DE102016206479B4 - Verfahren zur Montage einer Antriebseinheit - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Montage einer Antriebseinheit für ein Fahrzeug, wobei die Antriebseinheit eine elektrische Maschine (1) und eine Getriebevorrichtung (2) aufweist, umfassend die nachfolgenden Verfahrensschritte:- Montage der Getriebevorrichtung (2) in einem Getriebegehäuse (3);- axiales Durchführen eines Montagedorns durch eine Aussparung (4) am Getriebegehäuse (3) sowie durch eine als Hohlwelle ausgebildete Ritzelwelle (5), die im Getriebegehäuse (3) drehbar gelagert ist;- Zentrieren einer zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildeten Rotorwelle (6) auf dem Montagedorn;- axiales Aufschieben eines Rotors (7) der elektrischen Maschine (1) auf die Rotorwelle (6);- axiales Einführen der Rotorwelle (6) in die Ritzelwelle (5), wobei eine Passverzahnung (8a) an der Rotorwelle (6) in eine Passverzahnung (8b) an der Ritzelwelle (5) eingreift;- axiales Aufschieben eines Stators (9) der elektrischen Maschine (1) auf den Rotor (7) der elektrischen Maschine (1) und Fixieren des Stators (9) am Getriebegehäuse (3);- Entfernen des Montagedorns und Verschließen der Aussparung (4) am Getriebegehäuse (3) mit einem Verschlussdeckel (10).
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer Antriebseinheit für ein Fahrzeug sowie eine Antriebseinheit, die nach dem Verfahren montierbar ist.
- In der Regel wird bei der Montage einer elektrischen Antriebseinheit das Getriebe an die elektrische Maschine gebaut. Dieses Vorgehen ist aus Gründen des Teileflusses aufwendig und zeitintensiv.
- Die
DE 10 2006 017 905 A1 beschreibt ein Verfahren zur Montage einer elektrischen Antriebseinheit und eine Getriebevorrichtung durch axiales Durchführen eines Montagedornsdurch eine Buchse sowie durch eine als Hohlwelle ausgebildete Ritzelwelle, Zentrieren einer zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildeten Rotorwelle auf den Montagedorn, axiales Einführen der Rotorwelle und Entfernen des Montagedorns. - Die
DE 102 15 997 A1 beschreibt einen Drehgeber und dabei, dass ein Gewindestift mit flacher Spitze zur Fixierung der Welle innerhalb der elektrischen Maschine eingesetzt wird. - Die
DE 43 41 354 A1 beschreibt einen Läufer für Kommutatormotoren, wobei eine Zentrierung einer Läuferwelle mit Hilfe eines Zentrierdorns beschrieben wird. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Montage einer Antriebseinheit sowie die Antriebseinheit selbst weiterzuentwickeln, wobei insbesondere der Teilefluss optimiert wird.
- Eine erfindungsgemäße Antriebseinheit für ein Fahrzeug umfasst eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor sowie eine in einem Getriebegehäuse angeordnete Getriebevorrichtung, wobei zwischen der elektrischen Maschine und der Getriebevorrichtung eine Getriebeeingangswelle zur Drehmomentübertagung angeordnet ist, wobei die Getriebeeingangswelle aus einer Rotorwelle und einer radial daran angeordneten Ritzelwelle gebildet ist, und wobei radial zwischen der Rotorwelle und der Ritzelwelle eine jeweilige Passverzahnung zur drehfesten Verbindung zwischen der Rotorwelle und der Ritzelwelle ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist sowohl an der Rotorwelle als auch an der Ritzelwelle eine jeweilige Passverzahnung ausgebildet, wobei die beiden Passverzahnungen im Wesentlichen komplementär zueinander ausgebildet sind, und dazu vorgesehen sind, eine drehfeste Verbindung zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl zwischen der Rotorwelle und der Ritzelwelle zu realisieren. Insbesondere dient die Getriebeeingangswelle als Schnittstelle zwischen der elektrischen Maschine und der Getriebevorrichtung.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage der zuvor genannten Antriebseinheit umfasst die nachfolgenden Verfahrensschritte: Montage der Getriebevorrichtung im Getriebegehäuse; axiales Durchführen eines Montagedorns durch eine Aussparung am Getriebegehäuse sowie durch die als Hohlwelle ausgebildete Ritzelwelle, die im Getriebegehäuse drehbar gelagert ist; Zentrieren der zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildeten Rotorwelle auf dem Montagedorn; axiales Aufschieben des Rotors der elektrischen Maschine auf die Rotorwelle; axiales Einführen der Rotorwelle in die Ritzelwelle, wobei eine Passverzahnung an der Rotorwelle in eine Passverzahnung an der Ritzelwelle eingreift; axiales Aufschieben des Stators der elektrischen Maschine auf den Rotor der elektrischen Maschine und Fixieren des Stators am Getriebegehäuse; Entfernen des Montagedorns und Verschließen der Aussparung am Getriebegehäuse mit einem Verschlussdeckel. Mithin wird zur Montage der Antriebseinheit im Wesentlichen nur der Montagedorn benötigt, der an der Schnittstelle zwischen der elektrischen Maschine und der Getriebevorrichtung zum Einsatz kommt. Unter zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildete Rotorwelle, ist zu verstehen, dass die Rotorwelle zumindest einen axial beschränkten Bereich aufweist, der als Hohlwelle ausgebildet ist. Mit anderen Worten weist die Rotorwelle an einer Stirnfläche eine zentral angeordnete, axial ausgebildete Aussparung auf, die dazu vorgesehen ist, den Montagedorn zumindest teilweise aufzunehmen. Insbesondere ist der Montagedorn zylindrisch ausgebildet und axial gefedert.
- Vorzugsweise ist der Stator in einem Gehäuseflansch aufgenommen, wobei der Gehäuseflansch eine Lagerstelle aufweist, die dazu vorgesehen ist, ein drittes Lagerelement zur Lagerung der Rotorwelle aufzunehmen. Bei der Montage der Antriebseinheit wird der Gehäuseflansch mit dem darin angeordneten Stator mit dem Getriebegehäuse verschraubt. Dabei dringt der Gehäuseflansch zumindest teilweise axial in einen dafür vorgesehenen Abschnitt des Getriebegehäuses ein. Der Stator ist radial um den Rotor ausgebildet. Ferner ist das dritte Lagerelement vorzugsweise als Loslager ausgebildet.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Ritzelwelle über mindestens ein erstes und zweites Lagerelement in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert, wobei das erste Lagerelement als Loslager ausgebildet ist, und wobei das zweite Lagerelement als Festlager ausgebildet ist. Das erste und zweite Lagerelement umfasst jeweils einen Außenring, der drehfest im Getriebegehäuse zur Anlage kommt, jeweils einen Innenring, der drehfest an der Ritzelwelle zur Anlage kommt, sowie eine jeweilige Wälzkörperreihe, die radial zwischen dem jeweiligen Außenring und dem jeweiligen Innenring angeordnet ist.
- Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Ritzelwelle an einer Außenumfangsfläche eine erste und eine zweite Laufbahn auf, wobei die jeweilige Laufbahn dazu vorgesehen ist, eine jeweilige Wälzkörperreihe eines jeweiligen Lagerelements aufzunehmen. Mit anderen Worten ersetzt die jeweilige Laufbahn an der Ritzelwelle einen jeweiligen Innenring eines jeweiligen Lagerelements. Insbesondere wird die jeweilige Laufbahn durch ein Schleifen der Ritzelwelle mittels einer profilierten Schleifscheibe ausgebildet. Vorzugsweise ist die Lageranordnung, bestehend aus den beiden Lagerelementen als angestellte Lagerung ausgebildet. Bei der Montage der Ritzelwelle wird die Ritzelwelle, bzw. ein Lagerring auf seinem Sitz so weit verschoben, bis die Lagerung das gewünschte Spiel oder die notwendige Vorspannung aufweist.
- Vorzugsweise ist axial zwischen dem Getriebegehäuse und einem Außenring eines Lagerelements ein Federelement zur Erzeugung einer elastischen Vorspannung angeordnet. Ferner ist es aber auch denkbar, dass das Federelement entfällt und die Außenringe mit einer starren Vorspannung verbaut werden. Insbesondere sind dazu, vorzugsweise in verschiedenen Höhenmaßen ausgeführte Abstimmscheiben vorgesehen.
- Bevorzugt ist das jeweilige Lagerelement als Schrägkugellager ausgebildet. Ferner ist es aber auch denkbar, dass das jeweilige Lagerelement als Kegelrollenlager ausgebildet ist.
- Des Weiteren bevorzugt weist das Getriebegehäuse eine Aussparung auf, wobei in der Aussparung ein Verschlussdeckel zum Verschließen der Aussparung angeordnet ist. Die Aussparung ist für die Durchführung des Montagedorns während der Montage der elektrischen Maschine vorgesehen. Insbesondere ist die Aussparung koaxial zur Ritzelwelle ausgebildet. Dadurch kann der Montagedorn bei der Montage axial durch die Ritzelwelle geführt werden, um die Rotorwelle zu zentrieren und axial in die Ritzelwelle einzuführen.
- Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Getriebevorrichtung eine erste und eine zweite Abtriebswelle aufweist, wobei die jeweilige Abtriebswelle dazu vorgesehen ist, mit einem jeweiligen Rad einer Fahrzeugachse verbunden zu werden. Dabei ist die jeweilige Abtriebswelle, und somit auch die Fahrzeugachse parallel zur Rotorwelle, und somit parallel zur Getriebeeingangswelle ausgebildet.
- Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der drei Figuren, in welcher gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind, näher dargestellt. Dabei zeigt
-
1 eine stark vereinfachte schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit, -
2 eine schematische Detailschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus und der Lagerung der Getriebeeingangswelle gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und -
3 eine schematische Detailschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus und der Lagerung der Getriebeeingangswelle gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. - Gemäß
1 weist eine erfindungsgemäße Antriebseinheit für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug eine elektrische Maschine1 mit einem Stator9 und einem Rotor7 sowie eine Getriebevorrichtung2 auf. Die Getriebevorrichtung2 ist in einem Getriebegehäuse3 angeordnet. Ferner ist auch die elektrische Maschine1 in einem dafür vorgesehenen Abschnitt des Getriebegehäuses3 angeordnet, wobei der Rotor7 und der Stator9 explosionsartig dargestellt sind. Insbesondere ist der Stator9 ferner in einem Gehäuseflansch12 aufgenommen, wobei der Gehäuseflansch12 eine Lagerstelle aufweist, die dazu vorgesehen ist, ein drittes Lagerelement13 zur Lagerung einer Rotorwelle6 aufzunehmen. Der Rotor7 ist drehfest an einer Außenumfangsfläche der Rotorwelle6 angeordnet und dazu vorgesehen, zusammen mit dem Stator9 eine Antriebsleistung zu erzeugen, die über die Rotorwelle6 in die Getriebevorrichtung2 eingespeist wird, um auf zwei Abtriebswellen17a ,17b der Getriebevorrichtung2 aufgeteilt zu werden. Die beiden Abtriebswellen17a ,17b sind parallel zur Rotorwelle6 ausgebildet. Ferner ist die jeweilige Abtriebswelle17a ,17b mit einem jeweiligen - hier nicht dargestellten - Rad einer Fahrzeugachse verbunden. Mithin ist die erfindungsgemäße Antriebseinheit für einen elektrischen Achsantrieb des Kraftfahrzeugs vorgesehen. - Ferner ist im Getriebegehäuse
3 eine als Hohlwelle ausgebildete Ritzelwelle5 drehbar gelagert. Die Rotorwelle6 bildet zusammen mit der radial daran angeordneten Ritzelwelle5 eine Getriebeeingangswelle11 aus. Die Getriebeeingangswelle11 ist zur Drehmomentübertagung zwischen der elektrischen Maschine1 und der Getriebevorrichtung2 vorgesehen und dient somit als Schnittstelle zwischen der elektrischen Maschine1 und der Getriebevorrichtung2 . -
2 zeigt eine Detaildarstellung von1 . Nach2 ist radial zwischen der Rotorwelle6 und der Ritzelwelle5 eine jeweilige Passverzahnung8a ,8b zur drehfesten Verbindung zwischen der Rotorwelle6 und der Ritzelwelle5 ausgebildet. Die Ritzelwelle5 ist über ein erstes und zweites Lagerelement13a ,13b in dem Getriebegehäuse3 drehbar gelagert, wobei das erste Lagerelement13a als Festlager ausgebildet ist, und wobei das zweite Lagerelement13b als Loslager ausgebildet ist. Das erste und zweite Lagerelement13a ,13b umfasst jeweils einen Außenring15a, 15b, der drehfest im Getriebegehäuse3 angeordnet ist, jeweils einen Innenring18a ,18b , der drehfest an der Ritzelwelle5 angeordnet ist, sowie eine jeweilige Wälzkörperreihe19a ,19b , die radial zwischen dem jeweiligen Außenring15a ,15b und dem jeweiligen Innenring18a ,18b angeordnet ist und von einem jeweiligen Käfig20a ,20b geführt wird. Insbesondere ist das jeweilige Lagerelement13a ,13b als Schrägkugellager ausgebildet. Axial zwischen dem Getriebegehäuse3 und einem Außenring15b des Lagerelements13b ist ein Federelement16 zur Erzeugung einer elastischen Vorspannung angeordnet. Insbesondere ist das Federelement16 als Tellerfeder ausgebildet. -
3 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinheit. Diese unterscheidet sich von der in2 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass die Ritzelwelle5 an einer Außenumfangsfläche eine erste und eine zweite Laufbahn14a ,14b aufweist, wobei die jeweilige Laufbahn14a ,14b dazu vorgesehen ist, eine jeweilige Wälzkörperreihe19a' ,19b' eines jeweiligen Lagerelements13a' ,13b' aufzunehmen. Mithin entfällt gemäß der Ausführungsform nach3 der jeweilige Innenring18a ,18b , der in2 dargestellt ist. Somit ist die jeweilige Wälzkörperreihe19a' ,19b' radial zwischen der Ritzelwelle5 und einem jeweiligen Außenring15a' ,15b' angeordnet. Das jeweilige Lagerelement13a' ,13b' ist als Schrägkugellager ausgebildet. Axial zwischen dem Getriebegehäuse3 und dem Außenring15b' des Lagerelements13b' ist ein Federelement16 zur Erzeugung einer elastischen Vorspannung angeordnet. - Gemäß den beiden
2 und3 weist das Getriebegehäuse3 eine Aussparung4 auf, wobei in der Aussparung4 ein Verschlussdeckel10 zum Verschließen der Aussparung4 angeordnet ist. Die Aussparung4 ist koaxial zur Ritzelwelle5 ausgebildet und wird zur Montage der Antriebseinheit verwendet. - Das Verfahren zur Montage der Antriebseinheit umfasst im Wesentlichen sieben Montageschritte. In einem ersten Montageschritt erfolgt die Montage der Getriebevorrichtung
2 im Getriebegehäuse3 . Daraus erwächst insbesondere der Vorteil, dass die Getriebevorrichtung2 vor dem Einbau der elektrischen Maschine1 getestet werden kann. Danach wird ein - hier nicht dargestellter - Montagedorn durch die Aussparung4 am Getriebegehäuse3 sowie durch die als Hohlwelle ausgebildete Ritzelwelle5 durchgeführt. In einem dritten Montageschritt erfolgt das Zentrieren der zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildeten Rotorwelle6 auf den zylindrischen Montagedorn. Dabei dringt der Montagedorn zumindest teilweise in die Rotorwelle6 ein. In einem vierten Schritt wird der Rotor7 axial auf die Rotorwelle6 aufgeschoben. Alternativ kann der Rotor7 schon auf der Rotorwelle6 angeordnet sein, sodass ein axiales Aufschieben des Rotors7 auf die Rotorwelle6 während der Montage entfällt. Danach wird die Rotorwelle6 axial in die Ritzelwelle5 eingeführt, wobei die Passverzahnung8a an der Rotorwelle6 in die Passverzahnung8b an der Ritzelwelle5 eingreift. In einem sechsten Montageschritt erfolgt das axiale Aufschieben des Stators9 der elektrischen Maschine1 auf den Rotor7 der elektrischen Maschine1 . Der Stator9 wird am Getriebegehäuse3 fixiert, wobei insbesondere der Gehäuseflansch12 , indem der Stator9 aufgenommen ist, mit dem Getriebegehäuse2 verschraubt wird. Abschließend wir der Montagedorn entfernt und die Aussparung4 am Getriebegehäuse3 mit dem Verschlussdeckel10 verschlossen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- elektrische Maschine
- 2
- Getriebevorrichtung
- 3
- Getriebegehäuse
- 4
- Aussparung
- 5
- Ritzelwelle
- 6
- Rotorwelle
- 7
- Rotor
- 8a, 8b
- Passverzahnung
- 9
- Stator
- 10
- Verschlussdeckel
- 11
- Getriebeeingangswelle
- 12
- Gehäuseflansch
- 13a-13c
- Lagerelement
- 13a', 13b'
- Lagerelement
- 14a, 14b
- Laufbahn
- 15a, 15b
- Außenring
- 15a', 15b'
- Außenring
- 16
- Federelement
- 17a, 17b
- Abtriebswelle
- 18a, 18b
- Innenring
- 19a, 19b
- Wälzkörperreihe
- 19a', 19b'
- Wälzkörperreihe
- 20a, 20b
- Käfig
Claims (10)
- Verfahren zur Montage einer Antriebseinheit für ein Fahrzeug, wobei die Antriebseinheit eine elektrische Maschine (1) und eine Getriebevorrichtung (2) aufweist, umfassend die nachfolgenden Verfahrensschritte: - Montage der Getriebevorrichtung (2) in einem Getriebegehäuse (3); - axiales Durchführen eines Montagedorns durch eine Aussparung (4) am Getriebegehäuse (3) sowie durch eine als Hohlwelle ausgebildete Ritzelwelle (5), die im Getriebegehäuse (3) drehbar gelagert ist; - Zentrieren einer zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildeten Rotorwelle (6) auf dem Montagedorn; - axiales Aufschieben eines Rotors (7) der elektrischen Maschine (1) auf die Rotorwelle (6); - axiales Einführen der Rotorwelle (6) in die Ritzelwelle (5), wobei eine Passverzahnung (8a) an der Rotorwelle (6) in eine Passverzahnung (8b) an der Ritzelwelle (5) eingreift; - axiales Aufschieben eines Stators (9) der elektrischen Maschine (1) auf den Rotor (7) der elektrischen Maschine (1) und Fixieren des Stators (9) am Getriebegehäuse (3); - Entfernen des Montagedorns und Verschließen der Aussparung (4) am Getriebegehäuse (3) mit einem Verschlussdeckel (10).
- Antriebseinheit für ein Fahrzeug, wobei die Antriebseinheit nach einem Verfahren gemäß
Anspruch 1 montierbar ist, wobei die Antriebseinheit eine elektrische Maschine (1) mit einem Stator (9) und einem Rotor (7) sowie eine in einem Getriebegehäuse (3) angeordnete Getriebevorrichtung (2) umfasst, wobei zwischen der elektrischen Maschine (1) und der Getriebevorrichtung (2) eine Getriebeeingangswelle (11) zur Drehmomentübertagung angeordnet ist, wobei die Getriebeeingangswelle (11) aus einer Rotorwelle (6) und einer radial daran angeordneten Ritzelwelle (5) gebildet ist, wobei radial zwischen der Rotorwelle (6) und der Ritzelwelle (5) eine jeweilige Passverzahnung (8a, 8b) zur drehfesten Verbindung zwischen der Rotorwelle (6) und der Ritzelwelle (5) ausgebildet ist. - Antriebseinheit nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (9) in einem Gehäuseflansch (12) aufgenommen ist, wobei der Gehäuseflansch (12) eine Lagerstelle aufweist, die dazu vorgesehen ist, ein drittes Lagerelement (13) zur Lagerung der Rotorwelle (6) aufzunehmen. - Antriebseinheit nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ritzelwelle (5) über mindestens ein erstes und zweites Lagerelement (13a, 13b) in dem Getriebegehäuse (3) drehbar gelagert ist, wobei das erste Lagerelement (13a) als Festlager ausgebildet ist, und wobei das zweite Lagerelement (13b) als Loslager ausgebildet ist. - Antriebseinheit nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ritzelwelle (5) an einer Außenumfangsfläche eine erste und eine zweite Laufbahn (14a, 14b) aufweist, wobei die jeweilige Laufbahn (14a, 14b) dazu vorgesehen ist, eine jeweilige Wälzkörperreihe (19a', 19b') eines jeweiligen Lagerelements (13a', 13b') aufzunehmen. - Antriebseinheit nach einem der
Ansprüche 4 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen dem Getriebegehäuse (3) und einem Außenring (15b, 15b') eines Lagerelements (13b, 13b') ein Federelement (16) zur Erzeugung einer elastischen Vorspannung angeordnet ist. - Antriebseinheit nach einem der
Ansprüche 4 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Lagerelement (13a, 13b, 13a', 13b') als Schrägkugellager ausgebildet ist. - Antriebseinheit nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (2) eine erste und eine zweite Abtriebswelle (17a, 17b) aufweist, wobei die jeweilige Abtriebswelle (17a, 17b) dazu vorgesehen ist, mit einem jeweiligen Rad einer Fahrzeugachse verbunden zu werden. - Antriebseinheit nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (3) eine Aussparung (4) aufweist, wobei in der Aussparung (4) ein Verschlussdeckel (10) zum Verschließen der Aussparung (4) angeordnet ist. - Antriebseinheit nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (4) koaxial zur Ritzelwelle (5) ausgebildet ist.
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