DE102021123351A1

DE102021123351A1 - Drive arrangement for a vehicle and shell device for the drive arrangement

Info

Publication number: DE102021123351A1
Application number: DE102021123351.8A
Authority: DE
Inventors: Tony Zeiss
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2023-03-09

Abstract

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welche besonders effizient arbeiten kann. Hierzu wird eine Antriebsanordnung 1 für ein Fahrzeug vorgeschlagen, mit einem Getriebe 2, wobei das Getriebe 2 mindestens ein rotierbares Getrieberad 8,11,13 aufweist, mit einem Getriebegehäuse 15, wobei das Getriebegehäuse 15 einen Getrieberaum 14 aufweist, wobei der Getrieberaum 14 einen Ölsumpf 16 mit einem ersten Fluid 17 aufweist, wobei der Ölsumpf 16 als ein Nasssumpf ausgebildet ist und wobei das Getriebe 2 in dem Getrieberaum 14 angeordnet ist, so dass das Getrieberad 8,11,13 über den Ölsumpf 16 mit dem ersten Fluid 17 schmierbar ist, mit einer Wärmetauscheinrichtung 22, wobei die Wärmetauscheinrichtung 22 in einem thermischen Kontakt mit dem Ölsumpf 16 steht und wobei die Wärmetauscheinrichtung 22 eine Fluidkanalstruktur 23 aufweist, wobei die Fluidkanalstruktur 23 mit einem zweiten Fluid 24 durchströmbar ist, wobei die Fluidkanalstruktur 23 strömungstechnisch von dem Ölsumpf 16 und/oder von dem ersten Fluid 17 getrennt ist, wobei die Antriebsanordnung 1 eine Schaleneinrichtung 19 mit einem Schalenraum 20 aufweist, wobei das Getrieberad 8,11,13 in dem Schalenraum 20 aufgenommen ist, und dass die Schaleneinrichtung 19 als die Wärmetauscheinrichtung 22 ausgebildet ist.It is an object of the present invention to propose a drive arrangement for a vehicle which can work particularly efficiently. For this purpose, a drive arrangement 1 for a vehicle is proposed, with a transmission 2, the transmission 2 having at least one rotatable gear wheel 8,11,13, with a transmission housing 15, the transmission housing 15 having a transmission chamber 14, the transmission chamber 14 having an oil sump 16 with a first fluid 17, with the oil sump 16 being designed as a wet sump and with the gear 2 being arranged in the gear chamber 14, so that the gear wheel 8,11,13 can be lubricated with the first fluid 17 via the oil sump 16, with a heat exchange device 22, the heat exchange device 22 being in thermal contact with the oil sump 16 and the heat exchange device 22 having a fluid channel structure 23, a second fluid 24 being able to flow through the fluid channel structure 23, the fluid channel structure 23 being fluidically separated from the oil sump 16 and / Or is separated from the first fluid 17, wherein the drive assembly 1 is a shell device ng 19 having a shell space 20, wherein the gear wheel 8,11,13 is accommodated in the shell space 20, and that the shell device 19 is designed as the heat exchange device 22.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch eine Schaleneinrichtung für die Antriebsanordnung.The invention relates to a drive arrangement for a vehicle with the features of claim 1. The invention also relates to a shell device for the drive arrangement.

Das Wärmemanagement bei Fahrzeugen zur Temperierung von Motor und Getriebe ist aus dem Bereich der Verbrennungsmotoren hinlänglich bekannt. Bei Elektrofahrzeugen scheint diese Problematik auf den ersten Blick nicht so relevant zu sein, da zum einen ein Elektromotor wesentlich weniger Abwärme im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor erzeugt und wobei zum anderen die Getriebe für die Elektromotoren meist deutlich übersichtlicher im Vergleich zu den Getrieben für Verbrennungsmotoren ausgebildet sind. Vor diesem Hintergrund wird bei Elektrofahrzeugen üblicherweise eine vergleichsweise einfache, bedarfsgerechte Kühlung und Schmierung realisiert.The thermal management in vehicles for the temperature control of the engine and transmission is well known from the field of internal combustion engines. At first glance, this problem does not seem to be so relevant for electric vehicles, since on the one hand an electric motor generates significantly less waste heat compared to a combustion engine and on the other hand the gears for the electric motors are usually designed to be much clearer compared to the gears for combustion engines . Against this background, comparatively simple, needs-based cooling and lubrication is usually implemented in electric vehicles.

Eine sehr vorteilhafte Kühlung von Getrieben ist beispielsweise aus der US 6,432,018 B1 bekannt, die den nächstkommenden Stand der Technik bildet. Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein Differenzial gezeigt, wobei das Differenzial in einen Ölsumpf ausgebildet als ein Nasssumpf eintaucht. Der Ölsumpf ist in einem Gehäuse, wobei in dem Gehäuse Kühlkanäle eingebracht sind, welche zu einem weiteren Wärmetauscher führen. Diese Ausgestaltung erlaubt es somit, den Ölsumpf entsprechend den aktuellen Betriebsbedingungen zu temperieren.A very advantageous cooling of gears is, for example, from the US 6,432,018 B1 known, which constitutes the closest prior art. In one embodiment, a differential is shown wherein the differential is immersed in an oil sump configured as a wet sump. The oil sump is in a housing, with cooling ducts being introduced in the housing, which lead to a further heat exchanger. This configuration thus allows the temperature of the oil sump to be controlled in accordance with the current operating conditions.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welche besonders effizient arbeiten kann. Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Schaleneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.It is an object of the present invention to propose a drive arrangement for a vehicle which can work particularly efficiently. This object is achieved by a drive arrangement for a vehicle having the features of claim 1 and by a shell device having the features of claim 10. Preferred or advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims, the following description and the attached figures.

Gegenstand der Erfindung ist eine Antriebsanordnung, welche für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Die Antriebsanordnung stellt insbesondere ein Antriebsmoment für das Fahrzeug zur Verfügung. In dem Fahrzeug kann nur eine Antriebsanordnung angeordnet sein, alternativ hierzu können auch mehrere, derartige oder weitere Antriebsanordnungen vorgesehen sein. Das Fahrzeug ist insbesondere als ein Elektrofahrzeug ausgebildet. Dabei kann es als ein reines Elektrofahrzeug, also ohne Verbrennungsmotor, oder als ein Hybridfahrzeug realisiert sein. Beispielsweise ist die Antriebsanordnung als eine elektrische Achse oder als ein Radnabenmotor ausgebildet.The subject matter of the invention is a drive arrangement which is suitable and/or designed for a vehicle. In particular, the drive arrangement provides a drive torque for the vehicle. Only one drive arrangement can be arranged in the vehicle; alternatively, several such or further drive arrangements can also be provided. The vehicle is designed in particular as an electric vehicle. It can be implemented as a purely electric vehicle, i.e. without a combustion engine, or as a hybrid vehicle. For example, the drive arrangement is designed as an electric axle or as a wheel hub motor.

Die Antriebsanordnung weist ein Getriebe auf. Das Getriebe dient insbesondere zur Überleitung von dem Antriebsmoment zu einem Ausgang oder zwei Ausgängen der Antriebsanordnung. Das Getriebe kann als ein Übersetzungsgetriebe und/oder Untersetzungsgetriebe und/oder Reduktionsgetriebe und/oder Summationsgetriebe und/oder Teilungsgetriebe, insbesondere Differentialgetriebe, ausgebildet sein. Das Getriebe kann als Untergetriebe eine beliebige Auswahl der genannten Getriebe aufweisen. Es kann insbesondere als ein Schaltgetriebe oder Automatikgetriebe realisiert sein.The drive arrangement has a gearbox. The transmission serves in particular to transfer the drive torque to one output or two outputs of the drive arrangement. The gear can be designed as a transmission gear and/or step-down gear and/or reduction gear and/or summation gear and/or dividing gear, in particular differential gear. The transmission can have any selection of the transmissions mentioned as the sub-transmission. In particular, it can be implemented as a manual transmission or automatic transmission.

Das Getriebe weist mindestens ein rotierbares Getrieberad auf. Das Getrieberad ist insbesondere als ein Festrad, insbesondere auf einer rotierenden Welle ausgebildet. Es kann jedoch auch als eine Verzahnung, zum Beispiel auf einem Differenzialsteg oder Planetenträger ausgebildet sein. Insbesondere weist das Getrieberad eine Verzahnung auf, die Verzahnung kann z.B. als eine Geradverzahnung oder als eine Schrägverzahnung realisiert sein. Insbesondere ist das Getrieberad als ein drehmomentübertragendes Getrieberad realisiert.The transmission has at least one rotatable gear wheel. The gear wheel is in particular designed as a fixed wheel, in particular on a rotating shaft. However, it can also be designed as a toothing, for example on a differential carrier or planet carrier. In particular, the gear wheel has teeth, the teeth can be realized, for example, as straight teeth or as helical teeth. In particular, the gear wheel is implemented as a torque-transmitting gear wheel.

Die Antriebsanordnung weist ein Getriebegehäuse auf. Das Getriebegehäuse kann ausschließlich dem Getriebe zugeordnet sein, es kann jedoch auch ein Abschnitt von einer größeren Gehäusestruktur realisiert sein. Das Getriebegehäuse weist einen Getrieberaum auf, wobei in dem Getrieberaum ein Ölsumpf, ausgebildet als ein Nasssumpf, mit einem ersten Fluid, insbesondere mit Getriebeöl oder Hydrauliköl, angeordnet ist. Der Ölsumpf befindet sich als ein Ölvorrat in dem Bodenbereich des Getriebegehäuses, wobei der Ölsumpf von dem Getriebe nicht getrennt ist. Insbesondere weist der Ölvorrat eine Mindesthöhe in dem Bodenbereich auf, die bestimmungsgemäß nicht unterschritten wird. Das Getriebe ist in dem Getrieberaum angeordnet und zwar derart, dass das mindestens eine Getrieberad über den Ölsumpf mit dem ersten Fluid schmierbar ist. Insbesondere schöpft das Getrieberad aus dem Ölsumpf das erste Fluid und verteilt dieses weiter.The drive arrangement has a gear housing. The transmission housing can be assigned exclusively to the transmission, but a section of a larger housing structure can also be implemented. The transmission housing has a transmission space, with an oil sump, embodied as a wet sump, with a first fluid, in particular transmission oil or hydraulic oil, being arranged in the transmission space. The oil sump is located as an oil reservoir in the bottom area of the gearbox housing, whereby the oil sump is not separated from the gearbox. In particular, the oil reservoir has a minimum height in the floor area, which is not to be fallen below as intended. The gearbox is arranged in the gearbox space in such a way that the at least one gear wheel can be lubricated with the first fluid via the oil sump. In particular, the gear wheel draws the first fluid from the oil sump and distributes it further.

Die Antriebsanordnung weist eine Wärmetauscheinrichtung auf, wobei die Wärmetauscheinrichtung in einem thermischen, insbesondere körperlichen Kontakt mit dem Ölsumpf steht. Somit kann Wärme oder allgemeiner gesprochen thermische Energie von der Wärmetauscheinrichtung in Richtung des Ölsumpfes geleitet werden oder es kann Wärme, allgemeiner thermische Energie, von dem Ölsumpf zu der Wärmetauscheinrichtung geleitet werden.The drive arrangement has a heat exchange device, the heat exchange device being in thermal, in particular physical, contact with the oil sump. Thus, heat, or more generally thermal energy, may be conducted from the heat exchange device towards the oil sump, or heat, more generally thermal energy, may be conducted from the oil sump to the heat exchange device.

Die Wärmetauscheinrichtung weist eine Fluidkanalstruktur auf, welche mit einem zweiten Fluid durchströmbar ist. Beispielsweise ist das zweite Fluid als eine Kühlflüssigkeit ausgebildet. Es ist vorgesehen, dass die Fluidkanalstruktur strömungstechnisch von dem Ölsumpf und/oder von dem ersten Fluid getrennt ist. Insbesondere handelt es sich bei dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid um zwei unterschiedliche Fluide und/oder um zwei Fluide, welche aus unterschiedlichen Versorgungsanordnungen stammen, welche insbesondere strömungstechnisch voneinander getrennt und/oder isoliert sind.The heat exchange device has a fluid channel structure, which with a second Fluid can flow through. For example, the second fluid is designed as a cooling liquid. It is provided that the fluid channel structure is fluidically separated from the oil sump and/or from the first fluid. In particular, the first fluid and the second fluid are two different fluids and/or two fluids which come from different supply arrangements which are in particular fluidically separated and/or isolated from one another.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung eine Schaleneinrichtung mit einem Schalenraum aufweist. Der Schalenraum weist insbesondere eine Form eines in axialer Draufsicht geraden Zylinders mit einer Grundfläche auf, wobei die Grundfläche aus einem Kreisbogen und einer Kreissehne und/oder als Kreissegment ausgebildet ist. Das Getrieberad ist zumindest abschnittsweise in dem Schalenraum aufgenommen. Erfindungsgemäß ist die Schaleneinrichtung als die Wärmetauscheinrichtung ausgebildet. Somit setzt die Schaleneinrichtung mehrere unterschiedliche Funktionen um: Zum einen wird das Getrieberad eingehaust, um unnötige Planschverluste im Getriebe zu vermeiden. Insbesondere können Planschverluste vermieden werden, da sich das Getrieberad nicht mehr direkt durch den Ölsumpf bewegt. Zum anderen kann die Kombination von dem Getrieberad und der Schaleneinrichtung als Ölpumpe wirken und/oder eine verbesserte Pumpwirkung/Öl-Förderung des Getrieberads bewerkstelligen. Wie bereits eingangs erläutert, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass in Getrieben Wärmetauscher zum Einsatz kommen, die jedoch bislang in den Gehäusewänden integriert sind. Diese verbinden thermisch die Ölversorgungsanordnung des Getriebes mit einer Kühlanordnung. Im Rahmen der Erfindung wird dagegen eine Wärmetauschfunktion in den Ölsumpf eines sumpfgeschmierten Getriebes integriert. Es wird dabei die Schaleneinrichtung dazu genutzt, um den Wärmetauscher zu integrieren. Im Ergebnis kann damit das Wärmemanagement und die Ölverteilung in dem Getriebe verbessert und zugleich die Planschverluste reduziert werden, so dass die Antriebsanordnung effektiver als im Stand der Technik ausgebildet ist.In the context of the invention, it is proposed that the transmission arrangement has a shell device with a shell space. In particular, the shell space has the shape of a cylinder that is straight in an axial plan view and has a base area, the base area being formed from an arc of a circle and a chord of a circle and/or as a segment of a circle. The gear wheel is accommodated at least in sections in the shell space. According to the invention, the shell device is designed as the heat exchange device. The shell device thus implements several different functions: On the one hand, the gear wheel is encased in order to avoid unnecessary splashing losses in the transmission. In particular, splashing losses can be avoided since the gear wheel no longer moves directly through the oil sump. On the other hand, the combination of the gear wheel and the shell device can act as an oil pump and/or bring about an improved pumping effect/oil delivery of the gear wheel. As already explained at the outset, it is known from the prior art that heat exchangers are used in transmissions, but these have hitherto been integrated into the housing walls. These thermally connect the transmission's oil supply assembly to a cooling assembly. In the context of the invention, however, a heat exchange function is integrated into the oil sump of a sump-lubricated transmission. The shell device is used to integrate the heat exchanger. As a result, the heat management and the oil distribution in the transmission can be improved and at the same time the churning losses can be reduced, so that the drive arrangement is designed to be more effective than in the prior art.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Schaleneinrichtung unter dem Getrieberad, insbesondere zumindest abschnittsweise im Ölsumpf angeordnet. Damit wird erreicht, dass zum einen das Getrieberad von dem ersten Fluid in dem Ölsumpf abgeschirmt ist und zugleich die Wärmetauscheinrichtung in dem Ölsumpf angeordnet ist und diesen temperieren kann. Alternativ oder ergänzend ist das Getrieberad zumindest abschnittsweise in dem Ölsumpf angeordnet. Dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das Getrieberad in der Schaleneinrichtung und zugleich in dem Ölsumpf angeordnet ist.In a preferred embodiment of the invention, the shell device is arranged under the gear wheel, in particular at least in sections in the oil sump. This means that on the one hand the gear wheel is shielded from the first fluid in the oil sump and at the same time the heat exchange device is arranged in the oil sump and can control the temperature of this. Alternatively or additionally, the gear wheel is arranged at least in sections in the oil sump. It is particularly preferably provided that the gear wheel is arranged in the shell device and at the same time in the oil sump.

Besonders bevorzugt weist die Schaleneinrichtung eine Durchgangsöffnung, insbesondere eine bodenseitige und/oder mittige Durchgangsöffnung auf, welche den Schalenraum mit dem Ölsumpf fluidtechnisch verbindet. Die Durchgangsöffnung befindet sich insbesondere am tiefsten Bereich der Schaleneinrichtung. Durch die Größe der Durchgangsöffnung kann die Menge an dem durch das Getrieberad geförderten ersten Fluid eingestellt werden.The shell device particularly preferably has a through-opening, in particular a bottom-side and/or central through-opening which fluidically connects the shell space to the oil sump. The passage opening is located in particular in the lowest area of the shell device. The quantity of the first fluid conveyed through the gear wheel can be adjusted by the size of the passage opening.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schaleneinrichtung den Schalenraum in radialer Richtung, mindestens in einer axialen Richtung, vorzugsweise in beide axialen Richtungen über einen Winkelbereich begrenzt, wobei der Winkelbereich größer als 90° und/oder kleiner als 270° ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Schalenraum in axialer Draufsicht als ein Kreissegment ausgebildet. In dieser Ausgestaltung wird sichergestellt, dass das Getrieberad ausreichend vor dem Ölsumpf geschützt ist und zugleich wenig zusätzlicher Bauraum benötigt wird. Gerade der Kreissehnenbereich und/oder die Oberkante der Schaleneinrichtung kann auch abweichend ausgebildet sein.In a preferred development of the invention, it is provided that the shell device delimits the shell space in the radial direction, at least in one axial direction, preferably in both axial directions, over an angular range, the angular range being greater than 90° and/or smaller than 270° . The shell space is preferably designed as a segment of a circle in an axial plan view. In this embodiment, it is ensured that the gear wheel is adequately protected from the oil sump and at the same time little additional installation space is required. Especially the chord area and/or the upper edge of the shell device can also be designed differently.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Antriebsanordnung eine Ölversorgungsanordnung, insbesondere Getriebeölversorgungseinrichtung, zur Versorgung des Getriebes, insbesondere des Ölsumpfes, mit dem ersten Fluid und/oder eine Kühlanordnung zur Versorgung der Wärmetauscheinrichtung mit dem zweiten Fluid auf. Wie bereits erläutert sind die beiden Fluide und/oder die Ölversorgungsanordnung und die Kühlanordnung voneinander strömungstechnisch getrennt.In a preferred embodiment of the invention, the drive arrangement has an oil supply arrangement, in particular transmission oil supply device, for supplying the transmission, in particular the oil sump, with the first fluid and/or a cooling arrangement for supplying the heat exchange device with the second fluid. As already explained, the two fluids and/or the oil supply arrangement and the cooling arrangement are fluidically separated from one another.

Es ist besonders bevorzugt, dass die Antriebsanordnung eine elektrische Maschine zur Versorgung des Fahrzeugs mit dem Antriebsmoment aufweist. Die Kühlanordnung dient zur Temperierung der elektrischen Maschine und ist mit dem zweiten Fluid ausgebildet und/oder strömungstechnisch mit der Wärmetauscheinrichtung verbunden. Insbesondere bei kalten Betriebszuständen kann der Ölsumpf über die Kühlanordnung durch die Abwärme der elektrischen Maschine schneller aufgeheizt werden. Analog kann das Getriebe bei hoher Last durch die Kühlanordnung gekühlt werden.It is particularly preferred that the drive arrangement has an electric machine for supplying the vehicle with the drive torque. The cooling arrangement serves to control the temperature of the electric machine and is designed with the second fluid and/or is fluidically connected to the heat exchange device. In cold operating conditions in particular, the oil sump can be heated up more quickly via the cooling arrangement by the waste heat from the electric machine. Similarly, the transmission can be cooled by the cooling arrangement at high loads.

Prinzipiell kann die Schaleneinrichtung mittels Urformen, zum Beispiel über eine verlorene Sandgussform, gesintert, als ein 3-D-Druck-Bauteil ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass die Schaleneinrichtung umformtechnisch hergestellt ist. Beispielsweise kann die Schaleneinrichtung zwei- oder mehrlagig ausgebildet sein. Alternativ kann die Schaleneinrichtung auch als ein Compound- und/oder Kunststoffteil realisiert sein. Besonders bevorzugt ist die Schaleneinrichtung aus einem wärmeleitenden Material, wie Metall und insbesondere Aluminium bzw. Aluminiumlegierung gefertigt.In principle, the shell device can be designed as a 3D printed component by means of archetypes, for example sintered using a lost sand casting mold. It is also possible for the shell device to be produced by forming. For example, the shell means two or be multi-layered. Alternatively, the shell device can also be realized as a compound and/or plastic part. The shell device is particularly preferably made of a heat-conducting material such as metal and in particular aluminum or aluminum alloy.

Besonders bevorzugt ist jedoch, dass die Schaleneinrichtung eine innere Schale, wobei die innere Schale den Schalenraum bildet oder zumindest mitbildet und einen äußeren Schalenabschnitt aufweist, wobei die Fluidkanalstruktur gemeinsam von der inneren Schale und dem äußeren Schalenabschnitt gebildet ist. Somit wird durch die Verbindung von der inneren Schale und dem äußeren Schalenabschnitt die Fluidkanalstruktur geschaffen. Insbesondere sind die innere Schale und der äußere Schalenabschnitt zueinander fluidtechnisch abgedichtet, um die Fluidkanalstruktur zu schaffen. Der äußere Schalenabschnitt kann optional als eine äußere Schale ausgebildet sein.It is particularly preferred, however, for the shell device to have an inner shell, with the inner shell forming or at least forming the shell space and an outer shell section, with the fluid channel structure being formed jointly by the inner shell and the outer shell section. The fluid channel structure is thus created by the connection of the inner shell and the outer shell section. In particular, the inner shell and the outer shell portion are fluidically sealed from one another to create the fluid channel structure. The outer shell portion can optionally be formed as an outer shell.

Die Schaleneinrichtung weist einen Fluideinlass, einen Fluidauslass und die Fluidkanalstruktur auf. Die Fluidkanalstruktur kann ausgehend von dem Fluideinlass über die Fluidkanalstruktur zu dem Fluidauslass durchströmt werden. Die Fluidkanalstruktur kann als eine ein- oder mehrkanalige Fluidkanalstruktur ausgebildet sein. Es kann vorgesehen sein, dass die Fluidkanalstruktur nur Verbindungsinseln aufweist, welche die innere Schale und den äußeren Schalenabschnitt miteinander verbinden, wobei das zweite Fluid vergleichsweise ungehindert durch die Fluidkanalstruktur durchfließen kann. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass Kanäle ausgebildet sind, welche sich beispielsweise mäanderförmig oder in U-Formen oder Zickzackformen erstrecken. Besonders bevorzugt trägt der äußere Schalenabschnitt den Fluideinlass und den Fluidauslass sowie eine Mehrzahl von Nuten bzw. Rippen, welche eine Leitkontur bilden. Durch die Leitkontur wird die Oberfläche der durchströmten Fläche vergrößert und damit der Wärmeaustausch begünstigt. Die innere Schale dichtet die durchströmte Leitkontur zum Getriebeinneren ab. Bei der Durchströmung der Schaleneinrichtung steht das zweite Fluid in unmittelbaren Kontakt mit der inneren Schale und dem äußeren Schalenabschnitt. Diese sind auf der Außenseite vollständig mit dem ersten Fluid benetzt bzw. stehen direkt im Ölsumpf. Somit wird ein effizienter Wärmeaustausch zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid realisiert.The tray assembly includes a fluid inlet, a fluid outlet, and the fluid channel structure. The fluid channel structure can be flowed through starting from the fluid inlet via the fluid channel structure to the fluid outlet. The fluid channel structure can be designed as a single or multi-channel fluid channel structure. Provision can be made for the fluid channel structure to have only connecting islands which connect the inner shell and the outer shell section to one another, with the second fluid being able to flow through the fluid channel structure comparatively unhindered. However, provision can also be made for channels to be formed which, for example, extend in a meandering manner or in U-shapes or zigzag shapes. The outer shell section particularly preferably carries the fluid inlet and the fluid outlet as well as a plurality of grooves or ribs which form a guide contour. The guide contour increases the surface of the area through which the flow passes, thus promoting heat exchange. The inner shell seals the flow guide contour from the inside of the gearbox. When flowing through the shell device, the second fluid is in direct contact with the inner shell and the outer shell section. These are completely wetted with the first fluid on the outside or stand directly in the oil sump. Thus, an efficient heat exchange between the first fluid and the second fluid is realized.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es somit möglich, auch Nasssumpfgeschmierte Getriebe verstärkt in das Thermomanagement des gesamten Fahrzeugs verbessert einzubinden.With the solution according to the invention, it is thus possible to integrate wet-sump-lubricated transmissions into the thermal management of the entire vehicle in an improved manner.

Bei einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist das Getriebe einen Differenzialabschnitt mit einem Differentialeingangsrad auf. Das Differentialeingangsrad ist insbesondere als das Getrieberad ausgebildet. Alternativ oder ergänzend weist das Getriebe eine Zwischenwelle mit einem Festrad auf, wobei das Festrad als das Getrieberad ausgebildet ist. Das Festrad kann beispielsweise als ein Partner in einem Stufengetriebe ausgebildet sein.In a possible structural configuration of the invention, the transmission has a differential section with a differential input wheel. The differential input wheel is designed in particular as the gear wheel. Alternatively or additionally, the transmission has an intermediate shaft with a fixed wheel, the fixed wheel being designed as the gear wheel. The fixed wheel can be designed, for example, as a partner in a stepped transmission.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Schaleneinrichtung, welche für die Antriebsanordnung geeignet und/oder ausgebildet ist, wie diese zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Die Schaleneinrichtung weist einen Schalenraum zur Aufnahme eines Getrieberads auf. Die Schaleneinrichtung ist als eine Wärmetauscheinrichtung ausgebildet und weist insbesondere einen Fluideinlass, einen Fluidauslass sowie eine Fluidkanalstruktur auf. Die Schaleneinrichtung ist insbesondere wie zuvor beschrieben ausgebildet.A further object of the invention relates to a shell device which is suitable and/or designed for the drive arrangement as described above or according to one of the preceding claims. The shell device has a shell space for accommodating a gear wheel. The shell device is designed as a heat exchange device and has in particular a fluid inlet, a fluid outlet and a fluid channel structure. The shell device is designed in particular as described above.

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 Antriebsanordnung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine schematische, dreidimensionale Darstellung des Differenzialabschnitts in der 1;
3 eine schematische, dreidimensionale Darstellung des Differenzialabschnitts aus der 2;
4 eine schematische, dreidimensionale Darstellung der Schaleneinrichtung aus den vorhergehenden Figuren;
5 eine schematische, dreidimensionale Darstellung des äußeren Schalenabschnitts der Schaleneinrichtung aus den vorhergehenden Figuren.

Further features, advantages and effects of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments of the invention and from the figures. These show:

1 a schematic sectional view of a drive assembly 1 as an embodiment of the invention;
2 a schematic, three-dimensional representation of the differential portion in the 1 ;
3 a schematic, three-dimensional representation of the differential portion from the 2 ;
4 a schematic, three-dimensional representation of the shell device from the preceding figures;
5 a schematic, three-dimensional representation of the outer shell section of the shell device from the previous figures.

Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Antriebsanordnung 1, wobei die Antriebsanordnung 1 zum Antrieb von einem nicht dargestellten Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Die Antriebsanordnung 1 in diesem Ausführungsbeispiel dient zum Antrieb von zwei angetriebenen Rädern, insbesondere von einer gemeinsamen Achse des Fahrzeugs.The 1 shows a drive assembly 1 in a schematic representation, the drive assembly 1 being suitable and/or designed for driving a vehicle, not shown. The drive arrangement 1 in this exemplary embodiment serves to drive two driven wheels, in particular a common axle of the vehicle.

Die Antriebsanordnung 1 weist ein Getriebe 2 auf, wobei das Getriebe 2 einen Übersetzungsabschnitt 3 und einen Differentialabschnitt 4 umfasst. Das Getriebe 2 weist eine Getriebeeingangswelle 5 und eine Zwischenwelle 6 auf. Zwischen der Getriebeeingangswelle 5 und der Zwischenwelle 6 ist eine erste Stirnradgetriebestufe 7 angeordnet. Der Differentialabschnitt 4 weist ein Differenzialeingangsrad 8 auf, wobei das Differentialeingangsrad 8 mit einem Korb oder Steg des Differenzialabschnitts 4 drehfest verbunden ist. Ferner weist der Differentialabschnitt 4 zwei Ausgänge 9 a, b auf, welche das verteilte Drehmoment aus dem Differentialabschnitt 4 zu angetriebenen Rädern des Fahrzeugs weiterleiten. Die erste Stirnradgetriebestufe 7 weist ein erstes Festrad 10, welches drehfest auf der Getriebeeingangswelle 5 angeordnet ist, sowie ein zweites Festrad 11, welches auf der Zwischenwelle 6 drehfest angeordnet ist, auf. Eine zweite Stirnradgetriebestufe 12 wird durch ein drittes Festrad 13 auf der Zwischenwelle 6 und dem Differenzialeingangsrad 8 gebildet.The drive arrangement 1 has a transmission 2 , the transmission 2 including a transmission section 3 and a differential section 4 . The transmission 2 has a transmission input shaft 5 and an intermediate shaft 6 . Between the transmission input shaft 5 and the intermediate shaft 6 is a first spur gear stage 7 arranged. The differential section 4 has a differential input wheel 8 , the differential input wheel 8 being non-rotatably connected to a basket or web of the differential section 4 . Furthermore, the differential section 4 has two outputs 9a, b, which forward the distributed torque from the differential section 4 to the driven wheels of the vehicle. The first spur gear stage 7 has a first fixed wheel 10 which is arranged on the transmission input shaft 5 in a rotationally fixed manner, and a second fixed wheel 11 which is arranged in a rotationally fixed manner on the intermediate shaft 6 . A second spur gear stage 12 is formed by a third fixed gear 13 on the intermediate shaft 6 and the differential input gear 8 .

Die Antriebsanordnung 1 weist einen Getrieberaum 14 auf, wobei das Getriebe 2 in dem Getrieberaum 14 angeordnet ist. Der Getrieberaum 14 wird durch ein Getriebegehäuse 15 gebildet.The drive arrangement 1 has a gear compartment 14 , with the gear 2 being arranged in the gear compartment 14 . The gear space 14 is formed by a gear housing 15 .

In dem Getrieberaum 14 ist ein Ölsumpf 16, ausgebildet als ein Nasssumpf, mit einem ersten Fluid 17 angeordnet. Das erste Fluid 17 ist beispielsweise als Getriebeöl ausgebildet. Es kann über eine Getriebeölversorgungsanordnung 18 aus dem Ölsumpf 16 entnommen, zum Beispiel gepumpt werden und in nicht weiter dargestellter Weise in dem Getrieberaum 14 bedarfsgerecht für das Getriebe 2 verteilt werden. Insbesondere im Stillstand der Antriebsanordnung 1 weist der Ölsumpf 16 als Ölvorrat eine Mindesthöhe in dem Getrieberaum 14 auf.An oil sump 16 embodied as a wet sump with a first fluid 17 is arranged in the transmission chamber 14 . The first fluid 17 is in the form of transmission oil, for example. It can be taken from the oil sump 16 via a transmission oil supply arrangement 18, pumped for example, and distributed in a manner not shown in the transmission chamber 14 as required for the transmission 2. In particular when the drive arrangement 1 is at a standstill, the oil sump 16 as an oil supply has a minimum height in the gear chamber 14 .

Die Antriebsanordnung 1 weist eine Schaleneinrichtung 19 auf, wobei die Schaleneinrichtung 19 das Differentialeingangsrad 8 im Bodenbereich zumindest abschnittsweise umgibt. Die Schaleneinrichtung 19 definiert einem Schalenraum 20, wobei das Differentialeingangsrad 8 in dem Schalenraum 20 angeordnet ist. In der Schaleneinrichtung 19 ist eine Durchgangsöffnung 21 am Boden eingebracht. Der Ölsumpf 16 ist im Verhältnis zu der Position des Differentialeingangsrads 8 und/oder im Verhältnis zu der Schaleneinrichtung 19 so angeordnet, dass die Schaleneinrichtung 19 und/oder das Differentialeingangsrad 8 in den Ölsumpf 16 eintaucht. Durch die Durchgangsöffnung 21 gelangt das erste Fluid 17 in den Schalenraum 20 und kann des Differentialeingangsrad 8 schmieren bzw. von diesem mitgenommen werden. Es ist vorgesehen, dass eine Oberkante der Schaleneinrichtung 19 oberhalb des Ölsumpf 16 positioniert ist.The drive arrangement 1 has a shell device 19, wherein the shell device 19 surrounds the differential input wheel 8 at least in sections in the floor area. The shell device 19 defines a shell space 20 with the differential input gear 8 being arranged in the shell space 20 . A through-opening 21 is made in the bottom of the shell device 19 . The oil sump 16 is arranged in relation to the position of the differential input gear 8 and/or in relation to the shell device 19 such that the shell device 19 and/or the differential input gear 8 dips into the oil sump 16 . The first fluid 17 passes through the through-opening 21 into the shell space 20 and can lubricate the differential input wheel 8 or be taken along by it. It is envisaged that an upper edge of the tray assembly 19 will be positioned above the oil sump 16 .

Die Schaleneinrichtung 19 ist ergänzend als eine Wärmetauscheinrichtung 22 ausgebildet und weist eine Fluidkanalstruktur 23 auf, welche durch ein zweites Fluid 24 von einer Kühlanordnung 25 durchströmt werden kann. Damit ist es möglich, die Wärmetauscheinrichtung 22 und/oder die Schaleneinrichtung 19 aktiv durch das zweite Fluid 24 zu kühlen oder zu erwärmen, insgesamt somit zu temperieren.The shell device 19 is additionally designed as a heat exchange device 22 and has a fluid channel structure 23 through which a second fluid 24 from a cooling arrangement 25 can flow. It is thus possible to actively cool or heat the heat exchange device 22 and/or the shell device 19 by the second fluid 24, and thus to control the temperature overall.

Die Antriebsanordnung 1 weist eine elektrische Maschine 26 auf, wobei die elektrische Maschine 26 das Antriebsmoment bereitstellt und zu der Getriebeeingangswelle 5 leitet. Beispielsweise und wie gezeigt kann eine Rotorwelle 27 der elektrischen Maschine 26 drehfest mit der Getriebeeingangswelle 5 verbunden sein. Die Kühlanordnung 25 ist ausgebildet, die elektrische Maschine 26 zu kühlen. Somit findet ein Wärmetausch und/oder Energietausch zwischen dem Ölsumpf 16 über die Schaleneinrichtung 19 / die Wärmetauscheinrichtung 22 und der elektrischen Maschine 26 statt. Die elektrische Maschine 26 kann in einem Maschinenraum 28 von einem Maschinengehäuse 29 angeordnet sein. Das Getriebegehäuse 15 und das Maschinengehäuse 29 können auch als ein gemeinsames Gehäuse ausgebildet sein.The drive arrangement 1 has an electric machine 26 , the electric machine 26 providing the drive torque and directing it to the transmission input shaft 5 . For example, and as shown, a rotor shaft 27 of the electric machine 26 can be connected to the transmission input shaft 5 in a torque-proof manner. The cooling arrangement 25 is designed to cool the electric machine 26 . A heat exchange and/or energy exchange thus takes place between the oil sump 16 via the shell device 19/the heat exchange device 22 and the electric machine 26 . The electric machine 26 can be arranged in a machine room 28 of a machine housing 29 . The transmission housing 15 and the machine housing 29 can also be designed as a common housing.

Die 2 zeigt eine schematische, dreidimensionale Darstellung von dem Differenzialabschnitt 4, wobei das Differentialeingangsrad 8 mit eine Schrägverzahnung zu erkennen ist. Bodenseitig ist die Schaleneinrichtung 19 / die Wärmetauscheinrichtung 22 angeordnet, wobei der Schalenraum 20 besser abzuschätzen ist. Die Schaleneinrichtung 19 folgt mit ihrer Innenkontur auf der Innenumfangsfläche dem Außendurchmesser des Differentialeingangsrad 8. Beispielsweise ist die Innenkontur konzentrisch zu dem Differentialeingangsrad 8 ausgebildet. Auf beiden axialen Seiten ist der Schalenraum 20 mit Seitenwänden 30 abgedeckt, wobei sich die Seitenwände in einer Radialebene zu einer Drehachse des Differenzialeingangsrads erstrecken. Der Schalenraum 20 und/oder die Schaleneinrichtung 19 sind in axialer Draufsicht in Form eines Kreissegments ausgebildet, wobei die Kreissehne tangential zu einem Kreis um eine Drehachse des Differenzialabschnitts 4 ausgerichtet ist. Die Kreissehne und/oder die Oberkante der Schaleneinrichtung 19 ist/sind unterhalb der Drehachse angeordnet.The 2 shows a schematic, three-dimensional representation of the differential section 4, wherein the differential input wheel 8 can be seen with helical gearing. The shell device 19/the heat exchange device 22 is arranged on the bottom, with the shell space 20 being easier to estimate. The inner contour of the shell device 19 follows the outer diameter of the differential input gear 8 on the inner peripheral surface. For example, the inner contour is concentric to the differential input gear 8 . Shell space 20 is covered with side walls 30 on both axial sides, with the side walls extending in a radial plane to an axis of rotation of the differential input wheel. The shell space 20 and/or the shell device 19 are designed in the form of a segment of a circle in an axial top view, the chord of a circle being oriented tangentially to a circle around an axis of rotation of the differential section 4 . The chord and/or the upper edge of the shell device 19 is/are arranged below the axis of rotation.

Im hinteren Bereich ist der Differenzialkorb 28 zu erkennen, welcher drehfest mit dem Differentialeingangsrad 8 verbunden ist. Ferner ist zumindest ein Differenzialrad 32 zu sehen, welches das Antriebsmoment in Richtung des Ausgangs 9a weiterleitet.The differential cage 28 can be seen in the rear area, which is connected to the differential input wheel 8 in a rotationally fixed manner. At least one differential wheel 32 can also be seen, which forwards the drive torque in the direction of the output 9a.

Die Schaleneinrichtung 19 weist auf der axialen Stirnseite einen Fluideinlass 33 und einen Fluidauslass 34 für das zweite Fluid 24 auf, um das zweite Fluid durch die Fluidkanalstruktur 23 zu leiten.The shell device 19 has a fluid inlet 33 and a fluid outlet 34 for the second fluid 24 on the axial end face in order to conduct the second fluid through the fluid channel structure 23 .

Die 3 zeigt den Differenzialabschnitt 4 mit der Schaleneinrichtung 19 ebenfalls in einer dreidimensionalen Darstellung, wobei die Durchgangsöffnung 21 zu erkennen ist, welche lotrecht zu der Drehachse des Differenzialeingangsrads 8 angeordnet ist. Zudem ist auf der Außenseite der Schaleneinrichtung 19 ein Abdruck der Fluidkanalstruktur 23 zu erkennen.The 3 shows the differential section 4 with the shell device 19 also in a three dimensional representation, wherein the through-opening 21 can be seen, which is arranged perpendicular to the axis of rotation of the differential input gear 8. In addition, an impression of the fluid channel structure 23 can be seen on the outside of the shell device 19 .

Die 4 zeigt eine schematische, dreidimensionale Draufsicht auf die Schaleneinrichtung 19, wobei zu erkennen ist, dass diese eine innere Schale 35 und einen äußeren Schalenabschnitt 36 aufweist, welche ineinandergesteckt sind. Aus dieser Perspektive ist nochmals der Schalenraum 20 und dessen Form zu erkennen. Die innere Schale 35 weist einen inneren Schalenboden 37 auf, wobei der innere Schalenboden 37 einen Zylinderabschnitt bildet. Ferner weist die innere Schale 35 zwei innere Seitenwände 37 auf, welche die Seitenwände 30 mit bilden.The 4 FIG. 1 shows a schematic, three-dimensional top view of the shell device 19, wherein it can be seen that this has an inner shell 35 and an outer shell section 36, which are plugged into one another. From this perspective, the shell space 20 and its shape can be seen again. The inner shell 35 has an inner shell base 37, the inner shell base 37 forming a cylinder section. Furthermore, the inner shell 35 has two inner side walls 37 which also form the side walls 30 .

Die 5 zeigt in einer schematischen, dreidimensionalen Darstellung den äußeren Schalenabschnitt 36. Der äußere Schalenabschnitt 36 ist wie die innere Schale 35 als eine Schale ausgebildet. Der äußere Schalenabschnitt 36 weist einen äußeren Schalenboden 39 auf, an den sich äußere Seitenwände 40 anschließen. Gemeinsam mit den inneren Seitenwänden 38 werden die Seitenwände 30 gebildet.The 5 shows the outer shell section 36 in a schematic, three-dimensional representation. The outer shell section 36, like the inner shell 35, is designed as a shell. The outer shell section 36 has an outer shell base 39 which is adjoined by outer side walls 40 . Together with the inner side walls 38, the side walls 30 are formed.

Zu erkennen ist, dass die Fluidkanalstruktur 23 durch eine Mehrzahl von Nuten oder Kanälen 41 mitgebildet ist, welche in den äußeren Schalenboden 39 auf der Innenseite eingebracht sind. Die Kanäle 41 verlaufen in einem Zickzackmuster, so dass ein Kühlweg für das zweite Fluid 24 verlängert ist. In eine der äußeren Seitenwände 40 sind der Fluideinlass 33 und der Fluidauslass 34 eingebracht.It can be seen that the fluid channel structure 23 is also formed by a plurality of grooves or channels 41 which are introduced into the outer shell base 39 on the inside. The channels 41 run in a zigzag pattern so that a cooling path for the second fluid 24 is lengthened. The fluid inlet 33 and the fluid outlet 34 are introduced into one of the outer side walls 40 .

Die innere Schale 33 wird in den äußeren Schalenabschnitt 34 eingesteckt und sorgt für eine Abdichtung der Fluidkanalstruktur 23. Durch das Einsetzen der inneren Schale 33 werden die Kanäle 41 geschlossen, so dass das zweite Fluid 24 entlang der Kanäle 41 fließen muss. Dabei verläuft der Fluidfluss von dem Fluideinlass 33 über die Kanäle 41 zunächst auf einer Seite der Schaleneinrichtung 19 und nachfolgend auf der anderen Seite der Schaleneinrichtung 19 zu dem Fluidauslass 34.The inner shell 33 is inserted into the outer shell section 34 and ensures that the fluid channel structure 23 is sealed. Inserting the inner shell 33 closes the channels 41 so that the second fluid 24 must flow along the channels 41 . The fluid flow runs from the fluid inlet 33 via the channels 41 first on one side of the shell device 19 and then on the other side of the shell device 19 to the fluid outlet 34.

Wie sich aus der 1 ergibt, kann alternativ oder ergänzendeine weitere Schaleneinrichtung 19 ausgebildet als Wärmetauscheinrichtung 22 beispielsweise an einem der Festräder 11, 13 der Zwischenwelle 6 angeordnet sein. Insbesondere ist diese Schaleneinrichtung 19 an dem zweiten Festrad 11 der ersten Stirnradgetriebestufe 7 angeordnet. In diesem Fall ist das Getriebe 2 nicht so ausgebildet, wie dies in der 1 zeigt es, sondern über die Getriebeeingangswelle 5 und die Zwischenwelle 6 so gefaltet, dass die Schaleneinrichtung 19 an einem der Festrede 11, 12 bis in den Ölsumpf 16 ragt. Die weitere Schaleneinrichtung 19 kann ausgebildet sein, wie dies in den 3 und 4 gezeigt ist.As emerges from the 1 results, alternatively or additionally, another shell device 19 designed as a heat exchange device 22 can be arranged, for example, on one of the fixed gears 11, 13 of the intermediate shaft 6. In particular, this shell device 19 is arranged on the second fixed wheel 11 of the first spur gear stage 7 . In this case, the transmission 2 is not designed as in the 1 shows it, but folded over the transmission input shaft 5 and the intermediate shaft 6 in such a way that the shell device 19 protrudes into the oil sump 16 at one of the ceremonies 11, 12. The further shell means 19 may be formed, as in the 3 and 4 is shown.

Somit bilden des Differentialeingangsrad 8, das zweite Festrad 11 und das dritte Festrad 13 jeweils ein rotierbares Getrieberad, welches eine derartige Schaleneinrichtung 19 tragen kann.Thus, the differential input wheel 8, the second fixed wheel 11 and the third fixed wheel 13 each form a rotatable gear wheel which can carry such a shell device 19.

Somit wird ein neuartiges Konzept zur Kühlung und Vorheizung des Schmiermittels in Getrieben 2, insbesondere Reduktionsgetrieben, mit Sumpfschmierung eines elektrisch betriebenen Antriebsstranges vorgestellt werden, um eine Effizienzsteigerung im Antriebsstrang zu ermöglichen. Zentrales Element ist die Wärmetauscheinrichtung 19, welche unter dem Differentialabschnitt 4 im Ölsumpf 16 angeordnet ist. Wenn an dem Differentialabschnitt 4, insbesondere an dem Differenzialeingangsrad 8 die Schaleneinrichtung 19 als Abdeckung bzw. Einhausungen wirkt, können Planschverluste vermieden werden, da sich das Differenzialeingangsrad 8 nicht mehr direkt durch den Ölsumpf 16 bewegt. Zum einen lässt sich damit das Differenzial vom umgebenen Schmierstoff abschirmen, zum anderen lässt sich damit eine verbesserte Pumpwirkung/Öl-Förderung des Differenzials bewerkstelligen. Die Schaleneinrichtung 19 als Differenzial- Abdeckung befindet sich direkt im Ölsumpf 16, steht dementsprechend mit dem Schmiermittel in Kontakt und schirmt das Differenzial davor ab. Die Schaleneinrichtung 19 ist vorteilhaft mit einer Wärmetauscher-Funktion ergänz, welche durch die Wärmetauscheinrichtung 22 umgesetzt wird. Die Schaleneinrichtung 19 wird so ausgeführt, dass sie durch das zweite Medium 24 als ein externes Medium durchströmt werden kann. Der Ölsumpf 16 kann somit an ein Getriebe-externes Fahrzeug- Kühlsystem ausgebildet als die Kühlanordnung 25 angeschlossen werden. Insbesondere in kalten Betriebszuständen kann der Ölsumpf 16 durch die Abwärme der elektrischen Maschine 26 schneller aufgeheizt werden. Analog kann das Getriebe 2 bei hoher Last auch gekühlt werden.Thus, a new concept for cooling and preheating the lubricant in gears 2, in particular reduction gears, with sump lubrication of an electrically operated drive train will be presented in order to enable an increase in efficiency in the drive train. The central element is the heat exchange device 19, which is arranged under the differential section 4 in the oil sump 16. If the shell device 19 acts as a cover or housing on the differential section 4, in particular on the differential input wheel 8, splashing losses can be avoided since the differential input wheel 8 no longer moves directly through the oil sump 16. On the one hand, this allows the differential to be shielded from the surrounding lubricant, and on the other hand, this allows an improved pumping effect/oil delivery of the differential to be achieved. The shell device 19 as a differential cover is located directly in the oil sump 16, is accordingly in contact with the lubricant and shields the differential from it. The shell device 19 is advantageously supplemented with a heat exchanger function, which is implemented by the heat exchange device 22 . The shell device 19 is designed in such a way that the second medium 24 can flow through it as an external medium. The oil sump 16 can thus be designed as the cooling arrangement 25 and connected to a transmission-external vehicle cooling system. In particular in cold operating states, the oil sump 16 can be heated up more quickly by the waste heat from the electric machine 26 . Analogously, the transmission 2 can also be cooled at high loads.

Die Schaleneinrichtung 19 als Differenzial- Einhausung kann mehrteilig ausgeführt werden, damit eine innere Durchströmung mit dem zweiten Fluid 24 als externes Kühlmedium umgesetzt werden kann. Die 4 und 5 zeigen ein Beispiel für eine Differenzial- Einhausung in Form der Schaleneinrichtung 19. Die Verzahnung des Differenzials am Differenzialeingangsrad 8 verläuft durch die innere Schale 35. Durch die Aussparung im Boden in Form der Durchgangsöffnung 21 kann Öl aus dem Ölsumpf 16 als Getriebesumpf durch die Verzahnung mitgenommen werden. Die Größe der Aussparung beeinflusst die Menge an gefördertem Öl.The shell device 19 as a differential housing can be designed in several parts, so that an internal flow can be implemented with the second fluid 24 as an external cooling medium. The 4 and 5 show an example of a differential housing in the form of the shell device 19. The toothing of the differential on the differential input wheel 8 runs through the inner shell 35. Through the recess in the floor in the form of the through-opening 21, oil can be taken from the oil sump 16 as a transmission sump through the toothing become. The size of the recess affects the amount of oil extracted.

Die innere Schale 35 ist in dem äußeren Schalenabschnitt 36 ausgebildet als eine äußere Schale angeordnet. Die äußere Schale ist mit zwei Anschlüssen, nämlich dem Fluideinlass 33 und dem Fluidauslass 34 versehen. Durch diese Anschlüsse wird das Bauteil mit einer Getriebe-externen Kühlanordnung 25 verbunden. In der äußeren Schale ist eine Leitkontur eingearbeitet, durch welche das zweite Medium 24 gepumpt werden kann. Durch Ausführung der Leitkontur in Form von Nuten bzw. Rippen wird die Oberfläche der durchströmten Fläche vergrößert und somit der Wärmeaustausch begünstigt.The inner shell 35 is arranged in the outer shell portion 36 formed as an outer shell. The outer shell is provided with two connections, namely the fluid inlet 33 and the fluid outlet 34 . The component is connected to a cooling arrangement 25 external to the transmission through these connections. A guiding contour is worked into the outer shell, through which the second medium 24 can be pumped. By designing the guide contour in the form of grooves or ribs, the surface of the area through which the flow passes is increased and heat exchange is thus promoted.

Durch einen ersten Anschluss ausgebildet als der Fluideinlass 33 wird ein Kühlmedium als das zweite Fluid 24 in das Bauteil hinein gefördert. Im Folgenden wird das Bauteil im Inneren vom Kühlmedium durchströmt, bis es durch einen zweiten Anschluss ausgebildet als der Fluidauslass 34 das Bauteil wieder verlässt. Die innere Schale 35 dichtet die durchströmten 41 Kanäle zum Getriebe-Inneren ab.A cooling medium is conveyed into the component as the second fluid 24 through a first connection designed as the fluid inlet 33 . Cooling medium then flows through the interior of the component until it is formed by a second connection when the fluid outlet 34 leaves the component again. The inner shell 35 seals the 41 ducts through which flow occurs to the interior of the transmission.

Bei der Durchströmung des Bauteils, steht das zweite Fluid 24 in unmittelbarem Kontakt mit der inneren Schale 35 und dem äußeren Schalenabschnitt 36. Diese sind auf der Außenseite vollständig mit Öl benetzt bzw. stehen direkt im Ölsumpf 16. Somit wird ein Wärmeaustausch zwischen dem zweiten Fluid 24 und dem Getriebeöl realisiert. Mit der Lösung ist es nun möglich, auch Sumpf- geschmierte Getriebe 2 verstärkt in das Thermomanagement des gesamten Fahrzeuges verbessert einzubinden.When flowing through the component, the second fluid 24 is in direct contact with the inner shell 35 and the outer shell section 36. These are completely wetted with oil on the outside or are directly in the oil sump 16. Thus, a heat exchange between the second fluid 24 and the transmission oil. With the solution, it is now possible to integrate sump-lubricated transmissions 2 into the thermal management of the entire vehicle in an improved manner.

Es ist bevorzugt ein (Wärme-) leitfähiges Material für die Schalen zu verwenden, bspw. Aluminium. Das gezeigte Beispiel besteht aus zwei Schalen. Es ist denkbar dieses mehrlagig auszuführen, um die Wärmeleitung weiter zu verbessern. Wie bei einem klassischen Wärmetauscher würde das Kühlmedium dann durch mehrere Ebenen fließen. Die Schalen können bevorzugt umformtechnisch hergestellt werden. Außerdem muss die innere Schale 35 zur äußeren Schale hin abgedichtet sein (Kleb-, Schweiß-, Pressverbindung), damit kein Kühlmedium in den Getrieberaum 14 gelangt. Des Weiteren ist es notwendig, dass die Anschlüsse 33, 34 entsprechend abgedichtet werden. Bei einigen Getriebe-Layouts kommt es vor, dass neben dem Differential auch die Zwischenwelle 6 im Ölsumpf 16 steht. Wie in der 1 gezeigt, kann alternativ oder ergänzend an dieser Welle eine Einhausung bzw. Abschirmung mit der Schaleneinrichtung 19 zum Ölsumpf 16 Vorteile im Thermomanagement bringen. Die vorgeschlagene Differential-Einhausung mit integriertem Wärmetauscher ausgebildet als die Schaleneinrichtung 19 kann dementsprechend auch an der Zwischenwelle 6 zum Einsatz kommen.It is preferable to use a (heat) conductive material for the shells, e.g. aluminium. The example shown consists of two shells. It is conceivable to design this in multiple layers in order to further improve heat conduction. As with a classic heat exchanger, the cooling medium would then flow through several levels. The shells can preferably be produced by forming. In addition, the inner shell 35 must be sealed off from the outer shell (adhesive, welded, press-fitted connection) so that no cooling medium can get into the gear chamber 14 . Furthermore, it is necessary for the connections 33, 34 to be appropriately sealed. With some transmission layouts, it happens that the intermediate shaft 6 is also located in the oil sump 16 in addition to the differential. Like in the 1 shown, an enclosure or shielding with the shell device 19 for the oil sump 16 can bring advantages in thermal management on this shaft as an alternative or in addition. The proposed differential housing with an integrated heat exchanger designed as the shell device 19 can accordingly also be used on the intermediate shaft 6 .

BezugszeichenlisteReference List

11: Antriebsanordnungdrive assembly
22: Getriebetransmission
33: Übersetzungsabschnitttranslation section
44: Differentialabschnittdifferential section
55: Getriebeeingangswelletransmission input shaft
66: Zwischenwelleintermediate shaft
77: erste Stirnradgetriebestufefirst spur gear stage
88th: Differenzialeingangsraddifferential input gear
9a, b9a, b: Ausgängeexits
1010: erstes Festradfirst fixed wheel
1111: zweites Festradsecond fixed wheel
1212: zweite Stirnradgetriebestufesecond spur gear stage
1313: drittes Festradthird fixed wheel
1414: Getrieberaumgear room
1515: Getriebegehäusegear case
1616: Ölsumpfoil sump
1717: erstes Fluidfirst fluid
1818: GetriebeölversorgungsanordnungGear oil supply arrangement
1919: Schaleneinrichtungshell device
2020: Schalenraumbowl space
2121: Durchgangsöffnungpassage opening
2222: Wärmetauscheinrichtungheat exchange device
2323: Fluidkanalstrukturfluid channel structure
2424: zweites Fluidsecond fluid
2525: Kühlanordnungcooling arrangement
2626: elektrische Maschineelectric machine
2727: Rotorwellerotor shaft
2828: Maschinenraumengine room
2929: Maschinengehäusemachine housing
3030: Seitenwändeside walls
3131: Differentialkorbdifferential cage
3232: Differenzialraddifferential wheel
3333: Fluideinlassfluid inlet
3434: Fluidauslassfluid outlet
3535: innere Schaleinner shell
3636: äußerer Schalenabschnittouter shell section
3737: inneren Schalenbodeninner shell bottom
3838: innere Seitenwändeinner sidewalls
3939: äußerer Schalenbodenouter shell bottom
4040: äußere Seitenwändeouter sidewalls
4141: Kanälechannels

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

US 6432018 B1 [0003]

Claims

Drive arrangement (1) for a vehicle, with a transmission (2), the transmission (2) having at least one rotatable gear wheel (8,11,13), with a transmission housing (15), the transmission housing (15) having a transmission space ( 14), wherein the transmission chamber (14) has an oil sump (16) with a first fluid (17), the oil sump (16) being designed as a wet sump and the transmission (2) being arranged in the transmission chamber (14). so that the gear wheel (8,11,13) can be lubricated with the first fluid (17) via the oil sump (16), with a heat exchange device (22), the heat exchange device (22) being in thermal contact with the oil sump (16 ) and wherein the heat exchange device (22) has a fluid channel structure (23), wherein a second fluid (24) can flow through the fluid channel structure (23), the fluid channel structure (23) being fluidically separated from the oil sump (16) and/or from the first fluid (17) is separated, characterized in that the drive arrangement (1) has a shell device (19) with a shell space (20), wherein the gear wheel (8,11,13) is accommodated in the shell space (20), and that the shell device (19) as the heat exchange device (22) is trained.

Drive arrangement (1) after claim 1 , characterized in that the shell device (19) and/or the gear wheel (8,11,13) is arranged at least in sections in the oil sump (16).

Drive arrangement (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the shell device (19) has a through opening (21), wherein the through opening (21) fluidically connects the shell space (20) with the oil sump (16).

Drive arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shell device (19) delimits the shell space (20) in the radial direction and at least in one axial direction over an angular range, the angular range being greater than 90° and/or smaller than 270° is formed.

Drive arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that this has a transmission oil supply arrangement (18) for supplying the transmission (2) and/or the oil sump (16) with the first fluid (17) and/or that this has a cooling arrangement ( 25) for supplying the heat exchange device (22) with the second fluid (24).

Drive arrangement (1) after claim 5 , characterized in that it has an electrical machine (26) for supplying the vehicle with a drive torque, wherein the cooling arrangement (25) for cooling the electrical machine (26) with the second fluid (24) is formed.

Drive arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shell device (19) has an inner shell (35), the inner shell (35) forming or co-forming the shell space (20) and having an outer shell section (36). , wherein the fluid channel structure (23) of the inner shell (35) and the outer shell portion (36) is formed.

Drive arrangement (1) after claim 7 , characterized in that the shell device (19) has a fluid inlet (33), a fluid outlet (34) and the fluid channel structure (23), so that the fluid channel structure (23) proceeding from the fluid inlet (33) via the fluid channel structure (23). can flow through the fluid outlet (34), the outer shell section (36) having the fluid inlet (33) and the fluid outlet (34) and a plurality of channels (41), and the inner shell (35) sealing the channels (41).

Drive arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission (2) has a differential section (4) with a differential input wheel (8), the differential input wheel (8) being designed as the gear wheel and/or that the transmission (2 ) has an intermediate shaft (6) with a fixed wheel (11,13), the fixed wheel (11,13) being designed as the gear wheel.

Shell means (19) for a drive arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the shell means (19) has a shell space (20) for accommodating a gear wheel (8,11,13), the shell means (19) acting as a heat exchange means ( 22) and has a fluid channel structure (23), the fluid channel structure (23) being flowable.