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Die Erfindung betrifft eine Trockensumpfabsaugeinheit für ein elektrisches Achssystem sowie ein elektrisches Achssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Hauptgehäuse, einer solchen Trockensumpfabsaugeinheit und einer Trockensumpfpumpe.
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Bei der Schmierung von Kraftfahrzeugen wird üblicherweise zwischen einer Nasssumpfschmierung/Druckumlaufschmierung und einer Trockensumpfschmierung unterschieden. Bei der Nasssumpfschmierung wird der Ölvorrat in einer Ölwanne mitgeführt, wobei die Ölwanne direkt unter dem Hauptgehäuse, insbesondere einem in dem Hauptgehäuse angeordneten Getriebe, angeordnet ist. Eine Ölpumpe saugt das Öl aus der Ölwanne an und fördert es durch einen üblicherweise direkt vor der Ölpumpe angeordneten Ölfilter zu den zu schmierenden Stellen, von denen das Öl wiederum abtropft und sich in der Ölwanne sammelt. Im Gegensatz dazu wird bei der Trockensumpfschmierung das Öl in einem separaten Öltank mitgeführt und durch eine erste Ölpumpe zu den zu schmierenden Stellen befördert. Zusätzlich ist eine zweite Ölpumpe/eine Trockensumpfpumpe vorhanden, mit der das Öl aus dem Ölsumpf abgesaugt und in den Öltank gefördert wird.
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Insbesondere, wenn es aufgrund der Fahrzeugarchitektur nicht möglich ist, die Ölwanne direkt unter dem Hauptgehäuse/Getriebe und den Ölfilter/ein Sieb direkt vor der Ölpumpe zu platzieren, wird die sogenannte Trockensumpfabsaugung vorgesehen, bei der das im Hauptgehäuse/Getriebe gebrauchte Öl mit einer Trockensumpfpumpe/Trockensumpfflut angesaugt wird.
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Der Stand der Technik hat jedoch den Nachteil, dass eine sichere Anbindung und Leitungsführung aus dem Getriebetiefsumpf in den Hydraulikhochsumpf gewährleistet sein muss, dass die Integration einer solchen Trockensumpfabsaugung sehr aufwändig ist und die Anforderung an die Serviceability bei bestehenden Systemen oftmals nicht erfüllt sind, bei denen das Hauptgehäuse geöffnet werden muss, um an die Komponenten der Trockensumpfabsaugung gelangen zu können.
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Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu verringern und insbesondere eine Trockensumpfabsaugung bereitzustellen, die besonders einfach aufgebaut ist, leicht integrierbar ist und den Anforderung hinsichtlich Serviceability genügt, ohne dass Funktionseinschränkungen in Kauf genommen werden müssen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Trockensumpfabsaugeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein elektrisches Achssystem mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beansprucht.
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Demnach wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Trockensumpfabsaugeinheit für ein elektrisches Achssystem gelöst. Die Trockensumpfabsaugeinheit dient dazu, um Öl aus einem Hauptgehäuse des elektrischen Achssystems, insbesondere um in dem Hauptgehäuse, insbesondere in einem in dem Hauptgehäuse angeordneten Getriebe, gebrauchtes Öl, zu einer Trockensumpfpumpe des elektrischen Achssystems zu leiten/führen. Die Trockensumpfabsaugeinheit weist ein Kanalgehäuse, einen in dem Kanalgehäuse ausgebildeten Absaugkanal, der eine mit dem Hauptgehäuse verbindbare Einlassöffnung und eine mit der Trockensumpfpumpe verbindbare Auslassöffnung aufweist, und ein in dem Absaugkanal integriertes Sieb auf.
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Das heißt, dass die Aufgabe der Erfindung durch eine vorzugsweise vormontierbare Baugruppe der Trockensumpfabsaugeinheit gelöst wird, die insbesondere außerhalb des Hauptgehäuses angeordnet ist und das Hauptgehäuse zur Ölabsaugung mit der Trockensumpfpumpe verbindet. Dabei weist der durch die Trockensumpfabsaugeinheit ausgebildete Ansaugkanal vorzugsweise einen Nominaldurchmesser auf, der zumindest 12 Millimeter groß ist. In der Trockensumpfabsaugeinheit ist das Sieb in den Absaugkanal integriert, so dass das abgesaugte Öl durch das Sieb hindurch gefiltert wird, bevor es in die Trockensumpfpumpe gelangt. Dadurch, dass die Trockensumpfabsaugeinheit mit dem darin integrierten Sieb separat von dem Hauptgehäuse ausgebildet ist, ergibt sich eine besonders leichte Demontage/gute Wechselbarkeit des Siebs, ohne Beeinflussung der Trockensumpfpumpe oder des Hauptgehäuses.
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Zudem hat die Integration des Siebs in die separate Trockensumpfabsaugeinheit den Vorteil, dass kein Bauraum in dem Hauptgehäuse und der Trockensumpfpumpe für das Sieb vorgehalten werden muss. Das Sieb wird also in einer Zwischenleitung in Form des Absaugkanals der Trockensumpfabsaugeinheit eingebracht, wodurch der Absaugkanal an einer Stelle zwar etwas vergrößert werden muss, aber unverhältnismäßig viel mehr Bauraum benötigt würde, wenn das Sieb direkt vor dem Trockensumpfpumpe oder im Hauptgehäuse angeordnet würde. Somit kann die ohnehin angespannte Bauraumsituation in der Umgebung der Trockensumpfpumpe und im Hauptgehäuse verbessert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Kanalgehäuse eine Siebwechselöffnung oder Siebeinsetzöffnung aufweisen, durch die das Sieb in den Absaugkanal einführbar und/oder aus dem Absaugkanal entnehmbar ist. Dies hat den Vorteil, dass das Sieb in den Absaugkanal eingesetzt werden kann, ohne es durch die Einlassöffnung oder die Auslassöffnung und einen daran anschließenden Kanalabschnitt führen zu müssen. Dadurch kann die Kanalgeometrie nahezu unabhängig von den Abmessungen des Siebs festgelegt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann die Trockensumpfabsaugeinheit einen Dichtdeckel/eine Abschlusskappe aufweisen, der die Siebwechselöffnung/Siebeinsetzöffnung dichtend verschließt. Dadurch wird gewährleistet, dass das durch den Ansaugkanal angesaugte Öl nur durch die Auslassöffnung und nicht durch die Siebwechselöffnung/Siebeinsetzöffnung aus der Trockensumpfabsaugeinheit austreten kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann der Dichtdeckel lösbar mit dem Kanalgehäuse verbunden sein. Das heißt, dass der Dichtdeckel von dem Kanalgehäuse demontiert werden kann, um beispielsweise das Sieb auszutauschen. Dies hat den Vorteil, dass die Tauschbarkeit des Siebs erleichtert wird, bei der die restlichen Komponenten der Trockensumpfabsaugeinheit weiterverwendet werden können, und nur das Sieb ersetzt werden muss.
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Gemäß der vorteilhaften Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann der Dichtdeckel in dem Kanalgehäuse eingeclipst sein. Das heißt, dass der Dichtdeckel über eine Schnappverbindung an dem Kanalgehäuse angebracht ist, bei der vorzugsweise an dem Dichtdeckel ausgebildete Schnapphaken zur Montage/Demontage elastisch verformbar sind und in dem montierten Zustand einen Abschnitt des Kanalgehäuses, wie einen radial nach innen ragenden Vorsprung, hintergreifen. So wird eine einfache Lösbarkeit des Dichtdeckels ermöglicht, die auch werkzeuglos erfolgen kann. Gleichzeitig wird durch den formschlüssigen Sitz der Schnappverbindung eine zuverlässige Befestigung des Dichtdeckels an dem Kanalgehäuse gewährleistet.
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Gemäß einer alternativen vorteilhaften Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann der Dichtdeckel unlösbar mit dem Kanalgehäuse verbunden sein. Dies hat den Vorteil, dass besonders einfach eine fluiddichte Verbindung gewährleistet werden kann. Dabei kann in einfacher Weise die gesamte Baugruppe der Trockensumpfabsaugeinheit ausgetauscht werden, wenn das Sieb gewechselt werden muss.
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Gemäß der alternativen vorteilhaften Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann der Dichtdeckel mit dem Kanalgehäuse verklebt oder verschweißt sein. Eine Klebeverbindung und eine Schweißverbindung haben sich als geeignete Befestigungsmöglichkeiten herausgestellt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Kanalgehäuse aus Kunststoff ausgebildet sein. Durch die Ausbildung aus Kunststoff weist die Trockensumpfabsaugeinheit ein besonders geringes Gewicht auf. Zudem kann die Trockensumpfabsaugeinheit so verhältnismäßig kostengünstig hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Herstellung einer nahezu beliebigen Kanalausbildung, insbesondere auch eine abgewinkelte Ausbildung und/oder das Vorsehen der Siebwechselöffnung, möglich ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Absaugkanal einen (geradlinigen) Einlassabschnitt, an dessen Ende die Einlassöffnung ausgebildet ist, einen (geradlinigen) Auslassabschnitt, an dessen Ende die Auslassöffnung ausgebildet ist, und einen zwischen dem Einlassabschnitt und dem Auslassabschnitt angeordneten (geradlinigen) Siebabschnitt, in dem das Sieb integriert ist, aufweisen. Der Siebabschnitt kann beispielsweise einen (geringfügig) größeren Durchmesser als der Einlassabschnitt und/oder der Auslassabschnitt aufweisen.
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Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann der Einlassabschnitt mit dem Siebabschnitt einen Winkel von 100° bis 170°, vorzugsweise 120° bis 150°, weiter bevorzugt 130° bis 140° bilden. Dies hat sich als eine geeignete abgewinkelte Ausbildung des Ansaugkanals erwiesen, um einen möglichst geringen, an umliegende Fahrzeugkomponenten angepassten Bauraum einzunehmen.
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Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann der Siebabschnitt mit dem Auslassabschnitt einen Winkel von 10 bis 90°, vorzugsweise 30° bis 60°, weiter bevorzugt 40 bis 50° bilden. Insbesondere können die zwischen dem Siebabschnitt und dem Auslassabschnitt sowie zwischen dem Siebabschnitt und dem Einlassabschnitt ausgebildeten Winkel in entgegengesetzte Richtungen von dem Siebabschnitt aus gebildet sein, beispielsweise im Wesentlichen Nachbarwinkel sein. Dies hat sich als eine geeignete abgewinkelte Ausbildung des Ansaugkanals erwiesen, um einen möglichst geringen, an umliegende Fahrzeugkomponenten angepassten Bauraum einzunehmen. Zudem wird durch die abgewinkelte Ausbildung zwischen dem Siebabschnitt und dem Auslassabschnitt ermöglicht, dass das Öl von dem Einlassabschnitt aus innen in das Sieb einströmt, durch das Sieb hindurchströmt und außen aus dem Sieb austritt, um dann durch den Auslassabschnitt zu strömen.
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Gemäß der bevorzugten Ausführungsform können der Einlassabschnitt und der Auslassabschnitt im Wesentlichen parallel zueinander versetzt angeordnet sein. Das heißt, dass die Ausrichtung des Einlassabschnitts im Wesentlichen gleich zu der Ausrichtung des Auslassabschnitts ist. Dies hat sich als eine geeignete abgewinkelte Ausbildung des Ansaugkanals erwiesen, um einen möglichst geringen, an umliegende Fahrzeugkomponenten angepassten Bauraum einzunehmen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein elektrisches Achssystem für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das elektrische Achssystem weist ein Hauptgehäuse, in dem ein Getriebe anordnenbar ist, eine mit dem Hauptgehäuse fluidisch verbundenen, erfindungsgemäßen Trockensumpfabsaugeinheit und eine fluidisch mit der Trockensumpfabsaugeinheit verbundenen Trockensumpfpumpe, mit der Öl aus dem Hauptgehäuse über den Ansaugkanal der Trockensumpfabsaugeinheit ansaugbar ist, auf. Insbesondere ist die Trockensumpfabsaugeinheit außenseitig an dem Hauptgehäuse angebracht, so dass das Hauptgehäuse nicht geöffnet werden muss, um die Trockensumpfabsaugeinheit oder nur das Sieb auszutauschen.
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Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine Trockensumpfabsaugung mit einem integriertem Sieb, die eingesetzt werden kann, wenn eine Ölwanne aufgrund einer vorgegebenen Fahrzeugarchitektur nicht direkt unter dem Getriebe platziert werden kann. Die Trockensumpfabsaugung hat vorzugsweise ein hochintegriertes Sieb zur optimalen Ausnutzung der Bauraumbegebenheiten, das eine nachgeschaltete Trockensumpfpumpe vor Beschädigung durch Partikel aus dem Getriebe schützt. Dadurch wird eine erleichterte Tauschbarkeit des Siebs durch einen Wechsel der Baugruppe Trockensumpfabsaugung ermöglicht. Somit wird die Aufgabe einer sicheren Anbindung und Leitungsführung aus dem Getriebetiefsumpf in den Hydraulikhochsumpf, einer bauraumbedingten hochintegrierten Lösung des Siebs im Hydraulikrouting und einer leichten Demontage/Wechsel der Baugruppe Tiefsumpfabsaugung/ Trockensumpfabsaugung im Fall eines verstopften Siebs ohne Notwendigkeit des Öffnens der Gesamt-EDU gelöst. Da zur Reduzierung der Druckverluste im Ansaugkanal für die Trockensumpfpumpe der Ansaugkanal einen Mindestnominaldurchmesser von 12 Millimeter haben muss, kann der Ansaugkanal nicht als Ölbohrung im Hauptgehäuse dargestellt werden, so dass der Absaugkanal durch ein zusätzliches Röhrchen dargestellt wird, das insbesondere aus Kunststoff wegen des Gewichts und der Kosten ausgebildet ist. Die Konturgestaltung des Röhrchens, d.h. der Winkel des Absaugkanals, ist dabei optimal auf den vorhandenen Bauraum und die Fahrzeugarchitektur angepasst. Ein hochintegriertes Sieb zur optimalen Ausnutzung der Bauraumgegebenheiten wird im Röhrchen platziert, wodurch die nachgeschaltete Trockensumpfpumpe vor Beschädigung durch harte Partikel aus dem Getriebe geschützt wird. Das Röhrchen verfügt über einen zusätzlichen Dichtdeckel, damit das Sieb in das Röhrchen integriert werden kann, wobei der Dichtdeckel als demontierbare Lösung entweder geclipst oder als nicht wechselbare Lösung verklebt/verschweißt werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Trockensumpfansaugeinheit, wobei eine Teil der Trockenansaugeinheit geschnitten dargestellt ist,
- 2 eine perspektivische Ansicht der Trockensumpfansaugeinheit, und
- 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen elektrischen Achssystems mit der erfindungsgemäßen Trockensumpfansaugeinheit.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Trockensumpfansaugeinheit 1 für ein elektrisches Achssystem 2, wobei das elektrische Achssystem 2 in 3 dargestellt ist. Die Trockensumpfabsaugeinheit 1 dient dazu, um Öl aus einem Hauptgehäuse 3 des elektrischen Achssystems 2 zu einer Trockensumpfpumpe 4 des elektrischen Achssystems 1 zu leiten/führen. Insbesondere führt die Trockensumpfabsaugeinheit 1 in dem Hauptgehäuse 3 gebrauchtes Öl zu der Trockensumpfpumpe 4. Insbesondere ist dabei ein Getriebe in dem Hauptgehäuse 3 angeordnet, wobei das in dem Getriebe gebrauchte Öl durch die Trockensumpfabsaugeinheit 1 abgeführt wird.
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Die Trockensumpfabsaugeinheit 1 weist ein Kanalgehäuse 5 auf. Das Kanalgehäuse 5 kann vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet sein. Die Trockensumpfabsaugeinheit 1 weist einen in dem Kanalgehäuse 5 ausgebildeten Absaugkanal 6, insbesondere in Form eines im Querschnitt kreisförmigen Hohlraums, auf. Der Absaugkanal 6 weist eine mit dem Hauptgehäuse 3 fluidisch verbindbare oder verbundene Einlassöffnung 7 auf. Vorzugsweise ist die Einlassöffnung 7 außenseitig mit dem Hauptgehäuse 2 verbunden. Das heißt, dass die Trockensumpfabsaugeinheit 1 nicht innerhalb des Hauptgehäuses 2/nicht innerhalb desselben Gehäuses wie das Getriebe angeordnet ist, sondern separat angeordnet ist. Der Absaugkanal 6 weist eine mit der Trockensumpfpumpe 4 fluidisch verbindbare oder verbundene Auslassöffnung 8 auf. Das heißt, dass der Absaugkanal 6 das Hauptgehäuse 2 fluidisch mit der Trockensumpfpumpe 4 verbindet.
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Die Trockensumpfabsaugeinheit 1 weist ein in dem Absaugkanal 6 integriertes/in einem durch den Absaugkanal 6 geführten Strömungsfluss angeordnetes Sieb (einen Ölfilter) 9 auf. Das heißt, dass der durch den Absaugkanal 6 geführte Ölstrom durch das Sieb 9 hindurchgeführt wird, bevor er durch die Auslassöffnung 8 austritt (und der Trockensumpfpumpe 4 zugeführt wird).
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In der dargestellten Ausführungsform weist das Kanalgehäuse 5 eine Siebwechselöffnung 10 (bzw. Siebeinsetzöffnung) auf, durch die das Sieb 9 in den Absaugkanal 6 einführbar und/oder aus dem Absaugkanal 6 entnehmbar ist. Die Siebwechselöffnung 10 kann beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt haben. Insbesondere kann die Siebwechselöffnung 10 größer als die Einlassöffnung 7 und/oder die Auslassöffnung 8 sein. Zudem weist die Trockensumpfabsaugeinheit 1 einen Dichtdeckel 11 (eine Abschlusskappe) auf, der die Siebwechselöffnung/Siebeinsetzöffnung 10 dichtend verschließt.
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Vorzugsweise kann der Dichtdeckel 11 lösbar mit dem Kanalgehäuse 5 verbunden sein. Beispielsweise kann der Dichtdeckel 11 in dem Kanalgehäuse 5 eingeclipst sein. Das heißt, dass der Dichtdeckel 11 über eine Schnappverbindung an dem Kanalgehäuse 5 angebracht ist, bei der vorzugsweise an dem Dichtdeckel 11 ausgebildete Schnapphaken zur Montage/Demontage elastisch verformbar sind und in dem montierten Zustand einen Abschnitt des Kanalgehäuses 5, wie einen radial nach innen ragenden Vorsprung, hintergreifen.
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Alternativ kann der Dichtdeckel 11 unlösbar mit dem Kanalgehäuse 5 verbunden sein. Beispielsweise kann der Dichtdeckel 11 mit dem Kanalgehäuse 5 verklebt oder verschweißt sein.
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In der dargestellten Ausführungsform weist der Absaugkanal 6 einen (geradlinigen) Einlassabschnitt 12, an dessen Ende die Einlassöffnung 7 ausgebildet ist, einen (geradlinigen) Auslassabschnitt 13, an dessen Ende die Auslassöffnung 8 ausgebildet ist, und einen zwischen dem Einlassabschnitt 12 und dem Auslassabschnitt 13 angeordneten, d.h. den Einlassabschnitt 12 und dem Auslassabschnitt 13 direkt verbindenden, (geradlinigen) Siebabschnitt 14, in dem das Sieb 9 integriert ist, auf. Die Geometrie des Absaugkanals 6 ist auf umliegende Komponenten, insbesondere auf eine Außenkontur eines Fahrwerks 15 (vgl. 3) abgestimmt. Insbesondere ist der Absaugkanal 6 abgewinkelt ausgebildet.
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Beispielsweise kann der Einlassabschnitt 12 mit dem Siebabschnitt 14 einen ersten Winkel 16 von 100° bis 170°, vorzugsweise 120° bis 150°, weiter bevorzugt 130° bis 140° bilden. Beispielsweise kann der Siebabschnitt 14 mit dem Auslassabschnitt 13 einen zweiten Winkel 17 von 10 bis 90°, vorzugsweise 30° bis 60°, weiter bevorzugt 40 bis 50° bilden. Beispielsweise können der Einlassabschnitt 12 und der Auslassabschnitt 13 im Wesentlichen parallel zueinander versetzt angeordnet sein. Das heißt, dass die Ausrichtung des Einlassabschnitts 12 im Wesentlichen gleich zu der Ausrichtung des Auslassabschnitts 13 ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trockensumpfabsaugeinheit
- 2
- elektrisches Achssystem
- 3
- Hauptgehäuse
- 4
- Trockensumpfpumpe
- 5
- Kanalgehäuse
- 6
- Absaugkanal
- 7
- Einlassöffnung
- 8
- Auslassöffnung
- 9
- Einlassabschnitt
- 10
- Siebwechselöffnung/Siebeinsetzöffnung
- 11
- Dichtdeckel
- 12
- Einlassabschnitt
- 13
- Auslassabschnitt
- 14
- Siebabschnitt
- 15
- Fahrwerk
- 16
- erster Winkel
- 17
- zweiter Winkel
