要求4或5所述的电机装置，其中，所述行星齿轮组的所述第二元件(78) 延伸到所述齿轮箱壳体(54)之外并且能够连接到所述驱动轴(58)。
7.根据权利要求4至6中的一项所述的电机装置，其中，所述第二元件为所述行星齿轮组的行星齿轮架(78)。
8.根据权利要求4至7中的一项所述的电机装置，其中，所述电机输出轴(5 的延伸到所述电机壳体G4)之外并连接到所述行星齿轮组的所述第一元件(74)上的第一部分 (72)通过所述行星齿轮组的所述第二元件(78)来安装。
9.根据权利要求2至8中的一项所述的电机装置，其中，所述行星齿轮组的第三元件 (80)固定地连接到所述电机壳体G4)和/或固定地连接到刚性地连接于所述电机壳体 (44)的齿轮箱壳体(54)。
10.根据权利要求9所述的电机装置，其中，所述第三元件为所述行星齿轮组的齿圈 (80)。
11.根据权利要求1至10中的一项所述的电机装置，其中，所述电机输出轴(5 和/ 或所述第一转子轴承部G8)的延伸到所述电机壳体G4)之外的第二部分(86)连接到传感器装置(88)。
12.根据权利要求1至11中的一项所述的电机装置，其中，所述电机壳体G4)具有第一轴承盖(60)和第二轴承盖(64)，所述第一转子轴承部08)安装在所述第一轴承盖(60) 上，所述第二转子轴承部(50)安装在所述第二轴承盖(64)上。
13.根据权利要求12所述的电机装置，其中，所述电机壳体04)具有将两个所述轴承盖(60，64)彼此连接的圆筒形部分(68)。
14.根据权利要求13所述的电机装置，其中，所述定子0 设置在所述圆筒形部分 (68)上，并且其中，所述圆筒形部分(68)具有至少一个空腔(70)，冷却流体(71)能够流过所述空腔(70)。
15.根据权利要求1至14中的一项所述的电机装置，其中，所述齿轮箱(56)容纳在齿轮箱壳体(54)中，用于所述齿轮箱(56)和/或轴承(8 的飞溅润滑的油底壳(100)存在于所述齿轮箱壳体(54)中，所述齿轮箱(56)的元件(78)通过所述轴承(8 安装在所述齿轮箱壳体(54)上。
16.一种用于机动车辆(10)的电动车桥(16)，所述电动车桥(16)具有两个根据权利要求1至15中的一项所述的电机装置(32，32’)，所述电机装置(32，32’)相对于彼此以基本镜像对称的方式布置。
17.根据权利要求16所述的电动车桥，其中，所述电机装置(32，32’)布置成使得所述电机装置(32,32')的相应的齿轮箱(56,56')设置在轴向外侧。
18.根据权利要求16或17所述的电动车桥，其中，所述电机装置(32，32’)的所述电机壳体(44，44’ )各自具有彼此连接的第一轴承盖(60，60’)。
19.根据权利要求18所述的电动车桥，其中，所述电机装置(32，32’)的所述第一轴承盖(60，60’ )封闭传感器空间(92)，所述电机装置(32，32’ )的相应的传感器装置(88， 88，)容纳在所述传感器空间(92)中。
20.根据权利要求18或19所述的电动车桥，其中，所述电机装置(32，32’)的所述第一轴承盖(60，60’)具有至少一个用于向所述电机装置(32，32’)供电的电气连接件(94)。
21.根据权利要求16至20中的一项所述的电动车桥，其中，在所述两个电机装置(32， 32’ )中的仅仅一个电机装置的齿轮箱壳体(54’ )中容纳有驻车锁定装置(96)。
22.根据权利要求21所述的电动车桥，其中，所述驻车锁定装置(96)具有固定到所述齿轮箱(56’ )的第二元件(78’ )的驻车锁定轮(98)。
全文摘要
本发明涉及一种用于机动车辆(10)的电动车桥(16)的电机装置(32)，该电机装置(32)具有电机(40)，电机(40)通过变速器(56)连接到至少一个驱动轴，驱动轴能够连接到机动车辆(10)的从动轮(18)，并且该电机装置(32)具有电机壳体(44)，其中，电机(40)包括固定到壳体的定子(42)和连接到变速器的输入元件(74)上的转子(46)。转子(46)通过第一转子轴承部(48)和第二转子轴承部(50)以可转动的方式安装在电机壳体(44)上，其中，第一转子轴承部(48)连接到电机输出轴(52)，电机输出轴(52)连接到变速器(56)的输入元件，并且其中，电机输出轴(52)以不接触第二转子轴承部(50)的方式被引导通过第二转子轴承部(50)。
文档编号B60K1/02GK102596617SQ201080047509
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月12日 优先权日2009年10月20日
发明者丹尼尔·克诺布劳赫, 乌尔里希·克内德尔 申请人:格特拉格传动机构和齿轮工厂赫尔曼·哈根迈尔有限公司&两合公司