DE102020212587A1 - Transmission and electric axle drive for a motor vehicle - Google Patents

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Michael Griesbach
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Abstract

Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) ein Gehäuse (GG) und eine aus dem Gehäuse (GG) hervorstehende Abtriebswelle (W, GW2, DS1, DS2) aufweist, wobei die Abtriebswelle (W, GW2, DS1, DS2) mittels eines Wälzlagers (WL) im Gehäuse (GG) abgestützt ist, wobei das Gehäuse (GG) einen Ölraum (NR) des Getriebes (G) begrenzt, wobei zwischen dem Gehäuse (GG) und der Abtriebswelle (W, GW2, DS1, DS2) ein Radialwellendichtring (DR) zur Abdichtung des Ölraums (NR) gegenüber einer Umgebung (U) vorgesehen ist, wobei das Wälzlager (WL) außerhalb des Ölraums (NR) an der Umgebungsseite des Radialwellendichtrings (DR) angeordnet, mit Schmierfett gefüllt und abgedichtet ist, und wobei das Wälzlager über eine elektrisch leitende Verbindung (EK) zwischen Innenring (WL1) und Außenring (WL2) verfügt, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Abtriebswelle (W, GW2, DS1, DS2) und dem Gehäuse (GG) bereitzustellen; sowie elektrischer Achsantrieb (EA) mit einem solchen Getriebe (G).

Figure DE102020212587A1_0000
Transmission (G) for a motor vehicle, the transmission (G) having a housing (GG) and an output shaft (W, GW2, DS1, DS2) protruding from the housing (GG), the output shaft (W, GW2, DS1, DS2) is supported in the housing (GG) by means of a roller bearing (WL), the housing (GG) delimiting an oil chamber (NR) of the gear (G), with between the housing (GG) and the output shaft (W, GW2, DS1 , DS2) a radial shaft sealing ring (DR) for sealing the oil chamber (NR) from an environment (U) is provided, the roller bearing (WL) being arranged outside of the oil chamber (NR) on the surrounding side of the radial shaft sealing ring (DR), filled with lubricating grease and is sealed, and the roller bearing has an electrically conductive connection (EK) between the inner ring (WL1) and the outer ring (WL2) in order to have an electrically conductive connection between the output shaft (W, GW2, DS1, DS2) and the housing (GG) to provide; and electric final drive (EA) with such a transmission (G).
Figure DE102020212587A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere die Lagerung der Abtriebswelle eines solchen Getriebes. Die Erfindung betrifft ferner einen elektrischen Achsantrieb mit einem solchen Getriebe.The invention relates to a transmission for a motor vehicle, in particular the bearing of the output shaft of such a transmission. The invention also relates to an electric axle drive with such a transmission.

Getriebe werden im Kraftfahrzeug zur Wandlung von Drehmoment und Drehzahl zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb eingesetzt. Als Antrieb dienen beispielsweise ein Verbrennungsmotor und/oder eine elektrische Maschine. Der Abtrieb des Getriebes kann über ein Differentialgetriebe mit Antriebsrädern verbunden sein. Die Wandlung von Drehmoment und Drehzahl erfolgt über einen Getrieberadsatz, welcher üblicherweise mittels Öl geschmiert wird. Der Getrieberadsatz ist von einem Gehäuse umschlossen, sodass das Gehäuse einen Ölraum des Getriebes begrenzt. Die aus dem Gehäuse hervortretende Wellen des Getriebes, also beispielsweise die Antriebswelle und die Abtriebswelle, müssen über eine entsprechende Abdichtung verfügen. In der Patentanmeldung DE 10 2006 009 622 A1 ist eine Lagerung und Abdichtung einer Getriebeabtriebswelle dargestellt. Da Getriebeöl üblicherweise dielektrische Eigenschaften aufweist, kann zwischen dem Gehäuse und den im Gehäuse gelagerten Wellen ein elektrischer Potentialunterschied bestehen.Transmissions are used in motor vehicles to convert torque and speed between an input and an output. An internal combustion engine and/or an electric machine, for example, serve as the drive. The output of the transmission can be connected to drive wheels via a differential gear. Torque and speed are converted via a gear wheel set, which is usually lubricated with oil. The gear wheel set is enclosed by a housing, so that the housing delimits an oil chamber of the transmission. The shafts of the transmission protruding from the housing, for example the input shaft and the output shaft, must have an appropriate seal. In the patent application DE 10 2006 009 622 A1 a bearing and sealing of a transmission output shaft is shown. Since gear oil usually has dielectric properties, there can be an electrical potential difference between the housing and the shafts mounted in the housing.

Im Stand der Technik ist es bekannt, Getriebewellen durch eine Wellenerdung gegenüber dem Gehäuse elektrisch zu erden. Dadurch können beispielsweise Schäden an den Wellenlagern vermieden werden, welche durch einen Stromdurchgang über die Wellenlager verursacht werden. Zudem kann durch Erdung der Welle gegenüber dem Gehäuse eine elektromagnetische Abstrahlung von Störsignalen ausgehend von der Welle vermieden oder zumindest verringert werden.In the prior art, it is known to electrically ground transmission shafts by means of shaft grounding relative to the housing. As a result, for example, damage to the shaft bearings can be avoided, which is caused by current passage through the shaft bearings. In addition, by grounding the shaft relative to the housing, electromagnetic emission of interference signals originating from the shaft can be avoided or at least reduced.

In der Patentanmeldung DE 102 49 770 A1 ist eine Wellenerdung für eine GetriebeAbtriebswelle beschrieben. Darin ist eine Schutzkappe umgebungsseitig eines Wellendichtrings zusammen mit einem Ableitring fest mit der Welle verbunden. Der Ableitring wird an seinem größten Durchmesser an ein Gehäuse gedrückt und schleift dort entlang, sodass ein elektrisch leitfähiger Kontakt zwischen Welle und Gehäuse gebildet wird. Allerdings besteht die Gefahr, dass Flüssigkeit und Schmutzpartikel in den Bereich des Schleifkontakts gelangen, sodass sich die elektrische Leitfähigkeit des Schleifkontakts mit zunehmender Betriebsdauer verschlechtert.In the patent application DE 102 49 770 A1 shaft grounding for a transmission output shaft is described. In it, a protective cap is firmly connected to the shaft on the surrounding side of a shaft sealing ring together with a deflector ring. The deflector ring is pressed against a housing at its largest diameter and slides along there, so that an electrically conductive contact is formed between the shaft and the housing. However, there is a risk that liquid and dirt particles will get into the area of the sliding contact, so that the electrical conductivity of the sliding contact deteriorates with increasing service life.

Die Patentanmeldung US 2020/0096047 A1 beschreibt ein Kugellager mit einer integrierten Erdungseinrichtung. Das Kugellager weist dazu einen Verbindungring auf, welcher den Innenring und den Außenring des Kugellagers verbindet. Der Verbindungring ragt in eine mit elektrisch leitfähigem Fett gefüllte Kammer, um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen Innenring und Außenring bereitzustellen. Der Verbindungring weist Öffnungen auf, um den Durchtritt von Getriebeschmieröl zu den Wälzkörpern zu ermöglichen, damit das Kugellager beispielsweise in einem Hybridgetriebe verwendet werden kann. Allerdings besteht die Gefahr, dass das elektrisch leitfähige Fett im Laufe der Betriebsdauer des Hybridgetriebes durch das Getriebeschmieröl aus der Kammer ausgewaschen wird.The patent application U.S. 2020/0096047 A1 describes a ball bearing with an integrated grounding device. For this purpose, the ball bearing has a connecting ring which connects the inner ring and the outer ring of the ball bearing. The connecting ring protrudes into a chamber filled with electrically conductive grease in order to provide an electrically conductive connection between the inner ring and the outer ring. The connecting ring has openings to allow transmission lubricating oil to pass through to the rolling elements, so that the ball bearing can be used in a hybrid transmission, for example. However, there is a risk that the electrically conductive grease will be washed out of the chamber by the gear lubricating oil over the course of the operating life of the hybrid transmission.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Getriebewellenlagerung anzugeben, welche auf einfache Weise eine zuverlässige Wellenerdung ermöglicht.It is therefore the object of the invention to specify a transmission shaft bearing which enables reliable shaft grounding in a simple manner.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.The object is achieved by the features of patent claim 1. Advantageous refinements result from the dependent patent claims, the description and the figures.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches ein Gehäuse und eine aus dem Gehäuse hervorstehende Abtriebswelle aufweist. Die Abtriebswelle ist mittels eines Wälzlagers im Gehäuse abgestützt, also drehbar gelagert. Das Wälzlager kann beispielsweise durch ein Kugellager gebildet sein. Das Gehäuse begrenzt einen Ölraum des Getriebes. Im Ölraum sind zu schmierende Komponenten des Getriebes angeordnet, beispielsweise Zahnräder eines Getrieberadsatzes. Zwischen dem Gehäuse und der Abtriebswelle ist ein Radialwellendichtring vorgesehen, um die Durchtritts-Öffnung der Abtriebswelle im Gehäuse gegenüber der Umgebung abzudichten.To solve the problem, a transmission for a motor vehicle is proposed, which has a housing and an output shaft protruding from the housing. The output shaft is supported in the housing by means of a roller bearing, i.e. it is rotatably mounted. The roller bearing can be formed by a ball bearing, for example. The housing delimits an oil chamber of the transmission. Components of the transmission to be lubricated, for example gears of a gear wheel set, are arranged in the oil chamber. A radial shaft sealing ring is provided between the housing and the output shaft in order to seal off the passage opening of the output shaft in the housing from the environment.

Erfindungsgemäß ist das Wälzlager außerhalb des Ölraums angeordnet, also an einer Umgebungsseite des Radialwellendichtrings. Das Wälzlager ist mit Schmierfett gefüllt und abgedichtet. Darüber hinaus verfügt das Wälzlager über eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Innenring und Außenring des Wälzlagers, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Welle und dem Gehäuse bereitzustellen.According to the invention, the roller bearing is arranged outside of the oil chamber, ie on a side surrounding the radial shaft seal. The roller bearing is filled with lubricating grease and sealed. In addition, the roller bearing has an electrically conductive connection between the inner ring and the outer ring of the roller bearing in order to provide an electrically conductive connection between the shaft and the housing.

Im Vergleich zu der im Stand der Technik bekannten Abtriebswellenlagerung wird das Wälzlager aus dem Ölraum auf die Umgebungsseite des Radialwellendichtrings verlegt, sodass das Wälzlager nicht mehr durch das Öl im Ölraum des Getriebes geschmiert wird. Stattdessen ist das Wälzlager wie bei einem Radlager einer Fahrzeugachse gedichtet und fettgefüllt, um eine dauerhafte Schmierung zu gewährleisten. Bei einer solchen Lageranordnung kann ein Wälzlager verwendet werden, welches über eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Innenring und Außenring verfügt, ohne zu riskieren dass das Getriebeöl diese elektrisch leitende Verbindung beeinträchtigt.Compared to the output shaft bearing known in the prior art, the roller bearing is moved from the oil chamber to the side surrounding the radial shaft seal, so that the roller bearing is no longer lubricated by the oil in the oil chamber of the transmission. Instead, the roller bearing is sealed and filled with grease, like a wheel bearing on a vehicle axle, to ensure permanent lubrication. In such a bearing assembly, a roller bearing can be used, which has an electrically conductive connection between inner ring and outer ring without risking that the gear oil affects this electrically conductive connection.

Vorzugsweise ist eine Entlüftungsleitung des Raums zwischen dem Radialwellendichtring und dem Wälzlager vorgesehen. Dadurch kann Feuchtigkeit aus diesem Zwischenraum entweichen.A ventilation line of the space between the radial shaft sealing ring and the roller bearing is preferably provided. This allows moisture to escape from this space.

Vorzugsweise ist zwischen dem Wälzlager und der Umgebung eine weitere Abdichtung vorgesehen, beispielsweise ein Dichtring oder eine berührungslose Dichtung. Dadurch wird verhindert, dass die Fettfüllung des Wälzlagers durch Spritzwasser oder ähnliche Umwelteinflüsse ausgewaschen wird.A further seal is preferably provided between the roller bearing and the environment, for example a sealing ring or a non-contact seal. This prevents the grease filling of the roller bearing from being washed out by spray water or similar environmental influences.

Die elektrisch leitende Verbindung zwischen Innenring und Außenring des Wälzlagers ist beispielsweise durch die Fettfüllung des Wälzlagers realisiert, indem ein elektrisch leitfähiges Fett verwendet wird. Die elektrische Leitfähigkeit des Fetts kann beispielsweise durch elektrisch leitende Füllstoffe im Fett erreicht werden. Alternativ dazu kann die elektrisch leitende Verbindung zwischen Innenring und Außenring des Wälzlagers durch einen Schleifring realisiert sein, welcher Bestandteil des Wälzlagers ist.The electrically conductive connection between the inner ring and the outer ring of the roller bearing is realized, for example, by filling the roller bearing with grease, using an electrically conductive grease. The electrical conductivity of the fat can be achieved, for example, by electrically conductive fillers in the fat. As an alternative to this, the electrically conductive connection between the inner ring and the outer ring of the roller bearing can be realized by a slip ring, which is part of the roller bearing.

Als zusätzliche radiale Lagerung der Abtriebswelle kann ein Nadellager vorgesehen sein, welches im Ölraum angeordnet ist.A needle bearing, which is arranged in the oil chamber, can be provided as an additional radial bearing for the output shaft.

Vorzugsweise weist das Getriebe eine elektrische Maschine und einen der elektrischen Maschine zugeordneten Umrichter auf. Durch die pulsartige Stromversorgung der elektrischen Maschine durch den Umrichter können elektromagnetische Störsignale entstehen, die in eine oder mehrere der Getriebe-Wellen eingekoppelt werden. Durch die elektrisch leitende Verbindung zwischen Innenring und Außenring des Wälzlagers können diese Störsignale auf einfachem Weg zum Gehäuse des Getriebes gekoppelt werden, welches üblicherweise mit einer elektrischen Masse des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Dadurch wird ein einfacher Rückweg der Störsignale ermöglicht, sodass die elektromagnetische Verträglichkeit des Getriebes verbessert wird.The transmission preferably has an electric machine and a converter assigned to the electric machine. The pulsed power supply of the electrical machine by the converter can result in electromagnetic interference signals that are coupled into one or more of the transmission shafts. Due to the electrically conductive connection between the inner ring and the outer ring of the roller bearing, these interference signals can easily be coupled to the housing of the transmission, which is usually connected to an electrical ground of the motor vehicle. This enables a simple return path for the interference signals, so that the electromagnetic compatibility of the transmission is improved.

Das Getriebe kann beispielsweise ein planetenradsatz-basierendes Automatikgetriebe, ein Doppelkupplungsgetriebe, ein automatisiertes Getriebe oder ein CVT-Getriebe sein. Das Getriebe kann ein Bestandteil eines elektrischen Achsantriebs für ein Kraftfahrzeug sein.The transmission can be, for example, a planetary gear set-based automatic transmission, a double clutch transmission, an automated transmission or a CVT transmission. The transmission can be part of an electric axle drive for a motor vehicle.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:

  • 1 und 2 je einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe; sowie
  • 3 eine Detail-Schnittansicht eines Getriebes.
Exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the figures. Show it:
  • 1 and 2 one drive train each of a motor vehicle with a transmission; as
  • 3 a detailed sectional view of a transmission.

1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug. Der Antriebsstrang weist einen Verbrennungsmotor VM auf, dessen Ausgang mit einer Eingangswelle GW1 eines Getriebes G verbunden ist. Eine Abtriebswelle GW2 des Getriebes G ist mit einem Differentialgetriebe AG verbunden. Das Differentialgetriebe AG ist dazu eingerichtet, die an der Abtriebswelle GW2 anliegende Leistung auf Antriebsräder DW des Kraftfahrzeugs zu verteilen. Das Getriebe G weist einen Radsatz RS auf, welcher zusammen mit in 1 nicht dargestellten Schaltelementen dazu eingerichtet ist verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Eingangswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 bereitzustellen. Der Radsatz RS ist von einem Gehäuse GG umschlossen, welches auch eine mit der Eingangswelle GW1 verbundene elektrische Maschine EM beherbergt. Die elektrische Maschine EM ist dazu eingerichtet die Eingangswelle GW1 anzutreiben. Am Gehäuse GG ist ein Umrichter INV befestigt. Der Umrichter INV ist einerseits mit der elektrischen Maschine EM und andererseits mit einer Batterie BAT verbunden. Der Umrichter INV dient zur Wandlung des Gleichstroms der Batterie BAT in einen zum Betrieb der elektrischen Maschine EM geeigneten Wechselstrom, und weist dazu mehrere Leistungshalbleiter auf. Die Wandlung zwischen Gleichstrom und Wechselstrom erfolgt durch einen gesteuerten pulsartigen Betrieb der Leistungshalbleiter. 1 shows schematically a drive train for a motor vehicle. The drive train has an internal combustion engine VM whose output is connected to an input shaft of a transmission G GW1. An output shaft GW2 of the gear G is connected to a differential gear AG. The differential gear AG is set up to distribute the power present at the output shaft GW2 to the drive wheels DW of the motor vehicle. The transmission G has a wheel set RS, which together with in 1 Switching elements not shown is set up to provide different transmission ratios between the input shaft GW1 and the output shaft GW2. The wheelset RS is enclosed by a housing GG, which also accommodates an electrical machine EM connected to the input shaft GW1. The electric machine EM is set up to drive the input shaft GW1. An inverter INV is attached to the housing GG. The converter INV is connected on the one hand to the electrical machine EM and on the other hand to a battery BAT. The converter INV is used to convert the direct current from the battery BAT into an alternating current that is suitable for operating the electrical machine EM and has a number of power semiconductors for this purpose. The conversion between direct current and alternating current takes place through controlled pulsed operation of the power semiconductors.

2 zeigt schematisch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, welcher im Gegensatz zur in 1 dargestellten Ausführung ein rein elektrischer Antriebsstrang ist. Der Antriebsstrang weist einen elektrischen Achsantrieb EA auf. Der elektrische Achsantrieb EA umfasst eine elektrische Maschine EM, deren Leistung über ein Getriebe G auf Antriebsräder DW eines Kraftfahrzeugs übertragen wird. Das Getriebe G umfasst einen Reduktionsradsatz RS2 und ein Differentialgetriebe AG. Abtriebswellen DS1, DS2 des Differentialgetriebes AG sind mit den Antriebsrädern DW verbunden. Das Getriebe G des elektrischen Achsantriebs EA ist von einem Gehäuse GG umschlossen. Am Gehäuse GG ist ein Umrichter INV befestigt. Der Umrichter INV ist einerseits mit der elektrischen Maschine EM und andererseits mit einer Batterie BAT verbunden. Der Umrichter INV dient zur Wandlung des Gleichstroms der Batterie BAT in einen zum Betrieb der elektrischen Maschine EM geeigneten Wechselstrom, und weist dazu mehrere Leistungshalbleiter auf. Die Wandlung zwischen Gleichstrom und Wechselstrom erfolgt durch einen gesteuerten pulsartigen Betrieb der Leistungshalbleiter. 2 shows schematically a drive train for a motor vehicle, which, in contrast to in 1 illustrated embodiment is a purely electric drive train. The drive train has an electric axle drive EA. The electric axle drive EA includes an electric machine EM, the power of which is transmitted via a transmission G to drive wheels DW of a motor vehicle. The transmission G includes a reduction gear set RS2 and a differential gear AG. Output shafts DS1, DS2 of the differential gear AG are connected to the drive wheels DW. The gear G of the electric final drive EA is enclosed by a housing GG. An inverter INV is attached to the housing GG. The converter INV is connected on the one hand to the electrical machine EM and on the other hand to a battery BAT. The converter INV is used to convert the direct current from the battery BAT into an alternating current that is suitable for operating the electrical machine EM and has a number of power semiconductors for this purpose. The conversion between direct current and alternating current takes place through controlled pulsed operation of the power semiconductors.

Die in 1 und 2 dargestellten Antriebsstränge sind nur beispielhaft anzusehen.In the 1 and 2 illustrated drive trains are only to be regarded as examples.

Durch den pulsartigen Betrieb der Leistungshalbleiter können elektromagnetische Störsignale entstehen, die beispielsweise im Antriebsstrang gemäß 1 in die Abtriebswelle GW2 oder im Antriebsstrang gemäß 2 in die Abtriebswellen DS1, DS2 eingekoppelt werden. Durch die in 1 und 2 nicht dargestellte Lagerung der Abtriebswelle GW2, bzw. der Abtriebswellen DS1, DS2 sind diese jedoch gegenüber dem Gehäuse GG elektrisch isoliert, da das Schmieröl im Inneren des Gehäuses GG elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist. Somit können in die Abtriebswelle GW2, bzw. in die Abtriebswellen DS1, DS2 eingekoppelte Störsignale nicht auf kurzem Weg in das Gehäuse GG fließen, welches mit einer elektrischen Masse des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Stattdessen gelangen die Störsignale durch elektromagnetische Abstrahlung zurück zur elektrischen Masse, wodurch andere elektronische Komponenten des Kraftfahrzeugs gestört werden können. Die aus dem Gehäuse GG hervortretende Abtriebswelle GW2, bzw. Abtriebswellen DS1, DS2 können dabei eine Antenne bilden, welche die elektromagnetische Abstrahlung der Störsignale begünstigt.Due to the pulsed operation of the power semiconductors, electromagnetic interference signals can arise, for example in the drive train according to 1 in the output shaft GW2 or in the drive train 2 be coupled into the output shafts DS1, DS2. through the in 1 and 2 Not shown storage of the output shaft GW2, or the output shafts DS1, DS2, these are electrically isolated from the housing GG, since the lubricating oil inside the housing GG has electrically insulating properties. In this way, interference signals coupled into the output shaft GW2 or into the output shafts DS1, DS2 cannot flow directly into the housing GG, which is connected to an electrical ground of the motor vehicle. Instead, the interference signals get back to the electrical ground through electromagnetic radiation, as a result of which other electronic components of the motor vehicle can be disturbed. The output shaft GW2, or output shafts DS1, DS2, protruding from the housing GG can form an antenna which promotes the electromagnetic radiation of the interference signals.

3 zeigt eine Detail-Schnittansicht eines Getriebes G. Darin sind die Lagerung und die Abdichtung einer aus dem Gehäuse GG hervorstehenden Abtriebswelle W detailliert dargestellt. Die in 3 dargestellte Welle W könnte beispielsweise die Abtriebswelle GW2 gemäß 1 oder eine der Abtriebswellen DS1, DS2 gemäß 2 sein. Ein axiales Ende der Welle W ragt aus einer Öffnung im Gehäuse GG hervor. Die Welle W ist über ein Nadellager NL und über ein Wälzlager WL im Gehäuse GG gelagert, sodass die Welle W um eine Achse X drehbar ist. Das Nadellager NL ist allein zur radialen Abstützung der Welle X eingerichtet. Das Wälzlager WL ist als Kugellager ausgebildet, und ist zur radialen und axialen Abstützung der Welle W eingerichtet. Die Darstellung in 3 ist nur schematisch; axiale Anlageflächen sowie Befestigungsmittel der Lager WL, NL sind nicht dargestellt. 3 shows a detailed sectional view of a transmission G. It shows the bearing and the sealing of an output shaft W protruding from the housing GG in detail. In the 3 represented shaft W could, for example, the output shaft GW2 according to 1 or one of the output shafts DS1, DS2 according to 2 be. An axial end of the shaft W protrudes from an opening in the housing GG. The shaft W is mounted in the housing GG via a needle bearing NL and a roller bearing WL, so that the shaft W can be rotated about an axis X. The needle bearing NL is set up solely for the radial support of the X shaft. The roller bearing WL is designed as a ball bearing and is set up to support the shaft W radially and axially. The representation in 3 is only schematic; axial contact surfaces and fasteners of the bearings WL, NL are not shown.

Das Nadellager NL ist in einem Ölraum NR angeordnet, welcher zumindest abschnittsweise durch das Gehäuse GG begrenzt ist. Das Nadellager NL wird durch Schmieröl geschmiert, welches sich innerhalb des Ölraums NR befindet. Um zu verhindern dass Öl aus dem Ölraum NR austritt ist ein Radialwellendichtring DR vorgesehen. Der Radialwellendichtring DR dichtet den Spalt zwischen Welle W und Gehäuse GG ab.The needle bearing NL is arranged in an oil chamber NR, which is delimited at least in sections by the housing GG. The needle bearing NL is lubricated by lubricating oil, which is inside the oil chamber NR. A radial shaft sealing ring DR is provided to prevent oil from escaping from the oil chamber NR. The radial shaft seal DR seals the gap between shaft W and housing GG.

Das Wälzlager WL ist umgebungsseitig des Radialwellendichtrings DR angeordnet, sodass das Wälzlager WL durch den Radialwellendichtring DR vom Ölraum NR getrennt ist. Um die Schmierung der Wälzkörper im Wälzlager WL sicherzustellen ist das Wälzlager WL mit Fett geschmiert und abgedichtet. Das Wälzlager WL weist eine elektrisch leitende Verbindung EK zwischen Innenring WL1 und Außenring WL2 auf. Der Innenring WL1 ist mechanisch und elektrisch leitend mit der Welle W verbunden. Der Außenring WL2 ist mechanisch und elektrisch leitend mit dem Gehäuse GG verbunden. Dadurch wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Welle W und dem Gehäuse GG realisiert.The roller bearing WL is arranged on the surrounding side of the radial shaft seal DR, so that the roller bearing WL is separated from the oil chamber NR by the radial shaft seal DR. To ensure the lubrication of the rolling elements in the WL rolling bearing, the WL rolling bearing is lubricated with grease and sealed. The roller bearing WL has an electrically conductive connection EK between the inner ring WL1 and the outer ring WL2. The inner ring WL1 is mechanically and electrically connected to the shaft W. The outer ring WL2 is mechanically and electrically connected to the housing GG. This creates an electrically conductive connection between the shaft W and the housing GG.

Die elektrisch leitende Verbindung EK kann - wie in 3 schematisch dargestellt - durch einen Schleifring gebildet sein. Alternativ dazu kann die elektrisch leitende Verbindung EK durch die Fettfüllung des Wälzlagers WL gebildet sein, indem ein Fett mit elektrisch leitfähigen Füllstoffen verwendet wird, beispielsweise Graphit.The electrically conductive connection EK can - as in 3 shown schematically - be formed by a slip ring. As an alternative to this, the electrically conductive connection EK can be formed by the grease filling of the roller bearing WL by using a grease with electrically conductive fillers, for example graphite.

Um das mit Fett gefüllte und abgedichtete Wälzlager WL vor Umgebungseinflüssen wie Spritzwasser zu schützen ist eine weitere Abdichtung D2 vorgesehen, welche beispielsweise als Dichtring mit Dichtlippe oder als berührungslose Dichtung ausgebildet ist.In order to protect the grease-filled and sealed roller bearing WL from environmental influences such as splashing water, a further seal D2 is provided, which is designed, for example, as a sealing ring with a sealing lip or as a non-contact seal.

Der Raum zwischen dem Radialwellendichtring DR und dem Wälzlager WL ist über eine Entlüftungsleitung E im Gehäuse GG gegenüber der Umgebung U entlüftet. Am umgebungsseitigen Ende der Entlüftungsleitung E ist eine Entlüftungskappe EL angeordnet, um ein Eindringen von Spritzwasser in die Entlüftungsleitung E zu verhindern.The space between the radial shaft seal DR and the roller bearing WL is vented to the environment U via a vent line E in the housing GG. A venting cap EL is arranged at the end of the venting line E on the ambient side, in order to prevent spray water from entering the venting line E.

Durch die elektrisch leitendende Verbindung EK zwischen Innenring WL1 und Außenring WL2 des Wälzlagers WL können in die Welle W eingekoppelte Störströme auf kurzem Wege in das Gehäuse GG fließen, welches mit der elektrischen Masse des elektrischen Antriebssystems verbunden ist. Zudem wird das Nadellager NL vor Stromdurchschlägen geschützt, welche durch ein unterschiedliches elektrisches Potential zwischen Welle W und Gehäuse GG verursacht werden können.Due to the electrically conductive connection EK between the inner ring WL1 and the outer ring WL2 of the roller bearing WL, interference currents coupled into the shaft W can flow over a short distance into the housing GG, which is connected to the electrical ground of the electric drive system. In addition, the needle bearing NL is protected against electrical breakdowns, which can be caused by a different electrical potential between the shaft W and the housing GG.

BezugszeichenlisteReference List

VMVM
Verbrennungsmotorcombustion engine
EAEA
Elektrischer AchsantriebElectric axle drive
GG
Getriebetransmission
GW1GW1
Eingangswelleinput shaft
GW2GW2
Abtriebswelleoutput shaft
RSRS
Radsatzwheelset
RS2RS2
Reduktionsradsatzreduction gear set
EMEM
Elektrische Maschineelectrical machine
INVINV
Umrichterconverter
BATBAT
Batteriebattery
AGInc
Differentialgetriebedifferential gear
DS1DS1
Abtriebswelleoutput shaft
DS2DS2
Abtriebswelleoutput shaft
DWDW
Antriebsraddrive wheel
Uu
Umgebungvicinity
GGGG
Gehäusehousing
NRNO
Ölraumoil room
WW
Abtriebswelleoutput shaft
XX
Drehachseaxis of rotation
NLNL
Nadellagerneedle bearing
WLWL
Wälzlagerroller bearing
WL1WL1
Innenringinner ring
WL2WL2
Außenringouter ring
EKEK
Schleifring; elektrisch leitende Verbindungslip ring; electrically conductive connection
DRDR
RadialwellendichtringRadial shaft seal
D2D2
Weitere AbdichtungFurther waterproofing
EE
Entlüftungsleitungvent line
ELel
Entlüftungskappevent cap

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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  • DE 10249770 A1 [0004]DE 10249770 A1 [0004]
  • US 2020/0096047 A1 [0005]US 2020/0096047 A1 [0005]

Claims (11)

Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (G) ein Gehäuse (GG) und eine aus dem Gehäuse (GG) hervorstehende Abtriebswelle (W, GW2, DS1, DS2) aufweist, - wobei die Abtriebswelle (W, GW2, DS1, DS2) mittels eines Wälzlagers (WL) im Gehäuse (GG) abgestützt ist, - wobei das Gehäuse (GG) einen Ölraum (NR) des Getriebes (G) begrenzt, - wobei zwischen dem Gehäuse (GG) und der Abtriebswelle (W, GW2, DS1, DS2) ein Radialwellendichtring (DR) zur Abdichtung des Ölraums (NR) gegenüber einer Umgebung (U) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (WL) außerhalb des Ölraums (NR) an der Umgebungsseite des Radialwellendichtrings (DR) angeordnet ist, wobei das Wälzlager (WL) mit Schmierfett gefüllt und abgedichtet ist, und wobei das Wälzlager über eine elektrisch leitende Verbindung (EK) zwischen Innenring (WL1) und Außenring (WL2) verfügt, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Abtriebswelle (W, GW2, DS1, DS2) und dem Gehäuse (GG) bereitzustellen.Transmission (G) for a motor vehicle, the transmission (G) having a housing (GG) and an output shaft (W, GW2, DS1, DS2) protruding from the housing (GG), - the output shaft (W, GW2, DS1 , DS2) is supported in the housing (GG) by means of a roller bearing (WL), - the housing (GG) delimiting an oil chamber (NR) of the gear (G), - wherein between the housing (GG) and the output shaft (W, GW2, DS1, DS2) a radial shaft seal (DR) for sealing the oil chamber (NR) from an environment (U) is provided, characterized in that the roller bearing (WL) outside of the oil chamber (NR) on the environment side of the radial shaft seal (DR) is arranged, wherein the roller bearing (WL) is filled with lubricating grease and sealed, and wherein the roller bearing has an electrically conductive connection (EK) between the inner ring (WL1) and the outer ring (WL2) in order to create an electrically conductive connection between the output shaft (W , GW2, DS1, DS2) and the housing (GG). Getriebe (G) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Entlüftungsleitung (E) eines Raums zwischen dem Radialwellendichtring (DR) und dem Wälzlager (WL).gear (G) after claim 1 , characterized by a vent line (E) of a space between the radial shaft seal (DR) and the roller bearing (WL). Getriebe (G) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wälzlager (WL) und der Umgebung (U) eine weitere Abdichtung (D2) vorgesehen ist.gear (G) after claim 1 or claim 2 , characterized in that a further seal (D2) is provided between the roller bearing (WL) and the environment (U). Getriebe (G) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Abdichtung (D2) durch einen Dichtring gebildet ist.gear (G) after claim 3 , characterized in that the further seal (D2) is formed by a sealing ring. Getriebe (G) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Abdichtung (D2) durch eine berührungslose Dichtung gebildet ist.gear (G) after claim 3 , characterized in that the further seal (D2) is formed by a non-contact seal. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Verbindung (EK) zwischen Innenring (WL1) und Außenring (WL2) des Wälzlagers (WL) durch die Fettfüllung des Wälzlagers (WL) oder durch einen Schleifring realisiert ist.Gear (G) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the electrically conductive connection (EK) between the inner ring (WL1) and outer ring (WL2) of the roller bearing (WL) is realized by the grease filling of the roller bearing (WL) or by a slip ring. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (WL) ein Kugellager ist.Gear (G) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the roller bearing (WL) is a ball bearing. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Wälzlager (WL) ein Nadellager (NL) zur radialen Lagerung der Abtriebswelle (W, GW2, DS1, DS2) gegenüber dem Gehäuse (GG) vorgesehen ist, wobei das Nadellager (NL) im Ölraum (NR) angeordnet ist.Gear (G) according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that in addition to the roller bearing (WL) a needle bearing (NL) for the radial bearing of the output shaft (W, GW2, DS1, DS2) relative to the housing (GG) is provided, the needle bearing (NL) in the oil chamber (NR) is arranged. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) eine elektrische Maschine (EM) und einen der elektrischen Maschine (EM) zugeordneten Umrichter (INV) aufweist.Gear (G) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the transmission (G) has an electrical machine (EM) and a converter (INV) assigned to the electrical machine (EM). Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) ein planetenradsatz-basierendes Automatikgetriebe, ein Doppelkupplungsgetriebe, ein automatisiertes Getriebe oder ein CVT-Getriebe ist.Gear (G) according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that the transmission (G) is a planetary gear set-based automatic transmission, a double clutch transmission, an automated transmission or a CVT transmission. Elektrischer Achsantrieb (EA) für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch ein Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Electric axle drive (EA) for a motor vehicle, characterized by a gear (G) according to one of Claims 1 until 9 .
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