DE102020110161A1 - Elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Thorsten BIERMANN
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit - einem Gehäuse, einem Elektromotor (1) mit einer Antriebswelle (3), einem die Antriebsdrehbewegung des Elektromotors (1) von der Antriebswelle (3) auf eine Abtriebswelle (4) übertragenden Planetengetriebe (2) mit wenigstens einem Planetenträger (6), und zwei Ausgangswellen (14,15), welche über jeweils eine Kupplung (12,13) mit der Abtriebswelle (4) verbindbar sind, und einer orthogonal zu der Drehachse des Elektromotors (1) angeordneten Kardanwelle (21), wobei vorgeschlagen wird, dass die Kardanwelle (21) ein schrägverzahntes Ritzel (7) aufweist, und der Planetenträger (6) ein schrägverzahntes Abtriebszahnrad (8) aufweist, in welches die Kardanwelle (21) mit dem schrägverzahnten Ritzel (7) eingreift.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
  • Gattungsgemäße elektrische Antriebseinrichtungen umfassen unter anderem einen Elektromotor, welcher eine Antriebswelle antreibt, deren Drehbewegung über ein kompakt bauendes Planetengetriebe übersetzt und auf eine Abtriebswelle übertragen wird. Weiter wird die Antriebsdrehbewegung ausgehend von einer Abtriebswelle des Planetengetriebes über jeweils schaltbare Kupplungen auf jeweils eine Ausgangswelle zum Antrieb eines linken und/oder rechten Rades einer Achse des Kraftfahrzeuges übertragen. Dadurch können sowohl die linken als auch die rechten Räder einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges über den Elektromotor angetrieben werden.
  • Ferner besteht die Möglichkeit, die von dem Elektromotor erzeugte Antriebsdrehbewegung weiter auf die Räder einer weiteren Antriebsachse zu übertragen, oder ein Antriebsdrehmoment von einem weiteren Antriebsaggregat wie z.B. einem Verbrennungsmotor, einem weiteren Elektromotor oder einer vergleichbaren Antriebseinrichtung zusätzlich auf die Räder derselben Antriebsachse zu übertragen.
  • Hierzu ist an der elektrischen Antriebseinrichtung ein schrägverzahntes Abtriebsrad vorgesehen, in welches eine Kardanwelle mit einem schrägverzahnten Ritzel eingreift. Die Kardanwelle ist orthogonal zu der Drehachse des Elektromotors angeordnet. Die Antriebsdrehbewegung des Elektromotors kann dadurch orthogonal über die Kardanwelle zu der weiteren Antriebsachse weitergeleitet werden, und/oder die Antriebsdrehbewegung des weiteren Aggregates kann über die Kardanwelle orthogonal zu der Drehachse des Elektromotors in die elektrische Antriebseinrichtung eingeleitet werden.
  • Soweit die Antriebsdrehbewegung des Elektromotors bereits in dem Planetengetriebe in unterschiedliche Drehzahlen übersetzt werden soll, z.B. um die Leistung des Elektromotors optimiert auszunutzen, kann das Planetengetriebe außerdem zwei- oder mehrstufig ausgebildet sein und verschiedene Blockiereinrichtungen aufweisen, welche bei einer Aktivierung die verschiedenen Stufen des Planetengetriebes aktivieren, indem sie bestimmte Verzahnungen bzw. Zahnräder des Planetengetriebes blockieren und/oder freigeben.
  • Somit bildet die elektrische Antriebseinrichtung mit dem Elektromotor, dem Planetengetriebe einschließlich der eventuell vorzusehenden Stufen und Blockiereinrichtungen, den Kupplungen, der Kardanwelle einschließlich deren Verzahnungseingriff und den vorzusehenden Abtriebs- und Ausgangswellen eine sehr komplexe Baugruppe.
  • Vor dem Hintergrund dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Antriebseinrichtung bereitzustellen, welche aufgrund der allgemein in Kraftfahrzeugen vorherrschenden beengten Bauraumverhältnisse möglichst kompakt ausgeführt sein soll. Außerdem soll die Antriebseinrichtung zur Verwirklichung von Kundenanforderungen z.B. zur Verwirklichung möglichst ausgeglichener Kräfteverhältnisse in der Antriebseinrichtung bzw. bei der Übertragung der Antriebsdrehbewegung auf die weiteren Räder der weiteren Antriebsachse oder auch zur Berücksichtigung individueller Einbaugeometrien so ausgebildet sein, dass die Kardanwelle möglichst mittig in die Antriebseinrichtung eingeführt ist und dadurch der Drehmomentabgriff bzw. die Einleitung des Drehmomentes möglichst mittig der Antriebseinrichtung erfolgt.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird eine elektrische Antriebseinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Nach Anspruch 1 wird eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse, einem Elektromotor mit einer Antriebswelle, einem die Antriebsdrehbewegung des Elektromotors von der Antriebswelle auf eine Abtriebswelle übertragenden Planetengetriebe mit wenigstens einem Planetenträger, und zwei Ausgangswellen, welche über jeweils eine Kupplung mit der Abtriebswelle verbindbar sind, und einer orthogonal zu der Drehachse des Elektromotors angeordneten Kardanwelle vorgeschlagen, wobei die Kardanwelle ein schrägverzahntes Ritzel aufweist, und der Planetenträger ein schrägverzahntes Abtriebszahnrad aufweist, in welches die Kardanwelle mit dem schrägverzahnten Ritzel eingreift. Durch die vorgeschlagene Lösung greift die Kardanwelle mittig an dem Planetengetriebe an, und das Drehmoment wird auf die Kardanwelle übertragen, bevor es über die Kupplungen auf die Ausgangswellen übertragen wird.
  • Dabei ist der Planetenträger bevorzugt drehfest mit der Abtriebswelle des Planetengetriebes verbunden und dreht damit bereits mit der von dem Planetengetriebe übersetzten Drehzahl, so dass auf eine weitere Übersetzung der Drehbewegung verzichtet werden kann.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass der Planetenträger Träger von wenigstens zwei in unterschiedlichen Verzahnungen kämmenden Planetenrädern mit unterschiedlichen Verzahnungsdurchmessern ist. Die beiden Planetenräder mit den unterschiedlichen Verzahnungsdurchmessern bilden jeweils eine Planetenstufe mit einer aufgrund der unterschiedlichen Verzahnungsdurchmesser bedingten unterschiedlichen Übersetzung der Antriebsdrehbewegung der Antriebswelle.
  • Dabei wird weiter vorgeschlagen, dass eines der Planetenräder in einem Verzahnungseingriff mit einem von der Antriebswelle des Elektromotors angetriebenen Sonnenrad steht. Dieses in einem Verzahnungseingriff mit dem Sonnenrad stehende Planetenrad bildet den Antrieb für das Planetenrad, welches dann bei einem erzwungenen Umlauf die Drehbewegung auf den Planetenträger überträgt.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die unterschiedlichen Verzahnungen jeweils wahlweise über eine erste und zweite Blockiereinrichtung gehäusefest festlegbar sind. Die Verzahnungen können sich grundsätzlich gegenüber dem Gehäuse drehen, indem sie z.B. durch drehbar gelagerte, innenverzahnte Hohlräder oder ein drehbar gelagertes Sonnenrad gebildet sind. Im nicht blockierten Zustand können sie grundsätzlich mitdrehen und dadurch Drehzahldifferenzen ausgleichen. Im blockierten Zustand hingegen ist eine Drehung der eingreifenden Planetenräder nur dadurch möglich, indem der Planetenträger mit diesen Planetenrädern entsprechend umläuft also gegenüber der blockierten Verzahnung rotiert, wobei die Verzahnung(en), in welche das jeweils andere Planetenrad eingreift nicht blockiert ist (sind), so dass dieses andere Planetenrad umlaufen kann und die Umlaufbewegung des angetriebenen Planetenrades nicht blockiert. Die Übersetzung wird in diesem Fall durch das Verhältnis der Zähnezahlen des umlaufenden also angetriebenen Planetentrades gegenüber der blockierten Verzahnung definiert. Die Übersetzung kann dann geändert werden, indem die blockierte Verzahnung freigegeben und stattdessen einer der Verzahnungen blockiert wird, in die das andere Planetenrad eingreift. Damit läuft dann das andere Planetenrad mit einer angetriebenen Umlaufbewegung in einer anderen Drehzahl um.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die beiden Planetenräder in Bezug zu ihren Drehachsen drehfest zu einem Doppelplanetenrad miteinander verbunden sind. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass die Lagerung und der damit verbundene konstruktive Aufbau dadurch vereinfacht werden kann, da mit dem Doppelplanetenrad eben nur ein Rad zu lagern ist. Ferner erfolgt die Kraftübertragung auf den Planetenträger dadurch über ein einziges Teil, wodurch der konstruktive Aufbau erheblich vereinfacht werden kann.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass das Planetenrad mit dem größeren Verzahnungsdurchmesser zwischen dem Abtriebszahnrad und dem Planetenrad mit dem kleineren Verzahnungsdurchmesser angeordnet ist. Das Planetenrad mit dem größeren Verzahnungsdurchmesser ist damit näher zu dem Abtriebszahnrad angeordnet. Durch den Antrieb des Abtriebsrades über die erste Stufe also den angetriebenen Umlauf des Planetenrades mit dem größeren Verzahnungsdurchmesser wird das Abtriebszahnrad mit einer größeren Drehzahl bzw. einer größeren Übersetzung in Bezug zu der Antriebsdrehzahl der Antriebswelle des Elektromotors angetrieben als bei einem Antrieb über die zweite Stufe über das zweite Planetenrad mit dem kleineren Verzahnungsdurchmesser. Diese höhere Drehzahl hat grundsätzlich höhere Anforderungen an die Lagerung zur Folge, welche in diesem Fall durch ein entsprechend ausgelegtes Lager zwischen dem Abtriebszahnrad und dem ersten Planetenrad erfüllt werden können.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die Abtriebswelle einen Drehmomentübertragungsabschnitt aufweist, mit dem die Ausgangswellen wahlweise über jeweils eine Kupplung verbindbar sind. Die Drehmomentübertragung von der Abtriebswelle erfolgt damit von einem zentralen, durch den Drehmomentübertragungsabschnitt geschaffenen Abschnitt wahlweise über die Kupplungen auf die Ausgangswellen. Dazu können die Kupplungen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein und z.B. auch eine gemeinsame Schalteinrichtung aufweisen.
  • Ferner ist das Abtriebszahnrad bevorzugt derart angeordnet, dass die Verzahnung des Abtriebszahnrades und das darin eingreifende Ritzel der Kardanwelle dem Elektromotor zugewandt ist. Die Kardanwelle greift damit mit dem Ritzel zwischen dem Elektromotor und dem Abtriebszahnrad in die elektrische Antriebseinrichtung ein, das Drehmoment wird damit praktisch mittig aus der Antriebseinrichtung und zwar genau zwischen der Erzeugung in dem Elektromotor und der Abgabe des Drehmomentes über das Abtriebszahnrad abgegriffen, wodurch wiederum günstige Kraftverhältnisse bei einem gleichzeitig kompakten Aufbau verwirklicht werden können.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass das Abtriebszahnrad derart bemessen ist, dass radial innen zu dem eingreifenden Ritzel wenigstens ein Freiraum gebildet ist, in dem ein auf dem Planetenträger gelagertes Planetenrad umläuft. Durch die vorgeschlagene Weiterentwicklung kann die Bauraumausnutzung im Sinne eines kompakten Aufbaus der Antriebseinrichtung weiter verbessert werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen die
    • 1 bis 4 vier verschiedene Ausführungsformen der elektrischen Antriebseinrichtung mit unterschiedlich angeordneten Blockiereinrichtungen, Kupplungen und Ausgangswellen.
  • In den 1 bis 4 ist jeweils eine Hälfte einer elektrischen Antriebseinrichtung oberhalb einer Symmetrielinie 24 zu erkennen, wobei die Symmetrielinie 24 gleichzeitig die Drehachse von verschiedenen nachfolgend noch näher beschriebenen Bauteilen der Antriebseinrichtung ist. Die Antriebseinrichtung weist ein nicht dargestelltes Gehäuse auf, welches neben dem Schutz und der Kapselung der Antriebseinrichtung zusätzlich zur Befestigung der Antriebseinrichtung an einem Kraftfahrzeug dient und damit im montierten Zustand der Antriebseinrichtung als fahrzeugfest angesehen werden kann.
  • Die elektrische Antriebseinrichtung umfasst neben dem nicht dargestellten Gehäuse als Grundbauteile einen Elektromotor 1, ein Planetengetriebe 2, zwei aus der Antriebseinrichtung herausgeführte Ausgangswellen 14 und 15 und eine eingeführte Kardanwelle 21. Die Ausgangswellen 14 und 15 dienen dem Antrieb von jeweils einem Rad des Kraftfahrzeuges, insbesondere von einem linken und einem rechten Rad einer Achse des Kraftfahrzeuges. Die Kardanwelle 21 ist orthogonal zu der Symmetrielinie 24 also der nachfolgend noch näher erläuterten Drehachse der Antriebseinrichtung angeordnet und dient dazu, das Drehmoment aus dem Planetengetriebe 2 zu weiteren Rädern des Kraftfahrzeuges weiterzuleiten bzw. alternativ oder zusätzlich auch dazu, das Drehmoment von einer weiteren Antriebseinrichtung wie z.B. einem Verbrennungsmotor in das Planetengetriebe 2 einzuleiten.
  • Der Elektromotor 1 umfasst eine Antriebswelle 3, welche z.B. als Hohlwelle ausgeführt sein kann und von dem Elektromotor 1 zu einer Drehbewegung um die entsprechend der Symmetrielinie 24 verlaufende Drehachse angetrieben wird. Die Antriebswelle 3 weist an ihrem Ende ein erstes Sonnenrad 19 auf, welches sich in einem Verzahnungseingriff mit einem ersten verzahnten Planetenrad 5 befindet. Das erste Planetenrad 5 ist drehbar auf einem Planetenträger 6 gelagert und greift an seiner radial äußeren Seite gleichzeitig in eine Verzahnung eines ersten Hohlrades 9 ein. Das erste Planetenrad 5 bildet zusammen mit dem ersten Sonnenrad 19 und dem ersten Hohlrad 9 eine erste Stufe des Planetengetriebes 2. Ferner ist an dem Planetenträger 6 ein zweites verzahntes Planetenrad 10 mit einem kleineren Verzahnungsdurchmesser als das erste Planetenrad 5 drehbar gelagert, welches radial innen in eine Verzahnung eines zweiten Sonnenrades 11 und radial außen in eine Verzahnung eines zweiten Hohlrades 20 eingreift. Das zweite Planetenrad 10 bildet zusammen mit dem zweiten Sonnenrad 11 und dem zweiten Hohlrad 20 die zweite Stufe des Planetengetriebes 2. Das erste und zweite Planetenrad 5 und 10 sind zu einem Doppelplanetenrad in Bezug zu ihren Drehachsen drehfest miteinander verbunden und führen damit grundsätzlich identische Drehbewegungen aus. Das erste Hohlrad 9, das zweite Hohlrad 20 und das zweite Sonnenrad 11 sind jeweils drehbar gegenüber dem Gehäuse der Antriebseinrichtung gelagert. Das erste Hohlrad 9 ist weiter über eine erste Blockiereinrichtung 18 gehäusefest blockierbar, und das zweite Hohlrad 20 oder das zweite Sonnenrad 11 sind über eine zweite Blockiereinrichtung 16 gehäusefest blockierbar. Der Planetenträger 6 ist ebenso wie die Antriebswelle 3 drehbar um die durch die Symmetrielinie 24 definierte Drehachse der Antriebseinrichtung gelagert und bildet mit dem daran gelagerten Doppelplanetenrad mit dem ersten und zweiten Planetenrad 5,10 das zentrale Bauteil des Planetengetriebes 2.
  • An dem Planetenträger 6 ist ein Abtriebszahnrad 8 drehfest gehalten, welches eine axial gerichtete Schrägverzahnung aufweist und z.B. als Tellerrad oder auch als Hypoidrad ausgebildet sein kann. Das Abtriebszahnrad 8 kann auch als eine an den Planetenträger 6 angeformte Verzahnung verstanden werden, jedenfalls sind der Planetenträger 6 und das Abtriebszahnrad 8 in Bezug zu der Drehachse des Planetenträgers 6 drehfest miteinander verbunden und bevorzugt einstückig ausgebildet. An dem Ende der Kardanwelle 21 ist ein schrägverzahntes Ritzel 7 vorgesehen, welches sich in einem Verzahnungseingriff mit der Verzahnung des Abtriebszahnrades 8 befindet. Aufgrund der Geometrie und insbesondere der Winkel der Verzahnungen des Ritzels 7 und des Abtriebszahnrades 8 in Bezug zu ihren Drehachsen wird die Drehbewegung des Abtriebszahnrades 8 in einem Winkel, hier bevorzugt von 90 Grad, umgelenkt und auf die Kardanwelle 21 übertragen.
  • Das Abtriebszahnrad 8 ist an dem Planetenträger 6 so ausgerichtet und angeordnet, dass die Kardanwelle 21 mit dem Ritzel 7 etwa mittig in die Antriebseinrichtung eingeführt ist und damit in Bezug zu der Längsrichtung der Drehachse der Antriebseinrichtung möglichst mittig der Antriebseinrichtung zum Eingriff in die Verzahnung des Abtriebszahnrad 8 gelangt. Ferner erfolgt der Verzahnungseingriff bevorzugt an der Seite des Abtriebszahnrades 8, welche dem Elektromotor 1 zugewandt ist. Die Kardanwelle 21 greift mit dem Ritzel 7 praktisch zwischen den Elektromotor 1 und das Abtriebszahnrad 8 ein, wodurch günstige Kraftverhältnisse bei einem gleichzeitig kompakten Aufbau der Antriebseinrichtung realisiert werden können.
  • Der Planetenträger 6 ist ferner drehfest mit einer Abtriebswelle 4 des Planetengetriebes 2 verbunden und definiert durch seine Drehzahl die aus dem Planetengetriebe 2 herausgeführte Abtriebsdrehzahl der Abtriebswelle 4. Diese Abtriebsdrehzahl der Abtriebswelle 4 kann durch Schalten der beiden Stufen des Planetengetriebes 2 verändert werden. Die erste Stufe des Planetengetriebes 2 wird dadurch aktiviert, indem das erste Hohlrad 9 über die erste Blockiereinrichtung 18 gehäusefest blockiert ist, während das zweite Hohlrad 20 und das zweite Sonnenrad 11 über die zweite Blockiereinrichtung16 nicht blockiert sind, also frei gegenüber dem Gehäuse drehen können. Die Antriebsdrehbewegung der Antriebswelle 3 kann in diesem Fall nur dadurch über das erste Sonnenrad 19 auf das erste Planetenrad 5 übertragen werden, indem sich das erste Planetenrad 5 an der feststehenden Verzahnung des ersten Hohlrades 9 abwälzt. Das Doppelplanetenrad wird dadurch von dem ersten Sonnenrad 19 zu einer Umlaufbewegung angetrieben, deren Drehzahl durch das Verhältnis der Zähnezahl des ersten Planetenrades 5 zu der Zähnezahl des blockierten Hohlrades 9 definiert ist. Gleichzeitig kann das zweite Planetenrad 10 des Doppelplanetenrades aufgrund der nicht blockierten Verzahnungen des zweiten Hohlrades 20 und des zweiten Sonnenrades 11 frei drehen, ohne der Umlaufbewegung des Doppelplanetenrades entgegen zu wirken. Die Umlaufdrehzahl des ersten Planetenrades 5 entspricht dann der Drehzahl des Doppelplanetenrades, der Drehzahl des Planetenträgers 6, der Drehzahl der Abtriebswelle 4 und schließlich der Drehzahl des Abtriebszahnrades 8. Die zweite Stufe des Planetengetriebes 2 wird dann dadurch aktiviert, indem die Blockierung der ersten Blockiereinrichtung 18 gelöst wird und stattdessen die zweite Blockiereinrichtung 16 aktiviert und dadurch entweder das zweite Hohlrad 20 oder das zweite Sonnenrad 11 blockiert wird, in deren Verzahnungen das zweite Planetenrad 10 mit dem kleineren Verzahnungsdurchmesser eingreift. In den Ausführungsbeispielen sind jeweils zwei zweite Blockiereinrichtungen 16 gezeigt. Es ist jedoch selbstverständlich, dass es für die Funktion reicht, nur eine zweite Blockiereinrichtung 16 vorzusehen, welche dann bei einer Aktivierung entweder das zweite Hohlrad 20 oder das zweite Sonnenrad 11 blockiert. Nach der Schaltung der zweiten Stufe wird das Doppelplanetenrad aufgrund der blockierten Verzahnungen des zweiten Hohlrades 20 oder des zweiten Sonnenrades 11 durch das zweite Planetenrad 10 nach demselben Prinzip zu der Umlaufbewegung gezwungen, wobei die Drehzahl der Umlaufbewegung ausgehend von der Antriebsdrehzahl des ersten Sonnenrades 19 bzw. der Antriebswelle 3 durch die Übersetzung der zweiten Stufe definiert ist, welche durch das Verhältnis der Zähnezahlen der Verzahnungen des zweiten Planetenrades 10 und der blockierten Verzahnung des zweiten Hohlrades 20 oder der blockierten Verzahnung des zweiten Sonnenrades 11 definiert ist. Da das erste Hohlrad 9 nicht blockiert ist, läuft das erste Planetenrad 5 um, ohne der durch die zweite Stufe erzwungenen Umlaufbewegung entgegen zu wirken. Da die beiden Planetenräder 5 und 10 hier zu einem Doppelplanetenrad miteinander verbunden sind, wird das zweite Planetenrad 10 hier ebenso über die erste Sonne 19 der Antriebswelle 3 angetrieben, das erste Planetenrad 5 dient in diesem Fall ausschließlich der Übertragung des Drehmomentes auf das zweite Planetenrad 10.
  • Ferner sind die beiden Planetenräder 5 und 10 in den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 an der von dem Elektromotor 1 abgewandten Seite des Abtriebszahnrades 8 an dem Planetenträger 6 gelagert. Durch diese vorgeschlagene Anordnung und Lagerung kann ein besonders kompakter Aufbau der Antriebseinrichtung bei gleichzeitig günstigen Kräfteverhältnissen erreicht werden. Ferner kann die Kardanwelle 21 in etwa mittig in die Antriebseinrichtung eingeführt bzw. aus dieser herausgeführt werden, ohne dass der dafür erforderliche Bauraum durch die Planetenräder 5 und 10 eingeschränkt wird.
  • In den Ausführungsbeispielen der 3 und 4 ist der Planetenträger 6 so ausgebildet, dass die Planetenräder 5 und 10 an der dem Elektromotor 1 zugewandten Seite des Planetenträgers 6 gelagert sind. Die Verzahnung an dem Planetenträger 6 bzw. das Abtriebszahnrad 8 sowie die Anordnung des darin eingreifenden Ritzels 7 sind in dem Innendurchmesser bzw. in dem Abstand zu der Drehachse so bemessen, dass zwischen der Stirnseite des Ritzels 7 und der Abtriebswelle 4 noch ein so großer Freiraum 23 vorhanden ist, dass darin zumindest eines der Planetenräder 5 oder 10 angeordnet werden kann und umläuft. Dadurch kann wiederum eine sehr kompakte Bauform der Antriebseinrichtung erreicht werden.
  • Allen vier Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass das Planetenrad 5 der ersten Stufe also das erste Planetenrad 5 mit dem größeren Verzahnungsdurchmesser zwischen dem Abtriebszahnrad 8 und dem zweiten Planetenrad 10 mit dem kleineren Verzahnungsdurchmesser angeordnet ist und damit das dem Abtriebszahnrad 8 nähere Planetenrad bildet. Da das erste Planetenrad 5 bei der Aktivierung der ersten Stufe mit einer größeren Drehzahl dreht, und der Abstand zu dem Abtriebszahnrad 8 kleiner ist, kann die Lagerung vereinfacht für die höheren Drehzahlen und die damit verbundenen Lagerkräfte ausgelegt werden.
  • Die Abtriebswelle 4 weist in dem Ausführungsbeispielen der 1 und 3 an ihrem Ende einen Drehmomentübertragungsabschnitt 22 auf, mit dem die beiden Ausgangswellen 14 und 15 über jeweils eine schaltbare Kupplung 12, 13 verbindbar sind. Der Drehmomentübertragungsabschnitt 22 und die beiden schaltbaren Kupplungen 12,13 können dabei in einem gemeinsamen Gehäuse 17 angeordnet sein, wobei die beiden schaltbaren Kupplungen 12,13 auch mittels einer gemeinsamen Schalteinrichtung betätigt werden können. Der Vorteil dieser Lösung ist erkennbar darin zu sehen, dass die beiden Kupplungen 12 und 13 zusammengefasst werden können, und außerdem der Drehmomentabgriff von der Antriebswelle 4 an einem einzigen Drehmomentübertragungsabschnitt 22 erfolgt. Die Drehmomentübertragung von der Abtriebswelle 4 auf die Ausgangswellen 14 und 15 erfolgt damit an einer einzigen Stelle, und die Abtriebswelle 4 kann im Bereich des Drehmomentübertragungsabschnittes 22 speziell für die Drehmomentübertragung ausgebildet werden. Dies kann z.B. durch eine besondere Lagerung, Schmierung, Oberflächenbeschaffenheit, Kühlung oder dergleichen verwirklicht sein. Das Gehäuse 17 mit den darin eingeführten Ausgangswelle 14 und 15 sowie den darin angeordneten Kupplungen 12 und 13 bildet hier ein Achsverteilergetriebe, welches eine unterschiedliche Drehmomentverteilung auf die Räder des Kraftfahrzeuges ermöglicht.
  • In den Ausführungsbeispielen der 2 und 4 sind die Kupplungen 12 und 13 getrennt voneinander an dem rechten Ende und dem linken Ende der Abtriebswelle 4 angeordnet, und die Ausgangswellen 14 und 15 erstrecken sich ausgehend von den Kupplungen 12 und 13 nach rechts und links aus der Antriebseinrichtung heraus. Der Vorteil dieser Lösung ist in einer vereinfachten Führung und Lagerung der Antriebswelle 4 und der Ausgangswellen 14 und 15 zu sehen, welche dadurch z.B. als Vollwellen ausgeführt werden können. Ferner können die Ausgangswellen 14 und 15 dadurch erheblich kürzer ausgeführt werden, da sich keine der Ausgangswellen 14 und 15 durch die Antriebseinrichtung hindurch erstrecken muss.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Elektromotor
    2
    Planetengetriebe
    3
    Antriebswelle
    4
    Abtriebswelle
    5
    Erstes Planetenrad
    6
    Planetenträger
    7
    Ritzel
    8
    Abtriebszahnrad
    9
    Erstes Hohlrad
    10
    Zweites Planetenrad
    11
    Zweites Sonnenrad
    12
    Erste Kupplung
    13
    Zweite Kupplung
    14
    Erste Ausgangswelle
    15
    Zweite Ausgangswelle
    16
    Zweite Blockiereinrichtung
    17
    Gehäuse
    18
    Erste Blockiereinrichtung
    19
    Erstes Sonnenrad
    20
    Zweites Hohlrad
    21
    Kardanwelle
    22
    Drehmomentübertragungsabschnitt
    23
    Freiraum
    24
    Symmetrielinie

Claims (10)

  1. Elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit -einem Gehäuse, -einem Elektromotor (1) mit einer Antriebswelle (3), einem -die Antriebsdrehbewegung des Elektromotors (1) von der Antriebswelle (3) auf eine Abtriebswelle (4) übertragenden Planetengetriebe (2) mit wenigstens einem Planetenträger (6), und -zwei Ausgangswellen (14,15), welche über jeweils eine Kupplung (12,13) mit der Abtriebswelle (4) verbindbar sind, und einer -orthogonal zu der Drehachse des Elektromotors (1) angeordneten Kardanwelle (21), dadurch gekennzeichnet, dass -die Kardanwelle (21) ein schrägverzahntes Ritzel (7) aufweist, und -der Planetenträger (6) ein schrägverzahntes Abtriebszahnrad (8) aufweist, in welches die Kardanwelle (21) mit dem schrägverzahnten Ritzel (7) eingreift.
  2. Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass -der Planetenträger (6) drehfest mit der Abtriebswelle (4) verbunden ist.
  3. Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass -der Planetenträger (6) Träger von wenigstens zwei in unterschiedlichen Verzahnungen kämmenden Planetenrädern (5,10) mit unterschiedlichen Verzahnungsdurchmessern ist.
  4. Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass -eines der Planetenräder (5,10) in einem Verzahnungseingriff mit einem von der Antriebswelle (3) des Elektromotors angetriebenen ersten Sonnenrad (19) steht.
  5. Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass -die unterschiedlichen Verzahnungen jeweils wahlweise über eine erste und zweite Blockiereinrichtung (18,16) gehäusefest festlegbar sind.
  6. Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass -die beiden Planetenräder (5,10) in Bezug zu ihren Drehachsen drehfest zu einem Doppelplanetenrad miteinander verbunden sind.
  7. Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass -das Planetenrad (5) mit dem größeren Verzahnungsdurchmesser zwischen dem Abtriebszahnrad (8) und dem Planetenrad (10) mit dem kleineren Verzahnungsdurchmesser angeordnet ist.
  8. Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass -die Abtriebswelle (4) einen Drehmomentübertragungsabschnitt (22) aufweist, mit dem die Ausgangswellen (14,15) wahlweise über jeweils eine Kupplung (12,13) verbindbar sind.
  9. Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass -das Abtriebszahnrad (8) derart angeordnet ist, dass die Verzahnung des Abtriebszahnrades (8) und das darin eingreifende Ritzel (7) der Kardanwelle (21) auf der dem Elektromotor (1) zugewandten Seite des Abtriebszahnrades (8) angeordnet sind.
  10. Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass -das Abtriebszahnrad (8) derart bemessen ist, dass radial innen zu dem eingreifenden Ritzel (7) wenigstens ein Freiraum (23) gebildet ist, in dem ein auf dem Planetenträger (6) gelagertes Planetenrad (5,10) angeordnet ist und umläuft.
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