用于车辆的传动装置以及带有这种传动装置的传动系的制作方法

本发明涉及用于车辆的传动系的传动装置、带有这种传动装置的传动系以及带有这种传动系的车辆。

背景技术：

1、由de 10 2019 205 750 a1得知一种传动装置，其包括输入轴、第一输出轴、第二输出轴、第一行星齿轮组以及与第一行星齿轮组连接的第二行星齿轮组。行星齿轮组分别包括多个元件，其中，输入轴、两个输出轴、行星齿轮组以及它们的元件按如下方式布置和构造，即，使得通过输入轴导入的扭矩被变换并且以限定的比例分配给两个输出轴。此外还防止了累积扭矩的产生。第一行星齿轮组的至少一个元件与第二行星齿轮组的另一个元件抗相对转动地连接，其中，第二行星齿轮组的另一个元件固定在抗相对转动的结构元件处。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提出一种用于车辆的传动系的节省空间的传动装置。该技术问题通过一种带有独立权利要求1的特征的传动装置、通过一种带有独立权利要求4的特征的传动装置、通过一种带有权利要求14的特征的传动系以及通过一种带有权利要求15的特征的车辆解决。有利的实施方式是从属权利要求的、接下来的说明的以及附图的主题。

2、用于车辆的传动系的传动装置具有输入轴、第一输出轴、第二输出轴以及作用地布置在输入轴和两个输出轴之间的整合的差速器，差速器包括带有多个齿轮组元件的行星齿轮组并包括圆柱齿轮组，圆柱齿轮组具有第一圆柱齿轮和与该第一圆柱齿轮处于齿啮合的第二圆柱齿轮，其中，第一齿轮组元件抗相对转动地与输入轴连接，第二齿轮组元件抗相对转动地与第一输出轴连接并且第三齿轮组元件至少间接地与圆柱齿轮组的第一圆柱齿轮抗相对转动地连接，其中，圆柱齿轮组的第二圆柱齿轮至少间接地与第二输出轴抗相对转动地连接，并且其中，借助行星齿轮组能将第一输出力矩传输给第一输出轴，其中，在圆柱齿轮组中能变换行星齿轮组的支撑力矩，使得对应第一输出力矩的第二输出力矩能传输给第二输出轴。

3、按照本发明的第一个方面，第一圆柱齿轮借助第一轴承元件相对位置固定的构件至少间接地被支承，其中，第二圆柱齿轮借助至少一个第二轴承元件相对位置固定的构件至少间接地被支承，并且其中，轴承元件中的至少一个轴承元件至少部分在空间上布置在各自的圆柱齿轮内。

4、换句话说，两个车轮力矩的总和没有联合或合并成在一个构件内的共同的车轴力矩。更确切地说，导入到输入轴中的驱动功率在整合的差速器中被分配并且根据行星齿轮组的和圆柱齿轮组的构造方案继续导入到与之作用连接的输出轴中。因此整合的差速器的构件可以由于相应的较小的扭矩而构造得更为细长。此外也减少了构件以及节省了重量。因此提供了一种传动装置，其可以借助整合的差速器通过唯一一个整合的组件形成两个功能，即扭矩变换和迄今为止通过两个单独的组件解决的扭矩分配。本发明因此涉及一种组合的传动和差动传动装置，其一方面实现了扭矩变换并且另一方面实现了到输出轴上的扭矩分配。

5、通过将一个轴承元件或多个轴承元件至少部分、优选全部在空间上布置在各自的圆柱齿轮内，可以用较为简单的结构设计手段最小化传动装置的、特别是圆柱齿轮级的圆柱齿轮的支承结构的空间需求。传动装置按如下方式实施，即，使得在两个圆柱齿轮中的至少一个圆柱齿轮处，轴承元件中的至少一个轴承元件至少部分在径向处在圆柱齿轮级的配属于此的圆柱齿轮内。

6、整合的差速器在本发明的范畴内指的是带有行星齿轮组和圆柱齿轮组的差速器，其中，行星齿轮组与输入轴、与圆柱齿轮组以及与第一输出轴驱动作用地连接。圆柱齿轮组与第二输出轴驱动作用地连接。借助这种整合的差速器能变换在输入轴处的输入力矩并且能将其以限定的比例分配或传输给两个输出轴。输入力矩优选传输50％、也就是说一半给输出轴。因此差速器不具有两个输出力矩的总和施加于其上的构件。换言之，防止了累积扭矩的产生。此外，所述差速器在输出轴的从动转速一致时没有成块地环绕运行的或者在没有滚动运动时环绕运行的齿部。因此与输出轴的从动转速无关地始终进行差速器的彼此处于齿啮合的构件的相对运动。传动装置的输出轴尤其设置用于与机动车的车轮作用连接。各自的输出轴可以直接地或无中介地或者间接地或有中介地与配属于其的车轮连接。

7、行星齿轮组是整合在差速器中的行星齿轮传动装置的一部分，其带有齿轮组元件即太阳轮、齿圈并且带有多个被一个行星架在围绕太阳轮的圆形轨道上导引的行星齿轮。行星齿轮组有利地具有正好一个标准传动比。

8、行星齿轮组和差速器的圆柱齿轮组原则上可以任意地相对彼此布置并且相互作用连接，以便实现期望的传动比。按照一个实施例，第一齿轮组元件是太阳轮，第二齿轮组元件是行星架并且第三齿轮组元件是行星齿轮组的齿圈。输入轴因此抗相对转动地与太阳轮连接，其中，第一输出轴抗相对转动地与行星架连接并且第一圆柱齿轮抗相对转动地与齿圈连接。按照一个备选的实施例，第一齿轮组元件是太阳轮，第二齿轮组元件是齿圈，并且第三齿轮组元件是行星齿轮组的行星架。输入轴在这种情况下抗相对转动地与太阳轮连接，其中，第一输出轴抗相对转动地与齿圈连接并且第一圆柱齿轮抗相对转动地与行星架连接。此外还可以想到的是，将第一齿轮组元件构造成行星架，将第二齿轮组元件构造成齿圈并且将第三齿轮组元件构造成太阳轮。也可以毫无问题地想到另外的组合。

9、在整合的差速器的所述构件之间可以布置另外的构件，例如中间轴或联接轴。按照一个实施例，行星齿轮组的第三齿轮组元件通过中间轴与圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮抗相对转动地连接。因此行星齿轮组的齿轮组元件通过联接轴与圆柱齿轮组的第一圆柱齿轮抗相对转动地连接。行星齿轮组的齿圈尤其与圆柱齿轮组的第一圆柱齿轮抗相对转动地连接。在第一圆柱齿轮和中间轴之间的抗相对转动的连接优选通过在第一圆柱齿轮和中间轴之间的携动齿部产生。第一圆柱齿轮可以备选或补充性地与中间轴焊接和/或拧紧。此外还可以想到的是，第一圆柱齿轮和中间轴一件式地构造。

10、输入轴优选设置用于与驱动单元的驱动轴抗相对转动地连接。驱动单元产生驱动功率，驱动功率通过驱动轴传输给输入轴。驱动单元的驱动轴可以抗相对转动地与输入轴连接。驱动轴和输入轴备选是关联的构件。

11、输入轴优选构造成实心轴。输入轴由此可以构造有较小的外径，因而输入轴或转子轴可以用直径较小的转子轴承支承，由此同样节省了结构空间。

12、输入轴备选构造成空心轴。第一输出轴由此可以在轴向被导引穿过输入轴。输出轴中的其中一个输出轴优选被导引穿过传动装置和必要时导引穿过传动系的驱动单元。因此相应的输出轴被所谓“内联地”导引穿过传动装置，以便将驱动功率从差速器传输给与之作用连接的车轮。

13、“轴”指的是传动装置的能旋转的构件，通过该构件使传动装置的各相关的部件抗相对转动地相互连接或者通过该构件可以在操纵相应的切换元件时建立起这种连接。各个轴在此可以在轴向或径向或者既在轴向也在径向将部件相互连接。轴不仅仅指的是用于传输扭矩的例如圆柱形的、以能转动的方式支承的机器元件，而是更确切而言也指的是将各个构件或元件相互连接起来的通用的连接元件，特别是将多个元件抗相对转动地连接起来的连接元件。

14、传动装置的两个结构元件抗相对转动地“连接”或“联接”或者“彼此处于连接”，按照本发明意指这些结构元件的永久的联接，因而这些结构元件不能独立于彼此地旋转。尤其在可以涉及到差速器的元件和/或轴和/或传动装置的抗相对转动的结构元件的这些结构元件之间不设置切换元件，而是使相应的结构元件牢固地相互连接。在两个构件之间的转动弹性的连接也理解为是固定的或抗相对转动的。抗相对转动的连接尤其也可以包含万向节，例如以便实现车轮的转向运动或偏转。

15、行星齿轮组和圆柱齿轮组优选沿轴向方向相邻布置。换句话说，行星齿轮组的齿轮组元件布置在第一共同的平面中并且行星齿轮组的圆柱齿轮组的齿轮布置在第二共同的平面中，其中，两个平面基本上平行延伸并且在轴向彼此相邻布置。相应的共同的平面基本上垂直于车辆的相应的车轴取向。

16、行星齿轮组和圆柱齿轮组备选沿径向方向重叠布置。换句话说，行星齿轮组的齿轮组元件以及圆柱齿轮组的齿轮在轴向布置在共同的平面中。因此行星齿轮组和圆柱齿轮组布置在共同的齿轮平面中，传动装置因此能设计成在轴向构造得很短并且因此特别紧凑。

17、行星齿轮组优选构造成负行星齿轮组。负行星齿轮组对应带有行星架(第一行星齿轮以能转动的方式支承在该行星架处)、太阳轮和齿圈的行星齿轮组，其中，行星齿轮中的至少一个行星齿轮的齿部既与太阳轮的齿部啮合也与齿圈的齿部啮合，由此当太阳轮在行星架固定不动的情况下旋转时，齿圈和太阳轮沿相反的方向旋转。行星齿轮组备选构造成正行星齿轮组。正行星齿轮组与负行星齿轮组的区别如下，即，正行星齿轮组具有第一和第二或内部的和外部的行星齿轮，它们以能转动的方式支承在行星架处。第一或内部的行星齿轮的齿部在此一方面与太阳轮的齿部啮合并且另一方面与第二或外部的行星齿轮的齿部啮合。外部的行星齿轮的齿部此外还与齿圈的齿部啮合。这样的结果是，在行星架固定不动时，齿圈和太阳轮朝着相同的方向旋转。此外还可以想到的是，行星齿轮组具有多个以能转动的方式支承在行星架处的分级式行星齿轮。

18、按照一个实施例，第一输出轴轴平行于第二输出轴布置。输出轴分别布置在从动轴上并且从差速器起优选朝相反的方向延伸。从动轴参照彼此以及参照传动装置的纵轴线具有第一平行偏差。车辆的相应的车轴的车轮布置在相应的轮轴上，它们彼此具有第二平行偏差。第一输出轴例如设置用于，至少通过第一万向轴与车辆的布置在第一轮轴上的第一车轮驱动作用地连接，其中，第二输出轴设置用于，至少通过第二万向轴与车辆的布置在第二轮轴上的第二车轮驱动作用地连接。第一和第二平行偏差优选一样大。因此传动系、特别是传动装置和驱动单元，参照车辆纵轴线或车辆纵向任意布置。传动系、特别是传动装置相对车辆纵轴线或轮轴的可能的倾斜，通过万向轴得到平衡并且不会因此妨碍车辆的驱动。

19、第一输出轴备选与第二输出轴同轴布置。通过输出轴的同轴布置可以实现传动装置的在径向狭窄的构造方式。例如可以设置传动级，特别是齿带传动机构，以便实现输出轴的同轴性。在同轴的输出轴中，传动系优选横向于车辆纵向方向布置。但与之前的实施方案相似的是，传动系也可能相对车辆纵向倾斜。

20、优选设有齿带传动机构，其设置用于将行星齿轮组的齿轮组元件中的其中一个齿轮组元件至少间接地与第一输出轴驱动作用地连接起来。行星齿轮组的行星架例如可以具有第一齿部区段并且第一输出轴可以具有第二齿部区段，或者可以与之连接，其中，齿带传动机构的牵引器件驱动作用地包围两个齿部区段。在此，可以借助齿带传动机构实现输出轴的同轴的或轴平行的布置。此外，可以借助齿带传动机构达到更高的传动比。链式或皮带式传动机构尤其适合用作齿带传动机构。

21、术语“作用连接”指的是在两个构件之间的不能切换的连接，其设置用于永久地传输驱动功率、特别是转速和/或扭矩。所述连接在此可以直接地或通过固定传动比完成。所述连接可以例如通过固定的轴、齿部、特别是圆柱齿轮齿部和/或齿带器件完成。

22、术语“至少间接地”指的是，两个构件通过布置在两个构件之间的至少另一个构件相互(作用)连接或者直接地并且因此无中介地相互连接。因此在轴或齿轮之间还可以布置有与轴或齿轮作用连接的另外的构件。

23、按照本发明的第一个方面，在轴向在圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮和行星齿轮组的第二齿轮组元件之间布置有第一推力轴承。第一推力轴承用于支撑轴向力。由此省去一个轴承元件，因为中间轴或第一圆柱齿轮和第一输出轴的轴向支承部被合并。换句话说，借助第一推力轴承能实现使第一圆柱齿轮不向第二齿轮组元件的以及第一输出轴的方向移动并且使第二齿轮组元件以及第一输出轴不向第一圆柱齿轮的方向移动。借助轴承元件承担起对第一圆柱齿轮以及第一输出轴的支承，因而可以免去附加的轴承元件。

24、可以想到的是，按照第二个发明方面的在圆柱齿轮组的第一圆柱齿轮和第二齿轮组元件之间的第一推力轴承与按照第一个发明方面的在空间上布置在各个圆柱齿轮内的各自的轴承元件一起设置，反之亦然。明确指出的是，第一发明方面的特征可以与第二发明方面的特征组合，反之亦然。因此通过组合可以将按本发明的传动装置设计得更为紧凑并且因此更为节省结构空间。

25、轴承元件中的至少一个轴承元件优选双列式地构造。在此有利的是，实现了一种极为紧凑的构造方式。尤其由于防止了在各个圆柱齿轮处出现横向力而减小了相应的圆柱齿轮的支承结构的轴向的结构长度。特别有利的是相应的轴承元件的o形布置的双列式构造方案。

26、此外，位置固定的构件优选包括支承颈，支承颈用作至少一个轴承元件的滚动体的滚道。支承颈例如制造成钢制的车削件，其中，支承颈的径向在外的表面可以通过磨削过程被处理，使得这个表面可以用作例如滚针保持架的工作面。此外，可以在支承颈的内部布置轴承元件中的其中一个轴承元件的、特别是第一输出轴的径向轴承的轴承座。

27、按照一个实施例，圆柱齿轮组的第二圆柱齿轮和第二输出轴一件式构造。圆柱齿轮组的第二圆柱齿轮和第二输出轴备选地可以多件式构成，其中，它们材料锁合地、摩擦锁合地和/或形状锁合地相互连接。合适的形状锁合的连接尤其是焊接连接。形状锁合的连接例如在两个相互连接的部分的携动齿部中或拧紧结构中存在。摩擦锁合的或力锁合的连接例如在压配合中产生。

28、按照本发明的第二个方面所述的用于车辆的按本发明的传动系包括按照之前的阐述的传动装置以及与该传动装置作用连接的驱动单元。驱动单元优选是电机，其中，输入轴是电机的转子或者与转子抗相对转动地连接或联接。传动装置因此是电气的车轴驱动器的组成部分。转子相对电机的相对壳体固定的定子以能转动的方式支承。电机优选与向电机供应电能的蓄电池连接。此外，电机优选能被功率电子器件控制或调节。驱动单元备选也可以是内燃机，其中，输入轴在这种情况下例如是曲轴或者与曲轴抗相对转动地连接。在这种情况下，传动装置是内燃机的车轴驱动器的组成部分。

29、之前所说明的行星齿轮组优选在径向布置在电机的转子内。因此传动装置的至少一部分在径向布置在电机内。由此至少额外节省了轴向的结构空间。

30、按照本发明的第三个方面的按本发明的车辆包括按照之前所述类型的传动系。车辆优选涉及机动车、特别是汽车(例如重量小于3.5t的私人轿车)、公共汽车或载重汽车(例如重量超过3.5t的共同汽车和载重汽车)。车辆尤其是电动车辆或者混动车辆。车辆包括至少两个车轴，其中，车轴中的其中一个车轴形成了能借助传动系驱动的驱动轴。在这个驱动轴处作用地布置有按本发明的传动系，其中，传动系将驱动功率传输给这个车轴的车轮。也可以想到为每个车轴设置这种传动系。传动系优选以前置横向的构造方式安装，因而输入轴以及输出轴基本上横向于车辆纵向方向地取向。这有利于平衡输出轴的轴偏差。传动系备选可以倾斜于车辆的纵轴线和横轴线布置，其中，输出轴通过相应的万向节与相应的车轴的横向于车辆纵轴线布置的车轮连接。

31、对按本发明的传动装置的上述定义以及对技术效果的阐述、优点和有利的实施方式在意义上同样适用于按本发明的传动系以及适用于按本发明的车辆。