-
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse, einem gehäusefest angebrachten Stator, einer einen Rotor aufnehmenden und über ein (eine Lagerung mit ausbildenden) Lager relativ zu dem Gehäuse verdrehbar gelagerten Triebwelle sowie einem drehfest mit der Triebwelle verbundenen, in einer axialen Richtung der Triebwelle versetzt zu dem Rotor angeordneten Außenverzahnungsbereich. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit diesem Elektromotor.
-
Antriebsstränge mit elektromotorischen Zusatzbestandteilen sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. In diesem Zusammenhang sei bspw. auf die der Anmelderin bekannte noch nicht veröffentlichte
Deutschen Patentanmeldung verwiesen, die das Aktenzeichen 10 2016 124 126.1 trägt sowie den Anmeldetag
13. Dezember 2016 hat. Hierin ist eine Zahnradanordnung mit einer Überlast(-schutz-)kupplung in einem elektromotorisch angetriebenen Antriebsstrang offenbart.
-
Des Weiteren sind allgemein aus dem Stand der Technik für die Lagerung eines Rotors bzw. einer mit diesem Rotor verbundenen Triebwelle prinzipiell bereits verschiedene Lagerkonzepte bekannt. Bei einer so genannten „fliegenden Lagerung“ ist der Rotor zwischen zwei axial beabstandeten Lagern angeordnet, wohingegen der ein Antriebsritzel bildende Außenverzahnungsbereich außerhalb eines den Rotor aufnehmenden axialen Bereiches angeordnet ist. Der Nachteil dieser Anordnung ist jedoch, dass es bei relativ hohen Lasten zu einem Durchbiegen der Triebwelle sowie einem Verkippen des Außenverzahnungsbereichs kommen kann.
-
Eine weitere Ausbildung ist die so genannte „Standardlagerung“, wobei der Rotor sowie der Außenverzahnungsbereich in axialer Richtung gesehen zwischen den beiden axial beabstandeten Lagern angeordnet sind. Diese Lagerung hat jedoch wiederum den Nachteil, dass der axiale Bauraumbedarf zwischen den Lagern erhöht wird, wodurch nutzbarer Bauraum zwischen den Lagern verloren geht.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen Elektromotor vorzusehen, bei dem einerseits die mechanische Belastung der bewegten Bauteile im Betrieb gering gehalten wird und der axiale Bauraum noch intensiver genutzt wird.
-
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Lager derart radial innerhalb des Außenverzahnungsbereiches angeordnet ist, dass das Lager in der axialen Richtung von dem Außenverzahnungsbereich zumindest teilweise überdeckt / überlagert ist. Demzufolge ist eine in radialer Richtung geschachtelte Anordnung des Außenverzahnungsbereiches relativ zu dem Lager umgesetzt. Das Lager ist direkt / unmittelbar unter dem Außenverzahnungsbereich angeordnet.
-
Dadurch ergibt sich einerseits die benötigte möglichst verkippsichere Abstützung der Triebwelle relativ zu dem Gehäuse, um ein Verkippen des Außenverzahnungsbereiches sowie ein Durchbiegen der Triebwelle zu vermeiden. Andererseits wird insbesondere der vorhandene axiale Bauraum möglichst intensiv genutzt.
-
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
-
Ist das Lager als ein Wälzlager, bevorzugt als ein Rollenlager oder als ein Nadellager, ausgebildet, wobei eine erste Wälzlagerbahn an einem Wellenbereich des Gehäuses (bevorzugt an einer radialen Außenseite des Wellenbereiches) ausgebildet ist sowie eine zweite Wälzlagerbahn an der Triebwelle (bevorzugt an einer radialen Innenseite der Triebwelle) ausgebildet ist, ist das Lager besonders bauraumsparend ausgeführt.
-
In diesem Zusammenhang ist es wiederum vorteilhaft, wenn das Lager als ein erstes Lager ausgebildet ist und zudem ein weiteres zweites Lager vorgesehen ist, wobei das zweite Lager auf einer dem ersten Lager axial abgewandten Seite des Rotors die Triebwelle relativ zu dem Gehäuse, bevorzugt relativ zu dem Wellenbereich des Gehäuses, abstützt / drehbar lagert.
-
Wenn sich die erste Wälzlagerbahn und/oder die zweite Wälzlagerbahn in der axialen Richtung mit dem Außenverzahnungsbereich überlagern / überlagert, ist eine besonders geschickte radiale Schachtelung des (ersten) Lagers sowie des Außenverzahnungsbereiches umgesetzt.
-
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Rotor als ein Außenläufer oder ein Innenläufer ausgeführt ist. Dadurch ist der Elektromotor besonders variabel einsetzbar.
-
Ist der Wellenbereich durch eine in dem Gehäuse (verdrehsicher) befestigte Lagerwelle ausgeformt, ist das Gehäuse besonders kostengünstig herstellbar.
-
Diesbezüglich ist es weiter zweckmäßig, wenn die Lagerwelle form- und/oder kraftschlüssig, vorzugsweise über zumindest einen Presssitz, weiter bevorzugt über zwei Presssitze, wovon jeweils ein Presssitz an einem Endbereich der Lagerwelle vorgesehen ist, in dem Gehäuse befestigt ist. Dadurch ist die Montage des Elektromotors weiter erleichtert.
-
Von Vorteil ist es zudem, wenn die Triebwelle zwei miteinander drehfest verbundene Triebwellenabschnitte aufweist, wobei an einem ersten Triebwellenabschnitt der Rotor drehfest aufgenommen ist und an einem zweiten Triebwellenabschnitt der Außenverzahnungsbereich ausgebildet ist, und wobei die Triebwellenabschnitte über eine Überlastschutzkupplung miteinander drehgekoppelt sind. Die Überlastschutzkupplung dient insbesondere dazu, bei einem Überschreiten eines zwischen dem Rotor und der Triebwelle zu übertragenden Grenzdrehmomentes zu öffnen und unterhalb dieses Grenzdrehmomentes geschlossen zu sein. Dadurch ist ein Überlastschutz für den Elektromotor besonders platzsparend eingesetzt.
-
Somit ist es in diesem Zusammenhang auch von Vorteil, wenn zwischen dem Rotor oder einem drehfest mit dem Rotor verbundenen Bestandteil sowie der Triebwelle oder einem drehfesten Bestandteil der Triebwelle eine Überlastschutzkupplung, die bei Überschreiten eines zwischen dem Rotor und der Triebwelle zu übertragenden Grenzdrehmomentes öffnet und unterhalb dieses Grenzdrehmomentes geschlossen ist, angeordnet ist. Dadurch lässt sich die Überlastschutzkupplung in verschiedenen Arten ausbilden sowie in unterschiedlicher Weise platzieren.
-
Des Weiteren von Vorteil ist es, wenn der Außenverzahnungsbereich in einem Schmiermittelaufnahmeraum des Gehäuses angeordnet ist, der gegenüber einem dem Rotor aufnehmenden Rotoraufnahmeraum des Gehäuses abgedichtet ist. Dadurch wird eine verlässliche Schmierung des Außenverzahnungsbereichs im Betrieb gewährleistet, während der Rotor sowie die Spule von dem Schmiermittel unbeeinflusst bleiben.
-
Ist der Wellenbereich und/oder das Gehäuse so ausgebildet, dass im Betrieb ein das Lager mit Schmiermittel versorgender Schmiermittelkanal gebildet ist, der in das Lager mündet oder durch dieses in axialer Richtung hindurch verläuft, wird zudem mittels des Schmiermittels das Lager ausreichend geschmiert, sodass die Lebensdauer des Elektromotors weiter verlängert wird.
-
Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang, der vorzugsweise als ein hybrider Antriebsstrang / Hybridantriebsstrang ausgebildet ist, für ein Kraftfahrzeug, mit dem erfindungsgemäßen Elektromotor nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen.
-
Der Antriebsstrang weist bevorzugt weiter ein Getriebe auf, das mit dem Außenverzahnungsbereich über zumindest eine Zahnrad- / Verzahnungsstufe drehgekoppelt ist. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Schmiermittelaufnahmeraum des Gehäuses des Elektromotors hydraulisch mit einem eine Getriebewelle aufnehmenden Getrieberaum des Getriebes verbunden ist. Dadurch wird der Aufbau der Schmiermittelversorgung weitestgehend erleichtert.
-
Eine Rückführung des Schmiermittels ist dann entweder derart umgesetzt, dass der Schmiermittelkanal in den Getrieberaum direkt einmündet, oder derart umgesetzt, dass das Gehäuse mit einem zusätzlichen Anschluss versehen ist, in den der Schmiermittelkanal mündet und durch den das Schmiermittel zurückgeführt wird. Dadurch wird die Schmiermittelversorgung des jeweiligen Außenverzahnungsbereiches besonders geschickt ausgebildet.
-
In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß eine Rotorlagerung (aufweisend zumindest ein (erstes) Lager) für eine axial kompakte E-Maschine umgesetzt. Um eine axial besonders kurz ausgebildete Rotorlagerung umzusetzen, die gleichzeitig eine Durchbiegung der Triebwelle vermeidet, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, das (erste) Lager (Rollenlager oder Nadellager) unmittelbar unter einem Ritzelzahnsystem anzuordnen. Eine zusätzliche ortsfeste Welle (gehäusefester Wellenbereich), die nicht verdrehbar ist, ist bevorzugt in dem Gehäuse aufgenommen. Ein Rotor sowie das Lager drehen um diese zusätzliche ortsfeste Welle herum. Bevorzugt ist die zusätzliche Welle als eine Hohlwelle ausgestaltet, um einen Schmiermittelfluss zum Schmieren des Lagers zu erzeugen. Der Rotor kann als ein Innenläufer ausgebildet sein, d.h. radial innerhalb des Stators angeordnet sein, oder als ein Außenläufer ausgebildet sein, d.h. radial außerhalb des Stators angeordnet sein.
-
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei der Elektromotor bereits in einem Antriebsstrang eingesetzt und mit seinem Außenverzahnungsbereich mit einer Getriebewelle drehgekoppelt ist,
- 2 eine Längsschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Elektromotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel, ähnlich zu 1, wobei ein im Betrieb vorliegender Schmiermittelfluss zum Schmieren des Außenverzahnungsbereiches sowie eines diesen abstützenden Lagers veranschaulicht ist,
- 3 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei ein das Schmiermittel leitender Schmiermittelkanal in einen in dem Gehäuse eingebrachten Anschluss mündet,
- 4 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors nach einem dritten Ausführungsbeispiel, wobei eine einteilige Triebwelle nun über ein (zweites) Lager direkt in einem Gehäuse gelagert ist, und
- 5 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors nach einem vierten Ausführungsbeispiel, wobei eine die Triebwelle lagernde Lagerwelle in einem Endbereich axial an dem Gehäuse sowie radial über ein weiteres Lager an der Triebwelle abgestützt ist.
-
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele frei miteinander kombiniert werden.
-
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Elektromotor 1 (auch als E-Motor / elektrische Maschine / E-Maschine bezeichnet) in einem ersten Ausführungsbeispiel anschaulich dargestellt. Der Elektromotor 1 weist ein mehrteiliges (vorzugsweise dreigeteiltes) Gehäuse 2 auf. In dem Gehäuse 2 ist ein Stator 3 ortsfest aufgenommen. Ein Rotor 4 ist relativ zu dem Stator 3 drehbar gelagert. Der Rotor 4 ist über eine Triebwelle 6 relativ zu dem Gehäuse 2 drehbar gelagert. Die Triebwelle 6 weist unter anderem einen Außenverzahnungsbereich 7 auf, der über eine Zahnradstufe 17 mit einer Getriebewelle 18 eines Getriebes 19 gekoppelt ist. In diesem Ausführungsbeispiel geht das Gehäuse 2 des Elektromotors 1 unmittelbar in ein Gehäuse des Getriebes 19 über bzw. bildet dieses unmittelbar mit aus. Demnach ist in dem Gehäuse 2 auch die Getriebewelle 18 drehbar gelagert. Elektromotor 1 und Getriebe 19 sind Bestandteil eines hybriden Antriebsstranges 20 eines Kraftfahrzeuges.
-
Der Außenverzahnungsbereich 7 kämmt insbesondere mit einem Zwischenzahnrad 44 der Zahnradstufe 17. Das Zwischenzahnrad 44 kämmt wiederum mit einem Zahnrad 46 der Getriebewelle 18. Das Zwischenzahnrad 44 ist auf einer stehenden Welle 45, die in dem Gehäuse 2 verankert / befestigt ist, gelagert. Insbesondere ist die stehende Welle 45 in Aufnahmelöchern / Lageraugen des Gehäuses 2 befestigt.
-
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 erkennbar, ist der Rotor 4 als ein Innenläufer ausgebildet. Der Rotor 4 ist somit radial innerhalb des Stators 3 (in Bezug auf eine Drehachse 38 des Rotors 4 / der Triebwelle 6) angeordnet. Es sind jedoch prinzipiell auch Ausführungen des Rotors 4 als Außenläufer umgesetzt, wonach der Stator 3 radial innerhalb des Rotors 4 angeordnet ist.
-
Insbesondere weist der Rotor 4 einen permanent magnetischen oder magnetisierbaren Bestandteil 21, der drehfest auf der Triebwelle 6 aufgenommen ist, auf. Der Bestandteil 21 ist insbesondere aus einer magnetisierbaren Spulenwicklung aufgebaut, die im Betrieb magnetisiert ist und einen Magneten ausbildet.
-
Die Triebwelle 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels zweier Lager 5 und 25 drehbar relativ zu dem Gehäuse 2 bzw. einem gehäusefesten Bestandteil in Form eines Wellenbereiches 10 gelagert. Der Wellenbereich 10 ist durch eine separate stehende Lagerwelle ausgebildet, die in dem Gehäuse 2 gehäusefest aufgenommen ist. Ein erster Endbereich 22 des Wellenbereiches 10 ist in einem ersten Aufnahmebereich 26 des Gehäuses 2 befestigt. Ein diesem ersten Endbereich 22 gegenüberliegender zweiter Endbereich 23 des Wellenbereiches 10 ist in einem zweiten Aufnahmebereich 27 des Gehäuses 2 befestigt. Der erste Endbereich 22 ist in dem ersten Aufnahmebereich 26 eingepresst. Insbesondere bildet der erste Aufnahmebereich 26 ein Aufnahmeloch aus, in das der Wellenbereich 10 mit seinem ersten Endbereich 22 hineinragt und über einen Presssitz gehalten ist. Der zweite Endbereich 23 ist wiederum in dem zweiten Aufnahmebereich 27 eingepresst. Der zweite Aufnahmebereich 27 bildet ebenfalls ein Aufnahmeloch aus, in das der Wellenbereich 10 mit seinem zweiten Endbereich 23 hineinragt und über einen Presssitz gehalten ist.
-
Die Triebwelle 6 durchdringt den Rotor 4 / den Bestandteil 21 in axialer Richtung vollständig und ragt demnach zu zwei einander gegenüberliegenden axialen Seiten des Rotors 4 aus diesem hinaus. Ein erstes Lager 5 dient an einer ersten axialen Seite des Rotors 4 zum Abstützen der Triebwelle 6 (in radialer Richtung) relativ zu dem Wellenbereich 10. Ein zweites Lager 25 dient an einer, der ersten axialen Seite abgewandten, zweiten axialen Seite des Rotors 4 zum Abstützten der Triebwelle 6 (in radialer und axialer Richtung) relativ zu dem Wellenbereich 10. Das erste Lager 5 ist als ein Wälzlager ausgebildet. Auch das zweite Lager 25 ist als ein Wälzlager ausgebildet. Das erste Lager 5 ist als ein Nadellager ausgebildet, kann jedoch prinzipiell auf andere Weise ausgestaltet sein. Insbesondere ist das erste Lager 5 in weiteren Ausführungen auch als Rollenlager ausgebildet. Das zweite Lager 25 ist als ein Kugellager ausgebildet.
-
Erfindungsgemäß weist die Triebwelle 6 einen mit ihr stoffeinteilig / unmittelbar ausgebildeten Außenverzahnungsbereich 7 auf. Der Außenverzahnungsbereich 7 ist unmittelbar radial außerhalb des ersten Lagers 5 angeordnet. Insbesondere überlagern sich zwei Wälzlagerbahnen 8, 9 des ersten Lagers 5 in axialer Richtung mit Zähnen 24 des Außenverzahnungsbereichs 7 zumindest abschnittsweise. Eine erste Wälzlagerbahn 8 ist unmittelbar an dem Wellenbereich 10 (an einer radialen Außenseite des Wellenbereichs 10) vorgesehen; eine zweite Wälzlagerbahn 9 ist unmittelbar an der Triebwelle 6 (an einer radialen Innenseite der Triebwelle 6) vorgesehen. Radial zwischen der ersten Wälzlagerbahn 8 und der zweiten Wälzlagerbahn 9 sind mehrere in Umfangsrichtung verteilte Wälzkörper 28 (als Nadeln / Rollen ausgebildet) angeordnet.
-
Wie weiterhin zu erkennen, ist die Triebwelle 6 zweigeteilt. Die Triebwelle 6 weist einen ersten Triebwellenabschnitt 11 (als erstes Rohr ausgebildet) sowie einen zweiten Triebwellenabschnitt 12 (als zweites Rohr ausgebildet) auf. Der erste Triebwellenabschnitt 11 nimmt unmittelbar den Rotor 4 drehfest auf. Der zweite Triebwellenabschnitt 12 bildet an einem axial aus dem ersten Triebwellenabschnitt 11 hinausragenden Längsbereich unmittelbar den Außenverzahnungsbereich 7 aus.
-
Die beiden Triebwellenabschnitte 11, 12 sind drehfest miteinander gekoppelt. Zur drehfesten Koppelung der Triebwellenabschnitte 11, 12 ist eine Überlastschutzkupplung 13 in der Triebwelle 6 integriert. Die Überlastschutzkupplung 13 ist in Form einer Rutschkupplung ausgebildet und so ausgeführt, dass sie unterhalb eines festgelegten Grenzdrehmomentes geschlossen ist, sodass die beiden Triebwellenabschnitte 11, 12 drehfest miteinander verbunden sind, und oberhalb dieses Grenzdrehmomentes öffnet, sodass die beiden Triebwellenabschnitte 11, 12 frei zueinander verdrehbar sind. Dadurch ist ein Impact-Schutz für den Elektromotor 1 sichergestellt.
-
Die Überlastschutzkupplung 13 ist somit derart eingesetzt, dass sie unterhalb des Grenzdrehmomentes den Rotor 4 drehfest mit dem zweiten Triebwellenabschnitt 12 / dem Außenverzahnungsbereich 7 verbindet und bei Überschreiten des Grenzdrehmomentes öffnet und eine freie Verdrehung des Rotors 4 relativ zu dem zweiten Triebwellenabschnitt 12 / dem Außenverzahnungsbereich 7 ermöglicht.
-
Die Überlastschutzkupplung 13 ist in diesem ersten Ausführungsbeispiel in radialer Richtung zwischen den beiden Triebwellenabschnitten 11, 12 eingesetzt. Die Überlastschutzkupplung 13 ist als eine die beiden Triebwellenabschnitte 11, 12 sowohl stoffschlüssig als auch kraftschlüssig verbindende Welle-Nabe-Verbindung 40 ausgeführt. Eine Welle der Welle-Nabe-Verbindung 40 ist durch den zweiten Triebwellenabschnitt 12 und eine Nabe der Welle-Nabe-Verbindung 40 ist durch den ersten Triebwellenabschnitt 11 ausgebildet. Insbesondere ist die Überlastschutzkupplung 13/die Welle-Nabe-Verbindung 40 auf zwei in axialer Richtung zueinander beabstandete Überlastschutzkupplungsbereiche 39a, 39b aufgeteilt. Somit ist die, einen Verbindungsbereich zwischen den Triebwellenabschnitten 11, 12 gesamtheitlich ausbildende Überlastschutzkupplung 13 in zwei in axialer Richtung zueinander beabstandete Überlastschutzkupplungsbereiche 39a, 39b aufgeteilt.
-
Jeder Überlastschutzkupplungsbereich
39a und
39b bildet eine Press-Presslöt-Verbindung aus. Hierzu ist der zweite Triebwellenabschnitt
12 in dem jeweiligen Überlastschutzkupplungsbereich
39a,
39b über einen Presssitz in dem ersten Triebwellenabschnitt
11 kraftschlüssig gehalten. Zudem ist radial zwischen den Triebwellenabschnitten
11,
12 je Überlastschutzkupplungsbereich
39a,
39b eine stoffschlüssige Verbindungsschicht
41 in Form einer Weichmetallschicht eingebracht. Dadurch ist die Welle-Nabe-Verbindung
9 als die Press-Presslöt-Verbindung umgesetzt. Hinsichtlich der weiteren Ausführung dieser Press-Presslöt-Verbindung sei auf die
DE 10 2015 208 146 A1 verwiesen, wobei deren für die Press-Presslöt-Verbindung ausgeführten Umsetzungen als hierin integriert gelten.
-
In 2 ist eine Schmiermittelversorgung für den Außenverzahnungsbereich 7 nach 1 veranschaulicht. Der Außenverzahnungsbereich 7 ist in einem Schmiermittelaufnahmeraum 14, der im Betrieb zumindest teilweise mit Schmiermittel gefüllt ist, angeordnet. Dieser Schmiermittelaufnahmeraum 14 ist gegenüber einem dem Rotor 4 aufnehmenden Rotoraufnahmeraum 15 des Gehäuses 2 abgedichtet. In axialer Richtung zwischen dem Schmiermittelaufnahmeraum 14 und dem Rotoraufnahmeraum 15 ist ein Dichtring 29 zwischen dem Gehäuse 2 und einer radialen Außenseite der Triebwelle 6 eingesetzt.
-
An den Schmiermittelaufnahmeraum 14 schließt ein das Schmiermittel im Betrieb ableitender Schmiermittelkanal 16 an. Das Schmiermittel läuft im Betrieb an einer durch einen Deckel 33 des Gehäuses 2 gebildeten Innenseite / Seitenwand herab und dringt in den Schmiermittelkanal 16 hinein. Zur Erhöhung des Volumenstroms ist an der Innenseite / Seitenwand des Gehäuses 2 / des Deckels 33 in weiteren Ausführungen eine Auffangrinne angebracht / ausgeformt.
-
Der Schmiermittelkanal 16 ist derart durch das Gehäuse 2 sowie den Wellenbereich 10 gebildet, dass das sich in dem Schmiermittelaufnahmeraum 14 im Betrieb befindliche Schmiermittel seitens einer den ersten Endbereich 22 mit ausbildenden (ersten) Stirnseite 30 des Wellenbereiches 10 dem Wellenbereich 10 zugeführt wird. Seitens einer den zweiten Endbereich 23 mit ausbildenden (zweiten) Stirnseite 31 wird das Schmiermittel abgeführt. Der Wellenbereich 10 / die Lagerwelle ist als eine Hohlwelle ausgeführt. Dadurch wird ein Teil des Schmiermittelkanals 16 unmittelbar durch ein den Wellenbereich 10 durchdringendes Durchgangsloch 43 gebildet. Zudem ist der Schmiermittelkanal 16 durch weitere in das Gehäuse 2 direkt eingebrachte Bohrungen 32 gebildet. Die Bohrungen 32 verbinden das durch den Wellenbereich 10 hindurchverlaufende Durchgangsloch 43 mit dem Schmiermittelaufnahmeraum 14.
-
Der Schmiermittelkanal 16 erstreckt sich von der zweiten Stirnseite 31 des Wellenbereiches 10 aus wiederum über eine quer zu dem Wellenbereich 10 verlaufende Verbindungsbohrung 42 in dem Gehäuse 2 radial nach außen und geht in einen radialen Zwischenraum 36 / Spalt zwischen der Triebwelle 6 und dem Wellenbereich 10 über. Dort sind die beiden Lager 5, 25 angeordnet. Der Schmiermittelkanal 16 ist gesamtheitlich so ausgeführt, dass ein von dem Außenverzahnungsbereich 7 zuvor in radialer Richtung nach außen beförderter Anteil des Schmiermittels von dem Schmiermittelaufnahmeraum 14 mittels des Schmiermittelkanals 16 das zweite Lager 25 und wiederum im Anschluss daran das erste Lager 5 in axialer Richtung durchströmt. Von dem ersten Lager 5 aus geht der Zwischenraum 36 in eine Passage 30 über, die mit einem die Getriebewelle 18 aufnehmenden Getrieberaum 34 des Getriebes 19 verbunden ist.
-
In Verbindung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel nach 3, wozu nachfolgend der Kürze wegen lediglich die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel aufgeführt sind, ist erkennbar, dass es prinzipiell auch möglich ist, die Lagerwelle in Form des Wellenbereiches 10 etwas anders auszubilden. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Wellenbereich 10 lediglich in einem beschränkten Längsbereich hohl ausgeführt. In einem daran anschließenden zweiten Längsbereich ist der Wellenbereich 10 als Vollwelle ausgeführt. Der Schmiermittelkanal 16 weist somit statt des Durchgangsloches 43 ein in dem Wellenbereich 10 eingebrachtes Sackloch 35 auf. Im Betrieb strömt das Schmiermittel durch das Sackloch 35 hindurch und in radialer Richtung außerhalb des Wellenbereiches 10, in dem Zwischenraum 36 wird es in zwei Teilströmen in zwei axial entgegengesetzten Richtungen dem ersten Lager 5 und dem zweiten Lager 25 zugeführt.
-
Des Weiteren ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel in dem Gehäuse 2 ein Anschluss 37 vorgesehen, durch den das das zweite Lager 25 zuvor durchströmte Schmiermittel dem Schmiermittelsystem rückgeführt werden kann.
-
In Verbindung mit einem dritten Ausführungsbeispiel nach 4, wozu nachfolgend der Kürze wegen lediglich die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel aufgeführt sind, ist erkennbar, dass das zweite Lager 25 auch auf andere Weise positionierbar ist. Das zweite Lager 25 dient an der zweiten axialen Seite des Rotors 4 zum Abstützten der Triebwelle 6 (in radialer und axialer Richtung) relativ zu dem Gehäuse 2 direkt. Hierzu ist das zweite Lager 25 radial außerhalb der Triebwelle 6 zwischen dem Gehäuse 2 und der Triebwelle 6 eingesetzt. Zudem ist in diesem Ausführungsbeispiel die Triebwelle einteilig ausgebildet. Somit ist es prinzipiell auch möglich, die Triebwelle 6 einteilig auszubilden und auf die Überlastschutzkupplung 13 zu verzichten.
-
Der Vollständigkeit halber sei auch darauf hingewiesen, dass neben der kraftschlüssigen Verbindungen zwischen dem Wellenbereich 10 und dem Aufnahmebereich 26, 27 auch andere Verbindungsarten umsetzbar sind. Demnach kann der Wellenbereich 10 auch auf andere Art und Weise form- und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig in dem Gehäuse 2 befestigt sein.
-
In diesem Zusammenhang sei auch auf das vierte Ausführungsbeispiel der 5 hingewiesen, wozu nachfolgend der Kürze wegen lediglich die Unterschiede gegenüber dem dritten Ausführungsbeispiel aufgeführt sind. Hier liegt der Wellenbereich / die Lagerwelle 10 mit seinem / ihrem zweiten Endbereich 23 / ihrer zweiten Stirnseite 31 lediglich axial im zweiten Aufnahmebereich 27 am Gehäuse 2 an. Der zweite Aufnahmebereich 27 dient somit lediglich als axialer Anschlagsbereich. Für die radiale Abstützung des Wellenbereichs 10 ist ein weiteres drittes Lager 47 (als Wälzlager, nämlich Nadel- / Rollenlager ausgeführt) radial zwischen der Triebwelle 6 und dem Wellenbereich 10 (im zweiten Endbereich 23) eingesetzt. Das dritte Lager 47 ist radial geschachtelt, nämlich radial innerhalb des zweiten Lagers 25 (als Kugellager wiederum ausgeführt) angeordnet. Das zweite Lager 25 ist wiederum direkt (im Gegensatz zu der indirekten Anordnung des ersten Ausführungsbeispiels an dem Wellenbereich 10) in dem Gehäuse 2, zwischen dem Gehäuse 2 und der Triebwelle 6, angeordnet / eingesetzt. Somit ist der Wellenbereich 10 lediglich auf einer Seite (im ersten Endbereich 22) drehfest in dem Gehäuse 2 (über den Presssitz) befestigt. Auf der anderen Seite (im zweiten Endbereich 23) dient das Gehäuse 2 lediglich als axialer Anschlag.
-
In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß für eine axial kurzbauende Lagerung, ein Lager 5 (Rollen- / Nadellager) unmittelbar unterhalb der Ritzelverzahnung (/ des Außenverzahnungsbereich 7) platziert. Dafür ist eine zusätzliche, stehende Welle (Wellenbereich 10) vorgesehen, die verdrehsicher in dem Gehäuse 2 gelagert ist. Rotor 4 und Lager 5 rotieren dabei um diese Welle 10. Vorzugweise ist die stehende Welle 10 hohlgebohrt, damit durch sie hindurch Schmiermittel in Form von Öl zur Schmierung des gegenüberliegenden (zweiten) Lagers 25 gefördert werden kann. Das Getriebekonzept 19 weist ebenfalls ein Zwischenzahnrad 44 auf, welches zur Übertragung der E-Maschinenleistung vom Antriebsritzel (dem Außenverzahnungsbereich 7) auf die Getriebeeingangswelle (Getriebewelle 15) dient. Auch hier wird das Konzept einer stehenden Welle 45 vorgesehen.
-
Die Beölung der E-Motor-Lager (Lager 5 und 25) erfolgt insbesondere derart, dass das Spritzöl vom Ritzel 7 an der Gehäusewand (Innenseite des Gehäuses 2) des Getriebedeckels 33 herabläuft und durch einen Kanal (Bohrungen 32) zur hohlgebohrten, stehenden Welle (Wellenbereich 10) geleitet wird. Zur Erhöhung des Volumenstroms kann an der Gehäusewand 2 eine Auffangrinne angebracht / ausgeformt sein.
-
In der Hohlbohrung (Durchgangsloch 43) gelangt das Öl zum hinteren Kugellager (zweites Lager 25). Von hier aus fließt das Öl wieder zwischen Rotor 4 und stehender Welle 10 zurück in Richtung Ritzel 7, wo es dann das Nadellager (erstes Lager 5) schmiert. Danach gelangt es wieder in den eigentlichen Nassraum 34 des Getriebegehäuses / Getriebes 19. Durch diese Art der Ölführung wird auch über das Öl die Wärme des Rotors 4 abtransportiert.
-
In dem zweiten Ausführungsbeispiel nach 3 erfolgt die Beölung der E-Motor-Lager 5 und 25 insbesondere derart, dass das Spritzöl vom Ritzel 7 an der Gehäusewand des Getriebedeckels 33 herabläuft und wird durch den Kanal 32 zur mittigen Bohrung (Sackloch 35) der stehenden Welle 10 geleitet wird. Der Kanal 32 kann prinzipiell auch durch eine zusätzlich angebrachte Abdeckkappe realisiert sein. Über eine Radialbohrung 42 in der stehenden Welle 10 tropft das Öl auf die Innenseite des Rotors 4 / der Triebwelle 6 und gelangt zum hinteren Kugellager 25. Von hier aus kann das Öl z.B. über eine Schlauchrückführung (Anschluss 37) wieder dem Getriebe-Nassraum 43 zurückgeführt werden. Durch diese Art der Ölführung wird ebenfalls über das Öl die Wärme des Rotors 4 abtransportiert.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Elektromotor
- 2
- Gehäuse
- 3
- Stator
- 4
- Rotor
- 5
- erstes Lager
- 6
- Triebwelle
- 7
- Außenverzahnungsbereich
- 8
- erste Wälzlagerbahn
- 9
- zweite Wälzlagerbahn
- 10
- Wellenbereich
- 11
- erster Triebwellenabschnitt
- 12
- zweiter Triebwellenabschnitt
- 13
- Überlastschutzkupplung
- 14
- Schmiermittelaufnahmeraum
- 15
- Rotoraufnahmeraum
- 16
- Schmiermittelkanal
- 17
- Zahnradstufe
- 18
- Getriebewelle
- 19
- Getriebe
- 20
- Antriebsstrang
- 21
- Bestandteil
- 22
- erster Endbereich
- 23
- zweiter Endbereich
- 24
- Zahn
- 25
- zweites Lager
- 26
- erster Aufnahmebereich
- 27
- zweiter Aufnahmebereich
- 28
- Wälzkörper
- 29
- Dichtring
- 30
- erste Stirnseite
- 31
- zweite Stirnseite
- 32
- Bohrung
- 33
- Deckel
- 34
- Getrieberaum
- 35
- Sackloch
- 36
- Zwischenraum
- 37
- Anschluss
- 38
- Drehachse
- 39a
- erster Überlastschutzkupplungsbereich
- 39b
- zweiter Überlastschutzkupplungsbereich
- 40
- Welle-Nabe-Verbindung
- 41
- Verbindungsschicht
- 42
- Verbindungsbohrung
- 43
- Durchgangsloch
- 44
- Zwischenzahnrad
- 45
- stehende Welle
- 46
- Zahnrad
- 47
- drittes Lager
-
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 102016124126 [0002]
- DE 102015208146 A1 [0037]
