CN107921853B - 传动设备以及具有至少一个电机和传动设备的电驱动单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种传动设备(2),其具有至少一个第一行星齿轮传动机构(6)、第二行星齿轮传动机构(8)、空心轴以及同中心地位于空心轴内且可相对于空心轴旋转的轴(15),其中,第一行星齿轮传动机构(6)至少由第一太阳轮(11)和与第一太阳轮(11)齿啮合的第一行星齿轮(12)构成,第二行星齿轮传动机构(8)具有与第二太阳轮(33)齿啮合的第二行星齿轮(35),第一行星齿轮(12)和第二行星齿轮(35)径向上相对于空心轴和轴的共同的旋转轴线间隔开,轴的轴区段轴向突出于空心轴的端部,在此,第一太阳轮(11)置于轴区段上,并且其中,第二太阳轮(33)与第一太阳轮共轴地置于空心轴上。

Description

传动设备以及具有至少一个电机和传动设备的电驱动单元
技术领域
一种传动设备,其具有至少一个第一行星齿轮传动机构、第二行星齿轮传动机构、空心轴以及同中心地位于空心轴内且可相对于空心轴旋转的轴,其中,第一行星齿轮传动机构至少由第一太阳轮和与第一太阳轮齿啮合的第一行星齿轮构成,第二行星齿轮传动机构具有与第二太阳轮齿啮合的第二行星齿轮,第一行星齿轮和第二行星齿轮径向上相对于空心轴和轴的共同的旋转轴线间隔开,轴的轴区段沿轴向突出于空心轴的端部,在此,第一太阳轮置于轴区段上,并且第二太阳轮与第一太阳轮共轴地置于空心轴上。本发明还涉及一种具有至少一个电机和这种传动设备的电驱动单元。
背景技术
这种传动设备作为电驱动单元的组成部分在JP2002235832A中已述。电驱动单元具有转子轴,其为传动设备的输入轴。传动设备由差速器传动装置和减速级构成。减速级是行星齿轮传动机构,其太阳轮置于转子轴上。差速器是所谓的圆柱齿轮差速器,在其中,平衡轮是行星齿轮,从动轮是太阳轮。各个太阳轮置于差速器输出轴上。通过输入轴/转子轴施加的扭矩通过减速级导入差速器并且通过差速器分布到输出轴上以及进而分布到所驱动的车轮上。转子轴是空心轴,其中一个输出轴穿过该空心轴。在此,转子轴和输出轴之间构成环形间隙。输出轴和相应的太阳轮通过插接齿抗旋转地彼此相连。定子和转子之间的电机的区域(从湿运行的电机来看)应当保持无润滑油。然而,传动设备利用变速器油来润滑。有一种驱动单元,其中输出轴和转子轴之间的环形间隙用作油通道,以便例如将润滑油供给轴向外置的滚动轴承。然而也有一种驱动单元,其中,外置的滚动轴承通过其它途径涂油或者根据使用寿命被润滑。
发明内容
本发明任务是实现一种被足够密封的传动设备。
本发明规定,行星齿轮传动机构的至少其中一个太阳轮承载至少一个密封件,也就是说,也为固定安装在太阳轮内的密封件提供支座。密封件密封地贴靠相对于第一太阳轮可围绕旋转轴线旋转的空心轴的表面区段。空心轴例如是变速器轴或者转子轴或转子轴的延长部或连接件。
DE 10 2005 012 616A1中已述一种密封件,利用其应当密封行星齿轮传动机构的太阳轮和车辆变速器内的变速器轴之间的环形间隙。密封件由钢套和套筒构成。钢套被压入太阳轮的孔。套筒沿径向插接在钢套和变速器轴之间。在DE 10 2005 012 616A1中,因为太阳轮和变速器轴可相对彼此旋转,所以在钢套、套筒和变速器轴之间必形成微小的径向游隙。这些游隙限定了环形间隙,通过所述环形间隙漏油可以穿过密封件。相应地,该密封件仅适用于这种系统,在其中,油流应当有针对性地分布以及在其中密封件两侧的区域可能或应当是由润滑油润湿的。
通过密封件容纳在从动轮内,无需或很少需要为密封件提供附加的结构空间,这是因为密封件可以整合在太阳轮的现有凸肩(例如毂内)。替代地规定,密封件支座是空心圆柱形构造的环。该环例如利用区段固定在太阳轮的毂上。通过本发明这种实施方案,太阳轮可以无密封件支座地、更简单地设计。空心圆柱形的环是简单的部件,其可廉价制造。
通常,差速器的太阳轮基于简化而设有通孔,借此可以无阻碍地制造内部的插接齿。输出轴设有外部的插接齿,其与太阳轮的内部的插接齿对应。已知的插接连接部是非常易于装配的,因而乐于采用。从漏油角度看,差速器的太阳轮之间的插接连接部是差速器的薄弱点,这是因为其具有游隙。通过与游隙相连的泄漏间隙,润滑油可以向外漏出。本发明有助于阻止漏油通过插接连接部排出,尤其是当(如本发明一个实施方案规定的那样)具有密封件的太阳轮内的通孔利用封闭元件封闭。利用这种布置方案,传动设备利用密封件相对于空心轴和输出轴之间的环形间隙密封,并且利用封闭元件相对于插接连接部密封。封闭元件可以是置于通孔内的堵塞件或盖。替代地,盖以边缘在外侧套装在太阳轮的毂上。
差速器的功能是专业领域熟知的。本发明涉及的差速器是一种变速器,在其内,至少一个输入轴上存在的扭矩通过平衡轮在至少两个输出轴上分为相等或不相等的部分,并且在此意义下例如纵向布置在两个驱动轴之间或者替代地布置在车桥的驱动轮之间。平衡轮是圆锥形地实施的轮或圆柱齿轮。分动器的从动轮是具有锥形形状的太阳轮或圆柱齿轮。
本发明的实施方案还涉及电驱动单元,其包括具有本发明特征的传动设备。
在根据本发明类型的电驱动单元内,转子轴或者说空心轴与输出轴之间的环形间隙应当保持干燥。如果传动设备密封不够,则例如润滑油可以到达运行中加热的转子轴并且在那里树脂化或碳化。结果可能会在一段时间后在环形间隙内形成不期望的沉积。利用根据本发明的布置方案的帮助可以避免,油进入环形间隙,尤其是如果(如本发明实施方案规定的那样)密封件是径向轴密封件(径向轴密封环)。
径向轴密封环具有至少一个优选由NBR(Nitrile Butadiene Rubber(丁腈橡胶))或聚合物如PTFE(聚四氟乙烯)制成的密封唇以及优选具有金属加固环的空心圆柱形的支座区段。其牢固地置于太阳轮内或者太阳轮的环内。密封唇在空心轴的表面区段上截止。密封唇的压紧力可选地通过软管弹簧(蠕虫状弹簧)增强。润滑油在旋转连接部的上表面上构成相对牢固的压力薄膜。尽管如此实现一种径向轴密封环,其在传动设备内将润滑油可靠地阻拦在空心轴和传动设备之间的分隔部处并且优选尤其适用于在电驱动单元内应用。
具体实施方案
图1以沿驱动单元的中心轴线7的纵剖图不按比例地示出电驱动单元1的简图,其具有包含被实施为差速器的分动器3的一个实施例的传动设备2。电机22通过被实施为空心轴23的转子轴与传动设备2的减速器24有效相连。减速器24是行星齿轮传动机构8。双行星齿轮25(包括两个彼此固定相连的行星齿轮)构成减速器24和分动器3之间的联接部。分动器是行星齿轮传动机构6。
图2以沿驱动单元1的中心轴线7的纵剖图示出驱动单元1的截面的形象视图,其具有指向分动器3的输出轴15和16的接头的焦点。
分动器3具有由支架部段9a、9b、9c构成的差速器篮9、平衡轮组12、平衡轮组14、两个从动轮11以及13和两个被实施为输出轴15和16的轴。分动器3按照行星齿轮传动机构结构方式被实施为圆柱齿轮差速器。相应地,差速器篮是行星齿轮架9。平衡轮是行星齿轮12或14,从动轮是太阳轮11和13。
从动轮11和13沿轴向并排布置在共同的旋转轴线(其位于中心轴线7上)上并且彼此间相对地可围绕旋转轴线旋转。平衡轮12或14可围绕销轴线旋转地支承在行星齿轮销17或18上。行星齿轮销17和18固定在行星齿轮架9上。第一行星齿轮组的平衡轮12与从动轮11处于齿啮合。第二行星齿轮组的平衡轮14与从动轮13啮合。平衡轮12相应地与平衡轮14处于齿啮合19。此外,从动轮12和14彼此间径向地支撑在轴颈26上。
行星齿轮架9是差速器的输入轴20,其通过减速器24的、支撑在空心轮上的双行星齿轮25驱动。行星齿轮架9可围绕中心轴线7转动地支承在未示出的壳体内,其通过壳体区段34a-34e表示。第一从动轮11利用插接连接部21抗旋转地置于第一输出轴15上,第二从动轮13利用另一插接连接部21抗旋转地置于第二输出轴16上。输出轴15和16彼此于端侧共轴地对置,其中,空心轴23构成第一输出轴15的轴穿引件4。
轴穿引件4或者说转子轴4相对于输入轴20以及输出轴15和18可围绕中心轴线7旋转。齿轮33置于转子轴4上,其是被实施为行星齿轮传动机构的减速器24的太阳轮33。太阳轮33是被实施为空心轴的转子轴4和分动器3的输入轴20之间的传动方面有效连接的部件并且与双行星齿轮25的行星齿轮组35处于齿啮合。
在轴穿引件4和输出轴15之间构成环形间隙5。第一从动轮11(即,在该情况下是第一太阳轮11)设有密封件30。密封件30密封地贴合轴穿引件4的旋转对称的表面区段4a。此外,输出轴15、16和相应的太阳轮11、13之间的相应的插接连接部21的间隙27可选地通过封闭元件28或29密封。封闭元件28或29可以(如图1所示)是密封盖。密封盖被推移到相应的输出轴的端部上。密封盖的底部与输出轴15或16的端侧对置。替代地,封闭元件28或29(如图3和图4所示)相应地是盖。
图3以沿其旋转轴线的纵剖图示出第一太阳轮11作为单独的部件。
图4示出太阳轮11a的另一实施方案,其与太阳轮11的区别是替代的密封系统,也通过纵剖图示出。
太阳轮11或11a具有通孔32,其设有内部的插接齿21a。密封件30是径向轴密封环,其具有空心圆柱形的支座区段30a和单一材料且与其相连的密封唇30b。密封件30利用支座区段30a置于空心圆柱形的凸肩11b上,其与图3所示的太阳轮11构成为一体式的。图4所示太阳轮11a的密封系统具有空心圆柱形的环31。环31在外侧压装在太阳轮11a的毂上并且替代地也可以压入在太阳轮的毂的空心圆柱形凸肩上。密封件30置于环31内。
附图标记列表
Figure GDA0002404325320000061

Claims (8)

1.一种传动设备(2),其具有至少一个第一行星齿轮传动机构(6)、第二行星齿轮传动机构(8)、空心轴以及同中心地位于所述空心轴内且可相对于所述空心轴旋转的另一轴,其中:
-所述第一行星齿轮传动机构(6)至少由第一太阳轮(11)和与所述第一太阳轮(11)处于齿啮合的第一行星齿轮(12)构成,
-所述第二行星齿轮传动机构(8)具有与第二太阳轮(33)处于齿啮合的第二行星齿轮(35),
-所述第一行星齿轮(12)和第二行星齿轮(35)径向上相对于所述空心轴和另一轴的共同的旋转轴线间隔开,
-所述另一轴的轴区段在轴向上突出于所述空心轴的端部,并且在此,所述第一太阳轮(11)置于所述轴区段上,
-所述第二太阳轮(33)与所述第一太阳轮共轴地置于所述空心轴上,
并且其中,所述第一太阳轮(11)承载至少一个密封件(30),在此,所述密封件(30)密封地贴靠能相对于所述第一太阳轮(11)围绕所述旋转轴线旋转的空心轴的旋转对称的区段(4a)。
2.根据权利要求1所述的传动设备,其中,所述密封件(30)是具有至少一个贴靠在表面区段处的密封唇(30b)的径向轴密封环。
3.根据权利要求1或2所述的传动设备,其中,所述密封件(30)置于与所述第一太阳轮(11)一体式构造且围绕所述旋转轴线延伸的空心圆柱形的凸肩(11b)内,其中,所述空心圆柱形的凸肩(11b)轴向上朝向所述第二太阳轮(33)的方向突出。
4.根据权利要求1或2所述的传动设备,其中,所述密封件(30)容纳在空心圆柱形的环(31)内,其中,所述环(31)相对于所述旋转轴线同中心地以端部压装在所述第一太阳轮(11a)的轮毂上。
5.根据权利要求1或2所述的传动设备,其中,所述第一太阳轮(33)具有相对于所述旋转轴线同中心的通孔(32),其中,所述通孔(32)在所述第一太阳轮(11)的轴向上背离所述第二太阳轮(33)的端部处利用封闭元件(28)封闭。
6.一种电驱动单元(1),其具有至少一个电机(22)和根据权利要求1所述的传动设备(2),其中,所述电机的转子与所述空心轴有效相连并且所述空心轴是所述传动设备(2)的输入轴,并且其中,所述另一轴是所述电驱动单元(1)的输出轴(15)。
7.根据权利要求6所述的电驱动单元(1),其中,所述传动设备的第一行星齿轮传动机构(6)是差速器(3),其中:
-差速器传动装置由被设计成行星齿轮架(9)的差速器篮、所述第一太阳轮(11)、与所述第一太阳轮共轴的第三太阳轮(13)、所述第一行星齿轮(12)和第三行星齿轮(14)构成,
-所述第一太阳轮(11)轴向上布置在所述第三太阳轮(13)和所述第二太阳轮(33)之间,
-所述第三行星齿轮(14)与所述第三太阳轮(13)处于齿啮合,
-所述第一行星齿轮(12)和所述第三行星齿轮(14)以能围绕行星齿轮轴线旋转的方式被所述行星齿轮架(9)承载,
并且其中,所述第二行星齿轮传动机构(8)是所述空心轴和所述差速器(3)之间的传动方面的有效连接部。
8.根据权利要求7所述的电驱动单元,其中,所述第一太阳轮(11)和所述第三太阳轮(13)具有彼此间共轴地取向的通孔(32),其中,至少所述第一太阳轮(11)的通孔(32)在一侧利用封闭元件(28)封闭。
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