DE112020001747T5

DE112020001747T5 - Elektrische Achse mit Differantialsonnenrad-Trennkupplung

Info

Publication number: DE112020001747T5
Application number: DE112020001747.8T
Authority: DE
Inventors: Brian Lee
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-04-05
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2021-12-30
Also published as: JP7223163B2; CN113474972A; JP2022527554A; US20200318693A1; WO2020205427A1; US10883548B2; CN113474972B

Abstract

Eine elektrische Achse ist dazu konfiguriert, einem Elektromotor selektiv zu ermöglichen, eine Antriebswelle eines Fahrzeugs anzutreiben. Die elektrische Achse schließt ein Planetendifferentialgetriebe ein, das dazu konfiguriert ist, ein Antriebsdrehmoment auf eine Antriebswelle zu übertragen. Das Planetendifferentialgetriebe weist ein Sonnenrad auf, das dazu konfiguriert ist, die Antriebswelle zu umschreiben. Eine Kupplung ist dazu konfiguriert, das Sonnenrad selektiv drehfest mit der Antriebswelle zu koppeln. Die Kupplung kann eine in axialer Richtung bewegliche Hülse einschließen.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Anmeldung Nr. 16/376,153 , eingereicht am 5. April 2019, deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine elektrische Achse („E-Achse“), die mit einer Kupplung ausgestattet ist, um selektiv zu ermöglichen, dass ein Elektromotor Räder antreibt, die dieser Achse zugeordnet sind.
HINTERGRUND
Elektromotoren werden zunehmend als Quellen für Antriebsleistung in Fahrzeugen verwendet, um Alternativen zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren bereitzustellen, die fossile Brennstoffe benötigen. Es wurden bereits erhebliche Anstrengungen unternommen, um die Eignung von Elektromotoren in reinen Elektro- oder Hybridfahrzeugen zu verbessern.
Elektrische Achsen, auch als E-Achsen oder eAchsen bezeichnet, sind im Stand der Technik bekannt, um ein Antriebsdrehmoment vom Elektromotor auf einen Ausgang zu übertragen, und gegebenenfalls mittels Untersetzungs- oder Übersetzungsgetrieben. Beispielsweise kann ein Planetengetriebe vorgesehen sein, um Drehmoment von dem Elektromotor auf eine oder mehrere Achsen zu übertragen, während einem Rotor des Elektromotors ermöglicht wird, aufgrund des Betriebs des Planetengetriebes mit einer anderen Drehzahl als die Achse zu drehen.
KURZFASSUNG
Gemäß einer Ausführungsform ist eine elektrische Achse dazu konfiguriert, einem Elektromotor selektiv zu ermöglichen, eine Antriebswelle eines Fahrzeugs anzutreiben. Die elektrische Achse schließt ein Planetendifferentialgetriebe ein, das dazu konfiguriert ist, ein Antriebsdrehmoment auf eine Antriebswelle zu übertragen. Das Planetendifferentialgetriebe weist ein Sonnenrad auf, das dazu konfiguriert ist, die Antriebswelle zu umschreiben. Eine Kupplung ist dazu konfiguriert, das Sonnenrad selektiv drehfest mit der Antriebswelle zu koppeln.
In einer anderen Ausführungsform schließt eine elektrische Achse für eine Antriebswelle ein Gehäuse und ein mindestens teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnetes Planetendifferentialgetriebe ein. Das Planetendifferentialgetriebe schließt ein Sonnenrad ein, das innerhalb des Gehäuses drehbar ist. Das Sonnenrad weist eine Innenfläche auf, die Zähne definiert. Eine Hülse ist vom Sonnenrad radial nach innen angeordnet. Die Hülse weist eine Außenfläche auf, die Zähne definiert, die mit den Zähnen des Sonnenrads ineinandergreifen. Die Hülse ist axial zwischen (i) einer entsperrten oder ausgerückten Position, in der sich das Differentialsonnenrad unabhängig von der Antriebswelle drehen kann, und (ii) einer gesperrten oder eingerückten Position, in der die Hülse das Differentialsonnenrad drehfest mit der Antriebswelle koppelt, beweglich.
In noch einer anderen Ausführungsform schließt eine elektrische Achse ein Planetengetriebe ein, das ein Sonnenrad und eine Hülse einschließt, die so bemessen ist, dass sie um eine Antriebswelle gepasst wird. Die Hülse ist dazu konfiguriert, sich in einem Spalt zwischen dem Sonnenrad und der Antriebswelle in axialer Richtung zu bewegen. Eine Aktuatoranordnung ist dazu konfiguriert, die Hülse in die axiale Richtung zu zwingen, um die Hülse selektiv sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit der Antriebswelle drehfest zu entsperren.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer zusammengebauten elektrischen Achsenanordnung oder elektrischen Achse gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnitts der elektrischen Achse, wobei das Außengehäuse entfernt ist, gemäß einer Ausführungsform.
3 ist eine Querschnittsansicht der elektrischen Achse von 1.
4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts der elektrischen Achse von 3, wobei sich eine Kupplung der elektrischen Achse in einem entsperrten oder ausgerückten Modus befindet, gemäß einer Ausführungsform.
5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Abschnitts der elektrischen Achse von 4, wobei sich die Kupplung der elektrischen Achse in einem eingerückten oder gesperrten Modus befindet, gemäß einer Ausführungsform.
6 ist eine vordere Querschnittsansicht einer Kupplungsaktuatoranordnung zum Betätigen der Kupplung der elektrischen Achse entlang der Linie 6-6 von 5 gemäß einer Ausführungsform.
7 ist eine vordere Querschnittsansicht eines Abschnitts der elektrischen Achse 10 im eingerückten oder gesperrten Modus entlang der Linie 7-7 von 5 gemäß einer Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Hierin werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind hierin offenbarte spezifische bauliche und funktionelle Details nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um einen Fachmann zu lehren, die Ausführungsformen auf verschiedene Weise einzusetzen. Wie Fachleute verstehen, können verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf eine der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Merkmalskombinationen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen könnten jedoch verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Offenbarung erwünscht sein.
Hierin verwendete Richtungsbegriffe beziehen sich auf die Ansichten und Orientierungen, die in den beispielhaften Figuren gezeigt sind. In den Figuren ist eine Mittelachse gezeigt und nachfolgend beschrieben. Begriffe wie „Außen-“ und „Innen-“ beziehen sich auf die Mittelachse. Eine „Außenfläche“ bedeutet beispielsweise, dass die Flächen von der Mittelachse weg weisen oder außerhalb einer anderen „Innenfläche“ liegen. Auch Begriffe wie „radial“, „Durchmesser“, „Umfang“ usw. beziehen sich auf die Mittelachse. Die Begriffe „vordere/s/r“, „hintere/s/r“ „obere/s/r“ und „untere/s/r“ bezeichnen Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird.
Bei Hybrid-Elektrofahrzeugen, reinen Elektrofahrzeugen und dergleichen wird das Fahrzeug mindestens teilweise von einem Elektromotor angetrieben. Der Elektromotor kann beispielsweise von einem Hochvolt-Batteriepaket angetrieben werden und kann in der Lage sein, regeneratives Bremsen durchzuführen, um die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zur Speicherung in der Batterie umzuwandeln.
Elektrische Achsen (auch als E-Achsen, eAchsen, elektronische Achsen oder dergleichen bezeichnet) können an einer Antriebswellenanordnung des Fahrzeugs angeordnet sein. Die elektrische Achse kann als Differential fungieren, wodurch zugelassen wird, dass die Antriebswellen beispielsweise bei Kurvenfahrten des Fahrzeugs unterschiedliche Drehzahlen annehmen können. Die elektrische Achse kann auch mittels Übersetzungs- oder Untersetzungsgetriebeanordnungen die Leistung vom Motor auf die Antriebswellen übertragen. Durch eine elektrische Achse kann die Notwendigkeit einer Antriebswelle oder Kardanwelle entfallen und jede Vorder- und Hinterachse kann unabhängig angetrieben oder getrieben werden.
Gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen ist eine elektrische Achse mit einem Planetendifferential, das ein Sonnenrad aufweist, und einer Trennkupplung versehen, die das Sonnenrad selektiv einrückt. Wenn die Kupplung geöffnet oder ausgerückt ist, ist der Motor nicht in der Lage, die Antriebswellen anzutreiben. In diesem Modus können sich die Räder an diesen Antriebswellen während der Fahrt des Fahrzeugs passiv drehen. Wenn die Kupplung geschlossen oder eingerückt ist, ist das Sonnenrad mit der Antriebswelle verbunden, wodurch ermöglicht wird, dass Drehmoment vom Elektromotor über das Planetendifferential auf die Antriebswellen übertragen wird. In bestimmten hierin beschriebenen Ausführungsformen schließt die Kupplung eine Hülse ein, die als Klauenkupplung wirkt. Die Hülse kann axial beweglich sein, um die Kupplung zu öffnen oder zu schließen. Die Hülse kann eine Außenfläche aufweisen, die verzahnt ist, um immer in das Sonnenrad einzugreifen und sich mit diesem zu drehen. Die Hülse kann auch eine Innenfläche aufweisen, die mit der Achswelle ineinandergreift, wenn die Hülse axial bewegt wird. Wenn die Hülse axial aus dem ineinandergreifenden Eingriff bewegt wird, kann sich die Achswelle in Bezug auf das Sonnenrad frei drehen. Diese Konzepte sind lediglich beispielhaft für eine Kupplung, die an einem Sonnenrad eines Differentials vorgesehen ist, und eine weitere Beschreibung dieser Konzepte wird in den nachfolgend erläuterten Ausführungsformen beschrieben.
Die nachfolgend beschriebenen Anordnungen sind nur eine Ausführungsform einer Trennkupplung in einer elektrischen Achse. Diese Offenbarung nimmt die Lehren der US-Patentanmeldung Nr. 16/376,125 vollständig durch Bezugnahme hierin auf, die ferner Ausführungsformen für eine Trennkupplung in einer elektrischen Achse offenbaren. Die Lehren dieser Offenbarung und die der US-Patentanmeldung Nr. 16/376,125 können kombiniert werden, um zusätzliche Ausführungsformen zu bilden.
1 veranschaulicht eine zusammengebaute elektrische Achsenanordnung oder elektrische Achse 10. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der elektrischen Achsenanordnung 10, wobei das Außengehäuse der Klarheit halber entfernt ist. 3 zeigt eine Querschnittsansicht der elektrischen Achse 10 und 4 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts der elektrischen Achse 10 mit einer Kupplung in einem ausgerückten oder entsperrten Modus. 5 zeigt die elektrische Achse 10 mit der Kupplung in einem eingerückten oder gesperrten Modus. 6 zeigt das Zusammenwirken einer Kupplungsaktuatoranordnung um eine Antriebswelle. 7 zeigt einen vergrößerten Bereich der elektrischen Achse 10 im eingerückten oder gesperrten Modus von 5, und 8 zeigt eine vordere Querschnittsansicht eines Abschnitts der elektrischen Achse 10 im eingerückten oder gesperrten Modus. Im Folgenden wird auf Teile Bezug genommen, die in mindestens einer dieser Figuren gezeigt sind.
Die elektrische Achse 10 ist um eine Mittelachse 11 und um ein Paar Antriebswellen, wie etwa eine erste Antriebswelle 12 und eine zweite Antriebswelle 14, herum angeordnet. Jede der Antriebswellen 12, 14 ist dazu konfiguriert, sich um die Achse 11 zu drehen, um ein entsprechendes Rad (nicht gezeigt) zu drehen. Die Antriebswelle 12 kann einen Hohlkern 13 aufweisen, der die Gesamtmasse der Welle 12 reduzieren kann. Ein Außengehäuse 16 oder eine Hülle ist bereitgestellt (in 2 entfernt) und kann eine erste Gehäusehülle 18 und eine zweite Gehäusehülle 20 einschließen.
Innerhalb der zweiten Gehäusehülle 20 ist ein Elektromotor 22 untergebracht. Der Elektromotor 22 kann von einer Hochvolt-Batterie (nicht gezeigt) angetrieben werden, sodass der Motor dazu konfiguriert ist, die Antriebswellen 12, 14 anzutreiben. Der Motor 22 kann einen Stator 24 und einen Rotor 26 mit einer entsprechenden Rotorwelle 28 einschließen, die dazu konfiguriert sind, sich in Bezug auf den Stator 24 um die Achse 11 zu drehen, wenn sie angetrieben werden. Die Rotorwelle 28 ist drehbar mit der zweiten Gehäusehülle 20 gekoppelt, sodass sich der Rotor 26 innerhalb des Gehäuses 16 drehen kann, während das Gehäuse 16 während des Betriebs fest oder geerdet bleibt. Die Rotorwelle 28 kann auch an die Antriebswelle 14 gekoppelt sein.
Die elektrische Achse 10 schließt ein Planetengetriebe 30 ein. In einer Ausführungsform schließt das Planetengetriebe 30 ein Sonnenrad 32 ein, das drehfest mit der Rotorwelle 28 (z. B. mittels einer Keilverzahnung) gekoppelt ist. Das Sonnenrad 32 ist beispielsweise mit einem ineinandergreifenden Eingriff mit den Planetenrädern 34 gekoppelt. Dadurch können sich die Planetenräder 34 um jede ihrer eigenen Mittelachsen drehen, während sie sich gemeinsam um das Sonnenrad 32 drehen. Ein Träger 36 trägt die Planetenräder 34. Die Planetenräder 34 sind auch mit einem Hohlrad 38 in einem ineinandergreifenden Eingriff verbunden, sodass sich die Planetenräder 34 innerhalb des Hohlrads 38 (und in Bezug auf dieses) drehen können.
Die elektrische Achse 10 schließt auch ein Differential ein, das ein Planetendifferentialgetriebe 31 einschließt, das Drehmomentverteilungsfunktionen (Torque Vectoring) bereitstellt. Das Planetendifferentialgetriebe schließt ein Differentialsonnenrad 33 ein, das die Welle 12 umschreibt. Das Planetendifferentialgetriebe kann auch einen gemeinsamen Träger 36 wie das Planetengetriebe 30 teilen oder einen Träger aufweisen, der mit dem Träger 36 gepaart ist oder anderweitig dazu konfiguriert ist, sich mit diesem zu drehen. Es kann ein Paar gegenüberliegende Differentialsonnenräder vorhanden sein. Zum Beispiel kann ein erstes Differentialsonnenrad 33 um die Welle 12 herum angeordnet sein, während ein zweites Differentialsonnenrad 35 um die Welle 14 herum angeordnet sein kann. Das zweite Differentialsonnenrad 35 kann direkt mit der Welle 14 in Eingriff stehen (z. B. ineinandergreifend, keilverzahnt). Das erste Differentialsonnenrad 33 kann andererseits radial von der Welle 12 beabstandet oder mit einem Spalt versehen sein, um eine nachfolgend beschriebene Hülse 52 aufzunehmen.
Eine Kupplungsanordnung oder Kupplung 50 ist auch bereitgestellt, um eine Achswelle (z. B. Welle 12) selektiv drehfest an einem entsprechenden Differentialsonnenrad 33 zu befestigen. Mit anderen Worten kann die Kupplung 50 aktiviert werden, um die Welle 12 drehfest mit dem Differentialsonnenrad 33 in Eingriff zu bringen, und kann deaktiviert werden, um die Welle 12 von dem Differentialsonnenrad 33 zu entkoppeln und eine freie Drehung dazwischen zu ermöglichen. Dieser Verbindungspunkt bei eingerückter Kupplung ermöglicht einen Drehmomentfluss durch das Planetendifferential.
Die Kupplungsanordnung 50 schließt eine Hülse 52 ein, die auch als Klauenkupplungshülse oder Klauenkupplungselement bezeichnet wird. Die Hülse 52 weist eine von der Mittelachse 11 abgewandte Außenfläche auf, die direkt mit einer Innenfläche des Differentialsonnenrads 33 in Eingriff steht (z. B. keilverzahnt). Während die Hülse 52 mit dem Differentialsonnenrad 33 in Eingriff steht, kann sich die Hülse 52 axial bewegen (z. B. nach rechts in der Ausrichtung von 2), um auch in die Außenfläche der Welle 12 einzugreifen. Mit anderen Worten ist die Achswelle 12 keilverzahnt, um mit der Innenfläche der Hülse 52 zusammenzupassen, wenn die Hülse 52 axial in ineinandergreifenden Eingriff mit der Welle 12 bewegt wird. Wenn die Hülse 52 axial aus dem ineinandergreifenden Eingriff bewegt wird (z. B. nach links in der Ausrichtung von 2), kann sich die Achswelle 12 innerhalb des Innendurchmessers des Differentialsonnenrads 33 frei drehen.
Eine Aktuatoranordnung 60 ist auch bereitgestellt, um die Hülse 52 in und außer Eingriff zwischen der Welle 12 und dem Sonnenrad 32 zu bewegen. Mindestens ein Abschnitt der Aktuatoranordnung 60 kann an der Außenseite des Gehäuses 18 montiert oder anderweitig gekoppelt sein. Die Aktuatoranordnung 60 schließt einen Elektromotor 62 ein, der, wenn er mit Strom versorgt wird, dazu konfiguriert ist, einen Zahnradsatz 64 zu drehen. Der Zahnradsatz 64 steht in ineinandergreifendem Eingriff mit einer Aktuatormutter 66. Die Aktuatormutter 66 ist mit einem Aktuator 68 mit einem Gewindeeingriff verbunden. Der Aktuator 68 ist mit der Hülse 52 beispielsweise in einem einander zugewandten Eingriff verbunden. Daher dreht, wenn der Motor 62 den Zahnradsatz 64 dreht, der Zahnradsatz 64 die Aktuatormutter 66 entlang des Gewindes des Aktuators 68, wodurch der Aktuator 68 in axiale Richtung gezwungen wird.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 ist die Kupplungsanordnung 50 in einem ausgerückten Zustand gezeigt. Die Hülse 52 steht mit dem Sonnenrad 32 mittels einer ineinandergreifenden oder Keilverzahnungsverbindung in Eingriff, die Hülse 52 steht jedoch nicht mit der Welle 12 in Eingriff, sodass die Welle 12 und die Hülse 52 sich unabhängig voneinander drehen können.
Das Einrücken der Kupplungsanordnung 50 ist in 5 und 7 gezeigt. Die Aktivierung der Aktuatoranordnung 60 mittels Stromzufuhr an den Motor 62 (wie vorstehend beschrieben) führt zur axialen Bewegung der Hülse 52, wie durch den Pfeil 51 angegeben. Im eingerückten oder gesperrten Modus ist die Innenfläche der Hülse 52 mit der Welle 12 keilverzahnt oder greift auf andere Weise damit ineinander, und die Außenfläche der Hülse 52 ist mit dem Differentialsonnenrad 33 verzahnt oder greift auf andere Weise damit ineinander. Dies befestigt die Welle 12 drehfest an dem Differentialsonnenrad 33, wodurch zugelassen wird, dass Drehmoment durch das Planetendifferentialgetriebe und in die Welle 12 übertragen wird (oder umgekehrt). Differentialplanetenräder 70 greifen mit dem Differentialsonnenrad 33 ineinander und drehen sich um dieses, wie in 7 gezeigt.
Wie in 5 und 7 gezeigt, kann die Welle 12 nur an einem Endbereich 74 der Welle 12 mit Keilverzahnungsmerkmalen 72 versehen sein. Die Keilverzahnungsmerkmale 72 erstrecken sich davon nach außen, um einen größeren Außendurchmesser als ein Rest der Welle 12 zu definieren. Diese Keilverzahnungsmerkmale 72 können sich radial erstreckende Zähne einschließen, die bemessen und dazu konfiguriert sind, mit der Innenfläche der Hülse 52 ineinanderzugreifen, wenn die Hülse 52 im eingerückten oder gesperrten Modus betätigt wird. Ebenso weist das Differentialsonnenrad 33 Keilverzahnungsmerkmale 76 auf, die sich radial erstreckende Zähne einschließen können, die dazu konfiguriert sind, mit der Außenfläche der Hülse 52 ineinanderzugreifen, wenn die Hülse im eingerückten oder gesperrten Modus betätigt wird. Die Keilverzahnungsmerkmale 76 des Differentialsonnenrads 33 können auch weiterhin in die Außenfläche der Hülse 52 eingreifen, selbst wenn sich die Hülse im ausgerückten oder entsperrten Modus befindet (siehe z. B. 4).
Um die Hülse 52 kann eine Feder 78 bereitgestellt sein. Die Feder 78 kann vorgespannt sein, um die Hülse 52 in den entsperrten oder ausgerückten Modus zurückzubringen, wenn die Aktuatoranordnung die Hülse 52 nicht mehr in den gesperrten oder eingerückten Modus zwingt. In einer Ausführungsform befindet sich die Feder 78 in einem axialen Spalt zwischen der Hülse 52 und dem Differentialsonnenrad 33. Die Feder 78 wird zusammengedrückt, wenn die Hülse 52 axial in den gesperrten oder eingerückten Modus bewegt wird, wodurch die Feder in Kompression gezwungen wird, um die Hülse 52 zurück in ihren entsperrten oder ausgerückten Modus vorzuspannen. Die Hülse 52 kann an einem Ende mit einem sich radial erstreckenden Flansch 80 versehen sein, um die Feder axial zwischen der Hülse 52 und dem Differentialsonnenrad 33 aufzunehmen.
Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen umfasst sind. Die in der Beschreibung verwendeten Worte sind eher beschreibende als einschränkende Worte, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht werden. Während verschiedene Ausführungsformen als Vorteile bietend hätten beschrieben werden können oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften hätten bevorzugt werden können, erkennen Fachleute auf dem Gebiet, dass bei einem/r oder mehreren Merkmalen oder Eigenschaften Abstriche gemacht werden können, um die gewünschten Gesamtsystemeigenschaften zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Eigenschaften können Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchstauglichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit usw. einschließen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Sofern einige Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik beschrieben werden, liegen diese Ausführungsformen nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Teileliste
Das Folgende ist eine Liste von Bezugszeichen, die in den Figuren gezeigt sind. Es versteht sich jedoch, dass die Verwendung dieser Begriffe nur zu veranschaulichenden Zwecken in Bezug auf eine Ausführungsform dient. Und die Verwendung von Bezugszeichen, die mit einem bestimmten Begriff korrelieren, der sowohl in den Figuren veranschaulicht als auch in den Ansprüchen enthalten ist, soll die Ansprüche nicht so einschränken, dass sie nur die veranschaulichte Ausführungsform abdecken.

10: elektrische Achse
11: Mittelachse
12: erste Antriebswelle
13: Hohlkern
14: zweite Antriebswelle
16: Außengehäuse
18: erste Gehäusehülle
20: zweite Gehäusehülle
22: Elektromotor
24: Stator
26: Rotor
28: Rotorwelle
30: Planetengetriebe
31: Planetendifferentialgetriebe
32: Sonnenrad
33: Differentialsonnenrad
34: Planetenräder
35: zweites Differentialsonnenrad
36: Träger
38: Hohlrad
50: Kupplungsanordnung
51: Pfeil
52: Hülse
60: Aktuatoranordnung
62: Elektromotor
64: Zahnradsatz
66: Aktuatormutter
68: Aktor
70: Differentialplanetenräder
72: Keilverzahnungsmerkmale
74: Endbereich
76: Keilverzahnungsmerkmale
78: Feder
80: Flansch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 16376153 [0001]
US 16376125 [0013]

Claims

Elektrische Achse, die dazu konfiguriert ist, einem Elektromotor selektiv zu ermöglichen, eine Antriebswelle eines Fahrzeugs anzutreiben, wobei die elektrische Achse umfasst: ein Planetendifferentialgetriebe, das dazu konfiguriert ist, ein Antriebsdrehmoment auf eine Antriebswelle zu übertragen, wobei das Planetendifferentialgetriebe ein Sonnenrad aufweist, das dazu konfiguriert ist, die Antriebswelle zu umschreiben; und eine Kupplung, die dazu konfiguriert ist, das Sonnenrad selektiv drehfest mit der Antriebswelle zu koppeln.
Elektrische Achse nach Anspruch 1, wobei die Kupplung eine Hülse einschließt, die dazu konfiguriert ist, sich in einer axialen Richtung zu bewegen, wobei die Hülse selektiv in das Sonnenrad eingreift, wenn sie in der axialen Richtung in einen gesperrten oder eingerückten Modus bewegt wird.
Elektrische Achse nach Anspruch 2, wobei das Sonnenrad eine Innenfläche mit einem ersten Satz sich radial erstreckender Zähne aufweist und die Hülse eine Außenfläche mit einem zweiten Satz sich radial erstreckender Zähne aufweist, die mit dem ersten Satz sich radial erstreckender Zähne ineinandergreifen, wenn sich die Kupplung im gesperrten oder eingerückten Modus befindet.
Elektrische Achse nach Anspruch 2, wobei die Hülse eine Innenfläche mit sich radial erstreckenden Zähnen aufweist, die dazu konfiguriert sind, mit entsprechenden Zähnen der Antriebswelle ineinanderzugreifen.
Elektrische Achse nach Anspruch 2, ferner umfassend eine Aktuatoranordnung, die einen Aktuator einschließt, der dazu konfiguriert ist, sich in die axiale Richtung zu bewegen, um die Hülse in die axiale Richtung zu zwingen.
Elektrische Achse nach Anspruch 5, wobei die Aktuatoranordnung einen Zahnradsatz einschließt, der dazu konfiguriert ist, eine Aktuatormutter zu drehen, wobei eine Drehung der Aktuatormutter den Aktuator in die axiale Richtung zwingt.
Elektrische Achse nach Anspruch 6, wobei die Aktuatormutter ein Gewinde aufweist, das mit dem entsprechenden Gewinde des Aktuators zusammenpasst.
Elektrische Achse nach Anspruch 2, ferner umfassend eine Feder, die um die Hülse gewickelt und dazu konfiguriert ist, die Hülse in einen entsperrten oder ausgerückten Modus zurückzubringen.
Elektrische Achse für eine Antriebswelle, wobei die elektrische Achse umfasst: ein Gehäuse; ein mindestens teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnetes Planetendifferentialgetriebe, wobei das Planetendifferentialgetriebe ein Sonnenrad einschließt, das innerhalb des Gehäuses drehbar ist, wobei das Sonnenrad eine Innenfläche aufweist, die Zähne definiert; und eine vom Sonnenrad radial nach innen angeordnete Hülse, wobei die Hülse eine Außenfläche aufweist, die Zähne definiert, die mit den Zähnen des Sonnenrads ineinandergreifen; wobei die Hülse axial zwischen (i) einer entsperrten oder ausgerückten Position, in der sich das Sonnenrad unabhängig von der Antriebswelle drehen kann, und (ii) einer gesperrten oder eingerückten Position, in der die Hülse das Sonnenrad drehfest mit der Antriebswelle koppelt, beweglich ist.
Elektrische Achse nach Anspruch 9, wobei die Hülse eine Innenfläche aufweist, die Zähne definiert, die mit der Antriebswelle ineinandergreifen, und die elektrische Achse ferner eine Aktuatoranordnung umfasst, die einen Aktuator einschließt, der dazu konfiguriert ist, die Hülse aus der entsperrten oder ausgerückten Position in die gesperrte oder eingerückte Position zu bewegen.