DE102020200923A1

DE102020200923A1 - Oil separator for electric drive systems

Info

Publication number: DE102020200923A1
Application number: DE102020200923.6A
Authority: DE
Inventors: Jens Roetting; Sebastian Vietze
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-01-27
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2021-07-29

Abstract

Es wird ein Ölabscheider (1) für elektrische Antriebssysteme (100), umfassend zumindest ein Ölfangelement (11), welches dazu vorgesehen ist Ölnebel aufzufangen und zumindest ein Ölabführungselement (12), welches dazu vorgesehen ist von dem Ölfangelement (11) aufgefangenes Öl abzuführen bereitgestellt. Das Ölfangelement (11) ist an einer Schnittstelle (2), insbesondere an einer gasdurchlässigen Öffnung, zwischen zwei oder mehreren miteinander fluiddurchlässig verbundenen Komponenten des elektrischen Antriebssystems (100) angeordnet ist.
Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein elektrisches Antriebssystem (100) mit einem Ölabscheider (1), die Verwendung eines Ölabscheiders (1) in einem elektrischen Antriebssystem (100) sowie ein Verfahren zur Abscheidung von Ölnebel aus einem elektrischen Antriebssystem (100).

An oil separator (1) for electrical drive systems (100), comprising at least one oil trap element (11), which is provided to collect oil mist and at least one oil drainage element (12), which is provided to remove oil caught by the oil trap element (11), is provided . The oil trap element (11) is arranged at an interface (2), in particular at a gas-permeable opening, between two or more components of the electrical drive system (100) that are connected to one another in a fluid-permeable manner.
Further aspects of the invention relate to an electric drive system (100) with an oil separator (1), the use of an oil separator (1) in an electric drive system (100) and a method for separating oil mist from an electric drive system (100).

Description

Die Erfindung betrifft einen Ölabscheider für elektrische Antriebssysteme, umfassend zumindest ein Ölfangelement, welches dazu vorgesehen ist Ölnebel aufzufangen und zumindest ein Ölabführungselement, welches dazu vorgesehen ist von dem Ölfangelement aufgefangenes Öl abzuführen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein elektrisches Antriebssystem mit einem Ölabscheider und ein Verfahren zur Abscheidung von Ölnebel.The invention relates to an oil separator for electrical drive systems, comprising at least one oil trap element, which is provided to collect oil mist, and at least one oil discharge element, which is provided to remove oil collected by the oil collector element. The invention also relates to an electric drive system with an oil separator and a method for separating oil mist.

Stand der TechnikState of the art

Bei elektrischen Antrieben, beispielsweise in der elektrischen Antriebstechnik für Kraftfahrzeuge, ist oft eine elektrische Maschine mit einem direkt in der Nachbarschaft angeordneten Getriebe verbunden. Das Getriebe wird üblicherweise mit Schmiermittel, beispielsweise Getriebeöl, geschmiert und gekühlt. Die elektrische Maschine ist empfindlich gegenüber Schmiermittel aus dem Getriebe, so dass eine Abdichtung zwischen der elektrischen Maschine bzw. deren Gehäuse und dem daran angeschlossenen Getriebe bzw. dessen Getriebegehäuse erforderlich ist. Eine solche Abdichtung kann beispielsweise durch einen Radialwellendichtring erfolgen, der die rotierende Rotorwelle, welche von der elektrischen Maschine zum Getriebe verläuft, abdichtet. Ein solcher Radialwellendichtring dichtet die beiden benachbart angeordneten Gehäuse üblicherweise gut gegen flüssiges Schmiermittel ab. Eine absolute Dichtheit, insbesondere gegenüber Ölnebel, Öldampf oder ölhaltiger Atmosphäre allgemein, kann ein Radialwellendichtring jedoch nicht gewährleisten. Die elektrische Maschine weist neben der Verbindung zum Getriebe meist auch eine Verbindung zu einer angrenzend angeordneten Leistungselektronik auf. Auch diese Verbindung zur Leistungselektronik ist meist nicht ausreichend abgedichtet, um ein Eindringen von ölhaltiger Atmosphäre in die Leistungselektronik komplett zu verhindern.In the case of electrical drives, for example in electrical drive technology for motor vehicles, an electrical machine is often connected to a gearbox arranged directly in the vicinity. The transmission is usually lubricated and cooled with a lubricant, for example transmission oil. The electrical machine is sensitive to lubricants from the gearbox, so that a seal is required between the electrical machine or its housing and the gearbox connected to it or its gearbox housing. Such a seal can be made, for example, by a radial shaft sealing ring, which seals the rotating rotor shaft that runs from the electrical machine to the transmission. Such a radial shaft sealing ring usually seals the two adjacent housings well against liquid lubricant. However, a radial shaft sealing ring cannot guarantee absolute tightness, in particular against oil mist, oil vapor or an oily atmosphere in general. In addition to the connection to the transmission, the electrical machine usually also has a connection to adjacent power electronics. This connection to the power electronics is usually not sufficiently sealed to completely prevent an oily atmosphere from penetrating into the power electronics.

DE 10 2004 033 888 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Verhinderung von Leckage eines Getriebeöls eines Automatikgetriebes durch einen Entlüftungskanal. Die Vorrichtung umfasst dabei eine Ölablenkplatte und einen Ölabscheider. Mit der Ölablenkplatte wird ein Verbreitungspfad des Getriebeöls zum Entlüftungskanal blockiert. DE 10 2004 033 888 A1 discloses a device for preventing leakage of a transmission oil of an automatic transmission through a vent channel. The device comprises an oil baffle and an oil separator. The oil baffle blocks a path for the transmission oil to spread to the vent channel.

Aus DE 692 09 922 T2 ist ein Turbokompressor bekannt, der einen Elektromotor und ein Getriebe aufweist. Um die Wanderung von Getriebeöl über Dichtungen einer Welle zu begrenzen, wird das Getriebe über eine Entlüftungsöffnung und daran angelegtem Unterdruck entlüftet. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass das gesamte Getriebegehäuse bis auf die Entlüftungsöffnung absolut gasdicht ausgeführt sein muss, um die gezielte Abführung von Ölnebel durch Unterdruck zu ermöglichen. Diese Abdichtung des kompletten Getriebegehäuses ist aufwendig und fehleranfällig.Out DE 692 09 922 T2 a turbo compressor is known which has an electric motor and a transmission. In order to limit the migration of transmission oil over seals on a shaft, the transmission is vented via a vent opening and a vacuum applied to it. The disadvantage of this solution is that the entire gear housing, except for the ventilation opening, must be designed to be absolutely gas-tight in order to enable the targeted removal of oil mist by negative pressure. This sealing of the complete transmission housing is complex and prone to errors.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird erfindungsgemäß ein Ölabscheider für elektrische Antriebssysteme vorgeschlagen, umfassend zumindest ein Ölfangelement, welches dazu vorgesehen ist, Ölnebel aufzufangen und zumindest ein Ölabführungselement, welches dazu vorgesehen ist von dem Ölfangelement aufgefangenes Öl abzuführen. Das Ölfangelement ist dazu an einer Schnittstelle, insbesondere an einer gasdurchlässigen Öffnung, zwischen zwei oder mehreren miteinander fluiddurchlässig verbundenen Komponenten des elektrischen Antriebssystems angeordnet ist.According to the invention, an oil separator for electrical drive systems is proposed, comprising at least one oil trap element, which is provided to collect oil mist, and at least one oil discharge element, which is provided to remove oil collected by the oil collector element. For this purpose, the oil trap element is arranged at an interface, in particular at a gas-permeable opening, between two or more components of the electrical drive system that are connected to one another in a fluid-permeable manner.

Ein erfindungsgemäßer Ölabscheider ist dazu vorgesehen, Öl in verschiedenen Zuständen aufzufangen und von ölempfindlichen Bauteilen fernzuhalten. Öl oder Schmiermittel kann verschiedene Zustände annehmen. Üblicherweise liegt das Öl in flüssiger Form vor. In einem Antriebssystem herrscht außerhalb des flüssigen Öles eine Atmosphäre, die üblicherweise von Luft gebildet wird. Bei Bewegung des Antriebssystems, kann das flüssige Öl in die Atmosphäre vordringen, wodurch sich eine ölhaltige Atmosphäre bildet. Über diese ölhaltige Atmosphäre kann sich das Öl an Stellen verbreiten, an welchen es nicht erwünscht und schädlich ist. Zunächst entsteht Öldampf in der Atmosphäre, in dem das Öl noch nicht in Form von Tröpfchen vorliegt. Je nach Umgebungsbedingungen kann es vorkommen, dass sich im Öldampf bzw. in der ölhaltige Atmosphäre kleine Öltröpfchen bilden. Dieser Zustand wird dann als Ölnebel bezeichnet. Der Ölnebel ist kritisch für empfindliche Bauteile, da die sich darin befindlichen Tröpfchen leicht kondensieren und sich in flüssiger Form niederschlagen können. Im Folgenden wird in der Beschreibung der Begriff Ölnebel verwendet. Anstelle dieses Begriffes Ölnebel können aber auch dessen Vorstufen, nämlich ölhaltige Atmosphäre oder Öldampf eingesetzt werden.An oil separator according to the invention is provided to collect oil in various states and to keep it away from oil-sensitive components. Oil or lubricant can assume different states. Usually the oil is in liquid form. In a drive system, outside of the liquid oil, there is an atmosphere that is usually formed by air. When the drive system moves, the liquid oil can penetrate into the atmosphere, creating an oily atmosphere. The oil can spread through this oily atmosphere in places where it is undesirable and harmful. First of all, oil vapor is created in the atmosphere in which the oil is not yet in the form of droplets. Depending on the ambient conditions, it can happen that small oil droplets form in the oil vapor or in the oily atmosphere. This condition is then referred to as oil mist. The oil mist is critical for sensitive components, as the droplets in it can easily condense and precipitate in liquid form. In the following, the term oil mist is used in the description. Instead of this term oil mist, its preliminary stages, namely an oily atmosphere or oil vapor, can also be used.

Ein erfindungsgemäßer Ölabscheider umfasst die Hauptelemente Ölfangelement und Ölabführungselement. Unter Ölfangelement ist dabei ein Element zu verstehen, welches dazu geeignet ist Ölnebel aus der Atmosphäre in einer Antriebskomponente aufzufangen. Das Ölfangelement kann dabei auf verschiedenen physikalischen Wirkprinzipien beruhen. Das Ölabführungselement ist mit dem Ölfangelement verbunden und dazu vorgesehen, den aufgefangenen Ölnebel oder das aus dem aufgefangenen Ölnebel kondensierte Öl vom Ölfangelement abzuführen und wegzuleiten. Das Ölabführungselement ist üblicherweise als Leitung ausgeführt, und kann beispielsweise durch einen Schlauch oder durch ein Rohr gebildet werden. Das Ölabführungselement kann jedoch auch weitere Komponenten, wie beispielsweise weitere Anschlüsse aufweisen. Üblicherweise dient das Ölabführungselement dazu, den aufgefangenen Ölnebel an den Ort seiner Entstehung zurückzuführen. Das Ölabführungselement kann alternativ auch einen Ölspeicher umfassen. Insbesondere wenn nur kleine Mengen aufgefangenen Öls zu erwarten sind, können diese in einem im Ölabführungselement integrierten Ölspeicher gespeichert werden. In diesem Fall ist eine Abführung des aufgefangenen Öls aus dem Antriebssystem heraus nicht erforderlich. Erfindungsgemäß ist das Ölfangelement an einer Schnittstelle zwischen zwei oder mehreren Komponenten eines elektrischen Antriebssystems angeordnet. Solche Komponenten können beispielsweise eine elektrische Maschine in einem Maschinengehäuse, ein Getriebe in einem Getriebegehäuse oder eine Leistungselektronik in einem Elektronikgehäuse sein. Zur Erklärung der Funktion eines erfindungsgemäßen Ölabscheider wird im Folgenden beispielhaft auf eine Schnittstelle zwischen dem Maschinengehäuse einer elektrischen Maschine und dem Getriebegehäuse eines ölgeschmierten Getriebes eingegangen. Unter Schnittstelle ist dabei generell ein Bereich zu verstehen, der zwei Komponenten eines Antriebssystems räumlich und/oder funktional miteinander verbindet. Ein Beispiel für eine solche Schnittstelle ist eine Öffnung, die zwei benachbarte Gehäuse miteinander verbindet, wobei durch die Öffnung ein funktionsrelevantes Teil des Antriebssystems, wie zum Beispiel eine Welle geführt wird.An oil separator according to the invention comprises the main elements oil collecting element and oil discharge element. An oil catch element is to be understood here as an element which is suitable for catching oil mist from the atmosphere in a drive component. The oil catch element can be based on various physical operating principles. The oil discharge element is connected to the oil catch element and is provided to carry away the oil mist that has been collected or the oil condensed from the oil mist that has been collected from the oil catch element and to lead it away. The oil discharge element is usually designed as a line and can be formed, for example, by a hose or a pipe. The oil drainage element however, it can also have additional components, such as, for example, additional connections. Usually, the oil drainage element is used to return the collected oil mist to the place where it was created. The oil discharge element can alternatively also comprise an oil reservoir. In particular, if only small amounts of collected oil are to be expected, these can be stored in an oil reservoir integrated in the oil drainage element. In this case, it is not necessary to drain the collected oil out of the drive system. According to the invention, the oil trap element is arranged at an interface between two or more components of an electrical drive system. Such components can be, for example, an electrical machine in a machine housing, a transmission in a transmission housing, or power electronics in an electronics housing. To explain the function of an oil separator according to the invention, an interface between the machine housing of an electrical machine and the transmission housing of an oil-lubricated transmission is discussed below by way of example. An interface is generally to be understood as an area that spatially and / or functionally connects two components of a drive system to one another. An example of such an interface is an opening that connects two adjacent housings to one another, with a function-relevant part of the drive system, such as a shaft, being guided through the opening.

Die folgenden Erklärungen sind jedoch nicht auf eine solche Schnittstelle begrenzt sondern gelten analog auch für andere Schnittstellen in einem elektrischen Antriebssystem.However, the following explanations are not limited to such an interface but also apply analogously to other interfaces in an electrical drive system.

Die elektrische Maschine weist eine Rotorwelle auf, welche mit einem benachbart angeordneten Getriebe verbunden ist und diesem als Antriebswelle dient. Zwischen dem Maschinengehäuse und dem Getriebegehäuse ist eine Schnittstelle in Form einer Öffnung angeordnet, durch die die Rotorwelle hindurch verläuft. In dieser Schnittstelle ist ein Radialwellendichtring angeordnet, der den Durchtritt von flüssigem Öl aus dem Getriebegehäuse in das Maschinengehäuse verhindert. Der Radialwellendichtring ist über seine Lebensdauer jedoch nicht gasdicht, wodurch Ölnebel zeitweise den Radialwellendichtring passieren kann. Selbst bei einem neuwertigen Radialwellendichtring kann Ölnebel auf der dem Getriebe abgewandten Seite, nämlich auf der Seite der elektrischen Maschine, entstehen. Der Radialwellendichtring beruht auf einer Abdichtung durch einen dünnen Ölfilm, auf dem elastische Elemente des Radialwellendichtringes schwimmen. Dieser Ölfilm reicht bis auf die dem Getriebe abgewandten Seite der Schnittstelle. Bereits aus diesem Ölfilm kann Öl verdampfen wodurch sich Ölnebel bilden kann. Die Schnittstelle zwischen Maschinengehäuse und Getriebegehäuse ist somit, zumindest zeitweise, trotz Anordnung eines Radialwellendichtringes fluiddurchlässig, insbesondere gasdurchlässig. Es ist somit möglich, dass durch die Schnittstelle und durch den Radialwellendichtring hindurch Ölnebel aus dem Getriebegehäuse in das Maschinengehäuse vordringt. Um dies zu verhindern, ist zumindest ein Ölfangelement an der Schnittstelle angeordnet. Günstigerweise überdeckt das Ölfangelement dabei die gesamte Schnittstelle um so wirkungsvoll jeglichen durch die Schnittstelle tretenden Ölnebel auffangen zu können. Das Ölfangelement kann dabei auf der Seite der Schnittstelle angeordnet werden, die abgewandt zu der Komponente des Antriebssystems liegt, auf der der Ölnebel entsteht. Bei dieser Anordnung ist es möglich, dass Ölnebel noch durch die Schnittstelle selbst tritt, jedoch in unmittelbarer Nähe zur Schnittstelle vom Ölfangelement aufgefangen wird. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, da die Komponente, in der Ölnebel entsteht, insbesondere das Getriebegehäuse, nicht mit besonderen, aufwändigen Vorkehrungen komplett abgedichtet werden muss. Durch diese Anordnung des Ölfangelementes ist der erfindungsgemäße Ölabscheider wesentlich einfacher aufgebaut als aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen zur Verhinderung des Austritts von Ölnebel. Dadurch ist ein erfindungsgemäße Ölabscheider auch geeignet zur Nachrüstung bestehender Antriebssysteme, bei denen die Schädigung empfindlicher Komponenten durch Ölnebel oder ähnliche Verschmutzungen verringert oder verhindert werden soll. Bei einer solchen Nachrüstung muss lediglich das Ölfangelement an oder in der Nähe der Schnittstelle angebracht und das Ölabführungselement in der entsprechenden Komponente des Antriebssystems verlegt und aus dieser herausgeführt werden. Ein weiterer Vorteil eines erfindungsgemäßen Ölabscheiders ist, dass gegen Ölnebel empfindliche Komponenten nicht mehr durch besondere Schutzmaßnahmen gegen Ölnebel geschützt werden müssen. Derartige Schutzmaßnahmen, wie beispielsweise Beschichtungen elektronischer Komponenten und Schaltungen, können eingespart werden. Dadurch wird der Aufwand und die Kosten für die Herstellung eines elektrischen Antriebssystems deutlich reduziert.The electrical machine has a rotor shaft which is connected to an adjacently arranged transmission and which serves as a drive shaft. An interface in the form of an opening through which the rotor shaft runs is arranged between the machine housing and the gear housing. A radial shaft sealing ring is arranged in this interface, which prevents the passage of liquid oil from the gear housing into the machine housing. However, the radial shaft sealing ring is not gas-tight over its service life, which means that oil mist can temporarily pass through the radial shaft sealing ring. Even with a new radial shaft sealing ring, oil mist can arise on the side facing away from the gearbox, namely on the side of the electrical machine. The radial shaft seal is based on a seal by a thin oil film on which the elastic elements of the radial shaft seal float. This oil film extends to the side of the interface facing away from the gearbox. Oil can evaporate from this oil film, which can lead to the formation of oil mist. The interface between the machine housing and the gear housing is thus, at least temporarily, in spite of the arrangement of a radial shaft sealing ring, fluid-permeable, in particular gas-permeable. It is thus possible for oil mist to penetrate from the transmission housing into the machine housing through the interface and through the radial shaft sealing ring. In order to prevent this, at least one oil trap element is arranged at the interface. The oil collecting element advantageously covers the entire interface in order to be able to effectively collect any oil mist passing through the interface. The oil trap element can be arranged on the side of the interface that faces away from the component of the drive system on which the oil mist is generated. With this arrangement, it is possible that oil mist still passes through the interface itself, but is caught by the oil catching element in the immediate vicinity of the interface. This arrangement is particularly advantageous because the component in which the oil mist occurs, in particular the transmission housing, does not have to be completely sealed off with special, complex precautions. As a result of this arrangement of the oil collecting element, the oil separator according to the invention has a significantly simpler structure than solutions known from the prior art for preventing the escape of oil mist. As a result, an oil separator according to the invention is also suitable for retrofitting existing drive systems in which the damage to sensitive components by oil mist or similar contamination is to be reduced or prevented. In the case of such a retrofit, the oil trap element only has to be attached to or in the vicinity of the interface and the oil discharge element laid in the corresponding component of the drive system and led out of it. Another advantage of an oil separator according to the invention is that components sensitive to oil mist no longer have to be protected against oil mist by special protective measures. Such protective measures, such as coatings of electronic components and circuits, can be saved. This significantly reduces the effort and costs for the production of an electric drive system.

In einer Ausführungsform des Ölabscheiders ist vorgesehen, dass das Ölfangelement eine tragende Struktur und zumindest ein Filterelement aufweist, wobei die tragende Struktur das Filterelement aufnimmt und wobei die tragende Struktur einen Anschlussbereich aufweist, welcher dazu vorgesehen ist, die Schnittstelle zwischen zwei oder mehreren miteinander fluiddurchlässig verbundenen Komponenten des elektrischen Antriebssystems gasdicht zu umgreifen. In dieser Ausführungsform umfasst das Ölfangelement eine tragende Struktur. Diese tragende Struktur weist eine feste Form auf und dient als Basis zur Anordnung weiterer Bauteile des Ölfangelementes. Ein solches weiteres Bauteil ist zumindest ein Filterelement, welches innerhalb der tragenden Struktur aufgenommen ist. Das Filterelement dient dazu Ölnebel aus der Atmosphäre herauszufiltern. Die tragende Struktur weist weiterhin einen Anschlussbereich auf, der zur Verbindung des Ölfangelementes mit Teilen einer Komponente eines Antriebssystems verbunden zu werden. Beispielsweise kann das Ölfangelement über den Anschlussbereich mit der Gehäuseinnenwand des Maschinengehäuses verbunden werden. Der Anschlussbereich kann beim Anbringen des Ölfangelementes gasdicht um die Schnittstelle herum mit einem anderen Bauteil verbunden werden. Ein solcher gasdichter Anschluss bewirkt, dass kein Ölnebel vorbei am Ölfangelement durch die Schnittstelle dringen kann. Im optimalen Fall umgreift die tragende Struktur mit ihrem Anschlussbereich die Schnittstelle komplett. In manchen Anwendungsfällen kann ein komplettes Umgreifen aufgrund anderer Bauteile im Gehäuse, beispielsweise aufgrund einer durchgehenden Antriebswelle, die von einer Komponente des Systems zu einer anderen Komponente verläuft, nicht erreicht werden. In diesen Fällen können Durchbrüche in der tragenden Struktur vorgesehen werden, durch die solche Bauteile geführt werden. Betrachtet man die Flussrichtung des Ölnebels im Ölfangelement, tritt dieser zunächst an der Stelle in die tragende Struktur ein, die vom Anschlussbereich umgeben ist. Von dieser Eintrittsstelle am Anschlussbereich bewegt sich der Ölnebel zunächst auf das Filterelement zu, von welchem er dann herausgefiltert wird.In one embodiment of the oil separator it is provided that the oil catching element has a supporting structure and at least one filter element, the supporting structure receiving the filter element and the supporting structure having a connection area which is provided to connect the interface between two or more fluid-permeable to one another To grip components of the electric drive system in a gas-tight manner. In this embodiment, the oil collecting element comprises a supporting structure. This supporting structure has a solid shape and serves as a basis for the arrangement of further components of the Oil trap element. Such a further component is at least one filter element which is received within the load-bearing structure. The filter element is used to filter oil mist from the atmosphere. The load-bearing structure also has a connection area which is used to connect the oil collecting element to parts of a component of a drive system. For example, the oil trap element can be connected to the housing inner wall of the machine housing via the connection area. When the oil trap element is attached, the connection area can be connected to another component in a gas-tight manner around the interface. Such a gas-tight connection ensures that no oil mist can penetrate past the oil trap element through the interface. In the optimal case, the supporting structure with its connection area completely surrounds the interface. In some applications, it is not possible to reach around completely due to other components in the housing, for example due to a continuous drive shaft that runs from one component of the system to another component. In these cases, openings can be provided in the supporting structure through which such components are guided. If you look at the direction of flow of the oil mist in the oil trap element, it first enters the load-bearing structure at the point that is surrounded by the connection area. From this entry point at the connection area, the oil mist first moves towards the filter element, from which it is then filtered out.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass das Filterelement als austauschbarer Filtereinsatz ausgeführt ist und gasdurchlässige Poren mit einer Porengröße aufweist. Dieser Filtereinsatz weist Poren auf, durch die Atmosphäre, insbesondere Luft hindurch dringen kann. Die Porengröße dieser Poren ist dabei so gewählt, dass die einen Ölnebel bildenden Öltröpfchen nicht durch die Poren gelangen können sondern vom Filterelement aufgefangen werden. Der Filtereinsatz ist in dieser Ausführungsform austauschbar ausgeführt, so dass er bei längerer Lebenszeit des elektrischen Antriebssystems bei Bedarf in einfacher Weise ausgewechselt werden kann.Furthermore, it is provided that the filter element is designed as an exchangeable filter insert and has gas-permeable pores with a pore size. This filter insert has pores through which the atmosphere, in particular air, can penetrate. The pore size of these pores is chosen so that the oil droplets forming an oil mist cannot pass through the pores but are caught by the filter element. In this embodiment, the filter insert is designed to be exchangeable, so that it can be exchanged in a simple manner if the electrical drive system has a longer service life.

In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Filterelement als Elektrofilter oder als elektrostatischer Abscheider ausgeführt ist. In dieser alternativen Ausführungsform wird Ölnebel basierend auf einem alternativen physikalischen Prinzip vom Ölfangelement aufgefangen. Dazu wird vom Filterelement der Ölnebel zunächst elektrisch aufgeladen. Die elektrisch geladenen Öltöpfchen werden anschließend von einer Niederschlagselektrode elektrostatisch angezogen und dort abgeschieden. Vorteilhaft an dieser alternativen Ausführungsform ist, dass keine Poren vorgesehen sind, wie bei einem mechanisch wirkenden Filterelement, welche verstopfen können. Somit weist ein Elektrofilter oder elektrostatischer Abscheider eine längere Betriebsdauer auf als ein mechanisch wirkendes Filterelement mit Poren.In an alternative embodiment it is provided that the filter element is designed as an electrostatic precipitator or as an electrostatic precipitator. In this alternative embodiment, oil mist is collected by the oil collecting element based on an alternative physical principle. To do this, the oil mist is first electrically charged by the filter element. The electrically charged oil droplets are then electrostatically attracted by a collecting electrode and deposited there. The advantage of this alternative embodiment is that no pores are provided, as in the case of a mechanically acting filter element, which can clog. An electrostatic precipitator or electrostatic precipitator thus has a longer service life than a mechanically acting filter element with pores.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrere Filterelemente vorgesehen sind, wobei die Filterelemente nach einer oder beiden der beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt sind, wobei die Filterelemente hintereinander in Reihe geschaltet sind. Dadurch ist es möglich, Öltröpfchen verschiedener Größe nacheinander aus der Atmosphäre im elektrischen Antriebssystem herauszufiltern. Selbstverständlich können auch drei oder mehr Filterelemente hintereinander angeordnet werden. Weiterhin ist es möglich, Filterelemente verschiedener Ausführungsformen hintereinander anzuordnen. So kann in einem ersten Filterelement beispielsweise ein elektrostatischer Abscheider zum Einsatz kommen und hinter diesem ersten Filterelement ein zweites Filterelement mit einem austauschbaren, porösen Filtereinsatz angeordnet werden.In a further embodiment it is provided that several filter elements are provided, the filter elements being designed according to one or both of the two embodiments described above, the filter elements being connected in series one after the other. This makes it possible to filter out oil droplets of different sizes one after the other from the atmosphere in the electric drive system. Of course, three or more filter elements can also be arranged one behind the other. It is also possible to arrange filter elements of different embodiments one behind the other. For example, an electrostatic precipitator can be used in a first filter element and a second filter element with an exchangeable, porous filter insert can be arranged behind this first filter element.

In einer weiteren günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ölabführungselement mit der tragenden Struktur des Ölfangelementes durch eine fluiddurchlässige Verbindungsstelle verbunden ist, wobei diese Verbindungsstelle zwischen Anschlussbereich und Filterelement angeordnet ist. In dieser Ausführungsform verbindet eine fluiddurchlässige Anschlussstelle die tragende Struktur des Ölfangelementes mit dem Ölabführungselement. Diese fluiddurchlässige Anschlussstelle kann beispielsweise durch eine einfache Öffnung in der tragenden Struktur gebildet werden. Die fluiddurchlässige Anschlussstelle ist in Flussrichtung des aufgefangenen Ölnebels, also von der Anschlussstelle der tragenden Struktur hin zum Filterelement, vor dem Filterelement angeordnet. Somit liegt die fluiddurchlässige Anschlussstelle in dem Bereich der tragenden Struktur, in dem sich aufgefangener Ölnebel oder daraus kondensiertes Öl sammelt und abgeführt werden soll. Die Verbindungsstelle kann alternativ, je nach Ausführungsform des Filterelementes, auch in Flussrichtung des aufgefangenen Ölnebels nach dem Filterelement angeordnet werden.In a further advantageous embodiment it is provided that the oil discharge element is connected to the load-bearing structure of the oil collecting element by a fluid-permeable connection point, this connection point being arranged between the connection area and the filter element. In this embodiment, a fluid-permeable connection point connects the load-bearing structure of the oil collecting element with the oil discharge element. This fluid-permeable connection point can be formed, for example, by a simple opening in the supporting structure. The fluid-permeable connection point is arranged in front of the filter element in the flow direction of the collected oil mist, that is to say from the connection point of the supporting structure to the filter element. The fluid-permeable connection point is thus in the area of the supporting structure in which oil mist or oil condensed therefrom collects and is to be discharged. Alternatively, depending on the embodiment of the filter element, the connection point can also be arranged downstream of the filter element in the direction of flow of the collected oil mist.

Des Weiteren ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Ölabführungselement als schlauchartiges Element ausgeführt ist, wobei ein Ende dieses schlauchartigen Elementes mit dem Ölfangelement verbunden ist und das schlauchartige Element einen Anschluss aufweist, welcher mit einem Unterdruckerzeuger verbunden ist. Darunter ist zu verstehen, dass das Ölabführungselement einen durchgehenden, inneren Hohlraum aufweist, welcher als Leitung für den aufgefangenen Ölnebel oder das daraus kondensierte Öl dient. Das schlauchartige Element kann als flexibler Schlauch oder als plastisch verformbares aber nach der Verformung beim Einbau in das Antriebssystem formstabiles Rohr ausgeführt sein. An dem schlauchartigen Element befindet sich neben der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung für den aufgefangenen Ölnebel zumindest ein weiterer Anschluss, der mit einem Unterdruckerzeuger verbunden ist. Über diesen Anschluss kann Unterdruck im Ölabführelement erzeugt werden. Dadurch wird im Ölfangelement aufgefangener Ölnebel über die Verbindungsstelle in das Ölabführungselement gesaugt. Durch den Unterdruck wird Ölnebel auch aus dem zum Ölfangelement benachbarten Bereich der Komponente des Antriebssystems zuverlässig abgesaugt und so aus der Komponente entfernt.Furthermore, it is provided in one embodiment that the oil discharge element is designed as a hose-like element, one end of this hose-like element being connected to the oil catching element and the hose-like element having a connection which is connected to a vacuum generator. This is to be understood as meaning that the oil discharge element has a continuous, inner cavity which serves as a conduit for the collected oil mist or the oil condensed therefrom. The hose-like element can be a flexible hose or a plastically deformable tube that is dimensionally stable after the deformation during installation in the drive system be executed. On the hose-like element, in addition to the inlet opening and the outlet opening for the collected oil mist, there is at least one further connection which is connected to a vacuum generator. This connection can be used to generate negative pressure in the oil discharge element. As a result, oil mist caught in the oil catcher element is sucked into the oil drainage element via the connection point. As a result of the negative pressure, oil mist is also reliably sucked off from the area of the component of the drive system adjacent to the oil trap element and thus removed from the component.

Weiterhin wird erfindungsgemäß ein elektrisches Antriebssystem vorgeschlagen, umfassend zumindest eine elektrische Maschine in einem Maschinengehäuse, zumindest ein Getriebe in einem Getriebegehäuse und zumindest eine Leistungselektronik in einem Elektronikgehäuse, wobei Maschinengehäuse, Getriebegehäuse und Elektronikgehäuse jeweils über zumindest eine Schnittstelle, insbesondere über eine gasdurchlässige Öffnung, miteinander verbunden sind. An zumindest einer Schnittstelle ist ein Ölabscheider nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen angeordnet. Selbstverständlich kann ein erfindungsgemäßes Antriebssystem auch weitere Komponenten umfassen, wie beispielsweise ein weiteres Gehäuse für eine Kühlanordnung oder Ähnliches. Zwischen den einzelnen Komponenten ist jeweils eine Schnittstelle vorgesehen, die eine räumliche und/oder funktionale Verbindung zwischen den Komponenten herstellt. Erfindungsgemäß ist an zumindest einer solchen Schnittstelle ein Ölabscheider nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen angeordnet. Der Ölabscheider kann dabei die Schnittstelle komplett überdecken oder aber in deren unmittelbarer Nähe angeordnet sein. Bei einem erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystem werden Ölnebel oder andere Verschmutzungen zuverlässig durch den oder die Ölabscheider bereits beim Durchtritt durch eine Schnittstelle entfernt, wodurch die chemische Belastung der Komponenten des Antriebssystems deutlich reduziert wird. Daraus resultieren eine längere Haltbarkeit und eine größere Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystems gegenüber dem Stand der Technik.Furthermore, an electrical drive system is proposed according to the invention, comprising at least one electrical machine in a machine housing, at least one gear in a gear housing and at least one power electronics in an electronics housing, the machine housing, gear housing and electronics housing each via at least one interface, in particular via a gas-permeable opening, with one another are connected. An oil separator according to one or more of the embodiments described above is arranged at at least one interface. Of course, a drive system according to the invention can also comprise further components, such as, for example, a further housing for a cooling arrangement or the like. An interface is provided between the individual components, which creates a spatial and / or functional connection between the components. According to the invention, an oil separator according to one of the embodiments described above is arranged at at least one such interface. The oil separator can completely cover the interface or it can be arranged in its immediate vicinity. In an electrical drive system according to the invention, oil mist or other contaminants are reliably removed by the oil separator (s) as soon as it passes through an interface, which significantly reduces the chemical load on the components of the drive system. This results in a longer service life and greater reliability of the electrical drive system according to the invention compared to the prior art.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Verfahren zur Abscheidung von Ölnebel aus einem elektrischen Antriebssystem unter Verwendung eines Ölabscheiders nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen vorgeschlagen, umfassend die Schritte

A) Auffangen von Ölnebel, welcher durch eine Schnittstelle, insbesondere durch eine gasdurchlässige Öffnung, zwischen zwei oder mehreren fluiddurchlässig verbundenen Komponenten des elektrischen Antriebssystems dringt mit zumindest einem Ölfangelement,
B) Abführen des in Schritt A) aufgefangenen Ölnebels durch ein Ölabführungselement, wobei der aufgefangene Ölnebel durch das Ölabführungselement zu der Komponente des elektrischen Antriebssystems zurückgeführt wird, an der er entstanden ist. Das erfindungsgemäße Verfahren dient dazu, Ölnebel oder ähnliche Verschmutzungen aus einem elektrischen Antriebssystem zu entfernen. Dadurch werden durch diese Verschmutzung hervorgerufene Schäden reduziert bzw. vermieden und das elektrische Antriebssystem arbeitet zuverlässiger und ist langlebiger. In einem ersten Verfahrensschritt wird Ölnebel, welcher durch eine Schnittstelle zwischen zwei Komponenten des Antriebssystems dringt, mithilfe eines Ölfangelementes aufgefangen und dadurch der Atmosphäre im Inneren der entsprechenden Komponente entzogen. In einem zweiten Verfahrensschritt wird der aufgefangene Ölnebel oder das daraus kondensierte Öl durch ein Ölabführungselement aus der Komponente abgeleitet. Der derart abgeleitete Ölnebel wird schließlich an den Ort seiner Entstehung zurückgeführt. Üblicherweise entsteht der Ölnebel in einem bewegten Getriebe. In diesem Fall wird der durch eine Schnittstelle aus dem Getriebegehäuse dringende Ölnebel wie beschrieben aufgefangenen, abgeführt und schließlich dem Getriebegehäuse wieder zugeführt.

According to the invention, a method for separating oil mist from an electric drive system using an oil separator according to one of the embodiments described above is also proposed, comprising the steps

A) collecting oil mist which penetrates through an interface, in particular through a gas-permeable opening, between two or more fluid-permeable connected components of the electrical drive system with at least one oil collecting element,
B) Discharge of the oil mist collected in step A) by an oil discharge element, the oil mist collected being returned by the oil discharge element to the component of the electrical drive system on which it was generated. The method according to the invention is used to remove oil mist or similar contamination from an electric drive system. As a result, damage caused by this pollution is reduced or avoided and the electric drive system works more reliably and has a longer service life. In a first process step, oil mist, which penetrates through an interface between two components of the drive system, is captured with the help of an oil trap element and is thereby removed from the atmosphere inside the corresponding component. In a second process step, the collected oil mist or the oil condensed therefrom is diverted from the component through an oil drainage element. The oil mist thus derived is finally returned to the place where it was created. The oil mist usually arises in a moving gear. In this case, the oil mist penetrating through an interface from the gearbox housing is captured as described, discharged and finally fed back to the gearbox housing.

Schließlich wird erfindungsgemäß die Verwendung eines Ölabscheiders nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in einem elektrischen Antriebssystem vorgeschlagen, wobei, das Antriebssystem zumindest eine elektrische Maschine in einem Maschinengehäuse, zumindest ein Getriebe in einem Getriebegehäuse und zumindest eine Leistungselektronik in einem Elektronikgehäuse umfasst. Maschinengehäuse, Getriebegehäuse und Elektronikgehäuse sind jeweils über zumindest eine Schnittstelle, insbesondere über eine gasdurchlässige Öffnung, miteinander verbunden, wobei der Ölabscheider an zumindest einer Schnittstelle angeordnet ist und Ölnebel, welcher in einem oder mehreren der Gehäuse Maschinengehäuse, Getriebegehäuse und Elektronikgehäuse vorhanden ist abscheidet und ableitet.Finally, the invention proposes the use of an oil separator according to one of the previously described embodiments in an electric drive system, the drive system comprising at least one electric machine in a machine housing, at least one gearbox in a gearbox housing and at least one power electronics unit in an electronics housing. The machine housing, gear housing and electronics housing are each connected to one another via at least one interface, in particular via a gas-permeable opening, the oil separator being arranged at at least one interface and separating and discharging oil mist, which is present in one or more of the machine housing, gear housing and electronics housing .

Da auch bei einem Radialwellendichtring, welcher nicht direkt benachbart zu einem ölhaltigen Getriebe angeordnet ist, aus dessen Ölfilm Ölnebel entstehen kann, kann ein Ölabscheider nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auch dazu verwendet werden, um Ölnebel in Vorrichtungen aufzufangen, welche kein Getriebegehäuse aufweisen. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise ein elektrisches Antriebssystem sein, welches lediglich aus einer elektrischen Maschine in einem entsprechenden Maschinengehäuse und einer Leistungselektronik in einem entsprechenden Elektronikgehäuse gebildet wird.Since oil mist can also arise from the oil film of a radial shaft sealing ring which is not arranged directly adjacent to an oil-containing transmission, an oil separator according to one of the embodiments described above can also be used to collect oil mist in devices that do not have a transmission housing. Such a device can be, for example, an electric drive system, which is only formed from an electrical machine in a corresponding machine housing and power electronics in a corresponding electronics housing.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Ein erfindungsgemäßer Ölabscheider, sowie ein erfindungsgemäßes elektrisches Antriebssystem sind besonders vorteilhaft, da die Komponente, in der Ölnebel entsteht, insbesondere das Getriebegehäuse, nicht mit besonderen, aufwändigen Vorkehrungen komplett abgedichtet werden muss. Durch die Anordnung des Ölfangelementes an oder in der Nähe der Schnittstelle ist der erfindungsgemäße Ölabscheider/das elektrische Antriebssystem wesentlich einfacher aufgebaut als aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen zur Verhinderung des Austritts von Ölnebel. Ein erfindungsgemäßer Ölabscheider ist auch geeignet zur Nachrüstung bestehender Antriebssysteme, bei denen die Schädigung empfindlicher Komponenten durch Ölnebel oder ähnliche Verschmutzungen verringert oder verhindert werden soll. Ein weiterer Vorteil eines erfindungsgemäßen Ölabscheiders ist, dass gegen Ölnebel empfindliche Komponenten nicht mehr durch besondere Schutzmaßnahmen gegen Ölnebel geschützt werden müssen. Derartige Schutzmaßnahmen, wie beispielsweise Beschichtungen elektronischer Komponenten und Schaltungen, können eingespart werden. Dadurch wird der Aufwand und die Kosten für die Herstellung eines elektrischen Antriebssystems deutlich reduziert.An oil separator according to the invention and an electric drive system according to the invention are particularly advantageous since the component in which the oil mist is produced, in particular the gearbox housing, does not have to be completely sealed off with special, complex precautions. Due to the arrangement of the oil trap element on or in the vicinity of the interface, the oil separator / the electric drive system according to the invention has a much simpler structure than solutions known from the prior art for preventing the escape of oil mist. An oil separator according to the invention is also suitable for retrofitting existing drive systems in which the damage to sensitive components by oil mist or similar contamination is to be reduced or prevented. Another advantage of an oil separator according to the invention is that components sensitive to oil mist no longer have to be protected against oil mist by special protective measures. Such protective measures, such as coatings of electronic components and circuits, can be saved. This significantly reduces the effort and costs for the production of an electric drive system.

Weiterhin vorteilhaft ist, dass der Ölabscheider sehr einfach an oder in der Nähe der Schnittstelle angebracht werden kann. Für diese Anbringung ist es nicht erforderlich, dass an den Gehäusen der Komponenten aufwändige Befestigungsvorrichtungen vorgesehen werden. Der Ölabscheider kann über einfache Schraubenverbindungen oder auch stoffschlüssig, zum Beispiel durch Klebeverbindungen an der Schnittstelle angeordnet werden. Bei einem erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystem werden Ölnebel oder andere Verschmutzungen zuverlässig durch den oder die Ölabscheider bereits beim Durchtritt durch eine Schnittstelle entfernt, wodurch die chemische Belastung der Komponenten des Antriebssystems deutlich reduziert wird.It is also advantageous that the oil separator can be attached very easily to or in the vicinity of the interface. For this attachment it is not necessary for complex fastening devices to be provided on the housings of the components. The oil separator can be arranged at the interface using simple screw connections or also materially, for example using adhesive connections. In an electrical drive system according to the invention, oil mist or other contaminants are reliably removed by the oil separator (s) as soon as it passes through an interface, which significantly reduces the chemical load on the components of the drive system.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings and the following description.

Es zeigen:

1 eine schematische, geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystems und
2 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölabscheiders.

Show it:

1 a schematic, sectional side view of an embodiment of an electric drive system according to the invention and
2 a schematic, perspective view of an embodiment of an oil separator according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, a repeated description of these elements being dispensed with in individual cases. The figures represent the subject matter of the invention only schematically.

1 zeigt eine schematische, geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystems 100. Das elektrische Antriebssystem 100 umfasst hier drei Komponenten: links unten ist das Maschinengehäuse 101 zu sehen, welches eine elektrische Maschine mit einem feststehenden Stator 1011 und einem rotierenden Rotor 1012 enthält. Der Rotor 1012 versetzt bei seiner Drehung auch die Welle 3 in eine Drehbewegung. Die Welle 3 ist durch eine am rechten Rand des Maschinengehäuses 101 geführte Schnittstelle 2 mit dem direkt angrenzend an das Maschinengehäuse 101 angeordneten Getriebegehäuse 102 verbunden. Die Welle 3 überträgt ihre Drehbewegung auf ein Getriebe 1021, welches innerhalb des Getriebegehäuses 102 angeordnet ist. Das Getriebe 1021 wird durch einen Ölsumpf 1022 geschmiert. Bei der Bewegung des Getriebes 1021 entsteht im Getriebegehäuse 102 ein Ölnebel, der auch durch die Schnittstelle 2 zwischen Getriebegehäuse 102 und Maschinengehäuse 101 dringt. Diese Schnittstelle 2 ist im dargestellten Fall durch einen Radialwellendichtring 21 abgedichtet, welcher zumindest das Durchdringen von flüssigem Öl durch die Schnittstelle 2 verhindert. Dieser Radialwellendichtring 21 kann jedoch keine absolute Dichtheit gegen das Vordringen von Ölnebel durch die Schnittstelle 2 gewährleisten. Um durch die Schnittstelle 2 dringenden Ölnebel aus dem elektrischen Antriebssystem 100 zu entfernen, ist an der Schnittstelle 2 im Maschinengehäuse 101 ein erster Ölabscheider 1 angeordnet. Der durch die Schnittstelle 2 dringende Ölnebel wird von dem Ölfangelement 11 aufgefangen und über das Ölabführungselement 12 aus dem Maschinengehäuse 101 abgeführt. Über dieses Ölabführungselement 12 wird der Ölnebel oder das daraus kondensierte Öl wieder dem Getriebegehäuse 102 zugeführt, insbesondere dem darin befindlichen Ölsumpf 1022. 1 shows a schematic, sectional side view of an embodiment of an electric drive system according to the invention 100 . The electric drive system 100 comprises three components: the machine housing is at the bottom left 101 to see which is an electrical machine with a fixed stator 1011 and a rotating rotor 1012 contains. The rotor 1012 also displaces the shaft as it rotates 3 in a rotary motion. The wave 3 is through one on the right edge of the machine housing 101 guided interface 2 with the one directly adjacent to the machine housing 101 arranged gear housing 102 connected. The wave 3 transmits its rotary motion to a gear 1021 , which is inside the gearbox 102 is arranged. The gear 1021 gets through an oil sump 1022 lubricated. When moving the gear 1021 arises in the gear housing 102 an oil mist that also passed through the interface 2 between gear housing 102 and machine housing 101 penetrates. This interface 2 is in the case shown by a radial shaft seal 21 sealed, which at least allows the penetration of liquid oil through the interface 2 prevented. This radial shaft seal 21 however, it cannot provide an absolute seal against the penetration of oil mist through the interface 2 guarantee. To get through the interface 2 urgent oil mist from the electric drive system 100 to remove is at the interface 2 in the machine housing 101 a first oil separator 1 arranged. The one through the interface 2 urgent oil mist is released from the oil trap element 11 caught and over the oil drainage element 12th from the machine housing 101 discharged. About this oil drainage element 12th the oil mist or the oil condensed from it is returned to the gearbox housing 102 fed, in particular to the oil sump located therein 1022 .

Oberhalb des Maschinengehäuses 101 ist ein Elektronikgehäuse 103 angeordnet welches über eine zweite Schnittstelle 2 mit dem Maschinengehäuse 101 verbunden ist. Durch diese zweite Schnittstelle 2 werden hier Anschlusskabel geführt, welche von der Leistungselektronik 1031 zum Stator 1011 der elektrischen Maschine verlaufen. Durch die zweite Schnittstelle 2 können jedoch auch weitere Leitungen oder Anschlüsse verlaufen. An der zweiten Schnittstelle 2 ist innerhalb des Maschinengehäuses 101 ein weiteres Ölfangelement 11 angeordnet, welches hier die zweite Schnittstelle 2 überdeckt. Dieses zweite Ölfangelement 11 ist dazu vorgesehen, im Maschinengehäuse 101 befindlichen Ölnebel am Durchtritt durch die zweite Schnittstelle 2 zu hindern. Es ist nicht auszuschließen, dass geringe Mengen von Ölnebel durch den ersten Ölabscheider 1 dringen, welcher zwischen Getriebegehäuse 102 und Maschinengehäuse 101 angeordnet ist. Darüber hinaus kann auch im Maschinengehäuse 101 durch die Bewegung der elektrischen Maschine, beispielsweise in deren Lagern, Ölnebel entstehen, der nicht bis ins Elektronikgehäuse 103 vordringen soll. Daher ist auch an der zweiten Schnittstelle 2 ein Ölfangelement 11 vorgesehen, welches hier auf der Seite der Schnittstelle 2 angeordnet ist, auf der sich möglicherweise Ölnebel befindet. Selbstverständlich könnte das zweite Ölfangelement 11 auch auf der gegenüberliegenden, sich innerhalb des Elektronikgehäuses 103 befindlichen Seite der zweiten Schnittstelle 2 angeordnet werden. Auch das zweite Ölfangelement 11 ist mit einem Ölabführungselement 12 verbunden, welches hier ebenfalls aus dem Maschinengehäuse 101 herausgeführt wird und möglicherweise aufgefangenen Ölnebel oder daraus kondensiertes Öl zurück ins Getriebegehäuse 102 transportiert. In der dargestellten Ausführungsform wird in zwei Stufen, nämlich durch den ersten Ölabscheider 1 und den zweiten Ölabscheider 1 sichergestellt, dass kein Ölnebel in das Elektronikgehäuse 103 und damit bis zur Leistungselektronik 1031 vordringt.Above the machine housing 101 is an electronics housing 103 arranged which via a second interface 2 with the Machine housing 101 connected is. Through this second interface 2 connecting cables from the power electronics are routed here 1031 to the stator 1011 of the electrical machine. Through the second interface 2 however, other lines or connections can also run. At the second interface 2 is inside the machine housing 101 another oil catch element 11 arranged, which here is the second interface 2 covered. This second oil catcher 11 is provided in the machine housing 101 located oil mist at the passage through the second interface 2 to prevent. It cannot be ruled out that small amounts of oil mist will pass through the first oil separator 1 penetrate, which between gear housing 102 and machine housing 101 is arranged. It can also be used in the machine housing 101 The movement of the electrical machine, for example in its bearings, creates oil mist that does not reach the electronics housing 103 should advance. Hence it is also at the second interface 2 an oil trap 11 provided, which here on the side of the interface 2 is arranged, on which there may be oil mist. Of course, the second oil catch element could 11 also on the opposite one, located inside the electronics housing 103 located side of the second interface 2 to be ordered. Also the second oil catch element 11 is with an oil drainage element 12th connected, which here also comes from the machine housing 101 is led out and possibly collected oil mist or oil condensed from it back into the gearbox housing 102 transported. In the embodiment shown, it is carried out in two stages, namely through the first oil separator 1 and the second oil separator 1 ensures that no oil mist gets into the electronics housing 103 and thus to power electronics 1031 advances.

2 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ölabscheiders 1. Der Ölabscheider 1 umfasst ein in der Darstellung oben angeordnetes Ölfangelement 11 und ein damit verbundenes Ölabführungselement 12. Das Ölfangelement 11 basiert auf einer tragenden Struktur 111, welche hier formstabil ausgeführt ist und die Form eines innen hohlen Zylinderstumpfes mit einem geschlossenen Boden aufweist. Die in der Darstellung nach rechts gewandte Stirnfläche der tragenden Struktur 111 bildet einen Anschlussbereich 113, der dazu vorgesehen ist, mit einem Element einer Komponente des elektrischen Antriebssystems 100 verbunden zu werden. In der dargestellten Ausführungsform ist der Anschlussbereich 113 als Klebefläche ausgeführt, welche mittels eines Klebstoffes beispielsweise an der Gehäuseinnenwand des Maschinengehäuses 101, vgl. 1, fluiddicht angebracht werden kann. Aufzufangender Ölnebel tritt durch den Anschlussbereich 113 in die tragende Struktur 111 ein. Innerhalb der tragenden Struktur 111 ist ein Filterelement 112 angebracht, welches hier als mechanisch wirkendes Filterelement 112 mit Poren ausgeführt ist. Ölnebelhaltige Atmosphäre, insbesondere ölnebelhaltige Luft, tritt durch den Anschlussbereich 113 in die tragende Struktur ein. Innerhalb der tragenden Struktur 111 wird die ölnebelhaltige Atmosphäre durch das Filterelement 112 geführt, wodurch der Ölnebel herausgefiltert wird. Die gefilterte Atmosphäre tritt auf der nach links gewandten Seite der tragenden Struktur 111 wieder aus dem Ölfangelement 11 aus. Der vom Filterelement 112 aufgefangene Ölnebel sammelt sich im Filterelement 112 oder in dem Bereich der tragenden Struktur 111, welcher sich zwischen Filterelement 112 und Anschlussbereich 113 befindet. Von dort aus wird der Ölnebel, bzw. das Öl welches möglicherweise durch Kondensation aus dem Ölnebel entsteht, zur Verbindungsstelle 114 geführt. Die Verbindungsstelle 114 verbindet die tragende Struktur 111 des Ölfangelementes 11 mit dem Ölabführungselement 12. Das Ölabführungselement 12 ist hier als flexibler Schlauch ausgeführt, welcher besonders einfach innerhalb einer Komponente des elektrischen Antriebssystems 100 verlegt werden kann. Das dem Ölfangelement 11 abgewandte Ende des Ölabführungselementes 12 ist in 2 nicht dargestellt. An diesem nicht dargestellten Ende kann beispielsweise ein Unterdruckanschluss vorgesehen sein, wodurch ein Unterdruck im Ölabführungselement 12 und im Ölfangelement 11 erzeugt werden kann. Durch einen solchen Unterdruck im gesamten Ölabscheider 1 wird Ölnebel in einer Komponente des elektrischen Antriebssystems 100 zusätzlich in den Ölabscheider 1 gesaugt und so noch zuverlässiger aus dem elektrischen Antriebssystem 100 entfernt. 2 shows a schematic, perspective view of an embodiment of an oil separator according to the invention 1 . The oil separator 1 comprises an oil collecting element arranged at the top in the illustration 11 and an associated oil drainage element 12th . The oil catch element 11 is based on a load-bearing structure 111 , which here is dimensionally stable and has the shape of an internally hollow truncated cylinder with a closed bottom. The face of the load-bearing structure facing to the right in the illustration 111 forms a connection area 113 , which is provided with an element of a component of the electric drive system 100 to be connected. In the embodiment shown, the connection area is 113 designed as an adhesive surface, which by means of an adhesive, for example on the housing inner wall of the machine housing 101 , see. 1 , can be attached in a fluid-tight manner. Oil mist to be collected passes through the connection area 113 into the supporting structure 111 on. Inside the supporting structure 111 is a filter element 112 attached, which here as a mechanically acting filter element 112 is carried out with pores. An atmosphere containing oil mist, in particular air containing oil mist, passes through the connection area 113 into the supporting structure. Inside the supporting structure 111 the oil mist-containing atmosphere gets through the filter element 112 guided, whereby the oil mist is filtered out. The filtered atmosphere occurs on the left-facing side of the supporting structure 111 from the oil collector again 11 the end. The one from the filter element 112 captured oil mist collects in the filter element 112 or in the area of the supporting structure 111 , which is between the filter element 112 and connection area 113 is located. From there, the oil mist, or the oil that may arise from condensation from the oil mist, becomes the connection point 114 guided. The junction 114 connects the supporting structure 111 of the oil collector 11 with the oil drainage element 12th . The oil drainage element 12th is designed here as a flexible hose, which is particularly easy within a component of the electric drive system 100 can be relocated. That the oil catch element 11 remote end of the oil drainage element 12th is in 2 not shown. At this end, not shown, a vacuum connection can be provided, for example, whereby a vacuum in the oil discharge element 12th and in the oil collector 11 can be generated. Such a negative pressure in the entire oil separator 1 becomes oil mist in a component of the electric propulsion system 100 additionally in the oil separator 1 sucked and thus even more reliable from the electric drive system 100 removed.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described here and the aspects emphasized therein. Rather, a large number of modifications are possible within the range specified by the claims, which are within the scope of expert action.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102004033888 A1 [0003]
DE 69209922 T2 [0004]

Claims

Oil separator (1) for electrical drive systems (100), comprising - at least one oil collecting element (11), which is intended to collect oil mist, - at least one oil discharge element (12) which is intended to discharge oil collected by the oil collecting element (11), thereby characterized in that the oil trap element (11) is arranged at an interface (2), in particular at a gas-permeable opening, between two or more components of the electrical drive system (100) connected to one another in a fluid-permeable manner.

Oil separator (1) Claim 1 , characterized in that the oil catching element (11) has a supporting structure (111) and at least one filter element (112), the supporting structure (111) receiving the filter element (112) and the supporting structure (111) having a connection area (113 ), which is provided to encompass the interface (2) between two or more components of the electrical drive system (100) connected to one another in a fluid-permeable manner in a gas-tight manner.

Oil separator (1) Claim 2 , characterized in that the filter element (112) is designed as an exchangeable filter insert and has gas-permeable pores with a pore size.

Oil separator (1) Claim 2 , characterized in that the filter element (112) is designed as an electrostatic precipitator or as an electrostatic precipitator.

Oil separator (1) Claim 2 , characterized in that several filter elements (112) are provided, the filter elements (112) according to Claim 3 and / or after Claim 4 are executed, wherein the filter elements (112) are connected in series.

Oil separator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the oil discharge element (12) is connected to the load-bearing structure (111) of the oil collecting element (11) by a fluid-permeable connection point (114), this connection point (114) between the connection area ( 113) and filter element (112) is arranged.

Oil separator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the oil discharge element (12) is designed as a hose-like element, one end of this hose-like element being connected to the oil collecting element (11) and the hose-like element having a connection which is connected to a Vacuum generator is connected.

Electrical drive system (100) comprising - at least one electrical machine in a machine housing (101), - at least one gear (1021) in a gear housing (102), - at least one power electronics unit (1031) in an electronics housing (103), the machine housing (101 ), Gear housing (102) and electronics housing (103) are each connected to one another via at least one interface (2), in particular via a gas-permeable opening, an oil separator (1) according to one of the Claims 1 until 7th is arranged.

Method for separating oil mist from an electric drive system (100) using an oil separator (1) according to one of the Claims 1 until 7th , comprising the steps A) collecting oil mist which penetrates through an interface (2), in particular through a gas-permeable opening, between two or more fluid-permeable connected components of the electrical drive system (100) with at least one oil collecting element (11), B) discharging the oil mist collected in step A) by an oil discharge element (12), the oil mist collected being returned by the oil discharge element (12) to the component of the electric drive system (100) on which it was generated.

Use of an oil separator (1) according to one of the Claims 1 until 7th in an electric drive system (100) comprising - at least one electric machine in a machine housing (101), - at least one gear (1021) in a gear housing (102), - at least one power electronics unit (1031) in an electronics housing (103), the machine housing (101), gear housing (102) and electronics housing (103) are each connected to one another via at least one interface (2), in particular via a gas-permeable opening, the oil separator (1) being arranged at at least one interface (2) and oil mist, which is present in one or more of the housings machine housing (101), gear housing (102) and electronics housing (103) separates and dissipates.