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Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug, umfassend eine erste elektrische Maschine, die mit einem ersten Getriebe zum Antrieb eines ersten Rades des Fahrzeugs verbunden ist und eine zweite elektrische Maschine, die mit einem zweiten Getriebe zum Antrieb eines zweiten Rades des Fahrzeugs verbunden ist.
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Die Erfindung betrifft weiter eine Achse für ein Fahrzeug mit einer Antriebsanordnung.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Fahrzeug mit einer Antriebsanordnung.
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Fahrzeuge mit einer einzelnen elektrischen Maschine benötigen wie auch Verbrennungsmotoren ein Differential zur Verteilung der Drehmomente der elektrischen Maschine auf die Räder der Achse. Um eine derartige Anordnung zu vermeiden, ist es bekannt geworden, eine separate elektrische Maschine für jedes Rad vorzusehen. Damit kann eine Drehmomentverteilung an den Rändern durch entsprechende Steuerung der elektrischen Maschinen vorgenommen werden. Derartige Antriebsanordnungen benötigen allerdings einen großen Bauraum und sind teuer und aufwendig in der Herstellung.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Antriebsanordnung, eine Achse und ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, welche einfacher und kostengünstiger herstellbar sind und zudem flexibel an unterschiedliche Vorgaben anpassbar sind.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Antriebsanordnung, eine alternative Achse und ein alternatives Fahrzeug anzugeben.
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In einer Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Aufgaben mit einer Antriebsanordnung für ein Fahrzeug, umfassend
eine erste elektrische Maschine, die mit einem ersten Getriebe zum Antrieb eines ersten Rades des Fahrzeugs verbunden ist,
eine zweite elektrische Maschine, die mit einem zweiten Getriebe zum Antrieb eines zweiten Rades des Fahrzeugs verbunden ist, wobei
die erste und zweite elektrische Maschine gleichen Typs sind, und wobei
die Antriebsachse der ersten elektrischen Maschine parallel zu der Antriebsachse der zweiten elektrischen Maschine angeordnet ist, und wobei
zumindest ein Getriebeelement des ersten Getriebes und zumindest ein Getriebeelement des zweiten Getriebes auf gleiche Weise gelagert sind, und wobei
eine Übersetzung der beiden Getriebe, insbesondere zumindest eine Verzahnung zwischen zwei Getriebeelementen des ersten Getriebes und zwischen zwei Getriebeelementen des zweiten Getriebes, gleich ist.
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In einer weiteren Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Aufgaben mit einer Achse für ein Fahrzeug, umfassend eine Antriebsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1-11.
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In einer weiteren Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Aufgaben mit einem Fahrzeug mit einer Antriebsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1-11.
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Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass auf einfache und kostengünstige Weise eine kompakte Antriebsanordnung zur Verfügung gestellt werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine einfache Momenten- und Drehzahlverteilung auf die Räder ermöglicht wird. Darüber hinaus ist ein Vorteil, dass die Antriebsanordnung besonders kostengünstig durch Gleichteile herstellbar ist.
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Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das erste und das zweite Getriebe jeweils zumindest eine Antriebswelle mit zumindest einem Antriebsrad, eine Zwischenwelle mit zumindest einem Zwischenrad und eine Abtriebswelle mit einem Abtriebsrad auf. Einer der damit erzielten Vorteile ist eine Bereitstellung einer Übersetzung im Drehmomentübertragungsweg zwischen elektrischer Maschine und Rad.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind das Abtriebsrad und/oder das Antriebsrad des ersten Getriebes und des zweiten Getriebes gleich ausgebildet. Damit ist eine besonders kostengünstige Herstellung des Getriebes möglich.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Achse der Eingangswelle, die Achse der Abtriebswelle des ersten Getriebes und die Achse der Abtriebswelle des zweiten Getriebes identisch. Damit ist eine kompakte Anordnung möglich.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Abtriebsrad zumindest eines Getriebes über eine Lagereinrichtung an der Eingangswelle und/oder dem Eingangsrad drehbar gelagert, vorzugsweise wobei die Lagereinrichtung ein Gleitlager, Kugellager und/oder eine Nadelhülse umfasst. Vorteil hiervon ist ebenfalls einerseits eine zuverlässige Lagerung, andererseits eine kostengünstige Herstellung.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist für zumindest eines der beiden Getriebe eine Parksperre angeordnet, insbesondere wobei für beide Getriebe jeweils eine Parksperre angeordnet ist. Damit kann auf einfache Weise das Getriebe und damit die Antriebsanordnung temporär gegen Verdrehen gesichert werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung greifen die zumindest eine Parksperre, insbesondere beide Parksperren, in die Antriebswelle des jeweiligen Getriebes ein. Damit kann auf besonders einfache und zuverlässige Weise das Getriebe und damit die Antriebsanordnung temporär gegen Verdrehen gesichert werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung greift die zumindest eine Parksperre auf der der elektrischen Maschine abgewandten Seite der Antriebswelle in diese ein. Damit kann zum einen ein zuverlässiges Eingreifen bereitgestellt werden, zum anderen kann das Antriebsrad mit dem Zwischenrad ohne Beeinträchtigung zusammenwirken und der Bauraum für Antriebs- und Zwischenrad ist nicht eingeschränkt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung liegen die Zwischenwellen von erstem und zweitem Getriebe auf der gleichen Achse. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit eine einfache und kompakte Anordnung der Antriebsanordnung ermöglicht wird. Ebenso wird eine einfache Montage ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Ausgangswellen der beiden elektrischen Maschinen parallel zueinander angeordnet. Vorteil hiervon ist ein kompakter Aufbau entlang der Ausgangswellen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die elektrischen Maschinen in der Ebene, die durch die Achsen der Antriebwellen der zugehörigen elektrischen Maschinen gebildet wird, in zumindest einer, vorzugsweise in zwei Dimensionen fluchtend nebeneinander angeordnet. Damit wird ein besonders kompakter Aufbau der Antriebsanordnung entlang der Achse der Antriebswellen ermöglicht.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der dazugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
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Dabei zeigt
- 1 eine Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform im Querschnitt;
- 2 einen Ausschnitt einer Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform im Querschnitt;
- 3 eine Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform im Querschnitt; und
- 4 eine Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform im Querschnitt.
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1 zeigt eine Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform im Querschnitt und 2 einen Ausschnitt einer Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform im Querschnitt.
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Im Detail zeigt 1 eine Antriebsanordnung 1. Die Antriebsanordnung 1 umfasst dabei zwei elektrische Maschinen 2a, 2b, die jeweils mit einem Getriebe 3a, 3b zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten verbunden sind. Die Getriebe 3a, 3b, umfassen jeweils eine Eingangs- beziehungsweise Antriebswelle 5a, 5b, die mit der jeweiligen elektrischen Maschine 2a, 2b verbunden ist. Die jeweilige Eingangswelle 5a, 5b ist über ein Zwischenrad 6a, 6b mit einem Abtriebsrad 7a, 7b verbunden, welches wiederum mit einer Abtriebswelle 9a, 9b und letztendlich mit einem Rad (nicht gezeigt) zu dessen Antrieb verbunden ist. Das Getriebe 3a für das linke Rad, im Folgenden kurz linkes Getriebe 3a, ist dabei derart angeordnet, dass die Drehachse der elektrischen Maschine 2a, die Eingangswelle 5a des linken Getriebes 3a und die Abtriebswelle 9a mit Abtriebsrad 7a auf einer gemeinsamen Achse 101 a, 101b liegen. Das Getriebe 3b für das rechte Rad, im Folgenden kurz rechtes Getriebe 3b, ist dabei derart angeordnet, dass die Drehachse der elektrischen Maschine 2b und die Eingangswelle 5b des rechten Getriebes 3b auf einer Achse liegen und die Abtriebswelle 9b mit Abtriebsrad 7b auf einer gemeinsamen Achse liegen. Die Zwischenräder 6a, 6b des linken und rechten Getriebes 3a, 3b liegen dabei fluchtend auf einer gemeinsamen Achse, wobei die Getriebe 3a, 3b auf unterschiedlichen Seiten der beiden direkt aneinander, in 1 oben und unten, angeordneten elektrischen Maschinen 2a, 2b angeordnet sind. Die Getriebe 3a, 3b weisen jeweils ein Gehäuse 8a, 8b auf, welches sich jeweils an beiden elektrischen Maschinen 2a, 2b beziehungsweise deren Gehäuse abstützt beziehungsweise festgelegt ist. Alle Achsabstände, also die Abstände zwischen jeweiliger Eingangswelle 5a, 5b und jeweiliger Welle des Zwischenrads 6a, 6b sind bei beiden Getrieben 3a, 3b gleich, ebenso wie die Abstände zwischen jeweiliger Welle des Zwischenrads 6a, 6b und Abtriebswelle 9a, 9b.
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In 1 ist dabei das Abtriebsrad 7a des linken Getriebes 3a an der Eingangswelle 5a des Getriebes über eine Lagereinrichtung 60 gelagert. Im Detail umfasst die Lagerung 60 jeweils an den Enden der Eingangswelle 5a ein Kugellager 60a, 60b, wobei sich das Abtriebsrad 7a dann an dem Kugellager 60b, welches auf der von der elektrischen Maschine 2a abgewandten Seite der Eingangswelle 5a angeordnet ist, abstützt.
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Der Drehmomentfluss 51a von der elektrischen Maschine 2a für das linke Rad zur Abtriebswelle 9a verläuft dabei im Wesentlichen auf einer Achse 101a und im Bereich zwischen Antriebswelle 5a und Abtriebsrad 7a U-förmig über das Zwischenrad 6a. Der Drehmomentfluss 51b von der elektrischen Maschine 2b für das rechte Rad zur Abtriebswelle 9b verläuft dabei im Wesentlichen stufenförmig entlang der Achsen von Eingangswelle 5b, Drehachse des Zwischenrads 6b und Abtriebswelle 9b.
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Weiterhin ist eine Parksperre 4b für das rechte Getriebe 3b angeordnet, die in die Eingangswelle 5b des Getriebes 3b eingreifen kann, um dieses zu sperren.
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In der 1 ist lediglich das linke Abtriebsrad 7a über die Lagereinrichtung 60 an der Eingangswelle 5a abgestützt. In der in 2 im Ausschnitt gezeigten Ausführungsform kann alternativ dazu oder zusätzlich auch das rechte Abtriebsrad 7b über eine Lagereinrichtung 60' abgestützt sein, um das Abtriebsrad 7b des rechten Getriebes 3b identisch zum Abtriebsrad 7a des linken Getriebes 3a ausbilden zu können. Die dann von der elektrischen Maschine 2a nicht angetriebene und als Überbrückungselement dienende Welle 11 stellt dann die Abstützung für das rechte Abtriebsrad 7b bereit.
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In den 1 und 2 sind die beiden elektrischen Maschinen 2a, 2b und die Lagerung für die Zwischenräder 6a, 6b sowie die Achsabstände und Verzahnungen der Getriebe 3a, 3b gleich ausgebildet.
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3 zeigt eine Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform im Querschnitt.
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Im Detail zeigt 3 im Wesentlichen eine Antriebsanordnung 1 gemäß 1. Im Unterschied zur Antriebsanordnung 1 gemäß 1 ist bei der Antriebsanordnung 1 gemäß 3 die Abtriebsachse 101a nicht fluchtend mit der Achse der Eingangswellen 5a angeordnet. Durch die hier erfolgte Änderung beziehungsweise Anpassung der Achsabstände von erster und zweiter Übersetzungsstufe kann die Lage des jeweiligen Zwischenrades 6a, 6b insbesondere bauraum ideal für jedes der beiden Getriebe 3a, 3b festgelegt werden.
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Weiter sind nun zwei Parksperren 4a, 4b gezeigt, die jeweils entsprechend endseitig in die jeweilige Eingangswelle 5a, 5b eingreifen. Die Abtriebsräder 7a, 7b und Zwischenräder 6a, 6b können hinsichtlich ihres Bauraums dann kompakter ausgeführt werden, so dass Bauraum senkrecht zu den Dreh- beziehungsweise Getriebeachsen eingespart werden kann.
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In 3 sind die beiden elektrischen Maschinen 2a, 2b und die Lagerung für die Zwischenräder 6a, 6b sowie die Achsabstände und Verzahnungen der Getriebe 3a, 3b gleich ausgebildet. Die Achsen der Zwischenräder 6a, 6b sind parallel aber nicht fluchtend angeordnet. Der Drehmomentfluss 51a verläuft weiterhin U-förmig, jedoch mit unterschiedlicher Schenkellänge und mit im Vergleich zur Antriebsanordnung 1 gemäß 1 mit kleinerer entsprechender Schenkellänge. Ebenso sind die elektrischen Maschinen 2a, 2b nicht vollständig fluchtend senkrecht zu den Achsen der Eingangswellen 5a, 5b angeordnet, sondern leicht versetzt zueinander.
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4 zeigt eine Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform im Querschnitt.
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Im Detail ist in 4 im Wesentlichen eine Antriebsanordnung 1 gemäß 3 gezeigt. Im Unterschied zur Antriebsanordnung 1 gemäß 3 sind bei der Antriebsanordnung 1 gemäß 4 die beiden Abtriebsräder 7a, 7b gleich ausgebildet. Darüber hinaus sind bei der Antriebsanordnung 1 gemäß 4 die beiden elektrischen Maschinen 2a, 2b gleich orientiert.
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In 4 sind die beiden elektrischen Maschinen 2a, 2b und die Lagerung für die Zwischenräder 6a, 6b sowie die Achsabstände und Verzahnungen der Getriebe 3a, 3b gleich ausgebildet. Die Achsen der Zwischenräder 6a, 6b sind parallel aber nicht fluchtend angeordnet. Der Drehmomentfluss 51 a weist entlang der jeweiligen Getriebeelemente weiterhin U-förmigen Verlauf auf, jedoch mit unterschiedlicher Schenkellänge und mit im Vergleich zur Antriebsanordnung 1 gemäß 3 größerer entsprechender Schenkellänge. Die Schenkellänge repräsentiert hierbei einen Achsabstand zwischen Drehachsen, die Basis des „U“ den Einleitungspunkt und Ausleitungspunkt von Drehmomenten auf eine Welle.
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Ebenso sind die elektrischen Maschinen 2a, 2b nicht vollständig fluchtend senkrecht zu den Achsen der Eingangswellen 5a, 5b angeordnet, sondern leicht versetzt zueinander.
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Zusammenfassend stellt zumindest eine der Ausführungsformen der Erfindung zumindest einen der folgenden Vorteile und/oder zumindest eines der folgenden Merkmale bereit:
- - Hohe Flexibilität der Steuerung von Rädern an einer Achse eines Fahrzeugs, zum Beispiel Drehmomentverteilung.
- - Einfache, kostengünstige Herstellung.
- - Kostengünstige Achsen für Fahrzeuge.
- - Kompakter Bauraum.
- - Viele Gleichteile wie beispielsweise Lager, Verzahnungen und dergleichen.
- - Einfache, kostengünstige Montage.
- - Zur Steuerung verwendete Leistungselektronik kann einfach und kostengünstig ausgeführt werden.
- - Zuverlässiges Sperren der Räder durch zwei Parksperren, für jedes Rad des Fahrzeugs eine Parksperre.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsanordnung
- 2a, b
- elektrische Maschine
- 3a, b
- Getriebe
- 4a, b
- Parksperre
- 5a, b
- Eingangswelle
- 6a, b
- Zwischenrad
- 7a, b
- Abtriebsrad
- 8a, b
- Gehäuse
- 9a, b
- Abtriebswelle
- 11
- Welle
- 51a,b
- Drehmomentfluss
- 60, 60'
- Lagereinrichtung
- 60a, b
- Kugellager
- 101a, b
- Achse
