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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebsmodul eines Elektrofahrzeugs.
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Stand der Technik
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Aus stärkerem Umweltbewusstsein geht der Trend hin zur Elektromobilität und rein elektrisch betriebenen Fahrzeugen. Mittlerweile beschränkt sich dieser Trend nicht mehr lediglich auf Personenkraftwagen, sondern erstreckt sich auch auf weitere Fahrzeuge, wie beispielsweise Motorräder. Häufig werden hierbei vorhandene Fahrzeugmodelle anstelle des Verbrennungsmotors mit einem Elektromotor ausgerüstet. Da diese Fahrzeuge eigentlich für den Verbrennungsmotor konzipiert sind, sind sie im Hinblick auf die Integration des Elektromotors nicht optimiert.
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Eine weitere Entwicklung führt dazu, dass bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen häufiger Getriebe vorgesehen werden, um die Fahrzeuge optimaler betreiben zu können. Die Getriebe erschweren die Integration der Elektromotoren weiter.
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Im Stand der Technik sind daher verschiedene Versuche unternommen worden, um Getriebe mit dem Elektromotor so zu kombinieren, dass sich diese in die Fahrzeuge gut integrieren lassen.
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Beispielsweise ist aus der Druckschrift
EP 2 660 137 B1 ein Antriebsmodul bekannt, das einen Antriebsmotor und ein Getriebe aufweist, die in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Der Antriebsmotor weist ein zylindrisches Motorgehäuse auf, aus dem eine Motorwelle vorsteht, die mit dem Getriebe gekoppelt ist. Um das Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu verändern, ist eine Kupplung ausgebildet. An einem Ausgang des Getriebes ist ferner ein Ritzel angeordnet, um das eine Kette gewickelt werden kann.
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Das in der Druckschrift
EP 2 660 137 B1 beschriebene Antriebsmodul ist verhältnismäßig groß ausgebildet. Außerdem ist es in seiner Ausbildung genau auf das spezielle Fahrzeug abgestimmt, in welches es montiert werden soll. Daher kann es entsprechend kaum in anderen Fahrzeugen verwendet werden. Hier wäre es wünschenswert, wenn das Antriebsmodul eine deutlich kompaktere Bauform aufweisen würde und universeller verwendbar ausgebildet wäre.
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Ausgehend von dem oben aufgeführten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebsmodul zur Verfügung zu stellen, das die Probleme und Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Systeme behebt und entsprechende Vorteile gegenüber diesen hat. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebsmodul anzugeben, das sich durch seine Kompaktheit und seine universelle Anwendbarkeit auszeichnet. Ferner soll ein gutes Fahrverhalten erreicht werden.
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Darstellung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind insbesondere in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Lösung liegt insbesondere darin, ein Antriebsmodul eines Elektrofahrzeugs anzugeben, das Folgendes aufweist: einen Antriebsmotor mit einem Rotor und einem Stator; ein in dem Antriebsmotor integriertes Primärgetriebe; und ein dem Antriebsmotor nachgeschaltetes Sekundärgetriebe, wobei der Stator und der Rotor des Antriebsmotors koaxial mit dem Primärgetriebe ausgebildet sind und wobei zumindest der Rotor des Antriebsmotors das Primärgetriebe zumindest bereichsweise umgreift.
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Bei dem Elektrofahrzeug kann es sich vorzugsweise um ein Straßenfahrzeug handeln. Insbesondere kann es sich um einen Personenkraftwagen, einen Bus oder einen Lastkraftwagen handeln. Vorzugsweise ist jedoch das Elektrofahrzeug als Kraftrad ausgebildet, wobei das Kraftrad als zweirädriges, dreirädriges oder als leichtes vierrädriges Kraftrad ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist das Elektrofahrzeug als Elektromotorrad ausgebildet. Alternativ hierzu kann es sich bei dem Elektrofahrzeug auch um ein Wasserfahrzeug oder Luftfahrzeug handeln.
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Der Antriebsmotor ist vorzugsweise als Innenläufer ausgebildet. Insbesondere kann es sich bei dem Antriebsmotor um einen Servomotor handeln. Der Servomotor erlaubt die Steuerung der Winkelposition, der Drehgeschwindigkeit und der Beschleunigung seiner Motorwelle. Hierzu weist der Antriebsmotor zusätzlich einen Positionssensor zur Positionsbestimmung auf. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Antriebsmodul mit einem Positionssensor zur mittelbaren oder unmittelbaren Erfassung der Winkelposition des angetriebenen Rades oder der angetriebenen Räder ausgeführt sein, sodass die Ansteuerung des Motors in Abhängigkeit von der Radposition erfolgen kann.
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Ein integriertes Primärgetriebe bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Getriebe in dem Gehäuse des Antriebsmotors, genauer innerhalb des Antriebsmotors, aufgenommen ist. Hier umgibt der Antriebsmotor das Primärgetriebe zumindest bereichsweise und vorzugsweise vollständig. Daher umgreift der Rotor und vorzugsweise auch der Stator das Primärgetriebe entsprechend zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig. Hierdurch kann eine besonders kompakte Bauweise erreicht werden.
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Ein nachgeschaltetes Sekundärgetriebe ist ein weiteres Getriebe. Dieses Getriebe ist kein integriertes Getriebe. Daher umgibt der Antriebsmotor das Sekundärgetriebe nicht. Das Sekundärgetriebe weist vorzugsweise Achsen bzw. Wellen auf, die axial versetzt zu dem Antriebsmotors - d.h. der Drehachse hiervon - ausgebildet sind. Im Gegensatz hierzu sind die Achsen des Primärgetriebes koaxial zu dem Antriebsmotor ausgebildet. Das nachgeschaltete Sekundärgetriebe ermöglicht einen universelleren Einbau.
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Mit dem erfindungsgemäßen Antriebsmodul wird die Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst. Insbesondere ist das Antriebsmodul äußerst kompakt ausgebildet und universell einbaubar.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Primärgetriebe schaltbar ausgebildet und das Sekundärgetriebe nicht schaltbar ausgebildet.
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Bei der Auslegung von Elektromotoren herrscht ein Konflikt zwischen einer vernünftigen Beschleunigung aus dem Stand und gleichzeitig einer angemessenen Geschwindigkeit im oberen Drehzahlbereich. Mit einem schaltbaren Getriebe, das mindestens zwei Übersetzungsverhältnisse bietet, lässt sich dieser Konflikt lösen. Das Antriebsmodul ist dann effizienter und kann mit einem angenehmen Fahrverhalten betrieben werden.
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Insbesondere kann das Primärgetriebe beispielsweise als 2-Gang-Getriebe ausgebildet sein. In der Regel ist für die meisten Anwendungsfälle ein 2-Gang-Getriebe ausreichend, so dass der konstruktive und vorrichtungstechnische Aufwand gegenüber einem Getriebe mit mehreren Gängen deutlich geringer liegt. Bei einem schaltbaren Primärgetriebe muss das Sekundärgetriebe nicht schaltbar ausgebildet werden, so dass sich hier Kosten einsparen lassen.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle des Sekundärgetriebes nicht koaxial zueinander ausgebildet sind.
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Das Antriebsmodul ist so aufgebaut, dass mittels des nicht koaxial ausgebildeten Sekundärgetriebes die Abtriebswelle vorteilhaft versetzt werden kann und mittels des koaxialen Primärgetriebes gleichzeitig eine kompakte Bauform erreicht wird. Durch die Versetzung der Abtriebswelle ist die Einbauposition des Antriebsmoduls deutlich freier wählbar. Außerdem ergeben sich durch die versetzte Abtriebswelle weitere Vorteile. Bei einem Motorrad beispielsweise ist es üblich, den Motor mit Abtriebswelle konzentrisch zu dem Drehpunkt der Hinterradschwinge bzw. Schwingenachse anzuordnen. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass ein Versetzen der Abtriebswelle derart, dass diese nicht mehr konzentrisch zu dem Drehpunkt angeordnet ist, insbesondere beim Anfahren zu einem komfortableren Fahrverhalten führt. Mit der versetzten Abtriebswelle kann dies einfach erreicht werden, ohne dass Nachteile beim Einbau des Motors entstehen.
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Insgesamt kann somit die nicht koaxiale Ausbildung des Sekundärgetriebes dazu führen, dass sich die Einbaufreiheit und das Fahrverhalten verbessern.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Sekundärgetriebe als Untersetzungsgetriebe ausgebildet.
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Der Drehzahlbereich des Antriebsmotors liegt höher als der optimale Drehzahlbereich des anzutreibenden Elements, so dass sinnvollerweise eine Untersetzung integriert werden sollte. Entsprechend ist das Sekundärgetriebe derart ausgebildet, dass es eine Untersetzung ermöglicht. Insbesondere kann es sich bei dem Sekundärgetriebe um ein vorzugsweise nicht schaltbares Getriebe handeln, das eine feste Übersetzung ins Langsame bietet. Besonders bevorzugt kann das Sekundärgetriebe zwei Zahnradpaarungen, also drei Zahnräder, ein Antriebsrad, ein Zwischenrad und ein Abtriebsrad, aufweisen.
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Da die Untersetzung nicht innerhalb des Primärgetriebes erfolgt, kann dessen Aufbau deutlich einfacher gestaltet werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass eine Abtriebswelle des Primärgetriebes als Antriebswelle des Sekundärgetriebes ausgebildet ist.
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Das bedeutet also, dass auf der Abtriebswelle des Primärgetriebes unmittelbar das Antriebsrad des Sekundärgetriebes ausgebildet ist. Hierdurch wird eine besonders kompakte Bauform erreicht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Primärgetriebe als Planetengetriebe oder Zykloidgetriebe ausgebildet.
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Bei der Verwendung eines Planetengetriebes ist der Aufbau des Antriebsmoduls besonders kompakt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung dieser Ausführungsform weist das Primärgetriebe zwei Planetengetriebeeinheiten auf, die miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei lediglich eine der Planetengetriebeeinheiten schaltbar ausgebildet ist.
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Insbesondere sind eine erste Planetengetriebeeinheit und eine zweite Planetengetriebeeinheit ausgebildet, wobei die erste Planetengetriebeeinheit im Kraftfluss vor der zweiten Planetengetriebeeinheit angeordnet ist. Jede Planetengetriebeeinheit weist ein Sonnenrad, eine Vielzahl von Planetenräder und ein Hohlrad auf. Dabei ist bei der ersten Planetengetriebeeinheit das Sonnenrad vorzugsweise als Antriebsrad und das Hohlrad als Abtriebsrad ausgebildet. Bei der zweiten Planetengetriebeeinheit ist das Sonnenrad vorzugsweise als Antriebsrad ausgebildet und ein die Planetenräder tragender Planetenradträger als Abtriebswelle ausgebildet.
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Vorteilhafterweise ist die erste Planetengetriebeeinheit schaltbar ausgebildet. Hierzu kann ein Schaltring angeordnet sein. Der Schaltring ist zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses in einem Primärgetriebe-Gehäuse verschiebbar geführt. Beispielsweise verbindet der Schaltring je nach Schiebeposition den Planetenträger der ersten Planetengetriebeeinheit mit dem Primärgetriebe-Gehäuse oder das Hohlrad der ersten Planetengetriebeeinheit mit dem Planetenträger der zweiten Planetengetriebeeinheit. Der Schaltring kann folglich so ausgebildet sein, dass über den Schaltring der Planetenradträger wahlweise mit dem Planetengehäuse oder mit dem Hohlrad verbindbar ist. Der Schaltring wird vorzugsweise mit einer Innen- und einer Außenverzahnung ausgeführt, die mit den vorgenannten Komponenten in Verzahnungseingriff bringbar ist.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind ein Sonnenrad der zweiten Planetengetriebeeinheit und ein Hohlrad der ersten Planetengetriebeeinheit integral ausgebildet.
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Das bedeutet, dass es sich bei dem Hohlrad der ersten Planetengetriebeeinheit und dem Sonnenrad der zweiten Planetengetriebeeinheit um eine bauliche Einheit handelt. Hier erfüllt somit ein Bauteil zwei Funktionen. So kann die Kompaktheit des Antriebsmoduls weiter erhöht werden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Antriebsmoduls sieht weiterhin vor, dass der Antriebsmotor ein Hauptgehäuse mit einer Gehäuseunterseite und einer Gehäuseoberseite aufweist, wobei das Sekundärgetriebe ein Nebengehäuse mit einer Gehäuseunterseite und einer Gehäuseoberseite aufweist, und wobei die Gehäuseoberseite des Antriebsmotors integral mit der Gehäuseunterseite des Sekundärgetriebes ausgebildet ist.
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Hierdurch wird eine äußerst kompakte Ausbildung ermöglicht. Die Gehäuseoberseite des Hauptgehäuses ist vorzugsweise als Gehäusedeckel ausgebildet. Das Primärgetriebe ist vollständig im Hauptgehäuse untergebracht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Antriebsmotor ein respektive das Hauptgehäuse auf, wobei an dem Hauptgehäuse eine Vielzahl von Befestigungseinrichtungen angeordnet sind, die entlang eines Umfangs des Hauptgehäuses verteilt angeordnet sind.
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Hierdurch wird eine flexible Einbaulage des Antriebsmoduls erreicht. Im Zusammenspiel mit dem Sekundärgetriebe, das ebenfalls eine flexiblere Einbaulage zulässt, sind kaum noch Einschränkungen beim Einbau des Antriebsmoduls vorhanden. Insbesondere sind die Befestigungseinrichtungen an der Gehäuseunterseite des Hauptgehäuses angeordnet. Vorzugsweise sind mindestens fünf Befestigungseinrichtungen angeordnet. Besonders bevorzugt sind acht bis zwölf Befestigungseinrichtungen angeordnet.
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Eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Antriebsmodul eine Kette aufweist, wobei die Abtriebswelle des Sekundärgetriebes mit der Kette verbunden ausgebildet ist.
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Durch die Kette wird die Einbauposition des Antriebsmoduls noch flexibler gestaltet. Dabei erfolgt ein Formschluss zwischen der Kette und einer auf der Ausgangswelle des Antriebsmoduls angeordneten Zahnscheibe.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Antriebsmoduls sieht vor, dass der Antriebsmotor ein flüssigkeitsgekühlter Motor ist.
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Durch die Flüssigkeitskühlung kann der Antriebsmotor in einem optimalen Temperaturbereich gehalten werden. Besonders bevorzugt ist die zur Kühlung verwendete Flüssigkeit von dem Antriebsmotor in das Innere eines Fahrzeugrahmens des Fahrzeugs leitbar. So wird eine Kühlung des Antriebsmotors erreicht, die keinen zusätzlichen Platz benötigt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Antriebsmoduls ist der Antriebsmotor als Hochvoltmotor ausgebildet.
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Der Antriebsmotor wird somit mit Spannungen über 100V betrieben. Insbesondere wird der Antriebsmotor mit Spannung zwischen 200V und 350V betrieben. Besonders bevorzugt wird der Antriebsmotor mit einer Spannung von etwa 270V betrieben.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Elektrofahrzeug ein Motorrad.
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Bei einem Motorrad können die vorab beschriebenen Vorteile besonders gut genutzt werden.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Es zeigen:
- 1 eine Darstellung eines Antriebsmotors des erfindungsgemäßen Antriebsmoduls,
- 2 eine Darstellung eines Primärgetriebes des erfindungsgemäßen Schnellwechsel-Systems,
- 3 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsmoduls mit sichtbarem Sekundärgetriebe, und
- 4 eine Schnittansicht des Primärgetriebes des erfindungsgemäßen Antriebsmoduls.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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Ähnliche Elemente sind in den Figuren allgemein mit gleichen oder ähnlichen Bezugsziffern versehen.
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1 zeigt eine Darstellung eines Antriebsmotors 100 des erfindungsgemäßen Antriebsmoduls 1000. Der Antriebsmotor 100 ist zumindest im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Der Antriebsmotor 100 weist ein Hauptgehäuse 130 auf. Am Außenumfang des Hauptgehäuses 130 ist eine Vielzahl von Befestigungseinrichtungen 133 zur Befestigung des Antriebsmoduls 1000 an einem Fahrzeugrahmen oder dergleichen ausgebildet. Die Befestigungseinrichtungen 133 sind verteilt entlang des Umfangs des Hauptgehäuses 130 angeordnet. Die Befestigungseinrichtungen 133 sind als Ausnehmungen mit Bohrungen ausgebildet. So ist ein besonders einfaches Anordnen eines Befestigungselements zum Befestigen des Antriebsmoduls 1000 möglich.
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Der Antriebsmotor 100 weist einen in dem Hauptgehäuse 130 drehfest befestigten Stator 120 auf. Der Stator 120 ist ringzylinderförmig ausgebildet und mit einem Luftspalt zu einem Rotor 110 angeordnet. Der Rotor 110 ist in dem Hauptgehäuse 130 drehbar aufgenommen und drehfest mit der Eingangswelle bzw. dem Sonnenrad 211 des in 2 gezeigten Primärgetriebes 200 verbunden.
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Der Rotor 110 bildet einen zylindrischen Hohlraum aus, in den das in 2 gezeigte Primärgetriebe 200 eingesetzt werden kann. Das Primärgetriebe 200 weist ein Primärgetriebegehäuse 230 auf, das zumindest im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist. Insbesondere setzt sich das Primärgetriebegehäuse 230 aus zwei zylindrischen Körpern mit unterschiedlichen Radien zusammen. Das in dem Primärgetriebegehäuse 230 angeordnete Primärgetriebe 200 ist detaillierter in der in 4 gezeigten Schnittdarstellung dargestellt.
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In der 2 sind bereits Teile des in der 3 gezeigten Sekundärgetriebes 300 dargestellt. Dabei handelt es sich insbesondere um das Antriebsrad 310 des Sekundärgetriebes 300 und um die Antriebswelle 340, auf der das Antriebsrad 310 angeordnet ist.
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Das gesamte Sekundärgetriebe 300 ist deutlicher in 3 dargestellt. Hier ist zu erkennen, dass das Sekundärgetriebe 300 zwei Zahnradpaarungen, also drei Zahnräder, das Antriebsrad 310, ein Zwischenrad 320 und ein Abtriebsrad 330, aufweist. Das Antriebsrad 310 ist auf der Antriebswelle 340 angeordnet, die integral mit einer Abtriebswelle 225 des Primärgetriebes 200 ausgebildet ist. Entsprechend ist das Sekundärgetriebe 300 unmittelbar hinter das Primärgetriebe 200 geschaltet. Da die Antriebswelle 340 des Sekundärgetriebes 300 gleichzeitig auch die Abtriebswelle 225 des Primärgetriebes 200 ist, ist der Aufbau des Antriebsmoduls 1000 sehr kompakt.
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Bei dem Sekundärgetriebe 300 handelt es sich um ein Untersetzungsgetriebe, das die Umdrehung der Antriebswelle 340 ins Langsame übersetzt. Das Sekundärgetriebe 300 weist eine Abtriebswelle 350 auf, auf der das Abtriebsrad 330 angeordnet ist. Ferner ist auf der Abtriebswelle 350 eine Zahnscheibe 370 angeordnet. Die Zahnscheibe 370 kann, wie in 3 angedeutet, mit einer Kette 400 verbunden sein, die zur weiteren Übertragung der Drehung dient.
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Wie in 3 zu erkennen, sorgt das Sekundärgetriebe 300 nicht nur für eine Untersetzung der Drehung ins Langsame, sondern dient auch dazu, die Ausgangswelle d.h. die Abtriebswelle 350, von der Eingangswelle, d.h. der Antriebswelle 340, zu versetzen. Hierdurch ergibt sich eine größere Vielfalt an Möglichkeiten, um das Antriebsmodul 1000 an dem Fahrzeug anzuordnen. Außerdem ist die Abtriebswelle bei einem Motorrad dann einfach von dem Drehpunkt der Schwingenachse versetzt anordnebar.
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Das Sekundärgetriebe 300 ist in einem Nebengehäuse 360 angeordnet. Von dem Nebengehäuse 360 ist in 3 nur eine Gehäuseunterseite 361 dargestellt. Auf eine Darstellung der zugehörigen Gehäuseoberseite ist verzichtet worden, um eine freie Sicht auf das Sekundärgetriebe 300 zu ermöglichen.
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Wie ebenfalls in 3 zu erkennen, weist auch das Hauptgehäuse 130 eine Gehäuseunterseite 131 und eine Gehäuseoberseite 132 auf. Dabei weist die Gehäuseunterseite 131 die Befestigungseinrichtungen 133 auf. Die Gehäuseoberseite 132 des Hauptgehäuses 130 und die Gehäuseunterseite 361 des Nebengehäuses 360 sind integral, also als ein Bauteil, ausgebildet. Hierdurch wird das Antriebsmodul 1000 insgesamt sehr kompakt.
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Die Gehäuseunterseite 361 weist eine Form auf, die passend zu der durch die Zahnräder 310, 320 und 330 vorgegebenen Außenkontur verläuft. Das bedeutet, dass das Nebengehäuse 360 sehr platzsparend ausgebildet ist. Wie in der 3 angedeutet, können eine oder mehrere Zentrierungseinrichtungen an der Gehäuseunterseite 361 ausgebildet sein. An der Gehäuseunterseite 361 sind ferner Bereiche mit höherer Wanddicke ausgebildet, an denen eine Befestigungsmöglichkeit mit der Gehäuseoberseite gegeben ist. Hier sind in den entsprechenden Bereichen Bohrungen ausgebildet. Insgesamt ist das Nebengehäuse 360 auch hierdurch äußerst kompakt ausgebildet.
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Der genauere Aufbau des Primärgetriebes 200 ist in 4 dargestellt. Das Primärgetriebe 200 weist eine erste und eine zweite Planetengetriebeeinheit 210, 220 auf. Die Planetengetriebeeinheiten 210, 220 sind unmittelbar miteinander verbunden.
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Die erste Planetengetriebeeinheit 210 ist antriebsseitig angeordnet. Die erste Planetengetriebeeinheit 210 weist ein Sonnenrad 211 auf. Das Sonnenrad 211 ist im vorliegenden Fall integral mit der antriebsseitigen Getriebewelle ausgebildet, also als Außenverzahnung an der antriebsseitigen Getriebewelle ausgebildet.
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Die erste Planetengetriebeeinheit 210 weist ferner eine Vielzahl von Planetenrädern 212 auf, die drehbar an einem Planetenradträger 214 gelagert sind. In 4 sind nicht die Planetenräder 212, sondern lediglich die Positionen der Planetenräder 212 dargestellt. Die Verzahnung des Sonnenrads 211 kämmt mit der Vielzahl von Planetenrädern 212, so dass hier eine Drehung übertragen werden kann. Die Planetenräder 212 werden von einem Hohlrad 213 umgriffen, dessen Innenverzahnung ebenfalls mit den Planetenrädern 212 kämmt.
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Das Hohlrad 213 der ersten Planetengetriebeeinheit 210 ist integral mit einem Sonnenrad 221 der zweiten Planetengetriebeeinheit 220 ausgebildet. So ist das Primärgetriebe 200 äußerst kompakt ausgebildet. Die zweite Planetengetriebeeinheit 220 weist ebenfalls eine Vielzahl von Planetenrädern 222 und einen Planetenradträger 224 auf, der die Planetenräder 222 trägt. Im Gegensatz zu den Planetenrädern 212 sind die Planetenräder 222 in 4 dargestellt.
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Der Planetenradträger 224 ist mit zwei Stirnplatten ausgeführt, die Rotationsachsen der Planetenräder 222 tragen.
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Auch bei der zweiten Planetengetriebeeinheit 220 kämmt die Verzahnung des Sonnenrads 221 mit der Vielzahl von Planetenrädern 222. Die Planetenräder 222 werden wiederum von einem Hohlrad 223 umgriffen, dessen Innenverzahnung ebenfalls mit den Planetenrädern 222 kämmt. Das Hohlrad 223 ist an der Innenumfangswandung des Primärgetriebegehäuses 230 gelagert. Alternativ hierzu könnte das Hohlrad 223 auch als Innenverzahnung an dem Primärgetriebegehäuse 230 ausgebildet werden.
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Mit dem Planetenradträger 224 ist eine Abtriebswelle 225 drehfest ausgebildet. Insbesondere ist die Abtriebswelle 225 integral mit dem Planetenradträger 224 ausgebildet.
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An einem Außenumfang des Planetenradträgers 214 ist eine Außenverzahnung ausgebildet, die mit einer Innenverzahnung eines Schaltrings 215 kämmt. Der Schaltring 215 ist seinerseits wiederum mit einer Außenverzahnung ausgeführt, die je nach Schiebeposition des Schaltrings 215 mit einer entsprechenden Innenverzahnung des Primärgetriebegehäuses 230 in Eingriff bringbar ist. Die Innenverzahnung des Schaltrings 215 ist in einer Schiebeposition auch mit einer Außenverzahnung des Hohlrads 213 der ersten Planetengetriebeeinheit 210 in Eingriff. Dann ist allerdings der Eingriff der Außenverzahnung des Schaltrings 215 mit der entsprechenden Innenverzahnung des Primärgetriebegehäuses 230 gelöst.
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Der Schaltring 215 kann über einen entsprechenden Aktor elektrisch, mechanisch oder hydraulisch verstellt werden, wobei dieser in Achsenrichtung innerhalb des Primärgetriebegehäuses 230 verstellbar ist.
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Die 4 zeigt eine erste Schaltposition des Schaltrings 215, in der dieser sowohl mit dem Planetenradträger 214 als auch mit dem Primärgetriebegehäuse 230 in Eingriff steht, sodass der Planetenradträger 214 still steht. Das mit dem Rotor 110 drehende Sonnenrad 211 wird so angetrieben, dass die Planetenräder 212 im stillstehenden Planetenradträger 214 rotieren und ihrerseits das Hohlrad 213 antreiben. Dieses ist integral mit dem Sonnenrad 221 der zweiten Planetengetriebeeinheit 220 ausgebildet, die mit einem unveränderlichen Übersetzungsverhältnis ausgeführt ist.
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Bei Verstellung des Schaltrings 215 in Axialrichtung nach rechts, d.h. in Richtung der zweiten Planetengetriebeeinheit, wird die drehfeste Verbindung zwischen der Außenverzahnung des Schaltrings 215 und dem Primärgetriebegehäuse 230 aufgehoben, sodass der Planetenradträger 214 von dem Primärgetriebegehäuse 230 entkoppelt ist. Die Innenverzahnung des Schaltrings 215 greift dann sowohl in die Außenverzahnung des Hohlrads 213 als auch in die Außenverzahnung des Planetenradträgers 215 ein, sodass diese beiden Bauelemente drehfest miteinander verbunden sind. Daher stellt sich ein höheres Übersetzungsverhältnis als in der ersten Schaltposition ein.
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Es ist festzuhalten, dass die unter Bezug auf einzelne Ausführungsformen bzw. Varianten beschriebenen Merkmale der Erfindung, wie beispielsweise Art und Ausgestaltung der einzelnen Komponenten sowie deren genaue Dimensionierung und räumliche Anordnung, auch bei anderen Ausführungsformen vorhanden sein können, außer wenn es anders angegeben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet. Von derartigen, in Kombination beschriebenen, Merkmalen einzelner Ausführungsformen müssen außerdem nicht notwendigerweise immer alle Merkmale in einer betreffenden Ausführungsform realisiert sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1000
- Antriebsmodul
- 100
- Antriebsmotor
- 110
- Rotor
- 120
- Stator
- 130
- Hauptgehäuse
- 131
- Gehäuseunterseite (des Hauptgehäuses)
- 132
- Gehäuseoberseite (des Hauptgehäuses)
- 133
- Befestigungseinrichtungen
- 200
- Primärgetriebe
- 210
- erste Planetengetriebeeinheit
- 211
- Sonnenrad (der ersten Planetengetriebeeinheit)
- 212
- Planetenrad (der ersten Planetengetriebeeinheit)
- 213
- Hohlrad (der ersten Planetengetriebeeinheit)
- 214
- Planetenradträger (der ersten Planetengetriebeeinheit)
- 215
- Schaltring
- 220
- zweite Planetengetriebeeinheit
- 221
- Sonnenrad (der zweiten Planetengetriebeeinheit)
- 222
- Planetenrad (der zweiten Planetengetriebeeinheit)
- 223
- Hohlrad (der zweiten Planetengetriebeeinheit)
- 224
- Planetenradträger (der zweiten Planetengetriebeeinheit)
- 225
- Abtriebswelle (der zweiten Planetengetriebeeinheit)
- 230
- Primärgetriebegehäuse
- 300
- Sekundärgetriebe
- 310
- Antriebsrad
- 320
- Zwischenrad
- 330
- Abtriebsrad
- 340
- Antriebswelle
- 350
- Abtriebswelle
- 360
- Nebengehäuse
- 361
- Gehäuseunterseite (des Nebengehäuses)
- 370
- Zahnscheibe
- 400
- Kette
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2660137 B1 [0005, 0006]
