DE102009031215A1

DE102009031215A1 - Achsgetriebe mit Elektroantrieb

Info

Publication number: DE102009031215A1
Application number: DE200910031215
Authority: DE
Inventors: Ernst Biskup; Dieter Meisberger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2029-07-02
Also published as: DE102009031215B4

Abstract

Achsgetriebe, mit einer linken Abtriebswelle, und einer koaxial dazu angeordneten linken elektrischen Maschine sowie einem koaxial dazu angeordneten linken Planetengetriebe, wobei ein Antriebselement des linken Planetengetriebes mit der linken elektrischen Maschine drehgekoppelt ist. Ferner ist eine rechte Abtriebswelle mit einer koaxial dazu angeordneten rechten elektrischen Maschine vorgesehen, sowie ein koaxial dazu angeordnetes rechtes Planetengetriebe, wobei ein Antriebselement des rechten Planetengetriebes mit der rechten elektrischen Maschine drehgekoppelt ist. Ein Element des linken Planetengetriebes ist mit einem entsprechenden Element des rechten Planetengetriebes gekoppelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Achsgetriebe mit Elektroantrieb gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Achsgetriebe mit einem integrierten Elektroantrieb an sich sind Stand der Technik. Herkömmliche Konzepte beanspruchen jedoch häufig relativ viel Bauraum und sind häufig auch mit einem hohen Gewicht verbunden, insbesondere bei einem leistungsstarken Elektroantrieb, der als Antriebsunterstützung bzw. als primärer Fahrzeugantrieb dient.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Achsgetriebe mit Elektroantrieb zu schaffen, das eine kompakte Bauweise aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Achsgetriebe mit einer linken Abtriebswelle und einer rechten Abtriebswelle. Jeder der beiden Abtriebswellen ist eine elektrische Maschine sowie ein Planetengetriebe zugeordnet. Ein Antriebselement des „linken” Planetengetriebes ist mit der „linken elektrischen Maschine” drehgekoppelt. Ein Antriebselement des rechten Planetengetriebes ist mit der „rechten elektrischen Maschine” drehgekoppelt. Beispielsweise können die elektrischen Maschinen jeweils mit einem zugeordneten Sonnenrad des linken bzw. rechten Planetengetriebes gekoppelt sein. Kennzeichnend für die Erfindung ist ferner, dass ein Element des linken Planetengetriebes mit einem entsprechenden Element des rechten Planetengetriebes gekoppelt ist. Beispielsweise können die Hohlräder der beiden Planetengetriebe miteinander gekoppelt bzw. durch ein einziges Hohlrad gebildet sein.
Eine derartige Anordnung ist sehr kompakt, d. h. bauraumsparend. Die beiden Planetengetriebe können dabei im Bereich zwischen den beiden elektrischen Maschinen angeordnet sein. Das Achsgetriebe kann hinsichtlich der Anordnung seiner einzelnen Komponenten sowie der elektrischen Maschinen symmetrisch aufgebaut sein, was auch hinsichtlich einer gleichmäßigen Gewichtsverteilung von Vorteil ist.
Die beiden Abtriebswellen können jeweils mit einem Steg des jeweils zugeordneten Planetengetriebes verbunden sein.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen die beiden elektrischen Maschinen jeweils eine als Hohlwelle ausgebildete Läuferwelle auf, durch die sich die zugeordnete Abtriebswelle erstreckt.
Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Planetengetriebe in einem Getriebegehäuse untergebracht und die beiden elektrischen Maschinen aufeinander gegenüberliegenden Seiten des Getriebegehäuses an das Getriebegehäuse angeflanscht.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung weisen die beiden Planetengetriebe und die beiden elektrischen Maschinen ein gemeinsames Getriebegehäuse auf.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die beiden Stege der Planetengetriebe mit einem im Bereich zwischen den beiden Planetengetrieben angeordneten Differentialkorb eines Differentials drehgekoppelt. Die Abtriebswellen des Achsgetriebes sind dann durch die Abtriebswellen des zwischen den Planetengetrieben angeordneten Differentials gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel treiben die beiden elektrischen Maschinen somit gemeinsam den Differentialkorb an. Ein Drehzahlausgleich zwischen der linken und der rechten Seite wird durch das Differential erreicht.
Im Unterschied dazu wird der bei einer Kurvenfahrt erforderlicher Drehzahlausgleich bei der eingangs beschriebenen Variante durch eine entsprechende Ansteuerung bzw. Regelung der beiden elektrischen Maschinen, d. h. elektronisch erreicht.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden das „Getriebe”, d. h. die beiden Planetengetriebe und die beiden elektrischen Maschinen durch einen gemeinsamen Kühlkreislauf gekühlt.
Zusammenfassend werden mit der Erfindung folgende Vorteile erreicht:

– Reduzierung von Bauteilen und Material;
– Bauraumvorteile;
– Gewichtsvorteile;
– Kostenvorteile gegenüber Konzepten mit zwei eigenständigen Getrieben für die linke und die recht Seite;
– breite Abstützbasis für die Aggregatelagerung im Vergleich zu zwei separaten Antriebseinheiten über die linke bzw. rechte Seite.

Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die beiden elektrischen Maschinen an das Getriebegehäuse angeflanscht sind;
2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Getriebe und die beiden elektrischen Maschinen in ein und demselben Gehäuse untergebracht sind;
3 ein Ausführungsbeispiel, bei dem zusätzlich im Bereich zwischen den beiden Planetengetrieben ein Differential vorgesehen ist.
1 zeigt ein Achsgetriebe 1 mit einer linken Antriebswelle 2 und einer rechten Antriebswelle 3. Koaxial zur linken Abtriebswelle 2 ist eine linke elektrische Maschine 4 sowie ein linkes Planetengetriebe 5 angeordnet. Koaxial zur rechten Abtriebswelle 3 ist dementsprechend eine rechte elektrische Maschine 6 sowie ein rechtes Planetengetriebe 7 angeordnet.
Die beiden Planetengetriebe 5, 7 sind in einem Getriebegehäuse 8 angeordnet. Die beiden elektrischen Maschinen 4, 6 sind aufeinander gegenüberliegenden Seiten an das Getriebegehäuse 8 angeflanscht. Die Gehäuse der elektrischen Maschinen 4, 5 können an das Getriebegehäuse 8 angeschraubt, angeschweißt oder in anderer Weise damit verbunden sein.
Die beiden Planetengetriebe 5, 7 weisen jeweils ein Sonnenrad 9 bzw. 10 auf. Das Sonnenrad 9 ist mit dem Läufer der elektrischen Maschine 4, das Sonnenrad 10 mit dem Läufer elektrischen Maschine 6 verbunden. Mit den Sonnenrädern 9, 10 kämmen Planetenräder 11, 12 bzw. 13, 14. Die Planetenräder eines jeden Planetengetriebes 5 bzw. 7 sind an einem zugeordneten Steg 15 bzw. 16 gelagert. Die Stege 15 bzw. 16 sind den zugeordneten Abtriebswellen 2 bzw. 3 verbunden.
Die Planetenräder 11, 12 bzw. 13, 14 kämmen ferner mit zugeordneten Hohlrädern 17, 18. Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die beiden Hohlräder 17, 18 miteinander „gekoppelt”. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Hohlräder 17, 18 fest mit dem Getriebegehäuse 8 verbunden.
Anstatt zweier Hohlräder 17, 18 kann auch nur ein einziges Hohlrad vorgesehene sein, das den beiden Planetengetrieben 5, 7 zugeordnet ist.
Wie aus 1 ersichtlich ist, ist die gesamte Anordnung symmetrisch und sehr kompakt aufgebaut.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die beiden Planetengetriebe 5, 7 sowie die beiden elektrischen Maschinen 4, 6 in ein- und demselben Getriebegehäuse 8 untergebracht sind.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem der 1, wobei zusätzlich in dem Bereich zwischen den beiden Planetengetrieben 5, 7 ein Differentialgetriebe angeordnet ist. Die beiden Stege 15, 16 der Planetengetriebe 5, 7 sind mit einem Differentialkorb 19 verbunden. In dem Differentialkorb 19 sind Ausgleichskegelräder 20, 21 drehbar gelagert, die mit Antriebskegelrädern 22, 23 welche jeweils mit der zugeordneten Abtriebswelle 2 bzw. 3 verbunden sind, kämmen. Beim Ausführungsbeispiel der 3 treiben somit die beiden elektrischen Maschinen 4, 6 gemeinsam das Differentialgetriebe an. Ein Drehzahlausgleich zwischen der linken Seite und der rechten Seite erfolgt hier mechanisch über das Differentialgetriebe.
Im Unterschied dazu erfolgt bei den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 der Drehzahlausgleich durch eine entsprechende Ansteuerung bzw. Regelung der beiden elektrischen Maschinen 4, 6.
Bei allen drei gezeigten Ausführungsbeispielen können die elektrischen Maschinen 4, 6 und die Planetengetriebe 5, 7 bzw. das Differential durch einen gemeinsamen Kühlkreislauf gekühlt werden.

Claims

Achsgetriebe, mit – einer linken Abtriebswelle (2), und einer koaxial dazu angeordneten linken elektrischen Maschine (4) sowie einem koaxial dazu angeordneten linken Planetengetriebe (5), wobei ein Antriebselement (9) des linken Planetengetriebes (5) mit der linken elektrischen Maschine (4) drehgekoppelt ist, – einer rechten Abtriebswelle (3), und einer koaxial dazu angeordneten rechten elektrischen Maschine (6), sowie einem koaxial dazu angeordneten rechten Planetengetriebe (7), wobei ein Antriebselement (10) des rechten Planetengetriebes (7) mit der rechten elektrischen Maschine (6) drehgekoppelt ist, und – ein Element (17) des linken Planetengetriebes (5) mit einem entsprechenden Element (18) des rechten Planetengetriebes (7) gekoppelt ist.
Achsgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Planetengetriebe (5) zwischen den beiden elektrischen Maschinen (4, 6) angeordnet sind.
Achsgetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Antriebselementen (9, 10) um Sonnenräder der Planetengetriebe (5, 7) handelt.
Achsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Abtriebswellen (2, 3) mit einem Steg (15, 16) des zugeordneten Planetengetriebes (5, 7) verbunden ist.
Achsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Maschinen (4, 6) jeweils eine als Hohlwelle ausgebildete Läuferwelle aufweisen, durch die sich die zugeordnete Abtriebswelle (2, 3) erstreckt.
Achsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlrad (17) des linken Planetengetriebes (5) mit einem Hohlrad (18) des rechten Planetengetriebes (7) gekoppelt ist.
Achsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (17) des linken Planetengetriebes (5) mit dem Hohlrad (18) des rechten Planetengetriebes über ein die beiden Planetengetriebe (5, 7) umschließendes Gehäuse (8) gekoppelt ist.
Achsgetriebe (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden elektrischen Maschinen (4, 5) aufeinander gegenüberliegenden Seiten an das Gehäuse (8) angeflanscht sind.
Achsgetriebe (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) die beiden Planetengetriebe (5, 7) und die beiden elektrischen Maschinen (4, 6) umgibt.
Achsgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Element (17) des linken Planetengetriebes (5) und dem entsprechenden Element (18) des rechten Planetengetriebes (7) um ein und dasselbe Bauteil, insbesondere um ein Hohlrad handelt, das sowohl dem einen als auch dem anderen Planetengetriebe (5, 7) zugeordnet ist.
Achsgetriebe (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetengetriebe (5, 7) jeweils einen Steg (15, 16) aufweisen, der jeweils mit einem zwischen den beiden Planetengetrieben (5, 7) angeordneten Differentialkorb eines in diesem Bereich angeordneten Differentials verbunden ist, wobei die Abtriebswellen (2, 3) durch Abtriebswellen des Differentials gebildet sind.