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Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug, mit einem Motorgehäuseabschnitt und einem Getriebegehäuseabschnitt, wobei der Motorgehäuseabschnitt einen Trockenraum und der Getriebegehäuseabschnitt einen Ölraum aufweist, wobei der Ölraum zumindest teilweise mit Öl gefüllt ist, mit einer Motorwelle, wobei die Motorwelle sich von dem Trockenraum in den Ölraum erstreckt, mit einer Trennwand zur Trennung des Ölraums von dem Trockenraum und mit einer Dichteinrichtung zur Abdichtung der Motorwelle gegenüber der Trennwand, wobei die Dichteinrichtung in der Trennwand angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit dieser Antriebsanordnung.
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Antriebsstränge von Fahrzeugen können beispielsweise einen Motor und ein Getriebe aufweisen, wobei der Motor und das Getriebe jeweils in einem Gehäuse untergebracht sind. Insbesondere sind der Motor und das Getriebe räumlich voneinander getrennt und über eine Antriebswelle miteinander verbunden. Das Getriebe wird durch ein Schmiermittel geschmiert, wobei bei hohen Drehzahlen Plantschverluste entstehen können, was wiederum zu hohen Temperaturen im Getriebe führt. Durch die unterschiedliche Erwärmung zwischen den beiden Räumen entsteht eine Druckdifferenz, was sich ebenfalls negativ auf den Wellendichtring auswirkt. Zur Reduzierung der Plantschverluste werden beispielsweise Abschirmvorrichtungen vorgesehen, welche das Schmiermittel zurückhalten und das Plantschen reduzieren.
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Die Druckschrift
DE 103 59 109 A1 , die den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart eine Getriebeanordnung für ein Fahrzeug. Die Getriebeanordnung ist zumindest teilweise mit Schmiermittel eines Schmiermittelsumpfs schmierbar und weist mindestens zwei Getriebeabschnitte auf. Jeder Getriebeabschnitt weist ein Getriebegehäuseteil auf, wobei die Getriebegehäuseteile der zwei Getriebeabschnitte aneinander grenzen und einen Teil des Schmiermittelsumpfs bilden. Insbesondere ist im normalen Betriebsmodus üblicherweise entweder der eine oder der andere Getriebeabschnitt betreibbar. Damit zumindest in den meisten Betriebszuständen des Fahrzeugs Plantschverluste der Getriebeanordnung reduziert werden, wobei der für die Getriebeanordnung vorgesehene Bauraum nicht wesentlich erhöht werden soll, wird vorgeschlagen, dass zwischen den zwei Getriebeabschnitten ein Trennmittel vorgesehen ist, mit welchem die zwei Getriebeabschnitte zumindest teilweise voneinander abtrennbar sind. Hierdurch ist Schmiermittel in dem Getriebegehäuseteil zurückhaltbar, dessen Getriebeabschnitt in dem momentanen Betriebszustand nicht oder mit geringerer Drehzahl betrieben wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung mit einem verbesserten Betriebsverhalten zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
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Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß wird eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Insbesondere ist die Antriebsanordnung eine angetriebene Achse, vorzugsweise eine Vorderachse oder eine Hinterachse. Besonders bevorzugt ist die Antriebsanordnung als eine Portalachse ausgebildet. Vorzugsweise ist die Antriebsanordnung durch einen Achsträger, mindestens ein Portalgehäuse zur Bildung eines Portalversatzes und mindestens einer Radnabeneinheit zur Aufnahme mindestens eines Fahrzeugreifens gebildet. Besonders bevorzugt ist der Achsträger beidseitig mit jeweils einem Portalgehäuse und jeweils einer daran angeordneten Radnabeneinheit verbunden.
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Der Achsträger kann mindestens einen integrierten Motor oder ein Differentialgetriebe aufweisen, welches z.B. über eine Gelenkwelle mit einem Motor verbunden ist. In beiden Fällen dient der Motor dazu um ein Drehmoment auf die Radnabeneinheiten zu übertragen. Prinzipiell kann der Motor als ein Verbrennungsmotor, im Speziellen als ein Benzin- oder als ein Dieselmotor, ausgebildet sein. Besonders bevorzugt jedoch ist der Motor als ein Elektromotor ausgebildet, wobei der Motor vorzugsweise in dem Achsträger angeordnet ist. Optional ergänzend kann ein weiterer Motor ebenfalls in dem Achsträger angeordnet sein, wobei dabei jeder Radnabeneinheit ein separater Motor zugeordnet ist.
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Die Antriebsanordnung, insbesondere das Portalgehäuse, weist zur Übertragung des Drehmoments und zum Ausgleich des Portalversatzes ein Getriebe auf. Insbesondere umfasst das Getriebe mindestens einen Antrieb und einen Abtrieb. Das Getriebe ist insbesondere als ein Rädergetriebe oder als ein Planetengetriebe ausgebildet. Insbesondere ist das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen, oder ein Schienenfahrzeug. Besonders bevorzugt jedoch handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Niederflurfahrzeug, im Speziellen ein Stadtbus.
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Insbesondere bildet das Getriebe eine Portalstufe zum Ausgleich eines Portalversatzes. Vorzugsweise definiert die Motorwelle eine erste und die Getriebewelle eine zweite Rotationsachse, wobei die beiden Rotationsachsen parallel versetzt zueinander verlaufen, so dass besonders bevorzugt die beiden Achsen zueinander höhenversetzt sind. Insbesondere hat das Getriebe die Funktion den Höhenversatz zwischen dem Motor und dem Getriebe, vorzugsweise den Höhenversatz zwischen den beiden Rotationsachsen, auszugleichen.
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Die Antriebsanordnung weist einen Motorgehäuseabschnitt und einen Getriebegehäuseabschnitt auf. Insbesondere ist der Motorgehäuseabschnitt als ein Motorgehäuse zur Aufnahme des Motors ausgebildet. Besonders bevorzugt weist das Motorgehäuse einen Druckausgleichsbehälter auf. Insbesondere ist der Getriebegehäuseabschnitt als ein Getriebegehäuse zur Aufnahme des Getriebes ausgebildet. Vorzugsweise sind der Motorgehäuseabschnitt und der Getriebegehäuseabschnitt zwei getrennte Gehäuse, wobei die beiden Gehäuseabschnitte besonders bevorzugt formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden und/oder verbindbar sind. Alternativ sind der Motorgehäuseabschnitt und der Getriebegehäuseabschnitt einteilig, vorzugsweise aus einem Guss, gefertigt. Im Speziellen ist der Getriebegehäuseabschnitt durch das Portalgehäuse und der Motorgehäuseabschnitt durch den Achsträger gebildet.
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Der Motorgehäuseabschnitt weist einen Trockenraum und der Getriebegehäuseabschnitt einen Ölraum auf, wobei der Ölraum zumindest teilweise mit Öl gefüllt ist. Insbesondere bildet der Motorgehäuseabschnitt den Trockenraum und der Getriebegehäuseabschnitt den Ölraum. Vorzugsweise bildet das Öl einen Ölsumpf, so dass das Getriebe durch eine Tauchschmierung geschmiert ist. Alternativ zirkuliert das Öl in dem Ölraum, so dass das Getriebe durch eine Umlaufschmierung geschmiert ist. Vorzugsweise ist das Öl ein Getriebeöl. Besonders bevorzugt ist der Trockenraum frei von dem Öl. Im Speziellen bildet der Trockenraum eine Luftseite und der Ölraum eine Flüssigkeitsseite.
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Die Antriebsanordnung weist eine Motorwelle auf, wobei die Motorwelle sich von dem Trockenraum in den Ölraum erstreckt. Insbesondere hat die Motorwelle die Funktion ein Antriebsmoment des Motors auf das Getriebe zu übertragen. Vorzugsweise ist der Antrieb durch die Motorwelle und der Abtrieb durch eine Getriebewelle gebildet. Vorzugsweise ist der Motor mit der Motorwelle und die Radnabeneinheit mit der Getriebewelle getriebetechnisch verbunden.
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Die Antriebsanordnung weist eine Trennwand zur Trennung des Ölraums von dem Trockenraum auf. Insbesondere hat die Trennwand die Funktion die beiden Räume voneinander zu isolieren, so dass vorzugsweise zwei voneinander getrennte abgeschlossene Räume gebildet sind. Insbesondere ist die Trennwand durch den Motorgehäuseabschnitt und/oder durch den Getriebegehäuseabschnitt gebildet. Alternativ ist die Trennwand als ein separates Bauteil der Antriebsanordnung ausgebildet, wobei die Trennwand zwischen dem Motorgehäuseabschnitt und dem Getriebegehäuseabschnitt angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist die Trennwand stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Motorgehäuseabschnitt und/oder dem Getriebegehäuseabschnitt verbunden und/oder verbindbar. Alternativ sind die Trennwand und der Motorgehäuseabschnitt und/oder die Trennwand und der Getriebegehäuseabschnitt einteilig, vorzugsweise aus einem Guss, ausgebildet.
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Die Antriebsanordnung weist eine Dichteinrichtung zur Abdichtung der Motorwelle gegenüber der Trennwand auf, wobei die Dichteinrichtung in der Trennwand angeordnet ist. Insbesondere hat die Dichteinrichtung die Funktion den Trockenraum von dem Ölraum im Bereich der Motorwelle abzudichten, so dass das Öl in dem Ölraum zurückgehalten wird bzw. nicht in den Trockenraum eindringen kann. Vorzugsweise ist die Dichteinrichtung ein Wellendichtring, im Speziellen ein Radialwellendichtring und/oder ein Axialwellendichtring. Besonders bevorzugt weist die Dichteinrichtung eine Gummi- und/oder eine Kunststoffdichtlippe auf. Beispielsweise weist die Trennwand eine Dichteinrichtungsaufnahme zur Aufnahme der Dichteinrichtung auf. Insbesondere ist die Dichteinrichtungsaufnahme als eine Nut oder eine Aufnahmebohrung ausgebildet. Insbesondere ist die Dichteinrichtungsaufnahme auf der Seite des Ölraums und/oder auf der Seite des Trockenraums angeordnet.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Antriebsanordnung eine Verbindungseinrichtung zur strömungstechnischen Verbindung und zum Ausgleich von Druckunterschieden zwischen dem Ölraum und dem Trockenraum aufweist. Insbesondere ist die strömungstechnische Verbindung eine schwache Luftströmung zum Druckausgleich. In einem Betriebszustand des Fahrzeugs, weisen der Ölraum und der Trockenraum einen unterschiedlichen Druck auf, wobei die Verbindungseinrichtung insbesondere die Funktion hat, nur durch Transport von Luft ein Druckgleichgewicht zwischen den beiden Räumen einzustellen, und wobei vorzugsweise zugleich der Eintrag von Öl in den Trockenraum verhindert wird. Insbesondere ist die Verbindungseinrichtung oberhalb des Öls, vorzugsweise des Ölsumpfs, angeordnet. Insbesondere ist die Verbindungseinrichtung in einem oberen Viertel, vorzugsweise in einem oberen Drittel, im Speziellen in einer oberen Hälfte des Ölraums angeordnet. Vorzugsweise weist die Trennwand eine Öffnung auf, wobei die Verbindungseinrichtung auf oder in der Öffnung angeordnet ist. Alternativ ist die Verbindungseinrichtung die Öffnung. Beispielsweise ist die Öffnung eine Bohrung oder ein Durchbruch oder ein Ausschnitt. Besonders bevorzugt sind der Ölraum und der Trockenraum strömungstechnisch voneinander isoliert, so dass im Speziellen ein Austausch von Medien, vorzugsweise Luft, zum Ausgleich der Druckunterschiede nur über die Verbindungseinrichtung erfolgt.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Verbindung des Ölraums mit dem Trockenraum der Druckunterschied egalisiert wird, und somit keine negativen Auswirkungen mehr auf die Dichteinrichtung entstehen. Dadurch wird ein sicheres Betriebsverhalten der Antriebsanordnung, insbesondere der Motorwelle, gewährleistet. Ferner wird durch den Ausgleich des Druckunterschieds der Verschleiß der Dichteinrichtung und/oder der Motorwelle und/oder der Trennwand deutlich reduziert.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Verbindungseinrichtung mit der Trennwand verbunden. Prinzipiell ist die Verbindungseinrichtung unlösbar oder einteilig mit der Trennwand verbunden. Besonders bevorzugt jedoch ist die Verbindungseinrichtung lösbar mit der Trennwand verbunden. Beispielsweise ist die lösbare Verbindung eine Schraub- und/oder eine Klipsverbindung. Beispielsweise ist die unlösbare Verbindung eine Niet- und/oder eine Schweiß- und/oder eine Klips- und/oder eine Klebeverbindung. Beispielsweise ist die einteilige Verbindung durch ein Urform- und/oder Umformverfahren gebildet, insbesondere ist die Verbindungseinrichtung mit der Trennwand aus einem Guss gefertigt. Insbesondere ist die Verbindungseinrichtung innerhalb des Ölraums und/oder innerhalb des Trockenraums mit der Trennwand verbunden.
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In einer bevorzugten Umsetzung weist die Verbindungseinrichtung einen Ölabscheider und /oder eine Membran auf. Insbesondere dient die Verbindungseinrichtung, vorzugsweise der Ölabscheider und/oder die Membran zur Abscheidung des Öls aus der Luft, die von dem Ölraum in dem Trockenraum über die Verbindungseinrichtung strömt. Insbesondere hat die Verbindungseinrichtung die Funktion Ölteilchen aus der Luft des Ölraums abzutrennen, so dass vorzugsweise ausschließlich die gereinigte Luft dem Trockenraum zugeführt wird.
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Vorzugsweise ist der Ölabscheider innerhalb des Ölraums angeordnet, so dass das abgeschiedene Öl wieder, z.B. über einen Auslass in der Verbindungseinrichtung oder dem Ölabscheider, dem Ölraum zugeführt wird. Insbesondere ist der Ölabscheider ein Ölnebelabscheider. Vorzugsweise weist der Ölabscheider einen elektrostatischen Abscheider und/oder einen Zentrifugalabscheider und/oder einen Massenkraftabscheider und/oder einen filternden Abscheider und/oder einen Gaswäscher auf. Im Speziellen ist der Ölabscheider als Feinabscheider oder als Grobabscheider ausgebildet.
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Insbesondere ist die Membran unidirektional oder bidirektional ausgebildet. Vorzugsweise ist die Membran permeabel, wobei ein Austausch von Gasen erfolgen kann, jedoch das Öl zurückgehalten wird. Vorzugsweise ist der Ölabscheider und/oder die Membran ein Bestandteil der Trennwand. Besonders bevorzugt können die Membran und der Ölabscheider in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein, welches wiederrum mit der Trennwand verbunden ist.
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In einer weiteren alternativen oder optional ergänzenden Umsetzung weist die Verbindungseinrichtung ein Labyrinth zur Zurückhaltung des Öls auf. Insbesondere hat das Labyrinth die Funktion, die in der Luft mitgeführten Ölteilchen durch eine Prallabscheidung von der Luft zu trennen. Besonders bevorzugt hat die Verbindungseinrichtung die Funktion einen Ölschaum zu zersetzen. Vorzugsweise ist die Verbindungseinrichtung als ein Labyrinthdeckel mit dem Labyrinth ausgebildet, wobei der Labyrinthdeckel besonders bevorzugt als der Ölabscheider ausgebildet ist. Im Speziellen ist der Labyrinthdeckel innerhalb des Ölraums angeordnet, so dass das abgeschiedene Öl, z.B. über einen Auslass in dem Labyrinthdeckel, dem Ölraum zugeführt wird. Insbesondere bildet das Labyrinth die strömungstechnische Verbindung zwischen dem Ölraum und dem Trockenraum. Vorzugsweise weist die Verbindungseinrichtung mehrere hintereinander angeordnete Prallwände auf.
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In einer konkreten Realisierung ist in dem Ölraum mindestens ein Zahnrad angeordnet. Insbesondere weist das Zahnrad eine Außenverzahnung auf. Beispielsweise ist die Außenverzahnung eine Schrägverzahnung und/oder eine Evolventenverzahnung und/oder eine Zykloidenverzahnung. Vorzugsweise ist das Zahnrad als ein Stirnrad ausgebildet. Die Motorwelle ist mit dem Zahnrad drehfest verbunden und treibt das Zahnrad an, so dass das Zahnrad zumindest teilweise in dem Öl rotiert.
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In einer konkreten Weiterbildung ist in dem Ölraum mindestens ein weiteres Zahnrad angeordnet ist. Insbesondere weist das weitere Zahnrad eine Außenverzahnung und/oder eine Innenverzahnung auf. Beispielsweise ist die Außenverzahnung bzw. die Innenverzahnung eine Schrägverzahnung und/oder eine Evolventenverzahnung und/oder eine Zykloidenverzahnung. Vorzugsweise ist das Zahnrad als ein weiteres Stirnrad oder als ein Hohlrad ausgebildet.
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Das weitere Zahnrad kämmt mit dem Zahnrad, so dass das Zahnrad und/oder das Zahnrad in dem Öl rotiert. Insbesondere ist die Getriebewelle mit dem weiteren Zahnrad drehfest oder getriebetechnisch verbunden.
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In einer ersten möglichen Ausführung sind das Zahnrad und das weitere Zahnrad als Stirnräder ausgebildet, so dass vorzugsweise eine Stirnradstufe gebildet ist. Alternativ weist die Getriebewelle zusätzlich ein Abtriebsrad auf, wobei das Abtriebsrad drehfest mit der Getriebewelle verbunden ist. Das Abtriebsrad und das Zahnrad sind als Stirnräder ausgebildet und das weitere Zahnrad als das Hohlrad, so dass beispielsweise ein Planetengetriebe gebildet ist. Hierzu kann das Getriebe optional ergänzend noch weitere Zahnräder als Planetenräder oder Sonnenrad etc. aufweise.
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In einer konstruktiven Weiterbildung ist in dem Ölraum mindestens eine Abschirmeinrichtung zur Abschirmung des Zahnrades und/oder des weiteren Zahnrads gegen das Öl angeordnet. Insbesondere hat die Abschirmeinrichtung die Funktion, durch ein rotierendes Getriebeteil geschleudertes Öl abzuschirmen, so dass das Öl beruhigt wird und/oder weniger Öl mitgenommen bzw. beschleunigt wird. Der Vorteil der Abschirmeinrichtung besteht darin, dass Plantschverluste reduziert werden und somit eine Erwärmung des Öls reduziert wird.
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Die Abschirmeinrichtung ist zwischen dem Getriebegehäuseabschnitt und dem Zahnrad unterhalb des Zahnrades angeordnet. Insbesondere ist die Abschirmeinrichtung mittig unterhalb des Zahnrades und/oder des weiteren Zahnrads angeordnet. Vorzugsweise ist die Abschirmeinrichtung teilweise oder vollständig in dem Ölsumpf angeordnet.
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Insbesondere ist die Abschirmeinrichtung rinnenförmig und/oder plattenförmig. Vorzugsweise weist die Abschirmeinrichtung einen konkaven und/oder einen halbrunden und/oder einen kastenförmigen Querschnitt auf. Besonders bevorzugt weist die Abschirmeinrichtung einen Biegeradius auf, welcher größer oder gleich einem Radius des Zahnrades und/oder des weiteren Zahnrads ist. Im Speziellen ist der Mittelpunkt des Biegeradius konzentrisch oder versetzt zu dem Mittelpunkt des Radius des Zahnrads und/oder des weiteren Zahnrads. Vorzugsweise liegt der Mittelpunkt des Biegeradius oberhalb oder unterhalb des Mittelpunktes des Radius des Zahnrads und/oder des weiteren Zahnrads. Die Abschirmeinrichtung ist vorzugsweise in einer axialen Ansicht in Bezug auf eine Hauptdrehachse als ein Kreisbogensegment ausgebildet. Insbesondere erstreckt sich die Abschirmeinrichtung dabei über einen Winkelbereich von mehr als 30°, vorzugsweise mehr als 80°, im Speziellen mehr als 130°. Alternativ oder optional ergänzend erstreckt sich die Abschirmeinrichtung über einen Winkelbereich von weniger als 150°, vorzugsweise weniger als 100°, im Speziellen weniger als 50°. Insbesondere ist die Abschirmeinrichtung aus einem Kunststoff oder einer Metalllegierung. Vorzugsweise ist die Abschirmeinrichtung als ein Blechformteil oder als ein Kunststoffspritzgussteil ausgebildet.
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Insbesondere ist die Abschirmeinrichtung beabstandet zu dem Zahnrad und/oder dem weiteren Zahnrad angeordnet. Insbesondere beträgt der Abstand zwischen dem Zahnrad und der Abschirmeinrichtung bzw. zwischen dem weiteren Zahnrad und der Abschirmeinrichtung mehr als 1 mm, vorzugsweise mehr 10 mm, im Speziellen mehr als 20 mm. Alternativ oder optional ergänzend beträgt der Abstand weniger als 30 mm, vorzugsweise weniger als 15 mm, im Speziellen weniger als 5 mm.
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Prinzipiell ist die Abschirmeinrichtung einteilig oder unlösbar mit dem Motorgehäuseabschnitt und/oder mit dem Getriebegehäuseabschnitt und/oder der Trennwand verbunden. Besonders bevorzugt jedoch ist die Abschirmeinrichtung lösbar mit dem Motorgehäuseabschnitt und/oder mit dem Getriebegehäuseabschnitt und/oder der Trennwand verbunden. Beispielsweise ist die lösbare Verbindung eine Schraub- und/oder eine Klipsverbindung. Beispielsweise ist die unlösbare Verbindung eine Niet- und/oder eine Schweiß- und/oder eine Klips- und/oder eine Klebverbindung. Beispielsweise ist die einteilige Verbindung durch ein Urform- und/oder Umformverfahren gebildet, insbesondere ist die Abschirmeinrichtung mit dem Motorgehäuseabschnitt und/oder mit dem Getriebegehäuseabschnitt und/oder der Trennwand aus einem Guss gefertigt.
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In einer weiteren konstruktiven Weiterbildung ist in dem Ölraum mindestens eine Abstreifeinrichtung zur Abstreifung des Öls von dem Zahnrads und/oder des weiteren Zahnrads angeordnet. Insbesondere hat die Abstreifeinrichtung die Funktion, das durch das Zahnrad und/oder durch das weitere Zahnrad in Umlaufrichtung transportiertes Öl abzustreifen, so dass das Öl beruhigt wird. Der Vorteil der Abstreifeinrichtung besteht darin, dass die Plantschverluste weiter reduziert werden und somit ebenfalls eine Erwärmung des Öls reduziert wird. Vorzugsweise dient die Abstreifeinrichtung dazu, das Öl im unteren Bereich des Ölraums zu halten, so dass eine Entlüftung bzw. der Druckausgleich durch die Verbindungseinrichtung gewährleistet ist.
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Die Abstreifeinrichtung ist zwischen dem Getriebegehäuseabschnitt und dem Zahnrad angeordnet. Insbesondere ist die Abstreifeinrichtung links und/oder rechts neben dem Zahnrad und/oder dem weiteren Zahnrad angeordnet, so dass die Abstreifeinrichtung das durch das Zahnrad und/oder durch das weitere Zahnrad in Umlaufrichtung transportierte Öl abfängt und über seine Kontur dem Ölsumpf zuführt. Insbesondere ist die Abstreifeinrichtung teilweise in dem Ölsumpf angeordnet.
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Insbesondere ist die Abstreifeinrichtung rinnenförmig und/oder plattenförmig. Vorzugsweise weist die Abstreifeinrichtung eine gekrümmte Form, besonders bevorzugt einen konkaven und/oder einen halbrunden Querschnitt auf. Besonders bevorzugt weist die Abstreifeinrichtung einen Biegeradius auf, welcher deutlich kleiner ist als der Biegeradius der Abschirmeinrichtung. Insbesondere ist die Abstreifeinrichtung aus einem Kunststoff oder einer Metalllegierung. Vorzugsweise ist die Abstreifeinrichtung als ein Blechformteil oder als ein Kunststoffspritzgussteil ausgebildet.
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Insbesondere weist die Abstreifeinrichtung einen Abstreifabschnitt und einen Rückführungsabschnitt auf. Vorzugsweise ist der Abstreifabschnitt tangential oder zumindest annähernd tangential zu dem Zahnrad und/oder dem weiteren Zahnrad angeordnet. Besonders bevorzugt schließt sich der Rückführungsabschnitt unmittelbar an den Abstreifabschnitt an, wobei der Abstreifabschnitt und/oder der Rückführungsabschnitt einstückig, z.B. aus einem gemeinsamen Guss miteinander verbunden sind. Im Speziellen weisen der Abstreifabschnitt und/oder der Rückführungsabschnitt die gekrümmte Form auf.
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Insbesondere ist die Abstreifeinrichtung beabstandet zu dem Zahnrad und/oder zu dem weiteren Zahnrad angeordnet. Insbesondere beträgt der Abstand zwischen dem Zahnrad und der Abstreifeinrichtung und/oder zwischen dem weiteren Zahnrad und der Abstreifeinrichtung mehr als 0,1 mm, vorzugsweise mehr 1 mm, im Speziellen mehr als 10 mm. Alternativ oder optional ergänzend beträgt der Abstand weniger als 15 mm, vorzugsweise weniger als 5 mm, im Speziellen weniger als 0,5 mm.
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Prinzipiell ist die Abstreifeinrichtung unlösbar oder einteilig mit dem Motorgehäuseabschnitt und/oder mit dem Getriebegehäuseabschnitt und/oder der Trennwand verbunden. Besonders bevorzugt jedoch ist die Abstreifeinrichtung lösbar mit dem Motorgehäuseabschnitt und/oder mit dem Getriebegehäuseabschnitt und/oder der Trennwand verbunden. Insbesondere ist die Abstreifeinrichtung mit dem Motorgehäuseabschnitt und/oder mit dem Getriebegehäuseabschnitt und/oder der Trennwand aus einem Guss gefertigt.
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In einer bevorzugten Realisierung definieren die Abschirmeinrichtung und die Abstreifeinrichtung einen Ölstrom, so dass das Öl in dem Ölraum kontrolliert geführt ist. Insbesondere haben die Abschirmeinrichtung und die Abstreifeinrichtung zusammen die Funktion, während eines Betriebszustandes der Antriebsanordnung, das durch die Rotation des Zahnrads und/oder des weiteren Zahnrads in Umlaufrichtung transportierte Öl kontrolliert dem Ölsumpf zuzuführen. Vorzugsweise definieren die Abschirmeinrichtung und die Abstreifeinrichtung durch ihre geometrische Ausgestaltung den Ölstrom. Besonders bevorzugt wird dabei Öl, welches z.B. zwischen dem Zahnrad und der Abschirmeinrichtung oder zwischen dem weiteren Zahnrad und der Abschirmeinrichtung angeordnet ist, durch das Zahnrad bzw. das weitere Zahnrad in Umlaufrichtung transportiert und insbesondere durch die Abschirmeinrichtung zusätzlich in Umlaufrichtung geführt. Besonders bevorzugt wird das Öl anschließend durch die Abstreifeinrichtung größtenteils von dem Zahnrad bzw. dem weiteren Zahnrad abgestriffen und dem Ölsumpf zugeführt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Antriebsanordnung einen Elektromotor zum Antrieb der Motorwelle auf, wobei der Elektromotor in dem Motorgehäuseabschnitt angeordnet ist. Insbesondere ist der Elektromotor in dem Trockenraum angeordnet. Vorzugsweise ist der Elektromotor ein Synchronmotor und/oder ein Gleichstrommotor und/oder ein Asynchronmotor.
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Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Fahrzeug mit der Antriebsanordnung wie diese zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Antriebsanordnung mit einem Motorgehäuseabschnitt und einem Getriebegehäuseabschnitt als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 zeigt in einer schematischen Darstellung die Antriebsanordnung mit dem Motorgehäuseabschnitt und dem Getriebegehäuseabschnitt als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 3 zeigt die Antriebsanordnung in einer Vorderansicht aus der Sicht eines Ölraums des Getriebegehäuseabschnitts.
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Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung eine Antriebsanordnung 1 für ein Fahrzeug, z.B. ein Kraftfahrzeug, Zweirad etc., als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Antriebsanordnung 1 weist einen Motorgehäuseabschnitt 2 und einen Getriebegehäuseabschnitt 3 auf. Beispielsweise sind die beiden Gehäuseabschnitte 2, 3 aus einem Guss gefertigt oder bestehen aus zwei getrennten Gehäusen, wobei die beiden Gehäuseabschnitte 2, 3 z.B. miteinander verschweißt, verschraubt etc. sind. Beispielsweise ist die Antriebsanordnung 1 eine Portalachse für einen Bus, wobei der Motorgehäuseabschnitt 2 durch einen Achsträger und der Getriebegehäuseabschnitt 3 durch ein Portalgehäuse gebildet ist.
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Der Motorgehäuseabschnitt 2 bildet einen Trockenraum 4 und der Getriebegehäuseabschnitt 3 einen Ölraum 5. Der Ölraum 5 ist zumindest teilweise mit Öl 6 gefüllt, so dass z.B. ein Ölsumpf gebildet ist. Die beiden Räume 4, 5 werden durch eine Trennwand 7 voneinander getrennt, so dass zwei voneinander getrennte Räume gebildet sind. Beispielsweise ist die Trennwand 7 ein Teil des Motorgehäuseabschnitts 2 oder des Getriebegehäuseabschnitts 3. Alternativ ist die Trennwand 7 z.B. ein einzelnes Bauteil, welches zwischen den beiden Gehäuseabschnitten 2, 3 angeordnet und/oder anordbar ist.
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In dem Trockenraum 4 ist ein Motor 8, z.B. ein Elektromotor, und in dem Ölraum 5 ein Getriebe 11, insbesondere ein Planetengetriebe, angeordnet. Das Öl 6 dient dazu das Getriebe 11 z.B. durch eine Tauchschmierung, zu schmieren. Der Motor 8 und das Getriebe 11 sind über eine Motorwelle 10 getriebetechnisch miteinander verbunden. Der Motor 8 überträgt ein Antriebsmoment auf die Motorwelle 10 und somit auf das Getriebe 11.
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Die Motorwelle 10 ist durch eine Öffnung 12, z.B. eine Bohrung, in der Trennwand 7 geführt. Zur Abdichtung der Motorwelle 10 gegenüber der Trennwand 7, weist die Trennwand 7 eine Dichteinrichtung 13 auf. Beispielsweise ist die Dichteinrichtung 13 ein Wellendichtring, wobei der Wellendichtring in der Öffnung 12 angeordnet ist. Beispielsweise ist in dem Trockenraum 4 nur Luft und in dem Ölraum 5 Luft und das Öl 6 als Medium vorhanden. Dabei verhindert die Dichteinrichtung 13, dass über die Öffnung 12 das Öl 6 von dem Ölraum 5 in den Trockenraum 4 gelangt.
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Ein Zahnrad 14 ist mit der Motorwelle 10 drehfest verbunden. Das Getriebe 11 weist ein weiteres Zahnrad 15 sowie ein erstes und ein zweites Planetengetrieberad 16, 17 auf. Wobei das erste Planetengetrieberad 16 als ein Sonnenrad und das zweite Planetengetrieberad 17 als ein Planetenrad ausgebildet ist. Das Zahnrad 14, das weitere Zahnrad 15 und das erste und das zweite Planetengetrieberad 16, 17 bilden in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Portalstufe zum Ausgleich eines Portalversatzes. Das weitere Zahnrad 15 ist dabei als ein Hohlrad ausgebildet und mit einer Getriebewelle 9 drehfest verbunden. Die Motorwelle 10 bildet dabei einen Antrieb und die Getriebewelle 9 einen Abtrieb. Beispielsweise ist die Getriebewelle 9 mit einer Radnabeneinheit, an welcher mindestens ein Fahrzeugreifen befestigt ist, verbunden, wobei ein Drehmoment von Motor 8 auf die Motorwelle 10 über das Getriebe 11 und somit auf die Getriebewelle 9 übertragen wird.
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In dem Trockenraum 5 ist eine Abschirmeinrichtung 18 zur Reduzierung von Plantschverlusten angeordnet. Die Abschirmeinrichtung 18 ist beispielsweise stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Trennwand 7 verbunden. Beispielsweise ist die Abschirmeinrichtung 18 als ein Blechformteil ausgebildet. Die Abschirmeinrichtung 18 ist unterhalb des weiteren Zahnrads 15 und zumindest teilweise im Öl 6 angeordnet, so dass das weitere Zahnrad 15 gegen das Öl 6 abgeschirmt ist bzw. das Öl 6 gegen das rotierende weitere Zahnrad 15 abgeschirmt ist.
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In den beiden Räumen 4, 5 entsteht, beispielsweise durch Temperaturunterschiede, ein Druckunterschied. Um diesen Druckunterschied auszugleichen, weist die Antriebsanordnung 1 eine Verbindungseinrichtung 19 auf. Die Verbindungseinrichtung 19 ist beispielsweise mit der Trennwand 7 verbunden oder ein Teil der Trennwand 7 und verbindet den Ölraum 5 strömungstechnisch mit dem Trockenraum 4. Beispielsweise ist die Verbindungseinrichtung 19 kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit der Trennwand 7 verbunden. Durch die strömungstechnische Verbindung wird ein Druckgleichgewicht zwischen den beiden Räumen 4, 5 eingestellt, so dass in den beiden Räumen 4, 5 der gleiche Druck herrscht.
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2 zeigt in gleicher Darstellung wie 1 die Antriebsanordnung 1 als ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei ist Getriebe 11 als Rädergetriebe ausgebildet, wobei das weitere Zahnrad 15 hierbei als Stirnrad ausgebildet ist. Somit bilden das Zahnrad 14 und das weitere Zahnrad 15 eine Stirnradstufe als die Portalstufe. Die Abschirmeinrichtung 18 ist unterhalb des Zahnrads 14 und zumindest teilweise im Öl 6 angeordnet, so dass das Zahnrad 14 gegen das Öl 6 abgeschirmt ist bzw. das Öl 6 gegen das rotierende Zahnrad 14 abgeschirmt ist.
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3 zeigt in einer Vorderansicht die Antriebsanordnung 1, aus 1, mit dem Motorgehäuseabschnitt 2, dem weiteren Zahnrad 15 und der Trennwand 7 aus der Sicht des Ölraums 5. Das weitere Zahnrad 15 definiert eine Hauptdrehachse H, wobei in einem Betriebszustand das weitere Zahnrad 15 um die Hauptdrehachse H dreht. An der Trennwand 7 ist die Verbindungseinrichtung 19, beispielsweise ein Labyrinthdeckel zur Abscheidung des Öls 6, seitlich neben dem Zahnrad 19 oberhalb des Öls 6 angeordnet. In der gezeigten Ausführung ist die die Verbindungseinrichtung 19 außerhalb des Hohlrads angeordnet, alternativ kann die Verbindungseinrichtung 19 jedoch auch z.B. innerhalb des Hohlrads angeordnet sein. Beispielsweise ist die Verbindungseinrichtung 19 an der Trennwand 7 auf der Seite des Ölraums 5 angeschraubt, angenietet etc.
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Auf der gegenüberliegenden Seite ist seitlich neben dem weiteren Zahnrad 15 eine Abstreifeinrichtung 20 angeordnet. Beispielsweise ist die Abstreifeinrichtung 20 als ein Blechformteil ausgebildet und an der Trennwand 7 angeschraubt, angenietet, angeschweißt etc. Die Abstreifeinrichtung 20 weist einen bogenförmigen bzw. kurvenförmigen Querschnitt auf, wobei sich die Abstreifeinrichtung 20 beispielsweise annähernd tangential von dem weiteren Zahnrad 15 in Richtung des Getriebegehäuseabschnitts 3, in der gezeigten Ansicht nicht dargestellt, erstreckt. Die Abstreifeinrichtung 20 ist beabstandet zu dem weiteren Zahnrad 15 angeordnet, wobei der Abstand beispielsweise weniger als 1 mm beträgt. Die Abstreifeinrichtung 20 dient dazu, um das durch die Rotation des weiteren Zahnrads 15 in Umlaufrichtung in Bezug auf die Hauptdrehachse H mitgeführte Öl 6 abzustreifen, so dass das Öl 6 z.B. wieder dem Ölsumpf zugeführt wird.
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Die Abschirmeinrichtung 18 ist mittig unterhalb des weiteren Zahnrades 15 an der Trennwand 7 angeordnet. Beispielsweise ist die Abschirmeinrichtung 18 an der Trennwand 7 angeschraubt, angenietet, angeschweißt etc. Die Abschirmeinrichtung 18 weist einen bogenförmigen bzw. kurvenförmigen Querschnitt auf. Die Abschirmeinrichtung 18 weist einen Biegeradius auf, welcher größer ist als ein Außenradius des weiteren Zahnrads 15, wobei der Mittelpunkt des Biegeradius oberhalb zur Hauptdrehachse H versetzt liegt. Die Abschirmeinrichtung 18 ist insbesondere rinnenförmig, wobei der tiefste Punkt der Rinne lotrecht zu der Hauptdrehachse H liegt. Die Abschirmeinrichtung 18 ist beabstandet zu dem weiteren Zahnrad 15 angeordnet, wobei der Abstand beispielsweise mehr als 1 mm beträgt.
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Während eines Betriebszustandes der Antriebsanordnung 1, wird in dem Getriebegehäuseabschnitt 3 das Öl 6 bewegt. Die Abschirmeinrichtung 18 und die Abstreifeinrichtung 20 definieren dabei einen Ölstrom S für das Öl 6, welches durch Rotation des weiteren Zahnrads 15 in Umlaufrichtung in Bezug auf die Hauptdrehachse H gefördert wird. Dabei wird das angesammelte Öl 6, welches z.B. zwischen der Abschirmeinrichtung 18 und dem weiteren Zahnrad 15 angeordnet ist, in Umlaufrichtung durch das weitere Zahnrad 15 mitgenommen. An der Abstreifeinrichtung 20 wird das Öl 6 von dem weiteren Zahnrad 15 abgestriffen und z.B. wieder dem durch das Öl 6 gebildeten Ölsumpf zugeführt. Dadurch wird insbesondere das Öl 6 beruhigt, so dass die Plantschverluste reduziert werden bzw. wird durch die Abschirmeinrichtung 18 weniger Öl 6 in Bewegung versetzt. Ferner verhindert die Abstreifeinrichtung 20, dass das Öl 6 weitere zu der Verbindungseinrichtung 19 transportiert wird. Dadurch wird eine störungsfreie Entlüftung des Ölraums 5 über die Verbindungseinrichtung 19 und dem damit verbundenen Druckausgleich gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsanordnung
- 2
- Motorgehäuseabschnitt
- 3
- Getriebegehäuseabschnitt
- 4
- Trockenraum
- 5
- Ölraum
- 6
- Öl
- 7
- Trennwand
- 8
- Motor
- 9
- Getriebewelle
- 10
- Motorwelle
- 11
- Getriebe
- 12
- Öffnung
- 13
- Dichteinrichtung
- 14
- Zahnrad
- 15
- weiteres Zahnrad
- 16
- erstes Planetengetrieberad
- 17
- zweites Planetengetrieberad
- 18
- Abschirmeinrichtung
- 19
- Verbindungseinrichtung
- 20
- Abstreifeinrichtung
- H
- Hauptdrehachse
- S
- Ölstrom
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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