专利名称：带有电动马达的用于车辆的驱动单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于车辆的驱动单元，带有至少一个电动马达和至少一个变速器设施，其中，电动马达和变速器设施借助至少一个轴相互作用连接并且其中轴借助至少一个第一滚动轴承以可转动的方式得到支承，该滚动轴承在用于轴的转动接头中坐落到变速器设施内。
背景技术：
DE 19841159A1描述了用于车辆的多个类属形成的驱动单元。所述多个驱动单元中的一个具有电动马达和变速器设施，它们借助至少一个轴相互作用连接。变速器设施包括差速器并通过该变速器设施的行星齿轮变速器与电动马达作用连接。电动马达与差速器同轴地布置。差速器由电动马达驱动。因此变速器元件与电动马达的转子轴抗扭连接。转子轴借助以球轴承形式的两个滚动轴承可转动地支承在定子支架上。该定子支架单件式地与驱动单元的壳体的一部分一起构造。转子轴在差速器侧设有啮合部，该转子轴是行星齿轮变速器的太阳轮。用于与行星轮的太阳轮啮合的多个行星轮的行星架与差速器的笼连接。差速器的侧齿轮(Achswellenrader)各与从动轴抗扭连接。多个从动轴中的一个与驱动轴，也就是与转子轴和电动马达的转子同轴地布置。为此从动轴插入作为空心轴构造的转子轴内并滑动支承在该转子轴内。变速器设施通过壳体盖与电动马达分开。壳体盖具有用于转子轴进而也用于插入在里面的从动轴的转动接头(Drehdurchfiihrung) ( Drehdurchfuhrung)。电动马达的内部在转动接头上相对于变速器设施借助径向轴密封装置密封。径向轴密封圈具有至少一个密封唇，该至少一个密封唇以触碰的方式与密封面接触并因此在旋转时滑动地密封。用于支承转子轴的两个滚动轴承坐落在没有润滑油的电动马达内部。该“干的”区域由驱动单元的“湿的”在变速器侧的区域借助径向轴密封装置分开。“湿的”区域具有作为喷射油或油雾分布的润滑油。因为滚动轴承布置在干的区域内，所以这些滚动轴承采用脂润滑和密封。滚动轴承是球轴承。滚动轴承的使用寿命依赖于润滑该滚动轴承的润滑脂的使用持续时间(Gebrauchsdauer)。脂的使用持续时间依赖于不同的因素如润滑脂的类型、转速和温度。电动马达内的高温能够不利地作用到脂的使用持续时间上进而作用到轴承的使用寿命上。DE 19841159A1利用图2示出类属形成的类型的其它驱动单元，其中转子轴与上述设施偏移地借助球轴承支承在驱动单元的壳体上并由此不支承在电动马达的内部。多个球轴承中的一个在变速器侧坐落在将电动马达与变速器设施分开的壳体盖内。这些球轴承中的另一个在从动侧在电动马达内坐落在壳体区段上。壳体盖具有用于转子轴的转动接头。电动马达的“干的”内部在转动接头上相对于变速器设施的“湿的”区域借助径向轴密封装置密封。在变速器侧的球轴承坐落在“湿的”区域内并采用润滑油润滑。将润滑油通过在转子轴与壳体盖之间的环形间隙向球轴承导引。径向轴密封装置在转动接头内在电动马达侧在球轴承的后面跟随。该球轴承的使用寿命强烈地依赖于不断地到达球轴承内部的润滑油的数量。根据DE 19841159A1在图2中的设施还示出了转子轴，该转子轴是空心轴并且在其中插入从动轴。在从动轴与转子轴之间的环形间隙在变速器侧向环形间隙去地借助径向轴密封圈密封，该径向轴密封圈防止油通过环形间隙从变速器逸出。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种驱动设施，在该驱动设施中确保了滚动轴承的足够的供给并足够地确保了其使用寿命。此外应提供具有成本低廉的密封设施和润滑的变速器设施。本发明可以应用到具有至少一个电动马达和至少一个变速器设施的所有用于车辆的驱动单元上，在这些驱动单元中电动马达和变速器设施借助电动马达的转子轴相互作用连接。容纳了电动马达的转子的转子轴借助至少一个滚动轴承绕转子轴的旋转轴旋转地支承。滚动轴承是如斜置轴承或向心轴承那样的任意实施方式的所有轴承如球轴承、滚针轴承或滚子轴承。滚动轴承具有内滚道和外滚道以及径向或者说轴向布置在滚道之间的滚动体。这些滚道在轴承圈上构造或直接在轴和/或壳体上构造。轴例如是用于传递转矩的变速器设施的驱动轴或从动轴。优选地，轴是电动马达的转子轴。可以设想利用第一滚动轴承在转动接头内也可转动地支承轴头。轴头例如是太阳轮的柄、备选地是行星架的柄。滚动轴承在转动接头内坐落在电动马达、变速器或盖的壁区段内，电动马达的内部相对于变速器设施的内部或变速器设施的内部相对于电动马达的内部封闭。转动接头例如是在壁区段或轴承盖、轴承套筒(Lagerbrille)或类似元件中的圆柱形孔。滚动轴承设有密封装置。这些密封装置坐落在滚动体的两侧并完全或部分搭接在滚道之间或在轴承圈之间的距离。滚动轴承朝向电动马达去利用第一密封装置密封，该第一密封装置在至少一个部位上优选利用一个或多个密封唇与密封面滑动贴靠地密封接触。滚动轴承在变速器侧通过至少一个径向第一环形间隙向变速器设施去地敞开。密封间隙优选作为在无触碰密封装置与密封面之间的密封间隙构造。滚动轴承利用轴承设施的这种实施方案相对于变速器设施的优选“干的”区域密封。滚动轴承相对于“湿的”区域通过环形间隙以如下程度地敞开，即，如密封间隙的几何尺寸允许的那样。本发明的设计方案设置如下，轴借助第二滚动轴承支承，该第二滚动轴承以一定距离相对第一滚动轴承布置并且该第二滚动轴承一侧向电动马达去地利用第二密封装置密封，该密封装置在至少一个部位上与密封面滑动贴靠地密封接触。第二滚动轴承也如同第一滚动轴承那样在远离电动马达的侧上通过至少一个径向的第二环形间隙敞开。本发明的设计方案设置如下，滚动轴承至少部分填充润滑脂。利用本发明的其它设计方案设置如下，即，径向的环形间隙对于润滑油而言是可渗透的。此外备选地设置，滚动轴承至少部分填充润滑脂并且径向的环形间隙对于润滑油而言是可渗透的。依据本发明的密封设施的密封装置将润滑脂的固体组成部分阻挡在轴承内部。间隙密封装置的密封间隙与此相应这样地设计，使润滑油到达润滑脂，但润滑油脂不被从轴承中冲出。依据本发明的驱动单元的优点在于，电动马达的干燥的和清洁的内部密封并由此保持干燥和清洁。因为滑动式密封装置也整合到滚动轴承中，所以取消了在转动接头中的单独的密封座和在轴上的密封面。该设施由此可以节省空间地被实施。用于制造密封座和密封面的成本下降。取消了用于将密封圈装配到驱动单元中的时间和成本。因为滚动轴承的内部在变速器侧打开，所以摩擦阻力比按照现有技术使用两侧滑动密封的滚动轴承的情况要低。此外，依据本发明的滚动轴承的内部通过间隙密封装置对于润滑油而言是可接触的并可以通过该润滑油被冷却及良好润滑。现有技术的填充了润滑脂的滚动轴承内，脂的润滑油经常与固体组成部分(例如皂粉)分离。这一点导致润滑脂最终干透并失去其润滑作用。依据本发明的设计方案，滚动轴承填充润滑脂并向“湿的”侧去地具有环形间隙，该环形间隙对于由变速器设施的润滑油而言是可渗透的或对于由一个或多个润滑通道的润滑油而言是可进入的。采用这样设计的润滑间隙，将润滑脂不断利用润滑油供给并且不会干透。该设施在由电动马达和差速器组成的驱动单元中尤其适用或适用于另外的混合驱动装置设施。电动马达要么是主驱动装置，要么是辅助驱动装置或者说用于控制单元的驱动装置。优选地，电动马达的转子轴和差速器的旋转对称的变速器元件与共同的旋转轴同心地布置。变速器元件例如是差速器的太阳轮或接片(Steg)。变速器元件和转子轴抗扭地相互连接，其中，转子轴或变速器元件选择性地利用第一滚动轴承支承。
下面借助实施例对本发明进行详细说明。其中图1示出纵向沿简化示出的驱动单元的旋转轴的部分剖面图，带有差速器的以行星齿轮变速器形式的变速器设施和电动马达；图2示出由图1的细部Z，利用该细部Z放大地和未按比例示出用于支承电动马达的转子轴的在变速器侧的滚动轴承；图3示出由图1的细部X，利用该细部X放大地和未按比例示出用于支承电动马达的转子轴的在从动侧的滚动轴承；以及图4以沿旋转轴的纵剖面图放大地和未按比例示出行星齿轮变速器的作为太阳轮构成的齿轮。
具体实施例方式Ml-图1示出简化示出的驱动单元1的部分剖面图，包括差速器的以行星齿轮变速器形式的变速器设施和电动马达2。行星齿轮变速器在图中部分利用太阳轮3和行星轮4表示。电动马达2和变速器设施借助电动马达2的转子轴6相互作用连接。转子轴6容纳了电动马达的转子5并双重借助滚动轴承39和49在角接触球轴承7和8的实施方式中可转动地支承在驱动单元1的壳体9内。图1、2和3-角接触球轴承7和8具有各一个内圈31、一个外圈32和球体33。但也可以设想，角接触球轴承7和8的滚道34和36直接在转子轴6或壳体上构造。角接触球轴承7和8呈X形布置，也就是说，两个角接触球轴承的穿过中心分布的压力线在Pl和P2与支承部位之间的旋转轴25相切。角接触球轴承7和8各自具有15° -25°范围内的压力角α、优选20°。压力角α是锐角，各自的径向平面E和各自通过球体中心点37分布的接触线38在所示纵向剖面的剖面平面上在它们之间包含该锐角。图2(图1)-滚动轴承39利用密封装置40密封，该密封装置在朝向电动马达2的方向邻接球体33。密封装置40由衬板45以及由弹性的密封装置46形成，坐落在外圈32中并如由图2细部Z的放大图所得到的那样，在内圈31的密封槽48的两个密封接触41和42上利用密封唇滑动地贴靠在密封面43和44上。球体33在朝向变速器设施的方向邻接附着在外圈32上的密封片47。滚动轴承39在变速器侧通过至少一个径向的第一环形间隙51向着变速器设施敞开，该环形间隙构造在密封片47与内圈31之间并且该环形间隙因此建立间隙密封装置。图3(图1)-滚动轴承49在图3中利用细部X的放大图示出并且一侧朝向电动马达2同样利用密封装置40密封，该密封装置在朝向电动马达2的方向邻接球体33。密封装置40由衬板45以及由弹性密封装置46形成，坐落在外圈32中并且在内圈31的密封槽48的两个密封接触41和42上滑动地贴靠在密封面43和44上。第二滚动轴承49另一侧在朝向环形通道50的方向通过至少一个径向的环形间隙51对于润滑油而言是可接触的，该径向的环形间隙构造在密封片47与内圈31之间并因此形成了间隙密封装置。图2和3-两个滚动轴承39和49的环形间隙51对于润滑油而言是可渗透的。此外，两个滚动轴承39和49填充润滑脂52。fil-转子轴6上，变速器设施1的齿轮15以同心于转子轴6的旋转轴25的方式是固定的。齿轮15借助在作为空心轴实施的转子轴6内的空心柱体形的柄16支撑并且是太阳轮3，该太阳轮与变速器设施的其他未示出的行星齿轮变速器的仅部分示出的行星轮4啮合。转子轴6内部空心并具有贯通孔17。太阳轮3抗扭地安装在贯通孔17内。柄16和齿轮15都是内部空心的。其它的轴12插入转子轴6的贯通孔17中和太阳轮3的贯通孔18中并可转动地支承在转子轴6内的两个支承部位10和11上。支承部位10和11具有各一个作为滚针轴承13和14构造的滚动轴承。滚针轴承13和14各由套筒19和滚针20形成。转子轴6与其它的轴12之间形成有环形间隙21。其它的环形间隙22在太阳轮3与其它的轴12之间构造。环形间隙22的横剖面小于环形间隙21的横剖面。太阳轮3的旋转对称的柄16与轴12的表面共同形成推进装置23，该推进装置出于推进润滑油的目的内部地在贯通孔18中设有呈螺线形的轮廓部24，该轮廓部面朝轴12并绕该轴旋转。润滑油通过作为环形间隙21和22实施的润滑通道的流动方向借助方向箭头表示。图2和图4-图4示出纵向沿旋转轴穿过太阳轮3的剖面图。在柄16内侧上的呈螺线形的轮廓部M是呈螺旋形分布的槽30，在向前行驶的情况下第二轴12转动时，该槽30沿转动方向以例如高转速(也通过两个轴6和12彼此的相对转速)轴向地朝向润滑部位27以及观得到推进。图1、2和3-推进装置23由此利用呈螺线形的轮廓部M可绕轴6和12的共同旋转轴25旋转地布置在环形间隙22内并在电动马达2运行时借助转子轴6驱动。备选地，单件式地与齿轮15—起构造的并且侧面地由该齿轮伸出的推进装置23通过行星齿轮变速器进而通过齿轮15驱动。润滑油通过轴端部沈到达环形间隙22中，从那里通过呈螺线形的轮廓部M的推进作用推进到轴向相对润滑部位27以及28的环形间隙21中并穿过这些润滑部位贯穿地向滚动轴承49前面的环形通道50推进。润滑油通过横孔四推进到润滑通道35中并从那里返回推进到行星齿轮变速器中。附图标记列表1驱动单元2电动马达3太阳轮4行星轮5转子6转子轴7角接触球轴承8角接触球轴承9壳体10支承部位11支承部位12轴13滚针轴承14滚针轴承15齿轮16柄17贯通孔18贯通孔19套筒20滚针21环形间隙22环形间隙23推进装置24轮廓部25旋转轴26轴端部27润滑部位28润滑部位29横孔30槽31内圈32外圈33球体
7
34滚道
35润滑通道
36滚道
37球体中心点
38接触线
39滚动轴承
40密封装置
41密封接触
42密封接触
43密封面
44密封面
45衬板
46弹性密封装置
47密封片
48密封槽
49滚动轴承
50环形通道
51环形间隙
权利要求
1.用于车辆的驱动单元(1)，带有至少一个电动马达( 和至少一个变速器设施，其中，所述电动马达(2)和所述变速器设施借助至少一个轴相互作用连接并且其中所述轴借助至少一个第一滚动轴承(39)以可转动的方式得到支承，所述第一滚动轴承在用于所述轴的转动接头内坐落到变速器设施中，其特征在于，所述滚动轴承(39)在向着所述电动马达(2)的方向利用第一密封装置GO)密封，所述第一密封装置在至少一个部位上与一密封面滑动贴靠地密封接触；并且所述滚动轴承(39)在变速器侧通过至少一个径向的第一环形间隙(51)向着所述变速器设施敞开，其中，所述滚动轴承的滚动体轴向地布置在所述第一密封装置GO)与所述径向的第一环形间隙(51)之间。
2.按权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，所述径向的第一环形间隙(51)构造在由至少一个密封片G7)和轴承圈(31)形成的间隙密封装置上。
3.按权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，驱动单元(1)具有用于支承轴的第二滚动轴承(49)，所述第二滚动轴承与所述第一滚动轴承(39)相距布置并且所述第二滚动轴承一侧向着所述电动马达( 的方向利用第二密封装置GO)密封，所述第二密封装置在至少一个部位上与一密封面滑动贴靠地密封接触；并且所述第二滚动轴承G9)向着另一侧的方向通过至少一个径向的第二环形间隙(51)敞开，其中，所述第二滚动轴承G9)的滚动体轴向地布置在所述第二密封装置GO)与所述径向的第二环形间隙(51)之间。
4.按权利要求1或3所述的驱动单元，其特征在于，所述滚动轴承(39、49)至少部分被填充润滑脂。
5.按权利要求1或3所述的驱动单元，其特征在于，所述径向的环形间隙(51)对于润滑油而言是可渗透的。
6.按权利要求1或3所述的驱动单元，其特征在于，所述滚动轴承(39、49)至少部分被填充润滑脂并且所述径向的环形间隙(51)对于润滑油而言是可渗透的。
7.按权利要求3所述的驱动单元，其特征在于，所述第二环形间隙(51)和所述变速器设施通过至少一个润滑通道相互连接。
8.按权利要求7所述的驱动单元，其特征在于，所述轴是所述电动马达O)的转子轴(6)并作为空心轴构造，其中，在所述空心轴内插入有变速器设施的其它轴(12)；并且所述润滑通道至少部分通过在所述空心轴与所述其它轴(12)之间构造的径向第三环形间隙(22)形成。
9.按权利要求8所述的变速器装置，其特征在于，至少一个用于润滑油的推进装置(23)布置在所述第三环形间隙02)内。
全文摘要
本发明涉及用于车辆的驱动单元(1)，带有至少一个电动马达(2)和至少一个变速器设施，其中，电动马达(2)和变速器设施借助至少一个轴相互作用连接并且其中该轴借助至少一个第一滚动轴承(39)可转动地支承，该第一滚动轴承在用于轴的转动接头内坐落到变速器设施中。
文档编号H02K5/173GK102597555SQ201080048814
公开日2012年7月18日 申请日期2010年9月10日 优先权日2009年10月28日
发明者托马斯·斯米塔那, 诺贝特·拉丁格 申请人:谢夫勒科技股份两合公司