DE102020202786A1

DE102020202786A1 - Mehrgang-schaltgetriebe mit einer getriebe-kupplung-baugruppe

Info

Publication number: DE102020202786A1
Application number: DE102020202786.2A
Authority: DE
Inventors: Eric M. Engerman; Ryan D. Nelms; Amar NIVARTHI
Original assignee: Dana Automotive Systems Group LLC
Current assignee: Dana Automotive Systems Group LLC
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2020-03-04
Publication date: 2020-10-22
Also published as: US20200292042A1; CN111692298A; US11415208B2; US20220275855A1

Abstract

Eine elektrische Antriebsachse eines Fahrzeugs umfasst einen elektrischen Motor mit einer Ausgangswelle. Eine zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe ist mit dem elektrischen Motor verbunden. Die zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe weist mindestens eine Zahnrad-Kupplung-Baugruppe in Antriebseingriff mit der Ausgangswelle des elektrischen Motors auf. Ein Differential ist mit der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe verbunden und in selektivem Antriebseingriff mit der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/818,492 mit dem Titel „Multi-Speed Gearbox with a Gear-Clutch Assembly“, die am 14. März 2019 eingereicht wurde. Der gesamte Inhalt der oben genannten Anmeldung wird hiermit für alle Zwecke durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Offenbarung betrifft elektrische Antriebsachsen und genauer ein Mehrgang-Schaltgetriebe für eine elektrische Antriebsachse.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK UND KURZFASSUNG
Elektro- und Hybrid-Elektrofahrzeuge nutzen eine elektrische Leistungsquelle, die mit einem elektrischen Motor kommuniziert, um einen Antrieb oder eine Antriebsunterstützung für das Fahrzeug bereitzustellen. Elektrofahrzeuge haben verschiedene Eigenschaften, die sie herkömmlichen Fahrzeugen, die mit Verbrennungsmotoren angetrieben werden, überlegen machen. Zum Beispiel erzeugen elektrische Motoren weniger Vibrationen als Verbrennungsmotoren, und elektrische Motoren erreichen ein maximales Drehmoment schneller als Verbrennungsmotoren.
Damit die herkömmlichen Elektrofahrzeuge eine ausreichende Geschwindigkeit erreichen, muss jedoch der elektrische Motor eine angemessene Leistung über einen großen Geschwindigkeitsbereich ermöglichen. Ein elektrischer Motor, der eine angemessene Leistung über einem großen Geschwindigkeitsbereich liefern kann, ist typischerweise groß und schwer.
Es wäre erstrebenswert, eine elektrische Antriebsachse zu erzeugen, die eine Zahnradanordnung bzw. Getriebeanordnung, mindestens eine Kupplungsbaugruppe und ein Differential, das mehrere Übersetzungsverhältnisse erzeugt, aufweist und die trotzdem in Bezug auf Größe und Gewicht kompakt bleibt.
Im Einklang mit und gemäß der vorliegenden Offenbarung wurde überraschenderweise eine elektrische Antriebsachse gefunden, die eine Zahnradanordnung, mindestens eine Kupplungsbaugruppe und ein mehrere Übersetzungsverhältnisse erzeugendes Differential aufweist und die in Bezug auf Größe und Gewicht trotzdem kompakt bleibt.
Die vorliegende Offenbarung sieht eine elektrische Antriebsachse für ein Fahrzeug vor. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die elektrische Antriebsachse des Fahrzeugs einen elektrischen Motor mit einer Ausgangswelle. Eine zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe ist mit dem elektrischen Motor verbunden. Die zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe weist mindestens eine Zahnrad-Kupplung-Baugruppe in Antriebseingriff mit der Ausgangswelle des elektrischen Motors auf. Ein Differential ist mit der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe verbunden und in selektivem Antriebseingriff mit der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe.
Figurenliste
Die begleitenden Zeichnungen sind als Teil der Patentanmeldung hierin aufgenommen. Die hierin beschriebenen Zeichnungen stellen Ausführungsformen des hier offenbarten Gegenstands dar und sollen ausgewählte Prinzipien und die Lehren der vorliegenden Offenbarung erläutern. Jedoch stellen die Zeichnungen nicht alle möglichen Implementierungen des vorliegend offenbarten Gegenstands dar und sollen den Bereich der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise beschränken.

1 ist ein schematisches Schaubild, das ein Fahrzeugantriebsstrang gemäß einer Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands darstellt;
2 ist eine perspektivische Seitenansicht eines Teils einer elektrischen Antriebsachse des Antriebsstrangs des Fahrzeugs, die in 1 dargestellt ist, einschließlich einer Motorabtriebsbaugruppe, einer zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe und eines Differentials;
3 ist eine perspektivische Seitenansicht eines Teils der in 2 dargestellten elektrischen Antriebsachse, bei der ein Viertel-Abschnitt der Zwischenradbaugruppe entfernt wurde;
4 ist eine Draufsicht auf den in den 2 bis 3 gezeigten Teil der elektrischen Antriebsachse;
5 ist eine Vorderansicht des in den 2 bis 4 gezeigten Teils der elektrischen Antriebsachse;
6 ist eine seitliche Ansicht des in den 2 bis 4 gezeigten Teils der elektrischen Antriebsachse;
7 ist eine seitliche Ansicht des in den 2 bis 5 gezeigten Teils der elektrischen Antriebsachse;
8 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 6 genauer dargestellten Schnittlinie B-B des Teils der elektrischen Antriebsachse, der in den 2 bis 7 gezeigt ist;
9 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 6 genauer dargestellten Schnittlinie C-C des Teils der elektrischen Antriebsachse, der in den 2 bis 7 gezeigt ist;
10 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 6 genauer dargestellten Schnittlinie D-D des Teils der elektrischen Antriebsachse, der in den 2 bis 7 gezeigt ist;
11 ist eine perspektivische Seitenansicht eines Teils einer elektrischen Antriebsachse des in 1 gezeigten Antriebsstranges des Fahrzeugs entsprechend noch einem anderen Ausführungsbeispiel des vorliegend offenbarten Gegenstandes einschließlich einer Motorabtriebsbaugruppe, einer zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe und eines Differentials;
12 ist eine frontale Ansicht des in 11 gezeigten Teils der elektrischen Antriebsachse, wobei die Zwischenradbaugruppe im Schnitt gezeigt ist und das Differential entfernt wurde; und
13 ist eine perspektivische Ansicht einer entgegengesetzten Seite des in den 11 bis 12 dargestellten Teils der elektrischen Antriebsachse des Antriebsstrangs des Fahrzeug;
14 ist eine perspektivische Seitenansicht eines in 13 dargestellten Teils der elektrischen Antriebsachse, bei der ein Viertel-Abschnitt der Zwischenradbaugruppe und ein Halb-Abschnitt des Differentials entfernt wurde;
15 ist eine Draufsicht auf den in den 11 bis 14 gezeigten Teil der elektrischen Antriebsachse;
16 ist eine seitliche Ansicht des in den 11 bis 15 gezeigten Teils der elektrischen Antriebsachse;
17 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 16 genauer dargestellten Schnittlinie A-A des Teils der elektrischen Antriebsachse, der in den 11 bis 16 gezeigt ist; und
18 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 16 genauer dargestellten Schnittlinie B-B des Teils der elektrischen Antriebsachse, der in den 11 bis 17 gezeigt ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es sei verstanden, dass die Erfindung verschiedene alternative Ausrichtungen und Schrittfolgen annehmen kann, außer wenn ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
Es sei außerdem verstanden, dass die jeweiligen Baugruppen und Systeme, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der folgenden Patentanmeldung beschrieben sind, nur Ausführungsbeispiele der hierin definierten erfinderischen Ideen sind. Somit sollen konkrete Abmessungen, Richtungen oder andere physische Eigenschaften in Bezug auf die offenbarten Ausführungsformen nicht als Beschränkungen aufgefasst werden, solange nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Auch wenn dies nicht der Fall sein muss, können einander ähnliche Elemente in verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen innerhalb dieses Abschnitts der Anmeldung jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden.
Nachstehend werden Ausführungsformen einer elektrischen Antriebsachse beschrieben. In bestimmten Ausführungsformen werden die elektrischen Antriebsachsen 100, 400 mit einem rein elektrischen Fahrzeug (nicht abgebildet) verwendet, bei dem die elektrischen Antriebsachsen 100, 400 die einzige Antriebsachse ist. In anderen Ausführungsformen, wie in 1 dargestellt, werden die elektrischen Antriebsachsen 100, 400 mit einem Vierradantriebs-Hybridfahrzeug 10 verwendet, bei dem die Vorderachse durch einen Verbrennungsmotor 12 angetrieben wird und die Hinterachse eine der elektrischen Antriebsachsen 100, 400 ist (oder umgekehrt). In noch anderen Ausführungsformen werden die elektrischen Antriebsachsen 100, 400 in einem Hybrid-Lastkraftwagen (nicht abgebildet) verwendet, der eine Tandemachse umfasst, bei der die vordere Tandemachse von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird und die hintere Tandemachse eine der elektrischen Antriebsachsen 100, 400 ist (oder umgekehrt). In bestimmten Ausführungsformen schließt jede der elektrischen Antriebsachsen 100, 400 eine erste Halbachse 16 und eine zweite Halbachse 18 ein, von denen jede mit einer Radanordnung des Fahrzeugs 10 gekoppelt ist. Die elektrischen Antriebsachsen 100, 400 können in Lastkraftwagen, in sowohl leichten als auch schweren Nutzfahrzeugen, und für Personen-, Gelände- und Sport-Geländefahrzeugen Verwendung finden. Außerdem können die hierin beschriebenen elektrischen Antriebsachsen 100, 400 zur Verwendung in vorderen und/oder hinteren Antriebsachsen und in lenkbaren und nicht-lenkbaren Achsen angepasst werden. Ein Fachmann wird verstehen, dass die elektrischen Antriebsachsen 100, 400 auch in der Industrie, auf der Schiene, beim Militär, in der Landwirtschaft und in der Luft- und Raumfahrt Anwendung findet.
Die elektrischen Antriebsachsen 100, 400 können ein integriertes Antriebssystem umfassen. Wie in 1 gezeigt ist, schließt jede der elektrischen Antriebsachsen 100, 400 einen elektrischen Motor 104 (z.B. einen Elektromotor) ein, der mit einer Leistungsquelle (nicht abgebildet) gekoppelt ist. Der elektrische Motor 104 kann eine Permanentmagnet-Synchronmaschine sein, die einen Stator umfasst, der konzentrisch um einen Rotor angeordnet ist. Jede der elektrischen Antriebsachsen 100, 400 kann außerdem einen Wechselrichter (nicht abgebildet) zum Umwandeln von Gleichstrom in Wechselstrom, wenn der elektrische Motor 104 verwendet wird, um das Fahrzeug anzutreiben, und zum Umwandeln von Wechselstrom in Gleichstrom, wenn das Fahrzeug langsamer wird, umfassen. Der elektrische Motor 104 kann hierin als ein Motor-Generator bezeichnet werden. Ferner können die elektrischen Antriebsachsen 100, 400 ein Kühlfluid (nicht abgebildet, wie, aber nicht darauf eingeschränkt, Automatikgetriebeöl oder Achsöl) einschließen, das in das Schmiermittel der elektrischen Antriebsachsen 100, 400 integriert ist, um den elektrischen Motor 104 und den Wechselrichter zu kühlen. In einer anderen Ausführungsform (nicht abgebildet) muss das Kühlfluid für den elektrischen Motor 104 und den Wechselrichter nicht in das Achsöl integriert sein. Die elektrische Antriebsachse 100, 400 kann entweder ein koaxiales oder ein zur Achse versetztes Layout (wie gezeigt) haben, wo die Achswelle, die das Rad mit dem Differential koppelt, nicht durch die Mitte des Motors, aber eher parallel zur Motorachse verläuft.
Nun bezugnehmend auf die 2 bis 10 ist eine Motorabtriebsbaugruppe 105 mit einer Motorausgangswelle 106 mit dem Rotor des elektrischen Motors 104 gekoppelt, so dass sie sich mit diesem dreht. Ein erstes Ende 107 der Motorausgangswelle 106 kann mehrere Kerbverzahnungen (nicht gezeigt) einschließen, um eine Kopplung mit dem elektrischen Motor 104 zu ermöglichen. Es sei jedoch beachtet, dass die Motorabtriebsbaugruppe 105 mit verschiedenen anderen Kopplungsverfahren an den elektrischen Motor 104 gekoppelt werden kann, falls gewünscht. In bestimmten Ausführungsformen weist die Motorausgangswelle 106 einen allgemein gleichmäßigen Durchmesser auf, der sich vom ersten Ende 107 zu einem entgegengesetzten zweiten Ende 109 erstreckt. Noch in anderen Ausführungsformen, kann die Motorausgangswelle 106 konisch sein, wobei sie vom ersten Ende 107 zum zweiten Ende 109 einen allmählich größer werdenden Durchmesser aufweist.
Ein erstes Zahnrad 108 und ein zweites Zahnrad 110 können mit der Motorausgangswelle 106 gekoppelt sein, so dass sie sich mit ihr drehen. Wie gezeigt, ist das erste Zahnrad 108 axial nahe dem ersten Ende 107 angeordnet, und das zweite Zahnrad 110 ist axial nahe dem zweiten Ende 109 angeordnet. In einer Ausführungsform sind das erste und das zweite Zahnrad 108, 110 an die Motorausgangswelle 106 angeschmiedet. In einer anderen Ausführungsform können das erste und das zweite Zahnrad 108, 110 an die Motorausgangswelle 106 geschweißt sein. In einer noch anderen Ausführungsform können das erste und das zweite Zahnrad 108, 110 mit der Motorausgangswelle 106 verkeilt sein. Ein erstes und ein zweites Lager 113, 115 können jeweils ebenfalls axial in der Nähe des ersten Endes 107 und des zweiten Endes 109 angeordnet sein, um die Motorabtriebsbaugruppe 106 in einem Gehäuse (nicht abgebildet), wie beispielsweise einem Achsgehäuse (nicht gezeigt), drehfähig zu lagern. Verschiedene Arten von Lagern 113, 115, wie beispielsweise ein Wälzlager, ein Kugellager, ein konisches Lager und dergleichen, können verwendet werden.
In bestimmten Ausführungsformen treibt der elektrische Motor 104 eine zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe 112 über die Motorausgangswelle 106 und das erste und das zweite Zahnrad 108, 110 an. Wie gezeigt, sind die Motorabtriebsbaugruppe 105, die zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe 112 und Achsenhalbwellen 16, 18 versetzt und parallel zueinander angeordnet. Es sei jedoch verstanden, dass die Motorabtriebsbaugruppe 105, die zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe 112 und die Achsenhalbwellen 16, 18 relativ zueinander koaxial angeordnet werden können. Die zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe 112 schließt eine Zwischenradwelle 114 ein, die drehfähig in einem Gehäuse (nicht abgebildet), wie beispielsweise einem Achsgehäuse, gelagert ist. Wie deutlicher in 8-10 gezeigt ist, weist die Zwischenradwelle 114 ein äußeres erstes Segment 118, ein äußeres zweites Segment 120 und ein axial zwischen dem ersten und dem zweiten Segment 118, 120 angeordnetes mittleres drittes Segment 122 auf. Das erste und das zweite Segment 118, 120 bilden entgegengesetzte Enden der Zwischenradwelle 114. In bestimmten Ausführungsformen ist ein Durchmesser des ersten Segments 118 einem Durchmesser des zweiten Segments 120 im Wesentlichen gleich. Ein gezeigter Durchmesser des dritten Segments 122 ist größer als der Durchmesser der Segmente 118, 120. Es sei jedoch verstanden, dass der Durchmesser von jedem der Segmente 118, 120, 122 je nach Wunsch ein beliebiger Durchmesser sein kann. Wie klar in den 8 10 gezeigt, kann jedes der Segmente 118, 120 jeweils einen darin geformten Hohlraum 127, 129 umfassen.
Jedes der in 10 gezeigten Segmente 118, 120 kann jeweils auch einen darin geformten ersten und zweiten Fluiddurchgang 130, 132 einschließen. In einem Ausführungsbeispiel stehen der erste und zweite Fluiddurchgang 130, 132 mit einer ersten Fluidquelle (nicht abgebildet) in Fluidverbindung und sind dafür ausgelegt, ein erstes hindurchströmendes Fluid (nicht abgebildet) aufzunehmen. Verschiedene Arten von Fluiden, wie beispielsweise ein Schmiermittel oder ein Kühlmittel, können je nach Wunsch als das erste Fluid verwendet werden. Der erste und zweite Fluiddurchgang 130, 132 können im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse X-X der Zwischenradwelle 114 geformt sein, wobei sie sich radial auswärts zu einer äußeren Umfangsfläche der Zwischenradwelle 114 erstrecken. Es sollte beachtet werden, dass je nach Wunsch eine beliebige Anzahl von ersten und zweiten Fluiddurchgängen 130, 132 in der Zwischenradwelle 114 ausgebildet sein können.
Eine erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124 ist konzentrisch um das erste Segment 118 der Zwischenradwelle 114 angeordnet. Die erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124 steht in kämmendem Eingriff mit dem ersten Zahnrad 108 der Ausgangswelle 106 des elektrischen Motors 104 und empfängt von diesem ein Drehmoment. Wie in den 8 bis 10 dargestellt, umfasst die erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124 ein Gehäuse 133, das einen Stegabschnitt 134 aufweist, der eine radial äußere erste Ringnabe 136, eine radial innere zweite Ringnabe 138 und eine dritte Ringnabe 140 verbindet. Sowohl die erste als auch die zweite Ringnabe 136, 138 erstrecken sich von dem Stegabschnitt 134 axial nach innen und die dritte Ringnabe 140 erstreckt sich von dem Stegabschnitt 134 axial nach außen. Ein drittes Zahnrad 142 ist an einer Außenfläche 144 der ersten Ringnabe 136 gebildet. Das dritte Zahnrad 142 ist konzentrisch um zumindest einen Abschnitt des ersten Segments 118 der Zwischenradwelle 114 angeordnet. Wie in den 2 bis 7 dargestellt ist, ist das dritte Zahnrad 142 allgemein ringförmig. In einem in den 8 bis 10 gezeigten Ausführungsbeispiel schließt das dritte Zahnrad 142 mehrere Zähne 146 ein, die sich von seiner äußeren Oberfläche 144 radial nach außen erstrecken.
Wie klarer in den 8 bis 10 gezeigt ist, ist die zweite Ringnabe 138 ausgebildet, in dem im ersten Segment 118 der Zwischenradwelle 114 geformten Hohlraum 127 aufgenommen zu werden. Mindestens ein Lager 147 kann zwischen der zweiten Ringnabe 138 und einer Innenfläche des ersten Segments 118 angeordnet sind. In bestimmten Ausführungsbeispielen sind dazwischen zwei Nadellager 147 angeordnet. Ein Lager 116 kann auch auf der dritte Ringnabe 140 angeordnet sein, um drehbar die zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe 112 in einem Gehäuse (nicht abgebildet), wie beispielsweise einem Achsgehäuse, zu lagern. Es sollte jedoch verstanden werden, dass jede Anzahl und jeder Typ von Lagern 116, 147 verwendet werden können, je nach Wunsch.
Bezugnehmend auf die 3 bis 10 umfasst die erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124 außerdem eine erste Kupplung 148. Die erste Kupplung 148 schließt eine erste Kupplungstrommel 150 ein, die zumindest zum Teil konzentrisch innerhalb der ersten Ringnabe 136 und dem Zahnrad 142 angeordnet ist. Eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) ist an einem ringförmigen Flanschabschnitt 154 der ersten Kupplungstrommel 150 ausgebildet. Die Kerbverzahnungen erstrecken sich von einer Außenfläche des ringförmigen Flanschabschnitts 154 radial auswärts. Der ringförmige Flanschabschnitt 154 kann auch mindestens eine hin durchgehende Öffnung 156 einschließen. Wie in 10 dargestellt, ist ein Paar von Öffnungen 156 in verschiedenen Abständen um einen Umfang des ringförmigen Flanschabschnitts 154 herum ausgebildet. Es sei verstanden, dass je nach Wunsch eine beliebige Zahl von Öffnungen 156 an einer beliebigen Position in der ersten Kupplungstrommel 150 ausgebildet sein kann. Jede der Öffnungen 156 steht mit dem ersten Fluiddurchgang 130, der in der Zwischenradwelle 114 ausgebildet ist, in Fluidverbindung.
Die erste Kupplungstrommel 150 schließt ferner eine Ringnabe 160 ein, die konzentrisch in dem ringförmigen Flanschabschnitts 154 geformt ist. In bestimmten Ausführungsformen umfasst eine Innenfläche der Ringnabe 160 eine Mehrzahl von daran ausgebildeten Kerbverzahnungen (nicht dargestellt). Die Kerbverzahnungen der Ringnabe 160 sind ausgebildet, mit den Kerbverzahnungen, die am ersten Segment 118 der Zwischenradwelle 114 ausgebildet sind, zusammenzuwirken, um die Ringnabe 160 damit zu koppeln und das Drehmoment von der ersten Kupplungstrommel 150 auf die Zwischenradwelle 114 zu übertragen. In anderen Ausführungsformen kann die erste Kupplungstrommel 150 durch eine Presspassung an die Zwischenradwelle 114 gekoppelt sein. In noch anderen Ausführungsformen kann die erste Kupplungstrommel 150 integriert in die Zwischenradwelle 114 als einheitliche Komponente ausgebildet sein. Somit sei verstanden, dass die erste Kupplungstrommel 150 je nach Wunsch auf beliebige Weise mit der Zwischenradwelle 114 gekoppelt sein kann. Die Ringnabe 160 kann auch mindestens eine in 10 gezeigte, durch sie hindurchgehende Öffnung 157 umfassen. In einigen Ausführungsbeispielen kann eine Mehrzahl von Öffnungen 157 in verschiedenen Abständen um einen Umfang der Ringnabe160 herum geformt sein. Es sei verstanden, dass je nach Wunsch eine beliebige Zahl von Öffnungen 157 an einer beliebigen Position in der ersten Kupplungstrommel 150 ausgebildet sein kann. Jede der Öffnungen 157 steht mit dem ersten Fluiddurchgang 130, der in der Zwischenradwelle 114 ausgebildet ist, und der in dem ringförmigen Flanschabschnitt 154 geformten Öffnung 156 in Fluidverbindung.
Ein Stegabschnitt 166 ist so ausgebildet, dass er sich zwischen dem ringförmigen Flanschabschnitt 154 der ersten Kupplungstrommel 150 und der Ringnabe 160 erstreckt. Der Stegabschnitt 166 kann mindestens eine durch ihn hindurchgehende Öffnung (nicht dargestellt) einschließen. In einigen Ausführungsbeispielen kann eine Mehrzahl von Öffnungen in verschiedenen Abständen um einen Umfang des Stegabschnitts 166 herum geformt sein. Es sei verstanden, dass je nach Wunsch eine beliebige Zahl von Öffnungen an einer beliebigen Position im Stegabschnitt 166 ausgebildet sein kann. Jede der Öffnungen kann mit dem ersten Fluiddurchgang 130, der in der Zwischenradwelle 114 ausgebildet ist, und/oder der jeweiligen in der ersten Kupplungstrommel 150 geformten Öffnung 156, 157 in Fluidverbindung sein. Die Öffnungen 156, 157 und der erste in der Zwischenradwelle 114 geformte Fluiddurchgang 130 sind fluidmäßig verbunden, um einen Strom des ersten Fluids von der ersten Fluidquelle zu der ersten Kupplung 148 zu erleichtern. In bestimmten Ausführungsformen liefert der Strom des ersten Fluids aus der Fluidquelle eine Schmierung und/oder Kühlung für die erste Kupplung 148 der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124.
Wie deutlicher in 8-10 gezeigt ist, schließt die erste Kupplung 148 eine Mehrzahl von ersten Kupplungsscheiben 170 ein, die mit einer Mehrzahl von zweiten Kupplungsscheiben 172 verschachtelt ist. Jede der Kupplungsscheiben 170, 172 ist konzentrisch um die erste Kupplungstrommel 150 und in der ersten Ringnabe 136 und dem dritten Zahnrad 142 angeordnet. Die ersten Kupplungsscheiben 170 sind im verzahnten Eingriff mit der ersten Ringnabe 136 ausgebildet. In bestimmten Ausführungsformen schließt jede der ersten Kupplungsscheiben 170 eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) ein, die sich davon radial nach außen erstrecken. Die Kerbverzahnungen der ersten Kupplungsscheiben 170 wirken mit einer Mehrzahl von an eine Innenfläche der ersten Ringnabe 136 ausgebildeten Kerbverzahnungen zusammen. Somit empfangen die ersten Kupplungsscheiben 170 ein Drehmoment von der ersten Ringnabe 136 und dem dritten Zahnrad 142. Die ersten Kupplungsscheiben 170 können sich relativ zu der ersten Ringnabe 136 und dem dritten Zahnrad 142 innerhalb der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124 axial bewegen. Die ersten Kupplungsscheiben 170 übertragen das Drehmoment von der ersten Ringnabe 135 und dem dritten Zahnrad 142 auf die zweiten Kupplungsscheiben 172. Es sei verstanden, dass die ersten Kupplungsscheiben 170 je nach Wunsch anhand eines beliebigen geeigneten Verfahrens so mit der ersten Ringnabe 136 gekoppelt werden können, dass ihre axiale Bewegung erlaubt wird.
In einem Ausführungsbeispiel sind die zweiten Kupplungsscheiben 172 in verzahnendem Eingriff mit der ersten Kupplungstrommel 150. In bestimmten Ausführungsformen schließt jede der zweiten Kupplungsscheiben 172 eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) ein, die sich davon radial nach innen erstrecken. Die Kerbverzahnungen der zweiten Kupplungsscheiben 172 wirken mit an der Außenfläche des ringförmigen Flanschabschnitts 154 der ersten Kupplungstrommel 150 ausgebildeten Kerbverzahnungen zusammen. Somit empfangen die zweiten Kupplungsscheiben 172 das Drehmoment von den ersten Kupplungsscheiben 170. Die zweiten Kupplungsscheiben 172 können sich relativ zu der ersten Ringnabe 136 und dem dritten Zahnrad 142 innerhalb der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124 axial bewegen. Die zweiten Kupplungsscheiben 172 übertragen das Drehmoment von den ersten Kupplungsscheiben 170 auf die erste Kupplungstrommel 150 und dadurch auf die Zwischenradwelle 114. Es sei verstanden, dass die zweiten Kupplungsscheiben 172 je nach Wunsch anhand eines beliebigen geeigneten Verfahrens mit der ersten Kupplungstrommel 150 gekoppelt sein können, wobei ihre axiale Bewegung ermöglicht wird.
Eine erste Stützscheibe 176 ist auf einer ersten Seite der ersten Kupplung 148 in der ersten Ringnabe 136 und dem dritten Zahnrad 142 angeordnet. Die erste Stützscheibe 176 ist allgemein ringförmig und konzentrisch um die Zwischenradwelle 114 der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe 112 angeordnet. Die erste Stützscheibe 176 bildet einen Anschlag für die Kupplungsscheiben 170, 172 während des Einrückens der ersten Kupplung 148. In bestimmten Ausführungsbeispielen ist die erste Stützscheibe 176 ausgebildet, in einer ringförmigen Vertiefung 178 aufgenommen zu werden, die in der Innenfläche der ersten Ringnabe 136 geformt ist. Ein Positionierelement 179 (zum Beispiel ein Sicherungsring) kann benachbart zu der ersten Stützscheibe 176 angeordnet sein, um seine Position festzuhalten. In bestimmten Ausführungsbeispielen ist das Positionierelement 179 in einer ringförmigen Vertiefung aufgenommen, die in der Innenfläche der ersten Ringnabe 136 geformt ist. Mindestens ein Schubelement 183 kann auch benachbart zu der ersten Stützscheibe 176 und/oder dem Positionierelement 179 angeordnet sein, um eine Reiblagerfläche vorzusehen. Die erste gezeigte Stützscheibe 176 kann auch eine darin ausgebildete ringförmige Vertiefung 181 umfassen. Die ringförmige Vertiefung 181 ist dafür ausgelegt, zumindest einen Teil des ringförmigen Flanschabschnitts 154 der ersten Kupplungstrommel 150 aufzunehmen.
Wie klarer in 2 dargestellt ist, können die erste Ringnabe 136 und/oder die erste Stützscheibe 176 auch mindestens eine durch sie hindurchgehende Öffnung 185 umfassen. Die mindestens eine Öffnung 185 kann in verschiedenen Abständen um einen Umfang der ersten Ringnabe 136 und der ersten Stützscheibe 176 herum geformt sein. Es sei verstanden, dass je nach Wunsch eine beliebige Zahl von Öffnungen 185 an einer beliebigen Position in der ersten Ringnabe 136 und/oder der ersten Stützscheibe 176 ausgebildet sein kann. Jede der Öffnungen 185 ist mit der ersten Kupplung 148 in Fluidverbindung, um einen Strom des ersten Fluids von der ersten Kupplung 148 in das Gehäuse (zum Beispiel in das Achsengehäuse) zu erleichtern.
In einer gezeigten Ausführungsform ist ein Lager 180 zwischen der ersten Stützscheibe 176 und der Zwischenradwelle 114 angeordnet. In noch einem anderen Ausführungsbeispielen ist das Lager 180 zwischen der ersten Stützscheibe 176 und der Ringnabe 160 der ersten Kupplungstrommel 150 angeordnet. Das Lager 180 stellt eine drehende Abstützung für die erste Stützscheibe 176 bereit. Je nach Wunsch können verschiedene Arten von Lagern 180 verwendet werden. Zum Beispiel kann das Lager 180 ein Nadellager, ein Wälzlager oder ein Kugellager sein.
Wie deutlicher in 8-10 gezeigt ist, kann eine Druckscheibe 182 an einer entgegengesetzten zweiten Seite der ersten Kupplung 148 innerhalb der ersten Ringnabe 136 und des dritten Zahnrads 142 angeordnet sein. Die Druckscheibe 182 ist ebenfalls allgemein ringförmig und konzentrisch um die Zwischenradwelle 114 der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe 112 angeordnet. Die Druckscheibe 182 schließt mehrere Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) ein, die sich davon radial nach außen erstrecken. Die Kerbverzahnungen der Druckscheibe 182 wirken mit den an der Innenfläche der ersten Randnabe 136 ausgebildeten Kerbverzahnungen zusammen. Die Druckscheibe 182 kann sich relativ zu der ersten Ringnabe 136 und dem dritten Zahnrad 142 innerhalb der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124 axial bewegen. Die Druckscheibe 182 ist dafür ausgelegt, die Kupplungsscheiben 170, 172 während des Einrückens der ersten Kupplung 148 in einer ersten axialen Richtung zur ersten Stützscheibe 176 zu drängen. Es sei verstanden, dass die erste Druckscheibe 182 je nach Wunsch anhand eines beliebigen geeigneten Verfahrens mit der ersten Ringnabe 136 gekoppelt sein kann, wobei ihre axiale Bewegung ermöglicht wird.
Wie dargestellt, kann auch ein Kolbenelement 184 axial angrenzend an die Druckscheibe 182 konzentrisch um die Zwischenradwelle 114 herum angeordnet sein. Das Kolbenelement 184 schließt einen sich axial erstreckenden ringförmigen Bereich 186 ein. Der sich axial erstreckende ringförmige Bereich 186 ragt im zusammengesetzten Zustand zur Druckscheibe 182 heraus. Der ringförmige Bereich 186 des Kolbenelements 184 stößt an die Druckscheibe 182 und ist dafür ausgelegt, die Druckscheibe 182 während des Einrückens der ersten Kupplung 148 in die erste axiale Richtung zur ersten Stützscheibe 176 zu drängen.
In bestimmten Ausführungsformen schließt die erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124 ferner eine zweite Stützscheibe 190 ein. Die zweite Stützscheibe 190 ist angrenzend an die erste Kupplungstrommel 150 konzentrisch um die zweite Ringnabe 138 angeordnet. Mindestens ein Schubelement oder Lager 191 kann zwischen der zweiten Stützscheibe 190 und der Zwischenradwelle 114 und/oder der ersten Kupplungstrommel 150 angeordnet sein. Das mindestens eine Schubelement oder Lager 191 stellt eine drehende Lagerung für die zweite Stützscheibe 190 bereit. Je nach Wunsch können verschiedene Arten von Schubelementen oder Lagern 191 verwendet werden. Das Schubelement oder Lager 191 ist dafür ausgelegt, einem Reibkontakt zwischen der zweiten Stützscheibe 190 und dem ersten Segment 118 der Zwischenradwelle 114 entgegenzuwirken. In bestimmten Ausführungsformen kann die zweite Stützscheibe 190 eine darin ausgebildete ringförmige Vertiefung 192 einschließen. Ein Vorspannelement 193 kann zwischen dem Kolbenelementes 184 und der zweiten Stützscheibe 190 angeordnet sein. Ein erstes Ende des Vorspannelementes 193 ist in der ringförmigen Vertiefung 192 der zweiten Stützscheibe 190 angeordnet. Das Vorspannelement 193 ist dafür ausgelegt, das Kolbenelement 184 während einer Betätigung der ersten Kupplung 148 in eine entgegengesetzte zweite axiale Richtung zu drängen. Das Vorspannelement 193 kann konzentrisch um die erste Ringnabe 138 und axial zwischen dem Kolbenelement 184 und der zweiten Stützscheibe 190 herum angeordnet sein.
In bestimmten Ausführungsbeispielen kann der Stegabschnitt 134 auch einen darin geformten dritten Fluiddurchgang 196 einschließen. Der dritte Fluiddurchgang 196 steht mit einer zweiten Fluidquelle (nicht abgebildet) in Fluidverbindung und ist dafür ausgelegt, ein zweites durch ihn hindurchströmendes Fluid (nicht abgebildet) aufzunehmen. Verschiedene Arten von zweiten Fluiden aus unterschiedlichen zweiten Fluidquellen können nach Wunsch verwendet werden, wie beispielsweise ein Hydraulikfluid aus einer Hydraulikverteilerleitung. Wie gezeigt, ist der dritte Fluiddurchgang 196 parallel zu der Längsachse X-X der Zwischenradwelle 114 angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass je nach Wunsch eine beliebige Anzahl von dritten Fluiddurchgängen 196 in dem Stegabschnitt 134 ausgebildet sein können. Ein Paar von Dichtungselementen (nicht dargestellt) kann an entgegengesetzten Seiten des dritten Fluiddurchganges 196 angeordnet sein, um einer Leckage daraus entgegenzuwirken. In bestimmten Ausführungsbeispielen können die Dichtungselemente in einem Paar von in dem Stegabschnitt 134 geformten Nuten (nicht dargestellt) angeordnet sein. Es sei verstanden, dass jeder Anzahl von Dichtungselementen verwendet werden kann, wenn gewünscht.
Wie gezeigt, erstreckt sich der dritte Fluiddurchgang 196 axial einwärts von einer Außenfläche des Stegabschnitts 134 zu einer Kammer 199, die zwischen dem Kolbenelement 184 und dem Stegabschnitt 134 ausgebildet ist. In bestimmten Ausführungsformen wird eine Menge des zweiten Fluids in der Kammer 199 variiert, um das Kolbenelement 184 selektiv zum Einrücken und Ausrücken der ersten Kupplung 148 zu positionieren. Ein erstes Dichtungselement 200 ist zwischen dem Kolbenelement 184 und der Innenfläche der ersten Ringnabe 136 angeordnet und ein zweites Dichtungselement 202 ist zwischen dem Kolbenelement 184 und der zweiten Ringnabe 138 angeordnet, um einer Leckage des zweiten Fluids aus der Kammer 199 während des Betriebs der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124 entgegenzuwirken. Es sei verstanden, dass das erste und zweite Dichtungselement 200, 202 integral als eine einstimmige Komponente ausgebildet sein können, wenn gewünscht.
Ebenso ist eine zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 224 konzentrisch um das zweite Segment 120 der Zwischenradwelle 114 angeordnet. Die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 224 steht in verzahnendem Eingriff mit dem zweiten Zahnrad 110 der Ausgangswelle 106 des elektrischen Motors 104 und empfängt von diesem ein Drehmoment. Wie in den 8 bis 10 dargestellt, umfasst die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 224 ein Gehäuse 226, das einen Stegabschnitt 227 aufweist, der eine radial äußere erste Ringnabe 228, eine radial innere zweite Ringnabe 229 und eine dritte Ringnabe 230 verbindet. Sowohl die erste als auch die zweite Ringnabe 227, 228 erstrecken sich von dem Stegabschnitt 227 axial nach innen und die dritte Ringnabe 230 erstreckt sich von dem Stegabschnitt 227 axial nach außen. Ein viertes Zahnrad 234 ist an einer Außenfläche 235 der ersten Ringnabe 228 gebildet. Das vierte Zahnrad 234 ist konzentrisch um zumindest einen Abschnitt des zweiten Segments 120 der Zwischenradwelle 114 angeordnet. Wie in 2-7 dargestellt ist, ist das vierte Zahnrad 234 allgemein ringförmig. In einem in den 8 bis 10 gezeigten Ausführungsbeispiel schließt das vierte Zahnrad 234 eine Mehrzahl von Zähnen 236 ein, die sich von seiner äußeren Oberfläche 235 radial nach außen erstrecken.
Wie klarer in den 8 bis 10 gezeigt ist, ist die zweite Ringnabe 138 ausgebildet, in dem im zweiten Segment 120 der Zwischenradwelle 114 geformten Hohlraum 129 aufgenommen zu werden. Mindestens ein Lager 231 kann zwischen der zweiten Ringnabe 229 und einer Innenfläche des zweiten Segments 120 angeordnet sein. In bestimmten Ausführungsbeispielen sind dazwischen zwei Nadellager 231 angeordnet. Ein Lager 117 kann auch auf der dritte Ringnabe 230 angeordnet sein, um drehbar die zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe 112 in einem Gehäuse (nicht abgebildet), wie beispielsweise einem Achsgehäuse, zu lagern. Es sollte jedoch verstanden werden, dass jede Anzahl und jeder Typ von Lagern 117, 231 verwendet werden können, je nach Wunsch.
Bezugnehmend auf die 3 bis 10 umfasst die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 224 außerdem darin eine zweiten Kupplung 248. Die zweite Kupplung 248 schließt eine zweite Kupplungstrommel 250 ein, die zumindest zum Teil konzentrisch in der ersten Ringnabe 228 angeordnet ist. Eine Mehrzahl Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) ist an einem ringförmigen Flanschabschnitt 254 der zweiten Kupplungstrommel 250 ausgebildet und erstreckt sich von einer Außenfläche des ringförmigen Flanschabschnitts 254 radial nach außen. Der ringförmige Flanschabschnitt 254 kann auch mindestens eine durch ihn hindurchgehende Öffnung 256 einschließen. Wie in 10 dargestellt, kann ein Paar von Öffnungen 256 in verschiedenen Abständen um einen Umfang des ringförmigen Flanschabschnitts 254 herum ausgebildet sein. Es sei verstanden, dass je nach Wunsch eine beliebige Anzahl der Öffnungen 256 an einer beliebigen Position der zweiten Kupplungstrommel 250 ausgebildet sein kann. Jede der Öffnungen 256 kann mit dem zweiten Fluiddurchgang 132, der in der Zwischenradwelle 114 ausgebildet ist, in Fluidverbindung stehen, um ein erstes durchströmendes Fluid aufzunehmen.
Die zweite Kupplungstrommel 250 schließt ferner eine Ringnabe 260 ein, die konzentrisch in dem ringförmigen Flanschabschnitts 254 geformt ist. In bestimmten Ausführungsformen umfasst eine Innenfläche der Ringnabe 260 eine Mehrzahl von daran ausgebildeten Kerbverzahnungen (nicht dargestellt). Die Kerbverzahnungen der Ringnabe 260 sind dafür ausgelegt, mit den Kerbverzahnungen, die am zweiten Segment 120 der Zwischenradwelle 114 ausgebildet sind, zusammenzuwirken, um die Ringnabe 260 damit zu koppeln und das Drehmoment von der zweiten Kupplungstrommel 250 auf die Zwischenradwelle 114 zu übertragen. In anderen Ausführungsformen kann die zweite Kupplungstrommel 250 durch eine Presspassung an die Zwischenradwelle 114 gekoppelt sein. In noch anderen Ausführungsformen kann die zweite Kupplungstrommel 250 integral mit der Zwischenradwelle 114 als einstückigen Komponente ausgebildet sein. Somit sei klargestellt, dass die zweite Kupplungstrommel 250 je nach Wunsch auf beliebige Weise mit der Zwischenradwelle 114 gekoppelt werden kann. Die Ringnabe 260 kann auch mindestens eine in 10 gezeigte, durch sie hindurchgehende Öffnung 265 umfassen. In einigen Ausführungsbeispielen kann eine Mehrzahl von Öffnungen 265 in verschiedenen Abständen um einen Umfang der Ringnabe 260 herum geformt sein. Es sei verstanden, dass je nach Wunsch eine beliebige Anzahl von Öffnungen 265 an einer beliebigen Position in der zweiten Kupplungstrommel 250 ausgebildet sein kann. Jede der Öffnungen 265 steht mit dem zweiten Fluiddurchgang 132, der in der Zwischenradwelle 114 ausgebildet ist, und der in dem ringförmigen Flanschabschnitt 254 geformten Öffnung 256 in Fluidverbindung.
Ein Stegabschnitt 266 ist so ausgebildet, dass er sich zwischen dem ringförmigen Flanschabschnitt 254 der zweiten Kupplungstrommel 250 und der Ringnabe 260 erstreckt. Der Stegabschnitt 266 kann mindestens eine durch ihn hindurchgehende Öffnung (nicht dargestellt) einschließen. In einigen Ausführungsbeispielen kann eine Mehrzahl der Öffnungen in verschiedenen Abständen um einen Umfang des Stegabschnitts 266 herum geformt sein. Es sei verstanden, dass je nach Wunsch eine beliebige Anzahl von Öffnungen an einer beliebigen Position im Stegabschnitt 266 ausgebildet sein kann. Jede der Öffnungen kann mit dem zweiten Fluiddurchgang 132, der in der Zwischenradwelle 114 ausgebildet ist, und/oder der in dem ringförmigen Flanschabschnitt 254 geformten Öffnung 256 in Fluidverbindung sein. Die Öffnungen 256, 265 und der zweite Fluiddurchgang 132 sind strömungsmäßig verbunden, um einen Strom des ersten Fluids von der ersten Fluidquelle zur ersten Kupplung 248 zu ermöglichen. In bestimmten Ausführungsformen liefert der Strom des ersten Fluids aus der ersten Fluidquelle eine Schmierung und/oder Kühlung für die zweite Kupplung 248 der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 224.
Wie deutlicher in 8-10 gezeigt ist, schließt die zweite Kupplung 248 mehrere erste Kupplungsscheiben 270 ein, die mit mehreren zweiten Kupplungsscheiben 272 verschachtelt sind. Jede der Kupplungsscheiben 270, 272 ist konzentrisch um die zweite Kupplungsnabe 250 und innerhalb der ersten Ringnabe 228 und des vierten Zahnrads 234 angeordnet. Die ersten Kupplungsscheiben 270 sind im verzahnenden Eingriff mit der ersten Ringnabe 228 ausgebildet. In bestimmten Ausführungsformen schließt jede der ersten Kupplungsscheiben 270 eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) ein, die sich davon radial nach außen erstrecken. Die Kerbverzahnungen der ersten Kupplungsscheiben 270 wirken mit einer Mehrzahl von an einer Innenfläche der ersten Ringnabe 228 ausgebildeten Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) zusammen. Somit empfangen die ersten Kupplungsscheiben 270 ein Drehmoment von der ersten Ringnabe 228 und dem vierten Zahnrad 234. Die ersten Kupplungsscheiben 270 können sich relativ zu der ersten Ringnabe 228 und zum vierten Zahnrad 234 innerhalb der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 224 axial bewegen. Die ersten Kupplungsscheiben 270 übertragen das Drehmoment von der ersten Ringnabe 228 und dem vierten Zahnrad 234 auf die zweiten Kupplungsscheiben 272. Es sei verstanden, dass die ersten Kupplungsscheiben 270 je nach Wunsch anhand eines beliebigen geeigneten Verfahrens mit der ersten Ringnabe 228 gekoppelt werden können, wobei ihre axiale Bewegung ermöglicht wird.
In einem Ausführungsbeispiel sind die zweiten Kupplungsscheiben 272 in verzahnendem Eingriff mit der zweiten Kupplungsnabe 250. In bestimmten Ausführungsformen schließt jede der zweiten Kupplungsscheiben 272 eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) ein, die sich davon radial nach innen erstrecken. Die Kerbverzahnungen der zweiten Kupplungsscheiben 272 wirken mit an der Außenfläche des ringförmigen Flanschabschnitts 254 der zweiten Kupplungstrommel 250 ausgebildeten Kerbverzahnungen zusammen. Somit empfangen die zweiten Kupplungsscheiben 272 das Drehmoment von den ersten Kupplungsscheiben 270. Die zweiten Kupplungsscheiben 272 können sich relativ zu der ersten Ringnabe 228 und zum vierten Zahnrad 234 innerhalb der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 224 axial bewegen. Die zweiten Kupplungsscheiben 272 übertragen das Drehmoment von den ersten Kupplungsscheiben 270 auf die zweite Kupplungstrommel 250 und dadurch auf die Zwischenradwelle 114. Es sei verstanden, dass die zweiten Kupplungsscheiben 272 je nach Wunsch anhand eines beliebigen geeigneten Verfahrens mit der zweiten Kupplungstrommel 250 gekoppelt werden können, wobei eine axiale Bewegung ermöglicht wird.
Eine erste Stützscheibe 276 ist auf einer ersten Seite der zweiten Kupplung 248 in der ersten Ringnabe 228 und dem vierten Zahnrad 234 angeordnet. Die erste Stützscheibe 276 ist allgemein ringförmig und konzentrisch um die Zwischenradwelle 114 der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe 112 angeordnet. Die erste Stützscheibe 276 bildet einen Anschlag für die Kupplungsscheiben 270, 272 während des Einrückens der zweiten Kupplung 248. In bestimmten Ausführungsbeispielen ist die erste Stützscheibe 276 ausgebildet, in einer ringförmigen Vertiefung 277 aufgenommen zu werden, die in der Innenfläche der ersten Ringnabe 228 geformt ist. Ein Positionierelement 278 (zum Beispiel ein Sicherungsring) kann benachbart zu der ersten Stützscheibe 276 angeordnet sein, um ihre Position festzuhalten. In bestimmten Ausführungsbeispielen ist das Positionierelement 278 in einer ringförmigen Vertiefung aufgenommen, die in der Innenfläche der ersten Ringnabe 228 geformt ist. Mindestens ein Schubelement 283 kann auch benachbart zu der ersten Stützscheibe 276 und/oder dem Positionierelement 278 angeordnet sein, um eine Reiblagerfläche vorzusehen. Die erste gezeigte Stützscheibe 276 kann auch eine darin ausgebildete ringförmige Vertiefung 281 umfassen. Die ringförmige Vertiefung 281 ist dafür ausgelegt, zumindest einen Teil des ringförmigen Flanschabschnitts 254 der zweiten Kupplungstrommel 250 aufzunehmen.
Wie klarer in 2 dargestellt ist, können die erste Ringnabe 228 und/oder die erste Stützscheibe 276 auch mindestens eine durch sie hindurchgehende Öffnung 185 umfassen. Die mindestens eine Öffnung 285 kann in verschiedenen Abständen um einen Umfang der ersten Ringnabe 228 und der ersten Stützscheibe 276 herum geformt sein. Es sei verstanden, dass je nach Wunsch eine beliebige Anzahl von Öffnungen 285 an einer beliebigen Position in der ersten Ringnabe 228 und/oder der ersten Stützscheibe 276 ausgebildet sein kann. Jede der Öffnungen 285 ist mit der zweiten Kupplung 248 in Fluidverbindung, um einen Strom des ersten Fluids von der zweiten Kupplung 248 in das Gehäuse (zum Beispiel in das Achsengehäuse) zu erleichtern.
In einer gezeigten Ausführungsform ist ein Lager 280 zwischen der ersten Stützscheibe 276 und der Zwischenradwelle 114 angeordnet. In noch einem anderen Ausführungsbeispielen ist das Lager 280 zwischen der ersten Stützscheibe 276 und der Ringnabe 260 der ersten Kupplungstrommel 250 angeordnet. Das Lager 280 stellt eine drehende Abstützung für die erste Stützscheibe276 bereit. Je nach Wunsch können verschiedene Arten von Lagern 280 verwendet werden. Zum Beispiel kann das Lager 280 ein Nadellager, ein Wälzlager oder ein Kugellager sein.
Wie deutlicher in 8-10 gezeigt ist, kann eine Druckscheibe 282 an einer entgegengesetzten zweiten Seite der zweiten Kupplung 248 innerhalb der ersten Ringnabe 228 und des vierten Zahnrads 234 angeordnet sein. Die Druckscheibe 282 ist ebenfalls allgemein ringförmig und konzentrisch um die Zwischenradwelle 114 der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe 112 angeordnet. Die Druckscheibe 282 schließt mehrere Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) ein, die sich davon radial nach außen erstrecken. Die Kerbverzahnungen der Druckscheibe 282 wirken mit den an der Innenfläche der ersten Randnabe 228 ausgebildeten Kerbverzahnungen zusammen. Die Druckscheiben 282 können sich relativ zu der ersten Ringnabe 228 und zum vierten Zahnrad 234 innerhalb der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 224 axial bewegen. Die Druckscheibe 282 ist dafür ausgelegt, die Kupplungsscheiben 270, 272 während des Einrückens der zweiten Kupplung 248 in der zweiten axialen Richtung zur ersten Stützscheibe 276 zu drängen. Es sei verstanden, dass die erste Druckscheibe 282 je nach Wunsch anhand eines beliebigen geeigneten Verfahrens mit der ersten Ringnabe 228 gekoppelt sein kann, wobei ihre axiale Bewegung ermöglicht wird.
Wie dargestellt, kann auch ein Kolbenelement 284 axial angrenzend an die Druckscheibe 282 konzentrisch um die Zwischenradwelle 114 herum angeordnet sein. Das Kolbenelement 284 schließt einen sich axial erstreckenden ringförmigen Bereich 286 ein. Der sich axial erstreckende ringförmige Bereich 286 ragt im zusammengesetzten Zustand zur Druckscheibe 282 hervor. Der ringförmige Bereich 286 des Kolbenelements 284 stößt an der Druckscheibe 282 an und ist dafür ausgelegt, die Druckscheibe 282 während des Einrückens der zweiten Kupplung 248 in der zweiten axiale Richtung zur ersten Stützscheibe 276 zu drängen.
In bestimmten Ausführungsformen schließt die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 224 ferner eine zweite Stützscheibe 290 ein. Die zweite Stützscheibe 290 ist angrenzend an die zweite Kupplungstrommel 250 konzentrisch um die zweite Ringnabe 229 angeordnet. Mindestens ein Schubelement oder Lager 291 kann zwischen der zweiten Stützscheibe 290 und der Zwischenradwelle 114 und/oder der zweiten Kupplungstrommel 250 angeordnet sein. Das mindestens eine Schubelement oder Lager 291 stellt eine drehende Lagerung für die zweite Stützscheibe 290 bereit. Je nach Wunsch können verschiedene Arten von Schubelementen oder Lagern 291 verwendet werden. Das Schubelement oder Lager 291 ist dafür ausgelegt, einem Reibkontakt zwischen der zweiten Stützscheibe 290 und dem zweiten Segment 120 der Zwischenradwelle 114 entgegenzuwirken. In bestimmten Ausführungsformen kann die zweite Stützscheibe 290 eine darin ausgebildete ringförmige Vertiefung 292 einschließen. Ein Vorspannelement 293 kann zwischen dem Kolbenelement 284 und der zweiten Stützscheibe 290 angeordnet sein. Ein erstes Ende des Vorspannelementes 293 ist in der ringförmigen Vertiefung 292 der zweiten Stützscheibe 290 angeordnet. Das Vorspannelement 293 ist dafür ausgelegt, das Kolbenelement 284 während einer Betätigung der zweiten Kupplung 248 in eine entgegengesetzte zweite axiale Richtung zu drängen. Das Vorspannelement 293 kann konzentrisch um die erste Ringnabe 229 herum und axial zwischen dem Kolbenelement 284 und der zweiten Stützscheibe 290 angeordnet sein.
In bestimmten Ausführungsbeispielen kann der Stegabschnitt 227 auch einen darin geformten vierten Fluiddurchgang 296 einschließen. Der vierte Fluidkanal 296 steht mit einer dritten Fluidquelle (nicht abgebildet) in Fluidverbindung und ist dafür ausgelegt, ein drittes durch ihn hindurchfließendes Fluid (nicht abgebildet) aufzunehmen. Verschiedene Arten von dritten Fluiden aus unterschiedlichen dritten Fluidquellen können nach Wunsch verwendet werden, wie beispielsweise ein Hydraulikfluid aus einer Hydraulikverteilerleitung. Ähnlich zu dem dritten Fluiddurchgang 196 der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 14 kann der vierte Fluiddurchgang 296 parallel zu der Längsachse X-X der Zwischenradwelle 114 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass je nach Wunsch eine beliebige Anzahl von vierten Fluiddurchgängen 296 in dem Stegabschnitt 227 ausgebildet sein kann. Ein Paar von Dichtungselementen (nicht dargestellt) kann an entgegengesetzten Seiten des vierten Fluiddurchganges 296 angeordnet sein, um einer Leckage daraus entgegenzuwirken. In bestimmten Ausführungsbeispielen können die Dichtungselemente in einem Paar von in dem Stegabschnitt 227 geformten Nuten (nicht dargestellt) angeordnet sein. Es sei verstanden, dass jeder Anzahl von Dichtungselementen verwendet werden kann, wenn gewünscht.
Wie gezeigt, erstreckt sich der vierte Fluiddurchgang 296 axial einwärts von einer Außenfläche des Stegabschnitts 227 zu einer Kammer 299, die zwischen dem Kolbenelement 284 und dem Stegabschnitt 227 ausgebildet ist. In bestimmten Ausführungsformen wird eine Menge des dritten Fluids in der Kammer 299 variiert, um das Kolbenelement 284 selektiv zum Einrücken und Ausrücken der zweiten Kupplung 248 zu positionieren. Ein erstes Dichtungselement 300 ist zwischen dem Kolbenelement 284 und der Innenfläche der ersten Ringnabe 136 angeordnet und ein zweites Dichtungselement 302 ist zwischen dem Kolbenelement 284 und der zweiten Ringnabe 229 angeordnet, um einer Leckage des dritten Fluids aus der Kammer 299 während des Betriebs der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 224 entgegenzuwirken.
Wie in 2-10 dargestellt ist, ist ein fünftes Zahnrad 309 konzentrisch um das dritte Segment 122 der Zwischenradwelle 114 angeordnet und mit diesem gekoppelt. In einer Ausführungsform kann das fünfte Zahnrad 309 an die Zwischenradwelle 114 angeschmiedet sein. Das fünfte Zahnrad 309 ist in verzahnendem Eingriff mit einem sechsten Zahnrad 311. Wie in 2-10 dargestellt ist, ist das sechste Zahnrad 311 mit einem Differentialgehäuse 310 eines Differentials 312 gekoppelt und daran zu einer Drehung mit ihm fixiert. Das Differentialgehäuse 310 ist über ein Paar von Lagern (nicht dargestellt) drehfähig innerhalb eines Gehäuses (nicht abgebildet), wie etwa des Achsgehäuses gelagert. Es sei verstanden, dass jede Art von Lagern verwendet werden kann, wie beispielsweise ein Nadellager, ein Wälzlager, ein konisches Lager und dergleichen.
Wie in den 8 und 10 gezeigt ist, schließt das Differential 312 ferner zwei oder mehr Differentialritzel 318 ein. Die Differentialritzel 318 sind über eine Ritzelwelle 320 (d.h. eine Stegwelle) mit dem Differentialgehäuse 310 gekoppelt. In einer Ausführungsform kann die Ritzelwelle 320 ein Querelement umfassen. Die Differentialritzel 318 stehen mit einem ersten Achswellenrad 322 und einem zweiten Achswellenrad 324 kämmend in Eingriff. Das erste Achswellenrad 322 ist zur Drehung mit der ersten Achswelle 16 gekoppelt und das zweite Achswellenrad 324 ist zur Drehung mit der zweiten Achswelle 18 gekoppelt.
Außerdem kann die elektrische Antriebsachse 100 eine fluidische Stellantriebsbaugruppe (nicht abgebildet), wie beispielsweise eine hydraulische Stellantriebsbaugruppe umfassen. Die fluidische Stellantriebsbaugruppe kann mit der zweiten und der dritten Fluidquelle und der ersten und/oder der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124, 224 in Fluidverbindung stehen. Die fluidische Stellantriebsbaugruppe verwendet unter Druck stehendes zweites und drittes Fluid, um das erste und das zweite Kolbenelement 184, 284 zu verstehen, um dadurch jeweils die erste bzw. die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124, 224 einzurücken.
Unter Bezugnahme auf die 11 bis 18 wird nun eine elektrische Antriebsachse 400 entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Die elektrische Antriebsachse 400 umfasst eine Motorabtriebsbaugruppe 405 mit einer Motorausgangswelle 406, die mit dem Rotor des elektrischen Motors 104 zur Drehung gekoppelt ist. Ein erstes Ende 407 der Motorausgangswelle 406 kann mehrere Kerbverzahnungen (nicht gezeigt) einschließen, um eine Kopplung mit dem elektrischen Motor 104 zu erleichtern. Es sei jedoch verstanden, dass die Motorabtriebsbaugruppe 405 mit verschiedenen anderen Kopplungsverfahren mit dem elektrischen Motor 104 gekoppelt sein kann, falls gewünscht. Die Motorausgangswelle 406 weist einen ersten, angrenzend an das erste Ende 407 gebildeten Endabschnitt, einen zweiten, angrenzend an ein entgegengesetztes zweites Ende 409 gebildeten Endabschnitt und einen zwischen den Endabschnitten und dem ersten und zweiten Ende 407, 409 gebildeten Zwischenabschnitt auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Durchmesser des Zwischenabschnitts größer als ein Durchmesser jedes der Endabschnitte der Motorausgangswelle 406. In bestimmten Ausführungsformen weist die Motorausgangswelle 406 einen allgemein gleichmäßigen Durchmesser auf, der sich vom ersten Ende 407 zu dem zweiten Ende 409 erstreckt. Noch in anderen Ausführungsformen, kann die Motorausgangswelle 406 konisch sein, wobei sie vom ersten Ende 407 zum zweiten Ende 409 einen allmählich größer werdenden Durchmesser aufweist.
Ein erstes Zahnrad 408 und ein zweites Zahnrad 410 können zur Drehung mit der Motorausgangswelle 406 gekoppelt sein. Wie gezeigt, ist das erste Zahnrad 408 axial benachbart zum zweiten Ende 410 angeordnet. Das erste und zweite Zahnrad 408, 410 sind jeweils zwischen dem ersten und zweiten Ende 407, 409 der Motorausgangswelle 406 angeordnet. In einer Ausführungsform sind das erste und zweite Zahnrad 408, 410 an die Motorausgangswelle 406 angeschmiedet. In einer anderen Ausführungsform können das erste und das zweite Zahnrad 408, 410 an die Motorausgangswelle 406 geschweißt sein. In einer noch anderen Ausführungsform können das erste und das zweite Zahnrad 408, 410 mit der Motorausgangswelle 406 verkeilt sein. Ein erstes und ein zweites Lager 413, 415 können jeweils ebenfalls axial in der Nähe des ersten Endes 407 und des zweiten Endes 409 angeordnet sein, um die Motorabtriebsbaugruppe 406 in einem Gehäuse (nicht abgebildet), wie beispielsweise einem Achsgehäuse (nicht gezeigt), drehfähig zu lagern. Verschiedene Arten von Lagern 413, 415, wie beispielsweise ein Wälzlager, ein Kugellager, ein konisches Lager und dergleichen, können verwendet werden.
Die elektrische Antriebsachse 400 umfasst außerdem eine zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe 412, die von dem elektrischen Motor 104 über die Motorausgangswelle 406 und das erste und das zweite Zahnrad 408, 410 angetrieben wird. Wie gezeigt, sind die Motorabtriebsbaugruppe 405, die zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe 412 und ein Differential 612 ausgebildet, die Achsenhalbwellen 16, 18 aufzunehmen, die versetzt und parallel zueinander angeordnet sind. Es sei jedoch verstanden, dass die Motorabtriebsbaugruppe 405, die zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe 412 und das Differential 312 zum Aufnehmen der Achsenhalbwellen 16, 18 koaxial in Bezug zueinander angeordnet sein können.
Die zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe 412 schließt eine Zwischenradwelle 414 ein, die drehfähig in einem Gehäuse (nicht abgebildet), wie beispielsweise einem Achsgehäuse, gelagert ist. Wie deutlicher in 12 gezeigt ist, weist die Zwischenradwelle 414 ein äußeres erstes Segment 418, ein äußeres zweites Segment 420 und ein axial zwischen dem ersten und dem zweiten Segment 418, 420 angeordnetes mittleres drittes Segment 422 auf. Das erste und zweite Segment 418, 420 bilden entgegengesetzte Enden der Zwischenradwelle 414. In bestimmten Ausführungsformen ist ein Durchmesser des ersten Segments 418 einem Durchmesser des zweiten Segments 420 im Wesentlichen gleich. Ein gezeigter Durchmesser des dritten Segments 422 ist größer als der Durchmesser der Segmente 418, 420. Es sei jedoch verstanden, dass der Durchmesser jedes der Segmente 418, 420, 422 je nach Wunsch ein beliebiger Durchmesser sein kann. Jedes der Segmente 418, 420 kann jeweils einen darin geformten Hohlraum 427, 429 umfassen.
In bestimmten Ausführungsbeispielen kann ein Paar von Lagern 416, 417 auch jeweils auf dem ersten und zweiten Segment 418, 420 der Zwischenradwelle 414 angeordnet sein, um drehbar die zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe 412 in einem Gehäuse (nicht abgebildet), wie beispielsweise einem Achsgehäuse, zu lagern. Es sollte jedoch verstanden werden, dass jede Anzahl und jeder Typ von Lagern 416, 417 verwendet werden können, je nach Wunsch.
Ein Kupplungselement 428 ist konzentrisch um die Zwischenradwelle 414 angeordnet. In bestimmten Ausführungsbeispielen umfasst das Kupplungselement 428 ein erstes Nabenteil 440, ein entgegengesetztes zweites Nabenteil 441 und ein dazwischen gebildetes Zwischenteil 439. Wie gezeigt, ist das Kupplungselement 428 fest mit der Zwischenradwelle 414 gekoppelt. In einem Ausführungsbeispiel ist das Kupplungselement 428 über einen Kerbverzahnungeingriff mit der Zwischenradwelle 414 gekoppelt. In einem anderen Ausführungsbeispielen ist das Kupplungselement 428 fest mit der Zwischenradwelle 414 über andere Verfahren, wie beispielsweise durch eine Schweißung oder eine Presspassung gekoppelt. In noch anderen Ausführungsformen kann das Kupplungselement 428 integral mit der Zwischenradwelle 414 als einheitliche Komponente ausgebildet sein. Somit sei erkannt, dass das Kupplungselement 428 je nach Wunsch auf beliebige Weise mit der Zwischenradwelle 414 gekoppelt sein kann. Ein Dichtungselement 447 kann in einer ringförmigen Nut 445 angeordnet sein, die in dem Kupplungselement 428 und/oder der Zwischenradwelle 414 ausgebildet ist. Das Dichtungselement 447 bildet eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung zwischen dem Kupplungselement 428 und der Zwischenradwelle 414.
Das erste und zweite Segment 418, 420 können jeweils auch einen darin geformten ersten und zweiten Fluiddurchgang 430, 432 einschließen. Es sollte beachtet werden, dass je nach Wunsch eine beliebige Anzahl von ersten und zweiten Fluiddurchgängen 430, 432 in der Zwischenradwelle 414 ausgebildet sein können.
In bestimmten Ausführungsbeispielen umfasst der erste Fluiddurchgang 430 mindestens einen ersten Fluidkanal 430A, der parallel zu der Längsachse X-X der Zwischenradwelle 414 ausgebildet ist und sich axial von der Hohlraum 427 durch die Zwischenradwelle 414 zu seinem Zwischenteil erstreckt. Der erste Fluiddurchgang 430 umfasst außerdem mindestens einen zweiten Fluidkanal 435B, der senkrecht zu der Längsachse X-X der Zwischenradwelle 414 ausgebildet ist und sich radial von dem mindestens einen ersten Fluidkanal 435A zu einer äußeren Umfangsfläche der Zwischenradwelle 414 erstreckt. In einem Ausführungsbeispiel ist der erste Fluiddurchgang 430 in Fluidverbindung mit einer ersten Fluidquelle (nicht dargestellt) und ausgebildet, ein erstes Fluid (nicht dargestellt) durch ihn hindurch zu empfangen. Verschiedene Arten von Fluiden, wie beispielsweise ein Schmiermittel oder ein Kühlmittel, können je nach Wunsch als das erste Fluid verwendet werden. Der erste Fluiddurchgang 430 und insbesondere die Fluidkanäle 430A, 430B ermöglichen einen Strom des ersten Fluids von der ersten Fluidquelle in eine erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 und eine zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524, um eine Schmierung und/oder Kühlung derselben vorzusehen. Es sei bemerkt, dass je nach Wunsch der erste Fluiddurchgang 430 in beliebiger Anzahl, Größe und Form von Fluidkanälen 430A, 430B ausgebildet sein kann.
In bestimmten Ausführungsbeispielen umfassen die erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 und die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 jeweils ein Gehäuse 433, 533, das auch mindestens eine darin geformte Öffnung (nicht dargestellt) einschließen kann. Die mindestens eine Öffnung kann in verschiedenen Abständen durch das Gehäuse 433 der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 und das Gehäuse 533 der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 geformt sein. Es sei verstanden, dass je nach Wunsch eine beliebige Anzahl von Öffnungen an einer beliebigen Position in den Gehäusen 433, 533 ausgebildet sein kann. Die Öffnungen sind mit der jeweiligen Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424, 524 in Fluidverbindung, um einen Strom des ersten Fluids von der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 und der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 in das Gehäuse (zum Beispiel das Achsengehäuse) zu erleichtern.
Wie dargestellt umfasst der zweite Fluiddurchgang 432 mindestens einen ersten Fluidkanal 432A, der parallel zu der Längsachse X-X der Zwischenradwelle 414 ausgebildet ist und sich axial von der Kammer 429 durch die Zwischenradwelle 414 zu seinem Zwischenteil erstreckt. Der zweite gezeigte Fluiddurchgang 432 umfasst außerdem mindestens einen zweiten Fluidkanal 432B, der senkrecht zu der Längsachse X-X der Zwischenradwelle 414 ausgebildet ist und sich radial von entweder dem Hohlraum 429 oder dem mindestens einen ersten Fluidkanal 435A zu einer äußeren Umfangsfläche der Zwischenradwelle 414 erstreckt. In einem Ausführungsbeispiel ist der zweite Fluiddurchgang 432 mit einer zweiten Fluidquelle (nicht abgebildet) in Fluidverbindung und ist dafür ausgelegt, ein zweites durchströmendes Fluid (nicht abgebildet) aufzunehmen. Verschiedene Arten von Fluiden können je nach Wunsch als das zweite Fluid verwendet werden, die beispielsweise ein Fluid von einer anderen Fahrzeugkomponente. In einem Ausführungsbeispiel ist das zweite Fluid ein Hydraulikfluid von einem hydraulischen System des Fahrzeugs. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist das zweite Fluid ein Kühlfluid von dem Fahrzeugmotor 104. Der zweite Fluiddurchgang 432 und insbesondere die Fluidkanäle 432A, 432B ermöglichen einen Strom des zweiten Fluids von der zweiten Fluidquelle in eine erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 und eine zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524, um ihre Betätigung vorzusehen. Es sei bemerkt, dass je nach Wunsch der zweite Fluiddurchgang 432 in beliebiger Anzahl, Größe und Form von Fluidkanälen 432A, 432B ausgebildet sein kann.
Die erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 ist konzentrisch um die Zwischenradwelle 414 angeordnet. Die erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 steht in kämmendem Eingriff mit dem ersten Zahnrad 408 der Ausgangswelle 406 des elektrischen Motors 104 und empfängt von diesem ein Drehmoment. Wie in 12 dargestellt, weist die erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 ein Gehäuse 433 mit einem ersten Abschnitt 434 und einem zweiten Abschnitt 435 auf. Der erste gezeigte Abschnitt 434 wird durch eine radial äußere erste Ringnabe 436 und eine radial innere zweite Ringnabe 438 gebildet. Die erste Ringnabe 436 erstreckt sich axial nach außen und die zweite Ringnabe 438 erstreckt sich axial nach innen. Der zweite gezeigte Abschnitt 435 wird durch eine radial äußere dritte Ringnabe 437 und eine radial innere vierte Ringnabe 431 gebildet. Sowohl die dritte als auch die vierte Ringnabe 437, 431 erstrecken sich axial nach innen. In einer gezeigten Ausführungsform ist ein Lager 480 zwischen der vierten Ringnabe 431 und der Zwischenradwelle 414 angeordnet. Das Lager 480 stellt eine drehende und radiale Abstützung für die erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 bereit. Je nach Wunsch können verschiedene Arten von Lagern 480 verwendet werden. Zum Beispiel kann das Lager 480 ein Nadellager, ein Wälzlager oder ein Kugellager sein.
Ein drittes Zahnrad 442 ist an einer Außenfläche 444 der ersten Ringnabe 436 gebildet. Das dritte Zahnrad 442 ist konzentrisch um die Zwischenradwelle 414 angeordnet. Das dritte Zahnrad 442 ist allgemein ringförmig. In einem in den 11 bis 12 gezeigten Ausführungsbeispiel schließt das dritte Zahnrad 442 mehrere Zähne 446 ein, die sich von seiner Außenfläche 444 radial nach außen erstrecken.
Wie klarer in den 11 bis 12 gezeigt ist, ist die zweite Ringnabe 438 ausgebildet, konzentrisch um die Zwischenradwelle 414 angeordnet zu werden. Der Zwischenteil 439 des Kupplungselementes 428 ist zwischen der zweiten Ringnabe 438 und einer Innenfläche der Zwischenradwelle 414 angeordnet. Wie gezeigt ist die zweite Ringnabe 438 ausgebildet, frei um den Zwischenteil 439 des Kupplungselementes 428 zu rotieren. Mindestens ein Lager (nicht dargestellt) kann zwischen der zweiten Ringnabe 438 und einer Außenfläche des Zwischenteils 439 des Kupplungselementes 428 angeordnet sein. Verschiedene Arten von Lagern können verwendet werden, wie beispielsweise ein Nadellager.
Nun bezugnehmend auf 12 umfasst die erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 außerdem eine erste Kupplung 448. Die erste Kupplung 448 umfasst den ersten Teil 440 des Kupplungselementes 428 und mindestens einen Abschnitt der ersten Ringnabe 436. Eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) können auf dem Kupplungselement 428 geformt sein. Die Kerbverzahnungen erstrecken sich von einer Außenfläche des Kupplungselementes 428 radial nach außen. In bestimmten Ausführungsformen umfasst eine Innenfläche des Abschnitts der ersten Ringnabe 436 auch eine Mehrzahl von daran ausgebildeten Kerbverzahnungen (nicht dargestellt). Die Kerbverzahnungen erstrecken sich von einer Innenfläche des Abschnitts der ersten Ringnabe 436 radial nach innen, die die erste Kupplung 448 bildet.
Die erste Kupplung 448 schließt außerdem mehrere erste Kupplungsscheiben 470 ein, die mit mehreren zweiten Kupplungsscheiben 472 verschachtelt sind. Jede der Kupplungsscheiben 470, 472 ist konzentrisch um den ersten Teil 440 des Kupplungselementes 428 und in der ersten Ringnabe 436 angeordnet. Die ersten Kupplungsscheiben 470 sind im verzahnenden Eingriff mit der ersten Ringnabe 436 ausgebildet. In bestimmten Ausführungsformen schließt jede der ersten Kupplungsscheiben 470 eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) ein, die sich davon radial nach außen erstrecken. Die Kerbverzahnungen der ersten Kupplungsscheiben 470 wirken mit einer Mehrzahl von an eine Innenfläche der ersten Ringnabe 436 ausgebildeten Kerbverzahnungen zusammen. Somit empfangen die ersten Kupplungsscheiben 470 ein Drehmoment von der ersten Ringnabe 436 und dem dritten Zahnrad 442. Die ersten Kupplungsscheiben 470 können sich axial relativ zu der ersten Ringnabe 436 und dem Kupplungselement 428 in der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 bewegen. Die ersten Kupplungsscheiben 470 übertragen das Drehmoment von der ersten Ringnabe 436 und dem dritten Zahnrad 442 auf die zweiten Kupplungsscheiben 472. Es sei verstanden, dass die ersten Kupplungsscheiben 470 je nach Wunsch anhand eines beliebigen geeigneten Verfahrens mit der ersten Ringnabe 436 gekoppelt werden können, wobei ihre axiale Bewegung ermöglicht wird.
In einem Ausführungsbeispiel sind die zweiten Kupplungsscheiben 472 in verzahnendem Eingriff mit dem ersten Teil 440 des Kupplungselementes 428. In bestimmten Ausführungsformen schließt jede der zweiten Kupplungsscheiben 472 eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) ein, die sich davon radial nach innen erstrecken. Die Kerbverzahnungen der zweiten Kupplungsscheiben 472 wirken mit einer Mehrzahl von an einer Außenfläche des ersten Teils 440 des Kupplungselementes 428 ausgebildeten Kerbverzahnungen zusammen. Somit empfangen die zweiten Kupplungsscheiben 472 das Drehmoment von den ersten Kupplungsscheiben 470. Die zweiten Kupplungsscheiben 472 können sich axial relativ zu der ersten Ringnabe 436 und dem Kupplungselement 428 in der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 bewegen. Die zweiten Kupplungsscheiben 472 übertragen das Drehmoment von den ersten Kupplungsscheiben 470 auf das zweite Kupplungselement 428 und dadurch auf die Zwischenradwelle 414. Es sei verstanden, dass die zweiten Kupplungsscheiben 472 je nach Wunsch anhand eines beliebigen geeigneten Verfahrens mit dem Kupplungselement 428 gekoppelt werden können, wobei ihre axiale Bewegung ermöglicht wird.
Eine erste Stützscheibe 476 ist auf einer ersten Seite der ersten Kupplung 448 in dem ersten Abschnitt 434 des Gehäuses 433 der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 und zwischen der ersten Ringnabe 436 und dem ersten Teil 440 des Kupplungselementes 428 angeordnet. Die erste Stützscheibe 476 ist allgemein ringförmig und konzentrisch um die Zwischenradwelle 414 der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe 412 angeordnet. Die erste Stützscheibe 476 bildet einen Anschlag für die Kupplungsscheiben 470, 472 während des Einrückens der ersten Kupplung 448. Ein Positionierelement (nicht dargestellt) (zum Beispiel ein Sicherungsring) kann benachbart zu der ersten Stützscheibe 476 angeordnet sein, um ihre Position festzuhalten. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann das Positionierelement in einer ringförmigen Vertiefung aufgenommen sein, die in der Innenfläche der ersten Ringnabe 436 und/oder der Außenfläche des ersten Teils 440 des Kupplungselementes 428 geformt ist. Mindestens ein Schubelement (nicht dargestellt) kann auch benachbart zu der ersten Stützscheibe 476 und/oder dem Positionierelement angeordnet sein, um eine Reiblagerfläche vorzusehen.
Wie deutlicher in 12 gezeigt ist, kann eine Druckscheibe 482 an einer entgegengesetzten zweiten Seite der ersten Kupplung 448 zwischen der ersten Ringnabe 436 und dem ersten Teil 440 des Kupplungselementes 428 angeordnet sein. Die Druckscheibe 482 ist ebenfalls allgemein ringförmig und konzentrisch um die Zwischenradwelle 414 der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe 412 angeordnet. Die Druckscheibe 482 kann eine Mehrzahl von ersten Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) einschließen, die sich von ihr radial nach außen erstrecken. Die ersten Kerbverzahnungen der Druckscheibe 482 wirken mit den an der Innenfläche der ersten Randnabe 436 ausgebildeten Kerbverzahnungen zusammen. Die Druckscheibe 482 kann auch eine Mehrzahl von zweiten Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) einschließen, die sich von ihr radial nach innen erstrecken. Die zweiten Kerbverzahnungen der Druckscheibe 482 wirken mit den Kerbverzahnungen, die auf der Außenfläche des ersten Teils 440 des Kupplungselementes 428 geformt sind, zusammen. Die Druckscheibe 482 kann sich axial relativ zu der ersten Ringnabe 436 und dem Kupplungselement 428 in der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 bewegen. Die Druckscheibe 482 ist dafür ausgelegt, die Kupplungsscheiben 470, 472 während des Einrückens der ersten Kupplung 448 in einer ersten axialen Richtung zur ersten Stützscheibe 476 zu treiben. Es sei verstanden, dass die Druckscheibe 482 je nach Wunsch anhand eines beliebigen geeigneten Verfahrens mit der ersten Ringnabe 436 und dem Kupplungselement 428 gekoppelt sein kann, wobei ihre axiale Bewegung ermöglicht wird.
Wie dargestellt, ist ein Kolbenelement 484 in dem zweiten Abschnitt 435 des Gehäuses 433 der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 angeordnet. Das Kolbenelement 484 kann auch axial angrenzend an die Druckscheibe 482 konzentrisch um die Zwischenradwelle 414 herum angeordnet sein. Das Kolbenelement 484 schließt einen sich axial erstreckenden ringförmigen Bereich 486 ein. Der sich axial erstreckende ringförmige Bereich 486 ragt im zusammen gebauten Zustand zur Druckscheibe 482 hervor. Der ringförmige Bereich 486 des Kolbenelements 484 stößt an die Druckscheibe 482 und ist ausgelegt, die Druckscheibe 482 während des Einrückens der ersten Kupplung 448 in der ersten axialen Richtung zur ersten Stützscheibe 476 zu treiben.
In bestimmten Ausführungsformen schließt die erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 ferner eine zweite Stützscheiben 490 ein. Die zweite Stützscheibe 490 ist axial angrenzend an das Kolbenelement 484 konzentrisch um die vierte Ringnabe 431 angeordnet. Ein Positionierelement 478 (zum Beispiel ein Sicherungsring) kann benachbart zu der zweiten Stützscheibe 490 angeordnet sein, um ihre Position festzuhalten. In bestimmten Ausführungsbeispielen ist das Positionierelement 478 in einer ringförmigen Vertiefung aufgenommen, die in der Außenfläche der vierten Ringnabe 431 geformt ist. In bestimmten Ausführungsformen kann die zweite Stützscheibe 490 eine darin ausgebildete ringförmige Vertiefung (nicht dargestellt) einschließen. Ein Vorspannelement 493 kann zwischen dem Kolbenelement 484 und der zweiten Stützscheibe 490 angeordnet sein. Ein erstes Ende des Vorspannelementes 493 kann in der ringförmigen Vertiefung der zweiten Stützscheibe 490 angeordnet sein. Ein zweites Ende des Vorspannelementes 493 kann an einem Positionierelement 494 aufgenommen sein, das an dem Kolbenelement 484 ausgebildet ist. Das Vorspannelement 493 ist dafür ausgelegt, das Kolbenelement 484 während einer Betätigung der ersten Kupplung 448 in eine entgegengesetzte zweite axiale Richtung zu treiben. Das Vorspannelement 493 kann konzentrisch um die vierte Ringnabe 431 herum und axial zwischen dem Kolbenelement 484 und der zweiten Stützscheibe 490 angeordnet sein.
In bestimmten Ausführungsbeispielen kann der zweite Abschnitt 435 des Gehäuses 433 auch einen darin geformten dritten Fluiddurchgang 496 einschließen. Der dritte Fluiddurchgang 496 steht mit der zweiten Fluidquelle in Fluidverbindung und ist dafür ausgelegt, den Strom des zweiten durch ihn hindurchströmenden Fluids aufzunehmen. Wie gezeigt, ist der dritte Fluiddurchgang 496 senkrecht zu der Längsachse X-X der Zwischenradwelle 414 und in Fluidverbindung mit dem Fluidkanals 432B des zweiten Fluiddurchganges 432 angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass je nach Wunsch eine beliebige Anzahl von dritten Fluiddurchgängen 496 in dem zweiten Abschnitt 435 des Gehäuses 433 ausgebildet sein kann. Ein Paar von Dichtungselementen 497A, 497B kann an entgegengesetzten Seiten des dritten Fluiddurchganges 496 angeordnet sein, um einer Leckage daraus entgegenzuwirken. In bestimmten Ausführungsbeispielen können die Dichtungselemente 497A, 497B in einem Paar von in der Zwischenradwelle 414 geformten Nuten 498A, 498B angeordnet sein. Es sei verstanden, dass je nach Wunsch eine beliebige Anzahl von Dichtungselementen 497A, 497B verwendet werden kann.
Wie gezeigt, erstreckt sich der dritte Fluiddurchgang 496 radial von einer inneren Umfangsfläche des zweiten Abschnitts 435 des Gehäuses 433 zu einer Kammer 499, die zwischen dem Kolbenelement 484 und dem zweiten Abschnitt 435 des Gehäuses 433 ausgebildet ist. In bestimmten Ausführungsformen wird eine Menge des zweiten Fluids in der Kammer 499 variiert, um das Kolbenelement 484 selektiv zum Einrücken und Ausrücken der ersten Kupplung 448 zu positionieren. Mindestens ein Dichtungselement (nicht dargestellt) ist zwischen dem Kolbenelement 484 und der Innenfläche der dritten Ringnabe 437 angeordnet und mindestens ein Dichtungselement (nicht dargestellt) ist zwischen dem Kolbenelement 484 und der Außenfläche der vierten Ringnabe 431 angeordnet, um einer Leckage des zweiten Fluids aus der Kammer 499 während des Betriebs der erstem Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 entgegenzuwirken.
Wie gezeigt, ist die erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 benachbart zur zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 angeordnet. Mindestens ein Schubelement oder Lager 491 kann zwischen der ersten und zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424, 524 angeordnet sein. Je nach Wunsch können verschiedene Arten von Schubelementen oder Lagern 491 verwendet werden. Das Schubelement oder Lager 491 ist ausgebildet, einem Reibkontakt zwischen der ersten und zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424, 524 entgegenzuwirken. Mindestens ein Schubelement oder Lager 591 kann zwischen der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 und dem Lager 417 angeordnet sein. Je nach Wunsch können verschiedene Arten von Schubelementen oder Lagern 591 verwendet werden. Das Schubelement oder Lager 591 ist ausgebildet, eine axiale Last der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe 412 aufzunehmen und eine Reiblagerfläche vorzusehen.
Ähnlich der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 ist die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 ist konzentrisch um die Zwischenradwelle 414 angeordnet. Die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 steht in verzahnen der Eingriff mit dem zweiten Zahnrad 410 der Ausgangswelle 406 des elektrischen Motors 104 und empfängt von diesem ein Drehmoment. Wie in 12 dargestellt, weist die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 ein Gehäuse 533 mit einem ersten Abschnitt 534 und einem zweiten Abschnitt 535 auf. Der erste gezeigte Abschnitt 534 wird durch eine radial äußere erste Ringnabe 536 und eine radial innere zweite Ringnabe 538 gebildet. Die erste Ringnabe 536 erstreckt sich axial nach außen und die zweite Ringnabe 538 erstreckt sich axial nach innen. Der zweite gezeigte Abschnitt 535 wird durch eine radial äußere dritte Ringnabe 537 und eine radial innere vierte Ringnabe 531 gebildet. Sowohl die dritte als auch die vierte Ringnabe 537, 531 erstrecken sich axial nach innen. In einer gezeigten Ausführungsform ist ein Lager 580 zwischen der vierten Ringnabe 531 und der Zwischenradwelle 414 angeordnet. Das Lager 580 stellt eine drehende Abstützung für die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 bereit. Je nach Wunsch können verschiedene Arten von Lagern 580 verwendet werden. Zum Beispiel kann das Lager 580 ein Nadellager, ein Wälzlager oder ein Kugellager sein.
Ein viertes Zahnrad 542 ist an einer Außenfläche 544 der ersten Ringnabe 536 gebildet. Das vierte Zahnrad 542 ist konzentrisch um die Zwischenradwelle 414 angeordnet. Das vierte Zahnrad 542 ist allgemein ringförmig. In einem in den 11 bis 12 gezeigten Ausführungsbeispiel schließt das vierte Zahnrad 542 eine Mehrzahl von Zähnen 546 ein, die sich von seiner Außenfläche 544 radial nach außen erstrecken.
Wie klarer in 12 gezeigt, ist die zweite Ringnabe 538 ausgebildet, konzentrisch um die Zwischenradwelle 414, den Zwischenteil 439 des Kupplungselementes 428 und der zweiten Ringnabe 438 der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 angeordnet zu werden. Wie gezeigt, ist die zweite Ringnabe 538 ausgebildet, frei um die zweite Ringnabe 438 der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 zu rotieren. Mindestens ein Lager 539 kann zwischen der zweiten Ringnabe 538 und der zweiten Ringnabe 438 der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 angeordnet sein. Das Lager 539 stellt eine drehende und radiale Abstützung für die erste und zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424, 524 bereit. Verschiedene Arten von Lagern können verwendet werden, wie beispielsweise ein Nadellager.
Nun bezugnehmend auf die 12 umfasst die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 außerdem darin eine zweiten Kupplung 548. Die zweite Kupplung 548 umfasst den zweiten Teil 441 des Kupplungselementes 428 und mindestens einen Abschnitt der ersten Ringnabe 536. Eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) können auf dem Kupplungselement 428 geformt sein. Die Kerbverzahnungen erstrecken sich von einer Außenfläche des Kupplungselementes 428 radial nach außen. In bestimmten Ausführungsformen umfasst eine Innenfläche des Abschnitts der ersten Ringnabe 536 auch eine Mehrzahl von daran ausgebildeten Kerbverzahnungen (nicht dargestellt). Die Kerbverzahnungen erstrecken sich von einer Innenfläche des Abschnitts der ersten Ringnabe 536 radial nach innen, die die zweite Kupplung 548 bildet.
Die zweite Kupplung 548 schließt außerdem eine Mehrzahl von ersten Kupplungsscheiben 570 ein, die mit einer Mehrzahl von zweiten Kupplungsscheiben 572 verschachtelt ist. Jede der Kupplungsscheiben 570, 572 ist konzentrisch um den zweiten Teil 441 des Kupplungselementes 428 und in der ersten Ringnabe 536 angeordnet. Die ersten Kupplungsscheiben 570 sind im verzahnenden Eingriff mit der ersten Ringnabe 536 ausgebildet. In bestimmten Ausführungsformen schließt jede der ersten Kupplungsscheiben 570 eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) ein, die sich davon radial nach außen erstrecken. Die Kerbverzahnungen der ersten Kupplungsscheiben 570 wirken mit einer Mehrzahl von an eine Innenfläche der ersten Ringnabe 536 ausgebildeten Kerbverzahnungen zusammen. Somit empfangen die ersten Kupplungsscheiben 570 ein Drehmoment von der ersten Ringnabe 536 und den vierten Zahnrad 542. Die ersten Kupplungsscheiben 570 können sich axial relativ zu der ersten Ringnabe 536 und dem Kupplungselement 428 in der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 bewegen. Die ersten Kupplungsscheiben 570 übertragen das Drehmoment von der ersten Ringnabe 536 und dem vierten Zahnrad 542 auf die zweiten Kupplungsscheiben 572. Es sei verstanden, dass die ersten Kupplungsscheiben 570 je nach Wunsch anhand eines beliebigen geeigneten Verfahrens mit der ersten Ringnabe 536 gekoppelt werden können, wobei ihre axiale Bewegung ermöglicht wird.
In einem Ausführungsbeispiel sind die zweiten Kupplungsscheiben 572 in verzahnendem Eingriff mit dem zweiten Teil 441 des Kupplungselementes 428. In bestimmten Ausführungsformen schließt jede der zweiten Kupplungsscheiben 572 eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) ein, die sich davon radial nach innen erstrecken. Die Kerbverzahnungen der zweiten Kupplungsscheiben 572 wirken mit einer Mehrzahl von an einer Außenfläche des zweiten Teils 441 des Kupplungselementes 428 ausgebildeten Kerbverzahnungen zusammen. Somit empfangen die zweiten Kupplungsscheiben 572 das Drehmoment von den ersten Kupplungsscheiben 570. Die zweiten Kupplungsscheiben 572 können sich axial relativ zu der ersten Ringnabe 536 und dem Kupplungselement 428 in der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 bewegen. Die zweiten Kupplungsscheiben 572 übertragen das Drehmoment von den ersten Kupplungsscheiben 570 auf das Kupplungselement 428 und dadurch auf die Zwischenradwelle 414. Es sei verstanden, dass die zweiten Kupplungsscheiben 572 je nach Wunsch anhand eines beliebigen geeigneten Verfahrens mit dem Kupplungselement 428 gekoppelt werden können, wobei ihre axiale Bewegung ermöglicht wird.
Eine erste Stützscheibe 576 ist auf einer ersten Seite der zweiten Kupplung 548 benachbart dem ersten Abschnitt 534 des Gehäuses 533 der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 und zwischen der ersten Ringnabe 536 und dem zweiten Teil 441 des Kupplungselementes 428 angeordnet. Die erste Stützscheibe 476 ist allgemein ringförmig und konzentrisch um die Zwischenradwelle 414 der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe 412 angeordnet. Die erste Stützscheibe 576 bildet einen Anschlag für die Kupplungsscheiben 570, 572 während des Einrückens der zweiten Kupplung 548. Ein Positionierelement (nicht dargestellt) (zum Beispiel ein Sicherungsring) kann benachbart zu der ersten Stützscheibe 576 angeordnet sein, um ihre Position festzuhalten. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann das Positionierelement in einer ringförmigen Vertiefung aufgenommen sein, die in der Innenfläche der ersten Ringnabe 536 und/oder der Außenfläche des zweiten Teils 441 des Kupplungselementes 428 geformt ist. Mindestens ein Schubelement (nicht dargestellt) kann auch benachbart zu der ersten Stützscheibe 576 und/oder dem Positionierelement angeordnet sein, um eine Reiblagerfläche vorzusehen.
Wie deutlicher in 12 gezeigt ist, kann eine Druckscheibe 582 an einer entgegengesetzten zweiten Seite der zweiten Kupplung 548 zwischen der ersten Ringnabe 536 und dem zweiten Teil 441 des Kupplungselementes 428 angeordnet sein. Die Druckscheibe 582 ist ebenfalls allgemein ringförmig und konzentrisch um die Zwischenradwelle 414 der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe 412 angeordnet. Die Druckscheibe 582 kann eine Mehrzahl von ersten Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) einschließen, die sich von ihr radial nach außen erstrecken. Die ersten Kerbverzahnungen der Druckscheibe 582 wirken mit den an der Innenfläche der ersten Randnabe 536 ausgebildeten Kerbverzahnungen zusammen. Die Druckscheibe 582 kann auch eine Mehrzahl von zweiten Kerbverzahnungen (nicht dargestellt) einschließen, die sich von ihr radial nach innen erstrecken. Die zweiten Kerbverzahnungen der Druckscheibe 582 wirken mit den Kerbverzahnungen, die auf der Außenfläche des zweiten Teils 441 des Kupplungselementes 428 geformt sind, zusammen. Die Druckscheibe 582 kann sich axial relativ zu der ersten Ringnabe 536 und dem Kupplungselement 428 in der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 bewegen. Die Druckscheibe 582 ist dafür ausgelegt, die Kupplungsscheiben 570, 572 während des Einrückens der zweiten Kupplung 548 in der zweiten axialen Richtung zur ersten Stützscheibe 576 zu drängen. Es sei verstanden, dass die Druckscheibe 582 je nach Wunsch anhand eines beliebigen geeigneten Verfahrens mit der ersten Ringnabe 536 und dem Kupplungselement 428 gekoppelt sein kann, wobei ihre axiale Bewegung ermöglicht wird.
Wie dargestellt, ist ein Kolbenelement 584 in dem zweiten Abschnitt 535 des Gehäuses 533 der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 angeordnet. Das Kolbenelement 584 kann auch axial angrenzend an die Druckscheibe 582 konzentrisch um die Zwischenradwelle 414 herum angeordnet sein. Das Kolbenelement 584 schließt einen sich axial erstreckenden ringförmigen Bereich 586 ein. Der sich axial erstreckende ringförmige Bereich 586 ragt im zusammengebauten Zustand zur Druckscheibe 582 hervor. Der ringförmige Bereich 586 des Kolbenelements 584 stößt an der Druckscheibe 582 an und ist dafür ausgelegt, die Druckscheibe 582 während des Einrückens der zweiten Kupplung 548 in der zweiten axiale Richtung zur ersten Stützscheibe 576 zu drängen.
In bestimmten Ausführungsformen schließt die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 ferner eine zweite Stützscheibe 590 ein. Die zweite Stützscheibe 590 ist axial angrenzend an das Kolbenelement 584 konzentrisch um die vierte Ringnabe 531 angeordnet. Ein Positionierelement 578 (zum Beispiel ein Sicherungsring) kann benachbart zu der zweiten Stützscheibe 590 angeordnet sein, um ihre Position festzuhalten. In bestimmten Ausführungsbeispielen ist das Positionierelement 578 in einer ringförmigen Vertiefung aufgenommen, die in der Außenfläche der vierten Ringnabe 531 geformt ist. In bestimmten Ausführungsformen kann die zweite Stützscheibe 590 eine darin ausgebildete ringförmige Vertiefung (nicht dargestellt) einschließen. Ein Vorspannelement 593 kann zwischen dem Kolbenelement 584 und der zweiten Stützscheibe 590 angeordnet sein. Ein erstes Ende des Vorspannelementes 593 kann in der ringförmigen Vertiefung der zweiten Stützscheibe 590 angeordnet sein. Ein zweites Ende des Vorspannelementes 593 kann an einem Positionierelement 594 aufgenommen sein, das an dem Kolbenelement 584 ausgebildet ist. Das Vorspannelement 593 ist dafür ausgelegt, das Kolbenelement 584 während einer Betätigung der zweiten Kupplung 548 in die erste axiale Richtung zu drängen. Das Vorspannelement 593 kann konzentrisch um die vierte Ringnabe 531 herum und axial zwischen dem Kolbenelement 584 und der zweiten Stützscheibe 590 angeordnet sein.
In bestimmten Ausführungsbeispielen kann der zweite Abschnitt 535 des Gehäuses 533 auch einen darin geformten vierten Fluiddurchgang 596 einschließen. Der vierte Fluiddurchgang 596 steht mit der zweiten Fluidquelle in Fluidverbindung und ist dafür ausgelegt, den Strom des zweiten durch ihn hindurchströmenden Fluids aufzunehmen. Wie gezeigt, ist der vierte Fluiddurchgang 596 senkrecht zu der Längsachse X-X der Zwischenradwelle 414 geformt und in Fluidverbindung mit dem Fluidkanals 432B des zweiten Fluiddurchganges 432 angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass je nach Wunsch eine beliebige Anzahl von vierten Fluiddurchgängen 596 in dem zweiten Abschnitt 535 des Gehäuses 533 ausgebildet sein kann. Ein Paar von Dichtungselementen 597A, 497B kann an entgegengesetzten Seiten des vierten Fluiddurchganges 596 angeordnet sein, um einer Leckage daraus entgegenzuwirken. In bestimmten Ausführungsbeispielen können die Dichtungselemente 597A, 597B in einem Paar von in der Zwischenradwelle 414 geformten Nuten 598A, 498B angeordnet sein. Es sei verstanden, dass je nach Wunsch eine beliebige Anzahl von Dichtungselementen 597A, 597B verwendet werden kann.
Wie gezeigt, erstreckt sich der vierte Fluiddurchgang 596 radial von einer inneren Umfangsfläche des zweiten Abschnitts 535 des Gehäuses 533 zu einer Kammer 599, die zwischen dem Kolbenelement 584 und dem zweiten Abschnitt 535 des Gehäuses 533 ausgebildet ist. In bestimmten Ausführungsformen wird eine Menge des zweiten Fluids in der Kammer 599 variiert, um das Kolbenelement 584 selektiv zum Einrücken und Ausrücken der zweiten Kupplung 548 zu positionieren. Mindestens ein Dichtungselement (nicht dargestellt) ist zwischen dem Kolbenelement 584 und der Innenfläche der dritten Ringnabe 537 angeordnet und mindestens ein Dichtungselement (nicht dargestellt) ist zwischen dem Kolbenelement 584 und der Außenfläche der vierten Ringnabe 531 angeordnet, um einer Leckage des zweiten Fluids aus der Kammer 599 während des Betriebs der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 524 entgegenzuwirken.
Wie dargestellt ist, ist ein fünftes Zahnrad 609 konzentrisch um das erste Segment 418 der Zwischenradwelle 414 angeordnet und mit diesem gekoppelt. In einer Ausführungsform kann das fünfte Zahnrad 609 an die Zwischenradwelle 414 angeschmiedet sein. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das fünfte Zahnrad 609 benachbart zu der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 und dem Lager 416 angeordnet. Mindestens ein Schubelement oder Lager 610 kann zwischen der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 424 und dem fünften Zahnrad 609 angeordnet sein. Je nach Wunsch können verschiedene Arten von Schubelementen oder Lagern 610 verwendet werden. Das Schubelement oder Lager 610 ist ausgebildet, die axiale Last der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe 412 aufzunehmen und eine Reiblagerfläche vorzusehen.
Das fünfte Zahnrad 609 ist in verzahnendem Eingriff mit einem sechsten Zahnrad 611. Wie in 11 dargestellt, ist das sechste Zahnrad 611 mit einem Differentialgehäuse 612 eines Differentials 613 gekoppelt und daran zu Drehung mit ihm fixiert. Das Differentialgehäuse 613 ist über ein Paar von Lagern (nicht dargestellt) drehfähig innerhalb eines Gehäuses (nicht abgebildet), wie etwa des Achsgehäuses gelagert. Es sei verstanden, dass jede Art von Lagern verwendet werden kann, wie beispielsweise ein Nadellager, ein Wälzlager, ein konisches Lager und dergleichen.
Es sei verstanden, dass ein Betrieb der elektrischen Antriebsachsen 100, 400 im Wesentlichen gleich sind und daher wird folgenden nur der Betrieb bzw. die Funktionsweise der elektrischen Antriebsachsen 100 beschrieben.
Wenn ein erstes Drehmoment im Betrieb gewünscht wird, wird die fluidische Stellantriebsbaugruppe aktiviert. Die fluidische Stellantriebsbaugruppe bewirkt, dass das zweite Fluid von der zweiten Fluidquelle durch den dritten Fluiddurchgang 196 in die Kammer 199 strömt, wodurch bewirkt wird, dass das Kolbenelement 184 der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124 in die erste axiale Richtung gedrängt wird. Eine Bewegung des Kolbenelements 184 in der ersten axialen Richtung bewirkt, dass die erste Kupplung 148 eingerückt wird, während die zweite Kupplung 248 der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 224 ausgerückt bleibt. Wenn die erste Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124 eingerückt wird, bewirkt die Ausgangswelle 106 des elektrischen Motors 104, dass sich das mit ihr gekoppelte erste Zahnrad 108 mit ihr dreht. Eine Drehung des ersten Zahnrads 108 treibt das dritte Zahnrad 134 an und bewirkt, dass die Zwischenradwelle 114 und das damit gekoppelte fünfte Zahnrad 309 sich mit ihm drehen. Eine Drehung des fünften Zahnrads 309 treibt das sechste Zahnrad 311 an und bewirkt, dass sich das Differentialgehäuse 310 mit ihm dreht. Eine Drehung des Differentialgehäuses 310 bewirkt ferner, dass sich die erste und die zweite Halbwelle 16, 18 mit ihm drehen. Die Drehung des Differentialgehäuses 310 überträgt ein gewünschtes Drehmoment von der Abtriebswelle 106 auf die erste und die zweite Achswelle 16, 18. Wenn die elektrische Antriebsachse 100 in einem Energieerzeugungsmodus ist, wird die oben beschriebene Drehmomentübertragung umgekehrt.
Wenn ein Betrieb des Fahrzeugs 10 mit dem ersten Drehmoment nicht mehr gewünscht wird, wird ein Betrieb der fluidischen Stellantriebsbaugruppe deaktiviert. Demgemäß fließt das zweite Fluid von der Kammer 199 durch den dritten Fluiddurchgang 196 und kehrt zur zweiten Fluidquelle zurück. Wenn das zweite Fluid aus der Kammer 199 fließt, drängt das Vorspannelement 206 das Kolbenelement 184 der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124 in die zweite axiale Richtung. Eine Bewegung des Kolbenelements 184 in der zweiten axialen Richtung bewirkt ein Ausrücken der ersten Kupplung 148. Infolgedessen wird das Drehmoment von der Ausgangswelle 106 nicht auf das dritte Zahnrad 134 der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe 112 übertragen.
Wenn ein zweites Drehmoment gewünscht ist, bewirkt die fluidische Stellantriebsbaugruppe, dass das Kolbenelement 284 der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 224 in die erste axiale Richtung gedrängt wird. In bestimmten Ausführungsbeispielen ist das zweite Drehmoment größer als das erste Drehmoment. Eine Bewegung des Kolbenelements 284 in der zweiten axialen Richtung bewirkt, dass die zweite Kupplung 248 eingerückt wird, während die erste Kupplung 148 der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124 ausgerückt bleibt. Wenn die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 224 eingerückt wird, bewirkt die Abtriebswelle 106 des elektrischen Motors 104, dass sich das mit ihr gekoppelte zweite Zahnrad 110 mit ihr dreht. Eine Drehung des zweiten Zahnrads 110 treibt das vierte Zahnrad 234 an und bewirkt, dass die Zwischenradwelle 114 und das damit gekoppelte fünfte Zahnrad 309 sich mit ihm drehen. Eine Drehung des fünften Zahnrads 309 treibt das sechste Zahnrad 311 an und bewirkt, dass sich das Differentialgehäuse 310 mit ihm dreht. Eine Drehung des Differentialgehäuses 310 bewirkt ferner, dass sich die erste und die zweite Halbwelle 16, 18 mit ihm drehen. Die Drehung des Differentialgehäuses 310 überträgt ein gewünschtes zweites Drehmoment von der Ausgangswelle 106 auf die erste und die zweite Achswelle 16, 18. Wenn die elektrische Antriebsachse 100 in einem Energieerzeugungsmodus ist, wird die oben beschriebene Drehmomentübertragung umgekehrt.
Wenn ein Betrieb des Fahrzeugs 10 mit dem zweiten Drehmoment nicht mehr gewünscht wird, wird ein Betrieb der fluidischen Stellantriebsbaugruppe deaktiviert. Demgemäß fließt das dritte Fluid von der Kammer 299 durch den vierten Fluiddurchgang 296 und kehrt zur dritten Fluidquelle zurück. Wenn das dritte Fluid aus der Kammer 299 fließt, drängt das Vorspannelement 306 das Kolbenelement 284 der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 224 in die erste axiale Richtung. Eine Bewegung des Kolbenelements 284 in der ersten axialen Richtung bewirkt ein Ausrücken der zweiten Kupplung 248. Infolgedessen wird das Drehmoment von der Ausgangswelle 106 nicht auf das vierte Zahnrad 234 der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe 112 übertragen.
Nur eine von der ersten und der zweiten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124, 224 ist zu einem Zeitpunkt während eines Fahrzeugbetriebs voll im Eingriff. Jedoch können in einem Parkbremsmodus sowohl die erste als auch die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124, 224 gleichzeitig eingerückt sein. Die erste und die zweite Zahnrad-Kupplung-Baugruppe 124, 224 dienen auch als Trägerelemente des Getriebezugs.
Es sei bemerkt, dass verschiedene Arten von Differentialen für die Differentiale 312, 613 verwendet werden können, wie beispielsweise ein Sperrdifferential und eine duale Torque-Vectoring-Kupplung.
Obwohl vorstehend verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurden, sei klargestellt, dass sie als Beispiel und nicht zur Beschränkung angegeben wurden. Für den Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet sollte es offensichtlich sein, dass der offenbarte Gegenstand in vielen anderen konkreten Formen verkörpert werden kann, ohne von seinem Gedanken oder wesentlichen Merkmalen abzuweichen. Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als Erläuterungen, nicht als Beschränkung aufzufassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62818492 [0001]

Claims

Elektrische Antriebsachse, umfassend: einen elektrischen Motor, der eine Ausgangswelle aufweist; und eine zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe, die mit dem elektrischen Motor verbunden ist, wobei die zusammengesetzte Zwischenradbaugruppe mindestens eine Zahnrad-Kupplung-Baugruppe in Antriebseingriff mit der Ausgangswelle des elektrischen Motors aufweist.
Elektrische Antriebsachse nach Anspruch 1, bei der ein Fluidstellelement ausgebildet ist, ein Kolbenelement einer ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe zu veranlassen, sich in eine erste axiale Richtung zu bewegen, um eine erste Kupplung einzukuppeln, während eine zweite Kupplung außer Eingriff bleibt, wenn ein erstes Drehmoment gewünscht wird.
Elektrische Antriebsachse nach Anspruch 2, bei der die Ausgangswelle ausgebildet ist, ein erstes Zahnrad zusammen mit ihr rotieren zu lassen, wobei die Drehung des ersten Zahnrades eingerichtet ist, ein drittes Zahnrad und eine Zwischenradwelle der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe und ein damit gekoppeltes fünftes Zahnrad ebenfalls rotieren zu lassen.
Elektrische Antriebsachse nach Anspruch 3, bei der die Drehung des fünften Zahnrades eingerichtet ist, ein Differentialgehäuse über die Drehung eines sechsten Zahnrades rotieren zu lassen, und wobei das Differentialgehäuse ausgebildet ist, das erste Drehmoment von der Ausgangswelle an eine erste und zweite Antriebsachse zu übertragen.
Elektrische Antriebsachse nach einem der Ansprüche 3 und 4, bei der ein Fluiddurchgang ausgebildet ist, ein Fluid über die Aktivierung des Fluidstellelementes zu einer Kammer strömen zu lassen, in der das Kolbenelement angeordnet ist, wobei eine Kraft des Fluids eine Kraft eines Vorspannungselementes übersteigt, um das Kolbenelement in die erste axiale Richtung zu treiben.
Elektrische Antriebsachse nach Anspruch 5, bei der der Fluiddurchgang ausgebildet ist, das Fluid von der Kammer über eine Deaktivierung des Fluidstellelementes weg strömen zu lassen, wenn das erste Drehmoment nicht mehr gewünscht ist.
Elektrische Antriebsachse nach Anspruch 6, bei der das Vorspannelement ausgebildet ist, das Kolbenelement der ersten Zahnrad-Kupplung-Baugruppe in eine zweite axiale Richtung zu treiben und die erste Kupplung zu veranlassen, auszurücken, wobei ein Drehmoment von der Ausgangswelle nicht auf das dritte Zahnrad der zusammengesetzten Zwischenradbaugruppe übertragen wird.
Elektrische Antriebsachse nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei der das Fluidstellelement aktiviert ist und ausgebildet ist, Fluid in Antwort auf ein zweites gewünschtes Drehmoment zu einer Kammer strömen zu lassen, in der das Kolbenelement angeordnet ist, wobei das zweite Drehmoment größer als das erste Drehmoment ist.
Elektrische Antriebsachse nach Anspruch 8, bei der das Kolbenelement ausgebildet ist, sich in Antwort auf das zweite gewünschte Drehmoment in die zweite axiale Richtung zu bewegen, wobei das Kolbenelement ausgebildet ist, mit einer zweiten Kupplung beim Bewegen in die zweite axiale Richtung in Eingriff zu treten, während die erste Kupplung ausgerückt Ist, wobei die zweite Kupplung ausgebildet ist, das Differentialgehäuse über ein viertes Zahnrad, ein fünftes Zahnrad, ein sechstes Zahnrad und eine Zwischenradwelle rotieren zu lassen.