WO2013004407A1 - Antriebssystem mit lüftung - Google Patents

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WO2013004407A1
WO2013004407A1 PCT/EP2012/056483 EP2012056483W WO2013004407A1 WO 2013004407 A1 WO2013004407 A1 WO 2013004407A1 EP 2012056483 W EP2012056483 W EP 2012056483W WO 2013004407 A1 WO2013004407 A1 WO 2013004407A1
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WO
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drive system
air
air supply
interior
ventilation
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PCT/EP2012/056483
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias Vogler
Raphael Fischer
Mark Lauger
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Publication date
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Priority to US14/125,867 priority patent/US20140117743A1/en
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    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60B3/14—Attaching disc body to hub ; Wheel adapters
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    • B60K2007/0038—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor moving together with the wheel axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K2007/0092—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor axle being coaxial to the wheel axle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the present invention relates to a drive system for a vehicle, in particular for an electric and / or hybrid vehicle.
  • Electric wheel hub drives are a particular embodiment of an electric motor.
  • An electric wheel hub drive comprises an electric motor which is installed directly in a wheel of a vehicle and at the same time carries the wheel hub, so that a part of the motor rotates with the wheel.
  • the rotor In the case of an internally rotating wheel hub drive, a so-called internal rotor, the rotor can be arranged inside the stator, for example. In an externally rotating wheel hub drive, a so-called external rotor, the rotor may be arranged outside the stator, for example.
  • the present invention relates to a drive system, in particular wheel hub drive system, for a vehicle, in particular for an electric and / or hybrid vehicle, with at least one drive system interior, which comprises an electric motor with a stator and a rotor.
  • the drive system comprises a ventilation device for ventilating and venting the drive system interior of the drive system, wherein the ventilation device comprises at least one air supply device for supplying air into the drive system interior and at least one air discharge device for discharging air from the drive system interior.
  • air can be understood as meaning either a natural air atmosphere or ambient air, as well as an artificial atmosphere, for example with a high proportion of inert gas.
  • an inert gas or inert gas-containing gas mixture can be used for active ventilation.
  • nitrogen, argon and / or helium, in particular nitrogen can be used as an inert gas.
  • the ventilation device according to the invention can advantageously ensure a targeted exchange of air between the drive system and its surroundings.
  • Pressures which can build up in particular due to climatic conditions and / or temperature fluctuations in the drive system, for example in the case of a cool outside temperature and increased for example by braking with a friction brake, leading to a strong air expansion internal temperature can be compensated advantageously by the ventilation device.
  • pressure-induced and possibly heat-induced damage can be caused by sensitive drive system elements, such as the lifting of seals can be prevented.
  • the ventilation device moisture which may penetrate by humidity precipitation or any leaks in the drive system, advantageously.
  • the air supply device (s) is or are arranged above a drive axle of the drive system.
  • the air supply device (s) may be in a position range of> 9 o'clock to ⁇ 3 o'clock, in particular from> 10 o'clock to .2 o'clock, for example from> 1 o'clock to ⁇ 1 o'clock, for example approximately 12 o'clock be arranged.
  • An arrangement of the air supply means above the drive axle has the advantage that this area tends to be subjected to less spray water, and thus an introduction of moisture can be reduced or even prevented.
  • the air discharge device (s) is or are arranged below the drive axle of the drive system.
  • the air supply device (s) may be in a position range from 2:03 to 9 o'clock, in particular from 4 o'clock to 8 o'clock, for example from 5 o'clock to 7 o'clock, for example approximately 6 o'clock be arranged.
  • An arrangement of the air discharge devices below the drive axle has the advantage that moisture settles in this area and thus can be removed from this area particularly effectively.
  • Air supply devices arranged above the drive axle and air discharge devices arranged below the drive axle have, in combination, the advantage that the volume of the drive system interior is flowed through to a large extent and the flowing air can absorb more liquid and transport it out of the system.
  • the air supply device (s) comprise or comprise at least one filter, in particular a particle filter and / or moisture filter and / or gas filter.
  • contaminants and / or moisture and / or chemically aggressive gases are introduced into the drive system interior of the drive system.
  • a filter based on a water-impermeable, but vapor-permeable membrane for example, a membrane, for example based on polytetrafluoroethene (PTFE), for example from Gore (“Gore-Tex”), Germany, can be used as a filter for removing moisture in the liquid state and / or of particles.
  • PTFE polytetrafluoroethene
  • the air supply device / s comprises or comprise at least one dryer.
  • the dryer may be based on condensation of water and, for example, deprive air of moisture by cooling the air to a lower temperature.
  • the dryer may be an air conditioning system of the vehicle.
  • the dryer is formed on the basis of a physically and / or chemically water-absorbing material.
  • such a dryer can simultaneously act as a filter or filter at the same time as a dryer.
  • the air supply device (s) can therefore also have at least one combined filter-dryer unit.
  • the air supply device (s) may comprise an air supply line, for example an air supply tube.
  • the air supply device (s) can be configured such that air can passively and / or actively be supplied to the drive system interior.
  • the air supply / s can thus be designed as active and / or passive air supply / s.
  • the air supply / s be fully active, temporarily active and otherwise passive or fully passive air supply / s.
  • An active design of the air supply device (s) can take place, for example, in that the air supply device is permanently connected or connectable to a ventilation system of the vehicle or to a maintenance ventilation system.
  • a ventilation system contained in the vehicle and / or a maintenance ventilation system connected during maintenance can be ensured.
  • the air supply device (s) is or are designed as an active or temporarily active air supply device for the at least temporary active supply of air into the drive system interior space.
  • the air supply means may be temporarily connectable or permanently connected to a ventilation system of the vehicle, for example an air conditioning system of the vehicle.
  • the air supply device (s) may be temporarily connectable to a service ventilation system.
  • air from a vehicle interior for example from a passenger compartment or a storage space, for example a trunk
  • the air supply device for example by means of the air supply line.
  • the air supply device (s) is or are located on a stationary, that is not rotatable, drive system. Element of the drive system, for example, with the stator of the electric motor, in particular rotationally fixed, connected drive system element of the drive system, such as a Statorhalteplatte arranged.
  • the air discharge device (s) can also be arranged on the same or on another stationary drive system element of the drive system, for example on a stationary drive system element of the drive system, for example a stator holding plate, connected to the stator of the electric motor, in particular rotationally fixed.
  • the Luftabschreib since the Vietnamese asbworth issues / s need not be connected to other elements, such as the vehicle, the Heilabschreib responded / s readily on a rotatable drive system element of the drive system, for example a rotatable drive system element connected to the rotor of the electric motor, in particular nadobfest connected the drive system, such as a rim, a cover or a rotor carrier, be arranged.
  • a rotatable drive system element of the drive system for example a rotatable drive system element connected to the rotor of the electric motor, in particular navbfest connected the drive system, such as a rim, a cover or a rotor carrier, be arranged.
  • the air supply device / s comprises or comprises an air supply connection element for airtight connection of the air supply device to the drive system interior.
  • the air supply connection element can be fastened or fastened to a recess in a wall delimiting the drive system interior, for example in a stator support plate, so that air can enter the drive system element interior through the air supply connection element, the area between the air supply connection element and the recess and the drive system interior limiting wall is airtight and in particular also waterproof.
  • the air discharge device (s) comprise or comprise an air supply connection element for airtight connection of the air discharge device to the drive system interior.
  • the air discharge connection element at a recess in a wall bounding the drive system interior for example in the stator support plate and / or in the rim, in the cover or in the rotor carrier, be fastened or fastened such that air can escape through the air discharge connection element from the drive system element interior, the area between the air discharge connection element and the wall bounding the recess and the drive system interior is airtight and in particular also watertight.
  • valves in particular non-return valves, in the air supply devices and / or air discharge devices, a directed air movement and thus a targeted exchange of air can advantageously be achieved.
  • the air supply devices can be provided with valves which ensure that air can only flow but can not flow away, whereas the air discharge devices are provided with valves which ensure that air can only flow out but can not flow.
  • the air in the interior of the system is heated, the air can thus be forced to flow through the, preferably lower, air discharge devices, thereby discharging any water and / or dirt that may be present in the system.
  • the air supply device (s) comprise or comprise a valve, for example a check valve.
  • the valve or the check valve of the air supply device may be designed to allow an inflow of air into the drive system interior and to prevent an outflow of air from the drive system interior.
  • the air removal device comprise or comprise a valve, for example a non-return valve. til.
  • the valve or the check valve of the air discharge device may be designed to allow an outflow of air from the drive system interior and to prevent an influx of air into the drive system interior.
  • valve in particular check valve
  • a water-impermeable but open to vapor diffusion membrane which is permeable to air only in one direction and airtight in the other direction.
  • a membrane for example based on polytetrafluoroethylene (PTFE), for example from Gore (“Gore-Tex”), Germany, can be used as a valve, in particular a check valve.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the ventilation device may in particular comprise a plurality of air discharge devices. It is possible that only one air supply means, however, a plurality of air discharge means, for example in the form of valves, in particular check valves, are provided.
  • the ventilation device may comprise a plurality of air supply devices, for example in the form of valves, in particular non-return valves.
  • the drive system further comprises a friction brake.
  • the friction brake can be integrated within a vehicle wheel, in particular within the electric motor, for example within the rotor of the electric motor.
  • the friction brake may be, for example, a drum brake or a disc brake.
  • the drive system interior is preferably at least partially, in particular completely, configured as a lockable or closed space.
  • the term "lockable” can be understood to mean that the drive system interior is temporarily and apparently closable. tet is.
  • the drive system interior during assembly and / or maintenance can be open and closed after installation and / or maintenance.
  • the drive system interior encloses a gap present between the stator and the rotor of the electric motor, in particular an air gap, and / or a friction brake of the drive system.
  • the drive system may also include two or more drive system spaces.
  • the drive system may include a drive system interior, which encloses the gap present between the stator and the rotor, in particular an air gap, and a further drive system interior, which encloses the friction brake. It is not necessary to equip the drive system with two ventilation devices.
  • the drive system internal spaces can be connected in series between the air supply device (s) and the air discharge device (s), wherein at least one airlock can be provided between the drive system internal spaces.
  • the airlock / s can be configured similarly to the air supply devices.
  • an air lock may comprise a valve, in particular a check valve, and / or an air lock connection element for airtight connection of the airlock between two drive system interiors and / or a filter, for example a particle filter and / or moisture filter and / or gas filter, and / or a dryer.
  • a valve in particular a check valve
  • an air lock connection element for airtight connection of the airlock between two drive system interiors and / or a filter, for example a particle filter and / or moisture filter and / or gas filter, and / or a dryer.
  • an air lock can comprise or consist of a valve, for example a check valve, in particular which allows air to flow into the downstream drive system interior and prevents air from flowing out of the downstream drive system interior into the upstream drive system interior.
  • a drive system element space which is the gap between the Surrounding the rotor and the stator, an upstream drive system element space and / or the drive system element space surrounding the friction brake, a downstream drive system element space.
  • the drive system element space which has the moisture-sensitive components, can be supplied with fresher or dry air.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through an embodiment of a drive system according to the invention with a ventilation device.
  • Figure 1 shows an embodiment of a drive system according to the invention for an electric and / or hybrid vehicle, which is designed in particular as a wheel hub drive system and having a drive system interior 1.
  • FIG. 1 shows that the drive system interior 1 encloses an electric motor with a stator 10 and a rotor 11.
  • the stator 10 is standing, that is not rotatable, and the rotor 1 1, in particular rotatably arranged about a drive axis A of the drive system.
  • FIG. 1 illustrates that there is a gap S, in particular an air gap, between the stator 10 and the rotor 11.
  • FIG. 1 shows that in the embodiment shown, the drive system interior also encloses a friction brake 13a, 13b, 13c, which is designed as a drum brake and comprises a brake drum 13a, brake shoes 13b and a brake cylinder 13c.
  • FIG. 1 furthermore illustrates that the stator 10 is connected to a stationary inner ring 14a of a wheel bearing via a stator holding plate 12, in particular rotationally fixed.
  • the wheel bearing further has an outer ring 14b rotatably mounted via rolling elements 14c.
  • the rolling elements 14c are arranged in roller bearing cages, wherein the wheel bearing can be tensioned by a clamping device 14e cooperating with a roller bearing inner ring 14d.
  • the wheel bearing fastening elements 14f for securing the wheel bearing on the vehicle.
  • Figure 1 also illustrates that the rotor 1 1 is connected via a rotor carrier 15 with the rotatable outer ring 14b of the wheel bearing.
  • the rotor carrier is connected to the rotatable outer ring 14b of the wheel bearing and to a rim (not shown) by a screw connection 16.
  • the rotor carrier 15 is connected by means of a further screw 17 with the brake drum 13a.
  • the brake shoes 13b and the brake cylinder 13c are connected to the stator holding plate 12.
  • FIG. 1 further shows that the drive system has a cover 18. This is in particular arranged on the outside and can serve during maintenance work to open the drive system interior temporarily.
  • FIG. 1 shows that the stator 10, in particular next to a stator lamination stack 10 arranged in the middle region, has two winding head areas 10a.
  • FIG. 1 shows, in particular, that the drive system has a ventilation device 20 for aerating and venting the drive system interior 1, which FIG. 1 illustrates that the air supply device 21 is arranged above the drive axis A of the drive system, in particular approximately in the 12 o'clock position whereas the air discharge device 22 is arranged below the drive axle of the drive system A, in particular approximately in the 6 o'clock position.
  • both the air supply device 21 and the air discharge device 22 are attached to a stationary drive system element of the drive system, namely the stator support plate 12.
  • both the air supply device 21 comprises an air supply connection element 21a for airtight connection of the air supply device 21 to the drive system interior 1 and the air discharge device 22 an air discharge connection element 22a for airtight connection of the air discharge device 22 to the drive system interior.
  • the air supply device 21 further comprises a tubular air supply line 21 b, via which the air supply device 21 with a ventilation system of the vehicle, such as an air conditioner of the vehicle, or with a maintenance ventilation system temporarily or with a vehicle interior, such as a passenger compartment or storage space, For example, a trunk of the vehicle, temporarily or permanently connected, in particular to the drive system interior 1 actively and / or passively air to supply
  • a ventilation system of the vehicle such as an air conditioner of the vehicle
  • a maintenance ventilation system temporarily or with a vehicle interior, such as a passenger compartment or storage space,
  • a trunk of the vehicle temporarily or permanently connected, in particular to the drive system interior 1 actively and / or passively air to supply
  • FIG. 1 shows that the air discharge device 22 comprises a valve, in particular a check valve 22b.
  • the valve or the check valve 22b is designed to allow an outflow of air from the drive system interior 1 and to prevent an influx of air into the drive system interior 1.
  • the valve is connected via a connecting piece 22c with the Lucasabbowan gleichelement 22a. LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • stator of the electric motor in particular stator laminated core

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem, insbesondere Radnabenantriebssystem, für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektro- und/oder Hybrid-Fahrzeug, mit einem Elektromotor. Um Feuchtigkeit in einem Antriebssysteminnenraum (1) des Antriebssystems zu vermeiden, umfasst das Antriebssystem eine Lüftungsvorrichtung (20) zum Belüften und Entlüften des Antriebssysteminnenraums (1). Dabei umfasst die Lüftungsvorrichtung (20) mindestens eine Luftzufuhreinrichtung (21 ) zum Zuführen von Luft in den Antriebssysteminnenraum (1) und mindestens eine Luftabfuhreinrichtung (22) zum Abführen von Luft aus dem Antriebssysteminnenraum (1).

Description

Bezeichnung der Erfindung
Antriebssystem mit Lüftung
Beschreibung
Gebiet der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektro- und/oder Hybridfahrzeug.
In den letzten Jahren ist das Interesse an Elektrofahrzeugen insbesondere aufgrund eines wachsenden Umweltbewusstseins mehr und mehr gestiegen.
Bei Elektroautos können unter anderem neben zentralen und radnahen Elektromotoren auch elektrische Radnabenantriebe eingesetzt werden. Elektrische Radnabenantriebe sind eine besondere Ausführungsform eines Elektromotors. Ein elektrischer Radnabenantrieb umfasst einen Elektromotor, welcher direkt in ein Rad eines Fahrzeuges eingebaut ist und gleichzeitig die Radnabe trägt, so dass ein Teil des Motors mit dem Rad umläuft.
Bei einem innenrotierenden Radnabenantrieb, einem so genannten Innenläufer, kann der Rotor beispielsweise innerhalb des Stators angeordnet sein. Bei einem außenrotierenden Radnabenantrieb, einem so genannten Außenläufer kann der Rotor beispielsweise außerhalb des Stators angeordnet sein.
Da radnahe Elektromotoren und Radnabentriebe in der Umgebung eines Fahrzeugrades angeordnet sind, können diese insbesondere bei Regenwetter einer hohen Luftfeuchtigkeit oder sogar Nässe ausgesetzt sein. Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem, insbesondere Radna- benantriebssystem, für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektro- und/oder Hybrid-Fahrzeug, mit mindestens einem Antriebssysteminnenraum, welches einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor umfasst.
Erfindungsgemäß umfasst das Antriebssystem eine Lüftungsvorrichtung zum Belüften und Entlüften des Antriebssysteminnenraums des Antriebssystems, wobei die Lüftungsvorrichtung mindestens eine Luftzufuhreinrichtung zum Zuführen von Luft in den Antriebssysteminnenraum und mindestens eine Luftabfuhreinrichtung zum Abführen von Luft aus dem Antriebssysteminnenraum umfasst.
Unter Luft kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl eine natürliche Luftatmosphäre beziehungsweise Umgebungsluft, als auch eine künstliche Atmosphäre, beispielsweise mit einem hohen Inertgasanteil verstanden werden. Insbesondere bei der später erläuterten Ausführungsform, in welcher das Antriebssystem für eine aktive Belüftung während Wartungsarbeiten ausgelegt ist, kann ein Inertgas oder inertgashaltiges Gasgemisch zur aktiven Lüftung eingesetzt werden. Beispielsweise können Stickstoff, Argon und/oder Helium, insbesondere Stickstoff, als Inertgas eingesetzt werden. Durch die erfindungsgemäße Lüftungsvorrichtung kann vorteilhafterweise ein gezielter Luftaustausch zwischen dem Antriebssystem und dessen Umgebung gewährleistet werden. Drücke, welche sich insbesondere aufgrund von klimatischen Bedingungen und/oder Temperaturschwankungen im Antriebssystem aufbauen können, beispielsweise im Fall einer kühlen Außentemperatur und einer beispielsweise durch Bremsungen mit einer Reibungsbremse erhöhten, zu einer starken Luftausdehnung führenden Innentemperatur, können vorteilhafterweise durch die Lüftungsvorrichtung ausgeglichen werden. So kann eine druckinduzierte und gegebenenfalls wärmeinduzierte Beschädigung von emp- findlichen Antriebssystemelementen, beispielsweise das Abheben von Dichtungen, verhindert werden. Zudem kann durch die Lüftungsvorrichtung Feuchtigkeit, welche gegebenenfalls durch Luftfeuchtigkeitsniederschlag oder eventuelle Undichtigkeiten in das Antriebssystem eindringt, vorteilhafterweise entfernt werden.
Im Rahmen einer Ausführungsform ist beziehungsweise sind die Luftzufuhreinrichtung/en oberhalb einer Antriebsachse des Antriebssystems angeordnet. Zum Beispiel können die Luftzufuhreinrichtung/en bezüglich der Antriebsachse in einem Stellungsbereich von > 9 Uhr bis ^ 3 Uhr, insbesondere von > 10 Uhr bis .2 2 Uhr, beispielsweise von > 1 1 Uhr bis < 1 Uhr, zum Beispiel in etwa 12 Uhr, angeordnet sein. Eine Anordnung der Luftzufuhreinrichtungen oberhalb der Antriebsachse hat den Vorteil, dass dieser Bereich tendenziell mit weniger Spritzwasser beaufschlagt wird, und so ein Einbringen von Feuchtigkeit verrin- gert oder sogar verhindert werden kann.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist beziehungsweise sind die Luft- abfuhreinrichtung/en unterhalb der Antriebsachse des Antriebssystems angeordnet. Zum Beispiel können die Luftzufuhreinrichtung/en bezüglich der An- triebsachse in einem Stellungsbereich von 2. 3 Uhr bis £ 9 Uhr, insbesondere von > 4 Uhr bis < 8 Uhr, beispielsweise von 5 Uhr bis £ 7 Uhr, zum Beispiel in etwa 6 Uhr, angeordnet sein. Eine Anordnung der Luftabfuhreinrichtungen unterhalb der Antriebsachse hat den Vorteil, dass sich in diesem Bereich eher Feuchtigkeit absetzt und somit aus diesem Bereich besonders effektiv entfernt werden kann.
Oberhalb der Antriebsachse angeordnete Luftzufuhreinrichtungen und unterhalb der Antriebsachse angeordnete Luftabfuhreinrichtungen haben in Kombination den Vorteil, dass das Volumen des Antriebssysteminnenraums in einem großen Umfang durchströmt wird und die strömende Luft mehr Flüssigkeit aufnehmen und aus dem System heraustransportieren kann. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst beziehungsweise umfassen die Luftzufuhreinrichtung/en mindestens einen Filter, insbesondere einen Partikelfilter und/oder Feuchtigkeitsfilter und/oder Gasfilter. So kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass Verschmutzungen und/oder Feuchtigkeit und/oder chemisch aggressive Gase in den Antriebssysteminnenraum des Antriebssystems eingebracht werden. Um Feuchtigkeit im flüssigen Aggregatzustand und/oder Partikel abzufiltrieren, kann beispielsweise ein Filter auf der Basis einer wasserundurchlässigen aber dampfdiffusionsoffenen Membran dienen. Zum Beispiel kann eine Membran, beispielsweise auf Basis von Poly- tetrafluorethen (PTFE), zum Beispiel der Firma Gore („Gore-Tex"), Deutschland, als Filter zum Entfernen von Feuchtigkeit im flüssigen Aggregatzustand und/oder von Partikeln verwendet werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst beziehungsweise umfas- sen die Luftzufuhreinrichtung/en mindestens einen Trockner. Der Trockner kann beispielsweise auf einer Kondensation von Wasser beruhen und beispielsweise Luft dadurch Feuchtigkeit entziehen, dass die Luft auf eine niedrigere Temperatur abgekühlt wird. Beispielsweise kann als Trockner eine Klimaanlage des Fahrzeugs fungieren. Es ist jedoch ebenso möglich, dass der Trockner auf der Basis eines physikalisch und/oder chemisch wasserabsorbierenden Materials ausgebildet ist. Gegebenenfalls kann ein derartiger Trockner gleichzeitig als Filter oder ein derartiger Filter gleichzeitig als Trockner fungieren. Die Luftzufuhreinrichtung/en können folglich auch mindestens eine kombinierte Filter-Trockner-Einheit aufweisen.
Weiterhin können die Luftzufuhreinrichtung/en eine Luftzufuhrleitung, beispielsweise einen Luftzufuhrschlauch, umfassen.
Die Luftzufuhreinrichtung/en können dazu ausgestaltet sein, dass dem Antriebssysteminnenraum Luft passiv und/oder aktiv zuführbar ist. Die Luftzufuhreinrichtung/en können somit als aktive und/oder passive Luftzufuhreinrichtung/en ausgelegt sein. Beispielsweise können die Luftzufuhreinrichtung/en vollständig aktive, temporär aktive und ansonsten passive oder vollständig passive Luftzufuhreinrichtung/en sein.
Eine passive Auslegung der Luftzufuhreinrichtung/en wird später im Zusam- menhang mit einer Rückschlagventiltechnik näher erläutert.
Eine aktive Auslegung der Luftzufuhreinrichtung/en kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Luftzufuhreinrichtung mit einem Lüftungssystem des Fahrzeugs oder mit einem Wartungslüftungssystem permanent beziehungswei- se temporär verbunden beziehungsweise verbindbar ist. So kann vorteilhafterweise eine aktive Lüftung des Antriebssysteminnenraums gewährleistet werden. Die aktive Lüftung kann dabei beispielsweise durch ein im Fahrzeug enthaltenes Lüftungssystem und/oder ein bei der Wartung angeschlossenes Wartungslüftungssystem erfolgen.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist beziehungsweise sind die Luftzufuhreinrichtung/en als aktive oder temporär aktive Luftzufuhreinrichtung zum zumindest temporären aktiven Zuführen von Luft in den Antriebssysteminnen- raum ausgelegt. Insbesondere können die Luftzufuhreinrichtung en mit einem Lüftungssystem des Fahrzeugs, beispielsweise einer Klimaanlage des Fahrzeugs, temporär verbindbar oder permanent verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich dazu könne die Luftzufuhreinrichtung/en mit einem Wartungslüftungssystem temporär verbindbar sein. So kann vorteilhafterweise eine Reinigung/Trocknung des Systems erfolgen, ohne dass eine Demontage des Sys- tems durchgeführt werden muss.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist durch die Luftzufuhreinrichtung/en, beispielsweise mittels der Luftzufuhrleitung, Luft aus einem Fahrzeuginnenraum, beispielsweise aus einer Fahrgastzelle oder einem Stauraum, beispielsweise einem Kofferraum, dem Antriebssysteminnenraum zuführbar.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist beziehungsweise sind die Luftzufuhreinrichtung/en an einem stehenden, also nicht drehbaren, Antriebssys- temelement des Antriebssystems, beispielsweise einem mit dem Stator des Elektromotors, insbesondere drehfest, verbundenen Antriebssystemelement des Antriebssystems, beispielsweise einer Statorhalteplatte, angeordnet. Die Luftabfuhreinrichtung/en können auch an demselben oder an einem anderen stehenden Antriebssystemelement des Antriebssystems, beispielsweise an einem mit dem Stator des Elektromotors, insbesondere drehfest, verbundenen stehenden Antriebssystemelement des Antriebssystems, beispielsweise einer Statorhalteplatte, angeordnet sein.
Da die Luftabfuhreinrichtung/en jedoch nicht mit weiteren Elementen, wie zum Beispiel dem Fahrzeug, verbunden werden müssen, können die Luftabfuhreinrichtung/en ohne Weiteres auch an einem drehbaren Antriebssystemelement des Antriebssystems, beispielsweise einem mit dem Rotor des Elektromotors, insbesondere drehbfest, verbundenen drehbaren Antriebssystemelement des Antriebssystems, beispielsweise einer Felge, einer Abdeckung oder einem Rotorträger, angeordnet sein.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst beziehungsweise umfas- sen die Luftzufuhreinrichtung/en ein Luftzufuhranschlusselement zum luftdichten Anschließen der Luftzufuhreinrichtung an den Antriebssysteminnenraum. Beispielsweise kann das Luftzufuhranschlusselement an einer Aussparung in einer den Antriebssysteminnenraum begrenzenden Wandung, beispielsweise in einer Statorhalteplatte, derart befestigbar beziehungsweise befestigt sein, dass Luft durch das Luftzufuhranschlusselement in den Antriebssystemelemen- tinnenraum hinein gelangen kann, wobei der Bereich zwischen dem Luftzufuhranschlusselement und der die Aussparung und den Antriebssysteminnenraum begrenzenden Wandung luftdicht und insbesondere auch wasserdicht ist. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst beziehungsweise umfassen die Luftabfuhreinrichtung/en ein Luftzufuhranschlusselement zum luftdichten Anschließen der Luftabfuhreinrichtung an den Antriebssysteminnenraum. Beispielsweise kann das Luftabfuhranschlusselement an einer Aussparung in einer den Antriebssysteminnenraum begrenzenden Wandung, beispielsweise in der Statorhalteplatte und/oder in der Felge, in der Abdeckung oder in dem Rotorträger, derart befestigbar beziehungsweise befestigt sein, dass Luft durch das Luftabfuhranschlusselement aus dem Antriebssystemelementinnenraum heraus gelangen kann, wobei der Bereich zwischen dem Luftabfuhranschlusselement und der die Aussparung und den Antriebssysteminnenraum begrenzenden Wandung luftdicht und insbesondere auch wasserdicht ist.
Durch den Einsatz von Ventilen, insbesondere Rückschlagventilen, in den Luft- zufuhreinrichtungen und/oder Luftabfuhreinrichtungen, kann vorteilhafterweise eine gerichtete Luftbewegung und damit ein gezielter Austausch von Luft erreicht werden.
Beispielsweise können die Luftzufuhreinrichtungen mit Ventilen versehen wer- den, welche dafür sorgen, dass Luft nur zuströmen, nicht aber abströmen kann, wohingegen die Luftabfuhreinrichtungen mit Ventilen versehen werden, welche dafür sorgen, dass Luft nur abströmen, nicht aber zuströmen kann. Bei Erwärmung der Luft im Inneren des Systems kann die Luft auf diese Weise gezwungen werden, durch die, vorzugsweise unteren, Luftabfuhreinrichtungen, abzu- strömen und dabei eventuell im System befindliches Wasser und/oder Schmutz auszuleiten. Bei Abkühlung können die Luftabfuhreinrichtung/en sperren und Luft kann durch die, insbesondere oberen, Luftzufuhreinrichtung/en nachgezogen werden. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst beziehungsweise umfassen die Luftzufuhreinrichtung/en ein Ventil, beispielsweise ein Rückschlagventil. Insbesondere kann das Ventil beziehungsweise das Rückschlagventil der Luftzufuhreinrichtung dazu ausgebildet sein, ein Einströmen von Luft in den Antriebssysteminnenraum zu erlauben und ein Ausströmen von Luft aus dem Antriebssysteminnenraum zu verhindern.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst beziehungsweise umfassen die Luftabfuhreinrichtung/en ein Ventil, beispielsweise ein Rückschlagven- til. Insbesondere kann das Ventil beziehungsweise das Rückschlagventil der Luftabfuhreinrichtung dazu ausgebildet sein, ein Ausströmen von Luft aus dem Antriebssysteminnenraum zu erlauben und ein Einströmen von Luft in den Antriebssysteminnenraum zu verhindern.
Insbesondere kann als Ventil, insbesondere Rückschlagventil, eine wasserundurchlässige aber dampfdiffusionsoffene Membran, welche nur in eine Richtung luftdurchlässig und in die andere Richtung luftundurchlässig ist, dienen. Zum Beispiel kann eine Membran, beispielsweise auf Basis von Polytetrafluo- reihen (PTFE), zum Beispiel der Firma Gore („Gore-Tex"), Deutschland, als Ventil, insbesondere Rückschlagventil, verwendet werden.
Die Lüftungsvorrichtung kann insbesondere mehrere Luftabfuhreinrichtungen umfassen. Dabei ist es möglich, dass nur eine Luftzufuhreinrichtung jedoch mehrere Luftabfuhreinrichtungen, beispielsweise in Form von Ventilen, insbesondere Rückschlagventilen, vorgesehen sind.
Alternativ oder zusätzlich zu mehreren Luftabfuhreinrichtungen kann die Lüftungsvorrichtung mehrere Luftzufuhreinrichtung/en, beispielsweise in Form von Ventilen, insbesondere Rückschlagventilen, umfassen.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Antriebssystem weiterhin eine Reibungsbremse. Insbesondere kann die Reibungsbremse inner- halb eines Fahrzeugrades, insbesondere innerhalb des Elektromotors, beispielsweise innerhalb des Rotors des Elektromotors, integriert sein. Die Reibungsbremse kann beispielsweise eine Trommelbremse oder eine Scheibenbremse sein. Der Antriebssysteminnenraum ist vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere vollständig, als abschließbarer beziehungsweise abgeschlossener Raum ausgestaltet. Dabei kann unter abschließbar verstanden werden, dass der Antriebssysteminnenraum temporär offenbar und wieder schließbar ausgestal- tet ist. Beispielsweise kann der Antriebssysteminnenraum bei der Montage und/oder Wartung offen und nach der Montage und/oder Wartung verschließbar sein. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umschließt der Antriebssysteminnenraum einen zwischen dem Stator und dem Rotor des Elektromotors vorliegenden Spalt, insbesondere Luftspalt, und/oder eine Reibungsbremse des Antriebssystems. Gegebenenfalls kann das Antriebssystem auch zwei oder mehr Antriebssyste- minnenräume umfassen. Beispielsweise kann das Antriebssystem einen Antriebssysteminnenraum, welcher den zwischen dem Stator und dem Rotor vorliegenden Spalt, insbesondere Luftspalt, umschließt, und einen weiteren Antriebssysteminnenraum, welcher die Reibungsbremse umschließt, umfassen. Dabei ist es nicht notwendig das Antriebssystem mit zwei Lüftungsvorrichtungen auszustatten. Vielmehr können die Antriebssysteminnenräume seriell zwischen die Luftzufuhreinrichtung/en und die Luftabfuhreinrichtung/en geschaltet sein, wobei zwischen den Antriebssysteminnenräumen mindestens eine Luftschleuse vorgesehen sein kann. Die Luftschleuse/n können dabei ähnlich den Luftzufuhreinrichtungen ausgestaltet sein.
Beispielsweise kann eine Luftschleuse ein Ventil, insbesondere ein Rückschlagventil, und/oder ein Luftschleusenanschlusselement zum luftdichten Anschließen der Luftschleuse zwischen zwei Antriebssysteminnenräumen und/oder einen Filter, beispielsweise einen Partikelfilter und/oder Feuchtigkeitsfilter und/oder Gasfilter, und/oder einen Trockner umfassen.
Insbesondere kann eine Luftschleuse ein Ventil, beispielsweise ein Rückschlagventil, umfassen oder daraus bestehen, insbesondere welches ein Ein- strömen von Luft in den nachgeschalteten Antriebssysteminnenraum erlaubt und ein Ausströmen von Luft aus dem nachgeschalteten Antriebssysteminnenraum in den vorgeschalteten Antriebssysteminnenraum verhindert. Vorzugsweise ist ein Antriebssystemelementraum, welcher den Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator umgibt, ein vorgeschalteter Antriebssystemelementraum und/oder der Antriebssystemelementraum, welcher die Reibungsbremse umgibt ein nachgeschalteter Antriebssystemelementraum. So kann vorteilhafterweise der Antriebssystemelementraum, welcher die feuchtigkeitsempfindliche- ren Bauteile aufweist, mit frischerer beziehungsweise trockener Luft versorgt werden.
Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung und deren Beschreibung sollen zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Gegenstände dienen und nicht dazu herangezogen werden die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystem mit einer Lüftungseinrichtung. Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems für ein Elektro- und/oder Hybrid-Fahrzeug, welches insbesondere als Radnabenantriebssystem ausgestaltet ist und einen Antriebssysteminnenraum 1 aufweist. Figur 1 zeigt, dass der Antriebssysteminnenraum 1 einen Elektromotor mit einem Stator 10 und einem Rotor 1 1 umschließt. Dabei ist der Stator 10 stehend, also nicht drehbar, und der Rotor 1 1 , insbesondere um eine Antriebsachse A des Antriebssystems, drehbar angeordnet. Figur 1 veranschaulicht, dass zwischen dem Stator 10 und dem Rotor 1 1 ein Spalt S, insbesondere ein Luftspalt, vorliegt. Aus Effizienzgründen ist der Spalt zwischen dem Stator 10 und dem Rotor 1 1 so gering ausgestaltet, dass dennoch ein Anschleifen des Rotors 1 1 am Stator 10 verhindert werden kann. Figur 1 zeigt, dass der Antriebssysteminnenraum im Rahmen der gezeigten Ausführungsform zudem eine Reibungsbremse 13a, 13b, 13c umschließt, welche als Trommelbremse ausgestaltet ist und eine Bremstrommel 13a, Brems- backen 13b und einen Bremszylinder 13c umfasst.
Figur 1 illustriert weiterhin, dass der Stator 10 über eine Statorhalteplatte 12, insbesondere drehfest, mit einem stehenden Innenring 14a eines Radlagers verbunden ist. Das Radlager weist weiterhin einen über Wälzkörper 14c dreh- bar gelagerten Außenring 14b auf. Die Wälzkörper 14c sind in Wälzlagerkäfigen angeordnet, wobei das Radlager durch eine mit einem Wälzlagerinnenring 14d zusammenwirkende Spannvorrichtung 14e spannbar ist. Zudem weist das Radlager Befestigungselemente 14f zum Befestigen des Radlagers am Fahrzeug auf.
Figur 1 veranschaulicht zudem, dass der Rotor 1 1 über einen Rotorträger 15 mit dem drehbaren Außenring 14b des Radlagers verbunden ist. Der Rotorträger ist mit dem drehbaren Außenring 14b des Radlagers sowie mit einer Felge (nicht dargestellt) durch eine Schraubverbindung 16 verbunden. Zudem ist der Rotorträger 15 mittels einer weiteren Schraubverbindung 17 mit der Bremstrommel 13a verbunden. Die Bremsbacken 13b und der Bremszylinder 13c sind hingegen mit der Statorhalteplatte 12 verbunden.
Figur 1 zeigt ferner, dass das Antriebssystem eine Abdeckung 18 aufweist. Diese ist insbesondere außenseitig angeordnet und kann bei Wartungsarbeiten dazu dienen den Antriebssysteminnenraum temporär zu öffnen.
Weiterhin zeigt Figur 1 , dass der Stator 10, insbesondere neben einem im mittleren Bereich angeordneten Statorblechpaket 10, zwei Wickelkopfbereiche 10a aufweist.
Figur 1 zeigt insbesondere, dass das Antriebssystem eine Lüftungsvorrichtung 20 zum Belüften und Entlüften des Antriebssysteminnenraums 1 aufweist, wel- che ein Luftzufuhreinrichtung 21 zum Zuführen von Luft in den Antriebssysteminnenraum 1 und eine Luftabfuhreinrichtung 22 zum Abführen von Luft aus dem Antriebssysteminnenraum 1 umfasst Figur 1 veranschaulicht, dass die Luftzufuhreinrichtung 21 oberhalb der Antriebsachse A des Antriebssystems, insbesondere etwa in 12-Uhr-Stellung, angeordnet ist, wohingegen die Luftabfuhreinrichtung 22 unterhalb der Antriebsachse des Antriebssystems A, insbesondere etwa in 6-Uhr-Stellung, angeordnet ist. Im Rahmen der gezeigten Ausführungsform ist sowohl die Luftzu- fuhreinrichtung 21 als auch die Luftabfuhreinrichtung 22 an einem stehenden Antriebssystemelement des Antriebssystems, nämlich der Statorhalteplatte 12, befestigt. Dabei umfasst sowohl die Luftzufuhreinrichtung 21 ein Luftzufuhranschlusselement 21 a zum luftdichten Anschließen der Luftzufuhreinrichtung 21 an den Antriebssysteminnenraum 1 als auch die Luftabfuhreinrichtung 22 ein Luftabfuhranschlusselement 22a zum luftdichten Anschließen der Luftabfuhreinrichtung 22 an den Antriebssysteminnenraum 1.
Figur 1 zeigt, dass die Luftzufuhreinrichtung 21 weiterhin eine schlauchförmige Luftzufuhrleitung 21 b aufweist, über welche die Luftzufuhreinrichtung 21 mit einem Lüftungssystem des Fahrzeugs, beispielsweise einer Klimaanlage des Fahrzeugs, oder mit einem Wartungslüftungssystem temporär oder mit einem Fahrzeuginnenraum, beispielsweise einer Fahrgastzelle oder einem Stauraum, zum Beispiel einem Kofferraum, des Fahrzeugs, temporär oder permanent verbunden sein kann, insbesondere um den Antriebssysteminnenraum 1 aktiv und/oder passiv Luft zu zuführen
Figur 1 zeigt schließlich, dass die Luftabfuhreinrichtung 22 ein Ventil, insbesondere ein Rückschlagventil, 22b umfasst. Das Ventil beziehungsweise das Rückschlagventil 22b ist dabei dazu ausgebildet, ein Ausströmen von Luft aus dem Antriebssysteminnenraum 1 zu erlauben und ein Einströmen von Luft in den Antriebssysteminnenraum 1 zu verhindern. Das Ventil ist dabei über ein Verbindungsstück 22c mit dem Luftabfuhranschlusselement 22a verbunden. Bezugszeichenliste
1 Antriebsinnenraum
10 Stator des Elektromotors, insbesondere Statorblechpaket
10a Wickelkopfbereich des Stators
1 1 Rotor des Elektromotors
A Antriebsachse
S Spalt zwischen Stator und Rotor des Elektromotors
12 Statorhalteplatte
13a Bremstrommel der Reibungsbremse
13b Bremsbacken der Reibungsbremse
13c Bremszylinder der Reibungsbremse
14a stehender Innenring des Radlagers
14b drehbarer Außenring des Radlagers
14c Wälzkörper des Radlagers
14d Wälzlagerinnenring
14e Wälzlagerverspannung
14f Befestigungselemente zum Befestigen des Radlagers am Fahrzeug
15 Rotorträger
16 Schraubverbindung zur
17 Schraubverbindung
18 Abdeckung
20 Lüftungsvorrichtung
21 Luftzufuhreinrichtung
21a Luftzufuhranschlusselement
21 b Luftzufuhrleitung
22 Luftabfuhreinrichtung
22a Luftabfuhranschlusselement
22b Rückschlagventil der Luftabfuhreinrichtung
22c Verbindungsstück der Luftabfuhreinrichtung

Claims

Patentansprüche
Antriebssystem, insbesondere Radnabenantriebssystem, für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektro- und/oder Hybrid-Fahrzeug, mit mindestens einem Antriebssysteminnenraum (1), umfassend einen Elektromotor mit einem Stator (10) und einem Rotor (1 1) und eine Lüftungsvorrichtung (20) zum Belüften und Entlüften des Antriebs- systeminnenraums (1 ) des Antriebssystems, wobei die Lüftungsvorrichtung (20) mindestens eine Luftzufuhreinrichtung (21 ) zum Zuführen von Luft in den Antriebssysteminnenraum (1) und mindestens eine Luftabfuhreinrichtung (22) zum Abführen von Luft aus dem Antriebssysteminnenraum (1) umfasst.
Antriebssystem nach Anspruch 1 ,
wobei die Luftzufuhreinrichtung/en (21) oberhalb einer Antriebsachse (A) des Antriebssystems angeordnet sind, und/oder
wobei die Luftabfuhreinrichtung/en (22) unterhalb der Antriebsachse des Antriebssystems (A) angeordnet sind.
Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Luftzufuhreinrichtung/en (21 ) mindestens einen Filter, insbesondere einen Partikelfilter und/oder Feuchtigkeitsfilter und/oder Gasfilter, und/oder mindestens einen Trockner umfassen.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Luftzufuhreinrichtung/en (21) als aktive oder temporär aktive Luftzufuhreinrichtung zum zumindest temporären aktiven Zuführen von Luft in den Antriebssystemin- nenraum (1 ) ausgelegt sind,
insbesondere wobei die Luftzufuhreinrichtung (21 ) mit einem Lüftungssystem des Fahrzeugs, beispielsweise einer Klimaanlage des Fahrzeugs, temporär verbindbar oder permanent verbunden oder mit einem Wartungslüf- tungssystem temporär verbindbar ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei durch die Luftzufuhreinrichtung/en (21 ) Luft aus einem Fahrzeuginnenraum, insbesondere aus einer Fahrgastzelle oder einem Stauraum, beispielsweise aus einem Kofferraum, dem Antriebssysteminnenraum (1 ) zuführbar ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Luftzufuhreinrichtung/en (21 ) an einem stehenden Antriebssystemelement des Antriebssystems, beispielsweise einem mit dem Stator des Elektromotors, insbesondere drehfest verbundenen Antriebssystemelement des Antriebssystems, beispielsweise einer Statorhalteplatte (12), angeordnet sind.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei die Luftzufuhreinrichtung/en (21 ) ein Luftzufuhranschlusselement (21 a) zum luftdichten Anschließen der Luftzufuhreinrichtung (21 ) an den Antriebssysteminnenraum (1) umfassen, und/oder
wobei die Luftabfuhreinrichtung/en (22) ein Luftzufuhranschlusselement (22a) zum luftdichten Anschließen der Luftabfuhreinrichtung (22) an den Antriebssysteminnenraum (1 ) umfassen.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei die Luftzufuhreinrichtung/en (21) ein Ventil, insbesondere ein Rückschlagventil, umfassen, insbesondere wobei das Ventil beziehungsweise das Rückschlagventil der Luftzufuhreinrichtung (21 ) dazu ausgebildet ist, ein Einströmen von Luft in den Antriebssysteminnenraum (1 ) zu erlauben und ein Ausströmen von Luft aus dem Antriebssysteminnenraum (1 ) zu verhindern, und/oder
wobei die Luftabfuhreinrichtung/en (22) ein Ventil, insbesondere ein Rückschlagventil, (22b) umfassen, insbesondere wobei das Ventil beziehungs- weise das Rückschlagventil (22b) der Luftabfuhreinrichtung (22) dazu ausgebildet ist, ein Ausströmen von Luft aus dem Antriebssysteminnenraum (1 ) zu erlauben und ein Einströmen von Luft in den Antriebssysteminnenraum (1 ) zu verhindern.
9. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Antriebssystem weiterhin eine Reibungsbremse (13a, 13b, 13c) umfasst.
10. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Antriebssysteminnenraum (1 ) einen zwischen dem Stator (10) und dem Rotor (1 1 ) des Elektromotors vorliegenden Spalt (S), insbesondere Luftspalt, und/oder eine Reibungsbremse (13a, 13b, 13c) des Antriebssystems umschließt.
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