CN106369040A - 具有轴向流体通道的轴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于尤其车辆的机械结构、尤其传动结构的轴，包括：轴体(10)，具有入口(21)的安置在所述轴体(10)内的轴向流体通道(20)，和将安置在所述轴向流体通道(20)的侧面上的通道出口(22)与安置在所述轴体(10)的侧面上的轴体出口(12)相连的至少一个孔(3)，其中，在轴向流体通道(20)的至少一个发散形的轴向截面内、轴向流体通道(20)的侧面沿着所述侧面的圆周面的至少75％朝向入口(21)倾斜。

Description

具有轴向流体通道的轴

技术领域

本发明涉及一种机械结构的、尤其传动机构的轴，其包括设置在轴体内的轴向液体通道，还涉及一种尤其用于车辆的机械结构，尤其是传动机构，其包括所述轴，还涉及一种包括传动机构的车辆和一种用于制造轴的方法。

背景技术

从内部实践中已知一种传动轴，其具有在轴体中形成的圆柱形的流体通道，其中孔将设置在通道的侧面上的出口与设置在轴体的侧面上的出口相连，以便通过所述通道和孔将润滑剂输送到轴承。

然而，一定量的所述润滑剂可能不利地朝向通道的入口倒流，而不是通过出口流出。

发明内容

因此本发明的所要解决的技术问题是：改进一种机械结构，尤其传动机构，尤其是该传动机构的轴，尤其改进所述轴的润滑作用和/或制造。

所述技术问题通过一种尤其用于车辆的机械结构、尤其传动结构的轴而解决，所述轴包括：轴体、具有入口的安置在所述轴体内的轴向流体通道和将安置在所述轴向流体通道的侧面上的通道出口与安置在所述轴体的侧面上的轴体出口相连的至少一个孔，其中，在轴向流体通道的至少一个发散形(diverging或称为喇叭形或扩散形)轴向截面内、轴向流体通道的侧面沿着所述侧面的圆周面的至少75％朝向所述入口缩细。

根据本发明的实施例用于尤其车辆的机械结构的、尤其传动机构的轴，尤其车辆的机械结构的，尤其传动机构的至少一个轴，包括轴体。

所述轴体可以由金属形成，和/或支承一个或多个惰轮和/或固定齿轮，同步器和/或类似装置，和/或所述轴体在机械结构的、尤其传动机构的壳体内被可旋转地支承。

根据实施例，所述轴还包括设置在所述轴体内的轴向液体通道并具有入口。

所述入口可能是轴向开口或径向开口，尤其分别在轴向流体通道的端面(轴向入口)或侧面(径向入口)上。

轴向流体通道可以(至少基本上)分别朝向轴的轴向或纵向延伸，尤其沿着它的中心轴线和/或旋转轴线延伸，尤其与其同心地延伸。它能够具有至少基本上圆形的截面。

根据实施例，轴还包括至少一个孔，它将分别设置在所述轴向流体通道的侧面或圆周面上的出口(它因此被称为通道出口)与分别设置在轴体的侧面或圆周面上的出口(它因此被称为轴体出口)相连接。所述孔可能至少基本上在径向上延伸或相对径向倾斜地延伸。

所述通道、孔和出口可以将润滑剂，尤其油，输送到轴体的侧面，尤其输送到布置在其上或其中的一个或多个轴承中。

根据实施例，在轴向流体通道的至少一个发散形的轴向截面中，轴向流体通道的侧面沿着在所述发散形的轴向截面内的圆周面的至少75％，尤其至少90％，尤其100％分别朝向所述入口缩细或倾斜。轴向流体通道的侧面的径向高度沿在轴向流体通道的至少一个发散形的轴向截面内的所述侧面的圆周的至少75％，尤其沿至少90％，尤其100％(轴向地)朝向入口减小。

轴向流体通道尤其朝向它的入口至少基本上圆锥状地(缩细)。

根据实施例，侧面的径向高度在所述的发散形的轴向截面内可以减少至少1mm，尤其至少2mm，和/或至少5％，尤其至少10％。

根据实施例，可以有利地减少润滑剂朝向(通道)入口的回流，尤其可以有利地输送润滑剂到出口，并且从而改善润滑作用，尤其由于轴旋转产生的离心力。尤其朝向入口缩细的轴向流体通道的侧面在发散形的截面内至少在很大一部分中沿其圆周，尤其至少基本上沿其完整的圆周能够减少、尤其避免(显著地)沿侧面(倾斜的大部分)的回流。

根据实施例，轴向流体通道分别在轴体内(内部)自身成形或制造，尤其通过轴体的轴向孔成形或制造。根据实施例，这种设计能够尤其避免轴的附加部分和/或降低轴体的重量。

根据备选的实施例，轴向流体通道相应地在插入件内(内部)成形或制造，尤其随后固定在轴体的轴向孔内。根据实施例，这种设计能够改进轴向流体通道的制造，尤其简化它的制造和/或实现轴向流体通道的有利的、尤其更复杂的几何形状。

所述插入件能够成形为具有圆筒形外轮廓的套筒，它可以改善插入和/或将其固定在可以具有圆柱形内轮廓的轴向孔内。该插入件能够包括塑料，尤其由塑料制成。根据实施例，这种设计可以改善插入件的制造，尤其简化其制造和/或实现轴向流体通道的有利的、尤其更复杂的几何形状，和/或降低插入件的重量。

根据实施例，插入件通过形状配合被固定在轴体的轴向孔上，尤其通过一个或多个与轴体、尤其它的轴向孔的对应凹槽相配合的(固定)凸起。根据实施例，这种设计能够改进安装和/或实现插入件有利的拆卸。附加地或备选地，插入件能够被通过摩擦配合、尤其压配合和/或粘接被固定在轴向孔上。根据实施例，这种设计能够提高固定的稳定性。

根据实施例，轴可以包括一个或更多(的)孔，(每一个)孔连接一个通道出口与一个轴体出口，其中两个或多个通道出口在轴向上和/或圆周方向上彼此相互间隔，和/或两个或多个轴体出口在轴向上和/或圆周方向上彼此相互间隔。根据实施例，出口在轴向上和/或圆周上相互间隔，能够有利地提供、尤其输送润滑剂、尤其到不同的位置。通道出口在圆周上的相互间隔尤其能够有利地引导更多地沿着通道的侧面流动的润滑剂。

根据实施例中，两个或多个通道出口、两个或多个轴体出口和/或两个或多个连接通道出口与轴体出口的孔具有不同的直径，尤其具有不同的最小直径。根据实施例，轴向上与流体通道的入口相距较远的至少一个通道出口、轴体出口和/或孔尤其能够具有比轴向上与流体通道的入口相距较近的至少一个通道出口、轴体出口和/或孔具有更大的(最小)直径。根据实施例，具有不同直径的通道出口、轴体出口和/或孔能够提供有利的流动或润滑剂分布、尤其均衡的流动速率。

根据实施例，轴向流体通道的侧面包括一个或多个凹槽。根据实施例，一个或多个所述凹槽(每个)能够包括一个或多个通道出口。这尤其可为每个通道出口提供一个凹槽，其连通或包括相应凹槽的所述单通道出口。根据实施例，尤其包括或连通一个，尤其单个通道出口的这种凹槽能够改善润滑供给。

根据实施例，一个或多个凹槽能够至少基本上、在轴向方向延伸和/或到达或包括相应的通道出口。根据实施例，两个或多个凹槽能够具有不同的轴向长度，和/或在圆周方向上彼此相互间隔，尤其在包括通道出口时在轴向上和/或圆周方向上彼此相互间隔。

根据实施例，一个或多个所述凹槽的径向深度能够在圆周方向上、尤其在轴的旋转方向上，沿着圆周方向上凹槽宽度的至少50％、尤其至少75％，在至少凹槽的轴向截面内、尤其在它的轴向长度的至少50％上降低。根据实施例，这种设计能够改进润滑、尤其通过凹槽引导润滑剂和/或朝向通道出口供给润滑剂。

根据实施例，轴向流体通道的侧面包括一个或多个引导凸缘，它从根据实施例所述的轴向流体通道的侧面(沿径向)向内延伸，尤其至少基本上沿着径向方向或倾斜地延伸。根据实施例，一个或多个所述引导凸缘(每个)能够被设置在沿圆周方向的单个或多个通道出口旁。这尤其能够为每个通道出口或在每个通道出口旁提供一个引导凸缘，所述引导凸缘在轴向上与单个通道出口相叠。根据实施例，这样的引导凸缘能够改进润滑剂供给。

根据实施例，一个或多个引导凸缘能够至少基本上在轴向方向上延伸。根据实施例，两个或多个引导凸缘能够具有不同的轴向长度和/或在圆周方向上彼此相间隔。

根据实施例，一个或多个所述的引导凸缘能够分别(参照轴向方向)向圆周方向倾斜，尤其朝向轴体的旋转方向。换言之，引导凸缘的径向内部部分能够在轴的旋转方向上相对于根据实施例所述的引导凸缘的径向外部部分错移。根据实施例，这能够改进润滑，尤其通过引导凸缘引导润滑剂和/或朝向通道出口供给润滑剂。

根据实施例，轴向流体通道通过圆锥形的钻孔装置、尤其在轴体(内部)成形或制造。这能够有利地提供朝向入口严格单调的下降和倾斜地朝向入口的侧面，尤其在制造步骤中通过圆锥形的钻孔装置、简单地取代圆柱形状而设置轴向孔。

根据实施例，相应地通过一次成形、尤其模制、尤其在插入件中(内部)成形或制造轴向流体通道。这能够有利地实现提供具有有利的轮廓的通道，和/或以简单的和成本低廉的方式提供。

根据实施例，通过两个或多个空心轴部段相互结合、尤其通过粘接、焊接、尤其摩擦焊接、锡焊或类似方式成形或制造轴向流体通道。所述轴部段能够由轴体本身或根据实施例的插入件制成。根据实施例，这能够有利地降低轴的重量和/或实现不同的轴部段的结合，从而实现有利地制造不同的轴向流体通道。

根据实施例，轴向流体通道的侧面在发散形的轴向截面内中分别朝向入口、单调地、尤其严格单调地缩细或倾斜。轴向流体通道的侧面的径向高度尤其能够单调地、尤其严格单调地、在轴向朝向入口移动时在发散形的轴向截面内沿着其圆周面的至少75％、尤其至少90％、尤其至少100％、在轴向流体通道的至少一个不同的轴向截面内减小。

根据实施例，发散形的轴向截面覆盖轴向流体通道的、尤其插入件的轴向长度的至少50％、尤其至少75％、尤其至少90％、尤其100％。换言之，轴向流体通道的侧面沿着它的圆周面的至少75％、尤其至少90％，沿着包括入口和通道出口的轴向流体通道(轴向长度)的至少50％、尤其至少75％、尤其至少90％朝向入口缩细或倾斜。根据实施例，这能够改进润滑、尤其降低朝向入口的倒流。

根据实施例，轴向流体通道向上开口、尤其在轴体的两个对置的端面上开口。这能够尤其改进轴向流体通道的制造、尤其改进钻入轴体本身或插入和/或固定插入件。根据实施例，轴向流体通道轴向上在一个或两个端面上被封闭，尤其在至少在与入口相对置的端面上封闭。这能够改进轴体和/或固定插入件。插入件的轴向流体通道能够通过插入件本身的壁件或轴体的壁件被轴向的封闭。

根据实施例，一个或多个轴体出口(每个)被安置在轴承的(轴向位置)上，尤其在旋转地设置在轴体上的惰轮的轴承上，或者在旋转地支承轴体的壳体的轴承上。

根据实施例，可以在轴向流体通道内、尤其在其入口开口处或旁边、尤其在其入口开口处开始的轴向流体通道的轴向长度的20％之内设置推进器(propeller)或涡轮。

该推进器或涡轮分别能够固定或相对于轴向流体通道、尤其它的侧面可旋转。所述推进器或涡轮分别能够包括一个或多个叶片或桨叶，分别用于输送流体进入轴向流体通道内、或由于轴的旋转沿根据实施例的旋转方向上的旋转方向输送。

所述推进器/涡轮(叶片或桨叶)能够与轴体或插入件集成地成形或制造，或者它们被分别成形或制造并且根据实施例再相互结合，尤其通过粘接、焊接、尤其摩擦焊接、锡焊或类似方法，和/或通过摩擦配合、尤其挤压配合而相互结合。

根据实施例，机械结构、尤其传动结构包括与轴向流体通道的入口连接的、尤其输送润滑剂到(轴向流体通道的)入口的或与之相适应的润滑剂储存装置。

根据实施例，轴向流体通道能够包括或包含轴(体)旋转轴线和/或中心轴线、或从此径向延伸。换言之，轴向流体通道能够是尤其居中的、空心的、尤其圆锥形的孔。根据实施例，轴向流体通道的侧面(通道出口安置在该侧面上和/或该侧面朝向入口缩细或倾斜)是轴向流体通道的单个外表面或径向的外表面。

附图说明

本发明的进一步的特点在从属权利要求中和下面对实施例的描述中给出。附图为：

图1示出根据本发明的实施例的机械结构、尤其传动机构的轴的沿着轴向方向剖切所得的剖面图；

图2示出沿着线II-II剖切图1中的轴的插入件所得的放大的剖面图；和

图3示出根据本发明的另一实施例的机械结构、尤其传动机构的轴的沿着轴向方向剖切所得的剖面图；和

图4示出沿着线II-II剖切图1中根据本发明的另一实施例的轴的插入件所得的放大的剖面图。

具体实施方式

图1示出机械轴的一部分的截面图，尤其根据本发明的实施例沿轴向方向(图1的水平方向)的传送装置的一部分的截面图。

轴包括轴体10，在图1中仅示出该轴体的一部分。所述轴体支承不同的惰齿轮和同步器并可旋转地支承在机器壳体中，尤其在基本上已知的传送装置中，因此没有在图1示出。

轴包括在轴体10内设置的、具有轴向入口21的轴向流体通道20。

轴向流体通道20与轴体1的旋转中心轴线(图1的点划线)同心地延伸，并具有至少基本上圆形的横截面(参见图2)。

轴还包括孔3，它分别将设置在轴向流体通道20的侧面上的通道出口22与设置在轴体10的侧面上的轴体出口12连接。

所述通道20、孔3和出口22、12可以提供润滑剂到设置在轴体10侧面上的轴承(未示出)，如由图1中的箭头示意性所示。

可以在图1的截面看到，轴向流体通道20朝向它的入口21呈圆锥形。因此，其侧向的表面是沿其圆周倾向于所述入口21。

根据图1、2的实施例，轴向流体通道20成型在轴插入件40内，该轴插入件本身固定在轴体10的轴向孔11中，该轴向孔具有圆柱形的内轮廓。

所述插入件40是由塑料制成的具有圆柱形外轮廓的套管。它通过与相应的轴体10的凹槽啮合的一个或多个凸起41的形状配合而将轴体10的轴向孔11固定。

根据图3所示的另一实施例，轴体10本身形成轴向流体通道20。除下文所述的不同外，图3和图1、2所示的实施例相互对应，因此在此被共同描述。

轴包括多个孔3，在图中只示例性示出其中的两个。

正如从这两个所述孔3所见，两个或多个通道出口22以及两个或多个轴体出口12是在轴向(水平地在图1、3中)和圆周方向(垂直地在图1、3中)相互间隔。

轴向流体通道20的侧面包括多个凹槽23，每一个凹槽包括一个通道出口22。

正如两个(参见图1)或四个(参见图2)所示的凹槽23，两个或多个凹槽具有不同的轴向长度并且在圆周方向上相互间隔。

如图2所示，凹槽23的径向深度沿着轴旋转的方向(在图2中的旋转箭头所示)基本上沿其在圆周上的整个宽度减小。

图3的实施例中的轴向流体通道20尤其可以由圆锥形的钻孔装置制造(从图3的右侧到左侧)。

图1、2所示实施例的轴向流体通道20尤其可以在成型插入件时被制造。

由于其锥形的形状，轴向流体通道20的侧面朝向入口21严格单调地、沿其轴向长度的100％呈锥形，因此这限定了轴向流体通道20的不同的(在图1、3中从入口21或右侧向左侧)轴向截面。

图3所示实施例的轴向流体通道20在轴体10的两个相对的端面上开口。

图1、2所示实施例的轴向流体通道20也可以在轴体10的两个相对的端面上开口，或者可选地在与它的入口21相反的端面上(图1右侧)轴向地被封闭。

轴体出口12设置在惰轮的轴承的和/或被轴体10旋转支承的轴承的轴向位置上。

机械结构、尤其传动机构，包括润滑剂储存装置5，它与轴向流体通道20的入口21连通，润滑剂的输入如箭头所示。

图4示出根据本发明的另一实施例的轴的插入件的剖切图2所得的放大剖面图，即沿着图1中的线II-II剖切所得的剖面图。通过相同的附图标记标识了相应的技术特征，这样就可以参考前面的描述，而在下面只描述不同点。

在图4中所示的实施例的轴向流体通道20的侧面包括从侧面向内(径向)延伸的引导凸缘23’，用来代替凹槽23。如能够从图1所示，每一个引导凸缘23’在圆周方向上被设置在单个通道出口22的旁边，在此所述引导凸缘23’是由虚线表示。在图1中可以看到，每一个引导凸缘23’在轴向方向上与它的单个通道出口22相叠，因此所述引导凸缘23’具有不同的轴向长度并且在圆周方向上相互间隔。

正如图4所示，引导凸缘23’分别倾向于或朝向轴的旋转方向倾斜，这可能会提高润滑、尤其引导润滑剂和输送它到通道出口22。

在图4所示的实施例中，包括多个叶片或桨叶涡轮6相应地被布置在入口21中，用于将润滑剂输入轴向流体通道20。所述涡轮6在图1中由虚线表示。如图1所示，引导凸缘23’在轴向上通过较小的轴向间隙与涡轮相间隔。

相对于在前述的总结和详细的描述中涉及的至少一个示范性的实施例，应该认识到还有大量的变化方案存在。

尤其，相对于在图1、3中所示的两个孔3和相应的通道出口22具有相同的直径，它们也可能有不同的直径。尤其，在图1、3中右侧的孔3和通道出口22(在轴向上与入口21相距较远)可能有更大的直径。

应该认识到，所述的实施例只是示例性的，并且不能够以任意形式限制本发明的适用范围、可应用性或配置。更确切地说，所述的说明部分和细节描述为本领域技术人员提供了一种将本发明转换成至少一种实施方式的指导，应该理解到，在有利的实施形式中所介绍的各元件在功能和布置上可以进行各种各样的改变，只要不违背权利要求书及其等同技术方案所要求的保护范围即可。

附图标记列表

10 轴体

11 轴向孔

12 轴体出口

20 轴向流体通道

21 入口

22 通道出口

23 凹槽

23’ 引导凸缘

3 孔

40 插入件

41 固定凸起

5 润滑剂储存装置

6 涡轮

Claims (15)

1.一种用于机械结构的轴，机械结构尤其是传动机构、尤其是车辆的传动机构，所述轴包括：

轴体(10)，

安置在所述轴体(10)内的、具有入口(21)的轴向流体通道(20)，和

将安置在所述轴向流体通道(20)的侧面上的通道出口(22)与安置在所述轴体(10)的侧面上的轴体出口(12)相连的至少一个孔(3)，

其中，在轴向流体通道(20)的至少一个发散形的轴向截面内、轴向流体通道(20)的侧面沿着所述侧面的圆周面的至少75％朝向入口(21)缩细。

2.根据权利要求1所述的轴，其中，所述轴向流体通道(20)在轴体(10)内成形。

3.根据权利要求1所述的轴，其中，所述轴包括固定在轴体(10)的轴向孔(11)中的插入件(40)，其中，所述轴向流体通道(20)在所述插入件中成形。

4.根据权利要求3所述的轴，其中，所述插入件(40)包含塑料。

5.根据权利要求3或4所述的轴，其中，所述插入件(40)通过形状配合式连接(41)、摩擦配合式连接和/或粘接固定在轴体(10)的轴向孔(11)上。

6.根据上述权利要求中任一项所述的轴，其中，所述轴包括至少一个将另外的通道出口(22)与另外的轴体出口(12)相连的另外的孔(3)，其中，通道出口和/或轴体出口(22，22)中的至少两个在轴向方向和/或圆周方向上相互间隔。

7.根据上述权利要求中任一项所述的轴，其中，所述轴向流体通道(20)的侧面包括至少一个凹槽(23)和/或至少一个引导凸缘(23’)，所述凹槽包括轴向流体通道(20)的至少一个与安置在轴体(10)的侧面上的轴体出口(12)连通的通道出口(22)。

8.根据上述权利要求中任一项所述的轴，其中，所述凹槽(23)的径向深度在圆周方向上、尤其沿轴的旋转方向、沿着在圆周方向上的凹槽宽度的至少50％、在凹槽(23)的至少一个轴向截面内降低，和/或所述引导凸缘(23’)在圆周方向上、尤其沿轴的旋转方向倾斜。

9.根据上述权利要求中任一项所述的轴，其中，轴向流体通道(20)通过圆锥形的钻孔装置、一系列具有不同直径的钻孔和/或一次成形而成形。

10.根据上述权利要求中任一项所述的轴，其中，轴向流体通道(20)的侧面朝向所述入口(21)单调地、尤其严格单调地缩细，和/或超过轴向流体通道(20)的轴向长度的至少50％地缩细。

11.根据上述权利要求中任一项所述的轴，其中，轴向流体通道(20)在轴体(10)的两个对置的端面上开口，或者轴向地相对于它的入口(21)被封闭。

12.根据上述权利要求中任一项所述的轴，其中，安置在轴体(10)的侧面上的和与轴向流体通道(20)的通道出口(22)连通的至少一个轴体出口(12)被安置在轴承上、尤其在轴体(10)的惰轮的轴承上或者旋转地支承轴体(10)的壳体的轴承上。

13.一种尤其用于车辆的机械结构，尤其传动结构，包括至少一个根据上述权利要求中任一项所述的轴和与轴向流体通道(20)的入口(21)相连通的润滑剂储存装置(5)。

14.一种车辆、尤其载客汽车，包括根据权利要求13所述的传动结构。

15.一种用于制造根据上述权利要求中任一项所述的轴的方法，其中，所述轴的轴向流体通道(20)通过圆锥形的钻孔装置、通过一系列具有不同直径的钻孔和/或通过轴体(10)或固定在轴向流体通道中的插入件(40)的一次成形而成形。