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Patent Searching and Data


Title:
ELECTROMOTIVE TRANSMISSION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/245085
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electromotive transmission device for a vehicle having an electric motor (2) comprising a stator winding (7) and a rotor (5). A drive shaft can be driven for rotation by the input shaft (12) of the electric motor (2) via a transmission, the transmission being arranged coaxially with the input shaft (12) and the electric motor (2) and the transmission being arranged in a housing (1), which is bounded at least on the transmission side by a radial end wall (11). The stator winding (7) can be cooled by a cooling unit. The transmission has an annular support component, which is joined to the inner face of the radial end wall (11) bearing on said end wall (11), wherein a radially running annular passage (18) is arranged in the end wall (11) and/or the annular support component, to which passage a pressurized oil is supplied. Having a plurality of spray outlets (19) disposed distributed around the circumference of the annular passage (18) or a radially running slot-like spray outlet, which are arranged in the annular support component and extend from the annular passage (18), wherein the sprays or the spray from the spray outlets (19) are directed onto the stator winding (7) and/or the rotor.

Inventors:
SAGMEISTER MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/065145
Publication Date:
December 10, 2020
Filing Date:
June 02, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
H02K7/116; H02K9/19; F16H1/28
Foreign References:
US20080024020A12008-01-31
US10272767B12019-04-30
US20180328480A12018-11-15
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Claims:
Patentansprüche

1. Elektromotorische Getriebevorrichtung für ein Fahrzeug, mit einem eine Stator wicklung (7) und einen Rotor (5) aufweisenden Elektromotor (2), von dessen Ein gangswelle (12) über ein Getriebe eine Antriebswelle drehbar antreibbar ist, wobei das Getriebe koaxial zu der Eingangswelle (12) angeordnet und der Elektromotor (2) und das Getriebe in einem Gehäuse (1 ) angeordnet sind, das zumindest auf der Ge triebeseite von einer radialen Stirnwand (1 1 ) begrenzt ist und wobei die Statorwick lung (7) von einer Kühleinrichtung kühlbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein ringartiges Trägerbauteil aufweist, das an der Innenseite der radialen Stirnwand (1 1 ) anliegend mit dieser Stirnwand (1 1 ) verbunden ist, wobei in der Stirn wand (1 1 ) und/oder dem ringartigen Trägerbauteil ein radial umlaufender Ringkanal

(18) angeordnet ist, der von einem unter Druck stehenden Öl beaufschlagt ist, mit mehreren am Umfang des Ringkanals (18) verteilt angeordneten Sprühauslässen

(19) oder einem radial umlaufenden schlitzartigen Sprühauslaß, die in dem ringarti gen Trägerbauteil angeordnet sind und von dem Ringkanal (18) ausgehen, wobei die Sprühstrahlen oder der Sprühstrahl der Sprühauslässe (19) auf die Statorwicklung (7) und/ oder die Rotorwicklung gerichtete sind.

2. Elektromotorische Getriebevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass von den Sprühauslässen (19) Sprühstahlen auf einen Wickelkopf (8) der Statorwicklung (7) gerichtet sind.

3. Elektromotorische Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühauslässe (19) Pralltellerdüsen (21 ) aufweisen, von denen die Sprühstrahlen auf die Statorwicklung (7) und/ oder die Ro torwicklung (5) gerichtet sind.

4. Elektromotorische Getriebevorrichtung nach einem der der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühauslässe (19) im dem ringartigen Trägerbauteil ausgebildet sind.

5. Elektromotorische Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkanal (18) zwischen der Stirnwand (1 1 ) und dem ringartigen Trägerbauteil ausgebildet ist.

6. Elektromotorische Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerbauteil ein Planetenträger (14) eines Planetengetriebes (3) ist.

7. Elektromotorische Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkanal (18) von einer Pumpe mit dem Öl beaufschlagt wird.

8. Elektromotorische Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich des Gehäuses (1 ) ein zu ei nem Ölsumpf führender Ablauf angeordnet ist.

9. Elektromotorische Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromotorische Getriebevorrichtung im Generatorbetrieb betreibbar ist.

Description:
Elektromotorische Getriebevorrichtunq

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromotorische Getriebevorrichtung für ein Fahrzeug, mit einem eine Statorwicklung und einen Rotor aufweisenden Elektromo tor, von dessen Ausgangswelle über ein Getriebe eine Antriebswelle drehbar an- treibbar ist, wobei das Getriebe koaxial zu der Ausgangswelle angeordnet und der Elektromotor und das Getriebe in einem Gehäuse angeordnet sind, das zumindest auf der Getriebeseite von einer radialen Stirnwand geschlossen ist und wobei die Statorwicklung von einer Kühleinrichtung kühlbar ist.

Bei einer derartigen elektromotorischen Getriebevorrichtung ist es bekannt die au ßenliegende Statorspule mit einem Wendelkanal zu umschließen, durch den ein Kühlmittel strömt, das die Wärme der Statorspule aufnimmt und abtransportiert. Durch den Wendelkanal ist der Durchmesser des Gehäuses wesentlich vergrößert, so dass ein großer Bau raum für die elektromotorische Getriebevorrichtung erforder lich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektromotorische Getriebevorrichtung der ein gangs genannten Art zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist und einen geringeren Bau raum erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Getriebe ein ringarti ges Trägerbauteil aufweist, das an der Innenseite der radialen Stirnwand anliegend mit dieser Stirnwand verbunden ist, wobei in der Stirnwand und/oder dem ringartigen Trägerbauteil ein radial umlaufender Ringkanal angeordnet ist, der von einem unter Druck stehenden Öl beaufschlagt ist, mit mehreren am Umfang des Ringkanals ver teilt angeordneten Sprühauslässen oder einem radial umlaufenden schlitzartigen Sprühauslaß, die in dem ringartigen Trägerbauteil angeordnet sind und von dem Ringkanal ausgehen, wobei die Sprühstrahlen oder der Sprühstrahl der Sprühaus lässe auf die Statorwicklung und/ oder den Rotor gerichtet sind. Durch diese einfach aufgebaute Ausbildung ist für die Kühleinrichtung kein wesentli cher Bauraum erforderlich, da deren Komponenten in bereits vorhandenen Bauteilen der elektromotorischen Getriebevorrichtung integriert sind.

Da die Statorwicklung nicht wie beim Stand der Technik indirekt sondern direkt ge kühlt wird, wird eine sehr hohe Leistungsdichte des Elektromotors erreicht.

Von den Sprühauslässen können vorzugsweise Sprühstahlen auf einen Wickelkopf der Statorwicklung gerichtet sein.

Zu einer größeren Verteilung des Öls und damit einer erhöhten Kühlwirkung können die Sprühauslässe Pralltellerdüsen aufweisen, von denen die Sprühstrahlen auf die Statorwicklung und/ oder den Rotor gerichtet sind.

Der Rotor umfasst bevorzugt eine Rotorwicklung.

Die Pralltellerdüsen erzeugen bevorzugt einen Kühlölfächer, also eine fächerförmige Verteilung der Sprühstrahlen.

In einfacher Ausbildung können die Sprühauslässe im dem ringartigen Trägerbauteil ausgebildet sein.

Ist der Ringkanal zwischen der Stirnwand und dem ringartigen Trägerbauteil ausge bildet, so kann auf einfache Weise durch das Abdecken einer Ringnut in der Stirn wand oder dem Trägerbauteil von dem Trägerbauteil oder der Stirnwand der Ringka nal gebildet werden.

Das Trägerbauteil kann ein Planetenträger eines Planetengetriebes sein.

Um den Druck des Öls im Ringkanal zu erzeugen kann der Ringkanal von einer Pumpe mit dem Öl beaufschlagt werden. Dabei kann das Öl das Getriebeöl eines Schmierkreises sein, so dass kein gesonder tes Kühlmittel erforderlich ist.

Dazu ist vorzugsweise im unteren Bereich des Gehäuses ein zu einem Ölsumpf füh render Ablauf angeordnet, über den das Öl ablaufen kann.

Die elektromotorische Getriebevorrichtung kann entweder im Motorbetrieb oder im Generatorbetrieb oder aber auch sowohl im Motor- als auch im Generatorbetrieb be treibbar sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 einen Ausschnitt im Längsschnitt einer elektromotorischen Getriebevor richtung

Figur 2 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer elektromo torischen Getriebevorrichtung ohne radialer Stirnwand.

Die in den Figuren dargestellte elektromotorische Getriebevorrichtung für ein Fahr zeug, insbesondere für einen Traktor, weist in einem Gehäuse 1 einen Elektromotor 2 und dazu koaxial ein Planetengetriebe 3 auf.

Der Elektromotor 2 weist einen Rotor 4 mit einer Rotorwicklung 5 und einen Stator 6 mit einer Statorwicklung 7 auf. Ein Wickelkopf 8 der Statorwicklung 7 ist dem Plane tengetriebe 3 zugewandt.

Das Planetengetriebe 3 weist einen ringartigen Planetenträger 9 auf, der an seinem Umfang gleichmäßig verteilt beispielsgemäß drei radial nach außen gerichtete La schen aufweist, an denen er mittels Schrauben 10 mit einer radialen Stirnwand 1 1 des Gehäuses 1 axial verbunden ist. Einer Eingangswelle 12 des Elektromotors 2 ist mit einem Hohlrad 15 verbunden.

Ein Sonnenrad 13 des Planetengetriebes 3 ist drehtest mit einem Rotor 4 verbunden und greift in vier am Planetenträger 9 drehbar gelagerte Planetenräder 14 ein, die wiederum in das die Planetenräder 14 umschließende Hohlrad 15 eingreifen, wel ches wiederum eine nicht dargestellte Ausgangswelle aufweist.

Die Stirnwand 1 1 weist an ihrer Innenseite einen radial umlaufenden, koaxial hervor stehenden Ring 16 auf, dessen dem Elektromotor 2 zugewandte Stirnseite mit einer axial und radial nach innen offenen Ringnut 17 ausgebildet ist. Die Ringnut 17 ist axial und radial nach innen von dem Planetenträger 9 abgedeckt, so dass ein Ring kanal 18 gebildet ist.

Von dem Ringkanal 18 ausgehend sind in dem Planetenträger 9 radial umlaufend gleichmäßig verteilt Sprühauslässe 19 ausgebildet, die auf die Wicklungen des Elekt romotors 2 gerichtet sind.

In den Figuren 1 und 2 sind an dem Planetenträger 9 einfache Sprühauslässe 19 angeordnet, während bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 die Sprühauslässe 19 mit Pralldüsen 21 versehen sind.

Von einer nicht dargestellten Pumpe ist der Ringkanal 18 mit unter Druck stehendem Öl beaufschlagbar, das bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 über die Sprühauslässe 19 als Sprühstrahl auf den Wickelkopf der Statorwicklung 7 auftrifft.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 wird das durch die Sprühauslässe 19 hin durchtretende Öl von den Pralldüsen 21 als Sprühstrahl auf den Wickelkopf 8 der Statorwicklung 7 umgeleitet.

Das auf den Wickelkopf 8 der Statorwicklung 7 auftreffende Öl kühlt die im Betrieb erwärmte Statorwicklung 7 und läuft dann beispielsgemäß über einen nicht darge stellten, im unteren Bereich des Gehäusesl angeordneten Ablauf zu einem Ölsumpf, in dem es zur Wiederverwendung abkühlen kann. Diese Vorrichtung kann im Motorbetrieb und/oder im Generatorbetrieb betrieben werden.

Bezuaszeichen Gehäuse

Elektromotor

Planetengetriebe

Rotor

Rotorwicklung

Stator

Statorwicklung

Wickelkopf

Planetenträger

Schrauben

Stirnwand

Eingangswelle

Sonnenrad

Planetenräder

Hohlrad

Ring

Ringnut

Ringkanal

Sprühauslässe

Pralldüsen