DE102020110161A1 - Elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
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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 bis4 vier verschiedene Ausführungsformen der elektrischen Antriebseinrichtung mit unterschiedlich angeordneten Blockiereinrichtungen, Kupplungen und Ausgangswellen. - In den
1 bis4 ist jeweils eine Hälfte einer elektrischen Antriebseinrichtung oberhalb einer Symmetrielinie24 zu erkennen, wobei die Symmetrielinie24 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 Planetengetriebe2 , zwei aus der Antriebseinrichtung herausgeführte Ausgangswellen14 und15 und eine eingeführte Kardanwelle21 . Die Ausgangswellen14 und15 dienen dem Antrieb von jeweils einem Rad des Kraftfahrzeuges, insbesondere von einem linken und einem rechten Rad einer Achse des Kraftfahrzeuges. Die Kardanwelle21 ist orthogonal zu der Symmetrielinie24 also der nachfolgend noch näher erläuterten Drehachse der Antriebseinrichtung angeordnet und dient dazu, das Drehmoment aus dem Planetengetriebe2 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 Planetengetriebe2 einzuleiten. - Der Elektromotor
1 umfasst eine Antriebswelle3 , welche z.B. als Hohlwelle ausgeführt sein kann und von dem Elektromotor1 zu einer Drehbewegung um die entsprechend der Symmetrielinie24 verlaufende Drehachse angetrieben wird. Die Antriebswelle3 weist an ihrem Ende ein erstes Sonnenrad19 auf, welches sich in einem Verzahnungseingriff mit einem ersten verzahnten Planetenrad5 befindet. Das erste Planetenrad5 ist drehbar auf einem Planetenträger6 gelagert und greift an seiner radial äußeren Seite gleichzeitig in eine Verzahnung eines ersten Hohlrades9 ein. Das erste Planetenrad5 bildet zusammen mit dem ersten Sonnenrad19 und dem ersten Hohlrad9 eine erste Stufe des Planetengetriebes2 . Ferner ist an dem Planetenträger6 ein zweites verzahntes Planetenrad10 mit einem kleineren Verzahnungsdurchmesser als das erste Planetenrad5 drehbar gelagert, welches radial innen in eine Verzahnung eines zweiten Sonnenrades11 und radial außen in eine Verzahnung eines zweiten Hohlrades20 eingreift. Das zweite Planetenrad10 bildet zusammen mit dem zweiten Sonnenrad11 und dem zweiten Hohlrad20 die zweite Stufe des Planetengetriebes2 . Das erste und zweite Planetenrad5 und10 sind zu einem Doppelplanetenrad in Bezug zu ihren Drehachsen drehfest miteinander verbunden und führen damit grundsätzlich identische Drehbewegungen aus. Das erste Hohlrad9 , das zweite Hohlrad20 und das zweite Sonnenrad11 sind jeweils drehbar gegenüber dem Gehäuse der Antriebseinrichtung gelagert. Das erste Hohlrad9 ist weiter über eine erste Blockiereinrichtung18 gehäusefest blockierbar, und das zweite Hohlrad20 oder das zweite Sonnenrad11 sind über eine zweite Blockiereinrichtung16 gehäusefest blockierbar. Der Planetenträger6 ist ebenso wie die Antriebswelle3 drehbar um die durch die Symmetrielinie24 definierte Drehachse der Antriebseinrichtung gelagert und bildet mit dem daran gelagerten Doppelplanetenrad mit dem ersten und zweiten Planetenrad 5,10 das zentrale Bauteil des Planetengetriebes2 . - An dem Planetenträger
6 ist ein Abtriebszahnrad8 drehfest gehalten, welches eine axial gerichtete Schrägverzahnung aufweist und z.B. als Tellerrad oder auch als Hypoidrad ausgebildet sein kann. Das Abtriebszahnrad8 kann auch als eine an den Planetenträger6 angeformte Verzahnung verstanden werden, jedenfalls sind der Planetenträger6 und das Abtriebszahnrad8 in Bezug zu der Drehachse des Planetenträgers6 drehfest miteinander verbunden und bevorzugt einstückig ausgebildet. An dem Ende der Kardanwelle21 ist ein schrägverzahntes Ritzel7 vorgesehen, welches sich in einem Verzahnungseingriff mit der Verzahnung des Abtriebszahnrades8 befindet. Aufgrund der Geometrie und insbesondere der Winkel der Verzahnungen des Ritzels7 und des Abtriebszahnrades8 in Bezug zu ihren Drehachsen wird die Drehbewegung des Abtriebszahnrades8 in einem Winkel, hier bevorzugt von 90 Grad, umgelenkt und auf die Kardanwelle21 übertragen. - Das Abtriebszahnrad
8 ist an dem Planetenträger6 so ausgerichtet und angeordnet, dass die Kardanwelle21 mit dem Ritzel7 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 Abtriebszahnrad8 gelangt. Ferner erfolgt der Verzahnungseingriff bevorzugt an der Seite des Abtriebszahnrades8 , welche dem Elektromotor1 zugewandt ist. Die Kardanwelle21 greift mit dem Ritzel7 praktisch zwischen den Elektromotor1 und das Abtriebszahnrad8 ein, wodurch günstige Kraftverhältnisse bei einem gleichzeitig kompakten Aufbau der Antriebseinrichtung realisiert werden können. - Der Planetenträger
6 ist ferner drehfest mit einer Abtriebswelle4 des Planetengetriebes2 verbunden und definiert durch seine Drehzahl die aus dem Planetengetriebe2 herausgeführte Abtriebsdrehzahl der Abtriebswelle4 . Diese Abtriebsdrehzahl der Abtriebswelle4 kann durch Schalten der beiden Stufen des Planetengetriebes2 verändert werden. Die erste Stufe des Planetengetriebes2 wird dadurch aktiviert, indem das erste Hohlrad9 über die erste Blockiereinrichtung18 gehäusefest blockiert ist, während das zweite Hohlrad20 und das zweite Sonnenrad11 über die zweite Blockiereinrichtung16 nicht blockiert sind, also frei gegenüber dem Gehäuse drehen können. Die Antriebsdrehbewegung der Antriebswelle3 kann in diesem Fall nur dadurch über das erste Sonnenrad19 auf das erste Planetenrad5 übertragen werden, indem sich das erste Planetenrad5 an der feststehenden Verzahnung des ersten Hohlrades9 abwälzt. Das Doppelplanetenrad wird dadurch von dem ersten Sonnenrad19 zu einer Umlaufbewegung angetrieben, deren Drehzahl durch das Verhältnis der Zähnezahl des ersten Planetenrades5 zu der Zähnezahl des blockierten Hohlrades9 definiert ist. Gleichzeitig kann das zweite Planetenrad10 des Doppelplanetenrades aufgrund der nicht blockierten Verzahnungen des zweiten Hohlrades20 und des zweiten Sonnenrades11 frei drehen, ohne der Umlaufbewegung des Doppelplanetenrades entgegen zu wirken. Die Umlaufdrehzahl des ersten Planetenrades5 entspricht dann der Drehzahl des Doppelplanetenrades, der Drehzahl des Planetenträgers6 , der Drehzahl der Abtriebswelle4 und schließlich der Drehzahl des Abtriebszahnrades8 . Die zweite Stufe des Planetengetriebes2 wird dann dadurch aktiviert, indem die Blockierung der ersten Blockiereinrichtung18 gelöst wird und stattdessen die zweite Blockiereinrichtung16 aktiviert und dadurch entweder das zweite Hohlrad20 oder das zweite Sonnenrad11 blockiert wird, in deren Verzahnungen das zweite Planetenrad10 mit dem kleineren Verzahnungsdurchmesser eingreift. In den Ausführungsbeispielen sind jeweils zwei zweite Blockiereinrichtungen16 gezeigt. Es ist jedoch selbstverständlich, dass es für die Funktion reicht, nur eine zweite Blockiereinrichtung16 vorzusehen, welche dann bei einer Aktivierung entweder das zweite Hohlrad20 oder das zweite Sonnenrad11 blockiert. Nach der Schaltung der zweiten Stufe wird das Doppelplanetenrad aufgrund der blockierten Verzahnungen des zweiten Hohlrades20 oder des zweiten Sonnenrades11 durch das zweite Planetenrad10 nach demselben Prinzip zu der Umlaufbewegung gezwungen, wobei die Drehzahl der Umlaufbewegung ausgehend von der Antriebsdrehzahl des ersten Sonnenrades19 bzw. der Antriebswelle3 durch die Übersetzung der zweiten Stufe definiert ist, welche durch das Verhältnis der Zähnezahlen der Verzahnungen des zweiten Planetenrades10 und der blockierten Verzahnung des zweiten Hohlrades20 oder der blockierten Verzahnung des zweiten Sonnenrades11 definiert ist. Da das erste Hohlrad9 nicht blockiert ist, läuft das erste Planetenrad5 um, ohne der durch die zweite Stufe erzwungenen Umlaufbewegung entgegen zu wirken. Da die beiden Planetenräder5 und10 hier zu einem Doppelplanetenrad miteinander verbunden sind, wird das zweite Planetenrad10 hier ebenso über die erste Sonne19 der Antriebswelle3 angetrieben, das erste Planetenrad5 dient in diesem Fall ausschließlich der Übertragung des Drehmomentes auf das zweite Planetenrad10 . - Ferner sind die beiden Planetenräder
5 und10 in den Ausführungsbeispielen der1 und2 an der von dem Elektromotor1 abgewandten Seite des Abtriebszahnrades8 an dem Planetenträger6 gelagert. Durch diese vorgeschlagene Anordnung und Lagerung kann ein besonders kompakter Aufbau der Antriebseinrichtung bei gleichzeitig günstigen Kräfteverhältnissen erreicht werden. Ferner kann die Kardanwelle21 in etwa mittig in die Antriebseinrichtung eingeführt bzw. aus dieser herausgeführt werden, ohne dass der dafür erforderliche Bauraum durch die Planetenräder5 und10 eingeschränkt wird. - In den Ausführungsbeispielen der
3 und4 ist der Planetenträger6 so ausgebildet, dass die Planetenräder5 und10 an der dem Elektromotor1 zugewandten Seite des Planetenträgers6 gelagert sind. Die Verzahnung an dem Planetenträger6 bzw. das Abtriebszahnrad8 sowie die Anordnung des darin eingreifenden Ritzels7 sind in dem Innendurchmesser bzw. in dem Abstand zu der Drehachse so bemessen, dass zwischen der Stirnseite des Ritzels7 und der Abtriebswelle4 noch ein so großer Freiraum23 vorhanden ist, dass darin zumindest eines der Planetenräder5 oder10 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 Planetenrad5 mit dem größeren Verzahnungsdurchmesser zwischen dem Abtriebszahnrad8 und dem zweiten Planetenrad10 mit dem kleineren Verzahnungsdurchmesser angeordnet ist und damit das dem Abtriebszahnrad8 nähere Planetenrad bildet. Da das erste Planetenrad5 bei der Aktivierung der ersten Stufe mit einer größeren Drehzahl dreht, und der Abstand zu dem Abtriebszahnrad8 kleiner ist, kann die Lagerung vereinfacht für die höheren Drehzahlen und die damit verbundenen Lagerkräfte ausgelegt werden. - Die Abtriebswelle
4 weist in dem Ausführungsbeispielen der1 und3 an ihrem Ende einen Drehmomentübertragungsabschnitt22 auf, mit dem die beiden Ausgangswellen14 und15 über jeweils eine schaltbare Kupplung12 ,13 verbindbar sind. Der Drehmomentübertragungsabschnitt22 und die beiden schaltbaren Kupplungen 12,13 können dabei in einem gemeinsamen Gehäuse17 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 Kupplungen12 und13 zusammengefasst werden können, und außerdem der Drehmomentabgriff von der Antriebswelle4 an einem einzigen Drehmomentübertragungsabschnitt22 erfolgt. Die Drehmomentübertragung von der Abtriebswelle4 auf die Ausgangswellen14 und15 erfolgt damit an einer einzigen Stelle, und die Abtriebswelle4 kann im Bereich des Drehmomentübertragungsabschnittes22 speziell für die Drehmomentübertragung ausgebildet werden. Dies kann z.B. durch eine besondere Lagerung, Schmierung, Oberflächenbeschaffenheit, Kühlung oder dergleichen verwirklicht sein. Das Gehäuse17 mit den darin eingeführten Ausgangswelle14 und15 sowie den darin angeordneten Kupplungen12 und13 bildet hier ein Achsverteilergetriebe, welches eine unterschiedliche Drehmomentverteilung auf die Räder des Kraftfahrzeuges ermöglicht. - In den Ausführungsbeispielen der
2 und4 sind die Kupplungen12 und13 getrennt voneinander an dem rechten Ende und dem linken Ende der Abtriebswelle4 angeordnet, und die Ausgangswellen14 und15 erstrecken sich ausgehend von den Kupplungen12 und13 nach rechts und links aus der Antriebseinrichtung heraus. Der Vorteil dieser Lösung ist in einer vereinfachten Führung und Lagerung der Antriebswelle4 und der Ausgangswellen14 und15 zu sehen, welche dadurch z.B. als Vollwellen ausgeführt werden können. Ferner können die Ausgangswellen14 und15 dadurch erheblich kürzer ausgeführt werden, da sich keine der Ausgangswellen14 und15 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)
- 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.
- Elektrische Antriebseinrichtung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass -der Planetenträger (6) drehfest mit der Abtriebswelle (4) verbunden ist. - Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass -der Planetenträger (6) Träger von wenigstens zwei in unterschiedlichen Verzahnungen kämmenden Planetenrädern (5,10) mit unterschiedlichen Verzahnungsdurchmessern ist. - 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. - Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der
Ansprüche 3 oder4 , dadurch gekennzeichnet, dass -die unterschiedlichen Verzahnungen jeweils wahlweise über eine erste und zweite Blockiereinrichtung (18,16) gehäusefest festlegbar sind. - Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der
Ansprüche 3 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass -die beiden Planetenräder (5,10) in Bezug zu ihren Drehachsen drehfest zu einem Doppelplanetenrad miteinander verbunden sind. - Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der
Ansprüche 3 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass -das Planetenrad (5) mit dem größeren Verzahnungsdurchmesser zwischen dem Abtriebszahnrad (8) und dem Planetenrad (10) mit dem kleineren Verzahnungsdurchmesser angeordnet ist. - Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , 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. - Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , 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. - Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis9 , 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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- 2020-04-14 DE DE102020110161.9A patent/DE102020110161A1/de not_active Ceased
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