Bei einem elektrisch betriebenen, zweispurigen Fahrzeug kann beispielhaft eine elektrisch angetriebene Fahrzeugachse eine Elektromaschine aufweisen. Diese kann gegebenenfalls achsparallel zu den, zu den Fahrzeugrädern ge führten Flanschwellen angeordnet sein. In diesem Fall kann die Elektroma schine über eine einfache oder doppelte Stirnrad-Getriebestufe auf ein Vor- derachsdifferenzial und weiter auf die zu den Fahrzeugrädern geführten Flanschwellen der Fahrzeug-Fahrzeugachse abtreiben.

Aus der DE 102018211 359 A1 ist ein gattungsgemäßes Kühlmittelversor gungssystem für eine Antriebsvorrichtung bekannt, das eine Elektroma schine aufweist. In dem Elektromaschinen-Gehäuse ist an axial gegenüber- liegenden Gehäusewänden eine Rotor-Hohlwelle in Lageröffnungen der Ge häusewände unter Zwischenschaltung von Drehlagern drehgelagert. Mit Hilfe der Kühlmittelversorgung erfolgt eine Rotorinnenkühlung, bei der ein Rotor- Hydraulikkreis eine Kühlmittel-Versorgungsleitung aufweist. Über die Kühl mittel-Versorgungsleitung wird in Axialrichtung an einer Kühlmittel-Zufuhr- seite ein Kühlmittel-Volumenstrom in das Innenprofil der Rotor-Hohlwelle ge führt. Auf diese Weise wird die an der Kühlmittel-Zufuhrseite befindliche Drehlagerstelle von radial innen gekühlt. Jedes der beiden Drehlager ist aus einem Innenring, der auf der Rotor-Hohl welle sitzt, einem Außenring, der auf einer Innenwandung der Gehäuse- wand-Lageröffnung sitzt, sowie aus zwischengeordneten Wälzkörpern aufge baut.

Im Stand der Technik ist die Rotorinnenkühlung beschränkt auf die an der Kühlmittel-Zufuhrseite angeordnete Drehlagerstelle, während sich die Rotor- Hohlwelle und damit der Innenring des Drehlagers auf der axial gegenüber liegenden Seite stark erwärmt. Die Erwärmung der Rotorwelle ist auf die durch elektromagnetische Verluste verursachte Erwärmung des Rotors zu rückzuführen. Über die Wärmeleitung in der Rotorwelle wird dann der Lager innenring am axial gegenüberliegenden Drehlager erwärmt. Dies führt am axial gegenüberliegenden Drehlager zu einem Temperaturgefälle zwischen dem stark erwärmten Innenring und dem kühleren Außenring. Dadurch erge ben sich unterschiedliche Ausdehnungen des Innenrings und des Außen rings, wodurch das Lagerspiel des axial gegenüberliegenden Drehlagers auf gebraucht wird, was nachteilig im Hinblick auf die Lager-Lebensdauer ist. Nachteilig für die Schwingungsneigung ist, dass das Lagerspiel soweit ver größert werden muss, damit es in keinem Betriebszustand negativ wird, sich das Lager also verspannt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kühlmittelversorgungssystem für eine Antriebsvorrichtung bereitzustellen, bei dem im Vergleich zum Stand der Technik eine einwandfreie Drehlagerung der Rotor-Hohlwelle gewährleis tet werden kann.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Die Erfindung geht von einem Kühlmittelversorgungssystem für eine An triebsvorrichtung eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs aus. Diese weist eine Elektromaschine auf, in deren Gehäuse an axial gegenüberliegenden Gehäusewänden eine Rotor-Hohlwelle in Lageröffnungen der Gehäuse- wände unter Zwischenschaltung von Drehlagern drehgelagert ist. Das Kühl mittelversorgungssystem ist für eine Rotorinnenkühlung ausgelegt, die einen Rotor-Hydraulikkreis mit einer Kühlmittel-Versorgungsleitung aufweist. Das Kühlmittel kann als Öl realisiert sein, das neben der Kühlfunktion auch eine Schmierfunktion aufweist. Mittels dieser wird ein Kühlmittel-Volumenstrom an einer Kühlmittel-Zufuhrseite in das Innenprofil der Rotor-Hohlwelle zugeführt. Auf diese Weise wird das an der Kühlmittel-Zufuhrseite befindliche Drehlager von radial innen gekühlt. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ist in der Rotor-Hohlwelle ein Kühlmittelweg bereitgestellt, der sich bis zu dem, der Kühlmittel-Zufuhrseite axial gegenüberliegenden Drehlager er streckt. Auf diese Weise kann zusätzlich auch das, der Kühlmittel-Zufuhrseite axial gegenüberliegende Drehlager von radial innen gekühlt werden, wodurch sich dessen Lebensdauer erhöht und eine Lager-Schwingungsnei gung reduziert ist.

In einer technischen Umsetzung kann in der Kühlmittel-Versorgungsleitung eine rohrförmige Kühlmittellanze eingebunden sein. Diese kann von der Kühlmittel-Zufuhrseite in Axialrichtung in das Innenprofil der Rotor-Hohlwelle einragen. Die Kühlmittellanze begrenzt zusammen mit der Innenwandung der Rotor-Hohlwelle einen kühlmitteldurchströmten Ringspalt.

In einer konkreten Ausführungsform kann sich der kühlmitteldurchströmte Ringspalt im Wesentlichen über die gesamte Länge der Rotor-Hohlwelle er strecken. Auf diese Weise kann sich der Ringspalt durch beide Drehlager er strecken, so dass diese ausreichend gekühlt werden. Der Kühlmittel-Volu menstrom in der Lanze kann über zumindest eine Überströmöffnung in den Ringspalt geführt werden. Im Hinblick auf eine ausreichende Kühlwirkung an beiden Drehlagern ist die folgende Ausführungsvariante bevorzugt: So kann zumindest eine kühlmittelzufuhrseitige Überströmöffnung bereitgestellt sein, die im Bereich der kühlmittelzufuhrseitigen Drehlagerstelle positioniert ist. Außerdem kann eine weitere Überströmöffnung bereitgestellt sein, die im Be reich des axial gegenüberliegenden Drehlagers positioniert ist. Um eine Kühlmittel-Umwälzung in der Antriebsvorrichtung zu gewährleisten, kann der im Ringspalt befindliche Kühlmittel-Volumenstrom über zumindest eine radial ausgerichtete Ausströmöffnung nach radial außen abgeleitet wer den. Die Ausströmöffnung kann bevorzugt unmittelbar in der Rotor-Hohlwelle ausgebildet sein.

Zur weiteren Steigerung der Kühlwirkung an den beiden Drehlagern ist die folgende Maßnahme bevorzugt: So kann zumindest eine kühlmittelzufuhrsei tige Ausströmöffnung bereitgestellt sein, die im Bereich des kühlmittelzufuhr seitigen Drehlagers positioniert ist. Außerdem kann zumindest eine weitere Ausströmöffnung im Bereich des axial gegenüberliegenden Drehlagers be reitgestellt sein.

Im Hinblick auf eine effektive Kühlung kann die Elektromaschine eine nass laufende Elektromaschine sein, bei der der Innenraum des Elektromaschi- nen-Gehäuses zumindest teilweise kühlmitteldurchströmt ist. Auf diese Weise kann das Kühlmittel die Wicklungen der Elektromaschine unmittelbar kühlen.

Vor diesem Hintergrund kann bevorzugt der im Ringspalt befindliche Kühlmit tel-Volumenstrom über die radial ausgerichtete Ausströmöffnung direkt in das Elektromaschinen-Gehäuse eingeleitet werden, um dort die Elektroma- schinen-Wicklungen zu kühlen.

Jedes der beiden Drehlager kann aus einem Innenring, der auf der Rotor- Hohlwelle sitzt, einem Außenring, der auf einer Innenwandung der jeweiligen Gehäusewand-Lageröffnung sitzt, sowie aus zwischengeordneten Wälzkör pern aufgebaut sein. Erfindungsgemäß kann durch die Kühlung des, der Kühlmittel-Zufuhrseite axial gegenüberliegenden Drehlagers das Tempera turgefälle zwischen Innenring und Außenring stark reduziert werden, wodurch das Lagerspiel des Drehlagers nicht mehr aufgebraucht wird.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefüg ten Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Blockschaltdiagramm eine elektrisch angetriebene Fahr zeugachse eines Fahrzeugs mit zugeordnetem Kühlmittelversor gungssystem, und

Fig. 2 in einem Halbschnitt eine Lagerung der Rotor-Hohlwelle der Elekt- romaschine der Antriebsvorrichtung.

In der Fig. 1 ist beispielhaft eine elektrisch angetriebene Fahrzeugachse FA eines zweispurigen Fahrzeugs angedeutet. Die Fahrzeugachse FA weist eine Elektromaschine 1 auf, die im Quereinbau achsparallel zu den, zu den Fahrzeugrädern geführten Flanschwellen 3 angeordnet ist. In einem Ge häuse 2 der Elektromaschine 1 ist ein Stator 4 mit einer damit zusammenwir kenden Rotor-Hohlwelle 5 angeordnet. Die Rotor-Hohlwelle 5 ist an axial ge genüberliegenden Gehäusewänden 8 des Elektromaschinen-Gehäuses 2 in Lageröffnungen 12 (Figur 2) unter Zwischenordnung von Drehlagern 14, 16 drehgelagert.

Die Rotor-Hohlwelle 5 der Elektromaschine 1 ist beispielhaft über eine Pass verzahnung 75 (Figur 2) drehfest mit einer Getriebeeingangswelle 6 eine Ge triebeanordnung 7 verbunden, die auf die beiden Flanschwellen 3 abtreibt. In der Fig. 1 weist die Getriebeanordnung 7 eine doppelte Stirnradstufe auf, bei der in einer ersten Zahnradstufe St1 ein auf der Getriebeeingangswelle 6 an geordnetes Festzahnrad 11 in Zahneingriff mit einem auf einer Zwischen welle 13 angeordneten Festzahnrad 15 ist. Auf der Zwischenwelle 13 ist ein weiteres Festzahnrad 17 angeordnet, das unter Bildung einer zweiten Stirn radstufe St2 mit einem eingangsseitigen Zahnrad 21 eines Achsdifferenzials 23 kämmt. Das Achsdifferenzial 23 treibt beidseitig auf die zu den Fahrzeug rädern geführten Flanschwellen 3 ab. Alternativ zu dem in der Figur 1 ge zeigten Beispiel können die Rotor-Hohlwelle 5 und die Getriebeeingangs welle 6 auch durch eine einteilige Welle ersetzt sein, auf der sowohl der Ro tor aus auch das Zahnrad 11 sitzt. In der Fig. 1 ist der elektrisch angetriebenen Fahrzeugachse FA ein Kühlmit telversorgungssystem zugeordnet, in dem Öl umgewälzt wird, das sowohl eine Kühlfunktion als auch eine Schmierfunktion aufweist. Der Aufbau des Kühlmittelversorgungssystems ist nachfolgend beschrieben: Demzufolge weist das Kühlmittelversorgungssystem einen Elektromaschinen-Hydraulik- kreis E und einen Getriebe-Flydraulikkreis G auf. Dem Getriebe-Hydraulik kreis G und dem Elektromaschinen-Hydraulikkreis E sind die folgenden ge meinsamen Hydraulikkomponenten zugeordnet, nämlich ein Öltank 25, eine Druckpumpe 29, ein Ölsumpf 33 sowie eine Rückführpumpe 35. Der Öltank 25 ist über eine Saugleitung 27 mit der Druckpumpe 29 verbunden. Von der Druckpumpe 29 führt eine Druckleitung 32 weg, die sich an einer Verzwei gungsstelle 26 aufzweigt in eine Elektromaschinen-Versorgungsleitung 59, die bis zur Elektromaschine 1 führt, und in eine Getriebe-Versorgungsleitung 30, die zu Zahneingriffsstellen Z1 , Z2 der Getriebeanordnung 7 führt.

Bei Durchführung einer Getriebe-Trockensumpfschmierung wird das vom Öltank 25 kommende Öl 31 über die Druckleitung 32 sowie über die Ge triebe-Versorgungsleitung 30 zu den Zahneingriffsstellen Z1 , Z2 der Getrie beanordnung 7 geführt. Von den Zahneingriffsstellen Z1 , Z2 kann das Öl 31 abtropfen und sich im Ölsumpf 33 sammeln. Von dort wird das Öl 31 mit Hilfe der Rückführpumpe 35 in einer Rückführleitung 37 zurück in den Öltank 25 geführt. Der Öltank 25 ist nach außen hermetisch dicht ausgelegt. Für eine Entlüftung des Öltanks 25 ist eine Entlüftungsleitung 39 vorgesehen, mittels der der Tankinnenraum 41 oberhalb eines Ölspiegels 43 nach tankaußen verbunden ist. Die Rückführleitung 37 ist in der Fig. 1 an einem vertikal nach oben verlaufenden Steigrohr 53 angeschlossen, das den Ölspiegel 43 mit ei nem Überstand überragt und an seinem oberen Ende einen freien Überlauf bildet, über den rückgeführtes Öl 31 schaumfrei in den Öltank 25 einströmen kann.

Im Elektromaschinen-Hydraulikkreis E ist gemäß der Fig. 1 der Öltank 25, die Druckpumpe 29, der Ölsumpf 33 sowie die Rückführleitung 37 mitsamt Rückführpumpe 35 eingebunden. Mittels der Druckpumpe 29 wird das Öl 31 über die Druckleitung 32 und die Elektromaschinen-Versorgungsleitung 59 bis zur Elektromaschine 1 geführt. Das von der Elektromaschine 1 abflie ßende Öl 31 sammelt sich im Ölsumpf 33 und wird von dort mittels der Rück führpumpe 35 in der Rückführleitung 37 zurück in den Öltank 25 geführt.

In der Fig. 1 bilden die Druckpumpe 29 und die Rückführpumpe 35 eine Zweifachpumpe 58 mit einer gemeinsamen Antriebswelle 61 . Die gemein same Antriebswelle 61 ist in trieblicher Verbindung mit einem als Antrieb wir kenden Elektromotor 63.

In der Fig. 1 ist der Elektromotor 63 in Signalverbindung mit einem elektroni schen Pumpen-Steuergerät 47. Das elektronische Pumpen-Steuergerät 47 ermittelt in Abhängigkeit von Fahrbetriebsparametern, ob ein Kühl-/Schmier- bedarf in der Getriebeanordnung 7 und/oder in der Elektromaschine 1 vor liegt. Bei Vorliegen eines Kühl-/Schmierbedarfs aktiviert das Pumpen-Steuer gerät 65 die Zweifachpumpe 58.

In der Fig. 1 ist der Öltank 25 um einen Flöhenversatz geodätisch oberhalb des Ölsumpfes 33 angeordnet. Am Tankboden weist der Öltank 25 einen Öl- Ablauf 67 auf, von dem permanent ein geringer Öl-Volumenstrom unter Schwerkraftwirkung direkt in den Ölsumpf 33 abfließt.

In einem normalen Fährbetrieb mit aktivierter Zweifachpumpe 58 erfolgt so wohl im Elektromaschinen-Hydraulikkreis E als auch im Getriebe-Hydraulik kreis G eine Öl-Umwälzung. Das heißt dass die Schmiermittelstellen Z1 , Z2 über die Getriebe-Versorgungsleitungen 33 mit Öl versorgt werden, das an schließend in den Ölsumpf 33 abtropft. Gleichzeitig wird die Elektromaschine 1 über die Elektromaschinen-Versorgungsleitung 59 mit Öl versorgt, das an schließend wieder in den Ölsumpf 33 abtropft.

Die Elektromaschine 1 ist als nasslaufende Elektromaschine realisiert, bei der das Öl 31 nicht nur eine Rotorinnenkühlung bewirkt, sondern zusätzlich auch die Wicklungen der Elektromaschine 1 kühlt. In Figur 2 ist in einem Halbschnitt die Drehlagerung der Rotor-Hohlwelle 5 gezeigt. Die Rotor-Hohlwelle 5 ist an der, in der Figur 2 linken Seite mit einer nicht gezeigten Innenverzahnung ausgebildet, in die die Getriebeeingangs welle 6 mit ihrer korrespondierenden Außenverzahnung gesteckt ist, und zwar unter Bildung der kraftübertragenden Passverzahnung 75.

Die Kühlmittel-Versorgungsleitung 59 (Figur 1) geht in eine, in der Figur 2 ge zeigte rohrförmige Öllanze 34 über, die von einer Ölzufuhrseite 36 in Axial richtung in das Innenprofil der Rotor-Hohlwelle 5 einragt. Die rohrförmige Öl lanze 34 ist drehfest in der Rotor-Hohlwelle 5 positioniert und Bestandteil der Rotor-Versorgungsleitung 59. Gemäß der Figur 2 erstreckt sich die Öllanze 34 über die gesamte Länge komplett durch die Rotor-Hohlwelle 5. An der, der Öl-Zufuhrseite 36 axial gegenüberliegenden Seite ist sowohl die Öllanze 34 als auch die Rotor-Hohlwelle 5 über ein Verschlusselement 38 öldicht ge schlossen. Gemäß der Figur 2 begrenzt die Öllanze 34 zusammen mit der Innenwandung der Rotor-Hohlwelle 5 einen öldurchströmten Ringspalt 28, der sich ebenfalls im Wesentlichen über die gesamte Länge der Rotor-Hohl welle 5 erstreckt.

Jedes der beiden Drehlager 14, 16 ist aus einem, auf der Rotor-Hohlwelle 5 sitzenden Innenring 20, einem in der Lageröffnung 12 sitzenden Außenring 24 sowie zwischengeordneten Wälzkörpern 22 aufgebaut.

Wie aus der Figur 2 hervorgeht, weist die Öllanze 34 eine erste Gruppe von Überströmöffnungen 40 auf, die im Bereich der ölzufuhrseitigen Drehlager stelle 14 positioniert sind. Zudem weist die Öllanze 34 eine zweite Gruppe von Überströmöffnungen 42 auf, die im Bereich der axial gegenüberliegen den Drehlagerstelle 16 positioniert sind. In gleicher weise ist in der Rotor- Hohlwelle 5 eine erste Gruppe von Ausströmöffnungen 44 bereitgestellt, die im Bereich der ölzufuhrseitigen Drehlagerstelle 14 positioniert sind, sowie eine zweite Gruppe von Ausströmöffnungen 46, die im Bereich der axial ge genüberliegenden Drehlagerstelle 16 positioniert sind. Die Erfindung ist nicht auf das in der Figur 2 gezeigte Beispiel beschränkt. Alternativ dazu kann ge gebenenfalls das Öl auch an nur einer Stelle in den Rotor abgeleitet werden. Im Fährbetrieb wird ein Kühlmittelvolumenstrom m (Figur 2) mittels der Ölla nze 34 von der Öl-Zufuhrseite 36 in das Innenprofil der Rotor-Flohlwelle 5 eingeleitet. Dort wird der Kühlmittel-Volumenstrom m aufgeteilt in einen ers ten Teilstrom rrn und in einen zweiten Teilstrom rri2. Der erste Teilstrom rrn wird über die ersten Überströmöffnungen 40 in den Ringspalt 28 geleitet und von dort über die ersten Ausströmöffnungen 44 weiter in den Innenraum des Elektromaschinen-Gehäuses 10 geleitet. Der zweite Teilstrom rri2 wird an den Überströmöffnungen 42 in den Ringspalt 28 geleitet. Von dort wird der zweite Teilstrom rri2 über die zweiten Ausströmöffnungen 46 in den Innen- raum des Elektromaschinen-Gehäuses 10 geführt. Wie aus der Figur 2 her vorgeht, ist der Ringspalt 28 in radial Flucht zu dem (in der Figur 2 rechten) Drehlager 16 ausgerichtet. Auf diese Weise ist in der Rotor-Flohlwelle 5 ein Kühlmittelweg w bereitgestellt ist, der eine wirkungsvolle Kühlung des Dreh lagers 16 von radial innen bewerkstelligt.

BEZUGSZEICHENLISTE:

1 Elektromaschine

2 Elektromaschinen-Gehäuse 3 Flanschwellen

4 Stator

5 Rotor-Hohlwelle

6 Getriebeeingangswelle 7 Getriebeanordnung 8 Gehäusewände 11 Festzahnrad 12 Lageröffnungen

13 Zwischenwelle

14 Drehlager 15 Festzahnrad

16 Drehlager 17 Festzahnrad 20 Innenring 21 eingangsseitiges Zahnrad 22 Wälzkörper

23 Achsdifferenzial

24 Außenring

25 Kühlmitteltank

26 Verzweigungsstelle 27 Getriebe-Saugleitung

28 Ringspalt

29 Druckpumpe

30 Getriebe-Versorgungsleitungen

31 Kühlmittel 32 Druckleitung

33 Kühlmittelsumpf

34 Kühlmittellanze

35 Rückführpumpe

36 Kühlm ittel-Zufuhrseite 37 Rückführleitung

38 Verschlusselement

39 Entlüftungsleitung

40 erste Überströmöffnungen 41 Tankinnenraum

42 zweite Überströmöffnungen

44 erste Auslassöffnungen

46 zweite Auslassöffnungen

47 Pumpen-Steuergerät 53 Steigrohr

58 Zweifach pumpe

59 Elektromaschinen-Versorgungsleitung 61 gemeinsame Antriebswelle 63 Elektromotor 67 Kühlmittel-Ablauf

75 Passverzahnung

Z1, Z2 Getriebe-Schmierstellen

E Elektromaschinen-Hydraulikkreis

G Getriebe-Hydraulikkreis FA Fahrzeugachse m Kühlm ittel-Volumenstrom m-i, rri2 Teilströme w Kühlmittelweg