用于机动车的空心轴布置结构的制作方法

1.本发明涉及在权利要求1前序部分中给出的类型的用于机动车的空心轴布置结构。此外，本发明涉及具有至少一个这样的空心轴布置结构的机动车。


背景技术：

2.已知在机动车中安装空心轴，从而流体、例如冷却剂和/或润滑剂能够在这样的空心轴的内部流动并且通过径向的通孔排出。在空心轴中的这样的流体引导可以用于冷却周围的构件和/或用于润滑在这样的空心轴的区域中的周围的构件。按照边界条件，两个空心轴也部分地经由插接齿部相互连接，其中，冷却剂流和/或润滑剂流可以流动通过两个空心轴。
3.例如de 10 2018 211 359 a1示出这样的用于机动车的空心轴布置结构。在那里示出的空心轴布置结构包括以变速器输入轴形式的内部空心轴和以转子轴形式的外部空心轴，其中，这两个空心轴借助插接齿部相互连接，其方式为内部空心轴的外齿部抗转动地与外部空心轴的内齿部嵌接。油喷枪在构成为转子轴的外部空心轴的内部伸展，油能够借助所述油喷枪被引入外部空心轴的内部。这样引入的油从外部空心轴朝内部空心轴的方向流动，其中，在外部空心轴和内部空心轴之间设置轴向的流动槽，从而油此外也能够到达直至两个空心轴的插接齿部。


技术实现要素：

4.本发明的任务是提供一种解决方案，借助该解决方案，两个经由插接齿部相互连接的空心轴在其插接齿部的区域中能够被提供润滑剂。
5.该任务通过具有权利要求1的特征的用于机动车的空心轴布置结构来解决。本发明的其他可能的设计方案在从属权利要求、说明书和附图中给出。
6.按照本发明的用于机动车的空心轴布置结构包括借助插接齿部相互连接的内部空心轴和外部空心轴，其中，内部空心轴的外齿部抗转动地与外部空心轴的内齿部嵌接。术语“内部”可以理解为，内部空心轴在插接齿部的区域中设置在外部空心轴之内。对应地，术语“外部”应在外部空心轴中理解。尤其是，内部空心轴不是完全地、而是仅部分地插接在外部空心轴中，即主要插接在插接齿部的区域中。内部空心轴具有流入端部和流出端部，流入端部用于将流体输送到内部空心轴的内部，流出端部在外部空心轴的内齿部之内通入该外部空心轴中。流体尤其是例如可以以油或类似物形式的冷却剂和/或润滑剂。
7.从内部空心轴的流入端部观察，沿轴向方向在外部空心轴的内齿部的后面设置外部空心轴的内部的轴肩。外部空心轴的该内部的轴肩的内径小于外部空心轴的内齿部的齿根圆直径。亦即换句话说，内部的轴肩是外部空心轴的一种凸缘，该凸缘沿径向方向向内突出超过外部空心轴的内齿部的齿根圆。如果通过外部空心轴在轴肩的与插接齿部背离的侧上沿轴向方向看向轴肩，则该轴肩至少部分地遮盖插接齿部。
8.通过外部空心轴的该这样设计的内部的轴肩——该轴肩连接到外部空心轴的内
齿部上，在空心轴旋转时，从内部空心轴的流出端部流出的流体至少部分地通过轴肩在内齿部的齿根区域中积聚并且在插接齿部之内朝内部空心轴的流入端部的方向流回。亦即，通过设置外部空心轴的内部的轴肩，实现以流体对轴向的插接齿部的离心力驱动的逆流供应。
9.亦即，在内部空心轴的流入端部的区域中输送的流体流经内部空心轴的内部并且然后在空心轴的流出端部上排出并且由此通入外部空心轴的内部。与离心力相关地，因为两个空心轴在按照规定的运行中旋转，所排出的流体的至少一部分沿径向方向向外到达并且因此与外部空心轴的如下内齿部接触，该内齿部不与内部空心轴的外齿部嵌接，因为外部空心轴的内齿部沿轴向方向突出超过内部空心轴的外齿部。
10.由于轴肩的内径小于内齿部的齿根圆直径，流体在外部空心轴的内齿部的齿根区域中积聚并且由此能够反作用地润滑插接齿部的齿部。亦即，通过构成为凸缘的轴肩积聚的流体关于主流动方向在内部空心轴之内看反向地流动穿过插接齿部并且由此润滑该插接齿部。因此能够可靠防止在插接齿部之内出现摩擦腐蚀，否则所述摩擦腐蚀在没有足够的润滑的情况下并且基于在内齿部和外齿部之间出现的微动而可能出现。一旦流体通过轴肩积聚超过轴肩的径向高度，则其他再流入的流体超过轴肩流动离开并且这样到达外部空心轴的内部。
11.本发明的一种可能的设计方案规定，外部空心轴的内齿部沿轴向方向这样远地朝轴肩的方向突出超过内部空心轴的外齿部，使得在各空心轴旋转时，从内部空心轴的流出端部排出的流体的至少一部分与离心力相关地到达外部空心轴的不与外齿部嵌接的内齿部。亦即，沿轴向方向观察，外部空心轴的内齿部构造得比为了真正地实现插接齿部所需要的更长。内齿部的不与内部空心轴的外齿部嵌接的部分在此这样长地构造，使得能够与空心轴的常见旋转速度和所使用的流体以及所使用的流体量适配地保证，从内部空心轴的流出端部排出到外部空心轴的内部的流体与离心力相关地沿轴向方向具有足够的空间，使得流体与离心力相关地能够到达直至外部空心轴的内齿部。然后，外部空心轴的构成为凸缘的内部的轴肩又用于使流体在内齿部的齿根区域中积聚并且在插接齿部之内流回并且由此润滑该插接齿部。
12.本发明的另一种可能的设计方案规定，外部空心轴从轴肩观察在插接齿部后面具有沿径向方向延伸的至少一个通孔，通过所述至少一个通孔，流体的通过插接齿部流回的份额能够从外部空心轴中排出。在流体的流动反转和流经插接齿部之后，流体或流体的已经经过插接齿部的部分能够通过外部空心轴的上述通孔沿径向向外排出。一方面，由此能够保证没有这样高的背压在流体之内形成，使得妨碍流体回流通过插接齿部。另一方面，流体的已经经过插接齿部以用于润滑插接齿部的部分也还能够用于润滑和/或冷却处于空心轴之外的部件。
13.在本发明的另一种可能的设计方案中规定，内部空心轴具有沿径向方向延伸的至少一个通孔，通过所述至少一个通孔，通过流入端部输送的流体的一部分能够从内部空心轴中排出。亦即，流体的流经内部空心轴的部分能够通过沿径向方向延伸的所述至少一个通孔沿径向方向向外排出，以便这样冷却和/或润滑处于内部空心轴之外的构件。
14.按照本发明的另一种可能的设计方案规定，各空心轴的通孔经由在各空心轴之间构成的间隙相互连接。亦即，流体的从空心轴的内部沿径向向外排出的部分首先到达上述
间隙中，从该间隙那里，在该间隙中聚集的流体能够通过外部空心轴的通孔沿径向向外排出。亦即，相应的流体流在该间隙流动到一起：即一方面从空心轴的内部直接分支的流体流和另一方面流体流的首先通过轴肩积聚并且由此向后指向地流过插接齿部的部分。
15.本发明的另一种可能的设计方案规定，在内部空心轴的流入端部的区域中设置的流体输送装置将流体倾斜于内部空心轴的纵向方向引入。由此能够保证，所引入的流体尽可能快速沿径向向外在内部空心轴的内部流动并且因此紧贴到内部空心轴的内壁上。由于流体在内部空心轴的上述内壁上沿着流动，该流体能够特别简单地通过内部空心轴的一个亦或多个通孔沿径向向外排出。此外，由此有利的是，流体能够在内部空心轴的流出端部上特别快速地并且在轴向短的行程上沿径向向外朝外部空心轴的内齿部的方向转向，在那里流体以已经描述的方式通过外部空心轴的内部的轴肩积聚并且朝插接齿部的方向引回。
16.在本发明的另一种可能的设计方案中规定，流体输送装置具有至少一个喷嘴，所述至少一个喷嘴倾斜于内部空心轴的纵向方向定向。通过该喷嘴能够以特别简单并且可靠的方式实现将流体在流入端部的区域中朝内部空心轴的上述内壁的方向引导。
17.本发明的另一种可能的设计方案规定，内部空心轴是变速器输入轴并且外部空心轴是电驱动机的转子轴。亦即，在该情况下，流体首先沿轴向方向流过变速器输入轴，能够部分地通过存在的径向的通孔沿径向方向离开变速器输入轴，其中剩余的流体到达电驱动机的转子轴中并且以已经描述方式至少部分地通过上述轴肩这样积聚，使得流体流的至少一部分不到达转子轴的内部并且代替地这样反转或往回转向，使得流体的至少一部分流经插接齿部并且由此润滑该插接齿部。原则上可能的是，在机动车中也为非常不同的其他应用区域设置所述空心轴布置结构，即在任何如下地点中设置所述空心轴布置结构，在所述地点中两个空心轴经由插接齿部抗转动地相互连接并且插接齿部应该被润滑。
18.按照本发明的机动车包括至少一个按照本发明的空心轴布置结构或按照本发明的空心轴布置结构的一种可能的设计方案。
附图说明
19.本发明的其他特征可以由权利要求、附图和对附图的说明得出。以上在说明书中提及的特征和特征组合以及接着在对附图的说明中和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅能以相应给出的组合使用，而且也能以其他组合使用或能单独使用，而不会离开本发明的范围。
20.在附图中：
21.图1示出用于机动车的空心轴布置结构的透视图，空心轴布置结构具有以变速器输入轴形式的内部空心轴和以电机转子轴形式的外部空心轴，其中，外部空心轴部分剖切地示出；
22.图2示出空心轴布置结构的部分剖切的透视图，其中，内部空心轴和外部空心轴均部分剖切地示出；
23.图3示出空心轴布置结构的一部分的侧面剖视图；
24.图4示出空心轴布置结构在插接齿部的区域中的强烈放大的侧面剖视图，两个空心轴通过插接齿部抗转动地相互连接。
具体实施方式
25.在附图中，相同的或功能相同的元件设有相同的附图标记。
26.用于机动车的空心轴布置结构10在图1的透视图中示出。空心轴布置结构10包括构成为变速器输入轴12的内部空心轴和构成为转子轴14的外部空心轴，内部空心轴和外部空心轴借助插接齿部16相互连接。插接齿部16通过变速器输入轴12的外齿部18并且通过转子轴14的内齿部20形成，所述外齿部和所述内齿部不可相对转动地相互嵌接。
27.变速器输入轴12具有流入端部22和流出端部24，流入端部用于将流体输送到变速器输入轴12的内部，流出端部在转子轴14的内齿部20之内通入该转子轴中。从变速器输入轴12的流入端部22观察，沿轴向方向在内齿部20后面设置转子轴14的内部的轴肩26。该轴肩26的内径在此小于内齿部20的齿根圆直径。换句话说，内部的轴肩26沿径向方向比内齿部20的齿根圆进一步向内伸入。
28.在图2中，空心轴布置结构10在另一个透视图中示出，其中，两个空心轴12、14部分剖切地示出。在当前的图中，可以看出变速器输入轴12的两个沿径向方向延伸的通孔28。通过这些通孔28，在流入端部22上引入的流体的一部分能够沿径向方向向外离开变速器输入轴12。流体的剩余部分进一步沿轴向方向流动至流出端部24。
29.流体从那里出发与离心力相关地由于空心轴布置结构10在按照规定的运行中旋转而沿径向到达内齿部20，并且更确切地说是到达内齿部20的不与变速器输入轴12的外齿部18嵌接的部分。从那里出发，流体沿轴向方向流动直到轴肩26并且通过该轴肩积聚。亦即，流体通过比内齿部20的齿根圆进一步沿径向向内伸入的轴肩26在内齿部20的根部区域中积聚并且由此朝流入端部22的方向往回转向，并且更确切地说是这样往回转向，使得流体的至少一部分流过插接齿部16并且由此润滑该插接齿部。
30.在图3中以侧面剖视图示出空心轴布置结构10的一部分。在变速器输入轴12的流入端部22的区域中设置流体输送装置30，该流体输送装置将流体倾斜于变速器输入轴12的纵向方向或者说轴向方向输送到变速器输入轴12的内部。流体输送装置30例如可以具有一个亦或多个喷嘴，所述喷嘴可以倾斜于变速器输入轴12的纵向方向或者说轴向方向定向。
31.流体流32当前示意性地表示，以便示出：所引入的流体如何流经变速器输入轴12的内部、部分地通过通孔28沿径向方向向外离开并且然后进一步流动直至流出端部24。在空心轴布置结构10的运行中，变速器输入轴12和转子轴14旋转。通过该旋转运动，流体在已经过变速器输入轴12的流出端部24之后与离心力相关地沿径向方向向外到达。
32.转子轴14的内齿部20沿轴向方向这样远地朝轴肩26的方向突出超过变速器输入轴12的在这里不可看出的外齿部18，使得在两个空心轴12、14旋转时，从变速器输入轴12的流出端部24排出的流体的至少一部分与离心力相关地到达转子轴14的不与外齿部18嵌接的内齿部20。亦即，流体在内侧在转子轴14之内首先沿外齿部18至少基本上沿轴向方向流动，并且更确切地说是直至流体流动直至轴肩26。
33.轴肩26沿径向方向比外齿部18的齿根圆进一步向内伸入。由此，流体通过轴肩26积聚并且向后、亦即按照当前的图向左流动穿过插接齿部16。由此得到对插接齿部16的离心力驱动的逆流润滑。一旦外齿部20的齿或齿间隙已完全通过流体填充，则流体经由轴肩26沿径向方向向内溢出并且这样进一步到达转子轴14的内部，亦即按照当前的图向右流走。
34.转子轴14从轴肩26观察在插接齿部16后面具有多个沿径向方向延伸的通孔34，通过这些通孔，流体的通过插接齿部16流回的份额能够从转子轴14向外排出，以便这样润滑和/或冷却周围的构件。两个空心轴12、14的通孔28、34经由在两个空心轴12、14之间构成的间隙36相互连接。亦即，通过通孔28排出的流体到达间隙36中，流体的之前已经过插接齿部16的回流的部分同样到达间隙中。从间隙36出发，两个流体流然后共同通过通孔34沿径向向外到达并且因此离开转子轴14。
35.在图4中以强烈放大的并且剖切的侧视图示出围绕空心轴布置结构10的轴肩26周围的区域。当前标绘出轴肩26的已经提到的内径d1，其中，此外也标绘出内齿部20的已经提到的齿根圆直径d2。轴肩26可以沿径向方向例如这样远地向内伸入，使得内径d1不仅小于齿根圆直径d2，而且也例如可以小于内齿部20的在这里未示出的分度圆直径或齿顶圆直径。
36.亦即，轴肩26可以沿径向方向这样远地向内伸入，使得该轴肩沿径向方向看例如如内齿部20的相应的在这里未进一步表示的齿那样远地伸入转子轴14的内部。在该情况下，轴肩26可以用于使得流体基于轴肩26并且与离心力相关地在内齿部20的整个齿高上积聚。流体尤其是在齿根区域中收集并且然后关于轴向的主流动方向向后或反作用地流动，由此润滑插接齿部16，流体按照所述主流动方向流经变速器输入轴12。一旦流体沿径向方向观察已经积聚超过内部的轴肩26的高度，则其他流体溢出轴肩26并且这样按照当前的图进一步向右到达转子轴14的内部。
37.以上的阐述不仅适用于内部空心轴是变速器输入轴12并且外部空心轴是转子轴14的空心轴布置结构10，而且适用于如下任意类型的空心轴布置结构，其中流体首先引入这样的空心轴12的内部，从那里出发朝外部空心轴14的方向流动并且然后通过这样的轴肩26至少部分地这样向后换向，使得相关的插接齿部16得到润滑。
38.附图标记列表
39.10
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空心轴布置结构
40.12
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构成为变速器输入轴的内部空心轴
41.14
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构成为转子轴的外部空心轴
42.16
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插接齿部
43.18
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外齿部
44.20
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内齿部
45.22
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流入端部
46.24
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流出端部
47.26
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轴肩
48.28
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变速器输入轴的通孔
49.30
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流体输送装置
50.32
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流体流
51.34
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转子轴的通孔
52.36
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间隙
53.d1ꢀꢀꢀꢀ
轴肩的内径
54.d2ꢀꢀꢀꢀ
内齿部的齿根圆直径