DE102018203696A1

DE102018203696A1 - System mit einem Schmierölkreislauf und mit einem Kühlölkreislauf

Info

Publication number: DE102018203696A1
Application number: DE102018203696.9A
Authority: DE
Inventors: Eugen Lamm
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2019-09-12
Also published as: CN110259923A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ölbehälter (10) für ein System (100) mit einem Schmierölkreislauf (S) und mit einem Kühlölkreislauf (K), ein damit ausgestattetes System (100), beispielsweise einen Fahrzeugantriebsstrang, mit einem Schmierölkreislauf (S) und mit einem Kühlölkreislauf (K) sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems. Das System (100) kann dadurch einfacher, bauraumsparender, kostengünstiger und/oder gewichtssparender ausgebildet beziehungsweise entsprechend realisiert werden, dass das System (100) einen Ölbehälter (10) umfasst, welcher zur Aufteilung von Öl in den Schmierölkreislauf (S) und in den Kühlölkreislauf (K) ausgelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ölbehälter für ein System mit einem Schmierölkreislauf und mit einem Kühlölkreislauf mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 sowie ein System, insbesondere einen Fahrzeugantriebsstrang, mit einem Schmierölkreislauf und mit einem Kühlölkreislauf mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 10 und ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 16.
Eingang- und Mehrganggetriebe werden üblicherweise durch eine Tauchschmierung geschmiert. Dabei Tauchen drehende Teile des Getriebes in Öl ein und verteilen dieses innerhalb eines Getriebegehäuses. Durch die Verwendung von Ölleitteilen und Ölauffangbehältern kann dabei das Öl verschiedenen Schmierstellen gezielt zugeführt werden.
Zur Kühlung können Rotoren und/oder Statoren von Elektromaschinen auch mit einem Kühlölkreislauf ausgestattet sein.
Aus der DE 10 2014 110 778 A1 ist eine Elektromaschine mit einem durch einen Kühlölkreislauf ölgekühlten Rotor und Stator bekannt. Dabei umfasst der Kühlölkreislauf einen Ölbehälter und eine Ölpumpe. Der Ölbehälter weist dabei einen Boden und mindestens eine Seitenwand auf. In den Boden des Ölbehälters sind dabei eine Vielzahl von Ölauslassöffnungen eingelassen. Durch mindestens eine der Ölauslassöffnungen kann das Kühlöl an den Stator strömen. Zudem ist ein bezogen auf den Boden erhöhtes Überlaufelement ausgebildet, welches eine Öffnung definiert, die auf eine der Ölauslassöffnungen ausgerichtet ist und durch welche das Kühlöl an den Rotor strömen kann. Das Kühlöl wird dabei durch die Ölpumpe in den Ölbehälter gepumpt.
Aus der DE 10 2013 226 851 A1 ist ebenfalls eine Elektromaschine mit einem durch einen Kühlölkreislauf ölgekühlten Rotor und Stator bekannt. Dabei weist der Rotor eine hohlwellenförmige Rotorwelle und Rotorwellenlager auf. Aus dem Kühlölkreislauf wird ein Teil des Öls abgezweigt und für die Kühlung und/oder Schmierung der Rotorwellenlager verwendet. Das Kühlöl des Kühlölkreislaufs wird dabei durch die hohlwellenförmige Rotorwelle und entlang der Rotorwellenlager gepumpt. Um Lagerwälzkörper vor einer übermäßigen Ölflutung zu schützen, kann im Lagerbereich ein Überlauf vorgesehen sein.
Die im Stand der Technik bekannten Systeme mit einem Schmierölkreislauf und mit einem Kühlölkreislauf sind jedoch noch nicht optimal ausgebildet. So sind bei dem im Stand der Technik bekannten Systemen mit einem Schmierölkreislauf und mit einem Kühlölkreislauf herkömmlicherweise der Schmierölkreislauf und der Kühlölkreislauf voneinander getrennt ausgebildet. Daher verfügen derartige Systeme herkömmlicherweise über einen komplexen und/oder bauraumeinnehmenden Aufbau, voneinander getrennte Ölvolumen und/oder zumindest teilweise doppelte Bauteile. Daher sind im Stand der Technik bekannten Systeme mit einem Schmierölkreislauf und mit einem Kühlölkreislauf, wie zum Beispiel Fahrzeugantriebsstränge mit einem durch einen Schmierölkreislauf ölgeschmierten Einganggetriebe oder Mehrganggetriebe und mit einer durch einen Kühlölkreislauf ölgekühlten Elektromaschine häufig komplex, bauraumeinnehmend, kostenintensiv und/oder gewichtsmäßig schwer.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, das eingangs genannte System mit einem Schmierölkreislauf und mit einem Kühlölkreislauf, derart auszugestalten und weiterzubilden, dass dieses einfacher, bauraumsparender, kostengünstiger und/oder gewichtssparender ausgebildet und/oder betrieben werden kann.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch den Ölbehälter für ein System mit einem Schmierölkreislauf und mit einem Kühlölkreislauf mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, durch das System mit einem Schmierölkreislauf und mit einem Kühlölkreislauf mit den Merkmalen des Patentanspruches 10 beziehungsweise durch das Verfahren zum Betrieb eines System mit einem Schmierölkreislauf und mit einem Kühlölkreislauf mit den Merkmalen des Patentanspruches 16 gelöst.
Der Ölbehälter ist dabei insbesondere zur Aufteilung von Öl in den Schmierölkreislauf und in den Kühlölkreislauf ausgelegt.
So kann ein Ölvolumen sowohl für den Schmierölkreislauf als auch für den Kühlölkreislauf verwendet werden. Dadurch können wiederum Bauteile, wie Ölauffangbehälter, Ölleitungen und gegebenenfalls auch Pumpen, optimiert und/oder reduziert werden. Dadurch kann das gesamte System vereinfacht und beispielsweise mit einem verringerten Bauraum und/oder Gewicht ausgebildet und/oder kostengünstiger hergestellt und/oder betrieben werden.
Der Ölbehälter kann insbesondere für ein System, zum Beispiel für einen Fahrzeugantriebsstrang, mit einem durch einen Schmierölkreislauf ölgeschmierten Getriebe und/oder Lager, insbesondere Getriebelager, und einer durch einen Kühlölkreislauf ölgekühlten Elektromaschine ausgelegt sein. Beispielsweise kann der Ölbehälter für ein System, zum Beispiel für einen Fahrzeugantriebsstrang, ausgelegt sein, welches ein durch einen Schmierölkreislauf ölgeschmiertes Einganggetriebe oder Mehrganggetriebe und einen durch den Kühlölkreislauf ölgekühlten Rotor und/oder Stator einer Elektromaschine umfasst.
In einer Ausgestaltung des Ölbehälters ist der Ölbehälter dazu ausgelegt, Öl vorrangig beziehungsweise priorisiert einem der Ölkreisläufe, insbesondere dem Schmierölkreislauf, bereitzustellen. So kann die Funktionsfähigkeit des vorrangigen beziehungsweise priorisierten Ölkreislaufs sichergestellt und beispielsweise immer eine ausreichende Schmierung beziehungsweise Beölung, beispielsweise der Getriebelagerstellen, (beziehungsweise alternativ dazu immer eine ausreichende Kühlung) gewährleistet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des Ölbehälters weist der Ölbehälter ein erstes Ölreservoir und ein zweites Ölreservoir auf. Dabei kann insbesondere das erste Ölreservoir zur Ölversorgung eines der Ölkreisläufe und das zweite Ölreservoir zur Ölversorgung des anderen der Ölkreisläufe ausgelegt sein. Insbesondere kann das erste Ölreservoir zur Ölversorgung des Schmierölkreislaufs und das zweite Ölreservoir zur Ölversorgung des Kühlölkreislaufs ausgelegt sein. So kann das Öl auf einfache Weise auf die beiden Ölkreisläufe aufgeteilt werden.
Das erste Ölreservoir und das zweite Ölreservoir können insbesondere jeweils einen Boden und mindestens eine Seitenwand aufweisen.
In einer weiteren Ausgestaltung des Ölbehälters ist in den Boden des ersten Ölreservoirs das zweite Ölreservoir und mindestens eine Ölauslassöffnung eingelassen. Dabei ist auf dem Boden des ersten Ölreservoirs insbesondere ein bezogen auf den Boden des ersten Ölreservoirs erhöhtes Überlaufelement ausgebildet. Das Überlaufelement kann insbesondere eine geringere Höhe als die mindestens eine Seitenwand des ersten Ölreservoirs aufweisen. Bei einem Erreichen eines bestimmten, insbesondere der Höhe des Überlaufelements entsprechenden, Ölniveaus in dem ersten Ölreservoir ist dabei insbesondere Öl aus dem ersten Ölreservoir über das Überlaufelement in das zweite Ölreservoir überleitbar. So kann das Öl insbesondere auf einfache Weise auf die beiden Ölkreisläufe aufgeteilt werden. Dabei wird der dem ersten Ölreservoir zugeordnete Ölkreislauf, beispielsweise der Schmierölkreislauf, durch die mindestens eine Ölauslassöffnung vorrangig beziehungsweise priorisiert mit Öl versorgt. So kann ein Mindestvolumen an Öl in dem vorrangigen beziehungsweise priorisierten Ölkreislauf, zum Beispiel zur Beölung von Lagern, insbesondere von Getriebelagern, sichergestellt werden. Bei einer Überschreitung des Mindestvolumens an Öl in dem vorrangigen beziehungsweise priorisierten Ölkreislauf, zum Beispiel zur Beölung von Getriebelagern, welches durch die Höhe des Überlaufelements eingestellt werden kann, kann dann auch der nachrangige Ölkreislauf, zum Beispiel der Kühlölkreislauf, mit Öl versorgt werden.
Beispielsweise kann Öl aus dem ersten Ölreservoir durch die mindestens eine Ölauslassöffnung des ersten Ölreservoirs einem der Ölkreisläufe, insbesondere dem Schmierölkreislauf, zuführbar sein. Insbesondere kann Öl aus dem ersten Ölreservoir durch die mindestens eine Ölauslassöffnung des ersten Ölreservoirs dem Schmierölkreislauf zuführbar. sein Dabei kann die mindestens eine Ölauslassöffnung insbesondere auch als Schmierölauslassöffnung bezeichnet werden. Auf diese Weise kann wird der Schmierölkreislauf priorisiert mit Öl versorgt. So kann beispielsweise immer eine ausreichende Schmierung beziehungsweise Beölung, zum Beispiel der Getriebelagerstellen, gewährleistet werden.
Zum Anderen kann bei einer Überschreitung des Mindestvolumens an Öl für den vorrangigen beziehungsweise priorisierten Ölkreislauf, beispielsweise zur Schmierung (oder alternativ zur Kühlung) ein Teils des Öls aus dem ersten Ölreservoir, insbesondere über das Überlaufelement, in das zweite Ölreservoir übergeleitet und für den nachrangigen Ölkreislauf, beispielsweise zur Kühlung (oder alternativ zur Schmierung), bereitgestellt werden. Aus dem zweiten Ölreservoir kann das Öl dann, beispielsweise mittels einer Ölpumpe, dem nachrangigen Ölkreislauf, beispielsweise zur Kühlung (oder alternativ zur Schmierung), zugeführt werden.
Insbesondere kann Öl aus dem zweiten Ölreservoir dem Kühlölkreislauf, zuführbar sein. Dabei kann die Ölpumpe insbesondere auch als Kühlölpumpe bezeichnet werden. Dabei wird der Kühlölkreislauf zugunsten des Schmierölkreislaufs nachrangig mit Öl versorgt, beispielsweise um immer eine ausreichende Schmierung beziehungsweise Beölung, zum Beispiel der Getriebelagerstellen, zu gewährleisten.
In einer weiteren Ausgestaltung des Ölbehälters ist der Boden des zweiten Ölreservoirs bezogen auf den Boden des ersten Ölreservoirs vertieft ausgebildet. So kann das Ölaufnahmevolumen des zweiten Ölreservoirs vergrößert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des Ölbehälters ist der Ölbehälter, beispielsweise mindestens eine Seitenwand des Ölbehälters, insbesondere des ersten Ölreservoirs des Ölbehälters, zum Auffangen von, von mindestens einem ölfördernden Rad, insbesondere Zahnrad, beispielsweise Getriebezahnrad, zum Beispiel eines Radsatzes, geförderten Öl ausgelegt. Beispielsweise kann dafür mindestens eine Seitenwand des Ölbehälters, insbesondere des ersten Ölreservoirs des Ölbehälters, zumindest abschnittsweise eine sich, insbesondere bezogen auf den Innenraum des Ölbehälters beziehungsweise des ersten Ölreservoirs des Ölbehälters, insbesondere im Wesentlichen schräg nach Außen erstreckende Neigung und/oder Krümmung aufweisen. So kann durch den Ölbehälter auf einfache Weise von mindestens einem ölfördernden Rad gefördertes Öl aufgefangen und damit beispielsweise das erste Ölreservoir befüllt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des Ölbehälters bildet das Überlaufelement einen Abschnitt der mindestens einen Seitenwand des zweiten Ölreservoirs aus. So kann der Aufbau des Ölbehälters vereinfacht und/oder die mechanische Stabilität des Ölbehälters verbessert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des Ölbehälters ist das zweite Ölreservoir ein Ansaugreservoir für eine Ölpumpe. So kann die Ölpumpe kontrolliert mit Öl versorgt werden. Dadurch, dass das zweite Ölreservoir als Ansaugreservoir für die Ölpumpe dient, kann zudem der Luftgehalt des durch die Ölpumpe angesaugten Öls - beispielsweise im Vergleich zu aus einem im Betrieb turbulenten Ölsumpf beziehungsweise Ölsammelreservoir im unteren Bereich des Getriebes angesaugten Öl - deutlich verringert werden. So kann wiederum die Funktionsfähigkeit der Pumpe und des darüber versorgten Ölkreislaufs, beispielsweise Kühlölkreislaufs, verbessert werden. Weiterhin kann dadurch, dass das zweite Ölreservoir als Ansaugreservoir für die Ölpumpe dient, sichergestellt werden, dass die Ölpumpe bei tiefen Betriebstemperaturen kein kaltes, niedrigviskoses Öl, zum Beispiel aus dem Ölsumpf beziehungsweise Ölsammelreservoir im unteren Bereich des Getriebes, absaugt und in den Ölkreislauf, beispielsweise Kühlölkreislauf, fördert, aus welchem das Öl aufgrund seiner temperaturbedingten niedrigen Viskosität jedoch nicht schnell genug wieder zurückfließen und so zum Beispiel dem Ölsumpf beziehungsweise Ölsammelreservoir im unteren Bereich des Getriebes entzogen wird und damit zum Beispiel dem Schmierölkreislauf nicht mehr zur Verfügung gestellt werden kann.
Das zweite Ölreservoir kann insbesondere eine Pumpenanschlussöffnung zum Anschließen des zweiten Ölreservoirs an, insbesondere die Saugseite, der Ölpumpe aufweisen. Die Pumpenanschlussöffnung kann beispielsweise in einer Seitenwand des zweiten Ölreservoirs ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die Pumpenanschlussöffnung als Übergabestelle zum Ansaugtrakt der Ölpumpe dienen. Beispielsweise kann die Pumpenanschlussöffnung in Form eines Anschlussstutzens ausgebildet sein. So kann das zweite Ölreservoir auf einfache Weise an die Ölpumpe angeschlossen werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des Ölbehälters weist das zweite Ölreservoir weiterhin mindestens eine Ölablauföffnung auf. Die mindestens eine Ölablauföffnung kann insbesondere in den Boden des zweiten Ölreservoirs eingelassen sein. Beispielsweise kann die mindestens eine Ölablauföffnung in Form einer, insbesondere vergleichsweise kleinen, Öffnung, zum Beispiel Bohrung, ausgebildet sein. Durch die mindestens eine Ölablauföffnung kann im zweiten Ölreservoir befindliches Öl beim Betriebsstillstand des Systems einem Ölsumpf beziehungsweise Ölsammelreservoir, zum Beispiel im unteren Bereich des Getriebes, zugeführt werden. So kann gewährleistet werden, dass beim Betriebsstillstand des Systems im zweiten Ölreservoir befindliches Öl abfließen und für eine folgende Betriebwiederaufnahme des Systems, beispielsweise zur Schmierung, zum Beispiel von Lagern, wieder zur Verfügung stehen kann. Um während des Betriebs des Systems eine ausreichende Versorgung der Ölpumpe zu gewährleisten, sollte die mindestens eine Ölablauföffnung deutlich kleiner als die Pumpenanschlussöffnung sein beziehungsweise die mindestens eine Ölablauföffnung lediglich eine deutlich geringe Ölfließgeschwindigkeit als Pumpenanschlussöffnung erlauben.
Das System kann insbesondere mindestens einen wie vorstehend beschrieben ausgestalteten Ölbehälter umfassen.
Das System kann insbesondere ein durch den Schmierölkreislauf ölgeschmiertes Getriebe und/oder Lager, insbesondere Getriebelager, und eine durch den Kühlölkreislauf ölgekühlten Elektromaschine umfassen. Zum Beispiel kann das System ein Fahrzeugantriebsstrang sein. Das Getriebe kann zum Beispiel ein Getriebe mit Tauchschmierung oder Trockensumpfschmierung sein.
In einer Ausgestaltung des Systems ist das System ein Fahrzeugantriebsstrang, insbesondere für ein Elektrofahrzeug und/oder Hybridfahrzeug, welcher ein durch den Schmierölkreislauf ölgeschmiertes Einganggetriebe oder Mehrganggetriebe und einen durch den Kühlölkreislauf ölgekühlten Rotor und/oder Stator einer Elektromaschine umfasst. Dabei kann der Rotor der Elektromaschine insbesondere eine hohlwellenförmige Rotorwelle und/oder mindestens ein Rotorwellenlager aufweisen. Dabei kann insbesondere Öl aus dem zweiten Ölreservoir, insbesondere mittels der Ölpumpe, durch mindestens eine Hohlwelle, beispielsweise durch eine hohlwellenförmige Antriebswelle des Getriebes und/oder durch die hohlwellenförmige Rotorwelle, und/oder zu dem mindestens einen Rotorwellenlager pumpbar sein.
In einer weiteren Ausgestaltung des Systems ist Öl aus dem ersten Ölreservoir, insbesondere durch die mindestens eine Ölauslassöffnung des ersten Ölreservoirs, einem der Ölkreisläufe, insbesondere dem Schmierölkreislauf, zuführbar und Öl aus dem zweiten Ölreservoir dem anderen der Ölkreisläufe, insbesondere dem Kühlölkreislauf, zuführbar.
In einer weiteren Ausgestaltung des Systems weist das System eine Ölpumpe auf. Mittels der Ölpumpe kann dabei insbesondere Öl aus dem zweiten Ölreservoir abpumbar sein. Zum Beispiel kann mittels der Ölpumpe Öl aus dem zweiten Ölreservoir dem anderen der Ölkreisläufe, insbesondere dem Kühlölkreislauf, zuführbar sein. Dabei kann die Ölpumpe auch als Kühlölpumpe bezeichnet werden. Zum Beispiel durch die Ölpumpe, insbesondere Kühlölpumpe, ist Öl durch mindestens eine Hohlwelle, zum Beispiel durch eine hohlwellenförmigen Antriebswelle des Getriebes und/oder durch eine hohlwellenförmige Rotorwelle der Elektromaschine, pumpbar und/oder durchführbar und kann so zum Beispiel zur Kühlung der Elektromaschine verwendet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des Systems weist das System mindestens ein ölförderndes Rad auf. Das mindestens eine ölfördernde Rad kann dabei insbesondere ein Getriebezahnrad, zum Beispiel eines Radsatzes, sein. Dabei ist der Ölbehälter, insbesondere das erste Ölreservoir des Ölbehälters, durch das mindestens eine ölfördernde Rad mit Öl befüllbar. Zum Beispiel kann der Ölbehälter, insbesondere das erste Ölreservoir des Ölbehälters, durch Auffangen von, von dem mindestens einen ölfördernden Rad geförderten Öl, beispielsweise durch einen Seitenwandabschnitt des Ölbehälters beziehungsweise des ersten Ölreservoirs, mit Öl befüllbar sein.
In einer weiteren Ausgestaltung des Systems weist das System ein Ölsammelreservoir auf. Dabei kann insbesondere Öl aus dem Schmierölkreislauf und Öl aus dem Kühlölkreislauf in dem Ölsammelreservoir zusammenführbar sein. Zudem kann insbesondere Öl aus dem Ölsammelreservoir durch das mindestens eine ölfördernde Rad in den Ölbehälter, insbesondere in das erste Ölreservoir des Ölbehälters, förderbar sein.
Dabei kann insbesondere ein unterer Teil des mindestens einen ölfördernden Rades in dem Ölsammelreservoir angeordnet sein. Der obere Teil des mindestens einen ölfördernden Rades kann dabei insbesondere oberhalb des Ölbehälters, insbesondere der mindestens einen ölauffangenden Seitenwand des Ölbehälters, insbesondere des ersten Ölreservoirs des Ölbehälters, angeordnet sein. So kann das mindestens eine ölfördernde Rad beim Betrieb des Systems in, in dem Ölsammelreservoir befindliches Öl eintauchen und dieses durch eine Drehbewegung aufwärts und in den Ölbehälter, insbesondere in das erste Ölreservoir des Ölbehälters, fördern.
Das Verfahren kann insbesondere zum Betrieb eines wie vorstehend beschrieben ausgestalteten Systems ausgelegt sein.
Insbesondere kann in dem Verfahren der Ölbehälter, insbesondere das erste Ölreservoir des Ölbehälters, durch das mindestens eine ölfördernde Rad, insbesondere Zahnrad, beispielsweise Getriebezahnrad, zum Beispiel eines Radsatzes, mit Öl aus dem Ölsammelreservoir befüllt werden. Dies kann beispielsweise durch Auffangen von, von dem mindestens einen ölfördernden Rad geförderten Öl durch einen Seitenwandabschnitt des Ölbehälters, insbesondere des ersten Ölreservoirs des Ölbehälters, erfolgen.
Aus dem Ölbehälter, insbesondere aus dem ersten Ölreservoir des Ölbehälters, kann zumindest ein Teil des Öls einem der Ölkreisläufe, insbesondere dem Schmierölkreislauf, zugeführt werden. Insbesondere kann dabei zumindest ein Teil des Öls aus dem ersten Ölreservoir des Ölbehälters durch die mindestens eine Ölauslassöffnung einem der Ölkreisläufe, insbesondere dem Schmierölkreislauf, zugeführt werden.
Bei einem Erreichen eines bestimmten Ölniveaus in dem Ölbehälter, insbesondere in dem ersten Ölreservoir des Ölbehälters, wird ein Teil des Öls, insbesondere mittels der Ölpumpe, beispielsweise aus dem zweiten Ölreservoir, dem anderen Ölkreislauf, insbesondere dem Kühlölkreislauf, zugeführt. Insbesondere kann dabei bei einem Erreichen eines bestimmten, insbesondere der Höhe des Überlaufelements entsprechenden, Ölniveaus in dem ersten Ölreservoir ein Teils des Öl aus dem ersten Ölreservoir über das Überlaufelement in das zweite Ölreservoir übergeleitet und aus dem zweiten Ölreservoir, insbesondere mittels der Ölpumpe, dem anderen Ölkreislauf, insbesondere dem Kühlölkreislauf, zugeführt werden.
Insbesondere nach Durchlaufen des Schmierölkreislaufs und Kühlölkreislaufs, kann das Öl aus dem Schmierölkreislauf und dem Kühlölkreislauf in dem Ölsammelreservoir wieder zusammengeführt werden.
Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Ölbehälter, das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die den Patentansprüchen 1 und 10 nachgeordneten Patentansprüche bzw. auf den Patentanspruch 16 verwiesen werden. Im Folgenden werden einige bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ölbehälters, Systems und Verfahrens anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

1 in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Schmierölkreislauf und mit einem Kühlölkreislauf, welches mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölbehälters ausgestattet ist;
2 in einer schematischen Querschnittsansicht eine spezielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Schmierölkreislauf und mit einem Kühlölkreislauf, welches mit einer speziellen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölbehälters ausgestattet ist;
3 in einer schematischen perspektivischen Ansicht eine weitere spezielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Schmierölkreislauf und mit einem Kühlölkreislauf, welches mit einer weiteren andersartig geformten, speziellen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölbehälters ausgestattet ist;
4,5 in schematischen perspektivischen Ansichten die in 3 gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölbehälters; und
6 in einer schematischen Querschnittsansicht eine weitere spezielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Schmierölkreislauf und mit einem Kühlölkreislauf.

1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 100, zum Beispiel eines Fahrzeugantriebsstrangs, welches ein Getriebe 20 mit durch einen Schmierölkreislauf S ölgeschmierten Lagern, insbesondere Getriebelagern 21 und eine Elektromaschine 30 mit einem durch einen Kühlölkreislauf K ölgekühlten Rotor 31 sowie eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölbehälters 10 umfasst und veranschaulicht das Prinzip einer erfindungsgemäßen Ölaufteilung in einen Schmierölkreislauf S und in einen Kühlölkreislauf K sowie einer erfindungsgemäßen Ölförderung.
1 illustriert, dass dabei der Ölbehälter 10 zur Aufteilung von Öl 1 in den Schmierölkreislauf S und in den Kühlölkreislauf K ausgelegt ist. Dabei stellt der Ölbehälter 10 vorrangig dem Schmierölkreislauf S Öl 1 bereit. Dafür weist der Ölbehälter 10 ein erstes Ölreservoir 11 zur Ölversorgung des Schmierölkreislaufs S und ein zweites Ölreservoir 12 zur Ölversorgung des Kühlölkreislaufs K auf. Das erste Ölreservoir 11 und das zweite Ölreservoir 12 weisen dabei jeweils einen Boden 11a, 12a und mindestens eine Seitenwand 11b, 12b auf.
1 veranschaulicht, dass dabei in den Boden 11b des ersten Ölreservoirs 11 das zweite Ölreservoir 12 und mindestens eine Ölauslassöffnung 13 eingelassen ist. Durch die mindestens eine Ölauslassöffnung 13 wird dabei Öl 1 aus dem ersten Ölreservoir 11 vorrangig dem Schmierölkreislauf S zugeführt. Dabei wird das Öl 1 durch die mindestens eine Ölauslassöffnung 13 auf darunter angeordnete Getriebelager 21 geleitet beziehungsweise getropft und in einem unterhalb der Getriebelager 21 angeordneten Ölsammelreservoir 101 aufgefangen. So kann eine Beölung der Getriebelager 21 auf einfache Weise erzielt werden.
1 zeigt, dass auf dem Boden 11a des ersten Ölreservoirs 11 ein bezogen auf den Boden des ersten Ölreservoirs 11 und damit auch gegenüber der mindestens einen Ölauslassöffnung 13 erhöhtes Überlaufelement 14 in Form eines Kragens ausgebildet ist, welches zugleich einen Abschnitt der mindestens einen Seitenwand 12b des zweiten Ölreservoirs 12 ausbildet. Der Boden 12b des zweiten Ölreservoirs 12 ist dabei bezogen auf den Boden 11a des ersten Ölreservoirs 11 vertieft bzw. niveaumäßig tiefer liegend ausgebildet. Bei einem Erreichen eines bestimmten, der Höhe H des Überlaufelements 14 entsprechenden, Ölniveaus N in dem ersten Ölreservoir 11 kann so Öl aus dem ersten Ölreservoir 11 über das Überlaufelement 14 in das zweite Ölreservoir 12 übergeleitet werden. Das zweite Ölreservoir 12 dient dabei als Ansaugbereich beziehungsweise Ansaugreservoir für eine Ölpumpe 15. Dabei kann das zweite Ölreservoir 12 beispielsweise eine Pumpenanschlussöffnung zum Anschließen des zweiten Ölreservoirs 12 an, insbesondere die Saugseite beziehungsweise einen Saugkanal, der Ölpumpe 15 aufweisen, welche zum Beispiel in Form eines Anschlussstutzens ausgebildet sein kann. Auf diese Weise kann die Ölpumpe 15 kontrolliert mit Öl 1 versorgt und Öl 1 aus dem zweiten Ölreservoir 12 mittels der Ölpumpe 15 dem Kühlölkreislauf K und damit insbesondere einem getriebefremden Raum, nämlich der Rotorwelle, zwecks Kühlung der Bauteile einer Elektromaschine zugeführt werden. Sinkt das Ölniveau N in dem ersten Ölreservoir 11 wieder ab, so dass es die Höhe H des Überlaufelements 14 nicht mehr übersteigt, so wird das Öl 1 wieder nur noch dem Schmierölkreislauf S zur Verfügung gestellt. So kann das Öl 1 auf einfache Weise auf den Schmierölkreislauf S und den Kühlölkreislauf K aufgeteilt werden, wobei der Schmierölkreislauf S vorrangig mit Öl 1 versorgt wird. Über die Höhe H des Überlaufelements 14 kann dabei die Priorität des Schmierölkreislaufes S eingestellt werden.
1 zeigt, dass der Rotor 31 der Elektromaschine 30 auf einer hohlwellenförmigen Rotorwelle 32 angeordnet und durch Rotorwellenlager 31b drehbar gelagert ist. Der Rotor 31 wird dabei dadurch durch den Kühlölkreislauf K ölgekühlt, dass Öl 1 aus dem zweiten Ölreservoir 12 mittels der Ölpumpe 15 durch die hohlwellenförmige Rotorwelle 32 gepumpt wird.
1 veranschaulicht weiterhin, dass das Öl 1 aus dem Schmierölkreislauf S und das Öl 1 aus dem Kühlölkreislauf K in dem Ölsammelreservoir 101 zusammengeführt werden.
1 illustriert weiterhin, dass von mindestens einem ölfördernden Getriebezahnrad 22 eines Radsatzes des Getriebes 20 ein unterer Teil in dem Ölsammelreservoir 101 und ein oberer Teil oberhalb einer Seitenwand 11b des Ölbehälters 10, insbesondere des ersten Ölreservoirs 11 des Ölbehälters 10, angeordnet ist. So kann das mindestens eine ölfördernde Getriebezahnrad 22 in, in dem Ölsammelreservoir 101 befindliches Öl 1 eintauchen und dieses 1 durch eine Drehbewegung aufwärts mitnehmen und in den Ölbehälter 10, insbesondere in das erste Ölreservoir 11 des Ölbehälters 10, fördern, beispielsweise schaufeln, und dadurch mit Öl 1 befüllen.
2 zeigt eine spezielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 100, insbesondere eines Fahrzeugantriebsstrangs, welche ein Getriebe 20 mit durch einen Schmierölkreislauf ölgeschmierten Getriebelagern 21 und eine durch einen Kühlölkreislauf ölgekühlte Elektromaschine (nicht dargestellt) sowie eine spezielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölbehälters 10 umfasst. Die in 2 gezeigten Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Systems 100 und Ölbehälters 10 unterscheiden sich im Wesentlichen lediglich durch eine konkrete beispielhafte Ausgestaltung und Anordnung der im Zusammenhang mit 1 erläuterten Bauteile.
2 veranschaulicht zusätzlich zu 1, dass eine Seitenwand 11b des Ölbehälters 10, insbesondere des ersten Ölreservoirs 11 des Ölbehälters 10, zum Auffangen von, von dem mindestens einem ölfördernden Getriebezahnrad 22 geförderten Öl ausgelegt ist. Dabei weist die Seitenwand 11b des Ölbehälters 10, insbesondere des ersten Ölreservoirs 11 des Ölbehälters 10, eine sich, insbesondere bezogen auf den Innenraum des Ölbehälters 10 beziehungsweise des ersten Ölreservoirs 11 des Ölbehälters 10, im Wesentlichen schräg nach Außen erstreckende Neigung und/oder Krümmung auf und erstreckt sich benachbart zum Außendurchmesser des mindestens einen ölfördernden Getriebezahnrads 22 und im Wesentlichen umfänglich parallel zu diesem. So kann von dem mindestens einen ölfördernden Getriebezahnrad 22 gefördertes Öl 1 auf einfache Weise durch die derartig ausgestaltete und angeordnete Seitenwand 11b des Ölbehälters 10, insbesondere des ersten Ölreservoirs 11 des Ölbehälters 10, aufgefangen und damit der Ölbehälter 10, insbesondere das erste Ölreservoir 11 des Ölbehälters, befüllt werden.
Zudem veranschaulicht 2 zusätzlich zu 1, dass das zweite Ölreservoir 12 eine Pumpenanschlussöffnung 12c zum Anschließen des zweiten Ölreservoirs 12 an, insbesondere die Saugseite 15a, der Ölpumpe 15 aufweist, welche in einer Seitenwand des zweiten Ölreservoirs 12 in Form eines Anschlussstutzens ausgebildet ist.
3 zeigt eine weitere spezielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 100, insbesondere eines Fahrzeugantriebsstrangs, welche ein Getriebe 20 mit durch einen Schmierölkreislauf ölgeschmierten Getriebelagern 21 und eine durch einen Kühlölkreislauf ölgekühlte Elektromaschine (nicht dargestellt) sowie eine weitere spezielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölbehälters 10 umfasst. Die in 3 gezeigten Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Systems 100 und Ölbehälters 10 unterscheiden sich im Wesentlichen lediglich durch eine konkrete beispielhafte Ausgestaltung und Anordnung der im Zusammenhang mit 1 und 2 erläuterten Bauteile.
3 veranschaulicht zusätzlich zu 1 und 2, dass das Öl 1 über eine Druckseite 15b der Ölpumpe 15 einer hohlwellenförmigen Antriebswelle und Rotorwelle einer Elektromaschine (nicht dargestellt) zu deren Ölkühlung zugeführt werden kann.
4 und 5 zeigen die in 3 gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölbehälters als schematische perspektivische Ansichten.
5 veranschaulicht zusätzlich zu 3 und 4, dass das zweite Ölreservoir 12 weiterhin mindestens eine Ölablauföffnung 12d aufweisen kann. Die mindestens eine Ölablauföffnung 12d kann dabei insbesondere in den Boden des zweiten Ölreservoirs 12 eingelassen sein. Durch die mindestens eine Ölablauföffnung 12d kann im zweiten Ölreservoir 12 befindliches Öl 1 beim Betriebsstillstand des Systems dem Ölsammelreservoir 101 wieder zugeführt werden. So kann gewährleistet werden, dass beim Betriebsstillstand des Systems im zweiten Ölreservoir 12 befindliches Öl 1 abfließen und für eine folgende Betriebwiederaufnahme des Systems wieder zur Schmierung der Getriebelager zur Verfügung stehen kann. 4 veranschaulicht, dass um während des Betriebs des Systems eine ausreichende Versorgung der Ölpumpe 15 zu gewährleisten, die mindestens eine Ölablauföffnung 12d deutlich kleiner als die Pumpenanschlussöffnung 12c sein kann, insbesondere lediglich eine deutlich geringe Ölfließgeschwindigkeit als die Pumpenanschlussöffnung 12c erlauben sollte.
6 zeigt eine weitere spezielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 100, insbesondere eines Fahrzeugantriebsstrangs, welche ein durch einen Schmierölkreislauf ölgeschmiertes Getriebe 20 und einen durch einen Kühlölkreislauf K ölgekühlten Rotor 31 einer Elektromaschine 30 sowie eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölbehälters 10 umfasst. Die in 6 gezeigten Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Systems 100 und Ölbehälters 10 unterscheiden sich im Wesentlichen lediglich durch eine konkrete beispielhafte Ausgestaltung und Anordnung der im Zusammenhang mit 1 bis 3 erläuterten Bauteile.
6 veranschaulicht insbesondere wie in einer speziellen Ausgestaltung Öl 1 über die Druckseite 15b der Ölpumpe 15 durch einen in einem Getriebegehäuseabschnitt 23 integrierten Kühlölkanal 24 axial in eine hohlwellenförmige Antriebswelle 25 des Getriebes 20 eingeleitet und durch eine axial damit 25 verbundene, hohlwellenförmige Rotorwelle 32 des Rotors 31 der Elektromaschine 30 durchgeleitet werden kann. Zur Regelung des Kühlölkreislaufs K kann dabei die hohlwellenförmige Antriebswelle 25 des Getriebes 20, insbesondere an deren Endabschnitt an dem das Öl 1 axial darin eingeleitet wird, mit einer Stauscheibe und/oder einer Topfscheibe ausgestattet sein.
Bezugszeichenliste

1: Öl
10: Ölbehälter
11: erstes Ölreservoir
11a: Boden des ersten Ölreservoirs
11b: Seitenwand des ersten Ölreservoirs
12: zweites Ölreservoir
12a: Boden des zweiten Ölreservoirs
12b: Seitenwand des zweiten Ölreservoirs
12c: Pumpenanschlussöffnung
12b: Ölablauföffnung
13: Ölauslassöffnung
14: Überlaufelement
15: Ölpumpe
15a: Saugseite der Ölpumpe
15b: Druckseite der Ölpumpe
20: Getriebe
21: Getriebelager
22: Getriebezahnrad
23: Getriebegehäuseabschnitt
24: Kühlölkanal
25: Antriebswelle
30: Elektromaschine
31: Rotor
32: Rotorwelle
31b: Rotorwellenlager
100: System
101: Ölsammelreservoir
S: Schmierölkreislauf
K: Kühlölkreislauf
H: Höhe des Überlaufelements
N: Ölniveau

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 102014110778 A1 [0004]
DE 102013226851 A1 [0005]

Claims

Ölbehälter (10) für ein System mit einem Schmierölkreislauf (S) und mit einem Kühlölkreislauf (K), insbesondere für einen Fahrzeugantriebsstrang mit einem durch einen Schmierölkreislauf (S) ölgeschmierten Getriebe (20) und/oder Lager (21) und einer durch einen Kühlölkreislauf (K) ölgekühlten Elektromaschine (30), dadurch gekennzeichnet, dass der Ölbehälter (10) zur Aufteilung von Öl (1) in den Schmierölkreislauf (S) und in den Kühlölkreislauf (K) ausgelegt ist.
Ölbehälter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölbehälter (10) dazu ausgelegt ist, Öl (1) vorrangig einem der Ölkreisläufe (S,K), insbesondere dem Schmierölkreislauf (S), bereitzustellen.
Ölbehälter (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölbehälter (10) ein erstes Ölreservoir (11) und ein zweites Ölreservoir (12) aufweist, wobei das erste Ölreservoir (11) zur Ölversorgung eines der Ölkreisläufe (S,K), insbesondere zur Ölversorgung des Schmierölkreislaufs (S), und das zweite Ölreservoir (12) zur Ölversorgung des anderen der Ölkreisläufe (S,K), insbesondere zur Ölversorgung des Kühlölkreislaufs (K), ausgelegt ist.
Ölbehälter (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ölreservoir (11) und das zweite Ölreservoir (12) jeweils einen Boden (11a,12a) und mindestens eine Seitenwand (11b, 12b) aufweisen, wobei in den Boden (11 a) des ersten Ölreservoirs (11) das zweite Ölreservoir (12) und mindestens eine Ölauslassöffnung (13) eingelassen ist, wobei auf dem Boden (11a) des ersten Ölreservoirs (11) ein bezogen auf den Boden (11a) des ersten Ölreservoirs (11) erhöhtes Überlaufelement (14) ausgebildet ist, wobei bei einem Erreichen eines bestimmten, insbesondere der Höhe (H) des Überlaufelements (14) entsprechenden, Ölniveaus (N) in dem ersten Ölreservoir (11) Öl (1) aus dem ersten Ölreservoir (11) über das Überlaufelement (14) in das zweite Ölreservoir (12) überleitbar ist.
Ölbehälter (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (12a) des zweiten Ölreservoirs (12) bezogen auf den Boden (11a) des ersten Ölreservoirs (11) vertieft ausgebildet ist.
Ölbehälter (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölbehälter (10), insbesondere mindestens eine Seitenwand (11b) des ersten Ölreservoirs (11) des Ölbehälters (10), zum Auffangen von, von mindestens einem ölfördernden Rad, insbesondere Zahnrad, geförderten Öl (1) ausgelegt ist.
Ölbehälter (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlaufelement (14) einen Abschnitt der mindestens einen Seitenwand (12b) des zweiten Ölreservoirs (12) ausbildet.
Ölbehälter (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ölreservoir (12) ein Ansaugreservoir für eine Ölpumpe (15) ist, insbesondere wobei das zweite Ölreservoir (12) eine Pumpenanschlussöffnung (12c) zum Anschließen des zweiten Ölreservoirs (12) an die Saugseite (15a) der Ölpumpe (15) aufweist, insbesondere wobei die Pumpenanschlussöffnung (12c) in einer Seitenwand (12b) des zweiten Ölreservoirs (12) ausgebildet ist.
Ölbehälter (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ölreservoir (12) mindestens eine Ölablauföffnung (12d) aufweist, wobei die mindestens eine Ölablauföffnung (12d) in den Boden (12b) des zweiten Ölreservoirs (12) eingelassen ist.
System (100) mit einem Schmierölkreislauf (S) und mit einem Kühlölkreislauf (K), insbesondere Fahrzeugantriebsstrang mit einem durch einen Schmierölkreislauf (S) ölgeschmierten Getriebe (20) und/oder Lager (21) und einer durch einen Kühlölkreislauf (K) ölgekühlten Elektromaschine (30), dadurch gekennzeichnet, dass das System (100) mindestens einen Ölbehälter (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweist.
System (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das System (100) eine Ölpumpe (15), insbesondere eine Kühlölpumpe, aufweist, wobei Öl (1) aus dem zweiten Ölreservoir (12) mittels der Ölpumpe (15) abpumbar ist.
System (100) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass Öl (1) aus dem ersten Ölreservoir (11) durch die mindestens eine Ölauslassöffnung (13) des ersten Ölreservoirs (11) einem der Ölkreisläufe (S,K), insbesondere dem Schmierölkreislauf (S), zuführbar ist und Öl (1) aus dem zweiten Ölreservoir (12), insbesondere mittels der Ölpumpe (15), dem anderen der Ölkreisläufe (S,K), insbesondere dem Kühlölkreislauf (K), zuführbar ist.
System (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (100) mindestens ein ölförderndes Rad (22), insbesondere Getriebezahnrad, aufweist, wobei der Ölbehälter (10), insbesondere das erste Ölreservoir (11) des Ölbehälters (10), durch das mindestens eine ölfördernde Rad (22) mit Öl (1) befüllbar ist.
System (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (100) ein Ölsammelreservoir (101) aufweist, wobei Öl (1) aus dem Schmierölkreislauf (S) und Öl (1) aus dem Kühlölkreislauf (K) in dem Ölsammelreservoir (101) zusammenführbar sind und wobei Öl (1) aus dem Ölsammelreservoir (101) durch das mindestens eine ölfördernde Rad (22) in den Ölbehälter (10), insbesondere in das erste Ölreservoir (11) des Ölbehälters (10), förderbar ist.
System (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System ein Fahrzeugantriebsstrang ist, welcher ein durch den Schmierölkreislauf (S) ölgeschmiertes Einganggetriebe oder Mehrganggetriebe (20) und einen durch den Kühlölkreislauf (K) ölgekühlten Rotor (31) und/oder Stator (32) einer Elektromaschine (30) umfasst.
Verfahren zum Betrieb eines Systems (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Ölbehälter (10), insbesondere das erste Ölreservoir (11) des Ölbehälters (10), durch das mindestens eine ölfördernde Rad (22) mit Öl (1) aus dem Ölsammelreservoir (101) befüllt wird, - aus dem Ölbehälter (10), insbesondere aus dem ersten Ölreservoir (11) des Ölbehälters (10), zumindest ein Teil des Öls (1) einem der Ölkreisläufe, insbesondere dem Schmierölkreislauf (S), zugeführt wird, wobei bei einem Erreichen eines bestimmten Ölniveaus (N) in dem Ölbehälter (10), insbesondere in dem ersten Ölreservoir (11) des Ölbehälters (10), ein Teil des Öls (1), insbesondere mittels der Ölpumpe (15), dem anderen Ölkreislauf, insbesondere dem Kühlölkreislauf (K), zugeführt wird, und - das Öl (1) aus dem Schmierölkreislauf (S) und dem Kühlölkreislauf (K) in dem Ölsammelreservoir (101) wieder zusammengeführt werden.