WO2020104110A1

WO2020104110A1 - Dichtungsvorrichtung, e-maschine und antriebsvorrichtung

Info

Publication number: WO2020104110A1
Application number: PCT/EP2019/077695
Authority: WO
Inventors: Vyacheslav Brushkivskyy; Gerhard HÖRING
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-11-19
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2020-05-28
Anticipated expiration: 2021-05-19
Also published as: US11971103B2; US20220003267A1; CN113056622B; JP2022507751A; DE102018219779A1; CN113056622A; KR102747282B1; JP7546562B2; KR20210091780A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung (3) für eine drehbare Welle (1), aufweisend einer Wellendichtung (4) und eine Wellenerdung (6) und eine Halterung (9) zum Halten der Wellendicht ung (4) und der Wellenerdung (6), wobei die Halterung (9) zumindest eine Öffnung (10) zwischen der Wellendichtung (4) und der Wellenerdung (6) zum Abführen von Partikeln von der Wellendichtung (4) und von der Wellenerdung (6) aufweist. Die Erfindung betrifft zudem eine E-Maschine mit einer drehbar antreibbaren Rotorwelle (1) und mit einer solchen Dichtungsvorrichtung (3) zur Abdichtung der Rotorwelle (1) und damit eines Innenraumes der E-Maschine. Und die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine solchen E-Maschine zur Bereitstellung einer Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung.

Description

Dichtunqsvorrichtunq, E-Maschine und Antriebsvorrichtunq

Die Erfindung betrifft zum einen eine Dichtungsvorrichtung für eine drehbare Welle, sowie eine E-Maschine mit einer Dichtungsvorrichtung sowie eine Antriebsvorrich tung zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine E-Maschine.

Dichtungsvorrichtungen für Wellen sind an sich bereits bekannt, beispielsweise Ra dialwellendichtungen oder Labyrinthdichtungen. Hierdurch wird ein Austritt eines gas förmigen oder flüssigen Fluids, wie beispielsweise eines Schmiermittels, im Bereich der Welle verhindert.

Aus der DE 10 2016 207 672 A1 ist ein Dichtungssystem für eine Welle bekannt, bei dem neben der eigentlichen Wellendichtung auch ein Wellenerdungsring vorgesehen ist. Eine Ausführungsform dieses Dichtungssystems weist zwei Wellendichtungen auf, zwischen denen der Wellenerdungsring angeordnet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik weiterzubilden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Hautpansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Demnach wird eine Dichtungsvorrichtung für eine drehbare Welle, aufweisend eine Wellendichtung und eine Wellenerdung und eine Halterung für die Wellendichtung und die Wellenerdung, vorgeschlagen. Zudem wird eine E-Maschine mit einer dreh bar antreibbaren Rotorwelle und mit einer solchen Dichtungsvorrichtung zur Abdich tung der Rotorwelle und damit eines Innenraumes der E-Maschine vorgeschlagen. Zudem wird eine Antriebsvorrichtung zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, aufweisend eine solche E-Maschine zur Bereitstellung einer Antriebs leistung der Antriebsvorrichtung. Eine solche E-Maschine wandelt elektrische Ener gie in eine mechanische Rotationsbewegung um, oder umgekehrt. Eine solche E- Maschine ist im Bedarfsfall als elektrischer Generator oder Motor betreibbar. Bei der E-Maschine handelt es sich insbesondere um eine Synchronmaschine oder eine Asynchronmaschine. Die vorgeschlagene Dichtungsvorrichtung dient zum Abdichten der drehbaren Welle. Sie weist dazu die Wellendichtung auf. Sie weist darüber hinaus die Wellenerdung auf. Und sie weist die Halterung zum Halten/Tragen der Wellendichtung und der Wel lenerdung auf. Die Halterung weist zumindest eine Öffnung im Bereich zwischen der Wellendichtung und der Wellenerdung auf. Diese Öffnung dient einerseits zum Ab führen von Partikeln von der Wellendichtung, und diese Öffnung dient andererseits zum Abführen von Partikeln von der Wellenerdung. Die zumindest eine Öffnung ist also konstruktiv ausgeführt, um dies zu erreichen. Die Öffnung führt dazu insbeson dere in radialer Richtung von der Wellendichtung und der Wellenerdung weg.

Somit werden über die Öffnung nicht nur Partikel von der Wellendichtung abgeführt, wie insbesondere ein Abrieb oder eine die Dichtung durchdringende Leckage, son dern es werden darüber auch Partikel von der Wellenerdung abgeführt, wie bei spielsweise ein Abrieb einer Bürste der Wellenerdung. Darüber hinaus wird die Wahrscheinlichkeit reduziert, dass Partikel von der Wellendichtung an die Wellener dung gelangen und dort die Wirkung der Wellenerdung negativ beeinflussen. Diese können insbesondere deren Effektivität reduzieren oder deren Verschleiß oder Le ckage erhöhen. Umgekehrt wird auch die Wahrscheinlichkeit reduziert, dass Partikel von der Wellenerdung an die Wellendichtung gelangen und dort einen Verschleiß der Wellendichtung erhöhen.

Unter einer solchen Wellenerdung wird insbesondere ein Bauelement verstanden, das eine drehbare elektrische Verbindung zwischen der Welle und einem elektri schen Bezugspotential herstellt. Ein solches Bezugspotential ist beispielsweise ein elektrisches Erdpotential oder eine elektrische Masse. Eine solche Wellenerdung dient nicht zur elektrischen Kommutierung. Vorzugsweise verbindet die Wellener dung die Welle elektrisch mit einem die Welle drehbar lagernden Gehäuse oder Ge häuseabschnitt. Die Wellenerdung verfügt insbesondere über zumindest eine massi ve oder flexible Bürste zur Herstellung eines Schleifkontakts mit der Welle. Die Wel lenerdung ist insbesondere als Wellenerdungsring ausgebildet. Unter einer solchen Wellendichtung wird insbesondere ein Bauelement verstanden, das das Fluid im Bereich der Welle zurückhalten soll. Solche Wellendichtungen sind an sich bereits bekannt, beispielsweise als Radialwellendichtring oder als Labyrinth dichtung.

Vorzugsweise ist die zumindest eine Öffnung so angeordnet, dass sich diese in der bestimmungsgemäßen Einbaulage der Dichtungsvorrichtung unterhalb der Wellen dichtung und/oder einer Bürste der Wellenerdung befindet. Dadurch fallen die Parti kel von der Wellendichtung und/oder von der Wellenerdung im bestimmungsgemä ßen Betrieb der Dichtungsvorrichtung durch die Schwerkraft in die Öffnung und wer den darüber einfach abgeführt.

Vorzugsweise ist die Halterung durch einen Gehäuseabschnitt eines Gehäuses aus gebildet. Hierbei handelt es sich insbesondere um den die Welle drehbar lagernden Gehäuseabschnitt. Der Gehäuseabschnitt kann ein separates Bauteil sein, oder er kann einstückiger Bestandteil des restlichen Gehäuses sein. Der Gehäuseabschnitt ist insbesondere durch eine besondere konstruktive Ausformung des Gehäuses aus gebildet. Der Gehäuseabschnitt kann über eine oder mehrere Verdickungen verfü gen, die die Wellenerdung und die Wellendichtung halten. Die zumindest eine Öff nung kann durch eine Aussparung in der oder den Verdickungen gebildet sein. Somit kann die Halterung konstruktiv einfach gebildet sein.

Vorzugsweise ist der Gehäuseabschnitt durch eine solche, die Welle ringförmig um gebende lokale Verdickung des Gehäuses gebildet. Hierbei verfügt der Gehäuseab schnitt dann über mehrere der Öffnungen, die auf dem Umfang der Verdickung ver teilt sind. Beispielsweise können drei Öffnungen vorgesehen sein, die um den Um fang der Verdickung herum verteilt sind. Bevorzugt befindet sich eine dieser Öffnun gen in der bestimmungsgemäßen Einbaulage unterhalb der Wellendichtung und/oder der Bürste der Wellenerdung. Auch hierdurch kann die Halterung konstruktiv einfach gebildet sein.

Der Gehäuseabschnitt kann über eine Rippe verfügen, die die zumindest eine Öff nung oder - sofern mehrere solcher Öffnungen vorhanden sind - alle der Öffnungen durchgängig radial umgibt. Somit kann eine weitere radiale Ausbreitung der Partikel verhindert werden. Diese Rippe kann ein Teil eines Reservoirs für die über die Öff nung abgeführten Partikel bilden.

Vorzugsweise ist an dem Gehäuseabschnitt auch ein Lager vorgesehen, dass die Welle drehbar an dem Gehäuse lagert. Hierdurch kann eine kompakte Konstruktion erreicht werden.

Vorzugsweise führt die Öffnung direkt zu einem Reservoir für die Partikel. Somit ge langen die damit abgeführten Partikel ohne Umweg in das Reservoir. Ein Verstopfen einer Leitung für die Partikel zu dem Reservoir, wie beispielsweise ein Rohr oder ein Kanal, wird somit ausgeschlossen.

Die Dichtungsvorrichtung weist darüber hinaus vorzugsweise eine Fangvorrichtung zum berührungslosen Entfernen einer die Wellendichtung durchdringenden Leckage von der Welle auf. Zusätzlich zu der Wellendichtung und der Wellenerdung mit der zwischenliegenden Öffnung ist also die Fangvorrichtung vorgesehen. Diese Fangvor richtung arbeitet berührungslos. Es ist somit keine an der Welle anliegende und dadurch Reibungsarbeit verrichtende zusätzliche Dichtungslippe, Bürste oder sonsti ges Komponente erforderlich, um die Leckage von der Welle abzustreifen. Eine sol che Fangvorrichtung arbeitet quasi verschleißfrei und bewirkt lediglich minimale Rei bungsverluste. Eine Umgebung abseits der Dichtungsvorrichtung wird dadurch wei testgehend frei von der Leckage gehalten.

Unter einer die Wellendichtung durchdringenden Leckage wird in diesem Zusam menhang insbesondere ein Volumenstrom eines Fluids verstanden, das die Wellen dichtung zwar grundsätzlich zurückhalten soll, das jedoch aus unterschiedlichen Gründen die Wellendichtung ungewollt überwindet. Beispielsweise entsteht eine sol che Leckage dann, wenn sich ein ausreichend großer Spalt zwischen der Wellen dichtung und der Welle auftut und das Fluid dort entlang der Welle hindurchströmen kann. Ein solches Fluid kann insbesondere flüssig sein. Ein solches Fluid kann ins besondere ein Schmiermittel sein. Je nach Anwendungszweck der Dichtungsvorrich- tung kann es sich allerdings auch um ein anderes Fluid handeln, wie beispielsweise ein Kühlmittel.

Die Fangvorrichtung arbeitet insbesondere durch Erzeugung einer auf die Leckage wirkenden Fliehkraft. Diese tritt dann auf, wenn die Welle rotiert. Eine für die Fang vorrichtung vorgesehene lokale Vergrößerung des Durchmessers (Verdickung) der Welle bewirkt, dass die Leckage durch die Wellenrotation radial nach außen bewegt wird. Dies erfolgt in so einem Ausmaß, dass sich die Leckage durch die dabei auftre tende Fliehkraft von der Welle ablöst und von der restlichen Fangvorrichtung aufge fangen und abgeführt wird. Alternativ oder zusätzlich dazu ist es möglich, die Lecka ge von der Welle durch Erzeugung eines Unterdrucks an der Fangvorrichtung berüh rungslos abzusaugen.

Die Fangvorrichtung kann selbst das besagte Reservoir ausbilden, zum Sammeln der aufgefangenen und abgeführten Partikel beziehungsweise Leckage. Oder die Fangvorrichtung kann zu dem Reservoir führen, oder sie kann zumindest zu einer Leitung führen, welche die Leckage zu dem Reservoir weiterleitet.

Vorzugsweise ist die Fangvorrichtung durch eine an der Welle angeordnete Schulter sowie eine diese Schulter radial umgebende Fangstruktur ausgebildet. Eine solche Schulter bildet einerseits eine lokale Verdickung der Welle und andererseits eine Ab risskante für die Leckage aus. Somit ergibt sich bereits bei einer relativ geringen Ro tationsgeschwindigkeit der Welle ein Ablösen und Wegschleudern der Leckage von der Welle. Die Schulter ist hierbei für das Ablösen der Leckage von der Welle vorge sehen, während die Fangstruktur für das eigentliche Auffangen und Abführen der mittels der Schulter abgelösten Leckage vorgesehen ist. Die Abrisskante kann über eine geeignete Form verfügen, damit sich die Leckage besonders gut davon ablöst. Insbesondere kann die Abrisskante scharfkantig oder grätig (also mit Grat) sein.

Die an der Welle angeordnete Schulter kann entweder durch eine Wellenschulter ausgebildet sein oder durch ein auf der Welle befestigtes und die Welle radial umge bendes Bauteil gebildet sein. Eine solche Wellenschulter wird durch die Welle selbst gebildet, also durch eine entsprechende Formgebung der Welle selbst, beispielswei- se im Rahmen eines spanabhebenden Drehprozesses. Ein solches die Welle radial umgebendes Bauteil kann beispielsweise ein separater Ring sein, der auf die Welle aufgepresst ist oder anderweitig darauf befestigt ist. Dieses Bauteil bildet also dann die Verdickung auf der Welle mit der Abrisskante aus. Somit kann einfach und kos tengünstig derjenige Teil der Fangvorrichtung ausgebildet sein, der zum Ablösen der Leckage von der Welle vorgesehen ist.

Vorzugsweise ist die die Schulter radial umgebende Fangstruktur durch den besag ten Gehäuseabschnitt oder durch das Gehäuse ausgebildet. Die Fangstruktur kann beispielsweise eine spezielle Gussstruktur im Gehäuseabschnitt oder Gehäuse sein, die während einer Gussherstellung gebildet wird. Sie kann allerdings auch anderwei tig in das Gehäuse eingearbeitet sein. Alternativ dazu kann die Fangstruktur auch zur Befestigung an den Gehäuseabschnitt oder das Gehäuse ausgebildet sein, bei spielsweise zum Anschrauben. Anschweißen, Einpressen oder Ankleben. In diesem Fall bestehen der Gehäuseabschnitt oder das Gehäuse einerseits und die Fangstruk tur andererseits aus unterschiedlichen Teilen. Die Fangstruktur ist vorzugsweise aus Metallblech oder Kunststoff gebildet. Dadurch ist sie besonders einfach und kosten günstig herstellbar.

Vorzugsweise weist die Fangstruktur in einem radial inneren Bereich eine Umbie gung auf, sodass ein radiale inneres Ende der Fangstruktur topfförmig ausgebildet ist und hin zur Wellenschulter gerichtet ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass nach oben geschleuderte Leckage, die entlang der Fangstruktur in Richtung Welle hinab fließt auf die Welle zurücktropft. Stattdessen wird dieser Anteil der Leckage an der Topfform der Fangstruktur entlang um die Welle herum geleitet.

Vorzugsweise sind die Wellendichtung und die Wellenerdung und die Fangvorrich tung axial hintereinander angeordnet. Mit der axialen Richtung wird hierbei die Rich tung entlang der Rotationsachse der Welle verstanden. Hierbei kann die Wellener dung axial zwischen der Wellendichtung und der Fangvorrichtung angeordnet sein. Dadurch kann die Fangvorrichtung ebenfalls den Abrieb der Wellenerdung auffan gen. Alternativ dazu kann die Fangvorrichtung axial zwischen der Wellendichtung und der Wellenerdung angeordnet sein. Somit liegt die Wellenerdung jenseits der Wellendichtung und der Fangvorrichtung, und sie kommt somit nicht oder nur kaum mit der Leckage in Berührung. Die Position der Öffnung kann hierbei an geeigneter Stelle axial zwischen der Wellendichtung und der Wellenerdung gewählt werden.

Es kann vorgesehen sein, dass die Wellenerdung auf der Fangstruktur angeordnet ist. Die Wellenerdung wird von der Fangstruktur dann also getragen. Somit wird die Welle im Bereich der Fangstruktur mit dem elektrischen Bezugspotential elektrisch verbunden. Die Fangstruktur kann somit selbst Teil der elektrischen Verbindung zwi schen der Welle und dem elektrischen Bezugspotential sein. Die Fangstruktur und die Wellenerdung können somit eine gemeinsam montierbare Einheit bilden.

Die Abrisskante der Wellenschulter kann axial zwischen der Wellendichtung und der Wellenerdung angeordnet sein. Somit wird verhindert, dass Leckage der Wellendich tung bis zur Wellenerdung gelangt. Dies ist auch dann anwendbar, wenn die Wellen erdung auf der Fangstruktur angeordnet ist.

Die vorgeschlagene E-Maschine verfügt über eine drehbar antreibbare Rotorwelle. Die Rotorwelle ist insbesondere mit einem Rotor der E-Maschine verbunden, was auch eine einstückige Ausführung von Rotor und Rotorwelle umfasst. Der Rotor und damit auch die Rotorachse ist insbesondere mittels eines gehäusefesten Stators der E-Maschine drehbar. Die E-Maschine verfügt über eine Dichtungsvorrichtung zum Abdichten der Rotorwelle. Die Dichtungsvorrichtung der E-Maschine ist durch die vorgeschlagene Dichtungsvorrichtung ausgebildet. Somit kann einfach eine mögliche Leckage in das Innere (Innenraum) der E-Maschine von der Rotorwelle abgeführt und aufgefangen werden.

Bevorzugt verfügt die E-Maschine über einen Innenraum, in dem der mit der Rotor welle verbundener Rotor drehbar angeordnet ist. Die Rotorwelle weist dabei an der Dichtungsvorrichtung aus dem Innenraum hinaus. Die Dichtungsvorrichtung dichtet den Innenraum der E-Maschine also an der Rotorwelle gegen ein Äußeres ab. Die Fangvorrichtung (sofern vorhanden) und die Wellenerdung sowie die vorgeschlagene Öffnung der Dichtungsvorrichtung sind dabei insbesondere benachbart zu der Wel lendichtung innerhalb des Innenraums der E-Maschine angeordnet. Somit wird ver- hindert, dass ein Fluid von außen in den Innenraum der E-Maschine gelangt und sich dort unkontrolliert verteilt. Gleichzeitig wird somit die Welle mit dem elektrischen Be zugspotential elektrisch verbunden.

Die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung dient zum elektrischen Antrieb eines Kraft fahrzeugs. Dementsprechend weist die Antriebsvorrichtung eine E-Maschine zur Be reitstellung einer Antriebsleistung für das Kraftfahrzeug auf. Die Antriebsvorrichtung kann insbesondere als Antriebsmodul ausgebildet sein und beispielsweise zur An ordnung an eine angetriebene Achse des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Die E- Maschine der Antriebsvorrichtung ist durch die vorgeschlagene E-Maschine gebildet, also umfasst sie die vorgeschlagene Dichtungsvorrichtung.

Im Folgenden wir die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, aus welchen weitere bevorzugte Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung entnehmbar sind. In schematischer Darstellung zeigen hierbei:

Fig. 1 eine Teilansicht eines Längsschnittes durch eine E-Maschine im Bereich einer Dichtungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Teilansicht dreidimensionalen Draufsicht auf eine Halterung einer Dich tungsvorrichtung.

In den Figuren sind gleiche oder zumindest funktionsgleiche Bauteile oder Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines Längsschnittes durch eine E-Maschine im Bereich eines axialen Endes der E-Maschine. In diesem Bereich durchdringt eine um die Rotati onsachse L drehbare Rotorwelle 1 der E-Maschine ein Gehäuse 2 der E-Maschine. Zur Abdichtung eines Innenraumes der E-Maschine im Bereich der Welle 1 ist eine Dichtungsvorrichtung 3 vorgesehen. Die Dichtungsvorrichtung 3 umfasst eine Wel lendichtung 4, hier beispielhaft ein Radialwellendichtring, sowie eine axial davon be- abstandete Wellenerdung 6, hier beispielhaft ein Wellenerdungsring. Der Innenraum der E-Maschine befindet sich in Fig. 1 linksseitig der Wellendichtung 4. Die Wellendichtung 4 und die Wellenerdung 6 werden von einer Halterung 9 der Dichtungsvorrichtung 3 in Position gehalten. Die Halterung 9 ist vorliegend als Ge häuseabschnitt des Gehäuses 2 ausgebildet. Diese Halterung 9 verfügt über zumin dest eine Öffnung 10, die axial im Bezug auf die Rotationsachse L zwischen der Wel lendichtung 4 und der Wellenerdung 6 angeordnet ist. Diese Öffnung 10 führt radial von der Wellendichtung 4 und der Wellenerdung 6 weg und dient zum Abführen von Partikeln von der Wellenerdung 6 einerseits und von Partikeln von der Wellendich tung 4 andererseits. Dies ist in Fig. 1 durch einen nach unten führenden Pfeil bei der Öffnung 10 angedeutet.

Die Wellendichtung 4 soll einen Eintritt eines Fluids, insbesondere eines Schmiermit tels, in den Innenraum der E-Maschine verhindern. Dies gelingt in der Praxis nicht bei allen auftretenden Betriebsbedingungen der E-Maschine. Es kann passieren, dass eine Leckage die Wellendichtung 4 durchdringt und entlang der Halterung 9 axial in Richtung der Wellenerdung 6 in den Innenraum strömt. Diese Leckage gelangt in die Öffnung 10, welche sie nach unten direkt in ein Reservoir 7 abführt. Die Öffnung 10 ist daher so angeordnet, dass sich dieser bestimmungsgemäßen Einbaulage der Dichtungsvorrichtung 3 unterhalb der Wellendichtung 4 befindet. Die Öffnung 10 ist zudem unterhalb einer Bürste der Wellenerdung 6 angeordnet, so dass Abrieb hier von ebenso durch die Öffnung 10 direkt nach unten in das Reservoir 7 abgeführt wird.

Die Dichtungsvorrichtung 3 umfasst gemäß Fig. 1 auch eine optionale Fangvorrich tung 5. Es kann nämlich auch passieren, dass eine Leckage die Wellendichtung 4 durchdringt und entlang der Welle 1 in den Innenraum der E-Maschine einströmt. Diese Leckage gelangt dann normalerweise nicht zur Öffnung 10, sondern wird von der Fangvorrichtung 5 an einer weiteren Ausbreitung im Innenraum gehindert. Sie kann somit auch als Leckage-Fangvorrichtung bezeichnet werden. Die Fangvorrich tung 5 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Wellenschulter 5A an der Welle 1 sowie einer an dem Gehäuse 2 befestigten Fangstruktur 5B. Die Fangstruk tur 5B umgibt die Schulter 5A radial, liegt daran jedoch nicht an. Somit arbeitet die Fangstruktur 5B berührungslos. Die gezeigte Fangstruktur 5B besteht beispielsweise aus Metallblech oder Kunststoff. Die Schulter 5A bildet eine Abrisskante für die Le- ckage aus, die durch die Wellendichtung 4 hindurch in den Innenraum der E- Maschine gelangt.

Wenn sich die Welle 1 um die Rotationsachse L dreht und dabei eine Leckage an der Wellendichtung 4 auftritt, gelangt diese zur Schulter 5A. Dort wird sie entlang der Schulter 5A nach radial außen zur Abrisskante der Schulter 5A geführt. Die Abriss kante in Verbindung mit der auf die Leckage an dieser Stelle wirkenden Fliehkraft bewirkt ein Ablösen und Wegschleudern der Leckage von der Schulter 5A. Die weg geschleuderte Leckage wird von der Fangstruktur 5B aufgefangen und zu dem Re servoir ? geleitet. Das Reservoir 7 wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch den Gehäuseabschnitt gebildet, der auch die Halterung 9 bildet. Alternativ dazu kann das Reservoir 7 durch die Fangstruktur 5B selbst gebildet sein.

Im radial inneren Bereich (also im Bereich benachbart zur Welle 1) weist die Fang struktur 5B eine Umbiegung auf, sodass das radiale innere Ende der Fangstruktur 5B topfförmig ist und parallel zur Welle 1 hin zur Schulter 5A verläuft. Leckage die nach oben geschleudert wird und dort von der Fangstruktur 5B aufgefangen wird, fließt somit entlang der Fangstruktur 5B und der Topfform zum Reservoir 7 hinab, ohne auf die Welle 1 zurückzutropfen. Die Fangstruktur 5B kann, wie in Fig. 1 sichtbar, an sonsten tellerförmig ausgebildet sein.

Die Wellenerdung 6 dient zur permanenten elektrischen Verbindung der Welle 1 mit dem Gehäuse 2 als elektrisches Bezugspotential. Auf diese Weise werden Lager 8 zur Lagerung der Welle 1 im Gehäuse 2 vor Schäden bewahrt, die sich auf Grund elektrischer Potentialunterschiede an den Lagern 8 ausbilden können.

Die Wellenerdung 6 ist axial im Bezug auf eine Rotationsachse L der Welle 1 zwi schen der Fangvorrichtung 5 und der Wellendichtung 4 angeordnet. Diese Elemen te 4, 5, 6 sind unmittelbar zueinander benachbart. In Abkehr davon könnte allerdings auch die Fangvorrichtung 5 axial zwischen der Wellenerdung 6 und der Wellendich tung 4 angeordnet sein. Hierbei befindet sich die Öffnung 10 stets an geeigneter Stelle axial zwischen der Wellendichtung 4 und der Wellenerdung 6. Axial benachbart zur Wellendichtung 4 und außerhalb des Innenraumes der E- Maschine befindet sich das Lager 8 zur drehbaren Lagerung der Welle 1 am Gehäu se 2, hier beispielhaft als Rillenkugellager ausgebildet. Das Lager 8 ist ebenfalls an der als Gehäuseabschnitt ausgebildeten Halterung 9 angeordnet.

Das Lager 8 ist an einem ersten Durchmesser d1 der Welle 1 angeordnet. Die Wel lendichtung 4 und die Wellenerdung 6 sind an einem anderen, zweiten Durchmes ser d2 der Welle 1 angeordnet. Die Schulter 5A bildet einen anderen, dritten Durch messer d3 der Welle 1 aus. Hierbei gilt d1 < d2 < d3.

Fig. 2 zeigt beispielhaft die als Gehäuseabschnitt ausgeführte Halterung 9 aus Fig. 1 zum Halten der Wellendichtung 4 und der Wellenerdung 6 in einer dreidimensionalen Ansicht. Die Halterung 9 wird hierbei durch eine ringförmige lokale Verdickung des Gehäuses 2 ausgebildet, welche die Wellendichtung 4 und den Wellenerdung 6 un mittelbar trägt. Diese Verdickung umgibt die mit der Rotationsachse L angedeutete Welle 1 , welche die in Fig. 2 sichtbare kreisrunde Öffnung im Inneren der Halterung 9 durchdringt. Auf dem Umfang der Verdickung sind mehrere radiale Öffnungen 10 verteilt angeordnet. Diese dienen jeweils zum Abführen der Partikel von der Wellen dichtung 4 (hier insbesondere in Form der Leckage) und zum Abführen der Partikel von der Wellenerdung 6 (hier insbesondere in Form von Abrieb).

Die Halterung 9 umfasst zudem eine Rippe 11 (siehe auch Fig. 1 ), welche durchgän gig um die Rotationsachse L herum angeordnet ist. Darin ist demnach keine radiale Öffnung vorgesehen. Die Rippe 11 verhindert eine weitere radiale Ausbreitung der durch die Öffnungen 10 abgeführten Partikel. Diese sammeln sich am unteren Be reich der Rippe 11. Die Rippe 11 bildet somit den unteren Rand des Reservoirs 7 aus.

Die Rippe 7 verfügt über Befestigungspunkte zur Befestigung der Fangstruktur 5B.

In Fig. 2 sind diese Befestigungspunkte beispielhaft als Gewindebohrungen ausge führt. An diese ist die hier aus Metallblech oder Kunststoff gebildete, tellerförmige Fangstruktur 5B anschraubbar ist. Es gibt jedoch auch andere Möglichkeiten, um die Fangstruktur 5B daran zu befestigen, beispielsweise kann sie festgeschweißt, fest genietet oder festgeklipst sein.

Es kann in einer alternativen Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Wellener dung 6 auf der Fangstruktur 5B angeordnet ist und dort die Welle 1 elektrisch mit dem Gehäuse 2 verbindet. In diesem Fall erfolgt die elektrische Verbindung also über die Wellenerdung 6 und die Fangstruktur 5B.

Bezuaszeichen

1 Rotorwelle, Welle

2 Gehäuse

3 Dichtungsvorrichtung

4 Wellendichtung

5 Fangvorrichtung

5A Wellenschulter

5B Fangstruktur

6 Wellenerdung

7 Reservoir

8 Lager

9 Halterung

10 Öffnung

11 Rippe d1 Wellendurchmesser

d2 Wellendurchmesser

d3 Wellendurchmesser

L Rotationsachse

Claims

Patentansprüche

1 . Dichtungsvorrichtung (3) für eine drehbare Welle (1 ), aufweisend einer Wellendich tung (4) und eine Wellenerdung (6) und eine Halterung (9) zum Halten der Wellen dichtung (4) und der Wellenerdung (6), dadurch gekennzeichnet, dass

die Halterung (9) zumindest eine Öffnung (10) zwischen der Wellendichtung (4) und der Wellenerdung (6) zum Abführen von Partikeln von der Wellendichtung (4) und von der Wellenerdung (6) aufweist.

2. Dichtungsvorrichtung (3) nach Anspruch 1 , wobei die Öffnung (10) so angeordnet ist, dass sich diese in der bestimmungsgemäßen Einbaulage der Dichtungsvorrich tung (3) unterhalb der Wellendichtung (4) und/oder unterhalb einer Bürste der Wel lenerdung (6) befindet.

3. Dichtungsvorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Halterung (9) durch einen Gehäuseabschnitt eines Gehäuses (2) ausgebildet ist.

4. Dichtungsvorrichtung (3) nach Anspruch 3, wobei an dem Gehäuseabschnitt (2) ein Lager (8) vorgesehen ist, dass die Welle (1 ) drehbar in dem Gehäuse (2) lagert.

5. Dichtungsvorrichtung (3) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Gehäuseabschnitt (9) durch eine die Welle ringförmig umgebende lokale Verdickung des Gehäuses (2) ge bildet ist und mehrere der Öffnungen (10) auf dem Umfang verteilt aufweist.

6. Dichtungsvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Öffnung (10) oder die Öffnungen (10) zu einem Reservoir (7) für die Partikel führt.

7. Dichtungsvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtungsvorrichtung (3) eine Fangvorrichtung (5) zum berührungslosen Entfernen einer die Wellendichtung (4) durchdringenden Leckage von der Welle (1 ) aufweist.

8. Dichtungsvorrichtung (3) nach Anspruch 7, wobei die Fangvorrichtung (5) durch eine an der Welle (1 ) angeordnete Schulter (5A) und ein die Schulter (5A) radial um gebende Fangstruktur (5B) ausgebildet ist.

9. Dichtungsvorrichtung (3) nach Anspruch 8, wobei die Schulter (5A) durch eine Wellenschulter (5A) gebildet ist oder durch ein auf der Welle (1 ) befestigtes und die Welle (1 ) radial umgebendes Bauteil gebildet ist.

10. Dichtungsvorrichtung (3) nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Fangstruktur (5B) aus Metallblech oder Kunststoff gebildet ist.

1 1 . Dichtungsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Wellen dichtung (4) und die Wellenerdung (6) und die Fangvorrichtung (5) axial hintereinan der angeordnet sind.

12. Dichtungsvorrichtung (3) nach Anspruch 1 1 , wobei die Wellenerdung (6) axial zwischen der Wellendichtung (4) und der Fangvorrichtung (5) angeordnet ist.

13. Dichtungsvorrichtung (3) nach Anspruch 1 1 , wobei die Fangvorrichtung (5) axial zwischen der Wellendichtung (4) und der Wellenerdung (6) angeordnet ist.

14. Dichtungsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Wellen erdung (6) auf der Fangstruktur (5B) der Fangvorrichtung (5) angeordnet ist.

15. E-Maschine mit einer drehbar antreibbaren Rotorwelle (1 ) und mit einer Dich tungsvorrichtung (3) zur Abdichtung der Rotorwelle (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aus gebildet ist.

16. Antriebsvorrichtung zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine E-Maschine zur Bereitstellung einer Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die E-Maschine gemäß Anspruch 15 ausgebildet ist.