DE102022203304A1

DE102022203304A1 - Antriebsanordnung für ein Fahrzeug sowie elektrische Achse mit der Antriebsanordnung

Info

Publication number: DE102022203304A1
Application number: DE102022203304.3A
Authority: DE
Inventors: Christian Staiger; Stefan Csajagi
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-04-04
Filing date: 2022-04-04
Publication date: 2023-10-05

Abstract

Es wird eine Antriebsanordnung 2 für ein Fahrzeug, mit einer ersten und einer zweiten elektrischen Maschine 5a, 5b, wobei die erste elektrische Maschine 5a eine erste Antriebswelle 7a antreibt und die zweite elektrische Maschine 5b eine zweite Antriebswelle 7b antreibt, wobei die erste und die zweite Antriebswelle 7a, 7b parallel zueinander angeordnet sind, mit einem ersten und einem zweiten Getriebe 6a, 6b, wobei das erste Getriebe 6a eine erste Abtriebswelle 8a aufweist, welche über mindestens eine Übersetzungsstufe i1, i2 mit der ersten Antriebswelle 7a getriebetechnisch verbunden ist, und wobei das zweite Getriebe 6b eine zweite Abtriebswelle 8b aufweist, welche über mindestens eine Übersetzungsstufe i1, i2 mit der zweiten Antriebswelle 7b getriebetechnisch verbunden, wobei die erste und die zweite Abtriebswelle 8a, 8b koaxial zueinander angeordnet sind, vorgeschlagen, wobei die erste elektrische Maschine 5a auf einer ersten Fahrzeugseite 4a und das erste Getriebe 6a auf einer zweiten Fahrzeugseite 4b angeordnet ist, sodass die erste Abtriebswelle 8a ein Fahrzeugrad 3b auf der zweiten Fahrzeugseite 4b antreibt, und die zweite elektrische Maschine 5b auf der zweiten Fahrzeugseite 4b und das zweite Getriebe 6b auf der ersten Fahrzeugseite 4a angeordnet ist, sodass die zweite Abtriebswelle 8b ein Fahrzeugrad 3a auf der ersten Fahrzeugseite 4a antreibt.

Description

Die Erfindung betrifft Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische Achse mit der Antriebsanordnung.
Es sind elektrische Antriebsstränge bekannt, bei denen die Fahrzeugräder einer Achse unabhängig voneinander antreiben können, auch als „torque vectoring“ bekannt. Hierzu ist üblicherweise jedem angetriebenen Fahrzeugrad eine separate elektrische Maschine zugeordnet, wobei zur Momenten- und Drehzahlanpassung zwischen elektrischer Maschine und zugehörigen Fahrzeugrad ein Getriebe vorgesehen ist. Da der axiale und radiale Bauraum zwischen den Fahrzeugrädern sehr begrenzt ist, scheiden viele Anordnungsmöglichkeiten für das Getriebe aus.
Die Druckschrift DE 10 2018 005 947 A1 offenbart einen elektrischen Antriebsstrang, mit einer zum Antreiben genau eines ersten Rads ausgebildeten ersten elektrischen Maschine, welche einen ersten Stator und einen um eine erste Maschinendrehachse drehbaren ersten Rotor aufweist, mit einer zum Antreiben genau eines zweiten Rads ausgebildeten zweiten elektrischen Maschine, welche einen zweiten Stator und einen relativ zu dem zweiten Stator um eine zweite, mit der ersten Maschinendrehachse zusammenfallende zweite Maschinendrehachse drehbaren zweiten Rotor aufweist. Der Antriebsstrang weist eine erste Eingangsstirnradstufe, mit einer ersten Planetengetriebestufe und mit einer ersten Abtriebswelle, wobei die erste Eingangsstirnradstufe, die erste Planetengetriebestufe und die erste Abtriebswelle zwischen der ersten elektrischen Maschine und dem ersten Rad angeordnet sind, und wobei die erste Planetengetriebestufe achsversetzt zu der ersten elektrischen Maschine angeordnet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welche sich durch eine kompakte Bauweise auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine elektrische Achse mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den entsprechenden Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung und beigefügten Figuren hervor.
Gegenstand der Erfindung ist eine Antriebsanordnung, welche für ein Fahrzeug ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Antriebsanordnung dient vorzugsweise zur unterschiedlichen Verteilung von Antriebsmomenten, auch als „torque vectoring“ bekannt, auf die Fahrzeugräder einer Achse des Fahrzeugs.
Die Antriebsanordnung weist eine erste und eine zweite elektrische Maschine auf, wobei die erste elektrische Maschine eine erste Antriebswelle antreibt und die zweite elektrische Maschine eine zweite Antriebswelle antreibt. Insbesondere dient die erste elektrische Maschine zur Erzeugung eines ersten Antriebsmoments und die zweite elektrische Maschine zur Erzeugung eines zweiten Antriebsmoments. Vorzugsweise sind das erste und das zweite Antriebsmoment gleich groß. Die erste und die zweite elektrische Maschine können jeweils als eine Traktionsmaschine ausgebildet sein. Bevorzugt weisen die erste und die zweite elektrische Maschine jeweils einen Stator und einen drehfest mit der jeweiligen Antriebswelle verbunden Rotor auf, wobei der Rotor der ersten elektrischen Maschine in einem Motorbetrieb die erste Antriebswelle um eine erste Antriebsdrehachse antreibt und der Rotor der zweiten elektrischen Maschine in einem Motorbetrieb die zweite Antriebswelle um eine zweite Antriebsdrehachse antreibt. Die erste und die zweite Antriebswelle bzw. die erste und die zweite Antriebsdrehachse sind parallel zueinander angeordnet.
Die Antriebsanordnung weist ein erstes und ein zweites Getriebe auf. Das erste Getriebe weist eine erste Abtriebswelle auf, welche über mindestens oder genau eine Übersetzungsstufe mit der ersten Antriebswelle getriebetechnisch verbunden ist. Das zweite Getriebe weist eine zweite Abtriebswelle auf, welche über mindestens oder genau eine Übersetzungsstufe mit der zweiten Antriebswelle getriebetechnisch verbunden. Vorzugsweise sind das erste und das zweite Getriebe als ein Untersetzungsgetriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von Betrag (i) > 1 (auch Übersetzung ins „Langsame“ oder Untersetzung genannt) ausgebildet. Anders formuliert, wird die Drehzahl an der Abtriebswelle gegenüber der jeweiligen Antriebswelle verkleinert und das übertragene Antriebsmoment vergrößert. Insbesondere werden das erste und das zweite Antriebsmoment jeweils über einen Momentpfad von der elektrischen Maschine über das jeweilige Getriebe auf die jeweilige Abtriebswelle übertragen, wobei die beiden Momentenpfade voneinander getrennt sind bzw. parallel zueinander verlaufen. Insbesondere bilden die Antriebswellen jeweils einen Getriebeeingang und die Abtriebswellen jeweils einen Getriebeausgang des jeweiligen Getriebes. Die erste und die zweite Abtriebswelle sind koaxial zueinander angeordnet und/oder weisen eine gemeinsame Abtriebsdrehachse, vorzugsweise eine Raddrehachse, auf.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die erste elektrische Maschine auf einer ersten Fahrzeugseite und das erste Getriebe auf einer zweiten Fahrzeugseite angeordnet ist, sodass die erste Abtriebswelle ein Fahrzeugrad auf der zweiten Fahrzeugseite antreibt. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die zweite elektrische Maschine auf der zweiten Fahrzeugseite und das zweite Getriebe auf der ersten Fahrzeugseite angeordnet ist, sodass die zweite Abtriebswelle ein Fahrzeugrad auf der ersten Fahrzeugseite antreibt. Vereinfacht ausgedrückt, werden die erste und die zweite Abtriebswelle über Kreuz durch die jeweilige elektrische Maschine angetrieben. Anders formuliert, sind die erste elektrische Maschine und das zweite Getriebe gemeinsam auf der ersten Fahrzeugseite angeordnet und die zweite elektrische Maschine und das erste Getriebe gemeinsam auf der zweiten Fahrzeugseite angeordnet sind. Vorzugsweise ist die erste Fahrzeugseite als eine Fahrerseite und/oder eine linke Fahrzeugseite zu verstehen und die zweite Fahrzeugseite als eine Beifahrerseite und/oder eine rechte Fahrzeugseite zu verstehen. Im Speziellen sind die erste Antriebswelle und die zweite Abtriebswelle zu der ersten Fahrzeugseite hin ausgerichtet und die zweite Antriebswelle und die zweite Abtriebswelle zu der zweiten Fahrzeugseite hin ausgerichtet. Im Speziellen sind die erste und die zweite Fahrzeugseite durch eine Mittelebene des Fahrzeuges voneinander getrennt. Die Mittelebene kann in Fahrzeugquerrichtung gesehen mittig oder im Wesentlichen in der Mitte des Fahrzeugs angeordnet und wird von einer Fahrzeughochrichtung und einer Fahrzeuglängsrichtung aufgespannt.
Es wird somit eine Antriebsanordnung vorgeschlagen, welche sich durch einen symmetrischen Aufbau auszeichnet und sich zugleich durch eine geringe axiale Baubreite auszeichnet. Durch die Anordnung jeweils einer elektrischen Maschine und eines Getriebes auf einer Fahrzeugseite wird somit eine besonders kompakte und bauraumsparende Antriebsanordnung vorgeschlagen, welche besonders für Fahrzeuge mit einer geringen Spurweite geeignet ist. Darüber hinaus ist ein Vorteil, dass die Antriebsanordnung aufgrund des symmetrischen Aufbaus besonders kostengünstig durch Gleichteile herstellbar ist. Zudem kann durch die Überkreuzung der beiden Momentenpfade der zur Verfügung stehende Bauraum besser ausgenutzt werden.
In einer konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das erste und das zweite Getriebe jeweils als ein Stirnradgetriebe mit gleicher Übersetzung bzw. gleichen Übersetzungsverhältnis ausgebildet sind. Insbesondere sind das erste und das zweite Getriebe jeweils als ein einstufiges oder mehrstufiges, vorzugsweises zweistufiges Stirnradgetriebe ausgebildet. Insbesondere weist das Stirnradgetriebe hierzu mindestens oder genau eine Stirnradstufe auf. Die Stirnradstufe ist dabei als eine Stirnradpaarung zu verstehen, an der sich die Drehzahl bzw. das Antriebsmoment ändert. Vorzugsweise sind zwischen Antriebswelle und zughöriger Abtriebswelle mindestens oder genau zwei Stirnradstufen gebildet. Durch die Ausgestaltung der beiden Getriebe als Stirnradgetriebe wird eine Antriebsanordnung vorgeschlagen, welche sich durch eine robuste und kompakte Übertragung der Antriebsmomente auszeichnet und zugleich den Achsversatz zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle überbrückt.
In einer weiteren konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das erste und das zweite Getriebe jeweils zwei Übersetzungsstufen aufweisen. Insbesondere werden das erste und das zweite Antriebsmoment über die erste und die Übersetzungsstufe jeweils mit einem Übersetzungsverhältnis von Betrag (i) > 1 übersetzt. Anders formuliert, erfolgt über die erste Übersetzungsstufe eine Übersetzung ins Langsame und über die zweite Übersetzungsstufe eine weitere Übersetzung ins Langsame. Prinzipiell können die erste und die zweite Übersetzungsstufe der beiden Getriebe jeweils das gleiche Übersetzungsverhältnis aufweisen. Alternativ können die erste und die zweite Übersetzungsstufe der beiden Getriebe ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis aufweisen. Insbesondere sind die Übersetzungsstufen des ersten und zweiten Getriebes durch jeweils eine Stirnradstufe gebildet. Es wird somit eine Antriebsanordnung vorgeschlagen, welche sich durch die beiden Übersetzungsstufen durch eine kompakte Übersetzung der Antriebsmomente auszeichnet.
In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass jeweils die erste und die zweite Übersetzungsstufe des ersten und zweiten Getriebes in unterschiedlichen Ebenen liegen. Anders ausgedrückt, sind die beiden Übersetzungsstufen des ersten Getriebes sowie die die beiden Übersetzungsstufen des zweiten Getriebes in axialer Richtung in Bezug auf die Antriebs- bzw. Abtriebsdrehachse zueinander achsversetzt angeordnet. Vorzugsweise sind die Ebenen in Bezug auf die Antriebs- bzw. Abtriebsdrehachse jeweils durch eine Radialebene definiert und/oder parallel zu der Mittelebene angeordnet. Besonders bevorzugt liegt jede der Übersetzungsstufen in einer separaten Ebene. Insbesondere sind die Übersetzungsstufen jeweils durch eine Räderkette gebildet, wobei die Ebenen der Übersetzungsstufen jeweils als eine Radebene der Räderketten zu verstehen sind.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass die erste elektrische Maschine abschnittsweise in mindestens oder genau einer Ebene des zweiten Getriebes liegt und dass die zweite elektrische Maschine abschnittsweise in mindestens oder genau einer Ebene des ersten Getriebes liegt. Anders formuliert, ist die erste elektrische Maschine, insbesondere in einer radialen Draufsicht, überdeckend und/oder überlappend zu dem zweiten Getriebe angeordnet und die zweite elektrische Maschine, insbesondere in einer radialen Draufsicht, überdeckend und/oder überlappend zu dem ersten Getriebe angeordnet. Im Speziellen liegt die erste elektrische Maschine abschnittsweise in den beiden Ebenen des zweiten Getriebes und die zweite elektrische Maschine abschnittsweise in den beiden Ebenen des ersten Getriebes. Es wird somit eine Antriebsanordnung vorgeschlagen, welche sich durch eine kompakte Anordnung unter effizienter Ausnutzung des axialen und radialen Bauraums auszeichnet.
In einer alternativ oder optional ergänzenden Konkretisierung ist vorgesehen, dass die erste elektrische Maschine axial, insbesondere in Bezug auf die erste Antriebsdrehachse, beabstandet zu den Ebenen des ersten Getriebes angeordnet ist und dass die zweite elektrische Maschine axial, insbesondere in Bezug auf die zweite Antriebsdrehachse, beabstandet zu den Ebenen des zweiten Getriebes angeordnet ist. Anders formuliert, ist die erste elektrische Maschine in axialer Richtung beabstandet zu dem ersten Getriebe angeordnet und die zweite elektrische Maschine in axialer Richtung beabstandet zu dem zweiten Getriebe angeordnet. Prinzipiell können die erste und die zweite elektrische Maschine abschnittsweise jeweils in der Mittelebene angeordnet sein und/oder in axialer Richtung, insbesondere in einer radialen Draufsicht, abschnittsweise überdeckend und/oder überlappend zueinander angeordnet sein. Alternativ können die beiden elektrischen Maschinen jedoch auch axial beabstandet zu der Mittelebene angeordnet und/oder in axialer Richtung voneinander beabstandet sein. Es wird somit eine besonders einfache Ausgestaltung der Antriebsanordnung vorgeschlagen.
In einer weiteren Realisierung ist vorgesehen, dass das erste Getriebe ein mit der ersten Antriebswelle drehfest verbundenes erstes Antriebsrad, ein mit einer ersten Zwischenwelle drehfest verbundenes erstes Zwischenrad sowie ein mit der ersten Abtriebswelle drehfest verbundenes erstes Abtriebsrad aufweist. Weiterhin ist vorgesehen, dass das zweite Getriebe ein mit der zweiten Antriebswelle drehfest verbundenes zweites Antriebsrad, ein mit einer zweiten Zwischenwelle drehfest verbundenes zweites Zwischenrad sowie ein mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbundenes zweites Abtriebsrad aufweist. Insbesondere bilden das erste Antriebsrad, das erste Zwischenrad sowie das erste Abtriebsrad eine erste Räderkette. Entsprechend bilden das zweite Antriebsrad, das zweite Zwischenrad sowie das zweite Abtriebsrad eine zweite Räderkette. Insbesondere ist die erste Übersetzungsstufe jeweils zwischen dem Antriebsrad und dem jeweils zugehörigen Zwischenrad und die zweite Übersetzungsstufe jeweils zwischen dem Antriebsrad und dem jeweils zugehörigen Zwischenrad gebildet. In der einfachsten Ausführung können die Antriebsräder, die Abtriebsräder und die Zwischenräder jeweils als ein Stirnrad ausgebildet sein. Beispielsweise können die beiden Antriebsräder einen kleineren Kopfkreisdurchmesser bzw. eine geringer Zähnezahl als das jeweils zugehörige Zwischenrad aufweisen.
Auf diese Weise wird eine Übersetzung ins Langsame erzeugt. Beispielsweise können die beiden Zwischenräder einen kleineren Kopfkreisdurchmesser bzw. eine geringer Zähnezahl als das jeweils zughörige Abtriebsrad aufweisen. Auf diese Weise wird eine weitere Übersetzung ins Langsame erzeugt. Besonders bevorzugt weisen jeweils die beiden Antriebsräder, jeweils die beiden Zwischenräder und jeweils die beiden Abtriebsräder den gleichen Kopfkreisdurchmesser und/oder die gleiche Zähnezahl auf. Es wird somit eine Antriebsanordnung vorgeschlagen, welche sich durch einen besonders robusten und zugleich kostengünstigen Aufbau auszeichnet.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die beiden Zwischenräder jeweils als ein Stufenrad ausgebildet sind. Die erste Übersetzungsstufe des ersten Getriebes ist dabei zwischen dem ersten Antriebsrad und einem ersten Stufenradabschnitt des ersten Zwischenrades und die zweite Übersetzungsstufe des ersten Getriebes zwischen dem ersten Abtriebsrad und einem zweiten Stufenradabschnitt des ersten Zwischenrades gebildet. Weiterhin ist die erste Übersetzungsstufe des zweiten Getriebes zwischen dem zweiten Antriebsrad und einem ersten Stufenradabschnitt des zweiten Zwischenrades und die zweite Übersetzungsstufe des zweiten Getriebes zwischen dem zweiten Abtriebsrad und einem zweiten Stufenradabschnitt des zweiten Zwischenrades gebildet. Vorzugsweise ist unter einem Stufenrad, ein Stirnrad mit zwei Verzahnungen zu verstehen, deren Kopfkreisdurchmesser und/oder Zähnezahl verschieden sind. Vorzugsweise weist der erste Stufenradabschnitt einen größeren Kopfkreisdurchmesser bzw. eine höhere Zähnezahl als der zweite Stufenradabschnitt auf. Die beiden Stufenradabschnitte können jeweils durch ein separates Zahnrad gebildet sein, welche zumindest in Umfangsrichtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander und/oder mit der jeweiligen Zwischenwelle verbunden sind. Alternativ können die Stufenradabschnitte und optional die zugehörige Zwischenwelle jeweils aus einem gemeinsamen Materialabschnitt, insbesondere einstückig, gefertigt sein. Insbesondere zeichnen sich Stufenräder durch eine geringe axiale Baulänge aus, sodass eine Antriebsanordnung realisiert werden kann, welche hinsichtlich des axialen Bauraums zwischen den beiden elektrischen Maschinen weiter verbessert werden kann.
In einer weiteren Realisierung ist vorgesehen, dass eine erste Zwischendrehachse der ersten Zwischenwelle und eine zweite Zwischendrehachse der zweiten Zwischenwelle parallel zueinander angeordnet sind. Insbesondere liegen die erste Zwischendrehachse und die erste Antriebsdrehachse gemeinsam in einer ersten Antriebsebene und die zweite Zwischendrehachse und die zweite Antriebsdrehachse gemeinsam in einer zweiten Antriebsebene. Die beiden Antriebsebenen können gleichgerichtet und/oder parallel zueinander ausgerichtet sein. Alternativ können die beiden Antriebsebenen in Richtung der Abtriebsdrehachse zueinander divergierend oder konvergierend ausgerichtet sein. Insbesondere liegen die erste Zwischendrehachse und die Abtriebsdrehachse gemeinsam in einer ersten Abtriebsebene und die zweite Zwischendrehachse und die Abtriebsdrehachse in einer zweite Abtriebsebene. Vorzugsweise sind die beiden Abtriebsebenen winklig zueinander ausgerichtet. Bevorzugt ist zwischen den beiden Abtriebsebenen ein spitzer Winkel gebildet. Optional ist jeweils die erste Antriebsebene zu der ersten Abtriebsebene bzw. die zweite Antriebsebene zu der zweiten Abtriebsebene winklig angeordnet. Bevorzugt ist zwischen der ersten Antriebsebene und der ersten Abtriebsebene bzw. der zweiten Antriebsebene zu der zweiten Abtriebsebene ein stumpfer Winkel gebildet. Es wird somit ein besonders symmetrischer Aufbau realisiert.
In einer alternativen, nicht näher ausgeführten, Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine der Antriebswellen koaxial zu einer oder beiden Abtriebswellen angeordnet ist. Anders formuliert definieren die beiden Abtriebswellen sowie eine der Antriebswellen eine gemeinsame Drehachse. Im Speziellen kann eine der Antriebsmaschinen zwischen den beiden Abtriebswellen koaxial zur Abtriebsdrehachse angeordnet sein.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Antriebsanordnung mindestens oder genau eine Parksperre aufweist. Insbesondere dient die Parksperre dazu die Antriebsanordnung, insbesondere mindestens auf einer Fahrzeugseite, temporär gegen Verdrehen zu sicheren. Die Parksparre ist hierzu wahlweise dem ersten oder zweiten Getriebe zugeordnet und gemeinsam mit dem zugehörigen Getriebe auf einer der Fahrzeugseiten angeordnet. Insbesondere ist die Parksperre zwischen der zugehörigen elektrischen Maschine und dem zugehörigen Antriebsrad mit der zugehörigen Antriebswelle in Eingriff bringbar. Beispielsweise kann die Parksperre durch ein mit der Antriebswelle drehfest verbundenes Parksperrenrad sowie eine mit dem Parksperrenrad in Eingriff bringbare Sperrklinke gebildet sein, welche durch einen Parksperrenaktuator betätigbar ist. Vorzugsweise weist die Antriebsanordnung eine weitere Parksperre auf, wobei die eine Parksperre dem ersten Getriebe und die andere Parksperre dem zweiten Getriebe zugeordnet ist. Die beiden Parksperren können jeweils auf der Fahrzeugseite des jeweils zugehörigen Getriebes angeordnet sein. Im Speziellen ist zumindest der Parksperrenaktuator der einen Parksperre, insbesondere in einer radialen Draufsicht, überdeckend und/oder überlappend zu dem ersten Getriebe und/oder der zweiten elektrischen Maschine angeordnet und der Parksperrenaktuator der anderen Parksperre, insbesondere in einer radialen Draufsicht, überdeckend und/oder überlappend zu dem zweiten Getriebe und/oder der ersten elektrischen Maschine angeordnet. Es wird somit eine kompakte Integration einer Parksperre in die Antriebsanordnung ermöglicht.
In einer alternativen oder optional ergänzenden Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Antriebsanordnung mindestens oder genau eine Trennkupplung aufweist, welche zum Abkoppeln einer der Abtriebswellen von dem zugehörigen Getriebe ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Trennkupplung ist dabei axial zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebe angeordnet. Die Trennkupplung dient insbesondere zur Umsetzung einer sogenannten Disconnect-Funktion, um Schleppverluste in bestimmten Fahrzuständen zu vermeiden. Insbesondere ist die Trennkupplung ausgebildet, eine drehfeste Verbindung zwischen dem Abtriebsrad und der zugehörigen Abtriebswelle aufzuheben. Beispielsweise kann die Trennkupplung durch jeweils einen mit der Abtriebswelle verbunden Kupplungspartner und einem mit dem jeweiligen Abtriebsrad drehfest verbunden Kupplungspartner gebildet sein, welche durch einen Kupplungsaktuator in Eingriff bzw. außer Eingriff bringbar sind. Vorzugsweise weist die Antriebsanordnung eine weitere Trennkupplung auf, wobei die eine Trennkupplung dem ersten Getriebe und die andere Trennkupplung dem zweiten Getriebe zugeordnet ist. Die beiden Trennkupplungen können axial zwischen den beiden Getrieben, insbesondere zwischen den beiden Abtriebsrädern angeordnet sein. Im Speziellen ist zumindest der Kupplungsaktuator der einen Trennkupplung, insbesondere in einer radialen Draufsicht, überdeckend und/oder überlappend zu dem ersten Getriebe und/oder der zweiten elektrischen Maschine angeordnet und der Kupplungsaktuator der anderen Trennkupplung, insbesondere in einer radialen Draufsicht, überdeckend und/oder überlappend zu dem zweiten Getriebe und/oder der ersten elektrischen Maschine angeordnet. Es wird somit eine kompakte Integration einer Trennkupplung in die Antriebsanordnung ermöglicht.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, die beiden Parksperren durch einen gemeinsamen Parksperrenaktuator betätigbar sind. Insbesondere sind die beiden Sperrklinken zeitgleich durch den Parksperrenaktuator betätigbar. Alternativ oder optional ergänzend ist vorgesehen, dass die beiden Trennkupplungen durch einen gemeinsamen Kupplungsaktuator betätigbar sind. Insbesondere sind die Kupplungspartner zeitgleich durch den Kupplungsaktuator betätigbar. Es wird somit eine besonders kompakte und kostengünstige Ausgestaltung der Antriebsanordnung vorgeschlagen, welcher sich durch einen geringeren Montageaufwand sowie eine reduzierte Bauteilzahl auszeichnet.
In einer weiteren Umsetzung ist vorgesehen, dass die erste und die zweite elektrische Maschine und/oder das erste und das zweite Getriebe baugleich ausgebildet sind. Alternativ oder optional ergänzend sind die beiden Parksperren und/oder die beiden Trennkupplungen baugleich ausgebildet. Bevorzugt sind jeweils die beiden Antriebsräder und/oder jeweils die beiden Abtriebsräder und/oder jeweils die beiden Zwischenräder und/oder jeweils die beiden Antriebswellen und/oder jeweils die beiden Abtriebswellen als Gleichteile ausgebildet. Es wird somit eine besonders kostengünstige Antriebsanordnung vorgeschlagen, welche mit einer hohen Anzahl an Gleichteilen ausgeführt werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Antriebsanordnung einen Inverter aufweist, welcher zur Versorgung der beiden elektrischen Maschinen mit elektrischer Energie ausgebildet ist, wobei die erste und die zweite elektrische Maschine gemeinsam mit dem Inverter elektrisch verbunden sind. Insbesondere sind die beiden elektrischen Maschinen hierzu gemeinsam auf einer Seite des Inverters angeordnet. In einer Einbausituation ist der Inverter oberhalb der beiden elektrischen Maschinen angeordnet. Bevorzugt sind die beiden elektrischen Maschinen unabhängig voneinander steuerbar. Es wird somit eine besonders kompakte und kostengünstige Ausgestaltung der Antriebsanordnung mit einer geringen Anzahl an elektrischen Komponenten vorgeschlagen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine elektrische Achse mit der Antriebsanordnung, wie diese bereits zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der Ansprüche 1 bis 14. Die Antriebsanordnung dient dazu ein Hauptantriebsmoment an den Fahrzeugrädern der elektrischen Achse bereitzustellen, um ein Fahrzeug anzutreiben. Die elektrische Achse kann als eine Vorder- oder Hinterachse des Fahrzeugs ausgebildet sein.
Ein weiterer optionaler Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit der Antriebsanordnung und/oder der elektrischen Achse, wie diese bereits zuvor beschrieben wurden. Insbesondere ist das Fahrzeug als ein Elektrofahrzeug ausgebildet, welches durch die Antriebsanordnung bzw. die elektrische Achse angetrieben wird. Die Antriebsanordnung bzw. die elektrische Achse kann wahlweise einen Frontantrieb oder einen Heckantrieb des Fahrzeugs bilden. Optional kann das Fahrzeug jedoch auch zur Bildung eines Allradantriebs eine weitere elektrische Achse mit einer baugleichen Antriebsanordnung aufweisen, wobei die eine Antriebsanordnung einen Frontantrieb und die andere Antriebsanordnung einen Heckantrieb des Fahrzeugs bildet.
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. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Achse mit einer Antriebsanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine Axialansicht der Antriebsanordnung aus 1 ;
3 eine perspektivische Darstellung der Antriebsanordnung in einer konstruktiven Ausführung;
4 in perspektivische Darstellung eine Weiterbildung der Antriebsanordnung aus 3.

1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung eine elektrische Achse 1, welche zum Antrieb eines Fahrzeugs eingerichtet ist. Die elektrische Achse 1 kann wahlweise als Vorder- oder Hinterachse ausgeführt sein.
Die elektrische Achse 1 weist eine Antriebsanordnung 2 sowie zwei Fahrzeugräder 3a, 3b auf, wobei das eine Fahrzeugrad 3a auf einer ersten Fahrzeugseite 4a und das andere Fahrzeugrad 3b auf einer zweiten Fahrzeugseite 4b angeordnet ist. Im Sinne der 1 ist die erste Fahrzeugseite 4a als eine linke Fahrzeugseite bzw. Fahrerseite und die zweite Fahrzeugseite 4b als eine rechte Fahrzeugseite bzw. Beifahrerseite zu verstehen.
Die Antriebsanordnung 2 weist eine erste und eine zweite elektrische Maschine 5a, 5b auf. Die erste elektrische Maschine 5a ist ausgebildet, ein erstes Antriebsmoment zu erzeugen. Die zweite elektrische Maschine 5b ist ausgebildet, ein zweites Antriebsmoment zu erzeugen. Die erste elektrische Maschine 5a ist auf der ersten Fahrzeugseite 4a und die zweite elektrische Maschine 5b ist auf der zweiten Fahrzeugseite 4b angeordnet. Beispielsweise sind die beiden elektrischen Maschinen 5a, 5b als Traktionsmaschinen ausgebildet.
Die Antriebsanordnung 2 weist ein erstes und ein zweites Getriebe 6a, 6b auf. Das erste Getriebe 6a dient zur Übertragung des ersten Antriebsmoments von der ersten elektrischen Maschine 5a auf das Fahrzeugrad 3b der zweiten Fahrzeugseite 4b. Das zweite Getriebe 6b dient zur Übertragung des zweiten Antriebsmoments von der zweiten elektrischen Maschine 5b auf das Fahrzeugrad 3a der ersten Fahrzeugseite 4a.
Da der axiale und der radiale Bauraum zwischen den beiden Fahrzeugrädern 3a, 3b sehr begrenzt ist, soll eine Anordnungsmöglichkeit gefunden werden, welche eine besonders kompakte Anordnung der Antriebsanordnung 2 ermöglicht. Hierzu ist das erste Getriebe 6a gemeinsam mit der zweiten elektrischen Maschine 5b auf der zweiten Fahrzeugseite 4b und das zweite Getriebe 6b gemeinsam mit der ersten elektrischen Maschine 5a auf der ersten Fahrzeugseite 4a angeordnet.
Das erste Getriebe 6a weist eine erste Antriebswelle 7a auf, welche antriebstechnisch mit der ersten elektrischen Maschine 5a verbunden ist. Das zweite Getriebe 6b weist eine zweite Antriebswelle 7b auf, welche antriebstechnisch mit der zweiten elektrischen Maschine 5b verbunden ist. Die erste Antriebswelle 7a ist zu der zweiten Fahrzeugseite 4b hin ausgerichtet und die zweite Antriebswelle 7b ist zu der ersten Fahrzeugseite 4a hin ausgerichtet. Die erste Antriebswelle 7a definiert eine erste Antriebsdrehachse A1 und die zweite Antriebswelle 7b definiert eine zweite Antriebsdrehachse A2, wobei die beiden Antriebsdrehachsen A1, A2, wie aus 2 ersichtlich, parallel zueinander angeordnet sind. Die erste elektrische Maschine 5a ist koaxial zu der ersten Antriebsdrehachse A1 und die zweite elektrische Maschine 5b ist koaxial zu der zweiten Antriebsdrehachse A2 angeordnet.
Weiterhin weist das erste Getriebe 6a eine erste Abtriebswelle 8a auf, welche antriebstechnisch mit dem zweiten Fahrzeugrad 3b verbunden ist. Das zweite Getriebe 6b weist eine zweite Abtriebswelle 8b auf, welche antriebstechnisch mit dem ersten Fahrzeugrad 3a verbunden ist. Somit wird das zweite Fahrzeugrad 3b durch die erste elektrische Maschine 5a und das erste Fahrzeugrad 3a durch die zweite elektrische Maschine 5b angetrieben. Die erste Abtriebswelle 8a ist gleichgerichtet zu der ersten Antriebswelle 7a und die zweite Abtriebswelle 8b ist gleichgerichtet zu der zweiten Antriebswelle 7b. Die beiden Abtriebswellen 8a, 8b sind spiegelsymmetrisch gegeneinander gerichtet und definieren eine gemeinsame Abtriebsdrehachse A3 bzw. sind koaxial in Bezug auf die Abtriebsdrehachse A3 angeordnet.
Das erste Getriebe 6a weist ein erstes Antriebsrad 9a auf, welches drehfest mit der ersten Antriebswelle 7a verbunden ist. Das zweite Getriebe 6b weist ein zweites Antriebsrad 9b auf, welches drehfest mit der zweiten Antriebswelle 7b verbunden ist. Beispielsweise sind das erste und das zweite Antriebsrad 9a, 9b jeweils als ein Stirnrad, insbesondere ein Motorritzel, ausgebildet.
Zudem weist das erste Getriebe 6a ein erstes Abtriebsrad 10a auf, welches drehfest mit der ersten Abtriebswelle 8a verbunden ist. Das zweite Getriebe 6b weist ein zweites Abtriebsrad 10b auf, welches drehfest mit der zweiten Abtriebswelle 8b verbunden ist. Beispielsweise sind das erste und das zweite Abtriebsrad 10a, 10b jeweils als ein weiteres Stirnrad ausgebildet.
Weiterhin weist das erste Getriebe 6a ein mit einer ersten Zwischenwelle 11a drehfest verbundenes erstes Zwischenrad 12a auf, welches einerseits mit dem ersten Antriebsrad 9a und andererseits mit dem ersten Abtriebsrad 10a kämmend in Eingriff steht. Das zweite Getriebe 6b weist ein mit einer zweiten Zwischenwelle 11b drehfest verbundenes zweites Zwischenrad 12b auf, welches einerseits mit dem zweiten Antriebsrad 9b und andererseits mit dem zweiten Abtriebsrad 10b kämmend in Eingriff steht. Beispielsweise sind das erste und das zweite Zwischenrad 12a, 12b jeweils als ein Stufenstirnrad ausgebildet.
Das erste und das zweite Getriebe 6a, 6b sind jeweils als ein zweistufiges Stirnradgetriebe mit jeweils einer ersten und einer zweiten Übersetzungsstufe i1, i2 ausgebildet, wobei die erste Übersetzungsstufe i1 zwischen dem ersten bzw. zweiten Antriebsrad 9a, 9b und dem ersten bzw. zweiten Zwischenrad 12a, 12b gebildet ist und wobei die zweite Übersetzungsstufe i2 zwischen dem ersten bzw. zweiten Abtriebsrad 10a, 10b und dem ersten bzw. zweiten Zwischenrad 12a, 12b gebildet ist. Somit verläuft ein erster Momentenpfad M1 für das erste Antriebsmoment von der ersten elektrische Maschine 5a über die erste und die zweite Übersetzungsstufe i1, i2 des ersten Getriebes 6a auf das zweite Fahrzeugrad 3b. Parallel hierzu verläuft ein zweiter Momentenpfad M2 für das zweite Antriebsmoment von der zweiten elektrischen Maschine 5b über die erste und die zweite Übersetzungsstufe i1, i2 des zweiten Getriebes 6b auf das erste Fahrzeugrad 3a. Die beiden Fahrzeugräder 3a, 3b werden somit über Kreuz unabhängig voneinander angetrieben.
Die Übersetzungsstufen i1, i2 der beiden Getriebe 6a, 6b liegen jeweils in unterschiedlichen Ebenen E1, E2, E3, E4. Dabei ist die Ebene E1 der ersten Übersetzungsstufe i1 des ersten Getriebes 6a durch eine Radialebene der ersten Antriebsdrehachse A1, die Ebene E2 der ersten Übersetzungsstufe i1 des zweiten Getriebes 6b durch eine Radialebene der zweiten Antriebsdrehachse A2 und die Ebenen E3, E4 der zweiten Übersetzungsstufe i2 des ersten und zweiten Getriebes 6a, 6b durch jeweils eine Radialebene der Abtriebsdrehachse A3 definiert. Die Ebenen E1, E2, E3, E4 sind parallel zueinander und/oder zu einer Mittelebene ME der elektrischen Achse 1 bzw. des Fahrzeugs ausgerichtet. Anders formuliert, sind die Ebenen E1, E2, E3, E4 jeweils axial voneinander beabstandet.
Wie der 1 zu entnehmen, liegt die erste elektrische Maschine 5a abschnittsweise in der Ebene E3 der ersten Übersetzungsstufe i1 des zweiten Getriebes 6b und die zweite elektrische Maschine 5b abschnittsweise in der Ebene E1 der ersten Übersetzungsstufe i1 des ersten Getriebes 6a. In einer radialen Ansicht ist somit die erste elektrische Maschine 5a zumindest teilweise überdeckend zu dem zweiten Getriebe 6b und die zweite elektrische Maschine 5b zumindest teilweise überdeckend zu dem ersten Getriebe 6a angeordnet. Zudem ist die erste elektrische Maschine 5a in axialer Richtung in Bezug auf die erste Antriebsdrehachse A1 beabstandet zu den Ebenen E1, E2 des ersten Getriebes 6a angeordnet und die zweite elektrische Maschine 5b in axialer Richtung in Bezug auf die zweite Antriebsdrehachse A2 beabstandet zu den Ebenen E3, E4 des zweiten Getriebes 6b angeordnet.
2 zeigt eine axiale Ansicht der Antriebsanordnung 2 aus 1 in einer stark schematisierten Darstellung. Die erste Zwischenwelle 11a definiert eine erste Zwischendrehachse A4 und die zweite Zwischenwelle 11b definiert eine zweite Zwischendrehachse A5, wobei die beiden Zwischendrehachsen A4, A5 parallel angeordnet sind. Die erste Zwischendrehachse A4 ist radial zwischen der ersten Antriebsdrehachse A1 und der Abtriebsdrehachse A3 angeordnet und die zweite Zwischendrehachse A5 ist radial zwischen der zweiten Antriebsdrehachse A2 und der Abtriebsdrehachse A3 angeordnet.
Dabei liegen die erste Zwischendrehachse A4 und die erste Antriebsdrehachse A1 in einer ersten Antriebsebene AE1 und die zweite Zwischendrehachse A5 und die zweite Antriebsdrehachse A2 in einer zweiten Antriebsebene AE2. Die erste und die zweite Antriebsebene AE1, AE2 können parallel oder im Wesentlichen gleichgerichtet zueinander ausgerichtet sein.
Weiterhin liegen die erste Zwischendrehachse A4 und die Abtriebsdrehachse A3 in einer ersten Abtriebsebene AE3 und die zweite Zwischendrehachse A5 und die Abtriebsdrehachse A3 in einer zweiten Abtriebsebene AE4. Die erste und die zweite Abtriebsebene AE3, AE4 sind unter Bildung eines spitzen Winkels zueinander ausgerichtet. Zudem sind die erste Antriebsebene AE1 und die erste Abtriebsebene AE3 bzw. die zweite Antriebsebene AE2 und die zweite Abtriebsebene AE4 jeweils unter Bildung eines stumpfen Winkels zueinander ausgerichtet.
3 zeigt eine konstruktive Ausführung der Antriebsanordnung 2 in einer perspektivischen Darstellung. Die als Stufenrad ausgebildeten Zwischenräder 12a, 12b weisen jeweils einen ersten und einen zweiten Stufenradabschnitt 13a, 13b auf, wobei der erste Stufenradabschnitt 13a zur Bildung der ersten Übersetzungsstufe i1 mit dem jeweils zugehörigen Antriebsrad 9a, 9b kämmend in Eingriff steh und der zweite Stufenradabschnitt 13b zur Bildung der zweiten Übersetzungsstufe i2 mit dem jeweils zugehörigen Abtriebsrad 10a, 10b kämmend in Eingriff steht. Beispielsweise können die beiden Stufenradabschnitt 13a, 13b jeweils durch ein Stirnrad gebildet sein, welche drehfest mit der jeweils zugehörigen Zwischenwelle 11 a, 11b verbunden sind.
Der erste Stufenradabschnitt 13a weist einen größeren Kopfkreisdurchmesser als der zweite Stufenradabschnitt 13b auf. Weiterhin weisen die Antriebsräder 9a, 9b einen kleineren Kopfkreisdurchmesser als der erste Stufenradabschnitt 13a und die Abtriebsräder 10a, 10b einen größeren Kopfkreisdurchmesser als der zweite Stufenradabschnitt 13b auf. Auf diese Weise erfolgt durch die beiden Übersetzungsstufen i1, i2 jeweils eine Untersetzung mit einem Übersetzungsverhältnis von i > 1. Beispielsweise weisen das erste und das zweite Getriebe 6a, 6b jeweils eine Gesamtübersetzung von ungefähr i = 8.
Die beiden Antriebswellen 7a, 7b sind jeweils durch zwei Antriebswellenlager 14a, 14b, die beiden Zwischenwellen 11a, 11b durch jeweils zwei Zwischenwellenlager 15a, 15b und die beiden Abtriebswellen 8a, 8b durch jeweils zwei Abtriebswellenlager 16a, 16b drehbar in einem Achsgehäuse, nicht dargestellt, gelagert. Beispielsweise sind die Lager 14a, 14b, 15a, 15b, 16a, 16b jeweils als Wälzlager ausgebildet.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass jeweils die beiden elektrischen Maschinen 5a, 5b sowie die beiden Getriebe 6a, 6b baugleich ausgebildet. Hierzu sind jeweils die Antriebswellen 7a, 7b, die Abtriebswellen 8a, 8b, die Antriebsräder 9a, 9b, die Abtriebsräder 10a, 10b, die Zwischenwellen 11a, 11b, die Zwischenräder 12a, 12b, die Antriebswellenlager 14a, 14b, die Zwischenwellenlager 15a, 15b sowie die Abtriebswellenlager 16a, 16b als Gleichteile ausgebildet.
4 zeigt eine Weiterbildung der Antriebsanordnung 2 in gleicher Darstellung wie 3. Die Antriebsanordnung 2 weist eine erste Parksperre 17a auf, welche dem ersten Getriebe 6a zugeordnet ist und zur temporären Sperrung der ersten Antriebswelle 7a dient. Weiterhin weist die Antriebsanordnung 2 eine zweite Parksperre 17b auf, welche dem zweiten Getriebe 6b zugeordnet ist und zur temporären Sperrung der zweiten Antriebswelle 7b dient.
Die erste und die zweite Parksperre 17a, 17b weisen jeweils einen Parksperrenaktuator 18, eine Parksperrenrad 19 sowie eine Sperrklink 20 auf. Das Parksperrenrad 19 der ersten Parksperre 17a ist axial zwischen der ersten elektrischen Maschine 5a und dem ersten Antriebsrad 9a angeordnet und drehfest mit der ersten Antriebswelle 7a verbunden. Das Parksperrenrad 19 der zweiten Parksperre 17b ist axial zwischen der zweiten elektrischen Maschine 5b und dem zweiten Antriebsrad 9b angeordnet und drehfest mit der zweiten Antriebswelle 7b verbunden. Die Sperrklinke 20 ist jeweils mit dem zugehörigen Parksperrenaktuator 18 bewegungsgekoppelt, wobei die Sperrklinke 20 durch den Parksperrenaktuator 18 mit dem jeweils zugehörigen Parksperrenrad 19 in radialer Richtung in Bezug auf die erste bzw. zweite Antriebsdrehachse A1, A2 in Eingriff bringbar ist, um die jeweilige Antriebswelle 7a, 7b gegen Verdrehen zu sichern.
Die erste Parksperre 17a ist dabei gemeinsam mit dem ersten Getriebe 6a und der zweiten elektrischen Maschine 5b auf der zweiten Fahrzeugseite 4b angeordnet und die erste Parksperre 17b ist dabei gemeinsam mit dem zweiten Getriebe 6b und der ersten elektrischen Maschine 5a auf der ersten Fahrzeugseite 4a angeordnet. Beispielsweise kann die erste Parksperre 17a, insbesondere deren Parksperrenaktuator 18, abschnittsweise in mindestens einer der Ebenen E1, E2, wie in 1 beschrieben, des ersten Getriebes 6a liegen und/oder in radialer Ansicht abschnittsweise überdeckend zu dem ersten Getriebe 6a und/oder der zweiten elektrischen Maschine 5b angeordnet sein. Entsprechend kann die zweite Parksperre 17b, insbesondere deren Parksperrenaktuator 18, abschnittsweise in mindestens einer der Ebenen E3, E4, wie in 1 beschrieben, des zweiten Getriebes 6b liegen und/oder in radialer Ansicht abschnittsweise überdeckend zu dem zweiten Getriebe 6a und/oder der ersten elektrischen Maschine 5a angeordnet sein.
Weiterhin weist die Antriebsanordnung 2 eine erste Trennkupplung 21a auf, welche dem ersten Getriebe 6a zugeordnet ist und zum Abkoppeln der ersten Abtriebswelle 8a von dem ersten Abtriebsrad 10a dient. Weiterhin weist die Antriebsanordnung 2 eine zweite Trennkupplung 21b auf, welche dem zweiten Getriebe 6a zugeordnet ist und zum Abkoppeln der zweiten Abtriebswelle 8b von dem zweiten Abtriebsrad 10b dient.
Die erste und die zweite Trennkupplung 21a, 21b weisen jeweils einen Kupplungsaktuator 22 sowie zwei Kupplungspartner 23a, 23b auf. Der eine Kupplungspartner 23a ist drehfest mit der jeweils zugehörigen Abtriebswelle 8a,8b und der andere Kupplungspartner 23b ist drehfest mit dem jeweils zugehörigen Abtriebsrad 10a, 10b verbunden. Der mit der Abtriebswelle 8a, 8b verbundene Kupplungspartner 23a ist jeweils mit dem zugehörigen Kupplungsaktuator 21a, 21b bewegungsgekoppelt, wobei der Kupplungspartner 23a durch den Kupplungsaktuator 21a, 21b mit dem anderen Kupplungspartner 23b außer Eingriff bringbar ist, um die jeweilige Abtriebswelle 8a, 8b von dem jeweils zugehörigen Abtriebsrad 10a, 10b abzukoppeln. Die erste und die zweite Trennkupplung 21a, 21b sind jeweils als eine Klauenkupplung ausgebildet, wobei die beiden Kupplungspartner 23a, 23b jeweils als Klauen ausgebildet sind, welche in axialer Richtung in Bezug auf die Abtriebsachse A3 relativ zueinander durch den jeweiligen Kupplungsaktuator 22 verlagerbar sind.
Die erste und die zweite Trennkupplung 21a, 21b sind in axialer Richtung in Bezug auf die Abtriebsdrehachse A3 zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebe 6a, 6b, insbesondere zwischen dem ersten und dem zweiten Abtriebsrad 10a, 10b, angeordnet. Beispielsweise kann die erste Trennkupplung 21a, insbesondere deren Kupplungsaktuator 22, abschnittsweise in der Ebenen E1 der ersten Übersetzungsstufe i1, wie in 1 beschrieben, des ersten Getriebes 6a liegen und/oder in radialer Ansicht abschnittsweise überdeckend zu dem ersten Getriebe 6a und/oder der zweiten elektrischen Maschine 5b angeordnet sein. Entsprechend kann die zweite Trennkupplung 21b, insbesondere deren Kupplungsaktuator 22, abschnittsweise in der Ebenen E3 der ersten Übersetzungsstufe i1, wie in 1 beschrieben, des zweiten Getriebes 6b liegen und/oder in radialer Ansicht abschnittsweise überdeckend zu dem zweiten Getriebe 6a und/oder der ersten elektrischen Maschine 5a angeordnet sein.
Es wird somit eine besonders kompakte Antriebsanordnung 2 vorgeschlagen, welche sich durch eine kompakte Bauform auszeichnet sowie hinsichtlich Package optimiert ist. Zudem zeichnet sich die Antriebsanordnung 2 durch eine besonders geringe axiale Baubreite aus, sodass die Antriebsanordnung 2 besonders für Fahrzeug mit einer geringen Spurweite geeignet ist.
Bezugszeichen

1: elektrische Achse
2: Antriebsanordnung
3a, b: Fahrzeugräder
4a, b: Fahrzeugseite
5a, b: elektrische Maschine
6a, b: Getriebe
7a, b: Antriebswelle
8a, b: Abtriebswelle
9a, b: Antriebsrad
10a, b: Abtriebsrad
11 a, b: Zwischenwelle
12a, b: Zwischenrad
13a, b: Stufenradabschnitt
14a, b: Antriebswellenlager
15a, b: Zwischenwellenlager
16a, b: Abtriebswellenlager
17a, b: Parksperre
18: Parksperrenaktuator
19: Parksperrenrad
20: Sperrklinke
21a, b: Trennkupplung
22: Kupplungsaktuator
23a, b: Kupplungspartner
A1, A2: Antriebsdrehachse
A3: Abtriebsdrehachse
A4, A5: Zwischendrehachse
AE1, AE2: Antriebsebene
AE3, AE4: Abtriebsebene
E1-E4: Ebene
i1, i2: Übersetzungsstufe
M1, M2: Momentenpfad
ME: Mittelebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018005947 A1 [0003]

Claims

Antriebsanordnung (2) für ein Fahrzeug, mit einer ersten und einer zweiten elektrischen Maschine (5a, 5b), wobei die erste elektrische Maschine (5a) eine erste Antriebswelle (7a) antreibt und die zweite elektrische Maschine (5b) eine zweite Antriebswelle (7b) antreibt, wobei die erste und die zweite Antriebswelle (7a, 7b) parallel zueinander angeordnet sind, mit einem ersten und einem zweiten Getriebe (6a, 6b), wobei das erste Getriebe (6a) eine erste Abtriebswelle (8a) aufweist, welche über mindestens eine Übersetzungsstufe (i1, i2) mit der ersten Antriebswelle (7a) getriebetechnisch verbunden ist, und wobei das zweite Getriebe (6b) eine zweite Abtriebswelle (8b) aufweist, welche über mindestens eine Übersetzungsstufe (i1, i2) mit der zweiten Antriebswelle (7b) getriebetechnisch verbunden, wobei die erste und die zweite Abtriebswelle (8a, 8b) koaxial zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Maschine (5a) auf einer ersten Fahrzeugseite (4a) und das erste Getriebe (6a) auf einer zweiten Fahrzeugseite (4b) angeordnet ist, sodass die erste Abtriebswelle (8a) ein Fahrzeugrad (3b) auf der zweiten Fahrzeugseite (4b) antreibt, und die zweite elektrische Maschine (5b) auf der zweiten Fahrzeugseite (4b) und das zweite Getriebe (6b) auf der ersten Fahrzeugseite (4a) angeordnet ist, sodass die zweite Abtriebswelle (8b) ein Fahrzeugrad (3a) auf der ersten Fahrzeugseite (4a) antreibt.
Antriebsanordnung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Getriebe (6a, 6b) jeweils als ein Stirnradgetriebe mit der gleichen Übersetzung ausgebildet sind.
Antriebsanordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Getriebe (6a, 6b) jeweils zwei Übersetzungsstufen (i1, i2) aufweisen.
Antriebsanordnung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsstufen (i1, i2) des ersten und zweiten Getriebes (6a, 6b) jeweils in unterschiedlichen Ebenen (E1, E2, E3, E4) liegen.
Antriebsanordnung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Maschine (5a) abschnittsweise in mindestens einer Ebene (E3, E4) einer der Übersetzungsstufen (i1, i2) des zweiten Getriebes (6b) liegt und dass die zweite elektrische Maschine (5b) abschnittsweise in mindestens einer Ebene (E1, E2) einer der Übersetzungsstufen (i1, i2) des ersten Getriebes (6a) liegt.
Antriebsanordnung (2) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Maschine (5a) axial beabstandet zu den Ebenen (E1, E2) der Übersetzungsstufen (i1, i2) des ersten Getriebes (6a) angeordnet ist und dass die zweite elektrische Maschine (5b) axial beabstandet zu den Ebene (E3, E4) der Übersetzungsstufen (i1, i2) des zweiten Getriebes (6b) angeordnet ist.
Antriebsanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebe (6a) ein mit der ersten Antriebswelle (7a) drehfest verbundenes erstes Antriebsrad (9a), ein mit einer ersten Zwischenwelle (11a) drehfest verbundenes erstes Zwischenrad (12a) sowie ein mit der ersten Abtriebswelle (8a) drehfest verbundenes erstes Abtriebsrad (10a) aufweist, und dass das zweite Getriebe (6b) ein mit der zweiten Antriebswelle (7b) drehfest verbundenes zweites Antriebsrad (9b), ein mit einer zweiten Zwischenwelle (11b) drehfest verbundenes zweites Zwischenrad (12b) sowie ein mit der zweiten Abtriebswelle (8b) drehfest verbundenes zweites Abtriebsrad (10b) aufweist.
Antriebsanordnung (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zwischenräder (12a, 12b) jeweils als ein Stufenrad ausgebildet sind, wobei die erste Übersetzungsstufe (i1) jeweils zwischen dem Antriebsrad (9a, 9b) und einem ersten Stufenradabschnitt (13a) des jeweils zugehörigen Zwischenrades (12a, 12b) gebildet ist und die zweite Übersetzungsstufe (i2) jeweils zwischen dem Abtriebsrad (10a, 10b) und einem zweiten Stufenradabschnitt (13b) des jeweils zugehörigen Zwischenrades (12a, 12b) gebildet ist.
Antriebsanordnung (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Zwischendrehachse (A4) der ersten Zwischenwelle (12a) und eine zweite Zwischendrehachse (A5) der zweiten Zwischenwelle (12b) parallel zueinander sind.
Antriebsanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens Parksperre (17a, 17b) zum Sperren eines der Getriebe (6a, 6b), wobei die Parksparre (17a, 17b) wahlweise mit dem ersten oder zweiten Getriebe (6a, 6b) wirkverbunden ist und mit dem zugehörigen Getriebe (6a, 6B) auf einer gemeinsamen Fahrzeugseite (4a, 4b) angeordnet ist.
Antriebsanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Trennkupplung (21a, 21b) zum Abkoppeln eine der Abtriebswellen (8a, 8b) von dem zugehörigen Getriebe (6a, 6b), wobei die Trennkupplung (21a, 21b) axial zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebe (6a, 6b) angeordnet ist.
Antriebsanordnung (2) nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine weitere Parksperre (17a, 17b), wobei die eine Parksperre (17a) dem ersten Getriebe (6a) und die andere Parksperre (17b) dem zweiten Getriebe (6b) zugeordnet ist und durch einen gemeinsamen Parksperrenaktuator (18) betätigbar sind, und/oder eine weitere Trennkupplung (21a, 21b), wobei die eine Trennkupplung (21a) dem ersten Getriebe (6a) und die andere Trennkupplung (6b) dem zweiten Getriebe (6b) zugeordnet ist und durch einen gemeinsamen Kupplungsaktuator (22) betätigbar sind.
Antriebsanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden elektrischen Maschinen (5a, 5b) und/oder die beiden Getriebe (6a, 6b) und/oder die beiden Parksperren (17a, 17b) und/oder die beiden Trennkupplungen (21a, 21b) baugleich ausgebildet sind.
Antriebsanordnung (2) nach eine der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Inverter, wobei die erste und die zweite elektrische Maschine (5a, 5b) zur Versorgung mit elektrischer Energie gemeinsam mit dem Inverter elektrisch verbunden sind.
Elektrische Achse (1) mit der Antriebsanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.