DE102020115792A1

DE102020115792A1 - Getriebe für eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Antriebseinrichtung, sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102020115792A1
Application number: DE102020115792.4A
Authority: DE
Inventors: René Franck; Philipp Matt; Malte Meng
Original assignee: Jheeco eDrive AG Liechtenstein
Current assignee: Jheeco eDrive AG Liechtenstein
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2021-12-16
Also published as: WO2021254940A1; CN114555984A; EP4165326A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe (G) für eine elektrische Antriebseinrichtung (A) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Getriebegehäuse (1) und mindestens eine Getriebestufe (2), dadurch gekennzeichnet, wobei das Getriebe mit einer Druckölschmierung ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drückölschmierung einen ersten Rücklaufleitungseinlass (51) und mindestens einen zweiten Rücklaufleitungseinlass (52) umfasst, wobei die Rücklaufleitungseinlässe (51, 52) dazu eingerichtet sind, wahlweise geöffnet oder geschlossen zu werden und/oder dass die Druckölschmierung eine Ölpumpe (3), mindestens eine Ölzuleitung (4) und mindestens eine Rücklaufleitung (5) dass die Drückölschmierung einen ersten Ölspritzdüsenauslass (41) und mindestens einen zweiten Ölspritzdüsenauslass (42) umfasst, wobei die Ölspritzdüsenauslässe (41, 42) dazu eingerichtet sind, wahlweise geöffnet oder geschlossen zu werden, eine Antriebseinrichtung (A) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Getriebe (G) und einen Elektromotor (E), gekennzeichnet durch ein Getriebe gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, sowie Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung (A) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe für eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Antriebseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11, sowie ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst im Wesentlichen einen Elektromotor und ein Getriebe. Das Getriebe umfasst in der Regel mindestens eine Getriebestufe, umfassend wiederum zwei ineinander in Eingriff stehende Zahnräder.
Es besteht das Bedürfnis nach einer kompakten Antriebseinrichtung, die für mehrere unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen eingesetzt werden kann, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit Front- und/oder Heckantrieb. Aus dieser Anforderung ergeben sich unterschiedliche Einbaulagen für die Antriebseinrichtung, insbesondere hinsichtlich ihrer Ausrichtung im Hinblick auf das Kraftfahrzeugchassis, insbesondere im Hinblick auf eine Längsachse des Kraftfahrzeugchassis.
Auf Grund der zur Verfügung stehenden Bauraums sitzt beispielsweise bei einem E-Antrieb mit zweistufigem Stirnradgetriebe in einer Einbauposition an der Vorderachse der Elektromotor vor dem Getriebe. Soll dieselbe Antriebseinrichtung auf die Hinterachse verschoben werden, so kann dies zu einer Bauraumkollision mit dem Hinterachsträger und/oder der Batterie des elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs führen.
Bei sportlich ausgeprägten OEM's sitzt meist das Lenkgetriebe vor der Antriebsachse. Bleibt die Einbaulage an der Vorderachse unverändert, so kann eine Bauraumkollision zwischen dem Elektromotor und dem Lenkgetriebe erfolgen.
Grundsätzlich kann eine Anpassung der Einbaulage der Antriebseinrichtung als Ausweichoption für die oben skizzierten Anforderungen in Betracht gezogen werden. Es ist grundsätzlich denkbar, ein und dieselbe Antriebseinrichtung in unterschiedlichen Einbaulagen zu verbauen, jedoch muss hier berücksichtigt werden, dass sich beispielsweise die Orientierung der Zahnräder im Raum oder sogar Drehrichtung des Getriebes ändern kann. Dies kann zu Problemen bei der Beölung der Zahnräder oder weiterer Funktionsteile führen, wenn beispielsweise eine für eine horizontale Ausrichtung konzipierte Beölung eines Getriebes nunmehr auch in einer geneigten Ausrichtung eine ausreichende Beölung sicherstellen muss.
Zwar könnte natürlich für jede Ausrichtung einer Antriebseinrichtung geeignete Beölung konzipiert werden. Dies führt aber zu hohen individuellen Entwicklungskosten und zu wenig Gleichteilen.
Aus der DE 10 2011 000 571 A1 ist beispielsweise ein Getriebe bekannt geworden, welches auch für eine horizontal geneigte Anordnung geeignet sein soll. Um bei dieser zur horizontalen geneigten Anordnung des Getriebegehäuses eine zuverlässige Schmierung der innerhalb des Getriebegehäuses angeordneten Funktionsteile zu erreichen, weist das Getriebegehäuse erfindungsgemäß unten eine Entnahmestelle für Schmieröl auf, und es wird das Schmieröl mittels einer Pumpe von der Entnahmestelle zu einem oben innerhalb des Getriebegehäuses angeordneten Verteilerrohr befördert und dort aus diesem ausgegeben. Hierbei wird aus dem Verteilerrohr ausgegebenes Schmieröl mittels innerhalb des Gehäuses angeordneter Leiteinrichtungen zu den Lagern der Getriebewellen geleitet.
Aus der DE 10 2005 013 657 A1 ist es bekannt, bei einem Zahnradgetriebe eines Kraftfahrzeugs eine Ölversorgungseinrichtung vorzusehen, die eine Schleuderölvorrichtung, mit einem in einem Ölsumpf umlaufenden Förderrad, und eine Spritzölvorrichtung, mit einer eingangsseitig mit dem Ölsumpf und ausgangsseitig mit einer Druckleitung verbundenen Ölpumpe, aufweist. Über die Spritzölvorrichtung wird gezielt Öl zu den zu schmierenden Bereichen des Getriebes transportiert.
Wenngleich hier brauchbare Lösungen zu dem oben skizzierten Problem bekannt geworden sind, besteht noch weiterer Verbesserungsbedarf.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe ein verbessertes Getriebe für eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, insbesondere ein Getriebe für eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, bei dem in verschiedenen Einbaulagen eine Beölung der Funktionsteile sichergestellt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Getriebe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die Drückölschmierung einen ersten Rücklaufleitungseinlass und mindestens einen zweiten Rücklaufleitungseinlass umfasst, wobei die Rücklaufleitungseinlässe dazu eingerichtet sind, wahlweise geöffnet oder geschlossen zu werden und/oder dass die Druckölschmierung einen ersten Ölspritzdüsenauslass und mindestens einen zweiten Ölspritzdüsenauslass umfasst, wobei die Ölspritzdüsenauslässe dazu eingerichtet sind, wahlweise geöffnet oder geschlossen zu werden, wird das Getriebe derart ausgestaltet, dass die Möglichkeit besteht das Getriebe in verschiedenen Lagen einzubauen. Je nach Einbaulage kann der für diese Einbaulage geeignete Rücklaufleitungseinlass bzw. Ölspritzdüsenauslass, d.h. für den Rücklauf des Öls geeignete Rücklaufleitungseinlass bzw. für das Einspritzen des Öls geeignete Ölspritzdüsenauslass, geöffnet oder verschlossen werden. Mit anderen Worten, es sind mehr Rücklaufleitungseinlässe bzw. Ölspritzdüsenauslässe in dem Getriebe vorhanden, als für den eigentlichen Einsatzzweck benötigt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Ölspritzdüsenauslass bzw. eine dort aufgenommene Ölspritzdüse, in Position und Einspritzwinkel variabel ausgestaltet ist. Beispielsweise können durch entsprechende Befestigungselemente die Position der Ölspritzdüsen bei der Montage auf eine jeweils gewünschte Position festgelegt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Druckölschmierung mindestens eine Ölzuleitung für die Ölspritzdüsenauslässe und/oder mindestens eine Rücklaufleitung für die Rücklaufleitungseinlässe aufweist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Druckölschmierung mit einer Ölpumpe ausgestattet ist, wobei es sich bei der Ölpumpe insbesondere um eine einstufige und/oder regelbare Ölpumpe, vorzugsweise mit Filter, handelt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Druckölschmierung einen Pumpensumpf umfasst.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Druckölschmierung eine Kühleinrichtung umfasst. Durch diese Maßnahme kann das verwendete Öl konditioniert und/oder gekühlt werden, um somit die Leistungsfähigkeit im Zahneingriff zu steigern.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Getriebe mit einem individuell angepassten Motortragarm und/oder universellem Schraubbild am Getriebegehäuse ausgestattet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ölzuleitung, die Rücklaufleitung, der Pumpensumpf und/oder die Kühleinrichtung aus dem Getriebegehäuse ausgebildet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Getriebegehäuse mit mindestens einem Schott ausgestattet ist. Das Schott ist dazu eingerichtet, einen gezielten Rückfluss zur Pumpe zu verbessern. Hierdurch soll ein gezielter Rückfluss zur Pumpe auch bei Bergfahrten, Bremsungen, seitlichen Hangfahrten, etc. verbessert bzw. ein Trockenlaufen verhindert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Getriebe mit mehr Ölzuleitungen bzw. Ölspritzdüsenauslässe und/oder Rücklaufleitungen bzw. Rücklaufleitungseinlässe ausgestattet ist, als für den Einsatzzweck benötigt werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine verbesserte Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, insbesondere eine Antriebseinrichtung vorzuschlagen, bei der in verschiedenen Einbaulagen eine Beölung der Funktionsteile sichergestellt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Antriebseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein verbessertes Kraftfahrzeug vorzuschlagen, insbesondere ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, bei welchem die Antriebseinrichtung in verschiedenen Einbaulagen eingebaut werden kann, wobei gleichsam eine Beölung der Funktionsteile sichergestellt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen

1 ein erfindungsgemäßes Getriebe in einer perspektivischen Ansicht mit abgenommenem Deckel;
2a ein erfindungsgemäßes Getriebe in einer Ausschnittvergrößerung;
2b ein erfindungsgemäßes Getriebe in einer Explosionsdarstellung;
3a ein erfindungsgemäßes Getriebe in einer horizontalen Ausrichtung (Einbaulage 0°)
3b Darstellung entsprechend 3a mit abgenommenen Getriebezahnrädern;
4 ein erfindungsgemäßes Getriebe in einer Einbaulage 30°;
5 ein erfindungsgemäßes Getriebe in einer Einbaulage 60°;
6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung in einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug zur Verdeutlichung verschiedener Einbaulagen.

Bezugszeichenliste

C: Fahrzeugchassis
L: Längsachse
A: Antriebseinrichtung
G: Getriebe
E: Elektromotor
S: Ölstand
1: Getriebegehäuse
2: Getriebestufe
3: Ölpumpe
4: Ölzuleitung
5: Rücklaufleitung
6: Pumpensumpf
7: Kühleinrichtung
8: Motortragarm
9: Schraubbild
10: Schott
11: Differential
21: erstes Zahnrad
22: zweites Zahnrad
41: erster Ölspritzdüsenauslass / Ölspritzdüse
42: zweiter Ölspritzdüsenauslass / Ölspritzdüse
51: erster Rücklaufleitungseinlass
52: zweiter Rücklaufleitungseinlass
102: Deckel

Zunächst wird auf 6 Bezug genommen.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst im Wesentlichen ein Fahrzeugchassis C, sowie mindestens eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung A. Das Fahrzeugchassis C weist eine Längsachse L auf.
Eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung A umfasst im Wesentlichen ein erfindungsgemäßes Getriebe G, sowie einen Elektromotor E und wird mit einer Motorhaltereinrichtung in Form eines Motortragarms 8 am Fahrzeugchassis C fixiert.
Wie in der 1 dargestellt, umfasst das Getriebe G im Wesentlichen ein Getriebegehäuse 1, umfassend einen Getriebedeckel 102, sowie mindestens eine Getriebestufe 2. Die Getriebestufe 2 umfasst im Wesentlichen ein erstes Zahnrad 21, sowie mindestens ein weiteres Zahnrad 22. Ferner umfasst das Getriebe eine Druckölschmierung.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Drückölschmierung einen ersten Rücklaufleitungseinlass 51 und mindestens einen zweiten Rücklaufleitungseinlass 52 umfasst, wobei die Rücklaufleitungseinlässe 51, 52 dazu eingerichtet sind, wahlweise geöffnet oder geschlossen zu werden und/oder dass die Drückölschmierung einen ersten Ölspritzdüsenauslass 41 und mindestens einen zweiten Ölspritzdüsenauslass 42 umfasst, wobei die Ölspritzdüsenauslässe 41, 42 dazu eingerichtet sind, wahlweise mit Ölspritzdüsen bestückt oder geschlossen zu werden. Zum Schließen können bevorzugt Blindstopfen vorgesehen sein, die jeweils anstelle der jeweiligen Ölspritzdüsen eingesetzt werden. Denkbar sind aber auch modifizierte Ölspritzdüsen.
Die Druckölschmierung ist zur Beölung von Funktionsteilen des Getriebes, wie beispielsweise Zahnräder, vorgesehen. Die Druckölschmierung umfasst im Wesentlichen eine Ölpumpe 3, mindestens eine Ölzuleitung 4 und mindestens eine Rücklaufleitung 5. Die Ölspritzdüsen 41, 42 stehen entsprechend in fluidischer Verbindung mit der Ölzuleitung. Die Rücklaufeitungseinlässe stehen entsprechend in fluidischer Verbindung mit der Rücklaufleitung. Ölzuleitung und Rücklaufleitung stehen in entsprechender fluidischer Verbindung mit der Ölpumpe. Es können pro Ölspritzdüsenauslass je eine Ölzuleitung oder eine Ölzuleitung für mehrere Ölspritzdüsenauslässe vorgesehen sein. Es können pro Rücklaufleitungseinlass je eine Rücklaufleitung oder eine Rücklaufleitung für mehrere Rücklaufleitungseinlässe vorgesehen sein.
Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass das Getriebe mit mehr Ölspritzdüsenauslässen 41 bzw. 42 und/oder Rücklaufleitungseinlässen 51 bzw. 52 ausgestattet ist, als für den konkreten Einsatzzweck benötigt werden. Hierdurch ist das Getriebe für die jeweilige Einbausituation weiter vorteilhaft anpassbar. Die nicht benötigten Ölspritzdüsenauslässe 41, 42 bzw. Rücklaufleitungsöffnungen 51 bzw. 52 können entsprechend verschlossen bzw. abgesperrt werden.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Ölspritzdüsenauslässe 41, 42 in Position und Einspritzwinkel variabel ausgestaltet sind.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Ölpumpe um eine einstufige und/oder regelbare Ölpumpe, vorzugsweise mit Filter, als Druckerzeuger.
Vorzugsweise umfasst die Druckölschmierung einen Pumpensumpf 6.
Vorzugsweise umfasst die Druckölschmierung eine Kühleinrichtung, beispielsweise im einfachsten Fall in Form von Kühlrippen 7, die es ermöglicht das verwendete Öl zu konditionieren und/oder zu kühlen und somit die Leistungsfähigkeit im Zahneingriff zu steigern.
Ferner ist das Getriebe vorzugsweise mit einem individuell angepassten Motortragarm 8 und universellem Schraubbild 9 am Getriebegehäuse 1 ausgestattet.
Es ist weiterhin vorzugsweise vorgesehen, dass die Ölzuleitung 4, Rücklaufleitung 5, der Pumpensumpf 6 und/oder die Kühleinrichtung aus dem Getriebegehäuse 1 ausgebildet ist bzw. sind. Mit anderen Worten, das Getriebegehäuse selbst dient als Verteilersystem, insbesondere inklusive der Kühleinrichtung, die beispielsweise einfach durch Rippen 7 ausgebildet sein kann. Es kann ferner vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Rücklauf, insbesondere mit dem Pumpensumpf, über das Getriebegehäuse realisiert wird.
Es ist weiter vorzugsweise vorgesehen, dass das Getriebegehäuse mit mindestens einem Schott 10 ausgestattet ist. Das Schott 10 ist dazu eingerichtet, einen gezielten Rückfluss zur Pumpe zu verbessern. Hierdurch soll ein gezielter Rückfluss zur Pumpe auch bei Bergfahrten, Bremsungen, seitlichen Hangfahrten, etc. verbessert bzw. ein Trockenlaufen verhindert werden.
Ein im Differential 11 vorgesehener Rücklaufleitungseinlass kann je nach Einbauwinkel geöffnet bzw. geschlossen sein.
Das Differential kann Bestandteil eines Ringrades bzw. der Getriebestufe sein.
Da das Ringrad zusammen mit dem Differential viel Bauraum einnimmt, besteht hier die Möglichkeit, dass sich ein großer Ölsumpf ausbildet. Diesen gilt es zu vermeiden, da durch Plantschen von Zahnrädern Verluste entstehen. Das Öl soll gewissermaßen von/zur Ölpumpe abgesaugt werden.
In den 3 bis 5 und auch in der 6 ist das Getriebe bzw. die Antriebseinrichtung in verschiedenen Winkellagen dargestellt. Als Bezug dient hier die Längsachse L des Fahrzeugchassis C. Denkbar sind aber auch andere Lagen des Getriebes bzw. der Antriebseinrichtung im Raum. Ferner ist in den Abbildungen der jeweilige Ölstand mit dem Bezugszeichen S bezeichnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011000571 A1 [0008]
DE 102005013657 A1 [0009]

Claims

Getriebe (G) für eine elektrische Antriebseinrichtung (A) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Getriebegehäuse (1) und mindestens eine Getriebestufe (2), wobei das Getriebe mit einer Druckölschmierung ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drückölschmierung einen ersten Rücklaufleitungseinlass (51) und mindestens einen zweiten Rücklaufleitungseinlass (52) umfasst, wobei die Rücklaufleitungseinlässe (51, 52) dazu eingerichtet sind, wahlweise geöffnet oder geschlossen zu werden und/oder dass die Drückölschmierung einen ersten Ölspritzdüsenauslass (41) und mindestens einen zweiten Ölspritzdüsenauslass (42) umfasst, wobei die Ölspritzdüsenauslässe (41, 42) dazu eingerichtet sind, wahlweise geöffnet oder geschlossen zu werden.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölspritzdüsenauslässe (41, 42) in Position und Einspritzwinkel variabel ausgestaltet sind.
Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckölschmierung mindestens eine Ölzuleitung (4) für die Ölspritzdüsenauslässe (41, 42) und/oder mindestens eine Rücklaufleitung (5) für die Rücklaufleitungseinlässe (51, 52) aufweist.
Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckölschmierung mit einer Ölpumpe (3) ausgestattet ist, wobei es sich bei der Ölpumpe (3) insbesondere um eine einstufige und/oder regelbare Ölpumpe, vorzugsweise mit Filter, handelt.
Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckölschmierung einen Pumpensumpf (6) umfasst.
Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckölschmierung eine Kühleinrichtung umfasst.
Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe mit einem individuell angepassten Motortragarm (8) und/oder universellem Schraubbild (9) am Getriebegehäuse (1) ausgestattet ist.
Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölzuleitung (4), die Rücklaufleitung (5), der Pumpensumpf (6) und/oder die Kühleinrichtung aus dem Getriebegehäuse (1) ausgebildet ist.
Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse mit mindestens einem Schott (10) ausgestattet ist.
Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe mit mehr Ölzuleitungen (4) bzw. Ölspritzdüsenauslässe (41, 42) und/oder mehr Rücklaufleitungen (5) bzw. Rücklaufleitungseinlässe (51, 52) ausgestattet ist, als für den Einsatzzweck benötigt werden.
Antriebseinrichtung (A) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Getriebe (G) und einen Elektromotor (E), gekennzeichnet durch ein Getriebe gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung (A) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.