DE102011084033A1

DE102011084033A1 - Elektromotorische Getriebevorrichtung mit Getriebekühlbereich

Info

Publication number: DE102011084033A1
Application number: DE102011084033A
Authority: DE
Inventors: Tomas Smetana; Heike Haardörfer; Wilfried Breton
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.
Hierzu wird eine elektromotorische Getriebevorrichtung 1 zur Bereitstellung eines Antriebsdrehmoments für ein Fahrzeug vorgeschlagen, mit einem Elektromotor zur Erzeugung des Antriebsdrehmoments, wobei der Elektromotor eine axiale Richtung 7 definiert, mit einem ersten Getriebeabschnitt zur Umsetzung des Antriebsdrehmoments, mit einem Motorgehäuseabschnitt 5, in dem der Elektromotor angeordnet ist, mit einem ersten Getriebegehäuseabschnitt 4, in dem der erste Getriebeabschnitt angeordnet ist, mit einem Kühlkreislauf 3 für ein Kühlmittel, wobei der Kühlkreislauf 3 eine Pumpeneinrichtung und einen Strömungsbereich 8 für das Kühlmittel umfasst, wobei der Motorgehäuseabschnitt 5 einen Teil eines Motorkühlbereichs 11, 17 zur Kühlung des Elektromotors, wobei der erste Getriebegehäuseabschnitt 4 einen Teil eines ersten Getriebekühlbereichs 19 zur Kühlung des ersten Getriebeabschnitts bildet und der erste Getriebekühlbereich 19 ausschließlich in dem Strömungsbereich 8 angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Getriebevorrichtung zur Bereitstellung eines Antriebsdrehmoments für ein Fahrzeug mit einem Elektromotor zur Erzeugung des Antriebsdrehmoments, mit einem ersten Getriebeabschnitt zur Umsetzung des Antriebsdrehmoments, mit einem Motorgehäuseabschnitt, in dem der Elektromotor angeordnet ist, mit einem ersten Getriebegehäuseabschnitt, in dem der erste Getriebeabschnitt angeordnet ist, mit einem Kühlkreislauf für ein Kühlmittel, wobei der Kühlkreislauf eine Pumpeneinrichtung und einen Strömungsbereich für das Kühlmittel umfasst, wobei der Motorgehäuseabschnitt einen Teil eines Motorkühlbereiches zur Kühlung des Elektromotors und der erste Getriebegehäuseabschnitt einen Teil eines ersten Getriebekühlbereichs zur Kühlung des ersten Getriebeabschnitts bildet.
In Fahrzeugen werden vermehrt Elektroantriebe als Ergänzung oder als Substitution von Verbrennungsmotoren eingesetzt, um die Fahrzeuge anzutreiben. Bei manchen Ausführungsformen werden ausschließlich Elektroantriebe zum Antrieb des Fahrzeuges eingesetzt, bei Hybridbauweisen werden Drehmomente von Verbrennungsmotoren und von Elektromotoren gemeinsam zur Fortbewegung des Fahrzeuges genutzt.
Wie auch Verbrennungsmotoren müssen Hochleistungselektromotoren gekühlt werden, um die bei der Umsetzung der elektrischen Energie in Bewegungsenergie entstehenden Konversionsverluste in Form von Abwärme abzuleiten.
In diesem Zusammenhang schlägt beispielsweise die Druckschrift DE 699 235 53 T2 eine Antriebsvorrichtung mit einem flüssigkeitsgekühlten elektrischen Motor und einem Planetengetriebe vor und bildet wohl den nächstkommenden Stand der Technik. Der Elektromotor und das Planetengetriebe sind in Bezug auf eine axiale Ausrichtung einer Abtriebswelle hintereinander aufgereiht. Der Elektromotor wird mittels eines Kühlmantels, in dem eine Flüssigkeit als Kühlmittel zirkuliert, gekühlt. Das Planetengetriebe, insbesondere das 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 Anspruchs 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 anderen 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 Richtung definiert. Ferner umfasst die elektromotorische Getriebevorrichtung einen ersten Getriebeabschnitt, welcher das Antriebsdrehmoment umsetzt. Bei der Umsetzung kann es sich im allgemeinsten Fall um eine Übersetzung, eine Untersetzung, eine Verteilung oder eine Zusammenführung von Drehmomenten handeln. Der erste Getriebeabschnitt kann auch nur einen Teilabschnitt eines größeren Getriebesystems darstellen.
Die elektromotorische Getriebevorrichtung umfasst einen Motorgehäuseabschnitt, in dem der Elektromotor angeordnet ist und einen ersten Getriebegehäuseabschnitt, in dem der erste Getriebeabschnitt angeordnet ist.
Zur Kühlung der elektromotorischen Getriebevorrichtung bzw. deren Komponenten ist ein Kühlkreislauf vorgesehen. Der Kühlkreislauf ist für ein Kühlmittel, insbesondere Wasser oder eine Glykol-Wasser-Mischung, ausgebildet und weist eine Pumpeneinrichtung und einen Strömungsbereich für das Kühlmittel auf. Die Pumpeneinrichtung beschleunigt das Kühlmittel, wobei es nachfolgend durch den Strömungsbereich strömt. Der Strömungsbereich ist somit in Bezug auf eine Beschleunigung mittels einer Pumpe passiv ausgebildet.
Der Motorgehäuseabschnitt bildet einen Teil eines Motorkühlbereichs zur Kühlung des Elektromotors und der erste Getriebegehäuseabschnitt einen Teil eines Getriebekühlbereich zur Kühlung des ersten Getriebeabschnitts. In dem Motorkühlbereich und in dem Getriebekühlbereich sind Führungsstrukturen zur Führung des Kühlmittels oder Teilbereiche der Führungsstrukturen angeordnet. Diese Führungsstrukturen können beispielsweise als Kühlkanäle, -bohrungen etc. ausgebildet sein. Die Führungsstrukturen werden durch den Motorgehäuseabschnitt und den Getriebegehäuseabschnitt gebildet oder zumindest mit gebildet. Insbesondere kontaktiert das Kühlmittel im Betrieb den Motorgehäuseabschnitt und den ersten Getriebegehäuseabschnitt im Motorkühlbereich und im Getriebekühlbereich unmittelbar.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der erste Getriebekühlbereich ausschließlich in dem Strömungsbereich angeordnet ist. Der erste Getriebekühlbereich ist somit passiv und/oder als ein reiner Durchströmungsbereich ausgebildet.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass neben der Kühlung des Elektromotors auch die Kühlung von Getriebeabschnitten bei elektromotorischen Getriebevorrichtungen mit steigender Leistungsanforderung notwendig sein kann. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn ein durch das Gehäuse der elektromotorischen Getriebevorrichtung gebildeter oder mit gebildeter Kühlkreislauf sowohl den Elektromotorenbereich als auch den Bereich des ersten Getriebeabschnitts kühlt. Bei der eingangs zitierten DE 699 235 53 T2 ist im Bereich des Planetengetriebes die Pumpeneinrichtung vorgesehen, so dass der Wärmeübertrag zwischen dem Planetengetriebe und dem Kühlmittel gestört oder sogar blockiert ist. Statt dessen wird bei der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, die Pumpeneinrichtung an einer anderen, beliebigen Position anzuordnen und durch Eliminierung dieser störenden Baugruppe die Kühlung des ersten Getriebeabschnitts deutlich zu verbessern.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der erste Getriebeabschnitt als ein Differentialgetriebeabschnitt ausgebildet. Es kann sich hierbei um einen Differentialgetriebeabschnitt eines Längsdifferentialgetriebes oder eines Achsdifferentialgetriebes handeln.
Besonders bevorzugt ist der erste Getriebeabschnitt als ein Winkeltriebdifferential ausgebildet, welches das Antriebsdrehmoment über Abtriebswellen auf zwei angetriebene Räder des Fahrzeuges verteilt, wobei die Abtriebswellen gewinkelt, insbesondere senkrecht zur axialen Richtung ausgerichtet sind.
In dem Differentialgetriebeabschnitt können besonders hohe Reibungsverluste auftreten, insbesondere wenn das Antriebsdrehmoment asymmetrisch auf die Abtriebswellen verteilt wird. Der Abtransport dieser Verlustwärme kann durch den Getriebekühlbereich sichergestellt werden.
In einer bevorzugten konstruktiven Realisierung der Erfindung weist der Getriebekühlbereich Getriebekühlkanalabschnitte auf, die in dem ersten Getriebegehäuseabschnitt in der axialen Richtung verlaufen. Insbesondere sind die Getriebekühlkanalabschnitte integral in dem ersten Getriebegehäuseabschnitt angeordnet. Beispielsweise werden diese durch das Grundmaterial des Getriebegehäuseabschnitts gebildet. Bei der Fertigung können die axial verlaufenden Getriebekühlkanalabschnitte beispielsweise eingeformt oder nachträglich abtragend, insbesondere spanend, eingebracht sein. Durch die axiale Ausrichtung der Getriebekühlkanalabschnitte ist eine leichte Entformbarkeit des ersten Getriebegehäuseabschnitts bei einer urformenden Fertigung sichergestellt. Aber auch wenn die Getriebekühlkanalabschnitte nachträglich eingebracht werden, können diese in axialer Erstreckung in einfacher Weise zum Beispiel gebohrt werden.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst der erste Getriebekühlbereich Umlenkbereiche, die das Kühlmittel von einem Getriebekühlkanalabschnitt in einen anderen, dazu parallel verlaufenden Getriebekühlkanalabschnitt umlenken. Der mindestens eine Umlenkbereich wird bevorzugt durch eine Querbohrung erzeugt, welche senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu den Getriebekühlkanalabschnitten ausgerichtet ist. Durch die Querbohrungen werden zwei insbesondere benachbart zueinander angeordnete Getriebekühlkanalabschnitte miteinander strömungstechnisch verbunden. Nach dem strömungstechnischen Verbinden kann der erste Getriebekühlbereich gegenüber der Umgebung zum Beispiel mit einem Stopfen abgedichtet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Motorkühlbereich axial verlaufende Motorkühlkanalabschnitte auf, die in Verlängerung der Getriebekühlkanalabschnitte ausgerichtet sind. Auch bei den Motorkühlkanalabschnitten handelt es sich um in das Grundmaterial des Motorgehäuseabschnitts eingebrachte, integrierte Kühlkanäle. Diese können mit den gleichen Vorteilen wie die Getriebekühlkanalabschnitte zum Beispiel eingeformt oder nachträglich z. B. spanend eingebracht sein. Dadurch, dass die Motorkühlkanalabschnitte eine Verlängerung der Getriebekühlkanalabschnitte bilden, ist die Abdichtung der daraus resultierenden Kühlkanäle einfach umzusetzen. Beispielsweise werden Motorgehäuseabschnitt und erster Getriebegehäuseabschnitt in einer Trennebene senkrecht zur axialen Erstreckung miteinander verbunden, wobei die Stirnseiten Dichtungsflächen für die Kühlkanalabschnitte bilden.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Motorkühlbereich einen Kühlmantel auf, der den Elektromotor umschließt und der von dem Getriebegehäuseabschnitt mit gebildet wird. In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung ist ein Kühlring vorgesehen, welcher sich in axialer Richtung über mindestens 60 %, vorzugsweise mindestens 80 % der Länge des Stators des Elektromotors erstreckt und an seiner Außenseite Stege trägt, die gemeinsam mit einer radialen Innenfläche des Motorgehäuseabschnitts die eingangs genannten Führungsstrukturen für das Kühlmittel ausbilden. Insbesondere kontaktiert das Kühlmittel die innere radiale Oberfläche des Motorgehäuseabschnitts unmittelbar. Die Führungsstrukturen in dem Kühlmantel werden beispielsweise mäandernd oder schraubenartig um den Elektromotor herum geführt. Durch den Kühlmantel wird der Elektromotor, welcher ein Erzeuger von Verlustwärme ist, sehr effektiv gekühlt.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die elektromotorische Getriebevorrichtung einen zweiten Getriebeabschnitt auf, welcher mit einem Teilabschnitt in dem Motorgehäuseabschnitt so platziert ist, dass der Elektromotor zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebeabschnitt angeordnet ist. Die Motorkühlkanalabschnitte sind im Bodenbereich unterhalb des Teilabschnitts angeordnet, so dass der Teilabschnitt gekühlt wird. Bei möglichen Umsetzungen der Erfindung ist der zweite Getriebeabschnitt als ein umschaltbares Ganggetriebe und/oder als ein Hybridgetriebe zur Überlagerung des Antriebsdrehmoments des Elektromotors mit dem Drehmoment eines weiteren Motors, zum Beispiel eines Verbrennungsmotors, ausgebildet. Sowohl bei der Funktion als Übersetzungsgetriebe als auch bei der Funktion eines Hybridgetriebes als auch bei anderen Arten von Getrieben sind besonders reibungsbelastete Komponenten, wie zum Beispiel Kupplungseinrichtungen, Bremseinrichtungen oder Synchronringe, in dem zweiten Getriebeabschnitt angeordnet. Bevorzugt ist der zweite Getriebeabschnitt so aufgebaut, dass diese reibungsbelasteten und damit wärmeproduzierenden Komponenten in dem Teilabschnitt angeordnet. Durch die Kühlung dieses Teilabschnitts wird das Betriebsverhalten der elektromotorischen Getriebevorrichtung verbessert.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die elektromotorische Getriebevorrichtung einen zweiten Getriebegehäuseabschnitt auf, in dem ein weiterer Teilabschnitt des zweiten Getriebeabschnitts angeordnet ist, wobei der zweite Getriebegehäuseabschnitt eine Umlenkung für die Motorkühlkanalabschnitte bildet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Motorkühlkanalabschnitte in dem Motorgehäuseabschnitt nur als axial verlaufende Kanäle ausgebildet sein können und dadurch fertigungstechnisch einfach erzeugbar sind. Ferner wird die Länge der Motorkühlkanalabschnitte in dem Motorgehäuseabschnitt in Richtung des zweiten Getriebegehäuseabschnitts verlängert und damit die Kühlung des Teilabschnitts des zweiten Getriebeabschnitts verbessert.
Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung verlaufen die Kanalabschnitte und deren Umlenkungen in einem Bodenbereich der elektromotorischen Getriebevorrichtung, so dass ein in den Getriebeabschnitten verwendetes Öl zur Schmierung der Getriebeabschnitte, welches sich üblicher Weise im Bodenbereich der Aufnahmeräume, insbesondere in einem Ölsumpf sammelt, besonders effektiv gekühlt werden kann.
Bei einer möglichen konstruktiven Realisierung ist der Kühlkreislauf so ausgebildet, dass, ausgehend von einem Kühlmitteleinlass in dem ersten Getriebegehäuseabschnitt, das Kühlmittel über einen Getriebekühlkanalabschnitt in einen Motorkühlkanalabschnitt weitergeführt wird. Von dort aus wird das Kühlmittel in den Kühlmantel geleitet, wo es nachfolgend den Elektromotor umfließt. Nach dem Kühlmantel tritt das Kühlwasser in einen Motorkühlkanalabschnitt ein, wird an einen Getriebekühlkanalabschnitt weiter geführt und einfach umgelenkt. Nach der Umlenkung wird das Kühlmittel in axialer Richtung bis zum zweiten Getriebegehäuseabschnitt weitergeführt und dort wieder umgelenkt. Diese Umlenkungen können mehrfach erfolgen, so dass sich ein Zick-Zack-Muster ergibt. Schließlich wird das Kühlmittel über einen Kühlmittelauslass aus dem Gehäuse, insbesondere dem ersten Getriebegehäuseabschnitt wieder abgeleitet.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
1 eine schematische isometrische Darstellung eines Gehäuses einer elektromotorischen Getriebevorrichtung mit teilweise zeichnerisch unterdrückten oder transparenten Teilen;
2 die elektromotorische Getriebevorrichtung in der 1 in einer Seitenansicht mit eingeblendetem Kühlmantel;
3 eine Unteransicht der elektromotorischen Getriebevorrichtung in den vorhergehenden Figuren;
4 eine alternative Ausführung der elektromotorischen Getriebevorrichtungen der vorhergehenden Figuren.
Die 1 zeigt eine elektromotorische Getriebevorrichtung 1 für ein Fahrzeug. Die elektromotorische Getriebevorrichtung 1 ist in diesem Beispiel als ein Hybridgetriebe ausgebildet. In der Darstellung sind einige Bestandteile zeichnerisch unterdrückt, so dass maßgeblich ein Gehäuse 2 sowie ein Teil eines Kühlkreislaufes 3 zu erkennen sind.
Das Gehäuse 2 kann grob in drei Abschnitte unterteilt werden, nämlich einen ersten Getriebegehäuseabschnitt 4, einen Motorgehäuseabschnitt 5 sowie einem zweiten Getriebegehäuseabschnitt 6. Die drei Gehäuseabschnitte 4, 5, 6 sind entlang einer axialen Erstreckungsrichtung 7 nacheinander aufgereiht und in Trennebenen, welche als Radialebenen zu der axialen Erstreckung 7 ausgerichtet sich, miteinander verschraubt.
In dem ersten Getriebegehäuseabschnitt 4 ist ein Winkeltriebdifferentialgetriebe (nicht dargestellt) angeordnet, welches ein Antriebsdrehmoment auf zwei nicht dargestellte Abtriebswellen verteilt, welche winklig zu der axialen Erstreckung 7 angeordnet sind. Das Winkeltriebdifferentialgetriebe bildet einen ersten Getriebeabschnitt.
In dem Motorgehäuseabschnitt 5 ist ein Elektromotor (nicht dargestellt) eingesetzt, welcher koaxial zu der axialen Erstreckung 7 angeordnet ist.
In axialer Erstreckungsrichtung 7 hinter dem Elektromotor ist ein zweiter Getriebeabschnitt (nicht dargestellt) angeordnet, welcher zum einen eine Überlagerung des Antriebsdrehmoments des Elektromotors mit einem weiteren Drehmoment, zum Beispiel eines Verbrennungsmotors, ermöglicht. Eine Abtriebswelle des anderen Motors wird koaxial zur axialen Erstreckung 7 in den zweiten Getriebegehäuseabschnitt 6 eingeführt. Zum zweiten sorgt der zweite Getriebeabschnitt für eine ein- oder mehrstufige Schaltung des Antriebsdrehmoments aus dem Elektromotor auf das Winkeltriebdifferentialgetriebe.
Bei der elektromotorischen Getriebevorrichtung 1 sind insbesondere drei Bereiche als Wärmeproduzenten zu berücksichtigen. Zum einen wird in dem ersten Getriebeabschnitt des Winkeltriebdifferentialgetriebes, insbesondere bei ungleichen Drehzahlen der Abtriebswellen, Verlustwärme erzeugt. Zum zweiten wird durch den Elektromotor bei der Konversion von elektrischer Energie in mechanische Energie Verlustwärme erzeugt. Der zweite Getriebeabschnitt kann je nach Ausführungsform reibungsverursachende Komponenten, wie zum Beispiel Kupplungseinrichtungen, Bremseinrichtungen oder Synchronringe umfassen. Diese reibungsverursachenden Komponenten sind benachbart zu dem Elektromotor und somit in einem Bereich innerhalb des Motorgehäuseabschnitts 5 angeordnet.
In der 2 ist eine seitliche, ebenfalls isometrische, halb durchsichtige Ansicht der elektromotorischen Getriebevorrichtung 1 gezeigt. Die 3 zeigt die elektromotorische Getriebevorrichtung 1 von einer Ansicht von unten.
Der Kühlkreislauf 3 umfasst eine nicht dargestellte Pumpeinrichtung, welche außerhalb von dem Gehäuse 2 angeordnet ist, sowie einen Strömungsbereich 8, welcher innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet ist. Der Strömungsbereich 8 ist pumpenfrei ausgebildet.
Ausgehend von einem Kühlmitteleinlass 9 wird das Kühlmittel über einen ersten Kühlkanal 10a gleichgerichtet oder parallel zur axialen Erstreckung 7 von dem ersten Getriebegehäuseabschnitt 4 in den Motorgehäuseabschnitt 5 geführt. Dort wird das Kühlmittel in einen Kühlmantel 11 eingespeist, welcher den nicht dargestellten Elektromotor in Umlaufrichtung um die axiale Erstreckung 7 vollständig umschließt. Der Kühlmantel 11 wird durch einen Kühlring 12, welcher sich über mindestens 80 % der Längserstreckung in axialer Richtung 7 des Stators des Elektromotors erstreckt, sowie durch den Motorgehäuseabschnitt 5 gebildet. Der Kühlring 12 weist in Umlaufrichtung orientierte Stege 13 auf, welche an einer hohlzylindrischen Innenfläche des Motorgehäuseabschnitts 5 abdichtend anliegen, sodass zwischen den Stegen 13 durch den Kühlring 12 und den Motorgehäuseabschnitt 5 Kühlmittelführungen 14 gebildet werden, welche in dem Kühlmantel 11 den Elektromotor schraubenförmig oder mäandernd umlaufen.
Wie sich wieder aus der 3 ergibt, tritt das Kühlmittel aus dem Kühlmantel 11 in einen zweiten Kühlkanal 10b über, dessen Einlass in dem Motorgehäuseabschnitt 5 eingebracht ist und der zu einer ersten Umlenkung 15a führt. In der ersten Umlenkung 15a wird das Kühlmittel um 180° in einen dritten Kühlkanal 10c umgelenkt, welcher wieder parallel zur axialen Erstreckung 7 verläuft. Der dritte Kühlkanal 10c durchquert den Motorgehäuseabschnitt 5 vollständig und wird in einer zweiten Umlenkung 15b um 180° in einen dritten Kühlkanal 10d umgelenkt. Nach der Durchquerung des Motorgehäuseabschnitts 5 wird das Kühlmittel im ersten Getriebegehäuseabschnitt 4 durch eine dritte Umlenkung 15c in einen vierten Kühlkanal 10e umgelenkt, in gleicher Höhe wie bei der zweiten Umlenkung 15b in einer vierten Umlenkung 15d nochmals um 180° umgelenkt und in einen sechsten Kühlkanal 10f geführt und tritt dann über einen Kühlmittelausgang 16 aus dem Gehäuse wieder aus.
Die Kühlmittelkanäle 10a–f sind gleichorientiert zu der axialen Erstreckung 7 ausgerichtet und befinden sich im Bodenbereich des Gehäuses 2. Wie sich insbesondere aus der 2 ergibt, ist der erste Kühlkanal 10a etwas höher angeordnet, um Kollisionen mit dem Kühlkanal 10f zu vermeiden. Die Kühlkanäle 10a–f sind in Zickzack-Anordnung, schlangenlinienförmig oder mäandernd integral oder als integrierte Kanäle in dem Gehäuse 2 angeordnet.
Die Kühlkanäle 10a–f sowie deren Umlenkungen 15a–d können in verschiedene Abschnitte unterteilt werden, sodass die Fertigung des Gehäuses 2 erleichtert ist: In dem Motorgehäuseabschnitt 5 sind axial verlaufende Motorkühlkanalabschnitte 17 als Teilbereiche der Kühlkanäle 10a–f angeordnet, welche fertigungstechnisch in einfacher Umsetzung bei der Urformung eingeformt eingebracht werden können.
Der zweite Getriebegehäuseabschnitt 6 stellt bei der zweiten und der vierten Umlenkung 15b, d jeweils einen Endbereich 18 zur Verfügung, der ebenfalls in einfacher Weise eingeformt werden kann.
In dem ersten Getriebegehäuseabschnitt 4 sind Getriebekühlkanalabschnitte 19 eingebracht, welche Teile der Kühlkanäle 10a–f bilden. Diese Getriebekühlkanalabschnitte 19 können von der Seite der Trennebene eingeformt sein. Die erste und dritte Umlenkung 15a, c sowie die Umlenkungen beim Kühlmitteleingang 9 und dem Kühlmittelausgang 16 können durch Querbohrungen 20a, b, c, d erreicht werden. Während die Querbohrungen 20c, d als Kühlmitteleingang 9 bzw. Kühlmittelausgang 16 offen verbleiben, werden die Querbohrungen 20a, b bei der ersten Umlenkung 15a bzw. der zweiten Umlenkung 15c mit Stopfen verschlossen, um den Strömungsbereich 8 abzudichten.
Wie in der 4 dargestellt, können die Getriebekühlkanalabschnitte 19 und die Motorkühlkanalabschnitte 17 durch abtragende Verfahren, insbesondere durch Bohren in die Gehäuseabschnitte 4, 5 eingebracht werden. Um den Durchfluss in den Kühlkanälen zu vergrößern sind bei dem Ausführungsbeispiel in der 3 die Kühlkanäle 10a–f im Querschnitt als Länglöcher bzw. oval ausgeführt. Dagegen sind die Kühlkanäle 10b–f in dem Ausführungsbeispiel in der 4 verdoppelt, so dass das Kühlmittel durch zwei Bohrungen pro Kühlkanal 10b–f fließt. Ansonsten ist die elektromotorische Getriebevorrichtung 1 in der 4 so wie in den vorhergehenden Figuren aufgebaut, so dass auch die vorhergehenden Beschreibung verwiesen wird.
Bezugszeichenliste

1: elektromotorische Getriebevorrichtung
2: Gehäuse
3: Kühlkreislauf
4: erster Getriebegehäuseabschnitt
5: Motorgehäuseabschnitt
6: zweiter Getriebegehäuseabschnitt
7: axiale Erstreckung
8: Strömungsbereich
9: Kühlmitteleingang
10 a, b, c, d: Kühlkanäle
11: Kühlmantel
12: Kühlring
13: Stege
14: Kühlmittelführungen
15 a, b, c, d: Umlenkung
16: Kühlmittelausgang
17: Motorkühlkanalabschnitte
18: Endbereich
19: Getriebekühlkanalabschnitte
20 a, b, c, d: Querbohrung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69923553 T2 [0004, 0012]

Claims

Elektromotorische Getriebevorrichtung (1) zur Bereitstellung eines Antriebsdrehmoments für ein Fahrzeug, mit einem Elektromotor zur Erzeugung des Antriebsdrehmoments, wobei der Elektromotor eine axiale Richtung (7) definiert, mit einem ersten Getriebeabschnitt zur Umsetzung des Antriebsdrehmoments, mit einem Motorgehäuseabschnitt (5), in dem der Elektromotor angeordnet ist, mit einem ersten Getriebegehäuseabschnitt (4), in dem der erste Getriebeabschnitt angeordnet ist, mit einem Kühlkreislauf (3) für ein Kühlmittel, wobei der Kühlkreislauf (3) eine Pumpeneinrichtung und einen Strömungsbereich (8) für das Kühlmittel umfasst, wobei der Motorgehäuseabschnitt (5) einen Teil eines Motorkühlbereichs (11, 17) zur Kühlung des Elektromotors bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Getriebegehäuseabschnitt (4) einen Teil eines ersten Getriebekühlbereichs (19) zur Kühlung des ersten Getriebeabschnitts bildet und der erste Getriebekühlbereich (19) ausschließlich in dem Strömungsbereich (8) angeordnet ist.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Getriebeabschnitt (4) als ein Differentialgetriebeabschnitt ausgebildet ist.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebekühlbereich Getriebekühlkanalabschnitte (19) aufweist, die in dem ersten Getriebegehäuseabschnitt (4) in axialer Richtung (7) verlaufen.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebekühlbereich mindestens einen Umlenkbereich (15a, c) umfasst, der in dem ersten Getriebegehäuseabschnitt (4) durch Querbohrungen (20a, b) erzeugt ist.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorkühlbereich (5) axial verlaufende Motorkühlkanalabschnitte (17) umfasst, die in Verlängerung der Getriebekühlkanalabschnitte (19) ausgerichtet sind.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorkühlbereich (5) einen Kühlmantel (11) umfasst, der den Elektromotor umschließt und der von dem Motorgehäuseabschnitt (5) mit gebildet wird.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet durch einen zweiten Getriebeabschnitt, welcher mit einem Teilabschnitt in dem Motorgehäuseabschnitt (5) so angeordnet ist, dass der Elektromotor zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebeabschnitt positioniert ist, wobei sich die Motorkühlkanalabschnitte (17) mindestens bis unterhalb des Teilabschnitts erstrecken.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilabschnitt des zweiten Getriebeabschnitts Kupplungseinrichtungen, Bremseinrichtungen oder Synchronringe umfasst.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch einen zweiten Getriebegehäuseabschnitt (6), in dem ein weiterer Teilabschnitt des zweiten Getriebeabschnitts angeordnet ist, wobei der zweite Getriebegehäuseabschnitt eine Umlenkung (15b, d) für die Motorkühlkanalabschnitte (17) bildet.
Elektromotorische Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorkühlkanalabschnitte (17) und die Getriebekühlkanalabschnitte (19) in einem Bodenbereich der elektromotorischen Getriebevorrichtung (1) angeordnet sind.