DE102018221835A1 - Bandage for a motor vehicle transmission - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bandage (28) zum Einbringen in ein Getriebegehäuse (26) eines Kraftfahrzeuggetriebes mit zwei Lagerungen (32) zweier Getriebewellen (14, 30), an denen jeweils ein Stirnrad (22, 23) einer Gangstufe angekoppelt ist, wobei die Bandage (28) dazu ausgebildet ist, abschnittsweise um die Lagerungen (32) angeordnet zu werden, um einen maximalen Abstand zwischen den Lagerungen (32) und damit den Getriebewellen (14, 30) festzulegen; eine Länge der Bandage (28) in Reaktion auf eine Krafteinwirkung konstant ist; und ein Ausdehnungskoeffizient eines Materials der Bandage (28) geringer ist als ein Ausdehnungskoeffizient eines Materials des Getriebegehäuses (26). Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Elektrofahrzeuggetriebe (16) mit einer solchen Bandage (28). The invention relates to a bandage (28) for insertion into a transmission housing (26) of a motor vehicle transmission with two bearings (32) of two transmission shafts (14, 30), to each of which a spur gear (22, 23) of a gear stage is coupled, the Bandage (28) is designed to be arranged in sections around the bearings (32) in order to determine a maximum distance between the bearings (32) and thus the gear shafts (14, 30); a length of the bandage (28) is constant in response to the application of force; and an expansion coefficient of a material of the bandage (28) is less than an expansion coefficient of a material of the gear housing (26). The present invention further relates to an electric vehicle transmission (16) with such a bandage (28).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bandage für ein Fahrzeuggetriebe sowie ein Elektrofahrzeuggetriebe mit einer solchen Bandage.The present invention relates to a bandage for a vehicle transmission and an electric vehicle transmission with such a bandage.
Stirnradgetriebe haben Vorteile in der relativ einfachen Bauweise, da wenig bewegte Teile zum Einsatz kommen und die außenverzahnten Stirnräder vergleichsweise einfach herzustellen sind. Ein Nachteil liegt in der kleinen Übersetzung, die in einer Stufe realisierbar ist. Zudem ist ein Stirnradgetriebe größer und damit auch schwerer als beispielsweise ein Planetengetriebe bei gleicher Übertragungsleistung. Um große Übersetzungen mit einem Stirnradpaar darzustellen, wird der Umfang wenigstens eines Zahnrads klein gehalten, wohingegen der Umfang des zweiten Zahnrads groß gehalten wird. Der Überdeckungsgrad, also die Anzahl der in Eingriff befindlichen Zähne, wird umso kleiner, je kleiner mindestens eines der in Eingriff befindlichen Zahnräder ist. Es muss daher dafür Sorge getragen werden, dass die einzelnen Zähne stets in Eingriff gelangen.Helical gear units have advantages in the relatively simple construction, since few moving parts are used and the externally toothed spur gears are comparatively easy to manufacture. One disadvantage is the small translation, which can be done in one step. In addition, a spur gear is larger and therefore also heavier than, for example, a planetary gear with the same transmission power. In order to represent large translations with a pair of spur gears, the circumference of at least one gear is kept small, whereas the circumference of the second gear is kept large. The degree of coverage, that is to say the number of teeth in mesh, becomes smaller the smaller at least one of the meshed gears is. It must therefore be ensured that the individual teeth always come into engagement.
Zahnräder, die zur Übertragung von Drehbewegungen und Drehmomenten (Leistungsübertragung) von einer Antriebswelle auf eine Abtriebswelle dienen, müssen formstabil gegenüber radialen Kräften sein, die insbesondere bei der Leistungsübertragung auf ein Zahnrad wirken. Es ist daher bekannt, größere Übersetzungen mit wenigstens zwei Zahnradpaaren darzustellen. Derartige Getriebe weisen jedoch relativ hohe Getriebeverluste auf. Ferner sind derartige Getriebe für gewichtsrelevante Anwendungen, wie zum Beispiel den Rennsport, weniger geeignet, da die Darstellung mittels wenigstens zweier Zahnradpaare gewichtsintensiv ist.Gears that are used to transmit rotary movements and torques (power transmission) from an input shaft to an output shaft must be dimensionally stable with respect to radial forces that act on a gearwheel in particular when transmitting power. It is therefore known to represent larger translations with at least two gear pairs. However, such transmissions have relatively high transmission losses. Furthermore, such gears are less suitable for weight-relevant applications, such as racing, since the representation by means of at least two pairs of gearwheels is weight-intensive.
Generell ist es wünschenswert, Getriebezahnräder leicht auszuführen, um das Gesamtgewicht des Getriebes gering zu halten. Eine Gewichtsreduzierung geht meistens mit einer Einbuße an Formstabilität einher. Besonders bei hochbelasteten Leichtbau-Getrieben ist es bekannt, dass sich alle an der Kraftübertragung beteiligten Teile elastisch verformen, wodurch Zahneingriffsstörungen hervorgerufen werden können. Insbesondere beim Einsatz von elektrischen Antriebsmaschinen, die sehr hohe Drehzahlen erreichen können, beispielsweise im Bereich von 20.000 Umdrehungen pro Minute, sind die Getriebe enormen Belastungen ausgesetzt.In general, it is desirable to make gearwheels light in order to keep the overall weight of the gearbox low. Weight reduction usually goes hand in hand with a loss of dimensional stability. Particularly in the case of light-weight gearboxes under high load, it is known that all parts involved in the power transmission deform elastically, as a result of which tooth meshing disorders can be caused. In particular when using electric drive machines that can reach very high speeds, for example in the range of 20,000 revolutions per minute, the gears are exposed to enormous loads.
Beim Betrieb eines Elektrofahrzeugs kommt es unter anderem aufgrund der hohen mechanischen Belastung im Getriebe zu einer Temperaturerhöhung, die eine Spanne von mehreren 10°C bis zu 100°C aufweisen kann. Bei Leichtbaugetrieben ist es bekannt verschiedene Werkstoffe zu kombinieren, um Gewicht einzusparen. Die verschiedenen Werkstoffe im Getriebe können verschiedene Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, sodass sich die Abstände der einzelnen Getriebebauteile mit steigender bzw. sinkender Temperatur verändern können. Wenn sich ein Achsabstand zwischen zwei miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern vergrößert, kann dies zu Zahneingriffsstörungen führen. Eine relative Achsabstandsänderung pro Temperaturhub kann sich dabei aus einer Differenz zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten des Getriebegehäusematerials (bspw. Leichtmetall) und dem Ausdehnungskoeffizienten des Zahnradmaterials (bspw. Stahl) ergeben.When operating an electric vehicle, the temperature rises, which can range from several 10 ° C to 100 ° C, among other things due to the high mechanical load in the transmission. In lightweight gearboxes, it is known to combine different materials in order to save weight. The different materials in the gearbox can have different expansion coefficients, so that the distances between the individual gearbox components can change as the temperature rises or falls. If a center distance between two meshing gears increases, this can lead to tooth meshing problems. A relative change in the center distance per temperature stroke can result from a difference between the coefficient of expansion of the gear housing material (for example light metal) and the coefficient of expansion of the gear material (for example steel).
Um dem entgegenzuwirken ist es bekannt, eine Verzahnung mittels großer Zähne und eine sogenannte Evolventenverzahung vorzusehen, die Abweichungen im Achsabstand tolerieren kann. Getriebe dieser Art weisen jedoch relativ hohe Getriebeverluste auf.To counteract this, it is known to provide toothing by means of large teeth and so-called involute toothing, which can tolerate deviations in the center distance. However, gearboxes of this type have relatively high gearbox losses.
Vor diesem Hintergrund stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, einen Ansatz zur Gewichtsreduktion bzw. zur Minimierung von Getriebeverlusten bereitzustellen. Insbesondere soll ein Getriebe bzw. ein Elektrofahrzeuggetriebe geschaffen werden, das sich aufgrund seiner Eigenschaften hinsichtlich geringem Gewicht und hoher Stabilität auch bei sehr hohen Drehzahlen und Antriebsleistungen für den Einsatz im Elektro-Motorsport eignet.Against this background, the object of the present invention is to provide an approach for weight reduction or for minimizing transmission losses. In particular, a transmission or an electric vehicle transmission is to be created which, due to its properties in terms of low weight and high stability, is also suitable for use in electric motorsport at very high speeds and drive power.
Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die Erfindung in einem ersten Aspekt eine Bandage zum Einbringen in ein Getriebegehäuse eines Kraftfahrzeuggetriebes mit zwei Lagerungen zweier Getriebewellen, an denen jeweils ein Stirnrad einer Gangstufe angekoppelt ist, wobei
die Bandage dazu ausgebildet ist, abschnittsweise um die Lagerungen angeordnet zu werden, um einen maximalen Abstand zwischen den Lagerungen und damit den Getriebewellen festzulegen;
eine Länge der Bandage in Reaktion auf eine Krafteinwirkung konstant ist; und
ein Ausdehnungskoeffizient eines Materials der Bandage geringer ist als ein Ausdehnungskoeffizient eines Materials des Getriebegehäuses.To achieve this object, the invention relates in a first aspect to a bandage for insertion into a transmission housing of a motor vehicle transmission with two bearings of two transmission shafts, to which a spur gear of a gear stage is coupled, respectively
the bandage is designed to be arranged in sections around the bearings in order to determine a maximum distance between the bearings and thus the gear shafts;
a length of the bandage is constant in response to the application of force; and
an expansion coefficient of a material of the bandage is less than an expansion coefficient of a material of the gear housing.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Elektrofahrzeuggetriebe, mit:
- zwei Stirnrädern, die zusammen eine Gangstufe bilden;
- zwei Getriebewellen, an die jeweils ein Stirnrad angekoppelt ist;
- zwei Lagerungen zum Lagern der Getriebewellen; und
- einer Bandage nach einem der vorherigen Ansprüche.
- two spur gears that together form a gear stage;
- two gear shafts, to each of which a spur gear is coupled;
- two bearings to support the gear shafts; and
- a bandage according to one of the preceding claims.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims. It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination indicated in each case, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention.
Durch das Anordnen der Bandage um die Lagerungen der Getriebewellen wird ein maximaler Abstand zwischen den Getriebewellen festgelegt. Die Bandage wird um die beiden Lagerungen gelegt. Eine Länge der Bandage bleibt bei einer Krafteinwirkung konstant. Die Bandage dehnt sich unter Krafteinwirkung nicht bzw. nur minimal aus, ist also starr in Richtung einer Zugkraft. Hierdurch kann eine Festlegung des maximalen Abstands zwischen den Getriebewellen erfolgen. Dabei kann eine Form der Bandage in einer axialen Projektion, insbesondere in Reaktion auf eine in einer axialen Projektionsebene liegende seitlich einwirkende Kraft, variabel sein. Ein Ausdehnungskoeffizient eines Materials der Bandage ist geringer als ein Ausdehnungskoeffizient eines Materials des Getriebegehäuses. Hierdurch kann zuverlässig gewährleistet werden, dass die Zahnräder einer Gangstufe auch bei Temperaturänderungen in Eingriff bleiben. Insbesondere auch dann, wenn Temperaturhübe von bis zu über 100°C durchlaufen werden. Üblicherweise sind die Getriebewellen im Getriebegehäuse gelagert. Wenn das Getriebegehäuse aus einem anderen Material als die Stirnräder auf den Getriebewellen aufgebaut ist, hat es zumeist einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Wenn sich das Getriebegehäuse mehr ausdehnt als die Stirnräder, kann es zu Zahneingriffsstörung kommen. Zwar kann sich auch die Länge der Bandage aufgrund von Temperaturveränderungen ändern. Allerdings ändert sich hierdurch der Abstand der Getriebewellen in geringerem Maße als wenn die Getriebewellen direkt im Getriebegehäuse gelagert wären. Durch die Bandage werden die Stirnräder auch bei Temperaturänderungen zusammengehalten. Die Zuverlässigkeit und die Stabilität eines derartigen Fahrzeuggetriebes sind erhöht. Es wird möglich, sehr kleine Zähne zu verwenden und große Übersetzungen zu realisieren. Verluste werden reduziert. Ein hocheffizientes Getriebe kann geschaffen werden. Ferner kann durch eine derartige Bandage das Material eines Getriebegehäuses nahezu frei gewählt werden, sodass das Getriebegehäuse gewichtsoptimiert ausgeführt sein kann, ohne dabei auf einen Ausdehnungskoeffizienten des Materials für das Getriebegehäuse Rücksicht nehmen zu müssen. Auch bei sehr kleinen Zähnen kann ein Leichtmetallgehäuse verwendet werden. Das gesamte Getriebe kann dadurch gewichtsoptimiert sein. Die vorstehend genannten Vorteile sind besonders ausgeprägt bei der Verwendung der Bandage in einem Elektrofahrzeuggetriebe.A maximum distance between the gear shafts is determined by arranging the bandage around the bearings of the gear shafts. The bandage is placed around the two positions. The length of the bandage remains constant when force is applied. The bandage does not expand or only minimally under the influence of force, so it is rigid in the direction of a tensile force. This allows the maximum distance between the transmission shafts to be determined. A form of the bandage can be variable in an axial projection, in particular in response to a laterally acting force lying in an axial projection plane. An expansion coefficient of a material of the bandage is less than an expansion coefficient of a material of the gear housing. This can reliably ensure that the gears of a gear stage remain in engagement even when the temperature changes. In particular, even if temperature swings of up to over 100 ° C are run through. The gear shafts are usually mounted in the gear housing. If the gear housing is made of a different material than the spur gears on the gear shafts, it usually has a different coefficient of thermal expansion. If the gear housing expands more than the spur gears, there may be a tooth meshing problem. The length of the bandage can also change due to temperature changes. However, this changes the distance between the gear shafts to a lesser extent than if the gear shafts were mounted directly in the gear housing. The drum keeps the spur gears together even when the temperature changes. The reliability and stability of such a vehicle transmission are increased. It becomes possible to use very small teeth and to realize large translations. Losses are reduced. A highly efficient transmission can be created. Furthermore, the material of a gear housing can be chosen almost freely by such a bandage, so that the gear housing can be of weight-optimized design without having to take into account an expansion coefficient of the material for the gear housing. A light metal housing can also be used for very small teeth. The entire gearbox can thus be weight-optimized. The advantages mentioned above are particularly pronounced when using the bandage in an electric vehicle transmission.
In einer bevorzugten Ausgestaltung variiert eine Breite der Bandage abschnittsweise entlang der Bandage, wobei die Bandage vorzugsweise dazu ausgebildet ist, mit einem Abschnitt mit erhöhter Breite um die Lagerungen der Getriebewellen angeordnet zu werden. Hierdurch kann die Bandage im Gewicht optimiert sein. Ferner wird durch die schmaleren Abschnitte ein Einbringen in ein Getriebegehäuse vereinfacht, da Leitungen, Versorgungskanäle oder Ähnliches leichter vorbeigeführt werden können.In a preferred embodiment, a width of the bandage varies in sections along the bandage, the bandage preferably being designed to be arranged with a section of increased width around the bearings of the gear shafts. As a result, the bandage can be optimized in weight. Furthermore, the narrower sections simplify insertion into a gear housing, since lines, supply channels or the like can be passed more easily.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Bandage dazu ausgebildet, abschnittsweise um Lagerungen angeordnet zu werden, die einen Abstand der Mitten der Lagerungen im Bereich von 14,50 cm bis 20,00 cm, bevorzugt im Bereich von 17,00 cm bis 18,50 cm, und besonders bevorzugt im Bereich von 17,50 cm bis 18,00 cm, aufweisen. Insbesondere weist die Bandage eine entsprechende Länge bzw. Dimensionierung auf. Durch die Wahl eines Radialabstands im Bereich von 14,5 cm bis 20 cm kann eine hohe Übersetzung in der Gangstufe erreicht werden. Insbesondere bei hohen Übersetzungen und großen radialen Abständen ist die Wahrscheinlichkeit von Zahneingriffsstörungen erhöht, sodass die Bandage gerade hier vorteilhaft angewendet werden kann. Durch die Wahl eines radialen Abstands im Bereich von 17,0 cm bis 18 cm kann eine hohe Übersetzung in der Gangstufe erreicht werden, wobei die Bandage kleiner dimensioniert und damit im Gewicht optimiert sein kann. Durch die Wahl eines radialen Abstands im Bereich von 17,5 cm bis 18,0 cm kann ein Kompromiss zwischen Übersetzung in einer Gangstufe und Stabilität bzw. Gewicht der Bandage gefunden werden.In a preferred embodiment, the bandage is designed to be arranged in sections around bearings that have a distance between the centers of the bearings in the range from 14.50 cm to 20.00 cm, preferably in the range from 17.00 cm to 18.50 cm , and particularly preferably in the range from 17.50 cm to 18.00 cm. In particular, the bandage has a corresponding length or dimensioning. By choosing a radial distance in the range of 14.5 cm to 20 cm, a high gear ratio can be achieved. Particularly with high gear ratios and large radial distances, the probability of tooth interference disorders is increased, so that the bandage can be used advantageously here. By choosing a radial distance in the range of 17.0 cm to 18 cm, a high gear ratio can be achieved, whereby the drum can be dimensioned smaller and thus optimized in weight. By choosing a radial distance in the range of 17.5 cm to 18.0 cm, a compromise can be found between gear ratio in one gear step and stability or weight of the drum.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Bandage aus Metall, insbesondere aus einsatzgehärtetem Stahl, ausgebildet. Ergänzend oder alternativ ist die Bandage aus CFK Fasern ausgebildet. Ergänzend oder alternativ ist die Bandage als integrales Bauteil ausgebildet. Durch das Ausbilden der Bandage aus Metall, insbesondere aus einsatzgehärtetem Stahl, kann auf einfache Weise gewährleistet werden, dass der Ausdehnungskoeffizient der Bandage geringer ist als ein Ausdehnungskoeffizient eines Materials des Getriebegehäuses. Ferner kann hierdurch die Bandage mechanisch stabil ausgeführt werden. Durch das Ausbilden der Bandage aus CFK kann die Bandage im Gewicht optimiert sein. CFK bietet einen sehr guten Wirkungsgrad in Bezug auf Stabilität und Gewicht. Durch das Ausbilden der Bandage als integrales Bauteil kann die Fertigung der Bandage weiter vereinfacht werden und eine kosteneffizient ermöglicht werden.In a preferred embodiment, the bandage is made of metal, in particular case-hardened steel. Additionally or alternatively, the bandage is made of CFRP fibers. Additionally or alternatively, the bandage is designed as an integral component. By forming the bandage from metal, in particular from case-hardened steel, it can be ensured in a simple manner that the expansion coefficient of the bandage is less than an expansion coefficient of a material of the transmission housing. Furthermore, the bandage can be made mechanically stable. The bandage can be optimized in weight by forming the bandage from CFRP. CFRP offers very good efficiency in terms of stability and weight. The formation of the bandage as an integral component can further simplify the manufacture of the bandage and enable it to be cost-effective.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Bandage dazu ausgebildet, abschnittsweise um Lagerungen angeordnet zu werden, die ein Verhältnis der Durchmesser der Lagerungen im Bereich von 1,5 bis 2,5, bevorzugt im Bereich von 1,9 bis 2,1, und besonders bevorzugt von 2, aufweisen. Insbesondere weist die Bandage eine entsprechende Länge und Breite auf. Durch ein Ausbilden der Bandage zum Anordnen um Lagerungen mit einem Verhältnis der Durchmesser der Lagerungen im Bereich von 1,5 bis 2,5 kann die Bandage für Wellen von Gangstufen mit einer hohen Übersetzung verwendet werden, die insbesondere in Elektrofahrzeuggetrieben für den Rennsport Anwendung finden. Durch ein Ausbilden der Bandage zum Anordnen um Lagerungen mit einem Verhältnis im Bereich von 1,9 bis 2,1 kann bei einer hohen Übersetzung zusätzlich ausreichend Stabilität gewährleistet sein. Bei einer hohen Übersetzung wirken starke Kräfte auf die Wellen und insbesondere die Wellenlagerungen, sodass ausreichend große und widerstandsfähige Wellenlagerungen eingesetzt werden müssen. Durch ein Ausbilden der Bandage zum Anordnen um Lagerungen mit einem Verhältnis der Durchmesser der Lagerungen von 2 kann bei einer großen Übersetzung ein Kompromiss zwischen Gewicht und Stabilität gefunden werden, da ausreichend große und stabile Wellenlagerungen Anwendung finden, ohne dabei die Wellenlagerungen zu groß zu dimensionieren.In a preferred embodiment, the bandage is designed to be arranged in sections around bearings that have a ratio of the diameter of the bearings in the range of 1, 5 to 2.5, preferably in the range from 1.9 to 2.1, and particularly preferably from 2. In particular, the bandage has a corresponding length and width. By forming the bandage to be arranged around bearings with a ratio of the diameter of the bearings in the range of 1.5 to 2.5, the bandage can be used for shafts of gear ratios with a high ratio, which are used in particular in electric vehicle transmissions for racing. By forming the bandage to be arranged around bearings with a ratio in the range from 1.9 to 2.1, additional stability can be ensured with a high transmission ratio. With a high gear ratio, strong forces act on the shafts and especially the shaft bearings, so that sufficiently large and robust shaft bearings must be used. By designing the bandage to be arranged around bearings with a ratio of the diameter of the bearings of 2, a compromise between weight and stability can be found with a large transmission ratio, since sufficiently large and stable shaft bearings are used without dimensioning the shaft bearings too large.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Ausdehnungskoeffizient des Materials der Bandage geringer ist als ein Ausdehnungskoeffizient von Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium Al oder Magnesium Mg, und/oder von Legierungen, die Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium Al oder Magnesium Mg, enthalten. Hierdurch eignet sich die Bandage besonders für Leichtbaugetriebe, in denen die oben genannten Materialien zum Einsatz kommen.In a preferred embodiment, an expansion coefficient of the material of the bandage is less than an expansion coefficient of light metal, preferably aluminum Al or magnesium magnesium, and / or of alloys which contain light metal, preferably aluminum Al or magnesium magnesium. This makes the bandage particularly suitable for lightweight gearboxes in which the above-mentioned materials are used.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektrofahrzeuggetriebes ist eine Übersetzung der Gangstufe größer als 5,5, insbesondere größer als 8,0, und besonders bevorzugt gleich 8,9. Alternativ oder ergänzend weisen die zwei Stirnräder ein Modul im Bereich von 1,0 mm bis 1,8 mm, bevorzugt im Bereich von 1,0 mm bis 1,53 mm, und besonders bevorzugt von 1,51 mm auf. Durch die Wahl einer Übersetzung der Gangstufe von größer als 5,5 kann ein hohes Übersetzungsverhältnis mit nur einem Zahnradpaar realisiert werden. Durch eine Übersetzung von größer als 8,0 kann eine Drehmoment- bzw. Drehzahlübersetzung in einem weiten Bereich mit nur einer Zahnradanordnung dargestellt werden. Beispielsweise kann eine hohe Übersetzung des Drehmoments einer drehmomentstarken elektrischen Maschine erreicht werden. Ferner kann eine hohe Untersetzung der Drehzahl einer elektrischen Maschine erfolgen. Eine hohe Untersetzung ist insbesondere vorteilhaft für Rennwagen, die auf Höchstgeschwindigkeit und Leichtbau ausgelegt sind. Rennwagen werden bevorzugt mit leichten elektrischen Maschinen ausgestattet, die hohe Drehzahlen erreichen. Eine Übersetzung von 8,9 stellt einen Kompromiss zwischen einem zügigen Anfahren und einer erreichbaren Höchstgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Drehzahl der elektrischen Maschine dar. Ferner ergibt sich aus einem Übersetzungsverhältnis von 8,9 ein vorteilhaftes Verhältnis von Gewicht und Übersetzung. Durch die Wahl eines Moduls im Bereich von 1,0 mm bis 1,8 mm können die Rollverluste auf den Zahnradzähnen und damit die Getriebeverluste geringgehalten werden. Durch eine Wahl des Moduls im Bereich von 1,0 mm bis 1,53 mm kann ein bevorzugter Bereich gefunden werden, der erlaubt, mittels der Zahnradzähne ausreichend Leistung zu übertragen, ohne dabei hohe Getriebeverluste in Kauf nehmen zu müssen. Durch die Wahl eines Moduls von 1,51 mm kann ein bevorzugter Kompromiss zwischen Fertigbarkeit des Zahnrads, Übertragung von ausreichend Antriebskraft/Drehmoment und Reduktion der Getriebeverluste gefunden werden.In an advantageous embodiment of the electric vehicle transmission according to the invention, a gear ratio is greater than 5.5, in particular greater than 8.0, and particularly preferably equal to 8.9. Alternatively or in addition, the two spur gears have a module in the range from 1.0 mm to 1.8 mm, preferably in the range from 1.0 mm to 1.53 mm, and particularly preferably from 1.51 mm. By choosing a gear ratio greater than 5.5, a high gear ratio can be achieved with just one pair of gears. With a gear ratio of greater than 8.0, a torque or speed gear ratio can be represented in a wide range with only one gear arrangement. For example, a high transmission ratio of the torque of a high-torque electrical machine can be achieved. Furthermore, a high reduction in the speed of an electrical machine can take place. A high gear ratio is particularly advantageous for racing cars that are designed for top speed and lightweight construction. Racing cars are preferably equipped with light electrical machines that reach high speeds. A gear ratio of 8.9 represents a compromise between a quick start and an achievable maximum speed depending on the speed of the electrical machine. Furthermore, a gear ratio of 8.9 results in an advantageous ratio of weight and gear ratio. By choosing a module in the range from 1.0 mm to 1.8 mm, the rolling losses on the gear teeth and thus the transmission losses can be kept low. By choosing the module in the range from 1.0 mm to 1.53 mm, a preferred range can be found that allows sufficient power to be transmitted by means of the gear teeth without having to accept high gear losses. By choosing a module of 1.51 mm, a preferred compromise between manufacturability of the gearwheel, transmission of sufficient driving force / torque and reduction of the transmission losses can be found.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Elektrofahrzeuggetriebe ein Getriebegehäuse aus Leichtmetall auf. Die Bandage ist dabei in das Getriebegehäuse eingepresst. Alternativ oder ergänzend ist die Bandage in einen Guss des Getriebegehäuses eingegossen. Alternativ oder ergänzend ist die Bandage mit Leichtbaumaterialien, insbesondere Kunststoff und/oder Faserverbund, umspritzt. Durch ein Einpressen der Bandage in das Getriebegehäuse kann die Fertigung eines Getriebegehäuses inklusive Bandage vereinfacht sein. Ferner kann beispielsweise das Getriebegehäuse zugekauft oder in einer anderen Werkhalle vorbereitet werden, was eine Logistik vereinfachen kann. Durch ein Eingießen der Bandage in einen Guss des Getriebegehäuses kann die Fertigung des Getriebegehäuses vereinfacht sein, da auf Einpress- oder Verschraubwerkzeuge verzichtet werden kann. Durch das Umspritzen der Bandage mit Leichtbaumaterialien, insbesondere Kunststoff und/oder Faserverbund, kann der Sitz der Bandage im Getriebegehäuse verbessert werden. Ferner kann hier technisch einfach und effizient eine Abdichtung der Bandage bzw. des Getriebegehäuses realisiert werden. Eine Abdichtung zwischen Bandage und Gehäuse kann mittels O-Ringen oder einer Flächendichtung erfolgen.In a further advantageous embodiment, the electric vehicle transmission has a transmission housing made of light metal. The bandage is pressed into the gear housing. As an alternative or in addition, the bandage is cast into a casting of the gear housing. Alternatively or additionally, the bandage is extrusion-coated with lightweight materials, in particular plastic and / or fiber composite. By pressing the bandage into the gear housing, the manufacture of a gear housing including the bandage can be simplified. Furthermore, for example, the gear housing can be bought in or prepared in another workshop, which can simplify logistics. Pouring the bandage into a casting of the gear housing can simplify the manufacture of the gear housing, since there is no need for press-in or screwing tools. By overmoulding the bandage with lightweight materials, in particular plastic and / or fiber composite, the fit of the bandage in the transmission housing can be improved. Furthermore, the bandage or the gear housing can be sealed here in a technically simple and efficient manner. The bandage and the housing can be sealed using O-rings or a surface seal.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Elektrofahrzeuggetriebe eine weitere oben beschriebene Bandage auf. Die Bandagen sind zum Aufnehmen von Lagerungen der Getriebewellen auf beiden axialen Seiten der Stirnräder ausgebildet. Durch das Vorsehen einer weiteren Bandage kann die Stabilität der Zahnradanordnung für die Gangstufe weiter verbessert werden. Die erste Bandage ist auf einer axialen Seite der Stirnräder angeordnet, die weitere Bandage ist auf der anderen axialen Seite der Stirnräder angeordnet. Ferner ist es denkbar, die beiden Bandagen entsprechend kleiner auszuführen, sodass das Elektrofahrzeuggetriebe im Gewicht optimiert sein kann.In a further advantageous embodiment, the electric vehicle transmission has a further bandage described above. The bandages are designed to accommodate bearings of the gear shafts on both axial sides of the spur gears. By providing a further bandage, the stability of the gear arrangement for the gear stage can be further improved. The first bandage is arranged on one axial side of the spur gears, the further bandage is arranged on the other axial side of the spur gears. Furthermore, it is conceivable to make the two bandages correspondingly smaller, so that the electric vehicle transmission can be optimized in weight.
Der Modul m ist das Verhältnis zwischen dem Teilkreisdurchmesser des Zahnrads und der Zähnezahl des Zahnrads. Der Teilkreisdurchmesser ist der Durchmesser eines unsichtbaren Zylinders, der durch die Mitte der Zähne verläuft. Der Teilkreis ist als Kreis definiert, dessen Mittelpunkt auf der Zahnradachse liegt, die durch den Wälzpunkt der Zahnradzähne verläuft. Dieser Wälzpunkt befindet sich zwischen dem Fuß des Zahnradzahns (Fußkreisdurchmesser) und dem Kopf des Zahnradzahns (Kopfkreisdurchmesser). Der Modul ist also ein Maß für den Abstand zweier benachbarter Zahnradzähne. Der Zahnraddurchmesser ist vorliegend insbesondere als Kopfkreisdurchmesser zu verstehen. Der Ausdehnungskoeffizient ist ein Maß für eine Veränderung der Abmessungen eines Materials oder Bauteils in Reaktion auf eine Temperaturänderung. Der Ausdehnungskoeffizient ist stoffspezifisch. Bei den meisten Materialien kommt es zu einer Zunahme der Abmessungen mit steigender Temperatur. Eine Bandage ist hierin als geschlossenes bzw. umlaufendes Band zu verstehen.The module m is the ratio between the pitch circle diameter of the gear and the number of teeth of the gear. The pitch circle diameter is the diameter of an invisible cylinder that runs through the center of the teeth. The pitch circle is defined as a circle, the center of which lies on the gear axis which runs through the pitch point of the gear teeth. This pitch point is located between the root of the gear tooth (root circle diameter) and the head of the gear tooth (tip circle diameter). The module is therefore a measure of the distance between two adjacent gear teeth. In the present case, the gear wheel diameter is to be understood in particular as the tip circle diameter. The coefficient of expansion is a measure of a change in the dimensions of a material or component in response to a change in temperature. The coefficient of expansion is substance-specific. With most materials, the dimensions increase with increasing temperature. A bandage is to be understood here as a closed or revolving band.
CFK ist vorliegend als kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff oder carbonfaserverstärkter Kunststoff (verkürzt Kohlefaser, Carbon oder Karbon) zu verstehen. CFK ist ein Verbundwerkstoff, bei dem Kohlenstofffasern in eine Kunststoff-Matrix eingebettet sind. Die Matrix dient zur Verbindung der Fasern sowie zum Füllen der Zwischenräume. Dadurch entsteht ein robuster und leichter Werkstoff, der insbesondere im Motorsport Verwendung findet. Meist wird als Matrix Epoxidharz gewählt. Es sind aber auch andere Duroplaste oder auch Thermoplaste als Matrixwerkstoff möglich.CFRP is to be understood as carbon fiber reinforced plastic or carbon fiber reinforced plastic (shortened carbon fiber, carbon or carbon). CFRP is a composite material in which carbon fibers are embedded in a plastic matrix. The matrix is used to connect the fibers and to fill the gaps. This creates a robust and light material that is used in particular in motorsport. Epoxy resin is usually chosen as the matrix. However, other thermosets or thermoplastics are also possible as the matrix material.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrzeugs mit einem Elektrofahrzeuggetriebe; -
2 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs für ein Elektrofahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Bandage; -
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bandage und eine Zahnradanordnung mit einem Zahnrad und einem Ritzel, die an Getriebewellen angeordnet sind; -
4 einen schematischen Ausschnitt eines Antriebsstrangs mit einer erfindungsgemäßen Bandage; -
5 eine perspektivische Ansicht einer Bandage gemäß der vorliegenden Anmeldung; und -
6 eine weitere perspektivische Ansicht einer Bandage gemäß der vorliegenden Anmeldung.
-
1 a schematic representation of an electric vehicle with an electric vehicle transmission; -
2nd a schematic representation of a drive train for an electric vehicle with a bandage according to the invention; -
3rd a schematic representation of a bandage according to the invention and a gear arrangement with a gear and a pinion, which are arranged on gear shafts; -
4th a schematic section of a drive train with a bandage according to the invention; -
5 a perspective view of a bandage according to the present application; and -
6 another perspective view of a bandage according to the present application.
In der
Der Antriebsstrang
Während eines Beschleunigungsvorgangs in einem Antriebsbetrieb wird im Antriebsstrang Antriebsleistung von der elektrischen Maschine
In einem Schubbetrieb, also wenn das Elektrofahrzeug
In einem Segelbetrieb, also wenn das Elektrofahrzeug
In der
Das Elektrofahrzeuggetriebe
Hierzu sind in der Bandage
In der
Durch die Bandage
In der
Die Antriebswelle
Beim Übertragen von Antriebsleistung über den oben beschriebenen Antriebskraftübertragungspfad wirkt auf die Getriebewellen
In
Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.The invention has been described and explained comprehensively with reference to the drawings and the description. The description and explanation are to be understood as examples and not restrictive. The invention is not limited to the disclosed embodiments. Other embodiments or variations will occur to those skilled in the art using the present invention, as well as upon a detailed analysis of the drawings, the disclosure, and the following claims.
In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann.In the claims, the words "comprise" and "with" do not exclude the presence of further elements or steps. The undefined article "a" or "an" does not exclude the existence of a plurality. A single element or a single unit can perform the functions of several of the units mentioned in the claims. The mere mention of some measures in several different dependent claims is not to be understood to mean that a combination of these measures cannot also be used advantageously.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010th
- ElektrofahrzeugElectric vehicle
- 1212
- Antriebsraddrive wheel
- 1414
- Antriebswelledrive shaft
- 1515
- AntriebsstrangPowertrain
- 1616
- ElektrofahrzeuggetriebeElectric vehicle transmission
- 1818th
- elektrische Maschineelectrical machine
- 2020th
- Differentialdifferential
- 2222
- Ritzelpinion
- 2323
- AbtriebszahnradOutput gear
- 2424th
- ZahnradfußGear foot
- 2626
- GetriebegehäuseGear housing
- 2828
- Bandagebandage
- 3030th
- AbtriebswelleOutput shaft
- 3232
- Lagerungstorage
- 3434
- erster Abschnittfirst section
- 3636
- zweiter Abschnittsecond part
- 3838
- dritter Abschnittthird section
- 4040
- vierter Abschnittfourth section
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018221835.8A DE102018221835A1 (en) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | Bandage for a motor vehicle transmission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018221835.8A DE102018221835A1 (en) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | Bandage for a motor vehicle transmission |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018221835A1 true DE102018221835A1 (en) | 2020-06-18 |
Family
ID=70859178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018221835.8A Withdrawn DE102018221835A1 (en) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | Bandage for a motor vehicle transmission |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018221835A1 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4342814A1 (en) * | 1992-12-15 | 1994-06-16 | Borg Warner Automotive | Bearing device for controlling the shaft centering in a manually shiftable transmission |
US20040089086A1 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-13 | Ewing Gregory A. | Transmission having rigid link between shafts |
DE10343992A1 (en) * | 2003-09-23 | 2005-04-14 | Zf Friedrichshafen Ag | Bearing plate for drive systems with two or more shafts has apertures for mounting shafts, in which anti-friction bearings are mounted, plate being made up of two sections fastened together by bolts or pins |
DE102004026658A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-29 | Kwd Automotive Group & Co. Kg | hybrid housing |
DE102008026775A1 (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-10 | Schaeffler Kg | Coupling device for mutual fixation of transmission shafts in multi-level switching transmission arrangement of car, has carrier provided for path sections, where path sections are designed together in opened manner |
DE102008040270A1 (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-14 | Zf Friedrichshafen Ag | Bearing bracket for intermediate gearbox shaft transmission for motor vehicle, has set of antifriction bearings for supporting set of transmission shafts and formed as floating bearings and fixed bearing respectively |
US20140157954A1 (en) * | 2011-08-15 | 2014-06-12 | Volvo Lastvagnar Ab | Multi-ratio gearbox housing |
DE102017213827A1 (en) * | 2017-08-08 | 2019-02-14 | Aktiebolaget Skf | Bearing carrier or housing part and method for producing a bearing carrier or a housing part |
-
2018
- 2018-12-14 DE DE102018221835.8A patent/DE102018221835A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4342814A1 (en) * | 1992-12-15 | 1994-06-16 | Borg Warner Automotive | Bearing device for controlling the shaft centering in a manually shiftable transmission |
US20040089086A1 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-13 | Ewing Gregory A. | Transmission having rigid link between shafts |
DE10343992A1 (en) * | 2003-09-23 | 2005-04-14 | Zf Friedrichshafen Ag | Bearing plate for drive systems with two or more shafts has apertures for mounting shafts, in which anti-friction bearings are mounted, plate being made up of two sections fastened together by bolts or pins |
DE102004026658A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-29 | Kwd Automotive Group & Co. Kg | hybrid housing |
DE102008026775A1 (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-10 | Schaeffler Kg | Coupling device for mutual fixation of transmission shafts in multi-level switching transmission arrangement of car, has carrier provided for path sections, where path sections are designed together in opened manner |
DE102008040270A1 (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-14 | Zf Friedrichshafen Ag | Bearing bracket for intermediate gearbox shaft transmission for motor vehicle, has set of antifriction bearings for supporting set of transmission shafts and formed as floating bearings and fixed bearing respectively |
US20140157954A1 (en) * | 2011-08-15 | 2014-06-12 | Volvo Lastvagnar Ab | Multi-ratio gearbox housing |
DE102017213827A1 (en) * | 2017-08-08 | 2019-02-14 | Aktiebolaget Skf | Bearing carrier or housing part and method for producing a bearing carrier or a housing part |
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