WO2017178597A1 - Sealing arrangement for a shaft - Google Patents

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WO2017178597A1
WO2017178597A1 PCT/EP2017/058953 EP2017058953W WO2017178597A1 WO 2017178597 A1 WO2017178597 A1 WO 2017178597A1 EP 2017058953 W EP2017058953 W EP 2017058953W WO 2017178597 A1 WO2017178597 A1 WO 2017178597A1
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WO
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shaft
volume
housing
housing bore
seal
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/058953
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German (de)
French (fr)
Inventor
Marc Absenger
Colin Zaers
Joachim Schmeink
Original Assignee
Gkn Automotive Ltd.
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    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears

Definitions

  • the present invention relates to a sealing arrangement for a shaft, in particular for a drive shaft of an electric drive.
  • the seal assembly is used in a drive arrangement for a motor vehicle, wherein the drive arrangement comprises at least one electric drive with a housing, wherein in a first volume (or first inner region) of the housing, a stator and a rotor are arranged.
  • the drive shaft is driven via the rotor, which extends via the seal arrangement into a second volume (or second inner area) of the housing in which a transmission is arranged.
  • at least one wheel of a motor vehicle is driven via the electric drive, preferably two wheels on a common axis.
  • the electric drive is the sole drive unit of the wheel or the axle.
  • electric drives conversion of electrical energy into mechanical energy
  • electric drives are installed in different arrangements to the driven wheel axles of the motor vehicle.
  • Such an electric drive is particularly suitable for generating an electrical power of at least 10 kW [kilowatts], the power may be limited to a maximum of 500 kW.
  • the power is preferably in a range from 20 kW to 200 kW.
  • the electric drive in particular reaches maximum speeds of 12,000 to 20,000 revolutions per minute, in particular from 15,000 to 18,000 revolutions per minute.
  • a sealing arrangement for a shaft preferably for a drive shaft of an electric drive, is proposed, which ensures a simpler installation and / or a more reproducible arrangement of a seal.
  • the seal assembly is intended to ensure in particular that the risk of the ingress of a fluid from the second volume into the first volume is reduced or even practically eliminated.
  • a seal assembly for a shaft wherein the shaft extending from a first end through a housing provided in a (circular) housing bore with a housing bore diameter toward a second end.
  • this has (in the section) from the housing bore to the second end a largest shaft diameter, which is smaller than the housing bore diameter.
  • the shaft is rotatably mounted on a side facing the second end of the housing bore by a rolling bearing with rolling elements with respect to the housing.
  • a seal surrounding the shaft is arranged with a sealing surface between the housing bore and the rolling elements.
  • the seal assembly is configured to seal off a second volume (or second inner area) of the housing in which the second end is located from a first volume (or first inner area) of the housing in which the first end is disposed , It is provided that a smallest diameter of the sealing surface is greater than the housing bore diameter.
  • a reservoir for a fluid is arranged between the seal and the housing bore; wherein the fluid flows out of the reservoir only in the direction of the second volume when the shaft is arranged horizontally and (solely) as a result of gravity and / or as a result of a conveying action of the seal; wherein the fluid from the reservoir flows exclusively through the sealing surface in the direction of the second volume.
  • the shaft is in particular a drive shaft of an electric drive.
  • the sealing arrangement is used in a drive arrangement for a motor vehicle, wherein the drive arrangement comprises at least one electric drive with a housing, wherein in a first volume of the housing, a stator and a rotor are arranged.
  • the drive shaft is driven via the rotor. ben, which extends over or through the seal assembly in a second volume of the housing into which a transmission is arranged.
  • the first volume and the second volume are, in particular exclusively, connected to one another via the housing bore.
  • the housing bore has, in particular, a housing bore diameter which is only slightly larger (at the most by 0.5 mm to 4 mm [millimeters]) than the diameter of the shaft arranged in the housing and extending through the housing bore (ie in the housing bore) ,
  • the shaft is rotatably supported by a roller bearing relative to the housing.
  • An outer ring of the rolling bearing is in particular non-rotatably connected to the housing, in particular on the housing bore.
  • An inner ring of the rolling bearing is in particular rotatably connected to the shaft.
  • the rolling bearing is arranged on a second end of the shaft facing side of the housing bore, ie in particular in the second volume of the housing.
  • the assembly of shaft and housing is in particular such that the shaft is pushed through with its second end through the housing bore.
  • the seal and / or the rolling bearing is arranged on the shaft via the second end.
  • the seal and / or the rolling bearing can already be arranged on the housing before the second end of the shaft passes through the housing bore.
  • the seal can prevent a fluid from the second volume from entering the first volume via the housing bore.
  • a lubrication of the rolling bearing by the fluid in the second volume through the seal should not be affected. Therefore, the seal is preferably arranged between the housing bore and the rolling elements.
  • the mounted shaft between the second end and the housing bore has a largest shaft diameter, which is smaller than the housing bore diameter.
  • the seal is arranged with the sealing surface on a diameter of the shaft which is larger than the housing bore diameter.
  • this can be a kind of sleeve (preferably as a separate component) are arranged on the shaft between the housing bore and the rolling bearing, wherein the sealing surface of the seal then rests on the sleeve.
  • the sleeve can, after pushing through the second end of the shaft through the housing bore on the shaft (permanently) are arranged.
  • a reservoir for a fluid is arranged between the seal and the housing bore, with the fluid flowing out of the reservoir only in the direction of the second volume when the shaft is arranged horizontally and (solely) due to gravity or due to a conveying action of the seal.
  • the reservoir With a horizontal arrangement of the shaft, drainage is ensured in particular when a drainage possibility for the fluid towards the second volume is arranged lower than the lowest position of the housing bore.
  • the reservoir makes it possible that a leakage at the seal does not directly lead to a transfer of a fluid into the first volume. The fluid can thus collect in the reservoir and / or be removed again only in the direction of the second volume from the reservoir.
  • the fluid flows out of the reservoir exclusively via the sealing surface in the direction of the second volume.
  • the sealing surface of the seal forms the outlet for the fluid to the second volume.
  • the reservoir has a third volume for the fluid limited by the outflow of the fluid through the housing bore towards the first volume, wherein the third volume comprises at least 1 cm 3 [cubic centimeter], preferably at least 3 cm 3 .
  • the third volume is limited to a maximum extent consistent with the expected and / or maximum allowable volume of fluid that is to collect there.
  • the third volume may be limited to a maximum of 15 cm 3 [cubic centimeters] or even only 8 cm 3 .
  • the third volume of the reservoir comprises a space for the fluid, which is limited only by the housing bore, ie by the lowest point of the housing bore, at which a flow of fluid through the housing bore to the first volume, and the shaft is limited.
  • the housing may be adjacent or subsequently to the housing bore with a groove, groove, chamfer or the like.
  • the reservoir is connected via a connecting channel to an outer side of the housing, so that a fill level of the reservoir can be detected on an outer side of the housing or it can be established that a fluid (or a minimum quantity of a fluid) is present at all. located in the reservoir.
  • the (preferably individual) connecting channel extends in particular through the housing through to an outer side of the housing.
  • the connection channel may be formed so that the level of the fluid in the reservoir outside the second volume and in particular outside the housing can be read.
  • an absorbent body in particular a kind of wick
  • the wick can thus forward the fluid to a kind of sight glass on the outside of the housing, so then z. B. a clouding of the sight glass can be determined.
  • the connecting channel is in particular part of the third volume of the reservoir.
  • the connection channel is not attributed to the third volume of the reservoir.
  • the roller bearing comprises at least one inner ring and at least one outer ring and rolling bodies arranged therebetween, the seal being arranged between the inner ring and the outer ring.
  • the sealing surface is arranged on an outer diameter of the inner ring.
  • the seal is arranged integrated in the rolling bearing. This results in the possibility of arranging the sealing surface of the seal on a diameter which is larger than the housing bore diameter.
  • the seal is in this case preferably arranged at least partially adjacent to the rolling elements, in particular towards the second / third volume. Especially with a horizontal arrangement of the shaft, it is possible that a fluid flows solely due to gravity on the then deeper sealing surface in the direction of the second volume, instead of flowing over the housing bore in the direction of the first volume.
  • the shaft between the housing bore and the rolling bearing has a conically executed circumferential surface, whereby a shaft diameter increases towards the rolling bearing.
  • Conical in this context means, in particular, a circumferential surface which increases continuously or uniformly over an axial section of the shaft.
  • continuous / even magnification is not mandatory, but it is possible that the magnification is also performed with different slopes
  • the tapered peripheral surface causes a fluid to move radially along the circumferential surface due to centrifugal force (when the shaft is in motion)
  • the fluid is now conveyed away from the housing bore and toward the rolling bearing, in particular conveying the fluid towards the sealing surface of the seal over which the fluid can then flow to the second volume.
  • the seal has a different sealing effect on the sealing surface as a function of a direction of rotation of the shaft.
  • the fluid in particular from the reservoir, can thus be conveyed via the sealing surface to the second volume.
  • the other direction of rotation eg when reversing a Motor vehicle
  • the fluid is conveyed starting from the second volume on the sealing surface towards the housing bore, but in particular the fluid does not exceed the housing bore in the first volume but in the reservoir is caught.
  • the seal has a spiral groove through which the fluid in the preferred direction of rotation is conveyed out of the reservoir and over the sealing surface towards the second volume.
  • the seal on the sealing surface on a different depending on a direction of passage of a fluid sealing effect.
  • the sealing effect of the sealing surface thus increases compared to an action of a fluid on the seal from a certain direction.
  • a seal may be provided which has a reduced contact pressure on the sealing surface.
  • the seal can thus be used without a metallic spring ring, which usually sets a high contact pressure on the sealing surface. It is further proposed that extends from the second volume, a fluid passage through an outer ring of the rolling bearing to a region between the seal and the rolling elements. In particular, a fluid can be conveyed from the second volume to the rolling bearing via this fluid channel, so that sufficient lubrication of the rolling bearing is ensured here.
  • an electric drive and in the second volume a transmission is arranged.
  • the shaft is connected to a rotor of the electric drive, so that a torque is transmitted from the electric drive via the shaft to the transmission.
  • a drive arrangement for a motor vehicle is proposed, at least comprising an electric drive with a housing.
  • the housing forms a first volume in which a stator and a rotor are arranged, wherein the rotor is connected to a drive shaft (the shaft).
  • the drive shaft extends over the here explained, new and advantageous seal assembly into a second volume in which a transmission is arranged.
  • a motor vehicle which has at least one drive arrangement with an electric drive and several wheels as described above, wherein the electric drive is provided for driving at least one wheel and in particular two wheels of a common axis.
  • FIG. 1 shows a drive arrangement in a side view in section
  • Fig. 2 a known from the prior art sealing arrangement in a side view in section; 3 shows a sealing arrangement (not according to the invention) in a side view in section;
  • FIG. 5 shows the seal arrangement according to FIG. 4 in a side view in FIG
  • FIG. 6 shows the seal arrangement 1 according to FIG. 4 in a further side view in a different section
  • Fig. 7 a motor vehicle with a drive assembly.
  • Fig. 1 shows a drive assembly 37 in a side view in section.
  • the drive arrangement 37 comprises an electric drive 34 with a housing 11 having a first volume 14 and arranged therein a stator 39 and a rotor 36, wherein the rotor 36 has an axis of rotation 40.
  • the (drive) shaft 2 is driven via the rotor 36, which extends via the seal arrangement 1 into a second volume 15 of the housing 11, in which a gear 35 is arranged.
  • the shaft 2 extends from a first end 3 through a housing bore 4 with a housing bore diameter 5 toward a second end 6.
  • the shaft 2 is rotatable on a second end 6 facing side 8 of the housing bore 4 by a rolling bearing 9 with rolling elements 10 mounted relative to the housing 11.
  • a seal 2 surrounding the shaft 2 is arranged, for sealing the second volume 15, in which the second end 6 is arranged, opposite the first volume 14, in which the first end 3 is arranged.
  • the transmission 35 transmits the torque, starting from the electric drive 34 on an axle 41.
  • a differential 42 is arranged so that the axis 41 z. B. represents a steerable (front) axis 41 of a motor vehicle 38.
  • Fig. 2 shows a known from the prior art seal assembly 1 in a side view in section.
  • a seal 12 is arranged on a shaft diameter 7, which corresponds to the shaft diameter in the housing bore 4, between the roller bearing 9 and the housing bore 4.
  • the roller bearing 9 comprises an outer ring 26 and an inner ring 25 and rolling bodies 10 arranged therebetween.
  • the seal 12 is arranged between the rolling bearing 9 and the housing bore 4 on the shaft 2.
  • the largest shaft diameter 7 between the Gezzauseboh- tion 4 and the second end 6 is - for assembly reasons - smaller than the housing bore diameter 5.
  • the smallest diameter 16 of the sealing surface 13 is here also smaller than the housing bore diameter 5.
  • the seal 12 may, in particular by arrangement of the rolling bearing 9 in front of the seal 12 in the housing 11, no longer be checked for seat and achievable sealing effect. Also for this reason, it is then necessary to select a seal, the z. B. via a (metallic) spring ring 43 a high contact pressure on the sealing surface 13 of the seal 12 with the shaft 2 exerts.
  • a fluid 18 (not shown here), starting from the second volume 15 via the seal 12 along the shaft 2 through the housing bore 4 in the first Volume 14 arrive.
  • Fig. 3 shows a (not according to the invention) seal assembly 1 in a side view in section.
  • the seal 12 between the roller bearing 9 and the housing bore 4 is arranged.
  • a reserve voir 17 is arranged, in which a fluid 18 can be collected.
  • the shaft 2 between the housing bore 4 and the rolling bearing 9 has a conically executed peripheral surface 28, wherein a shaft diameter 29 increases towards the rolling bearing 9.
  • the conical peripheral surface 28 causes a fluid 18 due to the centrifugal force (when the shaft 2 is moving) along the peripheral surface 28 in the radial direction moves outward.
  • the fluid 18 is now transported away from the housing bore 4 and towards the rolling bearing 9.
  • the fluid 18 is conveyed to the sealing surface 13 of the seal 12, through which the fluid 18 can then flow toward the second volume 15.
  • Fig. 4 shows a seal assembly 1 in a side view in section.
  • the shaft 2 extends from the first end 3 through a housing bore 4 with a housing bore diameter 5 toward the second end 6.
  • the shaft 2 has, for insertion of the shaft 2 in the housing bore 4 with the second end 6 of the housing bore 4th to the second end 6 to a largest shaft diameter 7, which is smaller than the housing bore diameter 5.
  • the shaft 2 is rotatably supported on a second end 6 facing side 8 of the housing bore 4 by a rolling bearing 9 with rolling elements 10 relative to a housing 11, wherein between the housing bore 4 and the rolling elements 10, a shaft 2 surrounding the seal 12 is arranged with a sealing surface 13, for sealing a second volume 15, in which the second End 6 is arranged, opposite a first volume 14, in which the first end 3 is arranged.
  • a smallest diameter 16 of the sealing surface 13 is greater than the housing bore diameter 5.
  • the shaft 2 is rotatably supported by the roller bearing 9 relative to the housing 11.
  • An outer ring 26 of the rolling bearing 9 is rotatably connected to the housing 1 1.
  • An inner ring 25 of the rolling bearing 9 is rotatably connected to the shaft 2.
  • the shaft 2 is rotatably mounted.
  • the rolling bearing 9 is arranged on a second end 6 of the shaft 2 facing side 8 of the housing bore 4, ie in the second volume 15 of the housing eleventh
  • the seal 12 is disposed between the inner ring 25 and the outer ring 26 of the rolling bearing 9.
  • the sealing surface 13 is arranged on an outer diameter of the inner ring 25.
  • the seal 12 is arranged integrated in the rolling bearing 9. This results in the possibility of arranging the sealing surface 13 of the seal 12 on a smallest diameter 16, which is larger than the housing bore diameter 5.
  • a reservoir 17 for a fluid 18 is arranged between the seal 12 and the housing bore 4. Especially with a horizontal arrangement of the shaft 2, it is ensured that a fluid 18 due to gravity 19 via the then lower sealing surface 13 in the direction 20 toward the second volume 15 flows, instead of the housing bore 4 in the direction 20 toward the first volume 14 flow.
  • the reservoir 17 also allows, in the event of leakage, the fluid 18 collects in the reservoir 17 and is discharged again only in the direction 20 to the second volume 15 from the reservoir 17 again.
  • a fluid channel 32 extends through an outer ring 26 of the rolling bearing 9 up to a region 33 between the seal 12 and the rolling elements 10.
  • a fluid 18 from the second volume 15 out be promoted to the roller bearing 9, so that here sufficient lubrication of the bearing 9 is ensured.
  • Fig. 5 shows the seal assembly 1 of FIG. 4 in a side view in section. Reference is made to the comments on FIG. 4. Here, the directions 20 are shown, into which the fluid 18 is conveyed, especially when the shaft 2 is moving (as a result of the centrifugal force).
  • the reservoir 17 has a third volume 21 for the fluid 18 limited by the outflow of the fluid 18 through the housing bore 4 toward the first volume 14.
  • the third volume 21 of the reservoir 17 comprises an (imaginary) space for the fluid 18, which is only through the housing bore 4, d. H. is limited by the lowest point of the housing bore 4, at which a discharge of the fluid 18 would take place via the housing bore 4 toward the first volume 14.
  • the reservoir 17 is connected via a connecting channel 22 with an outer side 23 of the housing 11, so that a level 24 of the reservoir 17 on an outer side 23 of the housing 11 can be displayed.
  • the connecting channel 22 extends through the housing 11 as far as an outer side 23 of the housing 11. On the outer side 23 of the housing 11 (spaced therefrom), the connecting channel 22 is formed so that the filling level 24 of the reservoir 17 is outside the second volume 15 and read outside the housing 11. So a leak can be detected and a possibly required maintenance time can be determined.
  • the connecting channel 22 is part of the third volume 21 of the reservoir 17.
  • the fluid 18 flows out of the reservoir 17 exclusively via the sealing surface 13 in the direction 20 of the second volume 15. So here is the sealing surface 13th the seal 12, the drainage possibility for the fluid 18 to the second volume 15th
  • the shaft 2 has between the housing bore 4 and the rolling bearing 9 a conically executed peripheral surface 28, wherein a shaft diameter 29 increases towards the rolling bearing 9.
  • the conical peripheral surface 28 causes a fluid 18 due to the centrifugal force (when the shaft 2 is moving) along the peripheral surface 28 in the radial direction moves outward.
  • the fluid 18 is now transported away from the housing bore 4 and towards the rolling bearing 9.
  • the fluid 18 is thus conveyed towards the sealing surface 13 of the seal 12, via which the fluid 18 can then flow toward the second volume 15.
  • the seal 12 Due to the shape of the seal 12 or the arrangement of the sealing surface 13 on the seal 12, it can be seen that the seal 12 has a different sealing effect on the sealing surface 13 as a function of a direction of passage of a fluid 18.
  • the sealing effect of the sealing surface 13 thus reinforced against an action of a fluid 18 on the seal 12, starting from the second volume 15 (ie in Fig. 5 from the right).
  • a seal 12 can be used which has a dependent on the direction of rotation 30 of the shaft 2 sealing effect. This can be z. Example, be achieved by a spiral groove in the seal 12, through which a fluid 18 depending on the direction of rotation 30 of the shaft 2 either to the reservoir 17 or towards the second volume 15 (preferred) is promoted.
  • a seal 12 can be selected which has a reduced contact pressure on the sealing surface 13.
  • the seal 12 can therefore be used without a metallic spring ring 43 (cf., Fig. 2), which otherwise ensures the high contact pressure on the sealing surface 13.
  • Fig. 6 shows the seal assembly 1 of FIG. 4 in a further side view in another section. Reference is made to the comments on FIG. 5.
  • the reservoir 17 is connected here via another connecting channel 22 to an outer side 23 of the housing 11, so that the presence of a fluid 18 or a minimum quantity of the fluid 18 in the reservoir 17 on an outer side 23 of the housing 11 can already be represented.
  • the connecting channel 22 extends through the housing 11 to an outer side 23 of the housing 11.
  • a kind of wick 44 is arranged, which extends from the reservoir 17 to a sight glass 45 on the outer side 23 of the housing 1 1.
  • the wick 44 sucks the fluid 18 successively and passes it as a result of capillary forces up to the sight glass 45. There, then a clouding of the sight glass 45 can be determined. Thus, a leak can be detected and a possibly required maintenance time can be set.
  • the connecting channel 22 is part of the third volume 21 of the reservoir 17.
  • FIG. 7 shows a motor vehicle 38 with a drive arrangement 37.
  • the drive arrangement 37 comprises an electric drive 34 with a housing 11 having a first volume 14.
  • a (drive) shaft 2 is driven via the electric drive 34, which shaft extends via a sealing arrangement 1 a second volume 15 extends into, in which a transmission 35 is arranged.
  • the motor vehicle 38 with the drive arrangement 37 has a plurality of wheels, wherein the electric drive 34 is provided for driving at least one wheel and in particular two wheels of a common axle 41.
  • the wheels of the axle 41 are connected to each other via a differential 42.

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Abstract

The invention relates to a sealing arrangement (1) for a shaft (2), which shaft extends from a first end (3) to a second end (6) through a housing bore (4) having a housing bore diameter (5) and which shaft has, from the housing bore (4) to the second end (6), a largest shaft diameter (7) that is smaller than the housing bore diameter (5), for the insertion of the shaft into the housing bore by means of the second end (6); wherein the shaft is mounted for rotation relative to a housing (11) by means of a rolling-element bearing (9) having rolling elements (10) on a side of the housing bore facing the second end and wherein a seal (12), which has a sealing surface (13) and surrounds the shaft, is arranged between the housing bore (4) and the rolling elements (10) in order to seal off a second volume (15), in which the second end (6) is arranged, from a first volume (14), in which the first end (3) is arranged; wherein a smallest diameter (16) of the sealing surface (13) is larger than the housing bore diameter (5). A reservoir (17) for a fluid (18) is arranged between the seal (12) and the housing bore (4), wherein the fluid (18) flows out of the reservoir (17) over the sealing surface (13) only in the direction (20) of the second volume (15) when the shaft (2) is arranged horizontal, as a result of gravitational force (19) and/or as a result of a conveying effect of the seal (12).

Description

Dichtungsanordnung für eine Welle  Sealing arrangement for a shaft
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für eine Welle, ins- besondere für eine Antriebswelle eines Elektroantriebs. Bevorzugt wird die Dichtungsanordnung in einer Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug eingesetzt, wobei die Antriebsanordnung zumindest einen Elektroantrieb mit einem Gehäuse umfasst, wobei in einem ersten Volumen (bzw. ersten inneren Bereich) des Gehäuses ein Stator und ein Rotor angeordnet sind. Über den Rotor wird die An- triebswelle angetrieben, die sich über die Dichtungsanordnung in ein zweites Volumen (bzw. zweiten inneren Bereich) des Gehäuses erstreckt, in dem ein Getriebe angeordnet ist. Insbesondere wird über den Elektroantrieb zumindest ein Rad eines Kraftfahrzeuges angetrieben, bevorzugt zwei Räder an einer gemeinsamen Achse. Insbesondere ist der Elektroantrieb die alleinige Antriebseinheit des Rades bzw. der Achse. The present invention relates to a sealing arrangement for a shaft, in particular for a drive shaft of an electric drive. Preferably, the seal assembly is used in a drive arrangement for a motor vehicle, wherein the drive arrangement comprises at least one electric drive with a housing, wherein in a first volume (or first inner region) of the housing, a stator and a rotor are arranged. The drive shaft is driven via the rotor, which extends via the seal arrangement into a second volume (or second inner area) of the housing in which a transmission is arranged. In particular, at least one wheel of a motor vehicle is driven via the electric drive, preferably two wheels on a common axis. In particular, the electric drive is the sole drive unit of the wheel or the axle.
Der Einsatz von Elektroantrieben (Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie) in Kraftfahrzeugen ist seit langem bekannt. Dabei werden Elektroantriebe in unterschiedlichster Anordnung zu den angetriebenen Rad-Achsen des Kraftfahrzeuges verbaut. The use of electric drives (conversion of electrical energy into mechanical energy) in motor vehicles has long been known. In this case, electric drives are installed in different arrangements to the driven wheel axles of the motor vehicle.
Ein solcher Elektroantrieb ist insbesondere zur Erzeugung einer elektrischen Leistung von mindestens 10 kW [Kilowatt] geeignet, wobei die Leistung auf höchstens 500 kW begrenzt sein kann. Bevorzugt liegt die Leistung in einem Bereich von 20 kW bis 200 kW. Der Elektroantrieb insbesondere erreicht maximale Drehzahlen von 12.000 bis 20.000 Umdrehungen pro Minute, insbesondere von 15.000 bis 18.000 Umdrehungen pro Minute. Such an electric drive is particularly suitable for generating an electrical power of at least 10 kW [kilowatts], the power may be limited to a maximum of 500 kW. The power is preferably in a range from 20 kW to 200 kW. The electric drive in particular reaches maximum speeds of 12,000 to 20,000 revolutions per minute, in particular from 15,000 to 18,000 revolutions per minute.
Bei der Anordnung eines Elektroantriebs in einem Kraftfahrzeug ist aufgrund be- grenzten Bauraums eine kompakte Bauform erforderlich. Daher werden Elektroantrieb und Getriebe möglichst in einem gemeinsamen (einteiligen oder mehrtei- ligen) Gehäuse angeordnet. Bei einer derartigen Anordnung kommt der Dichtung zwischen dem Elektroantrieb und dem mit der Antriebswelle des Elektroantriebs verbundenen Getriebe eine besondere Bedeutung zu. Hier muss ein Übertreten von Fluid (insbesondere einem Hydrauliköl, bevorzugt einem Getriebeöl) aus dem Getriebe hin zu dem Elektroantrieb entlang der Antriebswelle sicher verhindert werden. Dabei kann die Montage und Wartung dieser Dichtung, insbesondere aufgrund der kompakten Bauform und/oder der problematischen Zugänglichkeit, aufwändig und schwierig sein. Insbesondere ist es nahezu unmöglich, dass unmittelbar bei bzw. nach dem Zusammenbau von Elektroantrieb und Getriebe die kor- rekte bzw. korrekte Anordnung der Dichtung festgestellt werden kann. Eine fehlerhafte Anordnung der Dichtung kann aber zu einer Leckage des Fluids aus einem zweiten Volumen des Gehäuses, in dem das Getriebe angeordnet ist, hin in das erste Volumen, in dem der Elektroantrieb angeordnet ist, führen. Diese Leckage kann eine Beschädigung zunächst des Elektroantriebs und kann bei stärke- rer Leckage auch eine Beschädigung des Getriebes zur Folge haben. Die anschließende Reparatur wäre dann ebenfalls aufwändig und kostspielig. In the arrangement of an electric drive in a motor vehicle, a compact design is required due to limited installation space. For this reason, the electric drive and the gearbox should, as far as possible, be in a common (one-piece or multiple Leaves) housing arranged. With such an arrangement, the seal between the electric drive and connected to the drive shaft of the electric drive transmission is of particular importance. Here, a transgression of fluid (in particular a hydraulic oil, preferably a transmission oil) from the transmission to the electric drive along the drive shaft must be reliably prevented. In this case, the assembly and maintenance of this seal, in particular due to the compact design and / or the problematic accessibility, be complex and difficult. In particular, it is almost impossible for the correct or correct arrangement of the gasket to be determined directly during or after the assembly of the electric drive and the transmission. However, a faulty arrangement of the seal can lead to a leakage of the fluid from a second volume of the housing, in which the transmission is arranged, into the first volume in which the electric drive is arranged. This leakage may damage the electric drive first and may result in damage to the transmission if more leakage occurs. The subsequent repair would then be complex and costly.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest zu lindern oder gar zu lösen. Insbesondere wird eine Dichtungsanordnung für eine Welle, bevorzugt für eine Antriebswelle eines Elektroantriebs, vorgeschlagen, die eine einfachere Montage und/oder eine reproduzierbarere Anordnung einer Dichtung gewährleistet. Die Dichtungsanordnung soll darüber hinaus insbesondere sicherstellen, dass das Risiko des Eindringens eines Fluids aus dem zweiten Volumen in das erste Volu- men reduziert oder gar praktisch beseitig ist. On this basis, it is an object of the present invention, at least alleviate or even solve the problems described with reference to the prior art. In particular, a sealing arrangement for a shaft, preferably for a drive shaft of an electric drive, is proposed, which ensures a simpler installation and / or a more reproducible arrangement of a seal. In particular, the seal assembly is intended to ensure in particular that the risk of the ingress of a fluid from the second volume into the first volume is reduced or even practically eliminated.
Zur Lösung dieser Aufgaben trägt eine Dichtungsanordnung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden. To solve these objects contributes to a seal assembly according to the features of the independent claim. Advantageous developments are the subject of the dependent claims. The features listed individually in the claims can be combined in a technologically meaningful way and can by explanatory facts from the description and Details are supplemented from the figures, wherein further embodiments of the invention are shown.
Es wird eine Dichtungsanordnung für eine Welle vorgeschlagen, wobei sich die Welle ausgehend von einem ersten Ende durch eine in einem Gehäuse vorgesehene (kreisförmige) Gehäusebohrung mit einem Gehäusebohrungsdurchmesser hin zu einem zweiten Ende erstreckt. Zum Einschieben der Welle in die Gehäusebohrung mit dem zweiten Ende (voran), weist diese (in dem Abschnitt) von der Gehäusebohrung bis zum zweiten Ende einen größten Wellendurchmesser auf, der kleiner ist als der Gehäusebohrungsdurchmesser. Die Welle ist auf einer dem zweiten Ende zugewandten Seite der Gehäusebohrung durch ein Wälzlager mit Wälzkörpern drehbar gegenüber dem Gehäuse gelagert. Dabei ist zwischen der Gehäusebohrung und den Wälzkörpern eine die Welle umgebende Dichtung mit einer Dichtfläche angeordnet. Die Dichtungsanordnung ist eingerichtet zur Ab- dichtung eines zweiten Volumens (bzw. zweiten inneren Bereichs) des Gehäuses, in dem das zweite Ende angeordnet ist, gegenüber einem ersten Volumen (bzw. ersten inneren Bereichs) des Gehäuses, in dem das erste Ende angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass ein kleinster Durchmesser der Dichtfläche größer als der Gehäusebohrungsdurchmesser ist. Zwischen der Dichtung und der Gehäuseboh- rung ist ein Reservoir für ein Fluid angeordnet; wobei das Fluid bei horizontaler Anordnung der Welle und (allein) infolge der Schwerkraft und/oder infolge einer Förderwirkung der Dichtung aus dem Reservoir nur in Richtung des zweiten Volumens abfließt; wobei das Fluid aus dem Reservoir ausschließlich über die Dichtfläche in Richtung des zweiten Volumens abfließt. It is proposed a seal assembly for a shaft, wherein the shaft extending from a first end through a housing provided in a (circular) housing bore with a housing bore diameter toward a second end. To insert the shaft into the housing bore with the second end (in front), this has (in the section) from the housing bore to the second end a largest shaft diameter, which is smaller than the housing bore diameter. The shaft is rotatably mounted on a side facing the second end of the housing bore by a rolling bearing with rolling elements with respect to the housing. In this case, a seal surrounding the shaft is arranged with a sealing surface between the housing bore and the rolling elements. The seal assembly is configured to seal off a second volume (or second inner area) of the housing in which the second end is located from a first volume (or first inner area) of the housing in which the first end is disposed , It is provided that a smallest diameter of the sealing surface is greater than the housing bore diameter. Between the seal and the housing bore a reservoir for a fluid is arranged; wherein the fluid flows out of the reservoir only in the direction of the second volume when the shaft is arranged horizontally and (solely) as a result of gravity and / or as a result of a conveying action of the seal; wherein the fluid from the reservoir flows exclusively through the sealing surface in the direction of the second volume.
Die Welle ist insbesondere eine Antriebswelle eines Elektroantriebs. Bevorzugt wird die Dichtungsanordnung in einer Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug eingesetzt, wobei die Antriebsanordnung zumindest einen Elektroantrieb mit einem Gehäuse umfasst, wobei in einem ersten Volumen des Gehäuses ein Stator und ein Rotor angeordnet sind. Über den Rotor wird die Antriebswelle angetrie- ben, die sich über bzw. durch die Dichtungsanordnung in ein zweites Volumen des Gehäuses hinein erstreckt, in dem ein Getriebe angeordnet ist. Das erste Volumen und das zweite Volumen sind, insbesondere ausschließlich, über die Gehäusebohrung miteinander verbunden. Die Gehäusebohrung weist insbesondere einen Gehäusebohrungsdurchmesser auf, der nur wenig größer (höchstens um 0,5 mm bis 4 mm [Millimeter]) ist als der dort (also in der Gehäusebohrung) vorliegende Durchmesser der in dem Gehäuse angeordneten und sich durch die Gehäusebohrung erstreckenden Welle. Die Welle wird über ein Wälzlager drehbar gegenüber dem Gehäuse gelagert. Ein Außenring des Wälzlagers ist insbesondere drehfest mit dem Gehäuse, insbesondere an der Gehäusebohrung, verbunden. Ein Innenring des Wälzlagers ist insbesondere mit der Welle drehfest verbunden. Über Wälzkörper zwischen Außenring und Innenring des Wälzlagers ist die Welle drehbar gelagert. Das Wälzlager ist auf einer dem zweiten Ende der Welle zugewandten Seite der Gehäusebohrung angeordnet, also insbesondere in dem zweiten Volumen des Gehäuses. The shaft is in particular a drive shaft of an electric drive. Preferably, the sealing arrangement is used in a drive arrangement for a motor vehicle, wherein the drive arrangement comprises at least one electric drive with a housing, wherein in a first volume of the housing, a stator and a rotor are arranged. The drive shaft is driven via the rotor. ben, which extends over or through the seal assembly in a second volume of the housing into which a transmission is arranged. The first volume and the second volume are, in particular exclusively, connected to one another via the housing bore. The housing bore has, in particular, a housing bore diameter which is only slightly larger (at the most by 0.5 mm to 4 mm [millimeters]) than the diameter of the shaft arranged in the housing and extending through the housing bore (ie in the housing bore) , The shaft is rotatably supported by a roller bearing relative to the housing. An outer ring of the rolling bearing is in particular non-rotatably connected to the housing, in particular on the housing bore. An inner ring of the rolling bearing is in particular rotatably connected to the shaft. About rolling elements between the outer ring and inner ring of the bearing, the shaft is rotatably mounted. The rolling bearing is arranged on a second end of the shaft facing side of the housing bore, ie in particular in the second volume of the housing.
Der Zusammenbau von Welle und Gehäuse erfolgt insbesondere so, dass die Welle mit ihrem zweiten Ende durch die Gehäusebohrung durchgeschoben wird. Nachdem das zweite Ende die Gehäusebohrung passiert hat, wird die Dichtung und/oder das Wälzlager über das zweite Ende auf der Welle angeordnet. Dabei kann die Dichtung und/oder das Wälzlager bereits an dem Gehäuse angeordnet sein, bevor das zweite Ende der Welle die Gehäusebohrung passiert. Durch die Dichtung kann verhindert werden, dass ein Fluid aus dem zweiten Volumen über die Gehäusebohrung in das erste Volumen gelangen kann. Insbesondere soll aber eine Schmierung des Wälzlagers durch das Fluid in dem zweiten Volumen durch die Dichtung nicht beeinträchtigt werden. Daher ist die Dichtung bevorzugt zwischen der Gehäusebohrung und den Wälzkörpern angeordnet. Für die Montage der Welle in der Gehäusebohrung ist vorgesehen, dass die montierte Welle zwischen dem zweiten Ende und der Gehäusebohrung einen größten Wellendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Gehäusebohrungsdurchmesser. The assembly of shaft and housing is in particular such that the shaft is pushed through with its second end through the housing bore. After the second end has passed through the housing bore, the seal and / or the rolling bearing is arranged on the shaft via the second end. In this case, the seal and / or the rolling bearing can already be arranged on the housing before the second end of the shaft passes through the housing bore. The seal can prevent a fluid from the second volume from entering the first volume via the housing bore. In particular, however, a lubrication of the rolling bearing by the fluid in the second volume through the seal should not be affected. Therefore, the seal is preferably arranged between the housing bore and the rolling elements. For the mounting of the shaft in the housing bore is provided that the mounted shaft between the second end and the housing bore has a largest shaft diameter, which is smaller than the housing bore diameter.
Für den Fall, dass auf einem Wellendurchmesser, der dem Gehäusebohrungsdurchmesser der Gehäusebohrung im Wesentlichen entspricht, zwischen dem Wälzlager und der Gehäusebohrung eine Dichtung angeordnet ist, so könnte diese Dichtungsanordnung, insbesondere nach Anordnung des Wälzlagers vor der Diehtung, nicht mehr hinsichtlich korrektem Sitz und gewünschter bzw. erforderlicher Dichtwirkung überprüft werden. Für diesen Fall wäre es dann wohl auch erforderlich, eine Dichtung auszuwählen, die z. B. über einen (metallischen) Federring einen hohen Anpressdruck auf die Dichtfläche der Dichtung mit der Welle ausübt. Infolge eines hohen Anpressdruckes erhöht sich aber auch der Verschleiß an der Dichtung. Kommt es dann, z. B. aufgrund einer Beschädigung oder eines Verschleißes dieser Dichtungsanordnung zu einer Leckage, kann ein Fluid ausgehend von dem zweiten Volumen über die Dichtung entlang der Welle durch die Gehäusebohrung in das erste Volumen gelangen. Problematisch wäre zudem, dass der Verschleiß der Dichtung nicht überwacht werden kann. Sobald es aber zu einer (verschleißbedingten oder durch Beschädigung begünstigten) Leckage kommt, wäre auch mit einer Beschädigung und ggf. einem Ausfall des Elektroantriebs zu rechnen. Zur Vermeidung der Beschädigung des Elektroantriebs wären daher (sehr kurze) Serviceintervalle erforderlich, die sich an einem maximal möglichen Verschleiß orientieren. In the event that a seal is arranged on a shaft diameter, which corresponds to the housing bore diameter of the housing bore substantially, between the roller bearing and the housing bore, so this seal assembly, especially after arrangement of the bearing before the thief, no longer with respect to correct fit and desired or required sealing effect to be checked. For this case, it would probably also be necessary to select a seal, the z. B. exerts a high contact pressure on the sealing surface of the seal with the shaft via a (metallic) spring ring. Due to a high contact pressure but also increases the wear on the seal. Will it then, for. B. due to damage or wear of this seal assembly to a leak, a fluid can pass from the second volume via the seal along the shaft through the housing bore into the first volume. Another problem would be that the wear of the seal can not be monitored. However, as soon as it comes to a (wear-related or by damage favored) leakage, would also be expected to damage and possibly a failure of the electric drive. To avoid damage to the electric drive would therefore (very short) service intervals required, which are based on a maximum possible wear.
Diese neu identifizierten Probleme können durch die hier vorgeschlagene Dichtungsanordnung gelindert oder beseitig werden. Dazu wird die Dichtung mit der Dichtfiäche auf einem Durchmesser der Welle angeordnet, der größer ist als der Gehäusebohrungsdurchmesser. Insbesondere kann hierzu eine Art Hülse (bevorzugt als separates Bauteil) auf der Welle zwischen Gehäusebohrung und dem Wälzlager angeordnet werden, wobei die Dichtfläche der Dichtung dann auf der Hülse aufliegt. Die Hülse kann, nach dem Durchschieben des zweiten Endes der Welle durch die Gehäusebohrung, auf der Welle (dauerhaft) angeordnet werden. These newly identified problems can be alleviated or eliminated by the seal assembly proposed herein. For this purpose, the seal is arranged with the sealing surface on a diameter of the shaft which is larger than the housing bore diameter. In particular, this can be a kind of sleeve (preferably as a separate component) are arranged on the shaft between the housing bore and the rolling bearing, wherein the sealing surface of the seal then rests on the sleeve. The sleeve can, after pushing through the second end of the shaft through the housing bore on the shaft (permanently) are arranged.
Zwischen der Dichtung und der Gehäusebohrung ist ein Reservoir für ein Fluid angeordnet, wobei das Fluid bei horizontaler Anordnung der Welle und (allein) zumindest infolge der Schwerkraft oder infolge einer Förderwirkung der Dichtung aus dem Reservoir nur in Richtung des zweiten Volumens abfließt. Ein Abfließen ist bei horizontaler Anordnung der Welle insbesondere dann sicher gewährleistet, wenn eine Abflussmöglichkeit für das Fluid hin zum zweiten Volumen tiefer angeordnet ist als die tiefste Position der Gehäusebohrung. Das Reservoir ermöglicht insbesondere, dass eine Leckage an der Dichtung nicht direkt zu einem Über- treten eines Fluids in das erste Volumen führt. Das Fluid kann sich so in dem Reservoir sammeln und/oder nur in Richtung hin zum zweiten Volumen aus dem Reservoir wieder abgeführt werden. A reservoir for a fluid is arranged between the seal and the housing bore, with the fluid flowing out of the reservoir only in the direction of the second volume when the shaft is arranged horizontally and (solely) due to gravity or due to a conveying action of the seal. With a horizontal arrangement of the shaft, drainage is ensured in particular when a drainage possibility for the fluid towards the second volume is arranged lower than the lowest position of the housing bore. In particular, the reservoir makes it possible that a leakage at the seal does not directly lead to a transfer of a fluid into the first volume. The fluid can thus collect in the reservoir and / or be removed again only in the direction of the second volume from the reservoir.
Das Fluid fließt aus dem Reservoir ausschließlich über die Dichtfläche in Rich- tung des zweiten Volumens ab. Hier bildet also die Dichtfläche der Dichtung die Abflussmöglichkeit für das Fluid hin zum zweiten Volumen. The fluid flows out of the reservoir exclusively via the sealing surface in the direction of the second volume. Here, therefore, the sealing surface of the seal forms the outlet for the fluid to the second volume.
Insbesondere weist das Reservoir ein, durch das Abfließen des Fluids über die Gehäusebohrung hin zum ersten Volumen begrenztes drittes Volumen für das Fluid auf, wobei das dritte Volumen mindestens 1 cm3 [Kubikzentimeter], bevorzugt mindestens 3 cm3 umfasst. Ganz besonderes bevorzugt ist das dritte Volumen auf ein maximales Maß begrenzt, das mit dem zu erwartenden und/oder maximal zulässigen Volumen von Fluid übereinstimmt, das sich dort sammeln soll. So kann das dritte Volumen beispielsweise auf maximal 15 cm3 [Kubikzentimeter] oder sogar nur 8 cm3 begrenzt sein. Insbesondere umfasst das dritte Volumen des Reservoirs einen Raum für das Fluid, der nur durch die Gehäusebohrung, d. h. durch den tiefsten Punkt der Gehäusebohrung, an dem ein Abfließen des Fluids über die Gehäusebohrung hin zu dem ersten Volumen erfolgt, und der Welle begrenzt ist. Hierfür kann das Gehäuse benachbart oder anschließend zur Gehäusebohrung mit einer Nut, Rille, Fase oder dergleichen ausgeführt sein. In particular, the reservoir has a third volume for the fluid limited by the outflow of the fluid through the housing bore towards the first volume, wherein the third volume comprises at least 1 cm 3 [cubic centimeter], preferably at least 3 cm 3 . Most preferably, the third volume is limited to a maximum extent consistent with the expected and / or maximum allowable volume of fluid that is to collect there. For example, the third volume may be limited to a maximum of 15 cm 3 [cubic centimeters] or even only 8 cm 3 . In particular, the third volume of the reservoir comprises a space for the fluid, which is limited only by the housing bore, ie by the lowest point of the housing bore, at which a flow of fluid through the housing bore to the first volume, and the shaft is limited. For this purpose, the housing may be adjacent or subsequently to the housing bore with a groove, groove, chamfer or the like.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Reservoir über einen Verbindungskanal mit einer Außenseite des Gehäuses verbunden, so dass ein Füllstand des Reservoirs an einer Außenseite des Gehäuses erfassbar ist bzw. dass festgestellt werden kann, dass sich überhaupt ein Fluid (bzw. eine Mindestmenge eines Fluids) in dem Reservoir befindet. Der (bevorzugt einzelne) Verbindungskanal erstreckt sich insbesondere durch das Gehäuse hindurch bis zu einer Außenseite des Gehäuses. An der Außenseite des Gehäuses (oder beabstandet davon) kann der Verbindungskanal so ausgebildet sein, dass sich der Füllstand des Fluids im Reservoir außerhalb des zweiten Volumens und insbesondere außerhalb des Gehäuses ablesen lässt. Insbesondere kann in dem Verbindungskanal z. B. ein saugfähiger Körper (insbesondere eine Art Docht) angeordnet sein, der sich mit einem in dem Reservoir befindlichen Fluid sukzessive vollsaugt. Der Docht kann so das Fluid zu einer Art Schauglas an der Außenseite des Gehäuses weiterleiten, so dass dann z. B. eine Eintrübung des Schauglases festgestellt werden kann. So kann besonders einfach durch eine Inspektion eine Leckage entdeckt und ein ggf. erforderlicher Wartungszeitpunkt festgelegt werden. Der Verbindungskanal ist insbesondere Teil des dritten Volumens des Reservoirs. Bevorzugt wird der Verbin- dungskanal nicht dem dritten Volumen des Reservoirs zugerechnet. According to a preferred embodiment, the reservoir is connected via a connecting channel to an outer side of the housing, so that a fill level of the reservoir can be detected on an outer side of the housing or it can be established that a fluid (or a minimum quantity of a fluid) is present at all. located in the reservoir. The (preferably individual) connecting channel extends in particular through the housing through to an outer side of the housing. On the outside of the housing (or spaced therefrom), the connection channel may be formed so that the level of the fluid in the reservoir outside the second volume and in particular outside the housing can be read. In particular, in the connecting channel z. B. an absorbent body (in particular a kind of wick) may be arranged, which sucks successively with a fluid in the reservoir. The wick can thus forward the fluid to a kind of sight glass on the outside of the housing, so then z. B. a clouding of the sight glass can be determined. Thus, it is particularly easy to detect a leak by means of an inspection and to determine a possibly required maintenance time. The connecting channel is in particular part of the third volume of the reservoir. Preferably, the connection channel is not attributed to the third volume of the reservoir.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Wälzlager zumindest einen Innenring und zumindest einen Außenring sowie dazwischen angeordnete Wälzkörper, wobei die Dichtung zwischen dem Innenring und dem Außenring ange- ordnet ist. Insbesondere ist die Dichtfläche auf einem Außendurchmesser des Innenrings angeordnet. According to a preferred refinement, the roller bearing comprises at least one inner ring and at least one outer ring and rolling bodies arranged therebetween, the seal being arranged between the inner ring and the outer ring. In particular, the sealing surface is arranged on an outer diameter of the inner ring.
Es wird demnach vorgeschlagen, dass die Dichtung in dem Wälzlager integriert angeordnet ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Dichtfläche der Dichtung auf einem Durchmesser anzuordnen, der größer ist als der Gehäusebohrungsdurchmesser. Die Dichtung ist hierbei bevorzugt wenigstens teilweise benachbart zu den Wälzkörpern angeordnet, insbesondere hin zum zweiten/dritten Volumen. Gerade bei horizontaler Anordnung der Welle ist es so möglich, dass ein Fluid allein infolge der Schwerkraft über die dann tieferliegende Dichtfiäche in Richtung zweites Volumen abfließt, anstatt über die Gehäusebohrung in Richtung hin zum ersten Volumen zu fließen. It is therefore proposed that the seal is arranged integrated in the rolling bearing. This results in the possibility of arranging the sealing surface of the seal on a diameter which is larger than the housing bore diameter. The seal is in this case preferably arranged at least partially adjacent to the rolling elements, in particular towards the second / third volume. Especially with a horizontal arrangement of the shaft, it is possible that a fluid flows solely due to gravity on the then deeper sealing surface in the direction of the second volume, instead of flowing over the housing bore in the direction of the first volume.
Insbesondere weist die Welle zwischen der Gehäusebohrung und dem Wälzlager eine konisch ausgeführte Umfangsfläche auf, wobei sich ein Wellendurchmesser hin zum Wälzlager vergrößert.„Konisch" meint in diesem Zusammenhang insbesondere eine Umfangsfläche, die sich stetig bzw. gleichmäßig über eine axialen Abschnitt der Welle vergrößert. Eine solche stetige/gleichmäßige Vergrößerung ist jedoch nicht zwingend, sondern es ist möglich, dass die Vergrößerung auch mit unterschiedlichen Steigungen ausgeführt ist. Die konisch ausgeführte Umfangsfläche bewirkt, dass sich ein Fluid infolge der Fliehkraft (bei bewegter Welle) entlang der Umfangsfläche in radialer Richtung nach außen bewegt. Dabei wird das Fluid nun weg von der Gehäusebohrung und hin zum Wälzlager befördert. Insbesondere wird das Fluid so hin zu der Dichtfläche der Dichtung gefördert, über die das Fluid dann hin zum zweiten Volumen abströmen kann. In particular, the shaft between the housing bore and the rolling bearing has a conically executed circumferential surface, whereby a shaft diameter increases towards the rolling bearing. "Conical" in this context means, in particular, a circumferential surface which increases continuously or uniformly over an axial section of the shaft. However, such continuous / even magnification is not mandatory, but it is possible that the magnification is also performed with different slopes The tapered peripheral surface causes a fluid to move radially along the circumferential surface due to centrifugal force (when the shaft is in motion) The fluid is now conveyed away from the housing bore and toward the rolling bearing, in particular conveying the fluid towards the sealing surface of the seal over which the fluid can then flow to the second volume.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Dichtung in Abhängigkeit von einer Drehrichtung der Welle eine unterschiedliche Dichtwirkung an der Dichtfiäche auf. In einer bevorzugten Drehrichtung der Welle kann so das Fluid, insbe- sondere aus dem Reservoir, über die Dichtfiäche hin zum zweiten Volumen gefördert werden. In der anderen Drehrichtung (z. B. bei Rückwärtsfahrt eines Kraftfahrzeuges), mit welcher die Welle insbesondere seltener bzw. nur zu Wartungszwecken dreht, wird das Fluid ausgehend von dem zweiten Volumen über die Dichtfläche hin zur Gehäusebohrung gefördert, wobei das Fluid aber insbesondere nicht über die Gehäusebohrung in das erste Volumen übertritt sondern in dem Reservoir aufgefangen wird. According to a preferred embodiment, the seal has a different sealing effect on the sealing surface as a function of a direction of rotation of the shaft. In a preferred rotational direction of the shaft, the fluid, in particular from the reservoir, can thus be conveyed via the sealing surface to the second volume. In the other direction of rotation (eg when reversing a Motor vehicle), with which the shaft rotates in particular less frequently or only for maintenance purposes, the fluid is conveyed starting from the second volume on the sealing surface towards the housing bore, but in particular the fluid does not exceed the housing bore in the first volume but in the reservoir is caught.
Insbesondere weist die Dichtung eine Spiralnut auf, durch die das Fluid in der bevorzugten Drehrichtung aus dem Reservoir und über die Dichtfläche hin zum zweiten Volumen gefördert wird. In particular, the seal has a spiral groove through which the fluid in the preferred direction of rotation is conveyed out of the reservoir and over the sealing surface towards the second volume.
Bevorzugt weist die Dichtung an der Dichtfläche eine in Abhängigkeit von einer Durchtrittsrichtung eines Fluids unterschiedliche Dichtwirkung auf. Insbesondere verstärkt sich die Dichtwirkung der Dichtfläche also gegenüber einer Einwirkung eines Fluids auf die Dichtung aus einer bestimmten Richtung. Insbesondere kann bei der vorliegenden Dichtungsanordnung eine Dichtung vorgesehen sein, die einen verminderten Anpressdruck auf die Dichtfläche aufweist. Bevorzugt kann die Dichtung also ohne einen metallischen Federring verwendet werden, der üblicherweise einen hohen Anpressdruck auf die Dichtfläche einstellt. Es wird weiter vorgeschlagen, dass sich ausgehend von dem zweiten Volumen ein Fluidkanal durch einen Außenring des Wälzlagers bis hin zu einem Bereich zwischen der Dichtung und den Wälzkörpern erstreckt. Insbesondere kann über diesen Fluidkanal ein Fluid aus dem zweiten Volumen hin zu dem Wälzlager gefördert werden, so dass hier eine ausreichende Schmierung des Wälzlagers gewähr- leistet wird. Preferably, the seal on the sealing surface on a different depending on a direction of passage of a fluid sealing effect. In particular, the sealing effect of the sealing surface thus increases compared to an action of a fluid on the seal from a certain direction. In particular, in the present sealing arrangement, a seal may be provided which has a reduced contact pressure on the sealing surface. Preferably, the seal can thus be used without a metallic spring ring, which usually sets a high contact pressure on the sealing surface. It is further proposed that extends from the second volume, a fluid passage through an outer ring of the rolling bearing to a region between the seal and the rolling elements. In particular, a fluid can be conveyed from the second volume to the rolling bearing via this fluid channel, so that sufficient lubrication of the rolling bearing is ensured here.
Vorzugsweise ist in dem ersten Volumen ein Elektroantrieb und in dem zweiten Volumen ein Getriebe angeordnet. Insbesondere ist die Welle mit einem Rotor des Elektroantriebs verbunden, so dass ein Drehmoment von dem Elektroantrieb über die Welle auf das Getriebe übertragen wird. Weiter wird eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest umfassend einen Elektroantrieb mit einem Gehäuse. Das Gehäuse bildet ein ersten Volumen, in dem ein Stator und ein Rotor angeordnet sind, wobei der Rotor mit einer Antriebswelle (der Welle) verbunden ist. Die Antriebswelle erstreckt sich über die hier erläuterte, neue und vorteilhafte Dichtungsanordnung in ein zweites Volumen hinein, in dem ein Getriebe angeordnet ist. Preferably, in the first volume, an electric drive and in the second volume, a transmission is arranged. In particular, the shaft is connected to a rotor of the electric drive, so that a torque is transmitted from the electric drive via the shaft to the transmission. Furthermore, a drive arrangement for a motor vehicle is proposed, at least comprising an electric drive with a housing. The housing forms a first volume in which a stator and a rotor are arranged, wherein the rotor is connected to a drive shaft (the shaft). The drive shaft extends over the here explained, new and advantageous seal assembly into a second volume in which a transmission is arranged.
Weiter wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, das zumindest eine vorstehend angegebene Antriebsanordnung mit einem Elektroantrieb sowie mehrere Räder aufweist, wobei der Elektroantrieb zum Antrieb mindestens eines Rades und insbe- sondere zweier Räder einer gemeinsamen Achse vorgesehen ist. Further, a motor vehicle is proposed, which has at least one drive arrangement with an electric drive and several wheels as described above, wherein the electric drive is provided for driving at least one wheel and in particular two wheels of a common axis.
Die Erfindung, sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen schematisch: The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to the figures. It should be noted that the invention should not be limited by the embodiments shown. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and findings from the present description and / or figures. The same reference numerals designate the same objects, so that explanations of other figures can be used if necessary. They show schematically:
Fig. 1 : eine Antriebsanordnung in einer Seitenansicht im Schnitt; 1 shows a drive arrangement in a side view in section;
Fig. 2: eine aus dem Stand der Technik bekannte Dichtungsanordnung in einer Seitenansicht im Schnitt; Fig. 3: eine (nicht erfindungsgemäße) Dichtungsanordnung in einer Seitenansicht im Schnitt; Fig. 2: a known from the prior art sealing arrangement in a side view in section; 3 shows a sealing arrangement (not according to the invention) in a side view in section;
Fig. 4: eine Dichtungsanordnung in einer Seitenansicht im Schnitt; 4 shows a sealing arrangement in a side view in section;
Fig. 5: die Dichtungsanordnung gemäß Fig. 4 in einer Seitenansicht im 5 shows the seal arrangement according to FIG. 4 in a side view in FIG
Schnitt;  Cut;
Fig. 6: die Dichtungsanordnung 1 gemäß Fig. 4 in einer weiteren Seitenan- sieht in einem anderen Schnitt; und FIG. 6 shows the seal arrangement 1 according to FIG. 4 in a further side view in a different section; FIG. and
Fig. 7: ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebsanordnung. Fig. 7: a motor vehicle with a drive assembly.
Fig. 1 zeigt eine Antriebsanordnung 37 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die An- triebsanordnung 37 umfasst einen Elektroantrieb 34 mit einem Gehäuse 11 mit einem ersten Volumen 14 und darin angeordnet einen Stator 39 und einen Rotor 36, wobei der Rotor 36 eine Drehachse 40 aufweist. Über den Rotor 36 wird die (Antriebs-)Welle 2 angetrieben, die sich über die Dichtungsanordnung 1 in ein zweites Volumen 15 des Gehäuses 11 erstreckt, in dem ein Getriebe 35 angeord- net ist. Fig. 1 shows a drive assembly 37 in a side view in section. The drive arrangement 37 comprises an electric drive 34 with a housing 11 having a first volume 14 and arranged therein a stator 39 and a rotor 36, wherein the rotor 36 has an axis of rotation 40. The (drive) shaft 2 is driven via the rotor 36, which extends via the seal arrangement 1 into a second volume 15 of the housing 11, in which a gear 35 is arranged.
Die Welle 2 erstreckt sich ausgehend von einem ersten Ende 3 durch eine Gehäusebohrung 4 mit einem Gehäusebohrungsdurchmesser 5 hin zu einem zweiten Ende 6. Die Welle 2 ist auf einer dem zweiten Ende 6 zugewandten Seite 8 der Gehäusebohrung 4 durch ein Wälzlager 9 mit Wälzkörpern 10 drehbar gegenüber dem Gehäuse 11 gelagert. Zwischen der Gehäusebohrung 4 und den Wälzkörpern 10 ist eine die Welle 2 umgebende Dichtung 12 angeordnet, zur Abdichtung des zweiten Volumens 15, in dem das zweite Ende 6 angeordnet ist, gegenüber dem ersten Volumen 14, in dem das erste Ende 3 angeordnet ist. Das Getriebe 35 überträgt das Drehmoment, ausgehend von dem Elektroantrieb 34 auf eine Achse 41. An der Achse 41 ist ein Differential 42 angeordnet, so dass die Achse 41 z. B. eine lenkbare (Vorder-)Achse 41 eines Kraftfahrzeuges 38 darstellt. The shaft 2 extends from a first end 3 through a housing bore 4 with a housing bore diameter 5 toward a second end 6. The shaft 2 is rotatable on a second end 6 facing side 8 of the housing bore 4 by a rolling bearing 9 with rolling elements 10 mounted relative to the housing 11. Between the housing bore 4 and the rolling elements 10, a seal 2 surrounding the shaft 2 is arranged, for sealing the second volume 15, in which the second end 6 is arranged, opposite the first volume 14, in which the first end 3 is arranged. The transmission 35 transmits the torque, starting from the electric drive 34 on an axle 41. On the axle 41, a differential 42 is arranged so that the axis 41 z. B. represents a steerable (front) axis 41 of a motor vehicle 38.
Fig. 2 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Dichtungsanordnung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Hier ist auf einem Wellendurchmesser 7, der dem Wellendurchmesser in der Gehäusebohrung 4 entspricht, zwischen dem Wälzlager 9 und der Gehäusebohrung 4 eine Dichtung 12 angeordnet. Das Wälzlager 9 um- fasst einen Außenring 26 und einen Innenring 25 sowie dazwischen angeordnete Wälzkörper 10. Fig. 2 shows a known from the prior art seal assembly 1 in a side view in section. Here, a seal 12 is arranged on a shaft diameter 7, which corresponds to the shaft diameter in the housing bore 4, between the roller bearing 9 and the housing bore 4. The roller bearing 9 comprises an outer ring 26 and an inner ring 25 and rolling bodies 10 arranged therebetween.
Die Dichtung 12 ist zwischen dem Wälzlager 9 und der Gehäusebohrung 4 auf der Welle 2 angeordnet. Der größte Wellendurchmesser 7 zwischen der Gehäuseboh- rung 4 und dem zweiten Ende 6 ist - aus Montagegründen - kleiner als der Gehäusebohrungsdurchmesser 5. Der kleinste Durchmesser 16 der Dichtfläche 13 ist hier ebenfalls kleiner als der Gehäusebohrungsdurchmesser 5. Die Dichtung 12 kann, insbesondere nach Anordnung des Wälzlagers 9 vor der Dichtung 12 in dem Gehäuse 11 , nicht mehr hinsichtlich Sitz und erreichbarer Dichtwirkung überprüft werden. Auch aus diesem Grund ist es dann erforderlich, eine Dichtung auszuwählen, die z. B. über einen (metallischen) Federring 43 einen hohen Anpressdruck auf die Dichtfläche 13 der Dichtung 12 mit der Welle 2 ausübt. Infolge eines hohen Anpressdruckes erhöht sich aber auch der Verschleiß an der Dichtung 12. Im Falle einer Leckage kann ein Fluid 18 (hier nicht dargestellt), ausgehend von dem zweiten Volumen 15 über die Dichtung 12 entlang der Welle 2 durch die Gehäusebohrung 4 in das erste Volumen 14 gelangen. The seal 12 is arranged between the rolling bearing 9 and the housing bore 4 on the shaft 2. The largest shaft diameter 7 between the Gehäuseboh- tion 4 and the second end 6 is - for assembly reasons - smaller than the housing bore diameter 5. The smallest diameter 16 of the sealing surface 13 is here also smaller than the housing bore diameter 5. The seal 12 may, in particular by arrangement of the rolling bearing 9 in front of the seal 12 in the housing 11, no longer be checked for seat and achievable sealing effect. Also for this reason, it is then necessary to select a seal, the z. B. via a (metallic) spring ring 43 a high contact pressure on the sealing surface 13 of the seal 12 with the shaft 2 exerts. In the event of leakage, a fluid 18 (not shown here), starting from the second volume 15 via the seal 12 along the shaft 2 through the housing bore 4 in the first Volume 14 arrive.
Fig. 3 zeigt eine (nicht erfindungsgemäße) Dichtungsanordnung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Auf die Ausführungen zu Fig. 2 wird Bezug genommen. Auch hier ist die Dichtung 12 zwischen dem Wälzlager 9 und der Gehäusebohrung 4 angeordnet. Zwischen der Dichtung 12 und der Gehäusebohrung 4 ist ein Reser- voir 17 angeordnet, in dem ein Fluid 18 aufgefangen werden kann. Hier weist die Welle 2 zwischen der Gehäusebohrung 4 und dem Wälzlager 9 eine konisch ausgeführte Umfangsfläche 28 auf, wobei sich ein Wellendurchmesser 29 hin zum Wälzlager 9 vergrößert. Die konisch ausgeführte Umfangsfläche 28 bewirkt, dass sich ein Fluid 18 infolge der Fliehkraft (bei bewegter Welle 2) entlang der Umfangsfläche 28 in radialer Richtung nach außen bewegt. Dabei wird das Fluid 18 nun weg von der Gehäusebohrung 4 und hin zum Wälzlager 9 befördert. Hier wird das Fluid 18 hin zu der Dichtfläche 13 der Dichtung 12 gefördert, über die das Fluid 18 dann hin zum zweiten Volumen 15 abströmen kann. Fig. 3 shows a (not according to the invention) seal assembly 1 in a side view in section. Reference is made to the comments on FIG. 2. Again, the seal 12 between the roller bearing 9 and the housing bore 4 is arranged. Between the seal 12 and the housing bore 4 is a reserve voir 17 is arranged, in which a fluid 18 can be collected. Here, the shaft 2 between the housing bore 4 and the rolling bearing 9 has a conically executed peripheral surface 28, wherein a shaft diameter 29 increases towards the rolling bearing 9. The conical peripheral surface 28 causes a fluid 18 due to the centrifugal force (when the shaft 2 is moving) along the peripheral surface 28 in the radial direction moves outward. In this case, the fluid 18 is now transported away from the housing bore 4 and towards the rolling bearing 9. Here, the fluid 18 is conveyed to the sealing surface 13 of the seal 12, through which the fluid 18 can then flow toward the second volume 15.
Durch das hier gezeigt Reservoir 17 kann allerdings nicht sichergestellt werden, dass ein Fluid 18 nicht über die Gehäusebohrung 4 in das erste Volumen 14 übertreten kann. Das ist dadurch begründet, dass aufgrund der zu ermöglichenden Montage der Welle 2 in der Gehäusebohrung 4 der kleinste Durchmesser 16 der Dichtfläche 13 kleiner ist als der Gehäusebohrungsdurchmesser 5. Bei horizontaler Anordnung der Welle 2 liegt damit ein Teil der Dichtfläche 13 über dem tiefsten Punkt der Gehäusebohrung 4, so dass bei gefülltem Reservoir 17 ein Fluid 18 aus dem Reservoir 17 über die Gehäusebohrung 4 in das erste Volumen 14 eindringen kann. However, it can not be ensured by the reservoir 17 shown here that a fluid 18 can not pass into the first volume 14 via the housing bore 4. This is due to the fact that due to the allowable mounting of the shaft 2 in the housing bore 4, the smallest diameter 16 of the sealing surface 13 is smaller than the housing bore diameter 5. With a horizontal arrangement of the shaft 2 is thus part of the sealing surface 13 above the lowest point of Housing bore 4, so that when filled reservoir 17, a fluid 18 can penetrate from the reservoir 17 via the housing bore 4 in the first volume 14.
Fig. 4 zeigt eine Dichtungsanordnung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Welle 2 erstreckt sich ausgehend von dem ersten Ende 3 durch eine Gehäusebohrung 4 mit einem Gehäusebohrungsdurchmesser 5 hin zu dem zweiten Ende 6. Die Welle 2 weist, zum Einschieben der Welle 2 in die Gehäusebohrung 4 mit dem zweiten Ende 6, von der Gehäusebohrung 4 bis zum zweiten Ende 6 einen größten Wellendurchmesser 7 auf, der kleiner ist als der Gehäusebohrungsdurchmesser 5. Die Welle 2 ist auf einer dem zweiten Ende 6 zugewandten Seite 8 der Gehäusebohrung 4 durch ein Wälzlager 9 mit Wälzkörpern 10 drehbar gegenüber einem Gehäuse 11 gelagert, wobei zwischen der Gehäusebohrung 4 und den Wälzkörpern 10 eine die Welle 2 umgebende Dichtung 12 mit einer Dichtfläche 13 angeordnet ist, zur Abdichtung eines zweiten Volumens 15, in dem das zweite Ende 6 angeordnet ist, gegenüber einem ersten Volumen 14, in dem das erste Ende 3 angeordnet ist. Dabei ist ein kleinster Durchmesser 16 der Dichtfläche 13 größer als der Gehäusebohrungsdurchmesser 5. Die Welle 2 wird über das Wälzlager 9 drehbar gegenüber dem Gehäuse 11 gelagert. Ein Außenring 26 des Wälzlagers 9 ist drehfest mit dem Gehäuse 1 1 verbunden. Ein Innenring 25 des Wälzlagers 9 ist mit der Welle 2 drehfest verbunden. Über Wälzkörper 10 zwischen Außenring 26 und Innenring 25 des Wälzlagers 9 ist die Welle 2 drehbar gelagert. Das Wälzlager 9 ist auf einer dem zweiten Ende 6 der Welle 2 zugewandten Seite 8 der Gehäusebohrung 4 angeordnet, also in dem zweiten Volumen 15 des Gehäuses 11. Fig. 4 shows a seal assembly 1 in a side view in section. The shaft 2 extends from the first end 3 through a housing bore 4 with a housing bore diameter 5 toward the second end 6. The shaft 2 has, for insertion of the shaft 2 in the housing bore 4 with the second end 6 of the housing bore 4th to the second end 6 to a largest shaft diameter 7, which is smaller than the housing bore diameter 5. The shaft 2 is rotatably supported on a second end 6 facing side 8 of the housing bore 4 by a rolling bearing 9 with rolling elements 10 relative to a housing 11, wherein between the housing bore 4 and the rolling elements 10, a shaft 2 surrounding the seal 12 is arranged with a sealing surface 13, for sealing a second volume 15, in which the second End 6 is arranged, opposite a first volume 14, in which the first end 3 is arranged. In this case, a smallest diameter 16 of the sealing surface 13 is greater than the housing bore diameter 5. The shaft 2 is rotatably supported by the roller bearing 9 relative to the housing 11. An outer ring 26 of the rolling bearing 9 is rotatably connected to the housing 1 1. An inner ring 25 of the rolling bearing 9 is rotatably connected to the shaft 2. About rolling elements 10 between the outer ring 26 and inner ring 25 of the rolling bearing 9, the shaft 2 is rotatably mounted. The rolling bearing 9 is arranged on a second end 6 of the shaft 2 facing side 8 of the housing bore 4, ie in the second volume 15 of the housing eleventh
Hier ist die Dichtung 12 zwischen dem Innenring 25 und dem Außenring 26 des Wälzlagers 9 angeordnet. Die Dichtfläche 13 ist dabei auf einem Außendurchmes- ser des Innenrings 25 angeordnet. Hier ist die Dichtung 12 in dem Wälzlager 9 integriert angeordnet. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Dichtfläche 13 der Dichtung 12 auf einem kleinsten Durchmesser 16 anzuordnen, der größer ist als der Gehäusebohrungsdurchmesser 5. Weiter ist hier zwischen der Dichtung 12 und der Gehäusebohrung 4 ein Reservoir 17 für ein Fluid 18 angeordnet. Gerade bei horizontaler Anordnung der Welle 2 ist es sichergestellt, dass ein Fluid 18 infolge der Schwerkraft 19 über die dann tiefer liegende Dichtfläche 13 in Richtung 20 hin zum zweiten Volumen 15 abfließt, anstatt über die Gehäusebohrung 4 in Richtung 20 hin zum ersten Volumen 14 zu fließen. Here, the seal 12 is disposed between the inner ring 25 and the outer ring 26 of the rolling bearing 9. The sealing surface 13 is arranged on an outer diameter of the inner ring 25. Here, the seal 12 is arranged integrated in the rolling bearing 9. This results in the possibility of arranging the sealing surface 13 of the seal 12 on a smallest diameter 16, which is larger than the housing bore diameter 5. Further, a reservoir 17 for a fluid 18 is arranged between the seal 12 and the housing bore 4. Especially with a horizontal arrangement of the shaft 2, it is ensured that a fluid 18 due to gravity 19 via the then lower sealing surface 13 in the direction 20 toward the second volume 15 flows, instead of the housing bore 4 in the direction 20 toward the first volume 14 flow.
Das Reservoir 17 ermöglicht zudem, dass sich im Falle einer Leckage das Fluid 18 in dem Reservoir 17 sammelt und nur in Richtung 20 hin zum zweiten Volumen 15 aus dem Reservoir 17 wieder abgeführt wird. Hier erstreckt sich, ausgehend von dem zweiten Volumen 15, ein Fluidkanal 32 durch einen Außenring 26 des Wälzlagers 9 bis hin zu einem Bereich 33 zwischen der Dichtung 12 und den Wälzkörpern 10. Über diesen Fluidkanal 32 kann ein Fluid 18 aus dem zweiten Volumen 15 hin zu dem Wälzlager 9 gefördert werden, so dass hier eine ausreichende Schmierung des Wälzlagers 9 gewährleistet wird. The reservoir 17 also allows, in the event of leakage, the fluid 18 collects in the reservoir 17 and is discharged again only in the direction 20 to the second volume 15 from the reservoir 17 again. Here, starting from the second volume 15, a fluid channel 32 extends through an outer ring 26 of the rolling bearing 9 up to a region 33 between the seal 12 and the rolling elements 10. About this fluid channel 32, a fluid 18 from the second volume 15 out be promoted to the roller bearing 9, so that here sufficient lubrication of the bearing 9 is ensured.
Fig. 5 zeigt die Dichtungsanordnung 1 gemäß Fig. 4 in einer Seitenansicht im Schnitt. Auf die Ausführungen zu Fig. 4 wird Bezug genommen. Hier sind die Richtungen 20 dargestellt, in die das Fluid 18 gerade bei bewegter Welle 2 (infol- ge der Fliehkraft) gefördert wird. Fig. 5 shows the seal assembly 1 of FIG. 4 in a side view in section. Reference is made to the comments on FIG. 4. Here, the directions 20 are shown, into which the fluid 18 is conveyed, especially when the shaft 2 is moving (as a result of the centrifugal force).
Das Reservoir 17 weist ein, durch das Abfließen des Fluids 18 über die Gehäusebohrung 4 hin zum ersten Volumen 14 begrenztes drittes Volumen 21 für das Fluid 18 auf. Das dritte Volumen 21 des Reservoirs 17 umfasst einen (gedachten) Raum für das Fluid 18, der nur durch die Gehäusebohrung 4, d. h. durch den tiefsten Punkt der Gehäusebohrung 4, an dem ein Abfließen des Fluids 18 über die Gehäusebohrung 4 hin zu dem ersten Volumen 14 erfolgen würde, begrenzt wird. The reservoir 17 has a third volume 21 for the fluid 18 limited by the outflow of the fluid 18 through the housing bore 4 toward the first volume 14. The third volume 21 of the reservoir 17 comprises an (imaginary) space for the fluid 18, which is only through the housing bore 4, d. H. is limited by the lowest point of the housing bore 4, at which a discharge of the fluid 18 would take place via the housing bore 4 toward the first volume 14.
Das Reservoir 17 ist über einen Verbindungskanal 22 mit einer Außenseite 23 des Gehäuses 11 verbunden, so dass ein Füllstand 24 des Reservoirs 17 an einer Außenseite 23 des Gehäuses 11 darstellbar ist. Der Verbindungskanal 22 erstreckt sich durch das Gehäuse 11 bis zu einer Außenseite 23 des Gehäuses 11. An der Außenseite 23 des Gehäuses 11 (hier beabstandet davon) ist der Verbindungskanal 22 so ausgebildet, dass sich der Füllstand 24 des Reservoirs 17 außerhalb des zweiten Volumens 15 und außerhalb des Gehäuses 11 ablesen lässt. So kann eine Leckage entdeckt und ein ggf. erforderlicher Wartungszeitpunkt festgelegt werden. Der Verbindungskanal 22 ist Teil des dritten Volumens 21 des Reservoirs 17. The reservoir 17 is connected via a connecting channel 22 with an outer side 23 of the housing 11, so that a level 24 of the reservoir 17 on an outer side 23 of the housing 11 can be displayed. The connecting channel 22 extends through the housing 11 as far as an outer side 23 of the housing 11. On the outer side 23 of the housing 11 (spaced therefrom), the connecting channel 22 is formed so that the filling level 24 of the reservoir 17 is outside the second volume 15 and read outside the housing 11. So a leak can be detected and a possibly required maintenance time can be determined. The connecting channel 22 is part of the third volume 21 of the reservoir 17.
Das Fluid 18 fließt aus dem Reservoir 17 ausschließlich über die Dichtfiäche 13 in Richtung 20 des zweiten Volumens 15 ab. Hier bildet also die Dichtfläche 13 der Dichtung 12 die Abflussmöglichkeit für das Fluid 18 hin zum zweiten Volumen 15. The fluid 18 flows out of the reservoir 17 exclusively via the sealing surface 13 in the direction 20 of the second volume 15. So here is the sealing surface 13th the seal 12, the drainage possibility for the fluid 18 to the second volume 15th
Die Welle 2 weist zwischen der Gehäusebohrung 4 und dem Wälzlager 9 eine konisch ausgeführte Umfangsfläche 28 auf, wobei sich ein Wellendurchmesser 29 hin zum Wälzlager 9 vergrößert. Die konisch ausgeführte Umfangsfläche 28 bewirkt, dass sich ein Fluid 18 infolge der Fliehkraft (bei bewegter Welle 2) entlang der Umfangsfläche 28 in radialer Richtung nach außen bewegt. Dabei wird das Fluid 18 nun weg von der Gehäusebohrung 4 und hin zum Wälzlager 9 befördert. Vorliegend wird das Fluid 18 so hin zu der Dichtfläche 13 der Dichtung 12 gefördert, über die das Fluid 18 dann hin zum zweiten Volumen 15 abströmen kann. The shaft 2 has between the housing bore 4 and the rolling bearing 9 a conically executed peripheral surface 28, wherein a shaft diameter 29 increases towards the rolling bearing 9. The conical peripheral surface 28 causes a fluid 18 due to the centrifugal force (when the shaft 2 is moving) along the peripheral surface 28 in the radial direction moves outward. In this case, the fluid 18 is now transported away from the housing bore 4 and towards the rolling bearing 9. In the present case, the fluid 18 is thus conveyed towards the sealing surface 13 of the seal 12, via which the fluid 18 can then flow toward the second volume 15.
Aufgrund der Form der Dichtung 12 bzw. der Anordnung der Dichtfläche 13 an der Dichtung 12 ist erkennbar, dass die Dichtung 12 an der Dichtfläche 13 eine in Abhängigkeit von einer Durchtrittsrichtung eines Fluids 18 unterschiedliche Dichtwirkung aufweist. Hier verstärkt sich die Dichtwirkung der Dichtfläche 13 also gegenüber einer Einwirkung eines Fluids 18 auf die Dichtung 12 ausgehend vom zweiten Volumen 15 (also in der Fig. 5 von rechts). Weiterhin kann eine Dichtung 12 eingesetzt werden, die eine von der Drehrichtung 30 der Welle 2 abhängige Dichtwirkung aufweist. Dies kann z. B. durch eine Spiralnut in der Dichtung 12 erreicht werden, durch die ein Fluid 18 in Abhängigkeit von der Drehrichtung 30 der Welle 2 entweder hin zum Reservoir 17 oder hin zum zweiten Volumen 15 (bevorzugt) gefördert wird. Due to the shape of the seal 12 or the arrangement of the sealing surface 13 on the seal 12, it can be seen that the seal 12 has a different sealing effect on the sealing surface 13 as a function of a direction of passage of a fluid 18. Here, the sealing effect of the sealing surface 13 thus reinforced against an action of a fluid 18 on the seal 12, starting from the second volume 15 (ie in Fig. 5 from the right). Furthermore, a seal 12 can be used which has a dependent on the direction of rotation 30 of the shaft 2 sealing effect. This can be z. Example, be achieved by a spiral groove in the seal 12, through which a fluid 18 depending on the direction of rotation 30 of the shaft 2 either to the reservoir 17 or towards the second volume 15 (preferred) is promoted.
Wie bereits ausgeführt, kann bei der vorliegenden Dichtungsanordnung 1 eine Dichtung 12 ausgewählt werden, die einen verminderten Anpressdruck auf die Dichtfläche 13 aufweist. Die Dichtung 12 kann also ohne einen metallischen Federring 43 (vgl. Fig. 2) verwendet werden, der sonst den hohen Anpressdruck auf die Dichtfläche 13 gewährleistet. Fig. 6 zeigt die Dichtungsanordnung 1 gemäß Fig. 4 in einer weiteren Seitenansicht in einem anderen Schnitt. Auf die Ausführungen zu Fig. 5 wird Bezug genommen. Das Reservoir 17 ist hier über einen anderen Verbindungskanal 22 mit einer Außenseite 23 des Gehäuses 11 verbunden, so dass bereits das Vorhandensein eines Fluids 18 bzw. einer Mindestmenge des Fluids 18 in dem Reservoir 17 an einer Außenseite 23 des Gehäuses 11 darstellbar ist. Der Verbindungskanal 22 erstreckt sich durch das Gehäuse 11 bis zu einer Außenseite 23 des Gehäuses 11. In dem Verbindungskanal 22 ist eine Art Docht 44 angeordnet, der sich von dem Reservoir 17 bis zu einem Schauglas 45 an der Außenseite 23 des Gehäuses 1 1 erstreckt. Der Docht 44 saugt das Fluid 18 sukzessive auf und leitet es infolge von Kapillarkräften bis zum Schauglas 45. Dort kann dann eine Eintrübung des Schauglases 45 festgestellt werden. Damit kann eine Leckage entdeckt und ein ggf. erforderlicher Wartungszeitpunkt festgelegt werden. Der Verbindungskanal 22 ist Teil des dritten Volumens 21 des Reservoirs 17. As already stated, in the present sealing arrangement 1, a seal 12 can be selected which has a reduced contact pressure on the sealing surface 13. The seal 12 can therefore be used without a metallic spring ring 43 (cf., Fig. 2), which otherwise ensures the high contact pressure on the sealing surface 13. Fig. 6 shows the seal assembly 1 of FIG. 4 in a further side view in another section. Reference is made to the comments on FIG. 5. The reservoir 17 is connected here via another connecting channel 22 to an outer side 23 of the housing 11, so that the presence of a fluid 18 or a minimum quantity of the fluid 18 in the reservoir 17 on an outer side 23 of the housing 11 can already be represented. The connecting channel 22 extends through the housing 11 to an outer side 23 of the housing 11. In the connecting channel 22, a kind of wick 44 is arranged, which extends from the reservoir 17 to a sight glass 45 on the outer side 23 of the housing 1 1. The wick 44 sucks the fluid 18 successively and passes it as a result of capillary forces up to the sight glass 45. There, then a clouding of the sight glass 45 can be determined. Thus, a leak can be detected and a possibly required maintenance time can be set. The connecting channel 22 is part of the third volume 21 of the reservoir 17.
Fig. 7 zeigt ein Kraftfahrzeug 38 mit einer Antriebsanordnung 37. Die Antriebsanordnung 37 umfasst einen Elektroantrieb 34 mit einem Gehäuse 11 mit einem ersten Volumen 14. Über den Elektroantrieb 34 wird eine (Antriebs-) Welle 2 angetrieben, die sich über eine Dichtungsanordnung 1 in ein zweites Volumen 15 hinein erstreckt, in dem ein Getriebe 35 angeordnet ist. FIG. 7 shows a motor vehicle 38 with a drive arrangement 37. The drive arrangement 37 comprises an electric drive 34 with a housing 11 having a first volume 14. A (drive) shaft 2 is driven via the electric drive 34, which shaft extends via a sealing arrangement 1 a second volume 15 extends into, in which a transmission 35 is arranged.
Das Kraftfahrzeug 38 mit der Antriebsanordnung 37 weist mehrere Räder auf, wobei der Elektroantrieb 34 zum Antrieb mindestens eines Rades und insbesondere zweier Räder einer gemeinsamen Achse 41 vorgesehen ist. Die Räder der Achse 41 sind über ein Differential 42 miteinander verbunden. The motor vehicle 38 with the drive arrangement 37 has a plurality of wheels, wherein the electric drive 34 is provided for driving at least one wheel and in particular two wheels of a common axle 41. The wheels of the axle 41 are connected to each other via a differential 42.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Dichtungsanordnung 1 seal arrangement
2 Welle  2 wave
3 erstes Ende  3 first end
4 Gehäusebohrung  4 housing bore
5 Gehäusebohrungsdurchmesser  5 housing bore diameter
6 zweites Ende  6 second end
7 größter Wellendurchmesser  7 largest shaft diameter
8 Seite  8 page
9 Wälzlager  9 rolling bearings
10 Wälzkörper  10 rolling elements
11 Gehäuse  11 housing
12 Dichtung  12 seal
13 Dichtfläche  13 sealing surface
14 erstes Volumen  14 first volume
15 zweites Volumen  15 second volume
16 kleinster Durchmesser  16 smallest diameter
17 Reservoir  17 reservoir
18 Fluid  18 fluid
19 Schwerkraft  19 gravity
20 Richtung  20 direction
21 drittes Volumen  21 third volume
22 Verbindungskanal  22 connecting channel
23 Außenseite  23 outside
24 Füllstand  24 level
25 Innenring  25 inner ring
26 Außenring  26 outer ring
27 Außendurchmesser  27 outer diameter
28 Umfangsfläche Wellendurchmesser28 peripheral surface Shaft diameter
Drehrichtungdirection of rotation
DurchtrittsrichtungPassage direction
Fluidkanalfluid channel
Bereich Area
Elektroantrieb electric drive
Getriebe transmission
Rotor  rotor
Antriebsanordnung drive arrangement
Kraftfahrzeugmotor vehicle
Stator stator
Drehachse  axis of rotation
Achse  axis
Differential differential
Federring spring washer
Docht  wick
Schauglas  sight glass

Claims

Patentansprüche claims
Dichtungsanordnung (1) für eine Welle (2), die sich ausgehend von einem ersten Ende (3) durch eine in einem Gehäuse (11) vorgesehenen Gehäusebohrung (4) mit einem Gehäusebohrungsdurchmesser (5) hin zu einem zweiten Ende (6) erstreckt und die, zum Einschieben der Welle (2) in die Gehäusebohrung (4) mit dem zweiten Ende (6), von der Gehäusebohrung (4) bis zum zweiten Ende (6) einen größten Wellendurchmesser (7) aufweist, der kleiner ist als der Gehäusebohrungsdurchmesser (5); wobei die Welle (2) auf einer dem zweiten Ende (6) zugewandten Seite (8) der Gehäusebohrung (4) durch ein Wälzlager (9) mit Wälzkörpern (10) drehbar gegenüber dem Gehäuse (11) gelagert ist und wobei zwischen der Gehäusebohrung (4) und den Wälzkörpern (10) eine die Welle (2) umgebende Dichtung (12) mit einer Dichtfläche (13) angeordnet ist, zur Abdichtung eines zweiten Volumens (15) des Gehäuses (11), in dem das zweite Ende (6) angeordnet ist, gegenüber einem ersten Volumen (14) des Gehäuses (11), in dem das erste Ende (3) angeordnet ist; wobei ein kleinster Durchmesser (16) der Dichtfläche (13) größer ist als der Gehäusebohrungsdurchmesser (5); wobei zwischen der Dichtung (12) und der Gehäusebohrung (4) ein Reservoir (17) für ein Fluid (18) angeordnet ist; wobei bei horizontaler Anordnung der Welle (2) das Fluid (18) aus dem Reservoir (17) zumindest infolge der Schwerkraft (19) oder infolge einer Förderwirkung der Dichtung (12) nur in Richtung (20) des zweiten Volumens (15) abfließt; und wobei das Fluid (18) aus dem Reservoir (17) ausschließlich über die Dichtfläche (13) in Richtung (20) des zweiten Volumens (15) abfließt. A sealing arrangement (1) for a shaft (2) which extends from a first end (3) through a housing bore (4) provided in a housing (11) with a housing bore diameter (5) to a second end (6) and which, for the insertion of the shaft (2) in the housing bore (4) with the second end (6), from the housing bore (4) to the second end (6) has a largest shaft diameter (7) which is smaller than the housing bore diameter (5); wherein the shaft (2) on a second end (6) facing side (8) of the housing bore (4) by a roller bearing (9) with rolling elements (10) is rotatably mounted relative to the housing (11) and wherein between the housing bore ( 4) and the rolling elements (10) a shaft (2) surrounding seal (12) having a sealing surface (13) is arranged, for sealing a second volume (15) of the housing (11) in which the second end (6). disposed opposite a first volume (14) of the housing (11) in which the first end (3) is arranged; wherein a smallest diameter (16) of the sealing surface (13) is greater than the housing bore diameter (5); wherein a reservoir (17) for a fluid (18) is arranged between the seal (12) and the housing bore (4); wherein, in the horizontal arrangement of the shaft (2), the fluid (18) from the reservoir (17) at least due to gravity (19) or due to a conveying effect of the seal (12) flows only in the direction (20) of the second volume (15); and wherein the fluid (18) flows out of the reservoir (17) exclusively via the sealing surface (13) in the direction (20) of the second volume (15).
Dichtungsanordnung (1) nach Patentanspruch 1, wobei das Reservoir (17) ein, durch das Abfließen des Fluids (18) über die Gehäusebohrung (4) hin zum ersten Volumen (14) begrenztes drittes Volumen (21) für das Fluid (18) aufweist, wobei das dritte Volumen (21) mindestens 1 cm3 [Kubikzentimeter] umfasst. Sealing arrangement (1) according to claim 1, wherein the reservoir (17) has a third volume (21) for the fluid (18) delimited by the outflow of the fluid (18) via the housing bore (4) towards the first volume (14) wherein the third volume (21) comprises at least 1 cm 3 [cubic centimeter].
3. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Reservoir (17) über einen Verbindungskanal (22) mit einer Außenseite (23) des Gehäuses (11) verbunden ist, so dass zumindest ein Füllstand (24) des Reservoirs (17) oder ein Vorhandensein des Fluids (18) in dem Re- servoir (17) an der Außenseite (23) des Gehäuses (11) erfassbar ist. 3. Sealing arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the reservoir (17) via a connecting channel (22) with an outer side (23) of the housing (11) is connected, so that at least one level (24) of the reservoir (17 ) or a presence of the fluid (18) in the reservoir (17) on the outer side (23) of the housing (11) can be detected.
4. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Wälzlager (9) zumindest einen Innenring (25) und zumindest einen Außenring (26) sowie dazwischen angeordnete Wälzkörper (10) umfasst, wo- bei die Dichtung (12) zwischen dem Innenring (25) und dem Außenring (26) angeordnet ist. 4. Sealing arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the rolling bearing (9) at least one inner ring (25) and at least one outer ring (26) and arranged therebetween rolling bodies (10), wherein the seal (12) between the Inner ring (25) and the outer ring (26) is arranged.
5. Dichtungsanordnung (1) nach Patentanspruch 4, wobei die Dichtfläche (13) auf einem Außendurchmesser (27) des Innenrings (25) angeordnet ist. 5. Sealing arrangement (1) according to claim 4, wherein the sealing surface (13) on an outer diameter (27) of the inner ring (25) is arranged.
6. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Welle (2) zwischen der Gehäusebohrung (4) und dem Wälzlager (9) eine konisch ausgeführte Umfangsfläche (28) aufweist, wobei sich ein Wellendurchmesser (29) hin zum Wälzlager (9) vergrößert. 6. Sealing arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the shaft (2) between the housing bore (4) and the rolling bearing (9) has a conically executed peripheral surface (28), wherein a shaft diameter (29) towards the rolling bearing ( 9) enlarged.
7. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Dichtung (12) in Abhängigkeit von einer Drehrichtung (30) der Welle (2) eine unterschiedliche Dichtwirkung an der Dichtfläche (13) aufweist. 7. Sealing arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the seal (12) in dependence on a rotational direction (30) of the shaft (2) has a different sealing effect on the sealing surface (13).
8. Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Dichtung (12) an der Dichtfläche (13) eine in Abhängigkeit von einer Durchtrittsrichtung (31) eines Fluids (18) unterschiedliche Dichtwirkung aufweist. 8. Sealing arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the seal (12) on the sealing surface (13) in dependence on a passage direction (31) of a fluid (18) has different sealing effect.
Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei sich ausgehend von dem zweiten Volumen (15) ein Fluidkanal (32) durch einen Außenring (26) des Wälzlagers (9) bis hin zu einem Bereich (33) zwischen der Dichtung (12) und den Wälzkörpern (10) erstreckt. Sealing arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein starting from the second volume (15) a fluid channel (32) through an outer ring (26) of the rolling bearing (9) to a region (33) between the seal (12) and the rolling elements (10).
Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei in dem ersten Volumen (14) ein Elektroantrieb (34) und in dem zweiten Volumen (15) ein Getriebe (35) angeordnet ist. Sealing arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein in the first volume (14) an electric drive (34) and in the second volume (15) a transmission (35) is arranged.
11. Dichtungsanordnung (1) nach Patentanspruch 10, wobei die Welle (2) mit einem Rotor (36) des Elektroantriebs (34) verbunden ist und ein Drehmoment von dem Elektroantrieb (34) auf das Getriebe (35) überträgt. 11. Sealing arrangement (1) according to claim 10, wherein the shaft (2) with a rotor (36) of the electric drive (34) is connected and transmits a torque from the electric drive (34) to the transmission (35).
12. Antriebsanordnung (37) für ein Kraftfahrzeug (38), zumindest umfassend ei- nen Elektroantrieb (34) mit einem Gehäuse (11) mit einem ersten Volumen12. Drive arrangement (37) for a motor vehicle (38), at least comprising an electric drive (34) with a housing (11) having a first volume
(14) und darin angeordnet einen Stator (39) und einen Rotor (36), wobei der Rotor (36) mit einer Welle (2) verbunden ist, wobei sich die Welle (2) über eine Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche in ein zweites Volumen (15) hinein erstreckt, in dem ein Getriebe (35) an- geordnet ist. (14) and arranged therein a stator (39) and a rotor (36), wherein the rotor (36) is connected to a shaft (2), wherein the shaft (2) via a sealing arrangement (1) according to one of the preceding Claims in a second volume (15) extends into it, in which a transmission (35) is arranged.
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