EP2510605A2 - Elektrische antriebseinheit für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Elektrische antriebseinheit für ein kraftfahrzeug

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Publication number
EP2510605A2
EP2510605A2 EP10787100A EP10787100A EP2510605A2 EP 2510605 A2 EP2510605 A2 EP 2510605A2 EP 10787100 A EP10787100 A EP 10787100A EP 10787100 A EP10787100 A EP 10787100A EP 2510605 A2 EP2510605 A2 EP 2510605A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wheel hub
drive unit
interior
motor vehicle
electric drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10787100A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Raphael Fischer
Michael Bogner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2510605A2 publication Critical patent/EP2510605A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
    • H02K5/124—Sealing of shafts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/10—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with arrangements for protection from ingress, e.g. water or fingers

Definitions

  • the invention relates to an electric drive unit for a motor vehicle with a wheel hub drive driving a vehicle wheel, in particular a wheel hub motor.
  • the wheel hub drive In order for an electric drive unit having a wheel hub drive to meet the requirements of the service life that are common in the automotive industry, the wheel hub drive must have a corresponding seal.
  • the problem here is the fact that in the interior of a wheel hub drive, depending on the season, weather and operating conditions, temperatures between -30 ° and + 50 ° C may occur. If the wheel hub drive hermetically sealed with a conventional seal against the environment, builds up during operation of the wheel hub drive due to the heating, a greatly increased internal pressure in the interior of the wheel hub drive, which can cause the trapped in the wheel hub drive the sealing lips of a seal provided seal member lift and can bring about an at least partial pressure equalization to the outside.
  • the wheel hub drive cools, the air in the interior of the wheel hub drive contracts, it builds up a negative pressure relative to the environment outside of the wheel hub drive. If this negative pressure is too great, the sealing element allows ambient air to penetrate into the interior of the wheel hub drive via the sealing lips, so that the wheel hub drive "breathes.” This, on the one hand, increases the sealing friction and thus the wear of the sealing element, if On the other hand, with the supply of air through the opened sealing lips, foreign objects or liquids, such as water, can be transported into the interior of the wheel hub drive, which can act both on the wheel hub drive itself and on the active wheel hub Sealing surface of the sealing element of the wheel hub drive causing damage. - -
  • the object of the invention is therefore to provide an electric drive unit for a motor vehicle, in which a reduced wear of the sealing elements and the wheel hub drive itself is achieved.
  • the electric drive unit according to the invention for a motor vehicle has a wheel hub drive driving a vehicle wheel, wherein the wheel hub drive has a frictional sealing element, by means of which the interior of the wheel hub drive is hermetically sealed from the environment.
  • the invention is characterized in that a ventilation device is provided, by means of which a pressure difference between the pressure prevailing in the interior of the wheel hub drive air pressure and the pressure prevailing in the surrounding air pressure can be compensated by moving air volumes.
  • the electric drive unit according to the invention preferably has a wheel hub drive, the interior of which is hermetically sealed off from the environment, ie the space outside the wheel hub drive, by means of a friction-applied sealing element. If the sealing takes place via a sealing element designed as a labyrinth seal, a pressure equalization can take place via the sealing element itself, but there is a risk of suction of liquids, in particular water, and / or foreign bodies from the environment into the interior of the wheel hub drive.
  • a ventilation device is provided in addition to a frictional sealing element, it is possible to ensure pressure equalization between the interior of the wheel hub drive and the environment and at the same time be able to reliably filter out foreign matter from the intake air by means of the ventilation device by means of the ventilation device the air volumes are guided so that it can be ensured that the foreign body can not penetrate into the interior of the wheel hub drive.
  • the aeration device according to the invention is preferably designed in such a way that the air volume difference between the inside and outside air caused by heating and cooling - - Spaces of the wheel hub drive and the environment is moved so that can form a significant difference in pressure to the environment in a hermetically sealed by means of the sealing element wheel hub drive in the interior of the wheel hub drive.
  • the ventilation device has an air duct, wherein the air duct has a first leading into the interior of the wheel hub end portion and a leading into the environment second end portion.
  • a bore is preferably provided on the hub drive, via which the air duct is guided with its first end portion into the interior of the wheel hub drive.
  • the air duct serves as a guide for exhaust air and supply air from and to the wheel hub drive.
  • the bore is preferably provided in a wheel bearing journal of the wheel hub drive or outside a wheel bearing of the wheel hub drive on a non-rotating part of the wheel hub drive.
  • the air duct is guided according to a preferred embodiment of the invention with its second end portion in an interior of a motor vehicle. This can be sucked from the interior of the motor vehicle cleaned and dry air through the air duct and transported into the interior of the wheel hub drive. Further, it is preferably provided that the air duct with its second end portion is connected to a ventilation device of the motor vehicle.
  • the ventilation device can be designed as provided in the interior of the motor vehicle ventilation system or as provided in the interior of the motor vehicle air conditioning system, the provided from the ventilation or air conditioning system purified and dry air can be sucked and transported via the air duct into the interior of the wheel hub drive can be to make a pressure equalization there.
  • the air duct is guided with its second end portion in the interior of the motor vehicle or in a ventilation device of the motor vehicle, it is prevented that foreign bodies and / or liquids can be transported via the air duct in the interior of the wheel hub via the air duct.
  • the air duct is formed at its second end portion as a snorkel-shaped hose.
  • the snorkel-shaped hose can be designed both as a rigid or as a flexible hose.
  • the free hose end of the snorkel-shaped hose is preferably arranged at a position in the environment outside the motor vehicle and outside the vehicle wheel, which can not or only to a small extent come into contact with foreign bodies and / or liquids.
  • the free end of the hose is preferably provided in the outer region of the wheel housing of the motor vehicle between the vehicle wheel and the motor vehicle. Further, it is preferably provided that the free end of the hose is aligned with the road, so that rising water can be retained to some extent by the back pressure in the interior of the wheel hub drive. If the vehicle wheel is in deep water, the snorkel-shaped hose is used to allow pressure equalization above the waterline.
  • the snorkel-shaped hose has, according to an advantageous embodiment of the invention, a valve having a float body.
  • the valve is preferably arranged directly in front of the free end of the hose, wherein the floating body is guided in the valve in such a way that it passes through the free end of the hose. It is then possible to lift the liquid which penetrates the sealing tube and thereby press it sealingly against the free end of the hose, in order to prevent the liquid from penetrating into the snorkel-shaped hose and thus into the air guide line to the interior of the wheel hub drive.
  • the float is preferably formed as a ball which is freely movable within the valve.
  • the ventilation device has a volume-variable device.
  • the volume-changeable device can be designed as a compensation space, within which additional volume of air generated in the interior of the wheel hub drive can expand.
  • the variable volume device is designed as a kind of bellows, so that the volume changeable device can expand in the air supply from the interior of the wheel hub drive like an accordion.
  • air can be pushed back and forth in a closed system, whereby it can be prevented that foreign bodies and / or liquids can penetrate into the system and thus into the interior of the wheel hub drive.
  • the variable volume device is preferably arranged on the second end portion of the air duct. But it is also possible that the volume changeable device is provided directly on the vehicle wheel, within which the wheel hub drive is arranged.
  • a bore is provided on a wheel bearing journal of the wheel hub drive, within which a filter device is arranged.
  • the filter device can be designed, for example, as a sintered bronze filter.
  • the bore can be centered on the wheel journal - - Or be arranged eccentrically on this.
  • the eccentric bore is preferably introduced obliquely to the axis of rotation of the bearing of the wheel hub drive.
  • the bore is conical. If the bore and thus also the filter device are conical, it is possible to be able to prevent liquid ingress in a particularly effective manner, due to a possible centrifuging of the liquid under centrifugal force.
  • the cone of the bore is preferably designed such that the liquid can be derived due to the centrifugal forces acting outward away from the inner region of the wheel hub drive. But it is also possible that the bore and thus the filter device is cylindrical.
  • the invention relates to a motor vehicle, in particular an electric motor vehicle, comprising an electric drive unit designed and developed as described above.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the electric drive unit according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of the
  • FIG. 3 is a schematic representation of a third embodiment of the electric drive unit according to the invention.
  • FIG. 4 is a schematic representation of a fourth embodiment of the electric drive unit according to the invention
  • Fig. 5 is a schematic representation of an end portion of the embodiment shown in Fig. 4;
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a fifth embodiment of the electric drive unit according to the invention.
  • Fig. 7 is a schematic representation of a sixth embodiment of
  • FIG. 8 is a schematic representation of a bore according to the invention according to a first embodiment.
  • Fig. 9 is a schematic representation of the bore according to the invention according to a second embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows a first embodiment of an electric drive unit according to the invention, with a wheel hub drive arranged on a vehicle wheel 10, not shown here, wherein the vehicle wheel 10 is fastened to a wheel housing 14 of a motor vehicle via a wheel suspension 12.
  • a ventilation device is provided, which has an air duct 16.
  • the air duct 16 is formed here in the form of a hose which is guided from the interior of the wheel hub drive within the vehicle wheel 10 via the wheel housing 14 in the interior 38 of the motor vehicle.
  • a first end portion 18 of the air duct 16 is guided in the interior of the wheel hub drive and a first end portion 18 opposite the second end portion 20 of the air duct 16 is guided into the interior 38 of the motor vehicle.
  • the ventilation takes place here to the vehicle interior 38.
  • FIG. 2 shows an electric drive unit according to the invention according to a second embodiment, in which case the air duct 16 with its second end section 20 is provided on a ventilation unit provided in the interior 38 of the motor vehicle.
  • - - Direction 22 which is formed for example in the form of an air conditioner is connected.
  • FIG 3 shows an electric drive unit according to the invention according to a third embodiment, wherein in this case the second end portion 20 of the air duct 16 is not guided into the interior 38 of the motor vehicle, but is guided into the environment between the vehicle wheel 10 and the wheel house 14.
  • the second end portion 20 is thus provided outside the motor vehicle in a protected position, so that a pressure compensation can take place by moving air volumes, but can be prevented at the same time that foreign body and / or liquid in the air duct 16 and thus in the interior of the wheel hub drive can penetrate.
  • FIG 4 shows an electric drive unit according to the invention according to a fourth embodiment, wherein a snorkel-shaped hose 24 is formed on the second end section 20 of the air guide line 16.
  • the snorkel-shaped tube 24 preferably adjoins directly to the outer peripheral surface of the vehicle wheel, wherein the free end of the hose 26 of the snorkel-shaped hose 24 is arranged between the vehicle wheel 10 and the wheel housing 14.
  • Fig. 5 shows a possible embodiment of a free hose end 26 of the snorkel-shaped hose 24, wherein at the free end of the hose 26, a valve 28 is provided, within which a float 30, preferably in the form of a ball, is guided, which by a snorkelling in the Hose 24 penetrating liquid can be raised and can be pressed against the free end of the hose 26, in which case the diameter of the float 30 is greater than the diameter of the free end of the hose 26.
  • the float 30 serves as a sealing element of the air duct 16.
  • FIG. 6 shows an electric drive unit according to a fifth embodiment, in which the air guide line 16 has a volume-changeable device 34 at its second end section 20.
  • the volume changeable device 34 - - is designed in the form of a bellows, which can expand like an accordion when air is supplied and can contract again when air is removed.
  • the variable volume device 34 serves as a compensation space for additionally generated in the interior of the wheel hub air volume.
  • FIG. 7 shows a sixth embodiment of the electric drive unit according to the invention, in which the volume-variable device 34 is arranged directly on the vehicle wheel 10.
  • Fig. 8 and Fig. 9 show a bore 36 which is provided on a wheel bearing pin 40 of the wheel hub drive, within which a filter device, not shown here, is arranged.
  • the bore shown in Fig. 8 is centrally, preferably formed to the axis of rotation of the wheel bearing pin 40, wherein the shape of the bore 36 is formed cone-shaped.
  • the bore 36 is formed eccentrically to the rotation axis 32 of the wheel bearing pin 40, so that the bore 36 has an inclined surface.
  • the bore 36 itself is cylindrical in this case.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit einem ein Fahrzeugrad antreibenden Radnabenantrieb, wobei der Radnabenantrieb ein reibungsbehaftetes Dichtungselement aufweist, mittels welchem der Innenraum des Radnabenantriebs gegenüber der Umgebung luftdicht abgeschlossen ist. Erfindungsgemäß ist eine Belüftungseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher eine Druckdifferenz zwischen dem in dem Innenraum des Radnabenantriebs herrschenden Luftdrucks und dem in der Umgebung herrschenden Luftdrucks durch Verschieben von Luftvolumina ausgleichbar ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung Elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit einem ein Fahrzeugrad antreibenden Radnabenantrieb, insbesondere einem Radnabenmotor.
Damit eine einen Radnabenantrieb aufweisende elektrische Antriebseinheit den in der Automobilindustrie gängigen Anforderungen an die Nutzungsdauer entspricht, muss der Radnabenantrieb eine entsprechende Abdichtung aufweisen. Problematisch hierbei ist die Tatsache, dass im Innenraum eines Radnabenantriebs, je nach Jahreszeit, Witterung und Betriebszustand, Temperaturen zwischen -30° und +50°C auftreten können. Wird der Radnabenantrieb mit einer herkömmlichen Dichtung hermetisch gegenüber der Umgebung abgedichtet, baut sich während des Betriebs des Radnabenantriebs infolge der Erwärmung ein stark erhöhter Innendruck in dem Innenraum des Radnabenantriebs auf, der dazu führen kann, dass die im Radnabenantrieb eingeschlossene Luft die Dichtlippen eines zur Abdichtung vorgesehenen Dichtungselements anheben und einen zumindest teilweise Druckausgleich nach außen herbeiführen kann. Während der nachfolgenden Stillstandsphase des Radnabenantriebs kühlt der Radnabenantrieb aus, die Luft im Innenraum des Radnabenantriebs zieht sich zusammen, es baut sich ein Unterdruck gegenüber der Umgebung außerhalb des Radnabenantriebs auf. Wird dieser Unterdruck zu groß, lässt das Dichtungselement über die Dichtlippen Luft aus der Umgebung in den Innenraum des Radnabenantriebs eindringen, so dass der Radnabenantrieb „atmet". Dies bewirkt zum einen, dass die Dichtungsreibung und damit der Verschleiß des Dichtungselements erhöht wird, wenn während des Druckausgleichs erhöhte Anpresskraft auf die Dichtlippen des Dichtungselements wirken. Zum anderen können bei der Zufuhr von Luft durch die geöffneten Dichtlippen Fremdkörper oder Flüssigkeiten, wie Wasser, in den Innenraum des Radnabenantriebs transportiert werden. Diese können sowohl an dem Radnabenantrieb selber als auch an der aktiven Dichtfläche des Dichtungselements des Radnabenantriebs Beschädigungen hervorrufen. - -
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, bei welcher ein verringerter Verschleiß der Dichtungselemente als auch des Radnabenantriebs selber erreicht wird.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug weist einen ein Fahrzeugrad antreibenden Radnabenantrieb auf, wobei der Radnabenantrieb ein reibungsbehaftetes Dichtungselement aufweist, mittels welchem der Innenraum des Radnabenantriebs gegenüber der Umgebung luftdicht abgeschlossen ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Belüftungseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher eine Druckdifferenz zwischen dem in dem Innenraum des Radnabenantriebs herrschenden Luftdrucks und dem in der Umgebung herrschenden Luftdrucks durch Verschieben von Luftvolumina ausgleichbar ist.
Die erfindungsgemäße elektrische Antriebseinheit weist hierbei vorzugsweise einen Radnabenantrieb auf, dessen Innenraum gegenüber der Umgebung, d. h. dem Raum außerhalb des Radnabenantriebs, mittels eines reibungsbehafteten Dichtungselements luftdicht abgedichtet ist. Würde die Abdichtung über ein als eine Labyrinthdichtung ausgebildetes Dichtungselement erfolgen, kann zwar ein Druckausgleich über das Dichtungselement selber erfolgen, jedoch besteht hierbei die Gefahr des Ansaugens von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, und/oder von Fremdkörpern aus der Umgebung in den Innenraum des Radnabenantriebs. Dadurch, dass erfindungsgemäß eine Belüftungseinrichtung zusätzlich zu einem reibungsbehafteten Dichtungselement vorgesehen ist, ist es möglich, einen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Radnabenantriebs und der Umgebung sicherstellen zu können und gleichzeitig mittels der Belüftungseinrichtung Fremdkörper aus der angesaugten Luft zuverlässig herausfiltern zu können, indem mittels der Belüftungseinrichtung die Luftvolumina derart geführt werden, dass sichergestellt werden kann, dass die Fremdkörper nicht in den Innenraum des Radnabenantriebs eindringen können. Die erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung ist dabei vorzugsweise derart ausgeführt, dass die durch Erwärmung und Abkühlung entstehende Luftvolumendifferenz zwischen dem Innen- - - räum des Radnabenantriebs und der Umgebung derart verschoben wird, dass sich bei einem mittels des Dichtungselements luftdicht abgeschlossenen Radnabenantriebs im Innenraum des Radnabenantriebs keine nennenswerte Druckdifferenz zur Umgebung ausbilden kann. Die dabei verschobenen Luftvolumina werden dabei derart geführt, dass gewährleistet werden kann, dass weder Fremdkörper, insbesondere in Form von Verschmutzungen, noch Wasser in den Innenraum des Radnabenantriebs eindringen können. Damit ist es möglich, das Dichtungselement vor Beschädigungen und Verschleiß zu schützen und gleichzeitig den Radnabenantrieb selber vor in den Radnabenantrieb eindringenden Fremdkörpern und/oder eindringenden Flüssigkeiten zu schützen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Belüftungseinrichtung eine Luftführungsleitung auf, wobei die Luftführungsleitung einen ersten in den Innenraum des Radnabenantriebs führenden Endabschnitt und einen in die Umgebung führenden zweiten Endabschnitt aufweist. Hierfür ist vorzugsweise an dem Radnabenantrieb eine Bohrung vorgesehen, über welche die Luftführungsleitung mit ihrem ersten Endabschnitt in den Innenraum des Radnabenantriebs geführt ist. Die Luftführungsleitung dient hierbei als Führungsleitung für Abluft und Zuluft von und zu dem Radnabenantrieb. Die Bohrung ist vorzugsweise in einem Radlagerzapfen des Radnabenantriebs oder außerhalb eines Radlagers des Radnabenantriebs an einem nicht drehenden Teil des Radnabenantriebs vorgesehen. Mittels der Luftführungsleitung ist es möglich, einen sicheren und optimalen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Radnabenantriebs und der Umgebung zur Verfügung zu stellen. Die Luftführungsleitung kann dabei beispielsweise als ein flexibler oder starrer Schlauch ausgebildet sein.
Die Luftführungsleitung ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mit ihrem zweiten Endabschnitt in einem Innenraum eines Kraftfahrzeuges geführt. Damit kann aus dem Innenraum des Kraftfahrzeugs gereinigte und trockene Luft über die Luftführungsleitung angesaugt werden und in den Innenraum des Radnabenantriebs transportiert werden. Weiter ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Luftführungsleitung mit ihrem zweiten Endabschnitt an einer Lüftungseinrichtung des Kraftfahrzeugs angeschlossen ist. Die Lüftungseinrichtung kann dabei als in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs vorgesehene Lüftungsanlage oder als in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs vorgesehene Klimatisierungsanlage ausgebildet sein, wobei die aus der Lüftungs- oder Klimatisierungsanlage vorgesehene gereinigte und trockene Luft angesaugt werden kann und über die Luftführungsleitung in den Innenraum des Radnabenantriebs transportiert werden kann, um dort einen Druckausgleich herstellen zu können. Dadurch, dass die Luftführungsleitung mit ihrem zweiten Endabschnitt in den Innenraum des Kraftfahrzeuges bzw. in eine Lüftungseinrichtung des Kraftfahrzeuges geführt ist, wird verhindert, dass über die Luftführungsleitung Fremdkörper und/oder Flüssigkeiten in den Innenraum des Radnabenantriebs über die Luftführungsleitung transportiert werden können.
Alternativ hierzu ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Luftführungsleitung an ihrem zweiten Endabschnitt als ein schnorchelförmiger Schlauch ausgebildet ist. Der schnorchelförmige Schlauch kann sowohl als starrer oder auch als flexibler Schlauch ausgebildet sein. Das freie Schlauchende des schnorchelförmigen Schlauches ist vorzugsweise an einer Position in der Umgebung außerhalb des Kraftfahrzeugs und außerhalb des Fahrzeugrades angeordnet, welche gar nicht oder nur in geringen Maße mit Fremdkörpern und/oder Flüssigkeiten in Kontakt kommen kann. Das freie Schlauchende ist bevorzugt im Außenbereich des Radkastens des Kraftfahrzeuges zwischen dem Fahrzeugrad und dem Kraftfahrzeug vorgesehen. Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass das freie Schlauchende zur Straße hin ausgerichtet ist, damit steigendes Wasser bis zu einem gewissen Maß durch den Gegendruck im Innenraum des Radnabenantriebs zurückgehalten werden kann. Sollte das Fahrzeugrad im tiefen Wasser stehen, dient der schnorchelförmige Schlauch dazu, einen Druckausgleich oberhalb der Wasserlinie ermöglichen zu können.
Der schnorchelförmige Schlauch weist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein einen Schwimmkörper aufweisendes Ventil auf. Das Ventil ist dabei vorzugsweise unmittelbar vor dem freien Schlauchende angeordnet, wobei der Schwimmkörper derart in dem Ventil geführt ist, dass er durch die in das freie Schlau- - - chende eindringende Flüssigkeit angehoben werden kann und dadurch abdichtend gegen das freie Schlauchende gedrückt wird, um zu verhindern, dass die Flüssigkeit in den schnorchelförmigen Schlauch und damit in die Luftführungsleitung hin zu dem Innenraum des Radnabenantriebs eindringen kann. Der Schwimmkörper ist dabei vorzugsweise als Kugel ausgebildet, welcher innerhalb des Ventils frei beweglich ist.
Weiter ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Belüftungseinrichtung eine volumenveränderbare Einrichtung aufweist. Die volumenveränderbare Einrichtung kann dabei als ein Ausgleichsraum ausgebildet sein, innerhalb welchem sich in dem Innenraum des Radnabenantriebs erzeugtes Zusatzvolumen an Luft ausdehnen kann. Beispielsweise ist die volumenveränderbare Einrichtung als eine Art Faltenbalg ausgebildet, so dass sich die volumenveränderbare Einrichtung bei Luftzuführung aus dem Innenraum des Radnabenantriebs wie ein Akkordeon ausdehnen kann. Durch das Vorsehen einer derartigen volumenveränderbaren Einrichtung kann Luft in einem geschlossenen System hin und her geschoben werden, wobei hierdurch verhindert werden kann, dass Fremdkörper und/oder Flüssigkeiten in das System und damit in den Innenraum des Radnabenantriebs eindringen können. Die volumenveränderbare Einrichtung ist vorzugsweise an dem zweiten Endabschnitt der Luftführungsleitung angeordnet. Es ist aber auch möglich, dass die volumenveränderbare Einrichtung unmittelbar an dem Fahrzeugrad, innerhalb welchem der Radnabenantrieb angeordnet ist, vorgesehen ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an einem Radlagerzapfen des Radnabenantriebs eine Bohrung vorgesehen, innerhalb welcher eine Filtereinrichtung angeordnet ist. Durch das Vorsehen einer Filtereinrichtung innerhalb einer Bohrung ist es möglich, dass aufgrund der Porosität der Filtereinrichtung zum einen Fremdkörper aus der Luft herausgefiltert werden können und gleichzeitig ein Druckausgleich ermöglicht wird. Die Filtereinrichtung kann dabei beispielsweise als ein Sinterbronzefilter ausgebildet sein. Ferner ist es möglich, eine Filtereinrichtung vorzusehen, welche üblicherweise in einem Lenkungsbereich eingesetzt wird, die beim Druckausgleich zwischen dem von den Lenkmanschetten eingeschlossenen Luftvolumen und der Umgebung eine Verschmutzung des inneren Volumens verhindert. Die Bohrung kann sowohl zentriert an dem Radlagerzapfen ausgebildet - - sein oder aber auch exzentrisch an diesem angeordnet sein. Die exzentrische Bohrung ist vorzugsweise schräg zur Rotationsachse der Lagerung des Radnabenantriebs eingebracht.
Weiter ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Bohrung konischförmig ausgebildet ist. Ist die Bohrung und damit auch die Filtereinrichtung konisch ausgebildet, ist es möglich, einen Flüssigkeitseintritt besonders effektiv verhindern zu können, aufgrund eines möglichen Abschleuderns der Flüssigkeit unter Fliehkrafteinwirkung. Der Konus der Bohrung ist dabei vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Flüssigkeit aufgrund der wirkenden Zentrifugalkräfte wieder nach außen weg vom inneren Bereich des Radnabenantriebs abgeleitet werden kann. Weiter es aber auch möglich, dass die Bohrung und damit die Filtereinrichtung zylindrisch ausgebildet ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrokraftfahrzeug, umfassend eine wie vorstehend aus- und weitergebildete elektrische Antriebseinheit.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit; Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Endabschnittes der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform;
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit;
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit;
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bohrung gemäß einer ersten Ausführungsform; und
Fig. 9 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Bohrung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit, mit einem an einem Fahrzeugrad 10 angeordneten Radnabenantrieb, hier nicht dargestellt, wobei das Fahrzeugrad 10 über eine Radaufhängung 12 an einem Radkasten 14 eines Kraftfahrzeuges befestigt ist. Um einen Druckausgleich zwischen einem Innenraum des Radnabenantriebs, welcher über ein Dichtungselement, hier nicht dargestellt, abgedichtet ist, und der Umgebung ermöglichen zu können, ist eine Belüftungseinrichtung vorgesehen, welche eine Luftführungsleitung 16 aufweist. Die Luftführungsleitung 16 ist hier in Form eines Schlauches ausgebildet, welche von dem Innenraum des Radnabenantriebs innerhalb des Fahrzeugrades 10 über den Radkasten 14 in den Innenraum 38 des Kraftfahrzeuges geführt ist. Hierbei ist ein erster Endabschnitt 18 der Luftführungsleitung 16 in den Innenraum des Radnabenantriebs geführt und ein dem ersten Endabschnitt 18 gegenüberliegender zweiter Endabschnitt 20 der Luftführungsleitung 16 in den Innenraum 38 des Kraftfahrzeuges geführt. Die Belüftung erfolgt hier zum Fahrzeuginnenraum 38 hin.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Antriebseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei hierbei die Luftführungsleitung 16 mit ihrem zweiten Endabschnitt 20 an einer im Innenraum 38 des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Lüftungsein- - - richtung 22, welche beispielsweise in Form einer Klimaanlage ausgebildet ist, angeschlossen ist.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Antriebseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform, wobei hierbei der zweite Endabschnitt 20 der Luftführungsleitung 16 nicht in den Innenraum 38 des Kraftfahrzeuges geführt ist, sondern in die Umgebung zwischen dem Fahrzeugrad 10 und dem Radkasten 14 geführt ist. Der zweite Endabschnitt 20 ist hierbei somit außerhalb des Kraftfahrzeuges in einer geschützten Position vorgesehen, so dass ein Druckausgleich durch Verschieben von Luftvolumina stattfinden kann, jedoch gleichzeitig verhindert werden kann, dass Fremdkörper und/oder Flüssigkeit in die Luftführungsleitung 16 und damit in den Innenraum des Radnabenantriebs eindringen kann.
Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Antriebseinheit gemäß einer vierten Ausführungsform, wobei an dem zweiten Endabschnitt 20 der Luftführungsleitung 16 ein schnorchelförmiger Schlauch 24 ausgebildet ist. Der schnorchelförmige Schlauch 24 grenzt hierbei vorzugsweise unmittelbar an die Außenumfangsfläche des Fahrzeugrades an, wobei das freie Schlauchende 26 des schnorchelformigen Schlauches 24 zwischen dem Fahrzeugrad 10 und dem Radkasten 14 angeordnet ist.
Fig. 5 zeigt eine mögliche Ausbildung eines freien Schlauchendes 26 des schnorchelformigen Schlauches 24, wobei an dem freien Schlauchende 26 ein Ventil 28 vorgesehen ist, innerhalb welchem ein Schwimmkörper 30, vorzugsweise in Form einer Kugel ausgebildet, geführt ist, welcher durch eine in den schnorchelformigen Schlauch 24 eindringende Flüssigkeit angehoben werden kann und gegen das freie Schlauchende 26 gedrückt werden kann, wobei hierbei der Durchmesser des Schwimmkörpers 30 größer ist als der Durchmesser des freien Schlauchendes 26. Der Schwimmkörper 30 dient hierbei als Abdichtungselement der Luftführungsleitung 16.
Fig. 6 zeigt eine elektrische Antriebseinheit gemäß einer fünften Ausführungsform, bei welcher die Luftführungsleitung 16 an ihrem zweiten Endabschnitt 20 eine volumenveränderbare Einrichtung 34 aufweist. Die volumenveränderbare Einrichtung 34 - - ist in Form eines Faltenbalgs ausgeführt, welche sich bei Luftzuführung wie ein Akkordeon ausdehnen kann und bei Luftabführung wieder zusammenziehen kann. Die volumenveränderbare Einrichtung 34 dient hierbei als Ausgleichraum für zusätzlich in den Innenraum des Radnabenantriebs erzeugtes Luftvolumen.
Fig. 7 zeigt eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit, bei welcher die volumenveränderbare Einrichtung 34 unmittelbar an dem Fahrzeugrad 10 angeordnet ist.
Fig. 8 und Fig. 9 zeigen eine Bohrung 36, welche an einem Radlagerzapfen 40 des Radnabenantriebs vorgesehen ist, innerhalb welcher eine Filtereinrichtung, hier nicht dargestellt, angeordnet ist. Die in Fig. 8 gezeigte Bohrung ist zentrisch, vorzugsweise zur Rotationsachse des Radlagerzapfens 40, ausgebildet, wobei die Form der Bohrung 36 konusförmig ausgebildet ist. In Fig. 9 ist die Bohrung 36 exzentrisch zur Rotationsachse 32 des Radlagerzapfens 40 ausgebildet, so dass die Bohrung 36 eine schräge Fläche aufweist. Die Bohrung 36 selber ist hierbei zylinderförmig ausgebildet.
Bezugszeichenliste
10 Fahrzeugrad
12 Radaufhängung
14 Radkasten
16 Luftführungsleitung
18 erster Endabschnitt
20 zweiter Endabschnitt
22 Lüftungseinrichtung
24 schnorchelförmiger Schlauch
26 freies Schlauchende
28 Ventil
30 Schwimmkörper
32 Rotationsachse
34 volumenveränderbare Einrichtung
36 Bohrung
38 Innenraum eines Kraftfahrzeugs
40 Radlagerzapfen

Claims

Patentansprüche
1 . Elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, umfassend
einen ein Fahrzeugrad (10) antreibenden Radnabenantrieb,
wobei der Radnabenantrieb ein reibungsbehaftetes Dichtungselement aufweist, mittels welchem der Innenraum des Radnabenantriebs gegenüber der Umgebung luftdicht abgeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Belüftungseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher eine Druckdiffe- renz zwischen dem in dem Innenraum des Radnabenantriebs herrschenden Luftdrucks und dem in der Umgebung herrschenden Luftdrucks durch Verschieben von Luftvolumina ausgleichbar ist.
2. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungseinrichtung eine Luftführungsleitung (16) aufweist, wobei die Luftführungsleitung (16) einen ersten in den Innenraum des Radnabenantriebs führenden Endabschnitt (18) und einen in die Umgebung führenden zweiten Endabschnitt (20) aufweist.
3. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungsleitung (16) mit ihrem zweiten Endabschnitt (20) in einen Innenraum (38) des Kraftfahrzeuges geführt ist.
4. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 2 oder 3, da-durch gekennzeich- net, dass die Luftführungsleitung (16) mit ihrem zweiten Endabschnitt (20) an einer Lüftungseinrichtung (22) des Kraftfahrzeuges angeschlossen ist.
5. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungsleitung (16) an ihrem zweiten Endabschnitt (20) als ein schnorchelförmiger Schlauch (24) ausgebildet ist.
6. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der schnorchelformige Schlauch (24) ein einen Schwimmkörper (30) aufweisendes Ventil (28) aufweist.
7. Elektrische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Belüftungseinrichtung eine volumenveränderbare
Einrichtung (34) aufweist.
8. Elektrische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Radlagerzapfen des Radnabenantriebs eine Bohrung (36) vorgesehen ist, innerhalb welcher eine Filtereinrichtung angeordnet ist.
9. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (36) konischförmig ausgebildet ist.
10 Kraftfahrzeug, insbesondere Elektrokraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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