CN114982108A - 轴接地装置及具有该装置的电驱动单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴接地装置(X)，所述轴接地装置用于将轴(1)相对于壳体(2)电接地，其中，设置有导电的矩形环(4)以用于建立与轴(1)的电接触，所述矩形环布置在构造在轴(1)中的矩形槽(3)中，其中，矩形环(4)通过金属的套筒(5)与壳体(2)导电接触，其中，轴接地装置(X)具有预紧装置，所述预紧装置将矩形环(4)轴向地抵着矩形环槽(3)挤压，并且径向向外地抵着套筒(5)挤压，并且本发明涉及一种用于机动车的具有这种轴接地装置(X)的电驱动单元(G1、G2)。

Description

轴接地装置及具有该装置的电驱动单元

技术领域

本发明涉及一种用于将轴相对于壳体电接地的轴接地装置。本发明还涉及一种用于机动车的具有这种轴接地装置的变速器。

背景技术

轴接地装置通常用于机动车的电气化动力传动系、例如混合动力驱动器或电驱动的车桥中，并用于从导电构件(例如变速箱的驱动轴或从动轴和转子)导出交流电，以便以这种方式避免由于在构件、例如轴承处的电流流动而造成的损伤和/或减少轴的电磁辐射形成。在此需要使在转动的部件(轴)和其中布置有轴的静止的壳体之间的电阻(也称为阻抗)保持尽可能低。

从现有技术已知，为了实现在静止的轴接地装置和转动的轴之间所需的接触使用呈碳刷、经涂覆的导电塑料或无纺布形式的滑件。为了在此使接触电阻保持尽可能小，在轴上需要更大的接触靠置。

从US6608410B2已知，在转子轴布置在壳体中的情况下，通过在轴和壳体之间的导电地实施的密封元件导出电流，以实现接地功能。

发明内容

本发明基于以下任务，给出一种替代的轴接地装置。

所述任务通过权利要求1的特征来解决。根据本发明的其他设计和优点由从属权利要求、说明书和附图得出。

为了解决该任务，提出一种用于将轴相对于壳体电接地的轴接地装置，其中，设置有导电的矩形环以用于建立与轴的电接触，所述矩形环布置在构造在轴中的矩形槽中。矩形环通过金属的套筒与壳体导电接触。

本发明基于以下构思，将矩形环的对于轴密封已知的原理用于轴接地。通过附加的预紧装置确保在轴和矩形环之间的导电接触。

根据本发明的一个实施例，所述预紧装置具有楔形构造的活塞和弹簧元件、尤其是径向预紧的拉伸圆形弹簧，所述活塞和所述拉伸圆形弹簧布置在矩形环槽中，其中，拉伸圆形弹簧将活塞抵着矩形环挤压，该活塞又将矩形环在静止状态下轴向地抵着矩形环槽挤压并且由于楔形形状而径向向外地抵着密封套筒或支承件挤压。

为了集成所需的构件、即活塞和拉伸圆形弹簧，需要增大存在的矩形环槽。

通过根据本发明的方案实现了以下优点：矩形环总是相对于轴、尤其是相对于轴肩以及相对于套筒具有预紧力，这与矩形环的导电设计相结合是针对在轴(经由矩形环、经由套筒)与壳体之间的电流导出的先决条件。

由于套管通常被压入壳体中，电流可以很好地流到壳体上以进行接地。本发明的另一个优点在于，与现有技术相比仅需要两个附加的构件，即拉伸圆形弹簧和活塞，这导致小的制造成本和装配成本。此外，用于安装拉伸圆形弹簧和活塞所需的安装空间非常小。

根据本发明的扩展方案可以规定，所述矩形环实施为具有银覆层，以便将接触电阻保持尽可能小，其中，为此的成本有利地是低的，因为银覆层被限制于相对小的构件。

优选地，矩形环除了其在轴接地装置中的作用以外还作用为油密封环。通过这种结构可以省去否则附加地需要的密封件。

此外，提出一种用于机动车的电驱动单元，其中，该电驱动单元具有壳体和支承在壳体中的轴。电驱动单元可以具有根据前述设计之一所述的轴接地装置，以便在壳体和轴之间提供导电接触。

电驱动单元例如可以是用于机动车的电的车桥驱动器。替代于此，电驱动单元可以由变速器形成，该变速器具有用于驱动车辆的电机，例如自动变速器或双离合变速器。

根据一个可能的实施例，轴接地装置布置在电驱动单元的油空间中。油空间是电驱动单元的如下空间，油处于该空间中，例如用于润滑和/或冷却电驱动单元的部件。在这样的设计中，轴接地装置的矩形环可以作用为用于密封所述油空间的密封环。

如果电驱动单元的轴接地装置具有前述的楔形活塞，则活塞优选地定向为，使得作用在油空间中的压力作用到活塞上以增加矩形环的密封作用。

替代于此，轴接地装置可以布置在电驱动单元的干燥空间中。

附图说明

下面借助附图示例性地更详细地解释本发明。附图中：

图1和图2分别示出机动车的动力传动系；

图3示出在装配状态下的轴接地装置的示意性剖面图；以及

图4示出轴接地装置的活塞的透视图。

具体实施方式

图1示出具有电驱动单元G1的机动车的动力传动系。电驱动单元G1具有带有不可转动的定子ST和可转动的转子RO的电机。定子ST固定在壳体2上。转子RO固定在支承在壳体2中的轴1上。施加在转子RO上的功率通过图1中未示出的变速器传递到差速传动机构AG上，该差速传动机构将功率分配到机动车的各驱动轮DW上。

在电机运行时，电流可以耦入到转子RO中，所述电流通过轴1的支承件与壳体2电隔绝。为了确保这些电流的返回路径，电驱动单元G1具有轴接地装置X。通过轴接地装置X在轴1和壳体2之间建立导电接触。轴接地装置X例如设置在电驱动单元G1的干燥空间GT中。

图2示出具有电驱动单元G2的机动车的动力传动系。该动力传动系现在构造为混合动力传动系。电驱动单元G2由变速器形成，该变速器在输入侧与内燃机VM连接。该变速器具有图2中未示出的齿轮组，以便在输入轴GW2和轴2之间提供不同的传动比。变速器具有带有转子RO和定子ST的电机，定子ST与电驱动单元G2的壳体2连接，并且转子RO与输入轴GW1连接。在从动侧，变速器通过轴1与差速传动机构AG连接。差速传动机构AG设置成用于将施加在轴1上的功率分配到机动车的各驱动轮DW上。

在电机运行期间，电流可以耦入到转子RO中，这些电流通过轴GW1、2的支承件与壳体1电隔绝。为了确保这些电流的返回路径，电驱动单元G2具有轴接地装置X。通过轴接地装置X在轴1和壳体2之间建立导电接触。轴接地装置X例如布置在电驱动单元G2的油空间GR中。

图1和图2中所示的动力传动系和电驱动单元G1、G2只能被视为示例性的。

图3示出用于电驱动单元G2的轴接地装置X的示意性剖视图。油空间GR通过布置在构造在轴1中的矩形环槽3中的导电地实施的矩形环4相对于壳体2和轴1密封，其中，矩形环4能够通过油压力被轴向地挤压到矩形环槽3、尤其是轴肩上并且能够径向向外地抵着由金属制成的套筒5被挤压，以用于实现密封作用。

根据本发明，轴接地装置X具有预紧装置，即使在轴1静止时，该预紧装置也将矩形环4轴向地抵着矩形环槽3挤压并且径向向外地抵着套筒5挤压，其中，在图3中所示的示例中，轴接地装置具有楔形构造的活塞6和径向预紧的拉伸圆形弹簧7，所述活塞和所述拉伸圆形弹簧布置在矩形环槽3中。矩形环4可以实施为具有银覆层，以便使接触电阻保持尽可能低。

活塞6通过拉伸圆形弹簧7的力抵着矩形环4被挤压，其中，在轴1静止时，由此矩形环4轴向地抵着矩形环槽3被挤压并且由于活塞6的楔形形状而径向向外地抵着套筒5被挤压，从而确保了为了导出电流所需的矩形环4对于轴1和套筒5的预紧。

图4的对象是轴接地装置X的预紧装置的活塞6。如从图4中可以看出的，活塞6在当处于装配状态下时背离矩形环4的一侧处具有分布在周缘上的槽8，所述槽在运行时使得油能够穿入到矩形环槽3中，从而矩形环4被轴向挤压到矩形环槽3上并且径向向外地抵着套筒5被挤压，以实现密封作用。

此外，在所示的示例中，活塞6具有开口9以用于实现或简化装配；根据另外的设计方案，活塞可以由两个部件组成。

根据图3和图4的轴接地装置X也可以使用在电驱动单元G1中，从而轴接地装置X布置在电驱动单元G1的干燥空间GT中。在此，相应地省略了矩形环4的液压预紧。

附图标记列表

G1、G2 电驱动单元

ST 定子

RO 转子

AG 差速传动机构

DW 驱动轮

VM 内燃机

GW1 输入轴

GR 油空间

GT 干燥空间

X 轴接地装置

1 轴

2 壳体

3 矩形环槽

4 矩形环

5 密封套筒

6 活塞

7 拉伸圆形弹簧

8 槽

9 开口

Claims (12)

1.一种轴接地装置(X)，所述轴接地装置用于将轴(1)相对于壳体(2)电接地，其中，设置有导电的矩形环(4)以用于建立与轴(1)的电接触，所述矩形环布置在构造在轴(1)中的矩形槽(3)中，其中，矩形环(4)通过金属的套筒(5)与壳体(2)导电接触，其中，轴接地装置(X)具有预紧装置，所述预紧装置将矩形环(4)轴向地抵着矩形环槽(3)挤压，并且径向向外地抵着套筒(5)挤压。

2.根据权利要求1所述的轴接地装置(X)，其特征在于，所述矩形环(4)实施为具有银覆层。

3.根据权利要求1或2所述的轴接地装置(X)，其特征在于，所述预紧装置具有楔形构造的活塞(6)和径向预紧的拉伸圆形弹簧(7)，所述活塞和所述拉伸圆形弹簧布置在矩形环槽(3)中，从而拉伸圆形弹簧(7)将活塞(6)抵着矩形环(4)挤压，从而将矩形环(4)轴向地抵着矩形环槽(3)挤压并且由于活塞(6)的楔形形状而径向向外地抵着套筒(5)挤压。

4.根据权利要求3所述的轴接地装置(X)，其特征在于，所述活塞(6)具有开口(9)以用于实现或简化装配。

5.根据权利要求3或4所述的轴接地装置(X)，其特征在于，所述活塞(6)一件式地实施或由两个部件组成。

6.根据前述权利要求中任一项所述的轴接地装置(X)，其特征在于，所述矩形环(4)附加地作用为油密封环。

7.根据权利要求6所述的轴接地装置(X)，其特征在于，活塞(6)在当处于装配状态下时背离矩形环(4)的一侧处具有分布在周缘上的槽(8)，所述槽在运行时使得油能够穿入到矩形环槽(3)中，从而矩形环(4)被轴向挤压到矩形环槽(3)上并且径向向外地抵着套筒(5)被挤压，以实现密封作用。

8.一种用于机动车的电驱动单元(G1、G2)，其中，所述电驱动单元(G1、G2)具有壳体(2)和支承在壳体(2)中的轴(1)，其特征在于，设有根据权利要求1至7中任一项所述的轴接地装置(X)，其中，通过所述轴接地装置(X)在所述壳体(2)和所述轴(1)之间建立导电接触。

9.根据权利要求8所述的电驱动单元(G2)，其特征在于，所述轴接地装置(X)布置在所述电驱动单元(G)的油空间(GR)中。

10.根据权利要求9所述的电驱动单元(G2)，其特征在于，所述轴接地装置(X)的矩形环(4)作用为用于密封所述油空间(GR)的密封环。

11.根据权利要求10所述的电驱动单元(G2)，其特征在于，所述轴接地装置(X)根据权利要求3构造，其中，油空间(GR)中存在的压力作用到活塞(6)上，使得矩形环(4)的密封作用被加强。

12.根据权利要求8所述的电驱动单元(G1)，其特征在于，所述轴接地装置(X)布置在所述电驱动单元(G1)的干燥空间(GT)中。

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