-
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit nach der Art des Vorrichtungsanspruches.
-
Im Bereich Hybridfahrzeuge wirken Elektromotoren mit ölbefüllten Getriebeeinheiten zusammen. Durch diese Antriebseinheiten wird ein zusätzliches Antriebsmoment auf den Antriebsstrang, die Antriebsräder eingespeist. Der Elektromotor ist als trocken laufende Einheit ausgebildet und mit einer Entlüftung gegenüber der Umgebung ausgestattet. Gleiches gilt für das bzw. die mit dem Elektromotor zusammenwirkenden Getriebeeinheiten. Hier ist ebenfalls eine Umgebungsentlüftung vorgesehen.
-
Aus der
DE 103 23 253 A1 ist eine Dichtungsanordnung eines Elektromotors gegenüber einem ölbefüllten Lammelenschaltelement bekannt, bei welchem stirnseitig zwischen Rotor und Stator im Ringspalt eine Dichtung angeordnet ist, welche derartig ausgebildet ist, dass sie zumindest bei hohen Drehzahlen berührungsfrei dichtet.
-
Die
DE 10 2012 202 776 A1 beschreibt ein Achsrohr, bestehend aus zwei Elektromotoren und einem dazwischen liegenden trockenem Abschnitt. Zwischen den nass laufenden Abschnitten mit den Elektromotoren und dem trockenem Abschnitt sind Fluiddichtungen angeordnet.
-
Die
DE 10 2005 021 950 A1 zeigt ein Kfz Gehäuse, bestehend aus mehreren Kammern, wobei alle Kammern über das speziell ausgeführte Ventil in einer Kammer be- und entlüftet werden.
-
Eine Labyrinthdichtung im Bereich eines Elektromotors gegenüber einem ölbefüllten Getriebe zeigt die
US 3.035.652 A .
-
-
Die
DE 2 022 626 A1 beschreibt eine Getriebeentlüftung und eine Entlüftung eines Elektromotors, welche an getrennten Orten ins Freie münden.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebseinheit mit einem Elektromotor und an dessen beiden Enden angebrachten ölbefüllten Einheiten in gegenüber den bekannten Lösungen verbesserter Ausführung vorzuschlagen.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale Vorrichtungsanspruches. Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
-
Die erfindungsgemäße Lösung besteht somit aus einer Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, mit einem Elektromotor, bestehend aus einem drehbar gelagerten Rotor und einem feststehenden Stator, wobei dieser geschlossen ausgebildete Rotor-Statorraum eine Entlüftung gegenüber der Außenatmosphäre aufweist, wobei an beiden Stirnseiten des Rotor-Statorraumes je eine ölbefüllte Einheit mit einer Einrichtung für den Luftaustausch angeordnet ist, wobei die Einrichtungen für den Luftaustausch der ölbefüllten Einheiten in den Rotor-Statorraum münden.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebseinheit handelt es sich vorzugsweise um den Elektromotor eines Hybridantriebes. Die beiden sich stirnseitig an den Rotor- Statorraum anschließenden ölbefüllten Einheiten sind eine Getriebe- bzw. eine Anschlusseinheit für je eine Antriebswelle, welche das von dem Elektromotor produzierte Drehmoment an die Antriebsräder leiten. Bei einer Konzeption eines Hybridantriebes wirkt ein Verbrennungsmotor auf die Vorderräder, die erfindungsgemäße Antriebseinheit mit dem Elektromotor treibt unterstützend die Hinterräder an.
-
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine der Entlüftungen der ölbefüllten Einheiten in den ölfreien Rotor-Statorraum als Labyrinthdichtung ausgeführt ist. Die Labyrinthdichtung ist in dem vorzugsweise aus Druckguss gefertigtem Gehäuse angeordnet und als eine Durchlassöffnung in einer angeformten, einseitig offenen Wanne ausgebildet. Das Labyrinth, die beschriebene einseitig offene Wanne ist mit einem beschichteten Blech verschlossen, so dass nur eine Öffnung zum Elektromotor bzw. zur ölbefüllten Einheit bestehen bleibt. Das Labyrinth als Entlüftungsdichtung zwischen ölbefüllter Einheit und Elektromotor ist in einer Weise designt, dass das Öl davon abgehalten wird, in den Raum des Elektromotors, den Rotor-Statorraum zu gelangen. Die Entlüftung des Elektromotors, des Rotor-Statorraumes zur Umgebung ist bevorzugt mit einem Membranentlüfter realisiert.
-
In der beschriebenen bevorzugten Ausführung erfolgt die Entlüftung von drei separaten Einheiten somit über einen Membranentlüfter. Der Druckaustausch zwischen den ölbefüllten Einheiten und dem Rotor-Statorraum erfolgt über Labyrinthdichtungen, welche einen Übertritt von Öl in den Rotor-Statorraum verhindern.
-
Es werden somit drei Einheiten – zwei ölbefüllte Einheiten, ein Elektromotor – mit einer Entlüftung zur Umgebung versorgt, was eine Kostenersparnis gegenüber drei vorzusehenden Umgebungsentlüftungen bringt.
-
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht die Antriebseinheit in einem Hybridantriebssystem vor. Der Rotor des Elektromotors ist als Hohlwelle ausgeführt und treibt mit einem Ende, welches aus dem Gehäuse des Elektromotors herausgeführt ist, ein Getriebe. Das Getriebe weist ein oder mehrere Übersetzungsstufen auf und stellt so ein Drehmoment an einem Ende an einer Antriebswellenanbindung zur Verfügung. Das Getriebe und die zugehörigen Elemente sind in einem Gehäuse, Gehäuseteil aufgenommen und laufen zur Schmierung/Kühlung in Öl.
-
In dem Getriebe wird eine Welle angetrieben, welche koaxial durch die Hohlwelle des Rotors hindurchgeführt ist und in ein auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Elektromotors angebrachte Ankoppeleinheit für eine weitere Antriebswellenanbindung treibt. Das vom Getriebe gewandelte Drehmoment steht so auch an der zweiten Antriebswellenanbindung zur Verfügung. Die Ankoppeleinheit umfasst die Lager für die Welle sowie die Antriebswellenanbindung. Diese Lager sind ein einem weiteren Gehäuse, Gehäuseteil angeordnet, welches zur Schmierung/Kühlung mit Öl befüllt ist.
-
Des Weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand der Zeichnungen.
-
1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Antriebseinheit, bestehend aus einem Elektromotor EM, bestehend aus einem gehäusefest angebrachten Stator ST sowie einem Rotor R, der auf einer hohl ausgeführten Rotorwelle RW angebracht ist. Die Rotorwelle RW ist beidseitig in entsprechenden Lagern aufgenommen und so gegenüber dem Gehäuse des Motors EM drehbar gelagert.
-
Die Rotorwelle RW reicht mit einem Ende in eine als Getriebe G ausgeführte Einheit E1. Das Getriebe G sitzt mit einem eigenen Gehäuseteil stirnseitig am Ende des Elektromotors EM, dem vom Stator ST und Rotor R eingenommenen Raum. Die Rotorwelle RW weist an dem in das Getriebe G ragenden Ende eine Verzahnung auf, welche mit Zahnrädern des Getriebes G kämmt. Ausgangsseitig des Getriebes G sitzt eine Antriebswellenanbindung AW1, welche eine nicht dargestellte Antriebswelle treibt. Das Getriebe G treibt eine durch die Rotorwelle RW koaxial hindurchgeführte Welle W, welche eine zweite Antriebswellenanbindung AW2 am anderen stirnseitigen Ende des Elektromotors EM treibt.
-
Die Antriebswellenanbindung AW2, welche eine zweite, nicht dargestellte Antriebswelle treibt, ist in einem weiteren Gehäuseteil stirnseitig am gegenüberliegenden Ende des Elektromotors EM angebracht und bildet so die zweite Einheit E2. Die beiden Einheiten E1, E2 sind zur Schmierung/Kühlung mit Öl befüllt.
-
In der 1 ist dargestellt, dass das Gehäuse des Elektromotors EM nach Art eines einseitig offenen Topfes ausgebildet ist und an dem der Einheit E2 zugewandten Ende geschlossen ist und die Lager für die Rotorwelle RW sowie die Welle aufweist. Die Welle W ist mit ihrem Ende durch eine Öffnung in den Raum der Einheit E2 hindurchgeführt. Die Einheit E2 weist ein nach Art einer Glocke ausgeführtes Gehäuse GH2 auf, welches über Lager die Antriebswellenanbindung AW2 trägt und stirnseitig an das Gehäuse GH des Elektromotors angesetzt ist.
-
Das offene Ende des Gehäuses GH des Elektromotors EM ist mittels eines Gehäusedeckels GHD geschlossen, wobei der Gehäusedeckel GHD über Lager die Rotorwelle RW trägt. Die Einheit E1 weist ein ebenfalls nach Art einer Glocke ausgeführtes Gehäuse GH1 auf, welches die Elemente des Getriebes G aufnimmt, die Welle W sowie die Antriebswellenanbindung AW1 lagert und stirnseitig über den Gehäusedeckel GHD an das Gehäuse GH des Elektromotors angesetzt ist.
-
In 1 sind mit den Doppelfeilen die Einrichtungen der Entlüftung des Rotor- Statorraumes zur Außenumgebung sowie die Einrichtungen für den Luftaustausch der ölbefüllten Einheiten E1, E2 zum Rotor-Statorraum des Elektromotors EM dargestellt.
-
2 zeigt die als Membranentlüfter ME ausgebildete Entlüftung des Rotor- Statorraumes, welcher durch das Gehäuse GH sowie dem Gehäusedeckel GHD geschlossen ausgeführt ist. Der Membranentlüfter ME ist als ein in eine Gehäuseöffnung ÖGH einsetzbarer Einsatz an sich bekannter Ausgestaltung ausgebildet. Wie dargestellt, befindet sich der Membranentlüfter ME im oberen Bereich des Gehäuses GH in einem Raum, der mit dem Rotor-Statorraum durch nicht dargestellte Kanäle im Druckausgleich steht.
-
In 3 ist eine der Labyrinthdichtungen im Detail dargestellt, und zwar die Labyrinthdichtung LD, welche die als Getriebe G ausgebildete Einheit E1 über den Rotor-Statorraum des Elektromotors EM entlüftet. Die hier am Gehäusedeckel GHD beschriebene Labyrinthdichtung LD – die Einrichtung für den Luftaustausch der ölbefüllten Einheit E1 zum Rotor-Statorraum des Elektromotors EM – ist in gleicher Weise auch am Boden des topfförmigen Gehäuses GH des Elektromotors EM ausgebildet und bewirkt dort den Luftaustausch zwischen der ölbefüllten Einheit E2 und dem Elektromotor EM.
-
Der das nicht dargestellte Gehäuse GH schließende Gehäusedeckel GHD weist in seinem oberen Bereich eine Durchlassöffnung ÖGHD auf, welche einen Druckausgleich zu dem dahinter liegenden Rotor-Statorraum des Elektromotors EM ermöglicht. Die Durchlassöffnung ÖGHD ist bis auf eine schmale, nach unten weisenden Kante von einer Wand WLD umgeben, welche einen Abschnitt eines kreisringförmigen Bereiches umschließt. Auf dieser Wand WLD ist ein nicht dargestelltes, beschichtetes Blech aufgesetzt, so dass der Luftaustausch durch eine schlitzförmige Öffnung LDL - Kante Aussparung Wand WLD - seitlich versetzt zu der Öffnung im Gehäusedeckel ÖGHD erfolgt. Die durch eine Lageröffnung im Gehäusedeckel GHD durchgreifende Rotorwelle RW mit der Verzahnung sowie die koaxial dazu verlaufende Welle W sind in der 3 dargestellt.
-
Bezugszeichenliste
-
-
- EM
- Elektromotor
- R
- Rotor
- RW
- Rotorwelle
- W
- Welle
- ST
- Stator
- GH
- Gehäuse
- GHD
- Gehäusedeckel
- E1
- Einheit (ölbefüllt)
- E2
- Einheit (ölbefüllt)
- G
- Getriebe
- AW1
- Antriebswellenanbindung
- AW2
- Antriebswellenanbindung
- GH1
- Gehäuse, Gehäuseglocke
- GH2
- Gehäuse, Gehäuseglocke
- ME
- Entlüftung Elektromotor, Membranentlüfter
- ÖGH
- Gehäuseöffnung
- LD
- Luftaustausch ölbefüllte Einheit, Labyrinthdichtung
- ÖGHD
- Öffnung Gehäusedeckel
- WLD
- Wand Labyrinthdichtung – Umgebung Öffnung ÖGHD
- LDL
- Öffnung Labyrinthdichtung – Aussparung Wand LWD
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10323253 A1 [0003]
- DE 102012202776 A1 [0004]
- DE 102005021950 A1 [0005]
- US 3035652 A [0006]
- DE 102007012703 A1 [0007]
- DE 2022626 A1 [0008]
