DE102022211357A1

DE102022211357A1 - Getriebeeinrichtung für eine elektrisch antreibbare Fahrzeugachse, Antriebseinrichtung für eine elektrisch antreibbare Fahrzeugachse und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102022211357A1
Application number: DE102022211357.8A
Authority: DE
Inventors: Matthias List; Tobias Miller; Stefan Borchert; Jörg Buhl; Stephan Hahn; Marco Kiesel; Ralph Guehrer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-10-26
Filing date: 2022-10-26
Publication date: 2024-05-02
Also published as: CN117927663A; US20240141990A1

Abstract

Es wird eine Getriebeeinrichtung (5) für eine elektrisch antreibbare Fahrzeugachse (1) mit einer Getriebeeingangswelle (7), mit einer damit über Zahnradpaarungen (8, 9) verbundenen Getriebeausgangswelle (10) und mit einer Parksperreneinrichtung (15) beschrieben, über die die Getriebeausgangswelle (10) drehfest darstellbar ist. Die Parksperreneinrichtung (15) ist in einem Getriebegehäuse (11) angeordnet und umfasst einen elektrischen Aktor (16) zum Betätigen einer Sperrklinke, die vom Aktor (16) mit einem Parksperrenrad (19), das mit der Getriebeausgangswelle (10) in Wirkverbindung steht, in Eingriff oder außer Eingriff bringbar ist. Die Sperrklinke und das Parksperrenrad (19) sind in einem mit Öl beaufschlagten Innenraum (14) des Getriebegehäuses (11) und der elektrische Aktor (16) ist in einem ölfreien Innenraum (13) des Getriebegehäuses (11) angeordnet. Der elektrische Aktor (16) durchgreift mit seiner Ausgangswelle (21) eine Zwischenwand (12), die den mit Öl beaufschlagten Innenraum (14) vom ölfreien Innenraum (13) trennt, und steht auf der dem ölfreien Innenraum (13) abgewandten Seite der Zwischenwand (12) mit der Sperrklinke in Wirkverbindung. Zusätzlich werden eine Antriebsvorrichtung (2) für eine elektrisch antreibbare Fahrzeugachse (1) mit einer elektrischen Maschine (3), mit einem Inverter (4) für die elektrische Maschine (3) und mit der Getriebeeinrichtung (5) sowie eine Fahrzeugachse (1) mit einer Antriebsvorrichtung (2) beschrieben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für eine elektrisch antreibbare Fahrzeugachse, eine Antriebseinrichtung für eine elektrisch antreibbare Fahrzeugachse sowie ein Fahrzeug mit einer solchen elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse.
Aus der WO 2021/105082 A1 sind eine Getriebeeinrichtung und eine Antriebseinrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug sowie ein mit einer solchen Antriebseinrichtung ausgeführtes Fahrzeug bekannt. Die Getriebeeinrichtung umfasst ein Getriebeelement, eine Parksperre und ein Getriebegehäuse. Durch die Parksperre ist das Getriebeelement blockierbar. Zusätzlich umfasst die Parksperre einen Parksperrenaktuator. Das Getriebeelement und die Parksperre sind im Getriebegehäuse angeordnet. Zudem ist eine Anschlussvorrichtung vorgesehen, die eine sich im Getriebegehäuse erstreckende Kabelanordnung und einen Steckverbinder umfasst. Eine Druckausgleichsvorrichtung verläuft durch den Steckverbinder der Anschlussvorrichtung und bildet eine gasdurchlässige Verbindung zwischen dem Inneren des Parksperrenaktuators und dem Äußeren des Getriebegehäuses aus.
Durch die Druckausgleichsvorrichtung sollen Funktionsausfälle des Parksperrenaktuators vermieden werden, die häufig auf das Eindringen von Schmiermitteln in den Parksperrenaktuator zurückzuführen sind. Dieses Eindringen beruht auf einem Druckunterschied zwischen dem Inneren des Parksperrenaktuators und seiner Umgebung. Mittels der Druckausgleichsvorrichtung soll ein Druckausgleich zwischen dem Inneren des Parksperrenaktuators und dem Äußeren des Getriebegehäuses realisiert und ein Eindringen des Schmiermittels in den Parksperrenaktuator vermieden werden.
Problematisch dabei ist jedoch, dass ein Druckausgleich zwischen dem Inneren des Parksperrenaktuators und dem Äußeren des Getriebegehäuses nur durch eine einwandfreie Funktionsweise der Druckausgleichsvorrichtung gewährleistet ist.
Es ist eine bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Erfindung, eine Getriebeeinrichtung und eine Antriebsvorrichtung einer elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse sowie ein Fahrzeug mit einer solchen elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse bereitzustellen, die hinsichtlich mindestens eines der folgenden Faktoren verbessert sind: Durchführbarkeit, Herstellungszeit, Herstellungskosten, Komplexität der Herstellung, Bauraumausnutzung, Betriebssicherheit, Nachhaltigkeit und/oder Bauteilzuverlässigkeit. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben.
Eine besonders bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, eine Getriebeeinrichtung und eine Antriebsvorrichtung einer elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse sowie ein Fahrzeug mit einer solchen elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse zur Verfügung zu stellen, die jeweils eine Parksperreneinrichtung umfassen, deren Funktionsweise unabhängig von einem Druckausgleich zwischen einem Inneren eines Aktors der Parksperreneinrichtung und einer Umgebung eines Getriebegehäuses ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Getriebeeinrichtung, mit einer Antriebsvorrichtung sowie mit einer elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, 12 bzw. 14 gelöst.
Die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug umfasst eine Getriebeeingangswelle, die über Zahnradpaarungen mit einer Getriebeausgangswelle verbunden ist. Des Weiteren umfasst die Getriebeeinrichtung eine Parksperreneinrichtung, über die die Getriebeausgangswelle drehfest darstellbar ist.
Die Parksperreneinrichtung ist in einem Gehäuse der Getriebeeinrichtung bzw. einem Getriebegehäuse angeordnet und umfasst einen elektrischen Aktor zum Betätigen einer Sperrklinke. Die Sperrklinke ist vom elektrischen Aktor mit einem Parksperrenrad, das mit der Getriebeausgangswelle in Wirkverbindung steht, in Eingriff oder außer Eingriff bringbar.
Erfindungsgemäß sind die Sperrklinke und das Parksperrenrad in einem mit Öl beaufschlagten Innenraum des Getriebegehäuses und der elektrische Aktor in einem ölfreien Innenraum des Getriebegehäuses angeordnet. Der elektrische Aktor durchgreift mit seiner Ausgangswelle eine Zwischenwand, die den mit Öl beaufschlagten Innenraum vom ölfreien Innenraum trennt. Dabei steht der Aktor auf der dem ölfreien Innenraum abgewandten Seite der Zwischenwand mit der Sperrklinke in Wirkverbindung.
Durch die erfindungsgemäße Zwischenwand wird auf konstruktiv einfache Art und Weise erreicht, dass der Aktor nicht in Abhängigkeit der Druckverhältnisse im Inneren des Aktors und außerhalb des Getriebegehäuses mit Öl beaufschlagt wird. Daher wird die Funktionsweise der Parksperreneinrichtung auf konstruktiv einfache und kostengünstige Art und Weise nicht durch einen Öleintritt in das Innere des Aktors beeinträchtigt.
Bei einer mit geringem Aufwand zumindest teilweise vormontierbaren Getriebeeinrichtung ist der Aktor auf der dem ölfreien Raum zugewandten Seite der Zwischenwand an der Zwischenwand befestigt.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Zwischenwand mit dem Aktor und einer Parksperrenmechanik der Parksperre als vormontierbares Modul auszuführen, wenn die Parksperrenmechanik auf der dem ölfreien Raum abgewandten Seite der Zwischenwand an der Zwischenwand befestigt ist.
Ist das Parksperrenrad drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbunden, ist ein Abtrieb einer mit der Getriebeeinrichtung ausgeführten elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse auf einfache Art und Weise drehfest darstellbar oder von der Parksperre freigebbar.
Das Parksperrenrad kann drehfest mit einer Zwischenwelle verbunden sein, die über die Zahnradpaarungen mit der Getriebeausgangswelle und mit der Getriebeeingangswelle in Verbindung steht. Bereits bestehende Getriebekonzepte bzw. Getriebesysteme sind dadurch auf einfache Art und Weise in erfindungsgemäßem Sinne ausführbar, da im Inneren des Getriebegehäuses bestehender Getriebesysteme vorhandene Bauräume im Bereich einer Zwischenwelle für die Anordnung des Parksperrenrades nutzbar ist.
Die Ausgangswelle des Aktors ist bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung in einem Aktorgehäuse drehbar gelagert. Zusätzlich kann das Aktorgehäuse zumindest in dem Bereich, in dem die Ausgangswelle die Zwischenwand durchgreift, dichtend mit der Zwischenwand verbunden sein. Ein Innenraum des Aktorgehäuses kann über eine Dichteinheit zwischen dem Aktorgehäuse und der Ausgangswelle gegenüber dem mit Öl beaufschlagten Innenraum des Getriebegehäuses abgedichtet sein, um eine Beaufschlagung des Aktors mit Öl aus dem mit Öl beaufschlagten Innenraum auf konstruktiv einfache Art und Weise zu verhindern.
Bei einer bauraumgünstigen und mit hoher Dichtwirkung ausführbaren Weiterbildung der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung liegt das Aktorgehäuse mit einer Stirnfläche an der dem ölfreien Innenraum zugewandten Seitenfläche der Zwischenwand an. Im Anlagebereich zwischen dem Aktorgehäuse und der Zwischenwand ist eine Dichtung vorgesehen, über die die Schnittstelle zwischen dem Aktorgehäuse und der Zwischenwand auf konstruktiv einfache Art und Weise mit hoher Dichtwirkung gegenüber einem Öleintritt in den ölfreien Raum aus dem mit Öl beaufschlagten Innenraum verhindert werden kann.
Das Aktorgehäuse greift bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung in eine Öffnung der Zwischenwand ein. Der ölfreie Innenraum des Getriebegehäuses ist bei einer solchen Ausführungsform der Getriebeeinrichtung über eine Dichtung gegenüber dem mit Öl beaufschlagten Raum abdichtbar, die im Bereich der Öffnung radial zwischen der Zwischenwand und dem Aktorgehäuse angeordnet ist.
Die Zahnradpaarungen der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung weisen bei einer konstruktiv einfachen und bauraumgünstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung zumindest teilweise miteinander kämmende Stirnräder auf, die auf der Getriebeeingangswelle, der Zwischenwelle und der Getriebeausgangswelle angeordnet sind.
Wenn die Zahnradpaarungen zumindest teilweise miteinander in Eingriff stehende Zahnräder eines Planetenradsatzes sind, ist die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung durch eine hohe Leistungsdichte gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung kann mit wenigstens einem Schaltelement zum Zu- und Abschalten von zwei verschiedenen Übersetzungsstufen ausgeführt sein. Dadurch besteht die Möglichkeit, eine für den Antrieb vorgesehene elektrische Maschine über den gesamten Betriebsbereich einer mit der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung ausgeführten elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse jeweils mit hohem Wirkungsgrad zu betreiben.
Des Weiteren wird eine Antriebsvorrichtung für eine elektrisch antreibbare Fahrzeugachse mit einer elektrischen Maschine, mit einem Inverter für die elektrische Maschine und mit einer vorstehend näher beschriebenen erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung vorgeschlagen. Eine Ausgangswelle der elektrischen Maschine ist mit der Getriebeeingangswelle verbunden, um eine mit einer solchen Antriebsvorrichtung ausgeführte Fahrzeugachse auf konstruktiv einfache Art und Weise elektrisch antreiben zu können.
Vorliegend wird unter einem Inverter unter anderem eine Leistungselektronik der elektrischen Maschine subsumiert, mittels der von einer elektrischen Speichereinrichtung zur Verfügung stehender Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt wird, um die motorisch betriebene elektrische Maschine damit zu versorgen. Zusätzlich wird im Bereich der generatorisch betriebenen elektrischen Maschine erzeugter Wechselstrom im Bereich des Inverters bzw. im Bereich der Leistungselektronik in Gleichstrom umgewandelt, um die zugeordnete elektrische Speichereinrichtung beladen zu können.
Die elektrische Maschine, der Inverter und die Getriebeeinrichtung sind bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung im Getriebegehäuse angeordnet, wobei der Inverter und der Aktor im ölfreien Innenraum des Getriebegehäuses angeordnet sind. Damit befinden sich sowohl die Komponenten des Aktors als auch der Inverter im ölfreien und von Umwelteinflüssen abgekapselten Innenraum des Getriebegehäuses. Die Dichtungen verhindern jeweils zwischen dem Aktorgehäuse und der Zwischenwand sowie zwischen der Ausgangswelle des Aktors und der Zwischenwand jeweils einen Ölübertritt aus dem mit Öl beaufschlagten Raum in Richtung des ölfreien Raums, der auch als Inverterraum bezeichnet wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch eine elektrisch antreibbare Fahrzeugachse, die eine zum Antreiben des Fahrzeugs eingerichtete erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung umfasst. Zusätzlich wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch ein Fahrzeug gelöst, das mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse ausgeführt ist.
Insgesamt kann mit der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung dadurch ein effizienter und bauraumneutraler Diebstahlschutz erreicht werden, dass der Aktor nebst einer zugeordneten Verkabelung sowie zugehörigen Arretierkomponenten in das Getriebegehäuse integriert werden, in dem auch der Inverter angeordnet ist.
Zudem bietet die Integration des Aktors in das Getriebegehäuse und die öldichte Abtrennung des Aktors gegenüber einer Parksperrenmechanik, die in einem mit Öl beaufschlagten Innenraum des Getriebegehäuses angeordnet ist, die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung sowie ein damit ausgeführtes elektrisch antreibbares Fahrzeug ohne separaten Diebstahlschutz auszuführen. Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung ohne aufwändige Schutzmaßnahmen gegenüber Umwelteinflüssen, wie Wasser, Salz, Staub oder dergleichen, ausgeführt werden.
Die erfindungsgemäßen Ausführungen der, der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung und der erfindungsgemäßen elektrischen Fahrzeuges bieten mit geringem Aufwand die Möglichkeit, jeweils vorhandenen Bauraum effizient zu nutzen und auch verschiedene Parksperrenbetätigungskonzepte umzusetzen.
So besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Parksperre mit einer sogenannten normally-closed-Funktionalität, einer sogenannten normally-open-Funktionalität auszuführen und diese Funktionalitäten vorzugsweise jeweils mit einer Notentriegelungsfunktion oder mit einer Noteinlegefunktion der Parksperreneinrichtung zu kombinieren.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der unabhängigen Ansprüche oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus der Zeichnung hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:

1 eine vereinfachte Darstellung einer elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse eines Fahrzeuges;
2 eine Seitenansicht eines Teils einer Antriebsvorrichtung der Fahrzeugachse gemäß 1 aus einer in 1 näher gekennzeichneten Ansicht II; und
3 eine Seitenansicht eines weiteren Teils der Antriebsvorrichtung gemäß 2 aus einer in 1 näher angegebenen Ansicht III.

1 zeigt eine stark vereinfachte Ansicht einer elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse 1 mit einer Antriebsvorrichtung 2. Die Antriebsvorrichtung 2 umfasst eine elektrische Maschine 3, einen Inverter 4 für die elektrische Maschine 3 sowie eine Getriebeeinrichtung 5. Eine Ausgangswelle 6 der elektrischen Maschine 3 ist koaxial zu einer Getriebeeingangswelle 7 der Getriebeeinrichtung 5 angeordnet und mit dieser drehfest verbunden.
Die Getriebeeingangswelle 7 steht über Zahnradpaarungen 8, 9 der Getriebeeinrichtung 5 mit einer Getriebeausgangswelle 10 in Wirkverbindung. Die elektrische Maschine 3, der Inverter 4 und die Getriebeeinrichtung 5 sind in einem Getriebegehäuse 11 bzw. in einem Gehäuse der Antriebsvorrichtung 2 angeordnet. Dabei trennt eine Zwischenwand 12 ein Inneres des Getriebegehäuses 11 in einen ölfreien Innenraum 13 und in einen mit Öl beaufschlagten Innenraum 14.
In abgeschaltetem Betriebszustand der Antriebsvorrichtung 2 liegt seitens der elektrischen Maschine 3 kein Drehmoment an der Getriebeeingangswelle 7 an, sodass die Getriebeausgangswelle 10 frei drehbar ist. Um ein mit der elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse 1 ausgeführtes Fahrzeug in abgestelltem Zustand gegen ein ungewolltes Wegrollen insbesondere in einer Hanglage zu vermeiden, umfasst die Getriebeeinrichtung 5 zusätzlich eine Parksperreneinrichtung 15. Über die Parksperreneinrichtung 15 ist die Getriebeausgangswelle 10 drehfest darstellbar. Hierfür umfasst die Parksperreneinrichtung 15 einen elektrischen Aktor 16, der in 2 näher gezeigt ist. Vom elektrischen Aktor 16 ist eine Parksperrenmechanik 17 betätigbar, die in 3 dargestellt ist und die unter anderem eine sogenannte Sperrklinke 18 umfasst. Die Sperrklinke 18 ist mit einem Parksperrenrad 19 bei entsprechender aktorseitiger Betätigung in Eingriff oder außer Eingriff bringbar. Das Parksperrenrad 19 ist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse drehfest auf der Getriebeeingangswelle 7 angeordnet.
Um eine Funktionsweise des Aktors 16 durch den Eintritt von Öl in ein Gehäuse 20 des Aktors 16 zu vermeiden, ist der Aktor 16 auf der Seite der Zwischenwand 12 an der Zwischenwand 12 fest angebracht, die dem ölfreien Innenraum 13 zugewandt ist. Zur aktorseitigen Betätigung der Parksperrenmechanik 17 durchgreift der Aktor 16 die Zwischenwand 12 mit seiner Ausgangswelle 21. Um einen unerwünschten Öleintritt aus dem mit Öl beaufschlagten Innenraum 14 durch die Zwischenwand 12 in den ölfreien Innenraum 13 zu vermeiden, ist zwischen der Ausgangswelle 21 des Aktors 16 und der Zwischenwand eine nicht näher dargestellte Dichteinheit vorgesehen.
Neben dem Aktor 16 ist eine elektrische Steckereinheit 22 im ölfreien Innenraum 13 angeordnet, über die der Aktor 16 in gewünschter Art und Weise angesteuert und betätigbar ist. Zusätzlich ist im ölfreien Innenraum 13 auch ein Hubmagnet 23 im ölfreien Innenraum 13 fest an der Zwischenwand 12 befestigt, der in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles zum Arretieren der Parksperrenmechanik 17 in eingelegtem oder in ausgelegtem Zustand der Parksperreneinrichtung 15 vorgesehen ist.
Die Parksperrenmechanik 17 ist mit einem Hebelelement 24 ausgebildet, das drehfest mit der Ausgangswelle 21 des Aktors 16 verbunden ist und bei entsprechendem rotatorischen Antrieb durch den Aktor 16 um die Drehachse 25 der Ausgangswelle 21 des Aktors 16 verschwenkt wird. Mit dem Hebelelement 24 steht eine Betätigungsstange 26 in Verbindung, auf der ein Federelement 27 und ein davon angefedertes sowie längsverschieblich auf der Betätigungsstange 26 angeordnetes Sperrelement 28 vorgesehen ist.
3 zeigt die Parksperreneinrichtung 15 in ausgelegtem Betriebszustand, in dem die Sperrklinke 18 außer Eingriff mit dem Parksperrenrad 19 ist. Dabei wird die Sperrklinke 18 von einem weiteren mit dem Hebelelement 24 in Wirkverbindung stehenden Federelement 29 außer Eingriff mit dem Parksperrenrad 19 gehalten.
Das Sperrelement 28 ist vorliegend zwischen einem gehäusefesten und mit der Zwischenwand 12 fest verbundenen Führungselement 30 und auf einer dem Parksperrenrad 19 abgewandten Seite 31 der Sperrklinke 18 angeordnet und liegt mit einem konusförmigen Bereich 32 an aufeinander zulaufenden Schrägen 33, 34 des Führungselementes 30 und der Sperrklinke 18 an.
Zum Einlegen der Parksperreneinrichtung 15 verdreht der Aktor 16 das Hebelelement 24 in die in 3 unter dem Bezugszeichen DR1 angegebene Drehrichtung bzw. Schwenkrichtung. Dies führt dazu, dass die Betätigungsstange 26 in Richtung des Sperrelementes 28 verstellt wird. Dabei wird das Federelement 27 solange gestaucht, bis das Sperrelement 28 gegen die Federkraft des weiteren Federelementes 29 entlang der Schrägen 33 und 34 verschoben wird und die Sperrklinke 18 in Eingriff mit dem Parksperrenrad 19 führt. Dies ist der Fall, wenn das Hebelelement 24 vom Aktor 16 in die Schwenkrichtung DR1 soweit verstellt ist, dass eine Stellkraft, die dem Hebelelement 24 von einem Federschenkel 35 des weiteren Federelementes 29 aufgeprägt wird, auf ein Niveau absinkt, dass die Sperrklinke 18 um eine Drehachse 36 verschwenkbar und in Eingriff mit dem Parksperrenrad 19 führbar ist.
Die Zahnradpaarungen 8 und 9 sind vorliegend als Stirnradverzahnungen ausgeführt und umfassen jeweils ein erstes Stirnrad 37 bzw. 38 und ein zweites Stirnrad 39 bzw. 40. Dabei ist das erste Stirnrad 37 der ersten Zahnradpaarung 8 drehfest auf der Getriebeeingangswelle 7 angeordnet und kämmt mit dem zweiten Stirnrad 39 der ersten Zahnradpaarung 8. Das zweite Stirnrad 39 der ersten Zahnradpaarung 8 ist drehfest auf einer Zwischenwelle 41 angeordnet, auf der das erste Stirnrad 38 der zweiten Zahnradpaarung 9 drehfest montiert ist. Das erste Stirnrad 38 der zweiten Zahnradpaarung 9 kämmt mit dem zweiten Stirnrad 40, das drehfest auf der Getriebeausgangswelle 10 angeordnet ist.
Bezugszeichen

1: Fahrzeugachse
2: Antriebsvorrichtung
3: elektrische Maschine
4: Inverter
5: Getriebeeinrichtung
6: Ausgangswelle der elektrischen Maschine
7: Getriebeeingangswelle
8: erste Zahnradpaarung
9: zweite Zahnradpaarung
10: Getriebeausgangswelle
11: Getriebegehäuse bzw. Gehäuse der Antriebsvorrichtung
12: Zwischenwand
13: ölfreier Innenraum
14: mit Öl beaufschlagter Innenraum
15: Parksperreneinrichtung
16: elektrischer Aktor
17: Parksperrenmechanik
18: Sperrklinke
19: Parksperrenrad
20: Aktorgehäuse
21: Ausgangswelle des Aktors
22: elektrische Steckereinheit
23: Hubmagnet
24: Hebelelement
25: Drehachse der Ausgangswelle des Aktors
26: Betätigungsstange
27: Federelement
28: Sperrelement
29: weiteres Federelement
30: Führungselement
31: Seite der Sperrklinke
32: konusförmiger Bereich des Sperrelementes
33: Schräge des Führungselementes
34: Schräge der Sperrklinke
35: Federschenkel des weiteren Federelementes
36: Drehachse der Sperrklinke
37: erstes Stirnrad der ersten Zahnradpaarung 8
38: erstes Stirnrad der zweiten Zahnradpaarung 9
39: zweites Stirnrad der ersten Zahnradpaarung 8
40: zweites Stirnrad der zweiten Zahnradpaarung 9
41: Zwischenwelle
DR1: Drehrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2021105082 A1 [0002]

Claims

Getriebeeinrichtung (5) für eine elektrisch antreibbare Fahrzeugachse (1) mit einer Getriebeeingangswelle (7), mit einer damit über Zahnradpaarungen (8, 9) verbundenen Getriebeausgangswelle (10) und mit einer Parksperreneinrichtung (15), über die die Getriebeausgangswelle (10) drehfest darstellbar ist, wobei die Parksperreneinrichtung (15) in einem Gehäuse (11) der Getriebeeinrichtung (5) angeordnet ist und einen elektrischen Aktor (16) zum Betätigen einer Sperrklinke (18) umfasst, die vom elektrischen Aktor (16) mit einem Parksperrenrad (19), das mit der Getriebeausgangswelle (10) in Wirkverbindung steht, in Eingriff oder außer Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrklinke (18) und das Parksperrenrad (19) in einem mit Öl beaufschlagten Innenraum (14) des Getriebegehäuses (11) und der elektrische Aktor (16) in einem ölfreien Innenraum (13) des Getriebegehäuses (11) angeordnet sind, wobei der elektrische Aktor (16) eine Zwischenwand (12), die den mit Öl beaufschlagten Innenraum (14) vom ölfreien Innenraum (13) trennt, mit seiner Ausgangswelle (21) durchgreift und eine und auf der dem ölfreien Innenraum (13) abgewandten Seite der Zwischenwand (12) mit der Sperrklinke (18) in Wirkverbindung steht.
Getriebeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (16) auf der dem ölfreien Innenraum (13) zugewandten Seite der Zwischenwand (12) an der Zwischenwand (12) befestigt ist.
Getriebeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Parksperrenmechanik (17), die die Sperrklinke (18) umfasst und mit der Ausgangswelle (21) des Aktors (16) zusammenwirkt, auf der dem ölfreien Innenraum (13) abgewandten Seite der Zwischenwand (12) an der Zwischenwand (12) befestigt ist.
Getriebeeinrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenrad (19) drehfest mit der Getriebeeingangswelle (7) verbunden ist.
Getriebeeinrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenrad (18) drehfest mit einer Zwischenwelle (41) verbunden ist, die über die Zahnradpaarungen (8, 9) mit der Getriebeausgangswelle (10) und mit der Getriebeeingangswelle (7) in Verbindung steht.
Getriebeeinrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (21) des Aktors (16) in einem Aktorgehäuse (20) drehbar gelagert ist und das Aktorgehäuse (20) zumindest in dem Bereich, in dem die Ausgangswelle (21) die Zwischenwand (12) durchgreift, dichtend mit der Zwischenwand (12) verbunden ist, und wobei ein Innenraum des Aktorgehäuses (20) über eine Dichteinheit zwischen dem Aktorgehäuse (20) und der Ausgangswelle (21) gegenüber dem mit Öl beaufschlagten Innenraum (14) des Getriebegehäuses (11) abgedichtet ist.
Getriebeeinrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorgehäuse (20) mit einer Stirnfläche an der dem ölfreien Innenraum (13) zugewandten Seitenfläche der Zwischenwand (12) anliegt, wobei im Anlagebereich zwischen dem Aktorgehäuse (20) und der Zwischenwand (12) eine Dichtung vorgesehen ist.
Getriebeeinrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorgehäuse (20) in eine Öffnung der Zwischenwand (12) eingreift und der ölfreie Innenraum (13) des Getriebegehäuses (11) über eine Dichtung gegenüber dem mit Öl beaufschlagten Raum (14) abgedichtet ist, wobei die Dichtung im Bereich der Öffnung radial zwischen der Zwischenwand (12) und dem Aktorgehäuse (20) vorgesehen ist.
Getriebeeinrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpaarungen (8, 9) zumindest teilweise miteinander kämmende Stirnräder (37, 38, 39, 40) umfassen, die auf der Getriebeeingangswelle (7), der Zwischenwelle (41) und der Getriebeausgangswelle (10) angeordnet sind.
Getriebeeinrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpaarungen (8, 9) zumindest teilweise miteinander in Eingriff stehende Zahnräder eines Planetenradsatzes sind.
Getriebeeinrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schaltelement zum Zu- und Abschalten von zwei verschiedenen Übersetzungsstufen vorgesehen ist.
Antriebsvorrichtung (2) für eine elektrisch antreibbare Fahrzeugachse (1) mit einer elektrischen Maschine (3), mit einem Inverter (4) für die elektrische Maschine (3) und mit einer Getriebeeinrichtung (5) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Ausgangswelle (6) der elektrischen Maschine (3) mit der Getriebeeingangswelle (7) verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (3), der Inverter (4) und die Getriebeeinrichtung (5) im Getriebegehäuse (11) angeordnet sind, wobei der Inverter (4) und der Aktor (16) der Parksperreneinrichtung (15) im ölfreien Innenraum (13) des Getriebegehäuses (11) angeordnet sind.
Elektrisch antreibbare Fahrzeugachse (1) mit einer Antriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 10 oder 11 zum elektrischen Antreiben einen Fahrzeuges.