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DE102013226804B4 - Drive arrangement with integrated lubrication - Google Patents

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DE102013226804B4
DE102013226804B4 DE102013226804.1A DE102013226804A DE102013226804B4 DE 102013226804 B4 DE102013226804 B4 DE 102013226804B4 DE 102013226804 A DE102013226804 A DE 102013226804A DE 102013226804 B4 DE102013226804 B4 DE 102013226804B4
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Abstract

Antriebsanordnung (14) mit zumindest folgenden Komponenten: – einer dynamoelektrischen Maschine (2) mit einem Stator (17) und einem um eine Achse drehbaren Rotor, einem mit diesem Rotor (18) gekoppelten Getriebe (6), – wobei ein Flüssigkeitskreislauf vorgesehen ist, der ausgehend von einem Behälter (1) mit Flüssigkeit über einen ersten Abschnitt (15) der dynamoelektrischen Maschine (2) und einen zweiten Abschnitt (16) der elektrischen Maschine (2) führt, – wobei innerhalb eines Kühlmantels (3) der dynamoelektrischen Maschine (2) ein über eine Drossel (4) gebildeter Abzweig (21) über das Getriebe (6) vorgesehen ist, welcher strömungstechnisch betrachtet, vor dem zweiten Abschnitt (16) der dynamoelektrischen Maschine (2) vorgesehen ist, – wobei die Flüssigkeit auch zur Kühlung und zur Schmierung des Getriebes (6) dient, – wobei die nunmehr strömungstechnisch parallel verlaufenden Abschnitte durch das Getriebe (6) und den zweiten Abschnitt (16) der dynamoelektrischen Maschine (2) zwischen der dynamoelektrischen Maschine (2) bzw. dem Getriebe (6) und dem Behälter bzw. spätestens im Behälter zusammengeführt sind, – wobei zwischen ersten Abschnitt (15) und zweiten Abschnitt (16) der dynamoelektrischen Maschine (2) am Abzweig zum Getriebe eine Drossel (4) vorgesehen ist.Drive arrangement (14) having at least the following components: - a dynamoelectric machine (2) with a stator (17) and a rotor rotatable about an axis, a gearbox (6) coupled to this rotor (18), - wherein a fluid circuit is provided, starting from a container (1) with liquid via a first section (15) of the dynamoelectric machine (2) and a second section (16) of the electric machine (2), - wherein inside a cooling jacket (3) of the dynamoelectric machine ( 2) a via a throttle (4) formed branch (21) via the transmission (6) is provided, which, in terms of flow, before the second portion (16) of the dynamoelectric machine (2) is provided, - wherein the liquid also for cooling and for lubrication of the transmission (6), - wherein the now fluidly parallel sections through the transmission (6) and the second section (16) of the dynamoelectric Machine (2) between the dynamoelectric machine (2) and the transmission (6) and the container or at the latest in the container are merged, - wherein between the first section (15) and the second section (16) of the dynamoelectric machine (2) on Branch to the transmission, a throttle (4) is provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung und ein Verfahren zur Kühlung der elektrischen Komponenten und Kühlung und Schmierung eines Getriebes einer Antriebsanordnung.The invention relates to a drive arrangement and a method for cooling the electrical components and cooling and lubrication of a transmission of a drive assembly.

Bei dynamoelektrischen Maschinen mit Getriebe sind normalerweise Kühl- und Schmiermittelkreisläufe separat ausgeführt. Demzufolge nehmen derartige Antriebe einen vergleichsweise großen Bauraum ein.In dynamo-electric machines with gearboxes, coolant and lubricant circuits are usually carried out separately. As a result, take such drives a comparatively large amount of space.

Des Weiteren ist insbesondere bei Kurzzeitbetrieb von Getriebeantrieben die Temperatur des Schmiermittels weit unterhalb der Betriebstemperatur. Dies reduziert den Wirkungsgrad eines Getriebes.Furthermore, especially during short-term operation of gear drives, the temperature of the lubricant is far below the operating temperature. This reduces the efficiency of a transmission.

Um nunmehr das Getriebeöl schneller auf Betriebstemperatur zu bekommen, werden normalerweise Wärmetauscher eingesetzt. Damit wird Abwärme in das Öl des Getriebes eingebracht um die Viskosität zu verringern.Now, to get the transmission oil to operating temperature faster, heat exchangers are normally used. This waste heat is introduced into the oil of the transmission to reduce the viscosity.

Aus der EP 0 990 820 A2 ist ein Antrieb aufweisend einen in einem Motorgehäuse angeordneten Motor und ein daran angeschlossenes, in einem Getriebegehäuse angeordnetes Getriebe bekannt, wobei zumindest in einem Teil des Getriebegehäuses Kühlkanäle zur Führung eines flüssigen Kühlmittels angeordnet sind, wobei die Kühlkanäle im Getriebegehäuse mit Kühlkanälen im Motorgehäuse zur Kühlung des Motors verbunden sind.From the EP 0 990 820 A2 is a drive comprising a arranged in a motor housing engine and connected thereto, arranged in a transmission housing transmission known, wherein at least in a part of the transmission housing cooling channels for guiding a liquid coolant are arranged, wherein the cooling channels in the transmission housing with cooling channels in the motor housing for cooling the Motors are connected.

Aus der DE 10 2008 040 917 A1 ist eine Vorrichtung zum Temperieren einer Antriebsmaschine eines eine Getriebeeinrichtung und eine elektrische Maschine umfassenden Fahrzeugantriebsstranges mit Fluid bekannt, wobei die Getriebeeinrichtung zumindest zur Temperierung mit einem Hydraulikkreislauf ausgeführt ist und zwischen in dem Hydraulikkreislauf führbaren Hydraulikfluid und dem Fluid Wärmeenergie austauschbar ist, wobei zwischen der elektrischen Maschine und dem Fluid allenfalls Wärmeenergie austauschbar ist.From the DE 10 2008 040 917 A1 a device for controlling the temperature of an engine of a transmission device and an electric machine comprising vehicle drive train with fluid is known, wherein the transmission device is designed at least for temperature control with a hydraulic circuit and interchangeable between hydraulic fluid in the hydraulic circuit and the fluid heat energy exchangeable, wherein between the electric machine and the fluid possibly heat energy is interchangeable.

Aus der DE 10 2011 053 592 A1 ist ein Kühlsystem für ein Hybridfahrzeug bekannt, in dem Leistung von einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor durch eine Kupplung und einen Getriebemechanismus auf Antriebsräder übertragbar ist.From the DE 10 2011 053 592 A1 For example, a cooling system for a hybrid vehicle is known in which power from an internal combustion engine and an electric motor is transferable to drive wheels through a clutch and a transmission mechanism.

Ausgehend davon, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung zu schaffen, die neben einer kompakten Bauweise auch bei kurzzeitigem Betrieb einen ausreichenden Wirkungsgrad des Getriebes gewährleistet. Insbesondere sollen derartige Antriebsanordnungen bei elektrischen Fahrzeugen eingesetzt werden, um den Wirkungsgrad der Antriebsanordnung zu steigern und dadurch die Belastung der Batterie zu reduzieren.Proceeding from this, the invention has for its object to provide a drive assembly, which ensures a sufficient efficiency of the transmission in addition to a compact design even during short-term operation. In particular, such drive assemblies are to be used in electric vehicles to increase the efficiency of the drive assembly, thereby reducing the load on the battery.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch eine Antriebsanordnung mit zumindest folgenden Komponenten:

  • – einer dynamoelektrischen Maschine mit einem Stator und einem um eine Achse drehbaren Rotor, einem mit diesem Rotor gekoppelten Getriebe,
  • – wobei ein Flüssigkeitskreislauf vorgesehen ist, der ausgehend von einem Behälter mit Flüssigkeit über einen ersten Abschnitt der dynamoelektrischen Maschine und einen zweiten Abschnitt der elektrischen Maschine führt,
  • – wobei innerhalb eines Kühlmantels der dynamoelektrischen Maschine ein über eine Drossel gebildeter Abzweig über das Getriebe vorgesehen ist, welcher strömungstechnisch betrachtet, vor dem zweiten Abschnitt der dynamoelektrischen Maschine vorgesehen ist,
  • – wobei die Flüssigkeit auch zur Kühlung und zur Schmierung des Getriebes dient,
  • – wobei die nunmehr strömungstechnisch parallel verlaufenden Abschnitte durch das Getriebe und den zweiten Abschnitt der dynamoelektrischen Maschine zwischen der dynamoelektrischen Maschine bzw. dem Getriebe und dem Behälter bzw. spätestens im Behälter zusammengeführt sind,
  • – wobei zwischen ersten Abschnitt und zweiten Abschnitt der dynamoelektrischen Maschine am Abzweig zum Getriebe eine Drossel vorgesehen ist.
The solution of the problem is achieved by a drive arrangement with at least the following components:
  • A dynamoelectric machine having a stator and a rotor rotatable about an axis, a gearbox coupled to this rotor,
  • Wherein a liquid circuit is provided, which leads from a container with liquid over a first portion of the dynamoelectric machine and a second portion of the electric machine,
  • Wherein, within a cooling jacket of the dynamoelectric machine, a branch formed via a throttle is provided via the transmission, which, in terms of flow, is provided in front of the second section of the dynamoelectric machine,
  • Wherein the fluid also serves to cool and lubricate the transmission,
  • - Wherein the now fluidly parallel sections are merged by the gearbox and the second section of the dynamoelectric machine between the dynamoelectric machine or the gearbox and the container or at the latest in the container,
  • - Where between the first portion and the second portion of the dynamoelectric machine at the branch to the transmission, a throttle is provided.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt auch durch ein Verfahren zur Kühlung und Schmierung elektrischer und mechanischer Komponenten einer Antriebsanordnung mit zumindest, einer dynamoelektrischen Maschine und einem dadurch angetriebenen Getriebe, wobei aus einem Behälter ein flüssiges Medium mittels einer Pumpe gefördert wird und in einen ersten Abschnitteines Kühlmantels einer dynamoelektrischen Maschine gespeist wird, wobei innerhalb des Kühlmantels der dynamoelektrischen Maschine ein über eine Drossel gebildeter Abzweig vorgesehen ist, so dass das Medium neben einem zweiten Abschnitt des Kühlmantels strömungstechnisch parallel das Getriebe durchströmt und schmiert, wobei das Medium des zweiten Abschnitts des Kühlmantels und des Abzweigs durch das Getriebe zwischen der dynamoelektrischen Maschine bzw. dem Getriebe und dem Behälter bzw. spätestens im Behälter wieder zusammengeführt wird, um dort rückgekühlt zu werden.The solution of the object is also achieved by a method for cooling and lubricating electrical and mechanical components of a drive assembly with at least one dynamoelectric machine and a gear driven thereby, wherein from a container, a liquid medium is conveyed by means of a pump and in a first portion of a cooling jacket a dynamoelectric machine is fed, wherein within the cooling jacket of the dynamoelectric machine, a branch formed via a throttle is provided so that the medium next to a second portion of the cooling jacket fluidly flows through the transmission in parallel and lubricates, the medium of the second portion of the cooling jacket and the Branch is merged by the transmission between the dynamoelectric machine or the transmission and the container or at the latest in the container to be cooled back there.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Antriebsanordnung und dem Verfahren zur Kühlung und/oder Schmierung elektrischer und/oder mechanischer Komponenten dieser Antriebsanordnung wird nunmehr nur noch ein Medium zur Kühlung und Schmierung benötigt. Es ist somit nur noch ein Kreislauf für die elektrische Maschinen und des Getriebes vorgesehen um gleichzeitig zu kühlen und zu schmieren.The inventive design of the drive assembly and the method for cooling and / or lubrication of electrical and / or mechanical components of this drive arrangement is now only a medium for cooling and Lubrication needed. It is thus provided only a circuit for the electrical machinery and the transmission to cool and lubricate at the same time.

Als Flüssigkeit eignen sich besonders dazu Öle.As a liquid are particularly suitable oils.

In Vorteilhafter Weise wird dabei zuerst die elektrische Maschine und gegebenenfalls eine strömungstechnisch auch davor geschaltete Leistungselektronik gekühlt, um anschließend innerhalb eines Kühlmantels der dynamoelektrischen Maschine einen Teil des Mediums abzuzweigen, das nunmehr vorgewärmt in das Getriebe eintritt. Diese Vorwärmung führt zu einer geringeren Viskosität des Öls, und reduziert somit die Getriebeverluste. Dies führt dazu, dass eine Aufheizung des Öls über separate Wärmetauscher nicht mehr notwendig ist, da das Öl nunmehr zumindest durch Abwärme der dynamoelektrischen Maschine vorgewärmt wird und so das Getriebe effizienter geschmiert wird.In an advantageous manner, the electric machine and, if appropriate, a power electronics connected in front of it are first cooled in order then to branch off a portion of the medium within a cooling jacket of the dynamoelectric machine, which now enters the transmission preheated. This preheating leads to a lower viscosity of the oil, and thus reduces transmission losses. This means that a heating of the oil via separate heat exchangers is no longer necessary, since the oil is now preheated at least by waste heat of the dynamoelectric machine and thus the transmission is lubricated more efficiently.

In das Getriebe darf jedoch nur ein vorgegebener Teilvolumenstrom des insgesamt umlaufenden Öls gelangen. Ein zu großer Volumenstrom führt zu ungewollten Bremswirkungen innerhalb des Getriebes. Ein zu großer Volumenstrom würde zudem große Schmierbohrungen im Getriebe erfordern, was eine unmittelbare Vergrößerung einiger Getriebeteile erfordern würde. Dies wäre jedoch kontraproduktiv bzgl. der angestrebten Kompaktierung der Antriebseinheit.However, only a predetermined partial volume flow of the total circulating oil may enter the transmission. Too high a volume flow leads to unwanted braking effects within the gearbox. Too large a flow would also require large lubrication holes in the transmission, which would require an immediate enlargement of some gear parts. However, this would be counterproductive with respect to the desired compaction of the drive unit.

Aus diesem Grund wird innerhalb des Kühlmantels der dynamoelektrischen Maschine vorzugsweise eine steuerbare Drossel geschaltet, die einen vorgegebenen Volumenstrom des Mediums für das Getriebe bereitstellt.For this reason, a controllable throttle is preferably connected within the cooling jacket of the dynamoelectric machine, which provides a predetermined volume flow of the medium for the transmission.

Vorteilhafter Weise sind sämtliche Kontaktstellen, Leitungsanschlüsse des Kühlmantels und des Getriebes auf einer Seite der Antriebsanordnung und sind somit wartungstechnisch einfach zugänglich.Advantageously, all contact points, line connections of the cooling jacket and the transmission on one side of the drive assembly and are thus easily accessible for maintenance.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind innerhalb des Kühlmantels der dynamoelektrischen Maschine mehrere Abzweige vorgesehen. So dass je nach Temperatur des Kühlmediums eine oder mehrere Drosseln ansteuerbar sind. Dies erfordert eine Sensorik, die sowohl die Temperatur als auch gegebenenfalls die Viskosität des Öls erfasst und einer übergeordneten Steuereinheit mitteilt, so dass die dementsprechende Drossel über ein Aktor betätigbar ist.In a further advantageous embodiment, a plurality of branches are provided within the cooling jacket of the dynamoelectric machine. So that one or more chokes can be controlled depending on the temperature of the cooling medium. This requires a sensor that detects both the temperature and, if appropriate, the viscosity of the oil and notifies a higher-level control unit, so that the corresponding throttle can be actuated via an actuator.

Eine derartige Antriebsanordnung eignet sich besonders für elektrische Fahrzeuge, die ihre Energie aus Batterien beziehen. Durch die relativ schnelle Aufheizung des Mediums, das gleichzeitig neben der Kühlung der dynamoelektrischen Maschine auch der Schmierung des Getriebes dient, reduziert sich die Viskosität des Öls und der Wirkungsgrad des Getriebes steigt auch in Kaltlaufphasen des Fahrzeugs. Dies führt dazu, dass die Batterie weniger beansprucht wird. Dies steigert die Reichweite der Batterie.Such a drive arrangement is particularly suitable for electric vehicles that derive their energy from batteries. Due to the relatively rapid heating of the medium, which also serves to lubricate the transmission in addition to the cooling of the dynamoelectric machine, the viscosity of the oil is reduced and the efficiency of the transmission increases even in cold running phases of the vehicle. This results in less stress on the battery. This increases the range of the battery.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand einiger schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:The invention and further advantageous embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to some schematically illustrated embodiments; show in it:

1 das Grundprinzip, 1 the basic principle

2 und 3 prinzipielle Anordnungen der Antriebskomponenten. 2 and 3 basic arrangements of the drive components.

4 Längsschnitt eines Motors. 4 Longitudinal section of an engine.

1 zeigt den erfinderischen Gedanken in einer schematischen Darstellung. Dabei wird von einem Behälter 1 ein Kühlmedium, insbesondere Öl, mittels Leitungen zu einer Antriebsanordnung 14 geführt. Die Antriebsanordnung 14 besteht in dieser Darstellung aus einem Umrichter 7, der eine zu kühlende Leistungselektronik aufweist, als auch aus einer dynamoelektrischen Maschine 2 und einem Getriebe 6. 1 shows the inventive idea in a schematic representation. It is from a container 1 a cooling medium, in particular oil, by means of lines to a drive arrangement 14 guided. The drive arrangement 14 consists in this representation of a converter 7 , Which has to be cooled power electronics, as well as from a dynamoelectric machine 2 and a gearbox 6 ,

Die dynamoelektrische Maschine 2 weist dabei einen Aufbau gemäß 4 auf. In dem Längsschnitt ist ein Stator 17 dargestellt, der sich radial innerhalb eines Kühlmantels 3 befindet. Der Stator 17 weist ein nicht näher dargestelltes Wicklungssystem auf, das in im wesentlich axial verlaufenden Nuten des geblechten Stators 17 angeordnet ist. Durch einen Luftspalt 22 vom Stator 17 getrennt, befindet sich ein Rotor 18, der als permanenterregter Rotor oder als Kurzschlussläufer ausgebildet ist. Der Rotor 18 weist eine Hohlwelle 23 auf, in der das Getriebe 6 angeordnet ist. Das Drehmoment wird bei motorischem Betrieb der dynamoelektrischen Maschine 2 über den Rotor 18 und eine oder mehrere Getriebekomponenten an einem Wellenstumpf 5 bereitgestellt.The dynamoelectric machine 2 has a structure according to 4 on. In the longitudinal section is a stator 17 shown extending radially within a cooling jacket 3 located. The stator 17 has a winding system, not shown, in substantially axially extending grooves of the laminated stator 17 is arranged. Through an air gap 22 from the stator 17 separated, there is a rotor 18 , which is designed as a permanent-magnet rotor or as a squirrel-cage rotor. The rotor 18 has a hollow shaft 23 on, in the gearbox 6 is arranged. The torque is at motor operation of the dynamoelectric machine 2 over the rotor 18 and one or more transmission components on a stub shaft 5 provided.

In diesem dargestellten Ausführungsbeispiel nach 1 ist, um eine zusätzliche Kompaktierung der Antriebsanordnung zu erhalten das Getriebe 6 innerhalb einer Hohlwelle des Rotors 18 der dynamoelektrischen Maschine 2 angeordnet. Als mechanische Kopplung zu Arbeitsgeräten, wie Antriebswellen von Fahrzeugen etc. ist der Wellenstumpf 5 vorgesehen.In this illustrated embodiment according to 1 is to receive additional compaction of the drive assembly, the transmission 6 within a hollow shaft of the rotor 18 the dynamoelectric machine 2 arranged. As mechanical coupling to implements, such as drive shafts of vehicles, etc., the stub shaft 5 intended.

Zunächst wird durch das Kühlmedium der Umrichter 7 gekühlt, anschließend wird das leicht vorgewärmte Kühlmedium in den Kühlmantel 3 der dynamoelektrischen Maschine 2 geführt, dort weist die Kühlung den Kühlmantel 3 auf, der um den Stator 17 der dynamoelektrischen Maschine 2 angeordnet ist. Der Kühlmantel 3 kann dabei spiralförmige oder mäanderförmig verlaufende Kühlkanäle aufweisen.Initially, the cooling medium causes the inverter 7 cooled, then the slightly preheated cooling medium in the cooling jacket 3 the dynamoelectric machine 2 led, there it points Cool the cooling jacket 3 on, around the stator 17 the dynamoelectric machine 2 is arranged. The cooling jacket 3 can have spiral or meandering cooling channels.

Das Kühlmedium für den Kühlmantel 3 der dynamoelektrischen Maschine 2 kann auch direkt aus dem Behälter 1 gespeist werden, wie dies durch die Leitung 9 angedeutet ist. In diesem Fall ist der Umrichter 7 strömungstechnisch nur optional der dynamoelektrischen Maschine 2 vorgeschaltet.The cooling medium for the cooling jacket 3 the dynamoelectric machine 2 can also directly from the container 1 be fed, as by the line 9 is indicated. In this case, the inverter is 7 fluidically only optional the dynamoelectric machine 2 upstream.

Erfindungsgemäß wird nunmehr der Kühlkreislauf innerhalb des Kühlmantels 3 in der dynamoelektrischen Maschine 2 an einer vorgebbaren Stelle aufgeteilt in einen Abzweig 21 und einen zweiten Teil 16 innerhalb des Kühlmantels 3. An dieser vorgebbaren Stelle teilt sich der Volumenstrom des Kühlmediums auf. Der eine Teil des Volumenstroms durchströmt weiter den Kühlmantel 3 durch den zweiten Teil 16 während der andere Teil des Volumenstroms strömungstechnisch parallel über die Drossel 4 dem Abzweig 21 und damit dem Getriebe 6 zugeführt wird.According to the invention now the cooling circuit within the cooling jacket 3 in the dynamoelectric machine 2 divided into a branch at a predeterminable location 21 and a second part 16 inside the cooling jacket 3 , At this predefinable point, the volume flow of the cooling medium is divided. One part of the volume flow continues to flow through the cooling jacket 3 through the second part 16 while the other part of the volume flow fluidly parallel via the throttle 4 the branch 21 and thus the transmission 6 is supplied.

Damit ist innerhalb der dynamoelektrischen Maschine 2 eine Kühlung der dynamoelektrischen Maschine 2, insbesondere des Stators 17, als auch des Getriebes 6 vorgesehen. Es werden nur stationäre Teile mit den Kühlleitungen verbunden, so dass keine dynamischen Dichtungen erforderlich sind. Der Abzweig 21 aus dem Kühlmantel 3 über die Drossel 4 in das Getriebe 6 dient nicht nur zur Kühlung des Getriebes, sondern insbesondere auch der Schmierung der an dem Getriebe 6 beteiligten Zahnrädern. Die Drossel 4 ist dabei derart dimensioniert und/oder steuerbar, dass ein vorgegebener Volumenstrom zur Schmierung des Getriebes in das Getriebe 6 gelangt.This is inside the dynamoelectric machine 2 a cooling of the dynamoelectric machine 2 , in particular the stator 17 , as well as the transmission 6 intended. Only stationary parts are connected to the cooling lines, so that no dynamic seals are required. The branch 21 from the cooling jacket 3 over the throttle 4 in the transmission 6 not only serves to cool the transmission, but in particular the lubrication of the gearbox 6 involved gears. The throttle 4 is dimensioned and / or controllable such that a predetermined volume flow for lubrication of the transmission in the transmission 6 arrives.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Drossel 4 über einen Aktor verstellt, wobei der Aktor von einer Steuereinheit 20 die entsprechenden Befehle erhält. Der Steuereinheit 20 liegen dabei Daten unterschiedlichster Sensoren zugrunde, wie z. B. Temperaturen der beteiligten Komponenten, Viskositäten Volumenstrommengen etc., die zu einer Verstellung des Volumenstroms in den Abzweig 21 über die Drossel 4 führen.In another embodiment, the throttle 4 adjusted by an actuator, wherein the actuator of a control unit 20 receives the appropriate commands. The control unit 20 are based on data from a variety of sensors, such. As temperatures of the components involved, viscosities volume flow rates, etc., leading to an adjustment of the flow in the branch 21 over the throttle 4 to lead.

Bei zu großer Volumenstrommenge würde innerhalb des Getriebes 6 eine Bremswirkung eintreten. Dies würde zu einer erhöhten Bremswirkung führen, was durch eine zusätzliche elektrische Leistungsaufnahme, beispielsweise aus der Batterie eines Fahrzeugs, ausgeglichen werden müsste.If the volume flow rate is too high, this would be within the transmission 6 a braking effect occur. This would lead to an increased braking effect, which would have to be compensated by an additional electrical power consumption, for example from the battery of a vehicle.

Die Volumenströme des zweiten Teil 16 und des Abzweigs 21 durch das Getriebe 6 werden entweder wie in dem Ausführungsbeispiel strömungstechnisch vor dem Behälter 1 wieder zusammengeführt oder erst im Behälter 1 zusammengeführt.The volume flows of the second part 16 and the branch 21 through the transmission 6 either fluidically in front of the container as in the embodiment 1 merged again or only in the container 1 merged.

2 zeigt in einer prinzipiellen Darstellung eine Kompaktierung dieser Antriebsanordnung 14, wobei die Leistungselektronik, d. h. der Umrichter 7 und eventuelle Steuerungseinheiten 20 einer oder mehrerer Drosseln 4 innerhalb des Kühlmantels 3 angeordnet sind. Der Behälter 1 ist ebenfalls direkt am Gehäuse und somit auf dem Kühlmantel 3 der Antriebsanordnung 14 angeordnet. Das Medium, also das Öl, innerhalb des Behälters 1 wird entweder direkt in einem Kühlluftstrom rückgekühlt oder durch einen separaten Wärmetauscher 10, der über Anschlussleitungen mit dem Behälter 1 verbunden ist. Dies kann insbesondere bei Fahrzeugen eine Rolle spielen, wenn die Antriebsanordnung 14 nicht in einem direkten Kühlluftstrom angeordnet ist sondern über einen separaten Wärmetauscher 10 eine Rückkühlung zu erfolgen hat. Die Abwärme kann für Heizzwecke innerhalb eines Fahrzeugs genutzt werden. 2 shows a schematic representation of a compacting this drive assembly 14 , wherein the power electronics, ie the inverter 7 and possible control units 20 one or more throttles 4 inside the cooling jacket 3 are arranged. The container 1 is also directly on the housing and thus on the cooling jacket 3 the drive assembly 14 arranged. The medium, so the oil, inside the container 1 is either recooled directly in a cooling air flow or through a separate heat exchanger 10 , which has connection cables with the container 1 connected is. This can play a role in particular in vehicles when the drive assembly 14 is not arranged in a direct cooling air flow but via a separate heat exchanger 10 a re-cooling has to take place. The waste heat can be used for heating purposes within a vehicle.

3 zeigt in einer weiteren Ausführung die Anordnung der Komponenten der Antriebsanordnung 14, wobei der Behälter 1 an der Stirnseite der Antriebsanordnung 14 angeordnet ist und dabei auch sämtliche Kontaktstellen zu den jeweiligen Kühlkanälen integriert sind. Dies hat den Vorteil, dass keine externen Rohrleitungen zu verlegen sind, sondern durch eine reine Steckverbindung sowohl eine Abdichtung als auch eine Verrohrung stattfindet. Die Kühlleitungen befinden sich somit innerhalb der Komponenten der Antriebsanordnung 14, d. h. in der Leistungselektronik 7, im Kühlmantel 3 und dem Getriebe 6. 3 shows in a further embodiment, the arrangement of the components of the drive assembly 14 , where the container 1 on the front side of the drive assembly 14 is arranged and while all contact points are integrated to the respective cooling channels. This has the advantage that no external pipes are to be laid, but by a pure plug-in both a seal and a piping takes place. The cooling lines are thus within the components of the drive assembly 14 ie in power electronics 7 , in the cooling jacket 3 and the transmission 6 ,

In einer weiteren Ausführungsform weist der Kühlmantel 3 der dynamoelektrischen Maschine 2 mehrere Möglichkeiten zur Positionierung einer Drossel 4 oder einer Drosselklappe auf. Dies hat den Vorteil, dass je nach Temperatur des Kühlmediums eine Drossel 4 im mittleren Teil des Kühlmantels 3 oder im hinteren Teil des Kühlmantels 3 geschaltet werden kann, so dass das Getriebe 6 mit der bestmöglichen Viskosität des Öls beaufschlagt wird. Diese Steuerung erfolgt über Temperatursensoren innerhalb des Kühlmantels 3 der dynamoelektrischen Maschine 2, wobei die Steuereinheit 20 innerhalb der Umrichter 7, der dynamoelektrischen Maschine 2 oder separat positioniert werden kann.In a further embodiment, the cooling jacket 3 the dynamoelectric machine 2 several ways to position a throttle 4 or a throttle on. This has the advantage that, depending on the temperature of the cooling medium, a throttle 4 in the middle part of the cooling jacket 3 or in the back of the cooling jacket 3 can be switched so that the transmission 6 with the best possible viscosity of the oil is applied. This control takes place via temperature sensors inside the cooling jacket 3 the dynamoelectric machine 2 , wherein the control unit 20 within the inverter 7 , the dynamoelectric machine 2 or can be positioned separately.

Die Kompaktierung dieser Antriebsanordnung 14 mit der Vereinfachung des Kühlkreislaufes und der Schmierung des Getriebes 6 weist mehrere Vorteile auf. Zum einen besteht nunmehr nur ein Kühlkreislauf, für die dynamoelektrische Maschine 2 und des Getriebes 6, der gleichzeitig die Schmierung des Getriebes 6 übernimmt. Zum anderen erfolgt eine Kompaktierung der Antriebsanordnung 14 dadurch, dass sich das Getriebe 6 innerhalb der Hohlwelle der dynamoelektrischen Maschine 2 befindet.The compacting of this drive arrangement 14 with the simplification of the cooling circuit and the lubrication of the gearbox 6 has several advantages. For one thing, there is now only one cooling circuit, for the dynamoelectric machine 2 and the transmission 6 , which simultaneously lubricates the gearbox 6 takes over. On the other hand, there is a compaction of the drive assembly 14 in that the gearbox 6 inside the hollow shaft of the dynamoelectric machine 2 located.

Des Weiteren wird eine aufwändige Verrohrung vermieden, dadurch dass sämtliche Elemente um die Antriebsvorrichtung 14 angeordnet sind und der Kühlkreislauf über Steckverbindungen der einzelnen Komponenten gebildet wird.Furthermore, a costly piping is avoided, characterized in that all the elements around the drive device 14 are arranged and the cooling circuit is formed via connectors of the individual components.

Claims (10)

Antriebsanordnung (14) mit zumindest folgenden Komponenten: – einer dynamoelektrischen Maschine (2) mit einem Stator (17) und einem um eine Achse drehbaren Rotor, einem mit diesem Rotor (18) gekoppelten Getriebe (6), – wobei ein Flüssigkeitskreislauf vorgesehen ist, der ausgehend von einem Behälter (1) mit Flüssigkeit über einen ersten Abschnitt (15) der dynamoelektrischen Maschine (2) und einen zweiten Abschnitt (16) der elektrischen Maschine (2) führt, – wobei innerhalb eines Kühlmantels (3) der dynamoelektrischen Maschine (2) ein über eine Drossel (4) gebildeter Abzweig (21) über das Getriebe (6) vorgesehen ist, welcher strömungstechnisch betrachtet, vor dem zweiten Abschnitt (16) der dynamoelektrischen Maschine (2) vorgesehen ist, – wobei die Flüssigkeit auch zur Kühlung und zur Schmierung des Getriebes (6) dient, – wobei die nunmehr strömungstechnisch parallel verlaufenden Abschnitte durch das Getriebe (6) und den zweiten Abschnitt (16) der dynamoelektrischen Maschine (2) zwischen der dynamoelektrischen Maschine (2) bzw. dem Getriebe (6) und dem Behälter bzw. spätestens im Behälter zusammengeführt sind, – wobei zwischen ersten Abschnitt (15) und zweiten Abschnitt (16) der dynamoelektrischen Maschine (2) am Abzweig zum Getriebe eine Drossel (4) vorgesehen ist.Drive arrangement ( 14 ) comprising at least the following components: - a dynamo-electric machine ( 2 ) with a stator ( 17 ) and a rotatable about an axis rotor, one with this rotor ( 18 ) coupled transmission ( 6 ), - wherein a liquid circuit is provided, which starting from a container ( 1 ) with liquid over a first section ( 15 ) of the dynamoelectric machine ( 2 ) and a second section ( 16 ) of the electric machine ( 2 ), wherein - within a cooling jacket ( 3 ) of the dynamoelectric machine ( 2 ) via a throttle ( 4 ) branch ( 21 ) via the gearbox ( 6 ), which, in terms of flow, before the second section ( 16 ) of the dynamoelectric machine ( 2 ), the liquid also being used for cooling and lubrication of the gearbox ( 6 ), wherein the now flow-parallel sections through the transmission ( 6 ) and the second section ( 16 ) of the dynamoelectric machine ( 2 ) between the dynamoelectric machine ( 2 ) or the transmission ( 6 ) and the container or at the latest in the container, - wherein between the first section ( 15 ) and second section ( 16 ) of the dynamoelectric machine ( 2 ) at the branch to the transmission a throttle ( 4 ) is provided. Antriebsanordnung (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (18) eine Hohlwelle aufweist, in der das Getriebe (6) angeordnet ist und mit dem Rotor (18) über dessen Stirnseite und/oder über seine Innenmantelfläche mechanisch gekoppelt ist.Drive arrangement ( 14 ) according to claim 1, characterized in that the rotor ( 18 ) has a hollow shaft in which the transmission ( 6 ) is arranged and with the rotor ( 18 ) is mechanically coupled via the end face and / or via its inner circumferential surface. Antriebsanordnung (14) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als zumindest eine zusätzliche elektrische Komponente strömungstechnisch vor der dynamoelektrischen Maschine (2) ein Leistungsmodul, insbesondere ein Umrichter (7) angeordnet ist, das mit dem gleichen Flüssigkeitskreislauf kühlbar ist.Drive arrangement ( 14 ) according to claim 1 or 2, characterized in that as at least one additional electrical component fluidically before the dynamoelectric machine ( 2 ) a power module, in particular a converter ( 7 ) is arranged, which is coolable with the same liquid circuit. Antriebsanordnung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator der dynamoelektrischen Maschine (2) eine Mantelkühlung aufweist.Drive arrangement ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the stator of the dynamoelectric machine ( 2 ) has a jacket cooling. Antriebsanordnung (14) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelkühlung der dynamoelektrischen Maschine (2) spiralförmig ausgeführt ist.Drive arrangement ( 14 ) according to claim 4, characterized in that the jacket cooling of the dynamoelectric machine ( 2 ) is spiral-shaped. Antriebsanordnung (14) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelkühlung der dynamoelektrischen Maschine (2) mäanderförmig ausgeführt ist.Drive arrangement ( 14 ) according to claim 4, characterized in that the jacket cooling of the dynamoelectric machine ( 2 ) is meander-shaped. Antriebsanordnung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstellen des Flüssigkeitskreislaufes zumindest von Getriebe (6) und der dynamoelektrischen Maschine (2) auf einer Seite der Antriebsanordnung (14) angeordnet sind.Drive arrangement ( 14 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the connection points of the liquid circuit at least from transmission ( 6 ) and the dynamoelectric machine ( 2 ) on one side of the drive assembly ( 14 ) are arranged. Antriebsanordnung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kühlmantels des Stators (17) der dynamoelektrischen Maschine (2) zumindest eine Drossel (4) vorgesehen ist, die über eine Steuereinheit (20) je nach Auswertung von Temperatur und Kühlbedarf zumindest des Getriebes (6) den Volumenstrom zum Abzweig (21) des Getriebes (6) steuert.Drive arrangement ( 14 ) According to one of the preceding claims, characterized in that (within the cooling jacket of the stator 17 ) of the dynamoelectric machine ( 2 ) at least one throttle ( 4 ) provided by a control unit ( 20 ) depending on the evaluation of temperature and cooling requirements of at least the transmission ( 6 ) the volume flow to the branch ( 21 ) of the transmission ( 6 ) controls. Verfahren zur Kühlung und Schmierung elektrischer und mechanischer Komponenten (2, 7) einer Antriebsanordnung (14) mit zumindest, einer dynamoelektrischen Maschine (2) und einem dadurch angetriebenen Getriebe (6), wobei aus einem Behälter (1) ein flüssiges Medium mittels natürlicher Konvektion oder einer Pumpe (13) in einen ersten Abschnitt (15) eines Kühlmantels (3) einer dynamoelektrischen Maschine (2) fördert, wobei innerhalb des Kühlmantels (3) der dynamoelektrischen Maschine (2) ein über eine Drossel (4) gebildeter Abzweig vorgesehen ist, so dass das Medium neben einem zweiten Abschnitt (16) des Kühlmantels (3) strömungstechnisch parallel das Getriebe (6) durchströmt und schmiert, wobei das Medium des zweiten Abschnitts (16) des Kühlmantels und des Abzweigs durch das Getriebe (6) zwischen der dynamoelektrischen Maschine (2) bzw. dem Getriebe (6) und dem Behälter (1) bzw. spätestens im Behälter (1) wieder zusammengeführt wird, um dort rückgekühlt zu werden.Method for cooling and lubricating electrical and mechanical components ( 2 . 7 ) a drive arrangement ( 14 ) with at least one dynamoelectric machine ( 2 ) and a transmission driven thereby ( 6 ), whereby from a container ( 1 ) a liquid medium by means of natural convection or a pump ( 13 ) into a first section ( 15 ) of a cooling jacket ( 3 ) of a dynamoelectric machine ( 2 ), wherein within the cooling jacket ( 3 ) of the dynamoelectric machine ( 2 ) via a throttle ( 4 ) provided branch, so that the medium next to a second section ( 16 ) of the cooling jacket ( 3 ) fluidically parallel the transmission ( 6 ) flows through and lubricates, the medium of the second section ( 16 ) of the cooling jacket and the branch through the transmission ( 6 ) between the dynamoelectric machine ( 2 ) or the transmission ( 6 ) and the container ( 1 ) or at the latest in the container ( 1 ) is brought together again to be recooled there. Elektrisches Fahrzeug mit einer Antriebsanordnung (14) und/oder einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Electric vehicle with a drive arrangement ( 14 ) and / or a method according to any one of the preceding claims.
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