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Die Erfindung betrifft eine Hydraulikvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektrische Antriebsvorrichtung mit einer derartigen Hydraulikvorrichtung.
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In
DE 10 2020 105 672 A1 ist eine elektrische Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug beschrieben, aufweisend ein Gehäuse in dem ein Elektromotor, eine Kupplung und ein Getriebe angeordnet ist und einer Hydraulikvorrichtung zur Versorgung mit einem Fluid über Fluidleitungen, die als Fluidkanäle in dem Gehäuse ausgeführt sind.
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Die
DE 10 2004 006 663 A1 zeigt ein Rohrbruchventil für ein Hydrauliksystem, das aufweist: ein Einschraubgehäuse mit Gehäuseinnenraum, einen Ventilteller, einen Bolzen und eine Mutter zur Einstellung eines Durchlassspaltes, ein gehäusefestes Durchlassmittel mit Durchlässen für das Hydraulikfluid und eine zwischen dem Ventilteller und dem Durchlassmittel angeordnete Ventilfeder, die den Ventilteller unter Ausbildung des Durchlassspaltes in die Offenstellung drückt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Hydraulikvorrichtung zuverlässiger aufzubauen und in einem Fehlerfall ein Austritt von Fluid aus der Hydraulikvorrichtung zu unterbinden. Weiterhin soll die Hydraulikvorrichtung kostengünstiger und bauraumsparender aufgebaut werden. Weiterhin soll eine elektrische Antriebsvorrichtung kompakter, kostengünstiger und sicherer aufgebaut werden.
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Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch eine Hydraulikvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann die Hydraulikvorrichtung zuverlässiger und kostengünstiger aufgebaut werden. Ein unerwünschter Austritt von Fluid aus der Hydraulikvorrichtung, beispielsweise bei einem Unfallereignis des Fahrzeugs, kann verhindert werden. Die Hydraulikvorrichtung kann sicherer ausgeführt werden. Die Fahrzeugsicherheit und Umweltsicherheit kann erhöht werden.
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Das Fahrzeug kann ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug sein. Das Fluid kann ein Öl, insbesondere ein Hydrauliköl oder Getriebeöl sein. Die Hydraulikvorrichtung kann einen Filter zur Reinigung des Fluids in der Hydraulikvorrichtung aufweisen. Die Hydraulikpumpe kann von einem Elektromotor angetrieben werden. Der Fluidspeicher kann eine Ölwanne sein.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Hydraulikschnittstelle eine Öffnung aufweist und die Sicherungsvorrichtung ein in der zweiten Sicherungsstellung die Öffnung fluiddicht verschließendes Dichtelement aufweist. Das Dichtelement kann in der zweiten Sicherungsstellung einen Austritt von Fluid aus der Öffnung unterbinden. Das Dichtelement kann aus Metall und/oder Kunststoff aufgebaut sein.
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Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Öffnung als Bohrung und das Dichtelement als Kugel ausgeführt ist. Die Abmessungen der Kugel können zur fluiddichten Abgrenzung der Fluidleitung der Bohrung angepasst sein.
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Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, dass die Sicherungsvorrichtung ein das Dichtelement mit einer Federkraft belastendes Federelement aufweist. Das Federelement kann als Schraubenfeder ausgeführt sein.
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Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dichtelement in der ersten Sicherungsstellung entgegen der Federkraft in einer ersten Betätigungsstellung und in der zweiten Sicherungsstellung durch die Federkraft selbsttätig in einer die Hydraulikschnittstelle verschließenden zweiten Betätigungsstellung ausgelenkt ist. Durch die Federkraft kann das selbsttätige Verschließen der Hydraulikschnittstelle, bevorzugt der Öffnung, umgesetzt werden.
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Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass der Hydraulikpumpe ein das Dichtelement entgegen der Federkraft des Federelements betätigendes Betätigungselement zur Einnahme der ersten Sicherungsstellung zugeordnet ist. Das Betätigungselement kann an dem Dichtelement die erste Betätigungsstellung bei befestigter Hydraulikpumpe bewirken. Das Betätigungselement kann fest mit der Hydraulikpumpe verbunden sein. Bei einer Montage der Hydraulikpumpe an der Hydraulikschnittstelle kann das Betätigungselement das Dichtelement in die erste Betätigungsstellung drücken und damit die Fluidübertragung zwischen der Fluidleitung und der Hydraulikpumpe ermöglichen. Ist die Hydraulikpumpe an der Fluidleitung über die Hydraulikschnittstelle angeschlossen, kann die erste Betätigungsstellung unveränderlich beibehalten werden.
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Das Betätigungselement kann als das Dichtelement auslenkender Stift ausgeführt sein.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der das Betätigungselement bei entfernter Hydraulikpumpe von der Sicherungsvorrichtung entfernt ist. Das Betätigungselement kann fest mit der Hydraulikpumpe verbunden sein. Das Betätigungselement kann zwischen Sicherungsvorrichtung und Hydraulikpumpe geklemmt sein.
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Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn die Sicherungsvorrichtung eingerichtet ist, von der ersten Sicherungsstellung auf die zweite Sicherungsstellung bei einem die Hydraulikpumpe von der Fluidleitung entfernenden Unfallereignis des Fahrzeugs umzuschalten. Die Hydraulikpumpe kann in einem durch das Unfallereignis durch Verformungen und/oder Verschiebungen von Bauteilen betroffenen Fahrzeugbereich angeordnet sein. In einem regelmäßigen Betrieb des Fahrzeugs kann die erste Sicherungsstellung dauerhaft eingestellt sein. Nach erfolgten Unfallereignis kann eine Umschaltung von der zweiten auf die erste Sicherungsstellung unterbunden werden. Dem Dichtelement kann eine Rastposition zugeordnet sein, aus dieser eine Rückstellung des Dichtelement nur mit einem Kraftaufwand möglich ist.
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Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hydraulikpumpe über wenigstens eine Sollbruchstelle zur kontrollierten Entfernung der Hydraulikpumpe von der Fluidleitung befestigt ist. Dadurch kann die Hydraulikpumpe bei einem die Hydraulikpumpe mechanisch belastenden Unfallereignis des Fahrzeugs gezielt von der Fluidleitung gelöst werden. Die Hydraulikpumpe oder die dieser benachbarte Bauteile des Fahrzeugs können vor einer gegenseitigen Beschädigung geschützt werden. Beispielsweise kann eine der Hydraulikpumpe benachbarte Batterie vor einer Beschädigung durch die Hydraulikpumpe geschützt werden. Die Sollbruchstelle kann in einem Bereich der Hydraulikschnittstelle angeordnet sein.
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Weiterhin wird wenigstens eine der zuvor angegebenen Aufgaben durch eine elektrische Antriebsvorrichtung eines Fahrzeugs gelöst, aufweisend eine Antriebsstrangeinheit zur Einleitung einer Antriebsleistung auf wenigstens ein Fahrzeugrad eines Fahrzeugs und eine Hydraulikvorrichtung mit wenigstens einem der zuvor angegebenen Merkmale zur Versorgung der Antriebsstrangeinheit mit dem Fluid. Dadurch kann die elektrische Antriebsvorrichtung sicherer, bauraumsparender und kostengünstiger ausgeführt werden. Die elektrische Antriebsvorrichtung kann als elektrischer Achsantrieb ausgeführt sein. Die Antriebsvorrichtung kann ein Getriebe, eine Kupplung und/oder ein Differentialgetriebe aufweisen.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1: Eine schematische Ansicht einer elektrischen Antriebsvorrichtung mit einer Hydraulikvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung in einem ersten Zustand.
- 2: Eine schematische Ansicht der Hydraulikvorrichtung aus 1 in einem zweiten Zustand.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer elektrischen Antriebsvorrichtung mit einer Hydraulikvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung in einem ersten Zustand. Die elektrische Antriebsvorrichtung 10 eines Fahrzeugs umfasst eine Antriebsstrangeinheit 12 zur Einleitung einer Antriebsleistung auf wenigstens ein Fahrzeugrad zur Fortbewegung des Fahrzeugs und weiterhin eine Hydraulikvorrichtung 14. Die elektrische Antriebsvorrichtung 10 kann als elektrischer Achsantrieb 16, beispielsweise als E-Achse, ausgeführt sein.
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Die Hydraulikvorrichtung 14 ist zur Versorgung der Antriebsstrangeinheit 12 des Fahrzeugs mit einem Fluid 18, bevorzugt einem Hydrauliköl, angeordnet und weist eine Hydraulikpumpe 20, einen Fluidspeicher 22 zur Aufnahme des Fluids 18 und eine an dem Fluidspeicher 22 hydraulisch angeschlossene Fluidleitung 24 auf. An der Fluidleitung 24 ist eine Hydraulikschnittstelle 26 eingerichtet, über die die Hydraulikpumpe 20 an der Fluidleitung 24 zur Fluidübertragung zwischen der Hydraulikpumpe 20 und der Fluidleitung 24 hydraulisch angeschlossen ist.
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Eine Batterie 28 ist neben der elektrischen Antriebsvorrichtung 10 angeordnet. Die Batterie 28 kann bei einem Unfallereignis des Fahrzeugs gegen die Hydraulikpumpe 20 drücken und diese mechanisch belasten. Die Hydraulikpumpe 20 liegt dabei in einem durch das Unfallereignis durch Verformungen und/oder Verschiebungen von Bauteilen betroffenen Fahrzeugbereich 30. Wird die Hydraulikpumpe 20 durch das Unfallereignis von der Batterie 28 derart belastet, dass diese von der Fluidleitung 24 weggerissen und damit entfernt wird, dann ist über die Hydraulikschnittstelle 26 ein Austritt des Fluids 18 aus der Fluidleitung 24 möglich, der die Fahrzeugsicherheit und die Umweltsicherheit beeinträchtigt.
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Die Hydraulikvorrichtung 14 weist eine Sicherungsvorrichtung 32 auf, die zwischen einer ersten Sicherungsstellung 34 und einer zweiten Sicherungsstellung umschaltbar ist. Die erste Sicherungsstellung 34 liegt bei angeschlossener Hydraulikpumpe 20 vor. Dabei ist die Hydraulikschnittstelle 26 zur Fluidübertragung zu der Hydraulikpumpe 20 freigegeben. Die erste Sicherungsstellung 34 ist in einem regelmäßigen Betrieb des Fahrzeugs bevorzugt dauerhaft eingestellt.
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Die zweite Sicherungsstellung, die hier nicht abgebildet ist, liegt bei abgerissener, also entfernter Hydraulikpumpe 20 vor. Dabei ist die Hydraulikschnittstelle 26 über die Sicherungsvorrichtung 32 selbsttätig fluiddicht abgeschlossen. Dadurch kann ein Austritt von Fluid 18 aus der Fluidleitung 24 verhindert werden. Die Umschaltung von der ersten Sicherungsstellung 34 auf die zweite Sicherungsstellung wird durch das Unfallereignis, insbesondere durch die Entfernung der Hydraulikpumpe 20 von der Fluidleitung 24 durch das Unfallereignis ausgelöst.
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Die Hydraulikvorrichtung 14 weist eine Öffnung 36 und die Sicherungsvorrichtung 32 ein in der zweiten Sicherungsstellung die Öffnung 36 fluiddicht verschließendes Dichtelement 38 auf. Die Öffnung 36 ist bevorzugt als Bohrung 40 und das Dichtelement 38 als Kugel 42 ausgeführt, deren Abmessungen der Bohrung 40 zur fluiddichten Abgrenzung der Fluidleitung 24 angepasst sind.
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Weiterhin umfasst die Sicherungsvorrichtung 32 ein das Dichtelement 38 mit einer Federkraft 44 belastendes Federelement 46, das als Schraubenfeder ausgeführt ist. Wie hier in dem ersten Zustand der Hydraulikvorrichtung 14 dargestellt, liegt die erste Sicherungsstellung 34 vor, bei der das Dichtelement 38 entgegen der Federkraft 44 in einer ersten Betätigungsstellung 48 ausgelenkt ist. Der Hydraulikpumpe 20 ist ein das Dichtelement 38 entgegen der Federkraft 44 in der ersten Betätigungsstellung 48 haltendes Betätigungselement 50 zugeordnet. Das Betätigungselement 50 ist bevorzugt fest mit der Hydraulikpumpe 20 verbunden und bei einer Montage der Hydraulikpumpe 20 an der Hydraulikschnittstelle 26 drückt das Betätigungselement 50 das Dichtelement 38 in die erste Betätigungsstellung 48 und ermöglicht damit die Fluidübertragung zwischen der Fluidleitung 24 und der Hydraulikpumpe 20. Während die Hydraulikpumpe 20 an der Fluidleitung 24 über die Hydraulikschnittstelle 26 angeschlossen ist, kann die erste Betätigungsstellung 48 unveränderlich beibehalten werden. Das Betätigungselement 50 ist beispielsweise als Stift ausgeführt, der das Dichtelement 38 entgegen der Federkraft 44 auslenkt.
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Belastet die Batterie 28 die Hydraulikpumpe 20 durch das Unfallereignis derart, dass sich diese von der Hydraulikschnittstelle 26 löst und damit von der Hydraulikschnittstelle 26 entfernt wird, dann löst sich das an der Hydraulikpumpe 20 befestigte Betätigungselement 50 von der Sicherungsvorrichtung 32 und die Federkraft 44 des Federelements 46 drückt das Dichtelement 38 in die zweite Betätigungsstellung, bei der dieses die Hydraulikschnittstelle 26 fluiddicht verschließt und damit einen Austritt von Fluid 18 aus der Fluidleitung 24 aus der Öffnung 36 bei vorliegender zweiter Sicherungsstellung verhindert.
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Bevorzugt ist die Hydraulikpumpe 20 über vorgegebene Sollbruchstellen befestigt um die Hydraulikpumpe 20 von der Fluidleitung 24 kontrolliert zu entfernen. Eine Sollbruchstelle 52 ist dabei im Bereich der Hydraulikschnittstelle 26 angeordnet.
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2 zeigt eine schematische Ansicht der Hydraulikvorrichtung aus 1 in einem zweiten Zustand. Die Hydraulikvorrichtung 14 ist in dem zweiten Zustand, bei dem diese von der Fluidleitung 24 entfernt ist, abgebildet. Dies kann durch die Belastung durch die verschobene und/oder verformte Batterie 28 neben der Hydraulikpumpe 20 durch das Unfallereignis erfolgt sein. Die Hydraulikpumpe 20 ist über die Sollbruchstelle 52 von der Fluidleitung 24 gelöst.
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Die Sicherungsvorrichtung 32 weist die zweite Sicherungsstellung 54 auf, bei der das Dichtelement 38 die Hydraulikschnittstelle 26 fluiddicht verschließt, da das Betätigungselement 50 mit der Hydraulikpumpe 20 von der Sicherungsvorrichtung 32 entfernt ist. Das Dichtelement 38 ist in der zweiten Betätigungsstellung 56, bei dem die Kugel 42 durch das Federelement 46 gegen die Öffnung 36 gedrückt ist und die Fluidleitung 24 fluiddicht verschließt. Dadurch kann ein Austritt von Fluid 18 aus der Fluidleitung 24 verhindert werden und die Fahrzeugsicherheit und Umweltsicherheit zunehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- elektrische Antriebsvorrichtung
- 12
- Antriebsstrangeinheit
- 14
- Hydraulikvorrichtung
- 16
- elektrischer Achsantrieb
- 18
- Fluid
- 20
- Hydraulikpumpe
- 22
- Fluidspeicher
- 24
- Fluidleitung
- 26
- Hydraulikschnittstelle
- 28
- Batterie
- 30
- Fahrzeugbereich
- 32
- Sicherungsvorrichtung
- 34
- erste Sicherungsstellung
- 36
- Öffnung
- 38
- Dichtelement
- 40
- Bohrung
- 42
- Kugel
- 44
- Federkraft
- 46
- Federelement
- 48
- erste Betätigungsstellung
- 50
- Betätigungselement
- 52
- Sollbruchstelle
- 54
- zweite Sicherungsstellung
- 56
- zweiten Betätigungsstellung
