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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, insbesondere einen Fahrzeug-Elektroantrieb, mit einem Getriebe. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Antriebseinheit und einen Gehäusedeckel einer Antriebseinheit.
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Elektrische Antriebseinheiten können mit nass- oder trockenlaufendem Elektromotor ausgeführt sein und werden in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Die Antriebseinheit kann eine in einem Gehäuse der Antriebseinheit integrierte Getriebestufe aufweisen. Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, müssen die Antriebseinheit und falls vorhanden, die Getriebestufe geschmiert werden. Dafür wird Öl mit Hilfe einer Pumpe von einem Ölreservoir durch die Antriebseinheit gefördert.
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Das Ölreservoir kann durch eine Trennwand in zwei Ölkammern unterteilt sein, welche nahe der axialen Enden der Rotorwelle sitzen, um dort das Öl von aktiv geschmierten Lagern aufzunehmen. Die beiden Ölkammern sind durch eine Trennwand voneinander getrennt, die einen Überströmkanal aufweist, damit Öl von einer Ölkammer in die benachbarte fließen kann. Durch zwei Ölkammern wird bei einer Schräglage der Antriebseinheit, zum Beispiel bei Bergfahrten, nicht das ganze Öl an ein Ende strömen, und die Bewegung des Öls wird durch die Trennwand reduziert, verglichen mit einer großen Ölkammer. Üblicherweise sitzen auf beiden Enden der Rotorwelle mitrotierende Teile, die jedoch bei einem Ölüberschuss in der zugeordneten Ölkammer zu viel Öl aufnehmen und in obere Abschnitte der Ölkammer fördern, was unerwünscht ist.
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Solche Antriebseinheiten weisen für jede Ölkammer Entlüfter auf, um eine Ent- und Belüftung nach außen bereitzustellen, um bei stark ungleichmäßigem Ölstand oder starken Temperaturänderungen in den Kammern, den Druck im Luftbereich der Ölkammer nicht zu groß oder klein werden zu lassen, was das Pumpen des Öls aus einer der Ölkammern zumindest erschweren würde. In der Regel wird hierzu ein den Luftbereich der Ölkammer mit dem Entlüfter strömungsverbindender Entlüftungskanal in einem oberen Bereich des Gehäuses der Antriebseinheit vorgesehen, also entfernt von einem Ölbereich der Ölkammer.
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Ein Nachteil solcher Antriebseinheiten besteht darin, dass eine Entlüftung nach au-ßen über einen hierzu vorgesehenen Entlüfter durch herumgeschleudertes Öl von rotierenden Teilen der Antriebseinheit blockiert oder zumindest verschlechtert werden kann.
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Aus der
DE 11 2004 000 653 T5 ist ein Getriebemechanismus mit einem Gehäuseteil, das eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und eine Leistungsübertragungsvorrichtung aufnimmt, bekannt.
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Die WO 2020 / 001 794 A1 offenbart eine Getriebeanordnung für einen Elektroantrieb eines Kraftfahrzeugs.
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Aus der
DE 10 2009 018 786 A1 ist eine Entlüftungseinrichtung zur Entlüftung einer fluidgeschmierten und/oder fluidgekühlten Komponente eines Antriebsstrangs bekannt.
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Ein Achsgetriebegehäuse eines Kraftfahrzeugs mit einen an seiner Rückseite angeordneten Deckel, dessen Innenwand konkav ausgebildet und durch Rippen in verschiedene Bereiche unterteilt ist, ist aus der
DE 44 10 984 C1 bekannt.
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Die
DE 10 2019 122 617 A1 offenbart ein Gehäusesystem für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit optimierter Entlüftungsschnittstelle.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine elektrische Antriebseinheit mit verbesserter Entlüftung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Antriebseinheit mit einem Gehäuse, einem darin angeordneten Elektromotor und mindestens einer im Gehäuse angeordneten Ölkammer, die einen Ölbereich und einen Luftbereich aufweist. Die Ölkammer ist an einem axialen Endbereich des Elektromotors vorgesehen und durch einen Gehäusedeckel nach außen verschlossen. Der Gehäusedeckel verschließt die Ölkammer somit in axialer Richtung. Es ist vorgesehen, dass der die Ölkammer verschließende Gehäusedeckel zumindest eine Entlüftungsöffnung zur Entlüftung der Ölkammer aufweist. Die Entlüftungsöffnung ist beabstandet zu einem radialen Außenbereich des Gehäusedeckels angeordnet und mit einem Element zur Entlüftung der Ölkammer strömungsverbunden. Die Entlüftungsöffnung kann beispielsweise als Bohrung in dem Gehäusedeckel ausgebildet sein.
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Durch eine solche Anordnung der zumindest einen Entlüftungsöffnung in dem die Ölkammer in axialer Richtung verschließenden Gehäusedeckel, wird vermieden, dass Öl durch die rotierende Rotorwelle des Elektromotors oder daran angeordneter Bauteile direkt in die Entlüftungsöffnung geschleudert wird und diese blockiert. Unter dem Begriff „Entlüftung“ soll ein Luftausgleich in der Ölkammer verstanden werden. Dieser Luftausgleich ist in beide Richtungen möglich. Die Ölkammer kann somit durch Austritt von Luft aus der Ölkammer entlüftet und durch Eintritt von Luft in die Ölkammer belüftet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Gehäusedeckel zumindest einen Anschlussstutzen auf. An dem Anschlussstutzen kann das Element zur Entlüftung der Ölkammer befestigt werden. Die zumindest eine Entlüftungsöffnung verläuft durch den am Gehäusedeckel vorgesehenen Anschlussstutzen. Der Anschlussstutzen kann einstückig mit dem Gehäusedeckel ausgebildet sein. Der Luftbereich der Ölkammer ist über die durch den Anschlussstutzen verlaufende Entlüftungsöffnung strömungsverbunden mit dem Element zur Entlüftung der Ölkammer. Das Element zur Entlüftung der Ölkammer führt ins Freie.
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Der Anschlussstutzen ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass das Element zur Entlüftung der Ölkammer unmittelbar mit dem Anschlussstutzen verbindbar ist. Dies kann beispielsweise durch eine Schraubverbindung oder eine Steckverbindung realisiert werden. Das Element zur Entlüftung der Ölkammer kann als Entlüfter oder als Druckausgleichsleitung ausgebildet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Entlüftungsöffnung schräg an einer Innenseite des Gehäusedeckels in den Luftbereich der Ölkammer einmündet. Die schräg an der Innenseite des Gehäusedeckels in den Luftbereich der Ölkammer einmündende Entlüftungsöffnung ist dabei entgegen einer Schleuderrichtung von Öl ausgerichtet. Dadurch wird verhindert, dass Öl direkt in die Entlüftungsöffnung geschleudert wird.
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Befindet sich die Entlüftungsöffnung an der Innenseite des Gehäusedeckels zu weit außen, beispielsweise in einem Bereich eines äußeren Umfangs eines auf der Rotorwelle angeordneten und mit der Rotorwelle rotierenden Bauteils, welches von dem Gehäusedeckel umgeben ist, kann es dazu kommen, dass Öl durch das an der Rotorwelle angeordnete Bauteil in die Entlüftungsöffnung geschleudert wird und diese blockiert. Daher ist vorgesehen, dass die Entlüftungsöffnung in dem Gehäusedeckel radial innerhalb eines äußeren Umfangs eines auf der Rotorwelle angeordneten und mit der Rotorwelle rotierenden Bauteils vorgesehen ist. Das auf der Rotorwelle angeordnete und mit der Rotorwelle rotierende Bauteil kann beispielsweise als Impulsring ausgebildet sein, welcher zur Drehzahlmessung dient. Der Impulsring kann von dem Gehäusedeckel umgeben sein.
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Bezogen auf die Einbaulage der Antriebseinheit kann die Entlüftungsöffnung oberhalb einer Rotationsachse der Rotorwelle an der Innenseite des Gehäusedeckels in den Luftbereich der Ölkammer einmünden. Dadurch ist die Entlüftungsöffnung von Öl im Ölbereich der Ölkammer entfernt angeordnet.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Entlüftungsöffnung durch eine mechanische Abschirmung vor Einlauf von Öl aus der Ölkammer geschützt ist. Die Abschirmung kann beispielsweise als eine luftdurchlässige, öldichte Membrane oder als eine Abschirmwandung an der Innenseite des Gehäusedeckels ausgebildet sein. Die Abschirmwandung kann beispielsweise labyrinthartige ausgebildet sein. Somit wird mit einfachen Mitteln ein Eindringen von Öl in die Entlüftungsöffnung verhindert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gehäusedeckel zumindest eine zur ersten Entlüftungsöffnung versetzt angeordnete zweite Entlüftungsöffnung zur Entlüftung der Ölkammer aufweist. Die zweite Entlüftungsöffnung verläuft durch einen am Gehäusedeckel vorgesehenen zweiten Anschlussstutzen, an welchem ein weiteres Element zur Entlüftung der Ölkammer befestigt werden kann. Die zweite Entlüftungsöffnung und der zweite Anschlussstutzen können analog zu der oben beschriebenen ersten Entlüftungsöffnung bzw. dem oben beschriebenen ersten Anschlussstutzen ausgebildet sein. Der Luftbereich der Ölkammer ist folglich auch über die durch den zweiten Anschlussstutzen verlaufende zweite Entlüftungsöffnung strömungsverbunden mit einem Element zur Entlüftung der ÖIkammer. Das Element zur Entlüftung der Ölkammer führt wiederum ins Freie.
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Dadurch, dass die erste Entlüftungsöffnung und die zweite Entlüftungsöffnung versetzt zueinander angeordnet sind, kann die Entlüftung der Ölkammer unabhängig von der Drehrichtung der Rotorwelle des Elektromotors und einer damit verbundenen Schleuderrichtung von Öl gewährleistet werden.
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Die Antriebseinheit kann zumindest eine weitere im Gehäuse der Antriebseinheit angeordnete Ölkammer aufweisen. Auch diese weitere Ölkammer weist einen Ölbereich und einen Luftbereich auf. Die Ölbereiche der beiden Ölkammern sind vorzugsweise über einen Überströmkanal strömungsmäßig miteinander verbunden, während die Luftbereiche der beiden Ölkammern über einen Druckausgleichskanal oder eine Druckausgleichsleitung strömungsmäßig miteinander verbunden sind. Dadurch ist ein Druckausgleich beider Ölkammern sichergestellt. In beiden Ölkammern ist stets der gleiche Druck vorhanden, wobei lediglich eine der beiden Ölkammern entlüftet werden muss. Die Ölbereiche der beiden Ölkammern können an entgegengesetzten axialen Endbereichen des Elektromotors vorgesehen sein. Auf diese Weise können die Ölbereiche möglichst einfach in das Gehäuse der elektrischen Antriebseinheit integriert werden und die Ölbereiche befinden sich nahe an den Stellen, an die das Öl gefördert werden soll und von denen Öl zurück zum Boden der Ölkammer fließt.
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Die Antriebseinheit kann zudem ein an dem Elektromotor angekoppeltes Getriebe umfassen. Das Getriebe kann als Planetengetriebe ausgebildet und in der zweiten Ölkammer der Antriebseinheit angeordnet sein.
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Bevorzugt ist der Elektromotor in einem von den Ölkammern abgetrennten Motorraum angeordnet. Auf diese Weise kann ein trockenlaufender Elektromotor verwendet werden.
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Die vorgeschlagene Antriebseinheit dient zum elektrischen Antrieb eines Fahrzeugs. Dementsprechend weist die Antriebseinheit einen Elektromotor zur Bereitstellung einer Antriebsleistung für das Fahrzeug auf. Das Fahrzeug kann beispielsweise als Personenkraftwagen oder als Nutzfahrzeug ausgebildet sein. Das Nutzfahrzeug kann beispielsweise als Lastkraftwagen, Kleintransporter oder als Omnibus ausgebildet sein.
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Der erfindungsgemäße Gehäusedeckel ist als Gehäusedeckel einer Antriebseinheit ausgebildet, die einen in einem Gehäuse angeordneten Elektromotor und mindestens eine in dem Gehäuse angeordnete Ölkammer mit einem Ölbereich und einem Luftbereich aufweist. Die Ölkammer ist an einem axialen Endbereich des Elektromotors vorgesehen und durch den Gehäusedeckel nach außen verschließbar. Der Gehäusedeckel ist also zum Verschließen der Ölkammer der Antriebseinheit in axialer Richtung ausgebildet. Es ist vorgesehen, dass der Gehäusedeckel zumindest eine Entlüftungsöffnung zur Entlüftung der Ölkammer aufweist. Die Entlüftungsöffnung kann beispielsweise als Entlüftungsbohrung ausgebildet sein.
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Der Gehäusedeckel weist zumindest einen Anschlussstutzen auf. Der Anschlussstutzen und der Gehäusedeckel können einstückig ausgebildet sein. An dem Anschlussstutzen kann ein Element zur Entlüftung der Ölkammer befestigt werden. Die die ÖIkammer und das Entlüftungselement strömungsverbindende Entlüftungsöffnung verläuft durch den am Gehäusedeckel vorgesehenen Anschlussstutzen. Die Entlüftungsöffnung kann dabei schräg an einer Innenseite des Gehäusedeckels einmünden.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Gehäusedeckel zumindest eine zur ersten Entlüftungsöffnung versetzt angeordnete zweite Entlüftungsöffnung zur Entlüftung der Ölkammer auf. Diese zweite Entlüftungsöffnung verläuft durch einen am Gehäusedeckel vorgesehenen zweiten Anschlussstutzen, an welchem ein weiteres Element zur Entlüftung der Ölkammer befestigt werden kann. Der zweite Anschlussstutzen und der Gehäusedeckel können einstückig ausgebildet sein. Die Entlüftungsöffnung kann schräg an einer Innenseite des Gehäusedeckels einmünden.
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Dadurch, dass das die Entlüftungsöffnung und das Element zum Entlüften der Ölkammer an dem Gehäusedeckel vorgesehen werden, kann das Gehäuse der Antriebseinheit einfacher hergestellt werden. Auf einen im Gehäuse der Antriebseinheit verlaufenden Entlüftungskanal und einen Anschluss am Gehäuse der Antriebseinheit für einen Entlüfter der Getriebekammer kann dadurch verzichtet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Gehäusedeckel weitere Anschlüsse zum Anschließen weiterer Bauteile der Antriebseinheit auf. So können an dem Gehäusedeckel beispielsweise Anschlüsse zum Anschluss einer Ölpumpe, eines Wärmetauschers, eines Drehzahlsensors und/oder eines Tachosensors der Antriebseinheit vorgesehen sein. Folglich müssen diese Anschlüsse nicht mehr am Gehäuse der Antriebseinheit vorgesehen werden, welches dadurch einfacher hergestellt werden kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren. In diesen zeigen:
- 1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinheit,
- 2 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinheit, bei der zwei Entlüfter an dem Gehäusedeckel der Antriebseinheit angeordnet sind,
- 3 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinheit, bei der zwei Druckausgleichsleitungen an dem Gehäusedeckel der Antriebseinheit angeordnet sind,
- 4 eine Außenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gehäusedeckels der Antriebseinheit und
- 5 eine Innenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gehäusedeckels der Antriebseinheit.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebseinheit 1 mit einem Gehäuse 2 und einem Elektromotor 3 in einem im Gehäuse 2 angeordneten, abgetrennten und abgedichteten Motorraum 5. Bei dem Elektromotor 3 kann es sich beispielsweise um einen Asynchronmotor mit einem Stator und einem Rotor handeln.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Rotorwelle 7 als Hohlwelle ausgeführt. An die Rotorwelle 7 ist ein Getriebe 8, welches hier als ein Planetengetriebe ausgeführt ist, angekoppelt. Es ist aber auch möglich, dass andere Arten von Elektromotor und Getriebe in der Antriebseinheit 1 eingesetzt werden.
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Die Rotorwelle 7 ist über Lager 9 im Gehäuse abgestützt. Die Lager 9 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel als Kugellager ausgeführt.
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Die Planetenräder 10 des Getriebes 8 sind über Lager 11 an einem Planetenträger 12 abgestützt. Die Lager 11 der Planetenräder 10 im Getriebe 8 sind in diesem Ausführungsbeispiel hingegen als Nadellager ausgeführt.
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Die Rotorwelle 7 kann vom Elektromotor 3 angetrieben werden und überträgt das Drehmoment in der gezeigten Ausführungsform auf ein Sonnenrad 13 des Getriebes 8. Der Abtrieb findet über den Planetenträger 12 statt.
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Eine Pumpe 14 ist außenseitig am Gehäuse 2 angeordnet. Diese Pumpe 14 ist als eine Ölpumpe ausgeführt.
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Im Gehäuse 2 sind zwei Ölkammern 15, 16 angeordnet. Je nach Antriebseinheit ist es aber auch möglich, dass mehr als zwei Ölkammern vorhanden sind. Diese Ölkammern 15, 16 sind durch eine Trennwand 17 voneinander getrennt und durch einen symbolisch dargestellten Überströmkanal 18 strömungsmäßig verbunden. Darüber hinaus sind die Ölkammern 15, 16 über Dichtungen 19 vom Motorraum 5 des Elektromotors 3 getrennt.
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Die Ölkammern 15, 16 befinden sich hier an den axialen Endbereichen des Elektromotors 3, wo auch die Lager 9, 11 und das Getriebe 8 angeordnet sind. Der Überströmkanal 18 stellt eine strömungsmäßige Verbindung der Ölkammern 15, 16 dar.
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Die Ölkammern 15,16 weisen jeweils einen im eingebauten Zustand unten liegenden Ölbereich 20 bzw. 21 und einen darüber liegenden Luftbereich 22, 23 auf.
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Die Pumpe 14 saugt im gezeigten Ausführungsbeispiel Öl aus diesem Ölbereich 20 der Ölkammer 16 über einen eigenen, in der Ölkammer 16 beginnenden Ansaugkanal 24 an. Der Ansaugkanal 24 ist ein separater Kanal, der vom Überströmkanal 18 beabstandet ist und unmittelbar seitlich der Ölkammer 15 zur Pumpe 14 führt.
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Die Pumpe 14 befördert das Öl in einen Kanal 25 im Inneren der Rotorwelle 7, die damit als Hohlwelle ausgeführt ist. Über diesen Kanal 25 sind die beiden Ölkammern 15, 16 zusätzlich miteinander verbunden.
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Vom Kanal 25 führt eine Öffnung 26 zum Lager 9 in der Ölkammer 15, sodass das Öl zum entsprechenden Lager geführt wird und dieses schmiert und kühlt. Aus dem Lager 9 abfließendes Öl ist dann bereits in der Ölkammer 15 und kann in deren Ölbereich 21 fließen.
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Am entgegengesetzten Ende der Rotorwelle 7 ist eine weitere Öffnung 27 vorgesehen, über die Öl einerseits zum Lager 9 in der Ölkammer 16 und andererseits zu den Planetenrädern 10 damit auch zum Sonnenrad 13 sowie über Öffnungen 28 zu den Lagern 11 der Planetenräder 10 gelangen kann. Auch die Verzahnung zu einem Hohlrad 29 des Planetengetriebes wird damit geschmiert.
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Auch hier kann das Öl dann innerhalb der Ölkammer 16 nach unten in den Ölbereich 20 fließen. Von dort wird es wieder über die Pumpe 14 angesaugt, sodass ein Kreislauf entsteht.
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In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist ein Druckausgleichskanal 30 vorgesehen, der die Luftbereiche 22, 23 der beiden Ölkammern 15, 16 miteinander strömungsmäßig verbindet. Der Druckausgleichskanal 30 ist als eine gestrichelte Linie dargestellt und verläuft komplett innerhalb des Gehäuses 2 und kann hierbei beispielsweise als Rohr oder Schlauch ausgeführt sein. Gegebenenfalls kann das Rohr oder der Schlauch durch den Überströmkanal 18 geführt sein, ohne dessen Querschnitt zu stark zu limitieren.
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Die Enden und damit Mündungsstellen 31 des Druckausgleichskanals 30 münden dabei in die Luftbereiche 22, 23 der Ölkammern 15, 16 und gewährleisten somit einen Druckausgleich zwischen den Ölkammern 15, 16. Die Mündungsstellen 31 des Druckausgleichskanals 30 sind mit einer symbolisch dargestellten mechanischen Abschirmung 33 versehen, die das Öl daran hindert, in den Druckausgleichskanal 30 zu gelangen. Die mechanische Abschirmung 33 kann beispielsweise als eine Membran ausgeführt sein, welche luftdurchlässig aber öldicht ist. Eine derartige Membran kann z. B. am Ende des Druckausgleichskanals 30 angeordnet werden. Somit kann die Luft durch den Druckausgleichskanal 30 gelangen und für einen Druckausgleich sorgen, Öl wird jedoch von der Membran abgefangen.
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Es ist auch denkbar, dass die mechanische Abschirmung 33 als eine labyrinthartige Abschirmwand ausgebildet ist. Eine solche Abschirmwand kann z. B. direkt an den Mündungsstellen 31 des Druckausgleichskanals 30 angeordnet oder Teil der Wand des Gehäuses 2 sein. Der labyrinthartige Aufbau hindert das Öl daran, in den Druckausgleichskanal 30 zu gelangen, während Luft eine solche Labyrinth-Abschirmung passieren kann und somit für einen Druckausgleich zwischen den Ölkammern 15, 16 sorgt.
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Wird ein solcher Druckausgleichskanal 30 verwendet, müssen nicht für beide Ölkammern 15, 16 Entlüfter vorgesehen werden. Es ist somit ausreichend, wenn eine der beiden Ölkammern 15, 16 mit einem Entlüfter 32 versehen wird.
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Der Entlüfter 32 ist hier an einem Gehäusedeckel 35 der Antriebseinheit 1 angeordnet und über eine durch den Gehäusedeckel 35 verlaufende Entlüftungsöffnung 36 (4, 5) mit dem Luftbereich 22 der Ölkammer 15 strömungsmäßig verbunden. Der Gehäusedeckel 35 befindet sich an einem dem Abtrieb entgegengesetzten axialen Endbereich der Antriebseinheit 1 und verschließt die Ölkammer 15 in axialer Richtung. Der Entlüfter 32 führt ins Freie.
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Über den Entlüfter wird die Ölkammer 15 entlüftet. Da die Luftbereiche 22, 23 der beiden Ölkammern 15, 16 über den Druckausgleichskanal 30 strömungsmäßig miteinander verbunden sind, wird auch die am Abtrieb der Antriebseinheit 1 vorgesehene Ölkammer 16 über den am Gehäusedeckel 35 angeordneten Entlüfter 32 entlüftet.
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Im Bereich des Gehäusedeckels 35 ist ein Bauteil 34 auf der Rotorwelle 7 angeordnet, welches mit der Rotorwelle 7 drehfest verbunden ist. Das Bauteil ist hier als Impulsring 34 ausgebildet, welcher zur Drehzahlmessung dient. Der Impulsring 34 ist scheibenförmig ausgebildet und wird von dem Gehäusedeckel 35 teilweise umgeben.
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Ist die Antriebseinheit 1 in einem Fahrzeug eingebaut und das Fahrzeug befindet sich auf einer Ebene, dann weist die Ölkammer 15 einen Ölstand auf, bei dem der Impulsring 34 nicht in das Öl hineinragt. Bei einer Schräglage der Antriebseinheit 1, zum Beispiel bei Bergfahrten, kann es jedoch dazu kommen, dass der Ölstand in der Ölkammer 15 ansteigt und der Impulsring 34 in das Öl hineinragt. Je nach Einbaurichtung der Antriebseinheit 1 in dem Fahrzeug kann dies bei einer Bergabfahrt oder einer Bergauffahrt der Fall sein. Da der Impulsring 34 mit der Rotorwelle 7 rotiert, wird Öl durch den Impulsring 34 radial nach außen geschleudert. Dadurch gelangt Spritzöl in einen äußeren Innenbereich des Gehäusedeckels 35. Bei hohen Drehzahlen der Rotorwelle 7 kann durch das Spritzöl an dem äußeren Innenbereich des Gehäusedeckels 35 eine Ölansammlung in Form eines Ölzylinders entstehen. Eine in diesem Bereich des Getriebedeckels 35 bzw. in dem Gehäuse 2 der Antriebseinheit 1 angeordnete Entlüftungsöffnung würde durch das vom Impulsring 34 verursachte Spritzöl blockiert werden. Eine Entlüftung der Ölkammer 15 wäre dann gestört.
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Daher ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die Entlüftungsöffnung 36 beabstandet zu dem äußeren Innenbereich des Gehäusedeckels 35 angeordnet ist. Die Entlüftungsöffnung 36 befindet sich somit beabstandet zu einem radialen Außenbereich des Gehäusedeckels 35. Die Entlüftungsöffnung 36 ist seitlich in dem Gehäusedeckel 35 vorgesehen.
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Durch eine solche Anordnung der zumindest einen Entlüftungsöffnung 36 durch den die Ölkammer 15 verschließenden Gehäusedeckel 35, wird vermieden, dass Öl durch den rotierenden Impulsring 34 in die Entlüftungsöffnung 36 geschleudert wird und diese blockiert.
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In 2 ist eine Ausführungsform der Antriebseinheit 1 in einer Vorderansicht dargestellt. Die Entlüftungsöffnung 36 verläuft hier in einem Anschlussstutzen 41 des Gehäusedeckels 35. Der Anschlussstutzen 42 und die Entlüftungsöffnung 36 sind radial innerhalb eines äußeren Umfangs des Gehäusedeckels 35 vorgesehen. Der Anschlussstutzen 42 und die Entlüftungsöffnung 36 sind somit radial innerhalb eines äußeren Umfangs des auf der Rotorwelle 7 angeordneten Impulsrings 34 vorgesehen. Auch ist die Entlüftungsöffnung 36 angrenzend an einen Öleinlass 40 (5) im Gehäusedeckel 35 angeordnet. Der Öleinlass 40 kann mit einem Ende in die Rotorwelle 7 eingeschoben werden, sodass der Öleinlass 40 mit dem Kanal 25 der Rotorwelle 7 strömungsverbunden ist. Dadurch ist es möglich, die Entlüftungsöffnung 36 im Gehäusedeckel 35 möglichst beabstandet zu dem radialen Außenbereich des Gehäusedeckels 35 zu platzieren.
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Dies hat den Vorteil, dass die Entlüftungsöffnung 36 an dieser Position nur schwer von Öl blockiert werden kann, da der Impulsring 34 das Öl nach außen schleudert. Das Öl sammelt sich dann an dem äußeren Innenumfang des Gehäusedeckels 35 und läuft wieder zurück in den Ölbereich 21.
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Gemäß 2 ist an dem Anschlussstutzen 41 direkt ein Entlüfter 32 zum Entlüften der Ölkammer 15 angeschlossen. Der Anschluss kann beispielsweise über eine Schraubverbindung mittels Gewinde realisiert werden.
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Der Gehäusedeckel 35 weist in der dargestellten Ausführungsform zwei Entlüfter 32, 38 zur Entlüftung der Ölkammer 15 auf. Eine zweite Entlüftungsöffnung 37 verläuft durch einen am Gehäusedeckel 35 vorgesehenen zweiten Anschlussstutzen 42, an welchem der zweite Entlüfter 38 angeschlossen ist. Dieser zweite Anschlussstutzen 42 und damit auch die Entlüftungsöffnung 37 sind ebenfalls beabstandet zu dem radialen Außenbereich des Gehäusedeckels 35 platziert.
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Die beiden Anschlussstutzen 41, 42 und dadurch auch die durch die Anschlussstutzen 41, 42 verlaufenden Entlüftungsöffnungen 36, 37 sind versetzt zueinander angeordnet. Der erste Anschlussstutzen 41 bzw. die erste Entlüftungsöffnung 36 ist in Einbaulage der Antriebseinheit 1 in einem Bereich von vorzugsweise acht bis elf Uhr angeordnet, während der zweite Anschlussstutzen 42 bzw. die zweite Entlüftungsöffnung 37 in einem Bereich von vorzugsweise ein bis vier Uhr angeordnet sein kann. In 2 sind exemplarisch zwei mögliche Positionen für die Anschlussstutzen 41, 42 dargestellt. Dadurch wird erreicht, dass die Entlüftung der Ölkammer 15 unabhängig von der Drehrichtung der Rotorwelle 7 des Elektromotors 3 gewährleistet ist. Bei einer Drehrichtung der Rotorwelle 7 im Uhrzeigersinn kann die Entlüftung der Ölkammer 15 somit über die zur Öl-Schleuderwirkung entfernt liegende und durch den Anschlussstutzen 42 verlaufende Entlüftungsöffnung 37 sichergestellt werden. Bei einer dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Drehrichtung der Rotorwelle 7 wird die Entlüftung der Ölkammer 15 hingegen über die durch den Anschlussstutzen 41 verlaufende Entlüftungsöffnung 36 gewährleistet. Somit wird die Entlüftung der Ölkammer 15 auch dann sichergestellt, falls durch die rotierende Rotorwelle 7 noch Spritzöl in den Bereich der Entlüftungsöffnungen 36, 37 gelangen sollte. Die Entlüftung ist unabhängig von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, welches durch die Antriebseinheit 1 angetrieben wird.
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In der dargestellten Ausführungsform sind an dem Gehäusedeckel 35 weitere Bauteile der Antriebseinheit 1 angeschlossen. So weist der Gehäusedeckel 35 Anschlüsse zum Anschluss der Ölpumpe 14, Anschlüsse zum Anschluss eines Wärmetauschers 46, einen Anschluss für einen Drehzahlsensor 44 sowie einen Anschluss für einen Tachosensor 43 auf. Eine elektrische Steckverbindung der Ölpumpe 14 ist mit dem Bezugszeichen 45 versehen.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Antriebseinheit 1 in einer Vorderansicht. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 2 sind hier anstelle der zwei Entlüfter 32, 38 zwei Druckausgleichsleitungen 47, 48 mit den Anschlussstutzen 41, 42 des Gehäusedeckels 35 verbunden. Die beiden Druckausgleichsleitungen 47, 48 werden über ein Verbindungselement 49 zu einer weiterführenden Druckausgleichsleitung 50 zusammengeführt. Die Druckausgleichsleitungen 47, 48, 50 sind außerhalb des Gehäuses 2 der Antriebseinheit 1 geführt.
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Die Druckausgleichsleitung 50 kann beispielsweise in den Luftbereich 23 der Ölkammer 16 einmünden und die beiden Luftbereiche 22, 23 der Ölkammern 15, 16 miteinander verbinden. Dann kann auf den innerhalb des Gehäuses 2 der Antriebseinheit 1 verlaufenden Druckausgleichskanal 30 verzichtet werden. Die Entlüftung der Ölkammern 15, 16 kann dann beispielsweise über einen an der Ölkammer 16 vorgesehenen Entlüfter oder über einen an der Druckausgleichsleitung 50 angeordneten Entlüfter erfolgen.
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4 zeigt eine Außenansicht des Gehäusedeckels 35 der Antriebseinheit 1. Der Gehäusedeckel 35 umfasst die Anschlussstutzen 41, 42 an welche jeweils ein Element 32, 38, 47, 48 zur Entlüftung einer Ölkammer 15 der Antriebseinheit anschließbar ist. Durch die Anschlussstutzen 41, 42 verlaufen die Entlüftungsöffnungen 36, 37, über die das Element 32, 38, 47, 48 zur Entlüftung einer Ölkammer 15 mit dem Luftbereich 22 der Ölkammer strömungsverbunden ist. Der Gehäusedeckel 35 weist zudem mehrere über den Umfang des Gehäusedeckels 35 verteilt angeordnete Befestigungsbohrlöcher 51 auf, zur Befestigung des Gehäusedeckels 35 an dem Gehäuse 2 der Antriebseinheit 1. An dem Gehäusedeckel 35 sind zudem Anschlüsse 52 zum Anschluss der Ölpumpe 14, Anschlüsse 53 zum Anschluss des Wärmetauschers 46, ein Anschluss 55 für den Drehzahlsensor 44 sowie ein Anschluss 54 für den Tachosensor 43 der Antriebseinheit 1 vorgesehen.
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5 zeigt einen Teil einer Innenansicht des Gehäusedeckels 35 der Antriebseinheit 1.Die Entlüftungsöffnungen 36, 37 sind mit einer symbolisch dargestellten mechanischen Abschirmung 39 versehen, die Spritzöl daran hindert, in die Entlüftungsöffnungen 36, 37 zu gelangen. Die mechanische Abschirmung 39 ist in Form einer Abschirmwandung ausgebildet. Die Abschirmwandung umgibt den Mündungsbereich der Entlüftungsöffnungen 36, 37. Die Abschirmwandung kann beispielsweise als Verrippung an der Innenseite des Gehäusedeckels 35 ausgebildet sein. Der Mündungsbereich der Entlüftungsöffnungen 36, 37 ist entgegen einer Öl-Schleuderwirkung des Impulsrings 34 ausgerichtet, wodurch das Öl nicht direkt durch die Entlüftungsöffnungen 36, 37 geschleudert werden kann. Die Entlüftungsöffnungen 36, 37 münden schräg an einer Innenseite des Gehäusedeckels 35 ein.
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Der Gehäusedeckel 35 weist zudem einen Öleinlass 40 auf. Der Öleinlass 40 kann mit einem Ende in die Rotorwelle 7 eingeschoben werden, sodass der Öleinlass 40 mit dem Kanal 25 der Rotorwelle 7 strömungsverbunden ist. Der Öleinlass 40 dreht sich aber nicht mit der Rotorwelle 7 mit. Die Entlüftungsöffnungen 36, 37 münden oberhalb des Öleinlasses 40 und damit oberhalb der Rotationsachse der Rotorwelle 7 auf der Innenseite des Gehäusedeckels 35 ein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebseinheit
- 2
- Gehäuse
- 3
- Elektromotor
- 5
- Motorraum
- 7
- Rotorwelle
- 8
- Getriebe
- 9
- Lager
- 10
- Planetenräder
- 11
- Lager
- 12
- Planetenträger
- 13
- Sonnenrad
- 14
- Pumpe
- 15
- Ölkammer
- 16
- Ölkammer
- 17
- Trennwand
- 18
- Überströmkanal
- 19
- Dichtungen
- 20
- Ölbereich
- 21
- Ölbereich
- 22
- Luftbereichen
- 23
- Luftbereich
- 24
- Ansaugkanal
- 25
- Kanal
- 26
- Öffnung
- 27
- Öffnung
- 28
- Öffnung
- 29
- Hohlrad
- 30
- Druckausgleichskanal
- 31
- Mündungsstellen
- 32
- Entlüfter
- 33
- Abschirmung
- 34
- Impulsring
- 35
- Gehäusedeckel
- 36
- Entlüftungsöffnung
- 37
- Entlüftungsöffnung
- 38
- Entlüfter
- 39
- Abschirmung
- 40
- Öleinlass
- 41
- Anschlussstutzen
- 42
- Anschlussstutzen
- 43
- Tachosensor
- 44
- Drehzahlsensor
- 45
- elektrischer Anschluss
- 46
- Wärmetauscher
- 47
- Druckausgleichsleitung
- 48
- Druckausgleichsleitung
- 49
- Verbindungselement
- 50
- Druckausgleichsleitung
- 51
- Befestigungsbohrlöcher
- 52 - 55
- Bauteilanschlüsse
