DE102022210857A1 - Electric motor-gearbox arrangement - Google Patents
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Abstract
Offenbart wird eine Elektromotor-Getriebe-Anordnung (100), wobei die Elektromotor-Getriebe-Anordnung (100) zumindest ein Getriebe mit zumindest einer mit einem Getriebeeingangszahnrad (22) drehfest verbunden Getriebeeingangswelle (24), einer mit einem Getriebeausgangszahnrad (30) drehfest verbundenen Getriebeausgangswelle (28) und einen Elektromotor (10) mit zumindest einem feststehenden Stator und einen relativ zum Stator drehbaren Rotor (12) aufweist, wobei der Rotor (12) wiederum drehfest mit einer Motorabtriebswelle (14) verbunden ist, die gleichzeitig als die Getriebeeingangswelle (24) ausgebildet ist, wobei weiterhin die Motorabtriebswelle (14) beidseits des Rotors (12) von einer ersten und einer zweiten Motorlageranordnung (16; 18) gelagert ist und in ihrer Funktion als Getriebeeingangswelle (24) zusätzlich auf der Motorabgewandten Seite des Getriebeeingangszahnrads (22) von zumindest einer Getriebeeingangslageranordnung (26) abgestützt ist, und wobei die Getriebeausgangswelle (28) beidseits durch eine erste und zweite Getriebeausgangslageranordnung (32; 34) gelagert sind, wobei die Elektromotor-Getriebe-Anordnung (100) weiterhin zumindest ein Schmiersystem (50) aufweist, wobei das Schmiersystem (50) ein Schmiermittelreservoir (56), eine Schmiermittelpumpe (52), die dazu ausgelegt ist, Schmiermittel aus dem Schmiermittelreservoir (56) zu mindestens einer Schmierstelle in der Elektromotor-Getriebe-Anordnung (100) zu pumpen, und eine oder mehrere Schmiermittelleitungen, die dazu ausgelegt sind, Schmiermittel von der Schmiermittelpumpe (52) zu der mindestens einen Schmierstelle zu leiten, aufweist.An electric motor-gearbox arrangement (100) is disclosed, wherein the electric motor-gearbox arrangement (100) has at least one gearbox with at least one gearbox input shaft (24) connected in a rotationally fixed manner to a gearbox input gear (22), a gearbox output shaft (28) connected in a rotationally fixed manner to a gearbox output gear (30), and an electric motor (10) with at least one fixed stator and a rotor (12) that can rotate relative to the stator, wherein the rotor (12) is in turn connected in a rotationally fixed manner to a motor output shaft (14) that is simultaneously designed as the gearbox input shaft (24), wherein the motor output shaft (14) is further supported on both sides of the rotor (12) by a first and a second motor bearing arrangement (16; 18) and, in its function as a gearbox input shaft (24), is additionally supported on the side of the gearbox input gear (22) facing away from the motor by at least one gearbox input bearing arrangement (26). and wherein the transmission output shaft (28) is supported on both sides by a first and second transmission output bearing arrangement (32; 34), wherein the electric motor-gearbox arrangement (100) further comprises at least one lubrication system (50), wherein the lubrication system (50) comprises a lubricant reservoir (56), a lubricant pump (52) configured to pump lubricant from the lubricant reservoir (56) to at least one lubrication point in the electric motor-gearbox arrangement (100), and one or more lubricant lines configured to conduct lubricant from the lubricant pump (52) to the at least one lubrication point.
Description
Vorliegende Erfindung betrifft eine Elektromotor-Getriebe-Anordnung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Eine derartige Elektromotor-Getriebe-Anordnung ist insbesondere für den Einsatz im Automobilbereich z.B. in einem Eletkrofahrzeug, geeignet und bevorzugt.The present invention relates to an electric motor-gearbox arrangement according to the preamble of patent claim 1. Such an electric motor-gearbox arrangement is particularly suitable and preferred for use in the automotive sector, e.g. in an electric vehicle.
Aufgrund der hohen Drehzahlen von Elektromotoren ist es, insbesondere im Automobilbereich, üblich, zwischen dem Elektromotor, genauer seiner Abtriebswelle und einer Antriebswelle der Räder ein Getriebe vorzusehen, das die Drehzahl des Elektromotors reduziert. Derartige Getriebe können ein- oder mehrstufig sein und umfassen üblicherweise zumindest eine mit einem Getriebeeingangszahnrad drehfest verbundene Getriebeeingangswelle und eine mit einem Getriebeausgangszahnrad drehfest verbundene Getriebeausgangswelle. Die Getriebeeingangswelle ist dabei üblicherweise gleichzeitig die Elektromotorabtriebswelle. Die sich drehenden Wellen werden üblicherweise beidseits an ihren jeweiligen Enden von Lageranordnungen, insbesondere Wälzlageranordnungen gelagert. Je nach Übersetzungsstufe können neben der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle auch ein oder mehrere Übersetzungswellen in dem Getriebe vorhanden sein. Auch diese werden über Lageranordnungen, die beidseits an den jeweiligen axialen Enden der Übersetzungswellen angeordnet sind, drehbar gelagert. Die Drehzahlreduktion findet über entsprechend dimensionierte Getriebezahnräder statt, wobei bspw. das Getriebeeingangszahnrad deutlich kleiner ausgeführt ist und deutlich weniger Zähne aufweist als das Getriebeausgangszahnrad.Due to the high speeds of electric motors, it is common, particularly in the automotive sector, to provide a gearbox between the electric motor, more precisely its output shaft, and a drive shaft of the wheels, which reduces the speed of the electric motor. Such gearboxes can be single-stage or multi-stage and usually comprise at least one gearbox input shaft that is connected in a rotationally fixed manner to a gearbox input gear and one gearbox output shaft that is connected in a rotationally fixed manner to a gearbox output gear. The gearbox input shaft is usually also the electric motor output shaft. The rotating shafts are usually supported on both sides at their respective ends by bearing arrangements, in particular roller bearing arrangements. Depending on the gear ratio, one or more transmission shafts can be present in the gearbox in addition to the gearbox input shaft and the gearbox output shaft. These are also rotatably supported by bearing arrangements that are arranged on both sides at the respective axial ends of the transmission shafts. The speed reduction takes place via appropriately dimensioned transmission gears, whereby, for example, the transmission input gear is significantly smaller and has significantly fewer teeth than the transmission output gear.
Um einen möglichst reibarmen Betrieb zu gewährleisten und auch, um die Temperatur im Getriebe zu reduzieren, ist weiterhin in dem Getriebe selbst eine sogenannte Ölumlaufschmierung vorgesehen, bei der bspw. das Getriebeausgangszahnrad zumindest teilweise in einer Ölauffangwanne planscht, sodass Öl aus der Ölauffangwanne als Ölnebel in dem gesamten Getriebe verteilt wird, so dass die Lageranordnungen und die Eingriffe zwischen den Zahnrädern geschmiert werden. Von dieser Ölnebenschmierung wird demnach auch die Getriebeeingangswellenlagerung geschmiert, nicht jedoch die Motorabtriebswellenlagerung, die sich außerhalb einer Getriebeglocke befindet. Um auch hier eine ausreichende Schmierung bereitzustellen, werden üblicherweise die Motorlagerungsanordnungen mittels einer auf die gesamte Lebensdauer der Lagerung ausgelegte Schmiermittelpackung ausgestattet, die dafür sorgt, dass über die gesamte Lebensdauer des Lagers ausreichend Schmierfett vorhanden ist.In order to ensure operation with as little friction as possible and also to reduce the temperature in the gearbox, a so-called oil circulation lubrication is also provided in the gearbox itself, in which, for example, the gearbox output gear splashes at least partially in an oil collecting pan, so that oil from the oil collecting pan is distributed as an oil mist throughout the gearbox, so that the bearing arrangements and the meshing between the gears are lubricated. This secondary oil lubrication also lubricates the gearbox input shaft bearing, but not the engine output shaft bearing, which is located outside a gearbox bell housing. In order to provide sufficient lubrication here too, the engine bearing arrangements are usually equipped with a lubricant pack designed for the entire service life of the bearing, which ensures that there is sufficient lubricating grease over the entire service life of the bearing.
Dieses Grundprinzip der Schmierung stößt jedoch bei den schon heute sehr hohen Drehzahlen des Elektromotors, die bei 15.000 Umdrehungen/Minute (U/min) und mehr liegen, an seine Grenzen. Bei noch höheren Drehzahlen, die in Zukunft zu erwarten sind, insbesondere bei Drehzahlen bis zu 30.000 U/min kann die Motorlageranordnung nicht mehr auf die bekannte Art geschmiert werden. Darüber hinaus erfordert das Laufen des Getriebes zumindest teilweise in Öl einen erhöhten Energiebedarf, da Planschverluste ausgeglichen werden müssen. Diese reduziert im Automobilbereich wiederum die Reichweite, was vermieden werden muss.However, this basic principle of lubrication reaches its limits at the already very high speeds of the electric motor, which are 15,000 revolutions per minute (rpm) and more. At even higher speeds, which are to be expected in the future, especially at speeds of up to 30,000 rpm, the motor bearing arrangement can no longer be lubricated in the usual way. In addition, running the gearbox at least partially in oil requires more energy, as splashing losses must be compensated. In the automotive sector, this in turn reduces the range, which must be avoided.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, eine Elektromotor-Getriebe-Anordnung bereitzustellen, die eine verbesserte Schmierung für die Motorwellenlagerug auch bei sehr hohen Drehzahlen über 18.00 U/min bereitstellt, die gleichzeitig für einen Erhöhung der Reichweite sorgt.The object of the present invention is therefore to provide an electric motor-gearbox arrangement which provides improved lubrication for the motor shaft bearings even at very high speeds above 18,000 rpm, which at the same time ensures an increase in the range.
Diese Aufgabe wird durch eine Elektromotor-Getriebe-Anordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by an electric motor-gearbox arrangement according to patent claim 1.
Im Folgenden wird eine Elektromotor-Getriebe-Anordnung vorgestellt, die einen Elektromotor mit zumindest einem feststehenden Stator und einen relativ zum Stator drehbaren Rotor aufweist. Weiterhin umfasst die Elektromotor-Getriebe-Anordnung ein Getriebe mit zumindest einer mit einem Getriebeeingangszahnrad drehfest verbundenen Getriebeeingangswelle und einer mit einem Getriebeausgangszahnrad drehfest verbundenen Getriebeausgangswelle. Weiterhin ist die Getriebeeingangswelle gleichzeitig die Elektromotorabtriebswelle, wobei die Motorabtriebswelle beidseits des Rotors von einer ersten und einer zweiten Motorwellenlagerung gelagert ist und in ihrer Funktion als Getriebeeingangswelle zusätzlich auf der Motorabgewandten Seite des Getriebeeingangszahnrads von zumindest einer Getriebeeingangslageranordnung abgestützt ist. Auch die Getriebeausgangswelle ist beidseits insbesondere an ihren axialen Enden durch eine erste und eine zweite Getriebeausgangslageranordnung gelagert. Neben der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle kann das Getriebe optional eine oder mehrere Übersetzungswellen mit jeweils einem drehfest verbundenen Getriebeübersetzungszahnrad aufweisen, wobei die zumindest eine zusätzliche Getriebeübersetzungswelle ebenfalls an ihren axialen Enden beidseits durch eine erste und eine zweite Getriebeübersetzungslagerungsanordnung gelagert wird. Diese Lagerungen und Eingriffe der Zahnräder bilden die klassischen Schmierstellen in der Elektromotor-Getriebe-Anordnung.In the following, an electric motor-gearbox arrangement is presented which has an electric motor with at least one fixed stator and a rotor that can rotate relative to the stator. The electric motor-gearbox arrangement also comprises a gearbox with at least one gearbox input shaft that is connected in a rotationally fixed manner to a gearbox input gear and a gearbox output shaft that is connected in a rotationally fixed manner to a gearbox output gear. Furthermore, the gearbox input shaft is simultaneously the electric motor output shaft, with the motor output shaft being supported on both sides of the rotor by a first and a second motor shaft bearing and, in its function as a gearbox input shaft, is additionally supported on the side of the gearbox input gear facing away from the motor by at least one gearbox input bearing arrangement. The gearbox output shaft is also supported on both sides, in particular at its axial ends, by a first and a second gearbox output bearing arrangement. In addition to the transmission input shaft and the transmission output shaft, the transmission can optionally have one or more transmission shafts, each with a transmission gear connected in a rotationally fixed manner, with the at least one additional transmission shaft also being supported on both sides at its axial ends by a first and a second transmission gear bearing arrangement. These bearings and engagements of the gears form the classic lubrication points in the electric motor-transmission arrangement.
Um eine verbesserte Schmierung bereitzustellen, weist die Elektromotor-Getriebe-Anordnung weiterhin zumindest ein Schmiersystem mit zumindest einem Schmiermittelreservoir, einer Schmiermittelpumpe und einer oder mehreren Schmiermittelleitungen auf. Dabei ist die Schmiermittelpumpe dazu ausgelegt, Schmiermittel aus dem Schmiermittelreservoir zu mindestens einer Schmierstelle in der Elektromotor-Getriebe-Anordnung zu pumpen, wobei die eine oder mehrere Schmierleitung dazu ausgelegt ist, das von der Schmiermittelpumpe beförderte Schmiermittel zu der mindestens einen Schmierstelle zu leiten.To provide improved lubrication, the electric motor-gearbox arrangement further comprises at least one lubrication system with at least one lubricant reservoir, a lubricant pump and one or more lubricant lines. The lubricant pump is designed to pump lubricant from the lubricant reservoir to at least one lubrication point in the electric motor-gearbox arrangement, wherein the one or more lubrication lines are designed to guide the lubricant conveyed by the lubricant pump to the at least one lubrication point.
Die Schmierstellen können, wie oben erwähnt, beispielsweise eine oder mehrere der Getriebelageranordnungen, der Motorlageranordnungen und/oder der Zahnräder sein. Alternativ oder zusätzlich können selbstverständlich auch andere Elemente oder Bauteile der Elektromotor-Getriebe-Anordnung mit dem Schmiersystem mit Schmiermittel versorgt werden.As mentioned above, the lubrication points can be, for example, one or more of the gearbox bearing arrangements, the motor bearing arrangements and/or the gears. Alternatively or additionally, other elements or components of the electric motor-gearbox arrangement can of course also be supplied with lubricant using the lubrication system.
Die Schmiermittelpumpe ist vorzugsweise eine mechanisch angetriebene Schmiermittelpumpe. Alternativ kann die Schmiermittelpumpe natürlich auch elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder thermoelektrisch angetrieben sein. Eine mechanisch angetriebene Schmiermittelpumpe erfordert jedoch keine aufwendige Steuerung, sodass eine einfach zu realisierende Schmiersystemlösung bereitgestellt werden kann.The lubricant pump is preferably a mechanically driven lubricant pump. Alternatively, the lubricant pump can of course also be electrically, pneumatically, hydraulically or thermoelectrically driven. However, a mechanically driven lubricant pump does not require complex control, so that an easy-to-implement lubrication system solution can be provided.
Dabei ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Getriebeausgangszahnrad mit einem Pumpenantriebszahnrad gekoppelt ist, insbesondere mit ihm kämmt, sodass die mechanisch angetriebene Schmiermittelpumpe über das Getriebe selbst angetrieben wird. Dadurch können auch bestehende Elektromotor-Getriebe-Anordnungen mit dem erfindungsgemäßen Schmiersystem ausgestattet werden. Darüber hinaus müssen keine zusätzlichen Steuersysteme oder Steuerleitungsverkabelungen vorgesehen werden.It is particularly advantageous if the transmission output gear is coupled to a pump drive gear, in particular if it meshes with it, so that the mechanically driven lubricant pump is driven via the transmission itself. This means that existing electric motor-transmission arrangements can also be equipped with the lubrication system according to the invention. In addition, no additional control systems or control line cabling need to be provided.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Schmiersystem dazu ausgelegt, zumindest eine erste und eine zweite Schmierstelle mit Schmiermittel zu versorgen, wobei die erste Schmierstelle die erste Motorlagerungsanordnung und die zweite Schmierstelle die zweite Motorlagerungsanordnung ist. Nachteiligerweise werden gerade die Motorlageranordnungen, die sehr hohen Drehzahlen ausgesetzt sind, bis jetzt lediglich mit einer Fett-Lebenspackung versehen, was zu einer Mangelschmierung führen kann. Dies kann bei den momentan vorherrschenden Drehzahlen von bis zu 15.000 U/min noch ausreichend, stößt aber bei höheren Drehzahlen an seine Grenzen, da dann das vorhandene Schmierfett zu schnell verbraucht wird. Dies erfordert einen häufigen Ersatz des gesamten Lagers, oder führt zu einer Mangelschmierung. Um eine langlebige Lageranordnung bereitzustellen, die zudem mit noch höheren Drehzahlen bis 30.000 U/min betrieben werden kann, ist eine andere Art von Schmierung nötig, die über das hier vorgestellte Schmiersystem bereitgestellt wird. Die Zuführung von Schmiermitteln über das Schmiersystem an die Motorlagerungsanordnungen erlaubt zudem eine bedarfsgerechte Schmierung der Lager und kann somit die Lebensdauer der Motorlageranordnungen deutlich erhöhen, auch bei sehr hohen Drehzahlen.According to a preferred embodiment, the lubrication system is designed to supply at least a first and a second lubrication point with lubricant, the first lubrication point being the first engine bearing arrangement and the second lubrication point being the second engine bearing arrangement. Unfortunately, engine bearing arrangements that are exposed to very high speeds have so far only been provided with a grease life pack, which can lead to insufficient lubrication. This may still be sufficient at the currently prevailing speeds of up to 15,000 rpm, but reaches its limits at higher speeds, as the existing lubricating grease is then used up too quickly. This requires frequent replacement of the entire bearing, or leads to insufficient lubrication. In order to provide a long-lasting bearing arrangement that can also be operated at even higher speeds of up to 30,000 rpm, a different type of lubrication is necessary, which is provided by the lubrication system presented here. The supply of lubricants to the engine bearing arrangements via the lubrication system also allows the bearings to be lubricated as needed and can thus significantly increase the service life of the engine bearing arrangements, even at very high speeds.
Neben den Motorlageranordnungen ist auch die Getriebeeingangslageranordnung dem Risiko einer Mangelschmierung ausgesetzt. Da sie genauso wie die Motorlageranordnungen mit einer sehr hohen Drehzahl betrieben wird, kann auch in diesem Fall die Ölnebelschmierung der üblichen Getriebeschmierung nicht ausreichend sein. Insbesondere wird dieser Effekt dadurch verstärkt, dass üblicherweise die Getriebeeingangslagerung räumlich am weitesten von dem Ölsumpf entfernt ist, sodass auch hier oftmals zu wenig Öl für eine Schmierung zur Verfügung stehen kann. Es ist deshalb gemäß eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels vorgesehen, dass das Schmiersystem als dritte Schmierstelle die Getriebeeingangslageranordnung aufweist.In addition to the engine bearing arrangements, the gearbox input bearing arrangement is also exposed to the risk of insufficient lubrication. Since it is operated at a very high speed just like the engine bearing arrangements, the oil mist lubrication of the usual gearbox lubrication may not be sufficient in this case either. This effect is particularly amplified by the fact that the gearbox input bearing is usually the furthest away from the oil sump, so that there is often too little oil available for lubrication here too. According to a further preferred embodiment, it is therefore provided that the lubrication system has the gearbox input bearing arrangement as a third lubrication point.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind nicht nur die Motorlageranordnungen oder die Getriebeeingangslageranordnung als Schmierstellen in das Schmiersystem integriert, sondern alle Getriebelageranordnungen und/oder Zahnräder bilden Schmierstellen für das Schmiersystem. Dadurch kann auf die Ölnebelschmierung vollständig verzichtet werden, sodass auch die Planschverluste reduziert werden. Dadurch kann insbesondere im Automobilbereich die Reichweite eines Elektrofahrzeugs erhöht werden.According to a further advantageous embodiment, not only the engine bearing arrangements or the transmission input bearing arrangement are integrated into the lubrication system as lubrication points, but all transmission bearing arrangements and/or gears form lubrication points for the lubrication system. This means that oil mist lubrication can be completely dispensed with, so that splashing losses are also reduced. This can increase the range of an electric vehicle, particularly in the automotive sector.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist das Schmiersystem weiterhin mindestens eine Schmiermittelverteilvorrichtung, insbesondere einen Schmiermittelverteilerblock und/oder einen Ventilblock auf. Derartige Schmiermittelverteilvorrichtungen sorgen dafür, dass Schmiermittel, das von nur einer Pumpe bereitgestellt wird, an viele Schmierstellen verteilt werden kann. Zudem können dadurch die verschiedenen Schmierstellen bedarfsgerecht geschmiert werden, da nur bei Bedarf Schmiermittel an die entsprechende Schmierstelle geliefert wird. So ist bspw. möglich, die Schmiermittelzufuhr für die Motorlageranordnung anders einzustellen als die Schmiermittelzufuhr an die Getriebeausgangslageranordnung geliefert wird. Je nach Art der Schmiermittelverteilvorrichtung kann über diese auch eine Schmiermittelmenge die den entsprechenden Schmierstellen geliefert wird eingestellt werden. Dafür kann eine weiter unten beschriebene Dosiereinrichtung vorgesehen sein, die in die Schmiermittelverteilvorrichtung integriert ist oder mit ihr zusammenwirkt.According to a further advantageous embodiment, the lubrication system further comprises at least one lubricant distribution device, in particular a lubricant distribution block and/or a valve block. Such lubricant distribution devices ensure that lubricant provided by only one pump can be distributed to many lubrication points. In addition, the various lubrication points can be lubricated as required, since lubricant is only supplied to the corresponding lubrication point when required. For example, it is possible to set the lubricant supply for the engine bearing arrangement differently than the lubricant supply to the transmission output bearing arrangement. Depending on the type of lubricant distribution device, the amount of lubricant supplied to the corresponding lubrication points can also be set via this. A metering device described below can be provided for this purpose. which is integrated into or interacts with the lubricant distribution device.
Alternativ oder zusätzlich zu der Schmiermittelverteilvorrichtung kann auch zumindest einer Schmierstelle eine Dosiereinrichtung zugeordnet sein. Diese ermöglicht es auch unabhängig von einer Schmiermittelverteilvorrichtung eine bestimmte Menge an Schmiermittel an einer Schmierstelle bereitzustellen. Eine derartige Dosiereinrichtung kann aber auch, wie oben erwähnt in eine Schmiermittelverteilvorrichtung integriert sein oder ihr nachgeschaltete sein. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Dosiereinrichtung ein Zumessventil, ein dynamischer Verteiler, ein Drosselsystem, ein Injektor oder eine Kombination davon ist.Alternatively or in addition to the lubricant distribution device, a metering device can also be assigned to at least one lubrication point. This also makes it possible to provide a certain amount of lubricant at a lubrication point independently of a lubricant distribution device. However, such a metering device can also be integrated into a lubricant distribution device or connected downstream of it, as mentioned above. It is particularly advantageous if the metering device is a metering valve, a dynamic distributor, a throttle system, an injector or a combination thereof.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Schmiermittelreservoir als Ölauffangwanne ausgebildet. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Teil des Getriebes weiterhin mittels einer Ölnebelschmierung geschmiert werden soll, wie z. B. Zahnräder oder bestimmte Getriebelageranordnungen, oder das Getriebe insgesamt weiterhin mit einer Ölnebelschmierung betrieben wird und lediglich die Motorlageranordnung über das Schmiersystem mit Schmiermittel versorgt wird.According to a further advantageous embodiment, the lubricant reservoir is designed as an oil collecting pan. Such a design is particularly advantageous if a part of the transmission is to continue to be lubricated by means of oil mist lubrication, such as gears or certain transmission bearing arrangements, or the transmission as a whole continues to be operated with oil mist lubrication and only the engine bearing arrangement is supplied with lubricant via the lubrication system.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist zwischen Schmiermittelreservoir und Schmiermittelpumpe und/oder Schmiermittelpumpe und Schmierstelle mindestens eine Filtereinrichtung zum Filtern des Schmiermittels angeordnet. Wird das Schmiermittel nach seiner Bereitstellung in bzw. an einer Schmierstelle wieder in das Schmiersystem zurückgeführt, können in dem Schmiermittel Schmutzpartikel oder Fremdpartikel enthalten sein, die den Zustand und die Qualität des Schmiermittels beeinflussen. Insbesondere können Abriebspartikel, also bspw. kleine Metallpartikel, in dem Schmiermittel vorhanden sein, die beim Betrieb der Elektromotor-Getriebe-Anordnung zwangsläufig entstehen. Diese Partikel können den Verschleiß der beweglichen Teile in der Elektromotor-Getriebe-Anordnung sehr stark erhöhen und zu einem verfrühten Ausfall führen. Es ist deshalb nötig, diese Partikel mithilfe zumindest einer Filtereinrichtung zu entfernen, damit das den Schmierstellen bereitgestellte Schmiermittel möglichst frei von Kontaminationen ist. Insbesondere bei der Verwendung einer Ölauffangwanne als Schmiermittelreservoir ist eine derartige Filtereinrichtung vorteilhaft.According to a further advantageous embodiment, at least one filter device for filtering the lubricant is arranged between the lubricant reservoir and the lubricant pump and/or the lubricant pump and the lubrication point. If the lubricant is returned to the lubrication system after it has been provided in or at a lubrication point, the lubricant may contain dirt particles or foreign particles that affect the condition and quality of the lubricant. In particular, the lubricant may contain abrasion particles, such as small metal particles, which inevitably arise when the electric motor-gearbox arrangement is operated. These particles can greatly increase the wear of the moving parts in the electric motor-gearbox arrangement and lead to premature failure. It is therefore necessary to remove these particles using at least one filter device so that the lubricant provided to the lubrication points is as free from contamination as possible. Such a filter device is particularly advantageous when using an oil drip pan as a lubricant reservoir.
Vorzugsweise ist die Filtereinrichtung zwischen Schmiermittelreservoir und Schmiermittelpumpe angeordnet, um auch die Schmiermittelpumpe vor einer Beeinträchtigung aufgrund von Fremdkörpern zu schützen.Preferably, the filter device is arranged between the lubricant reservoir and the lubricant pump in order to also protect the lubricant pump from impairment due to foreign bodies.
Weiterhin ist bevorzugt, eine Schmiermittelanalyseeinheit bereitzustellen, die mittels einem oder mehreren Sensoren eine oder mehrere Zustandsgrößen des Schmiermittels, insbesondere Temperatur, Viskosität, Verschmutzungsgrad, Feuchte, Zusammensetzung, analysiert. Dadurch kann zum einen eine Information über den Zustand des Schmiermittels und indirekt auch über den Zustand der Schmierstelle bereitgestellt werden. Erfasst beispielsweise der Sensor viele Rostpartikel in dem verbrauchten Schmiermittel, kann dies auf einen möglichen Ausfall der Elemente der Schmierstelle, hindeuten. Gleichermaßen kann eine erhöhte Anzahl von Verschmutzungspartikeln auf einen erhöhten Verschleiß der Elemente der Schmierstelle hinweisen. Weiterhin kann über den Gehalt einer Feuchte im Schmiermittel auf die Qualität oder einen Zustand des Schmiermittels geschlossen werden.It is also preferred to provide a lubricant analysis unit which uses one or more sensors to analyze one or more state variables of the lubricant, in particular temperature, viscosity, degree of contamination, moisture, composition. This can provide information about the state of the lubricant and indirectly also about the state of the lubrication point. If, for example, the sensor detects a lot of rust particles in the used lubricant, this can indicate a possible failure of the elements of the lubrication point. Likewise, an increased number of contamination particles can indicate increased wear of the elements of the lubrication point. Furthermore, the moisture content in the lubricant can be used to determine the quality or state of the lubricant.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn der mindestens eine Schmiermittelsensor mit einem Steuergerät in Verbindung steht, und das Steuergerät abhängig von der mindestens einen Zustandsgröße des Schmiermittels, die Schmiermittelfpumpe ansteuert, um bedarfsgerecht Schmiermittel and die Schmierstelle zu fördern. Insbesondere ist dabei vorteilhaft, wenn das Steuergerät abhängig von der mindestens einen Zustandsgröße des Schmiermittels ein Schmierzyklusintervall zeitlich anpasst und/oder eine Wartung veranlasst. Dadurch kann zusätzlich einer Mangelschmierung entgegengewirkt werden.It is also advantageous if the at least one lubricant sensor is connected to a control unit, and the control unit controls the lubricant pump depending on the at least one state variable of the lubricant in order to deliver lubricant to the lubrication point as required. It is particularly advantageous if the control unit adjusts the timing of a lubrication cycle interval and/or initiates maintenance depending on the at least one state variable of the lubricant. This can also counteract insufficient lubrication.
Selbstverständlich ist es auch möglich, abhängig von einer Motorkenngröße, insbesondere eine Motordrehzahl, oder eine Motortemperatur, eine Schmierung zu initiieren.Of course, it is also possible to initiate lubrication depending on an engine parameter, in particular an engine speed or an engine temperature.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.Further advantages and advantageous embodiments are specified in the description, the drawings and the claims. In particular, the combinations of features specified in the description and the drawings are purely exemplary, so that the features can also be present individually or in other combinations.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.In the following, the invention will be described in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. The embodiments and the combinations shown in the embodiments are purely exemplary and are not intended to define the scope of protection of the invention. This is defined solely by the appended claims.
Es zeigen:
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1 : eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Elektromotor-Getriebe-Anordnung; -
2 : eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Elektromotor-Getriebe-Anordnung; und -
3 : eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Elektromotor-Getriebe-Anordnung.
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1 : a schematic representation of a first embodiment of the electric motor-gearbox arrangement; -
2 : a schematic representation of a second embodiment of the electric motor-gearbox arrangement; and -
3 : a schematic representation of a third embodiment of the electric motor-gearbox arrangement.
Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.In the following, identical or functionally equivalent elements are identified by the same reference symbols.
Schematisch sind sämtliche Lageranordnungen in den Figuren als Wälzlageranordnungen, insbesondere Kugellager, dargestellt, es ist jedoch auch möglich, andere Lagerarten, wie bspw. Gleitlager oder Rollenlager zu verwenden. Selbstverständlich können statt der hier einreihig dargestellte Wälzlager auch mehrreihige Wälzlager zum Einsatz kommen.All bearing arrangements in the figures are shown schematically as rolling bearing arrangements, in particular ball bearings, but it is also possible to use other types of bearings, such as plain bearings or roller bearings. Of course, multi-row rolling bearings can also be used instead of the single-row rolling bearings shown here.
Die Getriebeanordnung 20 weist ein Getriebeeingangszahnrad 22 auf, das drehfest auf einer Getriebeeingangswelle 24 angebracht ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Getriebeeingangswelle 24 identisch zu der Motorabtriebswelle 14. Auch die Getriebeeingangswelle 24 wird wiederum über eine Getriebeeingangslageranordnung 26 gelagert, sodass die kombinierte Motorabtriebswelle-Getriebeeingangswelle über insgesamt drei Lageranordnungen 16, 18 und 26 gelagert ist. Dabei sind die Motorlageranordnungen 16 und 18 allerdings außerhalb einer Getriebeglocke 27 angeordnet, während die Getriebeeingangslagerung 26 innerhalb der Getriebeglocke 27 angeordnet ist.The
Weiterhin zeigt das hier dargestellte Ausführungsbeispiel eine Getriebeausgangswelle 28, an der ein Getriebeausgangszahnrad 30 drehfest befestigt ist. Diese Getriebeausgangswelle 28 ist ebenfalls über Getriebeausgangslageranordnungen 32, 34 drehbar gelagert und überträgt üblicherweise ein Drehmoment auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs. Zwischen der Getriebeeingangswelle 24 und der Getriebeausgangswelle 28 können zusätzlich ein oder mehrere Übersetzungsstufen vorgesehen sein. In den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen ist eine Übersetzungsstufe dargestellt, die eine Getriebeübersetzungswelle 36 aufweist, die ein erstes Zahnrad 38 und ein zweites Zahnrad 40 trägt. Dabei ist das im Durchmesser größere Zahnrad 38 dazu ausgelegt, mit dem Getriebeeingangszahnrad 22 zu kämmen, während das zweite Übersetzungszahnrad 40, das im Durchmesser kleiner ist, mit dem im Durchmesser am größten ausgebildeten Getriebeausgangszahnrad 30 kämmt. Dadurch kann eine Reduktion der Drehzahl, mit der der Elektromotor 10 dreht, erreicht werden. Auch die Getriebeübersetzungswelle 36 ist wiederum über zwei an den axialen Enden der Getriebewelle 36 angeordneten Getriebeübersetzungslageranordnungen 42, 44 gelagert. Alle diese Lageranordnungen 16, 18, 26, 32, 34, 42, 44 und Zahnräder 22, 30, 38, 40 müssen mit Schmiermittel versorgt werden und bilden deshalb u.a. die Schmierstellen der Elektromotor-Getriebe-Anordnung 100 aus.Furthermore, the embodiment shown here shows a
Um die Schmierstellen mit Schmiermittel zu versorgen, ist ein Schmiersystem 50 vorgesehen, das eine Schmiermittelpumpe 52 umfasst, die dazu ausgelegt ist, über Schmiermittelleitungen 54-1, 54-2 Schmiermittel an mindestens eine Schmierstelle zu leiten. Bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen wird insbesondere die Motorlagerungsanordnung 16, 18 über das Schmiersystem 50 mit Schmiermittel versorgt.In order to supply the lubrication points with lubricant, a
In dem in
Weiterhin ist dem Ausführungsbeispiel der
Die Pumpe 52 kann ebenfalls innerhalb der Getriebeglocke 27 angeordnet sein, es ist jedoch vorteilhaft, diese außerhalb anzuordnen und lediglich eine Zahnradwelle 61, die das Zahnrad 58 und die Pumpe 52 und die Schmiermittelansaugleitung 60 durch entsprechend ausgebildete Öffnungen aus der Getriebeglocke 27 zu führen und die Pumpe 52 außerhalb anzuordnen.The
Um jeder Schmierstelle eine bestimmte Menge an Schmiermittel, umfasst das Schmiersystem 50 weiterhin Dosiereinrichtungen 62-1, 62-2, die die jeweilige Motorlagerungsanordnung 16 bzw. 18 mit einer entsprechenden Schmiermittelmenge versorgen.In order to provide each lubrication point with a certain amount of lubricant, the lubrication system includes The
Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Schmiermittelverteilvorrrichtung 64 (siehe
Bei dem Betrieb eines derartigen Schmiersystems 50 können Schmutzpartikel bzw. Abriebpartikel in das in der Ölwanne 56 aufgenommene Schmiermittel gelangen. Um einen durch diese Partikel bedingten Verschleiß der Schmierstellen zu reduzieren oder sehr häufig das Schmiermittel auszutauschen zu müssen, ist weiterhin mindestens eine Filtereinrichtung 66 vorgesehen, die vorzugsweise zwischen Ölwanne 56 und Pumpe 52 angeordnet ist und dafür sorgt, dass unerwünschte Elemente aus dem Schmiermittel gefiltert werden.During operation of such a
Weiterhin kann eine Schmiermittelanalyseeinheit 68 bereitgestellt sein, die mittels einem oder mehreren Sensoren eine oder mehrere Zustandsgrößen des Schmiermittels, insbesondere Temperatur, Viskosität, Verschmutzungsgrad, Feuchte, Zusammensetzung, analysiert. Dadurch kann zum einen eine Information über den Zustand des Schmiermittels und indirekt auch über den Zustand der Schmierstelle bereitgestellt werden. Erfasst beispielsweise der Sensor viele Rostpartikel in dem verbrauchten Schmiermittel, kann dies auf einen möglichen Ausfall der Elemente der Schmierstelle, hindeuten. Gleichermaßen kann eine erhöhte Anzahl von Verschmutzungspartikeln auf einen erhöhten Verschleiß der Elemente der Schmierstelle hinweisen. Weiterhin kann über den Gehalt einer Feuchte im Schmiermittel auf die Qualität oder einen Zustand des Schmiermittels geschlossen werden.Furthermore, a
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn der mindestens eine Schmiermittelsensor mit einem Steuergerät (nicht dargestellt) in Verbindung steht, und das Steuergerät abhängig von der mindestens einen Zustandsgröße des Schmiermittels, die Schmiermittelpumpe 52 ansteuert, um bedarfsgerecht Schmiermittel and die Schmierstellen zu fördern. Insbesondere ist dabei vorteilhaft, wenn das Steuergerät abhängig von der mindestens einen Zustandsgröße des Schmiermittels ein Schmierzyklusintervall zeitlich anpasst und/oder eine Wartung veranlasst. Dadurch kann zusätzlich einer Mangelschmierung entgegengewirkt werden.It is also advantageous if the at least one lubricant sensor is connected to a control unit (not shown) and the control unit controls the
Statt nur die Motorlagerungen 18, 16 als Schmierstellen auszubilden, ist es, wie in
Alternativ oder zusätzlich zu den Dosiereinheiten 62, die in den entsprechenden Schmiermittelzuleitungen 54 angeordnet sind, kann das Schmiersystem 50 auch einen zentralen Verteilerblock 64 aufweisen, der wie in
Die Ölauffangwanne 56 erstreckt sich vorzugsweise über die gesamt Länge der Elektromotor-Getriebe-Anordnung 100, so dass das Schmiermittel, das den einzelnen Schmierstellen zugeführt wird, nach dem Durchtritt durch die Schmierstellen abtropfen kann und von der Ölauffangwanne aufgefangen wird. Auf ein aufwendiges Rückführsystem kann in diesem Ausführungsbeispiel verzichtet werden. Selbstverständlich ist jedoch auch möglich, an den einzelnen Schmierstellen nicht nur Schmiermittelzuführleitungen 54, sondern auch Schmiermittelabfuhrleitungen vorzusehen, die gezielt Schmiermittel von den Schmierstellen abtransportieren und in das Schmiermittelreservoir 56 zurück überführen.The
Insgesamt können mit dem vorgeschlagene Schmiersystem die Lageranordnungen und Zahnräder einer Elektromotor-Getriebe-Anordnung präzise mit einer entsprechenden Schmiermittelmenge versorgt werden, was zu einer Lebensdauererhöhung und Effizienzsteigerung des Systems beiträgt.Overall, the proposed lubrication system enables the bearing assemblies and gears of an electric motor-gearbox arrangement to be precisely supplied with an appropriate amount of lubricant, which contributes to an increase in service life and efficiency of the system.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 100100
- Elektromotor-Getriebe-AnordnungElectric motor-gearbox arrangement
- 1010
- ElektromotorElectric motor
- 1212
- Rotorrotor
- 1414
- MotorabtriebswelleEngine output shaft
- 16; 1816; 18
- MotorlageranordnungEngine mount arrangement
- 2020
- GetriebeeinheitGear unit
- 2222
- GetriebeeingangszahnradTransmission input gear
- 2424
- GetriebeeingangswelleGearbox input shaft
- 2626
- GetriebeeingangslageranordnungGearbox input bearing arrangement
- 2727
- GetriebeglockeGearbox bell housing
- 2828
- GetriebeausgangswelleGearbox output shaft
- 3030
- GetriebeausgangszahnradTransmission output gear
- 32; 3432; 34
- GetriebeausgangslageranordnungGearbox output bearing arrangement
- 3636
- GetriebeübersetzungswelleGear ratio shaft
- 38; 4038; 40
- GetriebeübersetzungszahnradGear ratio gear
- 42; 4442; 44
- GetriebeübersetzungslageranordnungGear ratio bearing arrangement
- 5050
- SchmiersystemLubrication system
- 5252
- SchmiermittelpumpeLubricant pump
- 5454
- SchmiermittelleitungLubricant line
- 5656
- Ölwanne/SchmiermittelreservoirOil pan/lubricant reservoir
- 5858
- Zahnradgear
- 6060
- SchmiermittelansaugleitungLubricant intake line
- 6161
- ZahnradwelleGear shaft
- 6262
- DosiereinrichtungDosing device
- 6464
- SchmiermittelverteilvorrichtungLubricant distribution device
- 6666
- FiltereinrichtungFilter device
- 6868
- AnalyseeinheitAnalysis unit
Claims (13)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102022210857.4A DE102022210857A1 (en) | 2022-10-14 | 2022-10-14 | Electric motor-gearbox arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022210857.4A DE102022210857A1 (en) | 2022-10-14 | 2022-10-14 | Electric motor-gearbox arrangement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022210857A1 true DE102022210857A1 (en) | 2024-04-25 |
Family
ID=90572815
Family Applications (1)
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DE102022210857.4A Pending DE102022210857A1 (en) | 2022-10-14 | 2022-10-14 | Electric motor-gearbox arrangement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022210857A1 (en) |
-
2022
- 2022-10-14 DE DE102022210857.4A patent/DE102022210857A1/en active Pending
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