DE102022207816A1

DE102022207816A1 - Arrangement for grounding a shaft

Info

Publication number: DE102022207816A1
Application number: DE102022207816.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Griesbach
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-07-28
Filing date: 2022-07-28
Publication date: 2024-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erdung einer Welle (3), insbesondere einer Getriebewelle, wobei an einem Außenumfang der Welle (3) eine Hülse (18) aufgebracht ist, die zur Ausbildung eines elektrisch leitfähigen Kontakts zwischen der Welle (3) und einer Wellerdungseinrichtung (5) vorgesehen ist. Um zudem eine geeignete Axiallagerung auf möglichst kompakte Art und Weise zu verwirklichen, ist die Hülse (18) axial an der Welle (3) festgesetzt und steht in einer axialen Richtung mit einem Lagerungselement (20) in Kontakt, welches einer Axiallagerung dient.

The invention relates to an arrangement for grounding a shaft (3), in particular a transmission shaft, a sleeve (18) being applied to an outer circumference of the shaft (3), which is used to form an electrically conductive contact between the shaft (3) and a shaft grounding device (5) is provided. In order to achieve a suitable axial bearing in the most compact manner possible, the sleeve (18) is fixed axially to the shaft (3) and is in contact in an axial direction with a bearing element (20), which serves for axial bearing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erdung einer Welle, insbesondere einer Getriebewelle, wobei an einem Außenumfang der Welle eine Hülse aufgebracht ist, die zur Ausbildung eines elektrisch leitfähigen Kontakts zwischen der Welle und einer Wellerdungseinrichtung vorgesehen ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Getriebe, bei welchem zumindest eine Welle auf die vorgenannte Weise angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische Achsantriebs-Einheit sowie eine elektrische Maschine mit einer solchen Anordnung zur Erdung einer Welle.The invention relates to an arrangement for grounding a shaft, in particular a transmission shaft, with a sleeve being applied to an outer circumference of the shaft, which is provided to form an electrically conductive contact between the shaft and a shaft grounding device. The invention further relates to a transmission in which at least one shaft is arranged in the aforementioned manner. The invention further relates to an electric axle drive unit and an electric machine with such an arrangement for grounding a shaft.

Bei Getrieben, insbesondere bei Kraftfahrzeuggetrieben, werden teilweise auch Elektromaschinen vorgesehen, um das jeweilige Kraftfahrzeuggetriebe für die Anwendung bei einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug geeignet zu machen. Während übrige Komponenten des jeweiligen Getriebes dabei über das jeweilige, umliegende Getriebegehäuse gekapselt und abgeschirmt sind, können die aus dem Getriebegehäuse herausgeführten Getriebewellen allerdings für elektromagnetische Interferenzen sorgen, was im Bereich eines Kraftfahrzeuges eine Störung sonstiger elektronischer Bauteile zur Folge haben kann. Aus diesem Grund sind aus einem Getriebegehäuse herausgeführte Getriebewellen nach Möglichkeit zu erden, wobei dies zumeist über einen Schleifkontakt realisiert ist, bei welchem ein Schleifring eine elektrisch leitfähige Verbindung der Welle mit einer Masse, zumeist dem Getriebegehäuse, herstellt. Teilweise ist eine wellenseitige Lauffläche für den Schleifring dabei an einer Hülse ausgebildet, die auf die Welle aufgebracht ist.In transmissions, especially in motor vehicle transmissions, electric machines are sometimes also provided in order to make the respective motor vehicle transmission suitable for use in a hybrid or electric vehicle. While the remaining components of the respective transmission are encapsulated and shielded via the respective surrounding transmission housing, the transmission shafts led out of the transmission housing can, however, cause electromagnetic interference, which in the area of a motor vehicle can result in a malfunction of other electronic components. For this reason, gear shafts led out of a gear housing should be grounded if possible, whereby this is usually achieved via a sliding contact, in which a slip ring creates an electrically conductive connection between the shaft and a mass, usually the gear housing. In some cases, a shaft-side running surface for the slip ring is formed on a sleeve that is applied to the shaft.

Aus der WO 2016/205803 A1 geht eine Anordnung hervor, bei welcher eine Welle in Form einer Motorwelle elektrisch leitend mit einem Gehäuse verbunden ist, um die Welle zu erden. Bei einer Variante der WO 2016/205803 A1 ist dazu auf der Welle eine Hülse angeordnet, an welcher der elektrische leitfähige Kontakt zwischen der Welle und dem als Wellerdungseinrichtung fungierenden Gehäuse hergestellt ist.From the WO 2016/205803 A1 shows an arrangement in which a shaft in the form of a motor shaft is electrically connected to a housing in order to ground the shaft. In a variant of the WO 2016/205803 A1 For this purpose, a sleeve is arranged on the shaft, on which the electrically conductive contact is made between the shaft and the housing, which acts as a shaft grounding device.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Erdung einer Welle zu schaffen, wobei bei dieser Anordnung zudem eine geeignete Axiallagerung der Welle auf möglichst kompakte Art und Weise verwirklicht sein soll.Based on the prior art described above, it is now the object of the present invention to create an arrangement for grounding a shaft, in which case a suitable axial bearing of the shaft should also be implemented in the most compact manner possible.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Getriebe, bei welchem mindestens eine Welle auf die erfindungsgemäße Art und Weise angeordnet ist, ist ferner Gegenstand von Anspruch 12.This task is solved based on the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims each reflect advantageous developments of the invention. A transmission in which at least one shaft is arranged in the manner according to the invention is also the subject of claim 12.

Gemäß der Erfindung ist bei einer Anordnung zur Erdung einer Welle an einem Außenumfang der Welle eine Hülse aufgebracht, die zur Ausbildung eines elektrisch leitfähigen Kontakts zwischen der Welle und einer Wellerdungseinrichtung vorgesehen ist. Die Hülse dient also bei der erfindungsgemäßen Anordnung dazu, eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Welle und einer Einrichtung herzustellen, über welche die Welle geerdet wird. Dazu wird bevorzugt eine Verbindung zu einer Masse der Wellerdungseinrichtung hergestellt, wobei es sich bei dieser Masse bevorzugt um ein Gehäuse und hier insbesondere um ein Getriebegehäuse handelt.According to the invention, in an arrangement for grounding a shaft, a sleeve is applied to an outer circumference of the shaft and is intended to form an electrically conductive contact between the shaft and a shaft grounding device. In the arrangement according to the invention, the sleeve therefore serves to establish an electrically conductive connection between the shaft and a device via which the shaft is grounded. For this purpose, a connection is preferably made to a mass of the corrugated grounding device, this mass preferably being a housing and here in particular a gear housing.

Die Hülse ist auf einem Außenumfang der Welle aufgebracht und damit radial umliegend zu der Welle platziert. Dementsprechend weist die Hülse im Wesentlichen eine hohlzylindrische Gestalt auf. Um dabei den elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen der Welle und der Wellerdungseinrichtung herstellen zu können, besteht die Hülse aus einem elektrisch leitfähigen Material, bei welchem es sich insbesondere um ein metallisches Material handelt.The sleeve is applied to an outer circumference of the shaft and is therefore placed radially surrounding the shaft. Accordingly, the sleeve essentially has a hollow cylindrical shape. In order to be able to establish electrically conductive contact between the shaft and the shaft grounding device, the sleeve consists of an electrically conductive material, which is in particular a metallic material.

Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass die Hülse axial an der Welle festgesetzt ist und in einer axialen Richtung mit einem Lagerungselement in Kontakt steht, welches einer Axiallagerung dient. Mit anderen Worten ist die Hülse also axial auf der Welle fixiert und steht mit einem Lagerungselement in einer axialen Richtung in Kontakt, so dass sich die Hülse in dieser axialen Richtung an dem Lagerungselement abstützen kann. Dabei ist das Lagerungselement für eine axiale Lagerung ausgestaltet.The invention includes the technical teaching that the sleeve is axially fixed to the shaft and is in contact in an axial direction with a bearing element which serves as an axial bearing. In other words, the sleeve is axially fixed on the shaft and is in contact with a bearing element in an axial direction, so that the sleeve can be supported on the bearing element in this axial direction. The storage element is designed for axial storage.

Eine derartige Ausgestaltung einer Anordnung zur Erdung einer Welle hat dabei den Vorteil, dass die Hülse neben der Herstellung eines elektrisch leitfähigen Kontakts zwischen Welle und Wellerdungseinrichtung auch dazu herangezogen wird, die Welle mittelbar axial über das Lagerungselement abzustützen, wodurch im Bereich der Hülse neben der Erdung auch eine Axiallagerung der Welle auf kompakte Art und Weise verwirklicht werden kann. Denn dadurch, dass die Hülse axial an der Welle festgesetzt ist und in einer axialen Richtung mit dem Lagerungselement in Kontakt steht, sorgt die Hülse mittelbar auch für ein axiales Abstützen der Welle in dieser axialen Richtung an dem Lagerungselement. Dabei kann die Hülse als Kontaktfläche für die Wellerdungseinrichtung dienen, ohne dass eine aufwändige Oberflächenbearbeitung der Welle für den elektrisch leitfähigen Kontakt notwendig ist. Insgesamt kann also bei der erfindungsgemäßen Anordnung neben einer zuverlässigen Erdung der Welle mithilfe der Hülse auch eine Axiallagerung auf kompaktem Bauraum realisiert werden.Such a configuration of an arrangement for grounding a shaft has the advantage that, in addition to producing an electrically conductive contact between the shaft and the shaft grounding device, the sleeve is also used to indirectly support the shaft axially via the bearing element, whereby in the area of the sleeve next to the grounding An axial bearing of the shaft can also be implemented in a compact manner. Because the sleeve is axially fixed to the shaft and is in contact with the bearing element in an axial direction, the sleeve also indirectly ensures axial support of the shaft in this axial direction on the bearing element. The sleeve can serve as a contact surface for the shaft grounding device without the need for complex surface processing of the shaft for the electrically conductive contact. Overall, in the case of the invention In addition to reliable grounding of the shaft using the sleeve, an axial bearing can also be implemented in a compact installation space.

Mit „axial“ ist im Rahmen der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Rotationsachse der Welle gemeint, während radial eine Orientierung in Durchmesserrichtung ausgehend von der Rotationsachse der Welle bedeutet.In the context of the invention, “axial” means an orientation in the direction of an axis of rotation of the shaft, while radial means an orientation in the diameter direction starting from the axis of rotation of the shaft.

Die Hülse steht in einer axialen Richtung mit dem Lagerungselement in Kontakt und stützt sich dadurch in dieser axialen Richtung an dem Lagerungselement ab, was im Sinne der Erfindung bedeutet, dass das Lagerungselement eine Relativbewegung der Hülse und damit auch der Welle zu dem Lagerungselement in dieser axialen Richtung unterbindet, indem das Lagerungselement mit der Hülse formschlüssig in Kontakt steht. Dabei dient das Lagerungselement der Axiallagerung, wozu sich das Lagerungselement insbesondere wiederum axial an einem zu der Welle umliegenden Bauteil abstützt, bei welchem es sich bevorzugt um ein feststehendes Bauteil handelt, wie ein Gehäuse, ein Gehäuseteil oder eine hiermit drehfest verbundene Komponente. Bevorzugt steht die Hülse an einem axialen Ende mit dem Lagerungselement in Kontakt.The sleeve is in contact with the bearing element in an axial direction and is thereby supported on the bearing element in this axial direction, which in the sense of the invention means that the bearing element allows a relative movement of the sleeve and thus also of the shaft to the bearing element in this axial direction Direction is prevented by the bearing element being in positive contact with the sleeve. The bearing element serves for axial bearing, for which purpose the bearing element is in particular supported axially on a component surrounding the shaft, which is preferably a fixed component, such as a housing, a housing part or a component connected thereto in a rotationally fixed manner. The sleeve is preferably in contact with the bearing element at an axial end.

Besonders bevorzugt ist die erfindungsgemäße Anordnung dabei im Bereich eines Wellenendes der Welle realisiert, mit welchem die Welle insbesondere aus einem Gehäuse herausgeführt ist. Dabei wird dann auch außerhalb des Gehäuses und im Bereich dieses Wellenendes die Erdung der Welle vorgenommen.The arrangement according to the invention is particularly preferably implemented in the area of a shaft end of the shaft, with which the shaft is led out in particular from a housing. The shaft is then grounded outside the housing and in the area of this shaft end.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist die Hülse dünnwandig ausgeführt. Dies hat den Vorteil, dass hierdurch ein radialer Platzbedarf an der Welle für die Anordnung der Hülse klein gehalten werden kann, da die Hülse mit einer geringen Materialstärke ausgebildet ist. „Dünnwandig“ bedeutet dabei, dass ein Außendurchmesser und ein Innendurchmesser der Hülse nahe beieinander liegen. Besonders bevorzugt weist die Hülse dabei eine Materialstärke im Bereich einer für diese Durchmesser üblichen Blechstärke auf.According to one embodiment of the invention, the sleeve is designed to be thin-walled. This has the advantage that the radial space requirement on the shaft for the arrangement of the sleeve can be kept small, since the sleeve is designed with a low material thickness. “Thin-walled” means that an outside diameter and an inside diameter of the sleeve are close to each other. The sleeve particularly preferably has a material thickness in the range of a sheet metal thickness that is usual for these diameters.

Gemäß einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung weist die Hülse einen radial nach außen vorstehenden Kragen auf, an welchem der axiale Kontakt mit dem Lagerungselement hergestellt ist. Hierdurch kann auch eine entsprechend große, axiale Kontaktfläche seitens der Hülse realisiert werden, um das Abstützen an dem Lagerungselement vorzunehmen. Der radial nach außen vorstehenden Kragen ist dabei im Rahmen der Erfindung bevorzugt vollständig umlaufend ausgebildet, kann sich aber ebenso gut aus mehreren einzelnen Abschnitten zusammensetzen, die in Umfangsrichtung aufeinanderfolgen und jeweils nach radial außen gegenüber der restlichen Hülse vorstehen.According to one possible embodiment of the invention, the sleeve has a collar which projects radially outwards and on which the axial contact with the bearing element is established. In this way, a correspondingly large axial contact surface can be realized on the sleeve in order to provide support on the bearing element. The radially outwardly projecting collar is preferably designed to be completely circumferential within the scope of the invention, but can also be composed of several individual sections which follow one another in the circumferential direction and each protrude radially outwards relative to the remaining sleeve.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Lagerungselement als Anlaufscheibe ausgeführt, die an einer ersten axialen Seite mit der Hülse in Kontakt steht sowie an einer zweiten axialen Seite eine Kontaktfläche für einen axialen Kontakt mit einem Bauteil, insbesondere einem festgesetzten Bauteil, aufweist. In vorteilhafter Weise kann über eine Anlaufscheibe ein axiales Abstützen der Hülse und damit auch der Welle an dem Bauteil und damit auch eine Axiallagerung der Welle auf zuverlässige Art und Weise verwirklicht werden. Bei dem Bauteil handelt es sich dabei bevorzugt um ein festgesetztes Bauteil, welches konkret als Gehäuse, Gehäuseteil oder eine hiermit drehfest verbundene Komponente vorliegen kann. Insbesondere steht die Anlaufscheibe radial innen mit der Hülse in Kontakt, wobei die Anlaufscheibe hierbei radial innen besonders bevorzugt axial zwischen der Hülse und einer Anlageschulter an der Welle gehalten ist, die durch einen Absatz der Welle definiert ist. Radial außen ist dann die Kontaktfläche für den Kontakt mit dem Bauteil ausgebildet, wobei hierdurch eine Axiallagerung im Sinne einer Gleitlagerung realisiert wird.In a further development of the invention, the bearing element is designed as a thrust washer, which is in contact with the sleeve on a first axial side and has a contact surface on a second axial side for axial contact with a component, in particular a fixed component. Advantageously, axial support of the sleeve and thus also the shaft on the component and thus also axial bearing of the shaft can be achieved in a reliable manner via a thrust washer. The component is preferably a fixed component, which can specifically be in the form of a housing, a housing part or a component connected to it in a rotationally fixed manner. In particular, the thrust washer is in contact with the sleeve radially on the inside, the thrust washer being held radially on the inside, particularly preferably axially, between the sleeve and a contact shoulder on the shaft, which is defined by a shoulder of the shaft. The contact surface for contact with the component is then formed radially on the outside, thereby realizing an axial bearing in the sense of a sliding bearing.

Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass die Hülse auf der Welle über eine Presspassung befestigt ist. Dies hat den Vorteil, dass somit eine axiale Fixierung der Hülse auf der Welle einfach und zuverlässig gestaltet werden kann. Alternativ oder ergänzend dazu ist die Hülse an einem axialen, entgegengesetzt zu dem axialen Kontakt mit dem Lagerungselement liegenden Ende über ein Sicherungselement an der Welle abgestützt. Auch hierdurch kann eine zuverlässige, axiale Fixierung der Hülse auf der Welle dargestellt werden, indem das Sicherungselement ein axiales Abwandern der Hülse von der Welle in die von dem Lagerungselement axial wegweisenden Richtung unterbindet. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Sicherungselement dabei um einen Sprengring. Weiter bevorzugt ist die Hülse dabei sowohl mit Presspassung auf der Welle fixiert sowie über das Sicherungselement axial an dieser gesichert. Es kommt im Rahmen der Erfindung aber auch einer Ausführungsform in Betracht, bei welcher die Hülse entweder lediglich über das Sicherungselement oder lediglich über die Presspassung an der Welle fixiert ist.It is a further embodiment of the invention that the sleeve is secured to the shaft via a press fit. This has the advantage that axial fixation of the sleeve on the shaft can be made simple and reliable. Alternatively or additionally, the sleeve is supported on the shaft via a securing element at an axial end opposite to the axial contact with the bearing element. This can also ensure a reliable, axial fixation of the sleeve on the shaft, in that the securing element prevents the sleeve from migrating axially from the shaft in the direction axially pointing away from the bearing element. The securing element is particularly preferably a snap ring. More preferably, the sleeve is both fixed to the shaft with a press fit and secured axially to the shaft via the securing element. Within the scope of the invention, an embodiment is also possible in which the sleeve is fixed to the shaft either only via the securing element or only via the press fit.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist die Hülse als Edelstahlhülse ausgeführt, wobei diese Edelstahlhülse dabei insbesondere mit einem Nickelanteil oder mit einer galvanischen Silberbeschichtung ausgestattet ist. Die Verwendung einer Edelstahlhülse hat den Vorteil, dass hierdurch eine Korrosion der Hülse ausgeschlossen werden kann, wobei die Hülse zudem eine hohe Belastbarkeit aufweist, insbesondere wenn sie als Lauffläche für einen Schleifkontakt oder sonstige Komponenten fungiert. Ein Nickelanteil im Edelstahl oder eine galvanische Silberbeschichtung ermöglicht zudem die zuverlässige Ausbildung eines elektrisch leitenden Kontakts.According to a further possible embodiment of the invention, the sleeve is designed as a stainless steel sleeve, this stainless steel sleeve being equipped in particular with a nickel content or with a galvanic silver coating. The use of a stainless steel sleeve has the advantage that corrosion of the sleeve can be ruled out, and the sleeve also has a high load capacity, especially when used as a Running surface acts as a sliding contact or other components. A nickel content in the stainless steel or a galvanic silver coating also enables the reliable formation of an electrically conductive contact.

In Weiterbildung der Erfindung umfasst die Wellerdungseinrichtung einen Schleifring, wobei die Hülse an einem Außenumfang eine Lauffläche für den Schleifring bildet. In vorteilhafter Weise kann hierdurch keine elektrisch leitende Verbindung zwischen der gemeinsam mit der Welle rotierenden Hülse und einer Masse zur Erdung der Welle hergestellt werden, indem der stillstehende Schleifring an der Lauffläche der rotierenden Hülse anliegt. Im Weiteren ist der Schleifring dann bevorzugt mit der Masse verbunden, wobei diese Verbindung dabei als unmittelbare Verbindung realisiert sein kann, indem der Schleifring direkt an der Masse, insbesondere dem Gehäuse, befestigt ist. Alternativ dazu ist aber auch eine mittelbare Verbindung zwischen Schleifring und Masse denkbar, wobei in diesem Fall zwischen Schleifring und Masse weitere, elektrisch leitende Bauteile vorgesehen sind.In a further development of the invention, the corrugated earthing device comprises a slip ring, with the sleeve forming a running surface for the slip ring on an outer circumference. Advantageously, this means that no electrically conductive connection can be established between the sleeve rotating together with the shaft and a mass for grounding the shaft, in that the stationary slip ring rests on the running surface of the rotating sleeve. Furthermore, the slip ring is then preferably connected to the mass, whereby this connection can be implemented as a direct connection in that the slip ring is attached directly to the mass, in particular to the housing. Alternatively, an indirect connection between the slip ring and the ground is also conceivable, in which case further electrically conductive components are provided between the slip ring and the ground.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Radialwellendichtring vorgesehen, welcher radial innen mit zumindest einer Dichtlippe an der Hülse anliegt. Insofern bildet die Hülse in diesem Fall auch eine Lauffläche für einen Kontakt mit dem Radialwellendichtring, um eine Abdichtung eines radialen Zwischenraumes zwischen der Welle und einem umliegenden Bauteil zu realisieren. Dadurch kann insbesondere ein Ölraum in einem Gehäuse gegenüber der Umgebung abgedichtet werden.According to a further embodiment of the invention, a radial shaft sealing ring is provided, which rests radially on the inside with at least one sealing lip on the sleeve. In this case, the sleeve also forms a running surface for contact with the radial shaft sealing ring in order to seal a radial gap between the shaft and a surrounding component. As a result, an oil chamber in particular in a housing can be sealed from the environment.

Gemäß einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist radial zwischen dem Außenumfang der Welle und der Hülse mindestens eine Dichtung vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass somit auch radial zwischen Welle und Hülse eine Abdichtung vorgenommen ist, um zu verhindern, dass Fluid ungewollt über einen radialen Spalt zwischen Hülse und Welle hindurch gelangen kann. Die Dichtung kann hierbei im Rahmen der Erfindung als Flüssigkeitsdichtung oder als Festdichtung, wie beispielsweise als O-Ring, gestaltet sein. Insbesondere im zweitgenannten Fall kann die mindestens eine Dichtung dabei in je einer Ausnehmung platziert sein, die an dem Außenumfang der Welle umlaufend und axial überdeckend mit der Hülse ausgestaltet ist.According to one possible embodiment of the invention, at least one seal is provided radially between the outer circumference of the shaft and the sleeve. This has the advantage that a seal is also provided radially between the shaft and the sleeve in order to prevent fluid from unintentionally passing through a radial gap between the sleeve and the shaft. Within the scope of the invention, the seal can be designed as a liquid seal or as a solid seal, such as an O-ring. In particular in the second case mentioned, the at least one seal can be placed in a recess which is designed to run around the outer circumference of the shaft and to overlap axially with the sleeve.

Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Getriebe, bei welchem es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeuggetriebe handelt. Bei diesem Getriebe ist dabei zumindest eine Welle entsprechend einer Anordnung angeordnet, die gemäß einer oder mehrerer der vorgenannten Varianten verwirklicht ist. Hierdurch kann eine Erdung dieser zumindest einen Welle sowie gleichzeitig eine zuverlässige, axiale Lagerung der Welle dargestellt werden.The invention also relates to a transmission, which is in particular a motor vehicle transmission. In this transmission, at least one shaft is arranged in accordance with an arrangement that is implemented according to one or more of the aforementioned variants. This makes it possible to ground this at least one shaft and at the same time ensure reliable, axial mounting of the shaft.

Die Anordnung zur Erdung der Welle kann auch Bestandteil einer elektrische Achsantriebs-Einheit für ein Kraftfahrzeug oder einer elektrischen Maschine sein.The arrangement for grounding the shaft can also be part of an electric axle drive unit for a motor vehicle or an electric machine.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.The invention is not limited to the specified combination of the features of the main claim or the claims dependent thereon. There are also possibilities to combine individual features with one another, including those that emerge from the claims, the following description of preferred embodiments of the invention or directly from the drawings. Reference in the claims to the drawings by use of reference numerals is not intended to limit the scope of the claims.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Getriebes, bei welchem eine Welle entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung angeordnet ist;
2 eine Schnittansicht der Anordnung aus 1;
3 eine weitere Schnittansicht der Anordnung aus 1;
4 eine Schnittansicht einer Anordnung einer Welle gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung; und
5 eine Schnittansicht einer Anordnung einer Welle entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Advantageous embodiments of the invention, which are explained below, are shown in the drawings. It shows:

1 a perspective view of a part of a transmission in which a shaft is arranged according to a first embodiment of the invention;
2 a sectional view of the arrangement 1 ;
3 another sectional view of the arrangement 1 ;
4 a sectional view of an arrangement of a shaft according to a second embodiment of the invention; and
5 a sectional view of an arrangement of a shaft according to a third embodiment of the invention.

Aus 1 geht eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Getriebes 1 hervor, bei welchem es sich bevorzugt um ein Kraftfahrzeuggetriebe handelt. Dieses Getriebe 1 umfasst ein Gehäuse 2, in welchem eine Welle 3 in Form einer Getriebewelle drehbar gelagert ist, wobei die Welle 3 dabei mit einem Wellenende 4 aus dem Gehäuse 2 herausgeführt ist.Out of 1 shows a perspective view of a part of a transmission 1, which is preferably a motor vehicle transmission. This transmission 1 comprises a housing 2, in which a shaft 3 is rotatably mounted in the form of a transmission shaft, the shaft 3 being guided out of the housing 2 with a shaft end 4.

Bei dem Getriebe 1 ist zudem eine Wellerdungseinrichtung 5 vorgesehen, über welche eine Erdung der Welle 3 am Gehäuse 2 vorgenommen ist, um elektromagnetische Interferenzen des aus dem Gehäuse 2 herausgeführten Wellenendes 4 zu vermeiden. Grund für die ansonsten auftretenden, elektromagnetischen Interferenzen ist dabei insbesondere eine, mit in das Gehäuse 2 integrierte Elektromaschine des Getriebes 1. Die Wellerdungseinrichtung 5 weist dabei einen ersten Ring 6 und einen zweiten Ring 7 auf, welche axial zwischen sich einen Schleifring 8 fixieren, wie insbesondere in der Schnittansicht in 2 zu erkennen ist.In the transmission 1, a shaft grounding device 5 is also provided, via which the shaft 3 is grounded on the housing 2 in order to avoid electromagnetic interference of the shaft end 4 led out of the housing 2. The reason for the electromagnetic interference that would otherwise occur is, in particular, an electric machine of the transmission 1 that is integrated into the housing 2. The corrugated grounding device 5 has a first ring 6 and a second ring 7, which are axially between a slip ring 8 can be fixed, as in particular in the sectional view in 2 can be recognized.

Sowohl die beiden Ringe 6 und 7, als auch der Schleifring 8 bestehen jeweils aus einem elektrisch leitfähigen Material, wobei über den Ring 6 dabei eine elektrisch leitfähige Verbindung zu dem Gehäuse 2 hergestellt ist, indem der Ring 6 an radial nach außen vorstehenden Laschen 14 mit dem Gehäuse 2 verschraubt ist, wie in 1 zu erkennen ist. Der Schleifring 8 ist zwischen den Ringen 6 und 7 gehalten und stellt einen Schleifkontakt mit der Welle 3 her, um hierdurch die elektrisch leitende Verbindung zwischen Welle 3 und dem Gehäuse 2 auszubilden.Both the two rings 6 and 7, as well as the slip ring 8, each consist of an electrically conductive material, with an electrically conductive connection to the housing 2 being established via the ring 6 by the ring 6 being connected to tabs 14 which project radially outwards is screwed to the housing 2, as in 1 can be recognized. The slip ring 8 is held between the rings 6 and 7 and makes sliding contact with the shaft 3 in order to thereby form the electrically conductive connection between the shaft 3 and the housing 2.

Eine Lauffläche 17 für den Schleifring 8 ist dabei vorliegend durch eine Hülse 18 gebildet, die auf einem Außenumfang der Welle 3 aufgebracht ist und dabei axial an der Welle fixiert ist. Die Fixierung ist dabei zum einen dadurch hergestellt, dass die Hülse 18 über eine Presspassung auf der Welle 3 befestigt ist, wobei die Hülse 18 zusätzlich dazu an der Welle 3 gegen ein axiales Abwandern in Richtung des Wellenendes 4 über ein Sicherungselement 19 gesichert ist, bei welchem es sich um einen Sprengring handelt.A running surface 17 for the slip ring 8 is here formed by a sleeve 18, which is applied to an outer circumference of the shaft 3 and is thereby axially fixed to the shaft. The fixation is produced on the one hand in that the sleeve 18 is fastened to the shaft 3 via a press fit, the sleeve 18 being additionally secured to the shaft 3 against axial migration in the direction of the shaft end 4 via a securing element 19 which is a snap ring.

Die Welle 3 ist an dem Gehäuse 2 über ein Lagerungselement 20 in einer axialen Richtung gelagert, wobei das Lagerungselement 20 dabei als Anlaufscheibe 21 vorliegt. Dabei unterbindet die Anlaufscheibe 21 ein axiales Hineinwandern der Welle 3 in das Gehäuse 2. Die Anlaufscheibe 21 kann sich dabei an einer ersten axialen Seite 22 an einer Schulter 23 des Gehäuses 2 abstützen und stützt an einer zu der ersten axialen Seite 22 entgegengesetzt liegenden, zweiten axialen Seite 24 die Welle 3. Als Besonderheit ist dieses Stützen dabei über die zwischenliegende Hülse 18 vollzogen, die an einem axialen Ende 25 mit einem umlaufenden, nach radial au-ßen vorstehenden Kragen 26 ausgestattet ist, mit welchem sich die Hülse 18 an der Anlaufscheibe 21 an deren axialer Seite 24 abstützen kann. Das axiale Ende 25 liegt dabei entgegengesetzt zu einem axialen Ende 27 der Hülse 18, an dem die Sicherung der Hülse 18 über das Sicherungselement 19 an der Welle 3 vorgenommen ist. Insofern übernimmt die Hülse 18 neben der Ausbildung der elektrisch leitenden Verbindung der Welle 3 zu dem Schleifring 8 zusätzlich die Aufgabe einer mittelbaren, axialen Lagerung der Welle 3 an der Anlaufscheibe 21 und damit dem Gehäuse 2.The shaft 3 is mounted on the housing 2 via a bearing element 20 in an axial direction, the bearing element 20 being present as a thrust washer 21. The thrust washer 21 prevents the shaft 3 from migrating axially into the housing 2. The thrust washer 21 can be supported on a first axial side 22 on a shoulder 23 of the housing 2 and is supported on a second one located opposite the first axial side 22 axial side 24, the shaft 3. As a special feature, this support is carried out via the intermediate sleeve 18, which is equipped at an axial end 25 with a circumferential collar 26 which projects radially outwards, with which the sleeve 18 is located on the thrust washer 21 can be supported on the axial side 24. The axial end 25 lies opposite an axial end 27 of the sleeve 18, at which the sleeve 18 is secured to the shaft 3 via the securing element 19. In this respect, in addition to forming the electrically conductive connection of the shaft 3 to the slip ring 8, the sleeve 18 also takes on the task of indirectly, axially supporting the shaft 3 on the thrust washer 21 and thus the housing 2.

Wie in den 2 und 3 jeweils zu erkennen ist, ist axial zwischen der Anlaufscheibe 21 und dem Ring 6 der Wellerdungseinrichtung 5 ein Radialwellendichtring 28 vorgesehen, der radial außen in einen entsprechenden Absatz 29 des Gehäuses 2 eingepresst ist und eine Abdichtung eines radialen Zwischenraumes 30 zwischen Gehäuse 2 und Welle 3 vornimmt. Der Radialwellendichtring 28 ist mit zwei Dichtlippen 31 und 32 ausgestattet, die jeweils radial außen an der Hülse 18 anliegen. Insofern fungiert die Hülse 18 auch als Lauffläche für die Dichtlippen 31 und 32 des Radialwellendichtringes 28.Like in the 2 and 3 can be seen in each case, a radial shaft sealing ring 28 is provided axially between the thrust washer 21 and the ring 6 of the shaft grounding device 5, which is pressed radially on the outside into a corresponding shoulder 29 of the housing 2 and seals a radial gap 30 between the housing 2 and the shaft 3 . The radial shaft sealing ring 28 is equipped with two sealing lips 31 and 32, each of which rests radially on the outside of the sleeve 18. In this respect, the sleeve 18 also functions as a running surface for the sealing lips 31 and 32 of the radial shaft seal 28.

Die Hülse 18 besteht im vorliegenden Fall bevorzugt aus Edelstahl, wobei dieser Edelstahl weiter bevorzugt ein Nickelanteil aufweist oder mit einer galvanischen Silberbeschichtung ausgeführt ist. Hierdurch wird ein elektrisch leitender Kontakt der Hülse 18 mit den Federlaschen 16 des Schleifringes 28 auf zuverlässige Art und Weise ausgebildet.In the present case, the sleeve 18 is preferably made of stainless steel, this stainless steel more preferably having a nickel content or being designed with a galvanic silver coating. This creates an electrically conductive contact between the sleeve 18 and the spring tabs 16 of the slip ring 28 in a reliable manner.

Wie insbesondere in 2 zu erkennen ist, ist die Anlaufscheibe 21 radial innen im Bereich eines Innenumfangs zwischen dem Kragen 26 der Hülse 18 und einer Anlageschulter 33 gehalten, welche durch einen Absatz der Welle 3 definiert ist. Radial außen bildet die Anlaufscheibe 21 im Bereich ihres Außenumfangs und axial auf der Seite 22 zudem eine Kontaktfläche 34 aus, an welcher die Anlaufscheibe 21 sich an der Schulter 23 des Gehäuses 2 abstützen kann. Dabei wird über die Anlaufscheibe 21 eine Axiallagerung an dem Gehäuse 2 im Sinne einer Gleitlagerung verwirklicht. Like in particular 2 can be seen, the thrust washer 21 is held radially on the inside in the area of an inner circumference between the collar 26 of the sleeve 18 and a contact shoulder 33, which is defined by a shoulder of the shaft 3. Radially on the outside, the thrust washer 21 also forms a contact surface 34 in the area of its outer circumference and axially on the side 22, on which the thrust washer 21 can be supported on the shoulder 23 of the housing 2. In this case, an axial bearing on the housing 2 in the sense of a sliding bearing is implemented via the thrust washer 21.

4 zeigt eine Schnittansicht einer Anordnung der Welle 3 entsprechend einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung. Diese Anordnung entspricht dabei im Wesentlichen der vorhergehenden Variante nach den 1 bis 3, mit dem einzigen Unterschied, dass radial zwischen der Welle 3 und der Hülse 18 eine Dichtung 35 in Form einer Flüssigdichtung eingebracht ist. Dazu ist die Welle 3 axial im Bereich der Presspassung mit der Hülse 18 mit einer umlaufenden Ausnehmung 36 ausgestattet, in welche die Dichtung 35 eingebracht ist. Dabei dient die Dichtung 35 einer Abdichtung eines radialen Zwischenbereichs zwischen Welle 3 und Hülse 18. Ansonsten entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach 4 der Variante nach den 1 bis 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird. 4 shows a sectional view of an arrangement of the shaft 3 according to a second embodiment of the invention. This arrangement essentially corresponds to the previous variant according to 1 until 3 , with the only difference that a seal 35 in the form of a liquid seal is inserted radially between the shaft 3 and the sleeve 18. For this purpose, the shaft 3 is equipped axially in the area of the press fit with the sleeve 18 with a circumferential recess 36 into which the seal 35 is inserted. The seal 35 serves to seal a radial intermediate area between the shaft 3 and the sleeve 18. Otherwise, the design option corresponds to 4 the variant according to the 1 until 3 , so that reference is made to what has been described.

Schließlich geht noch aus 5 eine Schnittansicht einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Anordnung der Welle 3 hervor. Auch diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Variante nach den 1 bis 3, wobei im Unterschied dazu nun kein zusätzliches Sicherungselement zur axialen Sicherung der Hülse 18 an der Welle 3 vorgesehen ist. Vielmehr ist die Hülse 18 nur über die Presspassung axial an der Welle 3 fixiert. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 5 der Variante nach den 1 bis 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.Finally it goes out 5 a sectional view of a third embodiment of an arrangement of the shaft 3 according to the invention. This embodiment also essentially corresponds to the variant according to 1 until 3 , in contrast to which no additional securing element is now provided for axially securing the sleeve 18 on the shaft 3. Rather, the sleeve 18 is only fixed axially to the shaft 3 via the press fit. Otherwise the embodiment corresponds to 5 the variant according to the 1 until 3 , so that reference is made to what has been described.

Mittels der erfindungsgemäßen Anordnungen einer Welle kann jeweils eine Erdung der Welle sowie gleichzeitig eine Axiallagerung der Welle auf kompaktem Bauraum erfolgen.By means of the shaft arrangements according to the invention, the shaft can be grounded and at the same time the shaft can be axially supported in a compact installation space.

BezugszeichenReference symbols

11: Getriebetransmission
22: GehäuseHousing
33: WelleWave
44: Wellenendeshaft end
55: WellerdungseinrichtungCorrugated earthing device
66: Ringring
77: Ringring
88th: Schleifring Slip ring
1414: Laschentabs
1717: Laufflächetread
1818: Hülsesleeve
1919: SicherungselementSecurity element
2020: LagerungselementStorage element
2121: Anlaufscheibethrust washer
2222: axiale Seiteaxial side
2323: Schultershoulder
2424: axiale Seiteaxial side
2525: axiales Endeaxial end
2626: Kragencollar
2727: axiales Endeaxial end
2828: RadialwellendichtringRadial shaft seal
2929: AbsatzParagraph
3030: Zwischenraumspace
3131: Dichtlippesealing lip
3232: Dichtlippesealing lip
3333: Anlageschulterinvestment shoulder
3434: KontaktflächeContact surface
3535: Dichtungpoetry
3636: Ausnehmungrecess

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2016/205803 A1 [0003]

Claims

Arrangement for grounding a shaft (3), in particular a transmission shaft, a sleeve (18) being applied to an outer circumference of the shaft (3), which is intended to form an electrically conductive contact between the shaft (3) and a shaft grounding device (5). is, characterized in that the sleeve (18) is fixed axially on the shaft (3) and is in contact in an axial direction with a bearing element (20), which serves for axial bearing.

Arrangement according to Claim 1 , characterized in that the sleeve (18) is thin-walled.

Arrangement according to Claim 1 or 2 , characterized in that the sleeve (18) has a collar (26) projecting radially outwards, on which the axial contact with the bearing element (20) is made.

Arrangement according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the bearing element (20) is designed as a thrust washer (21), which is in contact with the sleeve (18) on a first axial side (24) and a contact surface (34) on a second axial side (22). for axial contact with a component, in particular a fixed component.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (18) is fastened to the shaft (3) via a press fit.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (18) is supported on the shaft (3) via a securing element (19) at an axial end (27) opposite the axial contact with the bearing element (20). .

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (18) is designed as a stainless steel sleeve, in particular with a nickel content or with a galvanic silver coating.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the corrugated earthing device (5) comprises a slip ring (8), the sleeve (18) forming a running surface (17) for the slip ring (8) on an outer circumference.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a radial shaft sealing ring (28) is provided, which rests radially on the inside with at least one sealing lip (31, 32) on the sleeve (18).

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one seal (35) is provided radially between the outer circumference of the shaft (3) and the sleeve (18).

Arrangement according to Claim 10 , characterized in that the at least one seal (35) is placed in a respective recess (36), which is designed to run around the outer circumference of the shaft (3) and to overlap axially with the sleeve (18).

Transmission (1), in particular motor vehicle transmission, comprising at least one shaft (3), which corresponds to an arrangement according to one or more of Claims 1 until 11 is trained.

Electric axle drive unit for a motor vehicle, characterized by a shaft which corresponds to an arrangement according to one or more of Claims 1 until 11 is trained.

Electric machine with a rotationally fixed stator and a rotatable rotor, the rotor being coupled to a rotor shaft, one end of the rotor shaft protruding from a housing of the electrical machine, characterized in that the rotor shaft corresponds to an arrangement according to one or more of the Claims 1 until 11 is trained.