DE102019207787A1 - Electric drive for a vehicle in a housing - Google Patents

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Abstract

Es wird ein elektrischer Antrieb in einem Gehäuse (1) und mit zumindest einer elektrischen Maschine mit einem Stator (2) und einem Rotor (3) vorgeschlagen, wobei der Rotor (3) über zumindest ein Übersetzungsgetriebe und ein Differentialgetriebe (4) mit Abtriebswellen (5, 6) zum Antrieb des Fahrzeuges in Wirkverbindung steht, wobei der Rotor (3) koaxial zu den Abtriebswellen (5, 6) angeordnet ist und wobei für die elektrische Maschine und für das Übersetzungsgetriebe sowie für das Differentialgetriebe (4) ein gemeinsamer Ölversorgungskreislauf zum Schmieren und zum Kühlen in dem Gehäuse (1) vorgesehen ist. Ferner wird ein Fahrzeug mit dem elektrischen Antrieb vorgeschlagen.An electric drive in a housing (1) and with at least one electric machine with a stator (2) and a rotor (3) is proposed, the rotor (3) having at least one transmission gear and a differential gear (4) with output shafts ( 5, 6) is in operative connection to drive the vehicle, the rotor (3) being arranged coaxially to the output shafts (5, 6) and a common oil supply circuit for the electrical machine and for the transmission and for the differential gear (4) Lubrication and cooling in the housing (1) is provided. A vehicle with the electric drive is also proposed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb für ein Fahrzeug in einem Gehäuse gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The present invention relates to an electric drive for a vehicle in a housing according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1.

Aus der Fahrzeugtechnik ist es bekannt, dass elektrische Maschinen als Fahrzeugantrieb verwendet werden und über einen an dem Gehäuse vorgesehenen Kühlwasseranschluß mit Wasser als Kühlmedium gekühlt werden. Hierzu ist zum Beispiel eine Mantelkühlung vorgesehen, die um den Mantelbereich am Stator verlaufende Kühlkanäle umfasst, die mit Kühlwasser beaufschlagt sind. Ferner ist es bekannt, dass in dem Getriebe eine sogenannte Sumpfschmierung vorgesehen ist, wobei die sich drehenden Getriebebauteile des Fahrzeugantriebes in den Sumpf eintauchen und dadurch eine Ölschmierung ermöglichen.It is known from vehicle technology that electrical machines are used as a vehicle drive and are cooled with water as the cooling medium via a cooling water connection provided on the housing. For this purpose, jacket cooling is provided, for example, which comprises cooling channels running around the jacket area on the stator, which are acted upon with cooling water. It is also known that what is known as sump lubrication is provided in the transmission, the rotating transmission components of the vehicle drive immersing into the sump and thereby enabling oil lubrication.

Aus der Druckschrift DE 198 41 159 A1 ist eine Antriebsanordnung in einem Gehäuse für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Antriebsanordnung umfasst einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, der über zumindest ein nachgeschaltetes, Antriebswellen umfassendes Ausgleichsgetriebe mit Antriebsrädern eines Kraftfahrzeuges in Wirkverbindung steht. Um den Elektromotor entsprechend zu kühlen, sind um den Stator herum an der Mantelfläche des Gehäuses Kühlkanäle vorgesehen, die mit Kühlflüssigkeit beaufschlagt werden.From the pamphlet DE 198 41 159 A1 a drive arrangement in a housing for a motor vehicle is known. The drive arrangement comprises an electric motor with a stator and a rotor, which is in operative connection with drive wheels of a motor vehicle via at least one downstream differential gear comprising drive shafts. In order to cool the electric motor accordingly, cooling channels are provided around the stator on the lateral surface of the housing, which are acted upon with cooling liquid.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine erhöht werden kann, wenn die thermische Belastung der elektrischen Maschine verringert wird und demzufolge eine ausreichende Kühlung vorgesehen ist. Ferner sollen bei der Schmierung Verluste durch in das Öl eintauchende drehende Bauteile vermieden werden.It has been shown, however, that the performance of the electrical machine can be increased if the thermal load on the electrical machine is reduced and consequently adequate cooling is provided. Furthermore, losses due to rotating components immersed in the oil should be avoided during lubrication.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Antrieb und ein Fahrzeug mit dem Antrieb der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei dem eine möglichst kostengünstige und besonders effektive Kühlung und Schmierung realisiert wird.The present invention is based on the object of proposing an electric drive and a vehicle with the drive of the type described at the beginning, in which the most cost-effective and particularly effective cooling and lubrication is implemented.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 12 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausführungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.According to the invention, this object is achieved by the features of patent claims 1 and 12, with advantageous embodiments resulting from the subclaims and the description as well as the drawings.

Somit wird ein elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug in einem Gehäuse mit zumindest einer elektrischen Maschine mit einem Stator und einem Rotor vorgeschlagen, welcher über zumindest ein Übersetzungsgetriebe und ein Ausgleichsgetriebe beziehungsweise Differentialgetriebe mit Abtriebswellen zum Antrieb des Fahrzeuges in Wirkverbindung steht. Dadurch, dass der Rotor koaxial zu den Abtriebswellen angeordnet ist, ergibt sich ein koaxialer elektrischer Antrieb. Um bei einem derartigen koaxialen Antrieb eine kostengünstige und besonders effektive Kühlung und Schmierung zu realisieren, ist vorgesehen, dass für die elektrische Maschine und das Übersetzungsgetriebe sowie das Differentialgetriebe ein gemeinsamer Ölversorgungskreislauf zum Schmieren und Kühlen in dem Gehäuse vorgesehen ist.Thus, an electric drive for a vehicle in a housing with at least one electric machine with a stator and a rotor is proposed, which is in operative connection with output shafts for driving the vehicle via at least one transmission gear and a differential gear or differential gear. The fact that the rotor is arranged coaxially to the output shafts results in a coaxial electrical drive. In order to achieve inexpensive and particularly effective cooling and lubrication with such a coaxial drive, provision is made for a common oil supply circuit for lubrication and cooling to be provided in the housing for the electrical machine and the transmission gear and the differential gear.

Durch die vorgesehene Schmierung und Kühlung durch den gemeinsamen Ölversorgungskreislauf können in vorteilhafter Weise auf separate Kanäle verzichtet werden, da nur noch ein geneinsamer Kühl- und Schmierölversorgungskreislauf vorgesehen wird. Somit werden Herstellungskosten eingespart und ein besonders bauraumgünstiger Aufbau realisiert. Zudem kann eine besonders effektive Kühlung realisiert werden, da durch den gemeinsamen Ölversorgungskreislauf sämtliche im Inneren des Gehäuses vorgesehenen Bauteile, insbesondere auch der elektrischen Maschine, ausreichend gekühlt werden und damit die Leistungsfähigkeit des Antriebes erhöht wird.Due to the lubrication and cooling provided by the common oil supply circuit, separate channels can advantageously be dispensed with, since only a common cooling and lubricating oil supply circuit is provided. This saves manufacturing costs and realizes a structure that is particularly economical in terms of installation space. In addition, a particularly effective cooling can be realized, since all the components provided inside the housing, in particular also the electrical machine, are adequately cooled by the common oil supply circuit and the performance of the drive is increased.

Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zur Schmierung vorgesehene Ölpumpe verwendet wird, um den gemeinsamen zum Schmieren und Kühlen vorgesehenen Ölversorgungskreislauf mit ausreichendem Öldruck zu versorgen. Hierzu kann die Ölpumpe Öl aus einem Ölsumpf des Gehäuses in einen zentralen Druckölkanal des Ölkreislaufes fördern, der dann die jeweiligen Kühl- und Schmierbereiche mit Öl versorgt.Within the scope of a further development of the invention, it can be provided that the oil pump provided for lubrication is used to supply the common oil supply circuit provided for lubrication and cooling with sufficient oil pressure. For this purpose, the oil pump can deliver oil from an oil sump in the housing into a central pressure oil channel of the oil circuit, which then supplies the respective cooling and lubrication areas with oil.

Um eine Verteilung des Öls möglichst konstruktiv einfach zu realisieren und sämtliche Bauteile zumindest im Inneren des Gehäuses mit Öl zu versorgen, ist vorgesehen, dass der Druckölkanal mit in den zentral im Gehäuse angeordneten Abtriebswellen axial verlaufenden Ölversorgungskanälen gekoppelt ist beziehungsweise mit diesen strömungsmäßig direkt oder über weitere Kanäle indirekt verbunden ist. Strömungsmäßig verbunden bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Ölversorgung zwischen den Bauteilen auch bei Differenzdrehzahlen ermöglicht wird. Dies bedeutet, dass die Kopplung zum Beispiel auch zwischen gehäusefesten und sich drehenden Bauteilen ermöglicht wird. Dadurch, dass der Druckölkanal direkt oder indirekt strömungsmäßig mit den Ölversorgungskanälen der Abtriebswellen verbunden ist, können die koaxial zu den Abtriebswellen angeordneten Bauteile des Übersetzungsgetriebes, des Differentialgetriebes und der elektrischen Maschine mit Öl auf einfachste Weise beaufschlagt werden.In order to distribute the oil in a structurally simple manner as possible and to supply all components with oil at least inside the housing, provision is made for the pressure oil duct to be coupled to oil supply ducts running axially in the output shafts located in the center of the housing or to flow directly to them or via additional ones Channels is connected indirectly. Connected in terms of flow means in this context that an oil supply between the components is made possible even at differential speeds. This means that the coupling is also made possible, for example, between the housing-fixed and rotating components. Because the pressure oil duct is directly or indirectly connected to the oil supply ducts of the output shafts, the components of the transmission, the differential and the electrical machine that are arranged coaxially with the output shafts can be supplied with oil in the simplest possible way.

Um eine kostengünstige und konstruktiv einfache axiale Verteilung des Öls in den Ölversorgungskanälen zwischen den beiden Abtriebswellen durch das Differentialgetriebe zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle einander gegenüberliegend einem Differentialbolzen eines Differentialkorbes des Differentialgetriebes zugewandt sind, wobei die Ölversorgungskanäle der ersten und der zweiten Abtriebswelle durch eine durch den Differentialbolzen quer verlaufende Ölführungshülse oder dergleichen strömungsmäßig miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ist eine Ölverteilung oder -führung über die Ölführungshülse zwischen den beiden Ölversorgungs- beziehungsweise Ölführungskanälen der Abtriebswellen auf einfachste Weise ermöglicht. Als Ölführungshülse können bevorzugt aus Kunststoff gefertigte Hülsen oder dergleichen Bauteile verwendet werden. Es sind jedoch auch andere Materialien denkbar, um eine Ölführung zwischen den Ölversorgungskanälen zu gewährleisten.In order to enable a cost-effective and structurally simple axial distribution of the oil in the oil supply channels between the two output shafts through the differential gear, it can be provided that a first output shaft and a second output shaft face each other opposite a differential pin of a differential cage of the differential gear, the oil supply channels of the the first and the second output shaft are fluidly connected to one another by an oil guide sleeve or the like running transversely through the differential bolt. In this way, oil distribution or guidance via the oil guide sleeve between the two oil supply or oil guide channels of the output shafts is made possible in the simplest possible manner. Sleeves made of plastic or similar components can preferably be used as the oil guide sleeve. However, other materials are also conceivable in order to ensure that the oil is routed between the oil supply channels.

Um auch die Ölversorgung des Differentialgetriebes über den gemeinsamen Ölversorgungskreislauf möglichst kostengünstig zu realisieren, kann beispielsweise die Ölführungshülse an ihrem Umfangsbereich mehrere Ölaustrittsöffnungen aufweisen, sodass das Öl aus der Ölführungshülse in den Differentialkorb des Differentialgetriebes strömen kann, um die Bauteile des Differentialgetriebes zu schmieren und zu kühlen.In order to also provide the oil supply to the differential gear via the common oil supply circuit as cost-effectively as possible, the oil guide sleeve, for example, can have several oil outlet openings on its peripheral area, so that the oil can flow from the oil guide sleeve into the differential cage of the differential gear in order to lubricate and cool the components of the differential gear .

Eine besonders bauraumsparende Anordnung wird bei dem vorgeschlagenen elektrischen Antrieb gewährleistet, indem das Differentialgetriebe radial innerhalb des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet wird. Um auch den Rotor und weitere Bauteile der elektrischen Maschine im Inneren des Gehäuses zu schmieren und zu kühlen, ist vorgesehen, dass der Differentialkorb des Differentialgetriebes Ölführungsöffnungen zur Ölversorgung des Rotors, der Wicklungen, der Wickelköpfe und anderer Bauteile aufweist. Dadurch kann das Öl aus dem Differentialgetriebe auch in den radial äußeren Bereich im Gehäuse zum Rotor beziehungsweise Rotorträger und zu weiteren Bauteilen gelangen.A particularly space-saving arrangement is ensured in the proposed electric drive in that the differential gear is arranged radially inside the rotor of the electric machine. In order to also lubricate and cool the rotor and other components of the electrical machine inside the housing, it is provided that the differential cage of the differential gear has oil guide openings for supplying oil to the rotor, the windings, the end windings and other components. As a result, the oil from the differential gear can also get into the radially outer area in the housing to the rotor or rotor carrier and to other components.

Wenn beispielsweise das Übersetzungsgetriebe axial zu dem radial innerhalb der elektrischen Maschine angeordneten Differentialgetriebe versetzt angeordnet ist und zudem koaxial zur zweiten Abtriebswelle angeordnet ist, kann eine Ölversorgung des Übersetzungsgetriebes konstruktiv einfach und kostengünstig dadurch realisiert werden, dass hierzu der Ölversorgungskanal der zweiten Abtriebswelle verwendet wird. Das sich in dem Ölversorgungskanal der zweiten Abtriebswelle befindliche Öl kann zum Beispiel durch entsprechende Radialbohrungen in der zweiten Abtriebswelle nach radial außen zu dem Übersetzungsgetriebe und auch zu weiteren Lagerstellen oder dergleichen geführt werden. Auf diese Weise wird durch die vorgesehenen Ölversorgungskanäle in den Abtriebswellen eine umfassende Ölversorgung sämtlicher im Innenraum des Gehäuses des Antriebes liegende Bauteile realisiert.If, for example, the transmission gear is arranged axially offset to the differential gear arranged radially inside the electrical machine and is also arranged coaxially to the second output shaft, oil supply to the transmission gear can be implemented in a structurally simple and inexpensive manner by using the oil supply channel of the second output shaft for this purpose. The oil located in the oil supply channel of the second output shaft can, for example, be guided radially outward to the transmission gear and also to further bearing points or the like through corresponding radial bores in the second output shaft. In this way, through the provided oil supply channels in the output shafts, a comprehensive oil supply is implemented for all components located in the interior of the housing of the drive.

Die Anordnung der Ölpumpe oder auch weiterer Ölpumpen kann an beliebigen Orten im Gehäuse vorgesehen sein. Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Ölpumpe im Bereich des Ölsumpfes, also am Bodenbereich des Gehäuses angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Ölpumpe Öl aus dem Ölsumpf in den Druckölkanal fördern.The arrangement of the oil pump or other oil pumps can be provided at any location in the housing. It has been shown that it is advantageous if the oil pump is arranged in the area of the oil sump, that is, on the bottom area of the housing. In this way, the oil pump can deliver oil from the oil sump into the pressure oil channel.

Um eine ausreichende Kühlung des Öls im gemeinsamen Ölversorgungskreislauf sicherzustellen, kann beispielsweise ein außerhalb des Gehäuses angeordneter Ölkühler mit dem Druckölkanal verbunden sein. Durch die Anordnung des Ölkühlers beziehungsweise des Wärmetauschers außerhalb des Gehäuses wird weiterer Bauraum eingespart.In order to ensure sufficient cooling of the oil in the common oil supply circuit, an oil cooler arranged outside the housing can be connected to the pressure oil duct, for example. The arrangement of the oil cooler or the heat exchanger outside the housing saves further installation space.

Eine nächste Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass neben den im Inneren des Gehäuses angeordneten Bauteilen der elektrischen Maschine auch die im Bereich der Gehäusewand angeordneten Bauteile, wie zum Beispiel der Stator oder dergleichen über den gemeinsamen Ölversorgungskreislauf gekühlt werden. Hierzu kann der von der Ölpumpe versorgte Druckkanal zum Beispiel mit einer vorgesehenen Mantelkühlung des Stators verbunden werden. Die Mantelkühlung umfasst üblicherweise mehrere am äußeren Mantel des Gehäuses im Bereich des Stators umlaufende Kühlkanäle, die über den Druckölkanal mit Öl zum Kühlen des Stators versorgt werden.A further development of the invention can provide that, in addition to the components of the electrical machine arranged in the interior of the housing, the components arranged in the area of the housing wall, such as the stator or the like, are also cooled via the common oil supply circuit. For this purpose, the pressure channel supplied by the oil pump can be connected, for example, to a provided jacket cooling of the stator. The jacket cooling usually comprises several cooling channels running around the outer jacket of the housing in the region of the stator, which are supplied with oil for cooling the stator via the pressure oil channel.

Um eine Rückführung des Öls in das Innere des Gehäuses zu gewährleisten, können die Kühlkanäle beispielsweise mit einem Ölversorgungskanal eines stirnseitigen Gehäusedeckels des Gehäuses verbunden sein, der wiederum mit dem axial verlaufenden Ölversorgungskanal einer der Abtriebswellen strömungsmäßig verbunden ist. Auf diese Weise wird eine vorteilhafte Erweiterung der Kühlung bei dem elektrischen Antrieb realisiert.To ensure that the oil is returned to the interior of the housing, the cooling channels can be connected, for example, to an oil supply channel of an end-face housing cover of the housing, which in turn is fluidly connected to the axially extending oil supply channel of one of the output shafts. In this way, an advantageous expansion of the cooling in the electric drive is realized.

Es wäre in diesem Zusammenhang auch denkbar, dass eine umgekehrte Ölführung vorgesehen ist, bei der das Öl zunächst aus dem Druckölkanal in die Ölversorgungskanäle der Abtriebswellen und anschließend in die Kühlkanäle der Mantelkühlung geführt wird.In this context, it would also be conceivable that a reverse oil guide is provided, in which the oil is first fed from the pressure oil duct into the oil supply ducts of the output shafts and then into the cooling ducts of the jacket cooling.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit dem vorbeschriebenen elektrischen Antrieb, wobei sich die vorbeschriebenen und weitere Vorteile ergeben. Vorzugsweise kann der Antrieb als Achsantrieb bei dem Fahrzeug genutzt werden.Another aspect of the invention relates to a vehicle with the above-described electric drive, with the above-described and other advantages. The drive can preferably be used as an axle drive in the vehicle.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematisch geschnittene Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen elektrischen Antriebes für ein Fahrzeug mit einem gemeinsamen Ölversorgungskreislauf zum Schmieren und zum Kühlen im Inneren des Gehäuses; und
  • 2 eine schematische Ansicht des plakativ hervorgehobenen Verlaufes des gemeinsamen Ölversorgungskreislaufes im Gehäuse des Antriebes.
The present invention is further explained below with reference to the drawings. Show it:
  • 1 a schematically sectioned view of a possible embodiment of an electric drive according to the invention for a vehicle with a common oil supply circuit for lubricating and cooling inside the housing; and
  • 2 a schematic view of the strikingly highlighted course of the common oil supply circuit in the housing of the drive.

Die 1 und 2 zeigen beispielhaft einen koaxialen elektrischen Fahrzeugantrieb in einem Gehäuse 1 mit einer elektrischen Maschine mit einem Stator 2 und einem Rotor 3. Der Rotor 3 steht über ein Übersetzungsgetriebe und ein Differentialgetriebe 4 mit einer ersten Abtriebswelle 5 und einer zweiten Abtriebswelle 6 zum Antrieb von nicht weiter dargestellten Fahrzeugrädern eines Fahrzeuges in Wirkverbindung.The 1 and 2 show an example of a coaxial electric vehicle drive in a housing 1 with an electrical machine with a stator 2 and a rotor 3 . The rotor 3 stands via a transmission gear and a differential gear 4th with a first output shaft 5 and a second output shaft 6th for driving vehicle wheels of a vehicle, not shown, in operative connection.

Als Übersetzungsgetriebe sind in den Figuren beispielhaft ein erster Planetengetrieberadsatz PS1 und ein zweiter Planetengetrieberadsatz PS2 vorgesehen. Die beiden Planetengetrieberadsätze PS1, PS2 sind miteinander gekoppelt und zum Antrieb des Fahrzeuges mit dem Differentialgetriebe 4 wirkverbunden. Der Rotor 3 der elektrischen Maschine ist koaxial zu den Abtriebswellen 5, 6 angeordnet, sodass ein koaxialer Fahrzeugantrieb gebildet wird. Aus Bauraumvorteilen kann vorzugsweise eine radial geschachtelte Bauweise von elektrischer Maschine und Differentialgetriebe 4 vorgesehen werden, bei der das Differentialgetriebe 4 radial innerhalb des Rotors 3 der elektrischen Maschine angeordnet ist. Es ist auch möglich, dass das Differentialgetriebe 4 axial zu der elektrischen Maschine versetzt angeordnet wird.A first planetary gear set is exemplified in the figures as a transmission gear PS1 and a second planetary gear set PS2 intended. The two planetary gear sets PS1 , PS2 are coupled to each other and to drive the vehicle with the differential gear 4th effectively connected. The rotor 3 the electrical machine is coaxial with the output shafts 5 , 6th arranged so that a coaxial vehicle drive is formed. A radially nested construction of the electrical machine and differential gear can preferably be used to save space 4th be provided in which the differential gear 4th radially inside the rotor 3 the electrical machine is arranged. It is also possible that the differential gear 4th is arranged axially offset to the electrical machine.

Um eine besonders effektive und kostengünstige Kühlung und Schmierung bei dem vorgeschlagenen Fahrzeugantrieb zu realisieren, ist vorgesehen, dass für die elektrische Maschine und das Übersetzungsgetriebe beziehungsweise für die beiden Planetengetrieberadsätze PS1, PS2 sowie für das Differentialgetriebe 4 ein gemeinsamer Ölversorgungskreislauf in dem Gehäuse 1 vorgesehen ist. Der gemeinsame Ölversorgungskreislauf ist in den 1 und 2 durch entsprechende Pfeildarstellungen angedeutet, wobei 2 den Ölversorgungskreislauf plakativ zeigt.In order to achieve particularly effective and inexpensive cooling and lubrication in the proposed vehicle drive, it is provided that for the electrical machine and the transmission gear or for the two planetary gear sets PS1 , PS2 as well as for the differential gear 4th a common oil supply circuit in the housing 1 is provided. The common oil supply circuit is in the 1 and 2 indicated by corresponding arrows, where 2 shows the oil supply circuit in a striking way.

Der gemeinsame Ölversorgungskreislauf umfasst zumindest eine Öl aus einem Ölsumpf 7 des Gehäuses 1 ansaugende Ölpumpe 8, die einen im Gehäuse 1 vorgesehenen Druckölkanal 9 mit Öl beaufschlagt. Bei der gezeigten Ausführungsvariante ist die Ölpumpe 8 im Bereich des Ölsumpfes 7 am Boden des Gehäuses 1 angeordnet. Bei dieser Anordnung ist es vorteilhaft, den Druckölkanal 9 in einer Zwischenwand 10 des Gehäuses 1 bauraumsparend unterzubringen. Der Druckölkanal 9 versorgt den gemeinsamen Ölversorgungkreislauf mit Drucköl zum Schmieren und Kühlen.The common oil supply circuit comprises at least one oil from an oil sump 7th of the housing 1 suction oil pump 8th , the one in the housing 1 provided pressure oil channel 9 charged with oil. In the variant shown, the oil pump is 8th in the area of the oil sump 7th at the bottom of the case 1 arranged. In this arrangement, it is advantageous to use the pressure oil duct 9 in a partition 10 of the housing 1 to be accommodated in a space-saving manner. The pressure oil channel 9 supplies the common oil supply circuit with pressure oil for lubrication and cooling.

Ebenfalls beispielhaft ist ein Ölkühler 11 vorzugsweise aus Bauraumgründen mit besonderem Vorteil außerhalb des Gehäuses 1 angeordnet. Der Ölkühler 11 wird über den Druckölkanal 9 mit Öl versorgt und ist somit in den Ölversorgungskreislauf integriert.An oil cooler is also exemplary 11 preferably for reasons of space, with particular advantage outside the housing 1 arranged. The oil cooler 11 is via the pressure oil duct 9 is supplied with oil and is therefore integrated in the oil supply circuit.

Wenn beispielsweise eine Mantelkühlung zum Kühlen des Stators 2 der elektrischen Maschine ebenfalls mit dem Druckölkanal 9 des gemeinsamen Ölversorgungskreislaufes strömungsmäßig verbunden werden soll, kann beispielsweise, wie in den 1 und 2 dargestellt, das aus dem Ölkühler 11 kommende Öl in die Kühlkanäle 12 der Mantelkühlung strömen. Die Kühlkanäle 12 der Mantelkühlung verlaufen am äußeren Mantel des Gehäuses 1 im Bereich des Stators 2.For example, if a jacket cooling to cool the stator 2 the electrical machine also with the pressure oil duct 9 of the common oil supply circuit is to be connected in terms of flow, for example, as in the 1 and 2 shown that from the oil cooler 11 coming oil into the cooling ducts 12th the jacket cooling flow. The cooling channels 12th the jacket cooling run on the outer jacket of the housing 1 in the area of the stator 2 .

Um eine Rückführung des Öls in den Innenraum des Gehäuses 1 zu realisieren, werden die Kühlkanäle 12 über einen weiteren Ölversorgungskanal 13 eines stirnseitigen Gehäusedeckels 14 mit einem axial verlaufenden Ölversorgungskanal 15 der ersten Abtriebswelle 5 strömungsmäßig verbunden. Damit ist der Druckölkanal 9 des gemeinsamen Ölversorgungskreislaufes indirekt mit dem Ölversorgungskanal 15 der ersten Abtriebswelle 5 gekoppelt bzw. strömungsmäßig verbunden. Auch die zweite Abtriebswelle 6 weist einen solchen Ölversorgungskanal 16 auf, der axial durch die zweite Abtriebswelle 6 verläuft. Wenn keine Mantelkühlung der elektrischen Maschine vorgesehen ist, kann der zentrale Druckölkanal 9 auch direkt mit den Ölversorgungskanälen 15, 16 der beiden Abtriebswellen 5, 6 strömungsmäßig verbunden werden.To return the oil to the interior of the housing 1 Realize the cooling ducts 12th via another oil supply channel 13 an end-face housing cover 14th with an axially running oil supply channel 15th the first output shaft 5 connected in terms of flow. This is the pressure oil channel 9 of the common oil supply circuit indirectly with the oil supply channel 15th the first output shaft 5 coupled or connected in terms of flow. Also the second output shaft 6th has such an oil supply channel 16 on, the axially through the second output shaft 6th runs. If the electrical machine is not provided with jacket cooling, the central pressure oil duct can 9 also directly with the oil supply channels 15th , 16 of the two output shafts 5 , 6th be connected in terms of flow.

Um die Ölführung durch das Differentialgetriebe 4 zu ermöglichen und die beiden Ölversorgungskanäle 15, 16 der ersten und zweiten Abtriebswelle 5, 6 miteinander strömungsmäßig zu verbinden und somit auch das Übersetzungsgetriebe beziehungsweise die beiden Planetengetrieberadsätze PS1, PS2 mit Öl zu versorgen, ist vorgesehen, dass die Ölversorgungskanäle 15, 16 der ersten und zweiten Abtriebswelle 5, 6 einander gegenüberliegend einem Differentialbolzen 18 eines Differentialkorbes 17 des Differentialgetriebes 4 zugewandt sind. Die Ölversorgungskanäle 15, 16 der ersten und der zweiten Abtriebswelle 5, 6 sind durch eine durch den Differentialbolzen 18 des Differentialkorbes 17 quer verlaufende Ölführungshülse 19 strömungsmäßig miteinander verbunden. Um auch eine Ölversorgung des Differentialgetriebes 4 hierbei zu gewährleisten, sind an dem Umfangsbereich der Ölführungshülse 19 mehrere Austrittsöffnungen 20 zur Ölversorgung des Differentialgetriebes 4 vorgesehen.To guide the oil through the differential gear 4th to enable and the two oil supply channels 15th , 16 the first and second output shaft 5 , 6th to connect with each other in terms of flow and thus also the transmission gear or the two planetary gear sets PS1 , PS2 to be supplied with oil, it is provided that the oil supply channels 15th , 16 the first and second output shaft 5 , 6th opposite a differential pin 18th a differential cage 17th of the differential gear 4th are facing. The oil supply channels 15th , 16 the first and second output shafts 5 , 6th are through one through the differential bolt 18th of the differential carrier 17th transverse oil guide sleeve 19th connected to each other in terms of flow. In order to also provide an oil supply for the Differential gear 4th to ensure this are on the circumferential area of the oil guide sleeve 19th several outlets 20th for supplying oil to the differential gear 4th intended.

Zudem kann das in dem Differentialgetriebe 4 beziehungsweise in dem Differentialkorb 17 vorgesehene Öl durch entsprechende Ölführungsöffnungen 21 aus dem Differentialkorb 17 zur Ölversorgung des Rotors 3 und weiterer Bauteile strömen.In addition, this can be done in the differential gear 4th or in the differential carrier 17th intended oil through corresponding oil guide openings 21st from the differential carrier 17th for oil supply to the rotor 3 and other components flow.

Das in dem axial verlaufenden Ölversorgungskanal 16 der zweiten Abtriebswelle 6 enthaltene Öl wird zur Kühlung und Schmierung der beiden Planetengetrieberadsätze PS1, PS2 verwendet. Hierzu ist vorgesehen, dass die zweite Abtriebswelle 6 mehrere mit dem radial verlaufenden Ölversorgungskanal 16 verbundene Radialbohrungen 22 zur Ölversorgung der radial außen angeordneten Planetengetrieberadsätze PS1, PS2 und der Lagerstellen aufweist.That in the axially running oil supply channel 16 the second output shaft 6th The oil contained is used to cool and lubricate the two planetary gear sets PS1 , PS2 used. For this purpose it is provided that the second output shaft 6th several with the radial oil supply channel 16 connected radial holes 22nd for supplying oil to the planetary gear sets arranged radially on the outside PS1 , PS2 and the bearing points.

Insgesamt ergibt sich bei dem vorgeschlagenen elektrischen koaxialen Fahrzeugantrieb eine besonders optimierte und bauraumgünstige Ölversorgung zum Schmieren und Kühlen der im Inneren des Gehäuses 1 angeordneten Bauteile. Durch die koaxiale Anordnung und durch die radiale Verschachtelung von elektrischer Maschine und Differentialgetriebe 4 sowie durch den kompakten Aufbau des Ölversorgungskreislaufes, wie sich insbesondere aus 2 ergibt, wird ein insbesondere in axialer Richtung besonders schmal bauender Fahrzeugantrieb realisiert, der zudem effektiv gekühlt und geschmiert wird.Overall, the proposed electrical coaxial vehicle drive results in a particularly optimized and space-saving oil supply for lubricating and cooling the inside of the housing 1 arranged components. Due to the coaxial arrangement and the radial nesting of the electrical machine and differential gear 4th as well as the compact structure of the oil supply circuit, as can be seen in particular from 2 results, a vehicle drive is implemented that is particularly narrow in the axial direction and that is also effectively cooled and lubricated.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Gehäusecasing
22
Statorstator
33
Rotorrotor
44th
DifferentialgetriebeDifferential gear
55
erste Abtriebswellefirst output shaft
66th
zweite Abtriebswellesecond output shaft
77th
ÖlsumpfOil sump
88th
ÖlpumpeOil pump
99
DruckölkanalPressure oil duct
1010
Zwischenwand des GehäusesPartition of the housing
1111
Ölkühleroil cooler
1212
KühlkanäleCooling channels
1313
Ölversorgungskanal in dem stirnseitigen GehäusedeckelOil supply channel in the housing cover on the front
1414th
stirnseitige Gehäusedeckelfront housing cover
1515th
Ölversorgungskanal in der ersten AbtriebswelleOil supply channel in the first output shaft
1616
Ölversorgungskanal in der zweiten AbtriebswelleOil supply channel in the second output shaft
1717th
DifferentialkorbDifferential carrier
1818th
DifferentialbolzenDifferential pin
1919th
ÖlführungshülseOil guide sleeve
2020th
Austrittsöffnungen beziehungsweise Ölaustrittsöffnungen der ÖlführungshülseOutlet openings or oil outlet openings of the oil guide sleeve
2121st
Ölführungsöffnungen des DifferentialkorbesOil guide openings of the differential carrier
2222nd
RadialbohrungenRadial bores
PS1PS1
erster Planetengetrieberadsatzfirst planetary gear set
PS2PS2
zweiter Planetengetrieberadsatzsecond planetary gear set

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 19841159 A1 [0003]DE 19841159 A1 [0003]

Claims (12)

Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug in einem Gehäuse (1), mit zumindest einer elektrischen Maschine mit einem Stator (2) und einem Rotor (3), welcher über zumindest ein Übersetzungsgetriebe und ein Differentialgetriebe (4) mit Abtriebswellen (5, 6) zum Antrieb des Fahrzeuges in Wirkverbindung steht, wobei der Rotor (3) koaxial zu den Abtriebswellen (5, 6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für die elektrische Maschine, für das Übersetzungsgetriebe und für das Differentialgetriebe (4) ein gemeinsamer Ölversorgungskreislauf zum Schmieren und Kühlen in dem Gehäuse (1) vorgesehen ist.Electric drive for a vehicle in a housing (1), with at least one electric machine with a stator (2) and a rotor (3) which is driven by at least one transmission gear and a differential gear (4) with output shafts (5, 6) of the vehicle is in operative connection, the rotor (3) being arranged coaxially to the output shafts (5, 6), characterized in that a common oil supply circuit for lubricating and cooling is used for the electrical machine, for the transmission gear and for the differential gear (4) is provided in the housing (1). Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölversorgungskreislauf eine Öl aus einem Ölsumpf (7) des Gehäuses (1) ansaugende Ölpumpe (8) umfasst, die einen im Gehäuse (1) vorgesehenen Druckölkanal (9) des Ölversorgungskreislaufes mit Öl beaufschlagt.Electric drive according to Claim 1 , characterized in that the oil supply circuit comprises an oil pump (8) which draws in oil from an oil sump (7) of the housing (1) and which applies oil to a pressure oil channel (9) of the oil supply circuit provided in the housing (1). Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckölkanal (9) mit axial in den Abtriebswellen (5, 6) verlaufenden Ölversorgungskanälen (13, 15, 16) strömungsmäßig direkt oder indirekt verbunden ist, sodass die im Inneren des Gehäuses (1) koaxial zu den Abtriebswellen (5, 6) angeordneten Bauteile des Übersetzungsgetriebes, des Differentialgetriebes (4) und der elektrischen Maschine mit Öl beaufschlagbar sind.Electric drive according to Claim 1 or 2 , characterized in that the pressure oil duct (9) is fluidly connected directly or indirectly to oil supply ducts (13, 15, 16) running axially in the output shafts (5, 6), so that the inside of the housing (1) coaxially to the output shafts ( 5, 6) arranged components of the transmission gear, the differential gear (4) and the electrical machine can be acted upon with oil. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Abtriebswelle (5) und eine zweite Abtriebswelle (6) einander gegenüberliegend einem Differentialbolzen (18) eines Differentialkorbes (17) des Differentialgetriebes (4) zugewandt sind, wobei die Ölversorgungskanäle (15, 16) der ersten (5) und zweiten (6) Abtriebswelle über eine durch den Differentialbolzen (18) quer verlaufende Ölführungshülse (19) strömungsmäßig miteinander verbunden sind.Electric drive according to Claim 3 , characterized in that a first output shaft (5) and a second output shaft (6) face each other opposite a differential pin (18) of a differential cage (17) of the differential gear (4), the oil supply channels (15, 16) of the first (5 ) and the second (6) output shaft are fluidically connected to one another via an oil guide sleeve (19) running transversely through the differential bolt (18). Elektrischer Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölführungshülse (19) an ihrem Umfangsbereich mehrere Ölaustrittsöffnungen (20) zur Ölversorgung des Differentialgetriebes (4) aufweist.Electric drive according to Claim 4 , characterized in that the oil guide sleeve (19) has a plurality of oil outlet openings (20) on its peripheral area for supplying oil to the differential gear (4). Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialgetriebe (4) radial innerhalb des Rotors (3) der elektrischen Maschine angeordnet ist, wobei der Differentialkorb (17) des Differentialgetriebes (4) Ölführungsöffnungen (21) zur Ölversorgung zumindest des Rotors (3) aufweist.Electric drive according to one of the preceding claims, characterized in that the differential gear (4) is arranged radially inside the rotor (3) of the electric machine, the differential cage (17) of the differential gear (4) having oil guide openings (21) for supplying oil to at least the rotor (3). Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein axial verlaufender Ölversorgungskanal (16) einer zweiten Abtriebswelle (6) mehrere Radialbohrungen (22) zur Ölversorgung zumindest des radial außen angeordneten Übersetzungsgetriebes aufweist.Electric drive according to one of the preceding claims, characterized in that an axially running oil supply channel (16) of a second output shaft (6) has a plurality of radial bores (22) for supplying oil to at least the radially outwardly arranged transmission gear. Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (8) im Bereich des Ölsumpfes (7) in dem Gehäuse (1) angeordnet ist und mit dem in einer Zwischenwand (10) des Gehäuses (1) verlaufenden Druckölkanal (9) strömungsmäßig verbunden ist.Electric drive according to one of the preceding claims, characterized in that the oil pump (8) is arranged in the area of the oil sump (7) in the housing (1) and with the pressure oil channel (9) running in an intermediate wall (10) of the housing (1) ) is fluidly connected. Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckölkanal (9) mit einem außerhalb des Gehäuses (1) angeordneten Ölkühler (11) strömungsmäßig verbunden ist.Electric drive according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure oil duct (9) is fluidically connected to an oil cooler (11) arranged outside the housing (1). Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckölkanal (9) mit einer Mantelkühlung des Stators (2) strömungsmäßig verbunden ist, wobei die Mantelkühlung mehrere am äußeren Mantel des Gehäuses (1) im Bereich des Stators (2) umlaufende Kühlkanäle (12) umfasst.Electric drive according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure oil duct (9) is fluidly connected to a jacket cooling of the stator (2), the jacket cooling having several cooling channels running around the outer jacket of the housing (1) in the area of the stator (2) (12) includes. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (12) der Mantelkühlung über einen Ölversorgungskanal (13) eines stirnseitigen Gehäusedeckels (14) mit dem axial verlaufenden Ölversorgungskanal (15) der ersten Abtriebswelle (5) strömungsmäßig verbunden ist.Electric drive according to Claim 10 , characterized in that the cooling channels (12) of the jacket cooling are fluidly connected to the axially extending oil supply channel (15) of the first output shaft (5) via an oil supply channel (13) of an end-face housing cover (14). Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb in einem Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche.Vehicle with an electric drive in a housing according to one of the preceding claims.
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