DE102012112973A1

DE102012112973A1 - Kraftfahrzeug mit rein elektrischem Antrieb

Info

Publication number: DE102012112973A1
Application number: DE201210112973
Authority: DE
Inventors: Daniel Knoblauch; Johannes Lange
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2032-12-22
Also published as: DE102012112973B4

Abstract

Die Erfindung schlägt ein Kraftfahrzeug (2) mit rein elektrischem Antrieb vor. Das Fahrzeug weist eine erste Achse (3) auf, deren Räder (5, 6) durch eine einzige Elektromaschine (8) über ein erstes Getriebe (7) antreibbar sind. Ferner weist das Fahrzeug eine zweite Achse (4), deren Räder (9, 10) durch jeweils eine Elektromaschine (11, 12) über ein zweites Getriebe (16) antreibbar sind, auf. Die jeweilige Elektromaschine weist ein mit einer Rotorwelle (13) drehfest verbundenes erstes Zahnrad (14) auf, das mit einem zweiten Zahnrad (15) des Getriebes (7, 16) kämmt. Das zweite Zahnrad ist mit der jeweiligen Gelenkwelle (19, 20, 21, 22) Drehmoment übertragend verbunden. Wesentlich ist, dass die Getriebe dieselben Radsätze, die jeweils aus dem ersten und zweiten Radzahn (14, 15) gebildet sind, aufweisen, wobei die Verzahnungskorrektur der Zahnräder unterschiedlich ist. Hierdurch ist eine kostengünstige Herstellung der Antriebskomponenten des Fahrzeugs möglich.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit rein elektrischem Antrieb, weil das Fahrzeug eine erste Achse mit diesen zugeordneten Laufrädern, nachfolgend kurz als Räder bezeichnet, sowie eine zweite Achse mit diesen zugeordneten Laufrädern, nachfolgend gleichfalls kurz als Räder bezeichnet, aufweist. Die Räder des Kraftfahrzeuges sind mittels mehrerer Elektromaschinen und diesen zugeordneten Getrieben antreibbar.
Ein derartiges Kraftfahrzeug ist aus der US 7,441,623 B2 bekannt. Es ist als Arbeitsfahrzeug, insbesondere als Radlader, ausgebildet. Hierbei ist jedem Rad eine Elektromaschine zugeordnet, die über ein Getriebe mit dem Rad zusammenwirkt. Zudem sind Elektromaschinen des Radladers gekoppelt.
Ein Kraftfahrzeug mit zwei Achsen, wobei die Räder dieses Kraftfahrzeugs mittels einer einzigen Elektromaschine antreibbar sind, ist aus der US 6,427,797 B1 bekannt.
Ein weiteres, rein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug ist in der US 2010/0133023 A1 beschrieben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit rein elektrischem Antrieb so zu gestalten, dass die Herstellung der Antriebskomponente des Fahrzeugs besonders kostengünstig möglich ist.
Die Erfindung schlägt ein Kraftfahrzeug vor, das gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist.
Das Kraftfahrzeug, das rein elektrisch antreibbar ist, weist eine erste Achse auf, deren Räder durch eine einzige Elektromaschine über ein erstes Getriebe antreibbar sind. Ferner weist das Kraftfahrzeug eine zweite Achse auf, deren Räder durch jeweils eine Elektromaschine über ein zweites Getriebe antreibbar sind. Die jeweilige Elektromaschine weist ein mit einer Rotorwelle der jeweiligen Elektromaschine drehfest verbundenes erstes Zahnrad auf, das mit einem zweiten Zahnrad des Getriebes kämmt. Das zweite Zahnrad ist mit einer Gelenkwelle der jeweiligen Achse verbunden, somit drehmomentübertragend gekoppelt. Wesentlich ist hier, dass die Getriebe dieselben Radsätze, die jeweils aus dem ersten und zweiten Zahnrad gebildet sind, aufweisen, wobei allerdings die Verzahnungskorrektur der Zahnräder unterschiedlich ist. Alternativ ist zwischen Rotorwelle und Gelenkwelle eine Zwischenwelle vorgesehen, indem das zweite Zahnrad mit der Zwischenwelle verbunden und somit drehmomentübertragend gekoppelt ist und die Zwischenwelle ein drittes Zahnrad aufweist das mit einem vierten Zahnrad des Getriebes kämmt, wobei das vierte Zahnrad mit einer Gelenkwelle der jeweiligen Achse verbunden, somit drehmomentübertragend gekoppelt, ist. Wesentlich ist auch hier, dass die Getriebe dieselben Radsätze, die jeweils aus dem ersten, zweiten, dritten und vierten Zahnrad gebildet sind, aufweisen, wobei allerdings die Verzahnungskorrektur der Zahnräder unterschiedlich ist. Unter Verzahnungskorrektur sollen hier beispielsweise Balligkeit oder Kopfübernahme verstanden werden.
Somit werden dieselben Radsätze in den Getrieben – dem ersten Getriebe und dem zweiten Getriebe – verwendet. Hierbei werden sämtliche Schritte zur Herstellung der Zahnräder identisch ausgeführt, unabhängig davon, ob es sich um ein Zahnrad für das eine Getriebe oder für das andere Getriebe handelt. Lediglich beim Schleifen der Zahnräder, d. h. bei deren letzten Bearbeitungsschritt, sind Unterschiede vorgesehen, zur Erzielung einer unterschiedlichen Verzahnungskorrektur der Zahnräder.
Es ergibt sich hierdurch eine kostengünstige Herstellung der Antriebskomponenten des rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, indem, trotz unterschiedlicher Getriebegehäuse für die Getriebe der einen bzw. anderen Achse, praktisch identische Radsätze für beide Getriebe verwendet werden können.
In dem Kraftfahrzeug finden insbesondere Elektromaschinen Verwendung, die gleich, zumindest ähnlich, ausgebildet sind. Mittels der Elektromaschinen sind insbesondere identische, zumindest ähnliche Momente und Drehzahlen übertragbar.
Bei dem Kraftfahrzeug ist entweder die erste Achse eine Vorderachse und die zweite Achse eine Hinterachse des Fahrzeugs oder es ist die erste Achse eine Hinterachse und die zweite Achse eine Vorderachse des Fahrzeugs.
Das erste Getriebe weist insbesondere eine Stirnradstufe auf. Ein Gehäuse dieses Getriebes nimmt das erste und das zweite Zahnrad auf. Dieses Getriebe weist ein mit dem zweiten Zahnrad zusammenwirkendes Differential auf, das mit zwei Gelenkwellen verbunden ist, denen die Räder der einen Achse des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind.
Bei dem zweiten Getriebe handelt es sich insbesondere um ein Stirnradgetriebe mit zwei Radsätzen. Ein Gehäuse des Getriebes nimmt zwei erste und zwei zweite Zahnräder auf, wobei das jeweilige zweite Zahnrad mit einer Gelenkwelle der anderen Achse des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen. Dieser ist vorzugsweise ein Sportwagen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung des in der Zeichnung wiedergegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiels, ohne hierauf beschränkt zu sein.
Es zeigt:
1: In einer Prinzipdarstellung den Aufbau eines erfindungsgemäßen, rein elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeuges.
Figurenbeschreibung
Die 1 zeigt mit strichpunktierten Linien die Außenkontur 1 eines Kraftfahrzeuges 2, bei dem es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen handelt, der als Sportwagen ausgeführt ist. Dessen vordere Achse ist mit der Bezugsziffer 3, dessen hintere Achse mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet. Die Räder 5, 6 – linkes Vorderrad und rechtes Vorderrad – sind über ein gemeinsames Getriebe 7 mittels einer Elektromaschine 8 antreibbar. Diese kann im Motor- und Generatorbetrieb betrieben werden.
Die Räder 9, 10 – linkes Hinterrad und rechts Hinterrad – sind jeweils über eine Elektromaschine 11, 12 – linke Elektromaschine und rechte Elektromaschine – antreibbar. Auch diese können im Motor- und Generatorbetrieb betrieben werden.
Die jeweilige Elektromaschine 8 bzw. 11 bzw. 12 weist ein mit einer Rotorwelle 13 der jeweiligen Elektromaschine drehfest verbundenes Zahnrad 14 auf. Dieses kämmt mit einem Zahnrad 15 des jeweiligen Getriebes 7 bzw. 16. Hierbei ist das Getriebe 16 der hinteren Achse 4 zugeordnet und nimmt in dessen Getriebegehäuse 17 die beiden Radsätze auf, die den beiden Elektromaschinen 11 und 12 zugeordnet sind. Das Getriebe 7 hingegen nimmt nur den einen Radsatz, der der Elektromaschine 8 zugeordnet ist, auf.
Das der vorderen Achse 3 zugeordnete Zahnrad 15 ist über ein Differential 18 drehmomentübertragend mit zwei Gelenkwellen 19, 20 verbunden. Die Gelenkwelle 19 ist drehmomentübertragend mit dem Rad 5, die Gelenkwelle 20 ist drehmomentübertragend mit dem Rad 6 verbunden.
Betreffend die hintere Achse 4 ist das eine Zahnrad 15 über eine Gelenkwelle 21 drehmomentübertragend mit dem Rad 9 und das andere Zahnrad 15 über eine Gelenkwelle 22 drehmomentübertragend mit dem Rad 10 verbunden.
Die Getriebe 7 und 16 weisen dieselben Radsätze, die jeweils aus den miteinander kämmenden Zahnrädern 14 und 15 gebildet sind, auf. Hierbei ist allerdings die Verzahnungskorrektur der Zahnräder unterschiedlich aufgrund der unterschiedlichen Anordnung der drei Radsätze im Kraftfahrzeug, somit im Kraftfluss von der jeweiligen Elektromaschine zu dem diesem zugeordneten Rad bzw. zu dem dieser zugeordneten Räder.
In den beiden Getrieben 7 und 16 werden somit dieselben Radsätze verwendet. Dabei werden sämtliche Schritte zur Herstellung der Zahnräder 14, 15 identisch ausgeführt, unabhängig davon, ob es sich um ein Zahnrad für das eine Getriebe oder für das andere Getriebe handelt. Lediglich beim Schleifen der Zahnräder, d. h. bei deren letzten Bearbeitungsschritt sind Unterschiede vorgesehen, zur Erzielung einer unterschiedlichen Verzahnungskorrektur der Zahnräder. Es ergibt sich eine kostengünstige Herstellung der Antriebskomponenten des rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, in dem trotz unterschiedlicher Getriebegehäuse 23, 17 für die Getriebe 7, 16 der einen Achse 3 bzw. der anderen Achse 4 praktisch identische Radsätze für beide Getriebe verwendet werden können.
Die Zahnräder 14, 15 des Getriebes 7 bilden eine Stirnradstufe. Bei dem Getriebe 16 handelt es sich um ein Stirnradgetriebe mit den beiden beschriebenen Radsätzen.
Bezugszeichenliste

1: Kontur
2: Kraftfahrzeug
3: Achse
4: Achse
5: Rad
6: Rad
7: Getriebe
8: Elektromaschine
9: Rad
10: Rad
11: Elektromaschine
12: Elektromaschine
13: Rotorwelle
14: Zahnrad
15: Zahnrad
16: Getriebe
17: Getriebegehäuse
18: Differential
19: Gelenkwelle
20: Gelenkwelle
21: Gelenkwelle
22: Gelenkwelle
23: Getriebegehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7441623 B2 [0002]
US 6427797 B1 [0003]
US 2010/0133023 A1 [0004]

Claims

Kraftfahrzeug (2) mit rein elektrischem Antrieb, wobei das Fahrzeug (2) eine erste Achse (3), deren Räder (5, 6) durch eine einzige Elektromaschine (8) über ein erstes Getriebe (7) antreibbar sind, aufweist, sowie eine zweite Achse (4), deren Räder (9, 10) durch jeweils eine Elektromaschine (11, 12) über ein dieser zugeordnetes zweites Getriebe (16) antreibbar sind, aufweist, wobei die jeweilige Elektromaschine (8, 11, 12) ein mit einer Rotorwelle (13) der jeweiligen Elektromaschine (8, 11, 12) drehfest verbundenes erstes Zahnrad (14) aufweist, das mit einem zweiten Zahnrad (15) des Getriebes (7, 16) kämmt, wobei das zweite Zahnrad (15) entweder mit einer Gelenkwelle (19, 20, 21, 22) der jeweiligen Achse (3, 4) oder mit einer Zwischenwelle Drehmoment übertragend verbunden ist, wobei die Zwischenwelle ein drittes Zahnrad aufweist das mit einem vierten Zahnrad des Getriebes (7, 16) kämmt wobei das vierte Zahnrad mit einer Gelenkwelle (19, 20, 21, 22) der jeweiligen Achse (3, 4) Drehmoment übertragend verbunden ist, wobei ferner die Getriebe (7, 16) dieselben Radsätze, die jeweils entweder aus dem ersten Zahnrad (14) und dem zweiten Zahnrad (15) oder aus dem ersten Zahnrad (14) und dem zweiten Zahnrad (15) und dem dritten Zahnrad und dem vierten Zahnrad gebildet sind, aufweisen, wobei die Verzahnungskorrektur der Zahnräder unterschiedlich ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Elektromaschinen (8, 11, 12) gleich, zumindest ähnlich, ausgebildet sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei mittels der Elektromaschinen (8, 11, 12) identische, zumindest ähnliche Momente und Drehzahlen übertragbar sind.
Kraftfahrzeug in einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei entweder die erste Achse (3) eine Vorderachse und die zweite Achse (4) eine Hinterachse des Fahrzeugs (2) ist oder die erste Achse eine Hinterachse und die zweite Achse eine Vorderachse des Fahrzeugs ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Getriebe (7) eine Stirnradstufe (14, 15) aufweist, wobei ein Gehäuse (23) dieses Getriebes (7) das erste und das zweite Zahnrad (14, 15) aufnimmt, wobei dieses Getriebe (7) ein mit dem zweiten Zahnrad (15) bzw. dem vierten Zahnrad zusammenwirkendes Differential (18) aufweist, das mit zwei Gelenkwellen (19, 20) Drehmoment übertragend verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das zweite Getriebe (16) ein Stirnradgetriebe mit zwei Radsätzen ist, wobei ein Gehäuse (17) dieses Getriebes (16) zwei erste Zahnräder (14) und zwei zweite Zahnräder (15) aufnimmt, wobei das jeweilige zweite Zahnrad (15) mit einer Gelenkwelle (21, 22) Drehmoment übertragend verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei dieses ein Personenkraftwagen, insbesondere ein Sportwagen, ist.