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TECHNISCHES GEBIET UND HINTERGRUND
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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Antriebsstrang, ein Getriebe zur Verwendung in dem Antriebsstrang und ein Fahrzeug, das den Antriebsstrang und/oder das Getriebe umfasst.
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Fahrzeuge wie beispielsweise Personenkraftwagen, Lieferwagen oder Lastkraftwagen werden in der Regel durch einen Motor angetrieben. Elektrische Fahrzeuge verwenden eine elektrische Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs anstelle oder zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor. Die elektrische Maschine kann typischerweise sowohl als Motor als auch als Generator arbeiten. Elektrische Fahrzeuge bieten Vorteile gegenüber herkömmlichen Fahrzeugen, also Fahrzeuge, die ausschließlich eine Verbrennungskraftmaschine nutzen, z.B. in Bezug auf die Emission von Abgasen und Vielseitigkeit des Antriebsmechanismus. Die elektrische Maschine umfasst typischerweise eine Maschinenwelle, die in einem Rotor enthalten ist. Der Rotor wird elektrisch angetrieben, um sich bezüglich eines Stators der Maschine zu drehen und ein gewisses Drehmoment und/oder eine bestimmte Winkelgeschwindigkeit an die Maschinenwelle zu liefern. Ein Getriebe kann verwendet werden, um die Maschinenwelle in Eingriff zu bringen und das Drehmoment und/oder die Winkelgeschwindigkeit der Maschinenwelle auf eine Abtriebswelle zu übertragen, die z. B. eine Radlagerwelle umfasst oder in eine solche eingreift, die mit einem oder mehreren Rädern des Fahrzeugs verbunden ist. Die Maschine und das Getriebe können Teil eines integrierten Antriebsstrangs, z. B. eines Maschinenblocks, für ein leichtes Einsetzen in das Fahrzeug sein. Der Begriff Antriebsstrang kann sich allgemein auf eine Gruppe von Komponenten (elektrische Maschine, Getriebe, Antriebswellen, Differentiale) beziehen, die Leistung erzeugen, die zum Antrieb des Fahrzeugs geliefert wird.
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Für eine verbesserte Fahrsteuerung kann es wünschenswert sein, separate elektrische Maschinen für unterschiedliche Räder des Fahrzeugs vorzusehen. Die separaten elektrischen Maschinen sind in der Regel mit entsprechenden Getrieben ausgestattet. Ein Nachteil der Verwendung mehrerer Maschinen und Getriebe kann darin bestehen, dass diese Komponenten einen großen Raum im Fahrzeug einnehmen können. Dieser Nachteil kann durch das Vorhandensein typischerweise großer Batterien, welche die elektrischen Maschinen antreiben, noch vergrößert werden. Ferner können die Komponenten durch eine Breite und/oder Länge des Fahrzeugs in ihren Abmessungen eingeschränkt sein. Außerdem kann die kundenspezifische Herstellung und/oder Wartung von Komponenten wie Getrieben und elektrischen Maschinen teuer sein.
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Ähnliche Nachteile können bei Fahrzeugen und/oder Vorrichtungen auftreten, die durch andere rotierende Maschinen angetrieben werden, wie etwa Hydraulikmaschinen oder Pneumatikmaschinen. Es besteht ein Bedarf an einem kompakten, effizienten, integrierten Ansatz für einen Antriebsstrang, der mehr als eine rotierende Maschine umfasst.
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Dementsprechend besteht der Wunsch, einen verbesserten Antriebsstrang bereitzustellen, der einen oder mehrere der oben erwähnten Nachteile vermeidet
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ZUSAMMENFASSUNG
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In einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Antriebsstrang zum Antreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei der Antriebsstrang ein erstes Antriebsstrangmodul umfasst, das eine erste rotierende Maschine umfasst, umfassend eine erste Maschinenwelle, die angeordnet ist, um durch die erste drehend angetrieben zu werden, um der ersten Maschinenwelle ein Drehmoment um eine erste Drehachse zuzuführen; ein erstes Getriebe, das erste Drehmomentübertragungselemente aufweist, die zum Übertragen des Drehmoments der ersten Maschinenwelle auf eine erste Ausgangswelle angeordnet sind, wobei die erste Ausgangswelle eine Ausgangsrichtung aufweist, die derjenigen einer zweiten Ausgangswelle entgegengesetzt ist, wobei die ersten Drehmomentübertragungselemente in einem ersten Getriebegehäuse untergebracht sind; ein zweites Antriebsstrangmodul, das eine zweite rotierende Maschine umfasst, umfassend eine zweite Maschinenwelle, die angeordnet ist, um durch die zweite Maschine drehend angetrieben zu werden, um der zweiten Maschinenwelle ein Drehmoment um eine zweite Drehachse zuzuführen; ein zweites Getriebe, das zweite Drehmomentübertragungselemente umfasst, die zum Übertragen des Drehmoments der zweiten Maschinenwelle auf die zweite Ausgangswelle angeordnet sind, wobei die erste Ausgangswelle eine Ausgangsrichtung aufweist, die derjenigen der zweiten Ausgangswelle entgegengesetzt ist, wobei die zweiten Drehmomentübertragungselemente in einem zweiten Getriebegehäuse untergebracht sind; wobei die erste und die zweite Ausgangswelle des ersten bzw. zweiten Antriebsstrangmoduls auf einer ersten und zweiten Ausgangsachse angeordnet sind, um die erste und die zweite Ausgangswelle in Richtung von Radachsen zum Antreiben eines Paars entgegengesetzter Räder des Fahrzeugs zu lenken; wobei die erste rotierende Maschine vor der zweiten rotierenden Maschine angeordnet ist; wobei die erste Drehachse und die zweite Drehachse parallel und zueinander versetzt sind.
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Die zwei Antriebsstrangmodule können zusammen den Antriebsstrang bilden, wobei die Antriebsstrangmodule austauschbar sein können. Die zwei Antriebsstrangmodule sind derart montiert, dass keine oder eine begrenzte Anzahl zusätzlicher Komponenten notwendig sein können, um den Antriebsstrang in einem Fahrzeug einzubauen. Somit können durch das Vorsehen eines Antriebsstrangs, der zwei gleichartige Antriebsstrangmodule umfasst, die Komplexität, die Anzahl von Komponenten, die Vielfalt von Komponenten und die Kosten reduziert werden.
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Durch das Anordnen der ersten Maschine vor der zweiten Maschine, gesehen von der Seite des Antriebsstrangs, d. h. gesehen in einer Richtung quer zur Drehachsenrichtung, und dadurch, dass die erste Drehachse und die zweite Drehachse zueinander spiegelsymmetrisch versetzt sind, wird eine kompaktere und vielseitigere Konstruktion erreicht. Durch das Anordnen der ersten elektrischen Maschine vor der zweiten elektrischen Maschine, wobei z. B. eine axiale Position der ersten rotierenden Maschine entlang einer Richtung der Drehachsen zumindest teilweise mit einer axialen Position der zweiten rotierenden Maschine überlappt, kann eine Breite der Maschinen (gemessen entlang einer Richtung der Drehachsen des Antriebsstrangs oder entlang einer Richtung einer Mittelachse des Antriebsstrangs, d. h. entlang einer Breite des Fahrzeugs, beim Einbau in das Fahrzeug) geringer sein als eine Summe aus einer Breite der ersten rotierenden Maschine und einer Breite der zweiten rotierenden Maschine. Folglich kann eine durch den Antriebsstrang in dem Fahrzeug oder der Vorrichtung eingenommene Breite verringert werden, z. B. im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der die Maschinen auf einer linken Seite und rechten Seite des Fahrzeugs nebeneinander angeordnet sind. Ferner kann durch die voreinander erfolgende Anordnung der Maschinen eine Abmessung der Maschine, die entlang der Richtung der Drehachsen gemessen wird, größer sein, da sie weniger durch eine Breite des Fahrzeugs beschränkt ist. Dementsprechend kann eine größere rotierende Maschine verwendet werden.
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Durch das spiegelsymmetrische Versetzen der ersten Achse und der zweiten Drehachse auf gegenüberliegenden Seiten einer Mittelachse des Antriebsstrangs wird es möglich, die gleichen Antriebsstrangmodule mit den gleichen Getrieben und rotierenden Maschinen auf jeder Seite des Antriebsstrangs anzuordnen. Die Antriebsstrangmodule mit Getrieben und rotierender Maschine werden dann mittels Punktspiegelung auf beiden Seiten des Antriebsstrangs spiegelbildlich abgebildet. Indem das erste Antriebsstrangmodul mit dem zweiten Antriebsstrangmodul austauschbar ist, muss nur eine Art von Getriebe, rotierender Maschine und anderen Komponenten hergestellt werden, die auf jeder Seite des Antriebsstrangs verwendet werden können. Auch kann durch die symmetrische Anordnung des Antriebsstrangs die erste rotierende Maschine mit der zweiten rotierenden Maschine austauschbar sein. Die Verringerung der Anzahl der spezifischen Komponenten kann Vorteile bei der Herstellung und/oder Wartung und/oder Lagerhaltung bieten. Beispielsweise kann eine einzige Art von rotierender Maschine und Getriebe zweimal in den Antriebsstrang gemäß der Erfindung integriert werden, wodurch Komplexität und somit Kosten reduziert werden.
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Die Drehmomentübertragungselemente können beispielsweise ein Zahnradantrieb, ein Kettenantrieb, ein Riementrieb oder andere Drehmomentübertragungselemente sein. Viele Varianten sind möglich.
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Um einen noch kompakteren Antriebsstrang bereitzustellen, können die erste Drehachse, die zweite Drehachse und die Mittelachse in einer dreieckigen Konfiguration angeordnet sein, wenn sie von einer Seite des Antriebsstrangs gesehen werden. Auch können die erste Drehachse, die zweite Drehachse und die Ausgangssachsen eine dreieckige Konfiguration bilden, die eine andere dreieckige Konfiguration auf jeder Seite des Antriebsstrangs sein kann. Wenn das Fahrzeug in einer geraden Linie fährt, stimmen beide Radachsen des Paars von gegenüberliegenden Räder miteinander überein, was beim Durchfahren einer Kurve oder bei einem auf andere Weise nicht ausgeglichenen Fahren nicht der Fall ist. Durch diese dreieckige Konfiguration der drei Achsen kann ein vergrößerter Abstand für die Drehmomentübertragungselemente zwischen der Drehachse und der Radachse bereitgestellt werden, während die Maschinen dennoch nahe beieinander liegen. Dies kann Raum entlang einer Längsrichtung des Fahrzeugs sparen.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht ein Getriebe zur Verwendung in einem Antriebsstrang gemäß dem ersten Aspekt vor, wobei das Getriebe Drehmomentübertragungselemente umfasst, die zum Übertragen eines Drehmoments einer ersten Maschinenwelle einer ersten rotierenden Maschine auf eine erste Ausgangswelle angeordnet sind; wobei das Getriebe eine Eingangsseite zum Eingriff mit der ersten Maschinenwelle und eine entgegengesetzte Ausgangsseite zum Eingriff mit der ersten Ausgangswelle umfasst; wobei das Getriebe die erste rotierende Maschine und eine zweite rotierende Maschine eingangsseitig lagert.
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Das Getriebe gemäß dem zweiten Aspekt kann vorteilhafterweise z. B. in einem Antriebsstrang gemäß dem ersten Aspekt verwendet werden, der ähnliche Vorteile bietet. Das Lagern der Maschinen durch das Getriebe kann den Vorteil haben, dass eine kompaktere Bauweise eines Antriebsstrangs erreicht werden kann. Beispielsweise kann das Getriebe eine Lagerstruktur zur Verfügung stellen, die angeordnet ist, um eine erste und eine zweite Maschine mittels Punktspiegelung spiegelsymmetrisch zu lagern. Dies kann die Verwendung eines austauschbaren Getriebes auf beiden Seiten des Antriebsstrangs ermöglichen. Indem ein Lager zum Tragen der Maschinenwelle in dem Getriebe untergebracht wird, kann zudem ein Lager in der Maschine untergebracht werden oder auch entfallen. Dies kann zusätzliche Einsparungen bei den Herstellungs- und/oder Wartungskosten zur Folge haben. Beispielsweise kann das Lager durch ein Schmiersystem des Getriebes geschmiert werden, was dem Lager einen geringeren Verschleiß verleiht. Ein dritter Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt einen Antriebsstrang bereit, der zwei Antriebsstrangmodule umfasst, die montiert, demontiert und/oder in einer spiegelbildlich dargestellten Ausrichtung gemeinsam fixiert werden können. Jedes Antriebsstrangmodul kann Anschlussstrukturen umfassen, die von den Anschlussstrukturen des anderen Antriebsstrangmoduls aufgenommen und/oder in Eingriff gebracht werden können. Die Anschlussstrukturen können vorzugsweise als eine spiegelverkehrte/spiegelbildliche Konstruktion zusammengefügt werden, was die Modularität, Einfachheit und Kompaktheit des Antriebsstrangs verbessert. Diese Anschlussstrukturen können an mehreren Komponenten der Antriebsstrangmodule vorgesehen sein. Jedes Antriebsstrangmodul kann vorzugsweise identisch sein, was zu einem kompakten Antriebsstrang führen und Montage-, Herstellungs- und Reparatur-/Wartungskosten reduzieren kann. Vorzugsweise können zwei Antriebsstrangmodule, wenn sie zusammengebaut sind, einen Antriebsstrang bilden. Jedoch kann es möglich sein, nur ein einziges Antriebsstrangmodul in einem Fahrzeug als Antriebsstrang zu verwenden.
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Ein vierter Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein Fahrzeug bereit, das einen Antriebsstrang gemäß dem ersten Aspekt und/oder ein Getriebe gemäß dem zweiten Aspekt umfasst. Das Fahrzeug kann ähnliche Vorteile hinsichtlich Platzeinsparung und/oder Herstellungs-/Wartungskosten haben, wie oben erwähnt.
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Figurenliste
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Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der Vorrichtung, der Systeme und der Verfahren der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung besser verständlich, wobei:
- 1 eine schematische Seitenansicht und eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Antriebsstrangs zeigt;
- 2 eine schematische Seitenansicht und Draufsicht einer Ausführungsform eines Fahrzeugs mit dem Antriebsstrang von 1 zeigt;
- 3 eine schematische Draufsicht von Teilen zur Bildung einer Ausführungsform des Antriebsstrangs zeigt;
- 4A eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform eines Antriebsstrangs zeigt;
- 4B eine schematische Draufsicht auf eine andere Ausführungsform eines Antriebsstrangs zeigt;
- 5 eine schematische Draufsicht auf eine andere Ausführungsform eines Antriebsstrangs zeigt; und
- 6 eine Seitenansicht und Draufsicht einer Ausführungsform eines Antriebsstrangs nach der Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Sofern nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlichen Begriffe) die gleiche Bedeutung, wie sie üblicherweise von einem Fachmann für diese im Kontext der Beschreibung und Zeichnungen zu lesende Erfindung verstanden wird. Es versteht sich ferner, dass Begriffe wie jene, die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so interpretiert werden sollten, dass sie eine Bedeutung haben, die mit ihrer Bedeutung im Kontext der relevanten Technik konsistent ist, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn zu interpretieren sind, sofern dies hier nicht ausdrücklich so definiert wird. In einigen Fällen können detaillierte Beschreibungen gut bekannter Einheiten und Verfahren weggelassen werden, um die Beschreibung der vorliegenden Systeme und Verfahren nicht zu verschleiern. Die Terminologie, die zur Beschreibung bestimmter Ausführungsformen verwendet wird, soll die Erfindung nicht einschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen, „ein“, „eine“ und „eines“ auch die Pluralformen einschließen, soweit der Kontext nicht ausdrücklich etwas anderes besagt. Der Ausdruck „und/oder“ umfasst ausnahmslos alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen, hier aufgeführten Elemente. Es versteht sich, dass die Begriffe „umfassen“ und/oder „umfassend“ das Vorhandensein von genannten Merkmalen angeben, ohne jedoch das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale auszuschließen. Es versteht sich ferner, dass, wenn ein bestimmter Schritt eines Verfahrens als anschließend an einen weiteren Schritt bezeichnet wird, er direkt dem anderen Schritt folgen kann oder ein oder mehrere Zwischenschritte ausgeführt werden können, bevor der bestimmte Schritt ausgeführt wird, sofern nicht anders angegeben. Gleichermaßen versteht es sich, dass, wenn eine Verbindung zwischen Strukturen oder Komponenten beschrieben wird, diese Verbindung direkt oder durch Zwischenstrukturen oder -komponenten hergestellt werden kann, sofern nicht anders angegeben. Alle Veröffentlichungen, Patentanmeldungen, Patente und andere hierin erwähnte Referenzen sind durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit eingeschlossen. Im Falle eines Konflikts ist die vorliegende Anmeldung einschließlich der Definitionen maßgeblich.
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Die Maschine ist eine primäre Quelle für Rotationsenergie, z. B. in einem Fahrzeug oder einer anderen Vorrichtung. Die Maschine umfasst typischerweise eine Maschinenwelle, die ein Mechanismus zum Aufnehmen einer Drehbewegung von der Maschine und zum Übertragen einer solchen Bewegung z. B. an ein Getriebe ist, das auch als das Getriebe bezeichnet wird. Das Getriebe kann modular aufgebaut sein und z. B. ein Getriebegehäuse mit darin angeordneten Drehmomentübertragungselementen umfassen. Das Gehäuse des Getriebes kann jede geeignete Form haben, z. B. nicht auf eine „Kastenform“ beschränkt sein. Der modulare Aufbau des Getriebes oder anderer Teile des Antriebsstrangs kann die Herstellungskosten und/oder die Herstellungszeit verbessern. Typischerweise umfasst das Getriebe Drehmomentübertragungselemente, die in der Lage sind, ein Drehzahlverhältnis und/oder eine Drehrichtung zwischen einer Maschinenwelle und einer Radlagerwelle zu ändern. Die Drehmomentübertragungselemente umfassen typischerweise einen Mechanismus, der relativ zueinander drehbare Körper mit Eingriffsflächen aufweist, wobei ein drehbarer Körper durch einen Rollkontakt eine Drehbewegung oder Drehkraft an einen anderen Drehkörper weitergibt oder von diesem aufnimmt. Der Begriff „Drehmomentübertragungselemente“ kann auch andere Getriebemechanismen zum Übertragen einer Drehbewegung wie Riemen und/oder Ketten umfassen. Bei einem Reduktionsgetriebe sind die Drehmomentübertragungselemente so angeordnet, dass sie die Winkelgeschwindigkeit der Maschinenwelle zur Radlagerwelle reduzieren. Als Ergebnis kann ein Drehmoment der Radlagerwelle gegenüber der Maschinenwelle erhöht werden. Das Getriebe kann auch eine Kupplung umfassen, die die Drehmomentübertragungselemente einrücken/ausrücken und/oder ein Drehzahlverhältnis/eine Drehrichtung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle oder Radlagerwelle ändern kann. Die Ausgangswelle bezieht sich auf einen Mechanismus, der eine Drehbewegung von den Drehmomentübertragungselementen aufnimmt und eine solche Bewegung auf eine Last überträgt. Die Last kann ein Mechanismus sein, z. B. eine Radlagerwelle, die eine Drehbewegung von den Drehmomentübertragungselementen aufnimmt, um nützliche Arbeit zu vollbringen, z. B. ein Fahrzeug in Bewegung zu setzen.
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Die Erfindung wird nachstehend vollständiger mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgebildet sein und sollte nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen beschränkt verstanden werden. Vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und damit sie dem Fachmann den Umfang der Erfindung vermittelt. Die Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen soll in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden, die als Teil der gesamten schriftlichen Beschreibung zu betrachten sind. In den Zeichnungen können die absoluten und relativen Größen von Systemen, Komponenten, Schichten und Regionen aus Gründen der Klarheit übertrieben dargestellt sein. Ausführungsformen können unter Bezugnahme auf schematische und/oder Querschnittsdarstellungen möglicherweise idealisierter Ausführungsformen und Zwischenstrukturen der Erfindung beschrieben werden. In der Beschreibung und den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente. Ebenso können sich in der Beschreibung und in den Figuren Bezugszeichen, die von einem Prime-Symbol (') begleitet werden, auf ähnliche Elemente beziehen, die mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, ohne das Prime-Symbol. Diese Elemente sind typischerweise Gegenstücke von austauschbaren oder identischen Strukturen, z. B. den ersten und zweiten Getrieben, Maschinen und/oder deren Bestandteilen, z. B. Zahnrädern, Lagern, Wellen, etc. Die Gegenstücke werden nicht immer gesondert erörtert und können, sofern nicht anders angegeben, die gleiche oder eine ähnliche Funktion erfüllen. Relative Begriffe sowie Ableitungen davon sollten so ausgelegt werden, dass sie sich auf die Ausrichtung beziehen, wie sie konkret beschrieben oder in der erörterten Zeichnung gezeigt wird. Diese relativen Begriffe dienen der Zweckmäßigkeit der Beschreibung und erfordern nicht, dass das System in einer bestimmten Ausrichtung konstruiert oder betrieben wird, sofern nicht anders angegeben.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht Vs und Draufsicht Vt einer Ausführungsform eines Antriebsstrangs K.
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2 zeigt ein Fahrzeug C mit einem Antriebsstrang K, wie hierin beschrieben. Insbesondere umfasst das Fahrzeug C ein Getriebe T, wie hierin beschrieben.
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Der Antriebsstrang K umfasst zwei Antriebsstrangmodule Y, Y', die jeweils eine erste Drehmaschine M und eine zweite Drehmaschine M' sowie jeweils ein erstes Getriebe T und ein zweites Getriebe T' umfassen. Jede Drehmaschine M, M' umfasst oder greift in eine entsprechende Maschinenwelle S1, S1' ein. Die Maschinenwellen S1, S1' sind so angeordnet, dass sie von der jeweiligen Drehmaschine M, M' rotierend angetrieben werden, um der jeweiligen Maschinenwelle S1, S1' um eine jeweilige erste und zweite Drehachse A3, A3' ein Drehmoment bereitzustellen. Die Getriebe T, T' umfassen jeweils Drehmomentübertragungselemente, in dieser Ausführungsform ein Zahnradgetriebe, das in diesem Fall durch Zahnräder G1, G2, G3, G4 oder Zahnräder G1' G2', G3', G4' gebildet wird. In einer weiteren Ausführungsform kann nur ein einziger Satz von Zahnräder G1, G2 ausreichen, um das Übersetzungsverhältnis und/oder die Richtung vorzusehen. Die Zahnradgetriebe sind zum Übertragen des Drehmoments der jeweiligen Maschinenwelle S1,S1' auf eine jeweilige erste und zweite Abtriebswelle S2,S2' angeordnet, wobei die Zahnradgetriebe in einem Getriebegehäuse Z,Z' untergebracht sein können. Die erste Abtriebswelle S2 weist eine der Abtriebsrichtung der zweiten Abtriebswelle S2' entgegengesetzte Abtriebsrichtung auf, d.h. die Abtriebswelle S2 ragt auf einer gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die Abtriebswelle S2' aus dem Antriebsstrang K heraus, wie in der Draufsicht Vt dargestellt. In der Draufsicht Vt von 1 erstrecken sich die Abtriebswellen nach außen in Bezug auf den Antriebsstrang K, in anderen Ausführungsformen können sich die Abtriebswellen jedoch nach innen in Bezug auf den Antriebsstrang K erstrecken. Das erste und zweite Getriebe T, T' sind in dieser Ausführungsform angeordnet, um die jeweiligen Abtriebswellen S2, S2' auf die Radachsen A1, A1' eines gegenüberliegenden Radpaares auszurichten. Wenn beide gegenüberliegenden Räder parallel sind, z.B. wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, stimmen die Radachsen A1, A1' der gegenüberliegenden Räder überein. Dies ist die in 1 dargestellte Situation. Unter anderen Umständen stimmen die Radachsen A1, A1' des gegenüberliegenden Radpaares nicht überein, z.B. kann ein dem Fachmann bekanntes homokinetisches Gelenk verwendet werden, um die Abtriebswellen mit den jeweiligen Rädern zu verbinden, was eine Aufhängungsbewegung und Fahrzeugdrehung ermöglicht.
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Wie z.B. in 2 dargestellt, sind die Abtriebswellen S2, S2' so angeordnet, dass sie ein Paar gegenüberliegende Räder des Fahrzeugs C antreiben, z.B. ein Paar Vorderräder Wlf und Wrf oder ein Paar Hinterräder Wlb und Wrb. 2 zeigt auch das Fahrzeug mit parallelen Rädern und damit mit übereinstimmenden Radachsen A1, A1'. In den hier dargestellten Ausführungsformen stimmen die übereinstimmenden Radachsen A1, A'1 mit einer Mittelachse A0 des Antriebsstrangs K überein. Der Antriebsstrang K kann jedoch eine andere Position im Fahrzeuginneren einnehmen, beispielsweise mehr nach vorne oder mehr nach hinten, oder der Antriebsstrang K kann sogar zum Antreiben des Hinterradpaares vorgesehen sein. Darüber hinaus kann es sogar möglich sein, einen Antriebsstrang K zum Antrieb der Vorderräder und einen zweiten Antriebsstrang K (nicht dargestellt) zum Antrieb der Hinterräder vorzusehen. Somit sind viele Varianten hinsichtlich der Position des Antriebsstrangs K in Bezug auf die Radachsen A1, A1' möglich.
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Generell sind die ersten und zweiten Abtriebswellen S2, S2' auf einer ersten und zweiten Abtriebsachse A2, A2' angeordnet. In der in 1 dargestellten Ausführungsform, die das Radpaar parallel darstellt, stimmen die erste und zweite Abtriebsachse A2, A2' mit den Radachsen A1, A1' und mit der Mittelachse A0 des Antriebsstrangs überein, so dass die erste und zweite Abtriebswelle S2, S2' zueinander ausgerichtet sind und sich gegenläufig zueinander erstrecken. Jede Abtriebswelle ist so angeordnet, dass sie auf die Radachse gerichtet ist, um das Rad anzutreiben, mit dem die Abtriebswelle im Einsatz verbunden ist, und zwar über bekannte Wellen und Verbindungen.
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Die erste Drehmaschine M ist vor der zweiten Drehmaschine M' angeordnet, von einer Seite des Antriebsstrangs gesehen entlang einer Richtung quer zu den Ausgangsachsen A2, A2'. Das bedeutet, dass die erste Maschine M im Einsatz ist, die näher an einer Vorderseite Df des Fahrzeugs C angeordnet ist als an einer Rückseite Dc des Fahrzeugs, wie z.B. in 2 dargestellt. Mit anderen Worten, die erste Drehachse A3 ist im Gebrauch zu einer Vorderseite Df des Fahrzeugs C in Bezug auf die Radachse A1 versetzt und die zweite Drehachse A3' ist im Gebrauch zu einer Rückseite Db des Fahrzeugs C in Bezug auf die Radachse A1 versetzt. Die erste Drehachse A3, die zweite Drehachse A3' sind parallel und gegeneinander versetzt. Die erste Drehachse A3 und die zweite Drehachse A3' sind auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse A0 spiegelsymmetrisch versetzt. So kann beispielsweise eine Ebene durch die Mittelachse A0 dargestellt werden, wobei eine Anordnung der ersten Drehachse A3 in der Ebene durch Anordnung der zweiten Drehachse A3' gespiegelt wird. Diese Anordnung kann alternativ so beschrieben werden, dass sie die erste Drehachse A3 und die zweite Drehachse A3' in gleichen Abständen von der Mittelachse A0, jedoch auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse A0 aufweist, z.B. eine Versetzung zu einer Vorderseite des Fahrzeugs und die andere Versetzung zu einer Rückseite des Antriebsstrangs K. Durch die symmetrische Konfiguration kann eine kompakte Bauweise erreicht werden und es kann möglich werden, das erste und zweite Getriebe T und T' zu vertauschen.
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Dementsprechend ist in einer Ausführungsform das erste Getriebe T mit dem zweiten Getriebe T' austauschbar. In einer weiteren oder alternativen Ausführungsform ist die erste Drehmaschine M mit der zweiten Drehmaschine M' austauschbar. Auswechselbare Teile sind Teile, die aus praktischen Gründen identisch sind. Sie werden nach Spezifikationen hergestellt, die sicherstellen, dass sie so nahezu identisch sind, dass sie in jede Baugruppe des gleichen Typs passen. Ein solches Teil kann ein anderes frei ersetzen, ohne kundenspezifische Anpassung oder Modifikation. Diese Austauschbarkeit ermöglicht eine einfache Montage neuer Geräte und eine einfachere Reparatur oder den Austausch bestehender Geräte, während gleichzeitig sowohl die Zeit als auch die Qualifikation der Person, die die Montage oder Reparaturdurchführt, minimiert werden.
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In der dargestellten Ausführungsform sind die erste Drehachse A3, die zweite Drehachse A3' und die Ausgangsachsen A2, A2' parallel und dreieckig versetzt in einer Seitenansicht Vs des Antriebsstrangs K, betrachtet entlang einer der parallelen Achsen A3, A3' oder A2, A2' angeordnet. Diese dreieckige Konfiguration kann eine noch kompaktere Bauweise ermöglichen. Wie in 6 zu sehen ist, kann die Dreieckskonfiguration zu einem unterschiedlichen Dreieck auf beiden Seiten des Antriebsstrangs K führen. Während es in der Regel sinnvoll ist, die Maschinenachsen A3,A3' zu einer Oberseite Dt des Fahrzeugs versetzt zu haben, können diese auch nach unten versetzt werden, wenn genügend Abstand zwischen den Maschinen und dem Boden unter dem Fahrzeug besteht. Im Allgemeinen kann der Antriebsstrang K in Bezug auf das Fahrzeug C z.B. um die Achse A1 gekippt und/oder gedreht werden, sofern genügend Freiraum und Platz im Fahrzeug vorhanden ist. In der Regel können die Radachsen A1, A1' des gegenüberliegenden Radpaares gegenüber den Drehachsen A3, A3' niedriger angeordnet sein. In der Ausführungsform, in der der Antriebsstrang in anderen Vorrichtungen verwendet wird, nicht an sich in einem Fahrzeug, kann die Anordnung jedoch unterschiedlich sein. In einem Fahrzeug können die Drehmaschinen typischerweise elektrische Maschinen sein. In Vorrichtungen, die keine Fahrzeuge sind, können die Drehmaschinen elektrische Maschinen, hydraulische Maschinen oder pneumatische Maschinen oder jede andere Art von Drehmaschinen sein.
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In einer Ausführungsform überlappt eine axiale Position der Drehmaschine M entlang einer Richtung der Drehachsen A3, A3' zumindest teilweise mit einer axialen Position der zweiten Drehmaschine M'. Durch die zumindest teilweise Überlappung kann eine Gesamtbreite des Antriebsstrangs K, gemessen entlang der Radachse A1, reduziert werden. In Bezug auf 2 kann durch die Anordnung der ersten Drehmaschine M vor der zweiten Drehmaschine M' eine Breite B der im Fahrzeug C installierten Maschinen M,M' kleiner sein als die Summe einer Breite der ersten Maschine M und einer Breite der zweiten Maschine M', wobei die Breiten entlang einer Richtung der ersten oder zweiten Drehachse A3, A3' gemessen werden. Im Idealfall überlappen sich die Positionen der ersten und zweiten rotierenden Maschinen entlang der Axialrichtung der Mittelachse A0 vollständig, d.h. die erste Maschine ist vollständig vor oder hinter der zweiten Maschine in einer Richtung quer zur Richtung der Mittelachse A0 positioniert.
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In der dargestellten Ausführungsform von 1 umfasst die Zahnradübertragung des Getriebes T eine Vielzahl von Zahnrädern G1, G2, G3, G4, die zum Übertragen eines Drehmoments einer Maschinenwelle S1 von einer ersten Maschine M auf eine Abtriebswelle um eine Abtriebsachse A2 angeordnet sind. Die Drehbewegung wird eingeleitet, indem die Maschine M mit geregelter Leistung versorgt wird, die eine rotierende Maschinenwelle S1 antreibt. Die Maschinenwelle S1 ist mit einem ersten Zahnrad Glverbunden und/oder greift ein. Des erste verwendete Zahnrad G1 dreht sich somit zusammen mit der Maschinenwelle S1. Des erste Zahnrad G1 greift in einen zweiten Zahnrad G2ein und führt dem zweiten Zahnrad G2 eine Drehbewegung zu. Da in der dargestellten Ausführungsform ein Radius des zweiten Zahnrades G2 größer ist als der des ersten Zahnrades G1, ist eine Winkelgeschwindigkeit des zweiten Zahnrades G2 niedriger als die des ersten Zahnrades G1, während gleichzeitig ein höheres Drehmoment der Antriebskraft auf den zweiten Zahnrad G2 aufgebracht wird. Das zweite Zahnrad G2 ist über eine Welle mit einem dritten Zahnrad G3verbunden, das sich so im Einsatz mit dem zweiten Zahnrad G2 dreht. Das dritte Zahnrad G3 schaltet in ein viertes Zahnrad G4 mit einem kleineren Radius als G3. Auf diese Weise wird dem vierten Zahnrad G4 wieder eine Reduzierung der Winkelgeschwindigkeit und eine Erhöhung des Drehmoments zugeführt. Das vierte Zahnrad G4 ist mit einer Abtriebswelle S2 verbunden oder greift in diese ein, die auf der Abtriebsachse A2 angeordnet ist. Die Abtriebswelle S2 kann beispielsweise eine Radlagerwelle umfassen oder in die Radlagerwelle eingreifen. Bei Einbau in ein Fahrzeug kann die Abtriebswelle somit einem Rad des Fahrzeugs eine Drehbewegung und ein Drehmoment verleihen, um das Fahrzeug in Bewegung zu setzen. Während die vorliegenden Ausführungsformen ein Zahnradgetriebe mit einer Reihe von Zahnrädern zeigen, die die Winkelgeschwindigkeit zwischen der Maschinenwelle und der Abtriebswelle reduzieren, sind auch andere Getriebekonfigurationen möglich. Anstelle oder zusätzlich zum Einsatz von Zahnrädern können auch Riemen, Ketten oder andere Mechanismen zur Übertragung von Drehbewegungen verwendet werden.
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Während der Antriebsstrang K der Ausführungsform von 2 vor dem Fahrzeug C platziert ist, um ein Paar Vorderräder Wrf, Wlfanzutreiben, kann alternativ oder zusätzlich ein Antriebsstrang K im Heck des Fahrzeugs installiert werden, um ein Paar Hinterräder Wrb, Wlbanzutreiben.
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In 3 ist eine schematische Draufsicht Vt von Teilen dargestellt, die eine Ausführungsform eines Antriebsstrangs K mit zwei Antriebsstrangmodulen Y,Y', bilden, wobei jedes Antriebsstrangmodul Y,Y' zumindest eine Drehmaschine M,M' und mindestens ein Getriebe T,T' umfassen kann. 3 zeigt ein Getriebe T zur Verwendung in einem Antriebsstrang K, wie hierin beschrieben. Das Getriebe T umfasst ein Zahnradgetriebe G1, G2, G3, G4, das zum Übertragen eines Drehmoments einer ersten Maschinenwelle S1 einer ersten rotierenden Maschine M auf eine erste Abtriebswelle S2 angeordnet ist. Das Getriebe T umfasst ferner ein Getriebegehäuse Z, das vorgesehen ist, um das Zahnradgetriebe aufzunehmen und um die rotierenden Maschinen M,M' zu positionieren und auszurichten.
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Vorteilhafterweise sind die beiden Antriebsstrangmodule Y,Y' identisch, die spiegelverkehrt/abgebildet in Bezug auf die Achse A0 zusammengebaut sein können und wobei die rotierende Maschine M des ersten Antriebsstrangmoduls Y durch das Getriebegehäuse des zweiten Antriebsstrangmoduls Y und umgekehrt aufgenommen bzw. eingerückt werden kann. Zum Zusammenbau bzw. der Montage bzw. zur Fixierung des ersten und zweiten Antriebsstrangmoduls Y,Y' können Anschlussstrukturen N1,N2,N1',N2' vorgesehen sein. Die erste und die zweite Anschlussstruktur N1, N2 des ersten Antriebsstrangmoduls Y können jeweils an der ersten und der zweiten Anschlussstruktur N1',N2' des zweiten Antriebsstrangmoduls Y' montiert sein. Eine oder mehrere zweite Anschlussstrukturen N2, N2' können in, an oder als Teil des Getriebegehäuses Z, Z' angeordnet sein. Diese Anschlussstrukturen können, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Löcher, Stifte, Bolzen, Vorsprünge, Hohlräume, Ränder, Schultern oder Flansche umfassen, die optional zusätzliche Verbindungselemente wie Schraubgewinde oder magnetische Elemente enthalten. Die Anschlussstrukturen N2, N2' können vorzugsweise so angeordnet sein, dass sie jeweils die ersten Anschlussstrukturen N1, N1' aufnehmen. Diese Anschlussstruktur kann an, in oder als Teil der rotierenden Maschinen M, M' des ersten und zweiten Antriebsstrangmoduls Y, Y' .angeordnet sein, wobei die Anschlussstrukturen als Stiftlöcher, Vorsprünge, Hohlräume, Felgen oder Flansche, Schultern oder beliebige andere Verbindungselemente, wie Schraubengewinde oder magnetische Elemente, ausgebildet sein können.
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Vorteilhafterweise können die ersten Anschlussstrukturen N1, N1' als ein vorstehendes, kranz- oder flanschartiges hervorstehendes Element N1b, N1b1' ausgebildet sein, das auf oder als Teil der Drehmaschinen M, M' in Axialrichtung konzentrisch aus den Maschinenwellen S1, S1' herausragt, wobei jedes Ende der Drehmaschinen M, M' einen Rand N1a, N1a' am Außenumfang bildet. Alternativ kann die Anschlussstruktur N1b, N1b1' einen Hohlraum, einen ringförmigen Hohlraum, Vorsprünge, Löcher oder Stifte umfassen. Die ersten Anschlussstrukturen N1, N1' können durch eine oder mehrere zweite Anschlussstrukturen N2, N2' aufgenommen bzw. in Eingriff gebracht werden, wobei die Anschlussstrukturen N2, N2' vorzugsweise einen konzentrischen vorstehenden Rand oder einen konzentrisch ringförmigen Hohlraum umfassen. So umfassen die ersten Anschlusstrukturen N1, N1' im Prinzip Elemente gespiegelter/negativer Konfiguration bezüglich der zweiten ineinander greifenden Strukturen N2, N2'. Alternativ können die Anschlussstrukturen N2, N2' ein oder mehrere Löcher, Vorsprünge oder Stifte umfassen, die durch erste zusammenpassende Strukturen N1, N1' mit gespiegelten/negativen Anschlussstrukturelementen aufgenommen bzw. in Eingriff gebracht werden können.
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Somit können die ersten Anschlussstrukturen N1, N1' der ersten und zweiten Drehmaschinen M, M' von den zweiten Anschlussstrukturen N2, N2' des ersten und zweiten Getriebegehäuses Z, Z' jeweils des ersten und des zweiten Antriebsstrangmoduls Y, Y' in einer Weise aufgenommen bzw. in Eingriff gebracht werden, dass die Antriebsstrangmodule Y, Y' zusammengebaut bzw. demontiert werden können.
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In der Ausführungsform umfasst das Getriebe T eine Eingangsseite TA zum Eingriff mit der jeweiligen Maschinenwelle S1 und eine gegenüberliegende Abtriebsseite TB zum Eingriff mit der jeweiligen Abtriebswelle S2. In der gezeigten Ausführungsform hat das zweite Getriebe T' die gleiche Konfiguration. Ferner ist das Getriebe mit einem Eingang TI versehen, in dem die Drehmaschinenwelle S1 aufgenommen werden kann, und mit einem Ausgang TO, in dem die Abtriebswelle S2 aufgenommen werden kann. Ebenso kann die Verbindung mit der Maschinenwelle S1 und der Abtriebswelle S2 auf verschiedene Weisen angeordnet sein.
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In einer weiteren Ausführungsform unterstützt das jeweilige Getriebe Tim Betrieb den ersten und den zweiten Elektromotor M, M' an der Eingangsseite TA. Durch Halten der Maschinen durch eines oder beide der Getriebe kann eine stabile Konstruktion erreicht werden. Es versteht sich, dass die kompakte Bauweise des Antriebsstrangs K in Kombination mit der Unterstützungsfunktion der Getriebe ferner zu der gesamten strukturellen Integrität des Antriebsstrangs K beitragen kann.
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Die in dieser Ausführungsform gezeigten Getriebe T, T' umfassen eine dritte Anschlussstruktur N3, N3', die zum Aufnehmen bzw. Ineingriffbringen einer vierten Anschlussstruktur N4, N4' der ersten und zweiten Drehmaschine M, M' zum Tragen der Maschine angeordnet ist. Dritte Anschlussstrukturen N3, N3' können in die Getriebegehäuse Z, Z' einstückig integriert sein. Die dritte und vierte Anschlussstruktur N3, N3', N4, N4' können verwendet werden, um eine zuverlässige Abstützung für die Maschinen bereitzustellen und die Maschinen in einer reproduzierbaren Position zu halten. Die an dem Getriebe T anliegenden Anschlussstrukturen N3, N3' können z. B. einen Flansch umfassen, der zum Eingriff eines Vorsprungs als Anschlussstrukturen N4, N4' an den Drehmaschinen M, M' angeordnet ist. Die dritte und vierte Anschlussstruktur N3, N3', N4, N4' sind konfiguriert, um die rotierende Maschine M, M' an dem Getriebegehäuse Z, Z' zu montieren. Verschiedene Ausführungsformen von Anschlussstrukturen sind möglich.
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Die ersten und zweiten Getriebe T, T', die in der Ausführungsform gezeigt sind, umfassen die zweiten Anschlussstrukturen N2, N2', die zum Aufnehmen bzw. Einrücken einer ersten AnschlussstrukturN1, N1' der ersten und zweiten Drehmaschinen M, M' angeordnet sind. Diese zweite AnschlussstrukturN2, N2' kann integriert sein oder ein separates Element in oder an dem Getriebegehäuse Z sein. Die ersten und zweiten Getriebe T, T' der Ausführungsform umfassen somit eine Tragstruktur zum Aufnehmen von bzw. Eingreifen in zwei Maschinen M, M'. Das erste und das zweite Getriebe T, T' sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie die erste und die zweite Drehmaschine M, M' an ihren Eingangsseiten TA, T' abstützen. An den Abtriebsseiten TB, T' der Getriebe T, T' können die Abtriebswellen S2, S2' des Zahnradgetriebes angeordnet sein, die sich bezüglich des Antriebsstrangs nach außen zu dem Rad hin erstrecken, mit dem die im Gebrauch befindliche Abtriebswelle verbunden ist. Trotz einer anderen Ausführungsform können die Abtriebswellen S2, S2' an den Eingangsseiten TA, TA' angeordnet sein, sich in Bezug auf den Antriebsstrang nach innen erstrecken und auf das Rad gerichtet sein, mit dem sie im Gebrauch verbunden sind.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Maschinen M, M' zwischen zwei Getrieben T, T' sandwichartig angeordnet und von den Getrieben T, T' getragen, wie beispielsweise in 1, 2 oder 3 zu sehen ist, wobei das Getriebegehäuse Z, Z' zur Aufnahme der Getriebezahnräder und zur Aufnahme und Ausrichtung der Maschinen M, M' ausgebildet sein kann. Zum Beispiel umfasst in der vorliegenden Ausführungsform der 3, das zweite Getriebe T' auf der anderen Seite der Maschinen M, M' ähnliche Anschlusstrukturen, z.B. N2' wie das erste Getriebe T, zur Aufnahme bzw. in Eingriff bringen mit den Maschinen M, M' von der anderen Seite. In einer Ausführungsform werden die Maschinen M, M' vorwiegend von den Getrieben T, T' getragen. Dadurch können Kosten eingespart werden, indem auf zusätzliche Stützstrukturen verzichtet wird. Auch können zusätzliche spezielle Komponenten weggelassen werden, was die Komplexität und die Kosten weiter reduziert.
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4A und 4B zeigen schematische Draufsichten Vt von Ausführungsformen der Antriebsstränge K. In diesen Figuren sind die Getriebe G1 - G4 und G1' - G4' schematisch dargestellt. Ebenfalls in diesen Figuren gezeigt sind einige der vorderen Lager B1, B1' und hinteren Lager B2, B2', die die Maschinenwelle S1 stützen.
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In der Ausführungsform der 4A und 4B ist ein vorderes Lager B1 der Maschinenwelle S1 auf einer Seite, an der die Maschinenwelle S1 in die Zahnräder G1, G2, G3, G4 eingreift, im Gehäuse des Getriebes T angeordnet, in der diese Zahnräder untergebracht sind, z.B. in dem Getriebegehäuse. Z. Dadurch, dass ein vorderes Lager B1, B1' der Maschinenwelle S1, S1' in dem Getriebe T, T' kann der Bedarf an einem Lager in der Maschine M, M' reduziert werden oder das Lager in der Maschine M, M' kann entfallen. Dies kann eine kompaktere Bauweise ermöglichen und Kosten sparen. Wenn z. B. das vordere Lager B1 verschleißt, kann es leichter ausgetauscht oder repariert werden, ohne die Maschine M zu öffnen. Es versteht sich, dass insbesondere das vordere Lager B1 auf der Seite der Maschinenwelle S1, die in die Zahnräder eingreift, eine erhebliche Last erfahren kann. Alternativ oder zusätzlich ist, wie in der Ausführungsform von 4B gezeigt, ein vorderes Lager B1 einer Maschinenwelle S1 in dem ersten Getriebe T angeordnet und ein hinteres Lager B2 der Maschinenwelle S1 ist in dem zweiten Getriebe T' angeordnet. Dies kann die integrierte Bauweise weiter verbessern und Kosten sparen.
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In einer Ausführungsform wird ein vorderes Lager B1 bzw. ein hinteres Lager B2 der Maschinenwelle S1 durch einen Schmierkreis (nicht gezeigt) eines Getriebes T bzw. T', das das Lager aufnimmt, geschmiert. Durch die Bereitstellung von Schmierung kann der Verschleiß des Lagers reduziert werden. Es versteht sich, dass eine solche Schmierung leichter in dem Getriebe T realisiert werden kann, z. B. mit besserer Zugänglichkeit als die Maschine M.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Schmierkreis dem vorderen bzw. hinteren Lager B1, B2 und dem Zahnradgetriebe G1, G2, G3, G4 des Getriebes T gemein. Ein Teilen des Schmierkreislaufs kann eine kompaktere Bauweise ermöglichen bzw. Kosten für eine separate Schmierung einsparen. In einer vorteilhaften Ausführungsform teilen sich das vordere Lager B1 und das Zahnradgetriebe G1, G2, G3, G4 den gleichen Schmierkreis, da sie im Getriebe T untergebracht sind. Die Schmierung des vorderen Lagers B1, insbesondere eine aktive Schmierung wie durch den Schmierkreis möglich, kann wichtig sein, da das vordere Lager B1 einer stärkeren Belastung unterliegt als das hintere Lager B2. Das hintere Lager B2 kann typischerweise mit einer eigenen passiven Schmierung versehen sein.
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In einer Ausführungsform, z.B. wie in 4A, umfasst ein Gehäuse H einer Maschine M weist eine offene Endkappe M1 ab, die die Welle S1 passiert, wobei ein Getriebe T benachbart an der Maschine M angeordnet ist, um die Endkappe M1 mit einem Gehäuseplatte T1 des benachbarten Getriebegehäuse Z abzuschließen. Durch Schließen einer Endkappe einer Maschine M mittels des Getriebegehäuses Z können die Materialkosten der Maschinenendkappe M1 eingespart werden und dennoch ein Verschluss der Maschine M gegen die Umgebung bereitgestellt werden. Auch kann die Konstruktion des Antriebsstrangs kompakter sein. Weiterhin kann das Innere der Maschine M leichter zugänglich sein, wenn das Getriebe T entfernt wird. In der Ausführungsform von 4A ist zu sehen, dass das hintere Lager B2 innerhalb der Maschine M untergebracht ist.
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In einer weiteren Ausführungsform, z. B. wie in 4B gezeigt, umfasst die Maschine M auch eine offene Endkappe M2 auf der anderen Seite der Maschine M, die die Welle S1 passiert, wobei das an die Maschine M anschließende zweite Getriebe T' auf dieser Seite dazu angeordnet ist, um die andere Endkappe M2 mit einer Gehäuseplatte T2 des angrenzenden zweiten Getriebegehäuses Z zu verschließen. Dies kann noch weitere Vorteile bieten, z. B. eine Materialersparnis. In der Ausführungsform von 4B ist zu sehen, dass die Drehwelle S1 von dem ersten Motor M zu dem zweiten Getriebe T' dergestalt verlängert ist, dass das hintere Lager B2 der Drehwelle S1 in dem zweiten Getriebe T' untergebracht werden kann. Dies kann vorteilhafterweise durchgeführt werden, wenn eine offene Endkappe an der Rückseite der Maschine M bereitgestellt wird.
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5 zeigt eine teilweise ausgeschnittene dreidimensionale schematische Draufsicht Vt einer anderen Ausführungsform eines Antriebsstrangs K. In dieser Ausführungsform ist der Antriebsstrang K ein elektrischer Antriebsstrang, der zwei elektrische Maschinen M, M' umfasst. Einige Teile des elektrischen Antriebsstrangs K, wie zuvor erörtert, sind schematisch in dem Antriebsstrang K gezeichnet. Insbesondere ist gezeigt, dass die Maschinenwelle S1 von einem vorderen Lager B1 und einem hinteren Lager B2 getragen wird. Das vordere Lager B1 befindet sich in dem Getriebe T und kann durch das Getriebegehäuse Z gestützt werden. Die Maschinenwelle S1 ist über ein Zahnradgetriebe T kinematisch mit der Abtriebswelle S2 verbunden und kann von dem Getriebegehäuse Z getragen werden. Ferner sind in dieser Figur Verbindungen F gezeigt, die zum Zuführen eines Kühlfluids zu der Maschine M verwendet werden können. Ferner ist eine elektrische Verbindung E gezeigt, die angeordnet ist, um elektrische Energie bzw. Steuersignale an die jeweiligen elektrischen Maschinen M, M' zu liefern. Elektrische Leistung kann z. B. der Maschine von einer Batterie (nicht gezeigt) zugeführt werden.
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In einer Ausführungsform ist das Getriebegehäuse Z, Z' aus mehreren Formteilen gefertigt. Dies kann die Herstellbarkeit verbessern. Beispielsweise können Zahnräder, Lager bzw. Schmierschaltungen in ein erstes Formstück des Gehäuses eingebaut und anschließend durch ein weiteres Formteil des Gehäuses verschlossen werden.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Antriebsstrangs K gemäß der Erfindung. Die Ausführungsform entspricht hauptsächlich der in 1 gezeigten Ausführungsform, abgesehen von der Position der Abtriebswellen S2, S2'. Die Abtriebswellen S2, S2' sind jeweils auf der Abtriebsachse A2, A2' angeordnet. In dieser Ausführungsform sind die Ausgangsachsen A2, A2' parallel zu und versetzt in Bezug auf die Mittelachse A0. Die Abtriebswellen S2, S2' sind auf die Radachsen A1, A1' des Paares gegenüberliegender Räder gerichtet und so angeordnet, dass sie mit dem Rad, mit dem sie im Gebrauch verbunden sind, mittels bekannter Wellen bzw. Verbindungen, z. B. einer homo-kinetischen Verbindung, in Eingriff kommen. Typischerweise ist die Welle S2, S2' daher mit mindestens einer homo-kinetischen Verbindung ausgestattet. Weiterhin erstrecken sich in der Ausführungsform gemäß 6 die Abtriebswellen S2, S2' in Bezug auf den Antriebsstrang K nach innen und erstrecken sich typischerweise unter oder an einem unteren Ende des Antriebsstrangs K zu dem Rad, mit dem sie im Gebrauch verbunden sind.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Antriebsstrang (K) zum Antreiben eines Fahrzeugs (C). Der Antriebsstrang (K) umfasst zwei Drehmaschinen (M, M') und zwei Getriebe (T, T'). Die Getriebe (T, T') sind zur Ausrichtung ihrer jeweiligen Abtriebswellen (S2, S2') zu einer Radachse (A1, A1') für den Antrieb eines Paars gegenüberliegender Räder des Fahrzeugs (C) angeordnet, wobei das Getriebe Getriebegehäuse (Z, Z') zum Ausrichten und Halten der Maschinen M, M' umfassen und eine Barriere z.B. gegen Schmutz aus der Umgebung bilden kann. Die erste Drehachse (A3), die zweite Drehachse (A3) und eine Mittelachse (A0) des Antriebsstrangs K sind zueinander parallel und versetzt und die erste Drehachse (A3) und die zweite Drehachse (A3') sind auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse (A0) spiegelsymmetrisch versetzt. Auf diese Weise wird eine kompakte und vielseitige Bauweise erreicht.
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Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen ein Zahnradgetriebe, das Zahnräder als Drehmomentübertragungselemente umfasst. Natürlich können die Drehmomentübertragungselemente ein Kettentrieb oder ein Riementrieb oder andere Drehmomentübertragungselemente oder eine Kombination davon sein.
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Während beispielhafte Ausführungsformen für einen rotierenden Antriebsstrang gezeigt wurden, können auch alternative Möglichkeiten durch den Fachmann in Betracht gezogen werden, der den Vorteil der vorliegenden Offenbarung hat, um eine ähnliche Funktion und ein ähnliches Ergebnis zu erzielen. Beispielsweise können Wellen oder Zahnräder kombiniert oder in eine oder mehrere alternative Komponenten aufgeteilt werden. Die verschiedenen Elemente der Ausführungsformen, wie erörtert und gezeigt, bieten bestimmte Vorteile, wie beispielsweise das Vorsehen einer kompakten und modularen Konstruktion. Natürlich sollte gewürdigt werden, dass eine beliebige der obigen Ausführungsformen oder Vorgänge mit einer oder mehreren anderen Ausführungsformen oder Prozessen kombiniert werden kann, um noch weitere Verbesserungen beim Finden und Abgleichen von Konstruktionen und Vorteilen bereitzustellen. Technische Merkmale und Vorteile des Getriebes z.B. in Verbindung mit dem Antriebsstrang können auch als getrennt von der beschriebenen Antriebsstrang, z.B. in Kombination mit einem Antriebsstrang unterschiedlich ausgebildet sein. Es versteht sich, dass diese Offenbarung besondere Vorteile für Antriebsstränge mit zwei oder mehr rotierenden Maschinen bietet, aber auch einen Antriebsstrang mit einer Maschine nutzen kann, die von einem oder zwei Getrieben getragen wird bzw. teilweise durch ein angrenzendes Gehäuse des Getriebes abgeschlossen ist bzw. ein Maschinenwellenlager innerhalb eines angrenzenden Getriebes umfasst.
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Obwohl die vorliegenden Systeme und Verfahren insbesondere mit Bezug auf spezielle beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben werden, sollte deutlich sein, dass zahlreiche Modifikationen und alternative Ausführungsformen durch Fachleute auf dem Gebiet ohne Abweichung von dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung entwickelt werden können. Die obige Erörterung soll lediglich veranschaulichend für die vorliegenden Systeme bzw. Verfahren sein und sollte nicht als Einschränkung der beigefügten Ansprüche auf eine bestimmte Ausführungsform oder Gruppe von Ausführungsformen aufgefasst werden. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind demgemäß in einer veranschaulichenden Weise zu betrachten und sollen den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche nicht einschränken. Beim Interpretieren der beigefügten Ansprüche versteht es sich, dass das Wort „umfassen“ das Vorhandensein anderer Elemente oder Schritte als diejenigen, die in einem gegebenen Anspruch aufgelistet sind, nicht ausschließt; das Wort „ein“, das einem Element vorausgeht, das Vorhandensein mehrerer solcher Elemente nicht ausschließt; alle Bezugszeichen in den Ansprüchen ihren Bedeutungsumfang nicht einschränken; einige „Mittel“ durch den gleichen oder einen anderen Gegenstand (Gegenstände) oder eine implementierte Struktur oder Funktion dargestellt werden können; jede der offenbarten Vorrichtungen oder Teile davon miteinander kombiniert oder in weitere Abschnitte getrennt werden können, sofern nicht explizit anders angegeben. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in untereinander verschiedenen Ansprüchen aufgeführt sind, bedeutet nicht, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhaft verwendet werden kann. Insbesondere werden alle funktionierenden Kombinationen der Ansprüche als inhärent offenbart betrachtet.
