本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的具有压力平衡功能的排气设备。de 20 2019 103 778 u1涉及一种变速器，尤其是一种阻塞式(verblockt)的单轮变速器，其具有排气装置和减少的油流出危险。
背景技术：
1、下面借助用于机动车的集成式驱动单元来描述本发明，这不应理解为本发明仅限于此应用，而是本发明的一种可能用途。由现有技术众所周知，在变速器中在运行时包含在变速器腔中的介质、尤其是空气和润滑剂会膨胀。集成式驱动单元具有电驱动装置和所谓的牵引变速器，所述牵引变速器构造用于传递由电驱动装置提供的驱动功率。此外，这种驱动单元具有电驱动装置，即电动机/发电机。该电驱动装置构造成干式运行的，也就是说，该电驱动装置具有至少一个没有润滑剂的子腔，只要该子腔具有传递电功率的构件，就应防止尤其是润滑剂渗入该子腔中。从电驱动装置到牵引变速器的机械功率传递(转速、转矩)在集成式驱动机器中在小的结构空间上发生并且必须可靠地防止液体从牵引变速器进入到电驱动装置中，这可以简单地通过以下方式实现，即为了密封驱动轴从电驱动装置到牵引变速器中的穿通部，设置有具有相应密封作用的驱动轴密封件。这种密封件通常也对牵引变速器和电机之间的压差不敏感，但这种密封件还可以具有优化摩擦的潜力。
技术实现思路
1、在此背景下，本发明的任务是提供一种排气装置，其能实现两个腔之间的更好的压力平衡。该任务通过根据权利要求1的排气设备以及通过根据权利要求4的排气系统以及通过根据权利要求8的电驱动单元来解决，在此本发明的优选扩展方案分别是从属权利要求的技术方案。
2、在本发明的意义中，在电机腔和变速器腔之间具有压力平衡功能的排气设备可理解为这样的设备，借助其可以限制变速器腔(其尤其是与电机腔在流体上分开)与电机腔之间的压差。优选这种排气设备在变速器腔中的压力相对于电机腔升高时允许介质从变速器腔流出到排气设备周围的环境中。但借助该排气设备也能防止介质、尤其是环境空气从排气设备周围的环境不受控制地流入到变速器腔中。
3、排气设备具有所谓的排气接口，该排气接口可与变速器腔导流连接。优选为这种导流连接设置管路，优选该管路至少区段地构造为管道管路、优选软管管路并且特别优选壳体通道管路。此外，排气设备具有环境接口。借助于该环境接口排气设备与其周围的环境导流连接或可与其连接，进一步优选借助于该排气设备可在排气接口和环境接口之间选择性地建立或中断导流连接。在功能上，当在环境接口和排气接口之间建立了导流连接时，能实现与排气接口导流连接的容积和与环境接口连接的排气设备周围的环境之间的压力平衡，并且在这两个接口之间的导流连接中断时，防止介质从该环境进入该容积中，尤其是进入变速器腔中。
4、尤其为了提供这种选择性的导流连接，排气设备具有排气阀，该排气阀可借助于排气阀体选择性地中断排气接口和环境接口之间的这种导流连接，具体地说，排气阀在形成导流连接的流动路径中设置在排气接口和环境接口之间。进一步优选排气阀构造为一种止回阀，该止回阀通过其止回功能阻止沿从环境接口至排气接口的流动方向的导流连接并且该止回阀在排气接口和环境接口之间的、尤其是可通过排气设备的结构预定的压差下时尤其是至少暂时地释放从排气接口至环境接口的导流连接，该压差可以通过其它参数改变。
5、为了在排气接口和环境接口之间提供可选择性中断的导流连接，排气设备因此具有排气阀，该排气阀包括具有阀预紧元件的阀预紧装置。尤其是阀预紧元件通过阀预紧装置构造用于影响环境接口处和排气接口处存在的压力之间的压差，即尤其是这样的压差，从该压差起排气阀建立这两个接口(环境接口和排气接口)之间的导流连接。尤其是为了提供这种可影响的压差，阀预紧装置具有预紧压力腔，所述预紧压力腔通过优选可在预紧压力腔中运动的阀预紧元件被分成第一预紧子腔和第二预紧子腔。尤其是借助第一预紧子腔和第二预紧子腔中的不同压力对阀预紧元件施加力作用，尤其是在这样的预紧子腔的方向上推压阀预紧元件(或者说在这样的预紧子腔方向上对阀预紧元件施加相应的力作用)，该预紧子腔被加载比所述另一预紧子腔更小的压力，从而借助阀预紧元件将阀预紧力间接或直接施加到排气阀体上。
6、此外，阀预紧元件间接或直接地与排气阀体机械耦联。直接耦联在本发明的意义中尤其是可理解为该阀预紧元件弹性地、优选借助于弹簧装置与该排气阀体耦联以传递预紧力。间接耦联在本发明的意义中可理解为该阀预紧元件优选借助于杠杆装置或优选另一用于转换即尤其是增大或减小预紧力的装置与排气阀体耦联。进一步优选能够通过相应压力作用的面积大小的比例在结构上调整排气设备或排气系统的控制性能。
7、换言之，通过这两个预紧子腔和可运动地分离它们的阀预紧元件可影响作用于排气阀体的预紧力并且因此可改变排气阀的特性，尤其是排气阀分离或释放环境接口和排气接口之间的导流连接的压差，从而可实现改进的排气设备。相反，在已知的排气设备中，进气/排气仅取决于待进气或排气的壳体腔和该壳体腔周围环境的压力降，但在本发明的情况下，通过阀预紧装置将另一壳体室和其压力一起纳入到控制中并且因此实现了改进的功能。
8、此外，第一预紧子腔可通过第一预紧接口尤其是与变速器腔或另一壳体内腔导流连接，所述另一壳体内腔尤其是相对于环境或另一优选邻接其的壳体内腔具有过压。此外，第二预紧子腔可通过第二预紧接口尤其是与电机腔或另一壳体内腔导流连接，所述另一壳体内腔相对于周围环境或另一优选邻接其的壳体内腔具有负压。
9、因此，本发明的基本构思在于：排气设备的排气特性不仅取决于待排气的壳体内腔、尤其是变速器腔和该壳体内腔周围环境之间的压差，而且附加地还取决于待排气的壳体内腔和另一优选邻接其的壳体内腔之间的压差，或者可通过该压差影响，并且尤其是为了这种影响而设置阀预紧装置，所述阀预紧装置与排气阀以上述方式作用连接。
10、优选阀预紧元件将阀体预紧到关闭位置中。优选该阀预紧元件设置在预紧压力腔中并且将其至少部分或完全地分成两个预紧子腔，所述预紧子腔可被加载不同的压力并且进一步优选该阀预紧元件可运动地设置在该预紧压力腔中。优选这两个预紧子腔中的压差尤其是根据阀预紧元件的面积(所述压力作用于其上)引起对阀预紧元件的力作用。
11、在一种同样优选的实施方式中，第一预紧子腔可通过第一预紧接口尤其是与电机腔导流连接并且进一步优选第二预紧子腔可通过第二预紧接口尤其是与变速器腔导流连接。优选在该实施方式中排气接口与排气设备周围的环境导流连接并且进一步优选环境接口与待进气的壳体内腔、优选与变速器腔导流连接。尤其是利用所述类型的排气设备可实现从排气设备周围的环境向壳体内腔的进气。进一步优选排气阀在该实施方式中构造为一种止回阀并且进一步优选该止回阀于是在从待进气的壳体内腔到排气设备周围的环境的方向上截止地闭锁。进一步优选该排气阀的关闭力通过阀预紧装置和优选存在于那里的压力(第一预紧子腔/第二预紧子腔)和阀预紧元件的结构上预定的面积来确定。
12、在排气设备的一种优选实施方式中，阀预紧元件借助于弹簧装置与排气阀体机械耦合并且此外在该实施方式中预紧力由阀预紧元件借助于该弹簧装置传递到排气阀体上或者说施加到其上。在功能上，排气阀克服该预紧力打开从排气接口到环境接口的导流连接，从而如果预紧力通过阀预紧元件减小，而非预紧力通过阀预紧元件正常或提高时，则排气阀在排气接口处的压力和环境接口处的压力之间的压差较小的情况下打开。研究表明，可能出现个别运行点，其使排气设备的这种控制性能显得更为可取。尤其是在开头所述类型的集成式电驱动单元的情况下，所提出的排气设备允许在两个相邻的壳体内腔之间使用更有效率的密封件，尤其是如果驱动轴穿过该密封件并且因此可借助于排气设备的改进的控制性能实现效率提高。
13、在一种优选实施方式中，阀预紧元件将预紧力(其也可以称为关闭力)间接或直接地这样施加到排气阀体上，使得排气阀体被预紧力预紧到关闭位置中，在该位置中，排气接口和环境接口之间的导流连接中断。此外，在该预紧力尤其是借助于阀预紧装置提高时，需要提高用于将排气阀体推压到部分或完全打开的位置中以便在排气接口和环境接口之间建立导流连接的力。进一步优选排气阀在该意义中可以理解为常闭阀。借助于这种常闭阀可实现，只有在排气接口和环境接口处的压力之间存在至少可预定的压差时，才建立所述接口之间的导流连接，从而防止介质从环境经由环境接口流入排气接口中。
14、此外，尤其是排气设备周围环境中存在的压力、即所谓的环境压力从一侧作用于排气阀体并且排气接口处的压力从另一侧、尤其是相对置侧作用于排气阀体。
15、此外规定，除了排气设备之外还设置有进气元件，该进气元件可以在结构上与该排气设备分开地构成。此外，借助于这种进气元件可以建立尤其是从排气设备周围环境进入壳体腔的导流连接，尤其是进入与排气接口导流连接并且至少可与其连接的壳体腔的导流连接。尤其是借助这种组合可以提供通过进气元件的介质流入，该进气元件优选具有防止逆向流动的止回阀并且进一步优选尤其是可以在该进气元件中设置过滤装置，所述过滤装置防止或优选至少减少湿气或颗粒从环境进入该壳体腔中。特别优选这种过滤装置符合特定标准、尤其是所谓的ipx7标准，在此情况下对于道路车辆尤其是应参考标准iso20653:2013标准和类似标准。
16、此外，提出一种具有根据前述实施方式中任一项所述的排气设备的排气系统，该排气系统除了排气设备之外还包括具有进气接口的进气设备。尤其是该进气接口可与壳体内腔导流连接并且这种壳体内腔尤其是可理解为变速器腔，这尤其是指与在排气设备中相同的变速器腔。此外，进气设备具有进气环境接口，该进气环境接口与进气设备周围的环境导流连接。进一步优选进气设备可以理解为至少基本上与排气设备类似，与该排气设备的区别在于，进气设备具有排气阀，该排气阀优选在功能上构造为止回阀，借助其可至少暂时或选择性地释放从进气环境接口通过进气阀至进气接口的流动方向，从而所述接口相互导流连接并且进一步优选尤其是通过进气阀的止回功能阻止从进气接口至进气环境接口的流动方向。换言之，该进气阀具有进气阀体，该进气阀体可选择性地中断进气接口和进气环境接口之间的导流连接。
17、此外，进气阀包括具有进气预紧元件的进气预紧装置，所述进气预紧元件可运动地设置在进气压力腔中并且将进气压力腔分成第一进气子腔和第二进气子腔。进一步优选进气预紧元件可在进气压力腔中这样运动，使得借助进气预紧元件可间接或直接地改变作用于进气阀体的进气预紧力。尤其是可通过可变的进气预紧力改变打开时刻或打开特性，但也可以改变从何种压差起释放从进气阀的进气环境接口至进气接口的导流连接，所述压差原则上由进气环境接口处的压力和进气接口处的压力产生。进一步优选在进气环境接口处作用的压力作用在进气阀体的一侧上并且进气接口处的压力作用在进气阀体的尤其是与该侧相对置的一侧上。
18、尤其是为了改变进气预紧力，第一进气子腔可通过第一进气预紧接口与壳体内腔、尤其是变速器腔导流连接并且进一步优选第二进气子腔可通过第二进气预紧接口与另一壳体内腔、尤其是电机腔导流连接。尤其是可通过这两个预紧接口(第一/第二进气预紧接口)影响可借助于进气预紧元件改变的进气预紧力。尤其是利用这种排气系统可实现从两个壳体腔和向排气系统周围环境的有针对性的进气和排气并且因此可实现改进的排气系统。
19、在排气系统的一种优选实施方式中，通过进气设备定义进气方向，该进气方向从进气环境接口指向排气接口并且尤其是穿过该进气阀，或者通过沿该方向的空气流决定。进一步优选在从排气系统周围的环境向与进气腔导流连接的壳体腔中供应介质、尤其是环境空气的情况下，将产生这种从排气系统周围环境沿进气方向通过进气阀流向进气接口的空气流。在本发明的一种优选实施方式中，进气设备具有进气膜，这种空气流在该流动中至少部分或完全地穿过该进气膜。优选通过这种具有进气膜的设计方案能实现，该进气膜防止污染颗粒或湿气或者这两者进入到进气接口并且因此尤其是防止进入到与进气接口连接的壳体腔并且进一步优选排气系统因此能够达到一定防护等级，例如尤其是根据用于道路车辆的iso 20653:2013的ipx7。尤其是通过这种进气膜可实现改进的排气系统，其尤其是具有改进的运行可靠性。
20、在排气系统的一种优选实施方式中，进气膜相对于进气方向设置在进气阀上游，从而也可以防止或至少减少污物(污物颗粒、湿气)进入进气阀。尤其是通过进气膜的这种布置可改进进气设备的功能可靠性。进一步优选进气膜设置在进气环境接口中，尤其是通过这种布置可在很大程度上防止或至少减少污物进入到进气设备中。
21、在本发明的排气系统的另一种优选实施方式中，至少进气阀和排气阀设置在共同的系统壳体中。进一步优选该系统壳体具有塑料作为成分或由这种塑料制成。进一步优选至少一个用于将该排气系统的至少两个接口导流连接的连接管路(verbindungsleistung)构造为该系统壳体中的凹部，优选这种凹部构造为通道管路。尤其是通过集成到共同的系统壳体中能实现特别紧凑的排气系统结构。
22、此外，提出一种具有电驱动装置的电驱动单元，所述电驱动装置具有电机腔，在其中设置有导电部件，并且所述电驱动单元具有牵引变速器，所述牵引变速器可由电驱动装置机械地借助于驱动轴来驱动并且所述牵引变速器具有变速器腔，在所述变速器腔中至少暂时地容纳有液态介质、尤其是液态变速器润滑剂。在这种电驱动单元中原则上产生下述问题，即借助尤其是接触的密封件密封该驱动轴从电机腔到变速器腔的穿通部，以便在电驱动单元的运行中防止或至少加大液态介质从变速器腔进入电机腔的难度。液态介质从变速器腔进入电机腔的“驱动力”(treiber)可以是这两个腔之间的压力降，尤其是变速器腔中相对于电机腔的过压。这两个待观察的腔之间的这种压力降尤其是可以通过均衡(angleichung)这两个相关的壳体内腔中的压力来减小。压力降的这种减小不仅可以通过降低其中存在过压的腔中的压力而且可以通过增大其中存在负压的腔中的压力来实现，从而在这两个相关的壳体内腔中存在至少基本上相似/相同的压力。为了减小或防止这种不希望的压力降，本发明提出至少使用所提出的排气设备来使变速器腔进气或排气或所提出类型的排气系统。
23、在电驱动单元中，驱动轴从电机腔穿过壳体分隔壁进入到变速器腔中并且设置有驱动轴密封件，该驱动轴密封件将驱动轴相对于壳体分隔壁密封，从而尤其是防止或至少减少液态介质在该密封件处从变速器腔进入电机腔中。此外，根据第一种替代方案设置有之前描述类型的排气设备，其中，所述排气接口与变速器腔导流连接并且第一预紧子腔通过第一预紧接口与变速器腔导流连接并且第二预紧子腔通过第二预紧接口与电机腔导流连接。这种设计方案基于以下认识：为了使变速器腔排气，不仅利用变速器腔和排气设备周围环境之间的压差来确保电驱动装置的可靠功能，而且也通过阀预紧装置利用电机腔中的压力来形成预紧力并且因此影响排气设备的打开特性。
24、在电驱动装置的第二种替代方案中，为了使电驱动装置进气和排气，提出之前描述类型的排气系统，其中，所述进气接口与变速器腔导流连接，排气接口与变速器腔导流连接，第一预紧子腔通过第一预紧接口与变速器腔导流连接，第二预紧子腔通过第二预紧接口与电机腔导流连接并且此外第一进气子腔通过第一进气预紧接口与变速器腔导流连接并且第二进气子腔通过第二进气预紧接口与电机腔导流连接。尤其是利用这种设计方案一方面可以实现电驱动单元的排气或进气，在其中一方面防止介质从变速器腔进入到电机腔中并且另一方面可使用简单的密封件来密封在这两个腔之间穿过时的驱动轴，从而可实现改进的电驱动单元，优选具有高效率和运行可靠性的电驱动单元。
1.在电机腔(22)和变速器腔(25)之间具有压力平衡功能的排气设备(1)，该排气设备具有排气接口(2)和环境接口(3)，这两个接口的相应一个接口与排气设备周围的环境(4)导流连接并且相应的另一个接口能与变速器腔(25)导流连接，并且所述排气设备还具有排气阀(5)，利用该排气阀能借助于排气阀体(6)选择性地中断排气接口(2)和环境接口(3)之间的导流连接，所述排气阀(5)包括具有阀预紧元件(11)的阀预紧装置(10)，所述阀预紧元件(11)将预紧压力腔分成第一预紧子腔(12)和第二预紧子腔(13)，并且借助所述阀预紧元件(11)能间接或直接改变作用于排气阀体(6)的预紧力(16)，并且第一预紧子腔(12)能通过第一预紧接口(17)与变速器腔(25)或电机腔(22)导流连接，并且第二预紧子腔(13)能通过第二预紧接口(18)与所述两个腔(25、22)中的相应另一个腔导流连接。
2.根据权利要求1所述的排气设备，其特征在于，所述排气接口(2)能与变速器腔(25)导流连接，并且所述环境接口(3)与排气设备周围的环境(4)导流连接并且第一预紧接口(17)也能与和排气接口(2)相同的腔导流连接。
3.根据权利要求1所述的排气设备，其特征在于，所述环境接口(3)能与变速器腔(25)导流连接并且所述排气接口(2)与排气设备周围的环境(4)导流连接，并且第二预紧接口(18)能与和排气接口(2)相同的腔导流连接。
4.根据权利要求1所述的排气设备，其特征在于，所述阀预紧元件(11)借助弹簧装置(15)将预紧力(16)施加到排气阀体(6)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的排气设备，其特征在于，所述阀预紧元件(11)间接或直接地将预紧力(16)施加到排气阀体(6)上，使得所述排气阀体被预紧到关闭位置中，在所述关闭位置中排气接口(2)和环境接口(3)之间的导流连接被中断。
6.排气系统，具有根据前述权利要求中任一项所述的排气设备，其特征在于，设置有具有进气接口、进气环境接口(35)以及进气阀(37)的进气设备，所述进气接口能与变速器腔导流连接，所述进气环境接口与进气设备周围的环境导流连接，利用所述进气阀能借助于进气阀体(36)选择性地中断进气接口(30)和进气环境接口(35)之间的导流连接，所述进气阀(37)包括具有进气预紧元件(39)的进气预紧装置(38)，所述进气预紧元件(39)将进气压力腔分成第一进气子腔(31)和第二进气子腔(33)并且能借助所述进气预紧元件(39)间接或直接地改变作用于进气阀体(36)的进气预紧力(40)，并且第一进气子腔(31)能通过第一进气预紧接口(32)与变速器腔(25)导流连接并且第二进气子腔(33)能通过第二进气预紧接口(34)与电机腔(22)导流连接。
7.根据权利要求4所述的排气系统，其特征在于，空气流穿过进气膜(42)沿进气方向(19a)，即从排气系统周围的环境(4)通过进气阀到达进气接口(30)。
8.根据权利要求5所述的排气系统，其特征在于，所述进气膜(42)相对于进气方向(19a)设置在具有进气阀座(43)的进气阀上游。
9.根据权利要求4至6之一所述的排气系统，其特征在于，所述进气阀和排气阀设置在一个共用的系统壳体中。
10.电驱动单元，具有电驱动装置和牵引变速器，所述电驱动装置具有电机腔，所述牵引变速器能由该电驱动装置机械地借助于驱动轴驱动并且所述牵引变速器具有变速器腔，所述驱动轴穿过壳体分隔壁从电机腔进入变速器腔中并且设置有驱动轴密封件，所述驱动轴密封件将驱动轴相对于壳体分隔壁密封，并且电驱动单元具有根据权利要求1至3中任一项所述的排气设备，其中，所述排气接口与变速器腔导流连接，并且第一预紧子腔通过第一预紧接口与变速器腔导流连接，并且第二预紧子腔通过第二预紧接口与电机腔导流连接，或者电驱动单元具有根据权利要求4至7中任一项所述的排气系统，其中，所述进气接口与变速器腔导流连接，并且排气接口与变速器腔导流连接，并且第一预紧子腔通过第一预紧接口与变速器腔导流连接，并且第二预紧子腔通过第二预紧接口与电机腔导流连接，并且第一进气子腔通过第一进气预紧接口与变速器腔导流连接，并且第二进气子腔通过第二进气预紧接口与电机腔导流连接。
