WO2024003270A1 - Antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug, insbesondere für einen kraftwagen, sowie kraftfahrzeug - Google Patents

Antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug, insbesondere für einen kraftwagen, sowie kraftfahrzeug Download PDF

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WO2024003270A1
WO2024003270A1 PCT/EP2023/067861 EP2023067861W WO2024003270A1 WO 2024003270 A1 WO2024003270 A1 WO 2024003270A1 EP 2023067861 W EP2023067861 W EP 2023067861W WO 2024003270 A1 WO2024003270 A1 WO 2024003270A1
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WO
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shaft
component
rotor
sliding contact
axis
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PCT/EP2023/067861
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Foessl
Jürgen FREISMUTH
Hermann WATZINGER
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Schunk Carbon Technology Gmbh
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a drive device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
  • the invention further relates to a motor vehicle, in particular a motor vehicle, with at least one such drive device.
  • WO 2019/185 447 A1 a diverting device for diverting electrical currents from a rotor part of a machine, in particular designed with a shaft, in a stator part of the machine is known. Furthermore, DE 10 2010 039 847 A1 discloses a ground contact.
  • the object of the present invention is to create a drive device for a motor vehicle and a motor vehicle with at least one such drive device, so that on the one hand a particularly advantageous derivation of electrical currents and on the other hand an advantageous cooling and / or lubrication of the machine can be realized.
  • a first aspect of the invention relates to a drive device for a motor vehicle.
  • the motor vehicle which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, and is also simply referred to as a vehicle, has the drive device in its completely manufactured state and can be driven by means of the drive device.
  • the drive device has a machine by means of which the motor vehicle can be driven.
  • the machine is an electric machine, which can be operated, for example, in motor mode and thus as an electric motor, by means of which the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically.
  • the motor vehicle is therefore preferably designed as a hybrid or electric vehicle, in particular as a battery-electric vehicle (BEV).
  • BEV battery-electric vehicle
  • the electrical machine is a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 volts and most preferably is several hundred volts.
  • the machine has a rotor, which is also referred to as a rotor part or rotor device.
  • the machine has at least one component provided in addition to the rotor, the rotor being rotatable about an axis of rotation relative to the at least one component.
  • the machine can provide torque for driving the motor vehicle via its rotor.
  • the rotor has a shaft, which can therefore be rotated about the axis of rotation relative to the at least one component.
  • the machine can provide the torques mentioned via the shaft, by means of which the motor vehicle can be driven.
  • the shaft is an output shaft of the machine, in particular of the drive device as a whole.
  • the drive device as a whole can provide drive torques for driving the motor vehicle, in particular purely electrically, via the rotor, in particular via the shaft, whereby the drive torques can result from the mentioned torques or where the drive torques can correspond to the torques.
  • the drive device also has a discharge device, by means of which electrical currents can be derived from the rotor, that is, from the rotor and in particular from the shaft.
  • a discharge device by means of which electrical currents can be derived from the rotor, that is, from the rotor and in particular from the shaft.
  • the electrical currents can be transmitted from the rotor, in particular from the shaft, to the dissipation device and can thus be derived or discharged from or from the rotor, in particular from or from the shaft.
  • the electrical currents can be specifically derived from or from the rotor, that is, dissipated without, for example, undesirable damage to the drive device occurring, in particular as a result of untargeted or accidental discharge of the electrical currents from or from the rotor.
  • the machine in particular the electrical machine, has a stator, by means of which, for example, the rotor can be driven, in particular using electrical energy, and can therefore be rotated about the axis of rotation relative to the stator.
  • the at least one component can be a component of the stator.
  • the rotor and thus the shaft can be rotated about the axis of rotation relative to the at least one component.
  • the diverter device has a contact element that is displaceable relative to the component, in particular along a sliding direction, and which is electrically connected, that is electrically contacted, to the component at least indirectly, in particular directly.
  • the contact element has a first sliding contact surface which rests on a second sliding contact surface of the shaft.
  • the shaft is rotatable about the axis of rotation relative to the contact element, so that when the shaft is rotated about the axis of rotation relative to the component and also relative to the contact element while the sliding contact surfaces are in contact with one another, in particular directly, the sliding contact surfaces slide against one another grind together. Because the sliding contact surfaces rest against one another, in particular directly, an electrically conductive sliding contact is formed between the sliding contact surfaces, via which the electrical currents can be transferred from the shaft and thus from the rotor via the contact element to the component and thereby from the Rotor can be derived, in particular can be derived in a targeted manner.
  • the diverter device also has, for example, at least one spring element, which is preferably designed separately from the contact element and/or separately from the component.
  • the spring element By means of the spring element, the first sliding contact surface is biased against the second sliding contact surface, in particular along the sliding direction.
  • the spring element is tensioned, whereby the spring element provides a spring force acting in particular along the sliding direction.
  • the first sliding contact surface is held in, in particular direct, contact with the second sliding contact surface, whereby the first sliding contact surface is biased, in particular directly, against the second sliding contact surface.
  • the spring element is preferably elastically deformable, particularly along the sliding direction.
  • the axis of rotation runs in the axial direction of the shaft, in particular in such a way that the axis of rotation coincides with the axial direction of the shaft.
  • the sliding direction runs, for example, parallel to the axial direction of the shaft and thus parallel to the axis of rotation.
  • the spring element allows axial movements, that is, translational movements of the contact element that occur along the sliding direction and relative to the component. Such translational movements of the contact element, which occur along the sliding direction and relative to the component, occur, for example, as a result of axial movements of the shaft.
  • the axial movements of the shaft are translational movements of the shaft that occur in the axial direction of the shaft and relative to the component.
  • the contact element moves translationally along the sliding direction relative to the component, with these axial movements of the shaft and these axial movements of the contact element the first sliding contact surface by means of the Spring element is held in, in particular direct, contact with the second sliding contact surface.
  • the contact element can also carry out the axial movements of the shaft, while the first sliding contact surface is held in, in particular direct contact with, the second sliding contact surface by means of the spring element.
  • a second sliding contact surface forming component of the shaft has a through opening central with respect to the axis of rotation and the shaft, which opens into a hollow, first length region of the shaft on a side of the component facing away from the first sliding contact surface, in particular in the axial direction of the shaft.
  • the at least one component of the machine is also referred to as the first component or first component, with the component having the through opening, for example, also being referred to as the second component or second component.
  • the shaft is therefore hollow, at least in the first length range, and is therefore designed as a hollow shaft.
  • the second sliding contact surface and thus also the first sliding contact surface are arranged off-axis from the axis of rotation.
  • the second sliding contact surface and thus also the first sliding contact surface are arranged off-axis with respect to or opposite the axis of rotation.
  • the component has a fluid channel through which a preferably liquid lubricant and/or coolant can flow.
  • the lubricant and/or coolant is a fluid, in particular a liquid, so that when the fluid is mentioned below, this is to be understood as the lubricant and/or coolant, unless otherwise stated.
  • the fluid channel has, at least in a second length region of the fluid channel, a passage direction which runs obliquely to the axis of rotation and thus obliquely to the axial direction of the shaft, in which the fluid (lubricant and/or coolant) can flow through the second length region. This means that during operation of the drive device and thus the machines, the fluid (lubricant and/or coolant) flows in the direction of passage through the second length region.
  • the direction of passage in which the fluid flows through the second length region of the fluid channel during the aforementioned operation is also referred to as the first direction of passage of the second length region of the fluid channel.
  • the second length region opens into an environment of the component in the direction of passage via an outlet opening of the second length region arranged on one of the second sliding contact surfaces, in particular in the side of the component facing the shaft in the axial direction, whereby the lubricant flowing through the second length region in the direction of passage of the second length region and/or coolant (fluid) can be sprayed in the passage direction via the outlet opening from the second length region and thereby out of the fluid channel, can be sprayed through the passage opening in the passage direction of the second length region and can be injected into the hollow, first length region of the shaft in the passage direction of the second length region is.
  • the fluid can be introduced particularly advantageously into the hollow, first length region of the shaft, in particular in such a way that an inner circumferential surface of the shaft can be particularly advantageously wetted or sprayed with the fluid.
  • the hollow, first length region is, for example, a particularly central channel or has a, particularly central, channel, the channel being delimited, in particular directly, by the inner circumferential lateral surface of the shaft, in particular in the radial direction of the shaft outside.
  • a particularly advantageous swirl of the fluid can be brought about in the hollow, first length region, for example in the aforementioned operation, in particular by the fact that the fluid with which the inner circumferential surface is wetted or was taken along by the inner circumferential surface of the shaft rotating around the axis of rotation becomes.
  • This causes the fluid to swirl in the hollow, first length region.
  • the fluid can be conveyed particularly advantageously, in particular along the axial direction of the shaft, through the hollow, first length region, so that points of the machine to be supplied with the fluid can be supplied particularly well with the fluid, in particular with a sufficiently large amount of the fluid.
  • the fluid channel has a third length region, viewed along the first passage direction, arranged upstream of the second length region, the passage direction of which is also referred to as the second passage direction, in which the third length range can be flowed through by the lubricant and/or coolant, runs obliquely to the direction of passage of the second length range and parallel to the axis of rotation, therefore parallel to the axial direction of the shaft.
  • the second length range directly adjoins the third length range which is fluidically connected to the second length range, so that no other further length range of the fluid channel is arranged between the second length range and the third length range when viewed along the respective direction of passage is.
  • a particularly large amount of fluid can flow through the second length range and through the third length range and through the third length range, and therefore through the fluid channel, and can subsequently be injected into the hollow, first length range, so that a particularly advantageous supply of the points with the Fluid can be guaranteed.
  • a further embodiment is characterized in that the through opening is circular and therefore in the form of a circle whose center lies on the axis of rotation.
  • the fluid can be particularly advantageously introduced, in particular injected, into the hollow, first length region, so that the inner peripheral surface of the shaft can be particularly advantageously wetted with the fluid.
  • an advantageous delivery of the fluid in or through the hollow, first length region can be ensured, so that the points can be supplied with the fluid particularly well.
  • the outlet openings are circular and therefore designed in the form of a circle, the center of which lies on the axis of rotation or in particular in the radial direction Shaft can be spaced from the axis of rotation.
  • the axis of rotation intersects the outlet opening.
  • the outlet opening and the through opening overlap each other when viewed in the axial direction of the shaft, in particular in such a way that preferably the outlet opening at least predominantly, that is to say at least more than half or completely, through the through opening in the axial direction of the Wave and in particular towards the hollow, first length range is overlapped. This allows a particularly advantageously large amount of fluid to be injected into the first length region.
  • the outlet opening and the through opening extend in planes that run parallel to one another and, for example, are spaced apart or coincident, which preferably run perpendicular to the axial direction of the shaft, and therefore perpendicular to the axis of rotation.
  • the through opening particularly advantageously and thus to be able to introduce, in particular inject, the fluid particularly advantageously into the hollow, first length region, it is provided in a further embodiment of the invention that the axis of rotation is spaced from the entire, first sliding contact surface, i.e. the first The sliding contact surface does not intersect.
  • the sliding contact surfaces in particular in that the sliding contact surfaces lie against one another, in particular directly, run in a common sliding contact surface plane, which preferably runs perpendicular to the axis of rotation of the shaft and perpendicular to the axial direction of the shaft.
  • the component forming the second sliding contact surface is a cap, which is separate from one Shaft body of the shaft is formed and is connected in a rotationally fixed manner to the shaft body, which has the hollow, first length region and thus in particular the inner circumferential surface of the shaft.
  • the shaft is designed as an intermediate shaft.
  • the rotor has a rotor shaft arranged coaxially to the intermediate shaft, which is designed separately from the intermediate shaft and is connected to the intermediate shaft in a rotationally fixed manner.
  • the rotor shaft is at least partially arranged in a laminated core of the rotor, in particular in such a way that the laminated core is connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner.
  • the intermediate shaft is not arranged in the laminated core, but rather is completely connected to the laminated core in the axial direction of the intermediate shaft and thus in the axial direction of the rotor shaft.
  • a further embodiment is characterized in that, based on a torque flow, also referred to as a torque path, along which torques can be transferred from the rotor shaft arranged in the torque flow to the intermediate shaft arranged in the torque flow, the rotor shaft is upstream of the intermediate shaft, and therefore the intermediate shaft is downstream of the rotor shaft is arranged.
  • a torque flow also referred to as a torque path
  • the intermediate shaft is downstream of the rotor shaft is arranged.
  • the diverter device is or functions as a grounding device, via which the shaft and thus the rotor can be grounded and therefore connected to an electrical ground.
  • the diverting device is a wet-running diverting device and this is to be understood in particular as meaning that, particularly during the aforementioned operation of the inlet device and thus of the machine, the diverting device is at least partially arranged in the fluid, which is preferably in the form of a liquid, in particular as an oil.
  • the diverting device takes on a particularly advantageous fluid lance function, in particular an oil lance function, in the context of which the fluid, for example in the form of oil, can be injected particularly advantageously, specifically and in a sufficiently large quantity via the through opening in the hollow, first length region.
  • first length region for example, bearing points as well as the rotor and, for example, also the stator can be supplied with the fluid and thereby cooled and / or lubricated, which is sprayed out of the outlet opening and thereby injected through the through opening at an angle to the axis of rotation and thus into the high, first length range is injected.
  • the second length range and/or the third length range is designed as a respective bore or is formed by a bore.
  • a particularly advantageous wall contact of the fluid flowing through the through opening i.e. a fluid jet formed by the fluid flowing through the through opening, can be applied to the wall, also referred to as the inner wall or be ensured by an inner circumferential surface of the shaft formed by an inner wall.
  • a resulting swirl, in particular of the fluid transports the fluid, in particular automatically, through the hollow, first length region and into an interior of the rotor. Simulations have confirmed a particularly high effectiveness of the invention, in particular with regard to an advantageous transport of the fluid through the hollow, first length region to the locations mentioned and in particular with an advantageously large amount.
  • a second aspect of the invention relates to a motor vehicle which is preferably designed as a motor vehicle, in particular a passenger car, and is also referred to as a vehicle, which has at least one drive device according to the first aspect of the invention.
  • Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be viewed as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.
  • FIG. 1 shows a detail of a schematic and perspective sectional view of a drive device for a motor vehicle
  • Fig. 2 shows a detail of another schematic and perspective view
  • Fig. 3 is a schematic perspective view of a discharge device
  • Fig. 1 shows a detail in a schematic and sectioned perspective view of a drive device 1 for a motor vehicle, which is also simply referred to as a vehicle and is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, which can be driven by means of the drive device 1, in particular purely electrically.
  • the drive device 1 has a machine designed as an electrical machine 2, which has a rotor 3 and a stator 4.
  • the rotor 3 can be driven by means of the stator 4 and can therefore be rotated about an axis of rotation 5 relative to the at least one component 6 (FIG. 2) of the drive device 1.
  • the rotor 3 has a rotor shaft 7 as the first shaft, wherein the electric machine 2 can provide drive torques for driving the motor vehicle, in particular purely electrically, via the rotor 3, in particular via the rotor shaft 7.
  • the rotor 3 comprises a laminated core 8, with the rotor shaft 7 being at least partially arranged in the laminated core 8.
  • the laminated core 8 is connected to the rotor shaft 7 in a rotationally fixed manner.
  • the drive device 1 also includes an intermediate shaft 9 as a second shaft.
  • the intermediate shaft 9 is designed separately from the rotor shaft and is non-rotatable with it Rotor shaft 7 connected, in particular via a spline.
  • the drive torques provided or that can be provided by the electric machine 2 via its rotor 3, in particular via the rotor shaft 7, can be transmitted to the intermediate shaft 9, which can subsequently provide torques for driving the motor vehicle, in particular purely electrically.
  • the torques are, for example, the drive torques or result from the drive torques.
  • the intermediate shaft 9 is a transmission input shaft or is connected in a rotationally fixed manner to a transmission input shaft, the aforementioned torques being able to be introduced into a transmission of the drive device 1 (not shown in detail in the figures) via the transmission input shaft.
  • the motor vehicle can be driven via the transmission by means of the drive device 1, in particular purely electrically.
  • the drive device 1 comprises a housing 10, wherein the electrical machine 2 and/or the intermediate shaft 9 are each arranged at least partially in the housing 10.
  • the component 6 is a first component which, in the exemplary embodiment shown in the figures, is designed as a cover of the housing 10.
  • the housing 10 has a housing element which has a through opening.
  • the through opening of the housing element is closed by means of the component 6 (lid).
  • the drive device 1 has a discharge device 11, by means of which electrical currents, in particular via the intermediate shaft 9, can be derived from the rotor 3, in particular into the housing 10 or the component 6.
  • the aforementioned electrical currents are transmitted, for example, from the rotor 3 via the rotor shaft 7 to the intermediate shaft 9 and from the intermediate shaft 9 to the diverting device 11 and via the diverting device 11 or from the diverting device 11 to the component 6 and thus from the rotor 3 in a targeted manner can be derived, diverted or discharged, in particular without the electrical currents being discharged from the rotor 3 in an arbitrary or random manner.
  • the rotor 3 is rotatably mounted on the housing 10 about the axis of rotation 5 relative to the housing 10 via at least one or more bearings, for example designed as rolling bearings.
  • the electrical currents mentioned can occur.
  • the discharge device 11 were not used to specifically divert the electrical currents from or from the rotor 3 of the electrical machine 2, it could happen that the electrical currents that are on the path of the Look for the lowest resistance, jump over the bearing or bearings from the rotor 3 to the housing 10. This can lead to damage to the bearings, in particular to the raceways of the bearings, which would represent undesirable damage to the drive device 1. This can now be ensured by using the discharge device 11.
  • the dissipation device 11 has a contact element 12, which is in particular along a FIG 2 can be displaced relative to the component 6, illustrated by a double arrow 13.
  • the diverter device 11 has a second component 14 which is designed separately from the first component 6 and which functions or is designed, for example, as a guide element by means of which the contact element 12 is guided along the sliding direction.
  • the contact element 12 can thus be moved in a guided manner along the component 14 and along the sliding direction, that is to say can be pushed back and forth in a guided manner.
  • the component 14 is a housing of the discharge device 11.
  • the component 14 is formed separately from the component 6.
  • the component 14 is electrically connected to the component 6, that is to say electrically contacted with the component 6, in particular directly.
  • the component 14 is connected to the component 6, in particular in such a way that relative rotations and preferably also transitory relative movements between the components 14 and 6 are avoided.
  • the component 14 is pressed into the component 6.
  • the discharge device 11 is shown in a schematic perspective view in FIG.
  • the component 6 has a channel 15, also referred to as a main channel or main oil channel, through which a lubricant and/or coolant for lubricating and/or cooling the drive device 1 can flow.
  • the lubricant and/or coolant which is also simply referred to as a fluid, is a liquid, in particular an oil, so that the channel 15 is also referred to as an oil channel or main oil channel.
  • At least respective locations of the drive device 1 can be lubricated and/or cooled by means of the fluid.
  • Some of the points are, for example, bearing points which can be supplied with the fluid and thereby lubricated and/or cooled using the fluid.
  • the aforementioned bearings are arranged at the bearing points.
  • the bearings are rolling bearings.
  • the contact element 12 in particular on its end face facing the intermediate shaft 9, particularly in the axial direction of the intermediate shaft 9, has a first sliding contact surface 16, which is also referred to as the first contact surface.
  • the first sliding contact surface 16 rests, in particular directly, on a second sliding contact surface 17 of the intermediate shaft 9, whereby an electrically conductive sliding contact 18 is formed between the sliding contact surfaces 16 and 17.
  • the second sliding contact surface 17 is also referred to as the second sliding contact surface.
  • the electrically conductive sliding contact 18 the aforementioned electrical currents can be transmitted from the rotor 3 via the contact element 12 to the component 14 and via this to the component 6 and thereby derived from the rotor 3.
  • the electrical currents can, for example, from the rotor 3 via the rotor shaft 7 to the intermediate shaft 9 and from the intermediate shaft 9 via the sliding contact 18 to the contact element 12 and from the contact element 12 to the component 14 and from the component 14 to the component 6 are transferred.
  • the contact element 12 is electrically connected to the component 14 via an, in particular electrically conductive, strand 19 of the discharge device 11, in particular in such a way that the strand 19 is on the one hand, in particular at one end, electrically conductive to the contact element 12 and on the other hand, in particular at the other end, electrically is conductively connected to the component 14.
  • the diverting device 11 also includes a spring element 20, which in the present case is designed as a mechanical spring, in particular as a compression spring.
  • the spring element 20 By means of the spring element 20, the first sliding contact surface 16 is biased against the second sliding contact surface 17.
  • the spring element 20 is tensioned, whereby the spring element 20 provides a spring force which acts in particular along the sliding direction.
  • the sliding contact surface 16 is held in, in particular direct, contact with the sliding contact surface 17.
  • the spring element 20 can be shaped more elastically along the sliding direction, so that the spring element 20 allows displacements of the contact element 12 along the sliding direction and relative to the component 14 and relative to the component 6. These displacements of the contact element 12 are also referred to as axial movements of the contact element 12. These axial movements of the contact element 12 occur in particular due to axial movements of the Intermediate shaft 9, which, for example, moves translationally, in particular back and forth, during the axial movements of the intermediate shaft 9 in the axial direction of the intermediate shaft 9 and thus along the axis of rotation 5 relative to the housing 10 and thus in particular relative to the components 6 and 14.
  • a component 21 of the intermediate shaft 9 forming the second sliding contact surface 17 has a central through opening 22 with respect to the axis of rotation 5, which is located on a side S1 of the component 21 facing away from the first sliding contact surface 16, in particular in the axial direction of the intermediate shaft 9, in a hollow, first length region L1 the intermediate shaft 9 opens.
  • the component 21 is also referred to as the first component or first component.
  • the second sliding contact surface 17 is arranged off-axis from the axis of rotation 5, in particular in such a way that the axis of rotation 5 does not intersect the sliding contact surfaces 16 and 17.
  • the second sliding contact surface 17 is annular and thus designed as a ring, the center of which lies, for example, on the axis of rotation 5.
  • the component 6 is also referred to as the first component or first component
  • the component 14 is also referred to as the second component or second component
  • the component 21 is also referred to as the third component or third component.
  • the component 14 has a fluid channel 26 through which the fluid can flow and which is fluidly connected to the channel 15.
  • the fluid flowing through the channel 15 can thus flow from the channel 15 into the fluid channel 26.
  • the fluid channel 26 has a second length range L2, the direction of passage of which is illustrated by an arrow 23 and runs obliquely to the axis of rotation 5.
  • the fluid can flow through the second length region L2 of the fluid channel 26 in the direction of passage, also referred to as the first passage direction and illustrated by the arrow 23.
  • the second length region L2 and thus the fluid channel 26 as a whole opens in the first passage direction via an outlet opening 24 of the second length region L2 arranged on one of the second sliding contact surfaces 17 facing the side S2 of the component 14 into an environment 25 of the component 4, in the environment 25 of which is present the component 21 is arranged.
  • the fluid flowing through the second length range L2 in the first passage direction illustrated by the arrow 23 can be ejected, on or in, via the outlet opening 24 from the second length range L2 and from the fluid channel 26 as a whole the environment 25 can be sprayed, sprayed through the through opening 22 and in the hollow, first length region L1 of the intermediate shaft 9 can be injected.
  • the fluid initially flows through the channel 15. From the channel 15, the fluid flows into and through the fluid channel 26 and thus through the second length range L2, the fluid flowing into the area illustrated by the arrow 23 , first direction of passage through the second length range L2 and thereby flows through the outlet opening 24.
  • the outlet opening 24 can be imagined as a purely two-dimensional opening or as a two-dimensional opening, via which the second length region L2 and thus the fluid channel 26 opens into the environment 25.
  • the fluid is thus ejected in the first passage direction illustrated by the arrow 23 via the outlet opening 24 from the second length region L2 and thus from the fluid channel 26, and the fluid is in the first passage direction illustrated by the arrow 23 through the Through opening 22 is injected through and the fluid is injected into the hollow, first length region L1 in the first passage direction illustrated by arrow 23.
  • a fluid jet also simply referred to as a jet, is shown schematically and designated 27.
  • the fluid jet 27 is formed by the fluid which is sprayed out of the second length region L2 in the first passage direction illustrated by the arrow 23 via the outlet opening 24 and is sprayed through the passage opening 22. Since the fluid is preferably an oil, the fluid jet 27 is preferably an oil jet. It can be seen that the intermediate shaft 9 in the first length region L1 has an inner circumferential surface 30, against which the fluid jet 27 and thus the fluid forming the fluid jet 27 is sprayed, in particular directly, in particular in the first passage direction illustrated by the arrow 23 . If the intermediate shaft 9 rotates about the axis of rotation 5, a twist, i.e. a swirl-shaped flow, is impressed on the fluid which is sprayed against the inner circumferential surface 30. As a result, the fluid is transported through the hollow, first length region L1 and in particular transported to the aforementioned locations, which can be supplied with the fluid particularly advantageously. This can ensure advantageous cooling and/or lubrication of the drive device 1, in particular the electrical machine 2.
  • the fluid channel 26 has a third length region L3 arranged upstream of the second length region L2, the second passage direction of which, illustrated by an arrow 28, runs parallel to the axis of rotation 5.
  • the second direction of passage (arrow 28) therefore runs obliquely to the first Passage opening (arrow 23).
  • the second length range L2 directly adjoins the third length range L3.
  • the through opening 22 is circular and is therefore designed in the form of a circle, the center of which lies on the axis of rotation 5.
  • the outlet opening 24 is also circular and therefore in the form of a circle, the center of which is, for example, spaced from the axis of rotation 5.
  • the axis of rotation 5 intersects the outlet opening 24.
  • the axis of rotation 5 is spaced from the entire, first sliding contact surface 16.
  • the component 21 forming the second sliding contact surface 17 is a cap which is formed separately from a shaft body 29 of the intermediate shaft 9.
  • the component 21 (cap) is connected to the shaft body 29 in a rotationally fixed manner, the shaft body 29 having the hollow, first length region L1 and in particular the inner circumferential lateral surface 30

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Maschine (2), welche einen um eine Drehachse (5) relativ zu wenigstens einem Bauelement (14) der Maschine (2) drehbaren Rotor (3) mit einer Welle (9) aufweist, und mit einer zur Ableitung elektrischer Ströme aus dem Rotor (3) ausgebildeten Ableitvorrichtung (11), welche ein relativ zu dem Bauelement (14) verschiebbares und elektrisch mit dem Bauelement (14) verbundenes Kontaktelement (12) aufweist, welches eine erste Schleifkontaktfläche (16) aufweist, die an einer zweiten Schleifkontaktfläche (17) der um die Drehachse (5) relativ zu dem Kontaktelement (12) drehbaren Welle (9) anliegt, wodurch zwischen den Schleifkontaktflächen (16, 17) ein elektrisch leitender Schleifkontakt (18) ausgebildet ist, über welchen die elektrischen Ströme von dem Rotor (3) über das Kontaktelement (12) an das Bauelement (14) übertragbar und dadurch aus dem Rotor (3) ableitbar sind.

Description

Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 . Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit wenigstens einer solchen Antriebseinrichtung.
Der WO 2019/185 447 A1 ist eine Ableitvorrichtung zur Ableitung elektrischer Ströme von einem insbesondere mit einer Welle ausgebildeten Rotorteil einer Maschine in einem Statorteil der Maschine als bekannt zu entnehmen. Des Weiteren offenbart die DE 10 2010 039 847 A1 einen Erdungskontakt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen Antriebseinrichtung zu schaffen, sodass einerseits eine besonders vorteilhafte Ableitung von elektrischen Strömen und andererseits eine vorteilhafte Kühlung und/oder Schmierung der Maschine realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug und einfach auch als Fahrzeug bezeichnete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Antriebseinrichtung aufweist und mittels der Antriebseinrichtung angetrieben werden kann. Die Antriebseinrichtung weist eine Maschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug angetrieben werden kann. Ganz vorzugsweise handelt es sich bei der Maschine um eine elektrische Maschine, die beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar ist, mittels welchem das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Somit ist das Kraftfahrzeug vorzugsweise als ein Hybrid- oder aber Elektrofahrzeug, insbesondere als ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), ausgebildet. Ganz vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Die Maschine weist einen Rotor auf, welcher auch als Rotorteil oder Rotoreinrichtung bezeichnet wird. Des Weiteren weist die Maschine wenigstens ein zusätzlich zu dem Rotor vorgesehenes Bauelement auf, wobei der Rotor um eine Drehachse relativ zu dem wenigstens einen Bauelement drehbar ist. Insbesondere kann die Maschine über ihren Rotor Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Der Rotor weist dabei eine Welle auf, welche somit um die Drehachse relativ zu dem wenigstens einen Bauelement drehbar ist. Insbesondere kann die Maschine über die Welle die genannten Drehmomente bereitstellen, mittels welchen das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Somit handelt es sich beispielsweise bei der Welle um eine Abtriebswelle der Maschine, insbesondere der Antriebseinrichtung insgesamt. Somit ist es insbesondere denkbar, dass die Antriebseinrichtung insgesamt über den Rotor, insbesondere über die Welle, Antriebsdrehmomente zum, insbesondere rein elektrischen, Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann, wobei die Antriebsdrehmomente aus den genannten Drehmomenten resultieren können oder wobei die Antriebsdrehmomente den Drehmomenten entsprechen können.
Die Antriebseinrichtung weist außerdem eine Ableitvorrichtung auf, mittels welcher elektrische Ströme aus dem Rotor abgeleitet, das heißt von dem Rotor und dabei insbesondere von der Welle abgeführt werden können. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die elektrischen Ströme von dem Rotor, insbesondere von der Welle, auf die Ableitvorrichtung übertragen und somit aus oder von dem Rotor, insbesondere aus oder von der Welle, abgeleitet oder abgeführt werden können. Hierdurch können die elektrischen Ströme gezielt von oder aus dem Rotor abgeleitet, das heißt abgeführt werden, ohne dass es beispielsweise zu unerwünschten Beschädigungen der Antriebseinrichtung kommt, insbesondere infolge von ungezielten beziehungsweise zufälligen Ableitungen der elektrischen Ströme aus oder von dem Rotor. Insbesondere ist es denkbar, dass die Maschine, insbesondere die elektrische Maschine, einen Stator aufweist, mittels welchem beispielsweise der Rotor, insbesondere unter Nutzung von elektrischer Energie, antreibbar und dadurch um die Drehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Dabei kann beispielsweise das wenigstens eine Bauelement ein Bestandteil des Stators sein. Der Rotor und somit die Welle sind um die Drehachse relativ zu dem wenigstens einen Bauelement drehbar. Die Ableitvorrichtung weist ein relativ zu dem Bauelement, insbesondere entlang einer Schieberichtung verschiebbares Kontaktelement auf, welches mit dem Bauelement zumindest mittelbar, insbesondere direkt, elektrisch verbunden, das heißt elektrisch kontaktiert ist. Das Kontaktelement weist eine erste Schleifkontaktfläche auf, welche an einer zweiten Schleifkontaktfläche der Welle anliegt. Die Welle ist um die Drehachse relativ zu dem Kontaktelement drehbar, so dass dann, wenn die Welle um die Drehachse relativ zu dem Bauelement und auch relativ zu dem Kontaktelement gedreht wird, während die Schleifkontaktflächen, insbesondere direkt, aneinander anliegen, die Schleifkontaktflächen aneinander abgleiten beziehungsweise aneinander schleifen. Dadurch, dass die Schleifkontaktflächen, insbesondere direkt, aneinander anliegen, ist, insbesondere direkt, zwischen den Schleifkontaktflächen ein elektrisch leitender Schleifkontakt ausgebildet, über welchen die elektrischen Ströme von der Welle und somit von dem Rotor über das Kontaktelement an das Bauelement übertragbar und dadurch aus dem Rotor ableitbar, insbesondere gezielt ableitbar, sind.
Die Ableitvorrichtung weist außerdem beispielsweise wenigstens ein Federelement auf, welches vorzugsweise separat von dem Kontaktelement und/oder separat von dem Bauelement ausgebildet ist. Mittels des Federelements ist die erste Schleifkontaktfläche, insbesondere entlang der Schieberichtung, gegen die zweite Schleifkontaktfläche vorgespannt. Hierzu ist beispielsweise das Federelement gespannt, wodurch das Federelement eine insbesondere entlang der Schieberichtung wirkende Federkraft bereitstellt. Mittels der Federkraft ist die erste Schleifkontaktfläche in, insbesondere direktem, Kontakt mit der zweiten Schleifkontaktfläche gehalten, wodurch die erste Schleifkontaktfläche, insbesondere direkt, gegen die zweite Schleifkontaktfläche vorgespannt ist. Das Federelement ist, insbesondere entlang der Schieberichtung, vorzugsweise elastisch verformbar. Die Drehachse verläuft in axialer Richtung der Welle, insbesondere derart, dass die Drehachse mit der axialen Richtung der Welle zusammenfällt. Die Schieberichtung verläuft beispielsweise parallel zur axialen Richtung der Welle und somit parallel zur Drehachse. Somit lässt beispielsweise das Federelement Axialbewegungen, das heißt entlang der Schieberichtung und relativ zu dem Bauelement erfolgende, translatorische Bewegungen des Kontaktelements zu. Zu solchen, entlang der Schieberichtung und relativ zu dem Bauelement erfolgenden, translatorischen Bewegungen des Kontaktelements kommt es beispielsweise durch Axialbewegungen der Welle. Unter den Axialbewegungen der Welle sind in axialer Richtung der Welle und relativ zu dem Bauelement erfolgende, translatorische Bewegungen der Welle zu verstehen. Bewegt sich somit die Welle in axialer Richtung der Welle relativ zu dem Bauelement, so wird bei solchen Axialbewegungen der Welle beispielsweise dadurch, dass die Schaltkontaktflächen insbesondere in axialer Richtung der Welle beziehungsweise entlang der Schieberichtung betrachtet, insbesondere direkt, aneinander anliegen, das Kontaktelement entlang der Schieberichtung relativ zu dem Bauelement translatorisch bewegt, wobei bei diesen Axialbewegungen der Welle und bei diesen Axialbewegungen des Kontaktelements die erste Schleifkontaktfläche mittels des Federelements in, insbesondere direktem, Kontakt mit der zweiten Schleifkontaktfläche gehalten wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt kann somit das Kontaktelement die Axialbewegungen der Welle mit ausführen, während mittels des Federelements die erste Schleifkontaktfläche in, insbesondere direktem Kontakt mit der zweiten Schleifkontaktfläche gehalten wird.
Um nun einerseits die elektrischen Ströme besonders vorteilhaft aus dem Rotor ableiten und dabei insbesondere über das Kontaktelement in das Bauelement einleiten zu können und andererseits eine besonders vorteilhafte Schmierung und/oder Kühlung der Maschine realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein die zweite Schleifkontaktfläche bildendes Bauteil der Welle eine bezüglich der Drehachse und der Welle zentrale Durchgangsöffnung aufweist, welche auf einer insbesondere in axialer Richtung der Welle von der ersten Schleifkontaktfläche abgewandten Seite des Bauteils in einen hohlen, ersten Längenbereich der Welle mündet.
Das wenigstens eine Bauelement der Maschine wird auch als erstes Bauelement oder erstes Bauteil bezeichnet, wobei beispielsweise das die Durchgangsöffnung aufweisende Bauteil auch als zweites Bauelement oder zweites Bauteil bezeichnet wird. Die Welle ist somit zumindest in dem ersten Längenbereich hohl, mithin als Hohlwelle ausgebildet. Wenn im Folgenden von dem Bauelement oder von dem wenigstens einen Bauelement die Rede ist, so ist darunter das erste Bauelement, mithin das erste Bauteil zu verstehen. Wenn im Folgenden die Rede von dem Bauteil ist, so ist darunter das zweite Bauelement beziehungsweise das zweite Bauteil zu verstehen.
Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zweite Schleifkontaktfläche und somit auch die erste Schleifkontaktfläche desachsiert zur Drehachse angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die zweite Schleifkontaktfläche und somit auch die erste Schleifkontaktfläche desachsiert bezüglich oder gegenüber der Drehachse angeordnet. Hierunter ist zu verstehen, dass die zweite Schleifkontaktfläche und somit auch die erste Schleifkontaktfläche insbesondere in radialer Richtung der Welle betrachtet nach außen hin gegenüber der Drehachse versetzt sind. Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Bauelement einen von einem vorzugsweise flüssigen Schmier- und/oder Kühlmittel durchströmbaren Fluidkanal aufweist. Das Schmier- und/oder Kühlmittel ist ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, sodass wenn im Folgenden die Rede von dem Fluid ist, darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das Schmier- und/oder Kühlmittel zu verstehen ist. Der Fluidkanal weist zumindest in einem zweiten Längenbereich des Fluidkanals eine schräg zur Drehachse und somit schräg zur axialen Richtung der Welle verlaufende Durchgangsrichtung auf, in welche der zweite Längenbereich von dem Fluid (Schmier- und/oder Kühlmittel) durchströmbar ist. Dies bedeutet, dass während eines Betriebs der Antriebseinrichtung und somit der Maschinen das Fluid (Schmier- und/oder Kühlmittel) in die Durchgangsrichtung durch den zweiten Längenbereich hindurchströmt. Die Durchgangsrichtung, in die das Fluid während des zuvor genannten Betriebs durch den zweiten Längenbereich des Fluidkanals hindurchströmt, wird auch als erste Durchgangsrichtung des zweiten Längenbereichs des Fluidkanals bezeichnet.
Der zweite Längenbereich mündet in die Durchgangsrichtung über eine an einer der zweiten Schleifkontaktfläche, insbesondere in axialer Richtung der Welle zugewandten Seite des Bauelements angeordnete Austrittsöffnung des zweiten Längenbereichs in eine Umgebung des Bauelements, wodurch das den zweiten Längenbereich in die Durchgangsrichtung des zweiten Längenbereichs durchströmende Schmier- und/oder Kühlmittel (Fluid) in die Durchgangsrichtung über die Austrittsöffnung aus dem zweiten Längenbereich und dadurch aus dem Fluidkanal ausspritzbar, in die Durchgangsrichtung des zweiten Längenbereiches durch die Durchgangsöffnung hindurchspritzbar und in die Durchgangsrichtung des zweiten Längenbereiches in den hohlen, ersten Längenbereich der Welle einspritzbar ist. Hierdurch kann das Fluid besonders vorteilhaft in den hohlen, ersten Längenbereich der Welle eingebracht werden, insbesondere derart, dass eine innenumfangsseitige Mantelfläche der Welle besonders vorteilhaft mit dem Fluid benetzt oder bespritzt werden kann. Hierunter ist insbesondere folgendes zu verstehen: Der hohle, erste Längenbereich ist beispielsweise ein insbesondere zentraler Kanal oder weist einen, insbesondere zentralen Kanal auf, wobei der Kanal, insbesondere direkt, durch die innenumfangsseitige Mantelfläche der Welle begrenzt ist, insbesondere in radialer Richtung der Welle nach außen hin. Durch die besonders vorteilhafte Benetzung der innenumfangsseitigen Mantelfläche der Welle mit dem Fluid kann beispielsweise bei dem zuvor genannten Betrieb ein besonders vorteilhafter Drall des Fluids in dem hohlen, ersten Längenbereich bewirkt werden, insbesondere dadurch, dass das Fluid, mit welchem die innenumfangsseitige Mantelfläche benetzt wird oder wurde, von der sich um die Drehachse drehenden, innenumfangsseitigen Mantelfläche der Welle mitgenommen wird. Hierdurch wird das Fluid in dem hohlen, ersten Längenbereich in einen Drall versetzt. Hierdurch kann das Fluid besonders vorteilhaft insbesondere entlang der axialen Richtung der Welle durch den hohlen, ersten Längenbereich hindurchgefördert werden, sodass mit dem Fluid zu versorgende Stellen der Maschine besonders gut mit dem Fluid, insbesondere mit einer hinreichend großen Menge des Fluid versorgt werden können. Durch die Desachsierung der Schleifkontaktflächen gegenüber der Drehachse ist es möglich, die Durchgangsöffnung bezüglich der Drehachse zentral anzuordnen, sodass eine vorteilhaft große Menge des Fluids durch die Durchgangsöffnung hindurchgespritzt und somit in den hohlen, ersten Längenbereich eingespritzt werden kann. Diese vorteilhaft große Menge des Fluids kann durch das zuvor beschriebene, vorteilhafte Bewirken des Dralls des Fluids in dem hohlen, ersten Längenbereich besonders vorteilhaft zu den genannten Stellen gefördert werden, sodass eine besonders vorteilhafte Schmierung und/oder Kühlung der Maschine gewährleistet werden kann.
Versuche haben gezeigt, dass eine bezüglich der Drehachse zentrale Anordnung der Schleifkontaktflächen und eine daraus resultierende, bezüglich der Drehachse desachsierte Anordnung der Durchgangsöffnung einerseits zu einem Blendeneffekt führen können, sodass keine hinreichend große Menge des Fluids in den hohlen, ersten Längenbereich eingebracht werden kann. Andererseits ist unter Umständen eine vorteilhafte Benetzung der innenumfangsseitigen Mantelfläche der Welle mit dem Fluid nicht mehr möglich, sodass dem Fluid in dem hohlen, ersten Längenbereich kein Drall oder nur ein unvorteilhaft geringer Drall aufgeprägt werden kann. In der Folge kann gegebenenfalls eine gewünschte Versorgung der Stellen mit dem Fluid nicht gewährleistet werden. Die Erfindung ermöglicht nun jedoch eine vorteilhafte Versorgung der Stellen mit einer vorteilhaft großen Menge des Fluids, sodass eine besonders vorteilhafte Schmierung und/oder Kühlung der Maschine gewährleistet werden kann.
Um eine besonders vorteilhafte Versorgung der Stelle mit dem Fluid realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Fluidkanal einen entlang der ersten Durchgangsrichtung betrachtet stromauf des zweiten Längenbereiches angeordneten, dritten Längenbereich aufweist, dessen auch als zweite Durchgangsrichtung bezeichnete Durchgangsrichtung, in welche der dritte Längenbereich von dem Schmier- und/oder Kühlmittel durchströmbar ist, schräg zur Durchgangsrichtung des zweiten Längenbereiches und parallel zur Drehachse, mithin parallel zur axialen Richtung der Welle verläuft. Dadurch kann in vorteilhaft kurzer Zeit eine besonders vorteilhaft große Menge des Fluids in den hohlen, ersten Längenbereich eingespritzt werden. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn sich der zweite Längenbereich direkt an den fluidisch mit dem zweiten Längenbereich verbundenen, dritten Längenbereich anschließt, sodass entlang der jeweiligen Durchgangsrichtung betrachtet kein anderer, weiterer Längenbereich des Fluidkanals zwischen dem zweiten Längenbereich und dem dritten Längenbereich angeordnet ist. Hierdurch kann eine besonders großen Menge des Fluids durch den zweiten Längenbereich und durch den dritten Längenbereich und durch den dritten Längenbereich, mithin durch den Fluidkanal hindurchströmen und in der Folge in den hohlen, ersten Längenbereich eingespritzt werden, sodass eine besonders vorteilhafte Versorgung der Stellen mit dem Fluid gewährleistet werden kann.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Durchgangsöffnung kreisrund und dadurch in Form eines Kreises ausgebildet ist, dessen Mittelpunkt auf der Drehachse liegt. Dadurch kann das Fluid besonders vorteilhaft in den hohlen, ersten Längenbereich eingebracht, insbesondere eingespritzt, werden, sodass die innenumfangsseitige Mantelfläche der Welle besonders vorteilhaft mit dem Fluid benetzt werden kann. In der Folge kann eine vorteilhafte Förderung des Fluids in dem oder durch den hohlen, ersten Längenbereich gewährleistet werden, sodass die Stellen besonders gut mit dem Fluid versorgt werden können.
Um eine besonders vorteilhafte Schmierung und/oder Kühlung der Maschine gewährleisten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Austrittsöffnungen kreisrund und dadurch in Form eines Kreises ausgebildet ist, in dessen Mittelpunkt auf der Drehachse liegen oder insbesondere in radialer Richtung der Welle von der Drehachse beabstandet sein kann. Insbesondere ist es denkbar, dass die Drehachse die Austrittsöffnung schneidet. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass sich die Austrittsöffnung und die Durchgangsöffnung in axialer Richtung der Welle betrachtet gegenseitig überlappen, insbesondere derart, dass vorzugsweise die Austrittsöffnung zumindest überwiegend, das heißt zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, durch die Durchgangsöffnung in axialer Richtung der Welle und insbesondere hin zu dem hohlen, ersten Längenbereich betrachtet überlappt ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhaft große Menge des Fluids in den ersten Längenbereich eingespritzt werden.
Beispielsweise erstrecken sich die Austrittsöffnung und die Durchgangsöffnung in parallel zueinander verlaufenden und beispielsweise voneinander beabstandeten oder zusammenfallenden Ebenen, die vorzugsweise senkrecht zur axialen Richtung der Welle, mithin senkrecht zur Drehachse verlaufen. Um die Durchgangsöffnung besonders vorteilhaft anordnen und somit das Fluid besonders vorteilhaft in den hohlen, ersten Längenbereich einbringen, insbesondere einspritzen, zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Drehachse von der gesamten, ersten Schleifkontaktfläche beabstandet ist, mithin die erste Schleifkontaktfläche nicht schneidet.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Schleifkontaktflächen insbesondere dadurch, dass die Schleifkontaktflächen, insbesondere direkt, aneinander anliegen, in einer gemeinsamen Schleifkontaktflächenebene verlaufen, welche vorzugsweise senkrecht zur Drehachse der Welle, und senkrecht zur axialen Richtung der Welle verläuft.
Um die elektrischen Ströme besonders vorteilhaft und gezielt aus dem Rotor ableiten sowie eine besonders vorteilhafte Versorgung der Stellen mit dem Fluid gewährleisten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das die zweite Schleifkontaktfläche bildende Bauteil eine Kappe ist, welche separat von einem Wellenkörper der Welle ausgebildet und drehfest mit dem Wellenkörper verbunden ist, welcher den hohlen, ersten Längenbereich und somit insbesondere die innenumfangsseitige Mantelfläche der Welle aufweist.
Um die elektrischen Ströme besonders vorteilhaft und gezielt auf dem Rotor über die Welle ableiten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Welle als eine Zwischenwelle ausgebildet ist. Dabei weist der Rotor eine koaxial zu der Zwischenwellle angeordnete Rotorwelle auf, welche separat von der Zwischenwelle ausgebildet und drehfest mit der Zwischenwelle verbunden ist. Beispielsweise ist die Rotorwelle zumindest teilweise in einem Blechpaket des Rotors angeordnet, insbesondere derart, dass das Blechpaket drehfest mit der Rotorwelle verbunden ist. Dabei ist es denkbar, dass die Zwischenwelle nicht in dem Blechpaket angeordnet ist, sondernd sich in axialer Richtung der Zwischenwelle und somit in axialer Richtung der Rotorwelle vollständig an das Blechpaket anschließt.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass bezogen auf einen auch als Drehmomentenpfad bezeichneten Drehmomentenfluss, entlang welchem Drehmomente von der in den Drehmomentenfluss angeordneten Rotorwelle auf die in dem Drehmomentenfluss angeordnete Zwischenwelle übertragbar sind, die Rotorwelle stromauf der Zwischenwelle, mithin die Zwischenwelle stromab der Rotorwelle angeordnet ist. Hierdurch können die elektrischen Strömungen besonders vorteilhaft und gezielt aus dem Rotor über die Rotorwelle und die Zwischenwelle ausgeleitet werden, ohne dass es zu unerwünschten Beschädigungen der Eintrittseinrichtung kommt.
Insbesondere ist oder fungiert die Ableitvorrichtung als eine Erdungsvorrichtung, über welche die Welle und somit der Rotor geerdet, mithin mit einer elektrischen Masse verbunden sein kann. Insbesondere ist die Ableitvorrichtung eine nasslaufende Ableitvorrichtung und hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass insbesondere während des zuvor genannten Betriebs der Eintrittseinrichtung und somit der Maschine die Ableitvorrichtung zumindest teilweise in dem vorzugsweise als Flüssigkeit, insbesondere als Öl, ausgebildeten Fluid angeordnet ist. Bei der Erfindung übernimmt die Ableitvorrichtung eine besonders vorteilhafte Fluidlanzenfunktion, insbesondere Öllanzenfunktion, in deren Rahmen das beispielsweise als Öl ausgebildete Fluid besonders vorteilhaft, gezielt und in hinreichend großer Menge über die Durchgangsöffnung in dem hohlen, ersten Längenbereich eingespritzt werden kann. Über den hohlen, ersten Längenbereich können beispielsweise Lagerstellen sowie der Rotor und beispielsweise auch der Stator mit dem Fluid versorgt und dadurch gekühlt und/oder geschmiert werden, welches aus der Austrittsöffnung ausgespritzt und hierdurch schräg zur Drehachse durch die Durchgangsöffnung hindurchgespritzt und somit in den hohen, ersten Längenbereich eingespritzt wird.
Beispielsweise ist der zweite Längenbereich und/oder der dritte Längenbereich als eine jeweilige Bohrung ausgebildet oder durch eine Bohrung gebildet. Dadurch, dass die Durchgangsrichtung des zweiten Längenbereichs schräg zur axialen Richtung der Welle, das heißt schräg zur Drehachse verläuft, kann eine besonders vorteilhafte Wandanlage des die Durchgangsöffnung durchströmenden Fluids, mithin eines durch das die Durchgangsöffnung durchströmende Fluid gebildeten Fluidstrahls an die auch als Innenwandung bezeichnete oder durch eine Innenwandung gebildete, innenumfangsseitige Mantelfläche der Welle gewährleistet werden. Ein daraus resultierender Drall, insbesondere des Fluids, transportiert das Fluid, insbesondere automatisch, durch den hohlen, ersten Längenbereich hindurch und in ein Inneres des Rotors. Simulationen haben eine besonders hohe Wirksamkeit der Erfindung bestätigt, insbesondere im Hinblick auf einen vorteilhaften Transport des Fluids durch den hohlen, ersten Längenbereich hindurch zu den genannten Stellen und insbesondere mit einer vorteilhaft großen Menge.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, ausgebildetes und auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches wenigstens eine Antriebseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Schnittansicht einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug;
Fig. 2 ausschnittsweise eine weitere schematische und perspektivische
Schnittansicht der Antriebseinrichtung; und
Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht einer Ableitvorrichtung der
Antriebseinrichtung.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichem Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen und geschnittenen Perspektivansicht eine Antriebseinrichtung 1 für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches mittels der Antriebseinrichtung 1 , insbesondere rein elektrisch, angetrieben werden kann. Die Antriebseinrichtung 1 weist eine als elektrische Maschine 2 ausgebildete Maschine auf, welche einen Rotor 3 und einen Stator 4 aufweist. Mittels des Stators 4 ist der Rotor 3 antreibbar und dadurch um eine Drehachse 5 relativ zum wenigstens einen Bauelement 6 (Fig. 2) der Antriebseinrichtung 1 drehbar. Der Rotor 3 weist eine Rotorwelle 7 als erste Welle auf, wobei die elektrische Maschine 2 über den Rotor 3, insbesondere über die Rotorwelle 7, Antriebsdrehmomente zum, insbesondere rein elektrischen, Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Beispielsweise umfasst der Rotor 3 ein Blechpaket 8, wobei die Rotorwelle 7 zumindest teilweise im Blechpaket 8 angeordnet ist. Insbesondere ist das Blechpaket 8 drehfest mit der Rotorwelle 7 verbunden.
Die Antriebseinrichtung 1 umfasst außerdem eine Zwischenwelle 9 als zweite Welle. Die Zwischenwelle 9 ist separat von der Rotorwelle ausgebildet und drehfest mit der Rotorwelle 7 verbunden, insbesondere über eine Steckverzahnung. Hierdurch können die von der elektrischen Maschine 2 über ihren Rotor 3, insbesondere über die Rotorwelle 7, bereitgestellten oder bereitstellbaren Antriebsdrehmomente auf die Zwischenwelle 9 übertragen werden, welche in der Folge Drehmomente zum, insbesondere rein elektrischen, Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Die Drehmomente sind beispielsweise die Antriebsdrehmomente oder resultieren aus den Antriebsdrehmomenten. Beispielsweise ist die Zwischenwelle 9 eine Getriebeeingangswelle oder drehfest mit einer Getriebeeingangswelle verbunden, wobei über die Getriebeeingangswelle die zuvor genannten Drehmomente in ein in den Figuren nicht näher dargestelltes Getriebe der Antriebseinrichtung 1 eingeleitet werden können. Somit ist beispielsweise das Kraftfahrzeug über das Getriebe mittels der Antriebseinrichtung 1 , insbesondere rein elektrisch, antreibbar. Die Antriebseinrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 10, wobei die elektrische Maschine 2 und/oder die Zwischenwelle 9 jeweils zumindest teilweise im Gehäuse 10 angeordnet sind. Das Bauelement 6 ist ein erstes Bauelement, welches bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel als ein Deckel des Gehäuses 10 ausgebildet ist. Beispielsweise weist das Gehäuse 10 ein Gehäuseelement auf, welches eine Durchgangsöffnung aufweist. Beispielsweise ist die Durchgangsöffnung des Gehäuseelements mittels des Bauelements 6 (Deckel) verschlossen.
Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass die Antriebseinrichtung 1 eine Ableitvorrichtung 11 aufweist, mittels welcher elektrische Ströme, insbesondere über die Zwischenwelle 9, aus dem Rotor 3 abgeleitet werden können, insbesondere in das Gehäuse 10 beziehungsweise das Bauelement 6. Dies bedeutet insbesondere, dass die zuvor genannten, elektrischen Ströme beispielsweise von dem Rotor 3 über die Rotorwelle 7 auf die Zwischenwelle 9 und von der Zwischenwelle 9 auf die Ableitvorrichtung 11 und über die Ableitvorrichtung 11 beziehungsweise von der Ableitvorrichtung 11 auf das Bauelement 6 übertragen und somit aus dem Rotor 3 gezielt abgeleitet, ausgeleitet oder abgeführt werden können, insbesondere ohne dass es zu einer willkürlichen beziehungsweise zufälligen Ableitung der elektrischen Ströme aus dem Rotor 3 kommt. Beispielsweise ist der Rotor 3 über wenigstens ein oder mehrere, beispielsweise als Wälzlager ausgebildete Lager um die Drehachse 5 relativ zu dem Gehäuse 10 drehbar an dem Gehäuse 10 gelagert. Insbesondere aufgrund einer Verwendung eines Inverters für die elektrische Maschine 2 kann es zu den genannten, elektrischen Strömen kommen. Würde beispielsweise die Ableitvorrichtung 11 nicht verwendet werden, um die elektrischen Ströme gezielt aus oder von dem Rotor 3 der elektrischen Maschine 2 abzuleiten, könnte es vorkommen, dass die elektrischen Ströme, die sich den Weg des geringsten Widerstands suchen, über das Lager oder die Lager von dem Rotor 3 auf das Gehäuse 10 überspringen. Hierdurch kann es zu einer Beschädigung der Lager, insbesondere von Laufbahnen der Lager, kommen, was eine unerwünschte Beschädigung der Antriebseinrichtung 1 darstellen würde. Dies kann nun durch die Verwendung der Ableitvorrichtung 11 gewährleistet werden.
Um nun die elektrischen Ströme besonders vorteilhaft aus dem Rotor 3 ableiten und eine besonders vorteilhafte Schmierung und/oder Kühlung der Antriebseinrichtung 1 , insbesondere der elektrischen Maschine 2, gewährleisten zu können, weist die Ableitvorrichtung 11 ein Kontaktelement 12 auf, welches insbesondere entlang an einer Fig. 2 durch einen Doppelpfeil 13 veranschaulichten Schieberichtung relativ zu dem Bauelement 6 verschiebbar ist. Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Ableitvorrichtung 11 ein separat von dem ersten Bauelement 6 ausgebildetes, zweites Bauelement 14 auf, welches beispielsweise als Führungselement fungiert oder ausgebildet ist, mittels welchem das Kontaktelement 12 entlang der Schieberichtung geführt wird. Das Kontaktelement 12 ist somit entlang des Bauelements 14 und entlang der Schieberichtung geführt verschiebbar, das heißt geführt hin- und herschiebbar. Insbesondere ist bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel das Bauelement 14 ein Gehäuse der Ableitvorrichtung 11 . Das Bauelement 14 ist separat von dem Bauelement 6 ausgebildet. Außerdem ist das Bauelement 14 elektrisch von dem Bauelement 6 verbunden, das heißt elektrische mit dem Bauelement 6 kontaktiert, insbesondere direkt. Insbesondere ist das Bauelement 14 mit dem Bauelement 6 verbunden, insbesondere derart, dass Relativdrehungen sowie vorzugsweise auch transitorische Relativbewegungen zwischen den Bauelementen 14 und 6 unterbleiben. Hierzu ist beispielsweise das Bauelement 14 in das Bauelement 6 eingepresst. Die Ableitvorrichtung 11 ist in Fig. 3 in einer schematischen Perspektivansicht gezeigt.
Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass das Bauelement 6 eine noch als Hauptkanal oder Hauptölkanal bezeichneten Kanal 15 aufweist, welcher von einem Schmier- und/oder Kühlmittel zum Schmieren und/oder Kühlen der Antriebseinrichtung 1 durchströmbar ist. Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Schmier- und/der Kühlmittel, welches einfach auch als Fluid bezeichnet wird, eine Flüssigkeit, insbesondere ein Öl, sodass der Kanal 15 auch als Ölkanal oder Hauptölkanal bezeichnet wird. Mittels des Fluids können zumindest jeweilige Stellen der Antriebseinrichtung 1 geschmiert und/oder gekühlt werden. Einige der Stellen sind beispielsweise Lagerstellen, welche mit dem Fluid versorgt und dadurch mittels des Fluids geschmiert und/oder gekühlt werden können. Insbesondere sind an den Lagerstellen die zuvor genannten Lager angeordnet. Beispielsweise handelt es sich bei den Lagern um Wälzlager.
Besonders gut aus Fig. 2 und 3 ist erkennbar, dass das Kontaktelement 12, insbesondere an seiner der Zwischenwelle 9 insbesondere in axialer Richtung der Zwischenwelle 9 zugewandten Stirnseite, eine erste Schleifkontaktfläche 16 aufweist, welche auch als erste Kontaktfläche bezeichnet wird. Die erste Schleifkontaktfläche 16 liegt, insbesondere direkt, an einer zweiten Schleifkontaktfläche 17 der Zwischenwelle 9 an, wodurch zwischen den Schleifkontaktflächen 16 und 17 ein elektrisch leitender Schleifkontakt 18 gebildet ist. Die zweite Schleifkontaktfläche 17 wird auch als zweite Schleifkontaktfläche bezeichnet. Über den elektrisch leitenden Schleifkontakt 18 können die zuvor genannten, elektrischen Ströme von dem Rotor 3 über das Kontaktelement 12 an das Bauelement 14 und über dieses an das Bauelement 6 übertragen und dadurch aus dem Rotor 3 abgeleitet werden. Mit anderen Worten können die elektrischen Ströme beispielsweise von dem Rotor 3 über die Rotorwelle 7 auf die Zwischenwelle 9 und von der Zwischenwelle 9 über den Schleifkontakt 18 auf das Kontaktelement 12 und von dem Kontaktelement 12 auf das Bauelement 14 und von dem Bauelement 14 auf das Bauelement 6 übertragen werden. Hierzu ist beispielsweise das Kontaktelement 12 über eine, insbesondere elektrisch leitende, Litze 19 der Ableitvorrichtung 11 elektrisch mit dem Bauelement 14 verbunden, insbesondere derart, dass die Litze 19 einerseits, insbesondere einenends, elektrisch leitend mit dem Kontaktelement 12 und andererseits, insbesondere andernends, elektrisch leitend mit dem Bauelement 14 verbunden ist. Zumindest ein Teilbereich der Litze 19 führt die relativ zu dem Bauelement 14 und relativ zu dem Bauelement 6 erfolgenden Verschiebungen des Kontaktelements 12 mit aus. Die Ableitvorrichtung 11 umfasst außerdem ein Federelement 20, welches vorliegend als mechanische Feder, insbesondere als Druckfeder, ausgebildet ist. Mittels des Federelements 20 ist die erste Schleifkontaktfläche 16 gegen die zweite Schleifkontaktfläche 17 vorgespannt. Hierfür ist beispielsweise das Federelement 20 gespannt, wodurch das Federelement 20 eine Federkraft bereitstellt, welche insbesondere entlang der Schieberichtung wirkt. Mittels der Federkraft wird die Schleifkontaktfläche 16 in, insbesondere direktem, Kontakt mit der Schleifkontaktfläche 17 gehalten. Entlang der Schieberichtung ist das Federelement 20 elastischer formbar, sodass das Federelement 20 entlang der Schieberichtung und relativ zu dem Bauelement 14 und relativ zu dem Bauelement 6 erfolgende Verschiebungen des Kontaktelements 12 zulässt. Diese Verschiebungen des Kontaktelements 12 werden auch als Axialbewegungen des Kontaktelements 12 bezeichnet. Zu diesen Axialbewegungen des Kontaktelements 12 kommt es insbesondere aufgrund von Axialbewegungen der Zwischenwelle 9, die sich beispielsweise bei den Axialbewegungen der Zwischenwelle 9 in axialer Richtung der Zwischenwelle 9 und somit entlang der Drehachse 5 relativ zu dem Gehäuse 10 und somit insbesondere relativ zu den Bauelementen 6 und 14 translatorisch bewegt, insbesondere hin- und her verschiebt.
Ein die zweite Schleifkontaktfläche 17 bildendes Bauteil 21 der Zwischenwelle 9 weist eine bezüglich der Drehachse 5 zentrale Durchgangsöffnung 22 auf, welche auf einer von der ersten Schleifkontaktfläche 16 insbesondere in axialer Richtung der Zwischenwelle 9 abgewandten Seite S1 des Bauteils 21 in einem hohlen, ersten Längenbereich L1 der Zwischenwelle 9 mündet. Das Bauteil 21 wird auch als erstes Bauelement oder erstes Bauteil bezeichnet. Die zweite Schleifkontaktfläche 17 ist desachsiert zur Drehachse 5 angeordnet, insbesondere derart, dass die Drehachse 5 die Schleifkontaktflächen 16 und 17 nicht schneidet. Somit ist beispielsweise die zweite Schleifkontaktfläche 17 ringförmig und somit als ein Ring ausgebildet, dessen Mittelpunkt beispielsweise auf der Drehachse 5 liegt. Das Bauelement 6 wird auch als erstes Bauelement oder erstes Bauteil bezeichnet, das Bauelement 14 wird auch als zweites Bauelement oder zweites Bauteil bezeichnet, das Bauteil 21 wird auch als drittes Bauteil oder drittes Bauelement bezeichnet.
Das Bauelement 14 weist einen von dem Fluid durchströmbaren Fluidkanal 26 auf, welcher fluidisch mit dem Kanal 15 verbunden ist. Somit kann das den Kanal 15 durchströmende Fluid von dem Kanal 15 in den Fluidkanal 26 strömen. Der Fluidkanal 26 weist einen zweiten Längenbereich L2 auf, dessen Durchgangsrichtung durch einen Pfeil 23 veranschaulicht ist und schräg zur Drehachse 5 verläuft. Der zweite Längenbereich L2 des Fluidkanals 26 ist in die auch als erste Durchgangsrichtung bezeichnete, durch den Pfeil 23 veranschaulichte Durchgangsrichtung von dem Fluid durchströmbar. Außerdem mündet der zweite Längenbereich L2 und somit der Fluidkanal 26 insgesamt in die erste Durchgangsrichtung über eine an einer der zweiten Schleifkontaktflächen 17 zugewandten Seite S2 des Bauelements 14 angeordnete Austrittsöffnung 24 des zweiten Längenbereichs L2 in eine Umgebung 25 des Bauelements 4, in dessen Umgebung 25 vorliegend das Bauteil 21 angeordnet ist.
Hierdurch ist das das dem zweiten Längenbereich L2 in die durch den Pfeil 23 veranschaulichte, erste Durchgangsrichtung durchströmende Fluid in die durch den Pfeil 23 veranschaulichte, erste Durchgangsrichtung über die Austrittsöffnung 24 aus dem zweiten Längenbereich L2 und aus dem Fluidkanal 26 insgesamt ausspritzbar, an oder in die Umgebung 25 spritzbar, durch die Durchgangsöffnung 22 hindurchspritzbar und in den hohlen, ersten Längenbereich L1 der Zwischenwelle 9 einspritzbar. Mit anderen Worten, während eines Betriebs der Antriebseinrichtung 1 strömt das Fluid zunächst durch den Kanal 15. Von dem Kanal 15 strömt das Fluid in und durch den Fluidkanal 26 und somit durch den zweiten Längenbereich L2, wobei das Fluid in die durch den Pfeil 23 veranschaulichte, erste Durchgangsrichtung durch den zweiten Längenbereich L2 und dabei durch die Austrittsöffnung 24 hindurchströmt. Die Austrittsöffnung 24 ist eine rein zweidimensionale Öffnung beziehungsweise als eine zweidimensionale Öffnung vorstellbar, über welche der zweite Längenbereich L2 und somit der Fluidkanal 26 in die Umgebung 25 mündet. Während des Betriebs wird somit das Fluid in die durch den Pfeil 23 veranschaulichte, erste Durchgangsrichtung über die Austrittsöffnung 24 aus dem zweiten Längenbereich L2 und somit aus dem Fluidkanal 26 ausgespritzt, und das Fluid wird in die durch den Pfeil 23 veranschaulichte, erste Durchgangsrichtung durch die Durchgangsöffnung 22 hindurchgespritzt und das Fluid wird in die durch den Pfeil 23 veranschaulichte, erste Durchgangsrichtung in den hohlen, ersten Längenbereich L1 eingespritzt. In Fig. 2 ist ein einfach auch als Strahl bezeichneter Fluidstrahl schematisch gezeigt und mit 27 bezeichnet. Der Fluidstrahl 27 ist durch das Fluid gebildet, welches in die durch den Pfeil 23 veranschaulichte, erste Durchgangsrichtung über die Austrittsöffnung 24 aus dem zweiten Längenbereich L2 ausgespritzt und durch die Durchgangsöffnung 22 hindurchgespritzt wird. Da es sich bei dem Fluid vorzugsweise um ein Öl handelt, ist der Fluidstrahl 27 vorzugsweise ein Ölstrahl. Es ist erkennbar, dass die Zwischenwelle 9 in dem ersten Längenbereich L1 eine innenumfangsseitige Mantelfläche 30 aufweist, gegen welche der Fluidstrahl 27 und somit das den Fluidstrahl 27 bildende Fluid, insbesondere direkt, gespritzt wird, insbesondere in die durch den Pfeil 23 veranschaulichte, erste Durchgangsrichtung. Dreht sich hierbei die Zwischenwelle 9 um die Drehachse 5, so wird dem Fluid, welches gegen die innenumfangsseitige Mantelfläche 30 gespritzt wird, ein Drall, mithin eine drallförmige Strömung, aufgeprägt. Hierdurch wird das Fluid durch den hohlen, ersten Längenbereich L1 hindurchtransportiert und insbesondere zu den vorgenannten Stellen transportiert, welche mit dem Fluid besonders vorteilhaft versorgt werden können. Dadurch kann eine vorteilhafte Kühlung und/oder Schmierung der Antriebseinrichtung 1 , insbesondere der elektrischen Maschine 2, gewährleistet werden.
Aus Fig. 2 ist besonders gut erkennbar, dass der Fluidkanal 26 einen stromauf des zweiten Längenbereichs L2 angeordneten, dritten Längenbereich L3 aufweist, dessen durch einen Pfeil 28 veranschaulichte, zweite Durchgangsrichtung parallel zur Drehachse 5 verläuft. Somit verläuft die zweite Durchgangsrichtung (Pfeil 28) schräg zur ersten Durchgangsöffnung (Pfeil 23). Dabei schließt sich der zweite Längenbereich L2 direkt an den dritten Längenbereich L3 an.
Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Durchgangsöffnung 22 kreisrund und dadurch in Form eines Kreises ausgebildet, dessen Mittelpunkt auf der Drehachse 5 liegt. Auch die Austrittsöffnung 24 ist kreisrund und dadurch in Form eines Kreises ausgebildet, dessen Mittelpunkt jedoch beispielsweise von der Drehachse 5 beabstandet ist. Jedoch schneidet die Drehachse 5 die Austrittsöffnung 24. Des Weiteren ist es bei dem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Drehachse 5 von der gesamten, ersten Schleifkontaktfläche 16 beabstandet ist.
Das die zweite Schleifkontaktfläche 17 bildende Bauteil 21 ist eine Kappe, welche separat von einem Wellenkörper 29 der Zwischenwelle 9 ausgebildet ist. Das Bauteil 21 (Kappe) ist drehfest mit dem Wellenkörper 29 verbunden, wobei der Wellenkörper 29 den hohlen, ersten Längenbereich L1 und insbesondere die innenumfangsseitige Mantelfläche 30 aufweist
Bezugszeichenliste
1 Antriebseinrichtung 2 elektrische Maschine
3 Rotor 4 Stator
5 Drehachse 6 erstes Bauelement
7 Rotorwelle 8 Blech paket
9 Zwischenwelle 10 Gehäuse
11 Ableitvorrichtung 12 Kontaktelement
13 Doppelpfeil 14 zweites Bauelement
15 Kanal 16 erste Schleifkontaktfläche 17 zweite Schleifkontaktfläche 18 elektrisch leitender Schleifkontakt
19 Litze 20 Federelement 21 Bauteil
22 Durchgangsöffnung 23 Pfeil 24 Austrittsöffnung
25 Umgebung 26 Fluidkanal 27 Fluidstrahl
28 Pfeil 29 Wellenkörper
30 innenumfangsseitige Mantelfläche S1 Seite S2 Seite L1 Längenbereich L2 Längenbereich
L3 Längenbereich

Claims

Patentansprüche Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Maschine (2), welche einen um eine Drehachse (5) relativ zu wenigstens einem Bauelement (14) der Maschine (2) drehbaren Rotor (3) mit einer Welle (9) aufweist, und mit einer zur Ableitung elektrischer Ströme aus dem Rotor (3) ausgebildeten Ableitvorrichtung (11 ), welche ein relativ zu dem Bauelement (14) verschiebbares und elektrisch mit dem Bauelement (14) verbundenes Kontaktelement (12) aufweist, welches eine erste Schleifkontaktfläche (16) aufweist, die an einer zweiten Schleifkontaktfläche (17) der um die Drehachse (5) relativ zu dem Kontaktelement (12) drehbaren Welle (9) anliegt, wodurch zwischen den Schleifkontaktflächen (16, 17) ein elektrisch leitender Schleifkontakt (18) ausgebildet ist, über weichen die elektrischen Ströme von dem Rotor (3) über das Kontaktelement (12) an das Bauelement (14) übertragbar und dadurch aus dem Rotor (3) ableitbar sind dadurch gekennzeichnet, dass:
- ein die zweite Schleifkontaktfläche (17) bildendes Bauteil (21) der Welle (9) eine bezüglich der Drehachse (5) und der Welle (9) zentrale Durchgangsöffnung (22) aufweist, welche auf einer von der ersten Schleifkontaktfläche (16) abgewandten Seite (S1 ) des Bauteils (21 ) in einen hohlen, ersten Längenbereich (L1 ) der Welle (9) mündet;
- die zweite Schleifkontaktfläche (17) desachsiert zur Drehachse (5) angeordnet ist; und
- das Bauelement (14) einen von einem Schmier- und/oder Kühlmittel durchströmbaren Fluidkanal (26) aufweist, welcher zumindest in einem zweiten Längenbereich (L2) des Fluidkanals (26) eine schräg zur Drehachse (5) verlaufende Durchgangsrichtung (23) aufweist, in welche: o der zweite Längenbereich (L2) von dem Schmier- und/oder Kühlmittel durchströmbar ist; und o der zweite Längenbereich (L2) über eine an einer der zweiten Schleifkontaktfläche (17) zugewandten Seite (S2) des Bauelements (14) angeordnete Austrittsöffnung (24) des zweiten Längenbereiches (L2) in eine Umgebung (25) des Bauelements (14) mündet, wodurch das den zweiten Längenbereich (L2) in die Durchgangsrichtung (23) durchströmende Schmier- und/oder Kühlmittel in die Durchgangsrichtung (23) über die Austrittsöffnung (24) aus dem zweiten Längenbereich (L2) und aus dem Fluidkanal (26) ausspritzbar, durch die Durchgangsöffnung (22) hindurchspritzbar und in den hohlen, ersten Längenbereich (L1) der Welle (9) einspritzbar ist. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (26) einen stromauf des zweiten Längenbereiches (L2) angeordneten, dritten Längenbereich (L3) aufweist, dessen Durchgangsrichtung (28), in welche der dritte Längenbereich (L3) von dem Schmier- und/oder Kühlmittel durchströmbar ist, schräg zur Durchgangsrichtung (23) des zweiten Längenbereiches (L2) und parallel zur Drehachse (5) verläuft. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Längenbereich (L2) direkt an den dritten Längenbereich (L3) anschließt. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (22) kreisrund und dadurch in Form eines Kreises ausgebildet ist, dessen Mittelpunkt auf der Drehachse (5) liegt. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (24) kreisrund und dadurch in Form eines Kreises ausgebildet ist. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (5) von der gesamten, ersten Schleifkontaktfläche (16) beabstandet ist. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die zweite Schleifkontaktfläche (17) bildende Bauteil (21 ) eine Kappe ist, welche separat von einem Wellenkörper (29) der Welle (9) ausgebildet und drehtest mit dem Wellenkörper (29) verbunden ist, welcher den hohlen, ersten Längenbereich (L1 ) aufweist. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (9) als eine Zwischenwelle (9) ausgebildet ist, wobei der Rotor (3) eine koaxial zu der Zwischenwelle (9) angeordnete Rotorwelle (7) aufweist, welche separat von der Zwischenwelle (9) ausgebildet und drehtest mit der Zwischenwelle (9) verbunden ist. Antriebseinrichtung (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf einen Drehmomentenfluss, entlang welchem Drehmomente von der in dem Drehmomentenfluss angeordneten Rotorwelle (7) auf die in dem Drehmomentenfluss angeordnete Zwischenwelle (9) übertragbar sind, die Rotorwelle (7) stromauf der Zwischenwelle (9) angeordnet ist. Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Antriebseinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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