本發(fā)明涉及一種用于電動(dòng)機(jī)的差分構(gòu)造軸和相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)本身。本發(fā)明還涉及一種用于機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其配備有根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)以及相應(yīng)的機(jī)動(dòng)車本身。

背景技術(shù)：

由DE 10 2010 022 621 A1公開(kāi)了一種用于電動(dòng)總成的轉(zhuǎn)子軸，其以差分構(gòu)造方式制造。轉(zhuǎn)子軸包括管形的中間部件，在其端部上置中地分別容納了一個(gè)連接部件。連接部件分別包括一個(gè)蓋部件，軸承座中央地從蓋部件延伸。在連接部件的徑向外部的區(qū)域中分別形成一個(gè)軸向止擋部，管形的中間部件的相應(yīng)的端部抵靠在其上。在與相應(yīng)的連接件一體地形成的徑向環(huán)繞的面上，連接件與管形的中間部件通過(guò)焊接彼此連接。

文獻(xiàn)DE 103 19 629 A1公開(kāi)了一種軸轂連接，其中，在軸的銷端部上容納有多個(gè)齒輪。在軸和齒輪之間存在收縮座，其確保適合于接收轉(zhuǎn)矩負(fù)載的機(jī)械連接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在許多技術(shù)領(lǐng)域中存在對(duì)電動(dòng)機(jī)的需求，其在保持相同的或者減小的構(gòu)造尺寸的情況中提供更多的驅(qū)動(dòng)功率。在此也要求對(duì)可靠性和節(jié)省重量的較高標(biāo)準(zhǔn)。此外對(duì)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生這樣的要求，在電動(dòng)機(jī)中集成有特殊應(yīng)用的附加功能。此外，爭(zhēng)取達(dá)到簡(jiǎn)單并進(jìn)而抗故障的可生產(chǎn)性，其也提供了經(jīng)濟(jì)向方面的較高的標(biāo)準(zhǔn)。這種類型的要求在機(jī)動(dòng)車技術(shù)的領(lǐng)域中，例如在電動(dòng)車輛或者混合動(dòng)力車輛的領(lǐng)域中的特別的范疇中提出。本發(fā)明的目的在于提出一種用于在電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)子的改進(jìn)的軸，其提升了其功率能力并且滿足了上述要求。

該描繪的目的通過(guò)用于電動(dòng)機(jī)的根據(jù)本發(fā)明的差分構(gòu)造軸實(shí)現(xiàn)。該差分構(gòu)造軸包括管部件，該管部件設(shè)計(jì)用于將多個(gè)轉(zhuǎn)子部件、例如電機(jī)疊片組固定在其外表面上。該管部件和在其上安裝的轉(zhuǎn)子部件定義了在電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)子的外直徑。在管部件的端部上分別容納有一個(gè)銷部件，其基本上設(shè)計(jì)成圓形。銷部件又在其端部上具有軸承座，該軸承座能分別圍繞轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)地容納在軸承中。銷部件和管部件基本上設(shè)計(jì)成圍繞轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱并且相應(yīng)對(duì)齊地布置。

銷部件分別在徑向外部的區(qū)域中具有連接區(qū)域，通過(guò)連接區(qū)域建立了至管部件的穩(wěn)定的連接。在管部件和銷部件之間的穩(wěn)定的連接適用于接收在電動(dòng)機(jī)的確定的運(yùn)行中預(yù)期的轉(zhuǎn)矩負(fù)載或者扭矩負(fù)載。根據(jù)本發(fā)明，在至少一個(gè)銷部件的情況中在轉(zhuǎn)子軸線和連接區(qū)域之間存在端面壁，其基本上環(huán)形的設(shè)計(jì)。端面壁將處于徑向外部的連接區(qū)域與處于徑向內(nèi)部的過(guò)渡區(qū)域連接，該過(guò)渡區(qū)域過(guò)渡到軸承座中。在軸承座的區(qū)域中，也就是處于徑向內(nèi)部的并進(jìn)而相鄰于過(guò)渡區(qū)域的區(qū)域中，端面壁具有第一壁厚。在相鄰于連接區(qū)域的處于徑向外部的過(guò)渡部處，端面壁具有第二壁厚。根據(jù)本發(fā)明，第一壁厚超過(guò)第二壁厚。

端面壁的徑向向外減小的壁厚提供了對(duì)于至少一個(gè)銷部件抵抗在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)的機(jī)械和熱負(fù)載的高標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性。同時(shí)，由此降低了銷部件處于徑向外部的質(zhì)量并且使銷部件圍繞轉(zhuǎn)子軸線的慣性力矩最小化。這允許在減小的或者至少保持相同的機(jī)械負(fù)載的情況中設(shè)計(jì)出具有提高的外直徑的至少一個(gè)銷部件。至少一個(gè)銷部件的外直徑基本上與管部件的管直徑相符。提高的管直徑允許在保持相同的轉(zhuǎn)子直徑的情況中使用較為平坦的轉(zhuǎn)子部件，該轉(zhuǎn)子部件安裝在管部件的外表面上。與定子出現(xiàn)電磁交互作用的轉(zhuǎn)子部件因此較輕，并且其值相對(duì)于轉(zhuǎn)子圍繞轉(zhuǎn)子軸線的慣性力矩較小。至少一個(gè)銷部件與管部件以及在其上安裝的轉(zhuǎn)子部件的共同作用導(dǎo)致這樣的轉(zhuǎn)子，其在保持相同的轉(zhuǎn)子直徑的情況中具有圍繞轉(zhuǎn)子軸線的極大降低的慣性力矩。圍繞轉(zhuǎn)子軸線的降低的慣性力矩確保了電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)啟動(dòng)特性并降低了軸承的機(jī)械負(fù)載，在該軸承中容納有軸承座。這允許使用較小的、較輕的和成本較低廉的軸承，其承受較低的負(fù)載還有較小的磨損。此外，差分構(gòu)造軸的各個(gè)組件能夠以較經(jīng)濟(jì)的方式單獨(dú)地制造并且能夠簡(jiǎn)單地裝配。總體上，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的差分構(gòu)造軸降低了電動(dòng)機(jī)的總質(zhì)量，改善了其運(yùn)行特性。各個(gè)組件能夠單獨(dú)地制造，從而簡(jiǎn)化了差分構(gòu)造軸的生產(chǎn)。

在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，端面壁的第一壁厚到第二壁厚的過(guò)渡部從至少一個(gè)銷部件開(kāi)始基本上連續(xù)地和/或單調(diào)地設(shè)計(jì)。通過(guò)在徑向方向上向外地連續(xù)和/或單調(diào)地減小的壁厚，在銷部件的離心負(fù)載的情況中確保了在端面壁中、在至軸承座的過(guò)渡區(qū)域中和至連接區(qū)域的過(guò)渡區(qū)域中的基本上均勻的應(yīng)力分布，其中避免了在具有跳躍形的或者階梯類型變化的壁厚的區(qū)域中的機(jī)械應(yīng)力峰值。在至少一個(gè)銷部件中的均勻的機(jī)械應(yīng)力分布允許了非常充分地利用銷部件所使用的材料的強(qiáng)度和差分構(gòu)造軸的改善的輕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，在至少一個(gè)銷部件的情況中，端面壁的處于軸向內(nèi)部的側(cè)面、也即是面對(duì)管部件的內(nèi)腔的側(cè)面相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸線具有小于90°的傾斜角度。端面壁的處于軸向外部的側(cè)面、也就是背離管部件的內(nèi)腔的側(cè)面基本上平行于徑向方向。因此，端面壁在橫截面中設(shè)計(jì)成軸向向外傾斜的。在差分構(gòu)造軸的離心負(fù)載的情況中，由此在管部件上在軸向方向上引發(fā)拉伸負(fù)載，通過(guò)其使得在管部件的軸向內(nèi)部的區(qū)域中的進(jìn)行展平的變形最小化。該降低了的進(jìn)行展平的管部件變形導(dǎo)致在至少一個(gè)銷部件和管部件之間的減小的剝離應(yīng)力。這總體上導(dǎo)致在管部件和至少一個(gè)銷部件之間的連接的去載荷，這又允許改善地充分利用材料特性并進(jìn)而允許差分構(gòu)造軸的改進(jìn)的輕結(jié)構(gòu)。

此外，在根據(jù)本發(fā)明的差分構(gòu)造軸中，在管部件和至少一個(gè)銷部件之間設(shè)計(jì)有間隙配合或者過(guò)渡配合，尤其是容易的(leichte)間隙或者過(guò)渡配合。間隙或者過(guò)渡配合允許至少一個(gè)銷部件在管部件上的簡(jiǎn)單的裝配，其中不需要例如像在建立壓力配合的情況中的高成本的工具。管部件和至少一個(gè)銷部件能夠生產(chǎn)作為車削部件，從而能夠以較小的成本較高的精度來(lái)制造間隙配合和過(guò)渡配合。此外，作為車削部件的制造提供了高的表面質(zhì)量，從而也能夠在間隙配合或者過(guò)渡配合的情況中簡(jiǎn)單地獲得較小的公差。由此，總體上進(jìn)一步提高了根據(jù)本發(fā)明的解決方案的經(jīng)濟(jì)性。

在另一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，管部件具有基本上0.5mm至7.0mm、特別優(yōu)選的是基本上1.0mm的管壁厚。在由金屬材料制成的管部件的情況中，該管壁厚優(yōu)選地在0.5mm和1.5mm之間。這樣的較小的管壁厚降低了管部件的質(zhì)量并進(jìn)一步降低了圍繞轉(zhuǎn)子軸線的管部件的慣性力矩。由此進(jìn)一步改善了電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行特性。

此外，在要求的差分構(gòu)造軸的情況中，至少一個(gè)銷部件的連接區(qū)域設(shè)計(jì)成法蘭。法蘭形成至少一個(gè)徑向向外指向的面，在該面上能夠建立與管部件的內(nèi)面切入(einschnittige)的連接。

在管部件和至少一個(gè)銷部件之間的連接通過(guò)硬化的粘接材料層建立，從而使得法蘭表現(xiàn)為粘接法蘭。粘接材料層設(shè)計(jì)為承受在管部件的周向方向中的剪應(yīng)力，其在電動(dòng)機(jī)的常規(guī)運(yùn)行中出現(xiàn)。粘接材料層還設(shè)計(jì)為承受在徑向方向中的剝離應(yīng)力，其通過(guò)至少一個(gè)銷部件的不同的變形和管部件的在軸向方向上看的不同的變形導(dǎo)致。粘接材料層在兩個(gè)所述的應(yīng)力的情況中的穩(wěn)定性通過(guò)粘接材料的選擇、粘接材料層的厚度和硬化過(guò)程來(lái)確定。優(yōu)選的是單組分粘接材料或者分別優(yōu)選具有活化劑的雙組分粘接材料被作為粘接材料使用。粘接材料層的厚度這樣地選擇，即避免在電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行中的過(guò)高的壓力負(fù)載。優(yōu)選的是，粘接材料層具有至少25μm至1000μm的厚度，優(yōu)選大約為50μm。與形成另外的材料配合的連接、例如焊接或者熱壓配合相比，粘接作為制造步驟能夠被極大簡(jiǎn)化地和成本低廉地執(zhí)行。由此，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了要求的差分構(gòu)造軸的制造。

另外優(yōu)選地，法蘭在至少一個(gè)銷部件處具有至少5mm、優(yōu)選從10mm至15mm的法蘭深度、即軸向尺寸。這樣的法蘭深度提供了在同時(shí)最小化的法蘭自身質(zhì)量的情況下相對(duì)在管部件和銷部件之間的剝離應(yīng)力的足夠程度的牢固性。由此至少一個(gè)銷部件上的位于徑向外部的質(zhì)量最小化，并且同時(shí)確保了高度的牢固性。

根據(jù)本發(fā)明，法蘭在周向方向上具有基本上恒定的法蘭深度。這樣的法蘭能夠以簡(jiǎn)單的方式作為具有較高精度的車削部件制造，并且實(shí)現(xiàn)了銷部件在管部件中的精確的對(duì)中。這樣的法蘭能夠以簡(jiǎn)單的方式標(biāo)準(zhǔn)化地制造，這提高了根據(jù)本發(fā)明的差分構(gòu)造軸在制造中的經(jīng)濟(jì)性。

在要求的差分構(gòu)造軸的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，管部件具有100mm至150mm的管直徑、尤其優(yōu)選的是120mm的管直徑。這種類型的管直徑在管部件的內(nèi)部提供了一個(gè)內(nèi)腔，其提供了用于容納機(jī)械附加組件的足夠的空間，這些機(jī)械附加組件提供了特殊應(yīng)用的功能。由此減小了用于由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用的位置需求并實(shí)現(xiàn)了較強(qiáng)的功能集成和模塊化能力。要求的差分構(gòu)造軸在100mm至150mm的大管直徑的情況中也提供了足夠程度的穩(wěn)定性和可靠性，其允許機(jī)械附加組件的所描述的內(nèi)部安裝。

優(yōu)選的是，在要求的差分構(gòu)造中，管部件和/或至少一個(gè)銷部件由纖維加強(qiáng)的塑料制成，塑料包括碳纖維，玻璃纖維和/或芳綸纖維。這些纖維在此能夠作為單向線束、短玻璃纖維粗紗、一束纖維、織物或者作為無(wú)指向纖維、例如作為纖維團(tuán)存在。這種類型的纖維加強(qiáng)的塑料提供密度特定的牢固性和剛性。此外，這種類型的塑料能夠良好地與另外的材料、例如金屬粘接。纖維加強(qiáng)的塑料的纖維優(yōu)選地具有30°至70°的定向角。該定向角在此參考差分構(gòu)造軸的軸向方向。總體上，管官部件的質(zhì)量和圍繞轉(zhuǎn)子軸線的慣性力矩通過(guò)使用纖維加強(qiáng)的塑料進(jìn)一步降低。可替換的是，管部件和/或至少一個(gè)銷部件也由金屬材料、例如鋼制成。由鋼制成的根據(jù)本發(fā)明的差分構(gòu)造軸對(duì)于電動(dòng)機(jī)在電池的運(yùn)行期間的減小的電壓降的情況中提供了提高的轉(zhuǎn)矩。

在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，在管部件上設(shè)置有轉(zhuǎn)子，其包括多個(gè)轉(zhuǎn)子部件，例如疊片組。轉(zhuǎn)子在徑向方向中具有30mm至80mm的，、優(yōu)選大約40mm的厚度。轉(zhuǎn)子或者其轉(zhuǎn)子部件因此相對(duì)扁平并且具有減小的質(zhì)量。通過(guò)轉(zhuǎn)子帶有其轉(zhuǎn)子部件的徑向外部的支承由此降低了轉(zhuǎn)子圍繞轉(zhuǎn)子軸線的慣性力矩并進(jìn)一步提高了上述優(yōu)點(diǎn)。

在根據(jù)本發(fā)明的差分構(gòu)造軸的另外的設(shè)計(jì)方案中，在銷和管部件之間存在至少80mm的直徑差、也就是直徑躍變。

此外，在根據(jù)本發(fā)明的差分構(gòu)造軸中，管部件的外表面貫通地設(shè)計(jì)成圓柱形的罩面。在此，至少一個(gè)銷部件的扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定的固定僅僅通過(guò)在法蘭和管部件之間的粘接實(shí)現(xiàn)。用于接收扭轉(zhuǎn)負(fù)載的所謂的削平部，也就是管部件的橫截面的徑向延伸的削平部由此是可放棄的。管部件因此能夠以簡(jiǎn)單的方式作為深沖件和/或車削件制造。如在削平部的情況一樣可以放棄高成本的配合。

有利的是，冷卻流體借助于供應(yīng)裝置通過(guò)至少一個(gè)銷部件引入到管部件的內(nèi)腔中，該冷卻流體在電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行中甩到管部件的內(nèi)面上。通過(guò)提高管部件的直徑，也提供了相應(yīng)增大的內(nèi)面，通過(guò)其能將熱量排導(dǎo)給冷卻流體。總體上，由此提供了用于轉(zhuǎn)子的、也就是其轉(zhuǎn)子部件的提高的冷卻功率。容納在轉(zhuǎn)子中的磁鐵由此能夠更好地相對(duì)于熱過(guò)載受到保護(hù)。同樣，改善的冷卻也允許電動(dòng)機(jī)的增大的機(jī)械負(fù)載，例如提高的持續(xù)功率輸出。此外，通過(guò)利用冷卻流體進(jìn)行的冷卻也減小了粘接材料層41的熱負(fù)載。

在要求的差分構(gòu)造軸的一個(gè)特別優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，管部件的內(nèi)腔中容納有行星傳動(dòng)裝置，利用其將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)升速或降速轉(zhuǎn)化到驅(qū)動(dòng)軸上。行星傳動(dòng)裝置圍繞轉(zhuǎn)子軸線具有盡可能均勻的質(zhì)量分布，從而在差分構(gòu)造軸上在旋轉(zhuǎn)時(shí)僅僅產(chǎn)生較小的震動(dòng)負(fù)載的影響。因此，即使較小的和簡(jiǎn)單的軸承也提供了對(duì)差分構(gòu)造軸的足夠的支承。要求的差分構(gòu)造軸在較小的空前需求的情況中提供了附加的機(jī)械功能的高度集成，而在此不會(huì)提高對(duì)單個(gè)組件，如軸承的要求。可替換或者附加于行星傳動(dòng)裝置，差分傳動(dòng)裝置也可以容納在管部件的內(nèi)腔中。

作為基礎(chǔ)提出的目的也通過(guò)一種電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，其具有能圍繞轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子在常規(guī)運(yùn)行中與定子一同作用來(lái)提供轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子在此容納在根據(jù)上述的實(shí)施例之一的差分構(gòu)造軸上。

同樣，提出的目的還通過(guò)用于機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其包括能量源和控制單元，二者與電動(dòng)機(jī)連接。電動(dòng)機(jī)如此設(shè)定尺寸和設(shè)計(jì)，即至少部分地提供用于機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)功率。為此，電動(dòng)機(jī)在機(jī)動(dòng)車的運(yùn)行中臨時(shí)地提供完全的驅(qū)動(dòng)功率，例如在以低速行駛時(shí)。可替換或者補(bǔ)充的是，電動(dòng)機(jī)這樣地設(shè)定尺寸和設(shè)計(jì)，即在運(yùn)行階段期間提供驅(qū)動(dòng)功率，其與另外的發(fā)動(dòng)機(jī)、例如內(nèi)燃機(jī)的輸出功率一同提供到至少一個(gè)被驅(qū)動(dòng)的輪子上。根據(jù)本發(fā)明，電動(dòng)機(jī)在要求的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中具有根據(jù)上述實(shí)施例之一的差分構(gòu)造軸。作為基礎(chǔ)的目的也通過(guò)一種機(jī)動(dòng)車實(shí)現(xiàn)，其配備有上述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明根據(jù)在后續(xù)附圖中的實(shí)施例進(jìn)一步描述。圖中分別示出：

圖1在橫截面中示出了根據(jù)本發(fā)明的差分構(gòu)造軸的第一實(shí)施例；

圖2在細(xì)節(jié)圖中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的差分構(gòu)造軸的第一實(shí)施例的機(jī)械負(fù)載；

圖3在橫截面中示出了根據(jù)本發(fā)明的差分構(gòu)造軸的第二實(shí)施例；

圖4是關(guān)于在根據(jù)本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車中的根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意性概要圖。

具體實(shí)施方式

在圖1中示意性地示出了電動(dòng)機(jī)70的根據(jù)本發(fā)明的差分構(gòu)造軸10的第一實(shí)施例。該差分構(gòu)造軸10包括管部件14，其外表面16具有基本上圓柱形的形狀。管部件14的內(nèi)面17在徑向方向30上中限制出管部件14的內(nèi)腔13。管部件14同心地圍繞轉(zhuǎn)子軸線12布置并且具有管直徑15，該直徑定義了差分構(gòu)造軸10的最大直徑。管部件14在其端部29處分別固定在一個(gè)銷部件20，21上。銷部件20，21二者同心地相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線12布置，從而使其軸承座22彼此對(duì)齊。軸承座22設(shè)計(jì)為容納在沒(méi)有進(jìn)一步示出的軸承23中并且傳遞在差分構(gòu)造軸10上影響的轉(zhuǎn)矩。

在中央布置的軸承座22上分別連接有一個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的修圓部28，其在徑向方向30上看過(guò)渡到端面壁24中。端面壁24基本上是圓形的并且在向外指向的軸向方向38上限定出管部件14的內(nèi)腔13。在銷部件20，21的情況中，在端面壁24上分別連接有一個(gè)過(guò)渡部31，其將端面壁24與法蘭面26連接。法蘭面26環(huán)繞地設(shè)計(jì)并且在軸向方向37，38上具有法蘭深度27。法蘭面26分別在銷部件20，21上形成連接區(qū)域18，在其上實(shí)現(xiàn)在管部件14和銷部件20，21之間的機(jī)械連接。在圖1中各一個(gè)法蘭面26與管部件14的內(nèi)側(cè)17通過(guò)粘接材料層40連接，其具有25μm至1000μm、優(yōu)選50μm的粘接材料層厚度41。為了在向內(nèi)指向的軸向方向37上進(jìn)行固定，銷部件20，21分別具有止擋部39，管部件14的相應(yīng)的端部29齊平地抵靠在該止擋部上。止擋部39的徑向尺寸在此基本上與管部件14的管壁厚19相符。管壁厚19在0.5mm和7mm之間，優(yōu)選為1mm。在銷部件20，21上的法蘭面26和管部件14的內(nèi)面17之間存在間隙配合或者過(guò)渡配合，從而實(shí)現(xiàn)了這些組件的簡(jiǎn)單的裝配。在管部件14和銷部件20，21之間的間隙配合或過(guò)渡配合分別在法蘭面26和管部件14之間提供了一個(gè)間隙，其適用于容納粘接材料，其在硬化的狀態(tài)中具有25μm至1000μm的粘接材料層厚度41。銷部件20，21總體上分別一體地與其軸承座22、修圓部28、端面壁24和具有法蘭面26的連接區(qū)域18一體制成。

在連接區(qū)域18上的粘接材料層40相應(yīng)的設(shè)計(jì)為承受在電動(dòng)機(jī)70的常規(guī)運(yùn)行中作用到差分構(gòu)造軸10上的轉(zhuǎn)矩負(fù)載和扭矩負(fù)載。此外，粘接材料層40也設(shè)計(jì)為分別承受在連接區(qū)域18中在法蘭面26上出現(xiàn)的在管部件14和銷部件20，21之間的剝離應(yīng)力。端面壁24此外分別在相鄰于修圓部28的區(qū)域中、也就是在徑向方向30上看的內(nèi)側(cè)分別具有第一壁厚32。在相鄰于過(guò)渡部31的區(qū)域中，也就是在徑向方向30上看的外側(cè)，端面壁24分別具有一個(gè)第二壁厚34。端面壁24的壁厚總體上在徑向方向30上進(jìn)而直至連接區(qū)域18減小。在差分構(gòu)造軸10的離心負(fù)載的情況中，該離心負(fù)載通過(guò)圍繞轉(zhuǎn)子軸線12的旋轉(zhuǎn)引發(fā)，端面壁24的在徑向方向上減小的壁厚32，34確保了在其中基本上均勻的機(jī)械應(yīng)力分布。這允許極大地充分利用銷部件20，21的所使用的材料的牢固性。在銷部件20，21中的均勻的應(yīng)力分布允許在差分構(gòu)造軸10的充分牢固性的情況中制造100mm至150mm的管直徑15。

此外，端面壁24的處于軸向內(nèi)部的側(cè)面55，也就是端面壁24的面向內(nèi)腔13的側(cè)面軸向向外傾斜地設(shè)計(jì)。處于軸向內(nèi)側(cè)的側(cè)面55具有一個(gè)傾斜，從而處于軸向內(nèi)側(cè)的側(cè)面55與轉(zhuǎn)子軸線12具有小于90°的傾斜角度57。同時(shí)端面壁24的處于軸向外側(cè)的側(cè)面56，也就是端面壁24的背離內(nèi)腔13的側(cè)面設(shè)計(jì)為基本上垂直于轉(zhuǎn)子軸線12。銷部件20，21的橫截面上向外傾斜的形狀確保了，即在差分構(gòu)造軸10圍繞轉(zhuǎn)子軸線12旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)管部件14產(chǎn)生在軸向方向上的拉伸負(fù)載的影響。

此外，在至少一個(gè)軸承座22和管部件14的外表面16之間存在至少80mm的直徑躍變，在圖1中通過(guò)相應(yīng)的徑向躍變36示出。因此，存在管部件14的相應(yīng)變大的內(nèi)腔13。差分構(gòu)造軸10的構(gòu)造通過(guò)在銷部件20，21中的改善的材料利用和降低的管壁厚19導(dǎo)致了重量節(jié)省和差分構(gòu)造軸10圍繞轉(zhuǎn)子軸線12的降低的慣性力矩。此外，圖1示出了在銷部段之一20上的冷卻流體59的入口，該冷卻流體在端面壁24的軸向內(nèi)側(cè)的面55上徑向向外地甩動(dòng)。冷卻流體沿著管部件14的內(nèi)表面17流動(dòng)并且從其上排導(dǎo)熱量。

在圖2中示意性地示出了根據(jù)圖1的差分構(gòu)造軸10的負(fù)載狀態(tài)。在圖1和圖2中的參考標(biāo)號(hào)分別涉及相同的技術(shù)特征。在管部件14的外表面16上，差分構(gòu)造軸10具有轉(zhuǎn)子44，其包括多個(gè)轉(zhuǎn)子部件46。根據(jù)圖2的轉(zhuǎn)子部件46共同形成疊片組，其與電動(dòng)機(jī)70的沒(méi)有進(jìn)一步示出的定子一同引起差分構(gòu)造軸10圍繞轉(zhuǎn)子軸線12的旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子部件46具有一個(gè)厚度48，其與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)子部件46相比被極大地減小。差分構(gòu)造軸10除了管部件14之外還包括兩個(gè)銷部件20，21，二者分別容納在軸向23中。銷部件20，21和管部件14基本上限定出內(nèi)腔13。銷部件20，21在徑向內(nèi)部的區(qū)域中分別具有一個(gè)軸承座22，其設(shè)計(jì)為傳遞由電動(dòng)機(jī)70產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。在軸承座22上分別連接有一個(gè)修圓部28，其過(guò)渡到端面壁24總。在端面壁24的徑向方向30上處于外部的端部上分別連接有一個(gè)至連接區(qū)域18的過(guò)渡部31，其與管部件14連接。連接區(qū)域18分別包括一個(gè)具有法蘭深度27的法蘭26。端面壁24分別具有在修圓部28的區(qū)域中的第一壁厚32并且相鄰于過(guò)渡部31具有第二壁厚34。在此，第一壁厚32大于第二壁厚34。在管部件14和銷部件20，21之間的連接分別通過(guò)硬化的粘接材料層40確保。

在差分構(gòu)造軸10圍繞轉(zhuǎn)子軸線12旋轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)離心力50，其基本上平面地作用到管部件14上。通過(guò)端面壁24的向外傾斜的形狀，在圍繞轉(zhuǎn)子軸線12旋轉(zhuǎn)時(shí)在管部件14和粘接材料層40上施加拉伸應(yīng)力58。離心力50在管部件14上引發(fā)變形狀態(tài)52。在變形狀態(tài)52中的變形的值51在軸向內(nèi)側(cè)的區(qū)域中達(dá)到變形最大值54。因?yàn)槔鞈?yīng)力58，變形54在管部件14的軸向內(nèi)部的區(qū)域中被減小。定義“軸向內(nèi)側(cè)的”和“軸向外側(cè)的”在圖2中通過(guò)箭頭37，38示出。在此，具有參考標(biāo)號(hào)37的箭頭軸向向內(nèi)指向并且具有參考標(biāo)號(hào)38的箭頭軸向向外地指向。變形的值51相反在連接區(qū)域18中基本為零。總體上，變形狀態(tài)52示出了管部件14的拱起或者凹進(jìn)應(yīng)力(-oder Beulbeanspruchung)。因?yàn)殡x心力50而作用到連接區(qū)域18上的機(jī)械負(fù)載是剝離應(yīng)力，粘接材料層承受該應(yīng)力。此外，在轉(zhuǎn)子44和管部件14之間也出現(xiàn)剝離應(yīng)力。變形最大值54展示出了在管部件14和轉(zhuǎn)子44之間的剝離應(yīng)力的程度。在由轉(zhuǎn)子部件46構(gòu)成的轉(zhuǎn)子44和管部件14之間存在硬化的粘接材料層40，其承受該剝離應(yīng)力。

在圖3中示出了電動(dòng)機(jī)70的根據(jù)本發(fā)明的差分構(gòu)造軸10的第一實(shí)施例。該差分構(gòu)造軸10包括管部件14，其外表面16具有基本上圓柱形的形狀。管部件14的內(nèi)表面17在徑向方向30上限定出管部件14的內(nèi)腔13。管部件14同心地圍繞轉(zhuǎn)子軸12布置并且具有管直徑15，其定義了差分構(gòu)造軸10的最大直徑。管部件14在其端部29處分別固定在銷部件20，21上。銷部件20，21二者相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸線12同心地布置，從而使得其軸承座12彼此對(duì)齊。軸承座22設(shè)計(jì)為容納在沒(méi)有詳細(xì)地示出的軸承23中并且傳遞作用到差分構(gòu)造軸10上的轉(zhuǎn)矩。

在管部件14的內(nèi)腔13中容納有行星傳動(dòng)裝置60，其包括空心輪63，其與管部件14連接。中央布置的太陽(yáng)輪61也屬于行星傳動(dòng)裝置60，該太陽(yáng)輪由行星齒輪62包圍。太陽(yáng)輪61與太陽(yáng)輪軸64連接，該軸相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸線12同心地布置并且容納在銷部件21的軸承座22中。行星齒輪62與行星托架66連接，在其上連接有行星齒輪軸65。行星齒輪軸65也相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸線12同心地指向并且容納在銷部件20的軸承座22中。行星傳動(dòng)裝置60適于將通過(guò)差分構(gòu)造軸10傳遞的軸功率轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)數(shù)并且通過(guò)行星齒輪軸65和/或太陽(yáng)輪軸64提供給應(yīng)用，例如提供給機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)軸。

在中心地布置的軸承座22上分別連接有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的修圓部28，其在徑向方向30上看過(guò)渡到端面壁24中。端面壁24基本上是圓形的并且在向外指向的軸向方向38上限定出管部件14的內(nèi)腔13。在銷部件20，21的情況中，在端面壁24上分別連接有過(guò)渡部31，其將端面壁24與法蘭面26連接。法蘭面26環(huán)繞地設(shè)計(jì)并且在軸向方向37，38上具有法蘭深度27。法蘭面26分別在銷部件20，21上形成連接區(qū)域18，在其上實(shí)現(xiàn)在管部件14和銷部件20，21之間的機(jī)械連接。在圖3中相應(yīng)地法蘭面26與管部件14的內(nèi)側(cè)17通過(guò)粘接材料層40連接，其具有25μm至1000μm的粘接材料層厚度41。為了在向內(nèi)指向的軸向方向37上進(jìn)行固定，銷部件20，21分別具有止擋部39，管部件14的相應(yīng)的端部齊平地抵靠在該止擋部上。止擋部39的徑向尺寸在此基本上相應(yīng)于管部件14的管壁厚19。管壁厚19在0.5mm和7mm之間，優(yōu)選為1mm。在銷部件20，21上的法蘭面26和管部件14的內(nèi)面17之間存在間隙配合或者過(guò)渡配合，從而實(shí)現(xiàn)了這些組件的簡(jiǎn)單的裝配。在管部件14和銷部件20，21之間的間隙配合或過(guò)渡配合分別在法蘭面26和管部件14之間提供了一個(gè)間隙，其適用于容納粘接材料，其在硬化的狀態(tài)中具有25μm至1000μm的粘接材料層厚度41。銷部件20，21總體上分別一體地與其軸承座22、修圓部28、端面壁24和具有法蘭面26的連接區(qū)域18一體制成。

在連接區(qū)域18上的粘接材料層40分別設(shè)計(jì)為承受在電動(dòng)機(jī)70的常規(guī)運(yùn)行中作用到差分構(gòu)造軸10上的轉(zhuǎn)矩負(fù)載和扭矩負(fù)載。此外，粘接材料層40也設(shè)計(jì)為在連接區(qū)域18中分別承受在法蘭面26上出現(xiàn)的在管部件14和銷部件20，21之間的剝離應(yīng)力。端面壁24此外分別在相鄰于修圓部28的區(qū)域中、也就是在徑向方向30上看的內(nèi)側(cè)相應(yīng)地具有第一壁厚32。在相鄰于過(guò)渡部31的區(qū)域中，也就是在徑向方向30上看的外側(cè)，端面壁24分別具有第二壁厚34。端面壁24的壁厚總體上在徑向方向30上進(jìn)而直至連接區(qū)域18減小。在差分構(gòu)造軸10的離心負(fù)載的情況中，該離心負(fù)載通過(guò)圍繞轉(zhuǎn)子軸線12的旋轉(zhuǎn)引發(fā)，端面壁24的在徑向方向30上減小的壁厚32，34確保了在其中基本上均勻的機(jī)械應(yīng)力分布。這允許極大地充分利用銷部件20，21的所使用的材料的牢固性。在銷部件20，21中的均勻的應(yīng)力分布允許在差分構(gòu)造軸10的充分的牢固性的情況中制造100mm至150mm的管直徑15。

此外，端面壁24的處于軸向內(nèi)部的側(cè)面55，也就是端面壁24的面向內(nèi)腔13的側(cè)面軸向向外傾斜地設(shè)計(jì)。處于軸向內(nèi)側(cè)的側(cè)面55具有一個(gè)傾斜，從而處于軸向內(nèi)側(cè)的側(cè)面55與轉(zhuǎn)子軸線12具有小于90°的傾斜角度57。同時(shí)端面壁24的處于軸向外側(cè)的側(cè)面56，也就是端面壁24的背離內(nèi)腔13的側(cè)面設(shè)計(jì)為基本上垂直于轉(zhuǎn)子軸線12。銷部件20，21的橫截面上向外傾斜的形狀確保了，即在差分構(gòu)造軸10圍繞轉(zhuǎn)子軸線12旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)管部件14在軸向方向上產(chǎn)生拉伸負(fù)載的影響。

此外，在至少一個(gè)軸承座22和管部件14的外表面16之間存在至少80mm的直徑躍變，在圖3中通過(guò)相應(yīng)的徑向躍變36示出。因此，存在管部件14的相應(yīng)變大的內(nèi)腔13。差分構(gòu)造軸10的構(gòu)造通過(guò)在銷部件20，21中的改善的材料利用和降低的管壁厚19導(dǎo)致了重量節(jié)省和差分構(gòu)造軸10圍繞轉(zhuǎn)子軸線12的降低的慣性力矩。

圖4示意性地示出了用于沒(méi)有進(jìn)一步示出的機(jī)動(dòng)車100的根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)90的概略圖。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)90包括能量源74，例如電池或者燃料電池，其與變流器72連接。由能量源提供的電能通過(guò)變流器72在電壓、電流強(qiáng)度和頻率方面對(duì)于機(jī)動(dòng)車的運(yùn)行適合地轉(zhuǎn)換。變流器72和能量源74共同形成機(jī)動(dòng)車100的能量供給裝置76。能量源74、變流器72和電動(dòng)機(jī)70分別與控制單元71連接，其通過(guò)控制這些組件來(lái)轉(zhuǎn)換駕駛員的控制指令。電動(dòng)機(jī)70與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的差分構(gòu)造軸10連接。電動(dòng)機(jī)70此外機(jī)械地與驅(qū)動(dòng)系80連接，其為至少一個(gè)輪子提供電動(dòng)機(jī)70的驅(qū)動(dòng)功率。