DE102021123189A1

DE102021123189A1 - Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug mit einem Durchgangsventil, Durchgangsventil, insbesondere für die elektrische Antriebseinheit sowie Druckregeleinheit mit dem Durchgangsventil

Info

Publication number: DE102021123189A1
Application number: DE102021123189.2A
Authority: DE
Inventors: Tony Zeiss
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-09-08
Filing date: 2021-09-08
Publication date: 2023-03-09
Also published as: CN115773357A

Abstract

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Systemtechnik für eine elektrische Antriebseinheit für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welche zu einer Verringerung des Energiebedarfs führt.
Hierzu wird eine elektrische Antriebseinheit 1 für ein Fahrzeug vorgeschlagen, mit einer elektrischen Maschine 2, mit einem Getriebe 6, mit einer Ölversorgungsanordnung 10, wobei die Ölversorgungsanordnung 10 einen Maschinenversorgungsabschnitt 11 zur Versorgung der elektrischen Maschine 2 und einen Getriebeversorgungsabschnitt 12 zur Versorgung des Getriebes 6 entlang eines Getriebeversorgungswegs 14 mit einem Getriebeöl aufweist, wobei die Ölversorgungsanordnung 10 einen Bypassabschnitt 15 aufweist, wobei sich der Bypassabschnitt 15 strömungstechnisch an den Getriebeversorgungsabschnitt 12 anschließt und wobei der Bypassabschnitt 15 strömungstechnisch zumindest abschnittsweise parallel zu dem Getriebeversorgungsweg 14 angeordnet ist und wobei die elektrische Antriebseinheit 1 ein druckkontrolliertes Durchgangsventil 16 aufweist, wobei das Durchgangsventil 16 strömungstechnisch zwischen dem Getriebeversorgungsabschnitt 12 und dem Bypassabschnitt 15 angeordnet ist, so dass in Abhängigkeit eines Öldrucks des Getriebeöls der Bypassabschnitt 15 mit dem Getriebeversorgungsabschnitt 12 strömungstechnisch verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Durchgangsventil mit den Merkmalen des Anspruchs 13 sowie eine Druckregeleinheit mit dem Durchgangsventil mit den Merkmalen des Anspruchs 15.
Bei klassischen Verbrennungsmotoren müssen zum einen das Getriebe und zum andern die beweglichen Teile des Motors mit Getriebeöl geschmiert bzw. gekühlt werden. Bei Elektrofahrzeugen haben sich dagegen die Anforderungen an die Schmierkonzepte verschoben: Dies liegt zum einen daran, dass die Getriebe oftmals einfacher als bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor aufgebaut sind und dass die Elektromotoren nur eine geringe Schmierung benötigen. Somit ist es nicht möglich, Getriebeölschmierkonzepte von den Verbrennungsmotoren in einfacher Weise auf Elektrofahrzeuge zu übertragen.
Die Druckschrift DE 10 2000 1800 3109 3 A1, die den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart ein Druckausgleichsventil für Ölkanäle in Getrieben. Steigt der Druck des Getriebeöls im Kanal auf bzw. über einen definierten Druck an, gibt ein Kolben des Ventils eine Einlassöffnung frei. Das Getriebeöl strömt durch das Ventil über eine Auslassöffnung in einen Bypass- oder Rückflusskanal, bis der Druck das definierte Niveau unterschreitet und die Einlassöffnung durch den Kolben wieder verschlossen wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Systemtechnik für eine elektrische Antriebseinheit für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welche zu einer Verringerung des Energiebedarfs führt.
Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Antriebseinheit für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Durchgangsventil mit den Merkmalen des Anspruchs 13 sowie durch eine Druckregeleinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Antriebseinheit, welche für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Elektrofahrzeug. Im Speziellen kann es sich um ein reines Elektrofahrzeug oder um ein Hybridfahrzeug handeln. Die elektrische Antriebseinheit ist ausgebildet ein Hauptantriebsmoment für das Fahrzeug bereitzustellen. Dabei kann vorgesehen sein, dass eine elektrische Antriebseinheit für das gesamte Fahrzeug, pro Achse eines Fahrzeugs oder sogar pro Rad einer Achse oder des Fahrzeugs vorgesehen ist. Bevorzugt versorgt die elektrische Antriebseinheit genau eine Achse des Fahrzeugs umfassend zwei angetriebene Räder mit dem insbesondere elektrischen Antriebsmoment. Optional bildet das Fahrzeug einen Gegenstand der Erfindung.
Die elektrische Antriebseinheit weist eine elektrische Maschine auf. Die elektrische Maschine ist insbesondere als ein Elektromotor ausgebildet. Die elektrische Maschine kann optional ergänzend eine Generatorfunktion einnehmen, so dass diese auch für eine Rekuperation genutzt werden kann. Bei abgewandelten Ausführungsformen ist die elektrische Maschine ohne die Generatorfunktion ausgestaltet. Die elektrische Maschine dient zur Erzeugung des Antriebsmoments für das Fahrzeug. Es kann vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine ausschließlich das Antriebsmoment erzeugt, alternativ und insbesondere in der Ausbildung als Hybridfahrzeug, kann die elektrische Maschine gemeinsam oder abwechselnd mit einem Verbrennungsmotor das Antriebsmoment erzeugen.
Die elektrische Antriebseinheit weist ein Getriebe auf, wobei das Getriebe mit der elektrischen Maschine wirkverbunden ist, so dass das Antriebsmoment in das Getriebe eingeleitet wird. Insbesondere sind das Getriebe und die elektrische Maschine momentübertragend miteinander verbunden. Das Getriebe kann insbesondere als ein Übersetzungsgetriebe und/oder Untersetzungsgetriebe und/oder Summationsgetriebe und/oder als ein Teilungsgetriebe ausgebildet sein. Besonders bevorzugt weist das Getriebe einen Übersetzungsabschnitt zur Übersetzung des Antriebsmoments und einen Verteilungsabschnitt zur Verteilung des Antriebsmoments zum Beispiel auf zwei Getriebeausgänge zum Antrieb von zwei angetriebenen Rädern einer gemeinsamen Achse auf.
Die elektrische Antriebseinheit weist eine Ölversorgunganordnung zur Versorgung, insbesondere zur Schmierung und/oder Kühlung, der elektrischen Antriebseinheit mit einem Getriebeöl auf. Die Ölversorgungsanordnung weist einen Maschinenversorgungsabschnitt zur Versorgung der elektrischen Maschine und einen Getriebeversorgungsabschnitt zur Versorgung des Getriebes jeweils mit einem oder dem Getriebeöl auf. Das Getriebe wird entlang eines Getriebeversorgungswegs mit dem Getriebeöl versorgt. Die elektrische Maschine wird bevorzugt entlang eines Maschinenversorgungswegs mit dem Getriebeöl versorgt. Der Getriebeversorgungsweg und/oder der Maschinenversorgungsweg bezeichnet den Getriebeölweg, welcher beispielsweise in einem Maschinenölraum und/oder in einem Getriebeölraum in der elektrischen Antriebseinheit angeordnet ist bzw. sind. Insbesondere verteilt sich das Getriebeöl entlang des jeweiligen Getriebeölwegs frei in dem jeweiligen Ölraum.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Ölversorgungsanordnung einen Bypassabschnitt aufweist. Der Bypassabschnitt schließt sich strömungstechnisch an den Getriebeversorgungsabschnitt an. Insbesondere durchströmt das Getriebeöl zunächst den Getriebeversorgungsabschnitt bevor dieses in den Bypassabschnitt eintreten kann. Aus dem Getriebeversorgungsabschnitt wird der Getriebeversorgungsweg mit dem Getriebeöl versorgt. Es ist vorgesehen, dass der Bypassabschnitt strömungstechnisch zumindest abschnittsweise parallel zu dem Getriebeversorgungsweg angeordnet ist. Somit kann das Getriebeöl wahlweise über den Getriebeversorgungsweg das Getriebe kühlen und/oder schmieren oder alternativ bzw. ergänzend über den Bypassabschnitt zumindest abschnittsweise oder sogar vollständig um den Getriebeversorgungsweg und somit um das Getriebe geleitet werden.
Die elektrische Antriebseinheit weist insbesondere als Schlüsselelement ein druckkontrolliertes Durchgangsventil auf, wobei das Durchgangsventil strömungstechnisch zwischen dem Getriebeversorgungsabschnitt und dem Bypassabschnitt angeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass das druckkontrollierte Durchgangsventil in Abhängigkeit eines Öldrucks des Getriebeöls kontrolliert wird, so dass in Abhängigkeit des Öldrucks der Bypassabschnitt mit dem Getriebeversorgungsabschnitt strömungstechnisch verbunden und/oder getrennt ist. Das Durchgangsventil ist insbesondere als ein mechanisch-kontrolliertes, insbesondere druck-mechanisch-kontrolliertes Durchgangsventil ausgebildet.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass bei einer elektrischen Antriebseinheit sowohl die elektrische Maschine als auch das Getriebe mit Getriebeöl versorgt werden muss. Dabei kann es jedoch vorkommen, dass das Getriebe und die elektrische Maschine unterschiedliche Anforderungen an die Ölmenge und/oder den Öldruck stellen. Auf der anderen Seite ist es jedoch bevorzugt, dass die Ölversorgungsanordnung durch eine gemeinsame Ölquelle versorgt wird, so dass eine Kontrolle des Öldrucks nur einheitlich über die Ölquelle gemeinsam für den Maschinenversorgungsabschnitt und den Getriebeversorgungsabschnitt erfolgen kann. Es hat sich gezeigt, dass der Druckbedarf an der elektrischen Maschine oftmals höher ausfällt als an dem Getriebe. Dies führt bislang dazu, dass der Öldruck bzw. die Ölfördermenge auf die elektrische Maschine abgestellt wird und dadurch dem Getriebe mehr Getriebeöl zugeführt wird, als es zur Kühlung und/oder Schmierung notwendig ist. Für das Getriebe scheint die erhöhte Zuführung des Getriebeöls prinzipiell nicht schädlich zu sein. Allerdings hat sich gezeigt, dass - selbst bei einem Trockensumpf in dem Getriebe - die Planschverluste bei einer zu großen Getriebeölmenge in dem Getriebe ansteigen, so dass der Gesamtwirkungsgrad der elektrischen Antriebseinheit verringert ist.
Prinzipiell wäre es möglich, den Getriebeversorgungsabschnitt und dem Maschinenversorgungsabschnitt unterschiedlich hinsichtlich der Zuführung der Ölmenge und/oder des Öldrucks anzusteuern, dies würde jedoch einen erheblichen systemtechnischen Aufwand bedeuten. Auf Basis dieser Überlegungen löst die Erfindung nun die Aufgabe dadurch, dass als Schlüsselelement ein Durchgangsventil zwischen dem Getriebeversorgungsabschnitt und dem Bypassabschnitt eingebaut wird, welches besonders bevorzugt rein mechanisch gesteuert den Bypassabschnitt öffnet, sobald der Öldruck keine konstruktiv vorgebbare Grenze erreicht oder sogar überschreitet. Durch diese systemtechnische Lösung wird in kostengünstiger Weise in derartigen Hochleistungsbetriebszuständen der Bypassabschnitt insbesondere mechanisch geöffnet und der überflüssige Öldruck und/oder das überflüssige Getriebeöl über den Bypassabschnitt abgeleitet, so dass Planschverluste in dem Getriebe nicht weiter erhöht werden.
Somit ermöglicht die vorgeschlagene Systemtechnik den Energiebedarf in der elektrischen Antriebseinheit durch ein elegantes Getriebeölmanagement über eine Verringerung von Planschverlusten zu reduzieren und/oder den Gesamtwirkungsgrad der elektrischen Antriebseinheit zu vergrößern.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Ölversorgungsanordnung einen Hauptversorgungsweg für das Getriebeöl auf, wobei sich in dem Hauptversorgungsweg der Getriebeversorgungsabschnitt strömungstechnisch an den Maschinenversorgungsabschnitt anschließt. Insbesondere ist die Ölversorgungsanordnung so ausgebildet, dass das Getriebeöl, welches in den Getriebeversorgungsabschnitt gelangt, zunächst den Maschinenversorgungsabschnitt durchströmt. Insbesondere ist der Getriebeversorgungsabschnitt dem Maschinenversorgungsabschnitt seriell strömungstechnisch nachgeschaltet. Insbesondere ist die Ölversorgungsanordnung kaskadenartig ausgebildet, wobei von dem Hauptversorgungsweg zunächst Getriebeöl zur Versorgung der elektrischen Maschine abgezweigt wird und das verbleibende Getriebeöl in den Getriebeversorgungsabschnitt geleitet wird.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die elektrische Maschine eine Rotorhohlwelle und das Getriebe eine Getriebeeingangshohlwelle auf. Die Rotorhohlwelle und die Getriebeeingangshohlwelle sind koaxial und drehfest zueinander angeordnet. Die Rotorhohlwelle und die Getriebeeingangshohlwelle können als eine gemeinsame Welle ausgebildet sein. Bevorzugt sind die beiden Wellen jedoch als separate Wellen ausgebildet, welche drehfest miteinander verbunden sind. Es ist vorgesehen, dass der Hauptversorgungsweg durch die Rotorhohlwelle und die Getriebeeingangshohlwelle verläuft. Auf diese Weise kann die elektrische Antriebseinheit sehr kompakt aufgebaut werden und der Hauptversorgungsweg für das Getriebe besonders einfach konstruktiv umgesetzt werden.
Bei einer möglichen Realisierung der Erfindung weist die elektrische Antriebseinheit einen Ölsumpfbereich auf, wobei sich der Getriebeversorgungsweg strömungstechnisch zwischen dem Getriebeversorgungsabschnitt und dem Ölsumpfbereich erstreckt. Der Bypassabschnitt erstreckt sich bei dieser möglichen Realisierung strömungstechnisch zwischen dem Getriebeversorgungsabschnitt und dem Ölsumpfbereich. Somit ist der Bypassabschnitt strömungstechnisch parallel zu dem Getriebeversorgungsweg angeordnet, wobei sich der Getriebeversorgungsweg zwischen dem Getriebeversorgungsabschnitt und dem Ölsumpfbereich erstreckt.
Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung weist das Getriebe eine Zwischenhohlwelle auf, wobei sich der Bypassabschnitt strömungstechnisch zwischen dem Getriebeversorgungsabschnitt und der Zwischenhohlwelle erstreckt. Es ist vorgesehen, dass der Bypassabschnitt strömungstechnisch mit dem Inneren der Zwischenhohlwelle verbunden ist. Bei dieser konstruktiven Ausgestaltung wird das Getriebeöl von dem Getriebeversorgungsabschnitt über den Bypassabschnitt in die Zwischenhohlwelle geleitet.
Bevorzugt sind die Rotorhohlwelle, die Getriebeeingangshohlwelle und/oder die Zwischenhohlwelle zur radialen Verteilung des Getriebeöls ausgebildet.
Bevorzugt weist die Ölversorgungsanordnung eine Ölpumpe auf, wobei die Ölpumpe als gemeinsame Ölpumpe den Maschinenversorgungsabschnitt, den Getriebeversorgungsabschnitt und den Bypassabschnitt mit dem Getriebeöl versorgt. Die Kontrolle über die Verteilung des Getriebeöls bzw. des Getriebeöldrucks wird - wie bereits erläutert - durch das Durchgangsventil als Schlüsselelement in der elektrischen Antriebseinheit umgesetzt. Somit ist für die Ölversorgungsanordnung nur genau eine Ölpumpe notwendig.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Getriebeeingangshohlwelle mindestens einen Versorgungsauslass auf. Der mindestens eine Versorgungsauslass kann beispielsweise als eine Radialöffnung in der Getriebeeingangshohlwelle ausgebildet sein. Vorzugsweise weist die Getriebeeingangshohlwelle mehrere derartige Versorgungsauslässe auf. Die Versorgungsauslässe sind beispielsweise angeordnet, um Lager oder drehmomentübertragendes Komponenten, insbesondere Zahnräder, in dem Getriebe mit dem Getriebeöl zu versorgen. Der mindestens eine Versorgungsauslass ist strömungstechnisch mit dem Hauptversorgungsweg verbunden. Anders ausgedrückt tritt Getriebeöl durch den mindestens einen Versorgungsauslass aus der Getriebeeingangshohlwelle aus, so dass dieser in dem Getrieberaum frei das Getriebe entlang des Getriebeversorgungsweges schmieren kann. Es ist vorgesehen, dass das Durchgangsventil auf dem Hauptversorgungsweg strömungstechnisch hinter dem mindestens einen Versorgungsauslass, insbesondere hinter allen Versorgungsauslässen angeordnet ist. Diese konstruktive Realisierung unterstützt nochmals die Idee, dass bei geschlossenem Durchgangsventil der Getriebeversorgungsweg mit dem Getriebeöl versorgt wird und bei geöffneten Durchgangsventil die Getriebeölmenge entlang des Getriebeversorgungswegs reduziert wird.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Rotorhohlwelle und/oder die Zwischenhohlwelle mindestens einen entsprechenden Versorgungsauslass auf, um die jeweiligen Komponenten schmieren zu können. Auch diese Versorgungsauslässe können als Radialauslässe und/oder Radialbohrungen ausgebildet sein.
Es ist besonders bevorzugt, dass das Durchgangsventil in der Getriebeeingangshohlwelle angeordnet ist. Insbesondere dreht sich das Durchgangsventil mit der Getriebeeingangshohlwelle mit. Damit die Getriebeeingangshohlwelle nicht zu groß dimensioniert werden muss, ist es bevorzugt, dass das Durchgangsventil einen maximalen Außendurchmesser von kleiner als 3 cm, vorzugsweise kleiner als 2 cm und insbesondere kleiner als 1,5 cm aufweist. Das Schlüsselelement der elektrischen Antriebseinheit für das Ölmanagement ist somit ein überraschend kleines Element, welches besonders vorteilhaft angeordnet ist.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung der Erfindung ist in dem Hauptversorgungsweg zwischen dem Maschinenversorgungsabschnitt und den Getriebeversorgungsabschnitt eine Drossel angeordnet. Die Drossel nimmt die Funktion ein, dass in dem Maschinenversorgungsabschnitt ein gewisser Staudruck entsteht und insbesondere bei geöffnetem Durchgangsventil der Druck oder der Staudruck in den Maschinenversorgungsabschnitt nicht zu stark abfällt, so dass durch das Öffnen des Durchgangsventils der Druckverlust von dem Getriebeöl in dem Maschinenversorgungsabschnitt möglichst gering ist. Dabei ist zu bedenken, dass die vorzugsweise einzige Ölpumpe so kontrolliert wird, dass der Getriebeöldruck in dem Maschinenversorgungsabschnitt belastungsgerecht eingestellt wird. Würde nun durch das Öffnen des Durchgangsventils eine zu große Störung in dem Maschinenversorgungsabschnitt erfolgen, könnte die komplette Kontrolle durcheinandergebracht werden. Durch die Drossel wird sichergestellt, dass der Maschinenversorgungsabschnitt und der Getriebeversorgungsabschnitt soweit notwendig voneinander drucktechnisch entkoppelt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bilden die Getriebeeingangswelle und das Durchgangsventil eine Druckregeleinheit, wobei die Druckregeleinheit ausgelegt ist, bis zu einem mechanisch vorgegebenen Öldruck das Durchgangsventil geschlossen zu halten und ab dem mechanisch vorgegebenen Öldruck das Durchgangsventil zu öffnen. Optional umfasst die Druckregeleinheit die soeben beschriebene Drossel und/oder die nachfolgend beschriebene Ausgangslagereinrichtung mit der Abdeckeinrichtung. Die gesamte Druckregeleinheit ist somit mechanisch aufeinander so abgestimmt, dass allein durch den mechanisch vorgegebenen Öldruck des Durchgangsventils ein entsprechender Öldruck in der Druckregeleinheit und damit für den Getriebeversorgungsweg sichergestellt ist.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung der Erfindung wird das Durchgangsventil in einem geöffneten Zustand koaxial durchflossen. Alternativ oder ergänzend weist die Getriebeeingangshohlwelle eine koaxiale Ausgangsöffnung auf, wobei die koaxiale Ausgangsöffnung einen strömungstechnischen Eingang in den Bypassabschnitt bildet. Sofern das Durchgangsventil geöffnet ist, wird der Hauptversorgungsweg in den Bypassabschnitt verlängert und zwar durch die koaxiale Ausgangsöffnung der Getriebeeingangshohlwelle. Diese konstruktive Ausgestaltung zeigt eine sehr einfache konstruktive Umsetzung der Ölversorgungsanordnung und damit eine vorteilhafte systemtechnische Anwendung.
Es ist besonders bevorzugt, dass die elektrische Antriebseinheit eine Ausgangslagereinrichtung, insbesondere ausgebildet als eine Wälzlagereinrichtung aufweist, wobei die Getriebeeingangshohlwelle ausgangsseitig über die Ausgangslagereinrichtung gelagert ist. Ferner weist die elektrische Antriebseinheit eine Abdeckeinrichtung auf, wobei die Abdeckeinrichtung einen Abdeckabschnitt und einen Hohlzylinderabschnitt aufweist. Der Abdeckabschnitt deckt die Ausgangslagereinrichtung, insbesondere den Wälzkörperraum der Ausgangslagereinrichtung, in axialer Richtung ab. Beispielsweise kann der Abdeckabschnitt in einem Außenring der Ausgangslagereinrichtung festgelegt sein. Auf diese Weise wird erreicht, dass zentral durchströmendes Getriebeöl nicht wieder über die Ausgangslagereinrichtung, insbesondere über den Wälzkörperraum der Ausgangslagereinrichtung, in den Getrieberaum zurückdrängen kann. Ferner weist die Abdeckeinrichtung einen Hohlzylinderabschnitt auf, wobei der Hohlzylinderabschnitt mit dem Abdeckabschnitt verbunden ist und insbesondere einstückig als die Deckeleinrichtung ausgebildet ist. Der Hohlzylinderabschnitt erstreckt sich als Drehdurchführung durch die Ausgangslagereinrichtung bis in das Innere der Getriebeeingangshohlwelle. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Getriebeöl über den Hohlzylinderabschnitt als Drehdurchführung in den Bypassabschnitt abgeleitet wird. Insbesondere weist der Bypassabschnitt einen Druckraum und einen Bypasskanal auf, wobei der Bypasskanal beispielsweise in einem Gehäuse der elektrischen Antriebseinheit integriert sein kann. Der Druckraum wird einerseits durch das Gehäuse und andererseits durch die Abdeckeinrichtung begrenzt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung wird durch das zuvor beschriebene Durchgangsventil gebildet. Das Durchgangsventil ist insbesondere für die elektrische Antriebseinheit wie diese zuvor beschrieben wurde, ausgebildet. Das Durchgangsventil weist ein Ventilgehäuse und einen Kolben auf, wobei der Kolben in dem Ventilgehäuse in einer axialen Richtung verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben ist in einer Schließstellung über eine Druckfeder vorgespannt, wobei sich die Druckfeder an einem Bodenelement abstützt. Das Bodenelement ist ausgangsseitig an dem Ventilgehäuse festgelegt.
Das Ventilgehäuse weist eine insbesondere koaxiale Eingangsöffnung und das Bodenelement eine insbesondere koaxiale Ausgangsöffnung aufweist. Der Kolben weist eine Ringraumstufe und eine Führungsstufe auf, wobei der Kolben mit der Ringraumstufe und dem Ventilgehäuseeinen Ringraumbildet. Der Ringraum ist axial durch die Führungsstufe abgeschlossen, wobei der Kolben mit der Führungsstufe geführt, insbesondere dichtend an der Innenumfangsfläche des Ventilgehäuses anliegt. Die Ringraumstufe weist mindestens eine Durchgangsöffnung auf, so dass das Getriebeöl durch die Eingangsöffnung in das Ventilgehäuse eintreten kann, bei ausreichendem Öldruck den Kolben gegen die Druckfeder verschieben und dadurch das Durchgangsventil von der Schließstellung in eine Öffnungsstellung überführen kann. Das Getriebeöl kann in der Öffnungsstellung des Durchgangsventils in den Ringraum fließen, wobei das Getriebeöl durch die mindestens eine Durchgangsöffnung weiter fließen und das Ventilgehäuse koaxial über die Ausgangsöffnung verlassen kann. Bevorzugt sind das Ventilgehäuse und der Kolben als Umformteile ausgebildet.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Druckregeleinheit, wie diese zuvor beschreiben wurde. Die Druckregeleinheit bildet eine Unterbaugruppe der elektrischen Antriebseinheit.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der Figuren. Diese zeigen:

1 eine schematische Schnittdarstellung einer elektrischen Antriebseinheit als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 in gleicher Darstellung wie die 1 eine elektrische Antriebseinheit als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine schematische Schnittdarstellung eines Durchgangsventils für die elektrische Antriebseinheit der vorhergehenden Figuren;
4 eine schematische Schnittdarstellung des Durchgangsventils der 3 mit einem eingezeichneten Ölweg;
5 eine schematische, dreidimensionale, teilgeschnittene Darstellung eines Detailbereichs der elektrischen Antriebseinheit der vorhergehenden Figuren;
6 eine weitere schematische, dreidimensionale, teilgeschnittene Darstellung eines Detailbereichs der elektrischen Antriebseinheit der vorhergehenden Figuren.

Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine elektrische Antriebseinheit 1, wobei die elektrische Antriebseinheit 1 zum Antrieb von einem nicht dargestellten Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Die elektrische Antriebseinheit 1 in diesem Ausführungsbeispiel dient zum Antrieb von zwei angetriebenen Rädern, insbesondere von einer gemeinsamen Achse des Fahrzeugs.
Die elektrische Antriebseinheit 1 weist eine elektrische Maschine 2 auf, wobei die elektrische Maschine 2 einen Rotor 3 und einem Stator 4 umfasst und in einem Maschinenraum 5 angeordnet ist.
Ferner weist die elektrische Antriebseinheit 1 ein Getriebe 6 auf, wobei das Getriebe 6 einen Übersetzungsabschnitt 7 und einen Verteilungsabschnitt 8, insbesondere einen Differentialabschnitt, aufweist. Das Getriebe 6 ist mit der elektrischen Maschine 2 wirkverbunden, so dass ein Antriebsmoment von der elektrischen Maschine 2 in das Getriebe 6 geleitet werden kann. Das Getriebe 6 ist in einem Getrieberaum 9 angeordnet.
Die elektrische Antriebseinheit 1 weist eine Ölversorgungsanordnung 10 auf, wobei die Ölversorgungsanordnung 10 einen Maschinenversorgungsabschnitt 11 und einen Getriebeversorgungsabschnitt 12 umfasst. Der Maschinenversorgungsabschnitt 11 und der Getriebeversorgungsabschnitt 12 sind als Leitungs- und/oder Kanalsysteme ausgebildet. Mit dem Maschinenversorgungsabschnitt 11 wird insbesondere der Maschinenraum 5 mit einem Getriebeöl versorgt, mit dem Getriebeversorgungsabschnitt 12 wird insbesondere der Getrieberaum 9 mit dem Getriebeöl versorgt.
In dem Maschinenraum 5 tritt das Getriebeöl aus dem Maschinenversorgungsabschnitt 11 aus und versorgt die elektrische Maschine 2 mit dem Getriebeöl entlang eines Maschinenversorgungswegs 13. In dem Getrieberaum 9 tritt das Getriebeöl aus dem Getriebeversorgungsabschnitt 12 aus und versorgt das Getriebe 6 entlang eines Getriebeversorgungswegs 14. Der Maschinenversorgungsweg 13 und der Getriebeversorgungsweg 14 sind jeweils als offene Wege ausgebildet, so dass die Komponenten der elektrischen Maschine 2, insbesondere der Rotor 3 und der Stator 4, und/oder die Komponenten des Getriebes 6, insbesondere der Übersetzungsabschnitt 7 und der Verteilungsabschnitt 8, mit Getriebeöl versorgt werden können.
Es ist vorgesehen, dass die Ölversorgungsanordnung 10 einen Bypassabschnitt 15 aufweist, wobei der Bypassabschnitt 15 in diesem Ausführungsbeispiel strömungstechnisch vollständig parallel zu dem Getriebeversorgungsweg 14 angeordnet ist.
Der Bypassabschnitt 15 verläuft strömungstechnisch parallel zu dem Getriebeversorgungsweg 14 und läuft insbesondere an dem Übersetzungsabschnitt 7 und dem Verteilungsabschnitt 8 vorbei.
Es ist vorgesehen, dass die elektrische Antriebseinheit 1 ein druckkontrolliertes Durchgangsventil 16 aufweist, wobei das Durchgangsventil 16 strömungstechnisch zwischen dem Getriebeversorgungsabschnitt 12 und dem Bypassabschnitt 15 angeordnet ist. Das Durchgangsventil 16 steuert sich selbsttätig mechanisch in Abhängigkeit des anliegenden Öldrucks. Soweit der Öldruck eine mechanisch vorgebbare Grenze überschreitet, öffnet das Durchgangsventil 16, so dass der Bypassabschnitt 15 strömungstechnisch mit dem Getriebeversorgungsabschnitt 12 verbunden ist. Soweit der Öldruck unterhalb der mechanisch vorgegebenen Grenze ist, ist das Durchgangsventil 16 geschlossen und der Getriebeversorgungsabschnitt 12 und der Bypassabschnitt 15 sind strömungstechnisch voneinander getrennt.
Betrachtet man die Ölversorgungsanordnung 10 etwas genauer, so weist diese einen Hauptversorgungsweg 17 auf, wobei sich entlang des Hauptversorgungswegs 17 der Getriebeversorgungsabschnitt 12 strömungstechnisch an den Maschinenversorgungsabschnitt 11 anschließt. Das Getriebeöl, welches den Getriebeversorgungsabschnitt 12 erreicht, muss somit zunächst durch den Maschinenversorgungsabschnitt 11 durchgeführt werden.
Die elektrische Maschine 2 weist eine Rotorhohlwelle 18 auf, die das Getriebe 6 weist eine Getriebeeingangshohlwelle 19 auf, wobei die Rotorhohlwelle 18 und die Getriebeeingangshohlwelle 19 miteinander drehfest verbunden sind und koaxial zueinander angeordnet sind. Insbesondere wird das Antriebsmoment von der elektrischen Maschine 2 über die Rotorhohlwelle 18 auf die Getriebeeingangshohlwelle 19 übertragen. Der Hauptversorgungsweg 17 erstreckt sich oder verläuft durch die Rotorhohlwelle 18 und nachfolgend in bzw. durch die Getriebeeingangshohlwelle 19.
In der Rotorhohlwelle 18 sind mindestens ein Versorgungsauslass 20 a angeordnet, welcher als ein radialer Durchlass ausgebildet ist, so dass das Getriebeöl von dem Hauptversorgungsweg 17 und/oder der Rotorhohlwelle 18 radial zu der elektrischen Maschine 2 zwecks Schmierung und/oder Kühlung entlang des Maschinenversorgungswegs 13 fließen kann. Die Getriebeeingangshohlwelle 19 weist ebenfalls mindestens einen Versorgungsauslass 20 b, 20 c auf, welche jeweils als ein radialer Durchlass in der Getriebeeingangshohlwelle 19 ausgebildet sind und welche des Getriebes 6 entlang des Getriebeversorgungswegs 14 und/oder eine Zwischenlagerung 21 zwischen dem der elektrischen Maschine 2 und dem Getriebe 6 zur Lagerung der Rotorhohlwelle 18 und/oder Getriebehohlwelle 19 mit dem Getriebeöl versorgen.
Ausgangsseitig in Bezug auf den Hauptversorgungsweg 17 der Ölversorgungsanordnung 10 ist in der Getriebeeingangshohlwelle 19 das Durchgangsventil 16 eingesetzt, und drehfest mit der Getriebeeingangshohlwelle 19 verbunden. Die Getriebeeingangshohlwelle 19 weist eine koaxiale Ausgangsöffnung 22 auf, wobei die koaxiale Ausgangsöffnung 22 den Hauptversorgungsweg 17 mit dem Bypassabschnitt 15 strömungstechnisch verbindet soweit das Durchgangsventil 16 geöffnet ist.
Die Ölversorgungsanordnung 10 weist eine Ölwanne 23 auf, wobei die Ölwanne 23 einen Ölsumpf 24 ausbildet. Der Maschinenraum 9 ist über einen Ölablass 25 mit dem Ölsumpf 24 strömungstechnisch verbunden, so dass der Maschinenraum 9 als ein Trockensumpfbereich ausgebildet ist. In gleicher Weise und nicht dargestellt kann auch der Maschinenraum 5 einen Ölablass aufweisen und ist bevorzugt ebenfalls als ein Trockensumpfbereich ausgebildet. Die Ölversorgungsanordnung 10 weist eine Ölpumpe 26 auf, welche mit dem Ölsumpf 24 strömungstechnisch verbunden ist und welche den Hauptversorgungsweg 17 mit Getriebeöl versorgt. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Ölpumpe 26 ausschließlich den Hauptversorgungsweg 17 mit dem Getriebeöl versorgt, so dass die Ölpumpe 26 eine gemeinsame Ölpumpe für den Maschinenversorgungsabschnitt 11 und den Getriebeversorgungsabschnitt 12 sowie den Bypassabschnitt 15 bildet.
Der Bypassabschnitt 15 verläuft bei diesem Ausführungsbeispiel ausgehend von der Getriebeeingangshohlwelle 19, insbesondere der koaxiale Ausgangsöffnung 22 zu dem Ölsumpf 24. Der Getriebeversorgungsweg 14 verläuft ausgehend von dem Getriebeversorgungsabschnitt 12 über das Getriebe 6 entlang des Getriebeversorgungswegs 14, insbesondere durch den Ölablass 25 in den Ölsumpf 24.
Zwischen der Rotorhohlwelle 18 und der Getriebeeingangshohlwelle 19 ist eine Drossel 57 in dem Hauptversorgungsweg 17 ausgebildet, welche eine Querschnittsverengung des Hauptversorgungswegs 17 bildet. Konstruktiv betrachtet wird die Drossel 57 durch einen Absatz der Getriebeeingangshohlwelle 19 mit einem verkleinerten Durchgangsquerschnitt im Vergleich zu dem Durchgangsquerschnitt der Rotorhohlwelle 18 und/oder der Getriebeeingangshohlwelle 19 gebildet. Ferner weist dieser Abschnitt einen verkleinerten Außendurchmesser auf, auf den die Rotorhohlwelle 18 aufgeschoben wird. Hierdurch ergibt sich ein Kupplungsbereich von der Rotorhohlwelle 18 und der Getriebeeingangshohlwelle 19.
Funktional betrachtet wird die Ölpumpe 26 in Abhängigkeit der Anforderungen der elektrischen Maschine 2 entweder ausgelegt oder kontrolliert, insbesondere gesteuert und/oder geregelt. Soweit der Öldruck entlang des Hauptversorgungswegs 17 unterhalb von einer mechanisch vorgebbaren Grenze ist, wird das Getriebeöl der elektrischen Maschine 2 über den Maschinenversorgungsweg 13 und dem Getriebe 6 über den Getriebeversorgungsweg 14 zugeführt. Das Durchgangsventil 16 ist in diesem Betriebszustand geschlossen.
Für den Fall, dass die Fördermenge und/oder der Öldruck durch die gemeinsame Ölpumpe 26 erhöht wird, öffnet sich das druckkontrollierte Durchgangsventil 16 selbstständig und es fließt Getriebeöl zumindest teilweise über das Durchgangsventil 16 und den Bypassabschnitt 15 von der Getriebeeingangshohlwelle 13 zu dem Ölsumpf 24.
Durch das Abfließen von dem Getriebeöl entlang des Bypassabschnitts 15 wird erreicht, dass das Getriebe 6 ausreichend mit Getriebeöl versorgt, jedoch nicht überversorgt wird, so dass Planschverluste in dem Getrieberaum 9 vermieden werden. Durch die Drossel 57 wird zudem erreicht, dass durch das Öffnen des Durchgangsventils 16 nicht der Öldruck in dem Maschinenraum 5 und/oder in dem Maschinenversorgungsabschnitt 11 so weit abfällt, dass die Versorgung der elektrischen Maschine 2 nicht mehr gewährleistet ist.
Dadurch bildet die Getriebeeingangshohlwelle 19 mit dem Durchgangsventil 16 und optional ergänzend mit der Drossel 57 und den Versorgungsauslässen 20 b, c eine Druckregeleinheit, welche in sich so abgestimmt ist, dass im Betrieb stets ein ausreichender Öldruck für das Getriebe 6 bereitgestellt wird und zugleich durch den Staudruck ausreichend Druckniveau im vorhergehenden Öldruckbereich, hier dem Maschinenversorgungsabschnitt 11 bereitgestellt wird.
Konstruktiv betrachtet weist das Getriebe 6 eine Zwischenhohlwelle 27 auf, wobei die Zwischenhohlwelle 27 parallel zu der Getriebeeingangshohlwelle 19 angeordnet ist. Die Getriebeeingangshohlwelle 19 und die Zwischenhohlwelle 27 sind über eine erste Stirnradgetriebestufe 28 miteinander wirkverbunden. Insbesondere umfasst der Übersetzungsabschnitt 7 die Getriebeeingangshohlwelle 19, die Zwischenhohlwelle 27 und die Stirnradgetriebestufe 28.
Das Getriebe 6, insbesondere der Verteilungsabschnitt 8, ist als ein Differenzialabschnitt ausgebildet, wobei ein Differenzialeingang über eine zweite Getriebestufe 29 mit der Zwischenhohlwelle 26 wirkverbunden ist. Ferner weist der Verteilungsabschnitt 8 zwei Getriebeausgänge 30 a, b auf, welche das übersetzte und verteilte Antriebsmoment von der elektrischen Maschine 2 auf beispielsweise zwei Räder einer angetriebenen Achse verteilen.
Der Maschinenraum 5 wird wie schematisch dargestellt - durch ein Maschinengehäuse 31 umschlossen. Der Getrieberaum 9 wird - wie schematisch dargestellt - durch ein Getriebegehäuse 32 umschlossen. Das Getriebegehäuse 32 weist einen Grundkörperabschnitt 33 und einen Deckelabschnitt 34 auf. In den Grundkörperabschnitt 33 ist beispielsweise die Zwischenlagerung 21 zumindest teilweise festgelegt. In dem Deckelabschnitt 34 ist eine Ausgangslagereinrichtung 35 zur Lagerung der Getriebeeingangshohlwelle 19 sowie eine Zwischenlagereinrichtung 36 zur Lagerung der Zwischenhohlwelle 27 angeordnet.
Der Ölkreislauf verläuft ausgehend von dem Ölsumpf 24 über die Ölpumpe 26 entlang des Hauptversorgungswegs 17. Optional wird in den Maschinenraum 5 von der Unterseite eine ergänzende Ölzuführung, insbesondere durch den Boden umgesetzt. Im weiteren Verlauf des Hauptversorgungswegs 17 geht das Getriebeöl über die Rotorhohlwelle 18, die Getriebeeingangshohlwelle 19 und dann soweit das Durchgangsventil 16 geöffnet ist über den Bypassabschnitt 15 wieder in den Ölsumpf 24. Die Rotorhohlwelle 18 weist die Versorgungsauslässe 20 a auf, welche den offenen Maschinenversorgungsweg 14 mit Getriebeöl versorgen. Optional können weitere Versorgungsauslässe zum Beispiel für die Rotorlagerung vorgesehen sein. Die Getriebeeingangshohlwelle 19 weist die Versorgungsauslässe 20 b, c auf, welche den offenen Getriebeversorgungsweg 14 mit Getriebeöl versorgen. Zudem kann insbesondere die Zwischenlagerung 21 mit Getriebeöl versorgt werden.
Die 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung der elektrischen Antriebseinheit 1, wobei in dem Ausführungsbeispiel der 2 der Bypassabschnitt 15 anders ausgebildet ist. Dieser verläuft nur noch abschnittsweise parallel zu dem Getriebeversorgungsweg 14. Wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel tritt das Getriebeöl über das Durchgangsventil 16 in den Bypassabschnitt 15. Der Bypassabschnitt 15 läuft abschnittsweise parallel und außerhalb des Getrieberaums 9. Allerdings tritt das Getriebeöl in die Zwischenhohlwelle 27 ein und wird dort über Versorgungsauslässe 20 d zur Versorgung eines weiteren Getriebeversorgungsweg 37 ausgegeben. Der weitere Getriebeversorgungsweg 37 versorgt insbesondere den Verteilungsabschnitt 8 mit Getriebeöl.
Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann sich der Bypassabschnitt 15 verzweigen, wobei ein Zweig in die Zwischenhohlwelle 27 führt wie dies gerade beschrieben wurde und ein zweiter Zweig zu dem Ölsumpf 24 führt, wie dies im Zusammenhang mit der 1 beschrieben wurde.
Die 3 zeigt das Durchgangsventil 16 in einer schematischen, dreidimensionalen Schnittdarstellung. Das Druckventil 16 weist ein Ventilgehäuse 38 auf, wobei in dem Ventilgehäuse 38 ein Kolben 39 angeordnet ist. Der Kolben 39 ist in dem Ventilgehäuse 38 in axialer Richtung längsverschiebbar angeordnet. Zur Abstützung weist das Durchgangsventil 16 ein Bodenelement 40 auf, wobei das Bodenelement 40 beispielsweise als ein Zackenring ausgebildet ist. Zwischen dem Bodenelement 40 und den Kolben 39 ist eine Druckfeder 41 angeordnet, so dass der Kolben 39 in dem Durchgangsventil 16 in Richtung einer Schließstellung vorgespannt ist.
Das Ventilgehäuse 38 weist eine Eingangsöffnung 42 auf, über die das Getriebeöl in Durchflussrichtung in das Durchgangsventil 16 eintreten kann. Das Bodenelement 40 weist eine Ausgangsöffnung 43 auf, wird die das Getriebeöl in Durchflussrichtung aus dem Durchgangsventil 16 austreten kann. Eingangsöffnung 42 und Ausgangsöffnung 43 sind koaxial in dem Durchgangsventil 16 angeordnet. Funktional betrachtet erlaubt das Durchgangsventil 16 in einem geöffneten Zustand ein axiales Durchströmen mit dem Getriebeöl.
Das Ventilgehäuse 38 ist als ein Umformbauteil ausgebildet und insbesondere als ein Tiefziehteil realisiert. Es weist an einer Eingangsseite die Eingangsöffnung 42 auf, wobei die Eingangsöffnung 42 in einem Eingangsabschnitt 44 des Ventilgehäuses 38 ausgebildet ist. An den Eingangsabschnitt 44 schließt sich ein Zylinderabschnitt 45 an, wobei der Zylinderabschnitt 45 einen größeren Innendurchmesser/Außendurchmesser als der Eingangsabschnitt 44 aufweist. An der Ausgangsseite weist das Ventilgehäuse 38 am Innenumfang eine umlaufende Nut 46 auf, wobei in die umlaufende Nut 46 das Bodenelement 40 eingelegt, insbesondere eingeschnappt ist. Die Nut 46 ist in das Ventilgehäuse 38 umformtechnisch eingebracht. Dabei ist die Wandstärke am offenen Ende des Ventilgehäuses 38 geringer als an dem darauf in Richtung eines Ventilsitzes folgenden Wandabschnitt. Der Wandabschnitt mit der geringeren Wandstärke an dem offenen Ende des Ventilgehäuses 38 wird durch Rollieren oder Walzen radial in Richtung der Ventilachse so umgeformt, dass die Nut 46 entsteht. Dabei ist die Nut axial in die eine Richtung durch den dickeren Wandabschnitt und am offenen Ende durch einen umgebogenen Abschnitt des dünneren Wandabschnitts begrenzt. Nach der Herstellung des Ventilgehäuses 38 und des Ventilkolben 39 werden der Kolben 39 und die Druckfeder 41 in das Ventilgehäuse 38 eingeführt. Alternativ wird zuerst die Druckfeder 41 in den Kolben 39 eingeführt bis diese am Kolbenboden anliegt und dann wird der Kolben 39 zusammen mit der Druckfeder 41 in das Ventilgehäuse 38 eingesetzt. Das Ventilgehäuse 38 wird aus Blech durch Kaltumformen und Stanzen hergestellt.
Der Kolben 39 ist zweistufig ausgebildet, wobei dieser eine Ringraumstufe 47 und eine Führungsstufe 48 aufweist. In der Ringraumstufe 47 an einem freien Ende des Kolbens 39 befindet sich eine Anlagefläche für den Ventilsitz in dem Ventilgehäuse 38. Der Außendurchmesser der Ringraumstufe 47 ist größer bemessen als der Innendurchmesser des Ventilgehäuses 38 in dem Eingangsabschnitt 44, so dass der Kolben 39 an einem Ventilsitz des Ventilgehäuses 38 dichtend anliegt. Dagegen ist der Außendurchmesser der Ringraumstufe 47 kleiner bemessen als der Innendurchmesser des Ventilgehäuses 38 in dem Zylinderabschnitt 45, so dass ein Ringraum 49 geschaffen ist, in dem temporär Getriebeöl vorhanden sein kann. Der Ringraum 49 ist in axialer Richtung jedoch durch die Führungsstufe 48 abgeschlossen oder quasi abgeschlossen, welche sich gleitend an den Umfang des Ventilgehäuses 38 im Zylinderabschnitt 45 abstützt. In der Ringraumstufe 47 sind in den Kolben 39 Durchgangsöffnungen 50 eingebracht, so dass das Getriebeöl ausgehend von dem Ringraum 49 durch die Durchgangsöffnungen 50 in den hinter dem Kolben 39 gelegenen Bereich eintreten kann. Das Bodenelement 46 weist die axial ausgerichtete Ausgangsöffnung 43 auf, so dass das Getriebeöl in axialer Richtung das Durchgangsventil 16 verlassen kann.
Die 4 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung den Getriebeölweg durch das Durchgangsventil 16. Zunächst tritt das Getriebeöl in axialer Richtung durch die Eingangsöffnung 43 in das Ventilgehäuse 38 ein. Ist der Öldruck groß genug, so wird der Kolben 39 in axialer Richtung gegen die Wirkung der Druckfeder 41 verschoben, so dass das Getriebeöl in den Ringraum 49 eintreten kann. Ausgehend von dem Ringraum 49 fließt das Getriebeöl dann durch die Durchgangsöffnungen 50 und entlang der Druckfeder 41 zu der Ausgangsöffnung 43. Damit ist das Durchgangsventil 16 als ein axial durchgängiges Durchgangsventil 16 ausgebildet.
Die 5 zeigt in einer schematischen, dreidimensionalen Darstellung, teilweise geschnitten, einen Detailbereich der elektrischen Antriebseinheit 1, wobei die Getriebeeingangshohlwelle 9 mit dem Durchgangsventil 16 im Bereich der Ausgangslagereinrichtung 35 zu erkennen ist. Aus den Darstellung ist zu entnehmen, dass das Durchgangsventil 16 in dem Inneren der Getriebeeingangshohlwelle 19 angeordnet ist und das Getriebeöl bei geöffnetem Durchgangsventil 16 dieses koaxial durchströmen kann und über die koaxiale Ausgangsöffnung 22 in den Bypassabschnitt 15 geleitet werden kann. Ferner ist in der Darstellung der Deckelabschnitt 34 gezeigt, wobei in dem Deckelabschnitt 34 ein Bypasskanal 51 eingebracht ist, welcher den Bypassabschnitt abschnittsweise 15 realisiert. Der Bypassabschnitt 15 kann wie zuvor beschrieben im die Zwischenhohlwelle 27 und/oder zu dem Ölsumpf 24 führen.
Wie sich insbesondere in Zusammenschau mit der 6 ergibt, welche die Variante des Bypassabschnitts 15 zu der Zwischenhohlwelle 27 zeigt, ist auf der Ausgangslagereinrichtung 35 eine Abdeckeinrichtung 52 angeordnet, wobei die Abdeckeinrichtung 52 einen Abdeckabschnitt 53 und einen Hohlzylinderabschnitt 54 aufweist. Der Abdeckabschnitt 53 und der Hohlzylinderabschnitt 54 sind miteinander einstückig verbunden, insbesondere ist die Abdeckeinrichtung 52 als ein Blechformteil ausgebildet. Alternativ kann dieses jedoch auch aus Kunststoff realisiert sein. Der Abdeckabschnitt 53 und/oder die Abdeckeinrichtung 52 sind stationär festgelegt und in diesem Ausführungsbeispiel in einem Außenring der Ausgangslagereinrichtung 35 festgelegt. Der Abdeckabschnitt 53 ist als ein Kreisringabschnitt realisiert und deckt den Wälzkörperraum der Ausgangslagereinrichtung 35 ab. Der Hohlzylinderabschnitt 54 ist als eine Drehdurchführung ausgebildet und erstreckt sich bis in das Innere der Getriebeeingangshohlwelle 19.
Funktional betrachtet wird nach dem Durchgangsventil 16 das Getriebeöl durch den Hohlzylinderabschnitt 54 durchgeleitet. Ein Zurückströmen durch den Wälzkörperraum wird durch den Abdeckabschnitt 53 ausgeschlossen. Insbesondere ist strömungstechnisch hinter dem Druckventildurchgangsventil 16 ein erster Druckraum 55 ausgebildet, wobei der erste Druckraum 55 von der einen Seite durch den Abdeckabschnitt 53 und auf der anderen Seite durch den Deckelabschnitt 34 begrenzt. Der erste Druckraum 55 ist strömungstechnisch mit dem Bypassabschnitt 15 verbunden.
Für die Alternative, dass der Bypassabschnitt 15 nicht nur oder nicht ausschließlich zu dem Ölsumpf 24 führt, kann auf die Zwischenlagereinrichtung 36 eine weitere Abdeckeinrichtung 52 aufgesetzt werden, so das wobei zwischen den Deckelabschnitt 34 und der weiteren Abdeckeinrichtung 52 ein zweiter Druckraum 56 gebildet ist, so das über den Hohlzylinderabschnitt 54 als Drehdurchführung durch die Zwischenlagereinrichtung 36 das Getriebeöl in die Zwischenhohlwelle 27 zur weiteren Verteilung geleitet wird.
Die Getriebeeingangshohlwelle 19 mit mindestens einem Versorgungsauslass 20 b, c und das Durchgangsventil 16, optional ergänzend mit der Ausgangslagereinrichtung 35 und/oder der Abdeckeinrichtung 52 und/oder der Drossel 57 und/oder mit dem Deckelabschnitt 34 bilden eine Unterbaugruppe, welche als Druckregeleinheit 58 bezeichnet ist. Die Druckregeleinheit 58 ist funktional ausgebildet, die Getriebeölverteilung zwischen dem Getriebeversorgungsweg 14 und dem Bypassabschnitt 15 mechanisch selbsttätig zu kontrollieren.
Bezugszeichenliste

1: elektrische Antriebseinheit
2: elektrische Maschine
3: Rotor
4: Stator
5: Maschinenraum
6: Getriebe
7: Übersetzungsabschnitt
8: Verteilungsabschnitt
9: Getrieberaum
10: Ölversorgungsanordnung
11: Maschinenversorgungsabschnitt
12: Getriebeversorgungsabschnitt
13: Maschinenversorgungsweg
14: Getriebeversorgungsweg
15: Bypassabschnitt
16: Durchgangsventil
17: Hauptversorgungsweg
18: Rotorhohlwelle
19: Getriebeeingangshohlwelle
20a,b,c,d: Versorgungsauslass
21: Zwischenlagerung
22: koaxiale Ausgangsöffnung
23: Ölwanne
24: Ölsumpf
25: Ölablass
26: Ölpumpe
27: Zwischenhohlwelle
28: erste Stirnradgetriebestufe
29: zweite Stirnradgetriebestufe
30 a, b: Getriebeausgänge
31: Maschinengehäuse
32: Getriebegehäuse
33: Grundkörperabschnitt
34: Deckelabschnitt
35: Ausgangslagereinrichtung
36: Zwischenlagereinrichtung
37: weiterer Getriebeversorgungsweg
38: Ventilgehäuse
39: Kolben
40: Bodenelement
41: Druckfeder
42: Eingangsöffnung
43: Ausgangsöffnung
44: Eingangsabschnitt
45: Zylinderabschnitt
46: Nut
47: Ringraumstufe
48: Führungsstufe
49: Ringraum
50: Durchgangsöffnungen
51: Bypasskanal
52: Abdeckeinrichtung
53: Abdeckabschnitt
54: Hohlzylinderabschnitt
55: (erster) Druckraum
56: zweiter Druckraum
57: Drossel
58: Druckregeleinheit

Claims

Elektrische Antriebseinheit (1) für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine (2) zur Erzeugung eines Antriebsmoments für das Fahrzeug, mit einem Getriebe (6), wobei das Getriebe (6) mit der elektrischen Maschine (2) wirkverbunden ist, so dass das Antriebsmoment in das Getriebe (6) eingeleitet wird, mit einer Ölversorgungsanordnung (10), wobei die Ölversorgungsanordnung (10) einen Maschinenversorgungsabschnitt (11) zur Versorgung der elektrischen Maschine (2) und einen Getriebeversorgungsabschnitt (12) zur Versorgung des Getriebes (6) entlang eines Getriebeversorgungswegs (14) mit einem Getriebeöl aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölversorgungsanordnung (10) einen Bypassabschnitt (15) aufweist, wobei sich der Bypassabschnitt (15) strömungstechnisch an den Getriebeversorgungsabschnitt (12) anschließt und wobei der Bypassabschnitt (15) strömungstechnisch zumindest abschnittsweise parallel zu dem Getriebeversorgungsweg (14) angeordnet ist, und dass die elektrische Antriebseinheit (1) ein druckkontrolliertes Durchgangsventil (16) aufweist, wobei das Durchgangsventil (16) strömungstechnisch zwischen dem Getriebeversorgungsabschnitt (12) und dem Bypassabschnitt (15) angeordnet ist, so dass in Abhängigkeit eines Öldrucks des Getriebeöls der Bypassabschnitt (15) mit dem Getriebeversorgungsabschnitt (12) strömungstechnisch verbunden ist.
Elektrische Antriebseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölversorgungsanordnung (10) einen Hauptversorgungsweg (17) für das Getriebeöl aufweist, wobei sich in dem Hauptversorgungsweg (17) der Getriebeversorgungsabschnitt (12) strömungstechnisch an den Maschinenversorgungsabschnitt (11) anschließt.
Elektrische Antriebseinheit (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (2) eine Rotorhohlwelle (18) und das Getriebe eine Getriebeeingangshohlwelle (19) aufweist, wobei die Rotorhohlwelle (18) und die Getriebeeingangshohlwelle (19) koaxial und drehfest zueinander angeordnet sind, wobei der Hauptversorgungsweg (17) durch die Rotorhohlwelle (18) und die Getriebeeingangshohlwelle (19) verläuft.
Elektrische Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Ölsumpfbereich (24) aufweist, wobei sich der Getriebeversorgungsweg (14) strömungstechnisch zwischen dem Getriebeversorgungsabschnitt (12) und dem Ölsumpfbereich (24) und der Bypassabschnitt (15) sich strömungstechnisch zwischen dem Getriebeversorgungsabschnitt (12) und dem Ölsumpfbereich (24) erstreckt.
Elektrische Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (6) eine Zwischenhohlwelle (27) aufweist, wobei sich der Bypassabschnitt (15) strömungstechnisch zwischen dem Getriebeversorgungsabschnitt (12) und der Zwischenhohlwelle (27) erstreckt, so dass der Bypassabschnitt (15) strömungstechnisch mit dem Inneren der Zwischenhohlwelle (27) verbunden ist.
Elektrische Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölversorgungsanordnung (10) eine Ölpumpe (26) aufweist, wobei die Ölpumpe (26) als gemeinsame Ölpumpe den Maschinenversorgungsabschnitt (11), den Getriebeversorgungsabschnitt (12) und den Bypassabschnitt (15) mit dem Getriebeöl versorgt.
Elektrische Antriebseinheit (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangshohlwelle (19) mindestens einen Versorgungsauslass (20b, c) aufweist, wobei der mindestens eine Versorgungsauslass (20b, c) den Hauptversorgungsweg (17) strömungstechnisch mit dem Getriebeversorgungsweg (14) verbindet und dass das Durchgangsventil (16) auf dem Hauptversorgungsweg (17) strömungstechnisch hinter dem mindestens einen Versorgungsauslass (20b, c) angeordnet ist.
Elektrische Antriebseinheit (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchgangsventil (16) in der Getriebeeingangshohlwelle (19) angeordnet ist.
Elektrische Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hauptversorgungsweg (17) zwischen dem Maschinenversorgungsabschnitt (11) und dem Getriebeversorgungsabschnitt (12) eine Drossel (57) angeordnet ist.
Elektrische Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangshohlwelle (19) und das Durchgangsventil (16) eine Druckregeleinheit bilden, wobei die Druckregeleinheit ausgelegt ist, bis zu einem mechanisch vorgegebenen Öldruck das Durchgangsventil (16) geschlossen zu halten und ab dem mechanisch vorgegebenen Öldruck das Durchgangsventil (16) zu öffnen.
Elektrische Antriebseinheit (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchgangsventil (16) in einem geöffneten Zustand koaxial durchflossen werden kann und/oder dass die Getriebeeingangshohlwelle eine koaxiale Ausgangsöffnung (22) aufweist, wobei die koaxiale Ausgangsöffnung (22) einen strömungstechnischen Eingang in den Bypassabschnitt (15) bildet.
Elektrische Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Ausgangslagereinrichtung (35) und eine Abdeckeinrichtung (52) aufweist, wobei die Getriebeeingangshohlwelle (19) ausgangsseitig über die Ausgangslagereinrichtung (35) gelagert ist, wobei die Abdeckeinrichtung (52) einen Abdeckabschnitt (53) sowie einen Hohlzylinderabschnitt (54) aufweist, wobei der Abdeckabschnitt (53) und der Hohlzylinderabschnitt (54) miteinander verbunden sind, wobei der Abdeckabschnitt (53) stationär festgelegt ist und den Wälzkörperraum der Ausgangslagereinrichtung (35) abdeckt und wobei sich der Hohlzylinderabschnitt (54) als Drehdurchführung bis in das Innere der Getriebeeingangshohlwelle (19) erstreckt.
Durchgangsventil (16) insbesondere für die elektrische Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchgangsventil (16) ein Ventilgehäuse (38) und einen Kolben (39) aufweist, wobei der Kolben (39) in dem Ventilgehäuse (38) verschiebbar angeordnet und über eine Druckfeder (41) vorgespannt ist, welche sich an einem Bodenelement (40) abstützt, welches ausgangsseitig an dem Ventilgehäuse (38) festgelegt ist, wobei das Ventilgehäuse eine Eingangsöffnung (42) und das Bodenelement (40) eine Ausgangsöffnung (43) aufweist, wobei der Kolben (39) eine Ringraumstufe (47) und eine Führungsstufe (48) aufweist, wobei der Kolben (39) mit der Ringraumstufe (47) und dem Ventilgehäuse (38) einen Ringraum (49) bildet, welcher axial durch die Führungsstufe (48) abgeschlossen ist, wobei der Kolben (39) mit der Führungsstufe (48) geführt an der Innenumfangsfläche des Ventilgehäuses (38) anliegt und wobei in der Ringraumstufe (47) mindestens eine Durchgangsöffnung (50) eingebracht ist, so dass das Getriebeöl durch die Eingangsöffnung (42) in das Ventilgehäuse (38) eintreten kann, bei ausreichendem Öldruck den Kolben (39) gegen die Druckfeder (41) verschieben und so weiter in den Ringraum (49) fließen kann, wobei das Getriebeöl durch die mindestens eine Durchgangsöffnung (50) weiter fließen und das Ventilgehäuse koaxial über die Ausgangsöffnung (43) verlassen kann.
Durchgangsventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (38) und der Kolben (39) als Umformteile ausgebildet sind.
Druckregeleinheit (58) insbesondere für eine elektrische Antriebseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Getriebeeingangshohlwelle (19) mit mindestens einem Versorgungsauslass (20b, c) und das Durchgangsventil (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 oder 14 aufweist.