DE102015105040A1

DE102015105040A1 - Elektromechanisches Antriebssystem

Info

Publication number: DE102015105040A1
Application number: DE102015105040.4A
Authority: DE
Inventors: Goro Tamai; Shawn H. Swales; Norman Schoenek
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2015-10-22
Also published as: US9453572B2; US20150300461A1; CN105041979B; CN105041979A

Abstract

Ein elektromechanisches Antriebssystem umfasst eine Hauptwelle, eine Mehrzahl von Kugellagern, die um die Hauptwelle herum angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Rollenlagern, die um die Hauptwelle herum angeordnet sind. Zumindest eines der Kugellager ist mit zumindest einem der Rollenlager entlang einer Achse senkrecht zu der Hauptwelle ausgerichtet. Die Kugel- und Rollenlager können andere Komponenten des elektromechanischen Antriebssystems lagern und können in einer eingebetteten oder gestaffelten Konfiguration angeordnet sein.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein elektromechanisches Antriebssystem.
HINTERGRUND
Elektromechanische Antriebssysteme können Teil eines Hybridantriebsstrangs sein und umfassen zumindest einen Elektromotor-Generator, der in der Lage ist, elektrische Energie in kinetische Energie umzuwandeln. Zusätzlich kann das elektromechanische Antriebssystem Leistung von einer Brennkraftmaschine aufnehmen. Die Brennkraftmaschine verbrennt Kraftstoff, um Drehmoment zu erzeugen.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist zweckmäßig, die mechanischen Verluste in einem elektromechanischen Antriebssystem zu minimieren und somit den Kraftstoffverbrauch des Hybridantriebsstrangs zu minimieren. Es ist auch zweckmäßig, den Raum, der durch das elektromechanische Antriebssystem eingenommen wird, zu minimieren. Dazu können die Lager in dem elektromechanischen Antriebssystem wie in der vorliegenden Offenbarung beschrieben angeordnet sein. In einer Ausführungsform umfasst das elektromechanische Antriebssystem ein feststehendes Element, ein Eingangselement, das sich entlang einer ersten Achse erstreckt, und eine zusammengesetzte Planetenradanordnung, die funktional mit dem Eingangselement gekoppelt ist. Drehmoment kann von dem Eingangselement auf die zusammengesetzte Planetenradanordnung übertragen werden. Das elektromechanische Antriebssystem umfasst darüber hinaus einen ersten und zweiten Elektromotor-Generator, die funktional mit der zusammengesetzten Planetenradanordnung gekoppelt sind. Drehmoment kann zwischen dem ersten Elektromotor-Generator und der zusammengesetzten Planetenradanordnung übertragen werden. Außerdem kann Drehmoment zwischen dem ersten Elektromotor-Generator und der zusammengesetzten Planetenradanordnung übertragen werden. Das elektromechanische Antriebssystem umfasst zusätzlich einen Übertragungszahnradsatz, der sich entlang einer zweiten Achse erstreckt. Der Übertragungszahnradsatz ist funktional zwischen den zweiten Motor-Generator und die zusammengesetzte Planetenradanordnung eingekoppelt. Dementsprechend kann Drehmoment zwischen dem zweiten Motor-Generator und der zusammengesetzten Planetenradanordnung durch den Übertragungszahnradsatz übertragen werden. Zusätzlich umfasst das elektromechanische Antriebssystem eine Mehrzahl von Lagern. Zum Beispiel umfasst das elektromechanische Antriebssystem zumindest ein Kugellager und zumindest ein Rollenlager. Das Kugellager lagert das Eingangselement und ist an dem feststehenden Element derart fixiert, dass das Kugellager relativ zu dem feststehenden Element festgehalten bleibt. Das Rollenlager lagert das Eingangselement. Zumindest zwei der Lager sind miteinander entlang einer dritten Achse ausgerichtet. Die dritte Achse ist senkrecht zu der ersten Achse. In einer anderen Ausführungsform sind zumindest zwei der Kugellager entlang einer Achse senkrecht zu dem Eingangselement, das eine Hauptwelle sein kann, ausgerichtet. In einem anderen Beispiel ist zumindest eines der Kugellager mit zumindest einen der Rollenlager entlang einer Achse senkrecht zu dem Eingangselement (z. B. Hauptwelle) ausgerichtet.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Schnittansicht von der Seite eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs, wobei der Hybridantriebstrang ein elektromechanisches Antriebssystem umfasst;
2 ist eine schematische Schnittansicht von der Seite eines Teils des elektromechanischen Antriebssystems;
3 ist eine schematische Schnittansicht von der Seite eines anderen Teils des in 2 gezeigten elektromechanischen Antriebssystems; und
4 ist eine schematische Schnittansicht von der Seite eines elektromechanischen Antriebssystems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen überall ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen identifiziert sind, veranschaulicht 1 schematisch einen Hybridantriebsstrang 12 eines Fahrzeugs 10. Mit anderen Worten umfasst das Fahrzeug 10 einen Hybridantriebsstrang 12, der in der Lage ist, das Fahrzeug 10 voranzutreiben. Der Hybridantriebsstrang 12 umfasst eine Brennkraftmaschine 14 und ein elektromechanisches Antriebssystem 16, das funktional mit der Brennkraftmaschine 14 gekoppelt ist. Dementsprechend kann die Brennkraftmaschine 14 Drehmoment auf das elektromechanische Antriebssystem 16 übertragen. Das elektromechanische Antriebssystem 16 umfasst eine Achsantriebseinheit 18 und ein elektrisch verstellbares Getriebe (EVT) 20, das funktional mit der Achsantriebseinheit 18 gekoppelt ist. Von daher kann die Achsantriebseinheit 18 Drehmoment von dem EVT 20 aufnehmen. Die Achsantriebseinheit 18 umfasst ein Differenzial 22, das wiederum ein Differenzialringrad 24 aufweist, das funktional mit dem EVT 20 gekoppelt ist. Infolgedessen kann das EVT 20 Drehmoment auf das Differenzialringrad 24 des Differenzials 22 übertragen.
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das EVT 20 ein Eingangselement 26, wie etwa eine Hauptwelle 27, die funktional mit der Brennkraftmaschine 14 gekoppelt ist. Folglich kann die Brennkraftmaschine 14 Drehmoment auf das Eingangselement 26 übertragen. Mit anderen Worten kann die Brennkraftmaschine 14 Drehmoment auf das EVT 20 über das Eingangselement 26 übertragen. Das Eingangselement 26 erstreckt sich entlang einer ersten Achse A. Das Eingangselement 26 kann eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen und kann bei Aufnahme eines Drehmoments von der Brennkraftmaschine 16 um die erste Achse A rotieren.
Das EVT 20 umfasst darüber hinaus ein feststehendes Element 28, das das Eingangselement 26 zumindest teilweise umgibt. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das feststehende Element 28 als ein Kasten 30 oder Gehäuse ausgestaltet sein. Ungeachtet seiner Ausgestaltung bleibt das feststehende Element 28 feststehend, während das Eingangselement 26 um die erste Achse A rotiert. Zu diesem Zweck kann das feststehende Element 28 an der Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs 10 befestigt sein. Dementsprechend bleibt das feststehende Element 28 (z. B. Kasten 30) relativ zu der Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs 10 festgehalten oder im Wesentlichen feststehend.
Das EVT 20 umfasst zusätzlich eine zusammengesetzte Planetenradanordnung 32, die funktional mit dem Eingangselement 26 gekoppelt ist. Dementsprechend kann Drehmoment von dem Eingangselement 26 auf die zusammengesetzte Planetenradanordnung 32 übertragen werden. Die zusammengesetzte Planetenradanordnung 32 umfasst einen ersten Planetenradsatz 34 und einen zweiten Planetenradsatz 36. Der erste Planetenradsatz 34 ist funktional mit dem Eingangselement 26 gekoppelt. Folglich kann Drehmoment von dem Eingangselement 26 auf den ersten Planetenradsatz 34 übertragen werden. Der zweite Planetenradsatz 36 ist funktional mit dem ersten Planetenradsatz 34 gekoppelt. Infolgedessen kann Drehmoment von dem ersten Planetenradsatz 34 auf den zweiten Planetenradsatz 36 übertragen werden.
Das elektromechanische Antriebssystem 16 umfasst darüber hinaus einen ersten Elektromotor-Generator 38, der funktional mit der zusammengesetzten Planetenradanordnung 32 gekoppelt ist. Dementsprechend kann Drehmoment zwischen dem ersten Elektromotor-Generator 38 und der zusammengesetzten Planetenradanordnung 32 übertragen werden. Genauer ist der erste Elektromotor-Generator 38 funktional mit dem zweiten Planetenradsatz 36 gekoppelt. Weil der erste Elektromotor-Generator 38 funktional mit dem zweiten Planetenradsatz 36 gekoppelt ist, kann Drehmoment von dem ersten Elektromotor-Generator 38 auf den zweiten Planetenradsatz 36 (oder eine andere Komponente des EVT 20) übertragen werden. Der erste Elektromotor-Generator 38 ist elektrisch mit einer Energiespeichereinrichtung, wie etwa einem Batteriepaket, verbunden und kann in einem Motorantriebsmodus und einem Stromerzeugungsmodus arbeiten. In dem Motorantriebsmodus kann der erste Elektromotor-Generator 38 elektrische Energie, die von der Energiespeichereinrichtung aufgenommen wird, in mechanische Energie (z. B. Drehmoment) umwandeln. Wenn er in dem Stromerzeugungsmodus arbeitet, kann dagegen der erste Elektromotor-Generator 38 mechanische Energie (z. B. Drehmoment) in elektrische Energie umwandeln. Die elektrische Energie, die von dem Elektromotor-Generator 38 erzeugt wird, kann dann auf die Energiespeichereinrichtung übertragen werden. Der erste Elektromotor-Generator 38 umfasst eine erste Rotorwelle 40, die sich entlang der ersten Achse A erstreckt. Das elektromechanische Antriebssystem 16 umfasst darüber hinaus ein Eingangsverlängerungselement 42 (2), das sich durch die erste Rotorwelle 40 entlang der ersten Achse A erstreckt. Das Eingangsverlängerungselement 42 (2) ist funktional mit dem Eingangselement 26 gekoppelt und kann daher um die erste Achse A gleichzeitig mit dem Eingangselement 26 rotieren. Mit anderen Worten kann das Eingangsverlängerungselement 42 bei Aufnahme des Drehmoments von dem Eingangselement 26 um die erste Achse A rotieren. Das Eingangselement 26 und das Eingangsverlängerungselement 42 (2) können gemeinsam als eine Eingangselementbaugruppe 44 bezeichnet werden.
Das EVT 20 umfasst auch einen Übertragungszahnradsatz 46, der in der Lage ist, Drehmoment von dem Eingangselement 26 durch die zusammengesetzte Planetenradanordnung 32 aufzunehmen. Genauer ist der Übertragungszahnradsatz 46 funktional mit dem zweiten Planetenradsatz 36 gekoppelt. Dementsprechend kann Drehmoment von dem zweiten Planetenradsatz 36 auf den Übertragungszahnradsatz 46 übertragen werden. In der gezeigten Ausführungsform ist der Übertragungszahnradsatz 46 ein koaxialer Übertragungszahnradsatz 46 und erstreckt sich entlang der zweiten Achse B. Die zweite Achse B ist relativ zu der ersten Achse A versetzt. Als ein nichteinschränkendes Beispiel ist die zweite Achse B parallel zu der ersten Achse A. In der gezeigten Ausführungsform ist die zweite Achse B von der ersten Achse entlang einer radialen Richtung R beabstandet.
Das elektromechanische Antriebssystem 16 umfasst drüber hinaus einen zweiten Elektromotor-Generator 48, der funktional mit dem Übertragungszahnradsatz 46 gekoppelt ist. Infolgedessen kann Drehmoment von dem zweiten Elektromotor-Generator 48 auf den Übertragungszahnradsatz 46 übertragen werden. Der Übertragungszahnradsatz 46 ist auch funktional mit dem ersten Planetenradsatz 34 gekoppelt. Dementsprechend kann Drehmoment von dem Übertragungszahnradsatz 46 auf den ersten Planetenradsatz 36 übertragen werden. Insbesondere kann Drehmoment von dem zweiten Elektromotor-Generator 48 durch den Übertragungszahnradsatz 46 auf den ersten Planetenradsatz 34 übertragen werden. Der zweite Elektromotor-Generator 48 umfasst eine zweite Rotorwelle 50, die funktional mit dem Übertragungszahnradsatz 46 gekoppelt ist. Infolgedessen kann Drehmoment von der zweiten Rotorwelle 50 auf den Übertragungszahnradsatz 46 übertragen werden. Der Übertragungszahnradsatz 46 ist auch funktional mit der Achsantriebseinheit 18 gekoppelt. Somit kann Drehmoment von dem Übertragungszahnradsatz 46 auf die Achsantriebseinheit 18 übertragen werden. Insbesondere ist der Übertragungszahnradsatz 46 funktional mit dem Differenzial 22 gekoppelt. In der gezeigten Ausführungsform ist der Übertragungszahnradsatz 46 funktional mit dem Differenzialringrad 24 des Differenzials 22 gekoppelt. Dementsprechend kann Drehmoment von dem Übertragungszahnradsatz 46 auf das Differenzial 22 über das Differenzialringrad 24 übertragen werden. Der zweite Elektromotor-Generator 48 ist funktional mit der zusammengesetzten Planetenradanordnung 32 durch den Übertragungszahnradsatz 46 gekoppelt. Mit anderen Worten ist der Übertragungszahnradsatz 46 funktional zwischen den zweiten Elektromotor-Generator 48 eingekoppelt. Infolgedessen kann Drehmoment zwischen dem zweiten Elektromotor-Generator 48 und der zusammengesetzten Planetenradanordnung 32 durch den Übertragungszahnradsatz 46 übertragen werden.
Das elektromechanische Antriebssystem 16 umfasst eine Mehrzahl von Lagern 19. Insbesondere umfasst das elektromechanische Antriebssystem 16 eine Mehrzahl von Kugellagern 11, wie etwa Rillenkugellager, und eine Mehrzahl von Rollenlagern 13, wie etwa Nadelrollenlager, wie es nachstehend ausführlich besprochen wird. Jedes Rollenlager 13 umfasst eine Mehrzahl von Rollen entlang seines Umfangs. Zumindest einige der Kugellager 11 sind um das Eingangselement 26 (z. B. Hauptwelle 27) herum angeordnet. Zumindest einige der Rollenlager 13 sind um das Eingangselement 26, (z. B. Hauptwelle 27) herum angeordnet. Wie es nachstehend ausführlich besprochen wird, sind zumindest zwei Lager 19 miteinander entlang einer Achse (siehe z. B. Achsen C, D und E in 2), die senkrecht (oder im Wesentlichen senkrecht) zu der ersten Achse A ist, ausgerichtet. Zum Beispiel kann zumindest eines der Kugellager 11 mit zumindest einem der Rollenlager 13 entlang einer Achse (siehe z. B. Achsen C, D, und E in 2), die senkrecht zu dem Eingangselement 26 (z. B. Hauptwelle 27) ist, ausgerichtet sein. Auch sind zumindest zwei Kugellager 11 miteinander entlang einer Achse (siehe z. B. Achsen C, D und E in 2) die senkrecht (oder im Wesentlichen senkrecht) zu der ersten Achse A und dem Eingangselement 26 (z. B. Hauptwelle 27) steht, ausgerichtet.
Unter Bezugnahme auf 2 definiert das Eingangselement 26 ein erstes Eingangsende 52 und ein zweites Eingangsende 54 entgegengesetzt zu dem ersten Eingangsende 52. Das erste Eingangsende 52 ist direkt mit der Brennkraftmaschine 14 (1) gekoppelt, und das zweite Eingangsende 54 ist direkt mit dem Eingangsverlängerungselement 42 gekoppelt. Das zweite Eingangsende 54 ist von dem ersten Eingangsende 54 entlang einer ersten axialen Richtung X1 beabstandet. Die erste axiale Richtung X1 ist senkrecht zu der radialen Richtung R. In der vorliegenden Offenbarung ist eine zweite axiale Richtung X2 als die Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung X1 definiert. Die erste Rotorwelle 40 ist zumindest teilweise über dem Eingangsverlängerungselement 42 und dem Eingangselement 26 angeordnet.
Wie es oben besprochen wurde, umfasst das EVT 20 den ersten und zweiten Planetenradsatz 34, 36. In der gezeigten Ausführungsform umfasst der erste Planetenradsatz 34 ein erstes Sonnenrad 74 und eine Mehrzahl von ersten Planetenrädern 76, die um das erste Sonnenrad 74 herum angeordnet sind. Das erste Sonnenrad 74 ist um das Eingangselement 26 herum angeordnet. Genauer ist das erste Sonnenrad 74 funktional mit dem Eingangselement 26 gekoppelt und dementsprechend kann Drehmoment von dem Eingangselement 26 auf das erste Sonnenrad 74 übertragen werden. Bei Aufnahme von Drehmoment von dem Eingangselement 26 rotiert das erste Sonnenrad 74 um die erste Achse A. Ferner kämmt das erste Sonnenrad 74 ständig mit den ersten Planetenrädern 76. Infolgedessen bewirkt eine Rotation des ersten Sonnenrads 74, dass die ersten Planetenräder 76 um das erste Sonnenrad 74 rotieren. Der erste Planetenradsatz 34 umfasst ferner einen ersten Träger 78, der alle ersten Planetenräder 76 miteinander koppelt. Zusätzlich zu dem ersten Träger 78 umfasst der erste Planetenradsatz 34 ein erstes innen verzahntes Hohlrad 80, das ständig mit den ersten Planetenrädern 76 kämmt. Folglich bewirkt die Rotation der ersten Planetenräder 76 um die erste Achse A, dass das erste innen verzahnte Hohlrad 80 um die erste Achse A rotiert. Der erste Planetenradsatz 34 umfasst darüber hinaus ein erstes außen verzahntes Hohlrad 84, das mit dem ersten innen verzahnten Hohlrad 80 verbunden ist. Dementsprechend bewirkt die Rotation des ersten innen verzahnten Hohlrads 80 um die erste Achse A, dass das erste außen verzahnte Hohlrad 84 um die erste Achse A rotiert. Das erste innen verzahnte Hohlrad 80 kann einstückig mit dem ersten außen verzahnten Hohlrad 84 gebildet sein, um eine einteilige Struktur zu bilden. Das erste außen verzahnte Hohlrad 84 ist funktional mit dem Übertragungszahnrad 46 gekoppelt, so dass Drehmoment zwischen dem Übertragungszahnradsatz 46 und dem ersten außen verzahnten Hohlrad 84 übertragen werden kann.
Der zweite Planetenradsatz 36 umfasst ein zweites Sonnenrad 86 und eine Mehrzahl von zweiten Planetenrädern 88, die um das zweite Sonnenrad 86 herum angeordnet sind. Das zweite Sonnenrad 86 ist um die erste Rotorwelle 40 herum angeordnet. Genauer ist das zweite Sonnenrad 86 funktional mit der ersten Rotorwelle 40 gekoppelt, und dementsprechend kann Drehmoment von der ersten Rotorwelle 40 auf das zweite Sonnenrad 86 übertragen werden. Bei Aufnahme von Drehmoment von der ersten Rotorwelle 40 rotiert das zweite Sonnenrad 86 um die erste Achse A. Ferner kämmt das zweite Sonnenrad 86 ständig mit den zweiten Planetenrädern 88. Infolgedessen bewirkt die Rotation des zweiten Sonnenrads 86 um die erste Achse A, dass die zweiten Planetenräder 88 um das zweite Sonnenrad 86 rotieren. Der zweite Planetenradsatz 36 umfasst ferner einen zweiten Träger 90, der alle zweite Planetenräder 88 miteinander koppelt. Zusätzlich zu dem zweiten Träger 90 umfasst der zweite Planetenradsatz 36 ein zweites innen verzahntes Hohlrad 92, das ständig mit den zweiten Planetenädern 88 kämmt. Folglich bewirkt die Rotation der zweiten Planetenräder 88 um die erste Achse A, dass das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 um die erste Achse A rotiert. Der zweite Planetenradsatz 36 umfasst ferner ein zweites außen verzahntes Hohlrad 96, das mit dem ersten innen verzahnten Hohlrad 92 verbunden ist. Dementsprechend bewirkt die Rotation des zweiten innen verzahnten Hohlrads 92 um die erste Achse A, dass das zweite außen verzahnte Hohlrad 96 um die erste Achse A rotiert. Das erste innen verzahnte Hohlrad 92 kann einstückig mit dem zweiten außen verzahnten Hohlrad 96 gebildet sein, um eine einteilige Struktur zu bilden. Das zweite außen verzahnte Hohlrad 96 ist funktional mit dem Übertragungszahnradsatz 46 gekoppelt, so dass Drehmoment zwischen dem Übertragungszahnradsatz 46 und dem zweiten außen verzahnten Hohlrad 96 übertragen werden kann.
Das EVT 20 umfasst eine erste feste, freie Lageranordnung 56 zum Abstützen axialer und radialer Lasten an dem Eingangselement 26. Wie es hierin verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck ”feste, freie Lageranordnung” auf eine Lagergruppe, die mit einer Komponente des EVT 20, wie dem Eingangselement 26, gekoppelt ist, um axiale und radiale Lasten, die auf diese Komponente (z. B. Eingangselement 26) wirken, abzustützen. Genauer bezieht sich der Ausdruck ”feste, freie Lageranordnung” auf eine Mehrzahl von Lagern, wobei eines oder mehrere Lager die axialen und radialen Lasten abstützt/abstützen, die auf eine Komponente (z. B. Eingangselement 26) wirken, und ein anderes Lager (oder Gruppe von Lagern) nur die radialen Lasten abstützt, die auf diese Komponente wirken. Mit anderen Worten, in einer festen, freien Lageranordnung ist zumindest ein Lager 19 (oder Gruppe von Lagern 19) entlang der radialen Richtung R sowie der ersten und zweiten axialen Richtung X1, X2 festgehalten oder im Wesentlichen feststehend, und zumindest ein weiteres Lager 19 (oder Gruppe von Lagern) ist entlang der radialen Richtung R festgehalten oder im Wesentlichen feststehend, ist aber frei, sich entlang der ersten und zweiten axialen Richtung X1, X2 zu bewegen. Eine feste, freie Lageranordnung, die nur zwei Lager umfasst, kann als ein festes, freies Lagerpaar bezeichnet werden. Die festen, freien Lageranordnungen in dem EVT 20 helfen, mechanische Verluste zu minimieren, indem die effektiven mittleren Lagerdurchmesser der Lager minimiert werden.
Die erste feste, freie Lageranordnung 56 umfasst ein erstes Kugellager 58, wie etwa ein Rillenkugellager, das das Eingangselement 26 lagert, und ein erstes Rollenlager 62, wie etwa ein Nadelrollenlager, das das Eingangselement 26 lagert. Das erste Kugellager 58 und das erste Rollenlager 62 sind Teil der Mehrzahl von Lagern 19 (1). In der gezeigten Ausführungsform umfasst jedes Kugellager 11, wie etwa das erste Kugellager 58, einen inneren Laufring 64, einen äußeren Laufring 66 und eine Mehrzahl von Kugeln 68. Der innere und äußere Laufring 64, 66 weisen einen im Wesentlichen ringförmige Gestalt auf und sind voneinander beabstandet, um eine Ringnut zu definieren, die derart ausgestaltet, geformt und bemessen ist, dass sie die Kugeln 68 aufnimmt. Das erste Kugellager 58 ist um das Eingangselement 26 herum angeordnet und ist daher koaxial relativ zu dem Eingangselement 26 eingerichtet. Das erste Kugellager 58 ist an dem feststehenden Element 28 (z. B. Kasten 30) entlang der radialen Richtung R und der axialen Richtung (z. B. die erste axiale Richtung X1, die zweite axiale Richtung X2 oder beide) fixiert. In der gezeigten Ausführungsform ist das erste Kugellager 58 an dem feststehenden Element 28 entlang der radialen Richtung R, der ersten axialen Richtung X1 und der zweiten axialen Richtung X2 fixiert. Somit bleibt das erste Kugellager 58 relativ zu dem feststehenden Element 28 entlang der radialen Richtung R, der ersten axialen Richtung X1 und der zweiten axialen Richtung X2 festgehalten oder im Wesentlichen feststehend. Ein Sprengring 70 kann mit dem feststehenden Element 28 gekoppelt sein, um das erste Kugellager 58 entlang der ersten axialen Richtung X1 zu fixieren. Ein Flansch 72 des feststehenden Elements 28 schlägt an dem ersten Kugellager 58 an, um das erste Kugellager 58 entlang der zweiten axialen Richtung X2 zu fixieren. Das erste Kugellager 58 liegt näher bei dem ersten Eingangselement 52 als das erste Rollenlager 62.
Wie es oben besprochen wurde, umfasst die erste feste, freie Lageranordnung 56 auch das erste Rollenlager 62, wie etwa ein Nadelrollenlager, das das erste Eingangselement 26 lagert. Jedes Rollenlager 13, wie etwa das erste Rollenlager 62, umfasst einen Ringkörper und eine Rolle, die entlang des Umfangs des Ringkörpers angeordnet ist. Genauer berührt das erste Rollenlager 62 das Eingangselement 26 und die erste Rotorwelle 40 und stützt nur radiale Lasten ab, die auf das Eingangselement 26 (oder irgendein anderes Element des EVT 20), das durch das erste Rollenlager 62 gelagert ist, wirken. Dementsprechend stützt das erste Rollenlager 62 keine axialen Lasten ab, die auf das Eingangselement 26 wirken. Dementsprechend ist das erste Rollenlager 62 axial frei. In der gezeigten Ausführungsform ist das erste Rollenlager 62 um das Eingangselement 26 herum angeordnet und ist koaxial relativ zu dem Eingangselement 26 eingerichtet. Genauer berührt das erste Rollenlager 62 das Eingangselement 26 und ist zwischen dem Eingangselement 26 und der ersten Rotorwelle 40 angeordnet. Das erste Rollenlager 62 liegt näher bei dem zweiten Eingangsende 54 als das erste Kugellager 58. Darüber hinaus ist das erste Rollenlager 62 von dem ersten Kugellager 58 entlang der ersten axialen Richtung X1 beabstandet. Ferner kann das erste Rollenlager 62 relativ zu dem feststehenden Element 28 entlang der radialen Richtung R festgehalten oder im Wesentlichen feststehend bleiben.
Wie es oben besprochen wurde, stützt die erste feste, freie Lageranordnung 56 axiale und radiale Lasten ab, die auf das Eingangselement 26 (oder irgendein Element des EVT 20, das durch die erste feste, freie Lageranordnung 56 gelagert ist) wirken. In der vorliegenden Offenbarung bezieht sich der Begriff ”axiale Last” auf Kräfte, die auf eine Komponente des EVT 20, wie etwa das Eingangselement 26, in der ersten axialen Richtung X1 oder der zweiten axialen Richtung X2 wirken. Der Begriff ”radiale Last” bezieht sich auf Kräfte, die auf eine Komponente des EVT 20, wie etwa das Eingangselement 26, in der radialen Richtung R wirken. Zusätzlich kann der Begriff ”radiale Last” Kräfte umfassen, die auf eine Komponente des EVT 20 (z. B. Eingangselement 26) entlang einer Richtung unter einem schrägen Winkel zu der ersten axialen Richtung X1 und der zweiten axialen Richtung X2 wirken.
Das EVT 20 umfasst eine zweite feste, freie Lageranordnung 82, die das erste innen verzahnte Hohlrad 80, das erste außen verzahnte Hohlrad 84, das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 und das zweite außen verzahnte Hohlrad 96 lagert. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die zweite feste, freie Lageranordnung 82 ein zweites Kugellager 94, das an dem feststehenden Element 28 entlang der ersten axialen Richtung X1 fixiert ist. Folglich bleibt das zweite Kugellager 94 relativ zu dem feststehenden Element 28 entlang der ersten axialen Richtung X1 festgehalten oder im Wesentlichen feststehend. Das zweite Kugellager 94 ist um das Eingangselement 26 herum angeordnet. Insbesondere kann eine Mittenabstützung 98 des feststehenden Elements 28 das zweite Kugellager 94 berühren, um zu verhindern, dass sich das zweite Kugellager 94 in der ersten axialen Richtung X1 bewegt. Jedoch begrenzt die Mittenabstützung 98 nicht die Bewegung des zweiten Kugellagers 94 in der zweiten axialen Richtung X2.
Die zweite feste, freie Lageranordnung 82 umfasst auch ein drittes Kugellager 102, das um das Eingangselement 26 herum angeordnet ist. Das EVT 20 umfasst eine Nabe 104, die das dritte Kugellager 102 abstützt. Die Nabe 104 ist vollständig innerhalb des feststehenden Elements 28 angeordnet und verbindet das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 und den ersten Träger 78. Weil das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 direkt mit dem zweiten außen verzahnten Hohlrad 96 verbunden ist, verbindet die Nabe 104 das zweite außen verzahnte Hohlrad 96 mit dem ersten Träger 78. Darüber hinaus ist die Nabe 104 koaxial relativ zu dem Eingangselement 26 eingerichtet und ist zwischen dem zweiten Rollenlager 106 und dem dritten Kugellager 102 angeordnet. Wenn das Eingangselement 26 einer Kraft in der ersten axialen Richtung X ausgesetzt ist, wird die Kraft von dem dritten Kugellager 102 auf das zweite Kugellager 94 über die Nabe 104 und das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 übertragen. Weil das zweite Kugellager 94 an dem feststehenden Element 28 entlang der ersten axialen Richtung X1 fixiert ist, ist das dritte Kugellager 102 an dem feststehenden Element 28 entlang der ersten axialen Richtung X1 über das zweite Kugellager 94 fixiert. Dementsprechend kann das dritte Kugellager 102 axiale Lasten abstützen, die auf das Eingangselement 26 (oder irgendein Element des EVT 20, das durch das dritte Kugellager 102 gelagert ist) in der ersten axialen Richtung X1 wirken. Mit anderen Worten ist das dritte Kugellager 102 funktional mit dem zweiten Kugellager 94 gekoppelt, so dass eine axiale Last auf das Eingangselement 26 in der ersten axialen Richtung X1 von dem dritten Kugellager 104 auf das zweite Kugellager 94 übertragen werden kann. Zusätzlich zu axialen Lasten kann das dritte Kugellager 102 radiale Lasten abstützen, die auf das zweite Eingangselement 26 (oder irgendein Element es EVT 20, das durch das dritte Kugellager 102 gelagert ist) wirken. Außerdem ist das dritte Kugellager 102 zwischen der Nabe 104 und einem Steg 112, der das erste innen verzahnte Hohlrad 80 abstützt, angeordnet. Das dritte Kugellager 102 ist daher funktional zwischen das erste innen verzahnte Hohlrad 80 und das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 eingekoppelt.
Die zweite feste, freie Lageranordnung 82 umfasst ferner ein viertes Kugellager 108, das an dem feststehenden Element 28 in der zweiten axialen Richtung X2 fixiert ist, so dass das vierte Lager 108 relativ zu dem feststehenden Element 28 entlang der zweiten axialen Richtung X2 festgehalten oder im Wesentlichen feststehend bleibt. Das vierte Kugellager 108 ist um das Eingangselement 26 herum angeordnet. Das feststehende Element 28 umfasst eine Abdeckung 110, die das vierte Kugellager 108 berührt und abstützt, um das vierte Kugellager 108 an dem feststehenden Element 28 in der zweiten axialen Richtung X2 und der radialen Richtung R zu fixieren. Die Abdeckung 100 kann einen Abdeckungsflansch 101 zum Abstützen des vierten Kugellagers 108 in der radialen Richtung R umfassen. Somit ist das vierte Kugellager 108 an dem feststehenden Element 28 entlang der zweiten axialen Richtung X und der radialen Richtung R fixiert, so dass das vierte Kugellager 108 relativ zu dem feststehenden Element 28 entlang der zweiten axialen Richtung X2 und der radialen Richtung R festgehalten oder im Wesentlichen feststehend bleibt. Das vierte Kugellager 108 ist um das Eingangselement 26 herum und benachbart zu dem ersten Träger 78 angeordnet. Das EVT 20 umfasst eine Ringabstützung 114, die das erste außen verzahnte Hohlrad 84 abstützt. Das vierte Kugellager 108 ist zwischen dem Abdeckungsflansch 101 und der Ringabstützung 114 angeordnet. Ferner ist das vierte Kugellager 108 näher bei dem ersten Eingangsende 52 als das zweite Kugellager 94 und das dritte Kugellager 102. Das dritte Kugellager 102 ist näher bei dem zweiten Eingangsende 54 als das zweite Kugellager 94 und das vierte Kugellager 108. Das dritte Kugellager 102 ist axial zwischen dem zweiten Kugellager 94 und dem vierten Kugellager 108 angeordnet. Darüber hinaus ist das dritte Kugellager 102 funktional zwischen den ersten und Planetenradsatz 34, 36 eingekoppelt.
Wenn das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 einer Kraft in der zweiten axialen Richtung X2 ausgesetzt ist, wird die Kraft von dem zweiten Kugellager 94 durch das zweite innen verzahnte Hohlrad 92, die Nabe 104, das dritte Kugellager 102, den Steg 112, das erste innen verzahnte Hohlrad 80, das erste außen verzahnte Hohlrad 84 und die Ringabstützung 114 auf das vierte Kugellager 108 übertragen. Weil das vierte Kugellager 108 an dem feststehenden Element 28 entlang der zweiten axialen Richtung X fixiert ist, bleibt das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 relativ zu dem feststehenden Element 28 entlang der zweiten axialen Richtung X festgehalten oder im Wesentlichen feststehend, wenn das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 einer Kraft in der zweiten axialen Richtung X2 ausgesetzt ist. Daher fixieren das zweite Kugellager 94, das dritte Kugellager 102 und das vierte Kugellager 108 das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 gemeinsam entlang der zweiten axialen Richtung X2. Ferner fixieren auch das zweite Kugellager 94, das dritte Kugellager 102 und das vierte Kugellager 108 gemeinsam das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 entlang der ersten axialen Richtung X1. Wenn das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 einer Kraft in der ersten axialen Richtung X1 ausgesetzt ist, wird speziell Kraft von dem vierten Kugellager 108 durch die Ringabstützung 114, das erste außen verzahnte Hohlrad 94, das erste innen verzahnte Hohlrad 80, den Steg 112, das dritte Kugellager 102, die Nabe 104 und das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 auf das zweite Kugellager 94 übertragen. Weil das zweite Kugellager 94 an dem feststehenden Element 28 in der ersten axialen Richtung X1 fixiert ist, bleibt das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 relativ zu dem feststehenden Element 28 entlang der ersten axialen Richtung X1 festgehalten oder im Wesentlichen feststehend, wenn das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 einer Kraft in der ersten axialen Richtung X1 ausgesetzt ist. Somit fixieren das zweite Kugellager 94, das dritte Kugellager 102 und das vierte Kugellager 108 das zweite innen verzahnte Hohlrad 92 gemeinsam entlang der ersten axialen Richtung X1.
Die zweite feste, freie Lageranordnung 82 umfasst auch das zweite Rollenlager 106, das nur radiale Lasten abstützt, die auf das Eingangselement 26 entlang der radialen Richtung R (oder irgendein anderes Element des EVT 20, das durch die zweite feste, freie Lageranordnung 82 gelagert ist) wirken. Das zweite Rollenlager 106 kann ein Nadelrollenlager sein und ist zwischen dem Eingangselement 26 und der Nabe 104 angeordnet. Darüber hinaus ist das zweite Rollenlager 106 koaxial relativ zu dem Eingangselement 26 eingerichtet und kann in direktem Kontakt mit dem Eingangselement 26 und der Nabe 104 stehen. Das zweite Rollenlager 106 ist um das Eingangselement 26 herum angerordnet und ist nicht an dem feststehenden Element 28 entlang der ersten und zweiten axialen Richtung X1, X2 fixiert. Vielmehr lagert das zweite Rollenlager 106 das Eingangselement 26 nur entlang der radialen Richtung R.
Das EVT 20 umfasst zusätzlich eine dritte feste, freie Lageranordnung 116 zum Lagern der ersten Rotorwelle 40. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die dritte feste, freie Lageranordnung 116 ein fünftes Kugellager 118, das an dem feststehenden Element 28 in der ersten axialen Richtung X1, der zweiten axialen Richtung X2 und der radialen Richtung R fixiert ist. Dementsprechend bleibt das fünfte Kugellager 118 relativ zu dem feststehenden Element 28 entlang der ersten axialen Richtung X1, der zweiten axialen Richtung X2 und der radialen Richtung X3 festgehalten oder im Wesentlichen feststehend. Als ein nicht einschränkendes Beispiel können Sprengringe 70 an dem feststehenden Element 28 befestigt sein, um das fünfte Kugellager entlang der ersten und zweiten axialen Richtung X1, X2, zu fixieren. Das feststehende Element 28 kann das fünfte Kugellager 118 direkt berühren, um das fünfte Kugellager 118 entlang der radialen Richtung R zu fixieren. Das fünfte Kugellager 118 kann koaxial relativ zu der ersten Rotorwelle 40 eingerichtet sein und kann in direktem Kontakt mit dem feststehenden Element 28 und der ersten Rotorwelle 40 stehen. Ferner ist das fünfte Kugellager 118 um die erste Rotorwelle 40 herum angeordnet und stützt axiale und radiale Lasten an der ersten Rotorwelle 40 ab.
Die dritte feste, freie Lageranordnung 116 umfasst ferner ein drittes Rollenlager 120 (z. B. Nadelrollenlager), das die erste Rotorwelle 40 lagert. Genauer ist das dritte Rollenlager 120 um die erste Rotorwelle 40 herum angeordnet und stützt nur radiale Lasten an der ersten Rotorwelle 40 ab. In der gezeigten Ausführungsform ist das dritte Rollenlager 120 von dem fünften Kugellager 118 entlang der zweiten axialen Richtung X beabstandet. Ferner kann das dritte Rollenlager 120 in direktem Kontakt mit der ersten Rotorwelle 40 und der Mittenabstützung 98 des feststehenden Elements 28 stehen. Folglich ist das dritte Rollenlager 120 an dem feststehenden Element 28 nur entlang der radialen Richtung R fixiert. Von daher bleibt das dritte Rollenlager 120 relativ zu dem feststehenden Element 28 nur entlang der radialen Richtung R festgehalten oder im Wesentlichen feststehend. Zusammengefasst helfen die erste, zweite und dritte feste, freie Lageranordnung 56, 82, 116 in dem EVT 20, mechanische Verluste zu minimieren, indem die effektiven mittleren Durchmesser der Lager 19 minimiert werden.
Zumindest einige der Lager 19 des oben beschriebenen EVT 20 (z. B. das erste Kugellager 58) sind in einer eingebetteten oder gestaffelten Konfiguration angeordnet, um die Länge des elektromechanischen Antriebssystems 16 zu minimieren. In der gezeigten Ausführungsform ist das erste Kugellager 58 im Wesentlichen mit dem vierten Kugellager 108 entlang einer dritten Achse C ausgerichtet, um die Länge des elektromechanischen Antriebssystems 16 zu minimieren. Die dritte Achse C ist senkrecht zu der ersten Achse A. Somit ist die dritte Achse C senkrecht zu dem Eingangselement 26 (z. B. Hauptwelle 27). Das dritte Kugellager 102 ist im Wesentlichen mit dem zweiten Rollenlager 106 entlang einer vierten Achse D ausgerichtet, um die Länge des elektromechanischen Antriebssystems 16 zu minimieren. Die vierte Achse D ist senkrecht zu der ersten Achse A. Somit ist die vierte Achse D senkrecht zu dem Eingangselement 26 (z. B. Hauptwelle 27). Das zweite Kugellager 94 ist im Wesentlichen mit dem dritten Rollenlager 120 entlang einer fünften Achse E ausgerichtet, um die Länge des elektromechanischen Antriebssystems 16 zu minimieren. Die fünfte Achse E ist senkrecht zu der ersten Achse A. Daher ist die fünfte Achse E senkrecht zu dem Eingangselement 26 (z. B. Hauptwelle 27).
Unter Bezugnahme auf 3 erstreckt sich der Übertragungszahnradsatz 46 entlang einer zweiten Achse D und ist funktional mit der zusammengesetzten Planetenradanordnung 32 (1) gekoppelt. Der Übertragungszahnradsatz 46 umfasst eine Übertragungswelle 122, die sich entlang der zweiten Achse B erstreckt. Die zweite Achse B ist versetzt von aber parallel zu der ersten Achse A. Die Übertragungswelle 122 kann um die zweite Achse B rotieren und definiert ein erstes Wellenende 123 und ein zweites Wellenende 125 entgegengesetzt zu dem ersten Wellenende 123. Zusätzlich zu der Übertragungswelle 122 umfasst der Übertragungszahnradsatz 46 ein erstes Übertragungszahnrad 124, ein zweites Übertragungszahnrad 126 und ein drittes Übertragungszahnrad 128, die voneinander entlang der zweiten Achse B beabstandet sind. Ein jedes von dem ersten Übertragungszahnrad 124, dem zweiten Übertragungszahnrad 126 und dem dritten Übertragungszahnrad 128 kann um die zweite Achse B rotieren und ist um die Übertragungswelle 122 herum angeordnet. Das erste Übertragungszahnrad 124 ist funktional mit dem zweiten Motor 48 gekoppelt. Genauer ist das erste Übertragungszahnrad 124 funktional mit dem zweiten Motor 48 gekoppelt, so dass eine Rotation der zweiten Rotorwelle 50 bewirkt, dass das erste Übertragungszahnrad 124 um die zweite Achse B rotiert. In der gezeigten Ausführungsform ist ein Motorzahnrad 130 an der zweiten Rotorwelle 50 angebracht. Folglich bewirkt eine Rotation der zweiten Rotorwelle 50, dass das Motorzahnrad 130 um eine sechste Achse F rotiert. Die zweite Rotorwelle 50 erstreckt sich entlang der sechsten Achse F. Die sechste Achse F ist parallel zu der zweiten Achse B und der ersten Achse A. Das Motorzahnrad 130 kämmt mit dem ersten Übertragungszahnrad 124. Dementsprechend bewirkt eine Rotation des Motorzahnrads 130 um die sechste Achse F, dass das erste Übertragungszahnrad 124 um die zweite Achse B rotiert. Das erste Übertragungszahnrad 124 wiederum kämmt mit dem ersten außen verzahnten Hohlrad 84, und folglich bewirkt die Rotation des ersten Übertragungszahnrades 124 um die zweite Achse B, dass das erste außen verzahnte Hohlrad 84 um die erste Achse A (2) rotiert. Das erste Übertragungszahnrad 124 ist nicht drehbar mit der Übertragungswelle 122 gekoppelt. Von daher kann die Übertragungswelle 122 unabhängig von dem ersten Übertragungszahnrad 124 rotieren.
Das dritte Übertragungszahnrad 128 ist funktional mit dem zweiten außen verzahnten Hohlrad 96 gekoppelt, so dass Drehmoment zwischen dem zweiten außen verzahnten Hohlrad 96 und dem Übertragungszahnrad 128 übertragen werden kann. Genauer kämmt das dritte Übertragungszahnrad 128 mit dem zweiten außen verzahnten Hohlrad 96. Infolgedessen bewirkt die Rotation des zweiten außen verzahnten Hohlrads 96 um die erste Achse A (2), dass das dritte Übertragungszahnrad 128 um die zweite Achse B rotiert. Ferner ist das dritte Übertragungszahnrad 128 drehbar mit der Übertragungswelle 122 gekoppelt. Deshalb bewirkt die Drehung des dritten Übertragungszahnrads 128 um die zweite Achse B, dass die Übertragungswelle 122 um die zweite Achse B rotiert. Darüber hinaus bewirkt die Rotation der Übertragungswelle 122 um die zweite Achse B, dass das zweite Übertragungszahnrad 126 um die zweite Achse B rotiert.
Das zweite Übertragungszahnrad 126 ist funktional mit dem Differenzial 22 (1) gekoppelt. Von daher kann Drehmoment von dem zweiten Übertragungszahnrad 126 auf das Differenzial 22 übertragen werden. Insbesondere kämmt das zweite Übertragungszahnrad 126 mit dem Differenzialringrad 24, wodurch zugelassen wird, dass Drehmoment von dem zweiten Übertragungszahnrad 12 auf das Differenzialringrad 24 übertragen wird.
Das elektromechanische Antriebssystem 16 umfasst ferner eine vierte feste, freie Lageranordnung 132 zum Lagern der Übertragungswelle 122. Die vierte feste, freie Lageranordnung 132 stützt axiale und radiale Lasten ab, die auf die Übertragungswelle 122 (oder irgendein anderes Element des EVT 20, das durch die vierte feste, freie Lageranordnung 132 gelagert ist) wirken, und hilft, mechanische Verluste in dem elektromechanischen Antriebssystem 16 zu minimieren. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die vierte feste, freie Lageranordnung 132 ein sechstes Kugellager 134, das um das dritte Übertragungszahnrad 128 und die Übertragungswelle 122 herum angerordnet ist. Das sechste Kugellager 134 liegt näher bei dem zweiten Wellenende 125 als bei dem ersten Wellenende 123. Die Mittenachse 98 des feststehenden Elements 28 berührt das sechste Kugellager 134, wodurch das sechste Kugellager 134 an dem feststehenden Element 28 entlang der ersten axialen Richtung X1, der zweiten axialen Richtung X2 und der radialen Richtung R fixiert ist. Dementsprechend bleibt das sechste Kugellager 134 relativ zu dem feststehenden Element 28 (z. B. Kasten) in der ersten axialen Richtung X1, der zweiten axialen Richtung X2 und der radialen Richtung R festgehalten oder im Wesentlichen feststehend.
Die vierte feste, freie Lageranordnung 132 umfasst ferner ein viertes Rollenlager 136, das um die Übertragungswelle 122 herum angeordnet ist. Das vierte Rollenlager 134 stützt radiale Lasten an der Übertragungswelle 122 ab und liegt näher bei dem ersten Wellenende 123 als bei dem zweiten Wellenende 125. Darüber hinaus lagert das vierte Rollenlager 134 die Übertragungswelle 122 nur entlang der radialen Richtung R. Dazu ist das vierte Rollenlager 134 an dem feststehenden Element 28 entlang der radialen Richtung R fixiert. Dementsprechend bleibt das vierte Rollenlager 134 relativ zu dem feststehenden Element 28 entlang der radialen Richtung R festgehalten oder im Wesentlichen feststehend. Somit stützt das vierte Rollenlager 134 nur radiale Lasten an der Übertragungswelle 122 ab.
Manche der Lager, die die Übertragungswelle 122 lagern, sind in einer eingebetteten oder gestaffelten Konfiguration angeordnet, um die Länge des elektromechanischen Antriebssystems 16 zu minimieren. Das EVT 20 umfasst ein siebtes Kugellager 138, das das vierte Rollenlager 136 entlang der radialen Richtung R überlappt. Das siebte Kugellager 138 lagert die Übertragungswelle 122 und ist um die Übertragungswelle 122 herum angeordnet. Insbesondere überlappt das siebte Kugellager 138 das vierte Rollenlager 136 entlang der radialen Richtung R, so dass eine siebte Achse X, die senkrecht zu der ersten und zweiten Achse A, B ist, das vierte Rollenlager 136 und das siebte Kugellager 138 schneidet. Das siebte Kugellager 138 ist mit dem vierten Kugellager 108 entlang der dritten Achse C ausgerichtet.
Das feststehende Element 28 (z. B. Kasten 30) umgibt die zusammengesetzte Planetenradanordnung 32, den ersten Elektromotor-Generator 38, den zweiten Elektromotor-Generator 48, den Übertragungszahnradsatz 46, die Mehrzahl von Kugellagern 11 (z. B. Rillenkugellager) und die Mehrzahl von Rollenlagern 13 (Nadelrollenlager) vollständig oder teilweise.
4 veranschaulicht schematisch ein elektromechanisches Antriebssystem 216 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der Aufbau und die Arbeitsweise des elektromechanischen Antriebssystems 216 ist im Wesentlichen ähnlich oder identisch wie bei dem elektromechanischen Antriebssystem 16, mit der Ausnahme der nachstehend beschriebenen Merkmale. In dieser Ausführungsform umfasst das elektromechanische Antriebssystem 216 nicht das Eingangsverlängerungselement 42 (2). Vielmehr erstreckt sich das Eingangselement 226 insgesamt durch die erste Rotorwelle 40 entlang der ersten Achse A. In der gezeigten Ausführungsform ist das Eingangselement 226 (z. B. Hauptwelle 27) eine einteilige Struktur und definiert ein erstes Eingangsende 252 und ein zweites Eingangsende 254 entgegengesetzt zu dem ersten Eingangsende 252. Das zweite Eingangsende 252 ist außerhalb des ersten Elektromotor-Generators 38 angeordnet.
Unter fortgesetzte Bezugnahme auf 4 umfasst das elektromechanische Antriebssystem 16 ferner ein fünftes Rollenlager 258 und ein achtes Kugellager 270, die das Eingangselement 226 lagern. Das fünfte Rollenlager 258 ersetzt das erste Kugellager 58 (2) und ist an der gleichen Stelle wie das erste Kugellager 58 angeordnet. Weil das erste Kugellager 58 durch das fünfte Rollenlager 258 ersetzt ist, weist das vierte Kugellager 108 des elektromechanischen Antriebssystems 216 einen kleineren mittleren Durchmesser als das vierte Kugellager des elektromechanischen Antriebssystems 16 auf. In dieser Ausführungsform ist das vierte Kugellager 108 im Wesentlichen mit dem fünften Rollenlager 258 entlang der dritten Achse C ausgerichtet. Das fünfte Rollenlager 258 kann nur radiale Lasten an dem Eingangselement 26 (z. B. Hauptwelle 27) abstützen und liegt näher bei dem ersten Eingangsende 252 als das achte Kugellager 270.
Das achte Kugellager 270 liegt näher bei dem zweiten Eingangsende 254 als das fünfte Rollenlager 258. Ferner ist das achte Kugellager 270 an dem feststehenden Element 28 entlang der ersten axialen Richtung X1, der zweiten axialen Richtung X2 und der radialen Richtung R fixiert. Dementsprechend bleibt das achte Kugellager 270 relativ zu dem feststehenden Element 28 entlang der ersten axialen Richtung X1, der zweiten axialen Richtung X2 und der radialen Richtung R festgehalten oder im Wesentlichen feststehend. Dazu kann das elektromechanische Antriebssystem 216 eine Mutter (engl.: ”sock nut”) 272 (oder irgendein anderes geeignetes Befestigungselement) umfassen, das das achte Kugellager 270 mit dem feststehenden Element 28 koppelt.
Obgleich die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims

Elektromechanisches Antriebssystem, umfassend: ein feststehendes Element; ein Eingangselement, das sich entlang einer ersten Achse erstreckt; eine zusammengesetzte Planetenradanordnung, die funktional mit dem Eingangselement gekoppelt ist, so dass Drehmoment von dem Eingangselement auf die zusammengesetzte Planetenradanordnung übertragen wird; einen ersten Elektromotor-Generator, der funktional mit der zusammengesetzten Planetenradanordnung gekoppelt ist, so dass Drehmoment zwischen dem ersten Elektromotor-Generator und der zusammengesetzten Planetenradanordnung übertragen wird; einen zweiten Elektromotor-Generator, der funktional mit der zusammengesetzten Planetenradanordnung gekoppelt ist, so dass Drehmoment zwischen dem ersten Elektromotor-Generator und der zusammengesetzten Planetenradanordnung übertragen wird; einen Übertragungszahnradsatz, der sich entlang einer zweiten Achse erstreckt, wobei der Übertragungszahnradsatz funktional zwischen den zweiten Motorgenerator und der zusammengesetzten Planetenradanordnung eingekoppelt ist, so dass Drehmoment zwischen dem zweiten Motorgenerator und der zusammengesetzten Planetenradanordnung durch den Übertragungszahnradsatz übertragen wird; eine Mehrzahl von Lagern, umfassend: ein Kugellager, das das Eingangselement lagert, wobei das Kugellager an dem feststehenden Element befestigt ist, so dass das Kugellager relativ zu dem feststehenden Element festgehalten bleibt; und ein Rollenlager, das das Eingangselement lagert; und wobei zumindest zwei der Mehrzahl von Lagern miteinander entlang einer dritten Achse ausgerichtet sind, und die dritte Achse senkrecht zu der ersten Achse steht.
Elektromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei das Kugellager ein erstes Kugellager ist, und das elektromechanische Antriebssystem ferner ein zweites, drittes und viertes Kugellager umfasst, die um das Eingangselement herum angeordnet sind, so dass das zweite, dritte und vierte Kugellager gemeinsam axiale und radiale Lasten an dem Eingangselement entlang einer ersten axialen Richtung, einer zweiten axialen Richtung entgegengesetzt zu der ersten axialen Richtung und einer radialen Richtung senkrecht zu der ersten und zweiten axialen Richtung abstützen.
Elektromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 2, wobei das Rollenlager ein erstes Rollenlager ist, und das elektromechanische Antriebssystem ferner ein zweites Rollenlager umfasst, das um das Eingangselement herum angeordnet ist, so dass das zweite Rollenlager radiale Lasten an dem Eingangselement abstützt.
Elektromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 3, wobei der erste Elektromotor-Generator eine Rotorwelle umfasst, die sich entlang der ersten Achse erstreckt, und das elektromechanische Antriebssystem ferner ein fünftes Kugellager umfasst, das um die Rotorwelle herum angeordnet ist, so dass das fünfte Kugellager axiale und radiale Lasten an der Rotorwelle abstützt.
Elektromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 4, wobei das fünfte Kugellager an dem feststehenden Element befestigt ist, so dass das fünfte Kugellager relativ zu dem feststehenden Element entlang der ersten axialen Richtung, der zweiten axialen Richtung und der radialen Richtung festgehalten bleibt.
Elektromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 5, das ferner ein drittes Rollenlager umfasst, das um die Rotorwelle herum angeordnet ist, so dass das dritte Rollenlager radiale Lasten an der Rotorwelle abstützt.
Elektromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 6, wobei das erste Kugellager mit dem vierten Kugellager entlang der dritten Achse ausgerichtet ist.
Elektromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 7, wobei das zweite Rollenlager mit dem dritten Kugellager entlang einer vierten Achse ausgerichtet ist, und die vierte Achse senkrecht zu der ersten Achse ist.
Elektromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 8, wobei das zweite Kugellager mit dem dritten Rollenlager entlang einer fünften Achse ausgerichtet ist, und die fünfte Achse senkrecht zu der ersten Achse ist.
Elektromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 9, wobei der Übertragungszahnradsatz eine Übertragungswelle umfasst, die sich entlang der zweiten Achse erstreckt, und das elektromechanische Antriebssystem ferner ein viertes Rollenlager umfasst, das um die Übertragungswelle herum angeordnet ist, so dass das vierte Rollenlager radiale Lasten an der Übertragungswelle abstützt.