DE102019203901A1

DE102019203901A1 - Elektro-Antriebsachssystem

Info

Publication number: DE102019203901A1
Application number: DE102019203901.4A
Authority: DE
Inventors: Daryl T. Brown
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2018-03-21
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2019-09-26
Also published as: BR102019005465A2; CN110293827A; US10724618B2; US20190293158A1; DE102019203901A8

Abstract

Ein Elektro-Antriebsachssystem hat eine integrierte elektrische Maschine. Ein Achssystem umfasst ein Paar Abtriebswellen und einen Motor mit einer Rotorwelle, die in einer Linie mit den Abtriebswellen angeordnet ist. Ein Zahnradsatz ist zwischen der Rotorwelle und einer Abtriebswelle gekoppelt. Ein weiterer Zahnradsatz ist zwischen der Rotorwelle und der anderen Abtriebswelle gekoppelt. Jeder Zahnradsatz hat ein Sonnenrad, das mit einem Planetenradsatz verzahnt ist, der auf einem Träger gelagert ist. Die Rotorwelle ist an den Sonnenrädern befestigt und die Abtriebswellen sind an den Trägern befestigt. Eine Kupplung kann abwechselnd die Drehung von Hohlrädern der Zahnradsätze verhindern oder zulassen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE PATENTANMELDUNGEN
Nicht zutreffend.
ANGABE ÜBER STAATLICH GEFÖRDERTE FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
Nicht zutreffend.
GEBIET DER OFFENBARUNG
Diese Offenbarung betrifft Achssysteme und elektrische Antriebsanordnungen für Achssystemanwendungen mit integrierten Übertragungs- und Differentialfunktionen.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Arbeitsfahrzeuge, wie sie in der Land-, Bau- und Forstwirtschaft verwendet werden, sowie andere Fahrzeuge, Ausrüstungen und Maschinen können von einem Antriebsaggregat angetrieben werden, das einen Verbrennungsmotor oder eine alternative Energiequelle umfasst. Die Kraftübertragung auf die Antriebsräder erfolgt durch einen Antriebsstrang, der typischerweise eine Antriebswelle, ein Getriebe zum Bereitstellen verschiedener Übersetzungsverhältnisse und ein Differential zum Aufteilen der Kraft zwischen den beiden Fahrzeugseiten umfasst. Die Leistungsquelle, das Getriebe und das Differential sind typischerweise getrennt im Gehäuse angeordnet und können entlang der Länge des Fahrzeugs verteilt sein. Diese Art einer separaten Gehäuseanordnung kann übernommen werden, wenn eine alternative Energiequelle verwendet wird. Alternativ können bei alternativen Energiequellen Elektromotoren an jeder Ecke des Fahrzeugs angeordnet sein, das ein Antriebsrad aufweist, das die Antriebssystemkomponenten auch auf separate Gehäuse aufteilt. Dies wirkt sich auf das Design und die Gehäuse zahlreicher anderer Fahrzeugkomponenten aus, was die Kosten und die Entwicklungszeit erhöht.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Die Offenbarung stellt ein elektrisches Antriebsachssystem mit einem integrierten Motor bereit. In einem Aspekt umfasst ein Achssystem ein Paar Abtriebswellen, wobei der Motor eine Rotorwelle aufweist, die in einer Linie mit den Abtriebswellen angeordnet ist. Ein Zahnradsatz ist zwischen der Rotorwelle und einer Abtriebswelle gekoppelt. Ein anderer Zahnradsatz ist zwischen der Rotorwelle und der anderen Abtriebswelle gekoppelt. Jeder Zahnradsatz hat ein Sonnenrad, das mit einem Planetenradsatz verzahnt ist, der auf einem Träger gelagert ist. Die Rotorwelle ist an den Sonnenrädern befestigt und die Abtriebswellen sind an den Trägern befestigt.
In einem anderen Aspekt umfasst eine Achse ein Paar Abtriebswellen zum Antreiben eines Räderpaars. Ein Motor treibt die Abtriebswellen an. Ein Zahnradsatz ist zwischen der Rotorwelle und einer Abtriebswelle gekoppelt. Ein anderer Zahnradsatz ist zwischen der Rotorwelle und der anderen Abtriebswelle gekoppelt. Jeder Zahnradsatz hat ein Sonnenrad, das mit einem Planetenradsatz verzahnt ist, der auf einem Träger gelagert ist. Die Rotorwelle ist an den Sonnenrädern befestigt und die Abtriebswellen sind an den Trägern befestigt.
In einem zusätzlichen Aspekt umfasst eine Achse ein Paar Abtriebswellen zum Antreiben eines Räderpaars. Ein Motor mit einer Rotorwelle ist in einer Linie mit den Abtriebswellen angeordnet. Ein Planetengetriebe ist zwischen der Rotorwelle und einer Abtriebswelle gekoppelt. Ein anderes Planetengetriebe ist zwischen der Rotorwelle und der anderen Abtriebswelle gekoppelt. Jedes Planetengetriebe hat ein Sonnenrad, das mit einem Satz Planetengetriebe verzahnt ist, der auf einem Träger gelagert ist und mit einem Hohlrad verzahnt ist. Die Rotorwelle ist an beiden Sonnenrädern befestigt und eine Abtriebswelle ist an jedem Träger befestigt. Ein Zwischenrad ist mit einem Hohlrad und ein Differentialgetriebe mit dem Zwischenrad verzahnt. Ein anderes Differentialgetriebe ist direkt mit dem anderen Hohlrad verzahnt. Eine Differentialwelle ist an dem Differentialgetriebe befestigt. Eine Kupplung ist mit der Differentialwelle verbunden und wird abwechselnd eingerückt, um zu verhindern, dass sich die Hohlräder drehen, was bedeutet, dass sich die ersten und zweiten Räder in einer gemeinsamen Geschwindigkeit drehen, oder ausgerückt, um die Hohlräder zu lösen, wodurch die Räder sich relativ zueinander drehen können.
Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen sind in den beiliegenden Zeichnungen und der Beschreibung unten dargelegt. Weitere Merkmale und Vorteile sind der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen zu entnehmen.
Figurenliste

ist eine Seitenansicht eines beispielhaften Arbeitsfahrzeugs in der Form eines landwirtschaftlichen Traktors, in dem das offenbarte Elektro-Antriebsachssystem verwendet werden kann;
ist ein Blockschaltbild eines Elektro-Antriebsachssystems des Arbeitsfahrzeugs von ;
ist eine isometrische Ansicht einer beispielhaften Achsenanordnung des Elektro-Antriebsachssystems gemäß dieser Offenbarung;
ist eine fragmentarische, perspektivische Querschnittsdarstellung des Antriebsanordnungsbereichs eines Elektro-Antriebsachssystems gemäß einer Ausführungsform des offenbarten Systems; und
ist eine fragmentarische, isometrische Darstellung des Motorbereichs der Antriebsanordnung von , bei der Gehäuseelemente entfernt wurden.

Gleiche Bezugssymbole in den verschiedenen Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Das Folgende beschreibt eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen des offenbarten Elektro-Antriebsachssystems, wie in den beigefügten Abbildungen der oben kurz beschriebenen Zeichnungen gezeigt. Verschiedene Modifikationen der beispielhaften Ausführungsformen können von Fachleuten auf dem Gebiet in Betracht gezogen werden.
Bei einer oder mehreren beispielhaften Implementierungen des offenbarten Elektro-Antriebsachssystems ist eine einzelne, integrierte elektrische Maschine in einem Achsgehäuse untergebracht und stellt ein Antriebsdrehmoment für zwei Räder bereit. Die elektrische Maschine ist mit einem Paar von Abtriebswellen zum Antreiben der zwei Räder gekoppelt und ist mit integrierten Übertragungs- und Differentialmechanismen konfiguriert. Das System unterstützt den Betrieb in einer geraden Linie und in Kurven. Das System kann verwendet werden, um die Traktion zu verbessern, indem die Räder für das Drehen mit einer gemeinsamen Geschwindigkeit blockiert werden, und ist an das Motorbremsen angepasst, bei dem die elektrische Maschine als Generator arbeitet und zum Laden der Batterie genutzt werden kann.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Achssysteme im Zusammenhang mit bestimmten Arbeitsfahrzeuganwendungen, zur Veranschaulichung von Beispielen. Bei einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug erfolgt die Umwandlung elektrischer Energie in einen mechanischen Antrieb für die Fahrzeugbewegung. In Bezug auf das beispielhafte Arbeitsfahrzeug erfordert dies die Verwendung des Elektromotors, damit sich die den Boden berührenden Räder drehen, um das Fahrzeug anzutreiben. Der Antrieb eines solchen Fahrzeugs wird durch die Notwendigkeit verkompliziert, dass die Räder auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs unterschiedliche Entfernungen in Bezug auf eine gegebene Drehzahl des Elektromotors zurücklegen müssen. Diese Art von Szenario tritt normalerweise auf, wenn das Fahrzeug durch eine Kurve fährt und eine Differentialfunktion benötigt wird. Der Antrieb wird weiter verkompliziert durch den Wunsch, eine Drehmomentvervielfachung bereitzustellen, bei der sich der Rotor des Motors schneller dreht als die Räder auf beiden Fahrzeugseiten, wo eine Übertragungsfunktion erforderlich ist.
In einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung, wie weiter unten näher beschrieben, ist eine elektrische Maschine die Energiequelle, die zwei Räder mit Energie versorgt. Die elektrische Maschine hat eine Rotorwelle, die in einer Linie mit den beiden Abtriebswellen angeordnet ist, die die beiden Räder bedienen. Ein Paar Zahnradsätze sind enthalten, von denen einer zwischen der Rotorwelle und jeder der Abtriebswellen gekoppelt ist. Die Zahnradsätze bieten eine Funktion vom Typ Übersetzungsverhältnis. Jeder Zahnradsatz ist in einer Planetenanordnung konfiguriert und hat jeweils ein Sonnenrad, das mit einem entsprechenden Satz von Planetengetrieben verzahnt ist. Die Planetengetriebe sind jeweils auf einem entsprechenden Träger gelagert. Die Rotorwelle ist an beiden Sonnenrädern befestigt und eine der Abtriebswellen ist an jedem der Träger befestigt. Ein Hohlrad ist um jeden Satz von Planetenrädern herum angeordnet und bringt diese in Eingriff. Eine Kupplung ist konfiguriert, um abwechselnd einzurücken, um die Hohlräder gegen Drehen zu befestigen, oder auszurücken, um die Hohlräder für die Drehung freizugeben, wodurch eine Funktion vom Differentialtyp bereitgestellt wird. Durch diese Anordnung arbeitet die elektrische Maschine als Motor, um Traktionsleistung für die Räder bereitzustellen, die Zahnradsätze sorgen für eine Drehmomentvervielfachung, und die Kupplung ermöglicht einen Betriebsmodus, bei dem die Räder mit der gleichen Geschwindigkeit angetrieben werden, und einen anderen Betriebsmodus, bei dem die Räder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden.
Wie oben angemerkt, kann das hierin beschriebene Elektro-Antriebsachssystem in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Bezugnehmend auf umfasst eine beispielhafte Anwendung ein Elektro-Antriebsachssystem, das in einem Arbeitsfahrzeug 10 enthalten sein kann, das in diesem Beispiel als landwirtschaftlicher Traktor dargestellt ist. Es versteht sich jedoch, dass andere Konfigurationen in Betracht gezogen werden, einschließlich Konfigurationen mit dem Arbeitsfahrzeug 10 als eine andere Art von Traktor oder als ein Arbeitsfahrzeug, das für andere Aspekte der Landwirtschaft oder die Baubranche oder die Forstwirtschaft verwendet wird (z. B. ein Mähdrescher, ein Holzschlepper, ein Motorgrader und so weiter). Es versteht sich ferner, dass das offenbarte Elektro-Antriebsachssystem auch in Nicht-Arbeitsfahrzeugen, Nicht-Fahrzeuganwendungen und mit anderen Arten von Ausrüstungen und Maschinen verwendet werden kann, bei denen ein integrierter elektrischer Antrieb mit Ausgaben, die bei der gleichen und bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten arbeiten können, nützlich ist.
Im vorliegenden Beispiel hat das Arbeitsfahrzeug 10 einen Rahmen oder Chassis 12, das von Bodenbearbeitungsrädern 14 getragen wird. Die Räder 14 tragen das Chassis 12 durch die Achsanordnungen 16, 18. Zwei oder mehr der Räder 14 können zum Antreiben des Arbeitsfahrzeugs 10 angetrieben werden, und in diesem Beispiel sind zumindest die Vorderräder 14 lenkbar, um die Fahrtrichtung zu steuern. In anderen Beispielen kann das Fahrzeug 10 ein Gelenkfahrzeug oder anders konfiguriert sein, um eine Lenkfunktion bereitzustellen. Das Chassis 12 trägt eine Vorrichtung, die als Antriebsaggregat zur Erzeugung von Energie dient, die in diesem Beispiel als Verbrennungsmotor ausgebildet ist und als eine Motorvorrichtung 20 bezeichnet wird. Eine Fahrerkabine 22 ist vorgesehen, in der sich eine Bedienerschnittstelle und eine Steuereinrichtung (z. B. verschiedene Steuerräder, Hebel, Schalter, Knöpfe, Bildschirme, Tastaturen usw.) befinden. Das Arbeitsfahrzeug 10 kann konfiguriert sein, um andere angeschlossene Geräte zu verwenden und/oder Leistung an diese von der Motorvorrichtung 20 bereitzustellen, um elektrische Energie zu erzeugen, und/oder um mechanische, fluidbetriebene und/oder andere Funktionen anzutreiben. In dem vorliegenden Beispiel arbeiten eine oder beide der Achsanordnungen 16, 18 mit elektrischer Energie, und das Fahrzeug 10 umfasst ein Batteriesystem 24 und zugehörige Ausrüstung zum Speichern und Abgeben der Energie, wie nachstehend beschrieben.
Bezugnehmend auf sind die Achsanordnung 18, die Motorvorrichtung 20 und das Batteriesystem 24 des Fahrzeugs 10 in einem Elektro- Antriebsachssystem 30 konfiguriert. Das linke Rad 14 und ein rechtes Rad 32 sind mit der Achsanordnung 18 verbunden, die eine integrierte elektrische Maschine 34 umfasst. Die elektrische Maschine 34 weist einen Rotor 36 auf, der mit linken bzw. rechten Zahnradsätzen 38, 40 gekoppelt ist, die in einem zentralen Gehäuse 42 angeordnet sind. Die Abtriebswellen 44, 46 koppeln die Zahnradsätze 38, 40 mit den entsprechenden Rädern 14, 32. Die Abtriebswellen 44, 46 liefern Leistung von der elektrischen Maschine 34 und den Zahnradsätzen 38, 40, um die Räder 14, 32 anzutreiben. Es versteht sich, dass die Abtriebswellen 44, 46 auch so arbeiten können, dass sie von den Rädern 14, 32 eine Eingabe zu den Zahnradsätzen 38, 40 und der elektrischen Maschine 34 zum Betrieb als Generator, beispielsweise zum Motorbremsen, bereitstellen. In dem vorliegenden Beispiel kann das Elektro-Antriebsachssystem 30 die gewünschte Untersetzung (z. B. 13:1) zwischen der elektrischen Maschine 34 und den Rädern 14, 32 durch einzelne Zahnradsätze 38, 40 bereitstellen. In anderen Beispielen können Achsantriebsgetriebesätze (weiter unten beschrieben) an den Rädern 14, 32 vorgesehen sein, wobei die gewünschte Untersetzung in zwei inkrementellen Schritten durch zwei Zahnradsätze auf jeder Seite des Fahrzeugs vorgesehen ist. Bei einer solchen Anordnung können mechanische Nassreibungsbremsen zu der Eingangsseite der Achsantriebssätze hinzugefügt werden. Beispielsweise kann die gewünschte Untersetzung zwischen 6:1 an den Zahnradsätzen 38, 40 und 7:1 an den Endantriebszahnradsätzen aufgeteilt werden, die so gesteuert werden können, dass sie zwei Drehzahlverhältnisse für den Betrieb des Fahrzeugs 10 bei niedrigen und hohen Geschwindigkeitsbereichen bereitstellen.
Das elektrische Antriebsachssystem 30 umfasst auch einen Generator 50 und eine Leistungselektronik 52. Diese Komponenten konvertieren, konditionieren und steuern Leistung von der mechanischen Bewegung der Motorvorrichtung 20 in geeignete elektrische Energie zum Speichern in dem Batteriesystem 24 und zur Nutzung der gespeicherten elektrischen Energie durch die elektrische Maschine 34. Die Leistungselektronik 52 kann auch arbeiten, um von der elektrischen Maschine 34 erzeugte Energie zur Speicherung in dem Batteriesystem 24 umzuwandeln. Die Leistungselektronik 52 kann Gleichrichter, Wechselrichter, Wandler, Steuerungen und andere Vorrichtungen enthalten, um die erforderliche Umwandlung und Steuerung der elektrischen Energie bereitzustellen, und somit den Betrieb des Generators 50, der elektrischen Maschine 34 und des Batteriesystems 24 zu unterstützen. Eine Steuerung 54 ist elektrisch mit der Motorvorrichtung 20, dem Generator 50, der Leistungselektronik 52, dem Batteriesystem 24 und der elektrischen Maschine 34 gekoppelt, um Steuerfunktionen bereitzustellen. Die Steuerung 54 kann auch mit anderen Vorrichtungen gekoppelt sein, die erforderlich sind, um die gewünschten Systemsteuerfunktionen bereitzustellen, einschließlich verschiedener Stellglieder und Sensoren, wie beispielsweise Raddrehzahlsensoren (nicht gezeigt). Die Steuerung 54 kann eine oder mehrere Rechenvorrichtungen wie verschiedene Prozessorvorrichtungen und verschiedene zugehörige Speicherarchitekturen umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 54 zusätzlich (oder alternativ) verschiedene andere elektronische Steuerschaltungen und -vorrichtungen (z. B. verschiedene elektronische Vorrichtungen oder programmierbare Schaltungen) beinhalten. Die Steuerung 54 kann getrennt von anderen Komponenten angeordnet sein(wie in gezeigt) oder kann in verschiedenen Komponenten integriert sein, wie z. B. der Achsanordnung 18. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 54 ausschließlich anderen hierin offenbarten Funktionalitäten zugeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 54 dazu konfiguriert sein, zusätzlich zu den hierin offenbarten Steuerfunktionen eine andere Funktionalität des Fahrzeugs 10 bereitzustellen.
Im Allgemeinen wird die Steuerung 54 verwendet, um zumindest einige der hierin beschriebenen Systemvorgänge und -funktionen bereitzustellen. Im Betrieb wandelt das durch die Steuerung 54 gesteuerte elektrische Antriebsachssystem 30 mechanische Energie durch den Generator 50 in elektrische Energie um, wenn es von der Motorvorrichtung 20 angetrieben wird. In diesem Beispiel erzeugt der Generator 50 einen Wechselstrom (AC), der von der Leistungselektronik 52 in einen Gleichstrom (DC) umgewandelt wird, um in dem Batteriesystem 24 gespeichert zu werden. Die Leistungselektronik 52 konvertiert/invertiert auch elektrische Energie von dem Generator 50 und/oder dem Batteriesystem 24 zur Nutzung durch die elektrische Maschine 34, um mechanische Energie zum Antreiben der Räder 14, 32 zur Bewegung des Fahrzeugs 10 zu erzeugen.
In diesem Beispiel umfasst das Elektro-Antriebsachssystem 30 eine Differentialwelle 60, die die Zahnradsätze 38, 40 koppelt. Zum geraden Betrieb des Fahrzeugs 10 treibt der Elektromotor die Zahnradsätze 38, 40 an, die den Abtriebswellen 44, 46 eine Abtriebsdrehung bereitstellen, die mit ausgeglichenen Drehmomentlasten und mit einer gemeinsamen Drehzahl an die Räder 14, 32 geliefert wird. Wenn das Fahrzeug 10 durch eine Kurve gelenkt wird, arbeitet das äußere Rad mit einer höheren Geschwindigkeit als das innere Rad. Die Steuerung 54 steuert den Betrieb der Differentialwelle 60, wie weiter unten beschrieben, um zu ermöglichen, dass sich das äußere Rad mit der höheren Drehzahl dreht, um in derselben Zeitspanne eine größere Strecke als das innere Rad zurückzulegen. Da das äußere Rad relativ zu dem inneren Rad beschleunigen muss, braucht es mehr Drehmoment, und durch die Betätigung der Differentialwelle 60 liefert die elektrische Maschine 34 mehr Drehmoment an das äußere Rad, so dass es sich schneller dreht.
Das Ändern der Differentialwirkung zur Verbesserung der Traktion mit dem Boden wird durch Verriegeln der Differentialwelle 60 erreicht, wie weiter unten beschrieben. Beispielsweise können ein Lenkwinkelsensor (nicht gezeigt) an dem Fahrzeug 10 und Algorithmen in der Steuerung 54, die eine bestimmte Winkelbegrenzung verwenden, die Differentialwelle 60 automatisch verriegeln (oder entriegeln). Diese Funktion kann alternativ durch einen manuellen Schalter bereitgestellt werden, der vom Fahrer betätigt wird, wenn eine verbesserte Traktion gewünscht wird. In einigen Beispielen kann das Bremsen der Räder 14, 32 durch Verwendung der elektrischen Maschine 34 als ein Generator mit Speicherung der Energie in dem Batteriesystem 24 bereitgestellt werden. In anderen Beispielen kann dies durch die Verwendung eines Bremswiderstandes (nicht gezeigt) erreicht werden.
Bezugnehmend auf ist die Achsanordnung 18 für die Sichtbarkeit ihrer Aufmachungsmerkmale isoliert gezeigt. Das mittlere Gehäuse 42 ist mit einem unteren Gehäuse 62 und einem oberen Gehäuse 64 ausgebildet, die aneinander befestigt sind und so konfiguriert sind, dass sie die elektrische Maschine 34, die Zahnradsätze 38, 40 und die Differentialwelle 60 enthalten. Das mittlere Gehäuse 42 umfasst einen zylindrischen Abschnitt 66, der die elektrische Maschine 34 und die Zahnradsätze 38, 40 aufnimmt, und umfasst einen integralen zylindrischen Abschnitt 68, der die Differentialwelle 60 aufnimmt. Der zylindrische Abschnitt 68 weist eine kreisförmige Befestigung 70 auf, die entfernbar ist und durch Schrauben in Position gehalten wird. Ein Paar Achsgehäuse 72, 74 ist an dem mittleren Gehäuse 42 befestigt und so konfiguriert, dass sie die Abtriebswellen 44, 46 enthalten. Die Achsgehäuse 72, 74 sind mit ebenen Flächen und Bolzenlöchern zum Verbinden mit entsprechenden Funktionen am Chassis 12 des Fahrzeugs 10 ausgebildet. Nabenanordnungen 76, 78 sind jeweils an den Achsgehäusen 72, 74 befestigt. Die Nabenanordnungen 76, 78 sind so konfiguriert, dass sie mit den Rädern 14, 32 bzw. an den Flanschen 80, 82 verbunden sind. In dem vorliegenden Beispiel umfassen die Nabenanordnungen 76, 78 Achsantriebszahnräder 84, 86, die in der Mitte der Räder 14, 32 angeordnet sind. Auch sind in diesem Beispiel mechanische Nassreibungsbremsen 88, 90 jeweils an den Innenseiten der Achsantriebssätze 84, 86 angeordnet. Die Unterbringung der elektrischen Maschine 34, der Zahnradsätze 38, 40 und der Differentialwelle 60 in dem mittleren Gehäuse 42 und der Achsantriebsradsätze 84, 86 in den Rädern 14, 32 sorgt für ein effizientes Anbringen des elektrischen Antriebsachssystems 30. Die Achsanordnung 18 kann in Abhängigkeit von der Anzahl der beteiligten Antriebsräder an einer oder mehreren Achsstellen an einem bestimmten Fahrzeug eingesetzt werden.
Bezugnehmend auf ist das mittlere Gehäuse 42 mit abgenommenem oberen Gehäuse 64 dargestellt, um die inneren Komponenten zu zeigen, die im Schnitt allgemein durch die Achsmitte 92 dargestellt sind, wobei das untere Gehäuse 62 im Hintergrund sichtbar ist. Im Allgemeinen sind die elektrische Maschine 34, die Zahnradsätze 38, 40 und die Differentialwelle 60 enthalten. Die elektrische Maschine 34 umfasst ein Motorgehäuse 94 mit Kühlkanälen 96, die mit den Anschlüssen 98, 100 verbunden sind, um eine Flüssigkeitskühlung der elektrischen Maschine 34 bereitzustellen. Die Arbeitsmaschine 34 kann eine elektrische Maschine mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom sein. In dem vorliegenden Beispiel enthält das Motorgehäuse 94 einen Stator 102, der einen Rotor 104 umgibt. Der Rotor 104 umfasst eine Welle 106 und magnetische Elemente 108. In diesem Beispiel ist die Welle 106 auf Lagern 110, 112 angebracht, die sich im Motorgehäuse 94 befinden, und ist mit Sonnenrädern 114, 116 der entsprechenden Zahnradsätze 38, 40 verbunden. Die Welle 106 umfasst aufnehmende Öffnungen 118, 120, die die Wellen 122, 124 der Sonnenräder 114, 116 jeweils fest aufnehmen. Infolgedessen dreht sich der Rotor 104 als eine Einheit mit den Sonnenrädern 114, 116. In anderen Beispielen können die Sonnenräder 114, 116 aus einem Stück mit der Welle 106 gebildet sein.
In dem mittleren Gehäuse 42 umfasst der Zahnradsatz 38 eine Anzahl von Planetenrädern 126, die mit dem Sonnenrad 114 verzahnt sind, und der Zahnradsatz 40 umfasst eine Anzahl von Planetenrädern 128, die mit dem Sonnenrad 116 verzahnt sind. In dem vorliegenden Beispiel umfasst jeder Zahnradsatz 38, 40 jeweils drei Planetenräder 126, 128, um Lasten um die Sonnenräder 114, 116 herum zu verteilen. In anderen Beispielen kann eine andere Anzahl genutzt werden. Die Planetenräder 126 sind auf einem Träger 130 gelagert, der einen konisch geformten Abschnitt 132 mit Bolzen 134 aufweist, auf denen sich die Planetenräder 126 drehen. Außerhalb des Abschnitts 132 umfasst der Träger 130 einen zylindrisch geformten Abschnitt 136, der an dem mittleren Gehäuse 42 durch ein Lager 138 gehalten wird. Der Träger 130 hat eine Öffnung 140, die sich entlang der Achsmitte 92 erstreckt und kerbverzahnt ist, um einen zusammenpassenden Keilverzahnungsabschnitt der Abtriebswelle 44 aufzunehmen. In ähnlicher Weise sind die Planetenräder 128 auf einem Träger 142 gelagert, der einen konisch geformten Abschnitt 144 mit Bolzen 147 aufweist, auf denen sich die Planetenräder 128 drehen. Außerhalb des Abschnitts 144 umfasst der Träger 142 einen zylindrisch geformten Abschnitt 146, der an dem mittleren Gehäuse 42 durch ein Lager 148 gehalten wird. Der Träger 142 hat eine Öffnung 150, die sich entlang der Achsmitte 92 erstreckt und kerbverzahnt ist, um einen zusammenpassenden Keilverzahnungsabschnitt der Abtriebswelle 46 aufzunehmen.
Der Zahnradsatz 38 umfasst ein Hohlrad 154, das einen zylindrischen Abschnitt 156 aufweist, der sich über die Planetenräder 126 erstreckt und eine Innenverzahnung aufweist, die mit den Planetenrädern 126 verzahnt ist. Das Hohlrad 154 hat auch einen sich radial erstreckenden scheibenförmigen Abschnitt 158, der einstückig mit dem Abschnitt 156 ist. Der Abschnitt 158 umfasst eine kreisförmige Öffnung, die ein Lager 160 enthält, um das Hohlrad 154 am Motorgehäuse 94 zu halten. Der Abschnitt 158 hat auch eine Außenverzahnung 162, die von der Achsmitte 92 radial nach außen gerichtet ist. In ähnlicher Weise umfasst der Zahnradsatz 40 ein Hohlrad 166, das einen zylindrischen Abschnitt 168 aufweist, der sich über die Planetenräder 128 erstreckt und eine Innenverzahnung aufweist, die mit den Planetenrädern 128 verzahnt ist. Das Hohlrad 166 hat auch einen sich radial erstreckenden, scheibenförmigen Abschnitt 170, der einstückig mit dem Abschnitt 168 ist. Der Abschnitt 170 hat eine kreisförmige Öffnung, die ein Lager 172 enthält, um das Hohlrad 166 am Motorgehäuse 94 zu halten. Der Abschnitt 170 hat auch eine Außenverzahnung 174, die von der Achsmitte 92 radial nach außen gerichtet ist.
Die Differentialwelle 60 überspannt die Länge des Rotors 104 und hat ein Ende 176, an dem ein Differentialgetriebe 178 befestigt ist. Das Differentialgetriebe 178 ist in einer Linie mit dem Abschnitt 158 des Hohlrads 154 entlang der Richtung der Achsmitte 92 angeordnet. Die Zähne 180 des Differentialgetriebes 178 sind mit den Außenzähnen 162 verzahnt, so dass sich das Hohlrad 154 nur dann dreht, wenn sich das Differentialgetriebe 178 dreht. Gegenüber dem Ende 176 weist die Differentialwelle 60 ein Ende 182 auf, an dem ein anderes Differentialgetriebe 184 befestigt ist. Das Differentialgetriebe 184 weist Zähne 186 auf und ist außerhalb des Abschnitts 170 des Hohlrads 166 angeordnet, so dass die Zähne 186 nicht direkt mit den Außenzähnen 174 verzahnt sind. Stattdessen verzahnt sich das Differentialgetriebe 184 mit einem Zwischenrad 188, das sich auch mit den Außenzähnen 174 verzahnt, so dass sich das Hohlrad 166 nur dann dreht, wenn sich das Differentialgetriebe 184 und das Zwischenrad 188 drehen. Die Differentialwelle 60 ist auf dem mittleren Gehäuse 42 durch Lager 190, 192 gestützt, die ihre Drehung ermöglichen.
Die Drehung der Differentialwelle 60 wird durch die Steuerung 54 über eine Kupplung 200 gesteuert, die in dem mittleren Gehäuse 42 innerhalb der durch den Halter 70 geschlossenen Öffnung enthalten ist. Die Kupplung 200 umfasst eine innere Nabe 202, an der ein Satz von inneren Platten 204 befestigt ist, und die an der Differentialwelle 60 und/oder dem Differentialgetriebe 178 befestigt ist, um sich damit zu drehen. Ein Satz von Außenplatten 206 ist mit den inneren Platten 204 verschachtelt und an einem Einschub 208 befestigt, der in dem mittleren Gehäuse 42 befestigt ist. Dementsprechend werden die Außenplatten 206 vom mittleren Gehäuse 42 gehalten und drehen sich nicht. Ein Kolben 210 ist neben den gestapelten Innen- und Außenplatten 204, 206 angeordnet und wird durch eine Rückstellfeder 212, die die Platten 204, 206 zur Trennung zwingt, in Richtung des Halters 70 gedrückt, um die Kupplung 200 in einen normalerweise ausgerückten Zustand zu bringen. Zum Einrücken der Kupplung 200 wird Fluiddruck in eine Kammer 214 zwischen dem Halter 70 und dem Kolben 210 eingeleitet, wobei die Rückstellfeder 212 und der Stapel von Platten 204, 206 zusammengedrückt werden, wodurch die Platten 204, 206 unter Reibung miteinander verbunden werden. Das Ausrücken der Kupplung 200 ermöglicht eine Drehung der Differentialwelle 60, und das Einrücken der Kupplung 200 verhindert eine Drehung der Welle 60. In anderen Beispielen kann die Kupplung 200 eine mechanische Laschen- oder Klauenkupplung sein, um die Differentialwelle 60 selektiv zu verriegeln. In anderen Beispielen kann eine elektromagnetische Kupplung verwendet werden. In einigen Beispielen kann ein zweiter Kupplungsmechanismus am Ende 182 der Differentialwelle 60 hinzugefügt werden, um die Differentialsperrkapazität zu erhöhen.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf sind ausgewählte interne Komponenten gezeigt, wobei das mittlere Gehäuse 42 zur besseren Sichtbarkeit entfernt ist. Die Innenverzahnung 218 des Hohlrads 154 ist sichtbar und mit den Planetenrädern 126 verzahnt. In sind die Abtriebswellen 44, 46 mit jeweiligen Dichtungs- und Lageranordnungen 220, 222 umgeben dargestellt, die gegen die Achsgehäuse 72, 74 abdichten und diese stützen (in gezeigt). Dementsprechend können die inneren Komponenten in dem mittleren Gehäuse 42 in Schmiermittel eingetaucht werden.
Wenn die Kupplung 200 eingerückt ist, so dass die Platten 204, 206 miteinander verbunden sind, ist die Differentialwelle 60 mit dem mittleren Gehäuse 42 verbunden. Dies verhindert die Drehung der Differentialgetriebe 178, 184, des Zwischenrads 188 und der Hohlräder 154, 166. Der Betrieb der elektrischen Maschine 34 zum Drehen des Rotors 104 wird in eine Drehung der Sonnenräder 114, 116 mit derselben Geschwindigkeit übersetzt. Die Sonnenräder 114, 116 sind den Planetenrädern 126, 128 und den Trägern 130, 142 ähnlich. Dementsprechend führt der gesteuerte Betrieb der elektrischen Maschine 34 zu einer Drehung der Träger 130, 142 und der verbundenen Abtriebswellen 44, 46 mit einer gemeinsamen Geschwindigkeit, die mit dem Betrieb der elektrischen Maschine 34 variiert werden kann. Infolgedessen drehen sich die Räder 14, 32 mit einer gemeinsamen Geschwindigkeit, wenn die Kupplung 200 eingerückt ist. Dieser Modus unterstützt den Betrieb des Fahrzeugs 10 in einer geraden Richtung, entweder vorwärts oder rückwärts. Die Steuerung 54 steuert die elektrische Maschine 34, um die erforderliche Geschwindigkeit und das erforderliche Drehmoment bereitzustellen. Bei Eingabe an die Zahnräder 38, 40 an den Sonnenrädern 114, 116, wird die an den Trägern 130, 142 und den Hohlrädern 154, 166 bereitgestellte Ausgabe gehalten, wobei das maximale Untersetzungsverhältnis und die von den Zahnrädern 38, 40 erreichbare maximale Drehmomenterhöhung erhalten wird. Wie oben erwähnt, kann zusätzlich zur Geradeausfahrt das Einrücken der Kupplung 200 entweder automatisch oder manuell erfolgen, wenn die Differentialsperrfunktion für die Traktion oder andere Zwecke gewünscht wird.
Wenn die Kupplung 200 ausgerückt ist, kann sich die Differentialwelle 60 drehen. Dies erlaubt die Drehung der Differentialgetriebe 178, 184, des Zwischenrads 188 und der Hohlräder 154, 166. Wie oben erwähnt, ermöglicht das Ausrücken der Kupplung 200 die Drehung der Räder 14, 32 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, beispielsweise wenn das Fahrzeug 10 durch eine Kurve fährt. Da die Hohlräder 154, 166 durch die Differentialwelle 60 miteinander in Eingriff stehen, ist ihre Drehung nicht frei, sondern wird durch das Drehmoment begrenzt, das jede Seite der Achsanordnung 18 durchquert. Infolgedessen wird Drehmoment an die Räder 14, 32 geliefert, obwohl sich alle Komponenten der Zahnradsätze 38, 40 drehen können.
Die Positionierung des Zwischenrads 188 zwischen dem Differentialgetriebe 184 und dem Hohlrad 166 bedeutet, dass sich das Hohlrad 166 in einer Richtung 230 (zum Beispiel) dreht, das heißt entgegengesetzt zur Richtung 232, in der sich das Hohlrad 154 dreht. Das Zwischenrad 188 ändert als Zwischengetriebe nicht das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Differentialgetriebe 184 und dem Hohlrad 166 im Vergleich zu dem des wie üblich dimensionierten Differentialgetriebes 178 und des Hohlrads 154. Als ein Beispiel für den Betrieb in einer Kurve ist eine Fahrtrichtung 234 wie in angegeben und stellt eine Rechtskurve dar. In diesem Beispiel befindet sich die Abtriebswelle 46 auf der Außenseite der Kurve und die Abtriebswelle 44 befindet sich auf der Innenseite der Kurve. Dies bedeutet, dass sich die Abtriebswelle 46 schneller als die Abtriebswelle 44 drehen muss, damit die Räder 14, 32 ohne Schlupf rollen und das Fahrzeug 10 in die gleiche allgemeine Fahrtrichtung 234 antreiben. Es ist zu beachten, dass die Eingaben zu den Zahnradsätzen 38, 40 über die Sonnenräder 114, 116, wenn sie durch den Rotor 104 angetrieben werden, die gleiche Geschwindigkeit haben. Das Beschleunigen des Trägers 142 an der Außenseite der Kurve erfordert eine Erhöhung der Rate, mit der die Planetenräder 128 das Sonnenrad 116 umkreisen, im Vergleich zu der Geschwindigkeit, mit der die Planetenräder 126 an der Innenseite der Kurvenbahn das Sonnenrad 114 umkreisen. Wenn sich ein bestimmtes Hohlrad in der gleichen Richtung wie das Sonnenrad dreht, jedoch langsamer, dann verlangsamt sich die Drehung der Planetenräder. Umgekehrt, wenn sich ein Hohlrad in entgegengesetzter Richtung wie das Sonnenrad dreht, nimmt die Drehgeschwindigkeit der Planetenräder zu. Dementsprechend drehen sich in diesem Beispiel die Abtriebswellen 44, 46 in eine gemeinsame Richtung 236, um die Räder 14, 32 anzutreiben, aber die Abtriebswelle 46 dreht sich schneller, wenn sich das Hohlrad 166 in einer entgegengesetzten Richtung zum Sonnenrad 116 dreht und sich das Hohlrad 154 in der gleichen Richtung wie das Sonnenrad 114 dreht. In diesem Beispiel dreht sich das Hohlrad 166 in der Richtung 230, die der Richtung 236 entgegengesetzt ist, und das Hohlrad 154 dreht sich in der Richtung 232, die der Richtung 236 entspricht. Wenn sich die Abtriebswelle 44 auf der Außenseite einer Kurve befindet, wäre das Gegenteil der Fall.
Bei den oben beschriebenen Beispielen verwendet ein Elektro-Antriebsachssystem eine einzelne, integrierte elektrische Maschine, die in einem Achsgehäuse untergebracht ist, um ein Antriebsdrehmoment für zwei Räder bereitzustellen. Die elektrische Maschine ist mit Abtriebswellen zum Antreiben der zwei Räder gekoppelt und ist mit integrierten Übertragungs- und Differentialmechanismen konfiguriert, um den Betrieb mit unterschiedlichen Radgeschwindigkeiten und mit Drehmomentsperre zu stützen.
Außerdem werden die folgenden Beispiele bereitgestellt, die zur leichteren Bezugnahme nummeriert sind:
1. Ein Achssystem, umfassend: eine erste Abtriebswelle; eine zweite Abtriebswelle; einen Motor mit einer Rotorwelle, die in einer Linie mit der ersten und der zweiten Abtriebswelle angeordnet ist; ein erstes Planetengetriebe, das zwischen der Rotorwelle und der ersten Abtriebswelle gekoppelt ist und ein erstes Sonnenrad aufweist, das mit einem ersten Satz von Planetenrädern verzahnt ist, die an einem ersten Träger gelagert sind; und ein zweites Planetengetriebe, das zwischen der Rotorwelle und der zweiten Abtriebswelle gekoppelt ist und ein zweites Sonnenrad aufweist, das mit einem zweiten Satz von Planetenrädern verzahnt ist, die auf einem zweiten Träger gelagert sind; wobei die Rotorwelle an dem ersten und dem zweiten Sonnenrad befestigt ist, die erste Abtriebswelle an dem ersten Träger befestigt ist und die zweite Abtriebswelle an dem zweiten Träger befestigt ist.
2. Das System nach Beispiel 1, ferner umfassend: ein erstes Hohlrad, das um den ersten Satz von Planetenrädern angeordnet ist und mit diesen in Eingriff steht; ein zweites Hohlrad, das um den zweiten Satz Planetenräder angeordnet ist und mit diesen in Eingriff steht; und eine Kupplung, die so konfiguriert ist, dass sie abwechselnd einrückt, um die Hohlräder gegen Drehen zu fixieren, oder ausrückt, um die Hohlräder für die Drehung freizugeben.
3. Das System nach Beispiel 2 ferner umfassend: ein Zwischenrad, das mit dem ersten Hohlrad verzahnt ist; ein erstes Differentialgetriebe, das mit dem Zwischenrad verzahnt ist; ein zweites Differentialgetriebe, das mit dem zweiten Hohlrad verzahnt ist; und eine Differentialwelle, die an dem ersten und dem zweiten Differentialgetriebe befestigt ist; wobei die Kupplung mit der Differentialwelle verbunden ist.
4. Ein System nach Beispiel 3 ferner umfassend ein Gehäuse, in dem die Kupplung untergebracht ist, wobei die Kupplung im eingerückten Zustand konfiguriert ist, die Differentialwelle mit dem Gehäuse zu verbinden, um ein Drehen der Differentialwelle zu verhindern.
5. Das System nach Beispiel 4, wobei die Kupplung eine Mehrscheibenkupplung umfasst mit einem ersten Satz Kupplungsplatten, die drehfest mit dem Gehäuse verbunden sind, und einem zweiten Satz Kupplungsplatten, die mit dem ersten Satz Kupplungsplatten verschachtelt und mit der Differentialwelle drehfest verbunden sind.
6. Ein System nach Beispiel 3, wobei die Kupplung im eingerückten Zustand konfiguriert ist, um zu verhindern, dass sich das erste und das zweite Differentialgetriebe drehen, so dass sich die Abtriebswellen mit einer gemeinsamen Geschwindigkeit drehen müssen.
7. Das System nach Beispiel 2 umfassend: ein erstes Rad, das von der ersten Abtriebswelle angetrieben wird; und ein zweites Rad, das von der zweiten Abtriebswelle angetrieben wird; wobei das erste und das zweite Rad so konfiguriert sind, dass sie sich bei eingerückter Kupplung mit der gleichen Geschwindigkeit drehen.
8. Das System nach Beispiel 7, wobei das erste und das zweite Rad so konfiguriert sind, dass sie sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen, wenn die Kupplung ausgerückt ist.
9. Das System nach Beispiel 2, ferner umfassend eine Steuerung, die konfiguriert ist, um die Kupplung auszurücken, wenn die Achse in einer Kurve betrieben wird, und konfiguriert ist, um die Kupplung einzurücken, wenn die Achse in einer geraden Spur betrieben wird.
10. Das System nach Beispiel 9, ferner umfassend: ein erstes Rad, das von der ersten Abtriebswelle angetrieben wird; und ein zweites Rad, das von der zweiten Abtriebswelle angetrieben wird; wobei die Steuerung konfiguriert ist, die Kupplung einzurücken, um Traktion sowohl vom ersten als auch vom zweiten Rad zu erzeugen.
11. Ein Achssystem, umfassend: eine erste Abtriebswelle, die konfiguriert ist, um ein erstes Rad anzutreiben; eine zweite Abtriebswelle, die konfiguriert ist, um ein zweites Rad anzutreiben; einen Motor, der konfiguriert ist, um die erste und die zweite Abtriebswelle anzutreiben; ein erstes Planetengetriebe, das zwischen der Rotorwelle und der ersten Abtriebswelle gekoppelt ist und ein erstes Sonnenrad aufweist, das mit einem ersten Planetenradsatz verzahnt ist, der an einem ersten Träger gelagert ist; und einen zweiten Planetenradsatz, der zwischen der Rotorwelle und der zweiten Abtriebswelle gekoppelt ist und ein zweites Sonnenrad aufweist, das mit einem zweiten Planetenradsatz verzahnt ist, der auf einem zweiten Träger gelagert ist; wobei die Rotorwelle mit dem ersten und dem zweiten Sonnenrad verbunden ist, die erste Abtriebswelle mit dem ersten Träger verbunden ist und die zweite Abtriebswelle mit dem zweiten Träger verbunden ist.
12. Das System nach Beispiel 11, ferner umfassend: ein erstes Hohlrad, das um den ersten Satz von Planetenrädern angeordnet ist und mit diesen in Eingriff steht; ein zweites Hohlrad, das um den zweiten Satz Planetenräder angeordnet ist und mit diesen in Eingriff steht; und eine Kupplung, die so konfiguriert ist, dass sie abwechselnd einrückt, um die Hohlräder am Drehen zu hindern, oder ausrückt, um die ersten und zweiten Hohlräder für die Drehung freizugeben.
13. Das System nach Beispiel 12, ferner umfassend: ein Zwischenrad, das mit dem ersten Hohlrad verzahnt ist; ein erstes Differentialgetriebe, das mit dem Zwischenrad verzahnt ist; ein zweites Differentialgetriebe, das mit dem zweiten Hohlrad verzahnt ist; und eine Differentialwelle, die an dem ersten und dem zweiten Differentialgetriebe befestigt ist; wobei die Kupplung mit der Differentialwelle verbunden ist.
14. Das System nach Beispiel 13, ferner umfassend ein Gehäuse, in dem die Kupplung untergebracht ist, wobei die Kupplung im eingerückten Zustand konfiguriert ist, die Differentialwelle mit dem Gehäuse zu verbinden.
15. Das System nach Beispiel 14, wobei die Kupplung eine Mehrscheibenkupplung umfasst mit einem ersten Satz Kupplungsplatten, die drehfest mit dem Gehäuse verbunden sind, und einem zweiten Satz Kupplungsplatten, die mit dem ersten Satz Kupplungsplatten verschachtelt und mit der Differentialwelle drehfest verbunden sind.
Die hier verwendete Terminologie dient nur dem Zweck, bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben, und soll die Offenbarung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein“, „eine“, „eines“ und „die/der/das“ auch die Pluralformen einschließen, sofern der Kontext nicht deutlich etwas anderes angibt. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke „umfassen“ und/oder „umfassend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wurde zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt, soll jedoch nicht erschöpfend sein oder sich auf die Offenbarung in der offenbarten Form beschränken. Fachleuten auf dem Gebiet werden viele Modifikationen und Variationen offensichtlich sein, ohne vom Umfang und Geist der Offenbarung abzuweichen. Ausführungsformen, auf die hierin ausdrücklich Bezug genommen wird, wurden ausgewählt und beschrieben, um die Grundsätze der Offenbarung und ihre praktische Anwendung am besten zu erklären und andere Fachleute auf dem Gebiet zu befähigen, die Offenbarung zu verstehen und viele Alternativen, Modifikationen und Variationen der beschriebenen Beispiele zu erkennen. Dementsprechend liegen verschiedene andere Ausführungsformen und Implementierungen als die explizit beschriebenen innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche.

Claims

Beansprucht wird:
Achssystem, umfassend: eine erste Abtriebswelle; eine zweite Abtriebswelle; einen Motor mit einer Rotorwelle, die in einer Linie mit den ersten und zweiten Abtriebswellen angeordnet ist; ein erstes Planetengetriebe, das zwischen der Rotorwelle und der ersten Abtriebswelle gekoppelt ist und ein erstes Sonnenrad aufweist, das mit einem ersten Planetenradsatz verzahnt ist, das an einem ersten Träger gelagert ist; und ein zweites Planetengetriebe, das zwischen der Rotorwelle und der zweiten Abtriebswelle gekoppelt ist und ein zweites Sonnenrad aufweist, das mit einem zweiten Planetenradsatz verzahnt ist, der an einem zweiten Träger gelagert ist; wobei die Rotorwelle an dem ersten und dem zweiten Sonnenrad befestigt ist, die erste Abtriebswelle an dem ersten Träger und die zweite Abtriebswelle an dem zweiten Träger befestigt ist.
System von Anspruch 1, ferner umfassend: ein erstes Hohlrad, das um den ersten Satz von Planetenrädern herum angeordnet ist und diese in Eingriff bring; ein zweites Hohlrad, das um den zweiten Satz von Planetenrädern herum angeordnet ist und diese in Eingriff bringt; und eine Kupplung, die konfiguriert ist, um abwechselnd einzurücken, um die Hohlräder gegen Drehen zu befestigen, oder auszurücken, um die Hohlräder für die Drehung freizugeben.
System von Anspruch 1 oder2, ferner umfassend: ein Zwischenrad, das mit dem ersten Hohlrad verzahnt ist; ein erstes Differentialgetriebe, das mit dem Zwischenrad verzahnt ist; ein zweites Differentialgetriebe, das mit dem zweiten Hohlrad verzahnt ist; und eine Differentialwelle, die an dem ersten und zweiten Differentialgetriebe befestigt ist; wobei die Kupplung mit der Differentialwelle verbunden ist.
System nach Anspruch 3, ferner umfassend ein Gehäuse, in dem die Kupplung untergebracht ist, wobei die Kupplung im eingerückten Zustand konfiguriert ist, die Differentialwelle mit dem Gehäuse zu verbinden, um ein Drehen der Differentialwelle zu verhindern.
System nach Anspruch 4, wobei die Kupplung eine Mehrscheibenkupplung umfasst mit einem ersten Satz Kupplungsplatten, die drehfest mit dem Gehäuse verbunden sind, und einem zweiten Satz Kupplungsplatten, die mit dem ersten Satz Kupplungsplatten verschachtelt und mit der Differentialwelle drehfest verbunden sind.
System nach Anspruch 3, wobei die Kupplung im eingerückten Zustand konfiguriert ist, um zu verhindern, dass sich das erste und das zweite Differentialgetriebe drehen, so dass sich die Abtriebswellen mit einer gemeinsamen Geschwindigkeit drehen müssen.
System nach Anspruch 2, ferner umfassend: ein erstes Rad, das von der ersten Abtriebswelle angetrieben wird; und ein zweites Rad, das von der zweiten Abtriebswelle angetrieben wird; wobei das erste und das zweite Rad so konfiguriert sind, dass sie sich mit gleicher Geschwindigkeit drehen, wenn die Kupplung eingerückt ist.
System nach Anspruch 7, wobei das erste und das zweite Rad konfiguriert sind, dass sie sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen, wenn die Kupplung ausgerückt ist.
System nach Anspruch 2, ferner umfassend eine Steuerung, die konfiguriert ist, um die Kupplung auszurücken, wenn die Achse in einer Kurve betrieben wird, und konfiguriert ist, um die Kupplung einzurücken, wenn die Achse in einer geraden Spur betrieben wird.
System nach Anspruch 9, ferner umfassend: ein erstes Rad, das von der ersten Abtriebswelle angetrieben wird; und ein zweites Rad, das von der zweiten Abtriebswelle angetrieben wird; wobei die Steuerung konfiguriert ist, die Kupplung einzurücken, um Traktion sowohl vom ersten als auch vom zweiten Rad zu erzeugen.
Achssystem, umfassend: eine erste Abtriebswelle, die konfiguriert ist, um ein erstes Rad anzutreiben; eine zweite Abtriebswelle, die konfiguriert ist, um ein zweites Rad anzutreiben; einen Motor, der konfiguriert ist, die erste und zweite Abtriebswelle anzutreiben; ein erstes Planetengetriebe, das zwischen der Rotorwelle und der ersten Abtriebswelle gekoppelt ist und ein erstes Sonnenrad aufweist, das mit einem ersten Planetenradsatz verzahnt ist, der an einem ersten Träger gelagert sind; und ein zweites Planetengetriebe, das zwischen der Rotorwelle und der zweiten Abtriebswelle gekoppelt ist und ein zweites Sonnenrad aufweist, das mit einem zweiten Planetenradsatz verzahnt ist, der an einem zweiten Träger gelagert sind; wobei die Rotorwelle mit dem ersten und dem zweiten Sonnenrad verbunden ist, die erste Abtriebswelle mit dem ersten Träger und die zweite Abtriebswelle mit dem zweiten Träger verbunden ist.
System nach Anspruch 11, ferner umfassend: ein erstes Hohlrad, das um den ersten Satz von Planetenrädern herum angeordnet ist und diese in Eingriff bringt; ein zweites Hohlrad, das um den zweiten Satz von Planetenrädern herum angeordnet ist und diese in Eingriff bringt; und eine Kupplung, die konfiguriert ist, abwechselnd einzurücken, um die Hohlräder am Drehen zu hindern, oder auszurücken, um die Hohlräder für die Drehung freizugeben.
System nach Anspruch 11 oder 12, ferner umfassend: ein Zwischenrad, das mit dem ersten Hohlrad verzahnt ist; ein erstes Differentialgetriebe, das mit dem Zwischenrad verzahnt ist; ein zweites Differentialgetriebe, das mit dem zweiten Hohlrad verzahnt ist; eine Differentialwelle, die an dem ersten und zweiten Differentialgetriebe befestigt ist; wobei die Kupplung mit der Differentialwelle verbunden ist.
System nach Anspruch 13, ferner umfassend ein Gehäuse, in dem die Kupplung untergebracht ist, wobei die Kupplung im eingerückten Zustand konfiguriert ist, die Differentialwelle mit dem Gehäuse zu verbinden.
System nach Anspruch 14, wobei die Kupplung eine Mehrscheibenkupplung umfasst mit einem ersten Satz Kupplungsplatten, die drehfest mit dem Gehäuse verbunden sind, und einem zweiten Satz Kupplungsplatten, die mit dem ersten Satz Kupplungsplatten verschachtelt und mit der Differentialwelle drehfest verbunden sind.