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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Achsantrieb nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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In
DE 10 2015 223 131 A1 ist eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, aufweisend einen Elektromotor, ein Differentialgetriebe und eine Torque-Vectoring-Einheit. Das Differentialgetriebe umfasst einen ersten und zweiten Planetensatz und ein weiterer Elektromotor bewirkt eine Einleitung eines Drehmoments in die beiden Planetensätze.
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In
DE 23 43 029 A1 ist ein elektrischer Antrieb für Arbeitsmaschinen beschrieben, bei dem radial innerhalb von dem Elektromotor eine Getriebeeinheit angeordnet ist.
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In
DE 10 2010 051 058 A1 ist eine Antriebseinheit beschrieben, die einen Elektromotor, ein Verteilergetriebe und mehrere Planetengetriebe aufweist. Der Elektromotor ist über eines der Planetengetriebe mit dem Verteilergetriebe verbunden. Ein weiterer Elektromotor ist als Hilfsantrieb oder Stellantrieb über weitere Planetengetriebe mit dem Verteilergetriebe verbunden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, den elektrischen Achsantrieb leistungsfähiger und effizienter aufzubauen. Weiterhin sollen die Herstellungskosten, der Bauraumbedarf und das Gewicht verringert werden. Die Antriebsleistung soll bedarfsgerechter ausgegeben werden. Der elektrische Achsantrieb soll, bevorzugt durch die kompaktere Ausführung, variabler in dem Fahrzeug angeordnet werden.
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Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch einen elektrischen Achsantrieb mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann der elektrische Achsantrieb variabler angeordnet werden. Weiterhin kann der elektrische Achsantrieb kompakter aufgebaut werden und die Antriebsleistung gezielter und effizienter ausgegeben werden.
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Das Fahrzeug kann ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug sein. Der elektrische Achsantrieb kann als Vorderachsantrieb oder Hinterachsantrieb ausgeführt sein. Der elektrische Achsantrieb kann den Hauptantrieb des Fahrzeugs bilden. Der elektrische Achsantrieb kann zusätzlich oder alternativ zu einem Antriebselement den Antrieb des Fahrzeugs bewirken. Das Antriebselement kann ein Verbrennungsmotor oder weiterer Elektromotor sein.
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Das Leistungsverteilergetriebe kann ein Differentialgetriebe und/oder ein Achsverteilergetriebe sein.
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Der Getriebeeingang kann ein Gehäusebauteil sein. Der Getriebeeingang kann koaxial zu dem Rotor angeordnet sein.
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Der Elektromotor, das Leistungsverteilergetriebe und/oder die Torque-Vectoring-Einheit können durch einen gemeinsamen Fluidkreislauf gekühlt, geschmiert und/oder versorgt sein. Der Fluidkreislauf kann ein Ölkreislauf sein.
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Das Leistungsverteilergetriebe, der Elektromotor und die Torque-Vectoring-Einheit können in einem gemeinsamen Getriebegehäuse aufgenommen sein.
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Der erste Koppelausgang kann drehfest mit dem ersten Getriebeausgang verbunden sein. Der erste Koppelausgang kann über eine Verzahnung, beispielsweise über eine Getriebestufe, mit dem ersten Getriebeausgang verbunden sein. Der zweite Koppelausgang kann drehfest mit dem zweiten Getriebeausgang verbunden sein. Der zweite Koppelausgang kann über eine Verzahnung, beispielsweise über eine Getriebestufe, mit dem zweiten Getriebeausgang verbunden sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das Leistungsverteilergetriebe axial zwischen dem Elektromotor und der Torque-Vectoring-Einheit angeordnet ist. Der Getriebeeingang kann dem Elektromotor axial gegenüberliegen. Der Getriebeeingang und der erste Getriebeausgang können auf unterschiedlichen axialen Seiten des Leistungsverteilergetriebes angeordnet sein. Der Getriebeeingang und der zweite Getriebeausgang können auf einer gleichen axialen Seite des Leistungsverteilergetriebes angeordnet sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Getriebevorrichtung eine erste Getriebestufe mit dem ausgangsseitigen ersten Abtrieb und eine parallel zu der ersten Getriebestufe wirksame zweite Getriebestufe mit dem ausgangsseitigen zweiten Abtrieb aufweist. Der erste Abtrieb kann mit einem ersten Fahrzeugrad oder einer ersten Achse des Fahrzeugs verbunden sein. Der zweite Abtrieb kann mit einem zweiten Fahrzeugrad oder einer zweiten Achse des Fahrzeugs verbunden sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Torque-Vectoring-Einheit axial zwischen dem Leistungsverteilergetriebe und der ersten Getriebestufe angeordnet ist. Die Torque-Vectoring-Einheit kann koaxial zu dem Rotor angeordnet sein.
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Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die zweite Getriebestufe auf einer dem Leistungsverteilergetriebe axial abgewandten Seite des Elektromotors angeordnet ist. Der Elektromotor kann axial zwischen dem Leistungsverteilergetriebe und der zweiten Getriebestufe angeordnet sein. Die zweite Getriebestufe, der Elektromotor, das Leistungsverteilergetriebe, die Torque-Vectoring-Einheit und die erste Getriebestufe können axial in dieser Reihenfolge hintereinander angeordnet sein.
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Eine Verbindung zwischen dem zweiten Getriebeausgang und dem Eingang der zweiten Getriebestufe kann radial innerhalb von dem Elektromotor axial durchgeführt sein. Die Verbindung kann als Antriebswelle ausgeführt sein. Die Verbindung kann drehfest mit dem zweiten Getriebeausgang und dem Eingang der zweiten Getriebestufe verbunden sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Getriebestufe eingangsseitig mit dem um die Drehachse drehbaren ersten Getriebeausgang verbunden ist und ausgangsseitig den um die weitere Drehachse drehbaren ersten Abtrieb aufweist. Die erste Getriebestufe kann ein Stirnradgetriebe umfassen. Das Stirnradgetriebe kann ein mit dem ersten Getriebeausgang verbundenes und um die Drehachse drehbares Antriebszahnrad aufweisen. Das Stirnradgetriebe kann eine mit dem Antriebszahnrad verzahnt verbundene Zwischenwelle, die um eine zusätzliche Drehachse drehbar ist, aufweisen. Das Stirnradgetriebe kann ein mit der Zwischenwelle oder dem Antriebszahnrad verzahnt verbundenes, den ersten Abtrieb bildendes und um die weitere Drehachse drehbares Abtriebszahnrad aufweisen. Die zusätzliche Drehachse kann achsparallel zu der Drehachse und/oder weiteren Drehachse angeordnet sein.
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Die erste Getriebestufe kann zusätzlich oder alternativ ein Planetenradgetriebe umfassen. Das Planetengetriebe kann dem Stirnradgetriebe in Reihe vorgeschaltet oder nachgeschaltet sein. Das Planetenradgetriebe kann ein gehäusefestes Hohlrad aufweisen. Das Planetengetriebe kann wenigstens ein gestuftes Planetenrad aufweisen. Ein Eingang des Planetengetriebes kann durch ein Sonnenrad gebildet sein. Der erste Abtrieb kann mit einem Planetenradträger verbunden sein. Das Sonnenrad kann mit der Zwischenwelle drehfest verbunden sein. Die zusätzliche Drehachse und die weitere Drehachse können gleich sein.
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Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Getriebestufe eingangsseitig mit dem um die Drehachse drehbaren zweiten Getriebeausgang verbunden ist und ausgangsseitig den um die weitere Drehachse drehbaren zweiten Abtrieb aufweist. Die zweite Getriebestufe kann ein Stirnradgetriebe umfassen. Das Stirnradgetriebe kann ein mit dem zweiten Getriebeausgang verbundenes und um die Drehachse drehbares Antriebszahnrad aufweisen. Das Stirnradgetriebe kann eine mit dem Antriebszahnrad verzahnt verbundene Zwischenwelle, die um eine zusätzliche Drehachse drehbar ist, aufweisen. Das Stirnradgetriebe kann ein mit der Zwischenwelle oder dem Antriebszahnrad verzahnt verbundenes, den zweiten Abtrieb bildendes und um die weitere Drehachse drehbares Abtriebszahnrad aufweisen. Die zusätzliche Drehachse kann achsparallel zu der Drehachse und/oder weiteren Drehachse angeordnet sein.
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Die zweite Getriebestufe kann zusätzlich oder alternativ ein Planetenradgetriebe umfassen. Das Planetengetriebe kann dem Stirnradgetriebe in Reihe vorgeschaltet oder nachgeschaltet sein. Das Planetenradgetriebe kann ein gehäusefestes Hohlrad aufweisen. Ein Eingang des Planetengetriebes kann durch ein Sonnenrad gebildet sein. Der zweite Abtrieb kann mit einem Planetenradträger verbunden sein. Das Sonnenrad kann mit der Zwischenwelle drehfest verbunden sein. Die zusätzliche Drehachse und die weitere Drehachse können gleich sein.
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Die erste Getriebestufe und die zweite Getriebestufe können spiegelverkehrt aufgebaut und angeordnet sein.
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Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Torque-Vectoring-Einheit wenigstens ein Planetengetriebe und wenigstens einen das zusätzliche Differenzdrehmoment in dieses einleitenden weiteren Elektromotor aufweist. Dadurch kann ein dem der Antriebsleistung zugeordneten Drehmoment überlagertes Differenzdrehmoment zwischen dem ersten und zweiten Koppelausgang eingebracht werden und die Funktionen Traktion und Drehmomentverteilung voneinander getrennt werden.
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Der weitere Elektromotor kann bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs verlustfrei bezüglich der Übertragung der Antriebsleistung sein. Bei einer Kurvenfahrt kann der weitere Elektromotor eine positive oder negative Drehzahl aufweisen. Eine durch den weiteren Elektromotor zuführbare maximale weitere Antriebsleistung kann höchstens 10% der durch den Elektromotor bereitgestellten maximalen Antriebsleistung betragen. Eine durch den weiteren Elektromotor zuführbare dauerhafte weitere Antriebsleistung kann höchstens 10% der durch den Elektromotor bereitgestellten dauerhaften Antriebsleistung betragen. Ein durch den weiteren Elektromotor zuführbares maximales weiteres Drehmoment kann höchstens 10% des durch den Elektromotor bereitgestellten maximalen Drehmoments betragen. Ein durch den weiteren Elektromotor zuführbares dauerhaftes weiteres Drehmoment kann höchstens 10% des durch den Elektromotor bereitgestellten dauerhaften Drehmoments betragen.
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Die Torque-Vectoring-Einheit kann ein erstes Planetengetriebe mit einem ersten Planetenradträger und ein zweites Planetengetriebe mit einem zweiten Planetenradträger aufweisen. Das erste und zweite Planetengetriebe können ein gemeinsames Hohlrad aufweisen. Der erste Planetenradträger kann mit dem zweiten Getriebeausgang drehfest verbunden sein. Der zweite Planetenradträger kann mit dem ersten Getriebeausgang drehfest verbunden sein.
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Die Bauteile des ersten Planetengetriebes können eine gleiche Zähnezahl bzw. Übersetzung wie die Bauteile des zweiten Planetengetriebes aufweisen. Zumindest einige der Bauteile des ersten und zweiten Planetengetriebes können gleichteilig aufgebaut sein.
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Das erste Planetengetriebe kann ein erstes Sonnenrad aufweisen, das gehäusefest festgelegt ist. Das zweite Planetengetriebe kann ein zweites Sonnenrad aufweisen, das mit einem Rotor des weiteren Elektromotors drehfest verbunden ist. Der Rotor kann axial neben dem ersten und zweiten Sonnenrad angeordnet sein.
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Das erste und zweite Planetengetriebe können axial nebeneinander angeordnet sein. Das erste und zweite Planetengetriebe können axial zwischen dem Leistungsverteilergetriebe und dem weiteren Elektromotor angeordnet sein. Das erste und zweite Planetengetriebe können axial zwischen dem Leistungsverteilergetriebe und der ersten Getriebestufe angeordnet sein.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der das Leistungsverteilergetriebe als Differentialgetriebe ausgeführt ist. Das Leistungsverteilergetriebe kann als Stirnraddifferentialgetriebe ausgeführt sein. Das Leistungsverteilergetriebe kann ein Planetengetriebe, umfassend ein Hohlrad, wenigstens ein an einem Planetenradträger drehbares Planetenrad und mindestens ein Sonnenrad aufweisen. Das Planetenrad kann mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad verzahnt verbunden sein.
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Das Leistungsverteilergetriebe kann mehrere Ausgleichsräder aufweisen. Das Leistungsverteilergetriebe kann wenigstens zwei Verzahnungsebenen aufweisen, die jeweils mit einem Ausgleichrad verzahnt verbunden sind. Das Leistungsverteilergetriebe kann drei Verzahnungsebenen aufweisen. Wenigstens ein Ausgleichsrad kann mit dem ersten oder zweiten Koppelausgang über ein Hohlrad verzahnt verbunden sein. Wenigstens ein Ausgleichrad kann mit dem ersten oder zweiten Getriebeausgang über ein weiteres Sonnenrad verzahnt verbunden sein.
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Das Leistungsverteilergetriebe kann Ausgleichsräder zur Verteilung der Antriebsleistung ausgehend von dem Getriebeeingang auf den ersten und zweiten Getriebeausgang aufweisen. Die Ausgleichsräder können sich bei an dem Getriebeeingang anliegender Antriebsleistung zur Übertragung des Antriebsdrehmoments an den ersten und zweiten Getriebeausgang drehen, selbst wenn das Antriebsdrehmoment gleichverteilt auf den ersten und zweiten Getriebeausgang geleitet wird. Die Ausgleichsräder können als Planetenräder, die an einem Planetenradträger drehbar aufgenommen sind, ausgeführt sein. Die Ausgleichsverzahnung kann als Stirnradverzahnung ausgeführt sein.
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Der Getriebeeingang kann drehfest mit dem Hohlrad, dem Planetenradträger oder dem Sonnenrad verbunden, bevorzugt einteilig ausgeführt, sein.
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Der erste oder zweite Getriebeausgang kann drehfest mit dem Planetenradträger, dem Sonnenrad oder dem Hohlrad verbunden, bevorzugt einteilig damit ausgeführt, sein.
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Das Leistungsverteilergetriebe kann einen doppelten Planetenradsatz mit ersten Planetenrädern und radial versetzt dazu angeordneten und verzahnt damit verbundenen zweiten Planetenrädern aufweisen. Die ersten und zweiten Planetenräder können an einem gemeinsamen Planetenradträger aufgenommen sein. Der Planetenradträger kann mit dem zweiten Getriebeausgang und/oder dem zweiten Koppelausgang drehfest verbunden sein. Das Sonnenrad kann mit dem ersten Getriebeausgang und/oder dem ersten Koppelausgang drehfest verbunden sein.
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Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn der Rotor und Stator zur axialen Ausrichtung des dazwischen bestehenden Magnetfelds einander axial gegenüberliegend angeordnet sind. Der Rotor kann zumindest zweiteilig ausgeführt sein, bestehend aus einem ersten Rotorteil und einem axial dazu beabstandeten zweiten Rotorteil, wobei der Stator axial zwischen dem ersten und zweiten Rotorteil angeordnet ist. Dadurch ergibt sich in Bezug auf den Rotor ein H-förmiger Aufbau. Der Stator kann zumindest zweiteilig ausgeführt sein, bestehend aus einem ersten Statorteil und einem axial dazu beabstandeten zweiten Statorteil, wobei der Rotor axial zwischen dem ersten und zweiten Statorteil angeordnet ist. Dadurch ergibt sich in Bezug auf den Rotor ein I-förmiger Aufbau.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1: Einen schematischen Querschnitt eines elektrischen Achsantriebs in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 2 bis 5: Einen schematischen Halbschnitt eines elektrischen Achsantriebs jeweils in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines elektrischen Achsantriebs in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der elektrische Achsantrieb 10 ist in einem Fahrzeug zur Bereitstellung und Übertragung einer Antriebsleistung zur Fortbewegung des Fahrzeugs angeordnet. Die Antriebsleistung wird durch einen Elektromotor 12 aufgebaut, der einen gehäusefesten Stator 14 und einen gegenüber diesem und um eine Drehachse 16 drehbaren Rotor 18 aufweist. Der Rotor 18> und Stator 14 sind zur axialen Ausrichtung des dazwischen bestehenden Magnetfelds einander axial gegenüberliegend angeordnet. Der Rotor 18 ist zweiteilig ausgeführt, bestehend aus einem ersten Rotorteil 20 und einem axial dazu beabstandeten zweiten Rotorteil 22, wobei der Stator 14 axial zwischen dem ersten und zweiten Rotorteil 20, 22 angeordnet ist.
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Der elektrische Achsantrieb 10 umfasst ein in einem Getriebegehäuse 24 angeordnetes Leistungsverteilergetriebe 26, hier insbesondere ein Stirnraddifferentialgetriebe 28, das als Differentialgetriebe 30 ausgeführt ist und in Bezug auf eine Übertragung der Antriebsleistung eingangsseitig mit einem Getriebeeingang 32 unmittelbar mit dem Rotor 18 verbunden ist. Das Leistungsverteilergetriebe 26 weist ausgangsseitig einen ersten Getriebeausgang 34 und einen dazu parallel wirksamen zweiten Getriebeausgang 36 auf.
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Weiterhin umfasst der elektrische Achsantrieb 10 eine Torque-Vectoring-Einheit 38, die zur gesteuerten Einleitung eines Differenzdrehmoments zwischen dem ersten und zweiten Getriebeausgang 34, 36 einen mit dem ersten Getriebeausgang 34 gekoppelten, hier drehfest verbundenen, ersten Koppelausgang 40 und einen dazu parallel wirksamen und mit dem zweiten Getriebeausgang 36 gekoppelten, hier drehfest verbundenen, zweiten Koppelausgang 42 aufweist.
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Das Leistungsverteilergetriebe 26 ist axial zwischen dem Elektromotor 12 und der Torque-Vectoring-Einheit 38 angeordnet. Die Torque-Vectoring-Einheit 38 umfasst ein erstes Planetengetriebe 44 mit einem ersten Sonnenrad 46, einem ersten Hohlrad 48 und ersten Planetenrädern 50 und ein zweites Planetengetriebe 52 mit einem zweiten Sonnenrad 54, einem zweiten Hohlrad 56 und zweiten Planetenrädern 58. Die ersten und zweiten Planetenräder 50, 58 sind an einem gemeinsamen Planetenradträger 60 drehbar aufgenommen. Das zweite Hohlrad 56 ist mit dem ersten Getriebeausgang 34 und das erste Hohlrad 48 ist mit dem zweiten Getriebeausgang 36 drehfest verbunden.
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Die Torque-Vectoring-Einheit 38 umfasst einen weiteren Elektromotor 62, der ein zusätzliches Differenzdrehmoment zwischen dem ersten und zweiten Getriebeausgang 34, 36 einleiten kann. Das erste und zweite Planetengetriebe 44, 52 sind axial nebeneinander angeordnet.
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Das zweite Sonnenrad 54 ist gehäusefest an dem Getriebegehäuse 24 festgelegt. Das erste Sonnenrad 46 ist mit einem Rotor 64 des weiteren Elektromotors 62 drehfest verbunden. Stellt der Elektromotor 62 kein zusätzliches Differenzdrehmoment bereit, beispielsweise bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs, dann dreht sich der Rotor 64 nicht.
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Das Leistungsverteilergetriebe 26 weist ein Planetengetriebe 66 mit einem doppelten Planetenradsatz 68 mit ersten Planetenrädern 70 und radial versetzt dazu angeordneten und verzahnt damit verbundenen zweiten Planetenrädern 72 auf. Die ersten Planetenräder 70 sind mit einem Hohlrad 74 verzahnt verbunden. Das Hohlrad 74 bildet den Getriebeeingang 32 und ist mit dem Rotor 18 drehfest verbunden.
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Die zweiten Planetenräder 72 sind mit einem Sonnenrad 76 verzahnt verbunden. Das Sonnenrad 76 bildet den ersten Getriebeausgang 34, der mit dem zweiten Hohlrad 56 drehfest verbunden ist. Die ersten und zweiten Planetenräder 70, 72 sind in Reihe wirksam zwischen dem Hohlrad 74 und dem Sonnenrad 76 angeordnet. Die ersten und zweiten Planetenräder 70, 72 sind an einem gemeinsamen Planetenradträger 78 aufgenommen. Der gemeinsame Planetenradträger 78 bildet den zweiten Getriebeausgang 36, der mit dem ersten Hohlrad 48 drehfest verbunden ist.
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Der erste und zweite Getriebeausgang 34, 36 ist mit einer Getriebevorrichtung 80 zur Übertragung der Antriebsleistung verbunden. Die Getriebevorrichtung 80 umfasst eine erste Getriebestufe 82, die eingangsseitig mit dem ersten Getriebeausgang 34 verbunden ist und ausgangsseitig einen ersten Abtrieb 84 aufweist. Die Getriebevorrichtung 80 umfasst weiterhin eine zweite Getriebestufe 86, die eingangsseitig mit dem zweiten Getriebeausgang 36 verbunden ist und ausgangsseitig einen zu dem ersten Abtrieb 84 parallel wirksamen zweiten Abtrieb 88 aufweist.
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Der erste Abtrieb 84 und zweite Abtrieb 88 ist jeweils mit einem Fahrzeugrad des Fahrzeugs verbunden. Der erste und zweite Abtrieb 84, 88 wirken als Vorderachsantrieb oder Hinterachsantrieb des Fahrzeugs.
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Die Torque-Vectoring-Einheit 38 ist axial zwischen dem Leistungsverteilergetriebe 26 und der ersten Getriebestufe 82 angeordnet. Die zweite Getriebestufe 86 ist auf einer dem Leistungsverteilergetriebe 26 axial abgewandten Seite des Elektromotors 12 angeordnet.
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Die erste und zweite Getriebestufe 82, 86 sind jeweils als Reduktionsgetriebe 90 ausgeführt. Die erste Getriebestufe 82 umfasst ein erstes Stirnradgetriebe 92 mit einem ersten Antriebszahnrad 94, das den Eingang der ersten Getriebestufe 82 bildet, eine mit dem ersten Antriebszahnrad 94 verzahnt verbundene erste Zwischenwelle 96, die um eine zusätzliche Drehachse 98 drehbar ist und ein mit der ersten Zwischenwelle 96 verzahnt verbundenes, den ersten Abtrieb 84 bildendes und um eine weitere Drehachse 100 drehbares erstes Abtriebszahnrad 101.
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Die zweite Getriebestufe 86 umfasst ein zweites Stirnradgetriebe 102 mit einem zweiten Antriebszahnrad 104, das den Eingang der zweiten Getriebestufe 86 bildet, eine mit dem zweiten Antriebszahnrad 104 verzahnt verbundene zweite Zwischenwelle 106, die um die zusätzliche Drehachse 98 drehbar ist und ein mit der zweiten Zwischenwelle 106 verzahnt verbundenes, den zweiten Abtrieb 88 bildendes und um die weitere Drehachse 100 drehbares zweites Abtriebszahnrad 108.
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Die weitere Drehachse 100 ist um einen Abstand 110 achsparallel versetzt zu der Drehachse 16 angeordnet. Dadurch kann der elektrische Achsantrieb 10 variabler in dem Fahrzeug angeordnet werden.
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Der zweite Getriebeausgang 36 ist zur Übertragung der Antriebsleistung mit dem zweiten Abtriebszahnrad 108 verbunden. Hierfür greift eine Verbindung 112 zwischen dem Leistungsverteilergetriebe 26 und der zweiten Getriebestufe 86 radial innerhalb von dem Elektromotor 12 axial durch.
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Die Torque-Vectoring-Einheit 38 ist der Getriebevorrichtung 80, hier der ersten und zweiten Getriebestufe 82, 86 vorgeschaltet, wodurch die Einbringung des Differenzdrehmoments durch die Torque-Vectoring-Einheit 38 effizienter, insbesondere bei einem niedrigeren Drehmomentniveau erfolgen kann. Das von der Torque-Vectoring-Einheit 38 zusätzlich aufzubringende Drehmoment zur Bereitstellung des Differenzdrehmoments an dem ersten und zweiten Getriebeausgang 34, 36 kann damit geringer ausfallen, wodurch die Torque-Vectoring-Einheit 38 kompakter ausgeführt werden kann.
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2 bis 5 zeigt einen schematischen Halbschnitt eines elektrischen Achsantriebs jeweils in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau des elektrischen Achsantriebs 10 in 2 gleicht dem aus 1 bis auf nachfolgende Unterschiede. Der Stator 14 ist zweiteilig ausgeführt, bestehend aus einem ersten Statorteil 114 und einem axial dazu beabstandeten zweiten Statorteil 116, wobei der Rotor 18 axial zwischen dem ersten und zweiten Statorteil 114, 116 angeordnet ist.
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Die Getriebevorrichtung 80 umfasst die erste Getriebestufe 82 mit einem dem Stirnradgetriebe in Reihe nachgeschalteten, zusätzlichen Planetengetriebe 118 mit einem Hohlrad 120, das mit dem Getriebegehäuse 24 fest verbunden ist, einem Planetenradträger 122 mit daran drehbar aufgenommenen Planetenrädern 124 und einem Sonnenrad 126. Das Sonnenrad 126 ist der ersten Zwischenwelle 96 zugeordnet. Der Planetenradträger 122 bildet den ersten Abtrieb 84, der um die weitere Drehachse 100 drehbar ist, die um den Abstand 110 achsparallel versetzt zu der Drehachse 16 angeordnet ist. Die zusätzliche Drehachse 98 und die weitere Drehachse 100 sind gleich.
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Die zweite Getriebestufe 86 ist spiegelverkehrt zu der ersten Getriebestufe 82 aufgebaut.
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Der Aufbau des elektrischen Achsantriebs 10 in 3 gleicht dem aus 1 bis auf nachfolgende Unterschiede. Die erste Getriebestufe 82 umfasst das erste Antriebszahnrad 94 als Eingang der ersten Getriebestufe 82 und das damit verzahnt verbundene erste Abtriebszahnrad 101, das um die weitere Drehachse 100 drehbar ist und den ersten Abtrieb 84 bildet.
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Die zweite Getriebestufe 86 ist spiegelverkehrt zu der ersten Getriebestufe 82 aufgebaut.
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Der Aufbau des elektrischen Achsantriebs 10 in 4 gleicht dem aus 3 bis auf nachfolgende Unterschiede. Das Leistungsverteilergetriebe 26 ist als Stirnraddifferentialgetriebe 28 ausgeführt, aufweisend den Getriebeeingang 32, an dem mehrere Ausgleichsräder 130 angeordnet sind, die drei Verzahnungsebenen aufweisen. Eine erste Verzahnungsebene 132 ist mit einem ersten Sonnenrad 134 verzahnt verbunden, das mit dem ersten Hohlrad 48 drehfest verbunden ist. An einem Träger 136 sind weitere Ausgleichsräder 138 drehbar aufgenommen, die mit einer zweiten Verzahnungsebene 140 und dem ersten Getriebeausgang 34 über ein weiteres Sonnenrad 141 verzahnt verbunden sind. Eine dritte Verzahnungsebene 142 ist mit einem zweiten Sonnenrad 144 verzahnt verbunden, das den zweiten Getriebeausgang 36 bildet. Das erste Sonnenrad 134, das weitere Sonnenrad 141 und das zweite Sonnenrad 144 sind koaxial zueinander angeordnet.
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Der Aufbau des elektrischen Achsantriebs 10 in 5 gleicht dem aus 4 bis auf nachfolgende Unterschiede. Das Leistungsverteilergetriebe 26 weist zwei innenliegende weitere Ausgleichsräder 138 auf. Dabei sind erste weitere Ausgleichsräder 146 mit dem ersten Hohlrad 48 als zweiter Koppelausgang 42 und mit der ersten Verzahnungsebene 132 verzahnt verbunden. Weiterhin sind zweite weitere Ausgleichsräder 148 mit dem zweiten Getriebeausgang 36 und der dritten Verzahnungsebene 142 verzahnt verbunden. Die zweite Verzahnungsebene 140 ist mit dem ersten Getriebeausgang 34 verzahnt verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- elektrische Achsantrieb
- 12
- Elektromotor
- 14
- Stator
- 16
- Drehachse
- 18
- Rotor
- 20
- erstes Rotorteil
- 22
- zweites Rotorteil
- 24
- Getriebegehäuse
- 26
- Leistungsverteilergetriebe
- 28
- Stirnraddifferentialgetriebe
- 30
- Differentialgetriebe
- 32
- Getriebeeingang
- 34
- erster Getriebeausgang
- 36
- zweiter Getriebeausgang
- 38
- Torque-Vectoring-Einheit
- 40
- erster Koppelausgang
- 42
- zweiter Koppelausgang
- 44
- erstes Planetengetriebe
- 46
- erstes Sonnenrad
- 48
- erstes Hohlrad
- 50
- erste Planetenräder
- 52
- zweites Planetengetriebe
- 54
- zweites Sonnenrad
- 56
- zweites Hohlrad
- 58
- zweite Planetenräder
- 60
- gemeinsamer Planetenradträger
- 62
- weiterer Elektromotor
- 64
- Rotor
- 66
- Planetengetriebe
- 68
- Planetenradsatz
- 70
- erste Planetenräder
- 72
- zweite Planetenräder
- 74
- Hohlrad
- 76
- Sonnenrad
- 78
- gemeinsamer Planetenradträger
- 80
- Getriebevorrichtung
- 82
- erste Getriebestufe
- 84
- erster Abtrieb
- 86
- zweite Getriebestufe
- 88
- zweitet Abtrieb
- 90
- Reduktionsgetriebe
- 92
- erstes Stirnradgetriebe
- 94
- erstes Antriebszahnrad
- 96
- erste Zwischenwelle
- 98
- zusätzliche Drehachse
- 100
- weitere Drehachse
- 101
- erstes Abtriebszahnrad
- 102
- zweites Stirnradgetriebe
- 104
- zweites Antriebszahnrad
- 106
- zweite Zwischenwelle
- 108
- zweites Abtriebszahnrad
- 110
- Abstand
- 112
- Verbindung
- 114
- erstes Statorteil
- 116
- zweites Statorteil
- 118
- Planetengetriebe
- 120
- Hohlrad
- 122
- Planetenradträger
- 124
- Planetenrad
- 126
- Sonnenrad
- 128
- Stirnraddifferentialgetriebe
- 130
- Ausgleichsrad
- 132
- erste Verzahnungsebene
- 134
- erstes Sonnenrad
- 136
- Träger
- 138
- weitere Ausgleichsräder
- 140
- zweiten Verzahnungsebene
- 141
- weiteres Sonnenrad
- 142
- dritte Verzahnungsebene
- 144
- zweites Sonnenrad
- 146
- erste Ausgleichsräder
- 148
- zweite Ausgleichsräder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015223131 A1 [0002]
- DE 2343029 A1 [0003]
- DE 102010051058 A1 [0004]
