DE102018106799B4 - Electric axle drive - Google Patents
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Abstract
Elektrischer Achsantrieb (1) mit einer elektrischen Maschine (2) und einem daran anschließenden Getriebe (3), wobei die elektrische Maschine (2) ein Maschinengehäuse (4) und das Getriebe (3) ein Getriebegehäuse (5) aufweist sowie im Getriebegehäuse (5) ein Ölraum zur Aufnahme von Getriebeöl gebildet ist, wobei das Maschinengehäuse (4) und das Getriebegehäuse (5) unmittelbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Gehäusen (4, 5) ein Versteifungselement (8) zum Versteifen der Gehäuseanordnung angeordnet ist, wobei das Versteifungselement (8) einen Ölraum (10) zur Aufnahme von Getriebeöl aufweist, der mit dem Ölraum des Getriebegehäuses (5) verbunden ist.Electric axle drive (1) with an electric machine (2) and a gearbox (3) connected to it, the electric machine (2) having a machine housing (4) and the gearbox (3) having a gearbox housing (5), and in the gearbox housing (5 ) an oil chamber is formed for receiving transmission oil, with the machine housing (4) and the transmission housing (5) being directly connected to one another, characterized in that a stiffening element (8) for stiffening the housing arrangement is arranged between the housings (4, 5). , wherein the stiffening element (8) has an oil chamber (10) for receiving transmission oil, which is connected to the oil chamber of the transmission housing (5).
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Achsantrieb mit einer elektrischen Maschine und einem daran anschließenden Getriebe, wobei die elektrische Maschine ein Maschinengehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse aufweist sowie im Getriebegehäuse ein Ölraum zur Aufnahme von Getriebeöl gebildet ist, wobei das Maschinengehäuse und das Getriebegehäuse unmittelbar miteinander verbunden sind.The invention relates to an electric final drive with an electric machine and a gearbox connected to it, the electric machine having a machine housing and the gearbox having a gearbox housing, and an oil chamber for receiving gearbox oil being formed in the gearbox housing, the machine housing and the gearbox housing being directly connected to one another .
Bei derartigen elektrischen Achsantrieben kann die elektromotorische Maschine durchaus sowohl im Motorbetrieb als auch im Generatorbetrieb betrieben werden. Im Motorbetrieb treibt die Maschine über das Getriebe die Achse an, insbesondere eine Fahrzeugachse, beispielsweise eine solche eines Personenkraftwagens. Im Generatorbetrieb erfolgt der Antrieb der elektrischen Maschine über die Achse und das Getriebe. Das Getriebe wird mittels Getriebeöl geschmiert und gekühlt. Hierzu weist das Getriebegehäuse einen Ölraum zur Aufnahme des Getriebeöls auf.With such electric axle drives, the electromotive machine can definitely be operated both in motor mode and in generator mode. In engine operation, the machine drives the axle via the transmission, in particular a vehicle axle, for example one of a passenger car. In generator mode, the electric machine is driven via the axle and the gearbox. The gearbox is lubricated and cooled with gearbox oil. For this purpose, the transmission housing has an oil chamber for receiving the transmission oil.
In der
In der
Ein elektrischer Antrieb der eingangs genannten Art ist ferner in der
Ein elektrischer Antrieb der eingangs genannten Art ist in der
Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Achsantrieb der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine steife und kompakte Anordnung von elektrischer Maschine und Getriebe geschaffen wird.The object of the invention is to further develop an electric axle drive of the type mentioned at the outset in such a way that a rigid and compact arrangement of the electric machine and transmission is created.
Gelöst wird die Aufgabe durch einen elektrischen Achsantrieb, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The problem is solved by an electric axle drive that has the features of patent claim 1 . Developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Achsantrieb ist vorgesehen, dass das Maschinengehäuse und das Getriebegehäuse miteinander verbunden sind. Zwischen den Gehäusen ist ein Versteifungselement zum Versteifen der Gehäuseanordnung angeordnet. Das Versteifungselement weist einen Ölraum zur Aufnahme von Getriebeöl auf. Dieser Ölraum ist mit dem Ölraum des Getriebegehäuses verbunden.In the case of the electric axle drive according to the invention, it is provided that the machine housing and the transmission housing are connected to one another. A stiffening element for stiffening the housing arrangement is arranged between the housings. The stiffening element has an oil chamber for accommodating transmission oil. This oil space is connected to the oil space of the gearbox housing.
Zwischen der elektrischen Maschine und dem Getriebe, somit zwischen dem Maschinengehäuse und dem Getriebegehäuse, ist somit eine Versteifung der elektrischen Achsanordnung vorgesehen. Es ist demnach das Getriebegehäuse nicht nur unmittelbar mit dem Maschinengehäuse verbunden, sondern es erfolgt die Versteifung der Gehäuseanordnung durch das Versteifungselement. Dieses Versteifungselement besitzt nicht nur die Funktion des Versteifens des Achsantriebs, sondern zusätzlich ist in dem Versteifungselement der Ölraum gebildet, der mit dem Ölraum des Getriebegehäuses verbunden ist. Die Funktionalität des Versteifungselements ist somit über dessen Versteifungsfunktion hinaus erweitert.A stiffening of the electric axle arrangement is thus provided between the electric machine and the transmission, thus between the machine housing and the transmission housing. Accordingly, the transmission housing is not only connected directly to the machine housing, but the housing arrangement is reinforced by the stiffening element. This stiffening element not only has the function of stiffening the axle drive, but the oil chamber is also formed in the stiffening element, which is connected to the oil chamber of the transmission housing. The functionality of the stiffening element is thus extended beyond its stiffening function.
Vorzugsweise weist der Ölraum des Versteifungselements die Funktion eines Ölspeichers auf. Unter diesem Aspekt wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Ölspeicher in einem oberen Bereich des Versteifungselements gebildet ist.The oil chamber of the stiffening element preferably has the function of an oil reservoir. From this point of view, it is considered advantageous if the oil reservoir is formed in an upper area of the stiffening element.
Die obere Versteifungsmaßnahme kann somit zusätzlich als Ölspeicher verwendet werden. Insbesondere bei einer Trockensumpfschmierung kann so der zusätzlich notwendige Ölspeicher bauraumneutral integriert werden. Hiermit sind wesentliche Packagevorteile verbunden.The upper stiffening measure can thus also be used as an oil reservoir. In particular with dry sump lubrication, the additionally required oil reservoir can be integrated in a space-neutral manner. This brings with it significant package benefits.
Vorzugsweise weist der Ölraum des Versteifungselements einen Ölansaugbereich auf. Vorzugsweise ist der Ölansaugbereich in einem unteren Bereich des Versteifungselements gebildet. Die untere Versteifungsmaßnahme wird somit zusätzlich als Oelansaugstelle verwendet.The oil chamber of the stiffening element preferably has an oil suction area. The oil suction area is preferably formed in a lower area of the stiffening element. The lower stiffening measure is thus also used as an oil suction point.
Insbesondere ist vorgesehen, dass im Versteifungselement sowohl der Ölspeicher als auch die Ölansaugstelle verwirklicht sind.In particular, it is provided that both the oil reservoir and the oil suction point are realized in the stiffening element.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ölraum des Versteifungselements benachbart einem Kühlmittelbereich der elektrischen Maschine angeordnet ist. Da sich der Ölraum nahe am Kühlmittelbereich der elektrischen Maschine befindet, kann Kühlmittel der elektrischen Maschine auch zur Kühlung oder Erwärmung des Getriebeöls verwendet werden. Insbesondere ist der Ölraum des Versteifungselements benachbart eines als Kühlmittelmantel der elektrischen Maschine ausgebildeten Kühlmittelbereichs angeordnet. Dieser Kühlmittelmantel ist somit im Mantelbereich des weitgehend zylindrischen Gehäuses der elektrischen Maschine angeordnet.According to a particularly preferred development of the invention, it is provided that the oil chamber of the stiffening element is arranged adjacent to a coolant area of the electrical machine. Because the oil chamber is close to the coolant area of the electric machine, coolant from the electric machine can also be used to cool or heat the transmission oil. In particular, the oil space of the stiffening element is arranged adjacent to a coolant area designed as a coolant jacket of the electrical machine. This coolant jacket is thus arranged in the jacket area of the largely cylindrical housing of the electrical machine.
Bei dem Kühlmittel handelt es sich insbesondere um Kühlwasser.The coolant is in particular cooling water.
Durch die hier beschriebene Gestaltung wird somit ein Öl/Wasser-Wärmetauscher verwirklicht, der am Elektromaschinenkreislauf mit angeschlossen ist.With the design described here, an oil/water heat exchanger is implemented, which is also connected to the electrical machine circuit.
Somit ist der weitere Vorteil zu verzeichnen, dass in das Versteifungselement bauraumneutral ein Wärmetauscher integriert werden kann, der direkt an den Kühlmittelkreislauf der elektrischen Maschine angeschlossen ist. Hiermit einhergehen erhebliche Bauraum- und Kostenvorteile.Thus, there is the further advantage that a heat exchanger can be integrated into the stiffening element in a space-neutral manner, which heat exchanger is connected directly to the coolant circuit of the electrical machine. This is accompanied by considerable space and cost advantages.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Ölraum im Bereich des Ölspeichers benachbart dem Kühlmittelbereich der elektrischen Maschine angeordnet.According to a preferred development, the oil space is arranged in the area of the oil reservoir adjacent to the coolant area of the electrical machine.
Vorzugsweise ist das Versteifungselement mit dem Getriebegehäuse und dem Maschinengehäuse verbunden, insbesondere mit diesem verschraubt. Hierdurch ergibt sich eine besonders steife Verbindung des Versteifungselements mit der Gehäuseanordnung. Üblicherweise ist das Maschinengehäuse und das Getriebegehäuse über eine Flanschverbindung verschraubt.The stiffening element is preferably connected to the transmission housing and the machine housing, in particular screwed to it. This results in a particularly rigid connection of the stiffening element to the housing arrangement. The machine housing and the gearbox housing are usually screwed together using a flange connection.
Baulich besonders kompakt ist der Achsantrieb, wenn das Versteifungselement im Wesentlichen neben dem Maschinengehäuse angeordnet ist. Diese Anordnung berücksichtigt eine Bauweise, bei der das Getriebe, in Richtung einer Rotorwelle der elektrischen Maschine gesehen, seitlich über das Maschinengehäuse hervorsteht, wobei in diesem seitlich hervorstehenden Bereich das Versteifungselement angeordnet und mit dem Maschinengehäuse und dem Getriebegehäuse verbunden ist.The axle drive is structurally particularly compact if the stiffening element is arranged essentially next to the machine housing. This arrangement takes into account a design in which the transmission, seen in the direction of a rotor shaft of the electrical machine, protrudes laterally beyond the machine housing, the stiffening element being arranged in this laterally protruding area and connected to the machine housing and the transmission housing.
Das Versteifungselement kann durchaus mehrteilig ausgebildet sein, insbesondere um einer konkreten Einbausituation des Achsantriebs Rechnung tragen zu können.The stiffening element can certainly be designed in several parts, in particular in order to be able to take account of a specific installation situation of the final drive.
In einfachster Bauweise ist die elektrische Maschine ein Elektromotor. Alternativ kann die elektrische Maschine auch komplexer gestaltet sein, sodass sie sowohl im Motorbetrieb als auch im Generatorbetrieb betrieben werden kann.In the simplest design, the electrical machine is an electric motor. Alternatively, the electrical machine can also be designed to be more complex, so that it can be operated both in motor mode and in generator mode.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels, ohne hierauf beschränkt zu sein.Further features of the invention result from the subclaims, the attached drawing and the description of the exemplary embodiment shown in the drawing, without being restricted thereto.
Es zeigt:
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1 eine räumliche Ansicht des elektrischen Achsantriebs, -
2 den elektrischen Achsantrieb in der Ansicht gemäß1 , allerdings senkrecht zu einer Achse eines Maschinenrotors durch ein Maschinengehäuse und ein Versteifungselement geschnitten.
-
1 a spatial view of the electric axle drive, -
2 the electric axle drive in the view according to1 , but cut perpendicularly to an axis of a machine rotor through a machine housing and a stiffening element.
Figurenbeschreibungcharacter description
Das Getriebe 3 weist zwei parallel zueinander angeordnete Wellen auf. Eine Eingangswelle des Getriebes 3, deren Achse mit der Rotorachse der elektrischen Maschine 2 zusammenfällt, ist mittels der elektrischen Maschine 2 antreibbar. Über einen Radsatz des Getriebes 3 ist eine Ausgangswelle 7 des Getriebes 3 antreibbar. Diese Ausgangswelle 7 erstreckt sich in einen Bereich neben der elektrischen Maschine 2. Neben der elektrischen Maschine 2 ist ein Versteifungselement 8 angeordnet. Dieses ist zwischen den Gehäusen 4, 5 positioniert und dient zum Versteifen der aus diesen Gehäusen gebildeten Getriebeanordnung. Das Versteifungselement 8 ist gebogen ausgebildet und liegt sowohl am Maschinengehäuse 4 als auch am Getriebegehäuse 5 an. Es umschließt hierbei annähernd halbkreisförmig die Ausgangswelle 7. Mittels Schrauben 9 sind das Versteifungselement 8 und das Getriebegehäuse 5 miteinander verschraubt. Das Versteifungselement 8 stützt sich am Maschinengehäuse 4 ab. Das Versteifungselement 8 ist insbesondere auch mit dem Maschinengehäuse 4 fest verbunden, vorzugsweise verschraubt. Auch eine formschlüssige Verbindung zwischen Versteifungselement 8 und Maschinengehäuse 4 kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein.The transmission 3 has two shafts arranged parallel to one another. An input shaft of the transmission 3, whose axis coincides with the rotor axis of the electric machine 2, can be driven by the electric machine 2. An output shaft 7 of the transmission 3 can be driven via a wheel set of the transmission 3 . This output shaft 7 extends into an area next to the electric machine 2. A stiffening element 8 is arranged next to the electric machine 2. This is positioned between the housings 4, 5 and serves to stiffen the transmission arrangement formed from these housings. The stiffening element 8 is curved and rests on both the machine housing 4 and the gear housing 5 . It encloses the output shaft 7 in an approximately
Das Versteifungselement 8 kann durchaus mehrteilig ausgebildet sein.The stiffening element 8 can definitely be designed in several parts.
Wie der Darstellung der
Der Ölraum 10 des Versteifungselements 8 weist die Funktion eines Ölspeichers auf. Diese Funktion wird in einem Teilbereich 11 des Ölraums 10 verwirklicht. Der Ölspeicher ist in einem oberen Bereich 12des Versteifungselements 8 gebildet. Der Ölraum 10 des Versteifungselements 8 weist ferner einen Ölansaugbereich auf. Dieser ist in einem Teilbereich 13 des Versteifungselements 8 verwirklicht. Der Ölansaugbereich ist in einem unteren Bereich 14 des Versteifungselements 8 gebildet. Im unten angeordneten Teilbereich 13 des Ölraums 10 kann somit Öl angesaugt werden und es dient der obere Teilbereich 11 des Ölraums als Ölspeicher. Der Ölraum 10, konkret dessen Teilbereich 11 und 13 sind benachbart einem Kühlmittelbereich 15 der elektrischen Maschine 2 angeordnet. In diesem Kühlmittelbereich 15 befindet sich ein Kühlmittelmantel 16 der elektrischen Maschine 2, der sich im Wesentlichen über die axiale Länge des Rotors der elektrischen Maschine 2 erstreckt. Somit kann entsprechend der beiden veranschaulichten Doppelpfeile 17 ein Wärme- bzw. Kälteübergang zwischen dem Versteifungselement 8 und dem Maschinengehäuse 4 erfolgen, im Sinne einer Kühlung oder Erwärmung des Getriebeöls im Bereich des Ölspeichers und der Ölansaugstelle.The
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