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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits der
DE 10 2018 002 042 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Antriebseinrichtung weist mindestens eine elektrische Maschine und ein insbesondere als Automatikgetriebe ausgebildetes Getriebe auf, über welches das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine elektrisch antreibbar ist. Außerdem umfasst die Antriebseinrichtung einen Schmier- und Kühlmittelkreislauf, in welchem das Getriebe, die elektrische Maschine, ein Sumpf zum Aufnehmen eines Schmier- und Kühlmittels und eine Pumpeneinrichtung angeordnet sind. Mittels der Pumpeinrichtung ist das Schmier- und Kühlmittel aus dem Sumpf zu der elektrischen Maschine und zu dem Getriebe zu fördern. Außerdem offenbart die
DE 10 2015 121 572 A1 eine Hydraulikanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Kühlung und eine besonders vorteilhafte Schmierung realisiert werden können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Antriebseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Schmierung und eine besonders vorteilhafte Kühlung realisiert werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Schmier- und Kühlkreis, welcher auch einfach als Kreis, Kreislauf oder Schmier- und Kühlkreislauf bezeichnet wird, einen von dem mittels der Pumpeinrichtung geförderten Schmier- und Kühlmittel aus dem Sumpf durchströmbaren ersten Zweig und einen von dem mittels der Pumpeinrichtung geförderten Schmier- und Kühlmittel aus dem Sumpf durchströmbaren zweiten Zweig aufweist. Das Schmier- und Kühlmittel wird einfach auch als Schmiermittel oder einfach auch als Kühlmittel bezeichnet und ist vorzugsweise eine Flüssigkeit, insbesondere ein Öl. Unter dem Merkmal, dass der jeweilige Zweig von dem mittels der Pumpeinrichtung geförderten Schmier- und Kühlmittel durchströmbar ist, kann insbesondere zu verstehen sein, dass zumindest ein erster Teil des gesamten, mittels der Pumpeinrichtung geförderten Schmier- und Kühlmittels durch den ersten Zweig und zumindest ein zweiter Teil des mittels der Pumpeinrichtung geförderten Schmier- und Kühlmittels durch den zweiten Zweig hindurchströmen kann. Dabei ist es ohne Weiteres denkbar, dass das gesamte, mittels der Pumpeinrichtung geförderte Schmier- und Kühlmittel durch den ersten Zweig oder durch den zweiten Zweig hindurchströmen kann. Insbesondere ist es denkbar, dass das gesamte, mittels der Pumpeinrichtung geförderte Schmier- und Kühlmittel durch den ersten Zweig hindurchströmt, während ein Strömen des mittels der Pumpeinrichtung geförderten Schmier- und Kühlmittels durch den zweiten Zweig unterbleibt.
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Insgesamt ist erkennbar, dass beide Zweige mit dem Schmier- und Kühlmittel aus demselben Sumpf, insbesondere mittels der Pumpeinrichtung, versorgbar sind. Beispielsweise kann die Pumpeinrichtung das Schmier- und Kühlmittel aus dem Sumpf, in welchem das Schmier- und Kühlmittel aufnehmbar oder aufgenommen ist, ansaugen und zu dem beziehungsweise durch den jeweiligen Zweig hindurchfördern. Mittels des ersten Zweigs ist das den ersten Zweig durchströmende Schmier- und Kühlmittel zu der elektrischen Maschine zu führen. Somit kann die elektrische Maschine über den ersten Zweig mit dem mittels der Pumpeinrichtung geförderten Schmier- und Kühlmittel versorgt werden. Vorzugsweise umfasst die elektrische Maschine einen Stator und einen Rotor, welcher beispielsweise von dem Stator antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Der Stator kann wenigstens eine oder mehrere Statorwicklungen und einen Statormantel aufweisen. Die elektrische Maschine, insbesondere der Stator und ganz insbesondere die Statorwicklungen und/oder der Statormantel, kann mittels des Schmier- und Kühlmittels, welches mittels des ersten Zweigs zu der elektrischen Maschine geführt wird, gekühlt und/oder geschmiert werden. Das Getriebe ist vorzugsweise als ein Automatikgetriebe ausgebildet. Beispielsweise sind das Getriebe und die elektrische Maschine in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Hierunter kann insbesondere verstanden werden, dass das genannte Gehäuse wenigstens oder genau einen Aufnahmeraum aufweist, wobei sowohl das Getriebe als auch die elektrische Maschine in dem Aufnahmeraum gleichzeitig angeordnet sind.
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In dem ersten Zweig ist stromauf der elektrischen Maschine, und insbesondere stromab der Pumpeneinrichtung, wenigstens eine beispielsweise auch als Ölkühler bezeichnete Kühleinrichtung angeordnet, mittels welcher das über den ersten Zweig zu der elektrischen Maschine hinströmende Schmier- und Kühlmittel gekühlt werden kann.
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Mittels des zweiten Zweigs kann das den zweiten Zweig durchströmende Schmier- und Kühlmittel zu dem Getriebe geführt werden. Dabei zweigt der zweite Zweig stromab des Sumpfes und insbesondere stromab der Pumpeinrichtung sowie stromauf der Kühleinrichtung von dem ersten Zweig ab. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass der zweite Zweig an einer Verbindungsstelle fluidisch mit dem ersten Zweig verbunden ist, wobei die Verbindungsstelle in Strömungsrichtung des mittels der Pumpeinrichtung geförderten und dabei von der Pumpeinrichtung zu dem ersten Zweig strömenden Schmier- und Kühlmittels stromab des Sumpfes, insbesondere stromab der Pumpeinrichtung, und stromauf des Ölkühlers angeordnet ist. Somit kann das den ersten Zweig durchströmende und somit über den ersten Zweig zu der elektrischen Maschine strömende Kühlmittel mittels des Schmier- und Kühlmittels gekühlt werden, sodass die elektrische Maschine über den ersten Zweig mit mittels der Kühleinrichtung gekühlten Schmier- und Kühlmittel versorgbar ist. An der Verbindungsstelle kann zumindest ein Teil, insbesondere zumindest der zuvor genannte zweite Teil, des mittels der Pumpeinrichtung geförderten Schmier- und Kühlmittels, insbesondere aus dem ersten Zweig, abgezweigt und in den zweiten Zweig eingeleitet werden und daraufhin den zweiten Zweig durchströmen und somit mittels des zweiten Zweigs zu dem Getriebe geführt werden. Mittels des den zweiten Zweig durchströmenden Schmier- und Kühlmittels kann zumindest ein Teilbereich des Getriebes geschmiert und/oder gekühlt werden. Da die Verbindungsstelle stromauf der Kühleinrichtung angeordnet ist, unterbleibt ein durch die Kühleinrichtung bewirktes Kühlen des an der Verbindungsstelle in den zweiten Zweig einströmenden und daraufhin den zweiten Zweig durchströmenden Kühlmittels, sodass beispielsweise das Getriebe mit zumindest im Wesentlichen ungekühltem Schmier- und Kühlmittel, das heißt mit dem zumindest im Wesentlichen ungekühlten zweiten Teil des mittels der Pumpeinrichtung geförderten Schmier- und Kühlmittels, versorgbar ist. Einerseits können hierdurch übermäßige Schleppverluste in dem Getriebe vermieden werden. Andererseits können übermäßig große, ohmsche Verluste in der elektrischen Maschine vermieden werden. Das mittels des ersten Zweigs zu der elektrischen Maschine geführte Schmier- und Kühlmittel und das mittels des zweiten Zweigs zu dem Getriebe geführte Schmier- und Kühlmittel kann, insbesondere nach Kühlen und/oder Schmieren der elektrischen Maschine beziehungsweise nach Kühlen und/oder Schmieren des Getriebes, aus der elektrischen Maschine und aus dem Getriebe ausströmen beziehungsweise austreten und in den beispielsweise als Ölsumpf ausgebildeten Sumpf zurückströmen beziehungsweise zurückfließen. Hierdurch ist beispielsweise der zuvor genannte Kreis geschlossen.
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Es ist erkennbar, dass durch die Zweige das mittels der Pumpeinrichtung geförderte und dadurch beispielsweise einen Hauptvolumenstrom bildende Schmier- und Kühlmittel in einen den ersten Zweig durchströmenden ersten Volumenstrom und in einen den zweiten Zweig durchströmenden zweiten Volumenstrom aufgeteilt werden kann. Der zweite Volumenstrom kann getrennt vom ersten Volumenstrom direkt ins Getriebe geleitet werden, ohne dass der zweite Volumenstrom durch die Kühleinrichtung gekühlt wird. Der erste Volumenstrom kann mittels der Kühleinrichtung gekühlt werden, sodass eine besonders vorteilhafte Kühlung der elektrischen Maschine gewährleistet werden kann. Dadurch kann eine übermäßig hohe Temperatur der elektrischen Maschine vermieden werden. Außerdem kann eine übermäßig geringe Temperatur des Getriebes vermieden werden. Insbesondere kann das Schmier- und Kühlmittel bei dessen Einströmen oder Einleiten in die elektrische Maschine dadurch eine geringere Temperatur aufweisen als beim Einleiten, Einströmen oder Eintreten des Schmier- und Kühlmittels in das Getriebe, dass das den ersten Zweig durchströmende Schmier- und Kühlmittel mittels der Kühleinrichtung gekühlt werden kann, während eine durch die Kühleinrichtung bewirkte Kühlung des den zweiten Zweig durchströmenden Schmier- und Kühlmittels unterbleibt. Dadurch kann beispielsweise das Getriebe so warm wie möglich und die elektrische Maschine so kalt wie möglich gehalten werden.
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Die Erfindung basiert dabei insbesondere auf folgenden Erkenntnissen und Überlegungen: In einem beispielsweise als elektrischer Antriebsstrang ausgebildeten Antriebsstrang wird üblicherweise ein Effizienz-Optimum zwischen Kühlung und Schleppverluste, insbesondere zwischen Kühlung der elektrischen Maschine und Schleppverluste des Getriebes, gesucht. Üblicherweise besteht dabei ein Zielkonflikt zwischen der Realisierung einer möglichst geringen Temperatur der elektrischen Maschine und der damit einhergehenden Minimierung von ohmschen Verlusten und dem Wunsch, Schleppverluste im Getriebe besonders gering zu halten. Hierzu sollte die elektrische Maschine möglichst kühl sein, wohingegen das Getriebe möglichst warm sein sollte, um Reibungsverluste gering zu halten. Wird beispielsweise die elektrische Maschine mittels Wasser gekühlt, wobei das Getriebe beispielsweise mittels eines Öls gekühlt wird, kann aufgrund dieser getrennten Kühlmedien auch jeweils eine vorteilhafte Untersystemtemperatur eingestellt werden. Bei der Erfindung ist es jedoch vorgesehen, die elektrische Maschine und das Getriebe mittels des gemeinsamen Schmier- und Kühlmittel zu kühlen, was jedoch gegenüber den getrennten Kühlmedien systembedingte Vorteile hat. Diese systembedingten Vorteile können nun zusammen mit der Auflösung des zuvor genannten Zielkonflikts realisiert werden, da der zweite Zweig stromauf der Kühleinrichtung von dem ersten Zweig abzweigt. Dadurch kann das Schmier- und Kühlmittel mit einer ersten Temperatur in die elektrische Maschine und mit einer demgegenüber höheren, zweiten Temperatur in das Getriebe einströmen, sodass sich insgesamt ein gesteigerter Systemwirkungsgrad einstellen kann.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Kühleinrichtung eine Umgehungsleitung zugeordnet ist, über welche die Kühleinrichtung von zumindest einem Teil des den ersten Zweig durchströmenden Schmier- und Kühlmittels umgehbar ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein Ventilelement vorgesehen, mittels welchem eine die Kühleinrichtung durchströmende erste Menge des Schmier- und Kühlmittels und eine die Umgehungsleitung durchströmende und dadurch die Kühleinrichtung umgehende zweite Menge des Schmier- und Kühlmittels einstellbar sind.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in dem zweiten Zweig ein Getriebeventil angeordnet ist, mittels welchem für einen gegenüber einem Grenzdruck geringeren Druck des Schmier- und Kühlmittels eine dem Getriebe über das Getriebeventil zuzuführende Menge des Schmier- und Kühlmittels einstellbar ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in dem Schmier- und Kühlkreis, insbesondere in dem ersten und/oder zweiten Zweig stromauf der elektrischen Maschine und/oder stromauf des Getriebes, und insbesondere stromab der Kühleinrichtung, ein Volumenstrombegrenzungsventil und/oder wenigstens eine Blende angeordnet ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Volumenstrombegrenzungsventil und die Blenden für eine Begrenzung eines dem Getriebe zuzuführenden Volumenstroms des Schmier- Kühlmittels auf einen maximalen Volumenstrom von in etwa einem Viertel so großen maximal möglichen Volumenstrom bemessen sind.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Getriebe schaltbare Gänge und wenigstens ein Schaltelement aufweist, welches mittels des dem Getriebe zugeführten Schmier- und Kühlmittels betätigbar ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen.
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Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine Antriebseinrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Antriebseinrichtung 10 aufweist und mittels der Antriebseinrichtung 10 angetrieben werden kann. Insbesondere können mittels der Antriebseinrichtung 10 wenigstens oder genau zwei auch als Fahrzeugräder bezeichnete Räder des Kraftfahrzeugs angetrieben werden. Hierzu umfasst die Antriebseinrichtung 10 wenigstens eine elektrische Maschine 12, welche einen Stator 14 mit einem Statormantel 16 aufweist. Die elektrische Maschine 12 umfasst außerdem wenigstens einen oder mehrere Wickelköpfe 18, welche beispielsweise Bestandteile des Stators 14 sein können. Dies bedeutet, dass der Stator 14 wenigstens eine oder mehrere Wicklungen aufweisen kann, wobei die jeweilige Wicklung wenigstens einen oder wenigstens oder genau zwei der Wickelköpfe 18 bildet. Die elektrische Maschine 12 umfasst außerdem einen Rotor 20, welcher von dem Stator 14 antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator 14 drehbar ist. Der Rotor 20 umfasst beispielsweise eine Rotorwelle, über welche die elektrische Maschine 12 wenigstens ein Antriebsdrehmoment zum, insbesondere rein elektrischen, Antreiben der Fahrzeugräder beziehungsweise des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann.
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Die Antriebseinrichtung 10 umfasst außerdem ein vorzugsweise als Automatikgetriebe ausgebildetes Getriebe 22, über welches die Fahrzeugräder und somit das Kraftfahrzeug von der elektrischen Maschine 12, insbesondere von der Rotorwelle, angetrieben, insbesondere rein elektrisch angetrieben, werden können. Das Kraftfahrzeug ist somit vorzugsweise als Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), ausgebildet.
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Die Antriebseinrichtung 10 umfasst außerdem einen einfach auch als Kreis oder Kreislauf bezeichneten Schmier- und Kühlmittelkreis 24, welcher von einem einfach auch als Schmiermittel oder Kühlmittel bezeichneten und vorzugsweise als Flüssigkeit, insbesondere als Öl, ausgebildeten Schmier- und Kühlmittel durchströmbar ist. In dem Kreis sind das Getriebe 22, die elektrische Maschine 12 und ein Sumpf 26 angeordnet, in welchem das Schmiermittel aufgenommen oder aufnehmbar ist. Außerdem umfasst die Antriebseinrichtung 10 eine in der Fig. besonders schematisch dargestellte Pumpeinrichtung 28, welche vorzugsweise elektrisch betreibbar ist. Die Pumpeinrichtung 28 ist in dem Kreis angeordnet, sodass mittels der Pumpeinrichtung 28 das Schmiermittel aus dem Sumpf 26 zu der elektrischen Maschine 12 und zu dem Getriebe 22 hingefördert werden kann. Dadurch können die elektrische Maschine 12 und das Getriebe 22 mit dem Schmiermittel versorgt und dadurch mittels des Schmiermittels gekühlt und/oder geschmiert werden.
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Das Getriebe 22 weist mehrere, insbesondere genau oder wenigstens zwei, schaltbare Gänge auf, die sich beispielsweise in ihren jeweiligen Übersetzungen voneinander unterscheiden. Um die Gänge zu schalten, das heißt um die Gänge ein- und auszulegen, umfasst das Getriebe 22 beispielsweise wenigstens ein Schaltelement, insbesondere wenigstens oder genau zwei Schaltelemente. Mittels des jeweiligen Schaltelements können beispielsweise wenigstens oder genau zwei Getriebeelemente des Getriebes 22 drehfest miteinander verbunden werden. Dies bedeutet beispielsweise, dass das jeweilige Schaltelement zwischen einem jeweiligen Entkoppelzustand und einem jeweiligen Koppelzustand umgeschaltet werden kann. In dem Koppelzustand sind beispielsweise die zuvor genannten Getriebeelemente mittels des jeweiligen Schaltelements drehfest miteinander verbunden. In dem jeweiligen Entkoppelzustand gibt das jeweilige Schaltelement beispielsweise die Getriebeelemente für eine relativ zueinander um eine Getriebeelementdrehachse erfolgende Drehung frei. Durch, insbesondere hydraulisches, Betätigen des Schaltelements ist das jeweilige Schaltelement beispielsweise aus dem Koppelzustand in den Entkoppelzustand und/oder aus dem Entkoppelzustand in den Koppelzustand umschaltbar beziehungsweise verstellbar. Das jeweilige Schaltelement kann beispielsweise als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klaue oder Klauenkupplung, oder aber als reib- beziehungsweise kraftschlüssiges Schaltelement und somit beispielsweise als Reib- oder Lamellenkupplung ausgebildet sein. Zumindest ein Teilbereich des Getriebes 22 kann mittels des Schmiermittels, welches dem Getriebe 22 zugeführt wird, gekühlt und/oder geschmiert werden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass das jeweilige Schaltelement mittels des Schmiermittels, welches dem Getriebe 22 zugeführt wird, insbesondere hydraulisch, betätigbar ist. Um nun eine besonders vorteilhafte Schmierung und Kühlung realisieren zu können, weist der Kreis einen von zumindest einem ersten Teil des mittels der Pumpeinrichtung 28 geförderten Schmiermittels durchströmbaren ersten Zweig 30 und einen von zumindest einen zweiten Teil des mittels der Pumpeinrichtung 28 geförderten Schmiermittels durchströmbaren zweiten Zweig 32 auf. Dies bedeutet, dass zumindest der erste Teil des gesamten, mittels der Pumpeinrichtung 28 geförderten Schmiermittels durch den ersten Zweig 30 hindurchströmen kann, und zumindest der zweite Teil des gesamten, mittels der Pumpeinrichtung 28 geförderten Schmiermittels kann durch den zweiten Zweig 32 hindurchströmen. Der jeweilige Zweig 30 beziehungsweise 32 wird auch als Pfad oder Strömungspfad bezeichnet und ist beispielsweise Bestandteil des Kreises. Mittels des ersten Zweigs 30 ist das den ersten Zweig durchströmende Schmiermittel zu der elektrischen Maschine 12 hinführbar. Dadurch kann die elektrische Maschine 12 zumindest mit dem ersten Teil des Schmiermittels versorgt werden. In dem ersten Zweig 30 ist stromauf der elektrischen Maschine 12 und stromab des Sumpfes 26, insbesondere stromab der Pumpeinrichtung 28, eine auch als Kühler oder Ölkühler bezeichnete Kühleinrichtung 34 angeordnet, mittels welcher das den ersten Zweig 30 und den Kühler durchströmende Schmiermittel, das heißt zumindest ein den Kühler und den ersten Zweig 30 durchströmender Teil des ersten Teils des Schmiermittels gekühlt werden kann. Mittels des zweiten Zweigs 32 kann das den zweiten Zweig 32 durchströmende Schmiermittel zu dem Getriebe 22 geführt werden.
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Dabei zweigt der zweite Zweig 32 stromab des Sumpfes 26, insbesondere stromab der Pumpeinrichtung 28, und stromauf des Kühlers von dem ersten Zweig 30 ab. Dies bedeutet, dass der zweite Zweig 32 an einer Verbindungsstelle V fluidisch mit dem ersten Zweig 30 verbunden ist, wobei die Verbindungsstelle V stromauf des Kühlers und stromab des Sumpfes 26, insbesondere stromab der Pumpeinrichtung 28, angeordnet ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt zweigt beispielsweise ein von dem gesamten, mittels der Pumpeinrichtung 28 geförderten Schmiermittel durchströmbare Hauptzweig 36 an der Verbindungsstelle V in die als Nebenzweige ausgebildeten Zweige 30 und 32 auf.
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Dadurch wird das gesamte, mittels der Pumpeinrichtung 28 geförderte und dadurch durch den Hauptzweig 36 hindurchgeförderte und somit den Hauptzweig 36 durchströmende Schmiermittel auf die Nebenzweige aufgeteilt, sodass beispielsweise zumindest der erste Teil durch den Zweig 30 und zumindest der zweite Teil durch den Zweig 32 strömen kann. Dabei ist es denkbar, dass das gesamte, mittels der Pumpeinrichtung 28 geförderte Schmiermittel den Zweig 30 durchströmt, wobei ein Strömen des mittels der Pumpeinrichtung 28 geförderten Schmiermittels durch den Zweig 32 unterbleibt. Ferner ist es denkbar, dass der gegenüber Null größere erste Teil und der gegenüber Null größere zweite Teil die Nebenzweige gleichzeitig durchströmt, wobei der erste Teil und der zweite Teil in Summe beispielsweise das gesamte, mittels der Pumpeinrichtung 28 geförderte und somit den Hauptzweig 36 durchströmende Schmiermittel beziehungsweise Kühlmittel ergibt.
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Da der Zweig 32 stromauf der Kühleinrichtung 34 von dem Zweig 30 abzweigt, unterbleibt ein durch die Kühleinrichtung 34 bewirktes Kühlen des den Zweig 32 durchströmenden und somit über den Zweig 32 zu dem Getriebe 22 strömenden Schmier- beziehungsweise Kühlmittels. Demgegenüber kann das den Zweig 30 durchströmende Schmiermittel beziehungsweise Kühlmittel mittels der Kühleinrichtung 34 gekühlt werden, sodass das Schmier- und Kühlmittel bei seinem Eintritt in die elektrische Maschine 12 eine hinreichend geringe Temperatur aufweist. Dadurch kann die elektrische Maschine 12 effektiv und effizient gekühlt werden, sodass ohmsche Verluste der elektrischen Maschine 12 besonders gering gehalten werden können. Demgegenüber können übermäßig geringe Temperaturen des Getriebes 22 vermieden werden, sodass übermäßige Schleppverluste des Getriebes 22 vermieden werden können.
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Die Antriebseinrichtung 10 umfasst auch eine in der Fig. besonders schematisch dargestellte Leistungselektronik 38, welche vorzugsweise der elektrischen Maschine 12 zugeordnet ist. Über die Leistungselektronik 38 ist beispielsweise die elektrische Maschine 12, insbesondere deren Wicklungen, mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgbar. Es ist erkennbar, dass die Kühleinrichtung 34 in einem insbesondere als Niedertemperatur-Kühlkreislauf ausgebildeten Kühlkreislauf 40 angeordnet sein kann, in welchem beispielsweise auch die Leistungselektronik 38 angeordnet sein kann. Der Kühlkreislauf 40 ist von einem vorzugsweise von dem Schmier- und Kühlmittel unterschiedlichen Kühlmedium durchströmbar, welches vorzugsweise eine Flüssigkeit ist und/oder zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder ausschließlich, Wasser umfassen kann. Mittels des Kühlmediums kann die Leistungselektronik 38 gekühlt werden, insbesondere durch einen Wärmeübergang von der Leistungselektronik 38 an das Kühlmedium. Außerdem kann beispielsweise über die Kühleinrichtung 34 ein Wärmeübergang von dem die Kühleinrichtung 34 durchströmenden Schmier- und Kühlmittel an das die Kühleinrichtung 34 durchströmende Kühlmedium erfolgen, wodurch das Schmier- und Kühlmittel gekühlt wird.
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Der Kühleinrichtung 34 ist eine Umgehungseinrichtung 42 zugeordnet, die eine der Kühleinrichtung 34 zugeordnete Umgehungsleitung 44 umfasst. Die Umgehungsleitung 44 ist an einer Abzweigstelle A und an einer Einleitstelle E mit dem Zweig 30 fluidisch verbunden oder verbindbar, sodass an der Abzweigstelle A zumindest ein Teil des den Zweig 30 durchströmenden Kühl- beziehungsweise Schmiermittels aus dem Zweig 30 abzweigbar und in die Umgehungsleitung 44 einleitbar ist. Das an der Abzweigstelle A aus dem Zweig 30 abgezweigte und in die Umgehungsleitung 44 eingeleitete Schmiermittel kann die Umgehungsleitung 44 durchströmen und dabei die Kühleinrichtung 34 umgehen, das heißt nicht durch die Kühleinrichtung 34 hindurchströmen. An der Einleitstelle E kann das die Umgehungsleitung 44 durchströmende Kühl- beziehungsweise Schmiermittel aus der Umgehungsleitung 44 ausströmen und wieder in den Zweig 30 einströmen. Dabei ist die Abzweigstelle A in Strömungsrichtung des den Zweig 30 durchströmenden Schmier- und Kühlmittels stromauf der Kühleinrichtung 34 angeordnet, wobei die Einleitstelle E stromab der Kühleinrichtung 34 und stromauf der elektrischen Maschine 12 angeordnet ist. Somit umgeht das die Umgehungsleitung 44 durchströmende Schmier- und Kühlmittel. Dies bedeutet, dass das die Umgehungsleitung 44 durchströmende Schmier- und Kühlmittel nicht durch die Kühleinrichtung 34 hindurchströmt und somit nicht mittels der Kühleinrichtung 34 gekühlt wird.
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Die Umgehungseinrichtung 42 weist dabei ein in der Fig. besonders schematisch dargestelltes und vorzugsweise als Thermostat oder Thermostatventil ausgebildetes Ventilelement 46 auf, mittels welchem eine die Kühleinrichtung 34 durchströmende erste Menge des Schmier- und Kühlmittels und eine die Umgehungsleitung 44 durchströmende und dadurch die Kühleinrichtung 34 umgehende zweite Menge des Schmier- und Kühlmittels einstellbar sind. Die erste beziehungsweise zweite Menge kann Null oder größer als Null sein. Beispielsweise können unterschiedliche, gegenüber Null größere Werte der jeweiligen Menge eingestellt werden und/oder die jeweilige Menge kann auch auf Null eingestellt werden. Hierdurch kann eine Temperatur eingestellt werden, mit welcher das den Zweig 30 durchströmende Schmier- und Kühlmittel in die elektrische Maschine 12 einströmt und somit die elektrische Maschine 12 kühlt. Insbesondere kann dadurch die Temperatur gesteuert oder geregelt werden.
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In dem Zweig 32 ist stromab der Verbindungsstelle V ein Ventilelement 48 angeordnet, welches beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildet ist und in Richtung des Getriebes 22 öffnet und in die entgegengesetzte Richtung und somit in Richtung der Verbindungsstelle V schließt. Der Statormantel 16, die Wickelköpfe 18 und der Rotor 20 weisen jeweils eine auch als Öleintrittsseite bezeichnete Eintrittsseite ES auf, auf welcher oder über welche der Statormantel 16, die Wickelköpfe 18 und der Rotor 20 mit dem den Zweig 30 durchströmenden Schmier- und Kühlmittel versorgbar sind beziehungsweise angeströmt werden. Dabei ist auf der jeweiligen Eintrittsseite ES in dem Zweig 30 und somit stromauf des Statormantels 16, der Wickelköpfe 18 und des Rotors 20 und stromab der Kühleinrichtung 34, insbesondere stromab der Einleitstelle E, eine jeweilige Blende 50a-c angeordnet. Außerdem weist das Getriebe 22 eine auch als Öleintrittsseite bezeichnete Eintrittsseite ES2 auf, über welche beziehungsweise von welcher das den Zweig 32 durchströmende Schmier- und Kühlmittel dem Getriebe 22 zuführbar ist beziehungsweise das Getriebe 22 anströmt oder in das Getriebe 22 einströmt. Dabei ist auch auf der Eintrittsseite ES2 in dem Zweig 32 und dabei stromauf des Getriebes 22 und stromab der Verbindungsstelle V, insbesondere stromab des Ventilelements 48, eine weitere Blende 50d angeordnet. Die Blenden 50a-d werden verwendet, um eine wunschgemäße Volumenstromaufteilung des insbesondere gesamten, mittels der Pumpeinrichtung 28 geförderten Schmier- und Kühlmittels zu realisieren. Die Blenden 50a, b sind beispielsweise von einem ersten Volumenstrom des Schmier- und Kühlmittels durchströmbar, wobei der erste Volumenstrom beispielsweise in einem Bereich von einschließlich zwei Liter pro Minute bis einschließlich sechs Liter pro Minute liegt. Die Blende 50c ist beispielsweise maximal von einem zweiten Volumenstrom des Schmier- und Kühlmittels durchströmbar, wobei der zweite Volumenstrom kleiner als neun Liter pro Minute ist. Die Blende 50d ist beispielsweise von einem dritten Volumenstrom des Schmier- und Kühlmittels durchströmbar, wobei der dritte Volumenstrom höchstens drei Liter pro Minute beträgt. Der Kühlkreislauf 40 ist beispielsweise von einem vierten Volumenstrom des Kühlmediums durchströmbar, wobei der vierte Volumenstrom vorzugsweise zehn Liter pro Minute beträgt. Eine Temperatur des den Kühlkreislauf 40 durchströmenden Kühlmediums ist vorzugsweise größer als 20 Grad Celsius.
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Bei der Antriebseinrichtung 10 können besonders günstige Temperaturniveaus der elektrischen Maschine 12 und des Getriebes 22 realisiert werden. Eine Schmierung des Rotors 20 mit dem Schmier- und Kühlmittel ist quasi drucklos möglich. Außerdem ist eine Nullschmierung des Getriebes 22 darstellbar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antriebseinrichtung
- 12
- elektrische Maschine
- 14
- Stator
- 16
- Statormantel
- 18
- Wickelkopf
- 20
- Rotor
- 22
- Getriebe
- 24
- Schmier- und Kühlmittelkreis
- 26
- Sumpf
- 28
- Pumpeinrichtung
- 30
- erster Zweig
- 32
- zweiter Zweig
- 34
- Kühleinrichtung
- 36
- Hauptzweig
- 38
- Leistungselektronik
- 40
- Kühlkreislauf
- 42
- Umgehungseinrichtung
- 44
- Umgehungsleitung
- 46
- Ventilelement
- 48
- Ventilelement
- 50a-d
- Blende
- A
- Abzweigstelle
- E
- Einleitstelle
- ES
- Eintrittsseite
- ES2
- Eintrittsseite
- V
- Verbindungsstelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018002042 A1 [0002]
- DE 102015121572 A1 [0002]
