DE102017006399A1

DE102017006399A1 - Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug

Info

Publication number: DE102017006399A1
Application number: DE102017006399.0A
Authority: DE
Inventors: Florian Vincon
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2019-01-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer einer Fahrzeugachse (12) zugeordneten ersten elektrischen Maschine (14), mit einer der Fahrzeugachse (12) zugeordneten zweiten elektrischen Maschine (16), mit wenigstens einem der Fahrzeugachse (12) zugeordneten ersten Rad (18), mit wenigstens einem der Fahrzeugachse (12) zugeordneten zweiten Rad (20), mit einer der ersten elektrischen Maschine (14) zugeordneten ersten Seitenwelle (26), über welche das erste Rad (18) von der ersten elektrischen Maschine (14) antreibbar ist, und mit einer der zweiten elektrischen Maschine (16) zugeordneten zweiten Seitenwelle (28), über welche das zweite Rad (20) von der zweiten elektrischen Maschine (16) antreibbar ist, wobei- in axialer Richtung der ersten elektrischen Maschine (14) die zweite elektrische Maschine (16) zwischen der ersten elektrischen Maschine (14) und dem ersten Rad (18) angeordnet ist; und- in axialer Richtung der zweiten elektrischen Maschine (16) die erste elektrische Maschine (14) zwischen der zweiten elektrischen Maschine (26) und dem zweiten Rad (20) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine solche Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits der DE 10 2009 033 531 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Antriebsvorrichtung umfasst eine einer Fahrzeugachse zugeordnete erste elektrische Maschine sowie eine der Fahrzeugachse zugeordnete zweite elektrische Maschine. Außerdem weist die Antriebsvorrichtung wenigstens ein der Fahrzeugachse zugeordnetes erstes Rad und ein der Fahrzeugachse zugeordnetes zweites Rad auf. Des Weiteren ist eine der ersten elektrischen Maschine zugeordnete erste Seitenwelle vorgesehen, über welche das erste Rad von der ersten elektrischen Maschine antreibbar ist. Außerdem umfasst die Antriebsvorrichtung eine der zweiten elektrischen Maschine zugeordnete zweite Seitenwelle, über welche das zweite Rad von der zweiten elektrischen Maschine antreibbar ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders kompakte Anordnung und in der Folge besonders vorteilhafte Achsaufhängungskonzepte realisieren lassen.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Antriebsvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders kompakte Anordnung und in der Folge besonders vorteilhafte Achsaufhängungskonzepte wie beispielsweise Verbundlenkerachsen, Schräglenkerachsen etc. realisieren lassen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in axialer Richtung der ersten elektrischen Maschine die zweite elektrische Maschine zwischen der ersten elektrischen Maschine und dem ersten Rad angeordnet ist. Ferner ist in axialer Richtung der zweiten elektrischen Maschine die erste elektrische Maschine zwischen der zweiten elektrischen Maschine und dem zweiten Rad angeordnet. Die jeweilige axiale Richtung verläuft beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung beziehungsweise parallel dazu oder fällt mit der Fahrzeugquerrichtung zusammen. Bei der Anordnung der zweiten elektrischen Maschine in axialer Richtung der ersten elektrischen Maschine zwischen dieser und dem ersten Rad ist nicht notwendigerweise vorgesehen, dass das erste Rad in Fahrzeugquerrichtung nach innen beziehungsweise zur ersten elektrischen Maschine hin durch die zweite elektrische Maschine überdeckt ist beziehungsweise dass die erste elektrische Maschine in Fahrzeugquerrichtung zum ersten Rad hin durch die zweite elektrische Maschine überdeckt ist.
Ferner ist beispielsweise bei der beschriebenen Anordnung der ersten elektrischen Maschine in axialer Richtung der zweiten elektrischen Maschine zwischen dieser und dem zweiten Rad nicht notwendigerweise vorgesehen, dass das zweite Rad in Fahrzeugquerrichtung nach innen beziehungsweise zur zweiten elektrischen Maschine hin durch die erste elektrische Maschine überdeckt ist beziehungsweise dass die zweite elektrische Maschine in Fahrzeugquerrichtung zum zweiten Rad hin durch die erste elektrische Maschine überdeckt ist.
Insbesondere ist unter der Anordnung der zweiten elektrischen Maschine in axialer Richtung der ersten elektrischen Maschine zwischen dieser und dem ersten Rad beispielsweise zu verstehen, dass das erste Rad in Fahrzeugquerrichtung und bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs weiter rechts als die zweite elektrische Maschine angeordnet ist, und die erste elektrische Maschine ist in Fahrzeugquerrichtung bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung weiter links als das erste Rad und die zweite elektrische Maschine angeordnet. Demzufolge ist beispielsweise unter der Anordnung der ersten elektrischen Maschine in axialer Richtung der zweiten elektrischen Maschine zwischen dieser und dem zweiten Rad zu verstehen, dass das zweite Rad in Fahrzeugquerrichtung und bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung weiter links als die erste elektrische Maschine angeordnet ist, und die zweite elektrische Maschine ist in Fahrzeugquerrichtung bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung weiter rechts als das zweite Rad und als die erste elektrische Maschine angeordnet. Mit anderen Worten sind beispielsweise das erste Rad und die zweite elektrische Maschine in Fahrzeugquerrichtung und bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung auf der rechten Seite des Kraftfahrzeugs beziehungsweise rechtsseitig der ersten elektrischen Maschine und des zweiten Rads angeordnet, wobei beispielsweise die erste elektrische Maschine und das zweite Rad in Fahrzeugquerrichtung und bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung auf der linken Seite des Kraftfahrzeugs beziehungsweise linksseitig des ersten Rads und der zweiten elektrischen Maschine angeordnet sind.
Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist beispielsweise die jeweilige elektrische Maschine auf einer dem Rad, welches mittels der jeweiligen elektrischen Maschine antreibbar ist, gegenüberliegenden Seite angeordnet, wodurch sich ein besonders kompakter Aufbau darstellen lässt. In der Folge ist es beispielsweise möglich, zusätzlichen Bauraum beziehungsweise einen besonders großen Bauraum zu schaffen, um in diesem Bauraum Energiespeicher wie beispielsweise Batterien zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom anordnen zu können. Dabei können die elektrischen Maschinen mit in den Energiespeichern gespeicherter elektrischer Energie versorgt werden, um dadurch beispielsweise die jeweilige elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreiben zu können. Da somit beispielsweise ein besonders großer Bauraum für wenigstens einen Energiespeicher und somit zum Speichern von elektrischer Energie zur Verfügung steht, kann eine besonders große elektrische Reichweite, über welche das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine elektrisch angetrieben werden kann, realisiert werden.
Ferner ist es möglich, die Fahrzeugachse nach dem De-Dion-Prinzip auszugestalten und dabei als elektrisch antreibbare beziehungsweise angetriebene Achse auszubilden, sodass die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung als besonders vorteilhaftes elektrisch angetriebenes Achssystem dargestellt werden kann.
Der Erfindung liegt dabei insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Üblicherweise weisen die Räder einen jeweiligen Federweg von beispielsweise 30 Zentimetern auf, um welchen die Räder in Fahrzeughochrichtung insbesondere relativ zu einem Rahmen beziehungsweise relativ zu einem Aufbau des Kraftfahrzeugs ein- und ausgefedert und somit bewegt werden können. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, den Rahmen des Kraftfahrzeugs um den Federweg abzusenken, um einen Aufbau oder einen Anhänger wie beispielsweise einen Auflieger aufnehmen zu können. Dabei ist das Kraftfahrzeug beispielsweise als Zugmaschine ausgebildet, mittels welcher der Anhänger bewegt werden kann. Sind nun beispielsweise die Seitenwellen in ihrer jeweiligen axialen Erstreckung sehr kurz ausgestaltet, wie dies beispielsweise bei typischen Personenkraftwagen mit in Fahrzeugquerrichtung mittig liegendem Differenzial der Fall ist, so kommt es dann, wenn die Räder um ihren Federweg einfedern beziehungsweise der Rahmen um den Federweg abgesenkt wird, zu sehr hohen Beugewinkeln an den beispielsweise als Gelenkwellen ausgebildeten Seitenwellen. Mit anderen Worten kommt es insbesondere bei voller Ein- beziehungsweise Ausfederung zu hohen Beugewinkeln an den beispielsweise als Gelenkwellen ausgebildeten Seitenwellen. Die Beugewinkel werden auch als Gelenkwinkel bezeichnet, wobei sehr große Beuge- beziehungsweise Gelenkwinkel zu hohen, auf die Seitenwellen wirkenden Belastungen führen können.
Derartige hohe Beugewinkel und daraus resultierende, hohe Belastungen der Seitenwellen können bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung nun vermieden werden, da bei gleichzeitiger Realisierung einer kompakten Anordnung sehr große axiale Längen der Seitenwellen realisiert werden können. Dies kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass die erste elektrische Maschine auf einer ersten Seite angeordnet ist, während das erste Rad auf einer in Fahrzeugquerrichtung der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite angeordnet ist. Ferner ist die zweite elektrische Maschine auf der zweiten Seite angeordnet, während das zweite Rad auf der ersten Seite angeordnet ist. Dadurch kann beispielsweise die erste Seitenwelle über eine lange Strecke von der ersten elektrischen Maschine zu dem ersten Rad und somit von der ersten Seite auf die zweite Seite geführt werden, wobei auch die zweite Seitenwelle über eine besonders lange Strecke von der zweiten elektrischen Maschine zu dem zweiten Rad und somit von der zweiten Seite auf die erste Seite geführt werden kann. Dies führt zu besonders großen axialen Längen der Seitenwellen, sodass die Beugewinkel und die Überlastungen der Seitenwellen besonders gering gehalten werden können.
Unter der jeweiligen axialen Länge der jeweiligen Seitenwelle ist die jeweilige, in axialer Richtung der jeweiligen Seitenwelle verlaufende Erstreckung der jeweiligen Seitenwelle zu verstehen. Durch die Anordnung der jeweiligen elektrischen Maschinen und des jeweils zugehörigen Rads auf den gegenüberliegenden Seiten können somit lange axiale Längen der Seitenwellen realisiert werden, wobei gleichzeitig der Bauraumbedarf der Antriebsvorrichtung besonders gering gehalten werden kann. Ferner kann die als Antriebsachse ausgebildete Fahrzeugachse nach dem De-Dion-Prinzip beziehungsweise als Portalachse ausgestaltet werden. Außerdem kann realisiert werden, dass sich die Seitenwellen über den gesamten Federweg nicht behindern, sodass große Federwege realisiert werden können, ohne dass es zu Kollisionen der Seitenwellen kommt.
Insgesamt ist erkennbar, dass bezüglich einer axialen Abfolge die zweite elektrische Maschine zwischen dem ersten Rad und der ersten elektrischen Maschine angeordnet ist, wobei bezüglich der axialen Abfolge die erste elektrische Maschine zwischen dem zweiten Rad und der zweiten elektrischen Maschine angeordnet ist.
Um beispielsweise den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können und übermäßig hohe ungefederte Massen zu vermeiden, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Räder relativ zu dem genannten Rahmen und relativ zu den elektrischen Maschinen zumindest um eine jeweilige, in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Schwenkachse verschwenkbar sind, sodass dadurch beispielsweise die Räder ein- und ausfedern und sich somit relativ zu dem Rahmen bewegen können. Somit ist es beispielsweise vorgesehen, dass die elektrischen Maschinen rahmenfest angeordnet sind, während die Räder relativ zu dem Rahmen und relativ zu den elektrischen Maschinen verschwenkt werden und somit ein- und ausfedern können.
Die Räder sind beispielsweise um jeweilige Raddrehachsen relativ zu dem Rahmen drehbar. Dabei müssen die Räder nicht notwendigerweise konzentrisch beziehungsweise koaxial angeordnet sein, sodass beispielsweise nicht notwendigerweise die Raddrehachsen zusammenfallen beziehungsweise koaxial zueinander angeordnet sind. Somit ist es denkbar, dass die Raddrehachsen beispielsweise exzentrisch beziehungsweise desachsiert zueinander angeordnet sind. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch gezeigt, wenn die Räder koaxial beziehungsweise konzentrisch zueinander angeordnet sind, sodass die Raddrehachsen zusammenfallen.
Die jeweilige elektrische Maschine weist beispielsweise einen Stator und einen Rotor auf, welcher um eine Drehachse relativ zu dem Stator und insbesondere relativ zu dem Rahmen drehbar ist. Die Drehachse wird auch als Maschinenachse bezeichnet. Dabei ist es denkbar, dass die elektrische Maschinen beziehungsweise die Maschinenachsen nicht notwendigerweise konzentrisch beziehungsweise koaxial zueinander angeordnet sein müssen, sodass beispielsweise die Maschinenachsen nicht notwendigerweise zusammenfallen müssen. Somit ist es beispielsweise möglich, dass die Maschinenachsen exzentrisch beziehungsweise desachsiert voneinander angeordnet sind. Ferner müssen die Raddrehachsen und die Maschinenachsen nicht konzentrisch zueinander angeordnet sein beziehungsweise müssen nicht auf einer gemeinsamen Achse liegen. Mit anderen Worten ist beispielsweise die Raddrehachse des ersten Rads exzentrisch zu beziehungsweise desachsiert von der Maschinenachse der ersten elektrischen Maschine angeordnet, sodass beispielsweise die Raddrehachse des ersten Rads und die Maschinenachse der ersten elektrischen Maschine in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet sind. Alternativ ist es denkbar, dass die Raddrehachse des ersten Rads und die Maschinenachse der ersten elektrischen Maschine konzentrisch zueinander verlaufen und somit zusammenfallen. Ferner ist es denkbar, dass die Raddrehachse des zweiten Rads und die Maschinenachse der zweiten elektrischen Maschine exzentrisch zueinander beziehungsweise desachsiert voneinander angeordnet sind, wobei beispielsweise die Raddrehachse des zweiten Rads und die Maschinenachse der zweiten elektrischen Maschine in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet sind. Alternativ ist es denkbar, dass die Raddrehachse des zweiten Rads und die Maschinenachse der zweiten elektrischen Maschine koaxial zueinander angeordnet sind beziehungsweise zusammenfallen.
Außerdem liegt der Erfindung beispielsweise folgende Erkenntnis zugrunde: Ersetzt man beispielsweise bei einem Nutzfahrzeug, insbesondere bei einem Lastkraftwagen, mit konventionellem Antrieb, welcher einen Verbrennungsmotor und ein Getriebe umfasst, den Verbrennungsmotor und das Getriebe durch wenigstens eine beispielsweise als Elektromotor betreibbare elektrische Maschine, gegebenenfalls mit einer Untersetzung, und wird durch die elektrische Maschine eine konventionelle, beispielsweise als Hinterachse ausgebildete Achse angetrieben, so wird einerseits Bauraum zur Anordnung der zuvor genannten und auch als Traktionsbatterien bezeichneten Energiespeicher, insbesondere zwischen Längsträgern des Rahmens, eingeschränkt. Andererseits hat dann die beispielsweise als Hinterachse ausgebildete Achse mit ihrem Winkeltrieb einen schlechteren Wirkungsgrad im Vergleich zu einer Untersetzung, die als Stirnrad- oder Planetengetriebe ausgeführt ist. Schließt man beispielsweise die elektrische Maschine direkt an der Achse an, sodass die elektrische Maschine beispielsweise relativ zu dem Rahmen bewegbar ist und dabei mit den Rädern ein- und ausfedert, so wird die elektrische Maschine hohen Beschleunigungen ausgesetzt, und Zuleitungen müssen Federwege der Räder beziehungsweise der Achse mitmachen. Diese Zuleitungen umfassen beispielsweise jeweilige Leitungen, über welche beispielsweise die elektrische Maschine mit elektrischem Strom, Kühlmittel etc. versorgt werden kann. Da in diesem Fall eine Leistungselektronik der elektrischen Maschine aufgrund der Beschleunigung ebenfalls nicht an der Achse angeordnet werden kann, sollten beispielsweise Hochvolt-Leitungen, über welche die elektrische Maschine mit elektrischer Energie versorgt werden kann, an die Achse geführt werden. Gegenüber einer konventionellen Achse steigen üblicherweise auch dann die ungefederten Massen, was sich nachteilig auf den Fahrkomfort auswirken kann. Dabei gibt es Möglichkeiten, die Achse nach dem De-Dion-Konzept auszugestalten beziehungsweise anzutreiben, wobei beispielsweise elektrische Maschinen beziehungsweise Elektromotoren, insbesondere mit jeweiligen Untersetzungen, rahmenfest angeordnet sind und über jeweilige, beispielsweise als Gelenkwellen ausgebildete Seitenwelle jeweilige Räder antreiben. Dabei müssen jedoch üblicherweise aufgrund des geringen Bauraums zwischen den insbesondere mit Zwillingsreifen ausgestatteten Rädern die Gelenkwellen sehr kurz sein, sodass diese erforderliche beziehungsweise gewünscht große Federwege nicht zulassen.
Diese Probleme und Nachteile können bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung vermieden werden, sodass beispielsweise die Fahrzeugachse als De-Dion-Achse ausgebildet werden kann, wobei gleichzeitig besonders große Federwege realisiert werden können. Die elektrische Maschinen und beispielsweise zumindest ein Teil eines Übersetzungsgetriebes sind vorzugsweise derart rahmenfest angeordnet, dass die jeweilige elektrische Maschine und das jeweils zugehörige Rad, welches mittels der jeweiligen elektrischen Maschine antreibbar ist, auf den einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Beispielsweise bildet die erste elektrische Maschine und ein ihr zugeordnetes Getriebe, insbesondere Übersetzungsgetriebe, eine erste Motor-Getriebe-Einheit, mittels welcher das erste Rad antreibbar ist. Ferner bildet beispielsweise die zweite elektrische Maschine und ein ihr zugeordnetes Getriebe, insbesondere Übersetzungsgetriebe, eine zweite Motor-Getriebe-Einheit, mittels welcher das zweite Rad antreibbar ist. Dabei treibt beispielsweise die auf der rechten Seite angeordnete Motor-Getriebe-Einheit das linke Rad an, wobei die linke Motor-Getriebe-Einheit das rechte Rad antreibt beziehungsweise antreiben kann. Dadurch können besonders große Länge der beispielsweise als Gelenkwellen ausgebildeten Seitenwellen realisiert werden, sodass besonders große Federwege darstellbar sind. Vorzugsweise erfolgt die Anordnung der Motor-Getriebe-Einheiten rotationssymmetrisch, insbesondere um die Fahrzeughochachse, wodurch eine besonders vorteilhafte Anordnung realisiert werden kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Seitenwellen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, wodurch ein besonders kompakter Aufbau realisiert werden kann. Vorzugsweise ist die Ebene eine Horizontalebene, welche sich insbesondere dann, wenn das Kraftfahrzeug auf einer horizontalen Ebene steht und dabei über die Räder auf der horizontalen Ebene abgestützt ist, sich zumindest im Wesentlichen horizontal erstreckt. Somit liegen beispielsweise die als Gelenkwellen ausgebildeten Seitenwellen in ihrer Konstruktionslage in der gemeinsamen horizontalen Ebene.
Bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung können die ungefederten Massen besonders gering gehalten werden. Ferner können unerwünschte Relativbewegungen zwischen Anschlüssen, über welche die elektrischen Maschinen beispielsweise mit elektrischer Energie, Kühlmittel und/der Schmiermittel etc. versorgbar sind, vermieden werden, wodurch eine besonders einfache Leitungsverlegung darstellbar ist. Ferner kann die mechanische Belastung von stoßempfindlichen Bauteilen besonders gering gehalten werden. Außerdem kann im Vergleich zu herkömmlichen Antriebsvorrichtungen die Montagezeit reduziert werden, da eine geringe Anzahl an Leitungen angeschlossen werden muss. Außerdem können Leitungslängen reduziert werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Seitenwellen parallel zu einander verlaufen, wodurch der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden kann. Werden die Seitenwellen von den elektrischen Maschinen angetrieben, so drehen sich die Seitenwellen um jeweilige Seitenwellenachsen, insbesondere relativ zu dem Rahmen. Unter der parallelen Anordnung der Seitenwellen zueinander ist dabei insbesondere zu verstehen, dass die Seitenwellenachsen zumindest im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Antriebsvorrichtung den zuvor genannten Rahmen für das Kraftfahrzeug, wobei die elektrischen Maschinen an dem Rahmen gehalten sind, und wobei die Räder gefedert an dem Rahmen gehalten sind. Während somit die Räder relativ zu dem Rahmen ein- und ausfedern und sich somit relativ zum Rahmen bewegen können, sind die elektrischen Maschinen rahmenfest angeordnet und können sich somit nicht übermäßig relativ zu dem Rahmen bewegen. In der Folge bewegen sich die Räder relativ zu dem Rahmen und relativ zu den elektrischen Maschinen, wenn die Räder ein- und ausfedern.
Um einen besonders kompakten Aufbau und eine besonders hohe elektrische Reichweite realisieren zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die elektrischen Maschinen in Fahrzeughochrichtung unterhalb von Längsträgern des Rahmens angeordnet sind, sodass die elektrischen Maschinen zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in Fahrzeughochrichtung weiter unten als die Längsträger angeordnet sind.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens eine Speichereinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die elektrischen Maschinen mit elektrischer Energie versorgbar sind. Somit ist die elektrische Energie, mit welcher die elektrischen Maschinen versorgbar sind, in der Speichereinrichtung speicherbar. Die Speichereinrichtung umfasst beispielsweise wenigstens einen oder mehrere Energiespeicher, wobei der jeweilige Energiespeicher beispielsweise als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie (HV-Batterie), ausgebildet ist. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Speichereinrichtung in Fahrzeughochrichtung oberhalb der elektrischen Maschinen angeordnet ist. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die jeweiligen elektrischen Maschinen in Fahrzeughochrichtung nach oben hin jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch die Speichereinrichtung überdeckt sind. Durch die zuvor beschriebene Anordnung der elektrischen Maschinen unterhalb der Längsträger, wobei die Längsträger nicht notwendigerweise in Fahrzeughochrichtung nach unten hin durch die elektrischen Maschinen überdeckt sein müssen, kann in Fahrzeughochrichtung oberhalb der elektrischen Maschinen hinreichender Bauraum geschaffen werden, um dort eine hinreichend große Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie anordnen zu können. In der Folge kann auf besonders kompakte Bauweise eine besonders hohe Reichweite realisiert werden, über die das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschinen elektrisch angetrieben werden kann.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Energiespeicher in Fahrzeugquerrichtung nach außen zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, von den Längsträgern des Rahmens überdeckt ist. Hierdurch wird in Fahrzeugquerrichtung zwischen den Längsträgern vorgesehener Bauraum zur Unterbringung der Speichereinrichtung genutzt, wodurch auf bauraumgünstige Weise eine besonders hohe elektrische Reichweite realisiert werden kann. Außerdem kann die Speichereinrichtung mittels der Längsträger besonders vorteilhaft geschützt werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Seitenwellen schräg zur Fahrzeugquerrichtung und vorzugsweise schräg zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufen. Hierdurch kann eine besonders große Länge der jeweiligen Seitenwellen realisiert werden, wobei gleichzeitig beispielsweise der Bauraumbedarf der Antriebsvorrichtung, insbesondere in Fahrzeugquerrichtung, besonders gering gehalten werden kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind zumindest jeweilige Längenbereiche der Seitenwellen in Fahrzeugquerrichtung zwischen den elektrischen Maschinen angeordnet, wobei nicht notwendigerweise vorgesehen sein muss, dass die jeweilige elektrische Maschine in Fahrzeugquerrichtung nach innen hin durch den jeweiligen Längenbereich überdeckt sein muss. Die jeweilige Anordnung der jeweiligen elektrischen Maschine, insbesondere bezogen auf den Rahmen beziehungsweise den jeweiligen Längsträger, die Speichereinrichtung, die jeweilige Seitenwelle und das jeweilige Rad, gilt insbesondere für beziehungsweise bezieht sich insbesondere auf eine jeweilige Projektion der elektrischen Maschinen, der Räder, der Seitenwellen, des Rahmens beziehungsweise der Längsträger und der Speichereinrichtung auf eine senkrecht oder parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Ebene.
Um den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass eine erste Abtriebsseite der ersten elektrischen Maschine dem zweiten Rad und eine zweite Abtriebsseite der zweiten elektrischen Maschine dem ersten Rad zugewandt ist. Mit anderen Worten ist die erste Abtriebsseite in Richtung des zweiten Rads gerichtet, wobei die zweite Abtriebsseite in Richtung des ersten Rads gerichtet ist. Auf der beziehungsweise über die jeweilige Abtriebsseite stellt die jeweilige elektrische Maschine, insbesondere während ihres Betriebs als Elektromotor, jeweilige Drehmomente bereit, mittels welchen das jeweilige Rad über die jeweilige Seitenwelle angetrieben werden kann. Die jeweilige Abtriebsseite ist somit beispielsweise dem jeweiligen Rad abgewandt, das mittels der jeweiligen elektrischen Maschine antreibbar ist. Hierdurch können besonders große Längen der Seitenwellen realisiert werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der ersten elektrischen Maschine ein erstes Getriebe zugeordnet, über welches die erste Seitenwelle von der ersten elektrischen Maschine antreibbar ist. Außerdem ist der zweiten elektrischen Maschine ein zweites Getriebe zugeordnet, über welches die zweite Seitenwelle von der zweiten elektrischen Maschine antreibbar ist. Bezogen auf einen ersten Drehmomentenfluss von der ersten elektrischen Maschine zu der beziehungsweise auf die ersten Seitenwelle ist somit das erste Getriebe zwischen der ersten elektrischen Maschine und der ersten Seitenwelle angeordnet. Bezogen auf einen zweiten Drehmomentenfluss von der zweiten elektrischen Maschine zu der beziehungsweise auf die zweite Seitenwelle ist das zweite Getriebe zwischen der zweiten elektrischen Maschine und der zweiten Seitenwelle angeordnet. Das erste Getriebe beziehungsweise das zweite Getriebe wird auch als Maschinengetriebe bezeichnet und ist beispielsweise, insbesondere über die jeweils zugeordnete elektrische Maschine, an dem Rahmen gehalten und somit rahmenfest vorgesehen, sodass beispielsweise die Räder relativ zu den elektrischen Maschinen und relativ zu dem ersten und zweiten Getriebe ein- und ausfedern können. Durch den Einsatz des ersten und zweiten Getriebes kann eine besonders vorteilhafte Übersetzung realisiert werden, sodass auf bauraumgünstige Weise vorteilhafte Drehzahlen der Seitenwellen dargestellt werden können. Das jeweilige Maschinengetriebe wird auch als EM-Getriebe bezeichnet.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das erste Getriebe in axialer Richtung der ersten elektrischen Maschine zwischen dieser und dem zweiten Rad angeordnet ist, wobei das zweite Getriebe in axialer Richtung der zweiten elektrischen Maschine zwischen dieser und dem ersten Rad angeordnet ist. Diese jeweilige Anordnung des jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Getriebes bezüglich der jeweiligen elektrischen Maschine und des jeweiligen Rads gilt insbesondere für die zuvor genannte Projektion, in deren Rahmen beispielsweise auch die Getriebe auf die genannte Ebene projiziert werden. Durch diese Anordnung des ersten und zweiten Getriebes kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.
Um den Bauraumbedarf besonders gering halten und dabei vorteilhafte Drehzahlen der Räder realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der ersten elektrischen Maschine ein drittes Getriebe zugeordnet ist, über welches das erste Rad von der ersten Seitenwelle antreibbar ist. Somit ist das erste Rad über das dritte Getriebe, die erste Seitenwelle und das erste Getriebe von der ersten elektrischen Maschine antreibbar. Bezogen auf den zuvor genannten ersten Drehmomentenfluss von der ersten elektrischen Maschine zu dem beziehungsweise auf das erste Rad ist somit das dritte Getriebe zwischen der ersten Seitenwelle und dem ersten Rad angeordnet.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der zweiten elektrischen Maschine ein viertes Getriebe zugeordnet ist, über welches das zweite Rad von der zweiten Seitenwelle antreibbar ist. Das zweite Rad ist somit über das vierte Getriebe, die zweite Seitenwelle und das zweite Getriebe von der zweiten elektrischen Maschine antreibbar. Somit ist beispielsweise bezogen auf den zuvor genannten zweiten Drehmomentenfluss von der zweiten elektrischen Maschine auf das beziehungsweise zu dem zweiten Rad das vierte Getriebe zwischen dem zweiten Rad und der zweiten Seitenwelle angeordnet. Das dritte Getriebe beziehungsweise das vierte Getriebe wird auch als Portalgetriebe bezeichnet und ist beispielsweise mit dem jeweils zugehörigen Rad relativ zu dem Rahmen mitbewegbar, sodass sich beispielsweise die Räder, das dritte Getriebe und das vierte Getriebe relativ zu dem Rahmen, relativ zu den elektrischen Maschinen und relativ zu den Maschinengetrieben bewegen, wenn die Räder ein- und ausfedern. Insgesamt ist erkennbar, dass vorzugsweise je Seitenwelle zwei Getriebe vorgesehen, da der jeweiligen Seitenwelle das jeweilige Maschinengetriebe und das jeweilige Portalgetriebe zugeordnet ist. Diese zwei je Seitenwelle beziehungsweise je Rad vorgesehenen Getriebe haben den synergetischen Effekt, dass durch die zwei je Seitenwelle beziehungsweise je Rad vorgesehenen Getriebe eine hinreichend große Übersetzung beziehungsweise Untersetzung bauraumgünstig realisiert werden kann, und dass eine besonders vorteilhafte Anordnung der Seitenwellen darstellbar ist, sodass die jeweilige Seitenwelle mit einer besonders großen axialen Länge ausgestaltet werden kann.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das jeweilige Getriebe als Stirnradgetriebe und somit nicht als Planetengetriebe ausgebildet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische Draufsicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug;
2 eine schematische Seitenansicht der Antriebsvorrichtung;
3 eine schematische Vorderansicht der Antriebsvorrichtung;
4 eine schematische und perspektivische Draufsicht der Antriebsvorrichtung;
5 eine weitere schematische Draufsicht der Antriebsvorrichtung;
6 eine schematische Perspektivansicht der Antriebsvorrichtung; und
7 eine weitere schematische Draufsicht der Antriebsvorrichtung.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welches beispielsweise als Nutzfahrzeug, insbesondere als Zugfahrzeug, ausgebildet ist. Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst eine einer Fahrzeugachse 12 des Kraftfahrzeugs zugeordnete erste elektrische Maschine 14 und eine derselben Fahrzeugachse 12 zugeordnete zweite elektrische Maschine 16. Die jeweilige elektrische Maschine 14 beziehungsweise 16 ist in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar.
Außerdem weist die Antriebsvorrichtung 10 wenigstens ein der Fahrzeugachse 12 zugeordnetes und in 1 besonders schematisch dargestelltes erstes Rad 18 und ein dem ersten Rad 18 in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegendes und der Fahrzeugachse 12 zugeordnetes sowie in 1 besonders schematisch dargestelltes zweites Rad 20 auf. Die Räder 18 und 20 sind Bodenkontaktelemente, welche bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs entlang einer Fahrbahn auf der Fahrbahn abrollen. Aus 1 ist erkennbar, dass dem ersten Rad 18 und somit der ersten elektrischen Maschine 14 eine beispielsweise auf einem Achszapfen drehbar gelagerte Radnabe 22 zugeordnet ist, mit welcher das Rad 18 drehfest verbunden beziehungsweise verbindbar ist. Dementsprechend ist dem zweiten Rad 20 und somit der zweiten elektrischen Maschine 16 eine beispielsweise auf einem Achszapfen drehbar gelagerte zweite Radnabe 24 zugeordnet, mit welcher das zweite Rad 20 drehfest verbunden beziehungsweise verbindbar ist.
Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst ferner eine der ersten elektrischen Maschine 14 zugeordnete erste Seitenwelle 26, welche von der ersten elektrischen Maschine 14 antreibbar ist. Dabei sind die erste Radnabe 22 und somit das erste Rad 18 über die erste Seitenwelle 26 von der ersten elektrischen Maschine 14, insbesondere in deren Motorbetrieb, antreibbar. Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst ferner eine der zweiten elektrischen Maschine 16 zugeordnete zweite Seitenwelle 28, über welche die zweite Radnabe 24 und somit das zweite Rad 20 von der zweiten elektrischen Maschine 16, insbesondere in deren Motorbetrieb, antreibbar sind. Dies bedeutet, dass die jeweilige elektrische Maschine 14 beziehungsweise 16 auf ihrer jeweiligen Abtriebsseite 29 beziehungsweise 31 Drehmomente bereitstellen kann, die von der jeweiligen elektrischen Maschine 14 beziehungsweise 16 über die jeweilige Seitenwelle 26 beziehungsweise 28 zu der jeweiligen Radnabe 22 beziehungsweise 24 und somit zu dem jeweiligen Rad 18 beziehungsweise 20 geleitet werden. Dadurch kann das jeweilige Rad 18 beziehungsweise 20 von den von der jeweiligen elektrischen Maschine 14 beziehungsweise 16 bereitgestellten Drehmomenten angetrieben werden, sodass das Kraftfahrzeug insgesamt mittels der elektrischen Maschine 14 und 16 und somit elektrisch antreibbar ist.
Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst ferner einen besonders gut aus 2 und 7 erkennbaren Rahmen 30 für das Kraftfahrzeug, wobei der Rahmen 30 auch als Fahrzeugrahmen oder Chassis bezeichnet wird. Besonders gut aus 7 ist erkennbar, dass der Rahmen 30 wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Längsträger 32 und 34 aufweist, welche beispielsweise über wenigstens einen Querträger 35 des Rahmens 30 miteinander verbunden sind. Dabei ist die beispielsweise als Portalachse beziehungsweise als De-Dion-Achse ausgebildete Fahrzeugachse 12 und somit die Räder 18 und 20 gefedert beziehungsweise federnd an dem Rahmen 30 gehalten, sodass beispielsweise die Räder 18 und 20 relativ zu dem Rahmen 30 und insbesondere relativ zu den elektrischen Maschinen 14 und 16 in Fahrzeughochrichtung ein- und ausfedern können. Dabei können die Räder 18 und 20 über einen Federweg ein- und ausfedern, wobei der Federweg zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung verläuft und beispielsweise mehr als 10 Zentimeter, insbesondere mehr als 20 Zentimeter und vorzugsweise mindestens 30 Zentimeter, beträgt.
Die jeweilige elektrische Maschine 14 beziehungsweise 16 weist jeweils einen in den Fig. nicht erkennbaren Stator und jeweils einen in den Fig. nicht erkennbaren Rotor auf, welcher um eine jeweilige Drehachse 36 beziehungsweise 38 relativ zu dem Stator und insbesondere relativ zu dem Rahmen 30 drehbar ist. Dabei ist der Rotor der elektrischen Maschine 14 um die Drehachse 36 relativ zu dem Stator der elektrischen Maschine 14 drehbar, wobei der Rotor der elektrischen Maschine 16 um die Drehachse 38 relativ zu dem Stator der elektrischen Maschine 16 drehbar ist. Dabei verläuft die jeweilige Drehachse 36 beziehungsweise 38 in axialer Richtung der jeweiligen elektrischen Maschine 14 beziehungsweise 16 beziehungsweise die jeweilige Drehachse 36 beziehungsweise 38 fällt mit der jeweiligen axialen Richtung der jeweiligen elektrischen Maschine 14 beziehungsweise 16 zusammen. Dabei wird die jeweilige Drehachse 36 beziehungsweise 38 auch als Maschinenachse bezeichnet. Beispielsweise verläuft die jeweilige Maschinenachse zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung. Darüber hinaus sind die jeweilige Radnabe 22 beziehungsweise 24 und somit das jeweilige Rad 18 beziehungsweise 20 um eine jeweilige Drehachse 40 beziehungsweise 42 relativ zu dem Rahmen 30 drehbar, wobei die jeweilige Drehachse 40 beziehungsweise 42 auch als Raddrehachse bezeichnet wird. Aus 1 ist erkennbar, dass die Radnabe 22 und das zugehörige Rad 18 um die Drehachse 40 relativ zu dem Rahmen 30 drehbar sind, wobei die Radnabe 24 und das zugehörige Rad 20 um die Drehachse 42 relativ zu dem Rahmen 30 drehbar sind. Dabei verlaufen die Drehachsen 40 und 42 in Fahrzeugquerrichtung beziehungsweise fallen mit dieser zusammen. Bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Maschinen 14 und 16 derart angeordnet, dass die Drehachsen 36 und 38 ebenfalls in Fahrzeugquerrichtung verlaufen beziehungsweise mit dieser zusammenfallen, wobei die Drehachsen 36 und 38 desachsiert sind. Dies bedeutet, dass die Drehachsen 36 und 38 nicht zusammenfallen, sondern die Drehachsen 36 und 38 sind voneinander beabstandet angeordnet. Bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die Drehachsen 36 und 38 in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet angeordnet.
Die Drehachsen 40 und 42 sind koaxial zueinander angeordnet und fallen somit zusammen. Ferner verlaufen beispielsweise die Drehachsen 36 und 38 parallel zueinander und parallel zu den parallel zueinander verlaufenden Drehachsen 40 und 42. Dabei sind jedoch die Drehachsen 36 und 38 versetzt zu den Drehachsen 40 und 42 angeordnet, sodass die Drehachsen 36 und 38 exzentrisch beziehungsweise desachsiert zu den Drehachsen 40 und 42 angeordnet sind. Bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die Drehachsen 36 und 38, insbesondere paarweise, in Fahrzeuglängsrichtung von den Drehachsen 40 und 42 beabstandet angeordnet.
Um nun eine besonders kompakte Anordnung beziehungsweise Bauform der Antriebsvorrichtung 10 und in der Folge besonders vorteilhafte Achsaufhängungskonzepte realisieren zu können, ist es bei der Antriebsvorrichtung 10 vorgesehen, dass in axialer Richtung der ersten elektrischen Maschine 14 die zweite elektrische Maschine 16 zwischen der ersten Maschine 14 und dem ersten Rad 18 beziehungsweise der ersten Radnabe 22 angeordnet ist. Ferner ist in axialer Richtung der zweiten elektrischen Maschine 16 die erste elektrische Maschine 14 zwischen der zweiten elektrischen Maschine 16 und dem zweiten Rad 20 beziehungsweise der zweiten Radnabe 24 angeordnet. Diese Anordnungen der elektrischen Maschinen 14 und 16 gelten insbesondere für eine jeweilige Projektion der elektrischen Maschinen 14 und 16 und der Räder 18 und 20 auf eine senkrecht oder parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Ebene, wobei die Fahrzeuglängsrichtung in 1 durch einen Doppelpfeil 44 veranschaulicht ist. Mit anderen Worten ist es bei der Antriebsvorrichtung 10 vorgesehen, dass die erste elektrische Maschine 14 und das zweite Rad in Fahrzeugquerrichtung und bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs auf der linken Seite der Antriebsvorrichtung 10 beziehungsweise des Rahmens 30 oder des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, während die zweite elektrische Maschine 16 und das erste Rad 18 in Fahrzeugquerrichtung und bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung auf der rechten Seite der Antriebsvorrichtung 10 beziehungsweise des Rahmens 30 oder des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Somit ist das jeweilige Rad 18 beziehungsweise 20 auf einer der elektrischen Maschine 14 beziehungsweise 16, mittels welcher das jeweilige Rad 18 beziehungsweise 20 antreibbar ist, in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegenden Seite angeordnet.
Hierdurch kann eine besonders große axiale Länge der jeweiligen Seitenwelle 26 beziehungsweise 28 realisiert werden, sodass übermäßige Gelenk- beziehungsweise Beugewinkel der als Gelenkwellen ausgebildeten Seitenwellen 26 und 28, insbesondere auch bei einem vollständigen Ein- und Ausfedern der Räder 18 und 20, vermieden werden können. Die Fahrzeugachse 12 ist beispielsweise bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel als Verbundlenkerachse ausgebildet und weist dabei wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Lenkerelemente in Form von Schwertern 46 und 48 auf, welche verschwenkbar an dem Rahmen 30, insbesondere über jeweilige Lagerböcke, gehalten sind. Von den Lagerböcken ist der in Fahrzeugquerrichtung bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung linke, in 2 mit 50 bezeichnete Lagerbock erkennbar. Die Schwerter 46 und 48 sind beispielsweise über ein Querelement 52 (6) miteinander verbunden und somit beispielsweise gemeinsam relativ zu dem Rahmen 30 um eine in 2 und 6 erkennbare Schwenkachse 54 verschwenkbar. Somit sind die zumindest mittelbar an den Schwertern 46 und 48 gehaltenen Radnaben 22 und 24 und somit die Räder 18 und 20 relativ zu dem Rahmen 30 zumindest um die Schwenkachse 54 mit den Schwertern 46 und 48 mitverschwenkbar. Dabei sind beispielsweise besonders gut aus 2 erkennbare Abstützelemente 56 vorgesehen, an welchen beispielsweise Federelemente 57 abstützbar sind. Die Federelemente 57 sind als Luftfedern ausgebildet. Über die Federelemente 57 können die Schwerter 46 und 48 und damit die Fahrzeugachse 12 insgesamt federn beziehungsweise gefedert an dem Rahmen 30 abgestützt und gehalten werden.
Vorzugsweise sind die beispielsweise als Elektromotoren betreibbaren elektrischen Maschinen 14 und 16 baugleich ausgebildet. Beispielsweise sind der jeweiligen elektrischen Maschine 14 beziehungsweise 16 jeweils wenigstens zwei Halterungsanbindungen zugeordnet, wobei beispielsweise eine erste der jeweiligen Halterungsanbindungen oben und eine jeweilige zweite der jeweiligen Halterungsanbindungen unten vorgesehen ist. Hierdurch ist eine wahlweise Anbindung der jeweiligen elektrischen Maschine 14 beziehungsweise 16 an dem Fahrzeugrahmen möglich. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die elektrischen Maschinen 14 und 16 rahmenfest angeordnet sind, sodass die elektrischen Maschinen 14 und 16 an dem Rahmen 30 angebunden sind. Federn somit die Räder 18 und 20 ein und aus, so bewegen sich die Räder 18 und 20 relativ zu dem Rahmen 30 und somit relativ zu den elektrischen Maschinen 14 und 16. Mit anderen Worten sind die Räder 18 und 20 relativ zu dem Rahmen 30 und relativ zu den elektrischen Maschinen 14 und 16, insbesondere um die in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Schwenkachse 54, verschwenkbar.
Der zuvor genannte Federweg ist besonders groß, um das Kraftfahrzeug und somit beispielsweise den Rahmen 30 absenken zu können. Dadurch kann beispielsweise ein Aufbau oder ein beispielsweise als Auflieger ausgebildeter Anhänger einfach auf dem Rahmen angeordnet und mit diesem gekoppelt werden. Durch die beschriebene Anordnung der elektrischen Maschinen 14 und 16 können der große Federweg und dabei besonders große axiale Längen der Seitenwellen 26 und 28 realisiert werden, sodass trotz des großen Federwegs übermäßige Beugewinkel an den beispielsweise als Gelenkwellen ausgebildeten Seitenwellen 26 und 28, insbesondere bei voller Einbeziehungsweise Ausfederung der Räder 18 und 20, vermieden werden können.
Die als Gelenkwellen ausgebildeten Seitenwellen 26 und 28 liegen in ein und derselben Ebene, welche eine Horizontalebene ist. Steht das Kraftfahrzeug auf einer horizontalen Ebene, sodass das Kraftfahrzeug über die Räder 18 und 20 auf der Ebene abgestützt ist, so verläuft die Horizontalebene horizontal. Auch die Maschinenachsen, welche auch als Motorendrehachsen bezeichnet werden, liegen in ein und derselben Ebene, insbesondere Horizontalebene, wobei beispielsweise die Horizontalebene, in welcher die Seitenwellen 26 und 28 liegen, als erste Horizontalebene bezeichnet wird. Die Horizontalebene, in der die Maschinenachsen liegen, wird auch als zweite Horizontalebene bezeichnet. Dabei ist es vorgesehen, dass die Horizontalebenen in Fahrzeughochrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei die zweite Horizontalebene in Fahrzeughochrichtung höher als die erste Horizontalebene ist.
Die Seitenwellen 26 und 28 liegen jeweils zumindest teilweise in Fahrzeugquerrichtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den elektrischen Maschinen 14 und 16, sodass beispielsweise ein großer Bauraum in vertikaler Richtung über und unter den Seitenwellen 26 und 28 frei bleibt. Diesen Bauraum können die Seitenwellen 26 und 28 nutzen, um den großen Federweg der Räder 18 und 20 mitgehen zu können.
Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest jeweilige Längenbereiche der Seitenwellen 26 und 28 in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den elektrischen Maschinen angeordnet sind, wodurch der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden kann, wobei gleichzeitig besonders axiale Längen der Seitenwellen 26 und 28 realisiert werden können.
Außerdem ist besonders gut aus 1 erkennbar, dass die Abtriebsseite 29 der elektrischen Maschine 14, insbesondere in axialer Richtung der elektrischen Maschine 14, dem Rad 18 abgewandt und dem Rad 20 zugewandt ist, während die Abtriebsseite 31 der elektrischen Maschine 16, insbesondere in axialer Richtung der elektrischen Maschine 16, dem Rad 20 abgewandt und dem Rad 18 zugewandt ist.
Des Weiteren ist der ersten elektrischen Maschine 14 ein erstes Getriebe 58 zugeordnet, welches als erstes Maschinengetriebe bezeichnet wird. Über das erste Getriebe 58 ist die Seitenwelle 26 von der elektrischen Maschine 14 antreibbar. Der zweiten elektrischen Maschine 16 ist ein zweites Getriebe 60 zugeordnet, welches als zweites Maschinengetriebe bezeichnet wird. Dabei ist die Seitenwelle 28 über das Getriebe 60 von der elektrischen Maschine 16 antreibbar. Das jeweilige Getriebe 58 beziehungsweise 60 ist an der jeweiligen elektrischen Maschine 14 beziehungsweise 16 gehalten und somit über die jeweilige elektrische Maschine 14 beziehungsweise 16 an dem Rahmen 30 gehalten, sodass die Getriebe 58 und 60 rahmenfest sind.
Außerdem ist das erste Getriebe 58 in axialer Richtung der elektrischen Maschine 14 zwischen der elektrischen Maschine 14 und dem zweiten Rad 20 angeordnet, wobei das zweite Getriebe 60 in axialer Richtung der zweiten elektrischen Maschine 16 zwischen der zweiten elektrischen Maschine 16 und dem ersten Rad 18 angeordnet ist.
Darüber hinaus ist beispielsweise der ersten elektrischen Maschine 14 ein in den Fig. nicht erkennbares drittes Getriebe zugeordnet, über welches das erste Rad 18 von der ersten Seitenwelle 26 antreibbar ist. Außerdem ist der zweiten elektrischen Maschine 16 ein viertes Getriebe zugeordnet, über welches das zweite Rad 20 von der zweiten Seitenwelle 28 antreibbar ist. Das dritte Getriebe und das vierte Getriebe werden auch als Portalgetriebe bezeichnet und sind beispielsweise in die Fahrzeugachse 12, insbesondere in ein jeweiliges Gehäuse der Fahrzeugachse 12, integriert. Die Portalgetriebe sind somit zumindest mittelbar an den Schwertern 46 und 48 gehalten. Somit sind die Portalgetriebe, insbesondere um die Schwenkachse 54, relativ zu dem Rahmen 30, relativ zu den elektrischen Maschinen 14 und 16 und relativ zu den Getrieben 58 und 60 mit den Rädern 18 und 20 mitverschwenkbar. Das jeweilige Maschinengetriebe ist dann beispielsweise ein in die jeweilige elektrische Maschine 14 beziehungsweise 16 integriertes Getriebe, welches beispielsweise eine Übersetzung von i=6 aufweist. Die Getriebe 58 und 60 sind rahmenfest, sodass die Räder 18 und 20 um die Schwenkachse 54 relativ zu dem Rahmen 30, relativ zu den elektrischen Maschine 14 und 16 und relativ zu den Getrieben 58 und 60 verschwenkbar sind.
Die Portalgetriebe weisen beispielsweise jeweils eine Übersetzung von i=4,3 auf. Insgesamt ist erkennbar, dass der jeweiligen Seitenwelle 26 und 28 und somit dem jeweiligen Rad 18 beziehungsweise 20 zwei Getriebe in Form des jeweiligen Maschinengetriebes und des jeweiligen Portalgetriebes zugeordnet sind. Diese jeweiligen zwei Getriebe haben den synergetischen Effekt, dass auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte, insbesondere eine besonders hohe, Übersetzung geschaffen werden kann. Dabei ist es optional denkbar, dass beispielsweise bezogen auf einen Drehmomentenfluss von dem jeweiligen Portalgetriebe zu dem jeweiligen Rad 18 beziehungsweise 20 zwischen dem jeweiligen Portalgetriebe und dem jeweils zugehörigen Rad 18 beziehungsweise 20 ein weiteres Getriebe, insbesondere ein Reduktionsgetriebe, angeordnet ist, wobei das weitere Getriebe beispielsweise als Nabengetriebe, insbesondere als Nabenreduziergetriebe, ausgebildet und demzufolge beispielsweise in die jeweilige Radnabe 22 beziehungsweise 24 integriert ist.
Das jeweilige Maschinengetriebe wird auch als E-Maschinengetriebe oder EM-Getriebe bezeichnet und ist eine beispielsweise an die jeweilige elektrische Maschine 14 beziehungsweise 16 angebaute Getriebestufe, welche vorzugsweise als schaltbare Getriebestufe ausgebildet ist und somit beispielsweise wenigstens zwei schaltbare Gänge, insbesondere mit voneinander unterschiedlichen Übersetzungen, aufweist. Das jeweilige Portalgetriebe ist beispielsweise ein nabenseitiges Portalgetriebe, welches beispielsweise als Hohlrad- oder Stirnradgetriebe ausgebildet sein kann. Vorzugsweise sind die Portalgetriebe beziehungsweise die Maschinengetriebe jeweils baugleich ausgestaltet. Somit bilden beispielsweise die elektrische Maschine 14 und das zugehörige Maschinengetriebe (Getriebe 58) eine erste Antriebseinheit, welche auch als erste Motor-Getriebe-Einheit bezeichnet wird. Die elektrische Maschine 16 und das zugehörige Maschinengetriebe (Getriebe 60) bilden beispielsweise eine zweite Antriebseinheit, welche auch als zweite Motor-Getriebe-Einheit bezeichnet wird.
Die Schwerter 46 und 48 und somit die Fahrzeugachse 12 insgesamt sind beispielsweise über gummierte Gelenke 62 und 64 verschwenkbar an dem Rahmen 30 beziehungsweise an den Lagerböcken gelagert. Dabei sind beispielsweise die gummierten Gelenke 62 und 64 und die Räder 18 und 20 an in Fahrzeuglängsrichtung gegenüberliegenden Enden der Schwerter 46 und 48 vorgesehen.
Vorzugsweise ist das jeweilige Portalgetriebe und/oder das jeweilige Maschinengetriebe als schaltbares Getriebe ausgebildet und weist somit wenigstens zwei Gänge auf. Vorzugsweise ist das schaltbare Getriebe das maschinenseitige Getriebe 58 beziehungsweise 60, welches ein rahmenfestes beziehungsweise fahrzeugfestes Getriebe ist, das, insbesondere über die jeweilige elektrische Maschine 14 beziehungsweise 16, an dem Rahmen 30 gehalten ist. Das jeweilige Portalgetriebe ist an dem jeweiligen Schwert 46 beziehungsweise 48 gehalten und schwenkt somit mit dem jeweiligen Schwert 46 beziehungsweise 48 relativ zum Rahmen 30 mit. Das jeweilige Portalgetriebe hat insbesondere den Zweck, eine vorteilhafte Übersetzung bereitzustellen und somit eine vorteilhafte Übersetzungsstufe darzustellen. Ferner hat das jeweilige Portalgetriebe den Zweck, dass die jeweilige Seitenwelle 26 beziehungsweise 28, insbesondere über ihren jeweiligen Gelenkwellenflansch, vorteilhaft an das jeweilige Portalgetriebe angebunden werden kann.
Durch die beschriebene Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung 10 steht ein besonders großer Bauraum zur Verfügung, um in diesem Bauraum wenigstens eine Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom anordnen zu können. Die Speichereinrichtung umfasst beispielsweise genau einen oder mehrere Energiespeicher, wobei der jeweilige Energiespeicher beispielsweise als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie (HV-Batterie), ausgebildet sein kann. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die Speichereinrichtung in Fahrzeughochrichtung oberhalb der elektrischen Maschinen 14 und 16 angeordnet ist, wobei beispielsweise die elektrischen Maschinen 14 und 16 in Fahrzeughochrichtung nach oben hin durch die Speichereinrichtung jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, überdeckt sind. Insbesondere ist die Speichereinrichtung zumindest teilweise derart zwischen den Längsträgern 32 und 34 angeordnet, dass die Speichereinrichtung in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch die Längsträger 32 und 34 überdeckt ist.
Außerdem umfasst die Antriebsvorrichtung 10 besonders gut aus 4, 5 und 7 erkennbare Lenkerelemente 66, durch welche ein Dreieckslenker 68 gebildet ist. Dadurch kann die Fahrzeugachse 12 besonders gut relativ zu dem Rahmen 30 geführt werden. Während in 2 lediglich der linke Lagerbock 50 erkennbar ist, ist aus 3 der dort mit 70 bezeichnete rechte Lagerbock erkennbar, sodass insgesamt besonders gut erkennbar ist, dass die Schwerter 46 und 48 über die Lagerböcke 50 und 70 an dem Rahmen 30 angebunden sind.
Bezugszeichenliste

10: Antriebsvorrichtung
12: Fahrzeugachse
14: elektrische Maschine
16: elektrische Maschine
18: Rad
20: Rad
22: Radnabe
24: Radnabe
26: Seitenwelle
28: Seitenwelle
29: Abtriebsseite
30: Rahmen
31: Abtriebsseite
32: Längsträger
34: Längsträger
35: Querträger
36: Drehachse
38: Drehachse
40: Drehachse
42: Drehachse
44: Doppelpfeil
46: Schwert
48: Schwert
50: Lagerbock
52: Querelement
54: Schwenkachse
56: Abstützelement
57: Federelement
58: Getriebe
60: Getriebe
62: gummiertes Gelenk
64: gummiertes Gelenk
66: Lenkerelement
68: Dreieckslenker
70: Lagerbock

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009033531 A1 [0002]

Claims

Antriebsvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer einer Fahrzeugachse (12) zugeordneten ersten elektrischen Maschine (14), mit einer der Fahrzeugachse (12) zugeordneten zweiten elektrischen Maschine (16), mit wenigstens einem der Fahrzeugachse (12) zugeordneten ersten Rad (18), mit wenigstens einem der Fahrzeugachse (12) zugeordneten zweiten Rad (20), mit einer der ersten elektrischen Maschine (14) zugeordneten ersten Seitenwelle (26), über welche das erste Rad (18) von der ersten elektrischen Maschine (14) antreibbar ist, und mit einer der zweiten elektrischen Maschine (16) zugeordneten zweiten Seitenwelle (28), über welche das zweite Rad (20) von der zweiten elektrischen Maschine (16) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass - in axialer Richtung der ersten elektrischen Maschine (14) die zweite elektrische Maschine (16) zwischen der ersten elektrischen Maschine (14) und dem ersten Rad (18) angeordnet ist; und - in axialer Richtung der zweiten elektrischen Maschine (16) die erste elektrische Maschine (14) zwischen der zweiten elektrischen Maschine (26) und dem zweiten Rad (20) angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwellen (26, 28) in einer gemeinsamen Ebene, insbesondere Horizontalebene, angeordnet sind.
Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwellen (26, 28) parallel zueinander verlaufen.
Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rahmen (30) für das Kraftfahrzeug vorgesehen ist, wobei die elektrischen Maschinen (14, 16) an dem Rahmen (30) gehalten sind und wobei die Räder (18, 20) gefedert an dem Rahmen (30) gehalten sind.
Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Maschinen (14, 16) in Fahrzeughochrichtung unterhalb von Längsträgern (32, 34) des Rahmens (30) angeordnet sind.
Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Speichereinrichtung, mittels welcher die elektrischen Maschinen (14, 16) mit elektrischer Energie versorgbar sind, in Fahrzeughochrichtung oberhalb der elektrischen Maschinen (14, 16) angeordnet sind.
Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 6 in dessen Rückbezug auf Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher in Fahrzeugquerrichtung nach außen zumindest teilweise von Längsträgern (32, 34) des Rahmens (30) überdeckt ist.
Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwellen (26, 28) schräg zur Fahrzeugquerrichtung verlaufen.
Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest jeweilige Längenbereiche der Seitenwellen (26, 28) in Fahrzeuglängsrichtung (44) zwischen den elektrischen Maschinen (14, 16) angeordnet sind.
Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Abtriebsseite (29) der ersten elektrischen Maschine (14) dem zweiten Rad (20) und eine zweite Abtriebsseite (31) der zweiten elektrischen Maschine (16) dem ersten Rad (18) zugewandt ist.
Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der ersten elektrischen Maschine (14) ein erstes Getriebe (58) zugeordnet ist, über welches die erste Seitenwelle (26) von der ersten elektrischen Maschine (14) antreibbar ist; und - der zweiten elektrischen Maschine (16) ein zweites Getriebe (60) zugeordnet ist, über welches die zweite Seitenwelle (28) von der zweiten elektrischen Maschine (16) antreibbar ist;
Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass - das erste Getriebe (58) in axialer Richtung der ersten elektrische Maschine (14) zwischen dieser und dem zweiten Rad (20) angeordnet ist; und - das zweite Getriebe (60) in axialer Richtung der zweiten elektrischen Maschine (14) zwischen dieser und dem ersten Rad (18) angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass - der ersten elektrischen Maschine (14) ein drittes Getriebe (61) zugeordnet ist, über welches das erste Rad (18) von der ersten Seitenwelle (26) antreibbar ist; und - der zweiten elektrischen Maschine (16) ein viertes Getriebe (63) zugeordnet ist, über welches das zweite Rad (20) von der zweiten Seitenwelle (28) antreibbar ist.
Antriebsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Getriebe (58, 60, 61, 63) als Stirnradgetriebe ausgebildet ist.