WO2023155947A1 - Elektrisch betreibbarer achsantriebsstrang - Google Patents

Elektrisch betreibbarer achsantriebsstrang Download PDF

Info

Publication number
WO2023155947A1
WO2023155947A1 PCT/DE2023/100022 DE2023100022W WO2023155947A1 WO 2023155947 A1 WO2023155947 A1 WO 2023155947A1 DE 2023100022 W DE2023100022 W DE 2023100022W WO 2023155947 A1 WO2023155947 A1 WO 2023155947A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drive train
axle drive
housing
opening
separator cartridge
Prior art date
Application number
PCT/DE2023/100022
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik ETGES
Dominik Lischowski
Benno DE BROUWER
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Publication of WO2023155947A1 publication Critical patent/WO2023155947A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/027—Gearboxes; Mounting gearing therein characterised by means for venting gearboxes, e.g. air breathers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/001—Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/006—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2304/00—Optimising design; Manufacturing; Testing
    • B60Y2304/07—Facilitating assembling or mounting
    • B60Y2304/072—Facilitating assembling or mounting by preassembled subunits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H2057/02034—Gearboxes combined or connected with electric machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H2057/02039—Gearboxes for particular applications
    • F16H2057/02043—Gearboxes for particular applications for vehicle transmissions
    • F16H2057/02052—Axle units; Transfer casings for four wheel drive

Definitions

  • the present invention relates to an electrically operable axle drive train for a motor vehicle, comprising an electric machine accommodated in an engine housing, and a transmission arrangement accommodated in a transmission housing, the electrical machine and the transmission arrangement forming a structural unit and moving counter to the direction of gravity through the transmission housing extending ventilation channel connects the transmission assembly within the transmission housing with the environment.
  • Electric motors are increasingly being used to drive motor vehicles in order to create alternatives to internal combustion engines that require fossil fuels.
  • Significant efforts have already been made to improve the suitability for everyday use of electric drives and also to be able to offer users the driving comfort they are accustomed to.
  • This article describes a drive unit for an axle of a vehicle, which includes an electric motor that is arranged concentrically and coaxially with a bevel gear differential, with a switchable 2-speed planetary gear set being arranged in the power train between the electric motor and the bevel gear differential, which is also is positioned coaxially to the electric motor or the bevel gear differential or spur gear differential.
  • the drive unit is very compact and allows a good compromise between climbing ability, acceleration and energy consumption due to the switchable 2-speed planetary gear set.
  • Such drive units are also referred to as e-axles or electrically operable drive train.
  • hybrid drive trains are also known.
  • Such drive trains of a hybrid vehicle usually include a combination of an internal combustion engine and an electric motor, and allow - for example in urban areas - a pure electrical mode of operation with sufficient range and availability at the same time, especially for overland journeys.
  • the gears usually provided in the designated electric axles or hybrid modules are usually lubricated with gear oil, which is often also used as cooling oil for the electric machine.
  • gear oil which is often also used as cooling oil for the electric machine.
  • venting or pressure equalization of the engine and/or transmission space to the environment is generally to be provided.
  • the challenge here is to design the ventilation in such a way that, on the one hand, an exchange of air to equalize the pressure in the engine and/or transmission compartment with the environment can be guaranteed without the ventilation leading to an undesired escape of operating materials, e.g. oil from the engine and / or gear room leads.
  • This also poses a challenge insofar as the usually high speeds in such automotive applications favor heavy oil foam or oil mist formation during operation of such a drive system within the engine and/or gear compartment.
  • Air exchange with the environment can be avoided or compensated for by means of appropriately provided vents. Air and vapors enriched with oil should only be filtered when they are released into the atmosphere, so that appropriate filter systems are usually used for this purpose.
  • WO 2011/060 806 A1 discloses a ventilation arrangement for an assembly with components running in lubricant.
  • the ventilation arrangement comprises a housing part, a rotating component which is mounted to rotate about an axis of rotation A relative to the housing part by means of a roller bearing, and a ventilation channel for venting the assembly, with an inner opening of the ventilation channel being arranged axially adjacent to the roller bearing, and with the opening of the ventilation duct at least partially covers the roller bearing in an axial view.
  • WO 2021/ 213 778 A1 discloses a venting device for a drive component in a motor vehicle, the venting device having an access line and a membrane vent with a venting membrane and an exhaust side, the venting device being set up for fluid-conducting connection of an interior of a drive component to an environment surrounding the drive component , wherein the ventilation membrane is arranged in a planned direction of flow from the drive component into the environment surrounding it, downstream of the access line and upstream of the exhaust air side, wherein the access line has an aerosol trap which has a labyrinth for depositing liquid on at least one wall of the labyrinth and that this aerosol trap is designed as a separate component opposite the access line and opposite the membrane vent
  • an electrically operable final drive train for a motor vehicle comprising an electric machine accommodated in an engine housing, and a transmission arrangement accommodated in a transmission housing, the electrical machine and the transmission arrangement forming a structural unit, and moving against the direction of gravity through the Transmission housing extending ventilation duct connects the transmission arrangement within the transmission housing with the environment, wherein in the ventilation duct designed as a component separate from the transmission housing separator cartridge is used, which is configured so that it reduces the flow rate of a hydraulic fluid in the ventilation duct.
  • the ingress of hydraulic fluid into an area of the ventilation duct can be prevented or reduced.
  • hydraulic fluid for example a transmission oil
  • gets into critical areas of the ventilation channel which can be prevented or at least reduced by the separator cartridge.
  • the separator cartridge can ensure that hydraulic fluid is not unintentionally collected in areas of the ventilation channel, which in turn means that the oil level required for operation in the transmission arrangement does not fall unintentionally.
  • the separator cartridge reduces the flow rate of the hydraulic fluid in the ventilation channel and returns the hydraulic fluid to the interior of the transmission arrangement, as a result of which the loss of oil in the transmission arrangement can be prevented or reduced.
  • air can escape to compensate for pressure fluctuations due to temperature changes in the hydraulic fluid in the transmission assembly and to remove the vapors generated during operation.
  • An electrically operable final drive train of a motor vehicle can include at least one electrical machine and at least one transmission arrangement, with the electrical machine and the transmission arrangement preferably each forming a structural unit.
  • the electric axle drive train can also have a first electric machine with a first gear arrangement and a second electric machine and with a second gear arrangement, which in their entirety again form a structural unit.
  • the electrical machine has a motor housing and the transmission has a transmission housing, the structural unit being able to be effected by fixing the transmission arrangement in relation to the electrical machine.
  • This structural unit is sometimes also referred to as the E-axis.
  • the motor housing encloses the electric machine.
  • a motor housing can also accommodate the control and power electronics of the electrical machine.
  • the motor housing can also be part of a cooling system for the electric machine and can be designed in such a way that cooling fluid can be supplied to the electric machine via the motor housing and/or the heat can be dissipated to the outside via the housing surfaces.
  • the motor housing protects the electrical machine and any electronics that may be present from external influences.
  • a motor housing can be formed in particular from a metallic material.
  • the motor housing can be formed from a cast metal material, such as gray cast iron or cast steel. In principle, it is also conceivable to form the motor housing entirely or partially from a plastic.
  • the motor housing can be single-shell or multi-shell, that is, undivided or divided.
  • a gearbox housing is a housing for accommodating a gearbox. It has the task of guiding existing shafts via the bearings and giving the wheels (possibly cam disks) the degrees of freedom they require under all loads without impeding their rotational and possible path movement, as well as absorbing bearing forces and supporting torques.
  • a transmission housing can be single-shell or multi-shell, that is, undivided or divided.
  • the housing is specifically configured to dampen noise and vibration as well as to securely contain lubricant.
  • the motor housing of the electrical machine and/or the transmission housing of the transmission arrangement can/can also each be accommodated in a drive train housing.
  • the drive train housing is preferably formed from a metallic material, particularly preferably from aluminum, gray cast iron or cast steel, in particular by means of a primary shaping process such as casting or die-casting. In principle, however, it would also be possible to form the drive train housing from a plastic.
  • the drive train housing can particularly preferably have a pot-like basic shape, so that the electrical machine and the transmission can be inserted into the drive train housing via the open end face thereof.
  • An electrical machine is used to convert electrical energy into mechanical energy and/or vice versa, and generally includes a stationary part referred to as a stator, stand or armature and a part referred to as a rotor or rotor and arranged movably relative to the stationary part.
  • the electrical machine can be designed as a radial or axial flow machine.
  • axial flow machines are to be preferred.
  • the electrical machine is intended in particular for use within an electrically operable drive train of a motor vehicle.
  • the electric machine is dimensioned in such a way that vehicle speeds of more than 50 km/h, preferably more than 80 km/h and in particular more than 100 km/h can be achieved.
  • the electric motor particularly preferably has an output of more than 30 kW, preferably more than 50 kW and in particular more than 70 kW.
  • the electric machine provides speeds greater than 5,000 rpm, particularly preferably greater than 10,000 rpm, very particularly preferably greater than 12,500 rpm.
  • the electrical machine preferably also has a cooling system.
  • the cooling system is used to dissipate the heat generated by electrical losses within an electrical machine.
  • a cooling system can have cooling ducts within the rotor (rotor cooling duct) and/or stator (stator cooling duct), through which a corresponding cooling medium is guided for the purpose of transporting away the heat.
  • the cooling system is particularly preferably coupled to the transmission arrangement, so that, for example, the oil used to lubricate the transmission arrangement is also used to cool the electric machine.
  • the transmission arrangement of the electrically operable final drive train can be coupled in particular to the electric machine, which is designed to generate a drive torque for the motor vehicle.
  • the drive torque is particularly preferably a main drive torque, so that the motor vehicle is driven exclusively by the drive torque.
  • the gear arrangement is preferably designed as a planetary gear, very particularly preferably as a switchable, in particular two-speed planetary gear. Furthermore, the gear arrangement can alternatively or additionally have a differential gear.
  • a differential gear is a planetary gear with one input and two outputs. It usually has the function of driving two vehicle wheels of a motor vehicle in such a way that they can turn at different speeds in curves, but with the same propulsive force.
  • motor vehicles are land vehicles that are moved by machine power without being tied to railroad tracks.
  • a motor vehicle can be selected, for example, from the group of passenger cars (cars), trucks (lorries), mopeds, light motor vehicles, motorcycles, buses (COM) or tractors.
  • the ventilation duct has a first duct section extending in the direction of gravity, from which a second duct section extends in the radial and axial direction through the transmission housing to the transmission arrangement and the separator cartridge in the second duct section is arranged.
  • the first channel section and the second channel section can have different flow cross sections.
  • the first channel section and/or the second channel section preferably have a circular flow cross section. Furthermore, it is preferred that the first channel section has a shorter flow path than the second channel section.
  • the separator cartridge is made of a plastic, in particular by means of an injection molding process, which on the one hand is favorable in terms of production engineering, but on the other hand also enables weight advantages through the use of a comparatively light material.
  • the separator cartridge is fixed positively and / or non-positively in the ventilation channel, which in particular also simple and inexpensive installation of the separator cartridge in the ventilation duct allowed.
  • the separator cartridge has a cylindrical base body, the interior of which can be flowed through by hydraulic fluid through a first opening in a first end face and through a second opening in a second end face, resulting in a particularly good venting and recirculation of hydraulic fluid can be achieved.
  • a plug is arranged on the second end face, which plug extends out of the base body in the axial direction, the plug having an outlet channel which is connected through the second opening of the second end face to the interior of the base body.
  • the plug is arranged eccentrically to the cylindrical base body.
  • a “poka-yoke” principle can be implemented through the eccentricity, so that the position of the separator cartridge in the ventilation duct is clearly determined.
  • the invention can also be advantageous to further develop the invention such that a diaphragm element is arranged in the interior space, axially offset, in front of the second opening, so that the hydraulic fluid is prevented from flowing axially against the second opening from the interior space.
  • the advantage that can be realized in this way is that the flow rate of the hydraulic fluid can be effectively slowed down within the base body of the separator cartridge.
  • the first opening of the first end face comprises at least two inlet openings, which are arranged in the direction of gravity above a return opening provided in the first end face. In this way it can be achieved that a particularly effective entry of hydraulic fluid into the separator cartridge and exit from it can be provided.
  • the invention can also be advantageously implemented in that radially protruding ribs are formed on the outer lateral surface of the base body, by means of which the separator cartridge is pressed in the ventilation channel, which has proven to be particularly easy to assemble and cost-effective.
  • Figure 1 shows an axle drive train in a perspective axial section view
  • FIG. 2 shows a detailed view of a ventilation channel in a transmission housing in a perspective axial section view
  • FIG. 3 shows a separator cartridge in a perspective view, a front view and a rear view
  • FIG. 4 shows a separator cartridge in an axial section and a top view
  • FIG. 5 shows a motor vehicle with an electrically operable axle drive train in a block diagram.
  • FIG. 1 shows an electrically operable axle drive train 1 for a motor vehicle 2, as is also sketched in FIG. 5 as an example.
  • the final drive train 1 comprises an electric machine 4 accommodated in a motor housing 3 and a transmission arrangement 6 accommodated in a transmission housing 5 , with the electrical machine 4 and the transmission arrangement 6 forming a structural unit 7 .
  • the gear arrangement 6 is a wet-running planetary gear configuration, which is arranged axially directly adjacent to the electric machine 4 .
  • a separator cartridge 9 embodied as a component separate from the transmission housing 5 is inserted in the ventilation duct 8 and is configured in such a way that it reduces the flow rate of a hydraulic fluid 10 in the ventilation duct 8 .
  • the ventilation duct 8 has a first duct section 11 extending in the direction of gravity, from which a second duct section 12 extends in the radial and axial direction through the gear housing 5 to the gear arrangement 6 and the separator cartridge 9 is arranged in the second channel section 12 .
  • the ventilation channel 8 opens in the direction of the transmission arrangement 6 radially above a freewheel device 27 which encloses a first ring gear 28 of the transmission device 6 coaxially.
  • the separator cartridge 9 is explained in more detail below with reference to FIGS. 2-4.
  • the separator cartridge 9 is made of a plastic, in particular by means of an injection molding process, and is fixed in the ventilation channel 8 in a form-fitting and/or force-fitting manner.
  • the separator cartridge 9 has a cylindrical base body 13, the interior space 14 of which can be flowed through by hydraulic fluid 10 through a first opening 20 in a first end face 15 and through a second opening 21 in a second end face 16, which is clearly illustrated in FIGS can be understood.
  • the first opening 20 of the first end face 15 has at least two inlet openings 23 , 24 which are arranged in the direction of gravity above a return opening 25 provided in the first end face 15 .
  • Ribs 26 protruding radially are formed on the outer lateral surface of the base body 13 , by means of which the separator cartridge 9 is pressed in the ventilation channel 8 .
  • a plug 17 is arranged on the second end face 16 and extends out of the base body 13 in the axial direction, with the plug 17 having an outlet channel 18 which connects through the second opening 21 in the second end face 16 to the interior space 14 of the base body 13 connected is.
  • the plug 17 is arranged eccentrically to the cylindrical base body 13 .
  • Hydraulic fluid 10 and air 29 pass through the inlet openings 23, 24 into the interior 14 of the base body 13 of the separator cartridge 9. Hydraulic fluid 10 and air 29 are then distributed in the interior 14 of the separator cartridge 9 during operation of the axle drive train 1. A part of the hydraulic fluid 10 and the air 29 reaches the head space 30 of the separator cartridge 9 via a type of "labyrinth guide", which is defined by the orifice element 19 lying in the direction of flow of the hydraulic fluid 10.
  • the head space 30 is therefore screen element 19, each extending in a radial plane, and the second end face 16 are defined.
  • the diaphragm element 19, which is monolithic with the base body 13, prevents or minimizes the direct inflow of the hydraulic fluid 10 into the second opening 21 of the second end face 16.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug (2), umfassend eine in einem Motorgehäuse (3) aufgenommene elektrische Maschine (4), und eine in einem Getriebegehäuse (5) aufgenommene Getriebeanordnung (6), wobei die elektrische Maschine (4) und die Getriebeanordnung (6) eine bauliche Einheit (7) bilden, und ein sich entgegen der Schwerkraftrichtung durch das Getriebegehäuse (5) erstreckender Entlüftungskanal (8) die Getriebeanordnung (6) innerhalb des Getriebegehäuses (5) mit der Umgebung verbindet, wobei in dem Entlüftungskanal (8) eine als ein vom Getriebegehäuse (5) separates Bauteil ausgebildete Abscheider-Patrone (9) eingesetzt ist, welche so konfiguriert ist, dass sie die Strömungsgeschwindigkeit eines Hydraulikfluids (10) in dem Entlüftungskanal (8) reduziert.

Description

Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstranq
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine in einem Motorgehäuse aufgenommene elektrische Maschine, und eine in einem Getriebegehäuse aufgenommene Getriebeanordnung, wobei die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung eine bauliche Einheit bilden, und ein sich entgegen der Schwerkraftrichtung durch das Getriebegehäuse erstreckender Entlüftungskanal die Getriebeanordnung innerhalb des Getriebegehäuses mit der Umgebung verbindet.
Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.
Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011 , Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist, wobei in dem Leistungsstrang zwischen Elektromotor und Kegelraddifferenzial ein schaltbarer 2-Gang-Planetenradsatz angeordnet ist, der ebenfalls koaxial zu dem E-Motor bzw. dem Kegel-raddifferenzial oder Stirnraddifferential positioniert ist. Die Antriebseinheit ist sehr kompakt aufgebaut und erlaubt aufgrund des schaltbaren 2- Gang-Planetenradsatzes einen guten Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Beschleunigung und Energieverbrauch. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen oder elektrisch betreibbarer Antriebsstrang bezeichnet.
Neben den rein elektrisch betriebenen Antriebssträngen sind auch hybride Antriebsstränge bekannt. Derartige Antriebsstränge eines Hybridfahrzeuges umfassen üblicherweise eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, und ermöglichen - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben.
Bei der Entwicklung der für E-Achsen oder Hybridmodule vorgesehenen elektrischen Maschinen besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran, deren Leistungsdichten zu steigern, so dass der hierzu notwendigen Kühlung insbesondere der elektrischen Maschinen wachsende Bedeutung zukommt. Aufgrund der notwenigen Kühlleistungen haben sich in den meisten Konzepten Hydraulikflüssigkeiten, wie Kühlöle, zum Abtransport von Wärme aus den thermisch beaufschlagten Bereichen einer elektrischen Maschine durchgesetzt.
Die in den bezeichneten E-Achsen oder Hybridmodulen üblicherweise vorgesehenen Getriebe werden in der Regel mit einem Getriebeöl geschmiert, wobei dieses häufig auch als Kühlöl für die elektrische Maschine verwendet wird. Um das Schmiermittel bzw. Kühlöl zuverlässig an die verschiedenen Schmier- bzw. Kühlstellen zu bringen, ist es bekannt, einen hydraulischen Fluidreislauf in der entsprechenden Antriebsvorrichtung auszubilden.
Es ist bei derartigen Antriebsstrangkonfigurationen in der Regel eine Entlüftung bzw. einen Druckausgleich des Motor- und/oder Getrieberaums zur Umgebung vorzusehen. Dabei besteht die Herausforderung, die Entlüftung so zu gestalten, dass zum einen ein Luftaustausch zum Druckausgleich des Motor- und/oder Getrieberaums mit der Umwelt gewährleistet werden kann, ohne dass die Entlüftung zu einem ungewünschten Austritt an Betriebsmitteln, z.B. Öl aus dem Motor- und/oder Getrieberaum führt. Dies stellt auch insoweit eine Herausforderung dar, da durch die üblicherweise hohen Drehzahlen in derartigen automobilen Anwendungen, eine starke Ölschaum- oder Ölnebelbildung im Betrieb eines derartigen Antriebssystems innerhalb des Motor- und/oder Getrieberaums begünstigt wird.
Ferner entstehen aufgrund von Temperaturänderungen des Öls in derartigen
Getrieben von E-Achsen regelmäßig Druckschwankungen, die mittels Luftaustausch mit der Umgebung vermieden bzw. mittels entsprechend vorgesehenen Entlüftern ausgeglichen werden können. Mit Öl angereicherte Luft und Dämpfe sollen dabei möglichst nur gefiltert in die Atmosphäre gelangen, so dass hierzu in der Regel entsprechende Filtersysteme eingesetzt werden.
Aus dem Stand der Technik sind grundsätzlich zahlreiche Möglichkeiten bekannt, Getriebe zu entlüften. Exemplarisch sei hierzu auf die DE102007043462B3, die US4,446,755 oder die DE60024751T2 verwiesen.
WO 2011/ 060 806 A1 offenbart eine Entlüftungsanordnung fuer eine Baugruppe mit in Schmiermittel laufenden Bauteilen. Die Entlüftungsanordnung umfasst ein Gehäuseteil, ein drehendes Bauteil, das mittels eines Waelzlagers um eine Drehachse A gegenüber dem Gehäuseteil drehbar gelagert ist, sowie einen Entlüftungskanal zum Entlüften der Baugruppe, wobei eine innere Mündung des Entlüftungskanals axial benachbart zum Wälzlager angeordnet ist, und wobei die Mündung des Entlüftungskanals das Wälzlager in Axialansicht zumindest teilweise überdeckt.
WO 2021/ 213 778 A1 offenbart eine Entlüftungsvorrichtung für eine Antriebskomponente in einem Kraftfahrzeug, wobei die Entlüftungsvorrichtung eine Zugangsleitung und einen Membranentlüfter mit einer Entlüftungsmembrane sowie eine Abluftseite aufweist, wobei die Entlüftungsvorrichtung zum fluidleitenden Verbinden eines Innenraums einer Antriebskomponente mit einer die Antriebskomponente umgebenden Umwelt eingerichtet ist, wobei die Entlüftungsmembran in einer planmäßigen Strömungsrichtung aus der Antriebskomponente in die diese umgebende Umwelt stromabwärts zu der Zugangsleitung und stromaufwärts zu der Abluftseite angeordnet ist, wobei die Zugangsleitung eine Aerosolfalle aufweist, welche ein Labyrinth zum Ablagern von Flüssigkeit an wenigstens einer Wandung des Labyrinths aufweist und dass diese Aerosolfalle als separates Bauteil gegenüber der Zugangsleitung und gegenüber dem Membranentlüfter ausgebildet ist
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, der die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme vermeidet oder zumindest reduziert und einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug realisiert, der eine sichere Entlüftung des Achsantriebsstrang gewährleistet, ohne dass es zu einem unerwünschten Austritt von Öl aus dem Achsantriebsstrang kommt. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, dass der Achsantriebsstrang kostengünstig in der Herstellung sowie einfach in der Montage ausgeführt ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine in einem Motorgehäuse aufgenommene elektrische Maschine, und eine in einem Getriebegehäuse aufgenommene Getriebeanordnung, wobei die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung eine bauliche Einheit bilden, und ein sich entgegen der Schwerkraftrichtung durch das Getriebegehäuse erstreckender Entlüftungskanal die Getriebeanordnung innerhalb des Getriebegehäuses mit der Umgebung verbindet, wobei in dem Entlüftungskanal eine als ein vom Getriebegehäuse separates Bauteil ausgebildete Abscheider-Patrone eingesetzt ist, welche so konfiguriert ist, dass sie die Strömungsgeschwindigkeit eines Hydraulikfluids in dem Entlüftungskanal reduziert.
Somit kann in dem erfindungsgemäßen Achsantriebsstrang das Eindringen von Hydraulikfluid in einen Bereich des Entlüftungskanals, also beispielsweise vor einem Filtersystem, verhindert bzw. reduziert werden. Je nach Betriebspunkt in der Getriebeanordnung gelangt Hydraulikfluid, beispielsweise ein Getriebeöl, in kritische Bereiche des Entlüftungskanals, was durch die Abscheider-Patrone verhindert oder zumindestens reduziert werden kann. Durch die Abscheider- Patrone kann bewirkt werden, das Hydraulikfluid nicht ungewollt in Bereichen des Entlüftungskanals gesammelt wird, was wiederum dazu führt, dass für den Betrieb notwendige Ölniveau in der Getriebeanordnung nicht unbeabsichtigt sinkt.
Hierdurch kann ein hinreichend hydraulikfluidbeaufschlagter Betrieb der Getriebeanordnung ohne unbeabsichtigt sinkendes Ölniveau sichergestellt werden. Ferner kann durch das verbesserte Zurückhalten von Hydraulikfluid durch die Abscheider-Patrone die Umweltbelastung durch ungewollt austretendes Hydraulikfluid weiter reduziert werden. Die Abscheider-Patrone reduziert die Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikfluids in dem Entlüftungskanal und führt das Hydraulikfluid zurück in den Innenraum der Getriebeanordnung, wodurch der Ölverlust in der Getriebeanordnung verhindert bzw. verringert werden kann. Gleichzeitig kann Luft entweichen, um Druckschwankungen aufgrund von Temperaturänderungen des Hydraulikfluids in der Getriebeanordnung auszugleichen und die beim Betrieb entstehenden Dämpfe abzuführen.
Zunächst werden die technischen Elemente des erfindungsgemäßen Achsantriebsstrangs näher erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausführungsformen aufgezeigt.
Ein elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs kann wenigstens eine elektrische Maschine und wenigstens eine Getriebeanordnung umfassen, wobei die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung bevorzugt jeweils eine bauliche Einheit bilden. Der elektrische Achsantriebsstrang kann auch eine erste elektrische Maschine mit einer ersten Getriebeanordnung sowie eine zweite elektrische Maschine und mit einer zweiten Getriebeanordnung aufweisen, die in ihrer Gesamtheit wieder eine bauliche Einheit ausbilden.
Erfindungsgemäß besitzt die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse, wobei die bauliche Einheit über eine Fixierung der Getriebeanordnung gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet.
Das Motorgehäuse umhaust die elektrische Maschine. Ein Motorgehäuse kann darüber hinaus auch die Steuer- und Leistungselektronik der elektrischen Maschine aufnehmen. Das Motorgehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems für die elektrische Maschine und derart ausgebildet sein, dass Kühlfluid über das Motorgehäuse der elektrischen Maschine zugeführt werden und/oder die Wärme über die Gehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Motorgehäuse die elektrische Maschine sowie die ggf vorhandene Elektronik vor äußeren Einflüssen. Ein Motorgehäuse kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafter Weise kann das Motorgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Grauguss oder Stahlguss geformt sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Motorgehäuse ganz oder teilweise aus einem Kunststoff auszubilden. Das Motorgehäuse kann ein- oder mehrschalig, das heißt, ungeteilt oder geteilt ausgebildet sein.
Ein Getriebegehäuse ist ein Gehäuse zur Aufnahme eines Getriebes. Es hat die Aufgabe, vorhandene Wellen jeweils über die Lager zu führen und den Rädern (eventuell Kurvenscheiben) bei allen Belastungen diejenigen Freiheitsgrade zu gewähren, derer sie bedürfen, ohne sie in der Dreh- und eventuell Bahnbewegung zu behindern, sowie Lagerkräfte und Abstützmomente aufzunehmen.
Ein Getriebegehäuse kann ein- oder mehrschalig, das heißt, ungeteilt oder geteilt ausgebildet sein. Das Gehäuse ist insbesondere konfiguriert, sowohl Geräusche und Vibrationen dämpfen als auch Schmierstoff sicher aufnehmen können.
Das Motorgehäuse der elektrischen Maschine und/oder das Getriebegehäuse der Getriebeanordnung können/kann auch jeweils in einem Antriebsstranggehäuse aufgenommen sein. Das Antriebsstranggehäuse ist bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt. Grundsätzlich wäre es jedoch auch möglich, das Antriebsstranggehäuse aus einem Kunststoff zu bilden. Das Antriebsstranggehäuse kann insbesondere bevorzugt eine topfartige Grundform aufweisen, so dass die elektrische Maschine und das Getriebe über die offene Stirnseite des Antriebsstranggehäuses in dieses eingesetzt werden können.
Eine elektrische Maschine dient zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und umfasst in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich angeordneten Teil. Im Zusammenhang mit der Erfindung kann die elektrische Maschine als Radial- oder Axialflussmaschine ausgebildet sein. Um einen axial besonders kompakt bauende Achsantriebsstrang auszubilden, sind Axialflussmaschinen zu bevorzugen.
Die elektrische Maschine ist insbesondere für die Verwendung innerhalb eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/rnin, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/rnin, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/rnin bereitstellt.
Ferner weist die elektrische Maschine bevorzugt auch ein Kühlsystem auf. Das Kühlsystem dient der Abfuhr der innerhalb einer elektrischen Maschine durch elektrische Verluste erzeugten Wärme. Ein derartiges Kühlsystem kann Kühlkanäle innerhalb von Rotor (Rotorkühlkanal) und/oder Stator (Statorkühlkanal) aufweisen, durch die ein entsprechendes Kühlmedium zwecks Abtransportes der Wärme geführt ist. Besonders bevorzugt ist das Kühlsystem mit der Getriebeanordnung gekoppelt, so dass beispielsweise das zur Schmierung der Getriebeanordnung verwendete Öl auch zur Kühlung der elektrischen Maschine verwendet wird.
Die Getriebeanordnung des elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrangs ist insbesondere mit der elektrischen Maschine koppelbar, welche zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich besonders bevorzugt um ein Hauptantriebsdrehmoment, sodass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment angetrieben wird.
Bevorzugt ist die Getriebeanordnung als ein Planetengetriebe ausgebildet, ganz besonders bevorzugt als ein schaltbares, insbesondere zweigängiges Planetengetriebe. Ferner kann die Getriebeanordnung alternativ oder ergänzend ein Differentialgetriebe aufweisen. Ein Differentialgetriebe ist ein Planetengetriebe mit einem Antrieb und zwei Abtrieben. Es hat üblicherweise die Funktion, zwei Fahrzeugräder eines Kraftfahrzeugs so anzutreiben, dass sie in Kurven unterschiedlich schnell, aber mit gleicher Vortriebskraft drehen können.
Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Entlüftungskanal einen ersten sich in Schwerkraftrichtung erstreckenden Kanalabschnitt aufweist, von dem aus sich ein zweiter Kanalabschnitt in radialer sowie axialer Richtung durch das Getriebegehäuse zur Getriebeanordnung hin erstreckt und die Abscheider-Patrone in dem zweiten Kanalabschnitt angeordnet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass hierdurch eine besonders gute Entlüftung als auch Rückführung des Hydraulikfluids in die Getriebeanordnung ermöglicht werden kann.
Der erste Kanalabschnitt und der zweite Kanalabschnitt können voneinander verschiedene Strömungsquerschnitte aufweisen. Bevorzugt weisen der erste Kanalabschnitt und/oder der zweite Kanalabschnitt einen kreisrunden Strömungsquerschnitt auf. Ferner ist es bevorzugt, dass der erste Kanalabschnitt einen kürzeren Strömungspfad aufweist als der zweite Kanalabschnitt.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Abscheider-Patrone aus einem Kunststoff, insbesondere mittels eines Spritzgussverfahrens, gefertigt ist, was zum einen fertigungstechnisch günstig ist, zum anderen aber auch Gewichtsvorteile durch Verwendung eines vergleichsweise leichten Werkstoffs ermöglicht.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Abscheider-Patrone formschlüssig und/oder kraftschlüssig in dem Entlüftungskanal fixiert ist, was insbesondere auch eine einfache und kostengünstige Montage der Abscheider-Patrone in dem Entlüftungskanal erlaubt.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Abscheider-Patrone einen zylinderförmigen Grundkörper aufweist, dessen Innenraum durch eine erste Öffnung einer ersten Stirnfläche und durch eine zweite Öffnung einer zweiten Stirnfläche hindurch von Hydraulikfluid durchströmbar ist, wodurch sich eine besonders gute Entlüftung wie Rückführung von Hydraulikfluid realisieren lässt.
Erfindungsgemäß ist an der zweiten Stirnfläche ein Stopfen angeordnet , welcher sich in axialer Richtung aus dem Grundkörper heraus erstreckt, wobei der Stopfen einen Ausgangskanal aufweist, der durch die zweite Öffnung der zweiten Stirnfläche hindurch mit dem Innenraum des Grundkörpers verbunden ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass zum einen ein axialer Anschlag der Abscheider-Patrone innerhalb des Entlüftungskanals ausgebildet werden kann, wodurch eine sichere und fehlerfreie Montage beim Einsetzen der Abscheider- Patrone in den Entlüftungskanal begünstigt wird.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Stopfen exzentrisch zum zylinderförmigen Grundkörper angeordnet ist. Hierdurch kann eine weitere Verbesserung der Montagesicherheit erreicht werden, indem durch die Exzentrizität ein „Poka Yoke“-Prinzip verwirklicht werden kann, so dass die Position der Abscheider-Patrone in dem Entlüftungskanal eindeutig bestimmt ist.
Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass in dem Innenraum axial versetzt vor der zweiten Öffnung ein Blendenelement angeordnet ist, so dass eine axiale Anströmung der zweiten Öffnung aus dem Innenraum durch das Hydraulikfluid verhindert ist. Der Vorteil, der sich hierdurch realisieren lässt, ist, dass ein effektives Abbremsen der Fließgeschwindigkeit des Hydraulikfluids innerhalb des Grundkörpers der Abscheider-Patrone erfolgen kann. Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die erste Öffnung der ersten Stirnfläche wenigsten zwei Einlassöffnungen, umfasst, welche in Schwerkraftrichtung oberhalb einer in der ersten Stirnfläche vorgesehenen Rückführöffnung angeordnet sind. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein besonders effektiver Eintritt von Hydraulikfluid in die Abscheider-Patrone und Austritt aus dieser bereitgestellt werden kann.
Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass an der äußeren Mantelfläche des Grundkörpers radial herausstehende Rippen ausgebildet sind, mittels derer die Abscheider-Patrone in dem Entlüftungskanal verpresst ist, was sich als besonders montagefreundlich und kostengünstig erwiesen hat.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigt:
Figur 1 einen Achsantriebsstrang in einer perspektivischen Axialschnittdarstellung,
Figur 2 eine Detailansicht eines Entlüftungskanals in einem Getriebegehäuse in einer perspektivischen Axialschnittansicht,
Figur 3 eine Abscheider-Patrone in einer perspektivischen, einer Frontal- und einer Rückseitenansicht,
Figur 4 eine Abscheider-Patrone in einer Axialschnittdarstellung und einer Aufsicht,
Figur 5 ein Kraftfahrzeug mit einem elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang in einer Blockschaltdarstellung. Die Figur 1 zeigt einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang 1 für ein Kraftfahrzeug 2, wie es exemplarisch auch in der Figur 5 skizziert ist.
Der Achsantriebsstrang 1 umfasst eine in einem Motorgehäuse 3 aufgenommene elektrische Maschine 4 und eine in einem Getriebegehäuse 5 aufgenommene Getriebeanordnung 6, wobei die elektrische Maschine 4 und die Getriebeanordnung 6 eine bauliche Einheit 7 bilden.
Die Getriebeanordnung 6 ist in dem gezeigten Beispiel eine nasslaufende Planetengetriebekonfiguration, welche axial unmittelbar benachbart zu der elektrischen Maschine 4 angeordnet ist.
Ein sich entgegen der Schwerkraftrichtung durch das Getriebegehäuse 5 erstreckender Entlüftungskanal 8 verbindet die Getriebeanordnung 6 innerhalb des Getriebegehäuses 5 mit der Umgebung. In dem Entlüftungskanal 8 ist eine als ein vom Getriebegehäuse 5 separates Bauteil ausgebildete Abscheider-Patrone 9 eingesetzt, welche so konfiguriert ist, dass sie die Strömungsgeschwindigkeit eines Hydraulikfluids 10 in dem Entlüftungskanal 8 reduziert.
Aus der Figur 1 ist ferner ersichtlich, dass der Entlüftungskanal 8 einen ersten sich in Schwerkraftrichtung erstreckenden Kanalabschnitt 11 aufweist, von dem aus sich ein zweiter Kanalabschnitt 12 in radialer sowie axialer Richtung durch das Getriebegehäuse 5 zur Getriebeanordnung 6 hin erstreckt und die Abscheider- Patrone 9 in dem zweiten Kanalabschnitt 12 angeordnet ist.
Der Entlüftungskanal 8 mündet in Richtung der Getriebeanordnung 6 radial oberhalb einer Freilaufeinrichtung 27, welche ein erstes Hohlrad 28 der Getriebeeinrichtung 6 koaxial umschließt.
Die Abscheider-Patrone 9 wird anhand der Figuren 2-4 nachfolgend noch näher erläutert. Die Abscheider-Patrone 9 ist aus einem Kunststoff, insbesondere mittels eines Spritzgussverfahrens, gefertigt und formschlüssig und/oder kraftschlüssig in dem Entlüftungskanal 8 fixiert. Die Abscheider-Patrone 9 weist einen zylinderförmigen Grundkörper 13 auf, dessen Innenraum 14 durch eine erste Öffnung 20 einer ersten Stirnfläche 15 und durch eine zweite Öffnung 21 einer zweiten Stirnfläche 16 hindurch von Hydraulikfluid 10 durchströmbar ist, was sich gut anhand der Figuren 3-4 nachvollziehen lässt. Die erste Öffnung 20 der ersten Stirnfläche 15 besitzt wenigsten zwei Einlassöffnungen 23,24, welche in Schwerkraftrichtung oberhalb einer in der ersten Stirnfläche 15 vorgesehenen Rückführöffnung 25 angeordnet sind. An der äußeren Mantelfläche des Grundkörpers 13 sind radial herausstehende Rippen 26 ausgebildet, mittels derer die Abscheider-Patrone 9 in dem Entlüftungskanal 8 verpresst ist.
An der zweiten Stirnfläche 16 ist ein Stopfen 17 angeordnet, welcher sich in axialer Richtung aus dem Grundkörper 13 heraus erstreckt, wobei der Stopfen 17 einen Ausgangskanal 18 aufweist, der durch die zweite Öffnung 21 der zweiten Stirnfläche 16 hindurch mit dem Innenraum 14 des Grundkörpers 13 verbunden ist. Dabei ist der Stopfen 17 exzentrisch zum zylinderförmigen Grundkörper 13 angeordnet.
Aus der Figur 4 wird ersichtlich, dass in dem Innenraum 14 axial versetzt vor der zweiten Öffnung 21 ein Blendenelement 19 angeordnet ist, so dass eine axiale Anströmung der zweiten Öffnung 21 aus dem Innenraum 14 durch das Hydraulikfluid 10 verhindert ist, was durch die entsprechenden Pfeile angedeutet ist.
Hydraulikfluid 10 und Luft 29 gelangen durch die Einlassöffnungen 23,24 in den Innenraum 14 des Grundkörpers 13 der Abscheider-Patrone 9. Im Innenraum 14 der Abscheider-Patrone 9 wird dann im Betrieb des Achsantriebsstrangs 1 Hydraulikfluid 10 und Luft 29 verteilt. Ein Teil des Hydraulikfluids 10 und der Luft 29 gelangt über eine Art "Labyrinth-Führung", welche durch das in Strömungsrichtung des Hydraulikfluids 10 liegende Blendenelement 19 definiert wird, in den Kopfraum 30 der Abscheider-Patrone 9. Der Kopfraum 30 wird also durch das sich jeweils in einer radialen Ebene erstreckende Blendenelement 19 und der zweiten Stirnfläche 16 definiert. Das Blendenelement 19, das monolithisch mit dem Grundkörper 13 ausgebildet ist, verhindert bzw. minimiert das direkte Einströmen des Hydraulikfluids 10 in die zweite Öffnung 21 der zweiten Stirnfläche 16. Durch die dadurch bewirkte Umlenkung des Fluidstroms an Hydraulikfluid 10 aus einer axialen in eine radiale Richtung, wird das Hydraulikfluid 10 nach unten geleitet, so dass ein Großteil davon wieder über die Rückführöffnung 25 in die Getriebeanordnung 6 gelangt. Luft 29, die aus der Getriebeanordnung 6 geführt werden soll, gelangt über die Öffnung 21 und den Ausgangskanal 18 in den zweiten Kanalabschnitt 12 des Entlüftungskanals 8.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
Bezuqszeichenliste
1 Achsantriebsstrang
2 Kraftfahrzeug
3 Motorgehäuse
4 elektrische Maschine
5 Getriebegehäuse
6 Getriebeanordnung
7 Einheit
8 Entlüftungskanal
9 Abscheider-Patrone
10 Hydraulikfluid
11 Kanalabschnitt
12 Kanalabschnitt
13 Grundkörper
14 Innenraum
15 Stirnfläche
16 Stirnfläche
17 Stopfen
18 Ausgangskanal
19 Blendenelement
20 Öffnung
21 Öffnung
23 Einlassöffnung
24 Einlassöffnung
25 Rückführöffnung
26 Rippen
27 Freilaufeinrichtung
28 Hohlrad
29 Luft
30 Kopfraum

Claims

Patentansprüche Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug
(2), umfassend eine in einem Motorgehäuse
(3) aufgenommene elektrische Maschine (4), und eine in einem Getriebegehäuse (5) aufgenommene Getriebeanordnung (6), wobei die elektrische Maschine
(4) und die Getriebeanordnung (6) eine bauliche Einheit (7) bilden, und ein sich entgegen der Schwerkraftrichtung durch das Getriebegehäuse (5) erstreckender Entlüftungskanal (8) die Getriebeanordnung (6) innerhalb des Getriebegehäuses (5) mit der Umgebung verbindet, wobei in dem Entlüftungskanal (8) eine als ein vom Getriebegehäuse (5) separates Bauteil ausgebildete Abscheider- Patrone (9) eingesetzt ist, welche so konfiguriert ist, dass sie die Strömungsgeschwindigkeit eines Hydraulikfluids (10) in dem Entlüftungskanal (8) reduziert, dadurch gekennzeichnet, dass an einer zweiten Stirnfläche (16) ein Stopfen (17) angeordnet ist, welcher sich in axialer Richtung aus einem Grundkörper (13) heraus erstreckt, wobei der Stopfen (17) einen Ausgangskanal (18) aufweist, der durch eine zweite Öffnung (21) der zweiten Stirnfläche (16) hindurch mit einem Innenraum (14) des Grundkörpers (13) verbunden ist. Achsantriebsstrang (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungskanal (8) einen ersten sich in Schwerkraftrichtung erstreckenden Kanalabschnitt (11) aufweist, von dem aus sich ein zweiter Kanalabschnitt (12) in radialer sowie axialer Richtung durch das Getriebegehäuse
(5) zur Getriebeanordnung (6) hin erstreckt und die Abscheider- Patrone (9) in dem zweiten Kanalabschnitt (12) angeordnet ist. Achsantriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheider-Patrone (9) aus einem Kunststoff, insbesondere mittels eines Spritzgussverfahrens, gefertigt ist. Achsantriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheider-Patrone (9) formschlüssig und/oder kraftschlüssig in dem Entlüftungskanal (8) fixiert ist. Achsantriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheider-Patrone (9) einen zylinderförmigen Grundkörper (13) aufweist, dessen Innenraum (14) durch eine erste Öffnung (20) einer ersten Stirnfläche (15) und durch eine zweite Öffnung (21) einer zweiten Stirnfläche (16) hindurch von Hydraulikfluid (10) durchströmbar ist.
6. Achsantriebsstrang (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (17) exzentrisch zum zylinderförmigen Grundkörper (13) angeordnet ist.
7. Achsantriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Innenraum (14) axial versetzt vor der zweiten Öffnung (21) ein Blendenelement (19) angeordnet ist, so dass eine axiale Anströmung der zweiten Öffnung (21) aus dem Innenraum (14) durch das Hydraulikfluid (10) verhindert ist.
8. Achsantriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung (20) der ersten Stirnfläche (15) wenigsten zwei Einlassöffnungen (23,24) umfasst, welche in Schwerkraftrichtung oberhalb einer in der ersten Stirnfläche (15) vorgesehenen Rückführöffnung (25) angeordnet sind.
9. Achsantriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der äußeren Mantelfläche des Grundkörpers (13) radial herausstehende Rippen (26) ausgebildet sind, mittels derer die Abscheider-Patrone (9) in dem Entlüftungskanal (8) verpresst ist.
PCT/DE2023/100022 2022-02-15 2023-01-13 Elektrisch betreibbarer achsantriebsstrang WO2023155947A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022103479.8 2022-02-15
DE102022103479.8A DE102022103479B3 (de) 2022-02-15 2022-02-15 Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023155947A1 true WO2023155947A1 (de) 2023-08-24

Family

ID=85158369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2023/100022 WO2023155947A1 (de) 2022-02-15 2023-01-13 Elektrisch betreibbarer achsantriebsstrang

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022103479B3 (de)
WO (1) WO2023155947A1 (de)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4446755A (en) 1981-02-20 1984-05-08 Nissan Motor Company, Ltd. Air breather device of an automotive manual transmission
US6253637B1 (en) * 1998-11-20 2001-07-03 Hydro-Gear Limited Partnership Control device for hydrostatic apparatus
DE60024751T2 (de) 1999-10-18 2006-07-06 Honda Giken Kogyo K.K. Getriebeentlüftung
DE102007043462B3 (de) 2007-09-12 2009-02-26 Infiltec Gmbh Be- und Entlüftungsfiltersystem für Getriebe und Verfahren zum Betreiben desselben
WO2011060806A1 (de) 2009-11-23 2011-05-26 Gkn Driveline International Gmbh Entlüftungsanordnung und getriebeanordnung mit einer solchen entlüftungsanordnung
DE102017129586A1 (de) * 2017-12-12 2019-06-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Druckausgleichseinrichtung für ein Getriebegehäuse
DE102019204907A1 (de) * 2019-04-05 2020-10-08 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Nutzfahrzeug mit einem Getriebegehäuse mit Entlüftungsanordnung
WO2021213778A1 (de) 2020-04-21 2021-10-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Entlüftungseinrichtung

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4446755A (en) 1981-02-20 1984-05-08 Nissan Motor Company, Ltd. Air breather device of an automotive manual transmission
US6253637B1 (en) * 1998-11-20 2001-07-03 Hydro-Gear Limited Partnership Control device for hydrostatic apparatus
DE60024751T2 (de) 1999-10-18 2006-07-06 Honda Giken Kogyo K.K. Getriebeentlüftung
DE102007043462B3 (de) 2007-09-12 2009-02-26 Infiltec Gmbh Be- und Entlüftungsfiltersystem für Getriebe und Verfahren zum Betreiben desselben
WO2011060806A1 (de) 2009-11-23 2011-05-26 Gkn Driveline International Gmbh Entlüftungsanordnung und getriebeanordnung mit einer solchen entlüftungsanordnung
DE102017129586A1 (de) * 2017-12-12 2019-06-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Druckausgleichseinrichtung für ein Getriebegehäuse
DE102019204907A1 (de) * 2019-04-05 2020-10-08 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Nutzfahrzeug mit einem Getriebegehäuse mit Entlüftungsanordnung
WO2021213778A1 (de) 2020-04-21 2021-10-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Entlüftungseinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022103479B3 (de) 2023-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012205804B4 (de) Fahrzeug mit einer aktiven, regenerativen Federung
DE102010036884A1 (de) Antriebssystem und Kraftfahrzeug mit einem derartigen Antriebssystem
DE202010001318U1 (de) Elektrische Achsantriebsbaugruppe
EP3973210A1 (de) Doppelgetriebe
DE102022103479B3 (de) Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang
DE102020128710B3 (de) Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang
DE102019123097A1 (de) Hybridmodul
DE102022102139B4 (de) Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang
EP1561051A1 (de) Kraftfahrzeug-antriebsvorrichtung
DE102021111746B3 (de) Welle in einem hybriden- oder vollelektrischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
DE102021106066A1 (de) Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang
DE102020123172A1 (de) Getriebeanordnung und elektrisch betreibbarer Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
DE102022132675B3 (de) Nasslaufendes Kegelraddifferential und elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang
DE102022102854B4 (de) Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang
DE102021103667B4 (de) Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang
DE102021126469A1 (de) Hybrider oder vollelektrisch betreibbarer Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
DE102021109886A1 (de) Hydraulische Fördereinrichtung
DE102021109888A1 (de) Hydraulische Fördereinrichtung
DE102022102844A1 (de) Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang, elektrische Schnittstelle und Verfahren zur Herstellung eines Achsantriebsstrangs
DE102022113288B4 (de) Elektrischer Achsantriebsstrang
DE102022113018B3 (de) Getriebeanordnung mit Stufenplanetenuntersetzung, Differential und elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang
DE102021109887A1 (de) Getriebeanordnung und elektrischer Achsantriebsstrang
WO2023151752A1 (de) Antriebssystem für ein kraftfahrzeug
DE102022114475A1 (de) Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug
DE102020129868A1 (de) Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23702953

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1