CN117321891A - 电动车桥模块的轴承组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动车桥模块(10)的轴承组件(22)，该电动车桥模块具有电机(12)和传动装置(14)，传动装置具有被多重支承的传动装置输入轴(24)。轴承组件(22)在传动装置(14)中被实施为顶盖侧轴承(30)和壳体侧轴承(40)的第一X组件(74)。传动装置输入轴(24)具有朝向传动装置输入轴(24)的中部走向的功能直径(66、68、70、72)，这些功能直径从顶盖侧轴承(30)的轴承座(56)出发基本上增大。本发明还涉及一种具有轴承组件(22)的电动车桥模块(10)，其应用在电驱动车辆中。

Description

电动车桥模块的轴承组件

技术领域

本发明涉及一种电动车桥模块(E-Achsen-Modul，E车桥模块)的轴承组件，该电动车桥模块具有电机和传动装置，并具有被多重支承的传动装置输入轴。此外，本发明涉及轴承组件在电驱动乘用车或电驱动商用车的电驱动系中的应用。

背景技术

DE 102010048131 A1涉及一种电驱动单元。其包括定子和转子、传动装置以及电路和壳体。壳体形成马达空间和传动装置空间，在马达空间中布置电机，在传动装置空间中布置传动装置的至少一部分。驱动单元具有润滑回路，在润滑回路中引导用于润滑和冷却电机的转子和传动装置的润滑液，其中，润滑液在马达空间和传动装置空间之间循环。此外，驱动单元具有冷却回路，在冷却回路中引导冷却液，用于冷却电机的定子和电路。冷却回路的冷却液与润滑回路的润滑液处于热交换连接。

EP 2846439 A1的主题是一种具有轴的电机。该电机包括转子，转子在电机的运行中与定子磁性地共同起作用。此外设置有第一轴承装置和第二轴承装置以及轴，该轴绕转动轴线可转动地支承在第一轴承装置和第二轴承装置中。该轴沿转动轴线的轴向方向彼此跟随地具有带第一材料的第一区段和带第二材料的第二区段，其中，转子被紧固在轴的第一区段上，且其中，第一材料和第二材料在第一区段和第二区段的对接部位上被材料锁合且均匀地彼此连接。为包括转子在内的电机以及包括至少一个第一电机和至少一个第二电机的串联电机提供了一种轴，一种用于制造电机的方法以及一种用于制造串联电机的方法。

DE 10350040 A1的主题是一种传动装置驱动单元。传动装置驱动单元尤其用于调节机动车中的可运动部件，并包括电动马达，电动马达具有布置在定子内部的转子。此外设置有为此同轴布置的、具有驱动轴的减速传动装置，其中，转子被支承在空心轴上，在该空心轴的外周边上沿轴向在转子旁边布置有至少一个对减速传动装置进行驱动的传动装置结构部件且从动轴贯穿空心轴。

发明内容

根据本发明提供一种电动车桥模块的轴承组件，该电动车桥模块具有电机和传动装置，以及具有被多重支承的传动装置输入轴。轴承组件在传动装置中被实施为顶盖侧轴承和壳体侧轴承的第一X组件，且传动装置输入轴具有朝向传动装置输入轴的中部去地从顶盖侧轴承的轴承座出发增大的直径。

通过电动车桥模块的所提出的轴承组件，预装配在传动装置输入轴上的转子可以沿装配方向被安装并从电动车桥模块的如下侧被装配，在该侧中，在电动车桥模块完备的情况下布置电机。由此存在下列可能性，即，在传动装置被装配在电动车桥模块上之前，检查带有功率电子装置或没有功率电子装置的已经装配好的电机。

在根据本发明提出的解决方案的另一有利实施变型方案中，在轴承组件的内部，传动装置输入轴要么一件式被实施为一结构部件，要么替换地由不同材料制成的多个轴区段来制作并经由摩擦焊、激光焊或电容器放电焊接合。

电动车桥模块的根据本发明提出的轴承组件包括顶盖侧轴承、壳体侧轴承以及电动机轴承(E-Maschinen-Lager，E机器轴承)。总之，由此按照根据本发明提出的轴承组件使得传动装置输入轴被可转动地接收在三个滚动轴承中。在根据本发明提出的轴承组件的另一有利实施变型方案中，顶盖侧轴承、壳体侧轴承和电动机轴承被实施为径向深沟球轴承、径向推力球轴承、圆柱滚子轴承或球形滚子轴承。

在根据本发明提出的轴承组件中，传动装置输入轴具有运行齿部，运行齿部要么直接被实施在传动装置输入轴的材料中，要么可以经由插接齿部借助于小齿轮与传动装置输入轴接合。

在根据本发明提出的轴承组件的有利改进方案中，传动装置输入轴可以与电机的预装配转子一起沿装配方向被装配到系统壳体或者说电动车桥模块中。由此获得显著简化的制作过程，因为在装配范畴内可以将传动装置和电机分离以及进行这些部件的测试过程。

根据本发明提出的轴承组件的特征在于，传动装置输入轴包括顶盖侧轴承的轴承座，该轴承座以第一直径实施，且传动装置输入轴具有运行齿部，该运行齿部以超过第一直径的第二直径实施，且传动装置输入轴具有壳体侧轴承的轴承座，其以超过第一直径和第二直径的第三直径实施，以及传动装置输入轴包括密封元件的运行面，该运行面的第四直径超过第一直径、第二直径和第三直径。

通过前述的直径布置，传动装置轴(无论其一件式或多件式实施)可以沿装配方向在电动车桥模块中从一侧进行接合。这点提供了制作技术方面的优点，因为基于传动装置输入轴的传动装置侧部分上的连续直径层级可以将转子预装配在传动装置输入轴上，且在电动车桥模块的最终装配范畴内所需的测试过程可以彼此分开。

在根据本发明提出的轴承组件的另一有利实施变型方案中，传动装置的传动装置部件的、朝顶盖侧轴承的方向起作用的轴向力被直接地或在中间连接套筒的情况下间接地支撑在运行齿部上。

替换地存在下列可能性，传动装置的传动装置部件的、朝向顶盖侧轴承的方向起作用的轴向力被支撑在传动装置输入轴的附加轴肩上或被支撑在抗相对转动地布置在该传动装置输入轴上的驻车截止轮上。此外，在根据本发明提出的解决方案中设置：可选安装在传动装置输入轴上的驻车截止轮直接支撑在运行齿部上或在中间连接套筒的情况下支撑在运行齿部或传动装置输入轴的附加轴肩上。

此外，鉴于根据本发明提出的轴承组件而突显出的是，在电动车桥模块中，顶盖侧轴承和传动装置输入轴的电动机轴承形成第二X组件。

此外，本发明涉及轴承组件在电驱动乘用车或电驱动商用车的电驱动系中的应用。

发明优点

通过根据本发明提出的轴承组件提供了一种非常装配友好、灵活且鉴于其使用寿命耐用的轴承方案。多个结构组的部分装配是可行的，该部分装配可以实现构建电动车桥模块时的部件检查的可能性并同时表示一种高度集成的方案，该方案非常成本低廉、紧凑且鉴于其重量被优化。通过将顶盖侧轴承和壳体侧轴承布置在电动车桥模块的传动装置的区域中提供了支承可能性，该支承可能性以优化的方式适用于，对高的齿部力进行支撑以及能够实现对于顶盖侧轴承和壳体侧轴承之间的预紧力进行简单调节。由于电动车桥模块中的传动装置的传动装置部件所产生的、正在出现的轴向力(这些轴向力朝顶盖侧轴承的方向起作用)可以要么直接支撑在运行齿部上，要么间接经由中间连接套筒被支撑在运行齿部上。此外存在下列可能性，即，朝顶盖侧轴承的方向起作用的轴向力被支撑在传动装置输入轴的附件轴肩上或被支撑在可选存在的驻车截止轮上。该驻车截止轮又可以直接支撑在传动装置输入轴的运行齿部上或在中间连接套筒的情况下支撑在运行齿部上或例如支撑在附加构造在传动装置输入轴上的轴肩上。

在根据本发明提出的轴承组件中，电动机轴承被尺寸设计得较小并进而成本低廉，因为该电动机轴承仅仅用于接收比较小的力，这些比较小的力由电机的转子的重量产生。

通过直径增大(这些直径在传动装置输入轴上从顶盖侧轴承出发朝传动装置输入轴的中部方向朝向密封元件例如径向密封环方向实施)存在下列可能性，即，转子轴从电机侧被装入在电动车桥模块中。由此开辟了下列可能性，即，在电动车桥模块通过附装传动装置被完备之前，在联接到功率电子装置上或没有联接到功率电子装置上的情况下检查已经装配在传动装置输入轴上的电机、例如转子。

在根据本发明提出的轴承组件中优选使用滚动轴承，这些滚动轴承例如被实施为径向深沟球轴承、径向推力球轴承、圆柱滚子轴承或球形滚子轴承。

通过根据本发明提出的轴承组件被三重支撑的传动装置输入轴可以被一件式制造或由单个轴区段接合，这些轴区段由各种原料制作。为了接合由不同材料制造的轴区段，例如可以使用摩擦焊、激光焊和电容器放电焊。将传动装置输入轴实施为由多个彼此接合轴区段组成的多件式轴提供了下列优点，即，可以使用针对例如运行齿部和转子轴的功能而言分别适合的原料。

附图说明

根据附图随后深入描述本发明。

其中：

图1示出了根据本发明的轴承组件的部件，在这些部件中，电动车桥模块的传动装置输入轴被多重支承；

图2示出了用于多重支承传动装置输入轴的轴承组件，传动装置输入轴被装入到带有传动装置和电机的电动车桥模块中；

图3示出了传动装置输入轴上的直径层级的示意图；以及

图4示出了传动装置区域中的第一X组件以及处于电动车桥模块的外侧上的第二X组件的示意图。

具体实施方式

在本发明的实施方式的随后的描述中，相同或类似的元件以相同的附图标记来表示，其中，这些元件在单个情况下的重复描述被取消。这些图仅示意性示出了本发明的主题。

图1示出了根据本发明提出的轴承组件22的一实施变型方案，用于将传动装置输入轴24多重支承在电动车桥模块10中。

根据图1中示意图的电动车桥模块10除了电机12之外包括传动装置14。电动车桥模块10包括系统壳体16，系统壳体在电动车桥模块10的传动装置侧的一侧通过简示的传动装置顶盖18封闭。在电动车桥模块10的相对置的侧上，系统壳体16例如通过电机12的传动装置顶盖20封闭。在根据图1的根据本发明提出的轴承组件22中，传动装置输入轴24被多重支承。传动装置输入轴24在电动车桥模块10的电机12的区域中包括转子26，转子由图2中所示的定子壳体52围住，定子54处在定子壳体中。

由根据图1的视图突显出的是，根据本发明提出的轴承组件22具有顶盖侧轴承30。顶盖侧轴承30例如能够借助于安装在传动装置顶盖20中的配合垫片28鉴于其限定的预紧力进行调整。此外，由根据图1的视图突显出的是，在传动装置输入轴24上可以接收驻车截止轮32，该驻车截止轮利用配合齿部36抗相对转动地被紧固在传动装置输入轴24上。直接在可选存在的驻车截止轮32旁边，在传动装置输入轴24上构成运行齿部34。经由该运行齿部34，电机12的转矩被导入到电动车桥模块10的传动装置14中。

电动车桥模块10中的传动装置14此外包括壳体侧轴承40，其内环可以利用保险环38沿轴向方向在传动装置输入轴24上进行固定。壳体侧轴承40被支承在图1中简示的系统壳体16中。直接靠近壳体侧轴承40，与未详细示出的运行面一起起作用地布置密封元件42。在此例如涉及径向轴密封环。通过密封元件42，电机12的内部与传动装置14的利用润滑介质所润湿的内部空间分开。

最后，传动装置输入轴24在根据本发明提出的轴承组件22的范畴内被支承在电动机轴承44中。该电动机轴承与顶盖侧轴承30和壳体侧轴承40相比尺寸设计得较小，因为电动机轴承44在电动车桥模块10的装配有顶盖20的侧上仅仅支撑电机12的转子26。在传动装置14中出现的力通过最先提及的轴承部件，也就是说顶盖侧轴承30以及壳体侧轴承40来接收。在电动机轴承44中例如布置波形弹簧46，使得可以平衡传动装置输入轴24的出现的轴向游隙。替换地，替代波形弹簧46可以使用碟簧或还有碟簧组。

传动装置输入轴24可以由连续的材料一件式实施。此外存在下列可能性，即，在根据本发明提出的轴承组件22中被多重支承在电动车桥模块10中的传动装置输入轴24以区段方式由多个轴区段来接合。单个的轴区段可以由各种的材料制作并在它们的对接部位上经由材料锁合的连接方法，优选摩擦焊、激光焊或电容器放电焊被材料锁合地彼此接合。传动装置输入轴24的多件式构造具有下列优点，即，相应于传动装置输入轴24的对应区段的功能可以选出为此优化适合的材料。

在图1中所示的根据本发明提出的轴承组件22中，作为顶盖侧轴承30、壳体侧轴承40和电动机轴承44(尽管该电动机轴承也可以尺寸设计得较小)优选使用滚动轴承。在此可以是径向深沟球轴承或径向推力球轴承、圆柱滚子轴承、球形滚子轴承或更多的类似轴承。图1中所示的运行齿部34可以直接在传动装置14的区域中在传动装置输入轴24的材料中制造，或该运行齿部也可以经由插接齿部被示出为小齿轮。在该情况下，小齿轮可以被实现为以套筒构型的附加结构部件，并具有附加的轴向固定部。此外存在下列可能性，即，一侧或两侧地经由顶盖侧轴承30的以及壳体侧轴承40的轴承内环来支撑轴向力。

从根据图2的视图，能够看到包括传动装置部件50在内的电动车桥模块10和在根据本发明提出的轴承组件20中被多重支承的传动装置输入轴24。

由根据图2的视图突显出的是，由电动车桥模块10的电机12产生的转矩经由运行齿部34被传递到传动装置14的彼此啮合的传动装置部件50上。电机12的转子26在定子54内部旋转，定子被接收在定子壳体52中。

顶盖侧轴承30在轴承座56上被接收在传动装置顶盖18的区域中，而传动装置输入轴24的壳体侧轴承40被接收在传动装置输入轴24的轴承座58上。在壳体侧轴承旁边有例如可构型为径向轴密封环的密封元件42，该密封元件将传动装置14的内部空间与电机12的内部空间分开，使得在传动装置14中循环的润滑介质可以与电动车桥模块10的电机12的内部空间保持距离。

此外，由根据图2的视图突显出的是，接收在传动装置输入轴24的轴承座62上的电动机轴承44通过电动车桥模块10上的顶盖20被遮盖和封闭。

从根据图3的视图，以示意方式可以看到多重支承在根据本发明提出的轴承组件22中的传动装置输入轴24的实施变型方案。依据已经结合图1和图2所描述的细节，传动装置输入轴24(该传动装置输入轴在根据图3的视图中以立体视图并在没有其上布置的部件的情况下示出)沿装配方向64从电机12侧被装入到电动车桥模块10中。为了能够实现简单且快速，在此耐用并精确的沿装配方向64进行的装配，传动装置输入轴24具有功能直径的各个层级。这些功能直径在细节上被提供为，从用于接收顶盖侧轴承30的轴承座56出发，逆着装配方向64不断增大地实施各个部件的功能直径。用于接收顶盖侧轴承30的轴承座56以第一功能直径66来实施。运行齿部34的衔接轴承座56的第二功能直径68(齿顶圆直径)以第二功能直径68来实施，该第二功能直径超过传动装置输入轴24的轴承座56的第一功能直径66。此外设置第三功能直径70，在该第三功能直径上构造轴承座58，用于接收壳体侧轴承40。传动装置输入轴24的最大的第四功能直径72由用于密封元件42的运行面60给出，该密封元件被构造为径向轴密封环。鉴于功能直径66、68、70、72的该层级，第四功能直径72超过第三功能直径70，第三功能直径又超过第二功能直径68，第二功能直径超过最先提及的功能直径66。因此获得功能直径66、68、70、72从轴承座56出发朝向传动装置输入轴24的中部方向，也就是说朝向密封元件42的运行面60方向的增大。第四功能直径72以非必要方式是传动装置输入轴24的绝对最大直径；该第四功能直径仅需大于所有传动装置侧的直径。传动装置输入轴24的布置在电动机侧的轴区段也可以具有较大的直径。鉴于完整性参考轴承座62，但是该轴承座在沿装配方向64装配传动装置输入轴24时具有次要意义。在各个前述功能直径66、68、70、72之间也可以存在传动装置输入轴24的具有较小直径的轴区段。

在利用功能直径66、68、70、72的所介绍的层级沿装配方向64装配传动装置输入轴24和将电机12的转子26装配在传动装置输入轴24的周边上时，这样的预装配单元，无论是否带功率电子装置，都可以在电动车桥模块10根据图2中的视图被完全装配之前进行测试和检查。在下级的工作过程中才例如可以将传动装置14连同其部件50进行完全装配。这点能够鉴于单个部件的制作和检查来实现将电动车桥模块10的电机12和传动装置14彼此分开的检查和测试过程。这些检查和测试过程可以通过根据本发明提出的支承方案被用于传动装置输入轴24连同接收在其上的部件的多重支承。

从根据图4的视图能够看出，关于传动装置14，顶盖侧轴承30和壳体侧轴承40以第一X组件74相对彼此布置。在传动装置14的区域中，基于在那里彼此啮合的、一般被构造为齿轮的传动装置部件50而出现轴向力，这些轴向力通过第一X组件74或者说通过其限定的预紧力被接收。为此可以以有利的方式在顶盖侧轴承30和壳体侧轴承40的第一X组件74的范畴内实现限定的预紧力。该预紧力例如可以经由适合地选出配合垫片28来调整(参见根据图1的视图)。

在较大的范畴内突显出的是，在电动车桥模块10上一方面通过顶盖侧轴承30且另一方面通过电动机轴承44给出第二X组件76。顶盖侧轴承30同时是第一X组件74的部件，而通过电动车桥模块10的顶盖20闭合的电动机轴承44仅是第二X组件76的部件。在第二X组件76的范畴内，游隙补偿通过图1中所示的波形弹簧46进行，该波形弹簧沿轴向方向加载电动机轴承44。

在前面所介绍的图1至4中描述了电动车桥模块10的根据本发明提出的轴承组件22的一实施变型方案。该电动车桥模块使用在电驱动乘用车或电驱动商用车的电驱动系中。除了用于将传动装置输入轴24多重支承在电动车桥模块10的壳体部件50中的根据本发明提出的轴承组件22的根据图1至4所介绍的实施变型方案，鉴于接收在电动车桥模块10中的各个部件50存在大量的改变变型方案。因此，驻车截止轮32可以可选地存在并材料锁合地经由焊接被紧固在传动装置输入轴24的周边上。替换地存在下列可能性，即，驻车截止轮32抗相对转动地借助于插接齿部或借助于配合齿部36被固定在传动装置输入轴24的周边上。顶盖侧轴承30和壳体侧轴承40也可以被实现为固定-浮动支承，其中，要么顶盖侧轴承30，要么壳体侧轴承40是固定-浮动支承的固定轴承。浮动轴承可以在该情况下附加地经由弹簧元件或垫片来介绍。

在另一实施可能性中可以在轴承座58和用于构型为轴肩上的径向轴密封环的密封元件42的运行面60之间插入一环。该环可以支撑在壳体侧轴承40的内环和该轴肩上，以便扩大接触面。由此可以在轴承座58和运行面60的区域中针对装配密封元件42实现传动装置输入轴24上的必须的直径突变的减少。壳体侧轴承40的内环上的棱边半径可以被构造为减少，以便在一方面轴承座58和另一方面密封元件42的运行面60之间尽可能小地保持传动装置输入轴24上的必须的直径突变。

本发明不限制于这里所描述的实施例和其中所突显出的方面。确切地说，在通过权利要求记载的范围内，大量改变是可行的，这些改变处于本领域技术人员可以处理的范畴内。

Claims (12)

1.一种电动车桥模块(10)的轴承组件(22)，所述电动车桥模块具有电机(12)和传动装置(14)并具有被多重支承的传动装置输入轴(24)，其特征在于，所述轴承组件(22)在所述传动装置(14)中被实施为顶盖侧轴承(30)和壳体侧轴承(40)的第一X组件(74)，且所述传动装置输入轴(24)具有从所述顶盖侧轴承(30)的轴承座(56)出发向所述传动装置输入轴(24)的中部基本上增大的功能直径(66、68、70、72)。

2.根据权利要求1所述的轴承组件(22)，其特征在于，所述传动装置输入轴(24)被一件式实施，或者包括由通过摩擦焊、激光焊或电容器放电焊彼此接合在一起的彼此不同材料制成的多个轴区段。

3.根据权利要求1至2所述的轴承组件(22)，其特征在于，所述轴承组件包括所述顶盖侧轴承(30)、所述壳体侧轴承(40)以及电动机轴承(44)。

4.根据权利要求1至3所述的轴承组件(22)，其特征在于，所述顶盖侧轴承(30)、所述壳体侧轴承(40)和所述电动机轴承(44)被实施为径向深沟球轴承、径向推力球轴承、圆柱滚子轴承或球形滚子轴承。

5.根据权利要求1至4所述的轴承组件(22)，其特征在于，所述传动装置输入轴(24)具有运行齿部(34)，所述运行齿部在所述传动装置输入轴(24)中实施或者通过轴-毂连接、特别是插接齿部被实施为小齿轮。

6.根据权利要求1至5所述的轴承组件(22)，其特征在于，带有所述电机(12)的预装配转子(26)的所述传动装置输入轴(24)能沿装配方向(64)装配到系统壳体(16)中。

7.根据权利要求1至6所述的轴承组件(22)，其特征在于，所述传动装置输入轴(24)包括：所述顶盖侧轴承(30)的轴承座(56)，所述顶盖侧轴承的轴承座以第一功能直径(66)来实施；且还具有运行齿部(34)，所述运行齿部以超过所述第一功能直径(66)的第二功能直径(68)来实施；且具有所述壳体侧轴承(40)的轴承座(58)，所述壳体侧轴承的轴承座以超过第一功能直径和第二功能直径(66、68)的第三功能直径(70)来实施；以及具有密封元件(42)的运行面(60)，所述运行面的第四功能直径(72)超过所述第一功能直径、所述第二功能直径和所述第三功能直径(66、68、70)。

8.根据权利要求1至7所述的轴承组件(22)，其特征在于，所述传动装置(14)的传动装置部件(50)的、朝所述顶盖侧轴承(30)的方向起作用的轴向力被直接或通过中间连接套筒的情况下间接地支撑在所述运行齿部(34)上。

9.根据权利要求1至7所述的轴承组件(22)，其特征在于，所述传动装置(14)的传动装置部件(50)的、朝所述顶盖侧轴承(30)的方向起作用的轴向力被支撑在所述传动装置输入轴(24)的附加轴肩上或被支撑在直接布置在所述传动装置输入轴上的驻车截止轮(32)上。

10.根据权利要求1至7所述的轴承组件(22)，其特征在于，所述驻车截止轮(32)被直接支撑在所述运行齿部(34)上，或在中间连接套筒的情况下被支撑在所述运行齿部(34)上，或被支撑在所述传动装置输入轴(24)的附加轴肩上。

11.根据权利要求1至10所述的轴承组件(22)，其特征在于，在所述电动车桥模块(10)中，所述顶盖侧轴承(30)和所述电动机轴承(44)形成第二X组件(76)。

12.一种根据权利要求1至11中任一项所述的轴承组件(22)在电驱动乘用车或电驱动商用车的电驱动系中的应用。