EP2739496A1 - Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen antriebsmaschine - Google Patents

Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen antriebsmaschine

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Publication number
EP2739496A1
EP2739496A1 EP12786900.6A EP12786900A EP2739496A1 EP 2739496 A1 EP2739496 A1 EP 2739496A1 EP 12786900 A EP12786900 A EP 12786900A EP 2739496 A1 EP2739496 A1 EP 2739496A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive device
planetary gear
gear set
rotor
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12786900.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Bäuerlein
Markus KLÖPZIG
Klaus Schleicher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2739496A1 publication Critical patent/EP2739496A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/12—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of electric gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/001—Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2304/00—Optimising design; Manufacturing; Testing
    • B60Y2304/01—Minimizing space with more compact designs or arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
    • F16H1/22—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts

Definitions

  • the invention relates to a drive device, in particular for a vehicle, with an electric drive machine, which is coupled via a gear arrangement with a drive axle.
  • the gear arrangement of the drive device is used to make a translation of the rotational speed of the electric drive machine to a rotational speed of the drive axle.
  • the gear arrangement in this case usually comprises a gear and / or a differential for compensating different wheel speeds of a left and right wheel of the drive axle.
  • a large space is required because the gear assembly is connected outside the drive machine with this.
  • the drive device is to accommodate the smallest space, so there is a need for a space-optimized drive device.
  • the invention provides a drive device, in particular for a vehicle, with an electric drive machine which is coupled to a drive machine via a gear arrangement, wherein the gear arrangement, comprising a gear and / or a differential, is integrated within the rotor of the electric drive machine.
  • a drive device can be provided with substantially smaller dimensions than a drive device in which the electric drive machine and the gear arrangement are connected to one another as separate components. In particular, the axial extent of such a drive device can be reduced. Since the housing of the gear assembly can be omitted and other components of engine and transmission can be used, there is a cost and weight savings in terms of storage, cooling,
  • the gear assembly is integrated within the rotor in the electric drive machine, it is to be understood that the gear assembly is disposed in the cavity located between the rotor and the rotor shaft.
  • the invention is based on the consideration that, in a conventional drive machine, the installation space lying between the rotor and the rotor shaft generally represents a dead space, which is filled only with air and supporting structure.
  • the arrangement of the gear assembly in this Tothoffm the desired reduction of the drive device relative to separate components can be achieved.
  • a rotatably connected to the rotor rotor shaft of the drive machine and coupled to the drive shaft output shaft of the gear assembly are arranged coaxially with each other. This results in a simple structural design with small dimensions of the drive device.
  • the gear arrangement comprises at least one planetary gear set.
  • a planetary gear set may conventionally comprise a sun gear, a number of planet gears carried by a planetary carrier, and a ring gear.
  • a planetary gear set can be provided both for the transmission and for the optionally provided differential.
  • the gear arrangement comprises a first and a second planetary gear set, each with a sun gear and a number of planetary gears supported by a planet carrier, wherein the sun gear of the first planetary gear set is connected to the rotor shaft and the sun gear of the second planetary gear set is connected to the drive shaft and the planet gears of the first planetary gear set drive the planet gears of the second planetary gear set.
  • first and a second planetary gear set of a transmission of the gear arrangement allows to set a desired gear ratio between the rotor shaft and the output shaft.
  • the planetary gears of the first planetary gear set have a different diameter and / or a different number of teeth than the planetary gears of the second planetary gear set.
  • the planetary gears of the first planetary gear set have a larger diameter than the planetary gears of the second planetary gear set.
  • a suitable for electric drive devices in the motor vehicle gear ratio can be adjusted. This preferably ranges from a ratio of 1: 5 to 1:15.
  • the planet carrier of the gear arrangement is stationary. It is further provided that the planet carrier carries the planet wheels of the first and second planetary gear set.
  • the rotor shaft and the output shaft are aligned with each other centered.
  • the centering can be done for example by a tailor-made vote of all housing tolerances.
  • the centering takes place via two bearing points of the planet carrier, wherein a first bearing point with the rotor shaft and a second bearing point are coupled to the output shaft.
  • the centering is directly related to the storage of the two shafts, which is determined essentially by the axial length of the drive device.
  • the rotor needs to be connected to the rotor shaft via only a single flange. In such a drive device, the rotor shaft and the output shaft can each be mounted on one side.
  • a second, longer variant of the drive device can be provided to connect the rotor via arranged at its opposite ends flanges with the rotor shaft and the output shaft. This ensures better support of the rotor. Both the end of the output shaft and the end of the rotor shaft should be supported by a fixed bearing.
  • the planet carrier is mounted on the rotor shaft and the output shaft by means of a fixed bearing and a floating bearing.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a drive device according to the invention according to a first embodiment variant
  • Fig. 2 is a schematic representation of a drive arrangement according to the invention according to a second embodiment.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a drive device according to the invention.
  • the drive device is particularly suitable as a drive machine for a vehicle, such as e.g. a purely electrically operated or a combined electric-powered engine powered vehicle (hybrid vehicle) provided.
  • a vehicle such as e.g. a purely electrically operated or a combined electric-powered engine powered vehicle (hybrid vehicle) provided.
  • the drive device can also be used in other applications, in particular if a ratio of rotational speeds is required.
  • the drive device comprises a not shown electric drive machine 5.
  • the electric drive machine comprises in a known manner a rotor 10, which is connected by way of example via a rotor flange 12 rotatably connected to a rotor shaft 11.
  • the drive machine 5, as well as the other components of the drive device described in more detail below are each shown only half of a rotational axis 50.
  • a stator of the electric drive machine 5, which is located above or outside the rotor 10 with respect to the rotor shaft 11, is not explicitly shown.
  • the structural design of the electric drive machine corresponds to a conventional electric drive machine, which is assumed to be known to those skilled in the art, so that is dispensed with a more detailed description at this point.
  • a gear assembly 20 is arranged inside the rotor, ie between the rotor 10 and the rotor shaft 11, a gear assembly 20 is arranged.
  • the electric drive machine 5 is coupled via the gear assembly 20 with a drive axle, not shown, of the vehicle.
  • the gear arrangement 20 comprises only one transmission via which the speed ratio of the rotor shaft 11 and an output shaft 40 of the gear arrangement 20 connected to the transmission is fixed.
  • the gear arrangement may also include an additional differential.
  • the gear assembly 20 is in the embodiment of
  • Fig. 1 shown in a merely schematic representation.
  • the gear assembly 20 consists of two planetary gear sets 21,
  • the planetary gear 21 includes a sun gear 22 which is rotatably connected to the rotor shaft 11.
  • the planetary gear set 23 (of which only one planetary gear is illustrated).
  • the planet carrier 23 is supported by a planet carrier, not shown, whose planetary axis is designated by the reference numeral 30.
  • the planet carrier is mounted stationary in the drive device.
  • the second planetary gear set 25 also includes a sun gear
  • the sun gear 26 which is non-rotatably coupled to the output shaft 40.
  • the sun gear 26 is engaged with a planetary gear set 27, which is also supported by the planet carrier of the planetary gear set 23.
  • the planetary gears 23 of the first planetary gear set 21 and the planetary gears 27 of the second planetary gear set 25 rotate about the respective planetary axis 30 at the same rotational speed.
  • Also for the second planetary gear 25 only one planetary gear 27 is illustrated.
  • the planet gears 23, 27 are connected to each other in such a way that the planet gears 23 drive the planet wheels 27 of the second planetary gear set 25.
  • rotation of the rotor shaft via the gear assembly 20 results in rotation of the output shaft.
  • the planet gears 23 of the first planetary gear set 21 and the second planetary gear set 25 have a different diameter.
  • the diameters of the planet gears 23, 27 are in a relationship such that a desired speed ratio of the rotor shaft and the output shaft adjusts itself. In the field of motor vehicles, a translation could be selected ratio of 1: 5 to 1:15. In principle, the transmission ratio should be selected on the basis of the circumstances, so that other transmission ratios could also be selected. It is understood that other speed ratios can be adjusted by varying the diameter ratio and / or the number of teeth.
  • the planet gears 23, 27 of the first and second planetary gear sets 21, 25 thus represent a stepped Planetenradanord- tion.
  • the gear assembly could also include a conventional planetary gear in which a sun gear, planet gears and a ring gear are provided.
  • the number of such planetary gear sets can be suitably selected by a person skilled in the art.
  • the drive device in FIG. 1 is a so-called open design.
  • Such an embodiment is possible in particular when the length li of the rotor 10 plus the width of the rotor flange 12 does not exceed a certain length. Otherwise, the mechanical stability would possibly no longer be guaranteed.
  • it is sufficient to support both the rotor shaft 11 and the output shaft 40 only on one side.
  • a corresponding bearing point for the rotor shaft 11 is designated by the reference numeral 31, a bearing point for the output shaft 40 by the reference numeral 32.
  • the planet carrier is stationary, e.g. with a part of the housing (reference numeral 35). In addition, he can over
  • Bearings 33, 34 to be supported on the rotor shaft 11 and the output shaft 40.
  • Rotor shaft 11 and output shaft 40 are centered to each other.
  • the centering can be accomplished in different ways. On the one hand, a tailor-made tuning of all components of the drive device, in particular of the housing and the bearing points for the two shafts, possible.
  • the centering can also be made via the bearing of the planet carrier to the bearings 33, 34 or via a separately provided centering 37.
  • the centering bearing 37 allows rotation of the rotor shaft and the output shaft 40 independently of each other, but is due to its design, however, able to align the two shafts in alignment with each other.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of a drive device according to the invention.
  • the rotor 10 is in addition to the rotor flange 12 also attached to a rotor flange 13 disposed at the opposite end.
  • the rotor flange 13 is connected via a bearing 36 with the housing (see reference numeral 35).
  • This closed design in which the gear assembly 20 is more or less completely protected inside the rotor 10 of the electric drive machine 5, allows to extend the rotor length compared to the variant of FIG. In Fig. 2, the length is 1 2 , wherein 1 2 > Ii.
  • the length 1 2 is made up of the length of the rotor 10 and the thicknesses of the rotor flanges 12 and 13 together.
  • the gear arrangement 20 corresponds to the gear arrangement described in connection with FIG. However, due to the possibly larger overall length a different type of storage is provided.
  • Rotor shaft 11 and output shaft 40 are connected to each other via a centering bearing 37.
  • the centering could also be done in the above two ways (tolerances or use of the bearings of the planet carrier).
  • it is provided in this embodiment variant to store one of the two shafts 11, 40 via a fixed bearing and to store the other of the two shafts via a floating bearing.
  • the rotor shaft 11 is mounted via a fixed bearing 31.
  • the output shaft 40 is mounted on a floating bearing 32.
  • the planet carrier is mounted on the two shafts 11, 40 via a fixed bearing 33 and a floating bearing 34. Due to the closed arrangement, ie the mutual provision of rotor flanges 12, 13 and the described type of storage, this arrangement can be used in long rotors, whereby the stability of the arrangement is improved.
  • the gear arrangement could be designed to be both single-stage and multi-stage.
  • the aspect ratio would change from diameter to length of the drive device, with an enlarged diameter a smaller axial length could be achieved under certain circumstances.
  • the drive device has the advantage of a compact construction measure, since the gear assembly is integrated into the interior of the electric drive machine. Since the housing of the transmission can be omitted and other components of the engine and transmission can be used, resulting in a cost and weight savings.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Antriebsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einer elektrischen Antriebsmaschine (5), die über eine Getriebeanordnung (20) mit einer Antriebsachse gekoppelt ist. Die Getriebeanordnung (20), umfassend ein Getriebe und/oder ein Differential, ist innerhalb des Rotors (10) der elektrischen Antriebsmaschine (5) integriert.

Description

Beschreibung
Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Antriebsmaschine Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einer elektrischen Antriebsmaschine, die über eine Getriebeanordnung mit einer Antriebsachse gekoppelt ist. Die Getriebeanordnung der Antriebsvorrichtung dient dazu, eine Übersetzung der Drehzahl der elektrischen Antriebsmaschine auf eine Drehzahl der Antriebsachse vorzunehmen. Die Getriebeanordnung umfasst hierbei üblicherweise ein Getriebe und/oder ein Differential zum Ausgleich unterschiedlicher Raddrehzahlen eines linken und rechten Rads der Antriebsachse. Bei herkömmlichen Antriebsvorrichtungen wird ein großer Bauraum benötigt, da die Getriebeanordnung außerhalb der Antriebsmaschine mit dieser verbunden ist. Insbesondere im Anwendungsfall von Fahrzeugen ist die Antriebsvorrichtung auf engstem Bauraum unterzubringen, weswegen ein Bedarf an einer bauraumoptimierten Antriebsvorrichtung besteht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung anzugeben, welche mit kompakten Abmaßen bereitstell - bar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Antriebsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Die Erfindung schafft eine Antriebsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einer elektrischen Antriebsmaschine, die über eine Getriebeanordnung mit einer Antriebsmaschine gekoppelt ist, wobei die Getriebeanordnung, umfassend ein Ge- triebe und/oder ein Differential, innerhalb des Rotors der elektrischen Antriebsmaschine integriert ist. Eine solche Antriebsvorrichtung kann mit wesentlich kleineren Abmaßen bereitgestellt werden, als eine Antriebsvorrichtung, bei der die elektrische Antriebsmaschine und die Getriebeanordnung als separate Bauteile miteinander verbunden sind. Insbesondere kann die axiale Erstreckung einer solchen Antriebsvorrichtung verkleinert werden. Da das Gehäuse der Getriebeanordnung entfallen kann und weitere Bauteile von Motor und Getriebe genutzt werden können, ergibt sich eine Kosten- und Gewichtseinsparung hinsichtlich Lagerung, Kühlung,
Schmierung und Dichtung.
Wenn in der vorliegenden Beschreibung davon die Rede ist, dass die Getriebeanordnung innerhalb des Rotors in die elektrische Antriebsmaschine integriert ist, so ist hierunter zu verstehen, dass die Getriebeanordnung in dem zwischen dem Rotor und der Rotorwelle befindlichen Hohlraum angeordnet ist. Der Erfindung liegt hierbei die Überlegung zu Grunde, dass in einer herkömmlichen Antriebsmaschine der zwischen dem Rotor und der Rotorwelle liegende Bauraum in der Regel einen Tot- räum darstellt, der lediglich mit Luft und Tragstruktur gefüllt ist. Durch die Anordnung der Getriebeanordnung in diesem Toträum kann die gewünschte Verkleinerung der Antriebs- Vorrichtung gegenüber getrennten Bauteilen erzielt werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass eine drehfest mit dem Rotor verbundene Rotorwelle der Antriebsmaschine und eine mit der Antriebsachse gekoppelte Abtriebswelle der Getriebeanordnung koaxial zueinander angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich ein einfacher konstruktiver Aufbau bei geringen Abmaßen der An- triebsvorrichtung .
In einer Ausgestaltung umfasst die Getriebeanordnung zumindest einen Planetenradsatz . Ein solcher Planetenradsatz kann in herkömmlicher Weise ein Sonnenrad, eine Anzahl an Plane- tenrädern, die von einem Planetenträger getragen werden, und ein Hohlrad aufweisen. Ein solcher Planetenradsatz kann sowohl für das Getriebe als auch für das optional vorgesehene Differential vorgesehen sein. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung umfasst die Getriebeanordnung einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz mit jeweils einem Sonnenrad und einer Anzahl an von einem Plane- tenträger getragenen Planetenrädern, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der Rotorwelle und das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes mit der Antriebswelle verbunden ist und die Planetenräder des ersten Planetenradsatzes die Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes antreiben. Durch den Verzicht auf jeweilige Hohlräder im ersten und zweiten Planetenradsatz kann eine Getriebeanordnung mit geringem Durchmesser bereitgestellt werden.
Darüber hinaus erlaubt es die Ausbildung eines ersten und eines zweiten Planetenradsatzes eines Getriebes der Getriebeanordnung, ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis zwischen der Rotorwelle und der Abtriebswelle einzustellen. Insbesondere ist hierzu vorgesehen, dass die Planetenräder des ersten Planetenradsatzes einen anderen Durchmesser und/oder eine an- dere Anzahl an Zähnen als die Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes aufweisen. Insbesondere weisen die Planetenräder des ersten Planetenradsatzes einen größeren Durchmesser als die Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes auf.
Hierdurch kann ein für elektrische Antriebsvorrichtungen im Kraftfahrzeug geeignetes Übersetzungsverhältnis eingestellt werden. Dieses reicht vorzugsweise von einer Übersetzung von 1:5 bis 1:15.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass der Planetenträger der Ge- triebeanordnung ortsfest ist. Weiter ist vorgesehen, dass der Planetenträger die Planetenräder des ersten und des zweiten Planetenradsatzes trägt.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Ro- torwelle und die Abtriebswelle zueinander zentriert ausgerichtet. Die Zentrierung kann z.B. durch eine passgenaue Abstimmung aller Gehäusetoleranzen erfolgen. Ebenso kann zur Zentrierung vorgesehen sein, dass die Zentrierung über ein Zentrierlager erfolgt, welches zwischen der Rotorwelle und der Abtriebswelle angeordnet ist und die beiden Wellen miteinander koppelt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Zentrierung über zwei Lagerstellen des Planetenträgers erfolgt, wobei eine erste Lagerstelle mit der Rotorwelle und eine zweite Lagerstelle mit der Abtriebswelle gekoppelt sind. Die Zentrierung hängt unmittelbar auch mit der Lagerung der beiden Wellen zusammen, wobei diese im Wesentlichen durch die axiale Länge der Antriebsvorrichtung bestimmt wird. Bei einer ersten, kurzen Variante der Antriebsvorrichtung braucht der Rotor über lediglich einen einzigen Flansch mit der Rotorwel- le verbunden zu sein. Bei einer derartigen Antriebsvorrichtung können die Rotorwelle und die Abtriebswelle jeweils einseitig gelagert sein.
In einer zweiten, längeren Variante der Antriebsvorrichtung kann vorgesehen sein, den Rotor über an seinen gegenüberliegenden Enden angeordnete Flansche mit der Rotorwelle bzw. der Abtriebswelle zu verbinden. Hierdurch ist eine bessere Ab- stützung des Rotors sichergestellt. Dabei sollten sowohl das Ende der Abtriebswelle als auch das Ende der Rotorwelle über ein Festlager gelagert sein.
Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn der Planetenträger an der Rotorwelle und der Abtriebswelle mittels eines Festlagers und eines Loslagers gelagert ist.
Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand von Ausführungs- beispielen in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltungsvariante, und Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung gemäß einer zweiten Ausgestaltung .
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung ist insbesondere als Antriebsmaschine für ein Fahrzeug, wie z.B. ein rein elektrisch betriebenes oder ein kombiniert elektrisch- brennkraftmotorisch betriebenes Fahrzeug (Hybrid-Fahrzeug) , vorgesehen. Die Antriebsvorrichtung kann natürlich auch in anderen Anwendungen eingesetzt werden, insbesondere wenn eine Übersetzung von Drehzahlen benötigt wird.
Die Antriebsvorrichtung umfasst eine nicht näher dargestellte elektrische Antriebsmaschine 5. Die elektrische Antriebsmaschine umfasst in bekannter Weise einen Rotor 10, der beispielhaft über einen Rotorflansch 12 drehfest mit einer Rotorwelle 11 verbunden ist. Die Antriebsmaschine 5, wie auch die übrigen Komponenten der nachfolgend näher beschriebenen Antriebsvorrichtung sind bezüglich einer Drehachse 50 jeweils nur zur Hälfte dargestellt. Ein Stator der elektrischen Antriebsmaschine 5, der sich bezüglich der Rotorwelle 11 oberhalb bzw. außerhalb des Rotors 10 befindet, ist nicht explizit dargestellt. Der konstruktive Aufbau der elektrischen Antriebsmaschine entspricht einer herkömmlichen elektrischen Antriebsmaschine, welche dem Fachmann als bekannt vorausgesetzt wird, so dass auf eine eingehendere Beschreibung an dieser Stelle verzichtet wird. Im Inneren des Rotors, d.h. zwischen dem Rotor 10 und der Rotorwelle 11, ist eine Getriebeanordnung 20 angeordnet. Die elektrische Antriebsmaschine 5 ist über die Getriebeanordnung 20 mit einer nicht dargestellten Antriebssachse des Fahrzeugs gekoppelt. Im vorliegenden Ausgestaltungsbeispiel umfasst die Getriebeanordnung 20 lediglich ein Getriebe, über das das Drehzahlverhältnis von Rotorwelle 11 und einer mit dem Getriebe verbundenen Abtriebswelle 40 der Getriebeanordnung 20 festgelegt ist. Prinzipiell kann die Getriebeanordnung auch ein zusätzliches Differential umfassen.
Die Getriebeanordnung 20 ist im Ausführungsbeispiel der
Fig. 1 in lediglich schematischer Darstellung gezeigt. Die Getriebeanordnung 20 besteht aus zwei Planetenradsätzen 21,
25. Der Planetenradsatz 21 umfasst ein Sonnenrad 22, das drehfest mit der Rotorwelle 11 verbunden ist. Das Sonnenrad
22 steht mit einem Planetenradsatz 23 (von dem lediglich ein Planetenrad dargestellt ist) in Eingriff. Der Planetenradsatz
23 wird von einem nicht dargestellten Planetenträger getragen, dessen Planetenachse mit dem Bezugszeichen 30 gekennzeichnet ist. Vorzugsweise ist der Planetenträger ortsfest in der Antriebsvorrichtung gelagert .
Der zweite Planetenradsatz 25 umfasst ebenfalls ein Sonnenrad
26, das drehfest mit der Abtriebswelle 40 gekoppelt ist. Das Sonnenrad 26 steht mit einem Planetenradsatz 27 in Eingriff, das ebenfalls von dem Planetenträger des Planetenradsatzes 23 getragen wird. Dies hat zur Folge, dass sich die Planetenräder 23 des ersten Planetenradsatzes 21 und die Planetenräder 27 des zweiten Planetenradsatzes 25 mit der gleichen Drehzahl um die jeweilige Planetenachse 30 drehen. Auch für den zweiten Planetenradsatz 25 ist lediglich ein einziges Planetenrad 27 illustriert.
Die Planetenräder 23, 27 sind derart miteinander verbunden, dass die Planetenräder 23 die Planetenräder 27 des zweiten Planetenradsatzes 25 antreiben. Somit führt eine Drehung der Rotorwelle über die Getriebeanordnung 20 zu einer Drehung der Abtriebswelle .
Die Planetenräder 23 des ersten Planetenradsatzes 21 und des zweiten Planetenradsatzes 25 weisen einen unterschiedlichen Durchmesser auf. Die Durchmesser der Planetenräder 23, 27 stehen derart in einem Verhältnis, dass ein gewünschtes Drehzahlverhältnis von Rotorwelle und Abtriebswelle sich einstellt. Im Bereich von Kraftfahrzeugen könnte ein Überset- zungsverhältnis von 1:5 bis 1:15 gewählt werden. Prinzipiell ist das Übersetzungsverhältnis anhand der Gegebenheiten zu wählen, so dass auch andere Übersetzungsverhältnisse gewählt werden könnten. Es versteht sich, dass durch Variation des Durchmesserverhältnisses und/oder der Anzahl der Zähne auch andere Drehzahlverhältnisse eingestellt werden können. Die Planetenräder 23, 27 des ersten und des zweiten Planetenradsatzes 21, 25 stellen damit eine gestufte Planetenradanord- nung dar .
In einer nicht dargestellten Ausgestaltungsvariante könnte die Getriebeanordnung auch einen herkömmlichen Planetenradsatz umfassen, bei dem ein Sonnenrad, Planetenräder und ein Hohlrad vorgesehen sind. Die Anzahl derartiger Planetenrad- sätze kann durch einen Fachmann geeignet gewählt werden.
Die Antriebsvorrichtung in Fig. 1 ist aufgrund des lediglich auf einer Seite des Rotors 10 vorgesehenen Rotorflansches 12 eine sog. offene Ausführung. Eine solche Ausführung ist ins- besondere dann möglich, wenn die Länge Ii des Rotors 10 zuzüglich der Breite des Rotorflansches 12 eine bestimmte Länge nicht überschreitet. Andernfalls wäre die mechanische Stabilität gegebenenfalls nicht mehr gewährleistet. Bei einer solchen offenen Anordnung ist es ausreichend, sowohl die Rotor- welle 11 als auch die Abtriebswelle 40 lediglich einseitig zu lagern. Eine entsprechende Lagerstelle für die Rotorwelle 11 ist mit dem Bezugszeichen 31, eine Lagerstelle für die Abtriebswelle 40 mit dem Bezugszeichen 32 gekennzeichnet. Der Planetenträger ist ortsfest, z.B. mit einem Teil des Gehäu- ses, verbunden (Bezugszeichen 35) . Zusätzlich kann er über
Lagerstellen 33, 34 an der Rotorwelle 11 und der Abtriebswelle 40 gestützt sein.
Rotorwelle 11 und Abtriebswelle 40 sind zentriert zueinander angeordnet. Die Zentrierung kann auf unterschiedliche Art und Weise bewerkstelligt sein. Zum einen ist eine passgenaue Abstimmung aller Komponenten der Antriebsvorrichtung, insbesondere des Gehäuses und der Lagerstellen für die beiden Wellen, möglich. Die Zentrierung kann auch über die Lagerung des Planetenträgers an den Lagern 33, 34 oder über ein separat vorgesehenes Zentrierlager 37 vorgenommen sein. Das Zentrierlager 37 erlaubt eine Drehung von Rotorwelle und Abtriebswelle 40 unabhängig voneinander, ist aufgrund seiner Ausgestaltung jedoch in der Lage, die beiden Wellen fluchtend zueinander auszurichten .
Fig. 2 zeigt eine alternative Ausgestaltungsform einer erfin- dungsgemäßen Antriebsvorrichtung. Bei dieser Antriebsvorrichtung ist der Rotor 10 zusätzlich zu dem Rotorflansch 12 auch an einem am gegenüberliegenden Ende angeordneten Rotorflansch 13 befestigt. Der Rotorflansch 13 ist über eine Lagerstelle 36 mit dem Gehäuse (vgl. Bezugszeichen 35) verbunden. Diese geschlossene Ausführung, bei der die Getriebeanordnung 20 mehr oder minder vollständig geschützt im Inneren des Rotors 10 der elektrischen Antriebsmaschine 5 liegt, erlaubt es, die Rotorlänge gegenüber der Variante gemäß Fig. 1 zu verlängern. In Fig. 2 beträgt die Länge 12, wobei 12 > Ii ist. Die Länge 12 setzt sich hierbei aus der Länge des Rotors 10 sowie den Dicken der Rotorflansche 12 und 13 zusammen.
Die Getriebeanordnung 20 entspricht der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Getriebeanordnung. Jedoch ist aufgrund der unter Umständen größeren Baulänge eine andere Art der Lagerung vorgesehen.
Rotorwelle 11 und Abtriebswelle 40 sind über ein Zentrierlager 37 miteinander verbunden. Die Zentrierung könnte jedoch auch auf die oben genannten beiden Arten (Toleranzen bzw. Nutzung der Lager des Planetenträgers) erfolgen. Weiterhin ist in dieser Ausgestaltungsvariante vorgesehen, eine der beiden Wellen 11, 40 über ein Festlager zu lagern und die andere der beiden Wellen über ein Loslager zu lagern. Im Aus- führungsbeispiel ist die Rotorwelle 11 über ein Festlager 31 gelagert. Die Abtriebswelle 40 ist über ein Loslager 32 gelagert. Der Planetenträger ist an den beiden Wellen 11, 40 über ein Festlager 33 und ein Loslager 34 gelagert. Durch die geschlossene Anordnung, d.h. das beiderseitige Vorsehen von Rotorflanschen 12, 13 und die geschilderte Art der Lagerung kann diese Anordnung bei langen Rotoren verwendet werden, wodurch die Stabilität der Anordnung verbessert ist.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausgestaltungsvariante könnte die Getriebeanordnung sowohl ein- wie auch mehrstufig ausgeführt sein. Insbesondere ist es nicht zwingend, Plane- tenradsätze ohne Hohlrad zu verwenden. In letzterem Fall würde sich das Aspektverhältnis von Durchmesser zu Länge der Antriebsvorrichtung verändern, wobei bei vergrößertem Durchmesser eine unter Umständen kleinere axiale Länge erzielbar wäre .
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung weist den Vorteil eines kompakten Baumaßes auf, da die Getriebeanordnung ins Innere der elektrischen Antriebsmaschine integriert ist. Da das Gehäuse des Getriebes entfallen kann und weitere Bauteile von Motor und Getriebe genutzt werden können, ergibt sich eine Kosten- und Gewichtseinsparung.

Claims

Patentansprüche
1. Antriebsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einer elektrischen Antriebsmaschine (5) , die über eine Ge- triebeanordnung (20) mit einer Antriebsachse gekoppelt ist, wobei die Getriebeanordnung (20) , umfassend ein Getriebe und/oder ein Differential, innerhalb des Rotors (10) der elektrischen Antriebsmaschine (5) integriert ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine drehfest mit dem Rotor (10) verbundene Rotorwelle (11) der Antriebsmaschine (5) und eine mit der Antriebsachse gekoppelte Abtriebswelle (40) der Getriebeanordnung (20) koaxial zueinander angeordnet sind.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Getriebeanordnung (20) zumindest einen Planetenradsatz (21, 26) umfasst.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Getriebeanordnung (20) einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz (21, 25) mit jeweils einem Sonnenrad (22, 26) und einer Anzahl an von einem Planetenträger getragenen Planetenrädern (23, 27) umfasst, wobei das Sonnen- rad (22) des ersten Planetenradsatzes (21, 26) mit der Rotorwelle (11) und das Sonnenrad (26) des zweiten Planetenradsatzes (25) mit der Abtriebswelle (40) verbunden ist und die Planetenräder (23) des ersten Planetenradsatzes (21) die Planetenräder (27) des zweiten Planetenradsatzes (25) antreiben.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Planetenräder (23, 27) des ersten Planetenradsatzes (21) einen anderen Durchmesser und/oder eine andere Anzahl an Zähnen als die Planetenräder (27) des zweiten Planetenradsatzes (25) aufwei- sen.
6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der die Planetenräder (23, 27) des ersten Planetenradsatzes (21) einen größeren Durchmesser als die Planetenräder (27) des zweiten Planetenradsatzes (25) aufweisen.
7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der der Planetenträger ortsfest ist.
8. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der der Planetenträger die Planetenräder (23, 27) des ersten und des zweiten Planetenradsatzes (21, 26) trägt.
9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei der die Rotorwelle (11) und die Abtriebswelle (40) zueinander zentriert ausgerichtet sind.
10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Zentrierung über ein Zentrierlager (37) erfolgt, welche zwischen der Rotorwelle (11) und der Abtriebswelle (40) angeordnet ist und die beiden Wellen miteinander koppelt.
11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Zentrierung über zwei Lagerstellen (33, 34) des Planetenträgers erfolgt, wobei eine erste Lagerstelle (33) mit der Rotorwelle (11) und eine zweite Lagerstelle (34) mit der Abtriebswelle (40) gekoppelt ist.
12. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, bei der die Rotorwelle (11) und die Abtriebswelle (40) jeweils einseitig gelagert sind.
13. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, bei der die Enden der Rotorwelle (11) und der Abtriebswelle (40) über ein Festlager gelagert sind.
14. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, bei der der Planetenträger an der Rotorwelle (11) und der Ab triebswelle (40) mittels eines Festlagers und eines Loslager gelagert ist.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014205886A1 (de) * 2014-03-28 2015-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Elektroantriebseinheit, insbesondere für ein Hybrid-Elektrokraftfahrzeug
EP3540918A1 (de) * 2018-03-13 2019-09-18 FLET GmbH Elektrofahrzeug

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003127680A (ja) * 2001-10-22 2003-05-08 Fuji Heavy Ind Ltd 車両の駆動装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2005047A1 (de) * 1970-02-04 1971-08-19 Janich H Getriebemotor
JP3369673B2 (ja) * 1993-09-28 2003-01-20 本田技研工業株式会社 ホイールモータ
ES2159471B1 (es) * 1998-06-18 2002-06-01 Mannesmann Sachs Ag Disposicion de accionamiento para un automovil.
DE10161908A1 (de) * 2001-12-17 2003-06-18 Stihl Maschf Andreas Handgeführtes Arbeitsgerät
SE526914C2 (sv) * 2003-12-02 2005-11-15 Skf Ab En segmenterad vals för en stränggjutningsmaskin
JP2005231564A (ja) * 2004-02-23 2005-09-02 Ntn Corp 電動式車輪駆動装置
DE102004037266A1 (de) * 2004-07-31 2006-02-16 Linde Ag Antriebsachse mit einem Elektromotor und integriertem Differentialgetriebe
US7497286B2 (en) * 2005-07-29 2009-03-03 Borgwarner Inc. Auxiliary electric drive assembly
DE102005055690A1 (de) * 2005-11-23 2007-05-24 Linde Ag Antriebsachse mit einem elektrischen Antriebsmotor, einem Untersetzungsgetriebe und einem Differentialgetriebe
DE102008063875A1 (de) * 2008-12-19 2010-07-01 Robert Bosch Gmbh Generatoranordnung für eine Windenergieanlage
DE102010004228A1 (de) * 2010-01-09 2011-07-14 IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr, 10587 Vorrichtung zum Antrieb eines Fahrzeuges
US8430781B2 (en) * 2010-11-19 2013-04-30 Remy Technologies, L.L.C. Gear lash control member for a differential gear set and method of establishing gear lash

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003127680A (ja) * 2001-10-22 2003-05-08 Fuji Heavy Ind Ltd 車両の駆動装置

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