DE102023003863B3

DE102023003863B3 - Antriebswelle für eine elektrische Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs sowie elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102023003863B3
Application number: DE102023003863.6A
Authority: DE
Inventors: Rajkumar Manokaran; Leela Praveen Botsa; Pujan Shah; Roland Lotter; Lukas Rube
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2023-09-23
Filing date: 2023-09-23
Publication date: 2024-11-14
Anticipated expiration: 2043-09-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebswelle (14) für eine elektrische Antriebseinrichtung (10) eines Kraftfahrzeugs, mit einer zum Leiten eines Kühl- und/oder Schmiermittels ausgebildeten Leitvorrichtung (38), welche eine Anzahl von an einer axialen Stirnseite (40) der Antriebswelle (14) angeordneten, sich über einen radialen Teilabschnitt der Stirnseite (40) erstreckenden und in Umfangsrichtung (48) der Antriebswelle (14) voneinander beabstandeten Leitschaufeln (42) zum Leiten des Kühl- und/oder Schmiermittels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest Leitschaufelkanten (K) der Leitschaufeln (42) derart entlang einer jeweiligen Geraden (G) erstrecken, dass ein jeweiliges, radial inneres Ende (E1) der jeweiligen Leitschaufelkante (K) entgegen einer zum Bewirken einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Drehrichtung (18) der Antriebswelle (14) gegenüber einem jeweiligen, radial äußeren Ende (E2) der jeweiligen Leitschaufelkante (K) zurückversetzt ist, wobei sich in die Drehrichtung (18) der Antriebswelle (14) an ein jeweiliges, radial inneres Ende (E1) der jeweiligen Leitschaufel (42) eine jeweilige, von dem mittels der jeweiligen Leitschaufel (42) geleiteten Kühl- und/oder Schmiermittel durchströmbare Ablauföffnung (50) der Antriebswelle (14) anschließt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebswelle für eine elektrische Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen.
Der JP H10 - 153 252 A ist eine Getriebestruktur mit einem Ölabstreifmittel zum Abstreifen von Öl in Richtung einer Ölbohrung als bekannt zu entnehmen, wobei die Ölbohrung in einer Ausgangswelle der Getriebestruktur vorgesehen ist.
in der KR 10 0 632 590 B1 ist ein Ritzel einer Antriebsritzelwelle eines Getriebes beschrieben, wobei das Ritzel mit Öllöchern versehen ist, die von der Seite her mit dem Inneren des Getriebes verbunden sind, wobei das Ritzel eine Ölführung aufweist, die an einer Seitenfläche des Ritzels ausgebildet ist, um Öl in die Öllöcher zu leiten.
In der DE 10 2010 052 310 A1 ist eine Wellenanordnung für ein Getriebe mit einer Welle und einer Fluidführungseinrichtung offenbart, welche dazu ausgelegt ist, das Fluid der Wellenanordnung von radial außen zuzuführen.
In der CN 1 09 826 942 A ist eine Lagerschmierstruktur für ein Planetengetriebe beschrieben, wobei die Lagerschmierstruktur eine axiale Öffnung umfasst, die entlang der axialen Richtung der Planetenradwelle angeordnet ist.
Der DE 10 2010 017 864 A1 ist eine Ölversorgungseinrichtung eines Getriebes für ein Kraftfahrzeug als bekannt zu entnehmen, mit einem wesentlichen scheibenförmigen Förderrad, das drehfest auf einer Welle angeordnet ist. Außerdem offenbart die DE 10 2011 075 166 A1 eine Ölfangringscheibe zum Aufsatz auf einen Planetenradträger.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebswelle für eine elektrische Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs sowie eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, so dass auf besonders einfache Weise eine besonders vorteilhafte Führung eines Kühl- und/oder Schmiermittels realisierbar ist. Diese Aufgabe wird durch eine Antriebswelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine elektrische Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine einfach auch als Welle bezeichnete Antriebswelle für eine elektrische Antriebseinrichtung eines einfach auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die elektrische Antriebseinrichtung und somit die Antriebswelle der elektrischen Antriebseinrichtung aufweist, wobei das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Antriebseinrichtung, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Hierfür umfasst die Antriebseinrichtung beispielsweise wenigstens eine elektrische Maschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Die elektrische Maschine weist beispielsweise eine Stator und einen Rotor auf, welche mittels des Stators antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Beispielsweise kann die elektrische Maschine über ihren Rotor Antriebsdrehmomente zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Dabei ist beispielsweise die Antriebswelle von dem Rotor antreibbar. Beispielsweise ist die Antriebswelle mit dem Rotor drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, koppelbar oder gekoppelt. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- und Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt (V), insbesondere größer als 60 V, ist und ganz vorzugsweise mehrere 100 V beträgt.
Die Antriebswelle weist eine Leitvorrichtung zum Leiten eines Kühl- und/oder Schmiermittels auf. Vorzugsweise ist das Kühl- und/oder Schmiermittel eine Flüssigkeit. Insbesondere kann das Kühl- und/oder Schmiermittel ein Öl sein. Das Kühl- und/oder Schmiermittel kann Bestandteil der Antriebseinrichtung sein. Mittels des Kühl- und/oder Schmiermittels kann zumindest ein Teilbereich der Antriebseinrichtung gekühlt und/oder geschmiert werden. Die Leitvorrichtung weist eine Anzahl von Leitschaufeln zum Leiten des Kühl- und/oder Schmiermittels auf, wobei die Anzahl vorzugsweise größer als eins, insbesondere größer als zwei ist. Die Leitschaufeln sind an einer axialen Stirnseite der Antriebswelle angeordnet. Außerdem erstrecken sich die Leitschaufeln über einen radialen Teilabschnitt der Stirnseite. Dies bedeutet, dass die Leitschaufeln, insbesondere nur, in einem radialen Teilabschnitt der Stirnseite angeordnet sind, mithin sich, insbesondere nur, in dem radialen Teilabschnitt erstrecken. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass der Teilabschnitt nur ein Teil der gesamten, in radialer Richtung der Antriebswelle verlaufenden Erstreckung der Stirnseite ist, so dass sich die jeweilige Leitschaufel nicht über die gesamte, in radialer Richtung der Antriebswelle verlaufende Erstreckung der Stirnseite erstreckt, sondern die jeweilige Leitschaufel erstreckt sich nur in einem oder über einen Teil der gesamten, in radialer Richtung der Antriebswelle verlaufenden Erstreckung der Stirnseite, wobei der genannte Teil der gesamten, in radialer Richtung der Antriebswelle verlaufenden Erstreckung der Stirnseite der genannte Teilabschnitt ist. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist mit dem Begriff „radial“ die radiale Richtung der Antriebswelle gemeint, deren axiale Richtung senkrecht zur radialen Richtung der Antriebswelle verläuft. Ferner ist im Rahmen der vorliegenden Offenbarung mit „axial“ die axiale Richtung der Antriebswelle zu verstehen. Insbesondere ist die Antriebswelle, ganz insbesondere durch Antreiben der Antriebswelle, um eine auch als Wellendrehachse bezeichnete Drehachse insbesondere relativ zu einem Gehäuse der Antriebseinrichtung drehbar, wobei die Wellendrehachse mit der axialen Richtung der Antriebswelle zusammenfällt. Somit verläuft die radiale Richtung der Antriebswelle senkrecht zur Wellendrehachse. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der Drehachse ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die Wellendrehachse zu verstehen. Beispielsweise ist die Antriebswelle koaxial zu dem Rotor angeordnet, so dass die Maschinendrehachse mit der Wellendrehachse zusammenfällt. Ferner ist es denkbar, dass die Wellendrehachse von der Maschinendrehachse beabstandet ist und parallel zur Maschinendrehachse verläuft. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der axialen Richtung ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die axiale Richtung der Antriebswelle zu verstehen. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der radialen Richtung ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die radiale Richtung der Antriebswelle zu verstehen. Insbesondere erstreckt sich beispielsweise die axiale Stirnseite der Antriebswelle in einer Ebene, welche senkrecht zur axialen Richtung der Antriebswelle verläuft.
Die Leitschaufeln sind in um die axiale Richtung und somit um die Drehachse herum verlaufender Umfangsrichtung der Antriebswelle voneinander beabstandet. Vorzugsweise sind die Leitschaufeln in Umfangsrichtung der Antriebswelle gleichmäßig verteilt angeordnet.
Um nun das Kühl- und/oder Schmiermittel auf besonders einfache Weise besonders vorteilhaft, insbesondere besonders bedarfsgerecht und präzise, leiten zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich zumindest Leitschaufelkanten der Leitschaufeln, die beispielsweise, insbesondere in axialer Richtung der Antriebswelle, an ihren Leitschaufelkanten enden, entlang einer jeweiligen Geraden derart erstrecken, dass ein jeweiliges, radial inneres Ende der jeweiligen Leitschaufelkante, die in radialer Richtung der Antriebswelle nach innen hin an ihrem jeweiligen, radial inneren Ende endet, entgegen einer zum Bewirken einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs vorgesehenen und daher auch als Vorwärtsdrehrichtung bezeichneten Drehrichtung der Antriebswelle gegenüber einem jeweiligen, radial äußeren Ende der jeweiligen Leitschaufelkante, die in radialer Richtung der Antriebswelle nach außen hin an ihrem jeweiligen, radial äußeren Ende endet, zurückversetzt ist. Somit sind die Leitschaufelkanten und somit die jeweilige Gerade gegenüber der radialen Richtung der Antriebswelle, insbesondere in einer senkrecht zur axialen Richtung verlaufenden Ebene betrachtet, um einen Kippwinkel verkippt. Beispielsweise ist insbesondere in der senkrecht zur axialen Richtung verlaufenden Ebene betrachtet der kleinste, von der jeweiligen Geraden und der radialen Richtung der Antriebswelle eingeschlossene Winkel, bei dem es sich beispielsweise um den genannten Kippwinkel handelt, größer als 5°, insbesondere größer als 10°. Vorzugsweise beträgt der kleinste Winkel mindestens oder genau 15°. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der Drehrichtung ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die Vorwärtsdrehrichtung zu verstehen. Insbesondere ist unter dem Merkmal, dass die Drehrichtung zum Bewirken der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, Folgendes zu verstehen: Um die Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs zu bewirken, das heißt, um das Kraftfahrzeug vorwärtszufahren, wird die Antriebswelle insbesondere mittels der elektrischen Maschine angetrieben und dadurch in die Drehrichtung um die Wellendrehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht. Somit dreht sich beispielsweise dann und immer dann, wenn das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine derart angetrieben wird, dass das Kraftfahrzeug vorwärtsgefahren wird und somit seine Vorwärtsfahrt ausführt, die Antriebswelle um die Wellendrehachse in die Drehrichtung relativ zu dem Gehäuse.
Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich in die Drehrichtung der Antriebswelle an ein jeweiliges, radial inneres Ende der jeweiligen Leitschaufel, deren jeweiliges, radial inneres Ende beispielsweise mit dem jeweiligen, radial inneren Ende der jeweiligen Leitschaufelkante der jeweiligen Leitschaufel zusammenfällt, eine jeweilige, von dem mittels der jeweiligen Leitschaufel geleiteten Kühl- und/oder Schmiermittel durchströmbare Ablauföffnung der Antriebswelle anschließt. Da mehrere Leitschaufeln vorgesehen sind, sind mehrere Leitschaufelkanten und mehrere Ablauföffnungen vorgesehen. Die jeweilige Ablauföffnung ist beispielsweise als eine Bohrung ausgebildet und somit durch Bohren hergestellt, wobei unter dem Bohren ein spanendes Verfahren, mithin ein spanendes Bohren zu verstehen ist.
Mittels der Leitvorrichtung wird das Kühl- und/oder Schmiermittel beispielsweise dann und vorzugsweise immer dann vorteilhaft, präzise und bedarfsgerecht gefördert, insbesondere gezielt zu den Ablauföffnungen hin gefördert, wenn sich die Antriebswelle in die Vorwärtsdrehrichtung dreht. Dadurch kann eine unerwünschte, übermäßige und beispielsweise aus Fliehkräften resultierende Ansammlung des Kühl- und/oder Schmiermittels in wenigstens einem Bereich vermieden werden. Beispielsweise stehen die Leitschaufeln in axialer Richtung der Antriebswelle von der Stirnseite ab. Die Leitschaufeln können beispielsweise als Fangelement zum Ein- und/oder Auffangen des Kühl- und/oder Schmiermittels fungieren oder ausgebildet sein, wodurch eine ungünstige Strömung des Kühl- und/oder Schmiermittels vermieden oder zumindest besonders gering gehalten werden kann. Außerdem können beispielsweise die Leitschaufeln bzw. die Leitvorrichtung ein als Leitrad bezeichnetes Laufrad bilden, mittels welchem das Kühl- und/oder Schmiermittel gezielt zu den Ablauföffnungen geführt werden kann. Dadurch kann eine unerwünschte, übermäßige Ansammlung des Kühl- und/oder Schmiermittels vermieden werden. Dabei ermöglicht die Erfindung ein vorteilhaftes und präzises und bedarfsgerechtes Leiten des Kühl- und/oder Schmiermittels ohne zusätzliche, bauraum-, gewichts- und kostenintensive Bauteile.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Antriebswelle einstückig mit der Leitvorrichtung ausgebildet ist, so dass vorzugsweise die Antriebswelle und die Leitvorrichtung aus einem einzigen Stück, mithin durch einen Monoblock gebildet sind, welcher ein einstückiger, das heißt einteiliger, und somit aus einem einzigen Stück gebildeter und somit integral hergestellter Körper ist.
Mittels der Ablauföffnungen kann das zu den Ablauföffnungen mittels der Leitschaufeln geführte Kühl- und/oder Schmiermittel von den Leitschaufeln, insbesondere von den radial inneren Enden der Leitschaufeln, gezielt und bedarfsgerecht sowie auf einfache Weise abgeführt werden, so dass auf besonders einfache Weise eine vorteilhafte Führung des Kühl- und/oder Schmiermittels darstellbar ist.
Um beispielsweise das Kühl- und/oder Schmiermittel bedarfsgerecht leiten und eine übermäßige Ansammlung des Kühl- und/oder Schmiermittels vermeiden zu können, ist es in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die jeweilige Leitschaufel als jeweiliges, ausbauchendes Taschensegment ausgeführt ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der radiale Teilabschnitt der axialen Stirnseite in einem jeweiligen, in Umfangsrichtung der Antriebswelle zwischen zwei jeweils zwei in Umfangsrichtung der Antriebswelle unmittelbar benachbarten Leitschaufeln angeordneten Teilen des radialen Teilabschnitts konkav gewölbt ausgebildet ist. Dadurch kann eine besonders gezielte und bedarfsgerechte sowie präzise Führung des Kühl- und/oder Schmiermittels auf besonders einfache Weise gewährleistet werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Ablauföffnungen in einen hohlen Innenbereich der Antriebswelle münden. Dadurch kann das Kühl- und/oder Schmiermittel gezielt geführt, insbesondere abgeführt, werden, wodurch eine übermäßige, unerwünschte Ansammlung des Kühl- und/oder Schmiermittels vorteilhaft vermieden werden kann.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinrichtung für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug, welches in seinem vollständig hergestellten Zustand die elektrische Antriebseinrichtung aufweist und mittels der elektrischen Antriebseinrichtung, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Die elektrische Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist eine Antriebswelle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Um eine übermäßige Ansammlung des Kühl- und/oder Schmiermittels vermeiden und somit einen besonders effizienten Betrieb der elektrischen Antriebseinrichtung realisieren zu können, ist es bei einer Ausgestaltung des zweiten Aspekts der Erfindung vorgesehen, dass die Leitvorrichtung axial einem beispielsweise als Wälzlager ausgebildeten Radiallager zugewandt und axial unmittelbar benachbart zu dem Radiallager angeordnet ist. Zumindest sind in axialer Richtung der Antriebswelle betrachtet keine weiteren, anderen Bauteile zwischen dem Radiallager und der Leitvorrichtung vorgesehen. Mittels des Radiallagers ist die Antriebswelle radial und drehbar, insbesondere an dem genannten Gehäuse, gelagert. Insbesondere dann, wenn die Antriebswelle in die Vorwärtsdrehrichtung relativ zu dem Gehäuse um die Wellendrehachse gedreht wird, kann mittels der Leitvorrichtung das beispielsweise von dem Radiallager abströmende Kühl- und/oder Schmiermittel präzise und bedarfsgerecht und somit vorteilhaft geführt und dabei insbesondere von dem Radiallager weggeführt oder abgeführt werden, so dass eine übermäßige Ansammlung des Kühl- und/oder Schmiermittels in dem Radiallager vermieden werden kann.
Das Radiallager weist beispielsweise einen auch als Lagerinnenring bezeichneten Innenring und einen beispielsweise auch als Lageraußenring bezeichneten Außenring auf, wobei vorzugsweise der Innenring und der Außenring separat voneinander ausgebildet sind. Der Innenring und der Außenring werden zusammenfassend auch als Lagerringe bezeichnet. Beispielsweise weist das Radiallager Wälzkörper auf. Beispielsweise bildet der Innenring eine erste Laufbahn für die Wälzkörper, und beispielsweise bildet der Außenring eine zweite Laufbahn für die Wälzkörper. Der Innenring ist mit der Antriebswelle relativ zu dem Außenring mitdrehbar, wobei beispielsweise der Innenring drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist. Beispielsweise ist der Innenring separat von der Antriebswelle ausgebildet und somit drehfest mit der Antriebswelle verbunden. Ferner wäre es denkbar, dass die Antriebswelle und der Innenring einstückig miteinander ausgebildet, das heißt aus einem einzigen Stück gebildet sind. Der Außenring ist beispielsweise separat von dem Gehäuse ausgebildet und beispielsweise drehfest mit dem Gehäuse verbunden. Ferner ist es denkbar, dass der Außenring und das Gehäuse einteilig, das heißt einstückig, miteinander ausgebildet und somit aus einem einzigen Stück gebildet sind. Hierdurch ist der Außenring drehfest mit dem Gehäuse verbunden. Bei einer in die Drehrichtung und relativ zu dem Gehäuse und somit relativ zu dem Außenring erfolgenden Drehung der Antriebswelle und somit des Innenrings wälzen die Wälzkörper an den Laufbahnen und somit an den Lagerringen ab.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der jeweils größte radiale Abstand eines jeweiligen Außenumfangs der jeweiligen Ablauföffnung zu der Drehachse der Antriebswelle größer als ein Außendurchmesser des auch als Innenlagerring bezeichneten Innenrings des Radiallagers ist. Dadurch kann eine übermäßige Ansammlung des Kühl- und/oder Schmiermittels in dem Radiallager sicher vermieden werden, so dass ein besonders effizienter Betrieb darstellbar ist.
Eine weitere Ausgestaltung des zweiten Aspekts der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein radialer, das heißt in radialer Richtung der Antriebswelle verlaufender Erstreckungsbereich der Leitschaufeln radial überlappend zu einem radialen Bereich zwischen einem Außenradius des Innenrings des Radiallagers und einem Innenradius des auch als Außenlagerring bezeichneten Außenrings des Radiallagers angeordnet ist. Dadurch kann das Kühl- und/oder Schmiermittel besonders vorteilhaft geführt, das heißt geleitet, werden, insbesondere derart, dass übermäßige und unerwünschte Ansammlungen des Kühl- und/oder Schmiermittels vermieden werden können.
Um das Kühl- und/oder Schmiermittel besonders vorteilhaft leiten und somit übermäßige Ansammlungen des Kühl- und/oder Schmiermittels vermeiden zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die jeweilige Ablauföffnung eine jeweilige Eintrittsöffnung eines jeweiligen, sich in axialer Richtung der Antriebswelle und innerhalb der Antriebswelle erstreckenden Ablaufkanals ist, welcher beispielsweise, insbesondere direkt, durch eine jeweilige, innenumfangsseitige Mantelfläche der Antriebswelle begrenzt ist. Somit berührt das Kühl- und/oder Schmiermittel auf seinem Weg durch den Ablaufkanal die jeweilige, innenumfangsseitige Mantelfläche des jeweiligen Ablaufkanals direkt.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Ablaufkanäle in den hohlen Innenbereich münden, wodurch das Kühl- und/oder Schmiermittel gezielt geleitet werden kann.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der jeweils größte radiale Abstand eines jeweiligen Außenumfangs des jeweiligen Ablaufkanals zu der Drehachse der Antriebswelle größer als ein Außendurchmesser des Innenlagerrings, das heißt des Innenrings des Radiallagers, ist. Hierdurch kann das Kühl- und/oder Schmiermittel besonders vorteilhaft geführt werden, so dass übermäßige Ansammlungen des Kühl- und/oder Schmiermittels vorteilhaft vermieden werden können.
Insgesamt ist erkennbar, dass mittels der auch als Leiteinrichtung bezeichneten Leitvorrichtung das Kühl- und/oder Schmiermittel gezielt von dem Radiallager abgeführt werden kann oder wird, insbesondere dann, wenn sich die Antriebswelle in die Vorwärtsdrehrichtung dreht.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:

1 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer elektrischen Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug;
2 ausschnittsweise eine weitere schematische Längsschnittansicht der elektrischen Antriebseinrichtung;
3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer Antriebswelle der elektrischen Antriebseinrichtung;
4 eine schematische Vorderansicht der Antriebswelle;
5 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht der Antriebswelle; und
6 ausschnittsweise eine weitere schematische Längsschnittansicht der Antriebswelle.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 und 2 zeigen jeweils ausschnittsweise in einer schematischen Längsschnittansicht eine elektrische Antriebseinrichtung 10 für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die elektrische Antriebseinrichtung 10 aufweist und mittels der elektrischen Antriebseinrichtung 10, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Hierfür weist beispielsweise die elektrische Antriebseinrichtung 10 wenigstens eine in den Figuren nicht dargestellte, elektrische Maschine auf, welche einen Stator und einen Rotor aufweist. Mittels des Stators ist der Rotor antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar. Über den Rotor kann die elektrische Maschine Antriebsdrehmomente zum, insbesondere reinen, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen.
Die Antriebseinrichtung 10 weist ein Gehäuse 12 sowie eine Antriebswelle 14 auf, welche um eine auch als Wellendrehachse bezeichnete Drehachse 16 relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar ist. Insbesondere ist die Antriebswelle 14 mittels der elektrischen Maschine, insbesondere von dem Rotor, antreibbar und dadurch um die Drehachse 16 relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar. Um eine Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs zu bewirken, das heißt, um mittels der elektrischen Maschine das Kraftfahrzeug vorwärtszufahren, treibt die elektrische Maschine über ihren Rotor die Antriebswelle 14 derart an, dass die Antriebswelle 14 um die Drehachse 16 relativ zu dem Gehäuse 12 in eine einfach auch als Drehrichtung bezeichnete Vorwärtsdrehrichtung gedreht wird. Beispielsweise ist wenigstens Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs über die Antriebswelle 14 mittels der elektrischen Maschine und somit von dem Rotor antreibbar.
Die elektrische Antriebseinrichtung 10 umfasst außerdem ein vorliegend als Wälzlager, insbesondere als Kugellager, ausgebildetes Radiallager 20, über welches die Antriebswelle 14 radial und um die Drehachse 16 relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar an dem Gehäuse 12 gelagert ist. Das Radiallager 20 weist einen auch als Lageraußenring, Außenlagerring oder Außenring bezeichneten, ersten Lagerring 22 auf. Außerdem weist das Radiallager 20 einen auch als Innenring, Innenlagerring oder Lagerinnenring bezeichneten, zweiten Lagerring 24 auf. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Lagerring 24 separat von der Antriebswelle 14 ausgebildet und drehfest mit der Antriebswelle 14 verbunden. Der Lagerring 22 ist bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel separat von dem Gehäuse 12 ausgebildet und drehfest mit dem Gehäuse 12 verbunden. Somit ist der Lagerring 24 um die Drehachse 16 relativ zu dem Gehäuse 12 und somit relativ zu dem Lagerring 22 mit der Antriebswelle 14 mitdrehbar. Das Radiallager 20 weist auch Wälzkörper 26 auf, welche beispielsweise als Kugeln ausgebildet sind. Der Lagerring 22 bildet eine erste Laufbahn 28 für die Wälzkörper 26, und der Lagerring 24 bildet eine zweite Laufbahn 30 für die Wälzkörper 26. Dreht sich der Lagerring 24 um die Drehachse 16 relativ zu dem Lagerring 22, so wälzen die Wälzkörper 26 an den Laufbahnen 28 und 30, insbesondere direkt, ab.
Während eines Betriebs der elektrischen Antriebseinrichtung 10, wobei beispielsweise während des Betriebs die elektrische Maschine die Antriebswelle 14 um die Drehachse 16 relativ zu dem Gehäuse 12 in die Vorwärtsdrehrichtung dreht und hierdurch das Kraftfahrzeug derart antreibt, dass das Kraftfahrzeug vorwärtsgefahren wird, wird beispielsweise das Radiallager 20 mit einem Kühl- und/oder Schmiermittel versorgt, so dass das Radiallager 20 mittels des Kühl- und/oder Schmiermittels, mit welchem das Radiallager 20 versorgt wird, gekühlt und/oder geschmiert wird. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kühl- und/oder Schmiermittel um eine Flüssigkeit wie beispielsweise ein Öl, welches auch als Kühl- und/oder Schmieröl bezeichnet wird. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem Öl ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das Kühl- und/oder Schmiermittel zu verstehen. In 1 und 2 ist durch eine gestrichelte Linie 32 ein auch als Niveau bezeichneter Pegel des Öls bezeichnet, wobei der Pegel beispielsweise dann entsteht, wenn sich das Öl, insbesondere übermäßig und somit unerwünschterweise, in dem Radiallager 20 ansammelt.
Aus 2 ist erkennbar, dass in dem Gehäuse 12 wenigstens ein beispielsweise als Bohrung ausgebildeter Versorgungskanal 34 verläuft, welcher, wie durch einen Pfeil 36 veranschaulicht ist, von dem Öl durchströmbar ist. Über den Versorgungskanal 34 wird das den Versorgungskanal 34 durchströmende Öl dem Radiallager 20 zugeführt, welches somit mittels des Versorgungskanals 34 mit dem den Versorgungskanal 34 durchströmenden Öl versorgbar ist.
Um nun eine übermäßige Ansammlung des Öls in dem Radiallager 20 vermeiden und somit einen besonders effizienten Betrieb der Antriebseinrichtung 10 realisieren zu können, weist die Antriebswelle 14, die besonders gut aus 3 und 4 erkennbar ist, eine zum Leiten des Öls ausgebildete Leitvorrichtung 38 auf, welche eine gegenüber Eins größere Anzahl von an einer axialen Stirnseite 40 der Antriebswelle 14 angeordneten Leitschaufeln 42 aufweist, mittels welchen das Öl insbesondere dann zu leiten ist oder geleitet wird, wenn die Antriebswelle 14 um die Drehachse 16 relativ zu dem Gehäuse 12 in die Vorwärtsdrehrichtung (Pfeil 18) gedreht wird. Aus 3 und 4 ist erkennbar, dass sich die jeweilige Leitschaufel 42 nicht über die gesamte, in radialer Richtung der Antriebswelle 14 verlaufende Erstreckung der axialen Stirnseite 40 erstreckt, sondern die jeweilige Leitschaufel 42 erstreckt sich nur in einem oder über einen radialen Teilabschnitt der axialen Stirnseite 40 der Antriebswelle 14. Die radiale Richtung der Antriebswelle 14, deren axiale Richtung mit der Drehachse 16 zusammenfällt, ist durch einen Doppelpfeil 44 veranschaulicht. Die axiale Richtung der Antriebswelle 14 ist durch einen Doppelpfeil 46 veranschaulicht und verläuft vorliegend senkrecht zur Bildebene von 4. Des Weiteren ist aus 3 und 4 erkennbar, dass die Leitschaufeln 42 in um die axiale Richtung der Antriebswelle 14 und somit um die Drehachse 16 herum verlaufender Umfangsrichtung der Antriebswelle 14 voneinander beabstandet angeordnet sind. Dabei sind beispielsweise die Leitschaufeln 42 in Umfangsrichtung der Antriebswelle 14 gleichmäßig verteilt angeordnet. Die Umfangsrichtung der Antriebswelle 14 verläuft um die Drehachse 16 und somit um die axiale Richtung der Antriebswelle 14 herum und ist durch einen Doppelpfeil 48 veranschaulicht. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der radialen Richtung oder von „radial“ ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die radiale Richtung der Antriebswelle 14 zu verstehen. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der axialen Richtung oder von „axial“ ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die axiale Richtung der Antriebswelle 14 zu verstehen. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der Umfangsrichtung ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die Umfangsrichtung der Antriebswelle 14 zu verstehen.
Um nun das Öl mittels der Leitvorrichtung 38 auf besonders einfache Weise und besonders vorteilhaft leiten und somit führen zu können, erstreckt sich zumindest eine jeweilige Leitschaufelkante K der jeweiligen Leitschaufel 42, insbesondere die jeweilige, gesamte Leitschaufel 42, entlang einer jeweiligen, gedachten Geraden derart, dass ein jeweiliges, radial inneres Ende E1 der jeweiligen Leitschaufelkante K entgegen der zum Bewirken der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs vorgesehenen, durch den Pfeil 18 veranschaulichten Drehrichtung (Vorwärtsdrehrichtung) der Antriebswelle 14 gegenüber einem jeweiligen, radial äußeren Ende E2 der jeweiligen Leitschaufelkante K zurückversetzt ist. In 4 ist eine der Geraden veranschaulicht und mit G bezeichnet. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass sich die jeweilige, gesamte Leitschaufel 42 entlang der jeweiligen Geraden G derart erstreckt, dass das jeweilige, radial innere Ende E1 ein jeweiliges, radial inneres Ende der jeweiligen Leitschaufel 42 ist und dass das jeweilige, radial äußere Ende E2 ein jeweiliges, radial äußeres Ende der jeweiligen Leitschaufel 42 ist. Somit ist es bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass sich die gesamte, jeweilige Leitschaufel 42 derart entlang der jeweiligen Geraden G erstreckt, dass das jeweilige, radial innere Ende der jeweiligen Leitschaufel 42 entgegen der zum Bewirken der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Drehrichtung der Antriebswelle 14 gegenüber dem jeweiligen, radial äußeren Ende der jeweiligen Leitschaufel 42 zurückversetzt ist. Des Weiteres ist es vorgesehen, dass sich in die Vorwärtsdrehrichtung der Antriebswelle 14 an das jeweilige, radial innere Ende der jeweiligen Leitschaufel 42, insbesondere genau, eine jeweilige, von dem mittels der jeweiligen Leitschaufel 42 geleiteten Kühl- und/oder Schmiermittel (Öl) durchströmbare Ablauföffnung 50 anschließt.
Besonders in Zusammenschau mit 5 ist erkennbar, dass der radiale Teilabschnitt in einem jeweiligen, in Umfangsrichtung der Antriebswelle 14 zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung unmittelbar benachbarten Leitschaufeln 42 angeordneten Teil T konkav gewölbt ausgebildet ist.
Aus 1 und 6 ist erkennbar, dass die jeweilige Ablauföffnung 50 eine jeweilige Eintrittsöffnung eines jeweiligen, sich in axialer Richtung der Antriebswelle 14 und innerhalb der Antriebswelle 14 erstreckenden Ablaufkanals 52 ist, welcher, wie in 1 und 6 durch je einen jeweiligen Pfeil 54 veranschaulicht ist, von dem die jeweilige Ablauföffnung 50 durchströmenden Öl durchströmbar ist. Dabei münden die Ablaufkanäle 52 und somit die Ablauföffnungen 50 in einen hohlen Innenbereich 56 der Antriebswelle 14.
Beispielhaft veranschaulichen in 3 Pfeile P das Öl, welches mittels der Leitvorrichtung 38 insbesondere dann, wenn die Antriebswelle 14 um die Drehachse 16 relativ zu dem Gehäuse 12 in die Drehrichtung gedreht wird, zu der jeweiligen Ablauföffnung 50 geleitet wird, wodurch eine übermäßige Ansammlung des Öls in dem Radiallager 20 und somit der zuvor genannte, durch die gestrichelte Linie 32 veranschaulichte, übermäßig hohe Pegel des Öls im Radiallager 20 vermieden werden kann.
In den hohlen Innenbereich 56 münden auch weitere, innerhalb der Antriebswelle 14 verlaufende, weitere Ablaufkanäle 58, über welchen das Öl aus dem Innenbereich 56, in den das die Ablaufkanäle 52 durchströmende Öl aus den Ablaufkanälen 52 einleitbar ist oder eingeleitet wird, abführbar ist. Wie durch einen Pfeil 60 veranschaulicht ist, kann das Öl aus den Ablaufkanälen 52 den hohlen Innenbereich 56 durchströmen, und das Öl aus dem hohlen Innenbereich 56 kann, wie es durch einen Pfeil 62 veranschaulicht ist, den jeweiligen, weiteren Ablaufkanal 58 durchströmen und dadurch über den jeweiligen, weiteren Ablaufkanal 58 aus dem hohlen Innenbereich 56 abgeführt werden. Dabei ist erkennbar, dass der jeweilige, weitere Ablaufkanal 58, welcher beispielsweise als eine Bohrung ausgebildet ist, schräg zur axialen Richtung und schräg zur radialen Richtung der Antriebswelle 14 verläuft.
Die Leitvorrichtung 38 ist dem Radiallager 20 axial zugewandt und axial unmittelbar benachbart zu dem Radiallager 20 angeordnet, so dass mittels der Leitvorrichtung 38 dann, wenn die Antriebswelle 14 um die Drehachse 16 in die Vorwärtsdrehrichtung relativ zu dem Gehäuse 12 gedreht wird, mittels der Leitvorrichtung 38 das Öl gezielt, bedarfsgerecht und präzise von dem Radiallager 20 abgeführt und zu den Ablauföffnungen 50 geleitet werden kann. Dadurch kann eine übermäßige Ansammlung des Öls in dem Radiallager 20 auf einfache Weise vermieden werden.

Claims

Antriebswelle (14) für eine elektrische Antriebseinrichtung (10) eines Kraftfahrzeugs, mit einer zum Leiten eines Kühl- und/oder Schmiermittels ausgebildeten Leitvorrichtung (38), welche eine Anzahl von an einer axialen Stirnseite (40) der Antriebswelle (14) angeordneten, sich über einen radialen Teilabschnitt der Stirnseite (40) erstreckende und in Umfangsrichtung (48) der Antriebswelle (14) voneinander beabstandete Leitschaufeln (42) zum Leiten des Kühl- und/oder Schmiermittels aufweist, wobei sich zumindest Leitschaufelkanten (K) der Leitschaufeln (42) derart entlang einer jeweiligen Geraden (G) erstrecken, dass ein jeweiliges, radial inneres Ende (E1) der jeweiligen Leitschaufelkante (K) entgegen einer zum Bewirken einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Drehrichtung (18) der Antriebswelle (14) gegenüber einem jeweiligen, radial äußeren Ende (E2) der jeweiligen Leitschaufelkante (K) zurückversetzt ist, wobei sich in die zum Bewirken einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs vorgesehene Drehrichtung (18) der Antriebswelle (14) an ein jeweiliges, radial inneres Ende (E1) der jeweiligen Leitschaufel (42) eine jeweilige, von dem mittels der jeweiligen Leitschaufel (42) geleiteten Kühl- und/oder Schmiermittel durchströmbare, Ablauföffnung (50) der Antriebswelle (14) anschließt, und wobei die jeweilige Ablauföffnung (50) eine jeweilige Eintrittsöffnung eines jeweiligen, sich in axialer Richtung (46) der Antriebswelle (14) und innerhalb der Antriebswelle (14) erstreckenden Ablaufkanals (52) ist.
Antriebswelle (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (42) jeweils als ausbauchendes Taschensegment ausgeführt sind.
Antriebswelle (14) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Teilabschnitt in einem jeweiligen, in Umfangsrichtung (48) der Antriebswelle (14) zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung (48) der Antriebswelle (14) unmittelbar benachbarten Leitschaufeln (42) angeordneten Teil (T) konkav gewölbt ausgebildet ist.
Antriebswelle (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablauföffnungen (50) in einen hohlen Innenbereich (56) der Antriebswelle (14) münden.
Elektrische Antriebseinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Antriebswelle (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitvorrichtung (38) axial einem Radiallager (20), mittels welchem die Antriebswelle (14) radial und drehbar gelagert ist, zugewandt und unmittelbar benachbart zu dem Radiallager (20) angeordnet ist.
Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils größte radiale Abstand eines jeweiligen Außenumfangs der jeweiligen Ablauföffnung (50) zu einer Drehachse (16) der Antriebswelle (14) größer ist als ein Außendurchmesser eines Innenlagerrings (24) des Radiallagers (20).
Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein radialer Erstreckungsbereich der Leitschaufeln (42) radial überlappend zu einem radialen Bereich zwischen einem Außenradius eines Innenlagerrings (24) des Radiallagers (20) und einem Innenradius eines Außenlagerrings (22) des Radiallagers (20) angeordnet ist.
Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils größte radiale Abstand eines jeweiligen Außenumfangs des jeweiligen Ablaufkanals (52) zu einer Drehachse (16) der Antriebswelle (14) größer ist als ein Außendurchmesser eines Innenlagerrings (24) des Radiallagers (20).