有再生能力的驱动装置制造方法及图纸

公开了一种有再生能力的用于产生转动运动的驱动装置(1、10、100)，所述驱动装置构成为轮毂直接驱动器并且具有根据压电作用原理工作的电机、特别是以摇摆盘传动电机的形式。车辆、如机车、鞍式牵引车或者挂车可以装备所述驱动装置。

Drive device with regenerative capability

Disclosed is a driving device for generating rotational motion with regeneration (1, 10, 100), the driving device for wheel direct drive motor, and has according to the principle of electric pressure effect especially in the form of a swinging disc drive motor. Vehicles, such as locomotives, saddle tractors or trailers, can be equipped with the driving device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有再生能力的驱动装置
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的有再生能力的用于产生旋转运动的驱动装置、尤其是用于车辆的驱动装置。
技术介绍
有再生能力的用于车辆的驱动装置由现有技术已知。再生制动在道路运输工具工程中鉴于可能的节能和减少CO2而被极大地开发。在重型商用车领域内也已经存在用于利用再生制动的方案，特别是在具有特定应用范围的特种车辆、例如垃圾收集车中。除了已经提到的节省燃料消耗和与之关联的减少CO2之外，来自利用储存的制动能量的附加驱动功率能实现驱动机组的更小尺寸化(小型化)，由此得到进一步的节省。在远程交通用途中的很多常见的载货列车中，挂车占整车重量的主要部分。与此相应地，机车或鞍式牵引车的车桥数量与挂车车桥的配置关系经常也是2:3，特别是当使用鞍式挂车和/或例如具有一个转盘桥和两个非铰接的(后)桥的挂车作为挂车时，在所述转盘桥上还存在牵引车杠。与机车或鞍式牵引车对于驱动桥或转向桥所具有的桥数相比，挂车在这种情况下不仅具有更大数量的车桥，而且也在这些车桥上提供对于安装再生制动所需的机组绝对更有利的条件。在DE102010042907A1中采用该构思，据此规定，用于再生回收动能的系统具有如下机器，该机器构成为用于将挂车的动能的至少一部分在挂车减速过程期间进行转化。蓄能器构成为用于从机器接收、储存转化的能量以及将储存的能量输出给机器以反向转化成动能。被看作不利的是，根据DE102010042907A1的公开方案，仅仅车辆挂车装备有再生系统。如果机车或鞍式牵引车具有附加的承载桥(前从动桥或后从动桥)，则这些承载桥可以按与挂车桥相同的方式装备有再生制动装置，因为前从动桥和后从动桥几乎具有与挂车桥相同的设计构造。在DE102006046419A1中采用该构思，这篇文献描述了一种用于车桥的电驱动组件。在DE102006046419A1所提出的解决方案中规定，具有根据DE102006046419A2的电驱动组件的车桥仅仅经由该电驱动组件驱动。电机可以经由变速装置和差速器而与车桥的驱动轴连接。就此而言，电机(在这里按常规的结构方式作为旋转场或行波场电机说明)设置在车桥的或者车辆的轮之间。根据DE102006046419A2，例如可以经由电驱动组件的蓄能器进行再生运行。不过，该解决方案在现今大多也还具有刚性车桥的商用车中要求改动车桥系统。在这里，车桥轴管直径的尺寸可以确定成如此之大，使得用于两个车轮的一个发电机或者对于每个车轮各一个发电机能安装在车桥轴管的空腔中。与此相应地，驱动便借助通至车轮的驱动轴实现。变速传动装置可以设置在车轮中或在车桥体中。为了能接近电机之目的，车桥可以是可拆卸的，或者在与安装的电机最终装配时可以通过焊接封闭。不过，电机不可能更换。代替电机设置在商用车的刚性车桥的车桥轴管中，也可想到例如经由变速器的作为轮毂驱动器的布置方案。DE4110638A1描述了一种用于机动车的电动轮毂驱动器，其中，由电机的电枢经由行星齿轮传动机构驱动的轮毂轴在电机壳体的与车轮法兰相对的一侧支承制动盘的环绕的部分。在DE4110638A1中没有说明再生能力或者说用于此的装置或机构。但在这里，电机以传统的结构方式作为具有相应重的线圈的用于产生旋转场的旋转场电机或用于产生行波场的行波场电机设置在车轮的区域内被看作是不利的，因为根据DE4110468A1的轮毂驱动器明显提高了机动车的非簧载质量并且由此可能消极地影响机动车的行驶动力特性因而以及行驶安全性。代替地，也可想到轮毂的直接驱动。作为对此的例子应提及DE19948224C1，该文献描述了一种具有至少一个相对于车辆围绕车轮轴线可转动地支承的轮毂和一个或多个借助轮辋固定在轮毂上的车轮的车辆。说明了如下的电机，该电机具有围绕共同的电机轴线设置的转子和定子，其中，转子至少间接地与轮毂连接并且是空心体，该空心体直接与轮辋和/或与轮毂连接。通过转子设计成空心体，常规驱动器的、例如内燃机的驱动轴可以穿过转子的通道，从而电机可随时接通或切断，因为电机直接地亦即没有附加轮毂驱动轴等地将转矩施加到要驱动的轮上。在DE19948224C1中没有描述再生能力或者说用于此的装置或机构。在这里也被看作不利的是，电机(在这里以传统的构造方式作为旋转场或行波场电机)通过相应重的用于在车轮区域内产生旋转场或行波场的线圈明显提高机动车的非簧载质量并且由此消极地影响机动车的行驶动力特性因而以及行驶安全性。此外，适合于用在这样的道路运输工具中的有再生能力的驱动装置的方案可能看起来这样，即，挂车的车桥提供再生制动功的主要部分并且回收的(电)能量被储存在挂车中。此外可设想，机车理想地在其驱动部位处装备有电机而代替减速器，该电机同样提供再生制动功并且也能输出相应的驱动功率。在这里前提条件是，机车和挂车的再生制动装置的总持续制动功率使得减速器成为多余的。取消减速器及其必需的换热器装置已经可以大部分地补偿为了再生制动产生的额外费用。关于在挂车中的驱动，要注意法律规定。为了保证行驶稳定性，需要适当的耦合力调节，利用该耦合力调节确保挂车不可能撞到机车上或到鞍式牵引车上，机车或鞍式牵引车因而在任何情况下都仍施加最小牵引力。DE102010042907A1同样采用该构思。根据DE102010042907A1的再生系统的控制装置构成为这样用于控制电机，使得电机以如下程度转化动能用以通过蓄能器接收，所述程度与挂车的推力引起惯性制动器离合器压紧在一起所用的尺度相关。在此，能量转化的程度可以与所述力成比例。特别是，再生可以按与附加行车制动器的制动作用、例如减速器成比例设定的程度进行。但被看作不利的是，根据DE102010042907A1的解决方案，仅仅挂车装备有再生系统。也可想到，有再生能力的驱动装置的控制装置与用于车辆的蓄能器相配合地根据要行驶的行驶路段几乎进行前瞻性的能量管理，从而始终为相应的行驶路段提供足够的再生能量，以便从要走过的行驶路段产生用于传统地驱动车辆的最大能量节省。DE102011118543A1采用该构思。从有再生能力的驱动装置的控制装置或调节装置得出的蓄能器充电状态根据前方的行驶路段、在该行驶路段上预测的可再生的电能和/或轮毂输出功能的预测的能量需求被预先性地控制或调节。但被看作不利的是，预先性的控制或调节仅仅设置用于“传统的”混合动力传动系，亦即用于直接地或经由变速器与电机耦联的内燃机。关于电机的具体构造以及关于在挂车车桥上或在车辆上在未由内燃机驱动的车桥上使用有再生能力的驱动装置，在DE102011118543A1中未作任何说明。此外可设想，挂车通过用于车辆的这样的有再生能力的驱动装置获得了自己的驱动器，从而挂车也可以在没有机车或鞍式牵引车的情况下运动或被调度。由此，基于所得到的移动灵活性，为挂车产生了其他功能，例如作为局部灵活的或移动式支承用于在一个生产车间利用多个卸载部位准时供货或者在挂车在渡口拥堵时或者在给车皮装载挂车时或者在装载坡道上调度或起动时。例如在DE102008001565A1中描述了一种具有至少一个车桥和用于容纳鞍式挂车的鞍式联接器的挂车。这样的挂车在专业术语中称为“推车(Dolly)”。为了联接的鞍式挂车的更好的可调度性而规定，推车具有电机，该电机包括蓄能器作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
有再生能力的用于产生旋转运动的驱动装置(1、10、100)，尤其是用于车辆的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置(1、10、100)构成为轮毂直接驱动器并且具有根据压电作用原理工作的电机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.25 DE 102015102711.91.有再生能力的用于产生旋转运动的驱动装置(1、10、100)，尤其是用于车辆的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置(1、10、100)构成为轮毂直接驱动器并且具有根据压电作用原理工作的电机。2.根据权利要求1所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述驱动装置(1)具有至少三个根据压电作用原理工作的以120°的间隔设置在有效直径DW上的致动器(2)。3.根据权利要求2所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述至少三个致动器(2)分别具有一个壳体(3)。4.根据权利要求3所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述壳体(3)沿径向的圆周方向具有缝隙(4)。5.根据权利要求2至4之一所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述驱动装置(1、10、100)具有分别带有至少三个致动器(2)的两组致动器(2)。6.根据权利要求2至5之一所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，第一组致动器(2)相对于第二组致动器(2)具有相反的作用方向。7.根据权利要求2至6之一所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，第一组所述至少三个致动器(2)以120°的间隔设置，并且第二组同样以120°的间隔设置的致动器相对于第一组致动器(2)偏移了60°。8.根据权利要求5至7之一所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，分别带有至少三个致动器(2)的所述两组致动器(2)嵌入一个致动器壳体(7)中。9.根据权利要求8所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述致动器壳体(7)在其外壁上具有用于散热的机构、例如散热片11。10.根据权利要求8或9所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述致动器壳体(7)将各致动器(2)分别壳体式地沿径向并且分别在致动器(2)的一个端部上沿轴向包围。11.根据权利要求8至10之一所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述致动器壳体(7)被支承柱(14)穿过。12.根据权利要求11所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述支承柱(14)被中央螺钉(10)穿过。13.根据权利要求12所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述中央螺钉(10)具有头部(9)。14.根据权利要求13所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述中央螺钉(10)具有杆部(33)、螺纹区段(29)以及通孔(32)。15.根据权利要求12至14之一所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，引导致动器力的构件(7、14、18)能通过中央螺钉(10)被加载预紧力。16.根据权利要求11所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述支承柱(14)由工业陶瓷材料制成。17.根据权利要求11所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述支承柱(14)由碳化硅(SiC)制成。18.根据权利要求12所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述中央螺钉(10)由质量等级为10.9或12.9的调制钢制成。19.根据权利要求8所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述致动器壳体(7)由密度小并且弹性模量高的材料制成。20.根据权利要求8所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述致动器壳体(7)由工业陶瓷材料制成。21.根据权利要求20所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述致动器壳体(7)优选由碳化硅(SiC)制成。22.根据上述权利要求之一所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述驱动装置(1、10、100)具有摇摆盘(5)。23.根据权利要求22所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述第一组致动器(2)直接地并且所述第二组致动器(2)间接地作用于摇摆盘(5)。24.根据权利要求22或23所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述致动器(2)周期性地作用于摇摆盘(5)。25.根据权利要求24所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述致动器(2)周期性地根据移相了120°的正弦函数作用于摇摆盘(5)。26.根据权利要求23至25之一所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述第二组致动器(2)直接地并且所述第一组致动器(2)间接地作用于中央螺钉(10)的头部(9)。27.根据权利要求26所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述致动器(2)周期性地作用于中央螺钉(10)的头部(9)。28.根据权利要求27所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述致动器(2)周期性地根据移相了120°的正弦函数作用于中央螺钉(10)的头部(9)。29.根据权利要求23至28之一所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述第二组致动器(2)相对于操控所述第一组致动器(2)的相位被操控，使得产生各致动器(2)行程的最大叠加。30.根据权利要求23至29之一所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述第二组致动器(2)相对于操控所述第一组致动器(2)的相位被操控，使得产生各致动器(2)对摇摆盘(5)的最大作用力。31.根据权利要求23至30之一所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述摇摆盘(5)具有齿部(12)。32.根据权利要求31所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述摇摆盘(5)具有端面齿部(16)。33.根据权利要求23至32之一所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述摇摆盘(5)构造成复合构件。34.根据权利要求23至33之一所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述摇摆盘(5)具有由玻璃纤维加强的塑料(GFK)制成的摇摆盘体。35.根据上述权利要求之一所述的驱动装置(1、10、100)，其特征在于，所述驱动装置(1、10、100)具有驱动盘(19)。36...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·鲍姆加特纳，
申请(专利权)人：克诺尔商用车制动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE