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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Beschreibung bezieht sich allgemein auf ein Kühl- und Schmiersystem für einen Elektromotor und ein Getriebe in einem Elektrofahrzeug (EV).
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HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG
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Bisherige elektrische Antriebssysteme enthalten bewegliche Komponenten wie Lager, Zahnräder und dergleichen, die während des Betriebs Reibung und Wärme erzeugen können. Um diese Komponenten zu schmieren und zu kühlen, wurden Kühl- und Schmiervorrichtungen in die elektrischen Antriebssysteme integriert, um das Öl zu den Komponenten zu leiten. In einigen Systemen werden beispielsweise Ölkreisläufe für die Zuführung von Öl zu den Getriebekomponenten und separate Kühlmittelkreisläufe für die Wärmeabfuhr von Elektromotorkomponenten verwendet.
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In bestimmten elektrischen Antriebssystemen kann das vordere Lager eines Elektromotors einem hohen Temperaturgradienten ausgesetzt sein, der durch den Wärmeeintrag vom Getriebe in den Innenring und die Kühlung des Außenrings über den Kühlkreislauf des Motors entsteht. Dies kann dazu führen, dass sich das interne Spiel im Lager verkleinert oder dass es zu Störungen kommt. Die Langlebigkeit des Lagers und ganz allgemein die Langlebigkeit des gesamten Systems kann sich dadurch in einigen Fällen verringern. Wenn jedoch zusätzliches Spiel im Lager vorhanden ist, kann die daraus resultierende Fehlausrichtung erhöht zu Geräuschen, Vibrationen und Schlägen (NVH) im System führen.
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US 8,523,726 B2 von Giessner lehrt ein Hybridgetriebe, das eine elektrische Maschine mit einem an eine Getriebeeingangswelle gekoppelten Rotor enthält. Dieses Hybridgetriebe beinhaltet außerdem eine Einrichtung, die versucht, die Radiallager mit Getriebeöl zu schmieren und zu kühlen. Giessner setzt mehrere Radialwellendichtringe und O-Ring-Dichtungen ein, um zu verhindern, dass Öl aus dem Getriebe über die Lager austritt, und um das Öl zu den Lagern zu leiten.
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Die Erfinder haben mehrere Nachteile der Giessner'schen Schmier- und Kühleinrichtung und anderer Schmier- und Kühleinrichtungen erkannt. Beispielsweise kann die Giessner-Dichtungsanordnung, die versucht, das Öl im Getriebegehäuse zu halten, den Öldurchfluss übermäßig einschränken, was verhindern kann, dass Verunreinigungen ausreichend aus dem Lager gespült werden, was dessen Lebensdauer verkürzt. Außerdem sieht Giessner keinen Kühlkreislauf für die elektrische Maschine vor. Daher haben die Erfinder einen ungedeckten Bedarf an einem System erkannt, das Motorlager sowie andere Komponenten in einem elektrischen Antriebssystem effizient kühlt und schmiert.
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Um zumindest einen Teil der oben genannten Probleme zu lösen, haben die Erfinder ein elektrisches Antriebssystem entwickelt. In einem Beispiel beinhaltet das elektrische Antriebssystem eine elektrische Maschine mit einem Gehäuse, das mit einem Getriebegehäuse verbunden ist, und einer Rotorwelle, die eine Wellenschnittstelle mit einer Getriebewelle an einem äußeren Ende der Rotorwelle bildet. Das System beinhaltet außerdem ein Rotorwellenlager auf der Rotorwelle an einer Stelle innerhalb des Gehäuses der elektrischen Maschine, die sich innenseitig von der Wellenschnittstelle befindet. Das System beinhaltet außerdem eine Rotorwellendichtung, die innerhalb des Gehäuses der elektrischen Maschine an einer Innenseite des Rotorwellenlagers angeordnet ist. Das System beinhaltet ferner mehrere Ölkanäle, die in Fluidverbindung mit einem Ölbehälter stehen, sich durch die Rotorwelle erstrecken und in Fluidverbindung mit dem Rotorwellenlager stehen. Indem das Öl durch die Rotorwelle zum Rotorwellenlager geleitet wird, nutzt das System das Getriebeschmieröl effizient zur Kühlung und Schmierung des Rotorwellenlagers, um den Lagerverschleiß zu verringern und seine Lebensdauer zu erhöhen. Außerdem wird durch die oben beschriebene Leitung von Öl zum Lager der Temperaturgradient über das Lager reduziert. Darüber hinaus ermöglicht die Einbeziehung von Ölkanälen durch die Wellenschnittstelle, dass zusätzliche Wellendichtungen im System, die Fett an der Schnittstelle halten, aus dem System weggelassen werden können, wenn dies gewünscht wird.
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In einem anderen Beispiel kann das System eine Gehäusedichtung enthalten, die zwischen dem Getriebegehäuse und dem Gehäuse der elektrischen Maschine an einer Gehäuseschnittstelle angeordnet ist. In einem solchen Beispiel wird ein Hohlraum radial nach innen von der Gehäuseschnittstelle gebildet. In einigen Beispielen ist die Gehäuseschnittstelle axial zwischen der Wellenschnittstelle und dem Rotorwellenlager angeordnet. Auf diese Weise ermöglichen die Gehäusedichtung und die Rotorwellendichtung den Ölfluss durch den Hohlraum und verringern gleichzeitig die Gefahr eines unerwünschten Ölaustritts aus dem Getriebegehäuse oder eines Eindringens in das Gehäuse der elektrischen Maschine. Der abgedichtete Hohlraum ermöglicht es außerdem, das Öl durch das Rotorwellenlager zu leiten, um Verunreinigungen aus dem Lager zu spülen. Die Langlebigkeit des Lagers wird dadurch erhöht.
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In einem weiteren Beispiel beinhaltet das Gehäuse der elektrischen Maschine einen Wassermantel, durch den das Kühlmittel zirkuliert. Eine solche Konfiguration sorgt für eine effektive Kühlung der elektrischen Maschine, die vom Ölkreislauf des Getriebes fluidisch getrennt ist.
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Es versteht sich, dass die obige Zusammenfassung dazu dient, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher erläutert werden. Sie ist nicht dazu gedacht, die wichtigsten oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Umfang eindeutig durch die Ansprüche definiert wird, die auf die detaillierte Beschreibung folgen. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die die oben oder in anderen Teilen dieser Offenbarung genannten Nachteile beheben.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Antriebssystems mit Schmier- und Kühleinrichtungen.
- 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Antriebssystems, gemäß einem Beispiel.
- 3 zeigt eine Querschnittdarstellung eines Teils des elektrischen Antriebssystems aus 2.
- 4A-4F zeigen eine Detailansicht des Querschnitts des elektrischen Antriebs aus 3, wobei 4B-4F verschiedene Beispiele für Ölflusswege zeigen, die darin ausgebildet sein können.
- 5 zeigt einen axialen Querschnitt eines Teils einer Keilwellenschnittstelle zwischen einer Rotorwelle und einer Getriebewelle in einem Getriebe, wobei insbesondere die darin ausgebildeten Ölkanäle zu sehen sind.
- 6 zeigt eine axiale Ansicht eines beispielhaften Rotorwellenlagers, das in dem elektrischen Antriebssystem enthalten ist.
- 7A-7B zeigen ein Beispiel für eine Rotorwelle mit darin ausgebildeten Ölkanälen.
- 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Getriebes des elektrischen Antriebssystems.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme zur Kühlung und Schmierung von Komponenten eines elektrischen Antriebssystems, insbesondere eines vorderen Rotorwellenlagers. Das elektrische Antriebssystem kann eine elektrische Maschine (z. B. einen Elektromotor) mit einem Gehäuse enthalten, das an einer Gehäuseschnittstelle mit einem Getriebegehäuse verbunden ist. Das System kann außerdem eine Rotorwelle der elektrischen Maschine und eine Getriebewelle enthalten, die eine Keilwellenschnittstelle bilden, welche sich in der Nähe der Gehäuseschnittstelle befindet. Ein Rotorwellenlager kann in dem Gehäuse der elektrischen Maschine auf der Rotorwelle an einer Stelle zwischen der Keilwellenschnittstelle und einer Rotorwellendichtung, die auf der Rotorwelle innerhalb des Gehäuses der elektrischen Maschine angeordnet ist, angeordnet sein. Darüber hinaus kann eine Gehäusedichtung (z. B. eine O-Ring-Dichtung) an einem Teil der Gehäuseschnittstelle positioniert werden, die einen abgedichteten Hohlraum definieren kann, der radial einwärts von der Gehäuseschnittstelle zwischen der Wellenschnittstelle und der Rotorwellendichtung positioniert ist. Darüber hinaus kann die Keilwellenschnittstelle mehrere Ölkanäle enthalten, die das Öl durch die Keilwellenschnittstelle in den abgedichteten Hohlraum und zum Rotorwellenlager leiten. Folglich kann das Öl innerhalb des Getriebes effizient durch die Ölkanäle in der Wellenschnittstelle, den abgedichteten Hohlraum und das Rotorwellenlager geleitet werden und dann zu einem Ölbehälter zurückkehren. Auf diese Weise kann das Rotorwellenlager über eine platzsparende Baugruppe zuverlässig gekühlt und geschmiert werden, um negative Auswirkungen eines hohen Temperaturgradienten über das Rotorwellenlager zu vermeiden.
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1 zeigt schematisch ein elektrisches Antriebssystem in einem Fahrzeug mit einem Ölkreislauf und einem Kühlmittelkreislauf zur Kühlung und Schmierung der Komponenten im System. 2 zeigt ein elektrisches Antriebssystem mit einer elektrischen Maschine und einem Getriebe. 3 zeigt das Innere des elektrischen Antriebssystems aus 2. 4A-4F zeigen einen Teil der Ansicht aus 3, wobei insbesondere beispielhafte Ölkanäle eines Ölkreislaufs gezeigt werden, und 4B-4F zeigen mögliche Ölflusswege innerhalb des elektrischen Antriebssystems. 5 zeigt eine beispielhafte Konfiguration einer Wellenschnittstelle zwischen einer Rotorwelle und einer Getriebewelle, in der Ölkanäle ausgebildet sind. 6 zeigt ein beispielhaftes Rotorwellenlager in der elektrischen Maschine. 7A-7B zeigen ein alternatives Beispiel für eine Rotorwelle mit darin ausgebildeten Ölkanälen. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des Getriebes, die insbesondere einen Bereich des Getriebegehäuses zeigt, in dem das Öl zu verschiedenen Komponenten des elektrischen Antriebssystems geleitet wird.
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2-8 sind annähernd maßstabsgetreu gezeichnet. In anderen Ausführungsbeispielen können jedoch auch andere relative Komponentenabmessungen zum Einsatz kommen.
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1 zeigt schematisch ein Elektrofahrzeug 100 mit einem elektrischen Antriebssystem 102, das eine Achsenanordnung 104 des Fahrzeugs 100 mit Energie versorgt und/oder in diese integriert ist. Das Fahrzeug 100 kann in verschiedenen Beispielen unterschiedliche Formen annehmen, z. B. ein leichtes, mittleres oder schweres Nutzfahrzeug sein. Außerdem kann das elektrische Antriebssystem 102 für den Einsatz in Vorder- und/oder Hinterachsen sowie in lenkbaren und nicht lenkbaren Achsen angepasst werden. Zur Stromerzeugung kann das elektrische Antriebssystem 102 eine elektrische Maschine 106 beinhalten. In einigen Beispielen kann die elektrische Maschine 106 ein elektrischer Motorgenerator sein und daher konventionelle Komponenten wie einen Rotor, einen Stator, ein Gehäuse und dergleichen enthalten, die in einem Gehäuse 107 der elektrischen Maschine angeordnet sind, um in einigen Fällen sowohl mechanische als auch elektrische Energie während eines regenerativen Modus zu erzeugen. In anderen Beispielen kann das Fahrzeug 100 ferner eine zusätzliche Antriebsquelle enthalten, wie z. B. einen Verbrennungsmotor (z. B. einen Fremd- und/oder Selbstzündungsmotor), um eine andere Achse mit Leistung zu versorgen. Als solches kann das elektrische Antriebssystem 102 in einem Elektrofahrzeug (EV), wie einem Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) oder einem Batterie-Elektrofahrzeug (BEV), eingesetzt werden.
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In einigen Beispielen kann das Gehäuse 107 der elektrischen Maschine mit einem Gehäuse 109 eines Getriebes 108 verbunden sein (z. B. über Schrauben). Außerdem kann die elektrische Maschine 106 über das Getriebe 108 mechanische Leistung an ein Differential 110 liefern. Vom Differential 110 kann die mechanische Leistung über die Achswellen 116 bzw. 118 der Achsenanordnung 104 auf die Antriebsräder 112 und 114 übertragen werden. So kann das Differential 110 das von der elektrischen Maschine 106 über das Getriebe 108 erhaltene Drehmoment unter bestimmten Betriebsbedingungen auf die Antriebsräder 112, 114 der Achswellen 116, 118 verteilen. Bei dem Differential 110 kann es sich in einigen Beispielen um ein Sperrdifferential, eine elektronisch gesteuerte Differentialsperre oder ein Drehmomentverteilungsdifferential handeln.
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Bei dem Getriebe 108 kann es sich um ein Ein-Gang-Getriebe handeln, bei dem das Getriebe in einem Gang arbeitet. Es sind jedoch auch andere Getriebeanordnungen denkbar, wie z. B. ein mehrgängiges Getriebe, das für den Betrieb in mehreren unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen ausgelegt ist. Darüber hinaus können in einem Beispiel die elektrische Maschine 106, das Getriebe 108 und das Differential 110 in die Achse 104 eingebaut werden, wodurch eine elektrische Achse (E-Achse) im Fahrzeug 100 gebildet wird. Die E-Achse hat unter anderem die Aufgabe, die Räder 112, 114 während des Betriebs anzutreiben. Insbesondere können in dem Ausführungsbeispiel mit der E-Achse die elektrische Maschine und das Getriebe an ein Achsgehäuse gekoppelt und/oder anderweitig von diesem getragen werden. In einem besonderen Beispiel kann die E-Achse eine elektrische Starrachse sein, bei der sich ein massives Stück Material (z. B. ein Träger, eine Welle und/oder ein Gehäuse) zwischen den Antriebsrädern erstreckt. Die E-Achse kann eine kompakte Anordnung für die direkte Stromzufuhr zur Achse darstellen. In anderen Beispielen können die elektrische Maschine 106 und das Getriebe 108 jedoch in ein elektrisches Getriebe einbezogen werden, bei dem das Getriebe und/oder der Elektromotor von der Achse beabstandet sind. Im Beispiel des elektrischen Getriebes können mechanische Komponenten wie eine Antriebswelle, Gelenke (z. B. Kardangelenke) und dergleichen eine Drehverbindung zwischen dem elektrischen Getriebe und der Antriebsachse herstellen.
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Das elektrische Antriebssystem 102 kann ferner einen Ölkreislauf 120 für die Zirkulation von Öl (z. B. natürliches und/oder synthetisches Öl) durch das Getriebegehäuse 109 zur Schmierung und/oder Kühlung verschiedener Systemkomponenten enthalten. Der Ölkreislauf 120 kann einen Filter 123 und eine Ölpumpe 124 enthalten, die über einen Auslass 122 Öl aus einem ÖIbehälter 111 (z. B. einem Sumpf) im Getriebegehäuse 109 ansaugt und einen unter Druck stehenden Ölfluss durch eine Zufuhrleitung 126 zu einem Einlass 128 des Getriebegehäuses 109 leitet. In einigen Beispielen kann die Ölpumpe 124 an einem äußeren Teil des Getriebegehäuses 109 angebracht sein. In anderen Beispielen kann die Ölpumpe jedoch auch in dem Gehäuse 109 enthalten sein. Verschiedene Verteilungskomponenten und -anordnungen (z. B. Düsen, Ventile, Strahlen, Ölkanäle und dergleichen) des Ölkreislaufs 120 können in das elektrische Antriebssystem 102 integriert werden, um die Weiterleitung des Öls innerhalb des Getriebegehäuses 109 und, in einem besonderen Beispiel, zu einem Teil des Gehäuses der elektrischen Maschine 107 zu erleichtern. In einigen Fällen kann der Ölkreislauf 120 dazu verwendet werden, Öl zu verschiedenen Getriebewellen und Zahnrädern sowie zu einem Rotorwellenlager der elektrischen Maschine zu leiten, wodurch ein effizientes System zur effektiven Nutzung des Getriebeöls zur Kühlung des Lagers bereitgestellt wird. Beispielhafte Ölkanäle und der Ölfluss durch sie zur Schmierung und Kühlung bestimmter Komponenten werden hier unter Bezugnahme auf 3-5 erläutert.
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Das elektrische Antriebssystem 102 kann ferner einen Kühlmittelkreislauf 130 beinhalten, der Kühlmittel (z. B. Wasser und/oder Glykol) durch einen im Gehäuse der elektrischen Maschine 107 ausgebildeten Wassermantel 131 zirkulieren lässt. Der Kühlmittelkreislauf 130 kann einen Kühlmitteleinlass 138 und einen Kühlmittelauslass 132 beinhalten, die an (oder in) dem Gehäuse der elektrischen Maschine 107 angeordnet sind. Der Kühlmittelkreislauf 130 kann außerdem einen Filter 133 und eine Pumpe 134 enthalten, die Kühlmittel vom Kühlmittelauslass 132 zum Kühlmitteleinlass 138 über eine Kühlmittelzufuhrleitung 136 umwälzt. Vom Kühlmitteleinlass 138 gelangt das Kühlmittel in den im Gehäuse der elektrischen Maschine 107 ausgebildeten Wassermantel 131, der die Wärme von den Komponenten der elektrischen Maschine 106 abführt. In einigen Beispielen kann der Kühlmittelkreislauf 130 außerdem einen Wärmetauscher (z. B. einen Kühler) enthalten, der dem Kühlmittel, das das Gehäuse 107 der elektrischen Maschine über den Kühlmittelauslass 132 verlässt, Wärme entzieht.
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Das Fahrzeug 100 kann auch ein Steuerungssystem 140 mit einer Steuerung 141 enthalten. Die Steuerung 141 kann einen Prozessor 142 und einen Speicher 144 beinhalten. Im Speicher können Anweisungen gespeichert sein, die, wenn sie vom Prozessor ausgeführt werden, die Steuerung 141 dazu veranlassen, die verschiedenen hier beschriebenen Verfahren, Steuerungstechniken usw. durchzuführen. Der Prozessor 142 kann eine Mikroprozessoreinheit und/oder andere Arten von Schaltungen enthalten. Der Speicher 144 kann bekannte Datenspeichermedien wie Arbeitsspeicher, Nur-Lese-Speicher, Diagnosespeicher, Kombinationen daraus und dergleichen beinhalten.. Die Steuerung 141 kann verschiedene Signale von Sensoren 146 empfangen, die sich an verschiedenen Stellen im Fahrzeug 100 und im elektrischen Antriebssystem 102 befinden. Die Steuerung 141 kann außerdem Steuersignale an verschiedene Aktuatoren 148 senden, die an verschiedenen Stellen im Fahrzeug 100 und im elektrischen Antriebssystem 102 angebracht sind. So kann die Steuerung 141 beispielsweise Befehlssignale an die Ölpumpe 124 und/oder die Pumpe 134 senden, woraufhin der/die Aktuator(en) in der/den Pumpe(n) eingestellt werden kann/können, um die Durchflussmenge des von ihnen geförderten Öls und/oder Kühlmittels zu ändern. In anderen Beispielen kann die Steuerung Steuersignale an die elektrische Maschine 106 senden, und als Reaktion auf den Empfang der Befehlssignale kann die elektrische Maschine eingestellt werden, um eine Rotordrehzahl zu ändern. Die anderen steuerbaren Komponenten im System können in Bezug auf die Sensorsignale und die Einstellung der Aktuatoren auf ähnliche Weise betrieben werden.
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Als Referenz ist ein Achsensystem 150 in 1 sowie in 2-8 dargestellt. In einem Beispiel kann die z-Achse eine vertikale Achse sein (z. B. parallel zu einer Gravitationsachse), die x-Achse kann eine seitliche Achse sein (z. B. eine horizontale Achse), und/oder die y-Achse kann eine Längsachse sein. In anderen Beispielen können die Achsen jedoch auch andere Ausrichtungen haben.
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2 zeigt ein Beispiel für ein elektrisches Antriebssystem 200 mit einem elektrischen Antriebssystem 202, das eine Achsenanordnung 204 mit Leistung versorgt. Das elektrische Antriebssystem 200 kann eine elektrische Maschine 206 enthalten, die funktionsfähig mit einem Getriebe 208 gekoppelt ist, und kann in einem Fahrzeug enthalten sein, wie zum Beispiel dem Fahrzeug 100 aus 1, und kann daher Ähnlichkeiten mit dem elektrischen Antriebssystem 102 aufweisen. Zum Beispiel kann zumindest ein Teil der Komponenten, die in Bezug auf das Antriebssystem 102 aus 1 erläutert wurden, in dem in 2 dargestellten elektrischen Antriebssystem 202 enthalten sein, oder umgekehrt.
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Die elektrische Maschine 206 kann ein Gehäuse 207 beinhalten, das mit einem Gehäuse 209 des Getriebes 208 verbunden ist. In einigen Fällen kann das Gehäuse der elektrischen Maschine 207 mit dem Gehäuse des Getriebes 209 über Verbindungselemente, wie z. B. Schrauben 211, verbunden sein. Im Einzelnen kann das Getriebegehäuse 209 eine Innenseite 213 aufweisen, die einer Außenseite 215 gegenüberliegt und mit einer Außenseite 217 des Gehäuses der elektrischen Maschine 207 verbunden ist, wie in 2 dargestellt. Ferner kann das Gehäuse der elektrischen Maschine 207 einen Kühlmittelauslass 242 und einen Kühlmitteleinlass 248 eines Kühlmittelkreislaufs (z. B. den Kühlmittelkreislauf 130 aus 1) zum Durchleiten von Kühlmittel durch einen im Gehäuse 207 ausgebildeten Wassermantel enthalten.
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Die elektrische Maschine 206 kann ein Differential 210 über das Getriebe 208 mit Strom versorgen, um die Achswellen 216, 218 (an die Antriebsräder gekoppelt sein können) der Achsenanordnung 204 mit Drehkraft zu versorgen. In einem Beispiel können das Differential 210 und die Achswellen 216, 218 zumindest teilweise in einem Achsgehäuse 205 untergebracht sein. In einigen Beispielen kann das Achsgehäuse 205 in der Nähe des Differentials einen daran befestigten Differentialdeckel 203 enthalten, der den Zugang zum Differential für Wartung, Reparatur usw. ermöglicht. Außerdem können das Achsgehäuse 205 und der Differentialdeckel 203 so konstruiert sein, dass ein Ölbehälter in der Nähe des Differentials 210 verbleibt, der eine Spritzschmierung der darin untergebrachten Komponenten ermöglicht. Das Öl kann dem Achsgehäuse 205 aus dem Getriebegehäuse 209 zugeführt werden (z. B. über einen Ölkreislauf ähnlich dem Ölkreislauf 120 aus 1), das auch einen Ölbehälter aufweisen kann, der sich in einem unteren Teil befindet.
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Das Getriebegehäuse 209 kann eine Welle und eine darin untergebrachte Getriebeanordnung enthalten, um das im Achsgehäuse 205 angeordnete Differential 210 mit Leistung zu versorgen. Das Getriebegehäuse 209 kann mit jedem geeigneten Befestigungsmechanismus (z. B. Schrauben, Klammern, Schweißnähte und/oder Kombinationen davon) in einem Bereich neben dem Differential 210, der allgemein mit 250 bezeichnet wird, fest am Achsgehäuse angebracht werden. Ferner kann das Gehäuse der elektrischen Maschine 207 an einer zweiten, allgemein mit 252 bezeichneten Stelle durch ähnliche oder andere geeignete Befestigungsvorrichtungen mit dem Achsgehäuse 205 verbunden sein. Es sind auch andere Montageanordnungen denkbar, z. B. wenn das Gehäuse 207 der elektrischen Maschine nicht am Achsgehäuse 205 befestigt ist, sondern freitragend am Getriebegehäuse 209 hängt. Eine solche Anordnung kann jedoch zu einer geringeren strukturellen Unterstützung der elektrischen Maschine führen.
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Die elektrische Maschine 206 und das Getriebe 208 können daher in einigen Beispielen in eine E-Achse mit der Achsenanordnung 204 integriert werden. Darüber hinaus können das Achsgehäuse 205, das Gehäuse 207 der elektrischen Maschine und das Getriebegehäuse 209 jeweils aus einem Metall (z. B. Aluminium, Stahl, Kombinationen daraus und dergleichen) bestehen, das für jedes Gehäuse gleich oder unterschiedlich sein kann. Die Komponenten des Antriebssystems sowie verschiedene Öl- und Kühlmittelkanäle, Lager, Dichtungen und andere strömungsbegrenzende Elemente, die mit diesen Komponenten verbunden sind, werden nun unter Bezugnahme auf 3-4F beschrieben.
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3 zeigt eine Querschnittdarstellung des elektrischen Antriebssystems 202 und der Achsenanordnung 204 aus 2, wie durch einen seitlichen Schnitt entlang der gestrichelten Linie 3-3 definiert. 4A-4F zeigen weitere Querschnittdarstellungen der elektrischen Maschine 206 und des Getriebes 208 sowie die dazwischen liegende Schnittstelle und die darin ausgebildeten Ölkanäle im elektrischen Antriebssystem 200. Die Querschnittdarstellungen aus 4A-4F können durch eine Schnittebene definiert sein, die parallel zur z-x-Ebene im Achsensystem 150 verläuft.
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3 zeigt einen Teil des elektrischen Antriebssystems 200, einschließlich der elektrischen Maschine 206 und des Getriebes 208, sowie einen Teil der Achsenanordnung 204. Die elektrische Maschine 206 kann einen Stator 300 und einen Rotor 302 beinhalten, die in einer Arbeitskammer 301 des Gehäuses 207 der elektrischen Maschine eingeschlossen sind.
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Das elektrische Antriebssystem 202 kann ferner einen Ölkreislauf 303 und einen Kühlmittelkreislauf 305 zur Kühlung und/oder Schmierung der Komponenten der elektrischen Maschine und/oder des Getriebes enthalten, die Ähnlichkeiten mit dem Ölkreislauf 120 bzw. dem Kühlmittelkreislauf 130 aufweisen können, wie sie in 1 dargestellt sind. Das Gehäuse 207 beinhaltet einen darin ausgebildeten Wassermantel 304 mit Kühlmittelkanälen 306, der in den Kühlmittelkreislauf 305 eingebunden ist. Die Kühlmittelkanäle 306 können Kühlmittel von stromaufwärts gelegenen Komponenten im Kühlmittelkreislauf 305 über einen im Gehäuse 207 ausgebildeten Einlass aufnehmen, wie zuvor im Hinblick auf den Kühlmittelkreislauf 130 aus 1 erläutert. Das durch den Wassermantel 304 zirkulierende Kühlmittel kann dazu dienen, Wärme vom Stator, Rotor und den Lagern der elektrischen Maschine 206 abzuführen.
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Der Rotor 302 ist so ausgelegt, dass er elektromagnetisch mit dem Stator 300 zusammenwirkt, um über eine Rotorwelle 310 ein Drehmoment auf eine Getriebewelle 308 (z. B. eine Getriebeeingangswelle) zu übertragen. Die Rotorwelle 310 kann durch Lager an ihren äußeren und inneren Enden drehbar im Gehäuse 207 gelagert sein. In dem Bezugsrahmen aus 3 sind die inneren und äußeren Enden der Rotorwelle die rechten und linken Enden. Insbesondere ist ein vorderes Rotorwellenlager 312 auf der Rotorwelle 310 in der Nähe des äußeren Endes proximal zum Getriebe 208 dargestellt. In einigen Beispielen kann das Rotorwellenlager 312 ein Radiallager sein, wie z. B. ein sphärisches Kugellager. Allgemeiner ausgedrückt kann das Rotorwellenlager 312 einen Innenring 319, einen Außenring 321 und Wälzkörper 323 (z. B. Rollen oder Kugeln) beinhalten, wie in 4A dargestellt. Der Innenring 319 des Lagers 312 ist in Kontakt mit der Rotorwelle 310 und der Außenring 321 kann in Kontakt mit dem Gehäuse 207 der elektrischen Maschine sein.
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6 zeigt ein Rotorwellenlager 600, das als Beispiel für das Rotorwellenlager 312 dient, das in 3-4F dargestellt ist. So können die Lager 600 und 312 ähnliche funktionale und strukturelle Merkmale aufweisen. Das Lager 600 beinhaltet einen Außenring 602, Wälzkörper 604 (z. B. Kugeln) und einen Innenring 606. In einigen Beispielen können die Wälzkörper 604 zur Bewegung zwischen dem Innenring 606 und dem Außenring 602 durch einen Träger 608 weiter geführt werden. In anderen Beispielen kann der Träger 608 jedoch weggelassen werden, um den Öldurchfluss durch das Lager zu erhöhen. In diesen Konfigurationen kann durch die Bereitstellung eines allgemein offenen Lagers die Lebensdauer des Lagers erhöht und die Temperatur des Lagers im Vergleich zu weniger offenen Lagern gesenkt werden. Außerdem können die zwischen den Wälzkörpern 604 und zwischen dem Innenring 606, dem Außenring 602 und/oder dem Träger 608 gebildeten Hohlräume 610 einen angemessenen Ölfluss durch das Lager ermöglichen. Zur Erläuterung: das Lager 600 darf keine Abschirmungen und/oder Dichtungen enthalten, die den Ölfluss durch das Lager behindern würden. Auf diese Weise kann die Öldurchflussrate durch das Lager im Vergleich zu abgeschirmten und/oder abgedichteten Lagern erhöht werden. Das Lager 600 kann daher in größerem Umfang gekühlt und geschmiert werden, während gleichzeitig eine größere Menge an Verunreinigungen ausgespült wird als bei abgedichteten und abgeschirmten Lagern. Der Innenring 606 kann eine Innenfläche 619 enthalten, die eine Außenfläche der Rotorwelle berührt. Der Außenring 602 kann eine Außenfläche 621 enthalten, die das Motorgehäuse berühren kann.
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Wieder bezogen auf 3, kann die Getriebewelle 308 durch ein Getriebewellenlager 309 drehbar im Getriebegehäuse 209 gelagert werden. Das Lager 309 befindet sich also auf der Getriebewelle 308. In einigen Fällen kann das Lager 309 eine andere Konfiguration haben als das Rotorwellenlager 312. Das Lager 309 kann z. B. ein Axiallager sein, wie ein Kegelrollenlager. Auf diese Weise können die Lager 309 und 312 so ausgelegt werden, dass sie den zu erwartenden Belastungen im System standhalten, wodurch die Langlebigkeit des Systems erhöht wird. Das Lager 309 beinhaltet im Allgemeinen einen Innenring 325, einen Außenring 327 und Wälzkörper 329 (z. B. Kegelrollen), wie in 4A dargestellt. Somit ist der Innenring 325 in Kontakt mit der Getriebewelle 308 und der Außenring 327 kann in Kontakt mit dem Getriebegehäuse 209 sein.
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In einem Beispiel, das in 3 dargestellt ist, kann das Gehäuse 207 der elektrischen Maschine 106 über Schrauben 211 mit dem Getriebegehäuse 209 des Getriebes 208 verbunden sein. So kann beispielsweise eine Innenseite 213 des Getriebes mit dem Motorgehäuse gekoppelt sein. Ferner kann die Getriebewelle 308 drehbar mit der Rotorwelle 310 gekoppelt sein, so dass zwischen ihnen eine Wellenschnittstelle 314 innerhalb des Getriebegehäuses 209 gebildet wird. Insbesondere wird die Wellenschnittstelle 314 zwischen einem äußeren Ende 315 der Rotorwelle 310 und einem inneren Ende 317 der Getriebewelle 308 gebildet. In dem Bezugsrahmen aus 3 ist das innere Ende der Getriebewelle das rechte Ende der Welle und das äußere Ende ist das linke Ende der Welle.
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In einigen Beispielen kann die Wellenschnittstelle 314 eine verzahnte Schnittstelle sein. In einem solchen Beispiel können sowohl die Rotorwelle 310 als auch die Getriebewelle 308 eine Vielzahl von Keilnuten aufweisen, die sich axial entlang eines Teils am äußeren Ende 315 bzw. am inneren Ende 317 erstrecken. Insbesondere kann die Rotorwelle 310 in einem Beispiel an einer Außenfläche 331 an einem Teil des äußeren Endes 315 Keilnuten aufweisen. Das äußere Ende der Rotorwelle ist das linke Ende der Rotorwelle in dem Bezugsrahmen aus 3. Die Getriebewelle 308 kann an einer Innenfläche 333 entlang eines Teils ihres inneren Endes 317 Keilnuten aufweisen. Die Keilnuten auf den Getriebe- und Rotorwellen erstrecken sich axial über die Länge der jeweiligen Welle. Ferner enthält die Keilwellenschnittstelle 314 Ölkanäle, die sich axial durch sie hindurch erstrecken und Öl vom Getriebegehäuse zum Rotorwellenlager 312 leiten, wie hierin insbesondere unter Bezugnahme auf 4A-5 erläutert. Das Design der Keilwellenschnittstelle ermöglicht es, dass die Keilwellen einen doppelten Verwendungszweck haben (d. h. sie dienen zur drehbaren Verbindung der Wellen und leiten Öl zu den Zielkomponenten). Außerdem sind die Rotorwelle 310 und die Getriebewelle 308 koaxial angeordnet und haben daher eine gemeinsame Drehachse 316.
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In einigen Beispielen kann eine Gehäusedichtung 318 zwischen dem Gehäuse 207 der elektrischen Maschine und dem Getriebegehäuse 209 angeordnet sein. Genauer gesagt, kann die Gehäusedichtung 318 an einer Gehäuseschnittstelle 320 (zwischen dem Elektromotorgehäuse 207 und dem Getriebegehäuse 209) in der Nähe der Keilwellenschnittstelle 314 angeordnet sein. Außerdem kann die Gehäusedichtung 318 einen Teil der Begrenzung eines abgedichteten Hohlraums 322 bilden. Öl kann durch Ölkanäle in der Wellenschnittstelle 314 in den abgedichteten Hohlraum 322 eingeleitet werden, und aus dem abgedichteten Hohlraum fließt Öl zum vorderen Rotorwellenlager 312. Andere Begrenzungen des abgedichteten Hohlraums 322 können einen Teil einer Innenfläche 335 des Getriebegehäuses 209 und einen Teil einer Innenfläche 337 des Gehäuses der elektrischen Maschine 207, einen Teil einer Außenfläche 339 der Getriebewelle 308 und/oder einen Teil einer Außenfläche 341 der Rotorwelle 310 beinhalten, wie in 4A dargestellt. In einem Beispiel kann der abgedichtete Hohlraum 322 durch eine Rotorwellendichtung 324 begrenzt sein, die auf einer Innenseite des Rotorwellenlagers 312 angeordnet ist. Einzelheiten des abgedichteten Hohlraums und des Ölflusses durch diesen hindurch zum vorderen Rotorwellenlager zur Kühlung und Schmierung desselben werden wieder unter Bezugnahme auf 4A-5 erläutert.
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Wieder bezogen auf 3, kann die Getriebewelle 308 ein Zahnrad 328 aufweisen, das außerhalb des Lagers 309 in der Nähe des äußeren Endes 355 der Getriebewelle ausgebildet ist. Ein Lager 345 kann mit dem äußeren Ende 355 der Getriebewelle 308 verbunden sein. Im Einzelnen kann das Lager 345 einen Außenring enthalten, der das Getriebegehäuse 209 berührt, und einen Innenring, der um die Getriebewelle 308 angeordnet ist. Ferner kann in einigen Beispielen eine Abdeckung 357 an der Seite 215 des Getriebegehäuses 209 an einer Position angebracht sein, die dem äußeren Ende 355 der Getriebewelle 308 entspricht, so dass zwischen der Abdeckung 357 und dem äußeren Ende der Getriebewelle eine Ölkammer 359 gebildet wird. In einigen Fällen kann diese Ölkammer 359 Öl aufnehmen und zumindest teilweise zurückhalten, um es anschließend durch das Getriebegehäuse und die Komponenten zu leiten, wie hier unter Bezugnahme auf 4E und 8 erläutert wird.
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Wie in 3 dargestellt, kann das Zahnrad 328 mit einem ersten Zahnrad 330 in kämmendem Eingriff stehen, das auf einer Welle 332 (z. B. einer Getriebeausgangswelle) angeordnet ist, so dass die Drehkraft von der Rotorwelle 310 über die kämmenden Zahnräder 328, 330 auf die Getriebewelle 308 und dann auf die Welle 332 übertragen werden kann. Die Welle 332 kann innerhalb des Getriebegehäuses 209 durch ein Paar von Lagern 334 (z. B. Rollenlager, wie Zylinder- oder Pendelrollenlager) gelagert werden, die an den gegenüberliegenden axialen Enden der Welle angeordnet sind. Außerdem kann die Welle 332 eine Drehachse 336 haben, die parallel zur gemeinsamen Drehachse 316 der Rotorwelle und der Getriebewelle verläuft und zu dieser versetzt ist. Es kommen jedoch auch andere Getriebekonfigurationen in Betracht. So kann beispielsweise die Welle 332 aus dem Getriebe weggelassen werden und die Leistung kann direkt von der Welle 308 auf das Differential 210 übertragen werden.
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Auf der Welle 332 kann ein zweites Zahnrad 338 angebracht sein, das mit einem Eingangszahnrad 340 des Differentials 210 in kämmendem Eingriff steht. So kann die an der Welle 332 empfangene Drehkraft über das zweite Zahnrad 338 auf das Eingangszahnrad 340 des Differentials 210 übertragen werden, wodurch in einigen Beispielen die Drehkraft auf die Achswellen 216, 218 der Achsenanordnung 204 und schließlich auf die Antriebsräder (z. B. die Räder 112, 114 aus 1) verteilt werden kann. Im Einzelnen kann das Eingangszahnrad 340 mit einem Differentialgehäuse 342 gekoppelt sein (z. B. über Schrauben 344), so dass die Drehung des Eingangszahnrads 340 das Gehäuse in Drehung versetzt. Darüber hinaus verteilt eine Getriebeanordnung innerhalb des Differentialgehäuses 342 die Drehkraft auf die Seitenräder 346, 348, die mit den Achswellen 216 bzw. 218 gekoppelt sind (z. B. durch Keil- oder Presspassung). Die Achswellen 216, 218 und das Differential 210 können zumindest teilweise von dem Achsgehäuse 205 umschlossen sein, wobei das Differential 210 zumindest teilweise von dem mit dem Achsgehäuse 205 verbundenen Differentialdeckel 203 abgedeckt ist. Ferner können das Eingangszahnrad 340 und das Differentialgehäuse 342 in einigen Beispielen durch Lager 350 bzw. 352 im Achsgehäuse 205 und/oder im Getriebegehäuse 209 gelagert sein. Bei den Lagern 350, 352 kann es sich in einem Beispiel um Axiallager handeln, z. B. Kegelrollenlager. Außerdem können die Achswellen 216, 218 und das Differential 210 eine gemeinsame Drehachse 356 haben, die parallel und versetzt zu den beiden Drehachsen 316, 336 verläuft.
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Wie bereits erwähnt, kann das Getriebegehäuse 209 am Achsgehäuse 205 in der Nähe des Differentials 210 befestigt werden, wie allgemein an der Stelle 250 angegeben. Die Befestigung kann Bolzen 358 einschließen, die eine Halterung mit dem Gehäuse 209 und einer Wand des Achsgehäuses 205 verbinden, obwohl auch andere Befestigungsanordnungen denkbar sind. Ferner kann das Gehäuse der elektrischen Maschine 207 auch an einer anderen Stelle 252 als der Stelle 250 mit dem Achsgehäuse 205 verbunden sein. In einem Beispiel kann sich die Stelle 250 in der Nähe einer Innenseite 219 des Gehäuses 207 der elektrischen Maschine befinden, gegenüber der Außenseite 217 des Gehäuses der elektrischen Maschine. Ferner kann eine Halterung 360 am Gehäuse 207 mit einer Halterung 362 am Achsgehäuse 205 über Bolzen 364 verbunden werden, wobei auch andere geeignete Befestigungsmöglichkeiten in Betracht kommen.
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4A zeigt einen Teil des elektrischen Antriebssystems 202. Konkret wird die Gehäuseschnittstelle 320 zwischen dem verbundenen Gehäuse der elektrischen Maschine 207 und dem Getriebegehäuse 209 gezeigt. Zusätzlich ist noch die Keilwellenschnittstelle 314, die zwischen dem äußeren Ende 315 der Rotorwelle 310 und dem inneren Ende 317 der Getriebewelle 308 gebildet wird, abgebildet. Die Gehäusedichtung 318, die in einigen Beispielen eine O-Ring-Dichtung sein kann, kann an der Gehäuseschnittstelle 320 zwischen einem Teil des Getriebegehäuses 209 und dem Gehäuse 207 der elektrischen Maschine positioniert werden. Dadurch kann der abgedichtete Hohlraum 322 radial innerhalb der Gehäusedichtung 318 in der Nähe der Wellenschnittstelle 314 entstehen. Der abgedichtete Hohlraum 322 enthält Öl und kann daher als Ölhohlraum bezeichnet werden.
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Darüber hinaus beinhaltet die Keilwellenschnittstelle 314 zahlreiche Ölkanäle 400, die an Keilwellen angrenzen können, welche auf der Innenseite der Getriebewelle 308 und der Außenseite der Rotorwelle 310 ausgebildet sind. Eine beispielhafte Konfiguration der Keilwellenschnittstelle 314 und der darin ausgebildeten Ölkanäle 400 ist in 5 dargestellt, die eine axiale Querschnittsansicht der Keilwellenschnittstelle 314 zeigt, welche entlang einer Schnittebene senkrecht zur Drehachse 316 aufgenommen wurde, wie durch die gestrichelte Linie 5-5 in 4A angegeben.
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5 zeigt insbesondere die Keilwellenverbindung 314 zwischen der Innenfläche 333 der Getriebewelle 308 und der Außenfläche 331 der Rotorwelle 310. Insbesondere kann die Innenfläche 333 der Getriebewelle 308 eine Innenverzahnung 508 enthalten. Außerdem kann die Außenfläche 331 der Rotorwelle 310 eine Außenverzahnung 510 aufweisen. Die Innen- und Außenverzahnungen 508 bzw. 510 können entsprechend bemessen und so geformt sein, dass sie miteinander kämmen, so dass jede der Außenverzahnungen 510 in eine zwischen zwei benachbarten Innenverzahnungen 508 gebildete Nut passen kann. Die Innen- und Außenverzahnungen können sich auch axial entlang der Länge der jeweiligen Getriebewelle und Rotorwelle erstrecken, um die Keilwellenschnittstelle 314 zu bilden.
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In einem Beispiel kann die Verzahnung so geformt sein, dass die Keilwellenschnittstelle 314 einen äußeren Abstand 509 und/oder einen inneren Abstand 511 beinhaltet. Der äußere Abstand 509 kann zwischen der Spitze einer Außenverzahnung 510 und der Basis einer Nut zwischen den beiden Innenverzahnungen 508 neben den Außenverzahnungen gebildet werden. In ähnlicher Weise kann der innere Abstand 511 zwischen der Spitze einer Innenverzahnung 508 und der Basis einer Nut zwischen den beiden Außenverzahnungen 510 neben der Innenverzahnung gebildet werden. So können die Abstände 509, 511 die Ölkanäle 400 bilden, die sich axial über die Länge der Keilwellenschnittstelle 314 erstrecken. Außerdem kann die Größe des Abstands so gewählt werden, dass ein Ölfluss durch die Ölkanäle zur Kühlung und/oder Schmierung möglich ist. Wie im Folgenden näher erläutert wird, können zusätzlich oder alternativ zu den Ölkanälen der Keilwellenschnittstelle 400 in anderen Beispielen auch andere Ölführungskonfigurationen zur Kühlung und Schmierung von Komponenten eingesetzt werden.
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In einigen Beispielen können die Verzahnungen 508, 510 jeweils gerade Seiten haben, die in einigen Fällen eine konische Zahnkonfiguration bilden können. In anderen Fällen können die geraden Seiten der Verzahnungen jedoch parallel zueinander verlaufen und sich radial nach außen erstrecken, so dass eine parallele Keilnutenanordnung entsteht. Ferner können die Verzahnungen in anderen Beispielen ein evolventenförmiges Profil aufweisen, das die Spannungskonzentrationen an der Schnittstelle der Keilwellenschnittstelle 314 verringert und dadurch die Festigkeit der Kupplung zwischen der Rotorwelle und der Getriebewelle erhöht. In einem Beispiel können die Zähne und Nuten symmetrisch um die gesamte Keilwellenschnittstelle herum ausgebildet sein. Es kommen jedoch auch andere, nicht symmetrische Anordnungen in Betracht, wie z. B. die, dass an einem Teil der Wellenschnittstelle Verzahnungen angeordnet sind und ein anderer Teil der Schnittstelle glatt sein kann.
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Wieder bezogen auf 4A, in der mögliche Beispiele für die dort abgebildeten Ölkanäle 400 beschrieben sind, können die Ölkanäle 400 Öl aus einem Ölbehälter (z. B. einem Sumpf) im Getriebegehäuse 209 aufnehmen. Zur Aufnahme des Öls kann die Getriebewelle 308 beispielsweise einen oder mehrere Öleinlasskanäle 408 aufweisen, die durch sie hindurchgehen. Die Einlasskanäle 408 können sich insbesondere von einer Außenfläche 410 der Getriebewelle 308 aus erstrecken. Ferner können die Einlasskanäle 408 in eine Kammer 414 münden, die zwischen dem äußeren Ende 315 der Rotorwelle 310 und der Innenfläche 412 der Getriebewelle gebildet wird.
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Die Kammer 414 kann in Fluidverbindung mit den Ölkanälen 400 stehen, so dass das in der Kammer 414 über die Einlasskanäle 408 aufgenommene Öl durch die Ölkanäle 400 in Richtung des inneren Endes 317 der Getriebewelle 308 geleitet werden kann. Außerdem können die Ölkanäle 400 am inneren Ende 317 der Getriebewelle 308 (z. B. an einem inneren Ende der Keilwellenschnittstelle 314) in den Hohlraum 322 münden. Die Gehäusedichtung 318 an der Gehäuseschnittstelle 320 kann die Gefahr verringern, dass das im Hohlraum 322 aufgenommene Öl aus dem Getriebegehäuse 207 ausläuft, wodurch das Öl im Hohlraum 322 gehalten wird. In dem Hohlraum 322 kann Öl entlang der Außenfläche der Rotorwelle 310 fließen. So kann das Öl einen Teil der Außenfläche der Rotorwelle zwischen der verzahnten Schnittstelle und dem Rotorlager 312 direkt umgeben. Insbesondere kann das Öl entlang der Außenflächen der Getriebewelle 308 und/oder der Rotorwelle 310 in dem Bereich zwischen dem Lager 309 und dem Lager 312 fließen. Mit anderen Worten, der Bereich zwischen den Lagern 309 und 312 entlang der Außenfläche der Getriebewelle 308 und der Rotorwelle 310 darf keine Dichtung haben. Auf diese Weise kann das Öl ungehindert entlang den Wellen in Richtung des Rotorwellenlagers fließen, wodurch die gewünschte Ölmenge effizient an das Rotorwellenlager 312 geliefert wird.
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Außerdem kann Öl aus der Kammer 414 durch die Ölkanäle 400 in den Hohlraum 322 fließen. Aus dem Hohlraum 322 kann das Öl in Richtung des Rotorwellenlagers 312 geleitet werden. So kann die Wellenschnittstelle 314 in einigen Beispielen keine Radialwellendichtungen (z. B. Lippendichtungen) zur Einbehaltung von Öl oder Fett in der Schnittstelle enthalten, so dass der Ölfluss durch die Ölkanäle 400 der Wellenschnittstelle 314 nicht eingeschränkt wird. Dadurch kann auf eine Schmierung der Wellenschnittstelle bei der Herstellung verzichtet werden, damit das Öl leichter durch die Schnittstelle fließen kann. In einem Beispiel wird das Eindringen des Öls in die Arbeitskammer 301 des Gehäuses 207 der elektrischen Maschine durch die Rotorwellendichtung 324 verhindert, die sich auf einer Innenseite 415 des Rotorwellenlagers 312 befindet, die von dem Hohlraum 322 beabstandet ist. Damit jedoch Öl durch das Rotorwellenlager 312 fließen kann, um es zu kühlen und zu schmieren, darf auf der Rotorwelle an einer Außenseite 417 des Lagers 312 (z. B. zwischen dem Lager und dem Hohlraum 322) keine Wellendichtung vorhanden sein, so dass Öl aus dem Hohlraum 322 in das Lager 312 fließen kann. Beispielhafte Ölflusswege werden in 4B-4F näher beschrieben.
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Das Gehäuse 207 der elektrischen Maschine und/oder das Getriebegehäuse 209 können einen oder mehrere Ölrücklaufkanäle 416 enthalten, durch die das Öl zu einem im Getriebegehäuse 209 ausgebildeten Ölbehälter zurückfließen kann. Nachdem das Öl zum und durch das Rotorwellenlager 312 geleitet wurde, kann es beispielsweise durch den/die Ölrücklaufkanal(e) 416 zurück zu einem Ölbehälter im Getriebe geleitet werden. Auf diese Weise kann das Öl das Lager 312 wirksam kühlen und schmieren und die darin angesammelten Verunreinigungen herausspülen, bevor es in den Ölbehälter zurückkehrt, wo es von einer Pumpe aufgenommen, gefiltert und wieder in das Getriebegehäuse 209 und über die Öleinlasskanäle 408 z. B. in die Kammer 414 geleitet werden kann.
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4B zeigt einen ersten beispielhaften Ölflussweg 450, der durch Pfeile gekennzeichnet ist. Der Ölflussweg 450 sowie jeder andere hier beschriebene Ölflussweg kann im Allgemeinen so ausgelegt sein, dass er das vordere Rotorwellenlager 312 sowie andere Komponenten des Antriebssystems kühlt und schmiert. In der Praxis können die Ölflusswege jedoch komplexer sein, als es die Pfeile zeigen. Der Ölflussweg 450 kann zunächst über die Öleinlasskanäle 408 in der Getriebewelle 308 in die Kammer 414 führen. In einigen Beispielen kann der Ölfluss ein unter Druck stehender Ölfluss sein, wie er von einer Pumpe im Ölkreislauf 303 erzeugt wird. Aus der Kammer 414 kann das Öl in die sich axial erstreckenden Ölkanäle 400 durch die Keilwellenschnittstelle 314 in den Hohlraum 322 fließen, wie durch Pfeile angezeigt. Aus dem Hohlraum 322 kann das Öl zwischen der Rotorwelle 310 und dem Gehäuse 207 der elektrischen Maschine zum Rotorwellenlager 312 fließen. Der Ölflussweg kann dann, nachdem er durch das Lager 312 geflossen ist, durch die Rotorwellendichtung 324 blockiert werden und kann dann über den/die Ölrücklaufkanal(e) 416 zu einem Ölbehälter im Getriebegehäuse 209 zurückkehren. In einigen Beispielen kann das Getriebewellenlager 309 durch einen Ölfluss aus dem Hohlraum 322 geschmiert werden. Auf diese Weise wird die Langlebigkeit des Lagers 312 und/oder des Lagers 309 erhöht. So kann das Öl aus dem Getriebegehäuse effizient zu jedem der Lager 309 und 312 und auch durch die Keilwellenschnittstelle 314 geleitet werden, um diese zu schmieren und zu kühlen.
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Insbesondere wenn das Gehäuse 207 der elektrischen Maschine den Wassermantel 304 enthält, kann das Rotorwellenlager 312 einem hohen Temperaturgradienten ausgesetzt sein, da der innere Laufring 319 Wärmezufuhr vom Getriebe erhält und der äußere Laufring 321 durch die Wassermantelanordnung gekühlt wird. Die Ölkühlung des Rotorwellenlagers 312 auf diese Weise kann dazu beitragen, die thermische Beanspruchung des Lagers zu verringern und seine Lebensdauer zu erhöhen. Durch die Verlängerung der Lebensdauer des Rotorwellenlagers wird die Langlebigkeit des elektrischen Antriebssystems entsprechend erhöht. Darüber hinaus können die Gehäusedichtung 318 und die Rotorwellendichtung 324 eine platzsparende Anordnung zur Erzielung des oben erwähnten Ölleitschemas und zum Blockieren des Ölflusses in die Arbeitskammer 301 des Gehäuses der elektrischen Maschine 207 darstellen. Darüber hinaus kann die verlängerte Lebensdauer des Rotorwellenlagers, die durch die hier beschriebenen Ölführungsanordnungen erreicht wird, es ermöglichen, das Rotorwellenlager so zu dimensionieren, dass es Getriebelasten tragen kann, und die Gesamtzahl der Lager im System zu reduzieren, falls gewünscht. Außerdem kann das Rotorwellenlager in einigen Fällen ein Lager mit höherer Drehzahl sein, das durch die hier beschriebene Ölführungsanordnung wirksam gekühlt und geschmiert werden kann, um den Lagerverschleiß zu verringern.
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Das elektrische Antriebssystem 200 kann ein weiteres Lager enthalten, das mit der Rotorwelle 310 auf einer dem Lager 312 gegenüberliegenden Seite der Welle verbunden ist. So kann das System in einem Ausführungsbeispiel vier oder mehr Lager beinhalten, die eine gemeinsame Drehachse (d. h. die Drehachse 316) haben. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann das System hyperstatisch sein, was die Gefahr einer Lagerabnutzung verringert. In alternativen Ausführungsbeispielen kann die Anzahl der Lager im System jedoch reduziert werden. So kann das System beispielsweise drei oder weniger Lager enthalten, um die Größe, die Komplexität und in einigen Fällen auch die Herstellungskosten des Systems zu verringern, falls dies gewünscht wird. Um die Anzahl der Lager zu verringern, können Teile des Motors in die Achse integriert werden.
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4C zeigt ein weiteres Beispiel für einen Ölflussweg 455 zur Kühlung und Schmierung des vorderen Rotorwellenlagers 312, wie durch Pfeile angedeutet. In diesem Beispiel können die Ölflusswege 455, die in 4C dargestellt sind, die Rotorwelle 310 Ölkanäle 700 enthalten, die sich durch einen Teil davon erstrecken, wie in 7A-7B noch ausführlicher dargestellt. Die Ölkanäle 700 beinhalten axiale Abschnitte, die radial nach innen von den äußeren Keilnuten 510 verlaufen. Die Ölkanäle 700 können sich zum Beispiel von einer Öffnung 702 am äußeren Ende 315 der Rotorwelle (z. B. in einer Richtung parallel zur Drehachse 316) zu einer entsprechenden radialen Öffnung 704 erstrecken. Die radialen Öffnungen 704 können sich in einigen Beispielen zu entsprechenden Stellen auf der Außenfläche der Rotorwelle erstrecken, so dass sie in Fluidverbindung mit dem Hohlraum 322 stehen (z. B. an Stellen innerhalb der äußeren Nut 510), wie in 4C dargestellt.
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Der Ölflussweg 455 kann in ähnlicher Weise wie der Flussweg 450 in 4B beginnen, wodurch der Ölflussweg zunächst über die Öleinlasskanäle 408 in der Getriebewelle 308 in die Kammer 414 führt. In einigen Fällen kann der Ölflussweg 455 (und/oder 450) jedoch andere Öleinlasskonfigurationen für die Zufuhr von Öl in die Kammer 414 verwenden. Aus der Kammer 414 kann das Öl über die Öffnungen 702 in die Ölkanäle der Rotorwelle 700 und dann über die Öffnungen 704 in den Hohlraum 322 fließen. Von dort aus kann das Öl durch das Lager 312 zur Rotorwellendichtung 324 fließen und dann über den/die Ölrücklaufkanal(e) 416 in den Ölbehälter zurückkehren, wie zuvor beschrieben. Es versteht sich, dass in einigen Fällen die Ölkanäle 700 durch die Rotorwelle 310 zusätzlich zu den Ölkanälen 400, die durch die verzahnte Schnittstelle 314 gebildet werden, und nicht als Alternative zu den Ölkanälen in einigen Beispielen vorgesehen werden können, wodurch ein noch größerer Ölfluss in den Hohlraum 322 zur Kühlung und Schmierung des Rotorwellenlagers 312 ermöglicht wird.
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4D-4F zeigen Beispiele für alternative Ölflusswege, die im elektrischen Antriebssystem 200 implementiert werden können. In diesen besonderen Beispielen kann die Rotorwelle 310 einen zentralen Öldurchgang 460 enthalten, der sich von einer Öffnung 462 am äußeren Ende 315 der Rotorwelle zu einer Vielzahl von radialen Öffnungen 464 an der Außenseite der Rotorwelle an einer Stelle zwischen dem Rotorwellenlager 312 und der Rotorwellendichtung 324 erstreckt. Ein Teil des Ölkanals 460, der mit der Öffnung 462 ausgerichtet ist, kann eine Achse haben, die mit der Drehachse 316 zusammenfällt. Obwohl nicht in den spezifischen Flusswegen aus 4D-4F dargestellt, kann jede dieser Ölflusskonfigurationen in einigen Beispielen einen oder beide der Ölkanäle 400 und 700 aus 4B bzw. 4C enthalten.
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In 4D ist ein beispielhafter Ölflussweg 465 durch Pfeile dargestellt. Aus dem Getriebegehäuse 209 strömt das Öl über den Pumpendruck und/oder den Schmierstoffspritzer durch das Getriebewellenlager 309 in den Hohlraum 322. Aus dem Hohlraum 322 kann das Öl zu und durch das Lager 312 in Richtung der Rotorwellendichtung 324 geleitet werden. Der Ölfluss kann dann über die Öffnungen 464 in der Rotorwelle 310 in den zentralen Ölkanal 460 eintreten. Dann tritt das Öl aus dem zentralen Ölkanal 460 über die Öffnung 462 in die Kammer 414 ein. In einigen Beispielen können die Öleinlasskanäle 408 als Auslasskanäle konfiguriert sein, so dass im Ölflussweg 465 Öl aus der Kammer 414 zurück in den Ölbehälter des Getriebes fließen kann. In anderen Beispielen sind jedoch auch andere Ölrückführungsanordnungen für die Rückführung von Öl aus der Kammer 414 und, allgemeiner, aus dem Lager 312 in den Ölbehälter denkbar, und zwar in Bezug auf jedes der hier beschriebenen Beispiele.
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4E zeigt einen beispielhaften Ölflussweg 475, wie durch Pfeile dargestellt. Der Ölflussweg 475 kann zunächst über einen zentralen Ölkanal 470 in der Getriebewelle 308 in die Kammer 414 führen. In einem Beispiel kann sich der Ölkanal 470 axial durch die Getriebewelle 308 (z. B. entlang der Drehachse 316) von einem äußeren Ende derselben (z. B. dem äußeren Ende 355 aus 3) zu einer Öffnung 472 erstrecken, die in Fluidverbindung mit der Kammer 414 steht. So kann Öl aus der Ölkammer 359 in 3 in den zentralen Ölkanal 470 fließen, der teilweise in 4E dargestellt ist. Der Ölflussweg kann dann über die Öffnung 462 in den zentralen Ölkanal 460 in der Rotorwelle 310 eintreten und anschließend durch die radialen Öffnungen 464 zum Lager 312 und zur Rotorwellendichtung 324 führen. Anschließend kann das Öl durch das Lager 312 in den Hohlraum 322 fließen, den Hohlraum 322 verlassen und über das Getriebewellenlager 309 in den Ölbehälter zurückkehren.
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In einigen Fällen kann es erwünscht sein, das in die Kammer 414 fließende Öl unter Druck zu setzen und/oder das aus der am äußeren Ende 355 der Getriebewelle 308 gebildeten Ölkammer 359 in den zentralen Ölkanal 470 des Getriebes fließende Öl unter Druck zu setzen. In einem Beispiel, um kurz zu 8 zu kommen, in dem das Getriebegehäuse 209 von der Seite 215 gezeigt wird, kann das Getriebegehäuse 209 einen erhöhten Abschnitt 800 an einem oberen Teil 802 aufweisen. Der erhöhte Abschnitt 800 kann eine großvolumige „Rutsche“ bilden, in der das Öl effizient zu einem unteren Teil 804 des Getriebegehäuses geleitet werden kann, wie durch den gestrichelten Pfeil 810 angezeigt. Insbesondere kann das Öl in Richtung des Deckels 357 an der Seite 215 des Getriebegehäuses 209 fließen. So kann der erhöhte Abschnitt 800 dazu führen, dass eine größere Ölmenge in die Ölkammer 359 geleitet wird, die in 3 zwischen dem Deckel 357 und dem äußeren Ende 355 der Getriebewelle 308 dargestellt ist. Auf diese Weise kann in einigen Beispielen ein unter Druck stehender Ölfluss durch die Getriebewelle 308 in einem Ölflussweg geleitet werden (z. B. durch den zentralen Ölkanal 470, der im Ölflussweg 475 aus 4E) dargestellt ist.
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4F zeigt einen weiteren beispielhaften Ölflussweg 485, der durch Pfeile gekennzeichnet ist. Der Ölflussweg 485 kann zunächst durch eine oder mehrere Öleinlassöffnungen 490 in den Hohlraum 322 führen. In einigen Beispielen kann die Öleinlassöffnung 490 durch Schwerkraft gespeist werden, so dass das Öl zumindest teilweise aufgrund der auf das Öl wirkenden Schwerkraft in den Hohlraum 322 geleitet wird (z. B. aus Behältern und/oder Kanälen, die mit der Öleinlassöffnung 490 in Fluidverbindung stehen). Aus dem Hohlraum 322 kann das Öl durch das Lager 309 in einen Verteiler 492 fließen, der zwischen der Getriebewelle 308 und einem strömungsbegrenzenden Körper 494 gebildet wird, der radial außerhalb des Lagers 309 angeordnet ist. Der Körper 494 kann daher einen Anstieg des Öldrucks im Verteiler 492 bewirken, wodurch das Öl durch die Ölkanäle 496 in die Kammer 414 gedrückt wird. Daher versteht sich, dass sich die Ölkanäle 496 zumindest durch die Getriebewelle 308 und zur Kammer 414 erstrecken können, so dass der Verteiler 492 und die Kammer 414 in Fluidverbindung stehen. Aus der Kammer 414 kann das Öl in den zentralen Ölkanal 460 in der Rotorwelle 310 fließen, wie zuvor beschrieben, und kann dann zur Rotorwellendichtung 324 und durch das Lager 312 geleitet werden.
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Der Ölflussweg 485 kann dann in einigen Beispielen in den Hohlraum 322 zurückkehren. Darüber hinaus kann an einer anderen Stelle innerhalb des Hohlraums 322 eine zweite, durch Schwerkraft gespeiste Ölbohrung 498 vorgesehen werden. In einem Beispiel kann die zweite, durch Schwerkraft gespeiste Ölbohrung 498 kleiner sein als die Öleinlassbohrung 490 und für eine Druckentlastung innerhalb des Hohlraums 322 sorgen.
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Die beispielhaften Ölwege aus 4B-4F zeigen eine Vielzahl von Anordnungen für die Führung von Öl zur Kühlung und Schmierung eines Rotorwellenlagers. Es sollte beachtet werden, dass, während einige Beispiele von Ölkanälen als separate Merkmale oder Konfigurationen gezeigt und/oder diskutiert wurden, verschiedene Kombinationen, die einen oder mehrere Aspekte der oben erwähnten Anordnungen enthalten, in Kombination miteinander vorgesehen sind, um den gewünschten Ölflussweg zu schaffen, ohne Beschränkung auf die hier beschriebenen spezifischen Beispiele.
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Das hier beschriebene elektrische Antriebssystem bietet eine effiziente Architektur für die Führung von Öl durch eine Wellenschnittstelle zwischen einer Rotorwelle und einer Getriebewelle, um ein vorderes Rotorwellenlager zu kühlen und zu schmieren, das in einem Gehäuse einer elektrischen Maschine angeordnet ist. Die durch die Wellenschnittstelle verlaufenden ÖIkanäle bieten eine effiziente Konstruktion zur Kühlung und Schmierung mehrerer Komponenten des Antriebssystems und verringern gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit eines unerwünscht hohen Temperaturgradienten am Rotorwellenlager, wodurch die Lebensdauer des Lagers sowie des gesamten elektrischen Antriebssystems verlängert wird.
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1-8 zeigen Beispielkonfigurationen mit der relativen Anordnung der verschiedenen Komponenten. Wenn diese Elemente in direktem Kontakt zueinander stehen oder direkt gekoppelt sind, können sie zumindest in einem Beispiel als in direktem Kontakt bzw. direkt gekoppelt bezeichnet werden. In ähnlicher Weise können Elemente, die nebeneinander oder aneinander angrenzend dargestellt sind, zumindest in einem Beispiel aneinander oder aneinander angrenzend sein. So können beispielsweise Komponenten, die in flächenteilendem Kontakt zueinander liegen, als in flächenteilendem Kontakt stehend bezeichnet werden. Als weiteres Beispiel können in mindestens einem Fall Elemente, die voneinander getrennt sind und zwischen denen sich nur ein Zwischenraum befindet und die keine anderen Komponenten aufweisen, als solche bezeichnet werden. In noch einem weiteren Beispiel können Elemente, die über/untereinander, auf gegenüberliegenden Seiten oder links/rechts voneinander dargestellt sind, als solche bezeichnet werden, und zwar relativ zueinander. Wie in den Figuren dargestellt, kann ein oberstes Element oder ein oberster Punkt des Elements als „Oberseite“ der Komponente und ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements als „Unterseite“ der Komponente bezeichnet werden. Die hier verwendeten Begriffe Oberseite/Unterseite, oberer/unterer, oberhalb/unterhalb können sich auf eine vertikale Achse der Figuren beziehen und zur Beschreibung der Positionierung von Elementen der Figuren zueinander verwendet werden. So sind in einem Beispiel Elemente, die oberhalb anderer Elemente angezeigt werden, vertikal über den anderen Elementen angeordnet. Als weiteres Beispiel können die Formen der in den Figuren dargestellten Elemente als solche bezeichnet werden (z. B. kreisförmig, gerade, eben, gekrümmt, abgerundet, abgeschrägt, abgewinkelt o. ä.). Ferner können die dargestellten Elemente, die sich gegenseitig schneiden, in mindestens einem Beispiel als sich schneidende Elemente oder als einander schneidende Elemente bezeichnet werden. Darüber hinaus kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements oder außerhalb eines anderen Elements dargestellt wird, als solches bezeichnet werden.
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Die Erfindung wird in den folgenden Absätzen noch weiter beschrieben. In einem Aspekt wird ein elektrisches Antriebssystem bereitgestellt, das eine elektrische Maschine mit einem Gehäuse umfasst, das mit einem Getriebegehäuse verbunden ist; und eine Rotorwelle, die eine Wellenschnittstelle mit einer Getriebewelle an einem äußeren Ende davon bildet; ein Rotorwellenlager, das auf der Rotorwelle innerhalb des Gehäuses der elektrischen Maschine innenseitig von der Wellenschnittstelle angeordnet ist; eine Rotorwellendichtung, die innerhalb des Gehäuses der elektrischen Maschine angeordnet ist und auf einer Innenseite des Rotorwellenlagers positioniert ist; und eine Vielzahl von Ölkanälen in Fluidverbindung mit einem Ölbehälter, die sich durch die Rotorwelle erstrecken und in Fluidverbindung mit dem Rotorwellenlager stehen.
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In einem anderen Aspekt wird eine elektrische Achse bereitgestellt, die einen abgedichteten Hohlraum umfasst, der zwischen einem Elektromotorgehäuse und einem Getriebegehäuse definiert ist; eine Keilwellenschnittstelle, die zwischen einem äußeren Ende einer Rotorwelle und einem inneren Ende einer Getriebewelle ausgebildet ist; ein Rotorwellenlager, das auf der Rotorwelle innerhalb des Elektromotorgehäuses innerhalb der Keilwellenschnittstelle angeordnet ist; eine Rotorwellendichtung, die auf der Rotorwelle innerhalb des Rotorwellenlagers angeordnet ist; und eine Vielzahl von Ölkanälen, die sich axial durch die Rotorwelle erstrecken und in Fluidverbindung mit einem Ölbehälter stehen, wobei die Vielzahl von Ölkanälen und das Rotorwellenlager in Fluidverbindung mit dem abgedichteten Hohlraum stehen.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann das elektrische Antriebssystem ferner einen Hohlraum umfassen, der radial einwärts von einer Gehäuseschnittstelle angeordnet ist, die zwischen dem Gehäuse der elektrischen Maschine und dem Getriebegehäuse gebildet ist, wobei die Gehäuseschnittstelle axial zwischen der Wellenschnittstelle und dem Rotorwellenlager angeordnet ist.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann die Vielzahl von Ölkanälen in eine Kammer münden, die zwischen einer Innenfläche der Getriebewelle und dem äußeren Ende der Rotorwelle angeordnet ist.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann sich die Vielzahl von Ölkanälen axial durch die Wellenschnittstelle neben einer Vielzahl von Keilnuten, welche die Wellenschnittstelle bilden, erstrecken.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann das elektrische Antriebssystem außerdem einen oder mehrere Einlasskanäle umfassen, die sich durch die Getriebewelle in die Kammer erstrecken.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann das elektrische Antriebssystem ferner eine Gehäusedichtung umfassen, die zwischen dem Getriebegehäuse und dem Gehäuse der elektrischen Maschine angeordnet ist, wobei der Hohlraum in einem Raum radial einwärts von der Gehäusedichtung ausgebildet ist und wobei der Hohlraum Öl von der Vielzahl von Ölkanälen aufnimmt und Öl zu einer Außenseite des Lagers leitet.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann das Gehäuse der elektrischen Maschine einen Wassermantel enthalten, durch den das Kühlmittel zirkuliert; und das Kühlmittel kann vom Öl fluidisch getrennt sein.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten darf die Rotorwelle keine Lippendichtung in einem Bereich zwischen der Wellenschnittstelle und dem Rotorwellenlager enthalten.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann das elektrische Antriebssystem ferner ein Getriebewellenlager umfassen, das auf der Getriebewelle angeordnet ist, wobei das Getriebewellenlager eine andere Konfiguration als das Rotorwellenlager aufweist.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann die elektrische Achse außerdem einen O-Ring umfassen, der zwischen einem äu-ßeren Ende des Elektromotorgehäuses und einem inneren Ende des Getriebegehäuses angeordnet ist, wobei der O-Ring und die Rotorwellendichtung die Grenzen des abgedichteten Hohlraums definieren.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann das Rotorwellenlager über die Vielzahl von axial verlaufenden Ölkanälen und einen oder mehrere Ölrücklaufkanäle, die im Getriebegehäuse ausgebildet sind und in den abgedichteten Hohlraum münden, in Fluidverbindung mit dem ÖIbehälter stehen.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten können sich der eine oder die mehreren Öleinlasskanäle durch die Getriebewelle hindurch erstrecken und sich zu einer Kammer öffnen, die zwischen einer Innenseite der Getriebewelle und dem äußeren Ende der Rotorwelle gebildet wird, wobei die Kammer in Fluidverbindung mit der Vielzahl von Ölkanälen steht.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten können die ein oder mehreren Öleinlasskanäle in der Getriebewelle Öl aus dem Getriebegehäuse in die Kammer leiten, wodurch Öl in die Vielzahl von Ölkanälen geleitet wird.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann die elektrische Achse des Weiteren ein Getriebewellenlager umfassen, das auf der Getriebewelle angeordnet ist, wobei das Rotorwellenlager in Fluidverbindung mit der Keilwellenschnittstelle und dem Getriebewellenlager steht.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann das Getriebewellenlager ein Axiallager und das Rotorwellenlager ein Radiallager sein.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten darf die Rotorwelle keine Wellendichtung in einem Bereich zwischen der Getriebewelle und dem Rotorwellenlager enthalten, die Getriebewelle darf keine Wellendichtung an ihrem inneren Ende innerhalb des abgedichteten Hohlraums enthalten, und die Keilwellenschnittstelle darf keine Dichtung enthalten, die zwischen der Getriebewelle und der Rotorwelle angeordnet ist.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann das Öl ohne Unterbrechung durch die Vielzahl von Ölkanälen und den abgedichteten Hohlraum zum Rotorwellenlager fließen.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten können sich die einen oder mehreren Öleinlasskanäle von einer Außenfläche der Getriebewelle zu einem Innenraum erstrecken, der innerhalb des inneren Endes der Getriebewelle definiert ist.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann die Rotorwellendichtung den abgedichteten Hohlraum von einem Arbeitsraum des Elektromotorgehäuses fluidisch trennen, wobei das Elektromotorgehäuse darin ausgebildete Kühlmittelkanäle für die Zirkulation eines Kühlmittels enthalten kann, wobei das Kühlmittel fluidisch vom Öl getrennt ist.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann die Rotorwelle einen Ölhohlraum beinhalten, der ihre Außenfläche von der Wellenschnittstelle bis zum Rotorwellenlager umfangsmäßig umgibt.
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In einem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Öl die Rotorwelle in einem Bereich zwischen einem inneren Ende der Getriebewelle und dem Rotorwellenlager direkt umgeben.
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In einer anderen Darstellung wird eine elektrische Achsenanordnung bereitgestellt, die ein Elektromotor-Rotorwellenlager enthält, das außerhalb einer Rotorwellendichtung positioniert ist und Öl von einem Ölgehäuse erhält, das sich zwischen einer Außenseite des Rotorwellenlagers erstreckt, und wobei das Ölgehäuse Öl von einer oder mehreren Ölleitungen erhält, die sich durch eine verzahnte Schnittstelle erstrecken, welche zwischen einer Rotorwelle des Elektromotors und einer Getriebeeingangswelle ausgebildet ist.
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Es versteht sich, dass die hier offengelegten Konfigurationen und Routinen exemplarischen Charakter haben und dass diese spezifischen Ausführungsbeispiele nicht als einschränkend zu betrachten sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, sollen die Begriffe „erster“, „zweiter“, „dritter“ usw. keine Reihenfolge, Position, Menge oder Bedeutung bezeichnen, sondern dienen lediglich zur Unterscheidung der einzelnen Elemente. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie weitere hier offengelegte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.
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Der Begriff „etwa“ bedeutet, sofern nicht anders angegeben, plus oder minus fünf Prozent des Bereichs.
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Die folgenden Ansprüche weisen insbesondere auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neu und nicht naheliegend angesehen werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Elemente einschließen, wobei zwei oder mehr solcher Elemente weder erforderlich noch ausgeschlossen sind. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, ob sie nun einen breiteren, engeren, gleichen oder anderen Geltungsbereich als die ursprünglichen Ansprüche aufweisen, werden ebenfalls als zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gehörig betrachtet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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