DE102013216798B3 - Drive device with an electric drive machine, with a clutch and with a transmission - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Antriebsmaschine, mit einer Schaltkupplung und mit einem Getriebe, wobei die Antriebsmaschine eine Rotorwelle aufweist und das Getriebe mit einer koaxial zur Rotorwelle auf einer Zentralachse angeordneten Getriebewelle versehen ist und wobei wenigstens zwei Maschinenelemente des Getriebes relativ zueinander um die Zentralachse mittels Radiallagern rotierbar auf der Getriebewelle radial gelagert sind.The invention relates to a drive device with an electric drive machine, with a clutch and with a gear, the drive machine having a rotor shaft and the gear being provided with a gear shaft arranged coaxially to the rotor shaft on a central axis and with at least two machine elements of the gear relative to one another around the Central axis are rotatably mounted on the gear shaft by radial bearings.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Antriebsmaschine, mit einer Schaltkupplung und mit einem Getriebe, wobei die Antriebsmaschine eine Rotorwelle aufweist und das Getriebe mit einer koaxial zur Rotorwelle auf einer Zentralachse angeordneten Getriebewelle versehen ist und wobei wenigstens zwei Maschinenelemente des Getriebes relativ zueinander um die Zentralachse mittels Radiallagern rotierbar auf der Getriebewelle radial gelagert sind.The invention relates to a drive device with an electric drive machine, with a clutch and a transmission, wherein the drive machine has a rotor shaft and the transmission is provided with a coaxial with the rotor shaft on a central axis arranged gear shaft and wherein at least two machine elements of the transmission relative to each other around the Central axis by means of radial bearings are rotatably mounted on the transmission shaft radially.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

In DE 10 2011 007 266 A1 ist eine Antriebsvorrichtung beschrieben, welche mit einer elektrischen Antriebsmaschine, mit einer Schaltkupplung und mit einem Getriebe versehen ist. Die elektrische Antriebsmaschine weist eine Rotorwelle auf und das Getriebe ist mit einer koaxial zur Rotorwelle auf einer Zentralachse angeordneten Getriebewelle versehen. Wenigstens zwei Maschinenelemente des Getriebes sind relativ zur Getriebewelle und relativ zueinander um die Zentralachse rotierbar auf der Getriebewelle radial gelagert. Wenigstens eines der Maschinenelemente ist ein Element der Schaltkupplung. Die Rotorwelle ist mit zwei Kugellagern drehbar in einem Gehäuse des Elektromotors gelagert.In DE 10 2011 007 266 A1 a drive device is described, which is provided with an electric drive machine, with a clutch and with a transmission. The electric drive machine has a rotor shaft and the transmission is provided with a transmission shaft arranged coaxially with the rotor shaft on a central axis. At least two machine elements of the transmission are mounted radially relative to the transmission shaft and rotatable relative to each other about the central axis on the transmission shaft. At least one of the machine elements is an element of the clutch. The rotor shaft is rotatably mounted with two ball bearings in a housing of the electric motor.

Es gibt weitere Antriebsvorrichtungen mit elektrischen Antriebsmaschinen, in denen die Schaltkupplung eine Synchronkupplung ist. Die Elemente der Schaltkupplung und auch damit verbundenen Verzahnungsträger wie Kupplungskörper oder Zahnräder werden mittels Schrägkugellagern zentriert und gegeneinander vorgespannt. Das hat den Vorteil, dass die Anordnung sehr steif wird und genau arbeitet.There are other drive devices with electric drive machines, in which the clutch is a synchronizer clutch. The elements of the clutch and also associated gearing as coupling body or gears are centered by means of angular contact ball bearings and biased against each other. This has the advantage that the arrangement is very stiff and works exactly.

So zeigt z. B. DE 10 2011 078 774 A1 ein Verteilergetriebe, das in einer Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Antriebsmaschine verwendet werden kann. Das Getriebe ist mit ineinander geschachtelten Getriebewellen versehen, die als Planetenträger ausgeführt sind und auf denen weitere Maschinenelemente, z. B. Planetenträger und Hohlräder, relativ zueinander um die Zentralachse des Getriebes rotierbar radial gelagert sind. Ein in ein Gehäuse installiertes Kugellager ist ein Festlager einer Getriebewelle. Die Maschinenelemente sind mittels Axiallagern axial aneinander abgestützt und mit paarweise wirkenden Schrägkugellagern rotierbar gegeneinander vorgespannt.So z. B. DE 10 2011 078 774 A1 a transfer case that can be used in a drive device with an electric drive machine. The transmission is provided with nested transmission shafts, which are designed as planet carrier and on which further machine elements, eg. As planet carrier and ring gears are rotatably mounted radially relative to each other about the central axis of the transmission. A ball bearing installed in a housing is a fixed bearing of a gear shaft. The machine elements are axially supported by means of thrust bearings and rotatably biased against each other with pairwise acting angular contact ball bearings.

Anordnungen mit Schrägkugellagern sind auch aus Wandler-Automatikgetrieben bekannt. EP 1 186 803 A2 zeigt ein derartiges Automatikgetriebe. Die zentral angeordnete Getriebewelle ist an einem als Kugellager ausgebildeten Festlager in einem Gehäuse des Getriebes gelagert. Relativ zueinander rotierbare Maschinenelemente wie Zahnräder und Kupplungsteile sind radial und axial an einer Lagerstelle an der Getriebewelle abgestützt. Die Lagerstelle weist ein zweireihiges Schrägkugellager auf, dessen Kugelreihen axial gegeneinander vorgespannt sind.Arrangements with angular contact ball bearings are also known from converter automatic transmissions. EP 1 186 803 A2 shows such an automatic transmission. The centrally arranged transmission shaft is mounted on a ball bearing designed as a fixed bearing in a housing of the transmission. Relatively mutually rotatable machine elements such as gears and coupling parts are supported radially and axially at a bearing point on the transmission shaft. The bearing has a double-row angular contact ball bearings whose rows of balls are biased axially against each other.

Schrägkugellager sind in derartigen Anwendungen aber nur begrenzt einsetzbar, weil diese vergleichsweise geringe Tragzahlen aufweisen. Um hohe Tragzahlen aufnehmen zu können, müssen diese ausreichend groß dimensioniert sein. Große Schrägkugellager beanspruchen dementsprechend mehr Bauraum, der die Gesamtkonstruktion teurer macht oder der nicht zur Verfügung steht.However, angular contact ball bearings can only be used to a limited extent in such applications because they have comparatively low load capacities. In order to record high load ratings, they must be sufficiently large. Large angular contact ball bearings therefore require more space, which makes the overall construction more expensive or is not available.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung zu schaffen, die die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist.The object of the invention is to provide a drive device which does not have the aforementioned disadvantages.

Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.The object is solved according to the subject of claim 1.

Die Maschinenelemente sind axial aneinander abgestützt. Die Rotorwelle und die Getriebewelle sind gemeinsam an einer ersten Lagerstelle mittels wenigstens eines Festlagers in einem Gehäuse der Antriebsvorrichtung um die Zentralachse der Antriebsvorrichtung rotierbar gelagert und axial an dem Gehäuse abgestützt.The machine elements are axially supported against each other. The rotor shaft and the gear shaft are rotatably mounted together at a first bearing point by means of at least one fixed bearing in a housing of the drive device about the central axis of the drive device and axially supported on the housing.

Die Getriebewelle ist an einer zweiten Lagerstelle mittels wenigstens eines Loslagers radial in dem Gehäuse um die Zentralachse rotierbar gelagert und axial gegenüber dem Gehäuse frei. Die Maschinenelemente sind mittels des Loslagers axial zwischen dem Loslager und dem Gehäuse um die Zentralachse rotierbar eingespannt und gegeneinander mit Axiallagern abgestützt. Das Loslager ist axial an dem Gehäuse abgestützt. Das Loslager ist ein Schräglager, mit dem die Getriebewelle zwar radial an dem Gehäuse gelagert ist, dem gegenüber die Getriebewelle aufgrund eines Schiebesitzes in dem Innenring des Schräglagers aber frei axial beweglich ist. Die Getriebewelle ist deshalb trotz Schräglageranordnung an einer Lagerstelle axial frei. Die Lagerstellen, zwischen denen die Maschinenelemente eingespannt sind, sind auf beiden Seiten durch Axiallager gebildet. Das eine Axiallager ist in eine axiale Richtung axial an dem Schräglager und das andere Axiallager in eine entgegengesetzte axiale Richtung an dem Gehäuse abgestützt. Unter Gehäuse ist ein gemeinsames Gehäuse der Antriebsvorrichtung oder ein zusammengesetztes Gehäuse zu verstehen, das an der einen Seite ein Gehäuse des Elektromotors und an der anderen Seite ein Gehäuse des Getriebes ist.The gear shaft is rotatably supported at a second bearing point by means of at least one movable bearing radially in the housing about the central axis and axially relative to the housing free. The machine elements are clamped by means of the movable bearing axially between the floating bearing and the housing around the central axis rotatably and supported against each other with thrust bearings. The floating bearing is axially supported on the housing. The floating bearing is an angular contact bearing, with which the transmission shaft is indeed mounted radially on the housing, but against the transmission shaft due to a sliding seat in the inner ring of the angular bearing but is free to move axially. The gear shaft is therefore axially free despite angular contact bearing arrangement at a bearing point. The bearing points, between which the machine elements are clamped, are formed on both sides by thrust bearings. The one thrust bearing is supported axially in one axial direction on the angular contact bearing and the other thrust bearing in an opposite axial direction on the housing. Under housing is a common housing of the drive device or a composite housing to understand that on one side of a housing of the electric motor and on the other side is a housing of the transmission.

Wie schon im Kapitel ”Hintergrund der Erfindung” beschrieben wurde, weisen Schrägkugellager oder Kugellager relativ geringe Tragfähigkeiten auf. Radialkugellager werden dementsprechend groß dimensioniert und beanspruchen viel Bauraum und sind aufgrund ihrer Größe und des damit verbundenen Materialeinsatzes relativ teuer.As already described in the chapter "Background of the invention", angular contact ball bearings or ball bearings have relatively low load capacities. Radial ball bearings are dimensioned accordingly large and take up much space and are relatively expensive due to their size and the associated use of materials.

In der erfindungsgemäßen Lageranordnung sind die Maschinenelemente fest axial zwischen den Teilen des Gehäuses axial gelagert und radial auf der Getriebewelle und/oder Rotorwelle mittels Radiallagern gelagert. Die Radiallager sind axial frei und vorzugsweise Nadellager, die wenig radialen Bauraum beanspruchen und trotzdem hohe Tragzahlen aufweisen. Die Axiallager sind vorzugsweise Axialnadellager, die wenig axialen Bauraum beanspruchen aber hohe Tragfähigkeiten aufweisen. Die Getriebewelle ist aufgrund der Radiallager zumindest innerhalb erforderlicher Spiele und Ausgleichsbewegungen gegenüber den Maschinenelementen axial verschiebbar und an dem Loslager auch gegenüber dem Gehäuse axial frei. Dementgegen sind die Maschinenelemente aufgrund der axialen Einspannung kippsteif und axial spielfrei angeordnet. Radial sind die Maschinenelemente auf der Getriebewelle abgestützt. Die radialen Belastungen werden deshalb an der Festlagerstelle und an der Loslagerstelle der Getriebewelle von dem Gehäuse aufgenommen. Die Getriebewelle und damit auch das Festlager der Getriebewelle sind jedoch von den Wirkungen der auf die Maschinenelemente wirkenden axialen Belastungen frei. Das Festlager nimmt lediglich einen Anteil der auf die Getriebewelle wirkenden radialen Belastungen und weitere an der Getriebewelle wirkende Radiallasten auf. Das Festlager kann deshalb kostengünstig als Kugellager ausgeführt sein. Das Loslager der Getriebewelle, das das Schrägkugellager ist, nimmt sowohl die radialen Belastungen der Getriebewelle, also auch die Anteile der auf die Maschinenelemente wirkenden Radiallasten, auf. Darüber hinaus werden auch die in Richtung des Schräglagers gerichteten axialen Belastungen auf die Maschinenelemente von dem Schräglager aufgenommen. Das Schräglager ist also beides, ein Loslager für die Getriebewelle und ein Festlager für die Maschinenelemente. Unter Loslager sind die Lager zu verstehen, die eine Welle radial abstützen, axial jedoch nicht. Festlager sind die Lager einer Welle, mit denen die Welle radial und axial abgestützt ist.In the bearing assembly according to the invention, the machine elements are fixed axially mounted axially between the parts of the housing and mounted radially on the gear shaft and / or rotor shaft by means of radial bearings. The radial bearings are axially free and preferably needle bearings that require little radial space and still have high load ratings. The thrust bearings are preferably axial needle bearings that require little axial space but have high load capacities. The gear shaft is axially displaceable due to the radial bearing at least within required games and compensatory movements against the machine elements and axially free at the floating bearing and against the housing. In contrast, the machine elements are arranged tilt-rigid and axially free of play due to the axial clamping. Radially, the machine elements are supported on the gear shaft. The radial loads are therefore absorbed by the housing at the fixed bearing point and at the floating bearing point of the gear shaft. However, the gear shaft and thus also the fixed bearing of the gear shaft are free of the effects of acting on the machine elements axial loads. The fixed bearing only absorbs a portion of the radial loads acting on the gear shaft and further radial loads acting on the gear shaft. The fixed bearing can therefore be designed inexpensively as a ball bearing. The floating bearing of the gear shaft, which is the angular contact ball bearing, takes both the radial loads of the gear shaft, so also the shares of the forces acting on the machine elements radial loads on. In addition, the directed in the direction of the angular bearing axial loads on the machine elements are absorbed by the angular contact bearing. The angular contact bearing is thus both, a floating bearing for the gear shaft and a fixed bearing for the machine elements. Under floating bearing are to be understood the bearings that support a shaft radially, but not axially. Fixed bearings are the bearings of a shaft with which the shaft is supported radially and axially.

Das Schräglager weist vorzugsweise zumindest einen Außenring, einen Innenring und zwischen den Ringen angeordnete Wälzkörper auf. Es ist auch denkbar, dass anstelle eines Außenrings auch eine Außenlaufbahn für die Wälzköper direkt an dem Gehäuse ausgebildet ist. Das Schräglager ist mit dem Außenring gegenüber dem Gehäuse radial und axial abgestützt. Die Getriebewelle ist in dem Innenring des Schräglagers gegenüber dem Innenring und einem Außenring axialbeweglich und über den Innenring, die Wälzkörper und den Außenring radial an dem Gehäuse abgestützt. Das Schräglager ist beispielsweise ein Kegelrollenlager oder ist vorzugsweise ein Schrägkugellager.The angular bearing preferably has at least one outer ring, an inner ring and arranged between the rings rolling elements. It is also conceivable that, instead of an outer ring, an outer raceway for the Wälzköper is formed directly on the housing. The angular contact bearing is radially and axially supported with the outer ring relative to the housing. The gear shaft is axially movable in the inner ring of the oblique bearing relative to the inner ring and an outer ring and supported radially on the housing via the inner ring, the rolling elements and the outer ring. The angular contact bearing is, for example, a tapered roller bearing or is preferably an angular contact ball bearing.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Maschinenelemente axial zwischen dem Innenring des Schräglagers und dem Gehäuse eingespannt sind. Dabei liegt eines der Maschinenelemente entweder direkt axial an dem Innenring an, so dass dieses mit den Drehzahlen des Innenringes mit dreht, oder ein Maschinenelement ist über ein Axiallager, vorzugweise über ein Axialnadellager, an dem Innenring abgestützt.An embodiment of the invention provides that the machine elements are clamped axially between the inner ring of the angular contact bearing and the housing. In this case, one of the machine elements is either directly axially on the inner ring so that it rotates with the rotational speeds of the inner ring, or a machine element is supported via a thrust bearing, preferably via an axial needle bearing on the inner ring.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Maschinenelemente zwischen dem Innenring und einem Lagerring einer dritten Lagerstelle axial eingespannt sind. Die dritte Lagerstelle weist ein gegen das Gehäuse abgestütztes erstes Axiallager auf. Der Lagerring ist vorzugsweise eine Axialscheibe eines Axialnadellagers.An embodiment of the invention provides that the machine elements between the inner ring and a bearing ring of a third bearing point are clamped axially. The third bearing point has a bearing against the housing first thrust bearing. The bearing ring is preferably an axial disc of an axial needle bearing.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Maschinenelemente mittels Axiallagern, vorzugsweise mittels Axialnadellagern, gegeneinander abgestützt sind. Das/die Axiallager, mit dem/denen eines der Maschinenelemente gegen den Innenring des Loslagers abgestützt ist, sowie das Schräglager weisen die Zentralachse der Antriebsvorrichtung als gemeinsame Rotationsachse und Teilkreise auf, die untereinander gleich sind. Teilkreise sind gedachte Kreise, die die Rolllinien von Wälzkörpern des Schrägkugellagers oder des zweiten Axiallagers mittig schneidende gedachte Kreise sind. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass Axialkräfte nicht über ”Umwege” also Kröpfungen usw. geleitet werden sondern axial geradlinig und die Anordnung deshalb von daraus resultierenden Kippmomenten frei gehalten ist.A further embodiment of the invention provides that the machine elements by means of thrust bearings, preferably by means of axial needle bearings, are supported against each other. The / the thrust bearing, with / which one of the machine elements is supported against the inner ring of the movable bearing, and the angular contact bearing on the central axis of the drive device as a common axis of rotation and pitch circles, which are equal to each other. Subcircuits are imaginary circles that are the rolling lines of rolling elements of the angular contact ball bearing or the second thrust bearing, centered intersecting imaginary circles. The advantage of this arrangement is that that axial forces are not passed over "detours" so cranks, etc. but axially straight and the arrangement is therefore kept free of resulting tilting moments.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eines der Maschinenelemente ein Element einer Schaltkupplung ist und wenigstens ein zweites Maschinenelement der Maschinenelemente ein Zahnrad und/oder ein Planetenträger ist. Elemente der Schaltkupplungen sind beispielsweise verschiebbar auf der Getriebewelle angeordnete Kupplungsverzahnungen und Schaltmuffenträger, die rotationsfest mit der Getriebewelle verbunden und über eine Schaltmuffe der Schaltkupplung mit dem zweiten Maschinenelement reib/oder formschlüssig in Eingriff bringbar sind.A further embodiment of the invention provides that at least one of the machine elements is an element of a clutch and at least a second machine element of the machine elements is a gear and / or a planet carrier. Elements of the clutches are, for example, slidably mounted on the transmission shaft clutch teeth and shift sleeve carrier, which are rotationally fixedly connected to the transmission shaft and frictional engagement via a shift sleeve of the clutch with the second machine element or positively engageable.

Beschreibung der ZeichnungDescription of the drawing

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Schemas beschrieben. Das Schema zeigt längs in einem Halbschnitt entlang seiner Zentralachse ZA eine Antriebsvorrichtung 1 mit einer elektrischen Antriebsmaschine 2, mit einer Schaltkupplung K und mit einem Getriebe 3. Die elektrische Antriebsmaschine 2 weist einen Rotor R, einen Stator S und eine Rotorwelle RW auf. Das Getriebe 3 ist mit einer koaxial zur Rotorwelle RW auf der Zentralachse ZA angeordneten Getriebewelle GW versehen. Die Getriebewelle GW und die Rotorwelle RW sind drehstarr miteinander verbunden und gemeinsam um ZA rotierbar.The invention will be described below with reference to a schematic. The diagram shows longitudinally in a half section along its central axis ZA a drive device 1 with an electric drive machine 2 , with a clutch K and with a gearbox 3 , The electric drive machine 2 has a rotor R, a stator S and a rotor shaft RW. The gear 3 is provided with a gear shaft GW arranged coaxially with the rotor shaft RW on the central axis ZA. The gear shaft GW and the rotor shaft RW are rotationally rigidly connected to each other and rotatable together around ZA.

Das Getriebe 3 weist zwei Planetentriebe PT1 und PT2 auf. Ein erster Planetentrieb PT1 ist mit einem ersten Sonnenrad SOI, mit ersten Planeten PLI und mit einem ersten Hohlrad HOI versehen. Die ersten Planeten PLI, von denen nur einer bildlich dargestellt ist, sitzen mit radialem Abstand zur Zentralachse ZA rotierbar an einem ersten Planetenträger PTTI und stehen im Zahneingriff mit dem ersten Sonnenrad SOI sowie mit dem ersten Hohlrad HOI, wobei das erste Hohlrad HOI zum Gehäuse GEH fest ist. Das Gehäuse GEH ist ein- oder mehrteilig ausgeführt und nimmt die Baugruppen der Antriebsvorrichtung 1 auf.The gear 3 has two planetary gears PT1 and PT2. A first planetary gear PT1 is provided with a first sun gear SOI, with first planet PLI and with a first ring gear HOI. The first planet PLI, of which only one is shown, sit at a radial distance to the central axis ZA rotatably on a first planet carrier PTTI and are in meshing engagement with the first sun gear SOI and with the first ring gear HOI, wherein the first ring gear HOI to the housing GEH is fixed. The housing GEH is designed in one or more parts and takes the modules of the drive device 1 on.

Der zweite Planetentrieb PT2 ist mit einem zweiten Sonnenrad SOII, zweiten Planeten PLII und mit einem zweiten Hohlrad HOII versehen. Die zweiten Planeten PLII, von denen nur einer bildlich dargestellt ist, sitzen mit radialem Abstand zur Zentralachse ZA rotierbar an einem zweiten Planetenträger PTTII und stehen im Zahneingriff mit dem zweiten Sonnenrad SOII und dem zweiten Hohlrad HOII, wobei das zweite Hohlrad HOII zum Gehäuse GEH fest ist.The second planetary gear PT2 is provided with a second sun gear SOII, second planet PLII and a second ring gear HOII. The second planet PLII, of which only one is shown, sit at a radial distance to the central axis ZA rotatably on a second planet carrier PTTII and are in meshing engagement with the second sun gear SOII and the second ring gear HOII, the second ring gear HOII fixed to the housing GEH is.

Die Schaltkupplung K ist aus Kupplungsverzahnungen K1 und K2 sowie einer Schaltmuffe SM oder einem ähnlich gestalteten Element 9 der Schaltkupplung K gebildet. Die Schaltmuffe SM weist eine Kupplungsverzahnung K3 auf, die mit den Kupplungsverzahnungen K1 und K2 korrespondiert. Weiterhin ist die Schaltmuffe SM mit einer Verzahnung K4 versehen, die mit einer Kupplungsverzahnung K5 korrespondiert.The clutch K is made of clutch teeth K1 and K2 and a shift sleeve SM or a similar shaped element 9 the clutch K formed. The shift sleeve SM has a coupling toothing K3, which corresponds to the coupling teeth K1 and K2. Furthermore, the shift sleeve SM is provided with a toothing K4, which corresponds to a coupling tooth K5.

Das Maschinenelement 8 ist ein Kupplungskörper der Schaltkupplung K und ist drehfest mit der Getriebewelle GW aber axial verschiebbar auf dieser angeordnet. Die Kupplungsverzahnung K1 sitzt fest an dem zweiten Planetenträger PTTII oder ist mit diesem formschlüssig wirkverbunden. Die zweite Kupplungsverzahnung K2 ist an dem Kupplungskörper ausgebildet oder formschlüssig mit diesem verbunden.The machine element 8th is a coupling body of the clutch K and is non-rotatably arranged with the transmission shaft GW but axially displaceable on this. The coupling toothing K1 is firmly seated on the second planet carrier PTTII or is positively connected with this form-fitting. The second coupling toothing K2 is formed on the coupling body or positively connected thereto.

Der zweite Planetenträger PTTII und das Stirnrad SRI sind relativ zueinander und zur Getriebewelle GW um die Zentralachse ZA rotierbar radial auf der Getriebewelle GW gelagert. Die Getriebewelle GW ist gegenüber den Maschinenelementen 5, 6, 7, 8 des Getriebes 3, also gegenüber dem Stirnrad SR1, gegenüber der Kupplungsverzahnung K2, gegenüber dem ersten Planetenträger PTTI und gegenüber dem zweiten PTTII axial frei. Das Maschinenelement 5 ist das Stirnrad SR1. Das Maschinenelement 6 ist der Planetenträger PTT2. Das Maschinenelement 7 ist der Planetenträger PTT1 und das Maschinenelement 8 ist der schon erwähnte Kupplungskörper der Kupplung K.The second planet carrier PTTII and the spur gear SRI are rotatably mounted relative to each other and the transmission shaft GW about the central axis ZA radially on the transmission shaft GW. The gear shaft GW is opposite the machine elements 5 . 6 . 7 . 8th of the transmission 3 , ie with respect to the spur gear SR1, with respect to the coupling teeth K2, with respect to the first planet carrier PTTI and with respect to the second PTTII axially free. The machine element 5 is the spur gear SR1. The machine element 6 is the planet carrier PTT2. The machine element 7 is the planet carrier PTT1 and the machine element 8th is the already mentioned coupling body of the coupling K.

Die Rotorwelle RW sowie die Getriebewelle GW sind gemeinsam an einer ersten Lagerstelle (II) mittels wenigstens eines Festlagers 10 an einem Gehäuse GEH der Antriebsvorrichtung 1 um die Zentralachse ZA der Antriebsvorrichtung 1 rotierbar gelagert und axial an dem Gehäuse GEH in beide axiale Richtungen abgestützt. Das Festlager ist ein Kugellager. Das Gehäuse GEH kann in diesem Fall ein Lagerschild 11 der elektrischen Antriebsmaschine 2 sein. Die Getriebewelle GW ist an einer zweiten Lagerstelle I mittels wenigstens eines Loslagers 12 radial an dem Gehäuse GEH um die Zentralachse ZA rotierbar gelagert und axial gegenüber dem Gehäuse GEH frei beweglich.The rotor shaft RW and the transmission shaft GW are common to a first bearing point (II) by means of at least one fixed bearing 10 on a housing GEH of the drive device 1 about the central axis ZA of the drive device 1 rotatably mounted and axially supported on the housing GEH in both axial directions. The fixed bearing is a ball bearing. The housing GEH can in this case a bearing plate 11 the electric drive machine 2 be. The gear shaft GW is at a second bearing point I by means of at least one movable bearing 12 radially rotatably mounted on the housing GEH about the central axis ZA and freely movable axially relative to the housing GEH.

Das Loslager 12 ist ein Schräglager, das als Schrägkugellager ausgebildet ist und einen Außenring 13, als Kugeln 14 ausgebildete Wälzkörper und einen Innenring 15 aufweist. Schräglager sind in der Regel vorgespannt und damit axiale Festlager. Die Getriebewelle GW sitzt jedoch mit einem Schiebesitz axial beweglich in dem Innenring 15. Dementsprechend ist erfindungsgemäß das Schräglager für die Getriebewelle GW ein Loslager 12. Die Maschinenelemente 5, 6, 7, 8 sind axial zwischen dem Loslager 12 und dem Gehäuse GEH um die Zentralachse ZA rotierbar eingespannt. Das Loslager 12 ist über den Außenring 13 axial an dem Gehäuse GEH abgestützt. Die Maschinenelemente 5, 6, 7, 8 sind mittels Radiallagern 22, 23, 24 bzw. 25 auf der Getriebewelle GW gelagert. Die Radiallager 22, 23, 24 und 25 sind Nadellager und Loslager, so dass die Getriebewelle GW gegenüber den Maschinenelementen 5, 6, 7 und 8 axial verschiebbar ist.The floating bearing 12 is an angular contact bearing, which is designed as angular contact ball bearings and an outer ring 13 , as balls 14 trained rolling elements and an inner ring 15 having. Angular bearings are usually preloaded and thus axial fixed bearing. However, the transmission shaft GW sits axially movable with a sliding seat in the inner ring 15 , Accordingly, according to the invention, the angular contact bearing for the transmission shaft GW is a movable bearing 12 , The machine elements 5 . 6 . 7 . 8th are axially between the floating bearing 12 and the housing GEH rotatably clamped about the central axis ZA. The floating bearing 12 is over the outer ring 13 axially supported on the housing GEH. The machine elements 5 . 6 . 7 . 8th are by means of radial bearings 22 . 23 . 24 respectively. 25 stored on the gear shaft GW. The radial bearings 22 . 23 . 24 and 25 are needle roller bearings and floating bearings, so that the gear shaft GW opposite the machine elements 5 . 6 . 7 and 8th is axially displaceable.

Die Maschinenelemente 5, 6, 7, 8 sind axial zwischen dem Innenring 15 und einem Lagerring 16 eines Wälzlagers einer dritten Lagerstelle V axial eingespannt. Die dritte Lagerstelle V weist ein axial gegen das Gehäuse GEH abgestütztes Axiallager 17 auf und der Lagerring 16 ist eine Axialscheibe des Axiallagers 17.The machine elements 5 . 6 . 7 . 8th are axially between the inner ring 15 and a bearing ring 16 a rolling bearing of a third bearing V axially clamped. The third bearing V has a thrust bearing axially supported against the housing GEH 17 on and the bearing ring 16 is an axial disc of the thrust bearing 17 ,

Der erste Planetenträger PTTI ist mittels des Axiallagers 17 an dem Gehäuse GEH gelagert und in eine axiale Richtung an dem Gehäuse GEH abgestützt. Zwischen dem ersten Planetenträger PTT1 und dem zweiten Sonnenrad SOII besteht eine axial- und rotationsfeste Verbindung. In die andere axiale Richtung ist der erste Planetenträger PTTI über das Sonnenrad II und ein Axiallager 18 an dem zweiten Planetenträger PTT2 abgestützt und drehbar gelagert. Der zweite Planetenträger PTTII ist über ein Axiallager 19 axial an dem Element 8 der Schaltkupplung K abgestützt. Das Element 8 ist in die eine axiale Richtung mittels des Axiallagers 19 an dem zweiten Planetenträger PTTII und in die andere Richtung mit einem Axiallager 20 an dem Stirnrad SR1 drehbar abgestützt. Das Stirnrad SR1 ist axial zwischen dem Axiallager 20 und einem Axiallager 21 eingespannt. Das Axiallager 21 ist mit einer Axialscheibe axial an dem Innenring 15 axial abgestützt.The first planet carrier PTTI is by means of the thrust bearing 17 supported on the housing GEH and supported in an axial direction on the housing GEH. Between the first planet carrier PTT1 and the second sun gear SOII there is an axial and rotationally fixed connection. In the other axial direction of the first planet carrier PTTI via the sun gear II and a thrust bearing 18 supported on the second planet carrier PTT2 and rotatably supported. The second planet carrier PTTII is via a thrust bearing 19 axially on the element 8th the clutch K supported. The element 8th is in the one axial direction by means of the thrust bearing 19 on the second planet carrier PTTII and in the other direction with a thrust bearing 20 rotatably supported on the spur gear SR1. The spur gear SR1 is axially between the thrust bearing 20 and a thrust bearing 21 clamped. The thrust bearing 21 is axially with an axial disc on the inner ring 15 axially supported.

Die Axiallager 17, 18, 19, 20 und 21 sowie das Loslager 12 weisen die Zentralachse ZA als gemeinsame Rotationsachse auf. Die Axiallager 19, 20 und 21 sowie das Loslager 12 weisen untereinander im Durchmesser gleiche Teilkreise auf. Die Teilkreise sind in Radialebenen um die Zentralachse ZA gelegte Kreise mit dem Radius RT, welche die jeweilige Rolllinie 14a, 18a, 19a, 20a oder 21a bzw. 12a des jeweiligen Axiallagers 18, 19, 20 und 21 und des Schrägkugellagers mittig schneiden. Bezugszeichen 1 Antriebsvorrichtung GEH Gehäuse 2 Antriebsmaschine GW Getriebewelle 3 Getriebe HOI erstes Hohlrad 4 nicht belegt HOII zweites Hohlrad 5 Maschinenelement K Kupplung 6 Maschinenelement K1 Kupplungsverzahnung 7 Maschinenelement K2 Kupplungsverzahnung 8 Maschinenelement K3 Kupplungsverzahnung 9 Element der Schaltkupplung K4 Kupplungsverzahnung 10 Festlager K5 Kupplungsverzahnung 11 Lagerschild 12 Loslager KL Kugellager 12a Rolllinie N Neutralstellung 13 Außenring PLI erster Planet 14 Kugel PLII zweiter Planet 15 Innenring PTI erster Planetentrieb 16 Lagerring PLII zweiter Planet 17 Axiallager PTI erster Planetentrieb 18 Axiallager PTII zweiter Planetentrieb 18a Rolllinie PTII erster Planetenträger 20 Axiallager PTIII zweiter Planetenträger 20a Rollinie R Radius 21 Axiallager RW Rotorwelle 22 Radiallager S Stator 23 Radiallager SM Schaltmuffe 24 Radiallager ZA Zentralachse 25 Radiallager The thrust bearings 17 . 18 . 19 . 20 and 21 as well as the floating bearing 12 have the central axis ZA as a common axis of rotation. The thrust bearings 19 . 20 and 21 as well as the floating bearing 12 have the same pitch circle in diameter. The pitch circles are circles in radial planes about the central axis ZA with the radius RT, which is the respective rolling line 14a . 18a . 19a . 20a or 21a respectively. 12a of the respective thrust bearing 18 . 19 . 20 and 21 and center the angular contact ball bearing. reference numeral 1 driving device GEH casing 2 prime mover GW gear shaft 3 transmission HOI first ring gear 4 not used HOII second ring gear 5 machine element K clutch 6 machine element K1 coupling teeth 7 machine element K2 coupling teeth 8th machine element K3 coupling teeth 9 Element of the clutch K4 coupling teeth 10 fixed bearing K5 coupling teeth 11 end shield 12 movable bearing KL ball-bearing 12a roll Production line N neutral position 13 outer ring PLI first planet 14 Bullet PLII second planet 15 inner ring PTI first planetary drive 16 bearing ring PLII second planet 17 thrust PTI first planetary drive 18 thrust PTII second planetary drive 18a roll Production line PTII first planet carrier 20 thrust PTIII second planet carrier 20a Rollinie R radius 21 thrust RW rotor shaft 22 radial bearings S stator 23 radial bearings SM shift sleeve 24 radial bearings ZA central axis 25 radial bearings

Claims (10)

Antriebsvorrichtung (1) mit einer elektrischen Antriebsmaschine (2), mit einer Schaltkupplung (K) und mit einem Getriebe (3), wobei die Antriebsmaschine (2) eine Rotorwelle aufweist und das Getriebe mit einer koaxial zur Rotorwelle auf einer Zentralachse (ZA) angeordneten Getriebewelle (GW) versehen ist und wobei wenigstens zwei Maschinenelemente (5, 6, 7) des Getriebes (3) relativ zueinander um die Zentralachse (ZA) mittels Radiallagern (22, 23, 24, 25) rotierbar auf der Getriebewelle (GW) radial gelagert sind, wobei die Getriebewelle (GW) den Maschinenelementen (5, 6, 7) gegenüber axial beweglich ist, und wobei zumindest die Maschinenelemente (5, 6, 7) mittels wenigstens eines Axiallagers (17, 18, 20, 21) axial aneinander abgestützt sind und die Rotorwelle (RW) sowie die Getriebewelle (GW) gemeinsam an einer ersten Lagerstelle (II) mittels wenigstens eines Festlagers (10) an einem Gehäuse (GEH) der Antriebsvorrichtung (1) um die Zentralachse (ZA) der Antriebsvorrichtung (1) rotierbar gelagert sind, wobei die Getriebewelle (GW) an einer zweiten Lagerstelle (I) mittels wenigstens eines Loslagers (12) radial an dem Gehäuse (GEH) um die Zentralachse (ZA) rotierbar und gegenüber dem Gehäuse (GEH) axial beweglich gelagert ist, wobei die Maschinenelemente (5, 6, 7) mittels des Loslagers (12) einerseits und eines sich an dem Gehäuse (GEH) abstützenden Axiallagers (17) andererseits axial zwischen dem Loslager (12) und dem Gehäuse um die Zentralachse (ZA) rotierbar eingespannt abgestützt sind.Drive device ( 1 ) with an electric drive machine ( 2 ), with a clutch (K) and with a transmission ( 3 ), wherein the prime mover ( 2 ) has a rotor shaft and the gear is provided with a coaxial to the rotor shaft on a central axis (ZA) arranged gear shaft (GW) and wherein at least two machine elements ( 5 . 6 . 7 ) of the transmission ( 3 ) relative to each other about the central axis (ZA) by means of radial bearings ( 22 . 23 . 24 . 25 ) are rotatably mounted radially on the transmission shaft (GW), wherein the transmission shaft (GW) the machine elements ( 5 . 6 . 7 ) is axially movable, and wherein at least the machine elements ( 5 . 6 . 7 ) by means of at least one thrust bearing ( 17 . 18 . 20 . 21 ) are supported axially against each other and the rotor shaft (RW) and the transmission shaft (GW) together at a first bearing point (II) by means of at least one fixed bearing ( 10 ) on a housing (GEH) of the drive device ( 1 ) about the central axis (ZA) of the drive device ( 1 ) are rotatably mounted, wherein the transmission shaft (GW) at a second bearing point (I) by means of at least one movable bearing ( 12 ) is radially rotatable on the housing (GEH) about the central axis (ZA) and axially movable relative to the housing (GEH), wherein the machine elements ( 5 . 6 . 7 ) by means of the floating bearing ( 12 ) on the one hand and on the housing (GEH) supporting thrust bearing ( 17 ) on the other hand axially between the movable bearing ( 12 ) and the housing are supported rotatably clamped about the central axis (ZA). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, in der die Getriebewelle (GW) und die Rotorwelle (RW) fest miteinander verbunden sind.Drive device according to claim 1, in which the gear shaft (GW) and the rotor shaft (RW) are fixedly connected to each other. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, in der das Loslager (12) ein Schräglager zumindest mit einem Außenring (13), einem Innenring (15) und zwischen den Ringen (13, 15) angeordneten Wälzkörpern ist, wobei das Schräglager mit dem Außenring (13) gegenüber dem Gehäuse (GEH) radial und axial abgestützt ist und wobei die Getriebewelle (GW) in dem Innenring (15) des Schräglagers gegenüber dem Innenring (15) und einem Außenring (13) axialbeweglich sitzt.Drive device according to claim 2, in which the floating bearing ( 12 ) an angular contact bearing at least with an outer ring ( 13 ), an inner ring ( 15 ) and between the rings ( 13 . 15 ) arranged rolling elements, wherein the angular contact bearing with the outer ring ( 13 ) is radially and axially supported relative to the housing (GEH) and wherein the gear shaft (GW) in the inner ring ( 15 ) of the oblique bearing relative to the inner ring ( 15 ) and an outer ring ( 13 ) sits axially movable. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, in der die Maschinenelemente (5, 6, 7) axial zwischen dem Innenring (15) und dem Gehäuse (GEH) eingespannt sind, wobei der relativ zu dem Gehäuse (GEH) um die Zentralachse (ZA) rotierbare Innenring (15) über die Wälzkörper axial an dem Außenring (13) abgestützt ist und wobei wenigstens eines der Maschinenelemente (5) axial über ein Axiallager (21) an dem Innenring (15) abgestützt ist.Drive device according to claim 3, in which the machine elements ( 5 . 6 . 7 ) axially between the inner ring ( 15 ) and the housing (GEH) are clamped, wherein the relative to the housing (GEH) about the central axis (ZA) rotatable inner ring ( 15 ) via the rolling elements axially on the outer ring ( 13 ) and wherein at least one of the machine elements ( 5 ) axially via a thrust bearing ( 21 ) on the inner ring ( 15 ) is supported. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, in der die Maschinenelemente (5, 6, 7) zwischen dem Innenring (15) und einem Lagerring (16) einer dritten Lagerstelle (V) axial eingespannt sind.Drive device according to claim 4, in which the machine elements ( 5 . 6 . 7 ) between the inner ring ( 15 ) and a bearing ring ( 16 ) of a third bearing point (V) are axially clamped. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, in der die dritte Lagerstelle (V) ein gegen das Gehäuse (GEH) abgestütztes Axiallager (17) aufweist, wobei der Lagerring (16) eine Axialscheibe des Axiallagers (17) ist.Drive device according to claim 5, in which the third bearing point (V) has a thrust bearing (GEH) supported against the housing (GEH). 17 ), wherein the bearing ring ( 16 ) an axial disc of the thrust bearing ( 17 ). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, in der die Maschinenelemente (5, 6, 8) an wenigstens einer vierten Lagerstelle (III) über wenigstens ein weiteres Axiallager (19, 20) axial aneinander und um die Zentralachse (ZA) rotierbar abgestützt sind.Drive device according to Claim 1 or 3, in which the machine elements ( 5 . 6 . 8th ) at least one fourth bearing point (III) via at least one further thrust bearing (III) 19 . 20 ) are supported axially against each other and rotatably about the central axis (ZA). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, in der das weitere Axiallager (19, 20) und das Loslager (12) die Zentralachse (ZA) als gemeinsame Rotationsachse aufweisen, wobei das weitere Axiallager (19, 20) und das Schräglager untereinander im Radius R gleiche Teilkreise aufweisen, und wobei die Teilkreise die Rolllinien (19a, 20a) von Wälzkörpern des Schräglagers und des weiteren Axiallagers (19, 20) mittig schneidende gedachte Kreise sind.Drive device according to claim 7, in which the further thrust bearing ( 19 . 20 ) and the floating bearing ( 12 ) have the central axis (ZA) as a common axis of rotation, wherein the further axial bearing (ZA) 19 . 20 ) and the angular contact bearing with each other in radius R have the same pitch circles, and wherein the pitch circles the rolling lines ( 19a . 20a ) of rolling elements of the angular bearing and the further thrust bearing ( 19 . 20 ) are mid-cutting imaginary circles. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, in der wenigstens ein erstes Maschinenelement (8) der Maschinenelemente (5, 6, 8) ein Element der Schaltkupplung (K) ist und wenigstens ein zweites Maschinenelement (5, 6) der Maschinenelemente (5, 6, 8) ein Zahnrad und/oder ein Planetenträger ist. Drive device according to Claim 1, in which at least one first machine element ( 8th ) of the machine elements ( 5 . 6 . 8th ) is an element of the clutch (K) and at least one second machine element ( 5 . 6 ) of the machine elements ( 5 . 6 . 8th ) is a gear and / or a planet carrier. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, in der das Maschinenelement (8) der Schaltkupplung (K) rotationsfest mit der Getriebewelle (GW) verbunden und über eine Schaltmuffe (SM) der Schaltkupplung (K) mit wenigstens einem der Maschinenelemente (5, 6) reib- oder formschlüssig in Eingriff bringbar ist.Drive device according to Claim 9, in which the machine element ( 8th ) of the clutch (K) rotationally fixed to the transmission shaft (GW) and a shift sleeve (SM) of the clutch (K) with at least one of the machine elements ( 5 . 6 ) frictionally or positively engageable.
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