DE102021122042A1

DE102021122042A1 - Drive axle for a motor vehicle and motor vehicle with such a drive axle

Info

Publication number: DE102021122042A1
Application number: DE102021122042.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Staake; Georg Johann Meingaßner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-08-26
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2023-03-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsachse (1) sowie ein mit der Antriebsachse (1) ausgerüstetes Kraftfahrzeug. Die Antriebsachse (1) umfasst eine elektrische Antriebsmaschine (2), die eine Rotorwelle (6) mit einem ersten Ende (7) und einem zweiten Ende (8) aufweist; eine erste Übersetzungseinrichtung (9), die ein erstes Übersetzungsantriebselement (11) aufweist, das mit dem ersten Ende (7) der Rotorwelle (6) drehfest verbunden ist; eine Drehzahlausgleichseinrichtung (14) mit einem Antriebselement (15) und einem Abtriebselement (16), wobei das Antriebselement (15) und das zweite Ende (8) der Rotorwelle (6) drehfest miteinander verbunden sind; sowie eine zweite Übersetzungseinrichtung (10), die ein zweites Übersetzungsantriebselement (17) aufweist, das mit dem Abtriebselement (16) der Drehzahlausgleichseinrichtung (14) drehfest verbunden ist. Die Drehzahlausgleichseinrichtung (14) weist eine Reibelementkupplung (20) auf, mittels derer unter einem Verstellen eines Kupplungsschlupfes der Reibelementkupplung (20) ein Drehzahlübersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebselement (15) und dem Abtriebselement (16) der Drehzahlausgleichseinrichtung (14) stufenlos einstellbar ist.The invention relates to a drive axle (1) and a motor vehicle equipped with the drive axle (1). The drive axle (1) comprises an electric drive machine (2) having a rotor shaft (6) with a first end (7) and a second end (8); a first transmission device (9) having a first transmission drive element (11) which is non-rotatably connected to the first end (7) of the rotor shaft (6); a speed compensating device (14) with a drive element (15) and a driven element (16), the drive element (15) and the second end (8) of the rotor shaft (6) being non-rotatably connected to one another; and a second transmission device (10) which has a second transmission drive element (17) which is non-rotatably connected to the output element (16) of the speed compensation device (14). The speed compensating device (14) has a friction element clutch (20), by means of which a speed transmission ratio between the drive element (15) and the driven element (16) of the speed compensating device (14) can be continuously adjusted by adjusting a clutch slip of the friction element clutch (20).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug, das zumindest teilweise elektrisch antreibbar bzw. fortbewegbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Antriebsachse.The present invention relates to a drive axle for a motor vehicle which can be driven or moved at least partially electrically. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such a drive axle.

Aus dem Fahrzeugbau, insbesondere Serienfahrzeugbau, ist es bekannt, eine Drehzahlausgleichsfunktion bzw. Differenzialfunktion zwischen zwei an einer gemeinsamen Achse montierten Rädern des Kraftfahrzeugs mittels eines Differenzialgetriebes auszugleichen, wobei ein solches Differenzialgetriebe zum Beispiel als ein Kegelraddifferenzial, ein Stirnraddifferenzial oder ein Kronenraddifferenzial - also als ein Zahnradgetriebe - ausgebildet sein kann. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Räder der Antriebsachse mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden, indem je Rad ein separater Elektromotor zum Einsatz kommt. Darüber hinaus ist es bekannt, eine Drehzahlausgleichsfunktion zwischen den Rädern der Antriebsachse zu realisieren, indem die Antriebsachse je Rad eine Kupplung, also insgesamt zumindest zwei Kupplungen, aufweist.It is known from vehicle construction, in particular series vehicle construction, to compensate for a speed compensation function or differential function between two wheels of the motor vehicle mounted on a common axle by means of a differential gear, with such a differential gear being used, for example, as a bevel gear differential, a spur gear differential or a crown gear differential - i.e. as a Gear transmission - can be formed. Provision can also be made for the wheels of the drive axle to be driven at different speeds by using a separate electric motor for each wheel. In addition, it is known to implement a speed compensation function between the wheels of the drive axle in that the drive axle has a clutch for each wheel, ie a total of at least two clutches.

Aus der DE 10 2008 026 662 A1 und aus der DE 10 2008 037 886 B4 sind jeweils Kupplungseinrichtungen bekannt, die zum Drehzahlausgleich zwischen einer ersten Antriebsachse und einer zweiten Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Dabei kommt aber zum Drehzahlausgleich zwischen den Rädern der Antriebsachse zusätzlich ein herkömmliches Differenzialelement zum Einsatz. Die herkömmlichen Möglichkeiten zum Bereitstellen einer Drehzahlausgleichsfunktion zwischen den Rädern einer gemeinsamen Antriebsachse sind zum einen besonders aufwendig im Aufbau und zum anderen besonders masseintensiv.From the DE 10 2008 026 662 A1 and from the DE 10 2008 037 886 B4 each coupling devices are known, which are used to equalize the speed between a first drive axle and a second drive axle of a motor vehicle. However, a conventional differential element is also used to equalize the speed between the wheels of the drive axle. The conventional options for providing a speed equalization function between the wheels of a common drive axle are, on the one hand, particularly complex in terms of structure and, on the other hand, are particularly bulky.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine besonders einfache und besonders effiziente Möglichkeit zum Ausgleichen einer Drehzahl zwischen zwei Rädern einer gemeinsamen Antriebsachse bereitzustellen.It is the object of the invention to provide a particularly simple and particularly efficient way of equalizing a speed between two wheels of a common drive axle.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Figur offenbart.This object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Further possible configurations of the invention are disclosed in the dependent claims, the description and the figure.

Erfindungsgemäß wird eine Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Die Antriebsachse weist eine elektrische Antriebsmaschine auf, die eine Rotorwelle mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende aufweist. Ist die Antriebsachse bestimmungsgemäß in das Kraftfahrzeug eingebaut, bildet die elektrische Antriebsmaschine der Antriebsachse einen Traktionsmotor für das Kraftfahrzeug bzw. des Kraftfahrzeugs. Das bedeutet, dass es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein zumindest teilweise elektrisch antreibbares bzw. fortbewegbares Kraftfahrzeug handelt, beispielsweise um ein Hybrid-Kraftfahrzeug oder um ein rein elektrisch antreibbares bzw. rein elektrisch fortbewegbares Kraftfahrzeug („Elektro-Kraftfahrzeug“). Dabei kann die Antriebsachse des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs eine erste Achse, beispielsweise eine Vorderachse, des Kraftfahrzeugs sein. Ferner ist es denkbar, dass die Antriebsachse eine zweite Achse, beispielsweise eine Hinterachse, des Kraftfahrzeugs ist. Ferner ist es denkbar, dass das elektrisch antreibbare Kraftfahrzeug zwei erfindungsgemäße Antriebsachsen aufweist, was bedeutet, dass sowohl die erste Achse des Kraftfahrzeugs als auch die zweite Achse des Kraftfahrzeugs durch eine jeweilige erfindungsgemäße Antriebsachse gebildet ist.According to the invention, a drive axle for a motor vehicle is proposed. The drive axle has an electric drive machine that has a rotor shaft with a first end and a second end. If the drive axle is installed in the motor vehicle as intended, the electric drive machine of the drive axle forms a traction motor for the motor vehicle or the motor vehicle. This means that the motor vehicle is a motor vehicle that can be driven or moved at least partially electrically, for example a hybrid motor vehicle or a motor vehicle that can be driven or moved purely electrically (“electric motor vehicle”). The drive axle of the electrically drivable motor vehicle can be a first axle, for example a front axle, of the motor vehicle. It is also conceivable that the drive axle is a second axle, for example a rear axle, of the motor vehicle. It is also conceivable that the electrically drivable motor vehicle has two drive axles according to the invention, which means that both the first axle of the motor vehicle and the second axle of the motor vehicle are formed by a respective drive axle according to the invention.

Die Antriebsachse weist weiter eine erste radnahe Übersetzungseinrichtung auf, die ein erstes Übersetzungsantriebselement (etwa ein Übersetzungsantriebszahnrad, eine Übersetzungsantriebswelle etc.) aufweist, das - insbesondere direkt - mit dem ersten Ende der Rotorwelle drehfest verbunden ist. Ferner weist die Antriebsachse eine Drehzahlausgleichseinrichtung auf, die ein Antriebselement, beispielsweise eine Antriebswelle, ein Antriebszahnrad etc., und ein Abtriebselement, beispielsweise eine Abtriebswelle, ein Abtriebszahnrad etc., umfasst. Dabei sind das Antriebselement und das zweite Ende der Rotorwelle drehfest miteinander verbunden, etwa indem die Antriebswelle und das zweite Rotorwellenende in axialer Richtung kraft-, form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind oder indem das Antriebszahnrad und ein an dem zweiten Rotorwellenende angeordneter Zahnkranz miteinander kämmen. Überdies weist die Antriebsachse eine zweite radnahe Übersetzungseinrichtung auf, die ein zweites Übersetzungsantriebselement aufweist, das mit dem Abtriebselement der Drehzahlausgleichseinrichtung drehfest verbunden ist.The drive axle also has a first transmission device close to the wheel, which has a first transmission drive element (such as a transmission drive gear, a transmission drive shaft, etc.) that is non-rotatably connected to the first end of the rotor shaft, in particular directly. Furthermore, the drive axle has a speed compensating device, which includes a drive element, for example a drive shaft, a drive gear, etc., and a driven element, for example a driven shaft, a driven gear, etc. The drive element and the second end of the rotor shaft are connected to one another in a rotationally fixed manner, for example in that the drive shaft and the second end of the rotor shaft are connected to one another in a non-positive, positive and/or material connection in the axial direction or in that the drive gear wheel and a ring gear arranged on the second end of the rotor shaft are connected to one another comb. In addition, the drive axle has a second transmission device close to the wheel, which has a second transmission drive element that is non-rotatably connected to the output element of the speed compensation device.

Generell ist hierin unter „drehfest miteinander verbunden“ zu verstehen, dass eine freie Relativdrehung zwischen einem ersten Element und einem zweiten Element der Antriebsachse, die drehfest miteinander verbunden sind, gesperrt ist. Wird also im Betrieb der Antriebsachse eines der Elemente festgehalten, etwa gegen ein Drehen/Rotieren gesperrt (beispielsweise mittels einer Bremse, einer Kupplung etc.), ist das drehfest damit verbundene Element ebenfalls gegen ein Drehen gesperrt. Dennoch ist hierin eine Relativdrehung zwischen den Elementen, die als drehfest miteinander verbunden beschrieben werden, in einem Betrieb der Antriebsachse freigegeben, wenn zwischen den Elementen eine Unter- oder Übersetzung eingesetzt ist. Dementsprechend kann sich im Betrieb eines der Elemente schneller oder langsamer drehen als das damit drehfest verbundene Element. Hierzu sind entsprechende Wellen der Elemente kraft-, form- und/oder stoffschlüssig aneinander in axialer Richtung befestigt, kämmen entsprechende Zahnräder der Elemente direkt oder mittels eines weiteren Getriebeelements (Zahnrad, Zugmittel etc.) miteinander etc.In general, “rotatably connected” herein means that free relative rotation between a first element and a second element of the drive axle, which are rotationally connected to one another, is blocked. If one of the elements is held in place during operation of the drive axle, for example locked against turning/rotating (for example by means of a brake, a clutch, etc.), the element connected to it in a rotationally fixed manner is also locked against turning. Nevertheless, relative rotation between the elements, which are described as being non-rotatably connected to one another, is permitted herein in operation of the drive axle when a reduction or transmission ratio is used between the elements. Accordingly, one of the elements may become faster in operation or rotate slower than the element non-rotatably connected thereto. For this purpose, corresponding shafts of the elements are fastened to one another in the axial direction with a non-positive, positive and/or material connection, corresponding gearwheels of the elements mesh with one another directly or by means of a further transmission element (gearwheel, traction mechanism, etc.), etc.

Bei der jeweiligen radnahen Übersetzungseinrichtung handelt es sich um eine sogenannte letzte Übersetzung der Antriebsachse, was bedeutet, dass zwischen einem jeweiligen Übersetzungsabtriebselement (etwa einem Übersetzungsabtriebszahnrad, einer Übersetzungsabtriebswelle etc.) der jeweiligen Übersetzungseinrichtung und einer Radnabe, an welcher Räder der Antriebsachse montiert oder montierbar sind, keine mechanische Untersetzung oder Übersetzung stattfindet. Die jeweilige radnahe Übersetzungseinrichtung kann auch als „Final Drive“ bezeichnet werden.The respective translation device close to the wheel is a so-called final translation of the drive axle, which means that between a respective translation output element (e.g. a translation output gear, a translation output shaft, etc.) of the respective translation device and a wheel hub on which wheels of the drive axle are mounted or can be mounted , no mechanical reduction or translation takes place. The respective translation device close to the wheel can also be referred to as a "final drive".

Durch die Drehzahlausgleichseinrichtung der Antriebsachse ist ein Drehzahlausgleich zwischen Radnaben bzw. Rädern der Antriebsachse ermöglicht, beispielsweise wenn das mit der Antriebsachse oder den Antriebsachsen ausgerüstete Kraftfahrzeug eine Kurve durchfährt. Denn bei Kurvenfahrt ergeben sich unterschiedliche Drehzahlen zwischen einem kurveninneren und einem kurvenäußeren der Räder. Hierzu weist die Drehzahlausgleichseinrichtung eine Reibelementkupplung auf, mittels derer unter einem Verstellen eines Kupplungsschlupfes der Reibelementkupplung ein Drehzahlübersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebselement der Drehzahlausgleichseinrichtung und dem Abtriebselement der Drehzahlausgleichseinrichtung stufenlos einstellbar ist. Mit anderen Worten weist die Drehzahlausgleichseinrichtung einer Kupplungseinheit auf, die als die Reibelementkupplung, etwa als eine Reibscheibenkupplung, ausgebildet ist. Infolgedessen weist die Kupplungseinheit zwei oder mehr reibschlüssig zusammenwirkende oder in Zusammenwirkung bringbare Kupplungselemente, beispielsweise Reibscheiben, auf. Beispielsweise kann es sich bei der Kupplungseinheit um eine Lamellenkupplung mit mehreren Reibscheiben handeln. Durch die Reibelementkupplung bzw. die Kupplungseinheit ist eine besonders einfache und günstige Möglichkeit geschaffen, einen Drehzahlausgleich zwischen den Rädern der Antriebsachse auszuführen, wobei die Drehzahlausgleichseinrichtung, das heißt die Reibelementkupplung, im Gegensatz zu einem herkömmlichen Differenzial, etwa einem Kegelraddifferenzial, einem Stirnraddifferenzial, einem Kronenraddifferenzial etc., besonders einfach im Aufbau ist. Dies ist ökonomisch und ökologisch günstig, da zum einen zur Herstellung der Drehzahlausgleichseinrichtung und infolgedessen der Antriebsachse besonders wenig Rohstoff benötigt wird und zum anderen die Antriebsachse und infolgedessen das mit der Antriebsachse ausgerüstete Kraftfahrzeug besonders masseeffizient ausgebildet ist. Hierdurch ist das mit der Antriebsachse ausgerüstete Kraftfahrzeug besonders kraftstoff- bzw. energieeffizient und/oder emissionsarm betreibbar.The speed equalization device of the drive axle enables speed equalization between wheel hubs or wheels of the drive axle, for example when the motor vehicle equipped with the drive axle or axles is driving through a curve. When cornering, there are different speeds between the wheels on the inside of the curve and those on the outside of the curve. For this purpose, the speed compensating device has a friction element clutch, by means of which a speed transmission ratio between the drive element of the speed compensating device and the driven element of the speed compensating device can be continuously adjusted by adjusting a clutch slip of the friction element clutch. In other words, the speed compensating device has a clutch unit that is designed as the friction element clutch, for example as a friction disk clutch. Consequently, the clutch unit has two or more frictionally cooperating or can be brought into cooperating clutch elements, for example friction disks. For example, the clutch unit can be a multi-plate clutch with multiple friction disks. The friction element clutch or the clutch unit provides a particularly simple and inexpensive way of equalizing the speed between the wheels of the drive axle, with the speed equalization device, i.e. the friction element clutch, in contrast to a conventional differential, such as a bevel gear differential, a spur gear differential, a crown gear differential etc., is particularly simple in construction. This is economical and ecologically favorable, since on the one hand very little raw material is required to produce the speed compensation device and consequently the drive axle and on the other hand the drive axle and consequently the motor vehicle equipped with the drive axle is designed to be particularly mass-efficient. As a result, the motor vehicle equipped with the drive axle can be operated in a particularly fuel- or energy-efficient manner and/or with low emissions.

In weiterer Ausgestaltung der Antriebsachse ist vorgesehen, dass die Drehzahlausgleichseinrichtung frei von einem Zahnradgetriebe ist. Mit anderen Worten ist die Drehzahlausgleichseinrichtung, und insbesondere die Antriebsachse, frei von zum Drehzahlausgleich ineinander kämmenden Kegelrädern, Stirnrädern, Kronenrädern, etc. Hierdurch ist einem Gedanken an eine besonders leichte und besonders kompakte Drehzahlausgleichseinrichtung in besonderem Maße Rechnung getragen. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass die Antriebsachse und/oder die Drehzahlausgleichseinrichtung für andere Aufgaben bzw. Funktionen der Antriebsachse oder der Drehzahlausgleichseinrichtung ein Zahnradgetriebe aufweist.In a further refinement of the drive axle, it is provided that the speed compensation device does not have a toothed gear. In other words, the speed compensating device, and in particular the drive axle, is free of meshing bevel gears, spur gears, crown gears, etc. for speed compensation. However, it is not excluded that the drive axle and/or the speed equalization device has a toothed gear for other tasks or functions of the drive axle or the speed equalization device.

Die Drehzahlausgleichseinrichtung und infolgedessen die Antriebsachse kann noch leichter ausgebildet werden, wenn - wie in Weiterbildung der Antriebsachse vorgesehen - die Drehzahlausgleichseinrichtung zum Einstellen des Drehzahlübersetzungsverhältnisses genau eine Reibelementkupplung aufweist. Hierdurch ist nicht ausgeschlossen, dass die Antriebsachse und/oder die Drehzahlausgleichseinrichtung für andere Aufgaben bzw. Funktionen der Antriebsachse oder der Drehzahlausgleichseinrichtung eine weitere Reibelementkupplung aufweist.The speed compensating device and consequently the drive axle can be made even lighter if—as provided in a further development of the drive axle—the speed compensating device has exactly one friction element clutch for setting the speed transmission ratio. This does not preclude the drive axle and/or the speed compensation device from having an additional friction element clutch for other tasks or functions of the drive axle or the speed compensation device.

In weiterer Ausgestaltung der Antriebsachse weist die Drehzahlausgleichseinrichtung eine Spanneinheit auf, mittels derer Reibelemente der Reibelementkupplung, beispielsweise die Reibscheiben, mit einer vorgegebenen Spannkraft zueinander hin gespannt sind oder werden. Dabei kann die Spanneinheit derart ausgebildet sein, dass die Spannkraft eine lineare oder nichtlineare, etwa progressive und/oder degressive Charakteristik aufweist. Die Spanneinheit weist beispielsweise eine Federeinrichtung auf, mittels derer die Reibelemente zueinander hin- oder aneinandergespannt sind. Hierbei kann die Spannkraft proportional zu einer Auslenkung (Dehnung, Kompression) der Federeinrichtung oder nichtproportional zur Auslenkung der Federeinrichtung verlaufen. Durch diese vorgegebene oder vorgebbare Spannkraft beginnt im Betrieb der Antriebsachse, insbesondere der Drehzahlausgleichseinrichtung, die Reibelementkupplung zu rutschen, wenn aufgrund eines Drehzahlunterschieds zwischen den Rädern der Antriebsachse aufseiten des Antriebselements der Drehzahlausgleichseinrichtung eine andere Drehzahl und/oder ein anderes Drehmoment anliegt als aufseiten des Abtriebselements der Drehzahlausgleichseinrichtung. Dabei kann die Spannkraft derart vorgegeben sein, beispielsweise durch eine entsprechende Auswahl der Federeinrichtung, dass die Reibelementkupplung erst dann zu rutschen beginnt, wenn eine bestimmte Drehzahldifferenz und/oder eine bestimmte Momentdifferenz zwischen den Rädern der Antriebsachse vorliegt. Hierdurch ist die Drehzahlausgleichseinrichtung noch einfacher aufgebaut.In a further refinement of the drive axle, the speed compensating device has a clamping unit, by means of which friction elements of the friction element clutch, for example the friction disks, are or are being clamped towards one another with a predetermined clamping force. The clamping unit can be designed in such a way that the clamping force has a linear or non-linear, for example progressive and/or degressive, characteristic. The clamping unit has, for example, a spring device by means of which the friction elements are clamped towards or against one another. In this case, the clamping force can be proportional to a deflection (elongation, compression) of the spring device or non-proportional to the deflection of the spring device. Due to this predetermined or predeterminable clamping force, the friction element clutch begins to slip during operation of the drive axle, in particular the speed compensation device, if, due to a speed difference between the wheels of the drive axle, a different speed and/or a different torque is present on the drive element of the speed compensation device than on the output shaft ments of the speed compensation device. The tensioning force can be specified in such a way, for example by a corresponding selection of the spring device, that the friction element clutch only begins to slip when a specific speed difference and/or a specific torque difference between the wheels of the drive axle is present. As a result, the speed compensation device has an even simpler structure.

In einer alternativen Ausgestaltung der Antriebsachse weist die Drehzahlausgleichseinrichtung zum Einstellen des Kupplungsschlupfes der Reibelementkupplung und infolgedessen des Drehzahlübersetzungsverhältnisses eine oder mehr der folgenden Einstelleinheiten auf: eine hydraulische Einstelleinheit, eine elektromechanische Einstelleinheit, eine pneumatische Einstelleinheit. Ferner sind weitere/andere Einstelleinheiten denkbar, etwa elektronische, magnetische etc. Mittels der (jeweiligen) Einstelleinheit oder der Einstelleinheiten der Drehzahlausgleichseinrichtung ist die Spannkraft, mit der die Kupplungselemente bzw. Reibelemente zueinander hin gespannt sind, einstellbar. Indem die Spannkraft einstellbar, insbesondere regelbar ist, lässt sich die Drehzahlausgleichseinrichtung, insbesondere die Reibelementkupplung, besonders vielseitig bzw. flexibel einsetzen, beispielsweise angepasst an einen Reibwiderstandsbeiwert, der zwischen dem entsprechenden Rad der Antriebsachse und einem Untergrund herrscht, auf welchem das Rad und infolgedessen die Antriebsachse bzw. das Kraftfahrzeug aufgestellt ist.In an alternative configuration of the drive axle, the speed compensation device for setting the clutch slip of the friction element clutch and consequently the speed transmission ratio has one or more of the following setting units: a hydraulic setting unit, an electromechanical setting unit, a pneumatic setting unit. Further/other setting units are also conceivable, such as electronic, magnetic, etc. The clamping force with which the clutch elements or friction elements are clamped towards one another can be adjusted by means of the (respective) setting unit or the setting units of the speed compensation device. Since the clamping force is adjustable, in particular controllable, the speed compensation device, in particular the friction element clutch, can be used in a particularly versatile and flexible manner, for example adapted to a friction resistance coefficient that prevails between the corresponding wheel of the drive axle and a surface on which the wheel and consequently the Drive axle or the motor vehicle is set up.

In diesem Zusammenhang ist in weiterer Ausgestaltung der Antriebsachse vorgesehen, dass die Drehzahlausgleichseinrichtung zum Steuern der jeweiligen Einstelleinheit oder zum Steuern der Einstelleinheiten eine elektronische Steuereinheit aufweist, die zur Steuersignalübertragung kabellos und/oder kabelgebunden mit der Einstelleinheit oder den Einstelleinheiten verbunden oder verbindbar ist. Bei der Steuereinheit kann es sich zum Beispiel um ein Steuergerät der Antriebsachse und/oder des Kraftfahrzeugs handeln. Es ist beispielsweise denkbar, dass es sich bei der Steuereinheit um ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugsicherheitssystems handelt, beispielsweise um einen automatischen Blockierverhinderer, um ein elektronisches Stabilitätsprogramm, um eine Anti-Schlupf-Regelung etc. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die elektronische Steuereinheit, die zum Steuern der jeweiligen Einstelleinheit ausgebildet ist, eine Sensorik aufweist oder mit einer Sensorik verbunden oder verbindbar ist, wobei mittels der Sensorik im Betrieb der Antriebsachse bzw. des Kraftfahrzeugs wenigstens ein einen aktuellen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs charakterisierender Sensorwert bereitgestellt wird. Hierzu kann die Sensorik zum Beispiel Beschleunigungssensoren, Raddrehzahlsensoren, Geschwindigkeitssensoren, Temperatursensoren etc. aufweisen. Es ist dann denkbar, dass basierend auf den Sensorsignalen mittels der Steuereinheit die Einstelleinheit oder die Einstelleinheiten der Drehzahlausgleichseinrichtung bzw. der Reibelementkupplung gesteuert oder geregelt werden. Auf diese Weise ist ein besonders zuverlässiges Steuern der Einstelleinheit oder Einstelleinheiten ermöglicht, wobei insbesondere im Hinblick auf das Erfassen des aktuellen Fahrzustands des Kraftfahrzeugs mittels der Sensorik eine Verkehrssicherheit gesteigert werden kann.In this context, a further embodiment of the drive axle provides that the speed compensating device has an electronic control unit for controlling the respective setting unit or for controlling the setting units, which is or can be connected to the setting unit or the setting units wirelessly and/or by cable for control signal transmission. The control unit can be, for example, a control unit of the drive axle and/or of the motor vehicle. It is conceivable, for example, that the control unit is a control unit of a motor vehicle safety system, for example an automatic anti-lock device, an electronic stability program, an anti-slip control system, etc. It can also be provided that the electronic control unit, the is designed to control the respective adjustment unit, has a sensor system or is or can be connected to a sensor system, wherein at least one sensor value characterizing a current driving state of the motor vehicle is provided by means of the sensor system during operation of the drive axle or the motor vehicle. For this purpose, the sensor system can have acceleration sensors, wheel speed sensors, speed sensors, temperature sensors, etc., for example. It is then conceivable that, based on the sensor signals, the setting unit or the setting units of the speed compensation device or the friction element clutch can be controlled or regulated by means of the control unit. In this way, a particularly reliable control of the adjustment unit or adjustment units is made possible, with traffic safety being able to be increased in particular with regard to the detection of the current driving state of the motor vehicle by means of the sensor system.

Gemäß einer Weiterbildung der Antriebsachse ist vorgesehen, dass die jeweilige radnahe Übersetzungseinrichtung, das heißt das jeweilige Final Drive, eines oder mehr der folgenden Getriebe in einstufiger oder mehrstufiger Ausführung aufweist: ein Zugmittelgetriebe, ein Planetengetriebe, ein Stirnradgetriebe. Somit ist die Antriebsachse - je nach Getriebeart und/oder Ausführung - besonders vielseitig bzw. flexibel einsetzbar. Denn es ist insbesondere denkbar, dass die Antriebsachse in modularer Bauweise ausgeführt ist, wobei aus einem Getriebebaukasten das Zugmittelgetriebe, das Planetengetriebe und/oder das Stirnradgetriebe ausgewählt werden können/kann, wobei die Getriebe des Baukastens, das heißt das Zugmittelgetriebe, das Planetengetriebe und das Stirnradgetriebe, mit den Enden der Rotorwelle der elektrischen Antriebsmaschine und mit dem Abtriebselement der Drehzahlausgleichseinrichtung kompatibel sind. So lassen sich je nach Bedarf besonders einfach und/oder aufwandsarm unterschiedliche Antriebsachsen herstellen, die an unterschiedliche Anforderungen, wie Bauhöhe, Portalhöhe, Spurweite, Unter-/Übersetzung, Robustheit/Stabilität, zu erwartender Wartungsaufwand etc., angepasst sind.According to a development of the drive axle, it is provided that the respective transmission device close to the wheel, ie the respective final drive, has one or more of the following transmissions in a single-stage or multi-stage design: a traction drive, a planetary gear, a spur gear. Depending on the type of transmission and/or design, the drive axle can therefore be used in a particularly versatile and flexible manner. Because it is particularly conceivable that the drive axle has a modular design, with the traction mechanism, the planetary gear and/or the spur gear being able to be selected from a modular gearbox, with the gearboxes of the modular system, i.e. the traction mechanism, the planetary gearbox and the Spur gears, are compatible with the ends of the rotor shaft of the electric drive machine and with the output element of the speed compensation device. Depending on requirements, different drive axles can be produced particularly easily and/or with little effort, which are adapted to different requirements, such as overall height, portal height, track width, reduction/ratio, robustness/stability, expected maintenance effort, etc.

Einer weiteren Ausgestaltung der Antriebsachse zufolge weist die erste radnahe Übersetzungseinrichtung, das heißt das erste Final Drive, einen ersten Planetengetrieberadsatz auf, wobei die zweite radnahe Übersetzungseinrichtung, das heißt das zweite Final Drive, einen zweiten Planetengetrieberadsatz aufweist. Dabei ist das erste Ende der Rotorwelle der elektrischen Antriebsmaschine mit einem Sonnenrad oder einem Steg oder einem Hohlrad des ersten Planetengetrieberadsatzes drehfest verbunden. Dahingegen ist das Abtriebselement der Drehzahlausgleichseinrichtung mit einem Sonnenrad oder einem Steg oder einem Hohlrad des zweiten Planetengetrieberadsatzes drehfest verbunden. Wie bereits dargelegt, kann der jeweilige Planetengetrieberadsatz der radnahen Übersetzungseinrichtungen bzw. des Final Drives einstufig oder mehrstufig ausgeführt sein. Weiter ist in dieser Ausgestaltung vorgesehen, dass, wenn das erste Ende der Rotorwelle mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetrieberadsatzes drehfest verbunden ist, das Abtriebselement der Drehzahlausgleichseinrichtung mit dem Sonnenrad des zweiten Planetengetrieberadsatzes drehfest verbunden ist. In analoger Weise gilt, dass, wenn das erste Ende der Rotorwelle mit dem Steg bzw. Planetenträger des ersten Planetengetrieberadsatzes drehfest verbunden ist, das Abtriebselement der Drehzahlausgleichseinrichtung mit dem Steg bzw. Planetenträger des zweiten Planetengetrieberadsatzes drehfest verbunden ist. Ferner ist vorgesehen, dass, wenn das erste Ende der Rotorwelle mit dem Hohlrad des ersten Planetengetrieberadsatzes drehfest verbunden ist, das Abtriebselement der Drehzahlausgleichseinrichtung mit dem Hohlrad des zweiten Planetengetrieberadsatzes drehfest verbunden ist. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders kompakt ausgebildete Antriebsachse, insbesondere hinsichtlich einer axialen Erstreckung der Antriebsachse bzw. entlang Querachse oder Nickachse des Kraftfahrzeugs, das mit der Antriebsachse ausgerüstet ist. Je nach An-/Abtriebskonfiguration des jeweiligen Planetengetrieberadsatzes fungiert eines der Elemente (Sonnenrad, Planetenträger oder Hohlrad) des Planentengetrieberadsatzes als ein Festrad, das in Bezug zu einem Stator der elektrischen Antriebsmaschine, beispielsweise an einem Gehäuse der Antriebsachse drehfest befestigt.According to a further embodiment of the drive axle, the first transmission device close to the wheel, ie the first final drive, has a first planetary gear set, with the second transmission device close to the wheel, ie the second final drive, having a second planetary gear set. In this case, the first end of the rotor shaft of the electric drive machine is connected in a torque-proof manner to a sun gear or a carrier or a ring gear of the first planetary gear wheel set. In contrast, the output element of the speed compensation device is non-rotatably connected to a sun gear or a carrier or a ring gear of the second planetary gear wheel set. As already explained, the respective planetary gear wheel set of the transmission devices close to the wheel or of the final drive can be single-stage or multi-stage. It is further provided in this embodiment that, when the first end of the rotor shaft is non-rotatably connected to the sun gear of the first planetary gear wheel set, the output element the speed compensation device is non-rotatably connected to the sun gear of the second planetary gear set. Similarly, if the first end of the rotor shaft is non-rotatably connected to the web or planet carrier of the first planetary gear set, the output element of the speed compensation device is non-rotatably connected to the web or planet carrier of the second planetary gear set. It is also provided that when the first end of the rotor shaft is non-rotatably connected to the ring gear of the first planetary gear set, the output element of the speed compensation device is non-rotatably connected to the ring gear of the second planetary gear set. This results in a particularly compact drive axle, in particular with regard to an axial extension of the drive axle or along the transverse axis or pitch axis of the motor vehicle that is equipped with the drive axle. Depending on the input/output configuration of the respective planetary gear set, one of the elements (sun gear, planetary carrier or ring gear) of the planetary gear set acts as a fixed gear which is non-rotatably attached in relation to a stator of the electric drive machine, for example on a housing of the drive axle.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein elektrisch antreibbares bzw. fortbewegbares Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Hybrid-Kraftfahrzeug oder Elektro-Kraftfahrzeug. Dabei kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem Kraftfahrzeug um einen Personenkraftwagen und/oder Lastkraftwagen handelt. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist mit einer gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildeten Antriebsachse ausgerüstet. Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Antriebsachse sind als Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs anzusehen und umgekehrt.The invention also relates to a motor vehicle, in particular a motor vehicle that can be driven or moved electrically, for example a hybrid motor vehicle or electric motor vehicle. It can be provided that the motor vehicle is a passenger car and/or truck. The motor vehicle according to the invention is equipped with a drive axle designed in accordance with the above description. Features, advantages and advantageous configurations of the drive axle according to the invention are to be regarded as features, advantages and advantageous configurations of the motor vehicle according to the invention and vice versa.

Durch die besonders kompakt ausgebildete Antriebsachse ergeben sich beispielsweise beim Konzipieren des Kraftfahrzeugs oder von neuen Kraftfahrzeugen Vorteile hinsichtlich einer Packaging-Problematik, insbesondere entlang der Querachse bzw. Nickachse des Kraftfahrzeugs. Ferner ist das mit der Antriebsachse ausgerüstete Kraftfahrzeug besonders kraftstoff- bzw. energieeffizient und/oder emissionsarm betreibbar, da die Antriebsachse besonders masseeffizient ausgebildet ist.The particularly compact design of the drive axle results in advantages with regard to packaging problems, for example when designing the motor vehicle or new motor vehicles, in particular along the transverse axis or pitch axis of the motor vehicle. Furthermore, the motor vehicle equipped with the drive axle can be operated in a particularly fuel-efficient or energy-efficient manner and/or with low emissions, since the drive axle is designed to be particularly mass-efficient.

Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, der Figur und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in der Figur allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further features of the invention can result from the claims, the figure and the description of the figures. The features and feature combinations mentioned above in the description and the features and feature combinations shown below in the description of the figures and/or in the figure alone can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the invention to leave.

Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur (1) eine schematische Ansicht einer Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug.The drawing shows in the only figure ( 1 ) a schematic view of a drive axle for a motor vehicle.

In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Im Folgenden werden eine Antriebsachse 1 und ein mit der Antriebsachse 1 ausgerüstetes Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) in gemeinsamer Beschreibung dargelegt.In the figures, identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols. A drive axle 1 and a motor vehicle (not shown) equipped with the drive axle 1 are presented in a joint description below.

Die Antriebsachse 1 ist für das Kraftfahrzeug ausgebildet. Das bedeutet, dass, wenn die Antriebsachse 1 bestimmungsgemäß in/an das Kraftfahrzeug gebaut ist, das Kraftfahrzeug die Antriebsachse 1 aufweist. Bei der Antriebsachse 1 handelt es sich um eine elektrische Antriebsachse, da die Antriebsachse 1 eine elektrische Antriebsmaschine 2 aufweist, die einen Stator 3 und einen Rotor 4 umfasst. Dabei ist der Stator 3 der elektrischen Antriebsmaschine 2 drehfest an einem Gehäuse 5 der Antriebsachse 1 angeordnet bzw. an dem Gehäuse 5 befestigt. Drehfest mit dem Rotor 4 verbunden ist eine Rotorwelle 6 der elektrischen Antriebsmaschine 2, die zwei Enden 7, 8 aufweist. Lediglich um die Antriebsachse 1 besonders einfach beschreiben zu können, wird im Folgenden das mit 7 bezeichnete Ende der Rotorwelle 6 als erstes Rotorwellenende 7 bezeichnet, wohingegen das mit 8 bezeichnete Ende der Rotorwelle 6 als zweites Rotorwellenende 8 bezeichnet wird.The drive axle 1 is designed for the motor vehicle. This means that when the drive axle 1 is built into/on the motor vehicle as intended, the motor vehicle has the drive axle 1 . The drive axle 1 is an electric drive axle, since the drive axle 1 has an electric drive machine 2 which includes a stator 3 and a rotor 4 . The stator 3 of the electric drive machine 2 is arranged in a rotationally fixed manner on a housing 5 of the drive axle 1 or fastened to the housing 5 . A rotor shaft 6 of the electric drive machine 2 , which has two ends 7 , 8 , is connected in a rotationally fixed manner to the rotor 4 . Only in order to be able to describe the drive axle 1 particularly simply, the end of the rotor shaft 6 labeled 7 is referred to below as the first rotor shaft end 7 , whereas the end of the rotor shaft 6 labeled 8 is referred to as the second rotor shaft end 8 .

Die Antriebsachse 1 weist weiter zwei radnahe Übersetzungseinrichtungen 9, 10 auf, wobei im Folgenden die mit 9 bezeichnete Übersetzungseinrichtung als erste Übersetzungseinrichtung 9 bezeichnet wird, wohingegen die mit 10 bezeichnete Übersetzungseinrichtung als zweite Übersetzungseinrichtung 10 bezeichnet wird. Die erste Übersetzungseinrichtung 9 weist ein erstes Übersetzungsantriebselement 11 auf, das - vorliegend direkt bzw. unmittelbar - mit dem ersten Rotorwellenende 7 der Rotorwelle 6 bzw. der elektrischen Antriebsmaschine 2 drehfest verbunden ist. Mit einem ersten Übersetzungsabtriebselement 12 der ersten Übersetzungseinrichtung 9 ist eine Radnabe und infolgedessen ein erstes Rad 13 der Antriebsachse 1 drehfest verbunden. Für das mit der Antriebsachse 1 ausgerüstete Kraftfahrzeug gilt also, dass die elektrische Antriebsmaschine 2 über das erste Rotorwellenende 7, über das erste Übersetzungsantriebselement 11 sowie über das erste Übersetzungsabtriebselement 12 drehfest mit dem ersten Rad 13 der Antriebsachse 1 bzw. des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Auf diese Weise ist mittels der elektrischen Antriebsmaschine 2 das erste Rad 13 der Antriebsachse 1 bzw. des Kraftfahrzeugs elektrisch antreibbar.The drive axle 1 also has two transmission devices 9 , 10 close to the wheel, the transmission device designated 9 being referred to below as the first transmission device 9 , whereas the transmission device designated 10 is referred to as the second transmission device 10 . The first step-up device 9 has a first step-up drive element 11 which—in this case directly or immediately—is connected in a torque-proof manner to the first rotor shaft end 7 of the rotor shaft 6 or the electric drive machine 2 . A wheel hub and consequently a first wheel 13 of the drive axle 1 are non-rotatably connected to a first transmission output element 12 of the first transmission device 9 . For the motor vehicle equipped with the drive axle 1, the electric drive machine 2 is connected to the first wheel 13 of the drive axle 1 or the motor vehicle in a rotationally fixed manner via the first rotor shaft end 7, via the first transmission drive element 11 and via the first transmission output element 12. In this way is by means of electric propulsion machine 2, the first wheel 13 of the drive axle 1 or of the motor vehicle can be driven electrically.

Die Antriebsachse 1 weist weiter eine Drehzahlausgleichseinrichtung 14 auf, die ihrerseits ein Antriebselement 15 und ein Abtriebselement 16 aufweist. Das Antriebselement 15 der Drehzahlausgleichseinrichtung 14 und das zweite Rotorwellenende 8 sind dabei drehfest miteinander verbunden.The drive axle 1 also has a speed compensating device 14 which in turn has a drive element 15 and a driven element 16 . The drive element 15 of the speed compensation device 14 and the second end of the rotor shaft 8 are connected to one another in a torque-proof manner.

Die zweite radnahe Übersetzungseinrichtung 10 umfasst ein zweites Übersetzungsantriebselement 17, sowie ein zweites Übersetzungsabtriebselement 18. Das zweite Übersetzungsantriebselement 17 und das Abtriebselement 16 der Drehzahlausgleichseinrichtung 14 sind drehfest miteinander verbunden. Mit dem zweiten Übersetzungsabtriebselement 18 der zweiten Übersetzungseinrichtung 10 ist eine Radnabe und infolgedessen ein zweites Rad 19 der Antriebsachse 1 drehfest verbunden. Für das mit der Antriebsachse 1 ausgerüstete Kraftfahrzeug gilt also, dass die elektrische Antriebsmaschine 2 über das zweite Rotorwellenende 8, über die Drehzahlausgleichseinrichtung 14, über das zweite Übersetzungsantriebselement 17 sowie über das zweite Übersetzungsabtriebselement 18 drehfest mit dem zweiten Rad 19 verbunden ist. Auf diese Weise ist das zweite Rad 19 der Antriebsachse 1 bzw. des Kraftfahrzeugs elektrisch antreibbar.The second translation device 10 close to the wheel comprises a second translation drive element 17 and a second translation output element 18. The second translation drive element 17 and the output element 16 of the speed compensation device 14 are connected to one another in a torque-proof manner. A wheel hub and consequently a second wheel 19 of the drive axle 1 are non-rotatably connected to the second transmission output element 18 of the second transmission device 10 . For the motor vehicle equipped with the drive axle 1, the electric drive machine 2 is connected in a torque-proof manner to the second wheel 19 via the second end of the rotor shaft 8, via the speed compensation device 14, via the second transmission drive element 17 and via the second transmission output element 18. In this way, the second wheel 19 of the drive axle 1 or of the motor vehicle can be driven electrically.

Die Drehzahlausgleichseinrichtung 14 der Antriebsachse 1 bzw. des Kraftfahrzeugs ist dazu ausgebildet, in einem Fahrbetrieb der Antriebsachse 1 bzw. des Kraftfahrzeugs Drehzahldifferenzen zwischen den Rädern 13, 19 auszugleichen, beispielsweise bei einer Kurvenfahrt, wobei eines der Räder 13, 19 sich langsamer drehen muss als das andere der Räder 13, 19, um einen stabilen Fahrzustand zu unterstützen und/oder aufrechtzuerhalten. Hierzu weist die Drehzahlausgleichseinrichtung 14 eine Reibelementkupplung 20 auf, mittels derer unter einem Verstellen eines Kupplungsschlupfes der Reibelementkupplung 20 ein Drehzahlübersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebselement 15 der Drehzahlausgleichseinrichtung 14 und dem Abtriebselement 16 der Drehzahlausgleichseinrichtung 14 stufenlos einstellbar ist. Die Reibelementkupplung 20 weist ein antriebsseitiges Reibelement 21 sowie ein abtriebseitiges Reibelement 22 auf, wobei es sich bei dem jeweiligen Reibelement 21, 22 zum Beispiel um eine jeweilige Reibscheibe handeln kann. Die Reibelemente 21, 22 sind reibschlüssig miteinander in Zusammenwirkung bringbar oder wirken miteinander reibschlüssig zusammen. Indem zwischen den Reibelementen 21, 22 im Betrieb der Antriebsachse 1, insbesondere der Drehzahlausgleichseinrichtung 14, zum Beispiel aufgrund einer Drehmomentdifferenz zwischen dem Antriebselement 15 und dem Abtriebselement 16 und infolgedessen zwischen den Reibelementen 21, 22 bestimmungsgemäß ein Kupplungsschlupf zwischen den Reibelementen 21, 22 zugelassen wird, sind die Drehzahldifferenzen zwischen den Rädern 13, 19 durch die Reibelementkupplung 20 bzw. durch die Drehzahlausgleichseinrichtung 14 ausgleichbar.The speed compensating device 14 of the drive axle 1 or the motor vehicle is designed to compensate for speed differences between the wheels 13, 19 when the drive axle 1 or the motor vehicle is being driven, for example when cornering, with one of the wheels 13, 19 having to rotate more slowly than the other of the wheels 13, 19 to support and/or maintain a stable driving condition. For this purpose, the speed compensating device 14 has a friction element clutch 20, by means of which a speed transmission ratio between the drive element 15 of the speed compensating device 14 and the output element 16 of the speed compensating device 14 can be continuously adjusted by adjusting a clutch slip of the friction element clutch 20. The friction element clutch 20 has a friction element 21 on the drive side and a friction element 22 on the driven side, it being possible for the respective friction element 21, 22 to be a respective friction disk, for example. The friction elements 21, 22 can be brought into interaction with one another in a frictionally engaged manner or interact with one another in a frictionally engaged manner. By allowing clutch slippage between the friction elements 21, 22 as intended between the friction elements 21, 22 during operation of the drive axle 1, in particular the speed compensation device 14, for example due to a torque difference between the drive element 15 and the driven element 16 and consequently between the friction elements 21, 22 , The speed differences between the wheels 13, 19 can be compensated by the friction element clutch 20 or by the speed compensation device 14.

Im vorliegenden Beispiel ist die Drehzahlausgleichseinrichtung 14, insbesondere die Reibelementkupplung 20, frei von einem Zahnradgetriebe, wie einem Kegelraddifferenzial, einem Stirnraddifferenzial, einem Kronenraddifferenzial etc. Ferner weist die Drehzahlausgleichseinrichtung 14 im vorliegenden Beispiel zum Einstellen des Drehzahlübersetzungsverhältnisses zwischen dem Antriebselement 15 und dem Abtriebselement 16 lediglich die Reibelementkupplung 20 und keine weitere Reibelementkupplung auf.In the present example, the speed compensating device 14, in particular the friction element clutch 20, is free of a gear transmission, such as a bevel gear differential, a spur gear differential, a crown gear differential, etc. Furthermore, the speed compensating device 14 in the present example only has to set the speed transmission ratio between the drive element 15 and the driven element 16 the friction element clutch 20 and no further friction element clutch.

Es ist denkbar, dass die Drehzahlausgleichseinrichtung 14 eine Spanneinheit (nicht dargestellt) aufweist, mittels derer die Reibelemente 21, 22 der Reibelementkupplung 20 mit einer vorgegebenen Spannkraft zueinander hin gespannt sind. Die Spanneinheit weist beispielsweise eine Federeinrichtung auf. Dabei ist die vorgegebene Spannkraft zum Beispiel konstant oder - etwa bei einer nichtlinearen Federcharakteristik - abhängig von einer Auslenkung (Dehnung, Kompression) der Federeinrichtung. Somit kann die Spannkraft eine Federkraft sein. Mittels der Federeinrichtung sind also die Reibelemente 21, 22 zueinander hin gespannt, sodass die Reibelemente 21, 22 zum Beispiel aneinander anliegen, etwa über jeweilige Reibflächen der Reibelemente 21, 22. Beispielsweise sind die Reibflächen der Reibelemente 21, 22 durch einen Kupplungsbelag gebildet.It is conceivable that the speed compensating device 14 has a clamping unit (not shown), by means of which the friction elements 21, 22 of the friction element clutch 20 are clamped towards one another with a predetermined clamping force. The clamping unit has a spring device, for example. The specified tensioning force is constant, for example, or--for example in the case of a non-linear spring characteristic--depends on a deflection (elongation, compression) of the spring device. Thus, the clamping force can be a spring force. The friction elements 21, 22 are therefore tensioned towards one another by means of the spring device, so that the friction elements 21, 22, for example, bear against one another, for example via respective friction surfaces of the friction elements 21, 22. For example, the friction surfaces of the friction elements 21, 22 are formed by a clutch lining.

Alternativ oder zusätzlich umfasst die Drehzahlausgleichseinrichtung 14 zum Einstellen des Kupplungsschlupfes der Reibelementkupplung 20 und infolgedessen des Drehzahlübersetzungsverhältnisses zwischen dem Antriebselement 15 und dem Abtriebselement 16 eine hydraulische Einstelleinheit 23 und/oder eine elektromechanische Einstelleinheit 24 und/oder eine pneumatische Einstelleinheit 25. Dabei ist die jeweilige Einstelleinheit 23, 24, 25 dazu ausgebildet, die Spannkraft, mit der die Reibelemente 21, 22 zueinander hin gespannt werden, einzustellen. Das bedeutet, dass aufgrund der jeweiligen Einstelleinheit 23, 24, 25 oder aufgrund der Einstelleinheiten 23, 24, 25 die Reibelementkupplung 20 aktiv aktuierbar bzw. regelbar ist.Alternatively or additionally, speed compensation device 14 comprises a hydraulic setting unit 23 and/or an electromechanical setting unit 24 and/or a pneumatic setting unit 25 for setting the clutch slip of friction element clutch 20 and, as a result, the speed transmission ratio between drive element 15 and driven element 16. The respective setting unit is 23, 24, 25 designed to adjust the clamping force with which the friction elements 21, 22 are clamped towards one another. This means that due to the respective setting unit 23, 24, 25 or due to the setting units 23, 24, 25, the friction element clutch 20 can be actively actuated or regulated.

Zum aktiven Steuern bzw. Ansteuern einer oder mehr der Einstelleinheiten 23, 24, 25 weist die Antriebsachse 1, insbesondere deren Drehzahlausgleichseinrichtung 14, im vorliegenden Beispiel eine elektronische Steuereinheit 26 auf, die mit einer oder mehr der Einstelleinheiten 23, 24, 25 kabellos und/oder kabelgebunden zur Steuersignalübertragung verbindbar oder verbunden ist. Das bedeutet für einen Betrieb der Antriebsachse 1, insbesondere des mit der Antriebsachse 1 ausgerüsteten Kraftfahrzeugs, dass die elektronische Steuereinheit 26 ein Steuersignal oder mehrere Steuersignale bereitstellt, wobei die jeweilige Einstelleinheit 23, 24, 25 dazu ausgebildet ist, das durch die elektronische Steuereinheit 26 bereitgestellte Steuersignal als Eingangssignal zu akzeptieren. Basierend auf diesem Steuersignal aktuiert/aktuieren eine oder mehr der Einstelleinheiten 23, 24, 25 die Reibelementkupplung 20, beispielsweise derart, dass die Spannkraft zum Aneinanderspannen der Reibelemente 21, 22 erhöht oder verringert wird. Auf diese Weise lässt sich bei der Drehzahlausgleichseinrichtung 14 einstellen, ab welcher Drehmomentdifferenz zwischen dem Antriebselement 15 und dem Abtriebselement 16 die Reibelemente 21, 22 aufeinander abrutschen, wodurch sich antriebselementseitig und abtriebselementseitig unterschiedliche Drehzahlen ergeben, woraus wunschgemäß, zum Beispiel bei Kurvenfahrt, unterschiedliche Raddrehzahlen resultieren.In order to actively control or activate one or more of the setting units 23, 24, 25, the drive axle 1, in particular its speed compensation device 14, has an electronic control unit 26 in the present example, which can be connected to one or more of the setting units 23, 24, 25 wirelessly and/or or wired for control signal transmission tion is connectable or connected. For operation of the drive axle 1, in particular the motor vehicle equipped with the drive axle 1, this means that the electronic control unit 26 provides one or more control signals, with the respective setting unit 23, 24, 25 being designed to use the one provided by the electronic control unit 26 Accept control signal as input signal. Based on this control signal, one or more of the setting units 23, 24, 25 actuates the friction element clutch 20, for example in such a way that the clamping force for clamping the friction elements 21, 22 together is increased or decreased. In this way, it is possible to set the speed compensation device 14 at which torque difference between the drive element 15 and the driven element 16 the friction elements 21, 22 slip off one another, which results in different speeds on the drive element side and on the driven element side, resulting in different wheel speeds as desired, for example when cornering .

Obwohl in 1 die jeweilige radnahe Übersetzungseinrichtung 9, 10 als ein jeweiliger einstufiger Planetengetrieberadsatz dargestellt ist, ist es in weiterer und/oder alternativer Ausgestaltung der Antriebsachse 1 denkbar, dass die jeweilige radnahe Übersetzungseinrichtung 9, 10 ein Zugmittelgetriebe, beispielsweise ein Kettengetriebe, ein Riemengetriebe etc. aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die jeweilige radnahe Übersetzungseinrichtung 9, 10 ein Stirnradgetriebe aufweist. Dabei können das Zugmittelgetriebe, das Stirnradgetriebe und/oder der Planetengetrieberadsatz jeweils einstufig oder mehrstufig ausgebildet sein. Generell handelt es sich bei der jeweiligen radnahen Übersetzungseinrichtung 9, 10 um ein jeweiliges „Final Drive“, was bedeutet, dass durch die jeweilige radnahe Übersetzungseinrichtung 9, 10 - in Leistungsübertragungsrichtung bei einem motorischen Betrieb der elektrischen Antriebsmaschine 2 - eine jeweilige letzte Übersetzung der Antriebsachse 1 gebildet ist. Das bedeutet, dass die Drehzahl und/oder das Drehmoment, das an dem jeweiligen Übersetzungsabtriebselement 12, 18 im motorischen Betrieb der elektrischen Antriebsmaschine 2 anliegt, ohne Übersetzung und ohne Untersetzung auf die Radnabe und infolgedessen das jeweilige Rad 13, 19 übertragen wird.Although in 1 the respective transmission device 9, 10 close to the wheel is shown as a respective single-stage planetary gear wheel set, it is conceivable in a further and/or alternative configuration of the drive axle 1 for the respective transmission device 9, 10 close to the wheel to have a traction drive, for example a chain drive, a belt drive, etc. Alternatively or additionally, it can be provided that the respective transmission device 9, 10 close to the wheel has a spur gear. The traction mechanism, the spur gear and/or the planetary gear wheel set can each be designed in one stage or in multiple stages. In general, the respective gear ratio device 9, 10 near the wheel is a respective "final drive", which means that the respective gear ratio device 9, 10 near the wheel - in the direction of power transmission when the electric drive machine 2 is operated as a motor - results in a respective last gear ratio of the drive axle 1 is formed. This means that the speed and/or the torque that is applied to the respective transmission output element 12, 18 when the electric drive machine 2 is in motor operation is transmitted to the wheel hub and consequently to the respective wheel 13, 19 without transmission or reduction.

Im vorliegenden Beispiel weist die erste radnahe Übersetzungseinrichtung 9 einen ersten Planetengetrieberadsatz 27 auf, wobei die zweite Übersetzungseinrichtung 10 einen zweiten Planetengetrieberadsatz 28 aufweist. Dabei sind gemäß der schematischen Darstellung der Antriebsachse 1 in 1 das erste Rotorwellenende 7 und ein erstes Sonnenrad 29 des ersten Planetengetrieberadsatzes 27 drehfest miteinander verbunden. Des Weiteren ist gemäß der Darstellung in 1 das Abtriebselement 16 der Drehzahlausgleichseinrichtung 14 mit einem zweiten Sonnenrad 30 des zweiten Planetengetrieberadsatzes 28 drehfest verbunden. Das bedeutet, dass einerseits das erste Sonnenrad 29 und das erste Rotorwellenende 7 kraft-, form- und/oder stoffschlüssig miteinander derart verbunden sind, dass eine Relativdrehung zwischen dem ersten Sonnenrad 29 und der Rotorwelle 6 gesperrt ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Stirnradkranz des ersten Sonnenrads 29 außenumfangsseitig auf der Rotorwelle 6, insbesondere auf dem ersten Rotorwellenende 7, sitzt. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Rotorwelle 6 und das erste Sonnenrad 29 miteinander einstückig ausgebildet sind. Gleiches gilt in analoger Weise für das Abtriebselement 16 der Drehzahlausgleichseinrichtung 14 in Verbindung mit dem zweiten Sonnenrad 30. In dieser Konstellation ist also das erste Übersetzungsabtriebselement 12 durch einen ersten Steg 31 bzw. ersten Planetenträger 31 des ersten Planetengetrieberadsatzes 27 gebildet. Ferner ist in dieser Konstellation das zweite Übersetzungsabtriebselement 18 durch einen zweiten Steg 32 bzw. zweiten Planetenträger 32 des zweiten Planetengetrieberadsatzes 28 gebildet. Dabei sind ein erstes Hohlrad 33 des ersten Planetengetrieberadsatzes 27 und ein zweites Hohlrad 34 des zweiten Planetengetrieberadsatzes 28 drehfest an dem Gehäuse 5 fixiert.In the present example, the first transmission device 9 close to the wheel has a first planetary gear set 27 , the second transmission device 10 having a second planetary gear set 28 . According to the schematic representation of the drive axle 1 in 1 the first rotor shaft end 7 and a first sun gear 29 of the first planetary gear wheel set 27 are connected to one another in a torque-proof manner. Furthermore, according to the illustration in 1 the output element 16 of the speed compensation device 14 is non-rotatably connected to a second sun gear 30 of the second planetary gear wheel set 28 . This means that on the one hand the first sun wheel 29 and the first rotor shaft end 7 are non-positively, positively and/or materially connected to one another in such a way that relative rotation between the first sun wheel 29 and the rotor shaft 6 is blocked. For example, it can be provided that a spur gear rim of the first sun gear 29 sits on the outer circumference of the rotor shaft 6 , in particular on the first rotor shaft end 7 . Furthermore, it can be provided that the rotor shaft 6 and the first sun gear 29 are formed in one piece with one another. The same applies in an analogous manner to the output element 16 of the speed compensation device 14 in conjunction with the second sun gear 30. In this constellation, the first transmission output element 12 is formed by a first web 31 or first planet carrier 31 of the first planetary gear wheel set 27. Furthermore, in this constellation, the second transmission output element 18 is formed by a second web 32 or second planetary carrier 32 of the second planetary gear wheel set 28 . A first ring gear 33 of the first planetary gear set 27 and a second ring gear 34 of the second planetary gear set 28 are fixed to the housing 5 in a torque-proof manner.

In weiterer oder alternativer Ausgestaltung der Antriebsachse 1 kann vorgesehen sein, dass die Sonnenräder 29, 30 drehfest mit dem Gehäuse 5 verbunden sind, wohingegen eine Relativdrehung zwischen den Hohlrädern 33, 34 und dem Gehäuse 5 freigegeben ist. In diesem Fall sind das erste Rotorwellenende 7 und der erste Steg 31 drehfest miteinander verbunden, sodass das erste Übersetzungsantriebselement 11 des ersten Planetengetrieberadsatzes 27 durch den ersten Steg/Planetenträger 31 gebildet ist. Dann ist das erste Übersetzungsabtriebselement 12 durch das erste Hohlrad 33 gebildet, das drehfest mit der Radnabe des ersten Rads 13 verbunden ist. Gleiches kann in analoger Weise für den zweiten Planetengetrieberadsatz 28 bzw. für die zweite Übersetzungseinrichtung 10 gelten, indem der zweite Steg/Planetenträger 32 und das Abtriebselement 16 der Drehzahlausgleichseinrichtung 14 drehfest miteinander verbunden sind, sodass durch den zweiten Steg/Planetenträger 32 das zweite Übersetzungsantriebselement 17 gebildet ist. Weiter sind das zweite Hohlrad 34 und die Radnabe des zweiten Rads 19 drehfest miteinander verbunden, wodurch das zweite Übersetzungsabtriebselement 18 durch das zweite Hohlrad 34 gebildet ist. Dementsprechend ist das zweite Sonnenrad 30 des zweiten Planetengetrieberadsatzes 28 bzw. der zweiten Übersetzungseinrichtung 10 in Bezug zu dem Gehäuse 5 drehstarr angeordnet. Daraus folgt in dieser Ausgestaltung, dass die Sonnenräder 29, 30 drehfest mit dem Gehäuse 5 verbunden sind und nicht mit der Rotorwelle 6 bzw. dem Abtriebselement 16 verbunden sind.In a further or alternative embodiment of the drive axle 1, it can be provided that the sun gears 29, 30 are connected to the housing 5 in a torque-proof manner, whereas relative rotation between the ring gears 33, 34 and the housing 5 is released. In this case, the first rotor shaft end 7 and the first carrier 31 are connected to one another in a rotationally fixed manner, so that the first transmission drive element 11 of the first planetary gear set 27 is formed by the first carrier/planetary carrier 31 . Then the first transmission output element 12 is formed by the first ring gear 33 which is non-rotatably connected to the wheel hub of the first wheel 13 . The same can apply in an analogous manner to the second planetary gear set 28 or to the second transmission device 10, in that the second carrier/planetary carrier 32 and the output element 16 of the speed compensation device 14 are connected to one another in a rotationally fixed manner, so that the second carrier/planetary carrier 32 causes the second transmission drive element 17 is formed. Furthermore, the second ring gear 34 and the wheel hub of the second wheel 19 are connected to one another in a rotationally fixed manner, as a result of which the second transmission output element 18 is formed by the second ring gear 34 . Accordingly, the second sun gear 30 of the second planetary gear set 28 or of the second transmission device 10 is arranged in a torsionally rigid manner in relation to the housing 5 . In this configuration it follows that the sun gears 29, 30 are connected in a rotationally fixed manner to the housing 5 and are not connected to the rotor shaft 6 or the output element 16.

Insgesamt zeigt die Erfindung eine besonders einfache bzw. effiziente Möglichkeit zum Ausgleichen einer Drehzahl zwischen den Rädern 13, 19 der Antriebsachse 1 auf. Im Gegensatz zum Einsatz eines herkömmlichen Differenzialgetriebes ist die Drehzahlausgleichseinrichtung 14 besonders kompakt und besonders leicht, wodurch die Antriebsachse 1 und infolgedessen ein mit der Antriebsachse 1 ausgerüstetes Kraftfahrzeug besonders günstig bzw. einfach herstellbar ist. Das technische Prinzip der Drehzahlausgleichseinrichtung 14 ist dabei in vorteilhafter Weise besonders einfach, da die einer Reibelementkupplung inhärente Funktionalität ausgenutzt wird, unter Nutzung des Kupplungsschlupfes eine Drehzahldifferenz zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite der Kupplung darzustellen.Overall, the invention shows a particularly simple and efficient way of equalizing a speed between the wheels 13, 19 of the drive axle 1. In contrast to the use of a conventional differential gear, the speed compensation device 14 is particularly compact and particularly light, as a result of which the drive axle 1 and consequently a motor vehicle equipped with the drive axle 1 can be produced particularly cheaply and easily. The technical principle of the speed compensating device 14 is advantageously particularly simple, since the functionality inherent in a friction element clutch is used to represent a speed difference between the input side and the output side of the clutch using the clutch slip.

BezugszeichenlisteReference List

11: Antriebsachsedrive axle
22: elektrische Antriebsmaschineelectric drive machine
33: Statorstator
44: Rotorrotor
55: GehäuseHousing
66: Rotorwellerotor shaft
77: erstes Rotorwellenendefirst rotor shaft end
88th: zweites Rotorwellenendesecond rotor shaft end
99: erste Übersetzungseinrichtungfirst translation facility
1010: zweite Übersetzungseinrichtungsecond translator
1111: erstes Übersetzungsantriebselementfirst translation drive element
1212: erstes Übersetzungsabtriebselementfirst translation output element
1313: erstes Radfirst wheel
1414: Drehzahlausgleichseinrichtungspeed compensation device
1515: Antriebselementdrive element
1616: Abtriebselementoutput element
1717: zweites Übersetzungsantriebselementsecond translation drive element
1818: zweites Übersetzungsabtriebselementsecond transmission output element
1919: zweites Radsecond wheel
2020: Reibelementkupplungfriction clutch
2121: Reibelementfriction element
2222: Reibelementfriction element
2323: hydraulische Einstelleinheithydraulic adjustment unit
2424: elektromechanische Einstelleinheitelectromechanical adjustment unit
2525: pneumatische Einstelleinheitpneumatic adjustment unit
2626: elektronische Steuereinheitelectronic control unit
2727: erster Planetengetrieberadsatzfirst planetary gear set
2828: zweiter Planetengetrieberadsatzsecond planetary gear set
2929: erstes Sonnenradfirst sun wheel
3030: zweites Sonnenradsecond sun wheel
3131: erster Steg/Planetenträgerfirst web/planetary carrier
3232: zweiter Steg/Planetenträgersecond bridge/planet carrier
3333: erstes Hohlradfirst ring gear
3434: zweites Hohlradsecond ring gear

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102008026662 A1 [0003]
DE 102008037886 B4 [0003]

Claims

Drive axle (1) for a motor vehicle, with - An electric drive machine (2) having a rotor shaft (6) with a first end (7) and a second end (8); - A first transmission device (9) having a first transmission drive element (11) which is non-rotatably connected to the first end (7) of the rotor shaft (6); - A speed compensating device (14) with a drive element (15) and a driven element (16), wherein the drive element (15) and the second end (8) of the rotor shaft (6) are non-rotatably connected to each other; - A second transmission device (10) having a second transmission drive element (17) which is non-rotatably connected to the output element (16) of the speed compensation device (14); wherein the speed compensating device (14) has a friction element clutch (20), by means of which a speed transmission ratio between the drive element (15) and the driven element (16) of the speed compensating device (14) can be continuously adjusted by adjusting a clutch slip of the friction element clutch (20).

Drive axle (1) after claim 1 , characterized in that the speed compensation device (14) is free of a gear train.

Drive axle (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the speed compensation device (14) for setting the speed transmission ratio has exactly one friction element clutch (20).

Drive axle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the speed compensation device (14) has a clamping unit, by means of which friction elements (21, 22) of the friction element clutch (20) are clamped towards one another with a predetermined, linear or non-linear clamping force are.

Drive axle (1) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the speed compensation device (14) for adjusting the clutch slip of the friction element clutch (20) and consequently the speed transmission ratio has one or more of the following setting units: - a hydraulic setting unit (23); - an electromechanical adjustment unit (24); - a pneumatic adjustment unit (25).

Drive axle (1) after claim 5 , characterized in that the speed compensation device (14) for controlling the respective setting unit (23, 24, 25) has an electronic control unit (26) which is connected to the setting unit (23, 24, 25) for control signal transmission.

Drive axle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the respective transmission device (9, 10) has one or more of the following gears in a single-stage or multi-stage design: - a traction mechanism gear; - a planetary gear (27, 28); - a spur gear.

Drive axle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first transmission device (9) has a first planetary gear set (27) and the second transmission device (10) has a second planetary gear set (28), the first end (7) of the Rotor shaft (6) is non-rotatably connected to a sun gear (29) or a carrier (31) or a ring gear (33) of the first planetary gear set (27), whereas the output element (16) of the speed compensation device (14) is connected to a sun gear (30) or a carrier (32) or a ring gear (34) of the second planetary gear wheel set (28) is connected in a torque-proof manner.

Motor vehicle with a drive axle (1) designed according to one of the preceding claims.