CN103827549A - 小齿轮轴轴承组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小齿轮轴轴承组件，包括小齿轮轴，该小齿轮轴通过至少两个滚动轴承支承在小齿轮轴壳体中，所述小齿轮轴壳体是一轴承套筒，具有构造在内圆周上的、用于所述滚动轴承的滚动体的滚动面，其中，所述小齿轮轴壳体（12）通过密封元件（31）朝所述小齿轮轴（10）密封，并且，一第一润滑剂通道（32）引入到所述滚动轴承（20，21）之间的区域中，一第二润滑剂通道（33）引入到所述密封元件（31）前面的区域中。

Description

小齿轮轴轴承组件

本发明涉及一种小齿轮轴轴承组件，包括小齿轮轴，该小齿轮轴通过至少两个滚动轴承支承在小齿轮轴壳体中，其中，该小齿轮轴壳体是一轴承套筒，其具有用于所述滚动轴承的滚动体的、构造在内圆周上的滚动面。

这种小齿轮轴轴承组件例如作为差速器的驱动单元使用，通过该驱动单元驱动例如机动车的两个待驱动的车桥。即该小齿轮轴轴承组件用于车桥驱动。为此，小齿轮轴轴承组件以已知的方式直接地或通过中间连接的变速器间接地与驱动机构、例如内燃机或电动机耦合。

这样的小齿轮轴轴承组件例如从DE 37 05 607 A1中已知。该小齿轮轴轴承组件除了承载小齿轮、例如带齿的锥形轮的小齿轮轴之外还包括小齿轮轴壳体，在该小齿轮轴壳体中，通过两个滚动轴承、通常是彼此相对压紧的锥形滚子轴承，小齿轮轴被旋转支承。每个滚动轴承具有一安装在小齿轮轴上的内圈。外滚动轨道由小齿轮轴壳体本身构成，为此，该小齿轮轴壳体构造为轴承套筒，使得没有设置单独的外圈。在从DE 37 065 607 A1中已知的小齿轮轴轴承组件中，在小齿轮轴壳体上在背离小齿轮的一侧，通过法兰连接一单独的密封套，该密封套一方面通过一密封元件相对于小齿轮轴壳体并且通过另一密封元件、也就是唇形密封装置相对于小齿轮轴本身或者安装在该小齿轮轴上的离合器套筒密封。另一密封元件相对于差速器的壳体密封。为了保证小齿轮轴轴承的润滑，在差速器壳体中设置有收集槽，在差动轮旋转时在该收集槽中积聚润滑剂，该润滑剂从那里通过首先在径向上在差速器壳体中延伸、然后流入在径向上在小齿轮轴壳体中延伸的通道，进入两个滚动轴承之间的区域中。润滑剂从那里到达小齿轮轴壳体后面的、通过法兰连接的密封套封闭的容积区域中并且通过在后面的小齿轮轴壳体区段上轴向敞开的、延伸穿过小齿轮轴壳体并且径向伸出的导出通道返回到差速器壳体中，所述导出通道又通到继续延伸穿过传感器壳体的通道区段中。该小齿轮轴轴承非常费事地构型，这尤其涉及润滑。

本发明所基于的问题是，提供一种与此相比简化地实施的小齿轮轴轴承组件。

为了解决该问题，根据本发明规定，小齿轮轴壳体通过一密封元件朝小齿轮轴密封，并且，第一润滑剂通道引入到滚动轴承之间的区域中而第二润滑剂通道引入到该密封元件前面的区域中。

在根据本发明的小齿轮轴轴承组件中，小齿轮轴壳体直接通过密封元件朝向小齿轮轴、可以是轴本身或者是固定在该轴上的轴构件，来密封。也就是说，小齿轮轴壳体超过从差速器方向看处于后面的滚动轴承还可伸出这样远，使得在该区域中能够集成密封元件。使用附加的、布置在小齿轮轴壳体上的构件如密封套或类似件是需要的，因为径向限界和轴向密封单独通过呈轴承套筒形式的一件式小齿轮轴壳体进行。

润滑通过两个润滑剂通道进行，其中，第一润滑剂通道也在这里引入到两个滚动轴承之间的区域中。但是，导出润滑剂的第二通道直接引入到从差速器方向看处于后面的滚动轴承和连接在该滚动轴承后面的密封元件之间的区域中，润滑剂被接收在那里。也就是说，因此整个润滑剂导向装置仅在自承载的轴承套筒中实现，在根据本发明的小齿轮轴轴承组件中特别有利地不需要附加的构件。

在本发明的改进方案中能够设置，两个润滑剂通道通到小齿轮轴壳体的端面上。也就是说，润滑剂流入直接在端侧上进行。向差速器壳体中的回流也是相应情况。即，润滑油在壳体端侧区域中进入到供给通道中，这可以无困难地实现，当在差速器运行中润滑油在变速器中被充分地循环输送时。回流也从端侧直接向差速器壳体中进行。

但是，替代地也可设想，第一通道、也就是供给通道通到圆周面上而第二通道通到小齿轮轴壳体的端面上。即第一通道能够在径向上通过并且具有至少一个在径向上通向的开口区段。但是第二回流通道在任何情况下在端侧终止。但是，通道的具体构型或者说引导最终取决于，小齿轮轴壳体、也就是轴承套筒怎样固定在连接在后面的构件、例如差速器上，即是否还提供了小的径向安装空间用于构造径向敞开的供给通道，或者是否该供给通道应该首先通到端侧上。

润滑剂孔在周向上相互错开至少45度、优选90度地布置，其中，根据相应的安装情况，当然也可完全设想更大的周向错开。

密封元件本身（通过该密封元件，小齿轮轴壳体朝小齿轮轴密封）优选是径向轴密封圈。该径向轴密封圈能够或者直接朝小齿轮轴密封，或者相对于一夹紧螺母密封，通过该夹紧螺母预使两个滚动轴承预压紧。在此，所述滚动轴承、优选锥形滚子轴承能够或者直接抵着小齿轮、即例如锥形齿轮压紧，但是替代地也可以在该区域中中间接入一协调盘。

自承载的轴承套筒如所解释的那样是一件式构件，也就是说，整个小齿轮轴壳体仅由一个构件限定。为了简单固定，符合目的地构造有在径向上延伸的固定法兰，小齿轮轴壳体通过该固定法兰例如螺纹连接在差速器壳体上。从该固定法兰出来，壳体的一个尺寸相对短的轴向区段还可以向差速器壳体方向延伸并且远远地伸入到该差速器壳体中一段，使得在该区域中无困难地存在这样的可能性：例如也设置一径向敞开的流入通道。在任何情况下都不设置收集槽或在差速器壳体本身中延伸的通道，因为导油系统或者说这些通道仅在小齿轮轴壳体中、即轴承套筒中引过并且与例如连接在后面的差速器相连通。

按照本发明的一符合目的的改进方案，能够在小齿轮轴壳体上在外侧布置有与小齿轮轴相互作用的传感器元件，尤其是旋转变压器（Resolver）。该构型作为一件式构件使得能够实现，在外侧设置相应的凹部或类似装置，在该凹部或类似装置中能够布置传感器元件。因为在小齿轮轴壳体上绝对没有设置用于密封套筒或类似装置的其它固定部位，它们对于外置构件的布置总是会起到限制作用。也就是说，能够无困难地构造径向凹部，传感器元件例如能够插入到该凹部中。

除了小齿轮轴轴承组件本身之外，本发明还涉及一种驱动装置，包括具有起输出作用的空心的马达轴的电动机、所述类型的小齿轮轴轴承组件以及差速器，该差速器通过由该电动机驱动的小齿轮轴驱动，其中，该小齿轮轴同心地布置在马达轴中并且轴承套筒与包围差速器的差速器壳体通过一密封元件密封并且连接。

这样的驱动装置例如作为机动车的驱动机构使用。所述驱动装置用作电动车或混合驱动车的驱动器。该电动机能够直接地或通过连接在该电动机后面并与小齿轮轴耦合的变速器来驱动小齿轮轴，通过该小齿轮轴又驱动差速器，该差速器然后向被驱动的车桥分支。现时，在根据本发明的驱动装置中，小齿轮轴被接收在空心马达轴的内部并且能够单独地相对于该马达轴旋转，其中，小齿轮轴如所解释的那样通过与它运动耦合的电动机驱动。小齿轮轴本身直接与差速器耦合，也就是说，在它们之间没有接入变速器。如果要设置有这样的变速器，该变速器能够布置在电动机的另一侧，使得电动机定位在差速器和变速器之间。

根据本发明的小齿轮轴轴承组件的小齿轮轴壳体直接支撑在差速器壳体上、即固定在其上，该差速器壳体接收差速器或者说差速器的相应构件。也就是说，在这里得到封闭的安装组件，该安装组件向外或者说朝电动机通过其它两个相互连接的壳体、也就是差速器壳体和小齿轮轴壳体封闭。由于由此实现的完全密封，因此，电动机完全处于“干燥”中，也就是说，没有润滑剂流进入或者穿过电动机。这是因为差速器壳体以及小齿轮轴壳体完全限定并且限界润滑剂空间，该润滑剂空间为了润滑差速器以及小齿轮轴轴承而需要，为此也设置有相应的密封元件，也就是小齿轮轴壳体中的、朝小齿轮轴密封的密封元件以及另一密封元件、例如O形圈，通过该另一密封元件密封小齿轮轴壳体和差速器壳体之间的连接接口。

附图中示出本发明的一个实施例并在下面详细说明。附图示出：

图1根据本发明的驱动装置的原理图，

图2电动机和具有中间连接的小齿轮轴轴承组件的差速器之间的区域的放大细节视图，

图3小齿轮轴轴承组件的90度剖视图，

图4小齿轮轴轴承组件的纵剖图，和

图5小齿轮轴轴承组件的立体视图。

图1作为原理图示出根据本发明的驱动装置1，包括电动机2、差速器3、小齿轮轴轴承组件4以及可选择地示出的变速器5。

电动机2包括马达壳体6、定子7和转子8，该转子与空心的马达轴9连接，即该马达轴通过转子8在运行中旋转。马达轴9进入到变速器5中，例如具有多个变速级的可换档式变速器中。

通过该变速器驱动小齿轮轴轴承组件4的小齿轮轴10，该小齿轮轴（见图1）穿过整个空心的马达轴9从变速器5出来一直进到差速器3中。小齿轮轴轴承组件4除了包括带有在这里构造为分齿的锥齿轮11的小齿轮的小齿轮轴10之外，还包括小齿轮轴壳体12，在该小齿轮轴壳体中，齿轮轴10通过未详细示出的轴承支承，该轴承在下面还被讨论。

差速器3最后包括差速器壳体13，在该差速器壳体中，除了中心的差速器驱动轮14（锥齿轮11与该差速器驱动轮啮合）外，当然还布置有其它部件，尤其起输出作用的驱动轴15和类似装置。

在运行中，在给定子7通电时，转子8旋转并且马达轴9随之旋转。马达轴9的旋转通过变速器5变速地传递到小齿轮轴10上，通过该小齿轮轴，由于锥齿轮11与差速器驱动轮14的啮合，差速器工作并且引到相应驱动轴处的从动轴15旋转。

显然，得出一种结构，其中，电动机2布置在差速器3和变速器5之间，该变速器当然也能够直接螺纹连接在马达壳体6上。也就是说，马达轴9的输出端部在示出的实施例中向右进入到变速器5中，而通过变速器驱动的小齿轮轴10穿过空心的马达轴9向相反的方向返回到处于电动机2的另一侧的差速器3中。

如从图1并且还有图2可获悉的，小齿轮轴壳体12（其在图1中仅作为纯原理图示出）支撑在差速器壳体13上或者说固定在其上。如从示出具体实施例的图2可获悉的，小齿轮轴壳体12为此具有径向法兰16，该径向法兰在安装位置中在轴向上抵着差速器壳体13的相应的固定区段17贴靠并且在那里通过连接螺钉18螺纹连接。差速器壳体13本身支撑在马达壳体6上。为此，同样设置有固定螺钉19，所述固定螺钉连接差速器壳体13与马达壳体6。即整个驱动装置，就电动机2和差速器3而言，对外由马达壳体6和差速器壳体13限界。

中心构件如所描述的那样是小齿轮轴轴承组件4。小齿轮轴10通过两个滚动轴承20、21旋转支承在小齿轮轴壳体12中。在这里，滚动轴承20、21通过旋拧到小齿轮轴10上的夹紧螺母22在轴向上被彼此相对压紧。这些滚动轴承根据图2被压紧到锥齿轮11上，但是也可以被压紧到处于它们之间的协调盘上。

小齿轮轴壳体12实施为一件式的轴承套筒，在该轴承套筒上实施用于两个滚动轴承20、21的锥形滚子25、26的滚动面23、24。也就是说，除了两个内圈27、28之外不需要集成单独的外圈。而是滚动轴承承担自承载轴承套筒的功能。

小齿轮轴轴承组件4通过呈O形圈形式的第一密封元件29朝向差速器壳体13密封。O形圈30处于差速器壳体13的固定区段17的内圆周上的相应接收槽中，该O形圈在径向上朝向以其向前伸出的突缘嵌入到差速器壳体13中的小齿轮轴壳体12的外圆周密封。也就是说，在该区域中实现第一密封平面。第二密封平面借助于呈径向轴密封圈38形式的第二密封元件31实现，第二密封平面在小齿轮轴壳体12和小齿轮轴10（或者在这里是固定地布置在小齿轮轴10上的夹紧螺母22）之间密封。也就是说，由于该布置得出一封闭并且密封的空间，该空间由差速器壳体13的和小齿轮轴壳体12的内部构成或者说限界。

该密封是必需的，以便保证整个电动机2完全布置在“干燥”中，因此保证，处于差速器壳体13的内部的润滑液不能够到达电动机2的区域中。

为了保证通过在差速器壳体13中存在的润滑液、例如油不仅润滑差速器3本身，而且也润滑小齿轮轴壳体12的滑动轴承，参见图3，在小齿轮轴壳体12中构造有两个通道、也就是供给通道32和导出通道33。在示出的实例中，供给通道32通向小齿轮轴壳体12的端面34附近，也就是供给通道具有端侧的开口区域以及径向的开口区域，使得在差速器部件旋转时被强制飞溅或者说导向的油能够到达供给通道32中。该供给通道倾斜地朝小齿轮轴10延伸并且朝端部成角度折出，其中，该区域通过球35向外封闭。供给通道32通向（见图3）滚动轴承20、21之间的区域中，因此使得所供给的润滑油正好被引到需要润滑油的区域中。

通到端面34上并且在周向上优选相对于供给通道32错位90度地延伸的导出通道33一直进入到第二密封元件31、即径向轴密封圈38和相邻的滚动轴承24之间的区域中。在安装状态下，导出通道33如此延伸，使得它可以说引入到小齿轮轴壳体12的最深的区域中，润滑油积聚在那里，使得它能够在那里被导出。即从第二滚动球轴承24“后面”的区域中导出。通过此，保证小齿轮轴轴承的可靠润滑。同时排除了，润滑油能够到达电动机的区域中。因为提供了相对于电动机侧的完全密封，一方面静态地通过O形圈30在轴承套筒的轴向法兰上提供，另一方面动态地通过径向轴密封圈38提供。因为在这里是纵剖面，在这里仅能看出导出通道33。但是图4示出在小齿轮轴壳体12的外侧上构造的凹部36，在该凹部中布置有传感器元件37，在示出的实例中布置一旋转变压器、即转角发送器。该旋转变压器以已知的方式与小齿轮轴10共同作用并且感测该小齿轮轴的旋转，从而能够直接在该区域中截取相应信号。所述旋转变压器（其也在根据图5的立体视图中示出）延伸例如约90度，也就是说是一弧形构件，该构件虽然提供相对小的安装空间，但在这里能够毫无问题地被集成。另一优点是，旋转变压器因为布置在小齿轮轴壳体12之外而同样在干燥区域中朝电动机2布置，因为如描述的那样该区域通过密封元件29和31完全密封。

如描述的，变速器5在这方面而言是可选的。如果设置有变速器，则变速器也能够以它的壳体直接布置在马达壳体6上。变速器包括自己的润滑，也就是说，绝对没有润滑剂通道从差速器3引向变速器5，这些润滑剂通道在这里就会强制地穿过电动机2。如果没有变速器5存在，则将设置马达轴9和小齿轮轴10之间的直接啮合，该小齿轮轴就将在马达壳体6的内部提供。

附图标记列表

1     驱动装置

2     电动机

3     差速器

4     小齿轮轴轴承组件

5     变速器

6     马达壳体

7     定子

8     转子

9     马达轴

10    小齿轮轴

11      锥齿轮

12      小齿轮轴壳体

13      差速器壳体

14      差速器驱动轮

15      从动轴

16      径向法兰

17      固定区段

18      连接螺钉

19      固定螺钉

20      滚动轴承

21      滚动轴承

22      夹紧螺母

23      滚动面

24      滚动面

25      锥形滚子

26      锥形滚子

27      内圈

28      内圈

29      密封元件

30      O形圈

31      密封元件

32      供给通道

33      导出通道

34      端面

35      球

36      凹部

37      传感器元件

38      径向轴密封装置

Claims (10)

1.小齿轮轴轴承组件，包括小齿轮轴，所述小齿轮轴通过至少两个滚动轴承支承在小齿轮轴壳体中，其中，所述小齿轮轴壳体是一轴承套筒，所述轴承套筒具有构造在内圆周上的、用于所述滚动轴承的滚动体的滚动面，其特征在于，所述小齿轮轴壳体（12）通过一密封元件（31）朝所述小齿轮轴（10）密封，并且，一第一润滑剂通道（32）引入到所述滚动轴承（20，21）之间的区域中，一第二润滑剂通道（33）引入到所述密封元件（31）前面的区域中。

2.根据权利要求1所述的小齿轮轴轴承组件，其特征在于，两个润滑剂通道（32，33）都通到所述小齿轮轴壳体（12）的端面（34）上，或者，所述第一通道（32）通到所述圆周面上而所述第二通道（33）通到所述小齿轮轴壳体（12）的端侧（34）上。

3.根据权利要求1或2所述的小齿轮轴轴承组件，其特征在于，所述润滑剂通道（32，33）在周上相互错开至少45度、优选90度地延伸。

4.根据上述权利要求之一所述的小齿轮轴轴承组件，其特征在于，所述密封元件（31）是径向轴密封圈（38）。

5.根据权利要求4所述的小齿轮轴轴承组件，其特征在于，所述径向轴密封圈（32）直接朝所述小齿轮轴（10）或朝一夹紧螺母密封，通过所述夹紧螺母，所述两个滚动轴承（20，21）被预压紧。

6.根据上述权利要求之一所述的小齿轮轴轴承组件，其特征在于，所述滚动轴承（20，21）是锥形滚子轴承。

7.根据上述权利要求之一所述的小齿轮轴轴承组件，其特征在于，在所述轴承套筒上构造有径向延伸的固定法兰（16）。

8.根据上述权利要求之一所述的小齿轮轴轴承组件，其特征在于，在所述小齿轮轴壳体（12）上在外侧布置有与所述小齿轮轴（10）相互作用的传感器元件（37），尤其是旋转变压器。

9.根据权利要求8所述的小齿轮轴轴承组件，其特征在于，在所述小齿轮轴壳体（12）上设置有凹部（36），所述传感器元件（37）插入到所述凹部中。

10.驱动装置，包括具有起输出作用的空心的马达轴（9）的发动机（2）、根据上述权利要求之一所述的小齿轮轴轴承组件（4）以及包括差速器（3），所述差速器通过由所述电动机（2）驱动的所述小齿轮轴（10）驱动，其中，所述小齿轮轴（10）同心地布置在所述马达轴（9）中并且所述轴承套筒与包围所述差速器（3）的差速器壳体通过一密封元件密封地连接。

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