CN117677784A - 接油盘、行星传动装置和电动车轴传动系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于安置到能够绕轴线(2)旋转的轴(3)上以用于随该轴共同旋转的接油盘(1)，其中：接油盘(1)具有盘底部(4)，该盘底部沿轴向方向延伸且在周向上封闭，并且从该盘底部朝向轴线(2)径向向内延伸有两个盘壁(5)；当轴(3)旋转时，液压流体(7)可以被准许进入由盘底部(4)和两个盘壁(5)限定的通道(6)；盘底部(4)的至少部分具有表面结构(8)，表面结构沿轴向方向延伸并且从盘底部(4)沿径向方向向内突出，其中，液压流体(7)能够在轴(3)旋转时于表面结构上沿周向方向流动，并且表面结构被设计成使得来自液压流体(7)的固体颗粒(9)沉积在由周向相邻的表面结构(8)限定的盘凹穴(10)中。

Description

接油盘、行星传动装置和电动车轴传动系

技术领域

本发明涉及用于以在旋转方面固定的方式安置在能够绕轴线旋转的轴上的接油盘，该接油盘具有沿轴向方向延伸的周向封闭的盘底部，从该盘底部朝向轴线的方向径向向内延伸有两个盘壁，其中，当轴旋转时，液压流体可以被准许进入由盘底部和两个盘壁限定的通道。本发明还涉及行星传动装置和电动车轴传动系。

背景技术

电动马达越来越多地用于驱动机动车辆，以便产生需要化石燃料的内燃发动机的替代方案。已经做出巨大努力来改善电驱动器在日常使用方面的适用性，并且还能够为用户提供他们习惯的驾驶舒适性。

可以在由Erik Schneider、Frank Fickl、Bernd Cebulski和Jens Liebold于德国汽车杂志ATZ、2011年05月第113卷第360页至365页上发表的文章中找到对电驱动器的详细描述，该文章的题目为：Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge[用于电动车辆的高度集成且灵活的电驱动单元]。该文章描述了一种用于车辆车轴的驱动单元，该驱动单元包括电动马达，该电动马达布置成与锥齿轮式差速器同心且同轴，其中，在动力系中于电动马达与锥齿轮式差速器之间布置有可换挡的2速行星齿轮组，并且该行星齿轮组也与电动马达或锥齿轮式差速器或直齿轮式差速器同轴地定位。由于可换挡的2速行星齿轮组，该驱动单元非常紧凑，并且允许在爬坡能力、加速度与能量消耗之间实现良好的折衷。这样的驱动单元也被称为电动车轴或可电动操作的传动系。

除了纯电动操作的传动系之外，混合动力传动系也是已知的。混合动力车辆的这样的传动系通常包括内燃发动机和电动马达的组合，并且使得例如在城市地区中能够实现具有足够里程和可用性两者的纯电动操作模式，特别是在越野行驶时亦是如此。另外，在某些操作情况下，可以同时驱动内燃发动机和电动马达。

在开发意在用于电动车轴或混合动力模块的电机时，需要不断增加电机的功率密度，使得为此对所需的电机进行冷却变得越来越重要。由于必要的冷却能力，诸如冷却油之类的液压流体已经在大多数构思中被确立，以用于从电机的热负载区域中消除热量。

同时，电动车轴或混合动力模块中的传动组件需要足够良好的润滑，以便不仅为热应力部件提供冷却，而且还提供足够良好的润滑以用于降低传动组件的摩擦损耗。例如也作为差速传动装置的行星传动装置通常用于电动车轴或混合动力模块中所使用的传动组件中。

机动车辆变速器中的行星传动装置的结构包括至少一个行星齿轮组，其中，行星齿轮以滚动安装或滑动安装的方式可旋转地布置在行星齿轮销上，该行星齿轮销容纳在行星架中。行星齿轮轴承装置的有效润滑和摩擦热量的消散对于行星传动装置的长期功能和实现较长的使用寿命而言至关重要。油作为润滑剂特别是从居中地布置在行星驱动器中的输入轴或输出轴的方向供应，优选地经由行星齿轮轴承装置的油通道或孔通过离心力供应。

DE 10 2010 054 868 A1示出了一种可以用作差速器、优选地用作车轴差速器的行星传动装置。为了对行星齿轮轴承装置进行润滑，行星齿轮销包括被设计为阶梯式孔的润滑油通道，润滑油从该润滑油通道经由径向孔流动至行星齿轮的轴承装置。借助于插入到进口侧上的润滑油通道中的接油盘，确保了润滑油的有针对性的供应。

根据DE 10 2005 054 084 A1，行星传动装置的行星齿轮架包括油收集环，该油收集环形成凹槽轮廓并且具有与行星齿轮架的旋转轴线对准的开口。在油收集环的面向行星齿轮架的一侧上，在凹槽轮廓上设置有多个油导引通道，油经由所述多个油导引通道从通道轮廓被导引至行星齿轮的轴承装置。

此外，DE 199157A1公开了一种借助于离心力用于对行星齿轮轴承装置进行润滑的润滑剂给送装置。油经由油收集装置被引入到行星齿轮销的中央孔中，并且从那里经由径向开口到达行星齿轮的轴承装置。

专利EP 178 56 46B1示出了意在用于机动车辆的自动变速器的一部分，该自动变速器包括带有行星架的行星传动装置。行星齿轮以可旋转的方式安装在固定于行星架中的行星齿轮销上。接油盘具有径向盘状部分，该部分在外侧径向地合并成凹槽，从该凹槽连接有连接件，该连接件接合在行星齿轮销的接纳部中。进入行星齿轮销的油经由横向孔被导引至行星齿轮在行星齿轮销上的承载点。

对于所列举的用于对行星传动装置进行冷却和/或润滑的所有构思，颗粒、例如磨损产生的颗粒可以通过液压路径进行输送，并且可能导致不期望的高度磨损、特别是在承载点中导致不期望的高度磨损。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种接油盘，该接油盘实现颗粒分离功能，特别地，该接油盘会减少或完全防止颗粒进入到承载点中。本发明的目的还在于提供一种改进的行星传动装置和磨损优化的车轴传动系。

该目的通过一种用于以在旋转方面固定的方式安置在能够绕轴线旋转的轴上的接油盘来实现，其中，该接油盘具有沿轴向方向延伸的周向封闭的盘底部，从该盘底部朝向轴线的方向径向向内延伸有两个盘壁，其中，当轴旋转时，液压流体可以被准许进入由盘底部和两个盘壁限定的通道，其中，盘底部至少部分地具有沿轴向方向延伸并且从盘底部沿径向方向向内突出的表面结构，液压流体可以在轴旋转时于表面结构上沿周向方向流动，并且这些表面结构被设计成使得来自液压流体的固体颗粒沉降在由周向相邻的表面结构限定的盘凹穴中。

这具有下述优点：例如在油润滑的变速器的操作期间，可以进行有针对性的离心力辅助沉淀，并且因此可以将固体颗粒从液压流体中去除。特别地，也可以借助于离心力辅助沉淀从液压流体中去除非铁磁性颗粒。这直接导致提高了例如设置有根据本发明的接油盘的传动组件的使用寿命。

在接油盘的底部上具有表面结构，这些表面结构特别地产生阻拦部或平静空间，所述阻拦部或平静空间用于通过局部地降低液压流体的流动速度来确保液压流体中的颗粒可以沿着表面结构沉降。此外，沉降过程受到例如在变速器操作期间起作用的离心力的支持。然后，流过阻拦部或平静空间并因此被清洁的液压流体可以沿着液压路径排出，并且例如被给送至承载点。用于使来自液压流体的固体颗粒沉积在表面结构中的总容积应当有利地大于使用寿命内的预期磨损量，以便始终能够通过接油盘保持清洁效果。表面结构的几何形状优选地在表面结构上沿着液压流体的流动方向形成阻拦部和平静空间。例如，表面结构的阻拦部和/或平静空间可以具有合适的倾斜角度、阶梯部高度和/或微观几何形状，所述倾斜角度、阶梯部高度和/或微观几何形状与表面结构上的局部流动条件有关，适于实现来自液压流体的固体颗粒的离心力辅助沉淀。例如，这可以使用流动模拟来确定，并进行相应地设计。

根据本发明的接油盘特别优选地意在用于电动车轴传动系中。机动车辆的电动车轴传动系可以包括至少一个电机和至少一个传动组件，其中，电机和传动组件优选地在各自情况下形成结构单元。电动车轴传动系优选地具有带第一传动组件的第一电机和带有第二传动组件的第二电机。

特别地，电机和传动组件在各自情况下可以布置在共用的传动系壳体中。替代性地，电机当然也可以具有马达壳体，并且变速器当然也可以具有变速器壳体，其中，然后可以通过将传动组件相对于电机固定来产生结构单元。该结构单元有时也被称为电动车轴。

在本发明的上下文中，电机可以配置为径向通量型机器或轴向通量型机器。为了形成在轴向上特别紧凑的车轴传动系，应当优选轴向通量型机器。特别地，电机意在用于在机动车辆的可电动操作的传动系内使用。

特别地，电机定尺寸成使得可以实现车辆速度超过50km/h，优选地超过80km/h，并且特别地超过100km/h。电动马达的输出特别优选地超过30kW，优选地超过50kW，并且特别地超过70kW。此外，优选的是，电机提供的速度大于5000rpm，特别优选地大于10000rpm，非常特别优选地大于12500rpm。

特别地，电动车轴传动系的传动组件可以联接至电机，该电机被设计成产生用于机动车辆的驱动扭矩。驱动扭矩特别优选地是主驱动扭矩，使得机动车辆仅由该驱动扭矩驱动。

传动组件可以具有行星传动装置和/或差速传动装置。差速传动装置是具有一个输入端和两个输出端的行星传动装置。差速传动装置通常具有下述功能：驱动机动车辆的两个车辆车轮，使得车辆车轮在转弯时以不同的速度转动，但具有相同的推进力。

进一步优选的是，根据本发明的接油盘配置成用于行星传动装置中。

接油盘可以由塑料材料或金属材料形成，特别优选地由铝形成。高度优选的是，接油盘由塑料通过使用注射模制过程制成。

根据本发明的有利实施方式，盘壁中的至少一个盘壁可以与盘底部一体地形成，并且/或者盘壁中的至少一个盘壁可以由以间隙搁置在盘底部上的部件形成。

根据本发明的进一步优选的发展，盘底部还可以在周向方向上被表面结构完全覆盖，由此可以实现非常高的颗粒沉淀速率。

此外，根据本发明的同样有利的实施方式，表面结构可以以齿状方式成形，每个表面结构均具有第一齿侧面和第二齿侧面，第一齿侧面和第二齿侧面具有彼此不同的倾斜角度，这已被证明对于将颗粒从液压流体分离出来而言是特别有效的几何形状。

根据本发明的另一特别优选的实施方式，齿状表面结构可以基本上相同，这有助于在盘底部的圆周上实现均匀的沉淀。

此外，本发明还可以进一步发展成使得盘壁中的至少一个盘壁具有用于供行星销穿过的开口，由此接油盘可以容易且牢固地联接至行星传动装置。在本发明的同样优选的实施方式中，在这种情况下，盘壁中的至少一个盘壁还可以具有分布在其圆周上的至少三个开口，所述开口在各自情况下用于供行星销穿过，由此可以对接油盘在行星传动装置的行星架上的明确位置进行限定。

进一步开发本发明的优势还在于，盘底部在开口的区域中具有壁部分，该壁部分从盘底部径向向内延伸并且与包括开口的盘壁一起限定有杯状贮存部。以这种方式实现的优点在于，产生了一种“阻挡壁”，液压流体在其经由轴或行星销被导引至例如待润滑的滚子轴承之前必须流过该“阻挡壁”。

本发明的目的还通过一种行星传动装置来实现，该行星传动装置特别地用于机动车辆的可电动操作的车轴传动系，该行星传动装置包括行星齿轮架以及根据权利要求1至8中的一项所述的接油盘，该接油盘与行星齿轮架连接以用于随行星齿轮架共同旋转。

最后，本发明的目的还可以通过一种可电动操作的车轴传动系来实现，该车轴传动系包括电机以及与电机联接的根据权利要求9所述的行星传动装置。

附图说明

下面在不限制本发明的总体构思的情况下参照附图更详细地解释本发明。

在附图中：

图1以示意性轴向截面图示出了滚子轴承导引的轴上的接油盘，

图2以立体概略图和详细视图示出了接油盘，

图3以示意性轴向截面图示出了具有接油盘的行星传动装置，

图4以示意性框图视图示出了具有车轴传动系的机动车辆。

具体实施方式

图1示出了接油盘1，该接油盘用于以在旋转方面固定的方式安置在能够绕轴线2旋转的轴3上。接油盘1构造成使得在轴3旋转时工作流体7被供应至滚子轴承17并且对所述滚子轴承进行润滑。这将在下面参照2进行更详细地解释。

图2中所示的接油盘1意在用于行星传动装置21中，如图3中作为示例所示的。环形的接油盘1具有轴向延伸且周向封闭的盘底部4，从该盘底部朝向轴线2径向向内延伸有两个盘壁5。然而，在图2中的示意图中，在底部详细视图中仅示出了盘壁5中的一个盘壁，以便允许观察到接油盘1的内部。

图2中可见的盘壁5与盘底部4一体地形成。图2中未示出的盘壁5由以间隙搁置在盘底部4上的部件形成，该部件例如是行星传动装置21的壳体部件。

由盘底部4和两个盘壁5限定的通道6在绕轴线2旋转期间受到液压流体7的作用。然后，液压流体7通常沿接油盘1的旋转方向移动。

盘底部4至少部分地具有表面结构8，这些表面结构沿轴向方向延伸并且从盘底部4沿径向方向向内突出，液压流体7能够在轴3旋转时于表面结构上沿周向方向流动，并且这些表面结构被设计成使得来自液压流体7的固体颗粒9沉降在由周向相邻的表面结构8限定的盘凹穴10中。

如图2中所示，所示实施方式的表面结构8以齿状方式成形，每个表面结构均具有第一齿侧面11和第二齿侧面12，第一齿侧面和第二齿侧面具有彼此不同的倾斜角度13。盘凹穴10形成于在周向方向上相邻的两个第一齿侧面11与第二齿侧面12之间。齿状表面结构8基本上相同。盘壁5沿径向方向延伸超过齿结构11、12的高度。

如果接油盘1在操作期间绕轴线2旋转，则装载有固体颗粒9的液压流体7通过离心力被径向向外地压靠盘底部4。同时，液压流体7相对于盘底部4沿周向方向发生相对运动，这由图2中的箭头指示。液压流体7的流动速度在齿状表面结构8上局部地降低，这与作用在固体颗粒9上的离心力一起导致固体颗粒9沉淀并固置在盘凹穴10中。

盘壁5中的一个盘壁包括分布在其圆周上的三个开口14，所述开口在各自情况下用于供行星传动装置21的行星销22穿过，如从图2与图3的概览中可以看到的。盘底部4的轮廓偏离圆环形状，并且支持将液压流体7有针对性地导引至开口14。为此，盘底部4在各自情况下在两个周向相邻的开口14之间均具有弓形轮廓。

盘底部4在开口14的区域中还具有壁部分15，该壁部分从盘底部4径向向内延伸并且与包括开口14的盘壁5一起限定有杯状贮存部16。

图3示出了行星传动装置21，该行星传动装置经由液压流体7湿式运行以用于机动车辆31的可电动操作的车轴传动系30，也如图4中作为示例所示的。行星传动装置21包括行星齿轮架20，多个行星齿轮24以能够绕其纵向轴线旋转的方式安装在该行星齿轮架中，所述多个行星齿轮又与太阳齿轮23和环形齿轮25啮合。如从图2已知的，接油盘1以在旋转方面固定的方式连接至行星齿轮架20。容易看出液压流体7可以如何通过接油盘1的贮存部16经由行星齿轮3的行星销22供应至滚子轴承17，该滚子轴承将行星齿轮3与行星齿轮架20相对地支承。

最后，图4示出了可电动操作的车轴传动系30，该车轴传动系包括电机40以及与电机40联接的行星传动装置21，该行星传动装置如例如从图3中已知。

本发明不限于附图中所示出的实施方式。因此，以上描述不应被视为是限制性的，而应被视为是说明性的。所附权利要求应当被理解为是指在本发明的至少一个实施方式中存在所述特征。这并不排除其他特征的存在。在权利要求和以上描述限定“第一”特征和“第二”特征时，这种命名用于在相同类型的两个特征之间进行区分，而不限定优先顺序。

附图标记列表

1 接油盘

2 轴线

3 轴

4 盘底部

5 盘壁

6 通道

7 液压流体

8 表面结构

9 固体颗粒

10 盘凹穴

11 齿侧面

12 齿侧面

13 倾斜角度

14 开口

15 壁部分

16 贮存部

17 滚子轴承

20 行星齿轮架

21 行星传动装置

22 行星销

23 太阳齿轮

24 行星齿轮

25 环形齿轮

30 车轴传动系

31 机动车辆

40 电机

Claims (10)

1.一种用于以在旋转方面固定的方式安置在能够绕轴线(2)旋转的轴(3)上的接油盘(1)，其中，所述接油盘(1)具有沿轴向方向延伸的周向封闭的盘底部(4)，从所述盘底部朝向所述轴线(2)的方向径向向内延伸有两个盘壁(5)，其中，当所述轴(3)旋转时，液压流体(7)能够被准许进入由所述盘底部(4)和所述两个盘壁(5)限定的通道(6)，

其特征在于，

所述盘底部(4)至少部分地具有表面结构(8)，所述表面结构沿所述轴向方向延伸并且从所述盘底部(4)沿径向方向向内突出，所述液压流体(7)能够在所述轴(3)旋转时于所述表面结构上沿周向方向流动，并且所述表面结构被设计成使得来自所述液压流体(7)的固体颗粒(9)沉降在由周向相邻的所述表面结构(8)限定的盘凹穴(10)中。

2.根据权利要求1所述的接油盘(1)，

其特征在于，

所述盘壁(5)中的至少一个盘壁与所述盘底部(4)一体地形成，并且/或者所述盘壁(5)中的至少一个盘壁由以间隙搁置在所述盘底部(4)上的部件形成。

3.根据权利要求1或2所述的接油盘(1)，

其特征在于，

所述盘底部(4)在所述周向方向上被所述表面结构(8)完全覆盖。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的接油盘(1)，

其特征在于，

所述表面结构(8)以齿状方式成形，每个表面结构均具有第一齿侧面(11)和第二齿侧面(12)，所述第一齿侧面和所述第二齿侧面具有彼此不同的倾斜角度(13)。

5.根据权利要求4所述的接油盘(1)，

其特征在于，

齿状的所述表面结构(8)的设计基本上相同。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的接油盘(1)，

其特征在于，

所述盘壁(5)中的至少一个盘壁具有用于供行星销(22)穿过的开口(14)。

7.根据权利要求6所述的接油盘(1)，

其特征在于，

所述盘壁(5)中的至少一个盘壁具有分布在所述盘壁的圆周上的至少三个开口(14)，所述开口在各自情况下用于供行星销(22)穿过。

8.根据权利要求6或7所述的接油盘(1)，

其特征在于，

所述盘底部(4)在所述开口(14)的区域中具有壁部分(15)，所述壁部分从所述盘底部(4)径向向内延伸，并且所述壁部分与包括所述开口(14)的所述盘壁(5)一起限定有杯状贮存部(16)。

9.一种行星传动装置(21)，所述行星传动装置特别地用于机动车辆(31)的可电动操作的车轴传动系(30)，所述行星传动装置包括行星齿轮架(20)以及根据权利要求1至8中的任一项所述的接油盘(1)，所述接油盘以在旋转方面固定的方式连接至所述行星齿轮架(20)。

10.一种可电动操作的车轴传动系(30)，所述车轴传动系包括电机(40)以及与所述电机(40)联接的根据权利要求9所述的行星传动装置(21)。