變速器殼體、變速器單元、驅動單元和地面運輸工具的製作方法

2023-05-02 21:38:06

本發明涉及一種根據專利權利要求1的前序部分所述的具有排氣裝置的變速器殼體、一種根據專利權利要求7的前序部分所述的用於地面運輸工具的變速器單元、一種根據專利權利要求9的前序部分所述的用於地面運輸工具的驅動單元以及一種根據專利權利要求10所述的地面運輸工具。

背景技術：

在現有技術中已知用於地面運輸工具的驅動單元。這種驅動單元通常包括具有兩個變速器級的變速器殼體、通過凸緣安裝的驅動馬達和可驅動的驅動輪。第一變速器級其本身通常包括驅動小齒輪和與驅動小齒輪嚙合的正齒輪，而第二變速器級典型地包括錐齒輪和與錐齒輪嚙合的盤形齒輪。由於在地面運輸工具中非常有限地可供使用的安裝空間，這種驅動單元在其外部尺寸方面承受嚴苛的要求。這和所述的變速器元件的相比而言較高的轉速在這種驅動單元的運行中導致在變速器殼體內部急劇的溫度升高。為了使在變速器殼體內部的由於內部溫度升高而同樣增大的壓力卸出，已知的驅動單元經常具有排氣單元。

在此聯繫下，de102010029548a1描述了一種用於地面運輸工具的驅動裝置，在變速器殼體中具有不可相對轉動地設置在驅動軸上的驅動小齒輪，其中，驅動小齒輪經由徑向軸承支承在變速器殼體中。可軸向密封的在驅動小齒輪和變速器殼體之間的氣隙藉助於無接觸的密封元件密封。作為無接觸的密封元件可以考慮所謂的lsto環。此外，無接觸的密封元件實現了在驅動裝置內產生過壓時驅動裝置的排氣。為了避免在排氣時潤滑油漏出，通過防噴濺盤防止密封元件受噴濺油的影響。

de102008034174a1公開了一種用於給地面運輸工具的驅動單元的變速器殼體排氣的方法。變速器殼體包括例如構造為雙金屬條帶的溫度控制結構，其在達到確定的溫度時給洩氣裝置提供開關脈衝。例如藉助於電動馬達或壓電元件工作的洩氣閥用作洩氣裝置。洩氣裝置打開時的溫度在此處於在變速器殼體中油氣混合物的發泡極限溫度之上。因此可避免泡沫狀的油通過洩氣裝置漏出。

申請人還已知所謂的用於地面運輸工具的驅動單元的敞開的排氣裝置，所述排氣裝置為受彈簧加載的止回閥。該止回閥在驅動單元中達到確定的內壓時打開並且使過壓卸出。

然而，已知的用於地面運輸工具的變速器單元的排氣裝置是有缺陷的，因為其在排氣時無意地使潤滑油從變速器殼體漏出，或者包括特殊的附加裝置，例如防噴濺盤，然而附加裝置需要額外的結構空間和額外的成本。無意的潤滑油洩漏不僅會導致須有規律地進行替換的潤滑油的損失，而且也是環境負擔。

技術實現要素：

本發明的目的是，提出一種改進的變速器殼體。

根據本發明，該目的通過根據權利要求1的具有排氣裝置的變速器殼體實現。本發明的有利設計方案和改進方案由從屬權利要求得出。

本發明涉及一種具有排氣裝置的變速器殼體，其中，所述排氣裝置穿過所述變速器殼體的上殼體壁從所述上殼體壁的內側至所述上殼體壁的外側。根據本發明的變速器殼體的特徵在於，在所述上殼體壁的內側、與所述排氣裝置相鄰地設有滴落稜邊。相對於已知的具有已知排氣裝置的變速器殼體，得到如下優點：通過變速器元件在變速器殼體內部噴濺上的潤滑油在排氣裝置的區域中通過滴落稜邊可快速地且可靠地又從排氣區域導出。同時，不需要額外的結構元件，例如防噴濺盤或溫度控制裝置，由此不僅用於製造根據本發明的變速器殼體的成本花費而且根據本發明的變速器殼體的結構空間需求都可保持很小。

術語「上殼體壁」在本發明的意義上而言理解為殼體壁的、即變速器殼體外套的如下這一部分，該部分在安裝到車輛中的狀態中在豎直上方。因為根據本發明的變速器殼體基本上優選為長方體形的，在本發明的意義上「上殼體壁」即變速器殼體的六個外壁中的如下這一外壁，該外壁在安裝到車輛中的狀態中豎直地指向上方。

在此，滴落稜邊布置在上殼體壁的內側上特別地隨之帶來如下優點：噴濺上的潤滑油的滴落在沒有其他協助的情況下僅僅通過重力實現，重力引起自然地將噴濺上的潤滑油從殼體壁上拉下。滴落稜邊通過其幾何結構支持該過程，其幾何結構優選地構造為，噴濺上的在排氣裝置區域中的潤滑油首先積聚並且通過重力的影響被導向滴落稜邊的尖。一旦在滴落稜邊上的潤滑油的重力達到確定值，在該確定值的情況下作用於積聚的潤滑油的重力大於在積聚的潤滑油和上殼體壁的內側之間作用的粘著力，潤滑油就液滴式地落下並且落回到變速器殼體的內部中。

優選地規定，根據本發明的變速器殼體應用在地面運輸工具中。在製造地面運輸工具時存在大的成本壓力和結構空間壓力。此外，正如出於環境保護的原因那樣也出於成本的原因，潤滑油的損失應保持儘可能小。

根據本發明的一種優選實施方式規定，滴落稜邊被構造為內側的表面異型結構。這呈現為一種簡單、成本低廉且同時高效的用於構造滴落稜邊的可行方案。例如可以藉助於銑削過程在上殼體壁的內側中加工滴落稜邊。但是同樣也可行的是，在製造上殼體壁或變速器殼體期間藉助於變形過程、例如冷變形製造滴落稜邊。在任何情況下都不需要將滴落稜邊製造為單個零件以及在額外的工序中與上殼體壁的內側相連接。還可行的是，上殼體壁或整個變速器殼體由塑料或輕金屬製成的澆鑄件或壓鑄件製成，以便因此在沒有額外加工的情況下實現滴落稜邊的成型。

根據本發明的一種優選實施方式規定，滴落稜邊被構造為在凹陷部中的刺狀凸起。滴落稜邊的這種構造方式已經證實為特別有效的。凹陷部聚集噴濺上的潤滑油並且將其輸送給刺狀凸起，潤滑油最終從該刺狀凸起滴落。應指出的是，由於設置在上殼體壁的內側上，不僅凹陷部而且刺狀凸起也是「倒栽蔥地」安裝的，凹陷部與刺狀凸起距離增大、即沿豎直方向引向上方，而刺狀凸起指向下方。

因此，只通過重力就可以將噴濺在凹陷部的區域中的潤滑油引到刺狀凸起並聚集至此。因為凹陷部至少以一個斜面優選地與排氣裝置直接鄰接地設置，所以幾乎全部的噴濺在排氣裝置區域中的潤滑油通過凹陷部從排氣裝置中引出。該特殊的作用可通過如下方式進一步得到加強，即，凹陷部的斜面的斜率特別地與所使用的潤滑油的粘滯性和表面應力相匹配。這種機智的對潤滑油中的表面應力效應的充分利用即允許自身直接將噴濺到排氣裝置上的潤滑油拉下。在此，噴濺在凹陷部區域中的潤滑油通過其表面應力將相鄰的在排氣裝置上的潤滑油隨之拉至刺狀凸起。排氣裝置因此可以可靠地保持沒有潤滑油。

刺狀凸起最後通過其刺的幾何結構引起被輸送給刺狀凸起的潤滑油聚集在刺的最外面的尖處。與此相應地，潤滑油被重力朝向尖的方向引導得越遠，則在潤滑油和刺狀凸起之間的接觸面減小。在潤滑油和刺狀凸起之間起作用的粘著力也以與接觸面相同的程度減小。只要該粘著力比作用於潤滑油的重力小，則潤滑油滴落。這進一步改善了滴落稜邊的滴落能力，因此還引起總體改善的變速器殼體的對排氣裝置的噴濺上潤滑油的區域進行清潔的能力。

根據本發明的一種優選實施方式規定，滴落稜邊將排氣裝置框起。因此，有利地確保，可朝任一方向導出噴濺在排氣裝置區域中的潤滑油。這引起總體改善的對噴濺上的潤滑油的導出。

特別優選地規定，滴落稜邊環形地將排氣裝置框起。這已經被證實是特別有效的。

根據本發明的另一優選的實施方式規定，上殼體壁被構造為可取下的殼體蓋。這有利於變速器元件以及排氣裝置的裝配並且此外使規律的維護工作更加容易。

殼體蓋優選地由塑料或者由金屬製成。

根據本發明的另一優選的實施方式規定，排氣裝置被構造為受彈簧加載的止回閥。排氣裝置構造為受彈簧加載的止回閥的方案允許排出在變速器殼體內部的過壓，其中，同時避免汙物的侵入，因為受彈簧加載的止回閥僅可朝一個方向打開並且在正常狀態下關閉。

特別優選地規定，受彈簧加載的止回閥的通流方向從變速器殼體內部指向變速器殼體的外側。在達到在排氣裝置處超出止回閥彈簧的復位力的內壓時，止回閥打開並且使過壓向外卸出。在此，通過根據本發明的滴落稜邊，防止潤滑油也從變速器殼體漏出。一旦在排氣裝置處的內壓又小於彈簧的復位力，彈簧將止回閥關閉並且不可再向外輸出過壓，直至變速器殼體中的內壓又相應地升高。

本發明還涉及一種用於地面運輸工具的變速器單元，包括變速器殼體、構造為正齒輪級的第一變速器級以及包括錐齒輪和盤形齒輪的第二變速器級。根據本發明的變速器單元的特徵在於，變速器殼體是根據本發明的變速器殼體。這還為根據本發明的變速器單元引起已經與根據本發明的變速器殼體相關聯地描述的優點。

變速器級構造有兩個變速器級的方案已被證實為緊湊且同樣穩固，其中，第一變速器級被構造為正齒輪級並且第二變速器級被構造為包括錐齒輪和盤形齒輪的變速器級。兩者對於工業上使用的地面運輸工具都是重要的特性。

優選地規定，第一變速器級和第二變速器級分別被構造為減速級。這有利於使用比較快速旋轉且因而緊湊的電動馬達。

根據本發明的一種優選實施方式規定，變速器殼體還包括油池。因此，可潤滑且同時冷卻各個變速器元件。即，油池的潤滑油同時滿足作為冷卻油的功能。在變速器單元的運轉中，噴濺在排氣裝置區域中的潤滑油由根據本發明的滴落稜邊可靠地導出。

本發明還涉及一種用於地面運輸工具的驅動單元，包括電動馬達、運轉輪和變速器單元，其中，變速器單元的第一變速器級能通過電動馬達驅動，其中，變速器單元的第二變速器級能通過第一變速器級驅動並且運轉輪能由第二變速器級驅動。根據本發明的驅動單元的特徵在於，變速器單元是根據本發明的變速器單元。因此，還為根據本發明的驅動單元產生已經與根據本發明的變速器單元相關聯地所述的優點。

最後，本發明涉及一種地面運輸工具，包括根據本發明的驅動單元。這引起已經描述的優點。

附圖說明

下面依據在附圖中示出的實施方式示例性地闡述本發明。

附圖中：

圖1示例性地局部地示出了根據本發明的變速器殼體的一種可行實施方式，

圖2示例性地示出了根據本發明的驅動單元的一種可行實施方式，

圖3示例性地示出了根據本發明的變速器殼體的上殼體壁，以及

圖4示例性地示出了根據本發明的地面運輸工具。

在各幅附圖中，相同的對象、功能單元和可比較的部件設有相同的附圖標記。這些對象、功能單元和可比較的部件在其技術特徵方面實施為相同的，只要從說明書中未明確地或暗示地得出其他內容。

具體實施方式

圖1示例性地僅局部地示出了根據本發明的變速器殼體5的一種可行實施方式。在此，特別地，可以看到上殼體壁5』，其具有構造為受彈簧加載的止回閥10的排氣裝置10。如可以看到的，排氣裝置10從上殼體壁5』的內側穿過上殼體壁5』至上殼體壁5』的外側。在此，與排氣裝置10直接相鄰地，在上殼體壁5』的內側上設有滴落稜邊11，該滴落稜邊環形地將排氣裝置10框起。如由圖1的視圖還可得出的，滴落稜邊11構造為上殼體壁5』的內側的表面異型結構，使得呈現為在凹陷部12中的刺狀凸起。根據示例，即凹陷部12和滴落稜邊11將排氣裝置10環形地框起。如果在變速器殼體5所被分配於的驅動單元1的運轉中，潤滑油被噴入圍繞排氣裝置10的排氣區域中，原理上則產生該潤滑油在排氣裝置10打開時從變速器殼體5漏出的危險。為了卓有成效地避免該效應，凹陷部12單獨地通過作用於潤滑油的重力首先將潤滑油從排氣區域拉出並將其輸送給刺狀凸起、即滴落稜邊11，潤滑油最後從滴落稜邊滴落。為了確保實際上幾乎全部的潤滑油從排氣區域導出，凹陷部12的斜面的斜率特別地與所使用的潤滑油的粘滯性和表面應力相匹配。這種機智的對在潤滑油中的表面應力效應的充分利用即允許自身直接將噴濺到排氣裝置10上的潤滑油拉下。在此，被噴濺在凹陷部12的區域中的潤滑油通過其表面應力將相鄰的在排氣裝置10上的潤滑油與其一起拉至滴落稜邊11。滴落稜邊11最後通過其構造為刺狀凸起的特別構造方式，引起被輸送給它的潤滑油在刺的最外面的尖處聚集。與此相應地，在潤滑油和滴落稜邊11之間的接觸面以逐漸增大的程度減小。以與接觸面相同的程度，在潤滑油和滴落稜邊11之間作用的粘著力也減小。一旦該粘著力小於作用於潤滑油的重力，潤滑油滴落。因此，可以可靠地保持排氣裝置10沒有潤滑油。

圖2示例性地示出了根據本發明的驅動單元1的一種可行實施方式。驅動單元1包括變速器單元2、驅動輪3和電動馬達4。變速器單元2為根據本發明的變速器單元2的一種示例性實施方式。與此相應地，在圖2中所示的變速器單元2包括變速器殼體5、構造為正齒輪級6的第一變速器級6以及包括錐齒輪7』和盤形齒輪7」的第二變速器級7，其中，第二變速器級7的錐齒輪7』和盤形齒輪7」相互嚙合。根據示例，第一變速器級6由馬達小齒輪6』以及與馬達小齒輪6』嚙合的正齒輪6」組成。根據示例，不僅第一變速器級6而且第二變速器級7均構造為減速級。通過錐齒輪軸8，正齒輪6」與錐齒輪7』不可相對旋轉地連接。在此，錐齒輪軸8藉助於螺母9和鎖緊螺母9』固定。盤形齒輪7」還與驅動輪3不可相對旋轉地連接。因此，即電動馬達4的驅動力矩可傳遞至運轉輪3。在變速器殼體5的上殼體壁5』中，此外設置有構造為受彈簧加載的止回閥10的排氣裝置10。在此，上殼體壁5』構造為可取下的殼體蓋5』。在變速器殼體5的內部中有過壓時，止回閥10打開並且使過壓卸出。一旦過壓卸出，止回閥10又關閉並且防止汙物侵入變速器殼體5內。根據示例，與止回閥10直接相鄰地設置有根據本發明的滴落稜邊11，該滴落稜邊構造為上殼體壁5』的內側的表面異型結構。如還可見的，滴落稜邊11構造為在凹陷部12中的刺狀凸起。同時其環形地將止回閥10框起。

此外，油池13位於變速器殼體5中，該油池包含用於潤滑和冷卻變速器元件6、7的潤滑油。在驅動單元1運轉時，在變速器殼體5的內部中必然地由於不可避免的摩擦效應發生溫度升高。該溫度升高引起位於變速器殼體5中的空氣以及位於變速器殼體5中的潤滑油或油池13的體積膨脹。通過體積膨脹又產生過壓，該過壓在達到確定的閾值時通過止回閥10卸出。然而，因為在驅動單元1的運轉中潤滑油還同時經由盤形齒輪7」被甩出到第一變速器級6上，並且從此處特別是通過正齒輪6」被甩到止回閥10的排氣區域中，所以存在在排氣期間潤滑油通過止回閥10漏出的風險。然而這是不希望的，因為其一方面為待替換的潤滑油的損失，另一方面是環境負擔。然而，通過所示的驅動單元1包括根據本發明的具有已在圖1中描述的滴落稜邊11的變速器殼體5，可以幾乎完全避免不希望的潤滑油的漏出。

在圖3中示例性地示出了根據本發明的地面運輸工具14，該地面運輸工具包括根據本發明的驅動單元1(虛線所示)。

附圖標記：

1驅動單元

2變速器單元

3驅動輪

4電動馬達

5變速器殼體

5』上殼體壁

6第一變速器級

6』馬達小齒輪

6」正齒輪

7第二變速器級

7』錐齒輪

7」盤形齒輪

8錐齒輪軸

9螺母

9』鎖緊螺母

10排氣裝置、止回閥

11滴落稜邊

12凹陷部

13油池

14地面運輸工具