WO2023169800A1 - Druckausgleichsmodul und kraftfahrzeugantriebseinheit mit einem solchen druckausgleichsmodul - Google Patents

Druckausgleichsmodul und kraftfahrzeugantriebseinheit mit einem solchen druckausgleichsmodul Download PDF

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WO2023169800A1
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pressure
compensation module
compensation
pressure chamber
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PCT/EP2023/053996
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Bernhard Maier
Markus Daffner
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • H02K2205/09—Machines characterised by drain passages or by venting, breathing or pressure compensating means

Definitions

  • Pressure compensation module and motor vehicle drive unit with such a pressure compensation module are provided.
  • a drive unit for a motor vehicle which has an electric drive machine and a transmission device for transmitting drive forces from this drive machine, which are arranged in a housing device.
  • the invention is described below in connection with a motor vehicle drive unit of an electrically driven motor vehicle; this is not to be understood as a limitation of the invention to this application.
  • the electromechanical energy converter which is provided for driving the motor vehicle (drive machine)
  • the transmission provided for transmitting the drive forces provided by this drive machine are arranged in spatial proximity to one another.
  • Such an arrangement results in two spaces in a common drive housing in which the drive machine and the transmission device are arranged, which are separated from one another by means of a seal, in particular to prevent transmission lubricant from the transmission device into the space in which the drive machine is arranged
  • a seal in particular to prevent transmission lubricant from the transmission device into the space in which the drive machine is arranged
  • a pressure compensation module in the sense of the invention is to be understood as a device which, at least in a certain area, equalizes the pressure or equalizes the pressure between two spaces, in particular two partial spaces, which are delimited from one another, in particular at least by means of a seal a machine housing.
  • These two subspaces can be arranged geometrically, in particular, directly adjacent to one another, or they can be spaced apart from one another and not directly adjacent.
  • the pressure compensation module has a first pressure chamber.
  • a pressure chamber is to be understood as meaning a housing area of the pressure compensation module with an interior space.
  • a first displacement device is accommodated at least in sections or preferably completely in this first pressure chamber.
  • This first displacement device has a first internal displacement volume.
  • the pressure compensation module also has a second pressure chamber and in this second pressure chamber a second displacement device with a second displacement internal volume is arranged, wherein the first and second displacement devices can be designed as identical parts or can preferably be designed as two different components .
  • these displacement devices are each accommodated in the pressure chambers (first displacement device, first pressure chamber / second displacement device, second pressure chamber) and so there is a first gap in the first pressure chamber between this and the first displacement device, because this does not completely, at least not permanently, completely cover the first pressure chamber , fills in. Furthermore, in the second pressure chamber there is a second gap between this and the second displacement device because it does not completely, at least not permanently, fill the second pressure chamber and a gap between the first pressure chamber and the first displacement device is to be understood as the first compensation volume and where a space between the second pressure chamber and the second displacement device is to be regarded as a second compensation volume.
  • the first compensation volume is fluidly connected to a first compensation connection with an environment surrounding the first pressure chamber, wherein the first compensation connection can be designed as a recess in the first pressure chamber, so that air from the environment surrounding the first pressure chamber into the first Pressure chamber and thus can enter and exit the first compensation volume.
  • the second compensation volume is connected in a fluid-conducting manner with a second compensation connection to an environment surrounding the second pressure chamber and air can thus flow in and out of an environment surrounding the second pressure chamber into it and thus into the second compensation volume.
  • first internal displacement volume is connected to the second compensation volume in a fluid-conducting manner with a first internal volume connection or can be at least temporarily connected to it
  • second internal displacement volume is connected to the first compensation volume in a fluid-conducting manner with a second internal volume connection or can be at least temporarily connected to it.
  • pressure compensation can be achieved with the pressure compensation module, because as far as a pressure acting on the second compensation connection and thus a pressure prevailing in the second compensation volume is greater than a pressure effective on the first compensation connection and thus a pressure effective in the first compensation volume, the pressure expands second displacement device and reduces the second compensation volume, or the first displacement device contracts and the first compensation volume increases; for the reversed pressure conditions, a correspondingly reversed behavior occurs.
  • the mutual influence can be additionally influenced via the expansion behavior of the displacement devices relative to one another.
  • At least one of the two displacement devices, or both has a bellows.
  • This at least one bellows is designed in such a way that its size changes under the pressure conditions for which it is designed, resulting in the behavior explained above.
  • Such a bellows surrounds or encloses a certain volume, which changes accordingly as the size of the bellows changes and this volume located in the bellows is to be understood as the respective internal displacement volume.
  • a bellows is known from technology as a device for changing its volume and in particular its internal volume, so that an operationally reliable pressure compensation module can be represented using at least one bellows.
  • At least one of the two displacement devices or both i.e. an expandable storage bladder, is designed or has such an expandable storage bladder as a component.
  • an expandable storage bladder preferably encloses a certain volume, which changes as the storage bladder expands; this can be understood as the internal displacement volume.
  • a design with an expandable storage bladder opens up a lot of scope for the design of the pressure chamber in which it is accommodated.
  • the pressure compensation module has a venting device.
  • the venting device is arranged on the pressure compensation module in such a way that venting of at least one of the two compensation volumes (first compensation volume, second compensation volume) is possible.
  • at least one of the compensation volumes is connected in a fluid-conducting manner to the environment surrounding the pressure compensation module by means of the venting device.
  • a motor vehicle drive unit i.e. a unit for providing drive power (speed, torque) for overcoming driving resistances (acceleration resistance, gradient resistance, air resistance, frictional resistance) of a motor vehicle, preferably a passenger vehicle, which this motor vehicle drive unit is intended to drive.
  • the motor vehicle drive unit in particular has an electromechanical energy converter, which can be viewed as an electric drive machine.
  • this electric drive machine is intended for converting electrical power (voltage, current) into mechanical power (speed, torque).
  • the electric drive machine is structurally arranged in an electric motor housing interior and is therefore at least partially or at least essentially surrounded by a housing.
  • a traction gear is provided to adjust the drive power (speed, torque) delivered by the electric drive machine.
  • the traction transmission is connected to the electric drive machine by at least one drive shaft for power transmission.
  • the traction transmission is structurally arranged in a traction transmission interior or is at least substantially accommodated in it. Further preferably, this electric motor housing interior and this traction transmission interior are arranged in a common drive machine housing device, with these two interior spaces being essentially separated from one another by at least one transmission wall.
  • the traction transmission has lubrication or cooling by means of a preferably liquid medium, preferably with a transmission lubricant. Electrical is also preferred
  • the drive machine is arranged completely or partially in a drying room or has a cooling or lubricating system that is separate from the traction transmission.
  • a separation of the electric motor housing interior and the traction transmission interior must be provided, in particular to prevent lubricant from transferring from the traction transmission into to prevent the electric drive machine and furthermore a pressure difference between these two spaces must be avoided or reduced, since excess pressure in the traction gear interior compared to the electric motor housing interior can promote lubricant transfer. Due to the lubrication of the traction gear, the traction gear interior can be viewed as a so-called wet space and the electric motor housing interior can also be viewed as a so-called dry space.
  • the electric motor housing interior can be arranged immediately adjacent to the traction transmission interior or, more preferably, the (dry) electric motor housing interior can, in particular in an embodiment in which at least one rotor or a stator of the electric drive machine or both can be temperature-controlled with a liquid medium during operation of the electric drive machine, to the traction transmission interior spaced apart and not directly adjacent to it, in particular live or power electronic components can be arranged in this (dry) electric motor housing interior.
  • a pressure compensation module in this motor vehicle drive unit, wherein the first compensation volume is fluidly connected to the electric motor housing interior or can be at least temporarily connected to it, and the second compensation volume is fluidly connected to the traction transmission interior or is at least temporarily connectable to it.
  • the two rooms are not connected to one another by the pressure compensation module in a way that enables media exchange via the pressure compensation module between the two rooms rather, these spaces remain fluidly separated from each other, in particular by the pressure compensation module.
  • the pressure compensation module is arranged at least in sections or completely in the traction transmission interior or in the electric motor housing interior.
  • the pressure compensation module is accommodated in a housing wall, which separates the electric motor housing interior from the traction transmission interior, at least in sections.
  • a particularly small space requirement can be achieved, since the pressure compensation module is accommodated in the common housing device of the electric drive machine and traction transmission.
  • the pressure compensation module is arranged completely outside the traction transmission interior and the electric motor housing interior.
  • the pressure compensation module is arranged at least partially or preferably completely on an outer surface of a common housing device in which both the electric drive machine and the traction transmission are accommodated. Particularly in such a configuration, the pressure compensation module is easily accessible and can be easily maintained or replaced.
  • Fig.2 a schematic electric motor vehicle drive unit with a pressure compensation module arranged on the outside.
  • FIG. 14 A greatly simplified motor vehicle drive unit is shown in FIG.
  • the electric drive machine (not shown) is arranged in the electric motor housing interior (EMA) and the traction gearbox (not shown) is arranged in the traction gearbox interior (GBX).
  • EMA electric motor housing interior
  • GBX traction gearbox interior
  • the pressure compensation module has the first pressure chamber 1 and the second pressure chamber 2.
  • the first displacement device 3, which is designed as a bellows device, is arranged in the first pressure chamber 1.
  • the second pressure chamber 2 has the second displacement device 4, which is also designed as a bellows device.
  • the first displacement device 3 has the first displacement internal volume 5, or is included in the first displacement device 3.
  • the second internal displacement volume 6 is included in the second displacement device 4.
  • the space in the first pressure chamber 1 between this and the first displacement device 3 can be understood as the first compensation volume 7. Functionally, in an operating state in which the pressure in this first compensation volume 7 is lower than the pressure in the first displacement internal volume 5, the first displacement device 3 expands until pressure equalization occurs again or the first displacement device 3 is no longer able to expand .
  • the space in the second pressure chamber 2 between this and the second displacement device 4 can be understood as a second compensation volume 8. Functionally, in an operating state in which the pressure in this second compensation volume 8 is lower than the pressure in the second internal displacement volume 6, the second displacement device 4 expands until pressure equalization occurs again or the second displacement device 4 is no longer able to expand .
  • the first pressure chamber 1 is fluidly connected to the electric motor housing interior EMA via the first compensation port 9
  • the first displacer internal volume 5 is fluidly connected to the traction gear interior GBX via the first interior volume port 11, this connection occurs via the second pressure chamber 2 and the second compensation port 10.
  • the second Pressure chamber 2 is fluidly connected to the traction transmission interior GBX via the second compensation connection 10
  • the second displacement internal volume 6 is fluidly connected to the electric motor housing interior EMA via the second interior volume connection 12, this connection occurs via the first pressure chamber 1 and the first compensation connection 9.
  • the traction transmission interior GBX or the electric motor housing interior EMA enables pressure equalization between these two subspaces (EMA, GBX) without connecting them to one another in a fluid-conducting manner.
  • the pressure compensation module with the two pressure chambers 1, 2 is completely accommodated in the motor vehicle drive housing and thus enables a space-saving structure.
  • FIG. 2 shows a very simplified motor vehicle drive unit, which has a modified embodiment of the invention compared to the embodiment shown in FIG.
  • the electric drive machine (not shown) is arranged in the electric motor housing interior (EMA) and the traction gearbox (not shown) is arranged in the traction gearbox interior (GBX).
  • EMA electric motor housing interior
  • GBX traction gearbox interior
  • pressure differences can arise during operation, which must be equalized as far as possible without media transfer from one of these subspaces (EMA, GBX) to the other.
  • the pressure compensation module which, unlike the previously explained embodiment, is arranged on the outside of the motor vehicle drive unit. However, the pressure compensation module still has the first pressure chamber 1 and the second pressure chamber 2.
  • the second pressure chamber 2 has the second displacement device 4, which is also designed as a bellows device.
  • the first displacement device 3 has the first displacement internal volume 5, or is included in the first displacement device 3. Furthermore, the second internal displacement volume 6 is included in the second displacement device 4.
  • the space in the first pressure chamber 1 between this and the first displacement device 3 can be understood as the first compensation volume 7. Functionally, in an operating state in which the pressure in this first compensation volume 7 is lower than the pressure in the first displacement internal volume 5, the first displacement device 3 expands until pressure equalization occurs again or the first displacement device 3 is no longer able to expand .
  • the space in the second pressure chamber 2 between this and the second displacement device 4 can be understood as a second compensation volume 8. Functionally, in an operating state in which the pressure in this second compensation volume 8 is lower than the pressure in the second internal displacement volume 6, the second displacement device 4 expands until pressure equalization occurs again or the second displacement device 4 is no longer able to expand.
  • the first pressure chamber 1 is fluidly connected to the electric motor housing interior EMA via the first compensation port 9
  • the first displacer internal volume 5 is fluidly connected to the traction gear interior GBX via the first interior volume port 11, this connection occurs via the second pressure chamber 2 and the second compensation port 10.
  • the second Pressure chamber 2 is fluidly connected to the traction transmission interior GBX via the second compensation connection 10
  • the second displacement internal volume 6 is fluidly connected to the electric motor housing interior EMA via the second interior volume connection 12, this connection occurs via the first pressure chamber 1 and the first compensation connection 9.
  • the traction transmission interior GBX or the electric motor housing interior EMA enables pressure equalization between these two subspaces (EMA, GBX) without connecting them to one another in a fluid-conducting manner. Furthermore, the pressure compensation module has a venting device 13, which vents the traction transmission interior GBX with the environment.
  • an embodiment is proposed, which can be designed essentially like the embodiment shown in Figure 2.
  • This additional embodiment (not shown) of the invention can be understood as an “integrated” embodiment, because in this embodiment several functions are combined in one device, i.e. in the device to be understood as an integrated pressure compensation module; in particular, in this integrated pressure compensation module, ventilation and Pressure compensation functions for the motor vehicle drive unit combined.
  • These functions are in particular a pressure equalization function between the electric motor housing interior and the traction gearbox interior, as well as a ventilation function for at least one of these rooms (traction gearbox interior, electric machine housing interior) or both.
  • At least one venting element can be included in the integrated pressure compensation module explained, preferably this venting element is designed as a so-called IPX7 gear vent or preferably this is designed as a standard gear vent.
  • a structure of the pressure compensation module that is adapted, in particular to spatial requirements, is made possible, in particular by a modular structure of the same.
  • at least one line for guiding a media flow is accommodated in a housing wall of the pressure compensation module or this line is formed integrally therein.
  • the necessary functions can be implemented in a small installation space.

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Abstract

Druckausgleichsmodul mit einer ersten Druckkammer (1), in welcher eine erste Verdrängereinrichtung (3) mit einem ersten Verdrängerinnenvolumen (5) angeordnet ist und mit einer zweiten Druckkammer (2), in welcher eine zweite Verdrängereinrichtung (4) mit einem zweiten Verdrängerinnenvolumen (6) angeordnet ist und wobei ein Zwischenraum zwischen der ersten Druckkammer (1) und der ersten Verdrängereinrichtung (3) als erstes Ausgleichsvolumen (7) aufzufassen ist und wobei ein Zwischenraum zwischen der zweiten Druckkammer (2) und der zweiten Verdrängereinrichtung (4) als zweites Ausgleichsvolumen (8) aufzufassen ist, wobei das erste Ausgleichsvolumen (7) mit einem ersten Ausgleichsanschluss (9) mit einer die erste Druckkammer (1) umgebenden Umgebung fluidleitend verbunden ist und wobei das zweite Ausgleichsvolumen (8) mit einem zweiten Ausgleichsanschluss (10) mit einer die zweite Druckkammer (2) umgebenden Umgebung fluidleitend verbunden ist und wobei das erste Verdrängerinnenvolumen (5) mit einem ersten Innenvolumenanschluss (11) fluidleitend mit dem zweiten Ausgleichsvolumen (8) verbunden ist und wobei das zweite Verdrängerinnenvolumen (6) mit einem zweiten Innenvolumenanschluss (12) fluidleitend mit dem ersten Ausgleichsvolumen (7) verbunden ist.

Description

Druckausgleichsmodul und Kraftfahrzeugantriebseinheit mit einem solchen Druckausgleichsmodul
Aus der DE 10 2012 220 368 A1 ist eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug bekannt, welche eine elektrische Antriebsmaschine und eine Getriebeeinrichtung zum Übertragen von Antriebskräften von dieser Antriebsmaschine aufweist, welche in einer Gehäuseeinrichtung angeordnet sind.
Nachfolgend ist die Erfindung im Zusammenhang mit einer Kraftfahrzeugantriebseinheit eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs beschrieben, dies ist nicht als eine Einschränkung der Erfindung auf diese Anwendung zu verstehen. In Kraftfahrzeugen mit elektrifiziertem Antrieb wird der elektromechanische Energiewandler, welcher zum Antrieb des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist (Antriebsmaschine), und das zum Übertragen der von dieser Antriebsmaschine bereitgestellten Antriebskräfte vorgesehene Getriebe in räumlicher Nähe zueinander angeordnet. Durch eine solche Anordnung ergeben sich in einem gemeinsamen Antriebsgehäuse, in welchem die Antriebsmaschine und die Getriebeeinrichtung angeordnet sind, zwei Räume, die mittels einer Dichtung voneinander getrennt sind, um insbesondere einen Übertritt von Getriebeschmierstoff aus der Getriebeeinrichtung in den Raum, in welchem die Antriebsmaschine angeordnet ist, im Betrieb des Antriebseinheit, Druckunterschiede, welche diese Dichtung belasten.
Vor dem dargelegten Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Druckausgleichsfunktion zu ermöglichen, ohne dabei die beiden relevanten Räume fluidisch miteinander zu verbinden, diese Aufgabe wird durch ein Druckausgleichsmodul gemäß Patentanspruch 1 gelöst, sowie durch eine Kraftfahrzeugantriebseinheit mit einem solchen Druckausgleichsmodul, zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die Erfindung betrifft ein Druckausgleichsmodul, dabei ist unter einem Druckausgleichsmodul im Sinn der Erfindung eine Vorrichtung zu verstehen, welche wenigstens in einem bestimmten Bereich einen Druckausgleich, beziehungsweise eine Druckangleichung, zwischen zwei, insbesondere gegeneinander wenigstens mittels einer Dichtung, abgegrenzten Räumen, insbesondere zwei Teilräumen in einem Maschinengehäuse, zu ermöglichen. Diese beiden Teilräume können geometrisch insbesondere unmittelbar zueinander benachbart angeordnet sein oder voneinander beabstandet und nicht unmittelbar benachbart sein.
Zum Bereitstellen dieser Funktionalität, weist das Druckausgleichsmodul eine erste Druckkammer auf. Im Sinne der Erfindung ist unter einer Druckkammer ein Gehäusebereich des Druckausgleichsmoduls mit einem Innenraum zu verstehen. Weiter ist in dieser ersten Druckkammer eine erste Verdrängereinrichtung wenigstens abschnittsweise oder vorzugsweise vollständig aufgenommen. Diese erste Verdrängereinrichtung weist ein erstes Verdrängerinnenvolumen auf. Zusätzlich zu der ersten Druckkammer weist das Druckausgleichsmodul auch eine zweite Druckkammer auf und in dieser zweiten Druckkammer ist eine zweite Verdrängereinrichtung mit einem zweiten Verdrängerinnenvolumen angeordnet, wobei die erste und die zweite Verdrängereinrichtung als Gleichteile ausgebildet sein können oder vorzugsweise als zwei sich unterscheidende Bauteile ausgebildet sein können.
Bildlich sind diese Verdrängereinrichtungen jeweils in den Druckkammern aufgenommen (erste Verdrängereinrichtung erste Druckkammer / zweite Verdrängereinrichtung zweite Druckkammer) und so ergibt sich in der ersten Druckkammer ein erster Zwischenraum zwischen dieser und der ersten Verdrängereinrichtung, weil diese die erste Druckkammer nicht vollständig, wenigstens nicht dauerhaft vollständig, ausfüllt. Weiter ergibt sich in der zweiten Druckkammer ein zweiter Zwischenraum zwischen dieser und der zweiten Verdrängereinrichtung, weil diese die zweite Druckkammer nicht vollständig, wenigstens nicht dauerhaft vollständig, ausfüllt und wobei ein Zwischenraum zwischen der ersten Druckkammer und der ersten Verdrängereinrichtung als erstes Ausgleichsvolumen aufzufassen ist und wobei ein Zwischenraum zwischen der zweiten Druckkammer und der zweiten Verdrängereinrichtung als zweites Ausgleichsvolumen aufzufassen ist.
Weiter ist das erste Ausgleichsvolumen mit einem ersten Ausgleichsanschluss mit einer die erste Druckkammer umgebenden Umgebung fluidleitend verbunden, wobei der erste Ausgleichsanschluss als eine Ausnehmung in der ersten Druckkammer ausgebildet sein kann, so dass Luft, aus der die erste Druckkammer Umgebenden Umwelt in die erste Druckkammer und damit in das erste Ausgleichsvolumen ein- und austreten kann. Weiter ist das zweite Ausgleichsvolumen mit einem zweiten Ausgleichsanschluss mit einer die zweite Druckkammer umgebenden Umgebung fluidleitend verbunden und wobei so Luft aus einer die zweite Druckkammer umgebenden Umwelt in diese und damit in das zweite Ausgleichsvolumen ein- und ausströmen kann.
Weiter ist das erste Verdrängerinnenvolumen mit einem ersten Innenvolumenanschluss fluidleitend mit dem zweiten Ausgleichsvolumen verbunden oder wenigstens zeitweise mit diesem verbindbar und weiter ist das zweite Verdrängerinnenvolumen mit einem zweiten Innenvolumenanschluss fluidleitend mit dem ersten Ausgleichsvolumen verbunden oder wenigstens zeitweise mit diesem verbindbar. Insbesondere mittels einer solchen Ausgestaltung ist mit dem Druckausgleichsmodul ein Druckausgleich erreichbar, denn soweit ein auf den zweiten Ausgleichsanschluss wirksamer Druck und damit ein im zweiten Ausgleichsvolumen herrschender Druck größer ist als ein am ersten Ausgleichsanschluss und damit ein im ersten Ausgleichsvolumen wirksamer Drucke, so dehnt sich die zweite Verdrängereinrichtung aus und verringert das zweite Ausgleichsvolumen, beziehungsweise zieht sich die erste Verdrängereinrichtung zusammen und es vergrößert sich das erste Ausgleichsvolumen, für die umgekehrten Druckverhältnisse stellt sich ein entsprechend umgekehrtes Verhalten ein. Weiter vorzugsweise kann die gegenseitige Beeinflussung über das Dehnungsverhalten der Verdrängereinrichtungen zueinander zusätzlich beeinflusst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist wenigstens eine der beiden Verdrängereinrichtungen oder beide, einen Faltenbalg auf. Dieser wenigstens eine Faltenbalg ist dabei so ausgestaltet, dass dieser bei den Druckverhältnissen, auf welche dieser ausgelegt ist, seine Größe verändert und es so zum oben erläuterten Verhalten kommt. Ein derartiger Faltenbalg umgibt oder schließt ein bestimmtes Volumen ein, welches sich mit Größenänderung des Faltenbalg entsprechend verändert und weiter ist dieses jeweils im Faltenbalg liegende Volumen als das jeweilige Verdrängerinnenvolumen aufzufassen. Insbesondere ein Faltenbalg ist aus der Technik als eine Einrichtung zu Änderung seines Volumens und insbesondere seines Innenvolumens bekannt, so dass unter Verwendung wenigstens eines Faltenbalgs ein betriebssicheres Druckausgleichsmodul darstellbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass wenigstens eine der beiden Verdrängereinrichtungen oder beide, also eine dehnbare Speicherblase ausgebildet ist oder eine solche dehnbare Speicherblase als Bestandteil aufweist. Weiter vorzugsweise umschließt eine solche dehnbare Speicherblase ein bestimmtes Volumen, welches sich mit Dehnung der Speicherblase verändert, dieses kann als Verdrängerinnenvolumen aufgefasst werden. Insbesondere eine Ausgestaltung mit einer dehnbaren Speicherblase eröffnet einen großen Spielraum für die Gestaltung der Druckkammer, in welcher diese aufgenommen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Druckausgleichsmodul eine Entlüftereinrichtung auf. Die Entlüftereinrichtung ist dabei derart an dem Druckausgleichsmodul angeordnet, dass eine Entlüftung wenigstens eines der beiden Ausgleichsvolumina (erstes Ausgleichsvolumen, zweites Ausgleichsvolumen) ermöglicht ist. Vorzugsweise ist mittels der Entlüftereinrichtung wenigstens eines der Ausgleichvolumina fluidleitend mit der das Druckausgleichsmodul umgebenden Umgebung verbunden.
Weiter ist eine Kraftfahrzeugantriebseinheit vorgeschlagen, also eine Einheit zum Bereitstellen von Antriebsleistung (Drehzahl, Drehmoment) zum Überwinden von Fahrwiderständen (Beschleunigungswiderstand, Steigungswiderstand, Luftwiderstand, Reibungswiderstand) eines Kraftfahrzeugs, vorzugsweise eines Personenkraftfahrzeugs, zu dessen Antrieb diese Kraftfahrzeugantriebseinheit vorgesehen ist. Die Kraftfahrzeugantriebseinheit weist insbesondere einen elektromechanischen Energiewandler auf, welcher als elektrischen Antriebsmaschine aufgefasst werden kann. Insbesondere ist diese elektrische Antriebsmaschine zum Umwandeln von elektrischer Leistung (Spannung, Strom) in mechanische Leistung (Drehzahl, Drehmoment) vorgesehen. Die elektrische Antriebsmaschine ist baulich in einem Elektromotorgehäuseinnenraum angeordnet und somit wenigstens abschnittsweise oder doch wenigstens im Wesentlichen von einem Gehäuse umgeben. Zum Anpassen der von der elektrischen Antriebsmaschine abgegebenen Antriebsleistung (Drehzahl, Drehmoment) ist ein Traktionsgetriebe vorgesehen. Weiter ist das Traktionsgetriebe zu Leistungsübertragung wenigstens mit einer Antriebswelle mit der elektrischen Antriebsmaschine verbunden.
Das Traktionsgetriebe ist baulich in einem Traktionsgetriebeinnenraum angeordnet beziehungsweise wenigstens im Wesentlichen in diesem aufgenommen. Weiter vorzugsweise sind dieser Elektromotorgehäuseinnenraum und dieser Traktionsgetriebeinnenraum in einer gemeinsamen Antriebsmaschinengehäuseeinrichtung angeordnet, wobei diese beiden Innenräume durch wenigstens eine Getriebewandung im Wesentlichen voneinander abgetrennt sind. Insbesondere das Traktionsgetriebe weist eine Schmierung beziehungsweise Kühlung mittels eines vorzugsweise flüssigen Mediums auf, vorzugsweise mit einem Getriebeschmierstoff. Weiter vorzugweise ist die elektrische Antriebsmaschine vollständig oder teilweise in einem Trockenraum angeordnet oder weist einen gegenüber dem Traktionsgetriebe getrennten Kühl- beziehungsweise Schmierhaushalt auf. Insbesondere bei einer Konstellation in welcher das Traktionsgetriebe mittels eines flüssigen Getriebeschmierstoffs versorgt ist und bei welcher die elektrische Antriebsmaschine davon abweichend oder nicht mit einem flüssigen Schmierstoff versorgt ist, ist einerseits eine Trennung des Elektromotorgehäuseinnenraum und des Traktionsgetriebeinnenraums vorzusehen, insbesondere um einen Schmiermittelübertritt aus dem Traktionsgetriebe in die elektrische Antriebsmaschine zu verhindern und weiter ist ein Druckunterschied zwischen diesen beiden Räumen zu vermeiden beziehungsweise zu verringern, da ein Überdruck im Traktionsgetriebeinnenraum gegenüber dem Elektromotorgehäuseinnenraum einen Schmiermittelübertritt begünstigen kann. Der Traktionsgetriebeinnenraum kann aufgrund der Schmierung des Traktionsgetriebes als solgenannter Nassraum aufgefasst werden und weiter kann der Elektromotorgehäuseinnenraum als sogenannter Trockenraum aufgefasst werden. Der Elektromotorgehäuseinnenraum kann unmittelbar benachbart zum Traktionsgetriebeinnenraum angeordnet sein oder weiter vorzugsweise kann der (trockene) Elektromotorgehäuseinnenraum, insbesondere bei einer Ausführungsform, bei welcher wenigstens ein Rotor oder ein Stator der elektrischen Antriebsmaschine oder beide mit einem flüssigen Medium im Betrieb dieser temperiert werden können, zum Traktionsgetriebeinnenraum beabstandet und nicht unmittelbar benachbart zu diesem angeordnet sein, insbesondere können in diesem (trockenen) Elektromotorgehäuseinnenraum spannungsführende beziehungsweise leistungselektronische Bauteile angeordnet sein.
Weiter ist es vorgeschlagen, ein Druckausgleichsmodul bei dieser Kraftfahrzeugantriebseinheit vorzusehen, wobei das erste Ausgleichsvolumen fluidleitend mit dem Elektromotorgehäuseinnenraum verbunden ist oder wenigstens zeitweise mit diesem verbindbar ist und wobei das zweite Ausgleichsvolumen fluidleitend mit dem Traktionsgetriebeinnenraum verbunden ist oder wenigstens zeitweise mit diesem verbindbar ist. Insbesondere eine solche Ausgestaltung führt bei einem im Traktionsgetriebeinnenraum herrschenden Druck (PGBX) welcher größer ist als der im Elektromotorgehäuseinnenraum herrschende Druck (PEMA) ZU einer Ausdehnung der ersten Verdrängereinrichtung, einer Verkleinerung der zweiten Verdrängereinrichtung und damit einer Verringerung des Druckunterschieds zwischen diesen beiden Räumen, wobei die beiden Räumen durch das Druckausgleichsmodul nicht in einer Art und Weise miteinander verbunden werden, dass ein Medienaustausch über das Druckausgleichsmodul zwischen den beiden Räumen ermöglicht ist, vielmehr bleiben diese Räume, insbesondere durch das Druckausgleichsmodul fluidisch voneinander getrennt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Druckausgleichsmodul wenigstens abschnittsweise oder vollständig im Traktionsgetriebeinnenraum oder im Elektromotorgehäuseinnenraum angeordnet. Vorzugsweise ist das Druckausgleichsmodul in einer Gehäusewandung aufgenommen, welche den Elektromotorgehäuseinnenraum vom Traktionsgetriebeinnenraum, wenigstens abschnittsweise, trennt. Insbesondere durch eine solche Ausgestaltung ist ein besonders geringer Bauraumbedarf realisierbar, da das Druckausgleichsmodul in der gemeinsamen Gehäuseeinrichtung von elektrischer Antriebsmaschine und Traktionsgetriebe aufgenommen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Druckausgleichsmodul vollständig außerhalb des Traktionsgetriebeinnenraums und des Elektromotorgehäuseinnenraums angeordnet. Vorzugsweise ist das Druckausgleichsmodul wenigstens teilweise oder vorzugsweise vollständig an einer Außenoberfläche einer gemeinsamen Gehäuseeinrichtung angeordnet in welcher sowohl die elektrische Antriebsmaschine wie auch das Traktionsgetriebe aufgenommen sind. Insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung ist das Druckausgleichsmodul einfach zugänglich und kann einfach gewartet beziehungsweise getauscht werden.
Nachfolgend sind einzelne Merkmale der Erfindung beziehungsweise Ausführungsformen der Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen näher erläutert, wobei auch andere als die dargestellten Kombinationen von Merkmalen möglich sind, es zeigt:
Fig. 1 : eine schematisierte elektrische Kraftfahrzeugantriebseinheit mit darin aufgenommenen Druckausgleichsmodul,
Fig.2: eine schematisierte elektrische Kraftfahrzeugantriebseinheit mit außen an diesem angeordnetem Druckausgleichsmodul.
In Figur 1 ist eine stark vereinfachte Kraftfahrzeugantriebseinheit dargestellt. Im Kraftfahrzeugantriebsgehäuse 14 ist die elektrische Antriebsmaschine (nicht dargestellt) im Elektromotorgehäuseinnenraum (EMA) angeordnet und im Traktionsgetriebeinnenraum (GBX) ist das Traktionsgetriebe (nicht dargestellt) angeordnet. Zwischen den beiden Teilräumen (EMA, GBX) des Kraftfahrzeugantriebsgehäuses 14 können sich Druckunterschiede im Betrieb ergeben, welche möglichst anzugleichen sind, ohne dass dabei ein Medienübertritt von einem in den anderen dieser Teilräume ermöglicht ist.
Dieser Druckangleich wird durch das vorgeschlagene Druckausgleichsmodul ermöglicht. Das Druckausgleichsmodul weist dazu die erste Druckkammer 1 und die zweite Druckkammer 2 auf. In der ersten Druckkammer 1 ist die erste Verdrängereinrichtung 3 angeordnet, welche als Faltenbalgeinrichtung ausgebildet ist. Die zweite Druckkammer 2 weist die zweite Verdrängereinrichtung 4 auf, welche ebenfalls als Faltenbalgeinrichtung ausgebildet ist. Die erste Verdrängereinrichtung 3 weist das erste Verdrängerinnenvolumen 5 auf, beziehungsweise ist dieses in der ersten Verdrängereinrichtung 3 eingeschlossen. Weiter ist in der zweiten Verdrängereinrichtung 4 das zweite Verdrängerinnenvolumen 6 eingeschlossen.
Der Zwischenraum in der ersten Druckkammer 1 zwischen dieser und der ersten Verdrängereinrichtung 3 kann als erstes Ausgleichsvolumen 7 aufgefasst werden. Funktional dehnt sich, in einem Betriebszustand in welchem der Druck in diesem ersten Ausgleichsvolumen 7 geringer ist, als der Druck in dem ersten Verdrängerinnenvolumen 5, die erste Verdrängereinrichtung 3 aus, bis sich wieder ein Druckausgleich einstellt oder sich die erste Verdrängereinrichtung 3 nicht weiter auszudehnen vermag. Der Zwischenraum in der zweiten Druckkammer 2 zwischen dieser und der zweiten Verdrängereinrichtung 4 kann als zweites Ausgleichsvolumen 8 aufgefasst werden. Funktional dehnt sich, in einem Betriebszustand in welchem der Druck in diesem zweiten Ausgleichsvolumen 8 geringer ist, als der Druck in dem zweiten Verdrängerinnenvolumen 6, die zweite Verdrängereinrichtung 4 aus, bis sich wieder ein Druckausgleich einstellt oder sich die zweite Verdrängereinrichtung 4 nicht weiter auszudehnen vermag.
Die erste Druckkammer 1 ist über den ersten Ausgleichsanschluss 9 fluidleitend mit dem Elektromotorgehäuseinnenraum EMA verbunden, das erste Verdrängerinnenvolumen 5 ist über den ersten Innenvolumenanschluss 11 fluidleitend mit den Traktionsgetriebeinnenraum GBX verbunden, diese Verbindung geschieht über die zweite Druckkammer 2 und den zweiten Ausgleichsanschluss 10. Die zweite Druckkammer 2 ist über den zweiten Ausgleichsanschluss 10 fluidleitend mit dem Tranktionsgetriebeinnenraum GBX verbunden, das zweite Verdrängerinnenvolumen 6 ist über den zweiten Innenvolumenanschluss 12 fluidleitend mit den Elektromotorgehäuseinnenraum EMA verbunden, diese Verbindung geschieht über die erste Druckkammer 1 und den ersten Ausgleichsanschluss 9. Mit der geschilderten Verschaltung der ersten und zweiten Verdrängereinrichtung 3, 4 beziehungsweise der ersten und zweiten Druckkammer 1 , 2 mit dem
Traktionsgetriebeinnenraum GBX beziehungsweise dem Elektromotorgehäuseinnenraum EMA ermöglicht einen Druckausgleich zwischen diesen beiden Teilräumen (EMA, GBX) ohne diese dabei fluidleitend miteinander zu verbinden. In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist das Druckausgleichsmodul mit den beiden Druckkammern 1 , 2 vollständig im Kraftfahrzeugantriebsgehäuse aufgenommen und ermöglicht so einen platzsparenden Aufbau.
In Figur 2 ist eine strak vereinfachte Kraftfahrzeugantriebseinheit dargestellt, welche eine gegenüber der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform veränderte Ausführungsform der Erfindung aufweist. Im Kraftfahrzeugantriebsgehäuse 14 ist die elektrische Antriebsmaschine (nicht dargestellt) im Elektromotorgehäuseinnenraum (EMA) angeordnet und im Traktionsgetriebeinnenraum (GBX) ist das Traktionsgetriebe (nicht dargestellt) angeordnet. Zwischen den beiden Teilräumen (EMA, GBX) des Kraftfahrzeugantriebsgehäuses 14 können sich Druckunterschiede im Betrieb ergeben, welche möglichst anzugleichen sind, ohne dass dabei ein Medienübertritt von einem in den anderen dieser Teilräume (EMA, GBX) ermöglicht ist.
Dieser Druckangleich wird durch das vorgeschlagene Druckausgleichsmodul ermöglicht, welches abweichend von der zuvor erläuterten Ausführungsform außen an der Kraftfahrzeugantriebseinheit angeordnet ist. Jedoch weist das Druckausgleichsmodul nach wie vor die erste Druckkammer 1 und die zweite Druckkammer 2 auf. In der ersten Druckkammer 1 ist die erste Verdrängereinrichtung 3 angeordnet, welche als Faltenbalgeinrichtung ausgebildet ist. Die zweite Druckkammer 2 weist die zweite Verdrängereinrichtung 4 auf, welche ebenfalls als Faltenbalgeinrichtung ausgebildet ist. Die erste Verdrängereinrichtung 3 weist das erste Verdrängerinnenvolumen 5 auf, beziehungsweise ist dieses in der ersten Verdrängereinrichtung 3 eingeschlossen. Weiter ist in der zweiten Verdrängereinrichtung 4 das zweite Verdrängerinnenvolumen 6 eingeschlossen.
Der Zwischenraum in der ersten Druckkammer 1 zwischen dieser und der ersten Verdrängereinrichtung 3 kann als erstes Ausgleichsvolumen 7 aufgefasst werden. Funktional dehnt sich, in einem Betriebszustand in welchem der Druck in diesem ersten Ausgleichsvolumen 7 geringer ist, als der Druck in dem ersten Verdrängerinnenvolumen 5, die erste Verdrängereinrichtung 3 aus, bis sich wieder ein Druckausgleich einstellt oder sich die erste Verdrängereinrichtung 3 nicht weiter auszudehnen vermag. Der Zwischenraum in der zweiten Druckkammer 2 zwischen dieser und der zweiten Verdrängereinrichtung 4 kann als zweites Ausgleichsvolumen 8 aufgefasst werden. Funktional dehnt sich in einem Betriebszustand, in welchem der Druck in diesem zweiten Ausgleichsvolumen 8 geringer ist als der Druck in dem zweiten Verdrängerinnenvolumen 6 die zweite Verdrängereinrichtung 4 aus, bis sich wieder ein Druckausgleich einstellt oder sich die zweite Verdrängereinrichtung 4 sich nicht weiter auszudehnen vermag.
Die erste Druckkammer 1 ist über den ersten Ausgleichsanschluss 9 fluidleitend mit dem Elektromotorgehäuseinnenraum EMA verbunden, das erste Verdrängerinnenvolumen 5 ist über den ersten Innenvolumenanschluss 11 fluidleitend mit den Traktionsgetriebeinnenraum GBX verbunden, diese Verbindung geschieht über die zweite Druckkammer 2 und den zweiten Ausgleichsanschluss 10. Die zweite Druckkammer 2 ist über den zweiten Ausgleichsanschluss 10 fluidleitend mit dem Tranktionsgetriebeinnenraum GBX verbunden, das zweite Verdrängerinnenvolumen 6 ist über den zweiten Innenvolumenanschluss 12 fluidleitend mit den Elektromotorgehäuseinnenraum EMA verbunden, diese Verbindung geschieht über die erste Druckkammer 1 und den ersten Ausgleichsanschluss 9.
Mit der geschilderten Verschaltung der ersten und zweiten Verdrängereinrichtung 3, 4 beziehungsweise der ersten und zweiten Druckkammer 1 , 2 mit dem
Traktionsgetriebeinnenraum GBX beziehungsweise dem Elektromotorgehäuseinnenraum EMA ermöglicht einen Druckausgleich zwischen diesen beiden Teilräumen (EMA, GBX) ohne diese dabei fluidleitend miteinander zu verbinden. Weiter weist das Druckausgleichsmodul eine Entlüftereinrichtung 13 auf, welche eine Entlüftung des Traktionsgetriebeinnenraums GBX mit der Umgebung auf.
Weiter ist eine Ausführungsform vorgeschlagen, welche im Wesentlichen so gestaltet sein kann, wie die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform. Diese zusätzliche Ausführungsform (nicht dargestellt) der Erfindung kann als „integrierte“ Ausführungsform verstanden werden, denn in dieser Ausführungsform sind mehrere Funktionen in einer Vorrichtung, also in dem als integrierten Druckausgleichsmodul zu verstehender Vorrichtung, vereint, insbesondere sind in diesem integrierten Druckausgleichsmodul Entlüftungs- und Druckausgleichsfunktionen für die Kraftfahrzeugantriebseinheit vereint. Diese Funktionen sind insbesondere eine Druckausgleichsfunktion zwischen dem Elektromotorgehäuseinnenraum und dem Traktionsgetriebeinnenraum, sowie eine Entlüftungsfunktion für wenigstens einen dieser Räume (Traktionsgetriebeinnenraum, Elektromaschinengehäuseinnenraum) oder beider. Insbesondere zum Darstellen wenigstens einer der genannten Entlüftungsfunktionen kann wenigstens ein Entlüftungselement in das erläuterte integrierte Druckausgleichsmodul aufgenommen sein, vorzugsweise ist dieses Entlüftungselement als ein sogenannter IPX7 Getriebeentlüfter ausgestaltet oder bevorzugt ist dieses als ein Standard-Getriebeentlüfter ausgestaltet. Weiter ist ein, insbesondere an räumliche Anforderungen, angepasster Aufbau des Druckausgleichsmodul, insbesondere durch einen modularen Aufbau desselben ermöglicht. Weiter vorzugsweise ist wenigstens eine Leitung zum Führen einer Medienströmung in eine Gehäusewandungen des Druckausgleichsmoduls aufgenommen beziehungsweise ist diese Leitung integral in dieser ausgebildet. Insbesondere mit einem integrierten Druckausgleichsmodul sind die notwendigen Funktionen auf kleinem Bauraum darstellbar.
Bezugszeichenliste:
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Claims

Ansprüche
1. Druckausgleichsmodul mit einer ersten Druckkammer (1), in welcher eine erste Verdrängereinrichtung (3) mit einem ersten Verdrängerinnenvolumen (5) angeordnet ist und mit einer zweiten Druckkammer (2), in welcher eine zweite Verdrängereinrichtung (4) mit einem zweiten Verdrängerinnenvolumen (6) angeordnet ist und wobei ein Zwischenraum zwischen der ersten Druckkammer (1) und der ersten Verdrängereinrichtung (3) als erstes Ausgleichsvolumen (7) aufzufassen ist und wobei ein Zwischenraum zwischen der zweiten Druckkammer (2) und der zweiten Verdrängereinrichtung (4) als zweites Ausgleichsvolumen (8) aufzufassen ist, wobei das erste Ausgleichsvolumen (7) mit einem ersten Ausgleichsanschluss (9) mit einer die erste Druckkammer (1) umgebenden Umgebung fluidleitend verbunden ist und wobei das zweite Ausgleichsvolumen (8) mit einem zweiten Ausgleichsanschluss (10) mit einer die zweite Druckkammer (2) umgebenden Umgebung fluidleitend verbunden ist und wobei das erste Verdrängerinnenvolumen (5) mit einem ersten Innenvolumenanschluss (11) fluidleitend mit dem zweiten Ausgleichsvolumen (8) verbunden ist und wobei das zweite Verdrängerinnenvolumen (6) mit einem zweiten Innenvolumenanschluss (12) fluidleitend mit dem ersten Ausgleichsvolumen (7) verbunden ist.
2. Druckausgleichsmodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der beiden Verdrängereinrichtungen (3, 4) oder beide, einen Faltenbalg aufweisen, in welchem jeweils das Verdrängerinnenvolumen (5, 6) liegt.
3. Druckausgleichsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der beiden Verdrängereinrichtungen (3, 4) oder beide, eine dehnbare Speicherblase aufweisen, in welcher jeweils das Verdrängerinnenvolumen (5, 6) liegt.
4. Druckausgleichsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Entlüftereinrichtung (13) aufweist, dass mittels der Entlüftereinrichtung (13) wenigstens eines der beiden (7, 8) Ausgleichvolumina fluidleitend mit der das Druckausgleichsmodul umgebenden Umgebung verbunden ist.
5. Kraftfahrzeugantriebseinheit mit einer elektrischen Antriebsmaschine, welche in einem Elektromotorgehäuseinnenraum (EMA) angeordnet ist und mit einem Traktionsgetriebe, welches in einem Traktionsgetriebeinnenraum (GBX) angeordnet ist und mit einem Druckausgleichsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei das erste Ausgleichsvolumen (7) fluidleitend mit dem Elektromotorgehäuseinnenraum (EMA) verbunden ist und wobei das zweite Ausgleichsvolumen (8) fluidleitend mit dem Traktionsgetriebeinnenraum (GBX) verbunden ist.
6. Kraftfahrzeugantriebseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichsmodul wenigstens abschnittsweise oder vollständig im Traktionsgetriebeinnenraum (GBX) oder im Elektromotorgehäuseinnenraum (EMA) oder in beiden angeordnet ist.
7. Kraftfahrzeugantriebseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichsmodul vollständig außerhalb des Traktionsgetriebeinnenraums (GBX) und des Elektromotorgehäuseinnenraums (EMA) angeordnet ist.
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