可电动操作的车轴传动系的制作方法

本发明涉及用于机动车辆的可电动操作的车轴传动系，该车轴传动系包括容纳在马达壳体中的电机和容纳在变速器壳体中的变速器组件，其中，电机和变速器组件形成结构单元，并且与重力方向相反地延伸穿过变速器壳体的通风通道将变速器壳体内的变速器组件与环境连接。

背景技术：

1、电动马达越来越多地用于机动车辆，以提供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对日常使用的适用性，并且还能够为用户提供他们习惯的驾驶舒适性。

2、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的车轴的驱动单元，该驱动单元包括与锥齿轮式差速器同心且同轴地布置的电动马达，在电动马达与锥齿轮式差速器之间的动力系中布置有可切换的2速行星齿轮组，并且该行星齿轮组也与电动马达以及锥齿轮式差速器或直齿轮式差速器同轴地定位。该驱动单元非常紧凑，并且由于可换挡的2速行星齿轮组而在爬坡能力、加速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。

3、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。混合动力车辆的这种传动系通常包括内燃发动机和电动马达的组合，并且例如在城市地区中能够实现纯电动操作模式，而同时允许足够的续航里程和可用性两者，特别是在越野驾驶时。另外，在某些操作情况下，还可以同时使用内燃发动机和电动马达来驱动。

4、在意在用于电动车轴或混合动力模块的电机的开发中，需要不断增加它们的功率密度，使得为此目的所需的冷却变得越来越重要，尤其是对于电机而言。由于必要的冷却能力，液压流体比如冷却油已经在大多数构思中被确立，以用于从电机的热负载区域移除热。

5、在指定的电动车轴或混合动力模块中常用的变速器通常用变速器油来润滑，该变速器油通常也用作用于电机的冷却油。为了将润滑剂或冷却油可靠地输送至各个润滑点或冷却点，已知要在对应的驱动装置中形成液压流体回路。

6、在这种传动系构型中，通常必须提供发动机和/或变速器隔室与环境的通风或压力平衡。此处的挑战是将通风设计成使得：一方面可以确保空气的交换以使发动机和/或变速器隔室中的压力与环境平衡，另一方面通风不会导致工作介质、例如来自发动机和/或变速器隔室的油的不期望的泄漏。这也代表了一种挑战，因为在这种汽车应用中通常会遇到的高速度会促使在这种驱动系统的操作期间于发动机和/或变速器隔室内形成大量的油泡沫或油雾。

7、此外，由于此类电动车轴变速器中的油的温度变化，经常会出现压力波动，这种压力波动可以通过与环境进行空气交换来避免，或者可以借助于适当的除气器来补偿。如果可能的话，富含油的空气和蒸汽应当仅以经过过滤的形式进入大气，因此，为此目的，通常会使用适当的过滤系统。

8、原则上，存在许多已知的用于对变速器进行排气的方案。示例包括de102007043462b3、us4,446,755或de60024751t2。

9、wo 2011/060 806a1公开了一种用于具有在润滑剂中运行的部件的组件的排气装置。该排气装置包括壳体部分、借助于滚动轴承以能够围绕旋转轴线a相对于壳体部分旋转的方式安装的旋转部件、以及用于对组件进行排气的通风通道，其中，通风通道的内嘴部布置成在轴向上邻近于滚动轴承，并且其中，通风通道的嘴部在轴向视图中至少部分地覆盖滚动轴承。

10、wo 2021/213 778a1公开了一种用于机动车辆中的驱动部件的除气装置，其中，除气装置具有进入管线和带有除气膜的膜式除气器以及排气侧，其中，除气装置被设计成用于将驱动部件的内部流体传导与驱动部件周围的环境连接，其中，除气膜沿从驱动部件到驱动部件周围的环境的预定的流动方向布置，即位于进入管线的下游和排气侧的上游，其中，进入管线具有气溶胶捕集器，该气溶胶捕集器具有用于将液体沉积在其至少一个壁上的迷宫部，并且该气溶胶捕集器被设计为与进入管线相对且与膜除气器相对的单独部件。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种用于机动车辆的可电动操作的车轴传动系，该车轴传动系避免或至少减少了现有技术中已知的问题，并且实现了一种确保车轴传动系的安全通风而不会发生来自车轴传动系的油的任何不期望的泄漏的用于机动车辆的可电动操作的车轴传动系。本发明的另一目的是使车轴传动系以成本有效的方式制造并易于组装。

2、该目的通过一种用于机动车辆的可电动操作的车轴传动系来实现，该车轴传动系包括容纳在马达壳体中的电机和容纳在变速器壳体中的变速器组件，其中，电机和变速器组件形成结构单元，并且与重力方向相反地延伸穿过变速器壳体的通风通道将变速器壳体内的变速器组件与环境连接，其中，在通风通道中插入有分离器筒，该分离器筒被设计为与变速器壳体分开的部件，并且该分离器筒构造成使得其使通风通道中的液压流体的流速降低。

3、因此，在根据本发明的车轴传动系中，可以防止或减少液压流体渗入到通风通道的例如位于过滤系统前方的区域中。根据变速器组件中的操作点，液压流体、例如变速器油会到达通风通道的关键区域，可以通过分离器筒来防止或至少减少这种情况。分离器筒可以确保液压流体不会被无意地收集在通风通道的区域中，从而进而确保变速器组件中的操作所需的油位不会意外地下降。这确保变速器组件在具有足够的液压流体而油位不会意外地下降的情况下操作。此外，分离器筒对液压流体的保留能力的提高可以进一步减少意外泄漏的液压流体对环境的影响。

4、分离器筒降低了通风通道中的液压流体的流速并且使液压流体返回至变速器组件的内部，从而可以防止或减少变速器组件中的油损失。同时，空气可以逸出以补偿由于变速器组件中的液压流体的温度变化而引起的压力波动，并且可以去除在操作期间产生的蒸汽。

5、首先，对根据本发明的车轴传动系的技术要素进行更详细的解释，并且下面示出了特别优选的实施方式。

6、机动车辆的可电动操作的车轴传动系可以包括至少一个电机和至少一个变速器组件，其中，电机和变速器组件优选地在每种情况下形成结构单元。电动车轴传动系也可以具有带有第一变速器组件的第一电机和带有第二变速器组件的第二电机，第一电机和第二电机一起形成结构单元。

7、根据本发明，电机具有马达壳体，并且变速器具有变速器壳体，其中，然后可以通过将变速器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。

8、马达壳体封围电机。马达壳体还可以容纳电机的控制电子器件和电力电子器件。马达壳体还可以是用于电机的冷却系统的一部分，并且马达壳体可以被设计成使得冷却流体可以经由马达壳体供应至电机以及/或者热可以经由壳体表面消散至外部。另外，马达壳体保护电机和可能存在的任何电子器件免受外部影响。

9、马达壳体可以特别地由金属材料形成。有利地，马达壳体可以由诸如灰铸铁或铸钢之类的铸造金属材料形成。原则上，还可以设想由塑料完全地或部分地形成马达壳体。马达壳体可以是单壳或多壳，即，不分开的或分开的。

10、变速器壳体是用于容纳变速器的壳体。变速器壳体的任务是经由轴承导引现有的轴并且在不阻碍车轮的旋转和可能的路径运动的情况下赋予车轮(可能是凸轮盘)其在所有载荷下所需的自由度以及吸收轴承力和支承扭矩。

11、变速器壳体可以是单壳或多壳，即，不分开的或分开的。壳体特别地构造成抑制噪音和振动，并且还能够安全地吸收润滑剂。

12、电机的马达壳体和/或变速器组件的变速器壳体也可以各自容纳在传动系壳体中。传动系壳体优选地由金属材料形成，特别优选地由铝、灰铸铁或铸钢形成，特别地借助于一次成型工艺、比如铸造或压铸形成。然而，原则上，也可以由塑料材料来形成传动系壳体。传动系壳体可以特别优选地具有杯状基本形状，使得电机和变速器可以经由传动系壳体的敞开端面插入到传动系壳体中。

13、电机用于将电能转换成机械能并且/或者将机械能转换成电能，并且通常包括被称为定子或电枢的静止部分以及被称为转子的布置成能够相对于静止部分移动的部分。在本发明的上下文中，电机可以构造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，应当优先考虑轴向通量型机器。

14、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超过50km/h、优选地超过80km/h、并且特别地超过100km/h的车辆速度。电动马达特别优选地具有超过30kw、优选地超过50kw、并且特别地超过70kw的输出。此外，优选的是，电机提供大于5000rpm、特别优选地大于10000rpm、非常特别优选地大于12500rpm的速度。

15、此外，电机优选地还具有冷却系统。冷却系统用于消散由电机内的电损耗所产生的热。这种冷却系统尤其可以在转子内具有冷却通道(转子冷却通道)和/或在定子内具有冷却通道(定子冷却通道)，对应的冷却介质被导引通过这些冷却通道，以用于散热的目的。特别优选地，冷却系统联接至变速器组件，使得例如用于使变速器组件润滑的油也用于对电机进行冷却。

16、特别地，可电动操作的车轴传动系的变速器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。该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。

17、变速器组件优选地被设计为行星变速器，非常特别优选地设计为可切换的、特别是双速行星变速器。此外，变速器组件可以替代性地或附加地包括差速齿轮机构。差速齿轮机构是具有一个驱动端和两个输出端的行星变速器。差速齿轮机构通常具有将机动车辆的两个车辆车轮驱动成使得其在转弯时可以以不同的速度转动但具有相同的推进力的功能。

18、出于本技术的目的，机动车辆是通过机器动力进行移动而不受铁路轨道的限制的陆地车辆。机动车辆可以例如选自乘用车、卡车、小型摩托车、轻型机动车辆、摩托车、公共汽车/客车或牵引车的组。

19、根据本发明的有利的实施方式，通风通道具有沿重力方向延伸的第一通道部段，第二通道部段从第一通道部段沿径向方向和轴向方向穿过变速器壳体延伸至变速器组件，并且分离器筒布置在第二通道部段中。这种设计的优点是其能够实现特别良好的通风以及使液压流体返回至变速器组件。

20、第一通道部段和第二通道部段可以具有不同的流动横截面。优选地，第一通道部段和/或第二通道部段具有圆形流动横截面。此外，优选的是，相比于第二通道部段，第一通道部段具有更短的流动路径。

21、根据本发明的另一优选的改进方案，分离器筒由塑料制成、特别是借助于注射模制工艺由塑料制成，这一方面在生产技术方面是有利的，但是另一方面也通过使用相对较轻的材料实现了重量优势。

22、此外，根据本发明的同样有利的实施方式，分离器筒以形状配合和/或摩擦的方式固定在通风通道中，特别地，这还允许将分离器筒以简单且成本有效的方式安装在通风通道中。

23、根据本发明的另一特别优选的实施方式，分离器筒具有筒形的主体，液压流体可以通过第一端面的第一开口和第二端面的第二开口流动穿过该主体的内部，由此可以实现特别良好的通风和液压流体的返回。

24、根据本发明，在第二端面上布置有插塞件，并且该插塞件沿轴向方向延伸出主体，其中，插塞件具有通过第二端面的第二开口连接至主体的内部的出口通道。这种设计的优点在于，一方面，可以在通风通道内形成分离器筒的轴向止挡部，从而在分离器筒插入到通风通道中时促进了安全且无缺陷的组装。

25、在本发明的同样优选的实施方式中，插塞件相对于筒形主体偏心布置。这可以通过借助于偏心实现“防错”原理来进一步提高组装安全性，使得分离器筒在通风通道中的位置被明确限定。

26、还可能有利的是，以下述方式进一步改进本发明：在内部中于第二开口的前方轴向偏移地布置有屏障元件，使得液压流体被防止从内部轴向地流动至第二开口。通过这种方式可以实现的优点是，可以有效地减缓分离器筒的主体内的液压流体的流速。

27、根据本发明的主题的另一优选的实施方式，第一端面的第一开口包括至少两个入口开口，所述至少两个入口开口沿重力方向布置在返回开口的上方，该返回开口设置在第一端面中。这使得可以确保液压流体特别有效地进入和离开分离器筒。

28、最后，本发明还可以被有利地设计成使得在主体的外侧向表面上形成有径向突出的肋部，分离器通借助于这些肋部被压入通风通道中，特别地，这已被证明易于安装并且具有成本效益。