WO2021244814A1 - Antriebseinheit für ein fahrzeug - Google Patents

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WO2021244814A1
WO2021244814A1 PCT/EP2021/061686 EP2021061686W WO2021244814A1 WO 2021244814 A1 WO2021244814 A1 WO 2021244814A1 EP 2021061686 W EP2021061686 W EP 2021061686W WO 2021244814 A1 WO2021244814 A1 WO 2021244814A1
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rotor shaft
shaft
lubricant
gear
drive unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/061686
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English (en)
French (fr)
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Witold Techman
Zhengyu Liu
Tobias SCHLITTENBAUER
Janek KRAEUTER
Timo Kiekbusch
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to US17/928,961 priority patent/US20230235792A1/en
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    • F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/06—Lubrication details not provided for in group F16D13/74

Definitions

  • the invention relates to a drive unit for a vehicle according to the preamble of claim 1.
  • axles of the type mentioned at the beginning are known from the prior art as electrified axles, for example from DE 102018210452 A1.
  • a transmission arrangement is known from DE 102015211 789 A1, which has a hollow shaft carrying lubricating oil, on which a centrifugal disk is arranged at the end in order to guide lubricating oil past transmission components and to feed it to an oil sump.
  • a drive unit for a vehicle which has an electric machine with a rotor shaft and a transmission with a gear shaft.
  • the rotor shaft and the gear shaft are plugged into one another (axially) and coupled by means of a spline.
  • a lubricant channel is formed in the gear shaft and opens into an interior space of the rotor shaft at the end facing the rotor shaft (face side) in order to provide lubricant for the spline.
  • the rotor shaft has an end face, wherein one or more openings are formed on the end face which extend from an inner circumference of the rotor shaft that delimits the interior space to its outer circumference.
  • the lubricant channel is thus fluidly connected to the openings via the interior space and the spline. This flow connection leads lubricant from the lubricant channel in the gear shaft to the openings on the face of the rotor shaft.
  • the flow connection along which the lubricant is conveyed has a quasi-hairpin shape.
  • the lubricant is introduced into the lubricant channel and flows to the end of the gear shaft facing the rotor shaft. There the lubricant flows into an interior space of the rotor shaft (hollow section of the rotor shaft).
  • the lubricant is guided radially outward to the spline by centrifugal force. From there, lubricant is fed to the openings in the face of the rotor shaft.
  • the lubricant runs a little way against the direction of rotation of the lubricant in the lubricant channel of the gear shaft.
  • the electrical machine can have a housing (motor housing). At the end facing away from the transmission, the electrical machine or its housing can have a bearing plate with a roller bearing in which the rotor shaft is mounted. If necessary, no further storage for the rotor shaft is provided in the electrical machine.
  • the transmission can also have a housing (transmission housing).
  • the motor housing and the gear housing can each have a parting plane at which the motor housing and the gear housing rest against one another.
  • the parting planes can each be arranged orthogonally to the central longitudinal axis of the rotor shaft or the gear shaft.
  • the motor housing and the gear housing can form a component or a housing be summarized, for example a housing or system housing. Then the housing is a component (no separation at a parting line).
  • the transmission shaft can, for example, be a transmission input shaft.
  • the gear shaft can carry a pinion which meshes with other gear wheels.
  • the gear housing can optionally be designed in several parts, for example with a (middle) housing section and a gear cover.
  • the gear shaft can be supported by two roller bearings.
  • a roller bearing can be arranged on or in the transmission housing, for example in the middle housing section, and a further roller bearing can be arranged on or in the transmission cover.
  • the lubricant channel can extend completely through the transmission shaft.
  • the gear shaft can thus be designed as a hollow shaft.
  • the drive unit can, for example, be designed as an e-axle or form part of an e-axle.
  • the lubricant can be oil, for example.
  • the rotor shaft and the gear shaft are in particular arranged coaxially with one another.
  • the rotor shaft has internal teeth on its inner circumference (axially in sections) and the gear shaft has external teeth on its outer circumference (axially in sections). If the rotor shaft and gear shaft are plugged into one another, the external and internal teeth are in mesh with one another. The rotor shaft and gear shaft are thus coupled to one another in a rotationally fixed manner.
  • the openings can extend along the radial direction or at an angle to the radial direction from the inner circumference to the outer circumference of the rotor shaft. This results in a conveying effect due to the centrifugal force acting on the lubricant when the rotor shaft or the gear shaft is rotating.
  • the openings on the end face can be regularly distributed over the circumference, for example over the circumference of the rotor shaft equal distances or equal angles. This promotes an even application of lubricant.
  • the openings on the end face can be designed as grooves. Grooves can be formed easily, for example in comparison to bores. The grooves result in only a comparatively slight weakening of the rotor shaft or of the hollow section of the rotor shaft.
  • a lubricant delivery point for introducing lubricant into the lubricant channel of the transmission shaft can be arranged in the transmission.
  • a targeted supply of lubricant is thus possible.
  • the lubricant delivery point can be arranged at the end of the gear shaft facing away from the rotor shaft, for example on the gear cover side.
  • the lubricant delivery point can be supplied with lubricant by means of a lubricant delivery device (active or passive).
  • a lubricant pump can be provided for actively conveying lubricant, which can be arranged, for example, in the transmission.
  • the lubricant can be guided into the gearbox shaft using appropriate guide geometries (e.g. in the housing).
  • a lubricant retaining cap can be arranged in the lubricant channel at the end of the gear shaft facing away from the rotor shaft. This prevents lubricant or oil from flowing out at the end of the gear shaft facing away from the rotor shaft.
  • the lubricant retention cap can have an annular profile.
  • the lubricant retaining cap can be designed to be open in the middle, for example with a central passage, in order to enable the introduction of lubricant.
  • a support section can be formed (axially) between the spline and the axial end of the rotor shaft (facing the gear shaft), in which the rotor shaft (with an inner circumference) and the gear shaft (with an outer circumference) rest against one another, with in the support section the gear shaft and / or on the rotor shaft grooves are formed, which are located between the spline and the axial end the rotor shaft extend.
  • Grooves in the support section facilitate the supply of lubricant from the plug connection to the openings or grooves in the end face of the rotor shaft.
  • the grooves extend in particular from the spline to the axial end of the rotor shaft.
  • the grooves can extend parallel to the axial direction or enclose an angle to the axial direction or a line parallel to the axial direction.
  • the gear shaft can be guided through a roller bearing arranged in the gear housing or seated in the gear housing, the rotor shaft with the end face (facing the gear shaft) indirectly (e.g. by means of an intermediate ring seated on the gear shaft) or directly on the inner ring of the roller bearing is present.
  • This allows the rotor shaft to be axially supported.
  • the transmission of a relative force between the rotor shaft and the gear shaft, for example in the area of the spline or the support section, is thus avoided by being supported on the inner ring.
  • a radial shaft sealing ring can be arranged in the area in which the rotor shaft and the gear shaft are plugged into one another (axial overlapping of rotor shaft and gear shaft), which is seated in the gear housing.
  • the lubricant can thus be used to lubricate the radial shaft seal.
  • the lubricant can flow back through a lubricant channel (oil hole) into an oil sump of the drive unit or the gearbox or through the roller bearing.
  • Figure 1 is a schematic sectional view through a drive unit
  • Figure 2 is a schematic and enlarged partial section of the
  • FIG. 3 shows a schematic and perspective view of the rotor shaft of the drive unit from FIG. 1.
  • the drive unit for a vehicle bears the overall reference numeral 10 in FIG. 1.
  • the drive unit 10 can, for example, be designed as an e-axle or form part of an e-axle.
  • the drive unit 10 has an electrical machine 12 with a rotor shaft 14 and a gear 16 with a gear shaft 18.
  • a stator and a rotor which is coupled to the rotor shaft 14 and which has rotor components, for example a laminated core with windings (not shown), can be arranged in the electrical machine 12.
  • the electrical machine 12 has a housing 20 (motor housing). At the end facing away from the transmission 16, the electrical machine 12 or its housing 20 in the example has a bearing plate 22 with a roller bearing 24 in which the rotor shaft 14 is mounted (see FIG. 1). In the example, no further storage for the rotor shaft 14 is provided in the electrical machine 12.
  • the transmission 16 also has a housing 26 (transmission housing).
  • the motor housing 20 and the gear housing 26 each have a parting plane 28, 30 on which the motor housing 20 and the gear housing 26 rest against one another.
  • the parting planes 28, 30 are each arranged orthogonally to the central longitudinal axis 32 (axial direction 32) of the rotor shaft 14 or the gear shaft 18.
  • the motor housing 20 and the gear housing 36 can be combined to form a component, for example a housing or system housing (no separation at parting plane 28/30).
  • the transmission shaft 18 is a transmission input shaft.
  • the gear shaft 18 carries a pinion 34 which meshes with further gear wheels (not shown).
  • the gear housing 26 is constructed in several parts and has a housing section 36 adjoining the motor housing and a gear cover 38.
  • the transmission shaft 18 is supported in the transmission housing 26 by two roller bearings 40, 42.
  • a roller bearing 40 is arranged on or in the housing section 36 and a further roller bearing 42 is arranged on or in the gear cover 38.
  • the rotor shaft 14 and the gear shaft 18 are (axially) plugged into one another and coupled by means of a spline 44 (see FIG. 2).
  • the rotor shaft 14 and the gear shaft 18 are arranged coaxially with one another.
  • a lubricant channel 46 is formed in the transmission shaft 18, which opens into an interior space 48 of the rotor shaft 14 at the end facing the rotor shaft 14 (on the face side) in order to provide lubricant for the spline 44.
  • the rotor shaft 14 has an end face 50 at the axial end facing the gear shaft 18, with one or more openings 52 being formed on the end face 50, which extend from an inner circumference 54 of the rotor shaft 14 that delimits the interior space to its outer circumference 56 extend (see. Fig. 2 and 3).
  • the lubricant channel 46 is thus flow-connected to the openings 52 via the interior space 48 and the spline 44. This flow connection guides lubricant from the lubricant channel 46 in the gear shaft 18 to the end openings 52 of the rotor shaft 14.
  • the lubricant channel 46 extends completely through the transmission shaft 18 (see FIG. 2).
  • the gear shaft 18 is thus designed as a hollow shaft.
  • the lubricant can be oil, for example.
  • the openings 52 extend along the radial direction or at an angle to the radial direction from the inner circumference 54 to the outer circumference 56 of the rotor shaft 14.
  • the openings 52 are regularly distributed over the circumference on the end face 50, for example at equal distances or angles over the circumference of the rotor shaft 14 (see FIG. 3).
  • the openings 52 on the end face 50 are designed as grooves.
  • a lubricant delivery device (not shown) for introducing lubricant at a lubricant delivery point 60 into the lubricant channel 46 of the transmission shaft 18 is arranged in the transmission (see FIG. 2).
  • the lubricant delivery device is facing away from the rotor shaft 14 Arranged at the end of the gear shaft 18 (gear cover side).
  • the lubricant dispensing device can be designed as described above.
  • a lubricant retaining cap 62 is arranged in the lubricant channel 46 at the end of the gear shaft 18 facing away from the rotor shaft 14.
  • the lubricant retaining cap 62 has an annular profile with a central passage (without reference number).
  • a support section 64 in which the rotor shaft 14 with the inner circumference 54 and the gear shaft 18 with an outer circumference 66 bear against one another (see Fig. 2).
  • Grooves (not shown), which extend between the spline 44 and the axial end of the rotor shaft 14, can be formed in the support section 64 on the gear shaft 18 and / or on the rotor shaft 14. The grooves extend in particular from the spline to the axial end of the rotor shaft, for example parallel to the axial direction 32 or at an angle to the axial direction or a parallel to the axial direction 32.
  • the gear shaft 18 is passed through the roller bearing 40 arranged or seated in the gear housing 26, the rotor shaft 14 with the end face 50 (facing the gear shaft 18) resting directly on the inner ring 68 of the roller bearing 40 (see FIG. 2).
  • a radial shaft sealing ring 70 is arranged, which is seated in the gear housing 26.
  • the lubricant can thus be used to lubricate the radial shaft sealing ring 70.
  • the lubricant can flow through a lubricant channel (oil bore) back into an oil sump of the drive unit 10 or the transmission 16 or through the roller bearing 40 (not shown in detail).
  • the flow connection along which the lubricant is conveyed has, for example, a hairpin-shaped or reciprocating course (see FIG. 2).
  • the lubricant is introduced into the lubricant channel 46 and flows to the end of the gear shaft 18 facing the rotor shaft 14 Lubricant channel 46 into the interior space 48 of the rotor shaft 14 (hollow section of the rotor shaft), so that the lubricant enters the interior space 48.
  • the lubricant is guided radially outward to the spline 44 by centrifugal force. From there, lubricant is fed to the openings 52 in the end face 50 of the rotor shaft 14.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (10) für ein Fahrzeug, mit einer elektrischen Maschine (12) mit einer Rotorwelle (14) und einem Getriebe (16) mit einer Getriebewelle (18). Es wird vorgeschlagen, dass die Rotorwelle (14) und die Getriebewelle (18) ineinander gesteckt und mittels einer Steckverzahnung (44) gekoppelt sind, wobei in der Getriebewelle (18) ein Schmierstoffkanal (46) ausgebildet ist, der am der Rotorwelle (14) zugewandten Ende in einen Innenraum (48) der Rotorwelle (14) mündet, um Schmierstoff für die Steckverzahnung (44) bereitzustellen, wobei die Rotorwelle (14) am axialen Ende, welches der Getriebewelle (18) zugewandt ist, eine Stirnseite (50) aufweist, an der eine oder mehrere Öffnungen (52) ausgebildet sind, die sich von einem den Innenraum (48) begrenzenden Innenumfang (54) der Rotorwelle (14) zu deren Außenumfang (56) erstrecken, so dass der Schmierstoffkanal (46) über den Innenraum (48) und die Steckverzahnung (44) mit den Öffnungen (52) strömungsverbunden ist.

Description

Beschreibung
Titel
Antriebseinheit für ein Fahrzeug
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Antriebseinheiten der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik als elektrifizierte Achsen bekannt, bspw. aus DE 102018210452 A1.
Aus DE 102015211 789 A1 ist eine Getriebeanordnung bekannt, die eine schmierölführende Hohlwelle aufweist, an der endseitig eine Schleuderscheibe angeordnet ist, um Schmieröl an Getriebekomponenten vorbeizuführen und dieses einem Ölsumpf zuzuführen.
Offenbarung der Erfindung
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine Antriebseinheit für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Erfindungsgemäß wird eine Antriebseinheit für ein Fahrzeug vorgeschlagen, die eine elektrische Maschine mit einer Rotorwelle und ein Getriebe mit einer Getriebewelle aufweist. Die Rotorwelle und die Getriebewelle sind (axial) ineinander gesteckt und mittels einer Steckverzahnung gekoppelt. In der Getriebewelle ist ein Schmierstoffkanal ausgebildet, der am der Rotorwelle zugewandten Ende (stirnseitig) in einen Innenraum der Rotorwelle mündet, um Schmierstoff für die Steckverzahnung bereitzustellen. Die Rotorwelle weist am axialen Ende, welches der Getriebewelle zugewandt ist, eine Stirnseite auf, wobei an der Stirnseite eine oder mehrere Öffnungen ausgebildet sind, die sich von einem den Innenraum begrenzenden Innenumfang der Rotorwelle zu deren Außenumfang hin erstrecken. Somit ist der Schmierstoffkanal über den Innenraum und die Steckverzahnung mit den Öffnungen strömungsverbunden. Diese Strömungsverbindung führt Schmierstoff vom Schmierstoffkanal in der Getriebewelle zu den stirnseitigen Öffnungen der Rotorwelle.
Hiermit kann eine verbesserte Schmierung und Kühlung der Steckverzahnung erreicht werden. Durch Weiterführung des Schmierstoffs zu den Öffnungen an der Stirnseite können weitere Getriebekomponenten geschmiert und/oder gekühlt werden. Der Aufbau eines Schmierstoff-Flusses durch vorhandene Bauelemente erlaubt einen höheren Integrationsgrad. Dies trägt zur Gewichtsminimierung, einem kompaktem Bauraum und zur Kostensenkung bei.
Die Strömungsverbindung, entlang der der Schmierstoff gefördert wird, hat einen quasi haarnadelförmigen Verlauf. Der Schmierstoff wird in den Schmierstoffkanal eingebracht und fließt zum der Rotorwelle zugewandten Ende der Getriebewelle. Dort mündet der Schmierstoff in einen Innenraum der Rotorwelle (hohler Abschnitt der Rotorwelle). Der Schmierstoff wird bei drehender Rotorwelle bzw. Getriebewelle durch die Zentrifugalkraft nach radial außen zur Steckverzahnung geführt. Von dort wird Schmierstoff zu den Öffnungen in der Stirnseite der Rotorwelle geführt. Dabei verläuft der Schmierstoff ein Stück weit entgegen der Laufrichtung des Schmierstoffs im Schmierstoffkanal der Getriebewelle.
Die elektrische Maschine kann ein Gehäuse (Motorgehäuse) aufweisen. Am vom Getriebe abgewandten Ende kann die elektrische Maschine bzw. deren Gehäuse ein Lagerschild mit einem Wälzlager aufweisen, in dem die Rotorwelle gelagert ist. Ggf. ist in der elektrischen Maschine keine weitere Lagerung für die Rotorwelle vorgesehen.
Auch das Getriebe kann ein Gehäuse aufweisen (Getriebegehäuse). Motorgehäuse und Getriebegehäuse können jeweils eine Trennebene aufweisen, an der Motorgehäuse und Getriebegehäuse aneinander anliegen. Die Trennebenen können jeweils orthogonal zur Mittellängsachse der Rotorwelle bzw. der Getriebewelle angeordnet sein. Alternativ hierzu können das Motorgehäuse und das Getriebegehäuse zu einem Bauteil bzw. einem Gehäuse zusamengefasst sein, bspw. einem Gehäuse oder Systemgehäuse. Dann handelt es sich bei dem Gehäuse um ein Bauteil (keine Trennung an einer Trennebene).
Bei der Getriebewelle kann es sich bspw. um eine Getriebe-Eingangswelle handeln. Die Getriebewelle kann ein Ritzel tragen, welches mit weiteren Getrieberädern in Eingriff ist bzw. kämmt. Das Getriebegehäuse kann optional mehrteilig ausgebildet sein, bspw. mit einem (mittleren) Gehäuseabschnitt und einem Getriebedeckel.
Die Getriebewelle kann durch zwei Wälzlager gelagert sein. Ein Wälzlager kann am oder im Getriebegehäuse, bspw. im mittleren Gehäuseabschnitt, und ein weiteres Wälzlager kann am oder im Getriebedeckel angeordnet sein.
Der Schmierstoffkanal kann sich vollständig durch die Getriebewelle erstrecken. Die Getriebewelle kann somit als Hohlwelle ausgebildet sein. Die Antriebseinheit kann bspw. als E-Achse ausgebildet sein oder Bestandteil einer E-Achse bilden. Bei dem Schmierstoff kann es sich bspw. um Öl handeln. Die Rotorwelle und die Getriebewelle sind insbesondere koaxial zueinander abgeordnet.
Zur Bereitstellung der Steckerzahnung weist die Rotorwelle an ihrem Innenumfang (axial abschnittsweise) eine Innenverzahnung und die Getriebewelle an ihrem Außenumfang (axial abschnittsweise) eine Außenverzahnung auf. Sind Rotorwelle und Getriebewelle ineinander gesteckt, sind die Außenverzahnung und die Innenverzahnung miteinander im Eingriff. Rotorwelle und Getriebewelle sind somit drehfest miteinander gekoppelt.
Gemäß einer Weiterbildung können sich die Öffnungen entlang der Radialrichtung oder unter einem Winkel zur Radialrichtung vom Innenumfang zum Außenumfang der Rotorwelle erstrecken. Somit ergibt sich eine Förderwirkung durch die auf den Schmierstoff wirkende Zentrifugalkraft bei drehender Rotorwelle bzw. drehender Getriebewelle.
Gemäß einer Weiterbildung können die Öffnungen an der Stirnseite über den Umfang regelmäßig verteilt sein, bspw. in über den Umfang der Rotorwelle gleichen Abständen oder gleichen Winkeln. Dadurch wird ein gleichmäßiges Ausbringen von Schmierstoff begünstigt.
Gemäß einer Weiterbildung können die Öffnungen an der Stirnseite als Nuten ausgebildet sein. Nuten lassen sich bspw. im Vergleich zu Bohrungen einfach ausbilden. Durch die Nuten kommt es nur zu einer vergleichsweise geringen Schwächung der Rotorwelle bzw. des hohlen Abschnitts der Rotorwelle.
Gemäß einer Weiterbildung kann im Getriebe eine Schmierstoff-Abgabestelle zum Einbringen von Schmierstoff in den Schmierstoffkanal der Getriebewelle angeordnet sein. Somit ist eine gezielte Bereitstellung von Schmierstoff möglich. Die Schmierstoff-Abgabestelle kann am von der Rotorwelle abgewandten Ende der Getriebewelle angeordnet sein, bspw. an der Getriebedeckelseite.
Die Schmierstoff-Abgabestelle kann mittels einer Schmierstoff- Abgabeeinrichtung (aktiv oder passiv) mit Schmierstoff gespeist werden. Zur aktiven Beförderung von Schmierstoff kann eine Schmierstoffpumpe vorgesehen sein, die bspw. im Getriebe angeordnet sein kann. Bei Ausführungen ohne Schmierstoffpumpe (passive Sumpf-Schmierung) kann der Schmierstoff durch entsprechende Leitgeometrien (bspw. im Gehäuse ausgebildet) in die Getriebewelle geleitet werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann im Schmierstoffkanal am von der Rotorwelle abgewandten Ende der Getriebewelle eine Schmierstoff-Rückhaltekappe angeordnet sein. Diese verhindert ein Ausfluss von Schmierstoff bzw. Öl am von der Rotorwelle abgewandten Ende der Getriebewelle. Die Schmierstoff- Rückhaltekappe kann ein kreisringförmiges Profil aufweisen. Die Schmierstoff- Rückhaltekappe kann mittig offen ausgebildet sein, bspw. mit einem zentrischen Durchgang, um ein Einbringen von Schmierstoff zu ermöglichen.
Gemäß einer Weiterbildung kann (axial) zwischen der Steckverzahnung und dem axialen (der Getriebewelle zugewandten) Ende der Rotorwelle ein Stützabschnitt ausgebildet sein, in welchem die Rotorwelle (mit einem Innenumfang) und die Getriebewelle (mit einem Außenumfang) aneinander anliegen, wobei im Stützabschnitt an der Getriebewelle und/oder an der Rotorwelle Nuten ausgebildet sind, die sich zwischen der Steckverzahnung und dem axialen Ende der Rotorwelle erstrecken. Nuten im Stützabschnitt begünstigen die Zuführung von Schmierstoff von der Steckverbindung zu den Öffnungen bzw. Nuten in der Stirnseite der Rotorwelle. Die Nuten erstrecken sich insbesondere von der Steckverzahnung zum axialen Ende der Rotorwelle. Im Konkreten können sich die Nuten parallel zur Axialrichtung erstrecken oder zur Axialrichtung bzw. einer Parallelen zur Achsrichtung einen Winkel einschließen.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Getriebewelle durch ein im Getriebegehäuse angeordnetes bzw. im Getriebegehäuse sitzendes Wälzlager hindurch geführt sein, wobei die Rotorwelle mit der (der Getriebewelle zugewandten) Stirnseite mittelbar (bspw. mittels eines auf der Getriebewelle sitzenden Zwischenrings) oder unmittelbar am Innenring des Wälzlagers anliegt. Dadurch kann die Rotorwelle axial abgestützt werden. Die Übertragung einer Relativkraft zwischen Rotorwelle und Getriebewelle, bspw. im Bereich der Steckverzahnung oder des Stützabschnitts, wird somit durch die Abstützung am Innenring vermieden.
Gemäß einer Weiterbildung kann in dem Bereich, in dem die Rotorwelle und die Getriebewelle ineinander gesteckt sind (axiale Überlappung von Rotorwelle und Getriebewelle) ein Radialwellendichtring angeordnet sein, der im Getriebegehäuse sitzt. Der Schmierstoff kann somit zur Schmierung des Radialwellendichtrings eingesetzt werden. Der Schmierstoff kann durch einen Schmierstoffkanal (Ölbohrung) zurück in einen Ölsumpf der Antriebseinheit oder des Getriebes oder durch das Wälzlager hindurch fließen.
Nachfolgend werden mögliche Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht durch eine Antriebseinheit;
Figur 2 einen schematischen und vergrößerten Teilschnitt der
Antriebseinheit aus Figur 1 im Bereich der Getriebewelle; und
Figur 3 eine schematische und perspektivische Ansicht der Rotorwelle der Antriebseinheit aus Figur 1. Die Antriebseinheit für ein Fahrzeug trägt in Figur 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Die Antriebseinheit 10 kann bspw. als E-Achse ausgebildet sein oder Bestandteil einer E-Achse bilden.
Die Antriebseinheit 10 weist eine elektrische Maschine 12 mit einer Rotorwelle 14 und ein Getriebe 16 mit einer Getriebewelle 18 auf. In der elektrischen Maschine 12 können zudem ein Stator und ein mit der Rotorwelle 14 gekoppelter Rotor angeordnet sein, der Rotorkomponenten, bspw. ein Blechpaket mit Wicklungen, aufweist (nicht dargestellt).
Die elektrische Maschine 12 weist ein Gehäuse 20 auf (Motorgehäuse). Am vom Getriebe 16 abgewandten Ende weist die elektrische Maschine 12 bzw. deren Gehäuse 20 im Beispiel ein Lagerschild 22 mit einem Wälzlager 24 auf, in dem die Rotorwelle 14 gelagert ist (vgl. Fig.1). Im Beispiel ist in der elektrischen Maschine 12 keine weitere Lagerung für die Rotorwelle 14 vorgesehen.
Auch das Getriebe 16 weist ein Gehäuse 26 auf (Getriebegehäuse). Das Motorgehäuse 20 und das Getriebegehäuse 26 weisen im Beispiel jeweils eine Trennebene 28, 30 auf, an der das Motorgehäuse 20 und das Getriebegehäuse 26 aneinander anliegen. Die Trennebenen 28, 30 sind im Beispiel jeweils orthogonal zur Mittellängsachse 32 (Axialrichtung 32) der Rotorwelle 14 bzw. der Getriebewelle 18 angeordnet. Alternativ hierzu (nicht dargestellt) können das Motorgehäuse 20 und das Getriebegehäuse 36 zu einem Bauteil, bspw. einem Gehäuse bzw. Systemgehäuse, zusammengefasst sein (keine Trennung an Trennebene 28/30).
Bei der Getriebewelle 18 handelt es sich um eine Getriebe-Eingangswelle. Die Getriebewelle 18 trägt im Beispiel ein Ritzel 34, welches mit weiteren Getrieberädern in Eingriff ist (nicht dargestellt). Das Getriebegehäuse 26 ist im Beispiel mehrteilig ausgebildet und weist einen an das Motorgehäuse angrenzenden Gehäuseabschnitt 36 und einen Getriebedeckel 38 auf.
Die Getriebewelle 18 ist durch zwei Wälzlager 40, 42 im Getriebegehäuse 26 gelagert. Ein Wälzlager 40 ist am oder im Gehäuseabschnitt 36 und ein weiteres Wälzlager 42 am oder im Getriebedeckel 38 angeordnet. Die Rotorwelle 14 und die Getriebewelle 18 sind (axial) ineinander gesteckt und mittels einer Steckverzahnung 44 gekoppelt (vgl. Fig.2). Die Rotorwelle 14 und die Getriebewelle 18 sind koaxial zueinander abgeordnet. In der Getriebewelle 18 ist ein Schmierstoffkanal 46 ausgebildet, der am der Rotorwelle 14 zugewandten Ende (stirnseitig) in einen Innenraum 48 der Rotorwelle 14 mündet, um Schmierstoff für die Steckverzahnung 44 bereitzustellen.
Die Rotorwelle 14 weist am axialen Ende, welches der Getriebewelle 18 zugewandt ist, eine Stirnseite 50 auf, wobei an der Stirnseite 50 eine oder mehrere Öffnungen 52 ausgebildet sind, die sich von einem den Innenraum begrenzenden Innenumfang 54 der Rotorwelle 14 zu deren Außenumfang 56 hin erstrecken (vgl. Fig.2 und 3). Somit ist der Schmierstoffkanal 46 über den Innenraum 48 und die Steckverzahnung 44 mit den Öffnungen 52 strömungsverbunden. Diese Strömungsverbindung führt Schmierstoff vom Schmierstoffkanal 46 in der Getriebewelle 18 zu den stirnseitigen Öffnungen 52 der Rotorwelle 14.
Der Schmierstoffkanal 46 erstreckt sich im Beispiel vollständig durch die Getriebewelle 18 (vgl. Fig.2). Die Getriebewelle 18 ist somit als Hohlwelle ausgebildet. Bei dem Schmierstoff kann es sich bspw. um Öl handeln.
Die Öffnungen 52 erstrecken sich entlang der Radialrichtung oder unter einem Winkel zur Radialrichtung vom Innenumfang 54 zum Außenumfang 56 der Rotorwelle 14. Somit ergibt sich eine Förderwirkung durch die auf den Schmierstoff wirkende Zentrifugalkraft bei drehender Rotorwelle 14 bzw. drehender Getriebewelle 18.
Die Öffnungen 52 sind an der Stirnseite 50 über den Umfang regelmäßig verteilt, bspw. in über den Umfang der Rotorwelle 14 gleichen Abständen oder Winkeln (vgl. Fig.3). Die Öffnungen 52 an der Stirnseite 50 sind als Nuten ausgebildet.
Im Getriebe ist eine Schmierstoff-Abgabeeinrichtung (nicht dargestellt) zum Einbringen von Schmierstoff an einer Schmierstoff-Abgabestelle 60 in den Schmierstoffkanal 46 der Getriebewelle 18 angeordnet (vgl. Fig.2). Die Schmierstoff-Abgabeeinrichtung ist am von der Rotorwelle 14 abgewandten Ende der Getriebewelle 18 angeordnet (Getriebedeckelseite). Die Schmierstoff- Abgabeeinrichtung kann ausgebildet sein wie oben beschrieben.
Im Schmierstoffkanal 46 ist am von der Rotorwelle 14 abgewandten Ende der Getriebewelle 18 eine Schmierstoff-Rückhaltekappe 62 angeordnet. Die Schmierstoff-Rückhaltekappe 62 weist ein kreisringförmiges Profil mit einem zentrischen Durchgang auf (ohne Bezugszeichen).
Axial zwischen der Steckverzahnung 44 und dem axialen (der Getriebewelle 18 zugewandten) Ende der Rotorwelle 14 ist ein Stützabschnitt 64 ausgebildet, in welchem die Rotorwelle 14 mit dem Innenumfang 54 und die Getriebewelle 18 mit einem Außenumfang 66 aneinander anliegen (vgl. Fig.2). Im Stützabschnitt 64 können an der Getriebewelle 18 und/oder an der Rotorwelle 14 Nuten ausgebildet sein (nicht dargestellt), die sich zwischen der Steckverzahnung 44 und dem axialen Ende der Rotorwelle 14 erstrecken. Die Nuten erstrecken sich insbesondere von der Steckverzahnung zum axialen Ende der Rotorwelle, bspw. parallel zur Axialrichtung 32 oder unter einem Winkel zur Axialrichtung bzw. einer Parallelen zur Axialrichtung 32.
Die Getriebewelle 18 ist durch das im Getriebegehäuse 26 angeordnete bzw. sitzende Wälzlager 40 hindurch geführt, wobei die Rotorwelle 14 mit der (der Getriebewelle 18 zugewandten) Stirnseite 50 unmittelbar am Innenring 68 des Wälzlagers 40 anliegt (vgl. Fig.2).
In dem Bereich, in dem die Rotorwelle 14 und die Getriebewelle 18 ineinander gesteckt sind (axiale Überlappung von Rotorwelle 14 und Getriebewelle 18) ist ein Radialwellendichtring 70 angeordnet, der im Getriebegehäuse 26 sitzt. Der Schmierstoff kann somit zur Schmierung des Radialwellendichtrings 70 eingesetzt werden. Der Schmierstoff kann durch einen Schmierstoffkanal (Ölbohrung) zurück in einen Ölsumpf der Antriebseinheit 10 oder des Getriebes 16 oder durch das Wälzlager 40 hindurch fließen (nicht im Einzelnen dargestellt).
Die Strömungsverbindung, entlang der der Schmierstoff gefördert wird, hat bspw. einen haarnadelförmigen oder hin- und hergehenden Verlauf (vgl. Fig.2). Der Schmierstoff wird in den Schmierstoffkanal 46 eingebracht und fließt zum der Rotorwelle 14 zugewandten Ende der Getriebewelle 18. Dort mündet der Schmierstoffkanal 46 in den Innenraum 48 der Rotorwelle 14 (hohler Abschnitt der Rotorwelle), so dass der Schmierstoff in den Innenraum 48 gelangt. Der Schmierstoff wird bei drehender Rotorwelle 14 bzw. Getriebewelle 18 durch die Zentrifugalkraft nach radial außen zur Steckverzahnung 44 geführt. Von dort wird Schmierstoff zu den Öffnungen 52 in der Stirnseite 50 der Rotorwelle 14 geführt.
Dabei verläuft der Schmierstoff ein Stück weit entgegen der Laufrichtung des Schmierstoffs im Schmierstoffkanal 46 der Getriebewelle 18.

Claims

Ansprüche
1. Antriebseinheit (10) für ein Fahrzeug, mit einer elektrischen Maschine (12) mit einer Rotorwelle (14) und einem Getriebe (16) mit einer Getriebewelle (18), dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (14) und die Getriebewelle (18) ineinander gesteckt und mittels einer Steckverzahnung (44) gekoppelt sind, wobei in der Getriebewelle (18) ein Schmierstoffkanal (46) ausgebildet ist, der am der Rotorwelle (14) zugewandten Ende in einen Innenraum (48) der Rotorwelle (14) mündet, um Schmierstoff für die Steckverzahnung (44) bereitzustellen, wobei die Rotorwelle (14) am axialen Ende, welches der Getriebewelle (18) zugewandt ist, eine Stirnseite (50) aufweist, an der eine oder mehrere Öffnungen (52) ausgebildet sind, die sich von einem den Innenraum (48) begrenzenden Innenumfang (54) der Rotorwelle (14) zu deren Außenumfang (56) erstrecken, so dass der Schmierstoffkanal (46) über den Innenraum (48) und die Steckverzahnung (44) mit den Öffnungen (52) strömungsverbunden ist.
2. Antriebseinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Öffnungen (52) entlang der Radialrichtung oder unter einem Winkel zur Radialrichtung vom Innenumfang (54) zum Außenumfang (56) der Rotorwelle (14) erstrecken.
3. Antriebseinheit (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (52) an der Stirnseite (50) über den Umfang regelmäßig verteilt sind.
4. Antriebseinheit (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (52) an der Stirnseite (50) als Nuten ausgebildet sind.
5. Antriebseinheit (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Getriebe (16) eine Schmierstoff-Abgabestelle (60) zum Einbringen von Schmierstoff in den Schmierstoffkanal (46) der Getriebewelle (18) angeordnet ist.
6. Antriebseinheit (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schmierstoffkanal (46) am von der Rotorwelle (14) abgewandten Ende der Getriebewelle (18) eine Schmierstoff- Rückhaltekappe (62) angeordnet ist.
7. Antriebseinheit (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Steckverzahnung (44) und dem axialen Ende der Rotorwelle (14) ein Stützabschnitt (64) ausgebildet ist, in welchem die Rotorwelle (14) und die Getriebewelle (18) aneinander anliegen, wobei im Stützabschnitt (64) an der Getriebewelle (18) und/oder der Rotorwelle (14) Nuten ausgebildet sind, die sich zwischen der Steckverzahnung (44) und dem axialen Ende der Rotorwelle (14) erstrecken.
8. Antriebseinheit (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebewelle (18) durch ein im Getriebegehäuse (26) angeordnetes/sitzendes Wälzlager (40) hindurch geführt ist, wobei die Rotorwelle (14) mit der Stirnseite (50) mittelbar oder unmittelbar am Innenring (68) des Wälzlagers (40) anliegt.
9. Antriebseinheit (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereich, in dem die Rotorwelle (14) und die Getriebewelle (18) ineinander gesteckt sind ein Radialwellendichtring (70) angeordnet ist, der im Getriebegehäuse (26) sitzt.
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