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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Fahrzeug, wobei die Antriebseinheit eine elektrische Maschine und einen Planetenradsatz aufweist.
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Beispielsweise geht aus der
DE 10 2019 206 961 A1 eine Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug hervor, umfassend eine elektrische Maschine und ein Zweigang-Schaltgetriebe mit einem ersten Schaltelement, einem zweiten Schaltelement und zwei miteinander gekoppelten Planetensätzen. Der erste Planetensatz umfasst eine erste Sonnenwelle, eine erste Hohlradwelle und eine erste Stegwelle. Der zweite Planetensatz umfasst eine zweite Sonnenwelle, eine zweite Hohlradwelle und eine zweite Stegwelle. Die erste Hohlradwelle ist fest mit der zweiten Stegwelle verbunden. Die erste Sonnenwelle ist durch die elektrische Maschine antreibbar. Die zweite Sonnenwelle ist festgehalten. Die erste Stegwelle bildet die Getriebeabtriebswelle des Zweigang-Schaltgetriebes. Zur Schaltung des ersten Ganges ist das erste Schaltelement A betätigbar. Zur Schaltung des zweiten Ganges ist das zweite Schaltelement betätigbar.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine alternative Antriebseinheit für ein Fahrzeug bereitzustellen, wobei die Antriebseinheit insbesondere kompakt und energieeffizient aufgebaut sein soll. Insbesondere soll die Lagerung des Planetenradsatzes optimiert werden.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Antriebseinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Figuren.
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Eine erfindungsgemäße Antriebseinheit für ein Fahrzeug umfasst eine elektrische Maschine mit einem Stator und einer Rotorwelle, wobei die Rotorwelle über ein erstes Lagerelement und ein zweites Lagerelement an einem stationären Bauteil drehbar gelagert ist, eine Abtriebswelle, die koaxial zur Rotorwelle angeordnet und über ein drittes Lagerelement und ein viertes Lagerelement an einem stationären Bauteil drehbar gelagert ist, und einen Planetenradsatz, der koaxial zur Rotorwelle angeordnet und eine Sonnenwelle, eine Hohlradwelle und eine Stegwelle aufweist, wobei die Sonnenwelle mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist, wobei die Stegwelle mit der Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei die Abtriebswelle zumindest teilweise axial in die Sonnenwelle hineinragt und dort eine erste Lagerstelle für die Sonnenwelle ausgebildet ist, wobei die Sonnenwelle zumindest teilweise axial in die Rotorwelle hineinragt und dort eine zweite Lagerstelle für die Sonnenwelle ausgebildet ist, wobei die Stegwelle auf der Abtriebswelle angeordnet und dort eine dritte Lagerstelle für die Stegwelle ausgebildet ist.
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Unter einer „Lagerstelle“ ist im Sinne der Erfindung eine Stelle zum Lagern einer drehbeweglichen Welle zu verstehen, die ferner zur Positionierung einer der beiden Wellen gegenüber der anderen Welle sowie zur Aufnahme von Kräften und Schwingungen vorgesehen ist. Beispielsweise kann eine Lagerstelle zwischen zwei relativ zueinander rotierenden Wellen ausgebildet sein. Alternativ kann eine Lagerstelle zwischen zwei Wellen, die durch zusätzliche Mittel drehfest miteinander verbunden sind, ausgebildet sein.
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Unter einer „Welle“ ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des Getriebes zu verstehen, über welches je zugehörige Komponenten des Getriebes drehfest miteinander verbunden sind oder über das eine derartige Verbindung bei Betätigung eines der Schaltelemente hergestellt werden kann. Die jeweilige Welle kann die Komponenten dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial angebunden wird. Der Begriff „Welle“ schließt dabei nicht aus, dass die zu verbindenden Komponenten einteilig ausgeführt sein können. Insbesondere können zwei oder mehrere drehfest miteinander verbundene Wellen einteilig ausgebildet sein.
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Die Sonnenwelle ist als Antrieb des Planetensatzes eingerichtet, wobei die Stegwelle als Abtrieb des Planetensatzes eingerichtet ist. Die Sonnenwelle ist zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildet, wobei die Abtriebswelle zumindest teilweise axial in die Sonnenwelle hineinragt und dort die erste drehbare Lagerstelle für die Sonnenwelle ausbildet. Mithin ist die Sonnenwelle an der Abtriebswelle abgestützt.
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Vorzugsweise ist genau ein Gleitlager oder genau ein Nadellager an der ersten Lagerstelle angeordnet, um die Sonnenwelle an der Abtriebswelle drehbar zu lagern. Ferner ist die Rotorwelle zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildet, wobei die Sonnenwelle zumindest teilweise axial in die Rotorwelle hineinragt und dort die zweite Lagerstelle für die Sonnenwelle ausgebildet ist. Mithin ist die Sonnenwelle auch an der Rotorwelle abgestützt. Da die Sonnenwelle und die Rotorwelle drehfest miteinander verbunden sind, ist die zweite Lagerstelle nicht für eine Relativdrehung zwischen den beiden Wellen ausgelegt. Ferner ist die Stegwelle zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildet, wobei die Stegwelle zumindest teilweise axial auf die Abtriebswelle aufgeschoben ist und dort die dritte Lagerstelle für die Stegwelle ausgebildet ist. Da die Stegwelle und die Abtriebswelle drehfest miteinander verbunden sind, ist die dritte Lagerstelle nicht für eine Relativdrehung zwischen den beiden Wellen ausgelegt.
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Bevorzugt wird das Hohlrad als einzige Welle des Planetenradsatzes nicht radial gelagert und schwimmt somit auf den Planetenrädern des Planetenradsatzes. Die Planetenräder sind drehbar an der Stegwelle angeordnet und stehen im Zahneingriff mit der Hohlradwelle und der Sonnenwelle des Planetenradsatzes. Alternativ kann das Hohlrad radial auf der Stegwelle gelagert werden.
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Die erfindungsgemäße Lagerung der Wellen des Planetenradsatzes zur Rotorwelle und Abtriebswelle gemäß Anspruch 1 ist Wesentlich, um eine Unwuchtsanregung minimal zu halten. Denn die Rotorwelle kann Drehzahlen bis 18.000 Umdrehungen pro Minute aufweisen. Die Sonnenwelle ist über die Rotorwelle mit der elektrischen Maschine antriebswirksam verbunden. Die Stegwelle ist zumindest mittelbar mit mindestens einem Fahrzeugrad antriebswirksam verbunden. Beispielsweise wird eine einzige Antriebseinheit in einer elektrischen Antriebsachse für ein elektrisches Fahrzeug verwendet, wobei dann die Abtriebswelle mit einem Differential antriebswirksam verbunden ist. Alternativ können zwei Antriebseinheiten in einer elektrischen Antriebsachse für ein elektrisches Fahrzeug verwendet werden, wobei dann die jeweilige Abtriebswelle mit dem jeweiligen Fahrzeugrad der Antriebsachse antriebswirksam verbunden ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Antriebseinheit ferner ein Schaltelement zum Schalten von zwei Gangstufen auf, wobei das Schaltelement in einer ersten Gangstufe die Hohlradwelle mit einem stationären Bauteil drehfest verbindet, wobei das Schaltelement in einer zweiten Gangstufe die Hohlradwelle mit der Abtriebswelle drehfest verbindet. Dadurch wird eine hohe Energieeffizienz für elektrische Fahrzeuge geschaffen. Insbesondere weist das Schaltelement zwischen den beiden Gangstufen eine Neutralstellung auf, wobei in der Neutralstellung sowohl das stationäre Bauteil ebenso wie die Abtriebswelle von der Hohlradwelle entkoppelt sind. Unter einem „stationären Bauteil“ ist ein Bauteil zu verstehen, dass stationär festgelegt ist, insbesondere drehfest oder einteilig mit einem Teil eines Gehäuses verbunden ist. Das Schaltelement ist als Gangschaltelement ausgebildet und somit zum Schalten von Gängen eingerichtet. Vorzugsweise ist das Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Beispielsweise ist das formschlüssige Schaltelement als Klauenkupplung ausgebildet. Durch formschlüssige Schaltelemente kann die Effizienz der Antriebsvorrichtung aufgrund verminderter Schleppverluste erhöht werden. Insbesondere sind formschlüssige Schaltelemente kompakter sowie wirkungsgradoptimiert ausgebildet und haben einen Kostenvorteil gegenüber reibschlüssigen Schaltelementen.
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Bevorzugt ist das Schaltelement als formschlüssige Schiebemuffe mit zwei Gangstellungen und einer dazwischen angeordneten Neutralstellung ausgebildet. Mithin weist die Schiebemuffe genau drei Schaltstellungen auf. Die Schiebemuffe ist mittels eines einzigen Aktuators in die jeweilige Schaltstellung axial verschiebbar. Insbesondere ist die Schiebemuffe in der Neutralstellung axial zwischen den beiden Gangstellungen angeordnet, sodass ein Wechsel zwischen den Gängen stets einen Durchlauf durch die Neutralstellung erfordert. In der Neutralstellung werden zwei Wellen über die Schiebemuffe voneinander entkoppelt. Insbesondere verschiebt ein einziger Aktuator die Schiebemuffe in die jeweilige Schaltstellung und schaltet dadurch zwei Gänge. Bevorzugt weist die Schiebemuffe formschlüssige Klauen auf, die in der jeweiligen Gangstellung mit einer jeweiligen entsprechenden Klauenverzahnung formschlüssig zusammenwirken, um eine drehfeste Verbindung zwischen zwei Wellen oder einer Welle und dem Gehäuse einzustellen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Rotorwelle an einer Innenumfangsfläche einen ersten Zentrierungsabschnitt sowie einen ersten Verzahnungsabschnitt auf, wobei die Sonnenwelle an einer Außenumfangsfläche einen zweiten Zentrierungsabschnitt sowie einen zweiten Verzahnungsabschnitt aufweist, wobei der erste Verzahnungsabschnitt und der zweite Verzahnungsabschnitt zur Übertragung einer Antriebsleistung formschlüssig ineinander greifen, wobei der zweite Zentrierungsabschnitt an den ersten Zentrierungsabschnitt zur Anlage kommt, um die Sonnenwelle in der Rotorwelle zu positionieren. Insbesondere ist der jeweilige Verzahnungsabschnitt als Steckverzahnung ausgebildet. Vorzugsweise ist zwischen der Sonnenwelle und der Rotorwelle eine leichte Übergangspassung ausgebildet. Beispielsweise ist die leichte Übergangspassung als H7/g6 ausgebildet. Die leichte Übergangspassung wird an den beiden Zentrierungsabschnitten zwischen der Sonnenwelle und der Rotorwelle ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Abtriebswelle an einer Außenumfangsfläche einen ersten Zentrierungsabschnitt sowie einen ersten Verzahnungsabschnitt auf, wobei die Stegwelle an einer Innenumfangsfläche einen zweiten Zentrierungsabschnitt sowie einen zweiten Verzahnungsabschnitt aufweist, wobei der erste Verzahnungsabschnitt und der zweite Verzahnungsabschnitt zur Übertragung einer Antriebsleistung formschlüssig ineinander greifen, wobei der zweite Zentrierungsabschnitt an den ersten Zentrierungsabschnitt zur Anlage kommt, um die Stegwelle auf der Abtriebswelle zu positionieren. Insbesondere ist der jeweilige Verzahnungsabschnitt als Steckverzahnung ausgebildet. Vorzugsweise ist zwischen der Stegwelle und der Abtriebswelle eine leichte Übergangspassung ausgebildet. Beispielsweise ist die leichte Übergangspassung als H7/g6 ausgebildet. Die leichte Übergangspassung wird an den beiden Zentrierungsabschnitten zwischen der Stegwelle und der Abtriebswelle ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform lagern genau zwei Rillenkugellager die Rotorwelle drehbar an dem stationären Bauteil. Mit anderen Worten sind das erste und das zweite Lagerelement zwischen der Rotorwelle und dem stationären Bauteil als Rillenkugellager ausgebildet. Das stationäre Bauteil ist insbesondere als Gehäuse ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform lagern genau ein Rillenkugellager und genau ein Rollenlager die Abtriebswelle drehbar an dem stationären Bauteil. Beispielsweise ist das dritte Lagerelement als Rillenkugellager und das vierte Lagerelement als Rollenlager ausgebildet. Das stationäre Bauteil ist insbesondere als Gehäuse ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Antriebseinheit ferner ein Differential mit einer Differentialeingangswelle, die zumindest mittelbar mit der Abtriebswelle verbunden ist, und zwei Differentialausgangswellen auf. Mit anderen Worten ist die Differentialeingangswelle entweder unmittelbar mit der Abtriebswelle verbunden oder mittelbar, beispielsweise über weitere Wellen und/oder Zahnräder mit der Abtriebswelle verbunden. Vorzugsweise ist das Differential als Kegelraddifferential ausgebildet und achsparallel zur elektrischen Maschine angeordnet. Ein als Kegelraddifferential ausgebildetes Differential weist zwei radseitige Abtriebselemente auf, insbesondere ein erstes Abtriebsrad und ein zweites Abtriebsrad. Die beiden Abtriebsräder kämmen jeweils mit einem Ausgleichselement. Die Ausgleichselemente sind in einem Differentialkorb um ihre eigene Achse drehbar gelagert. Das jeweilige Abtriebsrad ist mit der jeweiligen Differentialausgangswelle drehfest verbunden. Der Antrieb des Differentials erfolgt über den Differentialkorb, der als Differentialeingangswelle eingerichtet ist. Die in das Differentialgetriebe eingespeiste Antriebsleistung, wird auf die Differentialausgangswellen verteilt und auf die Antriebsräder der Achse übertragen. Die Differentialausgangswellen sind dazu eingerichtet, mit den Antriebsrädern des Fahrzeugs antriebswirksam verbunden zu sein. Die jeweilige Differentialausgangswelle kann direkt bzw. unmittelbar oder indirekt bzw. mittelbar über ein Gelenk, eine Gelenkwelle und/oder eine Radnabe mit dem dazugehörigen Fahrzeugrad verbunden sein. Beispielsweise umfasst das Differential reibschlüssige Lamellen zur Erzeugung einer Sperrwirkung zwischen den beiden Differentialausgangswellen. Mithin ist das Differential als Sperrdifferential ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Antriebseinheit ferner eine erste Stirnradstufe, eine zweite Stirnradstufe und eine dazwischen angeordnete Zwischenwelle auf. Die erste Stirnradstufe umfasst ein erstes Zahnrad, das drehfest, insbesondere einteilig mit der Abtriebswelle verbunden ist, und ein zweites Zahnrad, das drehfest, beispielsweise einteilig mit der Zwischenwelle verbunden ist. Das erste und das zweite Zahnrad stehen im Zahneingriff miteinander, wobei über die Durchmesser dieser beiden Zahnräder ein Achsabstand zwischen der Abtriebswelle und der Zwischenwelle eingestellt werden kann. Die zweite Stirnradstufe umfasst ein drittes Zahnrad, das drehfest, insbesondere einteilig mit der Zwischenwelle verbunden ist, und ein viertes Zahnrad, das drehfest, beispielsweise einteilig mit der Differentialeingangswelle verbunden ist. Das dritte und das vierte Zahnrad stehen im Zahneingriff miteinander, wobei über die Durchmesser dieser beiden Zahnräder ein Achsabstand zwischen der Differentialeingangswelle und der Zwischenwelle eingestellt werden kann. Mithin ist im Leistungsfluss zwischen der Abtriebswelle und dem Differential eine Festübersetzung, bestehend aus zwei Stirnradstufen und der Zwischenwelle, angeordnet.
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Bevorzugt ist der Planetenradsatz axial zwischen der ersten Stirnradstufe und der elektrischen Maschine sowie radial gestapelt mit der zweiten Stirnradstufe angeordnet. Mithin wird der Planetenradsatz bauraumoptimal auf der gemeinsamen Rotationsachse von Rotorwelle und Abtriebswelle in eine Lücke zur Zwischenwelle integriert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Maschine an einem ersten axialen Endabschnitt der Antriebseinheit angeordnet, wobei die Abtriebswelle an einem entgegengesetzt dazu ausgebildeten zweiten axialen Endabschnitt der Antriebseinheit angeordnet ist. Mithin sind die elektrische Maschine und die Abtriebswelle in axialer Richtung maximal voneinander beabstandet, wobei der Planetenradsatz axial dazwischen angeordnet ist.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Antriebseinheit. Die obigen Definitionen sowie Ausführungen zu technischen Effekten, Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Antriebseinheit gelten sinngemäß ebenfalls für das erfindungsgemäße Fahrzeug.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:
- 1 eine stark abstrahierte schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einer Antriebsachse, die eine erfindungsgemäße Antriebseinheit aufweist;
- 2 eine abstrahierte schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Antriebseinheit; und
- 3 einen Ausschnitt der schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Antriebseinheit.
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1 zeigt ein Fahrzeug 100 mit einer ersten Achse 101 mit zwei Fahrzeugrädern R1, R2 und einer zweiten Achse 102 mit zwei Fahrzeugrädern R3, R4. Vorliegend ist die erste Achse 101 als hintere Antriebsachse des Fahrzeugs 100 ausgebildet und mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit ausgestattet. Die Antriebseinheit umfasst eine elektrische Maschine 1, die zum Generieren einer Antriebsleistung eingerichtet ist, einen schaltbaren Planetenradsatz 5 mit zwei Gängen, eine konstante Übersetzungsstufe 18 und ein Differential 10. Mithin ist das Fahrzeug 100 als elektrisches Fahrzeug, d. h. als elektrisch antreibbares Fahrzeug ausgebildet. Die Antriebseinheit ist quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet und mit den Fahrzeugrädern R1, R2 der ersten Achse 101 antriebswirksam verbunden. Vorliegend ist an der zweiten Achse 102, also an der Frontachse des Fahrzeugs 100, keine weitere Antriebseinheit angeordnet, wodurch Kosten, Gewicht und Bauraum eingespart werden. Alternativ kann die Antriebseinheit, anstatt an der Heckachse, an der Frontachse des Fahrzeugs 100 angeordnet sein. Zur Realisierung eines Allradantriebsystems kann an der zweiten Achse 102 eine weitere Antriebseinheit angeordnet und mit den Fahrzeugrädern R3, R4 dieser Achse 102 antriebswirksam verbunden sein.
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2 zeigt die Antriebseinheit detaillierter sowie in ihrer Gesamtheit. Gemäß 2 umfasst die Antriebseinheit eine elektrische Maschine 1 mit einem gehäusefesten Stator 2 und einer drehbeweglichen Rotorwelle 3. Die Rotorwelle 3 ist über ein erstes als Rillenkugellager ausgebildetes Lagerelement L1 und ein zweites als Rillenkugellager ausgebildetes Lagerelement L2 an einem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil drehbar gelagert. Das Gehäuse ist zur Vereinfachung nur am Stator 2 stark abstrahiert dargestellt. Eine Abtriebswelle 4 ist koaxial zur Rotorwelle 3 angeordnet und über ein drittes als Rillenkugellager ausgebildetes Lagerelement L3 und ein viertes als Rollenlager ausgebildetes Lagerelement L4 an dem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil drehbar gelagert. Im Leistungsfluss zwischen der Rotorwelle 3 und der Abtriebswelle 4 ist ein Planetenradsatz 5 koaxial zur Rotorwelle 3 und zur Abtriebswelle 4 angeordnet. Der Planetenradsatz 5 umfasst eine Sonnenwelle 5.1, eine Hohlradwelle 5.2 und eine Stegwelle 5.3. An der Stegwelle 5.3 sind mehrere Planetenräder 5.4 drehbar gelagert angeordnet. Die Sonnenwelle 5.1 ist mit der Rotorwelle 3 drehfest verbunden. Die Stegwelle 5.3 ist mit der Abtriebswelle 4 drehfest verbunden.
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Die Abtriebswelle 4 ist über eine erste Stirnradstufe 14 mit einem ersten und zweiten Zahnrad Z1, Z2, eine zweite Stirnradstufe 15 mit einem dritten und vierten Zahnrad Z3, Z4 und eine zwischen der ersten und zweiten Stirnradstufe 14, 15 angeordneten Zwischenwelle 16 mit dem Differential 10 verbunden. Vorliegend ist das erste Zahnrad Z1 als einteilige Verzahnung an der Abtriebswelle 4 ausgebildet, wobei das zweite Zahnrad Z2 drehfest mit der Zwischenwelle 16 verbunden ist, und wobei das erste und das zweite Zahnrad Z1, Z2 miteinander im Zahneingriff stehen. Mithin ist die Abtriebswelle 4 als Ritzelwelle ausgebildet.
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Ferner ist das dritte Zahnrad Z3 als einteilige Verzahnung an der Zwischenwelle 16 ausgebildet, wobei das vierte Zahnrad Z4 drehfest mit einer Differentialeingangswelle 11 verbunden ist, und wobei das dritte und das vierte Zahnrad Z3, Z4 miteinander im Zahneingriff stehen. Die elektrische Maschine 1 mit der Rotorwelle 3 ist zusammen mit dem Planetenradsatz 5 und der Abtriebswelle 4 auf einer gemeinsamen ersten Rotationsachse A1 angeordnet, wobei die Zwischenwelle 16 auf einer zweiten Rotationsachse A2 angeordnet ist, und wobei das Differential 10 auf einer dritten Rotationsachse A3 angeordnet ist. Der Planetenradsatz 5 ist axial zwischen der ersten Stirnradstufe 14 und der elektrischen Maschine 1 sowie radial gestapelt mit der zweiten Stirnradstufe 15 angeordnet. Dadurch wird die Antriebsvorrichtung kompakter ausgebildet.
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Das Differential 10 ist als Kegelraddifferential ausgebildet und achsparallel zur elektrischen Maschine 1 angeordnet. Die Differentialeingangswelle 11 ist als Differentialkorb ausgebildet und die beiden Differentialausgangswellen 12, 13 sind dazu eingerichtet, jeweils mit einem Rad des Fahrzeugs antriebswirksam verbunden zu werden. Ferner umfasst das Differential reibschlüssige Lamellen 19, 20 zur Erzeugung einer Sperrwirkung.
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Wie insbesondere in 3, welche einen vergrößerten Ausschnitt von 2 zeigt, deutlich dargestellt ist, sind die Rotorwelle 3, die Sonnenwelle 5.1 und die Abtriebswelle 4 als Hohlwellen ausgebildet. Die Abtriebswelle 4 dringt teilweise axial in die Sonnenwelle 5.1 ein und bildet dort eine erste Lagerstelle LS1 für die Sonnenwelle 5.1 aus. An der ersten Lagerstelle LS1 ist ein Gleitlager zur drehbaren Lagerung der Sonnenwelle 5.1 gegenüber der Abtriebswelle 4 angeordnet. Ferner dringt die Sonnenwelle 5.1 teilweise axial in die Rotorwelle 3 ein und bildet dort eine zweite Lagerstelle LS2 für die Sonnenwelle 5.1 aus. Die Stegwelle 5.3 ist auf der Abtriebswelle 4 angeordnet und bildet dort eine dritte Lagerstelle LS3 für die Stegwelle 5.3 aus.
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Die Rotorwelle 3 weist an einer Innenumfangsfläche einen ersten Zentrierungsabschnitt 6.1 sowie einen ersten Verzahnungsabschnitt 7.1 auf. Die Sonnenwelle 5.1 weist an einer Außenumfangsfläche einen zweiten Zentrierungsabschnitt 6.2 sowie einen zweiten Verzahnungsabschnitt 7.2 auf. Der erste Verzahnungsabschnitt 7.1 und der zweite Verzahnungsabschnitt 7.2 greifen zur Übertragung einer Antriebsleistung formschlüssig ineinander. Der zweite Zentrierungsabschnitt 6.2 kommt an den ersten Zentrierungsabschnitt 6.1 zur Anlage, um die Sonnenwelle 5.1 in der Rotorwelle 3 zu positionieren. Mithin bilden die beiden Zentrierungsabschnitte 6.1, 6.2 die zweite Lagerstelle LS2, wobei diese als leichte Übergangspassung ausgebildet ist.
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Die Abtriebswelle 4 weist an einer Außenumfangsfläche einen ersten Zentrierungsabschnitt 8.1 sowie einen ersten Verzahnungsabschnitt 9.1 auf. Ferner weist die Stegwelle 5.3 an einer Innenumfangsfläche einen zweiten Zentrierungsabschnitt 8.2 sowie einen zweiten Verzahnungsabschnitt 9.2 auf. Der erste Verzahnungsabschnitt 9.1 und der zweite Verzahnungsabschnitt 9.2 greifen zur Übertragung einer Antriebsleistung formschlüssig ineinander. Der zweite Zentrierungsabschnitt 8.2 kommt an den ersten Zentrierungsabschnitt 8.1 zur Anlage, um die Stegwelle 5.1 auf der Abtriebswelle 3 zu positionieren. Mithin bilden die beiden Zentrierungsabschnitte 8.1, 8.2 die dritte Lagerstelle LS3, wobei diese als leichte Übergangspassung ausgebildet ist.
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Die Hohlradwelle 5.2 des Planetenradsatzes 5 ist über ein daran angeordnetes Schaltelement 17 schaltbar. Das Schaltelement 17 ist zum Schalten von zwei Gangstufen eingerichtet. In einer ersten Gangstufe verbindet das Schaltelement 17 die Hohlradwelle 5.2 mit dem als Gehäuse G ausgebildeten stationären Bauteil. In einer zweiten Gangstufe verbindet das Schaltelement 17 die Hohlradwelle 5.2 mit der Abtriebswelle 4. In einer dazwischen angeordneten Neutralstellung entkoppelt das Schaltelement 17 die Hohlradwelle 5.2 von dem Gehäuse G ebenso wie von der Abtriebswelle 4. Das Schaltelement 17 ist als formschlüssige Schiebemuffe mit drei Schaltstellungen, nämlich zwei Gangstellungen und einer dazwischen angeordneten Neutralstellung, ausgebildet und kann durch axiale Verschiebung mittels eines in 2 dargestellten Aktuators 21 in die jeweilige Schaltstellung überführt werden.
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Bezugszeichen
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- 1
- elektrische Maschine
- 2
- Stator
- 3
- Rotorwelle
- 4
- Abtriebswelle
- 5
- Planetenradsatz
- 5.1
- Sonnenwelle
- 5.2
- Hohlradwelle
- 5.3
- Stegwelle
- 5.4
- Planetenrad
- 6.1
- erster Zentrierungsabschnitt
- 6.2
- zweiter Zentrierungsabschnitt
- 7.1
- erster Verzahnungsabschnitt
- 7.2
- zweiter Verzahnungsabschnitt
- 8.1
- erster Zentrierungsabschnitt
- 8.2
- zweiter Zentrierungsabschnitt
- 9.1
- erster Verzahnungsabschnitt
- 9.2
- zweiter Verzahnungsabschnitt
- 10
- Differential
- 11
- Differentialeingangswelle
- 12
- Differentialausgangswelle
- 13
- Differentialausgangswelle
- 14
- erste Stirnradstufe
- 15
- zweite Stirnradstufe
- 16
- Zwischenwelle
- 17
- Schaltelement
- 18
- Übersetzungsstufe
- 19
- Lamellen
- 20
- Lamellen
- 21
- Aktuator
- L1
- erstes Lagerelement
- L2
- zweites Lagerelement
- L3
- drittes Lagerelement
- L4
- viertes Lagerelement
- LS1
- erste Lagerstelle
- LS2
- zweite Lagerstelle
- LS3
- dritte Lagerstelle
- G
- Gehäuse
- A1
- erste Rotationsachse
- A2
- zweite Rotationsachse
- A3
- dritte Rotationsachse
- 100
- Fahrzeug
- 101
- erste Achse
- 102
- zweite Achse
- R1
- Fahrzeugrad
- R2
- Fahrzeugrad
- R3
- Fahrzeugrad
- R4
- Fahrzeugrad
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019206961 A1 [0002]
