DE102020207991A1 - Elektrischer Antrieb - Google Patents

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DE102020207991A1 DE102020207991.9A DE102020207991A DE102020207991A1 DE 102020207991 A1 DE102020207991 A1 DE 102020207991A1 DE 102020207991 A DE102020207991 A DE 102020207991A DE 102020207991 A1 DE102020207991 A1 DE 102020207991A1
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Timo Kiekbusch
Andreas Wuensch
Janek Kraeuter
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Antrieb (10) mit einer elektrischen Maschine (16), die eine Rotorwelle (20) umfasst. Diese ist an einer ersten Lagerstelle (50) und an einer zweiten Lagerstelle (52) in einem Gehäuse (58) gelagert. Innerhalb eines Axial-Abstands (54) zwischen den beiden Lagerstellen (50, 52) ist ein Ritzel (24) unmittelbar durch eine der beiden Lagerstellen (50, 52) im Gehäuse (58) auf einer Abtriebsseite (26) der Rotorwelle (20) abgestützt. Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf die Verwendung des elektrischen Antriebs (10) im Antriebsstrang oder innerhalb eines E-Achsen-Moduls eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Antrieb mit einer elektrischen Maschine, die eine Rotorwelle umfasst, die an einer ersten Lagerstelle und einer zweiten Lagerstelle in einem Gehäuse gelagert ist. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des elektrischen Antriebs im Antriebsstrang eines elektrischen Fahrzeugs oder innerhalb eines E-Achsen-Moduls eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
  • Stand der Technik
  • DE 10 2012 210 682 A1 offenbart eine elektrische Maschine mit einer Rotorwelle, welche ein Ritzel zur Übertragung von Drehmomenten auf ein Planetengetriebe aufweist. Die Rotorwelle ist an ihren beiden Enden gelagert, Rotor und Ritzel befinden sich zwischen den beiden Lagerungen. Die Lagerung am einen Ende der Rotorwelle erfolgt im Maschinengehäuse, die Lagerung des anderen Endes der Rotorwelle erfolgt in einer Sacklochbohrung einer Abtriebswelle.
  • DE 10 2012 203 809 A1 hat eine elektrische Maschine mit einer Rotorwelle zum Gegenstand, bei der sich alle Komponenten, die auf der Rotorwelle angeordnet sind, zwischen zwei Lagerungen befinden. Auf der offenbarten Rotorwelle ist zusätzlich zum Rotor und zu einem Ritzel, welches in den Planetenträger eines Planetengetriebes eingreift, eine Vorrichtung zur axialen Bewegung bzw. zur axialen Fixierung der Rotorwelle zwischen deren beiden Lagerungen angeordnet.
  • Bei E-Achsen-Modulen kommen häufig Rotorwellen zum Einsatz, die auf der Abtriebsseite länger ausgebildet sind als der eigentliche Rotor der elektrischen Maschine und dort mit einem Ritzel, beispielsweise für eine erste Übersetzungsstufe eines Getriebes versehen sind. Dadurch ergeben sich bei einteiligen Wellen Konstruktionseinschränkungen dergestalt, dass die am Wellenende ausgebildete Verzahnung hinsichtlich der Dimensionierung ihres Kopfkreises den Mindestdurchmesser eines noch auf den Umfang der Rotorwelle zu montierenden A-Lagers sowie gegebenenfalls einer Dichtung bestimmt. Des Weiteren bestimmt ein notwendiger Verzahnungsauslauf, hinsichtlich Fräsen und eventuell Schleifen, den Mindestabstand zwischen der Verzahnung auf der Rotorwelle und den Lagerabstand. Des Weiteren ist von Nachteil, dass bei einer derartigen Auslegung der Rotorwelle das A-Lager die gesamten, auf die Verzahnung einwirkenden Kräfte, abstützt. Des Weiteren können sich momentenabhängige Schiefstellungen dahingehend ergeben, dass eine Durchbiegung der Welle durch die Verzahnungskräfte zu deutlichen momentenabhängigen Schiefstellungen in der Verzahnung führen kann. Dies wiederum erschwert eine Verzahnungsauslegung hinsichtlich der Tragfähigkeit und des sich einstellenden Noise-Vibration-Harshness-Verhaltens (NVH); des Weiteren wird die Diskrepanz zwischen diesen einander entgegen laufenden Entwicklungszielen unvorteilhaft beeinflusst. Hinsichtlich einer Schmierstoffversorgung einer beispielsweise als Radialwellendichtring ausgebildeten Dichtung kann diese in der Regel nicht durch das Lager erfolgen, viel mehr ist eine separate Schmierstoffzuführung zwischen Lager und Dichtung erforderlich.
  • Darstellung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird ein elektrischer Antrieb mit einer elektrischen Maschine vorgeschlagen, die eine Rotorwelle umfasst, die an einer ersten Lagerstelle und an einer zweiten Lagerstelle in einem Gehäuse gelagert ist und wobei innerhalb eines Axial-Abstands zwischen den beiden Lagerstellen ein Ritzel unmittelbar durch eine der beiden Lagerstellen im Gehäuse auf einer Abtriebsseite der Rotorwelle abgestützt ist.
  • Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lassen sich die Freiheitsgrade hinsichtlich der Dimensionierung des Lagers erheblich erweitern, da nunmehr gewährleistet ist, dass der Lagerdurchmesser, insbesondere des Innenrings des A-Lagers, unabhängig vom Kopfkreisdurchmesser der Verzahnung des Ritzels - sei es ein integriertes Ritzel, sei es ein separates Ritzelbauteil - gewählt werden kann. Des Weiteren kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ein zu hoher Axial-Abstand vermieden werden, der fertigungsbedingt bei der Herstellung der Verzahnung aufgrund eines Fräserauslaufs und dergleichen erforderlich ist, und nunmehr entfallen kann.
  • In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs können innerhalb des Axial-Abstands zwischen der ersten Lagerstelle und zweiten Lagerstelle ein Dichtring und/ oder eine Parksperrenanordnung untergebracht werden.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs ist das Ritzel entweder ein in die Rotorwelle integriertes Ritzel oder ein separates Ritzelbauteil, welches mit der Rotorwelle formschlüssig, kraftschlüssig oder auf stoffschlüssige Weise gefügt werden kann.
  • In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs weist die Rotorwelle einen einteiligen Aufbau auf, oder ist als mehrteiliger Aufbau beschaffen. Ein mehrteiliger Aufbau kommt dabei insbesondere bei hohl ausgeführten Rotorwellen zum Einsatz und bietet zusätzliche Freiheitsgrade hinsichtlich der Ausgestaltung der Hohlwelle.
  • In vorteilhafter Weise ist der erfindungsgemäß vorgeschlagene elektrische Antrieb so ausgestaltet, dass sich an der ersten Lagerstelle ein A-Lager befindet, dessen Innenring an einer Anlagefläche eines Verzahnungsritzels anliegt. Durch diese Lösung kann in vorteilhafter Weise ein sehr vorteilhafter Verlauf der Biegelinie der Rotorwelle erreicht werden, was in der Folge aufgrund der erreichbaren geringeren Verformung eine kleinere Dimensionierung insbesondere des A-Lagers gestattet, was sich wiederum positiv auf Gewicht und Bauraumerfordernisse des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs auswirkt.
  • Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antrieb ist der Dichtring insbesondere als ein Radialwellendichtring ausgeführt und trennt einen trockenen Teil des elektrischen Antriebs beispielsweise von einem Ölsumpf eines seitlich an den elektrischen Antrieb angeflanschten Getriebes.
  • In vorteilhafter Weise ist der erfindungsgemäß vorgeschlagene elektrische Antrieb mit einer Parksperrenanordnung versehen, die ein Parksperrenrad umfasst, welches auf den Umfang der Rotorwelle im Kraftschluss, im Formschluss oder im Stoffschluss aufgenommen ist.
  • In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs ist die Parksperrenanordnung auf der Rotorwelle zwischen dem Dichtring, der insbesondere als ein Radialwellendichtring ausgestaltet sein kann, und den Rotoraktivteilen, beispielsweise Wicklungspaketen des Rotors, angeordnet.
  • Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antrieb sind an der ersten Lagerstelle und an der zweiten Lagerstelle jeweils als Wälzlager ausgeführte A-Lager und B-Lager angeordnet, die entweder als angestellte Lagerung in einem Anstellwinkel zwischen 0° bis 45°, bevorzugt zwischen 10° und 20° angeordnet werden können, oder die als eine Fest-Los-Lagerung ausgestaltet sein können.
  • Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antrieb wohnt der Parksperrenanordnung, die auf der Rotorwelle aufgenommen ist, eine Disconnect-Funktionalität in Bezug auf eine Zwischen-/ oder Ausgangswelle inne.
  • Schließlich bezieht sich die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung auf die Verwendung des elektrischen Antriebs in einem Antriebsstrang eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs oder innerhalb eines E-Achsen-Moduls eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
  • Vorteile der Erfindung
  • Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung, der Anordnung einer Lagerungsstelle an einem abtriebsseitigen Wellenende der Rotorwelle, unmittelbar benachbart zu einem Ritzel wird erreicht, dass nunmehr der Kopfkreis der Verzahnung dieses Ritzels nicht mehr den Mindestdurchmesser des A-Lagers sowie ebenfalls nicht mehr den Mindestdurchmesser des Dichtrings, insbesondere des Radialwellendichtrings, im Falle einer trockenen E-Maschine, bestimmt. Des Weiteren kann vermieden werden, dass der notwendige Verzahnungsauslauf bedingt durch die Herstellverfahren Fräsen und Schleifen in der Verzahnung den Mindestabstand zwischen der Verzahnung und dem Lagerabstand bestimmt. Diese beiden Vorteile bedeuten wiederum einen höheren konstruktiven Freiheitsgrad, ermöglichen den Einsatz kleiner dimensionierter Bauteile, und damit eine Gewichtsersparnis und eine Bauraumreduktion des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs.
  • Darüber hinaus fällt ins Gewicht, dass durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung nunmehr das an der ersten Lagerungsstelle vorgesehene A-Lager nicht mehr die gesamten Verzahnungskräfte abstützt, sondern diese sich auf der Rotorwelle gleichmäßig verteilen.
  • Des Weiteren ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung besonders vorteilhaft zur Vermeidung momentenabhängiger Schiefstellung aufgrund einer Durchbiegung der Rotorwelle durch die auftretenden Verzahnungskräfte. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung können momentenabhängige Schiefstellungen der Verzahnung vermieden werden, was die Verzahnungsauslegung hinsichtlich des NVH-Verhaltens und der Tragfähigkeit verbessert. Des Weiteren kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung eine verbesserte Schmierstoffversorgung der Dichtung, insbesondere ausgebildet als Radialwellendichtring, erreicht werden.
  • Alles in allem kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ein erheblich kompakteres Design eines elektrischen Antriebs dargestellt werden. Hinsichtlich der Montage ergeben sich Vereinfachungen dahingehend, dass der insbesondere als Radialwellendichtring ausgebildete Dichtring nur noch über die Ritzelverzahnung und nicht mehr über das Lager geführt werden muss, was eine Flexibilität in der Dimensionierung des auf der Abtriebsseite vorgesehenen getriebeseitigen A-Lagers ermöglicht. Es ergibt sich eine erheblich verbesserte Biegelinie, da weniger momentenabhängige Schiefstellungsimpulse in der Verzahnung auftreten. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann eine erhebliche Flexibilität hinsichtlich der Abstützung auftretender Axialkräfte je nach Steifigkeit und Anbindung am Fahrzeug erreicht werden.
  • Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung besteht nun eine größere Flexibilität hinsichtlich der Auslegung des Innendurchmessers am Innenring des A-Lagers an der ersten Lagerstelle sowie die Möglichkeit einer Reduktion des Dichtungsdurchmessers, was Kosten, Bauraum und Effizienzpotentiale darstellt. Hinsichtlich des Bearbeitungsverfahrens der Verzahnung besteht nun eine größere Auswahlmöglichkeit. Zudem kann das an der ersten Lagerstelle vorgesehene A-Lager axial direkt an einer Stirnseite der Verzahnung des Ritzels abgestützt werden. Die auftretenden Kräfte der Verzahnung verteilen sich entsprechend des Axial-Abstands gleichmäßiger auf das A-Lager an der ersten Lagerstelle und das B-Lager an der weiteren, zweiten Lagerstelle. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird insbesondere die Wellendurchbiegung der Rotorwelle im Bereich der Verzahnung reduziert, ferner kann die Schmierstoffversorgung des A-Lagers und der Dichtung unabhängig realisiert werden.
  • Zudem kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung in vorteilhafter Weise eine Parksperrenfunktionalität auf der Rotorwelle integriert werden.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist in der Montage des elektrischen Antriebs zu erblicken. Da die beiden Lager nun an den äußersten Stellen der Wellen positioniert sind, werden die Lagerstellen beim Fügen der Welle in das Gehäuse beziehungsweise im Aufsetzen des Gehäusedeckels schnell zur Führung der Welle beziehungsweise des Gehäuses genutzt, so dass eine Beschädigung, zum Beispiel der Zahnräder, vermieden werden kann. Dies gilt auch für den Fall der Demontage der erwähnten Komponenten im Servicefall.
  • Figurenliste
  • Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Antriebs mit Leistungselektronik, elektrischer Maschine, elektrischen Anschlüssen und Getriebe,
    • 2 eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs,
    • 3 eine zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs mit auf der Rotorwelle aufgenommenem Dichtring, und
    • 4 eine weitere dritte Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs mit auf der Rotorwelle zusätzlich aufgenommener Parksperrenanordnung.
  • 1 zeigt einen elektrischen Antrieb 10 mit einer Leistungselektronik 12 und einem seitlich angeflanschten Getriebe 14. Der elektrische Antrieb 10 umfasst darüber hinaus eine elektrische Maschine 16, wie in 1 perspektivisch dargestellt.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 2 zeigt eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebs 10.
  • Wie der Darstellung gemäß 2 entnommen werden kann, ist eine Rotorwelle 20 - hier als einteiliger Aufbau 40 ausgeführt - in einem A-Lager 28 und einem B-Lager 30 drehbar gelagert. Im Unterschied zur Darstellung gemäß 2 ist in 3 das A-Lager 28 am Ende der Rotorwelle 20 mit seinem Innenring 60 gelagert. Mithin sind sämtliche Komponenten der Rotorwelle 20, nämlich ein Ritzel 24 sowie Rotoraktivteile 22, innerhalb eines Axial-Abstands 54 zwischen dem A-Lager 28 und dem B-Lager 30 aufgenommen. Bei dem auf dem Umfang der Rotorwelle 20 angeordneten Ritzel 24 kann es sich sowohl um ein in das Material der Rotorwelle 20 integriertes Ritzel 34, als auch um ein separates, auf dem Umfang der Rotorwelle 20 montiertes, Ritzelbauteil 36 handeln. Das separate Ritzelbauteil 36 kann auf dem Umfang der Rotorwelle 20 entweder kraftschlüssig, formschlüssig oder auch stoffschlüssig befestigt bzw. gefügt werden.
  • Sowohl das A-Lager 28 wie auch das B-Lager 30 der Rotorwelle 20 sind in dem Gehäuse 58 drehbar gelagert.
  • Aus 2 ist zudem entnehmbar, dass das A-Lager 28 sowie das B-Lager 30 in der ersten Ausführungsvariante gemäß 3 als Wälzlager ausgeführt sind, und jeweils einen Innenring 60 sowie einen diesen umschließenden Außenring 62 aufweisen, wobei der Außenring 62 im Gehäuse 58 gelagert ist, und der Wälzkörper in der ersten Ausführungsvariante gemäß 2 kugelförmig ausgeführt ist.
  • 3 zeigt eine weitere, zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs 10.
  • Gemäß dieser Ausführungsvariante sind innerhalb des Axial-Abstands 54 zwischen dem A-Lager 28 und dem B-Lager 30 zusätzlich zum Ritzel 24 und den Rotoraktivteilen 22 weitere Komponenten, insbesondere ein Dichtring 32 in Gestalt eines Radialwellendichtrings , angeordnet. Dieser trennt gegebenenfalls einen trockenen Bereich der elektrischen Maschine 16, d. h. in der Regel den Teil der Rotorwelle 20, der die Rotoraktivteile 22 trägt, von einem nass laufenden Bereich, d. h. der Verzahnung des Getriebes 14, voneinander.
  • Auch in der Ausführungsvariante gemäß 3 weist die Rotorwelle 20 einen einteiligen Aufbau 40 auf.
  • In den beiden Ausführungsvarianten des elektrischen Antriebs 10 gemäß der 2 und 3 ist die Rotorwelle 20 in einteiligem Aufbau 40 dargestellt. Es besteht alternativ auch die Möglichkeit, die Rotorwelle 20 als mehrteiligen Aufbau 42 zu gestalten.
  • Ein mehrteiliger Aufbau 42 ist beispielsweise dadurch gegeben, dass alternativ zum Aufbau der Rotorwelle 20 aus einem Rohteil verschiedene Segmente - zwei-, drei- oder mehrteilig - miteinander verschweißt werden. Im Endzustand bieten die miteinander stoffschlüssig gefügten, beispielsweise miteinander verschweißten Segmente ein Bauteil. Zum stoffschlüssigen Fügen kommen beispielsweise Fügeverfahren wie KE-Schweißen, Laserschweißen, ein Aufpressen des Ritzels 24 oder beispielsweise eine Steckverzahnung in Frage.
  • Ein mehrteiliger Aufbau 42 kann auch derart ausgebildet sein, dass eine Hohlwelle an einem Ende oder beiden Enden verschlossen ausgebildet ist. Bei der Herstellung kann dabei vereinfacht ein Rohr mit einer gewünschten Kontur mit massiven Zylindern verschlossen werden, so zum Beispiel durch einen Pressverband durch Umformen oder auch durch stoffschlüssiges Verbinden wie insbesondere Schweißen.
  • In der Darstellung gemäß 4 ist eine weitere, dritte Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs 10 widergegeben. In dieser dritten Ausführungsvariante des elektrischen Antriebs 10 ist innerhalb des Axial-Abstands 54 zusätzlich, neben dem Ritzel 24 und den Rotoraktivteilen 22 und dem Radialwellendichtring 32, eine Parksperrenanordnung 44 dargestellt. Die Parksperrenanordnung 44 umfasst zumindest ein Parksperrenrad 46, welches auf einem Sitz 48 am Umfang der Rotorwelle 20 drehfest gelagert ist. Der Sitz 48 kann als Presssitz oder auch als stoffschlüssige Verbindung ausgeführt sein, so dass in jedem Fall eine Drehmomentübertragung zwischen dem Parksperrenrad 46 der Parksperrenanordnung 44 und der Rotorwelle 20 des elektrischen Antriebs 10 stattfindet.
  • In der dritten Ausführungsvariante, die in 4 dargestellt ist, wird der Axial-Abstand 54 zur Gänze als Montageraum 56 genutzt, innerhalb dessen sämtliche Komponenten auf der Rotorwelle 20 aufgenommen sind.
  • In den Ausführungsvarianten gemäß der vorstehend beschriebenen 2, 3 und 4 stellt das als Wälzlager ausgebildete A-Lager 28 eine erste Lagerstelle 50 dar; das B-Lager 30, ebenfalls ausgeführt als Wälzlager, stellt eine zweite Lagerstelle 52 der Rotorwelle 20 in einem hier nicht näher dargestellten, sondern nur angedeuteten Gehäuse 58 dar.
  • Wie vorstehend anhand der drei Ausführungsvarianten des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs 10 in den 2, 3 und 4 erläutert, kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung eine kompakte Bauweise des elektrischen Antriebs 10 erreicht werden. Die einzelnen innerhalb des Axial-Abstands 54 einzuhaltenden Abstände zwischen den einzelnen Komponenten Ritzel 24, Radialwellendichtring 32, Parksperrenrad 46 und Rotoraktivteilen 22 können in optimaler Weise verringert werden, so dass der Axial-Abstand 54 auf ein unabwendbares Maß minimiert werden kann. Dadurch ergibt sich eine verkürzte Baulänge der Rotorwelle 20. Aufgrund der Anordnung des Ritzels 24 innerhalb des durch den Axial-Abstand 54 gegebenen Montageraums 56, ist lediglich der Radialwellendichtring 32 hinsichtlich seines Innendurchmessers von der Verzahnung des Ritzels 24 abhängig. Der Innendurchmesser des Innenrings 60 des A-Lagers 28 ist nunmehr unabhängig vom Durchmesser des Kopfkreises der Verzahnung des Ritzels 24, was eine kleinere Dimensionierung des A-Lagers 28 zur Folge hat. Aufgrund der Auslegung der Rotorwelle 20 gemäß den Ausführungsvarianten, wie sie in den 2, 3 und 4 dargestellt sind, ergibt sich eine erheblich verbesserte Biegelinie der Rotorwelle 20, da eine weniger momentenabhängige Schiefstellung in der Verzahnung des Ritzels 24 erreicht werden kann. Aufgrund der Optimierung der Biegelinie durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird die Laufruhe, sowie insbesondere das NVH-Verhalten der Rotorwelle 20 erheblich verbessert. Hinsichtlich der Ausbildung der Verzahnung am Ritzel 24 besteht eine freie Auswahl hinsichtlich des Bearbeitungsverfahrens. Zudem kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung das A-Lager 28 mit seinem Innenring 60 in vorteilhafter Weise an einer Anlagefläche 38 der Verzahnung des Ritzels 24 abgestützt werden. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung können die an der Verzahnung des Ritzels 24 angreifenden Verzahnungskräfte auf beide Lagerstellen 50 bzw. 52 verbessert verteilt werden. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ergibt sich die Möglichkeit, Fräserausläufe oder Verzahnungswerkzeugausläufe einzusparen, die im Vergleich zur Lösung gemäß 2 andernfalls den Axial-Abstand 54 unnötigerweise vergrößern und damit zu einer Verlängerung der Rotorwelle 20 als Bauteil führen würden. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann dieser Nachteil minimiert oder ganz vermieden werden.
  • Des Weiteren ist hervorzuheben, dass durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung eine Parksperrenanordnung 44 in vorteilhafter Weise an der Rotorwelle 20 implementiert werden kann, wodurch auch eine „Disconnect-Funktionalität“ implementiert werden kann.
  • Durch eine „Disconnect-Funktionalität“ kann beispielsweise die elektrische Maschine 16 vom Getriebe 14 oder Teilen des Getriebes 14 abgekuppelt werden, so dass sich bei rollendem Fahrzeug lediglich das Getriebe 14, bzw. einzelne Stufen des Getriebes 14, mitdrehen. In diesem Fall dreht die elektrische Maschine 16 nicht mit. Eine dazu vorgesehene Abkuppeleinheit, beispielsweise in Gestalt einer Klauenkupplung, kann ebenfalls auf der Rotorwelle 20 angeordnet sein. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Abkuppeleinheit auch auf einer Zwischenwelle des Getriebes 14 oder am bzw. im Differenzialteil zu positionieren. Werden in einem E-Achsen-Modul sowohl Parksperre als auch Disconnect-Funktionalität verwirklicht, kann der dabei verwendete Aktuator, beispielsweise ein BC-Motor so angeordnet werden, dass er zum Beispiel in Drehrichtung nach rechts die Parksperre betätigt und in Drehrichtung nach links ab einer gewissen Stellung die Disconnect-Einheit betätigt.
  • Alternativ kann sowohl die „Disconnect-Funktionalität“ als auch die Parksperrenfunktionalität mit einem Aktuator über zum Beispiel eine Schaltwalze betätigt werden, die durch unterschiedliche Nuten beispielsweise gezielt eine rotatorische in eine translatorische Bewegung umwandelt.
  • Der erfindungsgemäß vorgeschlagene elektrische Antrieb 10, wie er anhand der Ausführungsvarianten gemäß der 2, 3 und 4 oben stehend beschrieben wurde, ist hinsichtlich seiner Verwendungen einerseits in einem elektrischen Antriebsstrang eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs einsetzbar; eine weitere Verwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs 10, gemäß seiner vorstehend skizzierten Ausführungsvarianten, kann in einem E-Achsen-Modul eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs Verwendung finden, sei es als Vorderachsantrieb, sei es als Hinterradantrieb.
  • Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
  • 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
    • DE 102012210682 A1 [0002]
    • DE 102012203809 A1 [0003]

Claims (11)

  1. Elektrischer Antrieb (10) mit einer elektrischen Maschine (16), die eine Rotorwelle (20) umfasst, die an einer ersten Lagerstelle (50) und an einer zweiten Lagerstelle (52) in einem Gehäuse (58) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines Axial-Abstands (54) zwischen den beiden Lagerstellen (50, 52) ein Ritzel (24) unmittelbar durch eine der beiden Lagerstellen (50, 52) im Gehäuse (58) auf einer Abtriebsseite (26) der Rotorwelle (20) abgestützt ist.
  2. Elektrischer Antrieb (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Axial-Abstands (54) ein Dichtring(32) und/ oder eine Parksperrenanordnung (44) aufgenommen sind.
  3. Elektrischer Antrieb (10) gemäß den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel (24) ein in die Rotorwelle (20) integriertes Ritzel (34) oder ein separates Ritzelbauteil (36) ist, welches mit der Rotorwelle (20) formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig gefügt ist.
  4. Elektrischer Antrieb (10) gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (20) einen einteiligen Aufbau (40) aufweist, oder als mehrteiliger Aufbau (42) realisiert ist.
  5. Elektrischer Antrieb (10) gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lagerstelle (50) ein A-Lager (28) umfasst, dessen Innenring (60) an einer Anlagefläche (38) einer Verzahnung des Ritzels (24) anliegt.
  6. Elektrischer Antrieb (10) gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (32) als Radialwellendichtring ausgeführt ist.
  7. Elektrischer Antrieb (10) gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperrenanordnung (44) ein Parksperrenrad (46) umfasst, welches auf dem Umfang der Rotorwelle (20) kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig aufgenommen ist.
  8. Elektrischer Antrieb (10) gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperrenanordnung (44) auf der Rotorwelle (20) zwischen den Dichtringen (32) und dem Rotoraktivteil (22) angeordnet ist.
  9. Elektrischer Antrieb (10) gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Lagerstelle (50) und der zweiten Lagerstelle (52) als Wälzlager ausgeführte A-Lager (28) und B-Lager (30) angeordnet sind, und die als angestellte Lagerung in einem Anstellwinkel zwischen 0° bis 45°, bevorzugt zwischen 10° und 20° angeordnet, oder als eine Fest-Los-Lagerung ausgestaltet sind.
  10. Elektrischer Antrieb (10) gemäß den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperrenanordnung (44) auf der Rotorwelle (20) eine Disconnect-Funktionalität in Bezug auf eine Zwischen-/ oder Ausgangswelle umfasst.
  11. Verwendung des elektrischen Antriebs (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche im Antriebsstrang eines elektrischen Fahrzeugs, oder innerhalb eines E-Achsen-Moduls eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
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