DE102011084031A1

DE102011084031A1 - Elektromotorische Getriebevorrichtung mit Ölsumpfbereich

Info

Publication number: DE102011084031A1
Application number: DE102011084031A
Authority: DE
Inventors: Tomas Smetana
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-10-05
Filing date: 2011-10-05
Publication date: 2013-04-11

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromotorische Getriebevorrichtung für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welche ein verbessertes Betriebsverhalten zeigt.
Diese Aufgabe wird durch eine elektromotorische Getriebevorrichtung 3 zur Bereitstellung eines Antriebsdrehmoments für ein Fahrzeug 1, mit einem Elektromotor 6 zur Erzeugung des Antriebsdrehmoments, wobei der Elektromotor 6 eine axiale Richtung 8 definiert und der Elektromotor 6 in einem ersten axialen Abschnitt 9 angeordnet ist, mit einem Getriebeabschnitt 7 zur Übertragung des Antriebsdrehmoments, wobei der Getriebeabschnitt 7 in axialer Richtung versetzt zu dem Elektromotor 6 in einem zweiten axialen Abschnitt 10 angeordnet ist, und mit einem Ölsumpfbereich 1 zur Sammlung eines Getriebeöls aus dem Getriebeabschnitt 7 gelöst, wobei sich der Ölsumpfbereich 11 in axialer Richtung 8 in den ersten axialen Abschnitt 9 des Elektromotors 6 erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Getriebevorrichtung zur Bereitstellung eines Antriebsdrehmoments für ein Fahrzeug, mit einem Elektromotor zur Erzeugung des Antriebsdrehmoments, wobei der Elektromotor eine axiale Richtung definiert und der Elektromotor in einem ersten axialen Abschnitt angeordnet ist, mit einem Getriebeabschnitt zur Übertragung des Antriebsdrehmoments, wobei der Getriebeabschnitt in axialer Richtung benachbart zu dem Elektromotor in einem zweiten axialen Abschnitt angeordnet ist, und mit einem Ölsumpfbereich zur Sammlung eines Getriebeöls aus dem Getriebeabschnitt.
Für den Antrieb von Fahrzeugen werden vermehrt Elektromotoren eingesetzt, welche statt oder ergänzend zu einem Verbrennungsmotor ein Antriebsdrehmoment für das Fahrzeug bereitstellen.
Aus der Druckschrift DE69923553T2 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, wird eine Antriebsvorrichtung mit einem elektrischen Motor und einem Planetengetriebe für ein Fahrzeug beschrieben. Der Elektromotor und das Planetengetriebe sind in Bezug auf eine axiale Ausrichtung einer Abtriebswelle nebeneinander aufgereiht. Der Elektromotor wird mittels eines Kühlmantels, in dem eine Flüssigkeit als Kühlmittel zirkuliert, gekühlt. Das Planetengetriebe, insbesondere ein Hohlrad des Planetengetriebes, ist als ein Teil einer Pumpeneinrichtung ausgebildet, die zur Umwälzung des Kühlmittels dient.
Gebiet der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromotorische Getriebevorrichtung für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welche ein verbessertes Betriebsverhalten zeigt. Diese Aufgabe wird durch eine elektromotorische Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Im Rahmen der Erfindung wird eine elektromotorische Getriebevorrichtung vorgeschlagen, die zur Bereitstellung eines Antriebsdrehmoments für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment kann es sich um ein Hauptdrehmoment handeln, so dass die elektromotorische Getriebevorrichtung das Fahrzeug ohne weitere Motoren antreibt, es kann sich um ein Teildrehmoment handeln, wobei das Fahrzeug durch mehrere Motoren angetrieben wird und es kann sich um ein Hilfsdrehmoment handeln, wobei das Antriebsdrehmoment einem Hauptantriebsdrehmoment eines anderes Motors überlagert wird. Die elektromotorische Getriebevorrichtung ist insbesondere als eine elektrische Achse zum Antrieb von einem oder zwei Rädern oder als Teil eines Hybridgetriebes ausgebildet. Das Fahrzeug ist insbesondere als ein Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus etc. ausgebildet.
Die elektromotorische Getriebevorrichtung umfasst einen Elektromotor, der das Antriebsdrehmoment erzeugt. Zum Zwecke der Definition wird festgelegt, dass der Elektromotor, insbesondere mit dessen Rotorwelle, eine axiale und eine radiale Richtung definiert. Ferner umfasst die elektromotorische Getriebevorrichtung einen Getriebeabschnitt, welcher das Antriebsdrehmoment umsetzt. Der Getriebeabschnitt ist insbesondere als eine Leistungsübertragungseinheit, insbesondere als ein Getriebe, im speziellen Schaltgetriebe, Automatikgetriebe, Überlagerungsgetriebe, und/oder als eine Kupplung, ausgebildet.
Bei der Umsetzung des Antriebsdrehmoments kann es sich im allgemeinsten Fall um eine Übersetzung, eine Untersetzung, eine Verteilung oder eine Zusammenführung von Drehmomenten handeln. Der Getriebeabschnitt kann auch nur einen Teilabschnitt eines größeren Getriebesystems darstellen.
Der Elektromotor ist in einem ersten axialen Abschnitt angeordnet, der Getriebeabschnitt ist in axialer Richtung versetzt, vorzugsweise benachbart oder angrenzend, zu dem Elektromotor in einem zweiten axialen Abschnitt angeordnet.
Der Getriebeabschnitt wird mit einem Getriebeöl zur Kühlung und/oder zur Schmierung versorgt. Die elektromotorische Getriebevorrichtung weist einen Ölsumpfbereich zur Sammlung des Getriebeöls aus dem Getriebeabschnitt auf. Insbesondere ist der Ölsumpfbereich bodenseitig in der elektromotorischen Getriebevorrichtung vorgesehen bzw. zu dem Getriebeabschnitt angeordnet, so dass das Getriebeöl mittels Schwerkraft in den Ölsumpfbereich fließt und dort gesammelt wird. Der Ölsumpfbereich befindet sich besonders bevorzugt zumindest abschnittsweise in dem zweiten axialen Abschnitt, so dass dieser in radialer Richtung mit dem Getriebeabschnitt überlappt.
Im Rahmen der Erfindung wird beansprucht, dass sich der Ölsumpfbereich in axialer Richtung in den ersten axialen Abschnitt des Elektromotors erstreckt. Der Ölsumpfbereich überlappt somit in radialer Richtung mit dem Elektromotor.
Die Erstreckung des Ölsumpfbereiches in einem ansonsten vorzugsweise getriebeölfreien Teilbereich der elektromotorischen Getriebevorrichtung hat den Vorteil, dass sowohl das Volumen als auch die Außenfläche des Ölsumpfbereiches vergrößert ist. Durch die Vergrößerung des Volumens wird zugleich das Ölreservoir und somit die Gesamtmenge des Getriebeöls in der elektromotorischen Getriebevorrichtung vergrößert, so dass die Schmier- und/oder Kühlfunktion über eine größere Menge Getriebeöl umgesetzt werden kann. Ferner wird ein Beruhigungsraum für das Getriebeöl gebildet, so dass beispielsweise Blasen oder Schaum abgebaut werden können.
Die Vergrößerung der Oberfläche, insbesondere der Außenfläche des Ölsumpfbereiches führt zu einer Vergrößerung der Kühlfläche für das Getriebeöl, so dass die Kühlung der elektromotorischen Getriebevorrichtung verbessert ist.
Somit führt die Erstreckung des Ölsumpfbereichs in axialer Richtung in den ersten axialen Abschnitt über die Vergrößerung des Volumens und der Außenfläche zu einem verbesserten Betriebsverhalten der elektromotorischen Getriebevorrichtung.
Zugleich muss der Ölsumpfbereich trotz des vergrößerten Volumens bzw. der vergrößerten Außenfläche in radialer Richtung nicht stark aufbauen, so dass eine Bodenfreiheit der elektromotorischen Getriebevorrichtung in Einbaulage nicht verkleinert wird.
Bei einer möglichen, konkreten Ausführung der Erfindung erstreckt sich der Ölsumpfbereich in axialer Richtung über mindestens 50 %, vorzugsweise über mindestens 70 % und insbesondere über mindestens 90 % der Länge des Elektromotors in dem ersten axialen Abschnitt. Die Länge des Elektromotors in axialer Richtung wird vorzugsweise durch die Länge des Stators des Elektromotors festgelegt. In dieser konkreten Ausgestaltung wird somit beansprucht, dass der Ölsumpfbereich nicht nur randseitig in den ersten Abschnitt hinein ragt, sondern den größten Teil des axial verfügbaren Bauraums unterhalb des Elektromotors ausnutzt.
Bei einer möglichen Weiterentwicklung der Erfindung erstreckt sich der Ölsumpfbereich in einer Projektion oder Draufsicht von oben in den ersten Abschnitt über mindestens 50 %, vorzugsweise über mindestens 70 % und insbesondere über mindestens 90 % der Breite des Elektromotors in dem ersten axialen Abschnitt.
Betrachtet man die Projektionsfläche von oben, kann alternativ oder ergänzend auch beansprucht werden, dass mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 70 % und insbesondere mindestens 90 % der Projektionsfläche des Elektromotors durch den Ölsumpfbereich abgedeckt ist.
Auch diese Weiterentwicklungen dienen dazu, den Ölsumpfbereich kompakt und zugleich mit einem großen Volumen und/oder einer großen Oberfläche auszustatten.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ölsumpfbereich in dem ersten Abschnitt als ein Flachkanal ausgebildet. Betrachtet man einen Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung, so weist der Ölsumpfbereich eine größere Erstreckung in horizontaler bzw. waagrechter Ausdehnung als in horizontaler bzw. senkrechter Ausdehnung in seiner Einbaulage auf.
Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist der Ölsumpfbereich in dem zweiten axialen Abschnitt als ein Nasssumpf ausgebildet. In dieser Ausgestaltung ist der Ölsumpfbereich in dem zweiten axialen Abschnitt über mindestens 50 %, vorzugsweise über mindestens 70 % und insbesondere über mindestens 90 % der Länge des Ölsumpfbereichs in axialer Richtung und/oder über mindestens 50%, vorzugsweise über mindestens 70 % und insbesondere über mindestens 90 % der Breite des Ölsumpfbereichs geöffnet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Getriebeöl frei in den Ölsumpfbereich einlaufen kann.
Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Ölsumpfbereich in dem zweiten Abschnitt als ein Trockensumpf ausgebildet. Insbesondere ist der Getriebeabschnitt in einem Getriebegehäuseabschnitt angeordnet, welcher über einen Auslass mit dem Ölsumpfbereich außerhalb des Getriebegehäuseabschnitts verbunden ist. In dieser Ausgestaltung wird der Getriebegehäuseabschnitt des Getriebeabschnitts nicht für den Ölsumpfbereich genutzt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Getriebeöl im Ölsumpfbereich auch dann sicher gehalten wird, wenn die elektromotorische Getriebevorrichtung geneigt wird oder wenn starke Zentrifugalkräfte wirken. Zudem kann der Getriebegehäuseabschnitt belastungsgerecht für den Getriebeabschnitt ausgelegt werden, wohingegen der
Es ist besonders bevorzugt, dass der Elektromotor in einem Innenraum eines Motorgehäuseabschnitts, der Getriebeabschnitt in dem Innenraum eines Getriebegehäuseabschnitts und der Ölsumpfbereich in einem Innenraum eines Ölsumpfgehäuseabschnitts angeordnet sind, wobei der Ölsumpfbereich strömungstechnisch mit dem Innenraum des Getriebegehäuseabschnitts verbunden und zu dem Innenraum des Motorgehäuseabschnitts isoliert ist.
Es ist möglich, dass Motorgehäuseabschnitt (auch Elektromotorgehäuseabschnitt genannt), Getriebegehäuseabschnitt und Ölsumpfgehäuseabschnitt drei separate Abschnitte oder Baugruppen bilden. Diese drei Baugruppen werden bei der Montage miteinander verbunden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die bauliche Komplexität der Gehäuseabschnitte niedrig gehalten werden kann.
Es ist jedoch auch möglich, dass Motorgehäuseabschnitt und Getriebegehäuseabschnitt ein gemeinsames Bauteil und der Ölsumpfgehäuseabschnitt ein weiteres Bauteil bilden. Diese Ausgestaltung bildet einen Zwischenweg, wobei die Gehäuseabschnitte, welche Komponenten tragen, die in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind, als ein gemeinsames Bauteil gefertigt werden, um die axiale Richtung als eine Symmetrieachse auszunutzen. Beispielsweise kann das gemeinsame Bauteil als ein Aluminiumdruckgussteil ausgebildet sein, welches in axialer Richtung entformbar ist.
Es ist weiterhin möglich, dass ein Teilbereich des Ölsumpfgehäuseabschnitt einstückig an dem Motorgehäuseabschnitt angeordnet ist und ein zweiter Teilbereich des Ölsumpfgehäuseabschnitts einstückig an dem Getriebegehäuseabschnitt angeordnet ist.
Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist der Ölsumpfgehäuseabschnitt als ein separates Bauteil auf den Motorgehäuseabschnitt und/oder den Getriebegehäuseabschnitt aufgesetzt.
Bei einer weiteren, möglichen Umsetzung sind Motorgehäuseabschnitt, Getriebegehäuseabschnitt und Ölsumpfgehäuseabschnitt einstückig und/oder einteilig, z. B. als ein gemeinsames Aluminiumdruckgussteil ausgebildet. Diese Ausführungsform weist die größte bauliche Komplexität auf. Dagegen sind jedoch Dichtflächen zwischen den Gehäuseabschnitten vermindert bzw. eliminiert.
Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung trägt der Ölsumpfgehäuseabschnitt Kühlrippen, welche den Ölsumpfbereich zur Umgebungsluft kühlen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass aufgrund der großen Oberfläche des Ölsumpfbereichs eine effektive Kühlung umgesetzt werden kann.
Bei einer möglichen Ausführungsform der Erfindung wird das Getriebeöl in dem Ölsumpfbereich ausschließlich luftgekühlt, so dass die Ausgestaltung zu einer Vereinfachung der Kühlanlage und folglich zu einer Kostenreduzierung führt. Die Kühlrippen können beispielsweise in axialer Richtung und/oder in Umlaufrichtung verlaufen.
Bei einer Alternative oder einer Weiterbildung der Erfindung weist der Ölsumpfgehäuseabschnitt insbesondere in einer Außenwandung Kühlkanäle für eine Fluidkühlung, insbesondere Kühlwasserkühlung, auf. Diese Fluidkühlung kann ergänzend oder anstatt der zuvor beschriebenen Luftkühlung vorgesehen sein. Auch diese Ausgestaltung nutzt die große Oberfläche des Ölsumpfbereiches, da hierdurch eine sehr gute thermische Kopplung zwischen dem Kühlkreislauf der Fluidkühlung und dem Ölsumpfbereich gegeben ist.
Für den Fall, dass der Ölsumpfgehäuseabschnitt als ein separates Bauteil ausgebildet ist, wird durch diese Ausgestaltung die Gesamtkomplexität des Gehäuses der elektromotorische Getriebevorrichtung herabgesetzt, da die Kühlkanäle für die Fluidkühlung in dem separaten Bauteil eingebracht werden können.
Bei einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist die elektromotorische Getriebevorrichtung als eine Elektroachse für das Fahrzeug ausgebildet, welche mindestens eine Abtriebswelle, vorzugsweise zwei Abtriebswellen zur Übertragung des Antriebsdrehmoments auf ein Rad bzw. zwei Räder des Fahrzeugs aufweist. Der Elektromotor ist koaxial zu der mindestens einen Abtriebswelle angeordnet. Der Ölsumpfbereich erstreckt sich in einem Bodenbereich des ersten und des zweiten Abschnitts. Somit wird eine Elektroachse beansprucht, die sich aus einem Elektromotor und aus einem Getriebe mit Ölsumpfschmierung zusammensetzt, wobei das Ölreservoir für den Getriebeabschnitt unterhalb von dem Elektromotor und dem Getriebeabschnitt angeordnet ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer elektromotorische Getriebevorrichtung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine schematische Schnittansicht durch die elektromotorische Getriebevorrichtung im Bereich des Elektromotors;
3 eine zweite schematische Schnittansicht einer Ausführungsalternative durch die elektromotorische Getriebevorrichtung im Bereich des Getriebeabschnitts.
Die 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht von vorne stark schematisiert ein Fahrzeug 1 im Bereich einer seiner Achsen 2, welche als Vorderradachse oder Hinterradachse ausgebildet sein kann. Die Achse 2 umfasst eine elektromotorische Getriebeeinrichtung 3, welche über zwei Abtriebswellen 4a, b mit Rädern 5a, b verbunden ist, so dass die elektromotorische Getriebeeinrichtung 3 die Räder 5a, b antreibt.
Die elektromotorische Getriebeeinrichtung 3 dient in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Erzeugung des Hauptantriebsdrehmoments für das Fahrzeug 1. Hierzu umfasst die elektromotorische Getriebeeinrichtung 3 einen Elektromotor 6 sowie einen Getriebeabschnitt 7 zur Umsetzung des Antriebsdrehmoments aus dem Elektromotor 6. Der Elektromotor 6 hat zum Beispiel eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW. Somit ist die elektromotorische Getriebeeinrichtung 3 als eine Elektroachse ausgebildet, so dass der Elektromotors 6 als Antriebsdrehmoment ein Hauptantriebsdrehmoment zur Fortbewegung des Fahrzeugs 1 bereitstellt. Bei angewandelten Ausführungsformen kann die elektromotorische Getriebevorrichtung z.B. auch als Hybridgetriebe ausgebildet sein, wobei dem Antriebsdrehmoment des Elektromotors 6 ein weiteres Antriebsdrehmoment eines anderen Motors, zum Beispiel eines Verbrennungsmotors, überlagert wird, so dass das Hauptantriebsdrehmoment für die Räder 5a, b durch die Motoren gemeinsam oder abwechselnd gebildet wird.
Der Elektromotor 6 definiert mit seiner Rotorwelle (nicht gezeigt) eine Drehachse 8, die eine Bezugsgröße für eine axiale und eine radiale Richtung für die elektromotorische Getriebevorrichtung 3 bildet.
Der Elektromotor 6, insbesondere der Rotor und der Stator des Elektromotors 6, sind koaxial zu der Drehachse 8 angeordnet. Auch die Abtriebswellen 4a, b sind koaxial zu der Drehachse 8 positioniert. Die Abtriebswelle 4 a auf der Seite des Elektromotors 6 kann beispielsweise als eine Steckachse ausgeführt sein, welche durch eine Hohlwelle in dem Elektromotor 6 durchgeführt wird, wobei die Hohlwelle ausgebildet ist, das Antriebsdrehmoment aus dem Elektromotor 6 in den Getriebeabschnitt 7 zu übertragen.
Der Getriebeabschnitt 7 ist als ein Ganggetriebe, zum Beispiel als ein Zweiganggetriebe, ausgebildet, welches das Antriebsdrehmoment 6 umsetzt und zusätzlich – im Sinne einer Differentialfunktion – auf die beiden Abtriebswellen 4a, b überträgt. Besonders bevorzugt ist der Getriebeabschnitt 7 als ein Planetengetriebe mit Stirnrädern ausgebildet.
Die elektromotorische Getriebeeinrichtung 3 weist somit in axialer Richtung zu der Drehachse 8 betrachtet einen ersten axialen Abschnitt 9 auf, in dem der Elektromotor 6 angeordnet ist, und einen zweiten axialen Abschnitt 10 auf, in dem der Getriebeabschnitt 7 angeordnet ist. Die axialen Abschnitte 9, 10 sind zueinander benachbart, wobei jedoch Elektromotor 6 und Getriebeabschnitt 7 durch mindestens eine Zwischenwand voneinander getrennt sind.
Während der Elektromotor 6 zum Beispiel durch eine Fettschmierung dauergeschmiert ist, wird der Getriebeabschnitt 7 durch Getriebeöl sowohl geschmiert als auch gekühlt. Das Getriebeöl befindet sich in einem Ölkreislauf, wobei strömungstechnisch betrachtet, das Getriebeöl aus dem Getriebeabschnitt 7 in einem bodenseitig an der elektromotorischen Getriebevorrichtung angeordnetem Ölsumpf 11 aufgefangen ist.
Das Gehäuse der elektromotorischen Getriebeeinrichtung 3 teilt sich in einen Elektromotorgehäuseabschnitt 12, einen Getriebegehäuseabschnitt 13 und in einen Ölsumpfgehäuseabschnitt 14 auf. Der Elektromotorgehäuseabschnitt 12 definiert einen Innenraum 15, in dem der Elektromotor 6 angeordnet ist, der Getriebegehäuseabschnitt 13 definiert einen Innenraum 16, in dem der Getriebeabschnitt 7 angeordnet ist und der Ölsumpfgetriebeabschnitt 14 definiert einen Innenraum 17, der den Ölsumpf 11 bildet.
Der Elektromotorgehäuseabschnitt 12 und der Getriebegehäuseabschnitt 13 bilden gemeinsam die Form eines geraden Hohlzylinders mit einem Außendurchmesser D aus. Der Ölsumpfgehäuseabschnitt 14 ist bodenseitig auf diese Form außerhalb des Durchmessers D aufgesetzt.
Der Ölsumpf 11 bzw. der Innenraum 17 ist somit strömungstechnisch mit dem Innenraum 16 des Getriebegehäuseabschnitts 13 verbunden. Dagegen ist der Innenraum 17 bzw. der Ölsumpf 11 strömungstechnisch zu dem Innenraum 15 des Elektromotorgehäuseabschnitts 12 isoliert.
Wie sich aus der 1 ergibt, ist die axiale Erstreckung des Ölsumpfes 11 nicht auf die axiale Erstreckung des Getriebegehäuseabschnitts 13 begrenzt, sondern erstreckt sich in axialer Richtung unterhalb des Elektromotorgehäuseabschnitts 12 in den ersten axialen Abschnitt 9. Genauer betrachtet, schließt der Ölsumpfgehäuseabschnitt 14 in axialer Richtung an seinen beiden Endseiten, also beidseitig, bündig mit dem Elektromotorgehäuseabschnitt 12 bzw. Getriebegehäuseabschnitt 13 ab. Damit erstreckt sich der Ölsumpf 11 in axialer Richtung über 90 % im ersten axialen Bereich 9.
Durch die axiale Verlängerung des Ölsumpfbereichs 11 bzw. des Ölsumpfgetriebegehäuseabschnitts 12 wird das Ölreservoir für das Getriebeöl deutlich vergrößert. Zum einen wird dadurch ein erweiterter Beruhigungsraum für das Getriebeöl gebildet, zum anderen wird eine Kühlfläche vom Ölsumpf 11 zur Umgebungsluft ebenfalls vergrößert. Die Vergrößerung des Ölreservoirs erfolgt dabei ohne zu starke Einschränkung der Bodenfreiheit, also des freien Abstandes zwischen der Unterseite des Motorgehäuseabschnitts 14 und dem Boden 18.
Die 2 zeigt eine Schnittansicht der elektromotorischen Getriebevorrichtung 3 im Bereich des Elektromotors 6 senkrecht zu der Drehachse 8. Aus dieser Darstellung ist zu entnehmen, dass der Elektromotorgehäuseabschnitt 12 und der Ölsumpfgehäuseabschnitt 14 einstückig aus einem gemeinsamen Material ausgebildet sind. Der Innenraum 15 ist jedoch gegenüber dem Ölsumpf strömungstechnisch isoliert oder abgeschlossen. Der Ölsumpf 11 bzw. der Innenraum 17 hat in der gezeigten Schnittdarstellung die Form eines Flachkanals, wobei die Oberseite des Flachkanals gekrümmt ausgebildet ist und an die Krümmung des Innenraums 15 angeglichen ist, so dass sich zwischen Ölsumpf 11 bzw. Innenraum 17 und Innenraum 15 eine Wand mit einer konstanten Stärke ergibt. Die Unterseite des Ölsumpfs 11 bzw. des Innenraums 17 ist dagegen eben oder plan ausgebildet. Seitlich ist der Ölsumpf 11 bzw. der Innenraum 17 durch Wände mit konstanter Stärke, welche parallel zu der Außenseite ausgerichtet sind, begrenzt. Insgesamt ist die maximale Erstreckung des Flachkanals in horizontaler Richtung h größer als die maximale Erstreckung in vertikaler Richtung v.
Optional sind im Bodenbereich des Ölsumpfgehäuseabschnitts 14 Kühlkanäle 19 eingebracht, welche sich in axialer Richtung parallel zu der Drehachse 8 erstrecken. Die Kühlkanäle 14 erstrecken sich über mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 70 % und insbesondere über mindestens 80 % der axialen Länge L des Ölsumpfs 11. Dadurch ergibt sich ein weiterer Vorteil der axialen Erstreckung des Ölsumpfes 11 unter den Elektromotor 6, da die Wärmetauschfläche zwischen den Kühlkanälen 19 und dem Ölsumpf 11 vergrößert ist. Besonders kostengünstig können die Kühlkanäle 19 in einem urformenden Verfahren in den Ölsumpfgehäuseabschnitt 14 eingebracht werden.
Die 3 zeigt eine zweite Schnittansicht als eine Ausführungsalternative, dieses Mal jedoch im Bereich des Getriebeabschnitts 7. Hinsichtlich der Kühlung ist zu bemerken, dass statt den Kühlkanälen 19 Verrippungen 20 an dem Ölsumpfgehäuseabschnitt 14 vorgesehen sind, welche sich parallel zum Boden und in Fahrtrichtung erstrecken und eine Luftkühlung des Ölsumpfs 11 umsetzen. Insbesondere ergibt sich der 1, dass die Verrippungen 20 aus Einzelrippen bestehen, die in axialer Richtung zueinander beabstandet angeordnet sind und sich in Richtung des Bodens 18 erstrecken. Auch in dieser Ausführungsform zeigt sich der Vorteil der großen axialen Erstreckung des Ölsumpfs 11, da dadurch die Kühlfläche vom Ölsumpf 11 über die Verrippungen 20 zur Umgebungsluft deutlich vergrößert ist.
Bei verschiedenen Variationen der Erfindung können zum einen als Kühlmaßnahme die Kühlkanäle 19, zum zweiten stattdessen die Verrippungen 20 eingebracht sein oder in einer dritten Variante sowohl die Kühlkanäle 19 als auch die Verrippungen 20 vorgesehen sein.
In der 3 ist der Ölsumpf 11 als ein Trockensumpf ausgebildet, wobei Getriebeöl aus dem Innenraum 16 durch eine Durchlassöffnung 21 in den Ölsumpf 11 gelangt. Die Durchlassöffnung 21 ist schmal ausgebildet und nimmt weniger als 20 % der Bodenfläche des Innenraums 16 ein. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass es zu keinen Ölversorgungsschwankungen kommen kann, selbst wenn die elektromotorische Getriebevorrichtung 3 stärkeren Zentrifugalkräften unterworfen ist.
Statt einer Ausbildung als Trockensumpf kann der Ölsumpf 11 jedoch auch als ein Nasssumpf ausgebildet sein, wobei dann statt der schmalen Durchlassöffnung 21 ein breiter Durchgangsbereich (nicht dargestellt) verwendet wird.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Achse
3: elektromotorische Getriebeeinrichtung
4a, b: Antriebswellen
5a, b: Räder
6: Elektromotor
7: Getriebeabschnitt
8: Drehachse
9: erster axialer Abschnitt
10: zweiter axialer Abschnitt
11: Ölsumpf
12: Elektromotorgehäuseabschnitt
13: Getriebegehäuseabschnitt
14: Ölsumpfgehäuseabschnitt
15: Innenraum des Elektromotorgehäuseabschnitt
16: Innenraum des Getriebegehäuseabschnitt
17: Innenraum des Ölsumpfgehäuseabschnitt
18: Boden
19: Kühlkanäle
20: Verrippung
21: Durchlassöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69923553 T2 [0003]

Claims

Elektromotorische Getriebevorrichtung (3) zur Bereitstellung eines Antriebsdrehmoments für ein Fahrzeug (1), mit einem Elektromotor (6) zur Erzeugung des Antriebsdrehmoments, wobei der Elektromotor (6) eine axiale Richtung (8) definiert und der Elektromotor (6) in einem ersten axialen Abschnitt (9) angeordnet ist, mit einem Getriebeabschnitt (7) zur Übertragung des Antriebsdrehmoments, wobei der Getriebeabschnitt (7) in axialer Richtung versetzt zu dem Elektromotor (6) in einem zweiten axialen Abschnitt (10) angeordnet ist, mit einem Ölsumpfbereich (1) zur Sammlung eines Getriebeöls aus dem Getriebeabschnitt (7), dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ölsumpfbereich (11) in axialer Richtung (8) in den ersten axialen Abschnitt (9) des Elektromotors (6) erstreckt.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ölsumpfbereich (11) in axialer Richtung (8) über mindestens 50%, vorzugsweise über mindestens 70% und insbesondere über mindestens 90% der Länge des Elektromotors (6) in dem ersten axialen Abschnitt (9) erstreckt.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölsumpfbereich (11) bodenseitig angeordnet ist und sich in einer Projektion von oben in dem ersten Abschnitt (9) über mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 70% und insbesondere mindestens 90% der Breite des Elektromotors (6) in dem ersten axialen Abschnitt (9) erstreckt.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölsumpfbereich (11) in dem ersten axialen Abschnitt (9) als ein Flachkanal ausgebildet ist.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölsumpfbereich (11) in dem zweiten axialen Abschnitt (10) als ein Nasssumpf ausgebildet ist.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölsumpfbereich (11) in dem zweiten Abschnitt (10) als ein Trockensumpf ausgebildet ist.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (6) in einem Innenraum (15) eines Motorgehäuseabschnitts (12), der Getriebeabschnitt (7) in einem Innenraum (16) eines Getriebegehäuseabschnitts (13) und der Ölsumpfbereich (11) in einem Innenraum (17) eines Ölsumpfgehäuseabschnitts (14) angeordnet sind, wobei der Innenraum (17) des Ölsumpfgehäuseabschnitts (14) strömungstechnisch mit dem Innenraum (16) des Getriebegehäuseabschnitts (13) verbunden und zu dem Innenraum (15) des Motorgehäuseabschnitts (12) isoliert ist.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölsumpfgehäuseabschnitt (14) Kühlrippen (20) aufweist.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölsumpfgehäuseabschnitt (14) Kühlkanäle (19) für eine Fluidkühlung aufweist.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese als eine Elektroachse ausgebildet ist, welche mindestens eine Abtriebswelle (4a, b) zur Übertragung des Antriebsdrehmoments auf ein Rad (5a, b) des Fahrzeugs (1) aufweist, wobei der Elektromotor (6) koaxial zu der mindestens einen Abtriebswelle (4a, b) angeordnet ist und sich der Ölsumpfbereich (11) in einem Bodenbereich des ersten axialen Abschnitts (9) erstreckt.