TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Neuentwicklung betrifft ein Antriebssystem für Fahrzeuge, insbesondere ein modulares Elektroantriebssystem für Nutzfahrzeuge.The present new development relates to a drive system for vehicles, in particular a modular electric drive system for commercial vehicles.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Es ist bekannt, bei
Nutzfahrzeugen Antriebssysteme mit Verbrennungsmotoren zu verwenden, die gewöhnlich mit einem Getriebesystem verbunden sind, das einen Ausgang des Verbrennungsmotors mit einer oder mehreren Antriebsachsen verbindet.It is known at
Commercial vehicles to use drive systems with internal combustion engines, which are usually connected to a transmission system that connects an output of the internal combustion engine to one or more drive axles.
Diese bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren klassische Anordnung wird für die neuen Fahrzeuge mit reinem Elektroantrieb obsolet und wenig geeignet.This arrangement, which is classic for vehicles with internal combustion engines, is becoming obsolete and unsuitable for the new vehicles with purely electric drives.
Es macht sich nämlich immer stärker die Anforderung bemerkbar, kompakte und vielseitige Elektroantriebsaggregate vorzusehen, sodass der zuvor vom Getriebe eingenommene Platz frei gemacht wird, um die Elektroantriebsaggregate und die zur Speisung derselben ausgestalteten Batterien unterzubringen.The need to provide compact and versatile electric drive units is becoming increasingly noticeable, so that the space previously occupied by the transmission is freed up to accommodate the electric drive units and the batteries designed to power them.
Außerdem macht sich die Anforderung bemerkbar, äußerst vielseitige Antriebssysteme abhängig von den vom Fahrzeug geforderten Momentspitzen vorzusehen.There is also a noticeable requirement to provide extremely versatile drive systems depending on the torque peaks required by the vehicle.
Es macht sich daher die Anforderung nach einem Antriebssystem bemerkbar, das möglichst vielseitig und bei verschiedenen Fahrzeugen mit verschieden Achsarten einsetzbar ist.The requirement for a drive system that is as versatile as possible and can be used in different vehicles with different types of axles is therefore noticeable.
Das Ziel der vorliegenden Neuentwicklung besteht darin, den oben genannten Anforderungen zu entsprechen.The aim of this new development is to meet the above requirements.
ÜBERSICHT ÜBER DIE NEUENTWICKLUNGOVERVIEW OF THE NEW DEVELOPMENT
Das oben genannte Ziel wird durch eine Fahrzeugachse erreicht, die mit einem Elektroantriebsmodul versehen ist, wie in den beiliegenden Ansprüchen beansprucht. Insbesondere wird das Ziel durch eine Fahrzeugachse erreicht, die eine erste und eine zweite Achswelle 4, 5 und ein Elektroantriebsmodul 1 umfasst, das mindestens einen ersten und einen zweiten Elektromotor 2, eine erste und eine zweite Ausgangswelle 4, 5 und ein Getriebe 3 umfasst, das ausgestaltet ist, um die Elektromotoren 2 mit mindestens einer der ersten und zweiten Ausgangswelle 4, 5 zu verbinden, wobei das Elektroantriebsmodul 1 ferner ein Gehäuse 8 umfasst, das ausgestaltet ist, um einen inneren Raum 9 zu definieren, in dem die Elektromotoren 2, das Getriebe 3 und mindestens ein Teil der ersten und zweiten Ausgangswelle 4, 5 untergebracht sind, wobei die erste und zweite Achswelle 4, 5 mit Radnaben versehen sind, die ausgestaltet sind, um ein Rad des Fahrzeugs zu tragen, wobei die Radnaben Mittel zur Änderung des Moments/der Geschwindigkeit zwischen der Achswelle und dem Rad umfassen.The above object is achieved by a vehicle axle provided with an electric drive module as claimed in the accompanying claims. In particular, the goal is achieved by a vehicle axle that has a first and a second axle shaft 4th , 5 and an electric drive module 1 comprises, the at least a first and a second electric motor 2 , a first and a second output shaft 4th , 5 and a gearbox 3 includes that is configured to run the electric motors 2 with at least one of the first and second output shafts 4th , 5 to connect, the electric drive module 1 also a housing 8th comprises that is configured to include an interior space 9 to define where the electric motors 2 , The gear 3 and at least a portion of the first and second output shafts 4th , 5 are housed, the first and second axle shaft 4th , 5 are provided with wheel hubs designed to support a wheel of the vehicle, the wheel hubs comprising means for changing the moment / speed between the axle shaft and the wheel.
Die Achse umfasst vorzugsweise Auswahlmittel 30, die ausgestaltet sind, um den ersten und/oder zweiten Elektromotor 2 mit dem mechanischen Getriebe 3 selektiv zu verbinden.The axis preferably comprises selection means 30th that are configured to the first and / or second electric motor 2 with the mechanical transmission 3 selectively connect.
Das mechanische Getriebe 3 umfasst ein Differenzial 15, das zwischen den Ausgangswellen 4, 5 und dem mindestens einen Elektromotor 2a, 2b angeordnet ist.The mechanical transmission 3 includes a differential 15th that is between the output shafts 4th , 5 and the at least one electric motor 2a , 2 B is arranged.
Der erste und zweite Elektromotor 2a, 2b sind mit einem Planetenträger 18 des Differenzials 15 durch ein Zahnradgetriebe verbunden, wobei mindestens ein erstes Zahnrad 11a, 11b von dem mindestens einen Elektromotor 2a, 2b und das andere Zahnrad 16a, 16b vom Planetenträger 18 getragen wird.The first and second electric motors 2a , 2 B are with a planet carrier 18th of the differential 15th connected by a gear train, with at least a first gear 11a , 11b from the at least one electric motor 2a , 2 B and the other gear 16a , 16b from the planet carrier 18th will be carried.
Vorteilhafterweise liegt einer der beiden Motoren 2a an einer gemeinsamen Welle 12 an und der andere der Motoren 2b liegt selektiv an der gemeinsamen Welle 12 an, wobei Letzterer mindestens ein Zahnrad 11a, 11b trägt. Vorteilhafterweise umfasst einer der Motoren 2a eine Ausgangswelle 13a, die mit einer entsprechenden Welle 12a verbunden ist, und der andere der Motoren 2b umfasst eine Ausgangswelle 13a, die selektiv mit einer entsprechenden Welle 12 verbunden ist, wobei jede der Wellen 12a, 12b mindestens ein Zahnrad 11a, 11b trägt.One of the two motors is advantageously located 2a on a common shaft 12 on and the other of the motors 2 B is selectively on the common shaft 12 on, the latter having at least one gear 11a , 11b wearing. Advantageously, one of the motors comprises 2a an output shaft 13a that with a corresponding wave 12a connected, and the other of the motors 2 B includes an output shaft 13a that selectively with a corresponding wave 12 connected, each of the waves 12a , 12b at least one gear 11a , 11b wearing.
Die Auswahlmittel 30 umfassen einen Wähler 34, der ausgestaltet ist, um auf der gemeinsamen Welle 12 zu gleiten, wobei die gemeinsame Welle 12 einen ersten Teil 12a umfasst, der vom ersten Motor 2a mitgenommen wird, und einen zweiten Teil 12b, der vom zweiten Motor 2b mitgenommen wird, wobei der Wähler 34 im Hinblick auf die gemeinsame Welle 12 gleitend und drehfest zwischen einer ersten Position getragen wird, in der er nur in den zweiten Teil 12b greift, und einer zweiten Position, in der er in den ersten und zweiten Teil 12a, 12b greift.The means of selection 30th include a voter 34 that is designed to be on the common shaft 12 to slide, with the common shaft 12 a first part 12a includes that of the first engine 2a is taken, and a second part 12b, from the second motor 2 B is taken away, the voter 34 in terms of the common wave 12 is slidably and non-rotatably carried between a first position in which it only engages the second part 12b and a second position in which it engages the first and second parts 12a, 12b.
Die Auswahlmittel 30 umfassen einen Wähler 34, der ausgestaltet ist, um auf jeder der Wellen 12a, 12b zu gleiten, wobei der Wähler 34 im Hinblick auf jede der Wellen 12a, 12b gleitend und drehfest zwischen einer ersten Position getragen wird, in der er nur in die Welle 12a, 12b greift, und einer zweiten Position, in der er in die Wellen 12a, 12b mit der jeweiligen Ausgangswelle 13a, 13b, vom entsprechenden Motor 2a, 2b mitgenommen, greift. Der Wähler 34 ist ausgestaltet, um auf nur einer der Wellen 12a, 12b zu gleiten, wobei der Wähler 34 im Hinblick auf die Welle 12a, 12b gleitend und drehfest zwischen einer ersten Position getragen wird, in der er nur in die Welle 12a, 12b greift, und einer zweiten Position, in der er in die Welle 12a, 12b mit der jeweiligen Ausgangswelle 13a, 13b, vom entsprechenden Motor 2a, 2b mitgenommen, greift, wobei die andere der Wellen 12a, 12b starr mit der jeweiligen Ausgangswelle 13a, 13b verbunden ist.The means of selection 30th include a voter 34 that is designed to be on each of the waves 12a , 12b to slide, being the voter 34 with regard to each of the waves 12a , 12b slidably and non-rotatably carried between a first position in which it is only in the shaft 12a , 12b engages, and a second position in which he gets into the waves 12a , 12b with the respective output shaft 13a , 13b , from the corresponding engine 2a , 2 B taken away, takes hold. The voter 34 is designed to be on only one of the waves 12a , 12b to slide, being the voter 34 in terms of the wave 12a , 12b slidably and non-rotatably carried between a first position in which it is only in the shaft 12a , 12b engages, and a second position in which he enters the shaft 12a , 12b with the respective output shaft 13a , 13b , from the corresponding engine 2a , 2 B taken away, engages, with the other of the waves 12a , 12b rigid with the respective output shaft 13a , 13b connected is.
Die Achse umfasst Antriebsmittel 35, die ausgestaltet sind, um den Wähler 34 zu steuern, um den ersten und/oder zweiten Elektromotor 2 mit dem mechanischen Getriebe 3 selektiv zu verbinden.The axle includes drive means 35 that are designed to appeal to the voter 34 to control the first and / or second electric motor 2 with the mechanical transmission 3 selectively connect.
Vorzugsweise umfassen die Antriebsmittel 35 hydraulische Antriebsmittel.Preferably the drive means comprise 35 hydraulic drive means.
FigurenlisteFigure list
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Neuentwicklung wird nachfolgend eine bevorzugte Ausführungsform als Beispiel und nicht beschränkend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
- - 1 eine schematische Ansicht, teilweise im Querschnitt und der Klarheit halber mit entfernten Teilen, einer Achse darstellt, die mit einem Elektroantriebsmodul gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Neuentwicklung versehen ist;
- - 2 eine schematische Ansicht, teilweise im Querschnitt und der Klarheit halber mit entfernten Teilen, einer Achse darstellt, die mit einem Elektroantriebsmodul gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Neuentwicklung versehen ist; und
- - 3 eine schematische Ansicht, teilweise im Querschnitt und der Klarheit halber mit entfernten Teilen, einer Achse darstellt, die mit einem Elektroantriebsmodul gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Neuentwicklung versehen ist.
For a better understanding of the present new development, a preferred embodiment is described below as an example and non-restrictively with reference to the accompanying drawings, wherein: - - 1 is a schematic view, partly in cross section and with parts removed for the sake of clarity, of an axle provided with an electric drive module according to a first embodiment of the present new development;
- - 2 is a schematic view, partly in cross section and with parts removed for the sake of clarity, of an axle provided with an electric drive module according to a second embodiment of the present new development; and
- - 3 is a schematic view, partly in cross section and with parts removed for the sake of clarity, of an axle provided with an electric drive module according to a third embodiment of the present new development.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER NEUENTWICKLUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE NEW DEVELOPMENT
Gemäß der Neuentwicklung ist ein Elektroantriebsmodul 1 vorgesehen, das im Wesentlichen mindestens ein Paar Elektromotoren 2 und ein mechanisches Getriebesystem 3 umfasst, das ausgestaltet ist, um das von den Elektromotoren 2 abgegebene mechanische Moment auf ein Paar Achswellen 4, 5 eines (nicht dargestellten) Fahrzeugs zu übertragen, die jeweils ausgestaltet sind, um an einem Ende, wie bekannt, ein Rad zu tragen.According to the new development is an electric drive module 1 provided that essentially at least one pair of electric motors 2 and a mechanical transmission system 3 comprises, which is configured to by the electric motors 2 given mechanical moment on a pair of axle shafts 4th , 5 of a vehicle (not shown), each configured to carry a wheel at one end, as is known.
Vorteilhafterweise sind die Elektromotoren 2 und das mechanische Getriebesystem 3 im Inneren eines Gehäuses 8 untergebracht, das ausgestaltet ist, um einen für den Zweck geeigneten inneren Raum 9 zu begrenzen. Das Gehäuse 8 ist auch ausgestaltet, um zwei Öffnungen zu begrenzen, die geeignet sind, um den Durchgang eines Teils der Achswellen 4,5 durch es zu ermöglichen.The electric motors are advantageous 2 and the mechanical transmission system 3 inside a case 8th housed, which is designed to provide an interior space suitable for the purpose 9 to limit. The case 8th is also designed to delimit two openings suitable to allow passage of a portion of the axle shafts 4,5 therethrough.
Die Elektromotoren 2 sind ferner elektromagnetisch, beispielsweise durch eine Drahtverbindung oder durch elektromagnetische Signale, mit einer Kontrolleinheit des Fahrzeugs verbunden, beispielsweise der ECU, die ausgestaltet ist, um dessen Betrieb zu überwachen, oder im Fall von mehreren vorhandenen Elektromotoren 2 deren Betrieb, indem sie untereinander koordiniert werden.The electric motors 2 are also electromagnetically connected, for example by a wire connection or by electromagnetic signals, to a control unit of the vehicle, for example the ECU, which is designed to monitor its operation, or in the case of several electric motors present 2 their operation by coordinating them with one another.
Gemäß der Neuentwicklung ist es möglich, die Motoren 2a, 2b selektiv mit dem mechanischen Getriebe 3 zu verbinden, wie nachfolgend beschrieben.According to the new development, it is possible to use the engines 2a , 2 B selectively with the mechanical transmission 3 as described below.
Bei der ersten Ausführungsform der in 1 dargestellten Neuentwicklung umfasst sie einen ersten Elektromotor 2a und einen zweiten Elektromotor 2b, die in dem vom Gehäuse 8 definierten Raum 9 gemeinsam mit dem mechanischen Getriebe 3 untergebracht sind, das ausgestaltet ist, um die Motoren 2a, 2b mit den Achswellen 4, 5 zu verbinden.In the first embodiment of the in 1 It includes a first electric motor 2a and a second electric motor 2 B that is in the from the housing 8th defined space 9 together with the mechanical transmission 3 housed that is designed to accommodate the engines 2a , 2 B with the axle shafts 4th , 5 connect to.
Im Besonderen ist jeder Motor 2a, 2b mit einer Ausgangswelle 13a, 13b versehen, die, beispielsweise durch eine Keilwellenverbindung 14, mit einer jeweiligen Zwischenwelle 12a, 12b verbunden werden kann. Die Zwischenwellen 12a, 12b und die Ausgangswellen 13a, 13b sind daher zueinander koaxial entlang einer Achse A.In particular, every engine is 2a , 2 B with an output shaft 13a , 13b provided, for example by a spline connection 14th , with a respective intermediate shaft 12a , 12b can be connected. The intermediate shafts 12a , 12b and the output shafts 13a , 13b are therefore coaxial with one another along an axis A.
Das Getriebe 3 umfasst ferner ein Differenzial 15, das mechanisch mit einem Zahnrad 11 verbunden ist, das fest von der Zwischenwelle 12a getragen wird, die vom ersten Motor 2a mitgenommen wird, wie nachfolgend genauer beschrieben.The gear 3 further includes a differential 15th mechanically with a gear 11 is connected, which is fixed by the intermediate shaft 12a that is carried by the first engine 2a is taken, as described in more detail below.
Das Differenzial 15 ist von bekannter Art und umfasst einen Planetenträger 18, der frei drehbar vom Gehäuse 8 getragen wird, beispielsweise durch Kugellager 19. Gemäß der als Beispiel dienenden beschriebenen Form ist der Planetenträger 18 mit einem Zahnrad 16 durch Gewindeelemente bekannter Art starr verbunden. Im Besonderen erstreckt sich das Zahnrad 16 in senkrechter Richtung zur oben erwähnten Achse A von einer Außenfläche des Planetenträgers 18.The differential 15th is of known type and includes a planet carrier 18th that rotates freely from the housing 8th is supported, for example by ball bearings 19th . According to the described form serving as an example, the planet carrier is 18th with a gear 16 rigidly connected by threaded elements of a known type. In particular, the gear extends 16 in a direction perpendicular to the above-mentioned axis A from an outer surface of the planet carrier 18th .
Wie ferner bekannt, trägt der Planetenträger 18 mehrere Planetenräder 21, beispielsweise vier Planetenräder in gleichem Winkelabstand von 90° voneinander und von einem kreuzförmigen Halter 22 gestützt, der starr vom Planetenträger 18 getragen wird und um dessen Arme sich die Planetenräder 21 drehen können. Im Besonderen drehen sich die Planetenräder auf dem Halter 22 um Achsen, die in einer zur Achse A senkrechten Ebene B enthalten sind.As is also known, the planet carrier carries 18th several planet gears 21st , for example four planet gears at the same angular distance of 90 ° from each other and from a cross-shaped holder 22nd supported, the rigid by the planet carrier 18th is carried and around whose arms the planet gears 21st can turn. In particular, the planet gears rotate on the holder 22nd about axes contained in a plane B perpendicular to axis A.
Die Planetenräder 14 arbeiten mit einem jeweiligen Planetengetriebe zusammen, das jeweils ein linkes konisches Zahnrad 24a und ein rechtes Zahnrad 24b umfasst, die starr von der Achswelle 5 beziehungsweise der Achswelle 6 getragen werden, die vorzugsweise zueinander koaxial entlang einer Achse C sind, die parallel zur Achse A ist.The planet gears 14th work together with a respective planetary gear, each with a left conical gear 24a and a right gear 24b includes that rigidly from the axle shaft 5 or the axle shaft 6th which are preferably coaxial with one another along an axis C which is parallel to axis A.
Im beschriebenen Fall ist das Zahnrad 16 mit dem Zahnrad 11 durch ein Zwischenrädergetriebe 20 verbunden, vorzugsweise ein Vorgelegegetriebe, das von einer Zwischenstützwelle 20a getragen wird, die frei drehbar vom Gehäuse 8 getragen wird. Im Besonderen trägt die Zwischenstützwelle 20a fest ein erstes Zahnrad 20', das in das Zahnrad 16 greift, und ein zweites Zahnrad 20' ^ mit unterschiedlichen/r Abmessungen/Anzahl an Zähnen im Vergleich zum ersten, das in das Zahnrad 11 greift.In the case described is the gear 16 with the gear 11 by an intermediate gear 20th connected, preferably a countershaft transmission, which is supported by an intermediate support shaft 20a which is freely rotatable by the housing 8th will be carried. In particular, the intermediate support shaft carries 20a fixed a first gear 20 ' that is in the gear 16 engages, and a second gear 20 ' ^ with different dimensions / number of teeth compared to the first one in the gear 11 engages.
Das Modul 1 umfasst ferner Auswahlmittel 30, die ausgestaltet sind, um die vom zweiten Motor 2b mitgenommene Zwischenwelle 12b mit der vom ersten Motor mitgenommenen Zwischenwelle 12a selektiv zu verbinden.The module 1 further comprises selection means 30th that are configured to be used by the second engine 2 B driven intermediate shaft 12b with the intermediate shaft driven by the first motor 12a selectively connect.
Im Besonderen können die Auswahlmittel 30 ein Auswahlrädergetriebe 34 umfassen, das ausgestaltet ist, um entlang der Achse A auf jeweiligen Endteilen 12b', 12a' der einander zugewandten Wellen 12b, 12a drehfest zu gleiten, die mit einer eigens dazu vorgesehenen Rille versehen sind.In particular, the selection means 30th a selection gear transmission 34 that is configured to move along axis A on respective end portions 12b ' , 12a ' of the waves facing each other 12b , 12a to slide non-rotatably, which are provided with a specially provided groove.
Folglich kann das Auswahlrädergetriebe 34 eine erste Position (in 1 gestrichelt dargestellt) einnehmen, in der es derart positioniert ist, dass es nur in den Endteil 12b' der vom zweiten Motor 2b mitgenommenen Zwischenwelle 12b greift, und eine zweite Position (jene in 1 tatsächlich dargestellte), in der es derart positioniert ist, dass es in beide Endteile 12b', 12a' der Zwischenwellen 12a, 12b greift. Auf diese Weise wird die von den beiden Elektromotoren 2a, 2b abgegebene Leistung auf dem Zahnrad 11 summiert und auf das Differenzial 15 übertragen.Consequently, the select gear transmission 34 a first position (in 1 shown in dashed lines), in which it is positioned so that it is only in the end part 12b ' that of the second engine 2 B driven intermediate shaft 12b engages, and a second position (those in 1 actually shown) in which it is positioned so that it is in both end parts 12b ' , 12a ' the intermediate shafts 12a , 12b engages. In this way it is powered by the two electric motors 2a , 2 B output power on the gear 11 summed up and on the differential 15th transfer.
Die Auswahlmittel 30, das heißt das Auswahlrädergetriebe 34, werden zwischen den beiden oben genannten Positionen dank der Antriebsmittel 35 bewegt, die vom Gehäuse 8 getragen werden und ausgestaltet sind, um das Rädergetriebe 34 zwischen der ersten und der zweiten Position im Hinblick auf einen manuellen Befehl oder ein elektronisches Signal zu bewegen, das von der elektronischen Kontrolleinheit automatisch erteilt wird, die auch ausgestaltet ist, um die Elektromotoren 2a, 2b zu überwachen.The means of selection 30th , that is, the selection gear transmission 34 , are between the above two positions thanks to the drive means 35 moves that from the housing 8th are worn and configured to the gear train 34 to move between the first and second positions in response to a manual command or an electronic signal automatically issued by the electronic control unit which is also adapted to the electric motors 2a , 2 B to monitor.
Im beschriebenen Fall sind die Antriebsmittel 35 hydraulische Antriebe, die im Wesentlichen einen Zylinder 60 umfassen, der ausgestaltet ist, um eine unter Druck stehende Flüssigkeit aufzunehmen (der Kreislauf ist der Einfachheit halber nicht dargestellt) und um einen Kolben 61 aufzunehmen, der unter der Wirkung der unter Druck stehenden Flüssigkeit im Inneren des Zylinders 60 gleitet. Der Zylinder 60 trägt eine Stange 62, die mit dem Rädergetriebe 34 verbunden ist. Die Bewegung des Kolbens 61 unter der Wirkung der Flüssigkeit im Zylinder 60 erlaubt daher die daraus herrührende Bewegung des Auswahlrädergetriebes 34.In the case described, the drive means are 35 hydraulic actuators, which are essentially a cylinder 60 which is configured to receive a pressurized liquid (the circuit is not shown for the sake of simplicity) and around a piston 61 absorb the under the action of the pressurized liquid inside the cylinder 60 slides. The cylinder 60 carries a pole 62 that with the gear train 34 connected is. The movement of the piston 61 under the action of the liquid in the cylinder 60 therefore allows the resulting movement of the selector gear 34 .
Die Funktionsweise der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist folgende.The operation of the first embodiment described above is as follows.
Die elektronische Kontrolleinheit des Motors 2a, wobei die (auf bekannte Weise) zu überwindenden Lasten auf den Achswellen 4, 5 bekannt sind, überwacht den Motor 2a derart, dass durch das Zahnrad 11, das Vorgelege 20 und das Zahnrad 16 das/die vom Motor 2a abgegebene Moment/Geschwindigkeit auf das Differenzial 15 und von dort auf die Achswellen 4, 5 übergeht.The electronic control unit of the engine 2a , with the loads to be overcome (in a known manner) on the axle shafts 4th , 5 are known, monitors the engine 2a such that through the gear 11 , the transmission 20th and the gear 16 the / those from the engine 2a torque / speed delivered to the differential 15th and from there onto the axle shafts 4th , 5 transforms.
In diesem Zustand ist der zweite Motor 2b außer Betrieb, und der Wähler 34 ist derart positioniert, dass es keine Verbindung zwischen den Wellen 12a, 12b gibt.The second motor is in this state 2 B out of order, and the voter 34 is positioned so that there is no connection between the shafts 12a , 12b gives.
Falls die elektronische Einheit einen höheren Leistungsbedarf durch das Fahrzeug feststellt oder bei einem anderen Umstand, bei dem gewünscht ist, dass beide oder einer der Motoren 2a, 2b als elektrischer Generator fungieren, überwacht die elektronische Einheit den Wähler 34 derart, dass er sich derart positioniert, dass er in beide Teile 12a, 12b greift. Gemäß der beschriebenen Form ist es günstig, dass vor dem Eingriff der nicht aktive Motor 2b auf dieselbe Drehgeschwindigkeit des aktiven Motors 2a gebracht wird, sodass ein Gleiten zwischen den beiden Wellen 12a, 12b ermöglicht wird.If the electronic unit detects a higher power requirement by the vehicle, or in any other circumstance in which it is desired that both or one of the motors 2a , 2 B Act as an electrical generator, the electronic unit monitors the voter 34 in such a way that he positions himself in such a way that he is in both parts 12a , 12b engages. According to the form described, it is favorable that the inactive motor before the intervention 2 B to the same rotational speed of the active motor 2a is brought so that a slide between the two waves 12a , 12b is made possible.
Falls gewünscht ist, eine höhere Leistung abzugeben, summiert sich auf diese Weise die Leistung des zweiten Motors 2b mit der vom Motor 2a abgegebenen Leistung.If it is desired to deliver a higher power, the power of the second motor adds up in this way 2 B with that of the engine 2a delivered performance.
Wenn man sich vorstellt, dass das Fahrzeug in Bewegungsphase ohne Antrieb, im Leerlauf, ist, gibt das Getriebe ansonsten an einen oder beide Motoren 2a, 2b, die als Generator fungieren, ein Moment an die jeweiligen Ausgangswellen 13a, 13b ab.If you imagine that the vehicle is in motion with no drive, in neutral, the transmission will otherwise give to one or both motors 2a , 2 B acting as a generator, a moment to the respective output shafts 13a , 13b from.
Bei der zweiten Ausführungsform der in 2 dargestellten Neuentwicklung umfasst das Antriebsmodul 1 einen ersten Elektromotor 2a und einen zweiten Elektromotor 2b, die in dem vom Gehäuse 8 definierten Raum 9 gemeinsam mit dem mechanischen Getriebe 3 untergebracht sind, das ausgestaltet ist, um die Motoren 2a, 2b mit den Achswellen 4, 5 zu verbinden.In the second embodiment of the in 2 The new development shown includes the drive module 1 a first electric motor 2a and a second electric motor 2 B that is in the from the housing 8th defined space 9 together with the mechanical transmission 3 housed that is designed to accommodate the engines 2a , 2 B with the axle shafts 4th , 5 connect to.
Wie bei der Ausführungsform in 1, ist jeder Motor 2a, 2b mit einer Ausgangswelle 13a, 13b versehen, die, beispielsweise durch eine Keilwellenverbindung 14, mit einer jeweiligen Zwischenwelle 12a, 12b verbunden werden kann.As with the embodiment in 1 , every engine is 2a , 2 B with an output shaft 13a , 13b provided, for example by a spline connection 14th , with a respective intermediate shaft 12a , 12b can be connected.
Im vorliegenden Fall sind die Elektromotoren 2a, 2b jedoch auf derselben Seite im Hinblick auf die Ebene B, aber auf entgegengesetzten Seiten im Hinblick auf die Achse C angeordnet, die durch die Achswellen 4, 5 definiert wird. Folglich sind die Ausgangswelle 13a und die Zwischenwelle 12a zueinander koaxial im Hinblick auf eine Achse A', und die Ausgangswelle 13ba und die Zwischenwelle 12b sind zueinander koaxial im Hinblick auf eine Achse A''; die Achsen A' und A'' sind zueinander parallel und zur Achse C parallel.In the present case, the electric motors are 2a , 2 B however located on the same side with respect to plane B, but on opposite sides with respect to axis C, through the axle shafts 4th , 5 is defined. Hence the output shaft 13a and the intermediate shaft 12a coaxial with each other with respect to an axis A ', and the output shaft 13ba and the intermediate shaft 12b are coaxial with each other with respect to an axis A "; axes A 'and A "are parallel to each other and parallel to axis C.
Das Getriebe 3 umfasst ferner ein Differenzial 15 der zuvor beschriebenen Art und der Kürze halber nicht wiederholt, das mit einem Zahnrad 16 versehen ist, das vom Planetenträger 18 getragen wird.The gear 3 further includes a differential 15th of the type described above and for the sake of brevity not repeated that with a gear 16 is provided by the planet carrier 18th will be carried.
Im beschriebenen Fall trägt jede Zwischenwelle 12a, 12b fest ein Zahnrad 11a, 11b, das mit dem Zahnrad 16 verbunden ist, wie nachfolgend beschrieben.In the case described, each intermediate shaft carries 12a , 12b fixed a gear 11a , 11b that with the gear 16 connected as described below.
Im Besonderen ist das Zahnrad 16 mit dem Zahnrad 11a durch ein Zwischenrädergetriebe 20 verbunden, vorzugsweise ein Vorgelegegetriebe, das von einer Zwischenstützwelle 20a gestützt wird, die frei drehbar vom Gehäuse 8 getragen wird. Im Besonderen trägt die Zwischenstützwelle 20a fest ein erstes Zahnrad 20', das in das Zahnrad 16 greift, und ein zweites Zahnrad 20'' mit unterschiedlichen/r Abmessungen/Anzahl an Zähnen im Vergleich zum ersten, das in das Zahnrad 11 greift.In particular is the gear 16 with the gear 11a by an intermediate gear 20th connected, preferably a countershaft transmission, which is supported by an intermediate support shaft 20a is supported, which rotates freely from the housing 8th will be carried. In particular, the intermediate support shaft carries 20a fixed a first gear 20 ' that is in the gear 16 engages, and a second gear 20 '' with different dimensions / number of teeth compared to the first one in the gear 11 engages.
Das Zahnrad 11b ist ferner mit dem Zahnrad 16 durch ein Zwischenrädergetriebe 20 verbunden, das vorteilhafterweise gleich dem zuvor beschriebenen ist.The gear 11b is also with the gear 16 by an intermediate gear 20th connected, which is advantageously the same as that previously described.
Das Modul 1 umfasst ferner Auswahlmittel 30, die ausgestaltet sind, um die vom zweiten Motor 2b mitgenommene Zwischenwelle 12b mit der Ausgangswelle 13b desselben selektiv zu verbinden.The module 1 further comprises selection means 30th that are configured to be used by the second engine 2 B driven intermediate shaft 12b with the output shaft 13b the same to connect selectively.
Bei der beschriebenen Form umfasst die Zwischenwelle 12b einen ersten Teil 12b'', von der Ausgangswelle 13 durch die Verbindung 14 getragen, und einen zweiten Teil 12b''', vom ersten Teil auf frei drehbare Weise getragen, beispielsweise durch eine Buchse 26, die zwischen einen Nabenteil, definiert durch den zweiten Teil 12b''', eingeschoben ist und auf der sich ein vom ersten Teil 12b'' definierter Kranzteil drehen kann. Der zweite Teil 12b''' trägt fest das Zahnrad 11b, das mit dem Zwischenrädergetriebe 20 verbunden ist.In the form described, the intermediate shaft comprises 12b a first part 12b ", from the output shaft 13 through the connection 14th and a second part 12b '''carried by the first part in a freely rotatable manner, for example by a bushing 26th which is inserted between a hub part defined by the second part 12b '''and on which a rim part defined by the first part 12b''can rotate. The second part 12b '''firmly carries the gear 11b that with the intermediate gear 20th connected is.
Gemäß den obigen Beschreibungen können die Auswahlmittel 30 ein Auswahlrädergetriebe 34 umfassen, das ausgestaltet ist, um entlang der Achse A auf entsprechenden Endteilen der Teile 12b'', 12b''' der Zwischenwelle 12 zu gleiten, die mit einer eigens dazu vorgesehenen Rille versehen sind.According to the above descriptions, the selection means 30th a selection gear transmission 34 which is designed to move along the axis A on respective end portions of the parts 12b ", 12b"'of the intermediate shaft 12 to slide, which are provided with a specially designed groove.
Folglich kann das Auswahlrädergetriebe 34 eine erste Position (in 2 gestrichelt dargestellt) einnehmen, in der es derart positioniert ist, dass es nur in den Endteil 12b'' greift, und eine zweite Position (die in 2 tatsächlich dargestellt ist), in der es derart positioniert ist, dass es in beide Teile 12b'', 12b''' greift, wodurch auf diese Weise die Mitnahme des Zahnrads 11b durch den zweiten Motor 2b und daher die Zugabe der von Letzterem abgegebenen Leistung auf das Zahnrad 16 und daher auf das Differenzial 15 ermöglicht werden.Consequently, the select gear transmission 34 a first position (in 2 shown in phantom), in which it is positioned so that it only engages in the end part 12b ″, and a second position (shown in FIG 2 actually shown), in which it is positioned such that it engages in both parts 12b ", 12b"', thereby driving the gear 11b by the second engine 2 B and hence the addition of the power output by the latter to the gear 16 and therefore on the differential 15th are made possible.
Die Auswahlmittel 30, das heißt das Auswahlrädergetriebe 34, werden zwischen den beiden oben genannten Positionen durch Antriebsmittel 35, vorzugsweise wie oben beschrieben und daher der Kürze halber nicht wiederholt, bewegt.The means of selection 30th , that is, the selection gear transmission 34 , are driven between the above two positions by driving means 35 , preferably as described above and therefore not repeated for the sake of brevity, moved.
Die Funktionsweise der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform ist folgende.The operation of the above-described second embodiment is as follows.
Die elektronische Kontrolleinheit des Motors 2a, wobei die (auf bekannte Weise) zu überwindenden Lasten auf den Achswellen 4, 5 bekannt sind, überwacht den Motor 2a derart, dass durch das Zahnrad 11, das Vorgelege 20 und das Zahnrad 16 das/die vom Motor 2a abgegebene Moment/Geschwindigkeit auf das Differenzial 15 und von dort auf die Achswellen 4, 5 übergeht.The electronic control unit of the engine 2a , with the loads to be overcome (in a known manner) on the axle shafts 4th , 5 are known, monitors the engine 2a such that through the gear 11 , the transmission 20th and the gear 16 the / those from the engine 2a torque / speed delivered to the differential 15th and from there onto the axle shafts 4th , 5 transforms.
In diesem Zustand ist der zweite Motor 2b außer Betrieb, und der Wähler 34 ist derart positioniert, dass es keine Verbindung zwischen der Welle 12b und der Ausgangswelle 13b des Elektromotors 2b gibt.The second motor is in this state 2 B out of order, and the voter 34 is positioned so that there is no connection between the shaft 12b and the output shaft 13b of the electric motor 2 B gives.
Falls die elektronische Einheit einen höheren Leistungsbedarf durch das Fahrzeug feststellt oder bei einem anderen Umstand, bei dem gewünscht ist, dass beide oder einer der Motoren 2a, 2b als elektrischer Generator fungieren, überwacht die elektronische Einheit den Wähler 34 derart, dass er sich derart positioniert, dass er in die Zwischenwelle 12b mit der Ausgangswelle 13b greift. Gemäß der beschriebenen Form ist es günstig, dass vor dem Eingriff der nicht aktive Motor 2b auf dieselbe Drehgeschwindigkeit des aktiven Motors 2a gebracht wird, sodass ein Gleiten zwischen den Wellen 12b, 13b ermöglicht wird.If the electronic unit detects a higher power requirement by the vehicle, or in any other circumstance in which it is desired that both or one of the motors 2a , 2 B Act as an electrical generator, the electronic unit monitors the voter 34 in such a way that it positions itself so that it is in the intermediate shaft 12b with the output shaft 13b engages. According to the form described, it is favorable that the inactive motor before the intervention 2 B to the same rotational speed of the active motor 2a is brought so that a slide between the waves 12b , 13b is made possible.
Falls gewünscht ist, eine höhere Leistung zu liefern, summiert sich auf diese Weise die Leistung des zweiten Motors 2b mit der vom Motor 2a abgegebenen Leistung auf dem Zahnrad 16 durch die jeweiligen Vorgelege 20.If it is desired to deliver a higher power, the power of the second motor adds up in this way 2 B with that of the engine 2a output power on the gear 16 through the respective additional gear 20th .
Wenn man sich vorstellt, dass das Fahrzeug in Bewegungsphase ohne Antrieb, im Leerlauf, ist, gibt das Getriebe ansonsten an einen oder beide Motoren 2a, 2b, die als Generator fungieren, ein Moment an die jeweiligen Ausgangswellen 13a, 13b ab.If you imagine that the vehicle is in motion with no drive, in neutral, the transmission will otherwise give to one or both motors 2a , 2 B acting as a generator, a moment to the respective output shafts 13a , 13b from.
Bei der dritten Ausführungsform der Neuentwicklung, dargestellt in 3, ist die angebotene Struktur im Wesentlichen jene von 2 und wird daher der Kürze halber nicht wiederholt.In the third embodiment of the new development, shown in 3 , the structure offered is essentially that of 2 and is therefore not repeated for the sake of brevity.
Im vorliegenden Fall umfasst das Modul 1 jedoch Auswahlmittel 30, die ausgestaltet sind, um beide Zwischenwellen 12a, 12b mit der Ausgangswelle 13a, 13b des jeweiligen Elektromotors 2a, 2b selektiv zu verbinden.In the present case, the module includes 1 however means of choice 30th that are designed to accommodate both intermediate shafts 12a , 12b with the output shaft 13a , 13b of the respective electric motor 2a , 2 B selectively connect.
Vorteilhafterweise sind die Zwischenwelle 12a und die Zwischenwelle 12b mit zwei Teilen 12a'', 12a''', 12b'', 12b''' ausgeführt, wie in 2 beschrieben, und das Auswahlrädergetriebe 34 ist ausgestaltet, um selektiv keinen, einen oder beide Elektromotoren, wie gesteuert, zu verbinden. Daher wird die Beschreibung dieser Elemente der Kürze halber nicht wiederholt.The intermediate shaft is advantageous 12a and the intermediate shaft 12b with two parts 12a ", 12a"",12b", 12b "" executed, as in 2 described, and the selection gear transmission 34 is configured to selectively connect none, one, or both of the electric motors as controlled. Therefore, the description of these elements is not repeated for the sake of brevity.
Die Funktionsweise der oben beschriebenen dritten Ausführungsform ist dieselbe, wie für die zweite Ausführungsform beschrieben, es ist einfach möglich, beide Zwischenwellen 12a, 12b von der jeweiligen Ausgangswelle 13a, 13b zu wählen oder abzuwählen; daher wird dies der Kürze halber nicht erneut beschrieben.The functioning of the third embodiment described above is the same as that described for the second embodiment, it is simply possible to use both intermediate shafts 12a , 12b from the respective output shaft 13a , 13b to vote or to deselect; therefore, it will not be described again for the sake of brevity.
Die hier beschriebene Neuentwicklung betrifft auch eine (nicht dargestellte) Achse, die die Achswellen 4, 5 und ein Antriebsmodul 1 umfasst, das von der oben genannten Achse getragen wird, wie oben beschrieben. Im Besonderen können sie an einem ihrer Enden mit einer Radnabe versehen sein, die für die Befestigung einer Felge/von Rädern des Fahrzeugs ausgestaltet ist. Diese Radnabe kann ausgestaltet sein, um weitere Geschwindigkeits-/Moment-Übersetzungsverhältnisse zwischen der Achswelle 4, 5 und Felge im Vergleich zu jenen zu definieren, die bereits vom Antriebsmodul 1 geboten werden.The new development described here also relates to an axle (not shown) that supports the axle shafts 4th , 5 and a drive module 1 which is carried by the above axle as described above. In particular, they can be provided at one of their ends with a wheel hub which is designed for the attachment of a rim / wheels of the vehicle. This wheel hub can be designed to provide further speed / torque transmission ratios between the axle shaft 4th , 5 and define rim compared to those already used by the drive module 1 are offered.
Aus den vorhergehenden Ausführungen gehen die Vorteile des Elektroantriebsmoduls 1 gemäß der Neuentwicklung deutlich hervor.The advantages of the electric drive module emerge from the preceding explanations 1 according to the new development.
Das Elektroantriebsmodul 1 umfasst in einem begrenzten und definierten Raum, abgegrenzt vom Gehäuse 8, ein komplettes elektrifiziertes Antriebssystem für eine Antriebsachse eines Fahrzeugs.The electric drive module 1 includes in a limited and defined space, delimited from the housing 8th , a complete electrified drive system for a drive axle of a vehicle.
Auf diese Weise ist es möglich, die mechanische Kette vom Verbrennungsmotor zum Differenzial/Achswellen der Fahrzeuge bekannter Art zu eliminieren und den Platz für die Unterbringung von Batterien für die Elektromotoren frei zu machen.In this way it is possible to eliminate the mechanical chain from the internal combustion engine to the differential / axle shafts of vehicles of known type and to free up space for the accommodation of batteries for the electric motors.
Die Unterbringung des gesamten mechanischen Getriebes 3 in einem geschlossenen und vorteilhafterweise geschmierten Raum ermöglicht ferner, dessen Abnutzung und die Verschmutzung von außen zu reduzieren.The accommodation of the entire mechanical transmission 3 in a closed and advantageously lubricated space also makes it possible to reduce its wear and tear and external pollution.
Außerdem ist es durch die Auswahlmittel 30, wie dargestellt, möglich, einen, zwei oder keinen der Elektromotoren 2 an den Achswellen 4, 5 abhängig vom Betriebszustand des Fahrzeugs zu wählen. Es ist daher möglich, ein äußerst vielseitiges Elektroantriebsmodul zu bieten, das den verschiedenen Beanspruchungen des Fahrzeugs nachkommt.Besides, it's through the means of selection 30th as shown, possible one, two or none of the electric motors 2 on the axle shafts 4th , 5 to be selected depending on the operating status of the vehicle. It is therefore possible to offer an extremely versatile electric drive module that can meet the various demands of the vehicle.
Es stellt sich schließlich klar heraus, dass am Elektroantriebsmodul 1 gemäß der vorliegenden Neuentwicklung Änderungen und Varianten angebracht werden können, die jedoch nicht den von den Patentansprüchen definierten Schutzbereich verlassen.It finally turns out that on the electric drive module 1 According to the present new development, changes and variants can be applied which, however, do not leave the scope of protection defined by the patent claims.
Die Anzahl und Art der Elektromotoren 2, die auch als Generatoren funktionieren können, und die Art des mechanischen Getriebes 3 können abhängig von der Leistung variieren, die das Elektroantriebsmodul 1 liefern muss.The number and type of electric motors 2 that can also function as generators and the type of mechanical transmission 3 may vary depending on the power that the electric drive module 1 must deliver.
Die gezeigten Rädergetriebe sind der Einfachheit halber alle mit geraden zylindrischen Zähnen dargestellt worden, es ist jedoch klar, dass vielfältige Rädergetriebe und Anordnungen des mechanischen Getriebes 3 ausgeführt werden können, die gleichwertig zu den beschriebenen sind.For the sake of simplicity, the gear trains shown have all been shown with straight cylindrical teeth, but it is clear that various gear trains and arrangements of the mechanical transmission 3 that are equivalent to those described.
Die Antriebsmittel 35 können selbstverständlich beliebiger Art sein, elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch.The drive means 35 can of course be of any type, electrical, hydraulic, pneumatic or mechanical.
Es ist ferner klar, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen entsprechend den Grenzen der nachstehend angeführten Ansprüche untereinander kombiniert werden können.It is also clear that the embodiments described above can be combined with one another within the limits of the claims presented below.
